| 【発明の名称】 |
電気炊飯器 |
| 【発明者】 |
【氏名】樋渡 隆幸
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| 【要約】 |
【課題】土鍋などの非金属製の鍋を採用して保温なしモードを実現するのに、結露を防止ないしは抑制できるようにする。
【構成】非金属製とした鍋１側の発熱体４ｂをこの鍋１を収容した本体２側の加熱コイル４ａからの交番磁界により誘導発熱させて炊飯を行うのに、炊飯後の電気的な保温制御を行わない保温なしモードにおいて、炊飯終了から所定時点までの間は、ご飯収容域での結露を防止ないしは抑制する結露対応温度制御を行うことにより、上記の目的を達成する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非金属製とした鍋側の発熱体をこの鍋を収容した本体側の加熱コイルからの交番磁界により誘導発熱させて炊飯を行う電気炊飯器において、
炊飯後の電気的な保温制御を行わない保温なしモードにおいて、炊飯終了から所定時点までの間は、ご飯収容域での結露を防止ないしは抑制する結露対応温度制御を行うことを特徴とする電気炊飯器。
【請求項２】
非金属製とした鍋側の発熱体をこの鍋を収容した本体側の加熱コイルからの交番磁界により誘導発熱させて炊飯を行う電気炊飯器において、
炊飯後の電気的な保温制御を行わない保温なしモードにおいて、炊飯終了から所定時間経過時点または所定降温時点までの間、あるいはどちらかの時点に到達するまでは、ご飯収容域での結露を防止ないしは抑制する結露対応温度制御を行うことを特徴とする電気炊飯器。
【請求項３】
鍋を閉じる金属製の内蓋などに設けられて結露防止が図れる結露対応の加熱源と、室温を検出する室温センサとを有し、結露対応温度制御において、室温センサが検出する室温の２以上の温度域に対応して結露対応の加熱源への通電容量を変更する請求項１、２のいずれか１項に記載の電気炊飯器。
【請求項４】
鍋を冷却できる冷却ファンと、ご飯の降温温度を判定する温度センサとを有し、保温なしモード時のご飯の所定降温時点までの降温が所定時間を超えた場合、冷却ファンを駆動して鍋を冷却しご飯の降温を促進する請求項１〜３のいずれか１項に記載の電気炊飯器。
【請求項５】
鍋の底部に設けられた発熱体と対向して設けられた加熱コイル、鍋を閉じる金属製の内蓋に設けられた蓋加熱源、本体側に鍋の胴部に対向して設けられた側部加熱源を備え、結露対応温度制御は、少なくとも蓋加熱源と側部加熱源を結露対応の加熱源として通電制御する請求項１〜４のいずれか１項に記載の電気炊飯器。
【請求項６】
側部加熱源は上下に複数配置され、その上部に配置されたものを結露対応の加熱源とする請求項５に記載の電気炊飯器。
【請求項７】
保温なしモードに加え、炊飯後にご飯を電気的に保温制御する保温モードを備え、いずれかのモードを選択できる請求項１〜６のいずれか１項に記載の電気炊飯器。
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【発明の詳細な説明】【技術分野】
【０００１】
本発明は、土鍋などの非金属製を含めた各種鍋側の発熱体をこの鍋を収容した本体側の加熱コイルからの交番磁界により誘導発熱させて炊飯を行う電気炊飯器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
土鍋に電磁誘導にて発熱する発熱体を設けて調理を行えるようにすることは種々知られているし（例えば、特許文献１〜３参照）、土鍋を着脱できるよう本体に収容して電気的な加熱源によって炊飯を行う炊飯器も既に知られている（例えば、特許文献４参照。）。特許文献１、２に記載の土鍋はいずれも外面と内外両面との違いはあっても底部に発熱層を設けて、電磁誘導調理器からの電磁誘導にて発熱させ底部から加熱し調理を行うようにしている。特許文献３に記載のものは土鍋の底部外面に磁性発熱体を設けて加熱コイルからの交番磁界との磁気結合により誘導発熱させて、炊飯を行うようにしている。
