JP7433143B2

JP7433143B2 - 加熱調理器

Info

Publication number: JP7433143B2
Application number: JP2020104580A
Authority: JP
Inventors: 雄一郎伊藤; 一貴市村; 杏子石原; 毅内田; 規夫勝間; 利弘齋藤
Original assignee: Mitsubishi Electric Home Appliance Co Ltd; Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Home Appliance Co Ltd; Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2020-06-17
Filing date: 2020-06-17
Publication date: 2024-02-19
Anticipated expiration: 2040-06-17
Also published as: JP2021194363A

Description

本開示は、食材を加熱調理する加熱調理器に関する。

従来、容器内の食材を調理する加熱調理器において、調理中に容器内を減圧して炊飯などの調理を行うことが知られている（例えば、特許文献１）。また、このような加熱調理器では、調理完了後も容器内の減圧状態を維持し、減圧下で被調理物を保存することが提案されている。減圧下で被調理物を保存することで、被調理物の衛生性を保持し、食味の劣化を防ぐことができる。

特開２００７－２０９４８１号公報

特許文献１に記載のように、調理中、または調理前後に容器内を減圧する加熱調理器では、容器と蓋とで形成される空間の密閉状態を電気的に制御できる電磁弁が搭載されている。通常、電磁弁は通電中に一つの状態を維持し、通電を停止することで別の状態に切替える構成となっている。そのため、例えば調理後の保温工程において容器の内部空間を密閉状態に維持する場合、数時間から数十時間程度の長時間に渡り、電磁弁に通電し続けなければならない。これにより、加熱調理器の消費電力が増加してしまい、省エネ性の観点から改善の余地がある。

本開示は、上記のような課題を解決するためのものであり、電気的な制御により容器内の密閉性を変更することが可能な加熱調理器において、消費電力の増加を抑制することを目的とする。

本開示に係る加熱調理器は、容器と、容器を加熱する加熱手段と、容器を覆う蓋体と、容器の内部空間の密閉性を変化させる自己保持型の第１弁と、第１弁を制御する制御装置と、を備え、制御装置は、商用電源の供給が停止した場合に、容器の内部空間と容器の外部とが連通するように、第１弁を切替える。

本開示における加熱調理器によると、容器の内部空間の密閉性を変化させる自己保持型の第１弁を備えることで、加熱調理器の消費電力の増加を抑制することができる。

実施の形態１に係る加熱調理器の断面模式図である。実施の形態１に係る加熱調理器の制御ブロック図である。実施の形態１に係る加熱調理器の通常の調理制御における温度および圧力と、各装置の駆動タイミングとを示す図である。実施の形態１に係る加熱調理器の第１弁の概略構成図である。実施の形態１に係る第１弁の駆動回路の概略構成図である。実施の形態１に係る弁制御部の出力信号と、スイッチング素子の駆動タイミングと、励磁コイルの電流波形と、第１弁の状態とを示す図である。実施の形態１に係る加熱調理器の停電時の調理制御を示すフローチャートである。実施の形態２に係る第１弁の駆動回路の概略構成図である。

以下、加熱調理器の実施の形態を、図面を参照して説明する。なお、図面に示す加熱調理器は一例であり、図面に示された加熱調理器によって適用機器が限定されるものではない。また、以下の説明において、理解を容易にするために方向を表す用語（例えば「上」、「下」、「右」、「左」、「前」、「後」など）を適宜用いるが、これらは説明のためのものであって、実施の形態を限定するものではない。また、各図において、同一の符号を付したものは、同一のまたはこれに相当するものであり、これは明細書の全文において共通している。なお、各図面では、各構成部材の相対的な寸法関係または形状等が実際のものとは異なる場合がある。

実施の形態１．
（加熱調理器の構成）
図１は、実施の形態１に係る加熱調理器１００の断面模式図である。加熱調理器１００は、本体１と、本体１の内側に内装固着された容器収納部２と、容器収納部２内に着脱自在に収納され、有底筒状で上面が開口した鍋状の容器６とを備えている。また、加熱調理器１００は、容器６の上面開口を覆う内蓋８と、本体１に開閉自在に係止され、内蓋８に連結されて内蓋８を覆う外蓋１０とからなる蓋体を備えている。

容器収納部２の外壁部には、加熱手段３が設けられている。加熱手段３は、スパイラル状に巻かれた電磁誘導加熱用の加熱コイルである。加熱手段３には高周波電流が供給され、これにより発生する磁界で容器６を誘導加熱する。なお、加熱手段３は、電磁誘導加熱用の加熱コイルに限定されるものではなく、ヒータ等であってもよい。

容器収納部２の底中央部には貫通孔が形成され、貫通孔内には鍋底温度センサ４が配置されている。鍋底温度センサ４は、圧縮バネ５により下方から支持されて容器６の底部に接触して配置され、容器６の温度を計測する。

容器６には取っ手部７が設けられ、取っ手部７が容器収納部２が備える保持部上に係止されて本体１内に容器６が保持される。また、容器６の上面開口周囲には、外方に延びるフランジ部６ａが形成されている。内蓋８の周縁部にはシールである蓋パッキン９が設けられ、蓋パッキン９により、内蓋８と、容器６のフランジ部６ａおよび容器６の内壁面とが密着し、容器６の内部空間が密閉されるようになっている。

内蓋８には内蓋通気孔１１ａおよび１１ｂが貫通して設けられており、内蓋８および外蓋１０には、内蓋通気孔１１ａおよび１１ｂを介して容器６の内部空間と容器６の外部とを連通する連通流路が形成されている。連通流路は、何れも中空で構成された連通流路１５ａ～１５ｆで構成されており、連通流路１５ａおよび連通流路１５ｅの内蓋８側の端部には、経路パッキン１３が配置されている。経路パッキン１３により、連通流路１５ａおよび連通流路１５ｅが内蓋通気孔１１ｂおよび１１ａに密閉性を維持した状態でそれぞれ接続される。