【特許文献１】特開２００５−２９８１６１号公報
【特許文献２】特開２００５−３３４３５１号公報
【特許文献３】実用新案登録第３１１００３８号公報
【特許文献４】特開２００５−４１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、土鍋で代表される非金属製の鍋は熱伝導性が低く、土鍋ではアルミニウムの１／２００と小さく、しかも厚いので、熱を篭らせ易い特性を有していて、特許文献１〜３に記載されているようにそれ単独で使用される場合は、蓋も同じ非金属製とされ、炊飯にも、その後の保温にも、その特性が活かされる。
【０００４】
しかし、電気炊飯器に非金属製の鍋を採用し、炊飯後のご飯を電気的に制御して保温するには、器体の蓋の内側に設ける金属製の内蓋で鍋を従来通りに閉じ、この内蓋に設けた加熱源を通電制御することが考えられる。
【０００５】
本発明者は、このような電気炊飯器の実用に向けた技術開発において、炊飯後のご飯を保温するのに非金属製の鍋の保温性の高さから電気的な保温制御なしにも３時間経過で７０度前後の温度を維持でき、食事時間に少々のバラツキがあるユーザや家族間でも炊飯後の保温制御を省略するモードが実用できることに着目する中、このような非金属製の鍋での炊飯後のご飯の自然降温において、ご飯収容域で結露が発生しやすくご飯の品質を損なうことを知見した。このような傾向は、非金属製の鍋と非金属製の蓋との関係においても見られることであり、鍋側は深く熱源となるご飯を収容していて降温しにくいのに対し蓋側は浅くご飯との間に空間があり外気温の影響を受けて降温しやすいことに起因している。
【０００６】
本発明の目的は、このような新たな知見に基づき、土鍋などの非金属製の鍋を採用して保温なしモードを実現するのに、結露を防止ないしは抑制できる電気炊飯器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記のような目的を達成するため、本発明の電気炊飯器は、非金属製とした鍋側の発熱体をこの鍋を収容した本体側の加熱コイルからの交番磁界により誘導発熱させて炊飯を行う電気炊飯器において、炊飯後の電気的な保温制御を行わない保温なしモードにおいて、炊飯終了から所定時点までの間は、ご飯収容域での結露を防止ないしは抑制する結露対応温度制御を行うことを１つの特徴としている。
【０００８】
このような構成では、炊飯後に電気的な保温制御を行わない保温なしモードを実行するのに、ご飯収容域での結露を防止ないしは抑制する結露対応温度制御を行うことで、非金属製の鍋の保温性を活かした自然保温にてご飯の保温制御を省略した省エネを図りながらご飯を長時間高温域に保つのに併せ、自然降温時に外気などの影響でご飯収容域に生じる温度差を解消するだけの僅かな電力消費にて結露を防止ないしは抑制することができる。
【０００９】
また、本発明の電気炊飯器は、非金属製とした鍋側の発熱体をこの鍋を収容した本体側の加熱コイルからの交番磁界により誘導発熱させて炊飯を行う電気炊飯器において、
炊飯後の電気的な保温制御を行わない保温なしモードにおいて、炊飯終了から所定時間経過時点または所定降温時点、あるいはどちらかの時点に到達するまでの間は、ご飯収容域での結露を防止ないしは抑制する結露対応温度制御を行うことを別の特徴としている。
【００１０】
このような構成では、炊飯後に電気的な保温制御を行わない保温なしモードを実行するのに、ご飯収容域での結露を防止ないしは抑制する結露対応温度制御を行うことで、非金属製の鍋の保温性を活かした自然保温にてご飯の保温制御を省略した省エネを図りながらご飯を長時間高温域に保つのに併せ、自然降温時に外気などの影響でご飯収容域に生じる温度差を解消するだけの僅かな電力消費にて結露を防止ないしは抑制することができる。しかも、結露対応温度制御を炊飯終了から所定時間経過時点または所定降温時点までとすることで、結露を防止ないしは抑制する必要時点まで過不足なく実行することができる。特に、それら２つの時点のどちらかに到達するまで結露対応温度制御を行えば到達時点に固有な２つの条件のいずれかで確実に対応できる。