内蓋８にはさらに蒸気孔１７が形成され、蒸気孔１７には蒸気排出弁１８が配置されている。蒸気排出弁１８は、容器６内の圧力に応じて自動的に開閉されて容器６の内部空間を密閉または非密閉とする弁である。蒸気排出弁１８の下流には、蒸気排出口２０を備えるカートリッジ１９がカートリッジパッキン２１にて経路の密閉を維持した状態で配置される。

また、内蓋８にはセンサ孔２４が貫通して設けられており、外蓋１０にはセンサ孔２４を介して容器６の内部空間の温度を計測する蓋温度センサ２２と、センサ孔２４の周囲の内蓋８と外蓋１０とを密閉接続する蓋温度センサパッキン２３と、が配置されている。

外蓋１０には、内蓋通気孔１１ａから、連通流路１５ｅおよび連通流路１５ｆを介して外蓋通気孔１６ａに至る第１流路が設けられる。そして、連通流路１５ｅと１５ｆの間には、第１流路を開閉する第１弁１２ａが配置される。第１流路は、容器６の内部空間と外部とを連通し、減圧された容器６の内部を常圧に戻す際に外気を取り込むための流路である。

第１弁１２ａは、二方向電磁弁であり、開状態と閉状態とが切替えられることで、第１流路を開閉し、容器６の内部空間の密閉性を変化させる。詳しくは、第１弁１２ａが開の場合、第１流路が開かれ、容器６の内部空間の密閉性が低下する。また、第１弁１２ａが閉の場合、第１流路が閉じられ、容器６の内部空間の密閉性が維持される。また、第１弁１２ａは、弁の状態を切替える時にのみ通電され、切替え後は通電を停止しても、ラッチ機構によって状態を維持することができる自己保持型の電磁弁である。

また、外蓋１０には、内蓋通気孔１１ｂから連通流路１５ａ、１５ｂ、減圧装置１４、連通流路１５ｃ、およびカートリッジ１９を経てカートリッジ１９の外面に開口した蒸気排出口２０に至る第２流路が設けられる。さらに、外蓋１０には、外蓋通気孔１６ｂから連通流路１５ｄ、１５ｂ、減圧装置１４、連通流路１５ｃ、およびカートリッジ１９を経て蒸気排出口２０に至る第３流路が設けられる。連通流路１５ａと連通流路１５ｂとの間には、第２流路と第３流路とを切替える第２弁１２ｂが配置される。

第２弁１２ｂは、三方向電磁弁であり、第２流路と第３流路とを切替えることで、容器６の内部空間の密閉性を変化させる。詳しくは、第２弁１２ｂが第２流路を連通する状態の場合、第３流路が閉じられ、容器６の内部空間の密閉性が低下する。また、第２弁１２ｂが第３流路を連通する状態の場合、第２流路が閉じられ、容器６の内部空間の密閉性が維持される。また、第２弁１２ｂは、通電している間は第２流路を連通させ、通電停止時には第３流路に切替えられる、常時閉形または常時開形の電磁弁である。

連通流路１５ｂと連通流路１５ｃとの間には、容器６の内部空間の空気を吸引して容器６内を減圧する減圧装置１４が設けられる。減圧装置１４は、例えば減圧ポンプである。減圧装置１４は、容器６内の空気を吸引して、第２流路を介して蒸気排出口２０から外部へと排気する。また、減圧装置１４は、外蓋通気孔１６ｂから外気を吸引して、第３流路を介して蒸気排出口２０から外部へと排気する。

外蓋通気孔１６ｂは外蓋１０の側面または底面に配置されることで、減圧装置１４への水分および異物の侵入を防ぎ、故障リスクを抑制することができる。なお、図１では、容器６内の空気を外部に排気する排気孔として、外蓋通気孔１６ａおよび１６ｂを外蓋１０に配置した構成としているが、本体１の側面部または底部等に配置してもよい。また、外蓋通気孔１６ａおよび１６ｂはどちらも外気の吸引に用いられるため、外蓋通気孔１６ａおよび１６ｂ、ならびに連通流路１５ｄおよび１５ｆには外部の埃などを容器６の内部に吸引しないよう、フィルターまたはメッシュ構造を設けるとよい。

また、外蓋１０には圧力センサ２５が設けられている。圧力センサ２５は、連通流路１５ａを分岐した流路に設けられている。圧力センサ２５は、ダイヤフラムゲージなどを備え、連通流路１５ａを含む容器６の内部空間の圧力を検知する。なお、連通流路１５ａを分岐した流路ではなく、容器６の内部空間と連通する新たな連通流路を別途設け、そこに圧力センサ２５を配置してもよい。

外蓋１０にはさらに、ユーザによって操作指示等が入力される操作表示装置２６が配置される。なお、図１には操作表示装置２６が外蓋１０に配置されているが、本体１に配置されていてもよい。また、操作表示装置２６は、スマートフォン等、加熱調理器１００と別体の外部機器として構成され、加熱調理器１００と通信可能に接続されてもよい。