【００１１】
鍋を閉じる金属製の内蓋などに設けられて結露防止が図れる結露対応の加熱源と、室温を検出する室温センサとを有し、結露対応温度制御において、室温センサが検出する室温の２以上の温度域に対応して結露対応の加熱源への通電容量を変更する、さらなる構成では、
ご飯収容域での自然降温時の結露の原因となる時間経過上の温度差は、その時々の温度検出によってはもとより、経験上からも知ることができ、結露を防止ないしは抑制するための結露対応の加熱源の配置と通電制御は行えるが、室温の影響は経験上では未知であり、室温センサで検出した室温の少なくとも２以上の温度域の違いによって結露対応の加熱源への通電制御を行うことで、経験上から結露対応温度制御を行う場合は勿論、結露の原因となる温度差が室温を反映しにくい場合にも、室温を配慮した結露対応温度制御ができる。
【００１２】
鍋を冷却できる冷却ファンと、ご飯の降温温度を判定する温度センサとを有し、保温なしモード時のご飯の所定降温時点までの降温が所定時間を超えた場合、冷却ファンを駆動して鍋を冷却しご飯の降温を促進する、さらなる構成では、
何らかの原因で炊飯後のご飯が所定時間を経過しても所定降温時点までの降温に達していないような場合、ご飯に黄ばみなどの品質変化の原因になり始めるので、冷却ファンを駆動して鍋を冷却しご飯の降温を促進することによりそのような品質変化を防止することができる。
【００１３】
鍋の底部に設けられた発熱体と対向して設けられた加熱コイル、鍋を閉じる金属製の内蓋に設けられた蓋加熱源、本体側に鍋の胴部に対向して設けられた側部加熱源を備え、結露対応温度制御は、少なくとも蓋加熱源と側部加熱源を結露対応加熱源として通電制御する、さらなる構成では、
ご飯の保温制御に用いる加熱源と共通した配置条件の加熱源にて、結露対応温度制御が実行できる。
【００１４】
側部加熱源は上下に複数配置され、その上部に配置されたものを結露対応の加熱源とする、さらなる構成では、
鍋側でもその上部は蓋側とともに外気の影響で降温しやすく、それより下部側と温度差を持って結露の原因となることに対応できる。
【００１５】
保温なしモードに加え、炊飯後にご飯を電気的に保温制御する保温モードを備え、いずれかのモードを選択できる、さらなる構成では、
非金属製の鍋を採用した電気炊飯器では保温なしモードだけでも実用できるところ、ユーザによってはその時々の使用状況や好みによって炊飯後のご飯を長時間保温したい要求があることに２つのモードの選択にて対応することができる。
【００１６】
本発明のそれ以上の目的および特徴は、以下の詳細な説明および図面によって明らかになる。本発明の各特徴は可能な限りそれ単独で、あるいは種々な組合せで複合して採用することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の電気炊飯器によれば、炊飯後に電気的な保温制御を行わない保温なしモードにて非金属製の鍋の保温性を活かした自然保温にて省エネを図りながらご飯を長時間高温域に保てるのに併せ、自然降温時の外気などの影響でご飯収容域に生じる温度差を解消するだけの僅かな電力消費にて結露を防止ないしは抑制することが、結露によってご飯が品質低下するのを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明に係る電気炊飯器の実施の形態について、図１〜図８を参照しながら詳細に説明し本発明の理解に供する。
【００１９】
本実施の形態の電気炊飯器は図１、図２に示すように、土鍋などの主として非金属製の鍋１と、この鍋１を着脱できるように収容した本体２と、本体２および鍋１を開閉する蓋体３と、鍋１の底部から加熱する底部加熱源４と、鍋１の側部から加熱する側部加熱源５と、蓋体３から加熱する蓋加熱源６と、を備えた基本構成を有している。本体２は内外装ケース１１、１２間に底部加熱源４の加熱コイル４ａを配し、これに対向する鍋１の底部に加熱コイル４ａからの交番磁界によって誘導発熱される発熱体４ｂを設けてある。具体的には鍋１の底部の外面に設けてあるが内面でもよいし埋設されていてもよい。側部加熱源５は内装ケース１１における樹脂製の下部枠１１ｂと上部枠１１ｃとの間に挟み付けた金属製とした胴部枠１１ａの外まわりに巻きつけたヒータ５ａとしてある。しかし、側部加熱源５も図示しない加熱コイルと鍋１側の発熱体との組み合わせとすることもできる。蓋加熱源６は蓋体３の樹脂製の上板３ａと組み合わせた樹脂製の下板３ｂに嵌め付けた金属製の放熱板３ｃの上面に配線し取り付けた保温ヒータ６ａとしてある。放熱板３ｃは鍋１の開口に対応した大きさを有し、鍋１の開口を閉じる金属製の内蓋７の上方から鍋１内のご飯を加熱し保温するもので、主として側部加熱源５と協働して温度差による結露を防止しながら保温する。ここで、蓋加熱源も加熱コイルと発熱体との組み合わせとすることができ、この場合の発熱体は金属製の内蓋７そのもの、あるいは非金属製とした内蓋７に設けた発熱体とし、蓋体３側に設けた加熱コイルと透磁構造を満足して対向させればよい。ご飯の保温に底部加熱源４を組み合わせ使用することもできる。特に、底部加熱源４は鍋１の側部中央部と底部の胴部へ例えばアール形状で立ち上がる外周部とに別れ定置するように、中央部の加熱コイル４ａ１、発熱体４ｂ１の組みと、周辺部の加熱コイル４ａ２、発熱体４ｂ２の組みとに分かれている。しかし、加熱コイル４ａ１、４ａ２は１本の線を２箇所に巻き分けた構成として同一の通電制御を行うようにしている。これに限られることはなく、個別の線で構成して個別な通電制御を行うようにもできる。
【００２０】
図１に示すように、これら底部加熱源４、側部加熱源５、蓋加熱源６を駆動する電源・駆動基板１１１、この電源・駆動基板１１１を通じ設定されたモードの炊飯や調理を行なう制御基板１１２を本体２の内外装ケース１１、１２の前部間に形成した大きな空間に配し、ファン１３によるヒートシンク１３ａと協働したＩＧＢＴといった発熱素子を矢印Ａで示すような送風にて冷却するようにしてある。ファン１３はまた、電源・駆動基板１１１とその下部から鍋１の底部の側に延びるガイド１１３との案内による矢印Ｂで示すような送風にて本体２の内装ケース１１の底部まわりに配置した加熱コイル４ａ１、４ａ２を冷却し、かつこの送風が内装ケース１１の上部まわりに及ぶことを利用して適時に鍋１を冷却することもできる。
【００２１】
本体２の広い前部の上面には各種のモードを設定したり、炊飯や調理を開始したり、保温を選択したり停止したりする操作パネル１４を設けてあり、その内側には操作基板１８を設けて操作パネル１４での各種操作に対応し、また操作の状態や動作の状態の表示を行えるようにしている。本体２の後部間には側部間よりはやや広い空間として電源接続コードの巻取りリール１１５を収容している。本体２の内装ケース１１の下部枠１１ｂ、上部枠１１ｃは樹脂製としてあり、下部枠１１ｂが透磁性を満足し加熱コイル４ａ１、４ａ２による発熱体４ｂ１、４ｂ２への電磁作用を邪魔しないようにしている。本体２の外装ケース１２は樹脂製の底部材１２ａの周壁上端に金属製の胴部１２ｂの下端縁巻き部を無理嵌めして連結し、胴部１２ｂの上端と内装ケース１１の上部枠１１ｃの上端とを合成樹脂製の肩部材１２ｃにより連結してある。加熱コイル４ａ１、４ａ２は樹脂製のコイル台１５に載置して支持し、コイル台１５の下に放射状に延びたフェライト１６を樹脂製の支持台１７で支持して設け、加熱コイル４ａ１、４ａ２が発生させる磁界を強化し安定させるようにしている。
【００２２】