（加熱調理器の制御）
図２は、実施の形態１に係る加熱調理器１００の制御ブロック図である。加熱調理器１００は、加熱調理器１００全体を制御する制御装置２７を備えている。制御装置２７は、その機能を実現する回路デバイスのようなハードウェアで構成することもできるし、マイコンまたはＣＰＵのような演算装置と、その上で実行されるソフトウェアとにより構成することもできる。制御装置２７には、鍋底温度センサ４と、蓋温度センサ２２と、圧力センサ２５と、操作表示装置２６とが電気的に接続され、これらの装置から容器６の温度および圧力、ならびにユーザの指示などの情報が入力される。また、制御装置２７には、減圧装置１４と、加熱手段３に高周波電流を供給するインバータ部２８と、第１弁１２ａと、第２弁１２ｂとが電気的に接続される。

制御装置２７は、加熱制御部２７１と、弁制御部２７２と、駆動回路２７３とを有する。加熱制御部２７１と弁制御部２７２とは、制御装置２７がプログラムを実行することにより実現される機能部である。加熱制御部２７１は、操作表示装置２６、鍋底温度センサ４、蓋温度センサ２２、および圧力センサ２５から入力される情報に基づいて、インバータ部２８を制御し、加熱調理を実行する。弁制御部２７２は、操作表示装置２６、鍋底温度センサ４、蓋温度センサ２２、および圧力センサ２５から入力される情報に基づいて、第１弁１２ａおよび第２弁１２ｂを制御する。第１弁１２ａおよび第２弁１２ｂの制御は、第１弁１２ａおよび第２弁１２ｂの状態の切替え、および状態の維持を含む。駆動回路２７３は、弁制御部２７２からの信号に基づいて、第１弁１２ａの開閉を切替える。

制御装置２７は、減圧装置１４と、インバータ部２８と、第１弁１２ａと、第２弁１２ｂとを制御して、調理制御を実施する。図３は、実施の形態１に係る加熱調理器１００の通常の調理制御における温度および圧力と、各装置の駆動タイミングとを示す図である。詳しくは、図３は、容器６の温度［℃］と、容器６内の圧力［ａｔｍ］と、加熱手段３、減圧装置１４、第２弁１２ｂ、および第１弁１２ａの入力と、蒸気排出弁１８の状態とを示している。また、図３の温度において、実線は鍋底温度センサ４で検出された容器６の底部の温度を示し、破線は蓋温度センサ２２で検出された空間温度を示す。

はじめに、ユーザは、任意のメニューを調理するため、米、肉、魚、または野菜、ならびに水および調味料等の材料を容器６内に入れる。その後、ユーザは取っ手部７を把持して容器６を容器収納部２に載置し、外蓋１０を閉める。これにより、内蓋８の蓋パッキン９が容器６のフランジ部６ａに圧接されて容器６の内部空間が略密閉状態となる。

そして、ユーザが操作表示装置２６にてメニューを選択し、調理開始の指示を行うと、制御装置２７に調理開始指示が与えられて調理が開始される。詳しくは、メニューの選択により、設定調理温度Ｔ［℃］、設定調理圧力Ｐ［ａｔｍ］、減圧装置１４の駆動パターン、および設定調理温度Ｔを維持する設定調理時間ｔ［分］等を含むメニューに応じた調理シーケンスが、指示として制御装置２７に与えられる。なお、ユーザが直接、設定調理温度Ｔ、設定調理圧力Ｐおよび設定調理時間ｔ等の調理条件をそれぞれ選択してもよい。またはユーザが食材の種類、量、および調理方法等を選び、これに応じた調理条件が設定されてもよい。また、予め設定可能な各温度に対する飽和水蒸気圧の関係をテーブルとして記憶させておき、設定調理温度Ｔで沸騰する圧力を自動で設定して、操作表示装置２６に表示するようにしてもよい。

調理が開始されると、加熱制御部２７１により、インバータ部２８が制御され、インバータ部２８から加熱手段３に高周波電流が供給される。そして、加熱手段３において高周波磁界が発生し、加熱手段３と磁気結合した容器６の加熱手段３と対向する面が励磁され、容器６の底面に渦電流が誘起される。この渦電流と、容器６が有する抵抗とによりジュール熱が生じ、容器６の底面が発熱して被調理物が加熱され、容器６の温度が上昇する。この工程を昇温工程という。容器６が設定調理温度Ｔに到達した後、加熱制御部２７１によりインバータ部２８が制御され、設定調理温度Ｔでの温調が行われる。この工程を温調工程という。また、昇温工程と温調工程を合わせて調理工程という。なお、設定調理温度Ｔが１００℃の場合には、容器６を温調せず、連続で加熱してもよい。

弁制御部２７２は、調理開始時には第２弁１２ｂに通電せず、第３流路を連通させる状態とし、減圧を行う場合に、第２弁１２ｂに通電して第２流路に切替え、減圧装置１４と容器６の内部空間とを連通させる。そして、加熱制御部２７１により、減圧装置１４が駆動されることによって、容器６の内部空間の空気が内蓋通気孔１１ｂ、連通流路１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、およびカートリッジ１９を介して蒸気排出口２０から外部へ排出される。これにより、容器６の内部空間の圧力が低下する。そして、容器６の温度が、容器６内の圧力における容器６内に収容された被調理物の沸点になると、被調理物が沸騰し、減圧低温沸騰が開始される。なお、このときの容器６の内部空間の圧力は、大気圧１．０ａｔｍ以下となる。容器６の内部空間の圧力が設定調理圧力Ｐとなると、加熱制御部２７１は、減圧装置１４を停止し、減圧を停止する。また、弁制御部２７２は、第２弁１２ｂの通電を停止し、第３流路に切替える。なお、減圧装置１４を停止するタイミングは、被調理物の沸騰を検知した際としてもよい。沸騰検知の方法は従来公知の方法が利用できる。例えば、鍋底温度センサ４および蓋温度センサ２２で検出された容器６の底部および内部空間の温度差が一定値未満となったタイミングを沸騰したと捉えることができる。