蓋体３は図１に示すように本体２の後部軸受部２ｄに軸２１により開閉できるように枢支してばね２２により開き方向に付勢し、ばね２２と後部軸受部２ｄとの摺接による抵抗などにて蓋体３がゆっくりと開くようにしてある。蓋体３の前部は本体２の側に軸１２４に枢支して設けるなどしたロックレバー２３によって閉じ位置にロックされ、ロックレバー２３のロック解除操作によってロックが解除さればね２２によって開かれるようにしている。蓋体３のこのような閉じ状態にて図１、図２に示すように蓋体３の下板３ｂと放熱板３ｃとの間に挟み込んだシールパッキン２４が内蓋７の外周枠７ａに圧接し、この圧接によって内蓋７は外周枠７ａとの間に設けたシールパッキン２５にて鍋１の水平となっている口縁に上方から圧接し鍋１を閉じ、炊飯や保温を行う状態となる。このような閉じ状態で、内蓋７には高位部と低位部とに図示しない孔があり、炊飯中の蒸気を逃がしたり、逃がした蒸気に随伴して内蓋７外に出たおねばを鍋１内に戻したりできるようにしている。また、蓋体３の中央に設けた穴２６には蒸気パイプ２７を下方から挿入して穴２６内周のシールパッキン２８によって分解洗浄などのために着脱できるように保持するようにしている。蒸気パイプ２７はボール状の逆止弁２９ａを持った蒸気通路２９を有し、内蓋７の外に出た蒸気を逆止弁２９ａの弁圧を超えたときだけ蓋体３外に放出しながら、内部に気液分離したおねばを内蓋７上に戻し、鍋１内に戻されるようにする。
【００２３】
ここで、非金属製の鍋１は主として陶土を焼成したものでよいがセラミック類も含み、既に知られる種々のものを採用することができる。底部加熱源４の発熱体４ｂ１、４ｂ２は加熱コイル４ａ１、４ａ２からの交番磁界によって渦電流を発生し発熱する導電層であり、鍋１の外面などに設けた１０〜数十μｍ程度の銀ペーストの印刷などによる塗布層、銀箔の貼り合わせ層、あるいは銀の蒸着層、埋設層などでよい。しかし、その導電材料や層形成の方法は自由に選択できる。側部加熱源５のヒータ５ａは、鍋１の側部に対向するアルミニウムや鋼板、ステンレスなどの放熱板３ｃの外面に押え板５ｃとの間に挟み込んで装備し、主として保温に用いるが、特に、ヒータ５ａの下部は炊飯に用いても好適である。さらに、本実施の形態では後述するが、炊飯とご飯の保温に関し、各種の炊飯モード、炊飯モードに続く保温モード、炊飯モードに続く保温無しモード、の制御モードを有し、これらのために、４重のヒータ５ａの最上部１つを６０〜７０Ｗ相当の通電容量、その下の中間部１つを２０〜３０、最下部２つを４０〜５０Ｗ相当の通電容量としてある。通電容量の違いは通電のデューティ比の違いによって簡単に得られるし、どのように得てもよい。このような通電容量の違いを利用して炊飯時の合数や保温モード時の結露、白化、乾燥による褐変、保温なしモード時の結露、や降温遅れによる黄ばみなどのご飯の品質低下など各種の条件に応じた細かな加熱制御ができる。以上で各種の炊飯モードや調理モード、保温モード、保温なしモードを操作パネル１４上での選択操作やスタート操作、停止操作に従い実行することができる。
【００２４】
また、土鍋などの非金属製の鍋１では、その外面に設けた発熱体４ｂ１、４ｂ２の熱が、鍋１の側に効率よく伝わらない分だけ、内装ケース１１側、加熱コイル４ａ１、４ａ２の側に放熱する割合が高くなり、炊飯を首尾よく遂行できなかったり、炊飯温度を確保するために炊飯時の加熱温度を高めると鍋１側の局部過熱や、この局部過熱部となる特に発熱体４ｂ１などからの放熱による内装ケース１１の下部枠１１ｂの劣化や溶損、加熱コイル４ａ１などの異常発熱の原因になって炊飯器や使用の安全が損なわれたりすることがある。そこで、内装ケース１１における下部枠１１ｂの鍋１における特に径方向幅が大きく総発熱量が多くなる発熱体４ｂ１と対向する部分に透磁性の耐熱プレート３１を配し、発熱体４ｂ１からの熱を反射させるようにして対応している。