加熱制御部２７１は、指示された設定調理時間ｔ［分］が経過すると、調理工程を終了し、インバータ部２８を停止する。この際、操作表示装置２６から調理終了の報知を行ってもよい。その後、被調理物および容器６の温度が低下し、保温温度Ｔｋ［℃］に到達すると、加熱制御部２７１は、再度インバータ部２８を制御して、保温温度で温調を開始する。この工程を保温工程という。

保温工程は、予め定められた最長保温時間が経過するか、またはユーザによって保温の停止が指示されるまで継続する。なお、保温工程は、メニューに応じて予め設定された調理シーケンスが終了した後の工程、ユーザが設定した調理時間終了後の工程、または食材の種類または量、調理方法によって決定された調理シーケンスが終了した後の工程を全て含むものである。なお、図３は、調理工程および保温工程における各装置の制御の一例を示すものであり、その他の如何なる制御を行ってもよい。

続いて、本実施の形態の加熱調理器１００における第１弁１２ａについて説明する。上記の通り、第２弁１２ｂは、通電している間のみ第２流路を連通させ、通電停止時には第３流路に切替えられる構成となっている。すなわち、制御装置２７は、第２弁１２ｂの状態を維持するために、通電し続ける必要がある。一方、第１弁１２ａはラッチ機構を搭載した自己保持型の電磁弁である。図４は、実施の形態１に係る加熱調理器１００の第１弁１２ａの概略構成図である。図４に示すように、第１弁１２ａは、可動鉄芯１２１と、励磁コイル１２２と、圧縮バネ１２３と、永久磁石１２４とからなる。

第１弁１２ａは、可動鉄芯１２１が往復動作することにより開閉が切替えられ、第１流路を開閉する。第１弁１２ａは、弁の状態を切替える時にのみ通電され、切替え後は通電を停止しても、機械的ラッチ機構によって状態を維持することができる。第１弁１２ａの切替えは、双方向の通電を行うことで実施される。詳しくは、第１弁１２ａは、圧縮バネ１２３の反力が永久磁石１２４の吸引力に勝ることにより可動鉄芯１２１が第１流路側に押されることで閉の状態が維持される。ここで、弁制御部２７２により、励磁コイル１２２が通電されると、可動鉄芯１２１が圧縮バネ１２３を圧縮する方向に動き、状態が開に切替えられ、第１流路が開かれる。そして、永久磁石１２４の吸引力が圧縮バネ１２３の反力に勝ることで、通電を停止した後も開状態が維持される。そして、弁制御部２７２により、励磁コイル１２２が逆方向に通電されると、可動鉄芯１２１が永久磁石１２４から離れて第１流路側に動き、状態が閉に切替わる。そして、圧縮バネ１２３の反力によって、閉状態が維持される。

本実施の形態の加熱調理器１００は、調理工程中、または調理工程の前後に容器６の内部空間を減圧状態に維持する。減圧状態の維持時間は、調理内容によって異なる。例えば、煮込み調理の場合は、減圧状態の維持時間は数時間であり、一般的な炊飯調理における減圧状態の維持時間は、保温時間を含めると、１２時間以上であることが望ましい。一般に、減圧状態を維持するために用いられる電磁弁は通電中のみ状態を保持し、通電を停止すれば別の状態に自動的に切替わる。したがって、この方式の電磁弁で数時間以上減圧状態を維持するには、始終電磁弁への通電を継続しなければならず、消費電力の増加が課題となる。

また、通電中は電磁弁が発熱するため、加熱調理器１００の内部に電磁弁を搭載する場合には、電磁弁の周囲環境温度の上昇によって、電磁弁だけでなく、その他の周辺機器の劣化を加速させる要因となり得る。周囲環境温度を低下させるためには、場合によってはファン等の冷却機構を設けなければならず、加熱調理器１００全体の大型化も懸念される。

これに対し、本実施の形態では、容器６内の減圧状態を維持するための第１弁１２ａに自己保持型の電磁弁を採用することで、非通電時も状態を維持できるようにした。これによって、加熱調理器１００の消費電力の増加を抑制することができ、省エネ性を改善できる。また、通電時の発熱による第１弁１２ａおよび周辺機器の劣化を抑制し、寿命時間を改善することができる。

図５は、実施の形態１に係る第１弁１２ａの駆動回路２７３の概略構成図である。駆動回路２７３は、第１弁１２ａが備える励磁コイル１２２に双方向の電流を供給する。図５に示すように、駆動回路２７３は、４つのスイッチング素子Ｑ_１、Ｑ_２、Ｑ_３、およびＱ_４、ならびにダイオードＤ_１、Ｄ_２、Ｄ_３、およびＤ_４からなるブリッジ回路を有する。

スイッチング素子Ｑ_１とＱ_４をＯＮ状態とし、スイッチング素子Ｑ_２とＱ_３をＯＦＦ状態とすると、励磁コイル１２２には電源Ｖｃｃより矢印の方向に電流が流れる。なお、ＯＮ状態は導通している状態をいい、ＯＦＦ状態は遮断されている状態をいう。また、スイッチング素子Ｑ_１とＱ_４をＯＦＦ状態とし、スイッチング素子Ｑ_２とＱ_３とをＯＮ状態とすると、励磁コイル１２２には電源Ｖｃｃより矢印とは逆方向に電流が流れる。このように励磁コイル１２２の通電方向を切替えることにより、第１弁１２ａの開閉が行われる。

本実施の形態では、スイッチング素子Ｑ_１とＱ_４とをＯＮ状態、スイッチング素子Ｑ_２とＱ_３とをＯＦＦ状態としたとき、第１弁１２ａが閉となり、第１流路が閉じられ、容器６の内部空間の密閉が維持される。また、スイッチング素子Ｑ_１とＱ_４とをＯＦＦ状態、スイッチング素子Ｑ_２とＱ_３とをＯＮ状態としたとき、第１弁１２ａが開となり、第１流路が開かれ、容器６の内部空間の密閉性が低下する。

なお、図５では図示していないが、電源Ｖｃｃは商用交流電源を整流および降圧して生成された直流電源回路であり、例えば１２Ｖを出力する。また、駆動回路２７３は、さらにコンデンサＣ_１と、コンデンサＣ_１から電源Ｖｃｃへの放電を防止するダイオードＤ_５とを備えている。また、制御装置２７の弁制御部２７２は、電源Ｖｃｃの電圧を監視する電圧検出機能を有している。

スイッチング素子Ｑ_１～Ｑ_４の駆動信号は、弁制御部２７２から出力され、トランジスタＴｒ_１またはＴｒ_２を介して、スイッチング素子Ｑ_１～Ｑ_４のベース端子に入力される。例えば弁制御部２７２によりトランジスタＴｒ_１がＯＮとされ、トランジスタＴｒ_２がＯＦＦとされると、スイッチング素子Ｑ_２とＱ_３がＯＮ状態、スイッチング素子Ｑ_１とＱ_４がＯＦＦ状態となる。また、弁制御部２７２によりトランジスタＴｒ_１がＯＦＦとされ、トランジスタＴｒ_２をＯＮとされると、スイッチング素子Ｑ_１とＱ_４がＯＮ状態、スイッチング素子Ｑ_２とＱ_３がＯＦＦ状態となる。また、弁制御部２７２によりトランジスタＴｒ_１とＴｒ_２とが同時にＯＮとされた場合、または同時にＯＦＦとされた場合、励磁コイル１２２は通電されない。なお、駆動回路２７３は各素子の電流制限用として複数の抵抗素子も有している。

図６は、実施の形態１に係る弁制御部２７２の出力信号と、スイッチング素子Ｑ_１～Ｑ_４の駆動タイミングと、励磁コイル１２２の電流波形と、第１弁１２ａの状態とを示す図である。励磁コイル１２２の電流波形は、図５の矢印の方向、すなわちスイッチング素子Ｑ_１とＱ_４とをＯＮ状態、スイッチング素子Ｑ_２とＱ_３とをＯＦＦ状態としたときを正として表している。図６に示すように、弁制御部２７２は、第１弁１２ａを閉とするタイミングで、トランジスタＴｒ_２をＯＮ、トランジスタＴｒ_１をＯＦＦとする信号を出力する。また、弁制御部２７２は、第１弁１２ａを開とするタイミングで、トランジスタＴｒ_１をＯＮ、トランジスタＴｒ_２をＯＦＦとする信号を出力する。

また、弁制御部２７２は、第１弁１２ａの閉状態を維持する場合、または開状態を維持する場合は、トランジスタＴｒ_１およびトランジスタＴｒ_２の何れもＯＦＦとしている。これにより電源Ｖｃｃから励磁コイル１２２への電流が遮断され、第１弁１２ａでの電力消費が抑制できる。なお、図６においてはトランジスタＴｒ_１およびトランジスタＴｒ_２の何れもＯＦＦとしているが、両方ＯＮとした場合も励磁コイル１２２への電流を遮断できる。

なお、第２弁１２ｂは、減圧装置１４の駆動時のみ状態を保持できればよいため、自己保持型の電磁弁ではなく、常時閉形または常時開形の電磁弁を用い、通電時に第２流路を連通するよう構成することで、通電時間を抑えることができる。ただし、より省エネ性を高めるためには、第２弁１２ｂの状態切替え時と、状態維持時とで通電量を変更するようにしてもよい。一般に、状態を維持する時には切替え時ほどの電力を必要としないため、制御装置２７は、第２弁１２ｂの状態維持時には、切替え時よりも通電率を下げ、通電量を少なくしてもよい。

次に、加熱調理器１００の調理制御中に、停電が発生した場合の動作について説明する。図７は、実施の形態１に係る加熱調理器１００の停電時の調理制御を示すフローチャートである。まず、加熱調理器１００の電源がＯＮにされると（Ｓ１）、制御装置２７により第１弁１２ａが通電され、開とされる（Ｓ２）。これは、加熱調理器１００の移送中などに第１弁１２ａに外力が加わった際、内部の可動鉄芯１２１が第１流路を閉じる方向に移動し、機械的ラッチ機構によってその状態が維持されてしまう場合があるためである。図４に示すように、第１弁１２ａの内部は可動鉄芯１２１の往復動作によって第１流路の開閉が切替えられる。しかしながら、可動鉄芯１２１の動作範囲は小さい場合も多く、例えば、購入までの間の輸送によって第１弁１２ａに外力が加わり、可動鉄芯１２１が動いて第１流路が閉となることがある。このような場合、初回使用時に外気の流入する隙間がなくなり、外蓋１０が開かなくなってしまう。そこで、加熱調理器１００の電源がＯＮされた際に、第１弁１２ａを必ず開とすることで、このような事態に対処することができる。