具体的には、本体２における内装ケース１１の鍋１外面に設けられた発熱体４ａ１などとの対向部に設けた透磁性の耐熱プレート３１は、その透磁性によって内外装ケース１１、１２の少なくとも底部間に設けた加熱コイル４ａ１などからそれに対向する鍋１外面の発熱体４ｂ１などに交番磁界を及ぼして誘導発熱させる作用を損なわない。しかも、この透磁性の耐熱プレート３１は、鍋１外面の発熱体４ｂ１などが良好な炊飯に必要な高い温度に発熱させるのに対し鍋１が土鍋などの熱伝導性の低い非金属製で熱伝導しにくく、発熱体４ｂ１などから内装ケース１１側への外面への放熱の割合が高くなる関係であっても、この放熱を耐熱プレート３１の表面で鍋１側に反射させて鍋１を二次加熱して炊飯の加熱に再度生かし加熱効率を高められる。この結果、非金属製の鍋１の厚く熱を篭らせやすい特性との組み合わせから均一で十分な加熱での良好な炊飯が実現しやすくなる。さらに、耐熱プレート３１はその耐熱性によって劣化や損傷するようなことがなく、鍋１外面の発熱体４ｂ１などからの熱が本体２の内装ケース１１、特に下部枠１１ｂや加熱コイル４ａ１に及ばないようにするし、まして本体２の外装ケース１２下へ熱が及ぶようなことは回避できる。
【００２５】
耐熱プレート３１は発熱体４ｂ１などからの熱を鍋１の側に反射させるものであることに対応して、鍋１および発熱体４ｂ１などと耐熱プレート３１との間にはエアギャップ３２を設けることが必須となる。特に、このエアギャップ３２が閉鎖空間となって熱を篭らせないように少なくともまわりへ開放されているのが望ましく、本実施の形態ではこのエアギャップ３２は鍋１の底部外周に形成した環状の脚部１ｄを、下部枠１１ｂの底部外周部の円周上３ヵ所程度に設けた図２に示すシリコンゴムなどよりなる弾性支持台３３により支持した高さにて、周囲３ヵ所での接触だけで確保している。しかし、鍋１の開口部のフランジ１ｃを本体２の開口部で受けて吊持ちすることでエアギャップ３２を確保することもできる。鍋１の脚部１ｄでの弾性支持台３３上への載置、支持は、鍋１の弾性支持や回り止めの効果も併せ発揮する。一方、このエアギャップ３２は図１、図２に示すように内装ケース１１と鍋１との間の全域に形成することが鍋１側から内装ケース１１の側への熱影響を防止しながら、その熱を内装ケース１１と鍋１との間に篭らせて、厚く熱伝導性の低い非金属製である鍋１と炊飯の加熱に協働して加熱効率、均一加熱を促進しやすくなり、特に、本体２の内装ケース１１に設けた耐熱プレート３１が鍋側に反射させる熱を生かしやすい。
【００２６】
さらに、耐熱プレート３１は、温度センサ３４を鍋１に接触させる孔３５を中央部に有し、対向する発熱体４ｂ１の外径よりも大きくしている。これにより、中央部の孔３５を通じ炊飯との相関性の高い鍋１底部の中央部の温度を温度センサ３４で検出することができる。このために、温度センサ３４は図１、図２に示すように、コイル台１５の中央に設けてばねにより上動付勢し、下部枠１１ｂおよび耐熱プレート３１を貫通してその上に常時突出する習性を与え、支持台１６上に載置される鍋１の底部に圧接し、鍋１の温度をモニタできるようにしている。
【００２７】
なお、鍋１はその下半部１ｂを側部加熱源５との対向部１ｅよりも薄肉としている。このように、鍋１を本体２に着脱できるように収容して、底部加熱源４、側部加熱源５および蓋加熱源６からの加熱により炊飯やご飯の保温を行うことになるが、鍋１の下半部１ｂが側部加熱源５との対向部１ｅよりも薄肉で熱容量が小さいことにより、炊飯に重要な発熱体４ｂ１、４ｂ２からの熱により、前記直接の熱伝導による一次加熱と、耐熱プレート３１から反射した熱による二次加熱とを得て、加熱効率がさらに向上し比較的低い通電容量に抑えながら十分な炊飯加熱を実現して良好な炊飯ができる。しかも、鍋１は側部加熱源５との対向部１ｃが下半部１ｂよりも厚肉で蓄熱容量が高いことにより、炊飯に続く保温時の降温が鈍く、昇降温時に温度むらが生じにくい特性と、側部加熱源５からの加熱、蓋加熱源６からの加熱による熱補助の基に、ご飯を均一に保温しやすくなる。
【００２８】
また、鍋１は下部加熱源４と対向する下半部１ｂを側部加熱源５との対向部１ｅよりも薄肉としているが、側部加熱源５との対向部１ｅの厚みが大きいこととの協働により耐落下強度を損なうことがない。特に、正立姿勢での落下時の必要強度を満足する。そして、底部加熱源４との対向部である下半部１ｂを薄く蓄熱容量が小さくなる分だけ、底部加熱源４からの高出力加熱が炊飯加熱に生きやすくするし、厚肉の側部加熱源５との対向部１ｅへの熱移動をも促進する。従って、鍋１内の水および米全域での活発な対流を伴なう均一加熱での炊飯が実現する。ここに、鍋１の側部は、上部が厚肉で、下部が鍋１の底部アール部を含んで薄肉であるともいえ、薄肉域を鍋１の耐落下強度一杯になる側部域まで延長することで、鍋１の薄肉部を利用した底部加熱源４からの高出力加熱による均一加熱での炊飯特性がさらに高まる。鍋１の厚肉部と薄肉部との間は鍋１の外面に丸みのある段差部Ｄをなして連続し、応力集中なく比較的急な厚みの切り換えを達成している。
【００２９】
ここで、１つの実施例を示せば、通常の土鍋では１０〜１５ｍｍ程度の均一厚さとするのが主流であるところを、ムライト−コージェライトを主成分とするセラミック製で、ガラス系の釉薬にて封孔処理をした鍋１につき、底部加熱源４との対向部である下半部１ｂの厚みを３〜４ｍｍ程度、側部加熱源５との対向部１ｅの厚みを７〜８ｍｍ程度として十分な耐落下強度が得られたし、均一加熱による炊飯、均一保温が実現できた。このような寸法関係から鍋１の厚肉部と薄肉部との厚みの差はほぼ２倍程度とすることもできる。なお、鍋１のヒータ５ａの放熱板である胴部枠１１ａとの対向部と、加熱コイル４ａ２と対向する発熱体４ｂ２を有する部分との間は加熱源がないので鍋１の厚みは小さい程炊飯時の均一加熱には有利であって、３ｍｍ程度とするのが好適であり、場合によっては耐落下強度を満足するのを条件に鍋１の下半部１ｂに設定する厚みよりも薄くしてもよい。
【００３０】
さらに、図３に示すように鍋１の開口部は、側部から例えば内側にｔだけ増厚させている。これにより、鍋１の開口部は前記蓋閉じ構造によっても外気の影響を受けて温度低下しやすいが、開口部の側部からの増厚分ｔにより蓄熱容量が増大して炊飯時の熱を蓄熱して外気による温度低下を抑制し、特に水分の多い炊飯直後の保温開始時でも、温度差による結露が発生するのを防止することができる。このような増厚ｔはあまり大きいと昇温に時間が掛かりすぎるので６ｍｍ未満程度がよく、あまり小さいと蓄熱効果が得られないので３ｍｍ程度以上とするのが好適である。また、内蓋７のシールパッキン２５は鍋１のフランジ１ｃの平坦な上面１ｅに圧接するような位置関係とする。また、平坦な上面１ｅはほぼ水平であるのがより好ましい。これにより、鍋１の開口の成形誤差が半径で見て金属鍋が±０．５ｍｍであるのに対し±２〜４ｍｍと大きくなるが、そのような誤差範囲ではシールパッキン２５はフランジ１ｃの上面１ｅ１から外れることはないし、圧接幅、シール幅の増大が図れて異物噛み込みによるシール抜け防止にもなり、シール不良の問題を回避できる。それには、鍋１の開口部の側部からの増厚ｔを内側に向け増厚すればフランジ１ｃの上面１ｅ１を幅広くしやすく有利である。また、フランジ１ｃの外周部も鍋１の側部とほぼ同厚の内周側よりもｔ１増厚させてあり、鍋１の開口部強度を高めている。この場合の増厚は図示するように上向きとすることでフランジ１ｃの上面１ｅ１での外側への汁漏れを防止しやすい利点がある。さらに、鍋１の脚部１ｄは発熱体４ｂ１、４ｂ２の間に位置しており、発熱体４ｂ１、４ｂ２を貼り付ける場合の位置決めとすることができる。しかし、発熱体４ｂ１、４ｂ２は図１、図２に示すように鍋１の表面に埋め込み状態に設けることもでき、そのための凹部は発熱体４ｂ１、４ｂ２を設ける場合の位置決めになる上、発熱体４ｂ１、４ｂ２が鍋１の外面と面一か窪む程度に設けると鍋１を丸洗いするような場合に発熱体４ｂ１、４ｂ２の周囲が引っ掛かって剥がれるような不都合を防止しやすくなる。ヒータ５ａの外まわりには断熱壁１４５を設ければヒータ５ａの熱を外部に逃がさず保温に効率良く活かせる。