そして、ユーザの操作によって、調理開始が指示されたか判断され（Ｓ３）、指示があるまで待機する（Ｓ３：ＮＯ）。そして、調理開始が指示された場合は（Ｓ３：ＹＥＳ）、制御装置２７により第１弁１２ａが通電されて閉とされ（Ｓ４）、調理工程が行われる（Ｓ５）。調理工程中に第１弁１２ａを閉としていても、加熱調理器１００内が１００℃以上に加熱された場合、蒸気排出弁１８から適宜圧力が解放されるため、容器６の内部空間が意図しない圧力となることがない。また、少なくとも容器６の温度が１００℃に到達する前に、言い換えると、遅くとも被調理物が沸騰する前に、第１弁１２ａを閉とすることで、外蓋通気孔１６ａから蒸気がほとんど排出されることがない。これにより、外蓋通気孔１６ａの配置が制限されなくなり、また、連通流路１５ｅへ異物の侵入を抑制できる。

ただし、容器６内に圧力変化を引き起こす等、調理中に外気を吸引する必要がある場合には、第１弁１２ａを開としてもよい。例えば、容器６内を減圧後に第１弁１２ａを開閉することで、非加熱の食材にも、食材の空隙に煮汁を染み込ませることが可能であることが知られている。また、加圧中に第１弁１２ａを開として、容器６の内部空間を開放することで、突沸を起こして被調理物を撹拌することができる。

調理工程が終了すると、保温工程が行われる（Ｓ６）。調理温度が１００℃以上の場合、加熱を止めると温度低下に伴って蒸気排出弁１８が自重で低下し、容器６を密閉する。そして、保温工程中に停電が発生した場合（Ｓ７）、第１弁１２ａが通電され、開とされる（Ｓ８）。停電は、弁制御部２７２が電源Ｖｃｃの電圧を監視することで検出される。なお、停電が発生しない場合は、ユーザによって保温停止の操作がなされるか、または最長保温時間が経過するまで保温工程が継続される。そして、保温工程の終了後に、第１弁１２ａが開とされ、加熱手段３による加熱が停止される。

調理工程中および保温工程中は、被調理物を容器６に投入されており、第１弁１２ａが閉状態で第１流路が閉じており、容器６の内部空間が大気圧よりも低い状態で密閉されている。この状態において、何らかの原因により停電が発生し、商用電源が遮断されたとする。電源Ｖｃｃは商用電源から生成されているため、商用電源が遮断されると、電源Ｖｃｃも生成されなくなり、電圧が低下する。弁制御部２７２は、電源Ｖｃｃの電圧の低下を検知し、トランジスタＴｒ_１をＯＮ、トランジスタＴｒ_２をＯＦＦとする信号を出力する。

このとき、駆動回路２７３では、商用電源が供給されている間にコンデンサＣ_１に蓄えられたエネルギーにより、スイッチング素子Ｑ_２とＱ_３がＯＮ状態、スイッチング素子Ｑ_１とＱ_４がＯＦＦ状態となる。これにより、コンデンサＣ_１から励磁コイル１２２に第１弁１２ａを開とする方向に電流が供給され、第１流路が開放される。その結果、容器６の内部の密閉性が低下し、大気圧の状態に戻る。

停電時に第１弁１２ａが閉状態で維持されると、容器６の内部空間は密閉され、大気圧よりも低いままとなる。この場合、外蓋１０には吸引力が働くため、ユーザが外蓋１０を開けることは容易ではなくなってしまう。また、仮に停電が長期間に及ぶ場合、外蓋１０が開かないまま放置すると、調理物の腐敗を引き起こす原因になる。したがって、停電発生時は速やかに被調理物を取り出すことが望ましい。本実施の形態では、上記のように停電発生時に予めコンデンサＣ_１に蓄えたエネルギーを利用して第１弁１２ａを開とし、容器６の内部空間を大気圧状態に戻すことにより、ユーザが容易に加熱調理器１００の外蓋１０を開け、被調理物を取り出すことができる。

なお、停電発生時に制御装置２７を駆動するための駆動用電源は、コンデンサＣ_１から供給してもよいし、別途コンデンサを設け、当該コンデンサにエネルギーを蓄えて供給してもよい。または、加熱調理器１００が、商用電源から受電していないときの、操作表示装置２６の時計表示用の電池などから供給してもよい。これにより停電発生時も、制御装置２７が動作することができる。また、停電時に励磁コイル１２２に電流を供給するための蓄電装置として、コンデンサＣ_１を用いる構成を例として述べたが、乾電池等の１次電池、または商用電源が供給されている間にエネルギーを蓄える２次電池を停電時の蓄電装置として用いてもよい。

また、停電が発生してから第１弁１２ａを開くまでの時間については、停電発生検知後、直ちに第１弁１２ａを開としてもよいが、予め設定された遅延時間後に、第１弁１２ａを開としてもよい。例えば停電が数秒程度の瞬時的なものの場合は、第１弁１２ａを開とせずに停電復帰後に調理を再開するようにしてもよい。この場合、弁制御部２７２は、停電の発生を検出すると、停電時間をカウントする。この間、第１弁１２ａは閉状態を維持する。停電時間が予め設定した時間以上の場合、弁制御部２７２は、瞬時的な停電ではないと判断し、第１弁１２ａを開とするよう第１弁１２ａに通電する。

一方、停電時間が予め設定した時間未満の場合、第１弁１２ａに通電することなく、停電が発生する直前に実施されていた工程を再開する。この場合、第１弁１２ａは以降の調理に応じた開閉動作を行う。このように、停電発生後、予め設定された遅延期間の経過後に第１弁１２ａを切替えることにより、瞬時的な停電については、商用電源の供給が再び開始された後に、加熱を再開し、継続して調理を実施することができる。なお、第２弁１２ｂは基本的に容器６の密閉度に大きく寄与しないため、停電時における第２弁１２ｂの動作は容器６の内部の密閉度に影響を及ぼさない。

また、制御装置２７は、停電発生により、第１弁１２ａを開とすることで外蓋１０がユーザにより開閉可能となった場合、ユーザに報知を行ってもよい。ユーザへの報知は操作表示装置２６に表示してもよいし、図示しないスピーカなどからにより音で報知してもよい。また、スマートフォン等に無線通信を行い、報知してもよい。停電中であるため、これらの動作は駆動用電源により駆動される制御装置２７により実施される。

実施の形態２．
図８は、実施の形態２に係る第１弁１２ａの駆動回路２７３Ａの概略構成図である。図１および図５に示す実施の形態１の加熱調理器１００および駆動回路２７３と同一または対応する構成については、同一の符号を付し、以下では相違点を中心に説明する。

実施の形態２に係る加熱調理器１００の駆動回路２７３Ａは、弁制御部２７２を用いずに停電検出を行うための停電検出回路を備える点において、実施の形態１と相違する。停電検出回路は、トランジスタＴｒ_３、トランジスタＴｒ_４、ダイオードＤ_６、ダイオードＤ_７、および電流制限用の抵抗素子から構成される。トランジスタＴｒ_３のベース端子は電源Ｖｃｃのプラス側端子に接続され、トランジスタＴｒ_３のコレクタ端子は、トランジスタＴｒ_４のベース端子に接続されている。トランジスタＴｒ_４のコレクタ端子にはダイオードＤ_６およびダイオードＤ_７のカソード端子が接続されている。ダイオードＤ_６のアノード端子はトランジスタＴｒ_１のコレクタ端子に、ダイオードＤ_７のアノード端子はトランジスタＴｒ_２のベース端子にそれぞれ接続されている。

次に、本実施の形態に係る加熱調理器１００の駆動回路２７３Ａの動作を説明する。商用電源が印加されている状態では、電源ＶｃｃからトランジスタＴｒ_３のベース端子にベース電流が供給され、トランジスタＴｒ_３はＯＮとなり、導通状態となる。これによりトランジスタＴｒ_４のベース端子にはベース電流が供給されないため、トランジスタＴｒ_４はＯＦＦ状態を維持する。したがって、ダイオードＤ_６およびＤ_７もＯＦＦ状態となる。この状態では、実施の形態１と同様に、弁制御部２７２からスイッチング素子Ｑ_１～Ｑ_４の制御が可能となり、第１弁１２ａが開閉される。

次に、何らかの原因により停電が発生し、商用電源が遮断されたとする。商用電源が遮断されると電源Ｖｃｃも生成されなくなるため、電源Ｖｃｃの電圧は低下する。すると、トランジスタＴｒ_３にベース電流が供給されなくなるため、トランジスタＴｒ_３はＯＦＦとなり、遮断状態となる。トランジスタＴｒ_３がＯＦＦとなると、予め電源Ｖｃｃによって電荷が充電されたコンデンサＣ_１により、トランジスタＴｒ_４にベース電流が供給されトランジスタＴｒ_４はＯＮとなる。これによりダイオードＤ_６およびＤ_７がＯＮとなり、導通状態となる。

ダイオードＤ_６がＯＮとなると、トランジスタＴｒ_１に代わり、スイッチング素子Ｑ_１をＯＦＦ状態、スイッチング素子Ｑ_２をＯＮ状態とする。また、ダイオードＤ_７がＯＮとなると、トランジスタＴｒ_２にベース電流が流れなくなるため、ＯＦＦとなる。これによりスイッチング素子Ｑ_３がＯＮ状態、スイッチング素子Ｑ_４がＯＦＦ状態となる。これにより、停電発生前の弁制御部２７２の出力信号、およびスイッチング素子Ｑ_１～Ｑ_４のＯＮ/ＯＦＦ状態にかかわらず、すなわち第１弁１２ａの開閉状態にかかわらず、停電発生時は第１弁１２ａを開に切替えることができる。

本実施の形態では、弁制御部２７２の出力信号に依存せずに第１弁１２ａを開状態にできる。そのため、仮に停電発生とほぼ同時に弁制御部２７２を動作させるための駆動用電源が遮断し、弁制御部２７２が動作停止しても、確実に第１弁１２ａを開状態にすることができる。これによりユーザは、停電発生時にも安全かつ容易に外蓋１０を開けることができ、被調理物を取り出すことができる。よって長期間の停電等により外蓋１０が開かずに調理物が容器６内部で腐敗することを防止することができる。

以上が実施の形態の説明であるが、上記の実施の形態は、種々に変形することが可能である。例えば、第１弁１２ａの内部構造は、ラッチ機構を搭載している自己保持型のものであれば、図４に示す例に限定されない。例えば、第１弁１２ａの内部構造を、自重によって第１流路の密閉性を高める球体からなるボール弁と、球体に外力を与えて密閉性を低下させるラッチ機構を搭載したソレノイドと、を組み合わせた構成としてもよい。また、上記実施の形態では、ポンプからなる減圧装置１４を用いて容器６内を減圧する構成としたが、これに限定されるものではない。例えば、容器６の加熱動作を停止し、密閉状態で温度が低下することにより減圧する自然減圧の原理を用いてもよい。

また、上記実施の形態では、可動鉄芯１２１を圧縮バネ１２３の伸張方向に移動させることで第１流路を閉じ、可動鉄芯１２１を圧縮バネ１２３の圧縮方向に移動させることで第１流路を開く構成としたが、これに限定されるものではない。例えば、可動鉄芯１２１を圧縮バネ１２３の伸張方向に移動させることで第１流路を開き、可動鉄芯１２１を圧縮バネ１２３の圧縮方向に移動させることで第１流路を閉じる構成としてもよい。

可動鉄芯１２１を圧縮バネ１２３の圧縮方向に移動させるためには、励磁コイル１２２による電磁力が、圧縮バネ１２３の反力に勝つ必要がある。これに対して、可動鉄芯１２１を圧縮バネ１２３の伸張方向に移動させる場合、圧縮バネ１２３の反力が加わるため、励磁コイル１２２による電磁力は小さくてよい。すなわち、停電時の場合、可動鉄芯１２１を圧縮バネ１２３の圧縮方向に移動させる場合よりも、伸張方向に移動させる場合の方が、コンデンサＣ_１のエネルギー消費量が小さくなる。このことから、可動鉄芯１２１を圧縮バネ１２３の伸張方向に移動させたときに、第１流路が開となるように構成することで、コンデンサＣ_１を小型化することができる。

さらに、図３および図８に示した駆動回路２７３および２７３Ａは、基本的な動作原理を説明するための回路構成であり、これに限定されるものではなく、適宜部品の追加または削除をしてもよい。また、同等の機能を有する回路構成であれば他の回路構成を用いてもよい。

また、停電時に第１弁１２ａまたは制御装置２７等が故障してしまった場合、容器６の密閉状態を解除することが困難になる。そこで、機械的に外側から開口する強制密閉解除手段を設けてもよい。強制密閉解除手段としては、容器６内部と外部とを連通する第４流路をさらに設けて、第４流路に第３弁を別途設けてもよいし、上記の実施の形態における蒸気排出弁１８を用いてもよい。

１本体、２容器収納部、３加熱手段、４鍋底温度センサ、５圧縮バネ、６容器、６ａフランジ部、７取っ手部、８内蓋、９蓋パッキン、１０外蓋、１１ａ、１１ｂ内蓋通気孔、１２ａ第１弁、１２ｂ第２弁、１３経路パッキン、１４減圧装置、１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１５ｅ、１５ｆ連通流路、１６ａ、１６ｂ外蓋通気孔、１７蒸気孔、１８蒸気排出弁、１９カートリッジ、２０蒸気排出口、２１カートリッジパッキン、２２蓋温度センサ、２３蓋温度センサパッキン、２４センサ孔、２５圧力センサ、２６操作表示装置、２７制御装置、２８インバータ部、１００加熱調理器、１２１可動鉄芯、１２２励磁コイル、１２３圧縮バネ、１２４永久磁石、２７１加熱制御部、２７２弁制御部、２７３、２７３Ａ駆動回路、Ｃ_１コンデンサ、Ｄ_１、Ｄ_２、Ｄ_３、Ｄ_４、Ｄ_５、Ｄ_６、Ｄ_７ダイオード、Ｑ_１、Ｑ_２、Ｑ_３、Ｑ_４スイッチング素子、Ｔｒ_１、Ｔｒ_２、Ｔｒ_３、Ｔｒ_４トランジスタ、Ｖｃｃ電源。

Claims

容器と、
前記容器を加熱する加熱手段と、
前記容器を覆う蓋体と、
前記容器の内部空間の密閉性を変化させる自己保持型の第１弁と、
前記第１弁を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、商用電源の供給が停止した場合に、前記容器の内部空間と前記容器の外部とが連通するように、前記第１弁を切替える加熱調理器。
前記制御装置は、蓄電装置を備え、
前記商用電源の供給が停止した場合に、前記蓄電装置によって前記第１弁を切替える請求項１に記載の加熱調理器。
前記蓄電装置はコンデンサであり、
前記コンデンサは、前記商用電源が供給されている間にエネルギーを蓄え、
前記第１弁は、前記商用電源の供給が停止した場合に、前記コンデンサに蓄えられたエネルギーにより切替えられる請求項２に記載の加熱調理器。
前記蓄電装置は２次電池であり、
前記２次電池は前記商用電源が供給されている間にエネルギーを蓄え、
前記第１弁は、前記商用電源の供給が停止した場合に、前記２次電池に蓄えられたエネルギーを用いて切替えられる請求項２に記載の加熱調理器。
前記蓄電装置は１次電池であり、
前記第１弁は、前記商用電源の供給が停止した場合に、前記１次電池に蓄えられたエネルギーを用いて切替えられる請求項２に記載の加熱調理器。
前記制御装置は、前記商用電源の供給が停止してから、予め設定された遅延期間の経過後に前記容器の内部空間と前記容器の外部とが連通するように前記第１弁を制御する請求項１～５の何れか一項に記載の加熱調理器。
前記制御装置は、
前記商用電源の供給が停止してから、予め設定された遅延時間が経過する前に前記商用電源の供給が再び開始された場合は、前記容器の内部空間の密閉を維持するよう前記第１弁を制御し、
前記商用電源の供給が停止する前に前記加熱手段による加熱を実施中であった場合、前記商用電源の供給が再び開始された場合は、加熱を再開する請求項６に記載の加熱調理器。
前記容器の内部空間の空気を吸引し、前記容器の内部空間を減圧する減圧装置をさらに備え、
前記制御装置は、前記容器の内部空間の空気を吸引する際、前記容器の内部空間の密閉を維持するよう前記第１弁を制御する請求項１～７の何れか一項に記載の加熱調理器。
前記第１弁は、可動鉄芯、圧縮バネ、励磁コイル、および永久磁石を備え、
前記圧縮バネが圧縮する方向に前記可動鉄芯が移動することで、前記容器の内部空間の密閉が維持される請求項１～８の何れか一項に記載の加熱調理器。
前記制御装置は、前記商用電源の供給が停止し、前記容器の内部空間と前記容器の外部とが連通するように前記第１弁を制御した場合、前記蓋体を開くことが可能である旨を報知する請求項１～９の何れか一項に記載の加熱調理器。