【００３１】
また、本発明者の実験によれば、発熱体４ｂ１、４ｂ２の発熱量はその径方向において中央部で温度が高く、周縁側で温度が低くなる温度分布を示す傾向があり、径方向の寸法が大きくなるほどその温度差は大きく、鍋１が熱伝導性の低い非金属製のものであっても、既述のように鍋１の下半部１ｂを側部加熱源５との対向部１ｅよりも薄くする構成では、前記のような温度分布が炊飯時の加熱むらとして幾分反映してしまうことにつき、発熱体４ｂ１、４ｂ２の厚みに差をつけることにより温度むらを問題ない程度に抑えている。具体的には、発熱体４ｂ２は発熱体４ｂ１に比し径方向の幅寸法が小さく、温度の分布差が小さいので、径方向の中央部を薄く、周縁部を厚くしている。これに対し発熱体４ｂ１は径方向の幅寸法が大きく温度の分布差が大きいので、温度が高くなる中央部分の発熱体４ｂ１を無くすか、あるいは周縁部の厚みに対する中央部の厚みの比率を、発熱体４ｂ２の場合よりも小さくするようにしている。これによって炊飯時の加熱むらが改善された。これは、発熱体４ｂ１、４ｂ２に部分的な厚みの違いがあると、厚肉部が薄肉部よりも熱の良導率が高まる分だけ電流量が集中し発熱量が薄肉部よりも多くなることによるものと思われる。このような部分的な厚みの差は、部分的に塗布回数を変えることで簡単に実現できるし、発熱体を設けない厚み０の部分は発熱体の塗布の省略として実現できる。ここで、Ｌ−２（１００サイズ）、Ｋ（１５０サイズ）の２通りの実施例を示せば、図４に示す通りの寸法関係、厚み関係として好適な結果が得られた。
【００３２】
上記のような底部加熱源４からの高出力加熱などに対応して、内装ケース１１の樹脂部分は外装ケース１２の樹脂部分と共に従来ＰＥＴで形成されているが、耐熱温度が１５０℃程度と低く熱影響が懸念されるので、本実施の形態では上部枠１１ｃや下部枠１１ｂを耐熱温度が２５０℃程度と高いＰＰＳとしており、前記耐熱プレート３１のシリコン系接着剤との接着も問題なく達成されている。一方、外装ケース１２の底部材１２ａや肩部材１２ｃは従来通りＰＥＴなどの樹脂製としている。また、肩部材１２ｃの左右２箇所には図２に示すように鍋１のフランジ１ｃとの間にフランジ１ｃへの手掛りを容易にするための凹部４１を形成している。胴部１２ｂの上部には肩部材１２ｃにまで達して軸受したハンドル１１８を設けてある。
【００３３】
既述した保温なしモードを実行するのに本発明者は、前記１００サイズタイプと１５０サイズタイプとのそれぞれにつき、炊飯後の鍋１内のご飯の無加熱状態において、炊飯量が最大、つまり前者では５．５合、後者では８合の炊飯量の場合での経時的な温度変化とご飯の状態を実測した。なお、温度の検出は１００サイズの場合図５（ａ）に示す３つの位置条件にて、１５０サイズの場合は図５（ｂ）に示す３つの位置条件にてご飯内に挿入した熱電対により行った。それぞれの場合の経時的なご飯の温度変化は図６に示す通りであり、図６からご飯の降温状態を最も低くなる表面温度で見ても、１００サイズ、１５０サイズとも３時間を経過してなお７０℃範囲をキープできていて、土鍋など非金属製の鍋１の高い保温性が認められる。
【００３４】
一方、経時的に内蓋７の内面の露が増加していき終には鍋１内への滴下が始り、ご飯の白ボケやべちゃつきなどの品質低下の原因になる。また、鍋１側でも開口部の内周に内蓋よりは遅くかつ少ないが露がつき始めて終わりには伝い落ちご飯に品質低下をもたらす。これは、ご飯収容器での経時的に生じる温度差が原因している。
【００３５】
そこで、本実施の形態では保温なしモードにおいて、炊飯終了から所定時点までの間は、ご飯収容域での結露を防止ないしは抑制する結露対応温度制御を行う。これにより、炊飯後に電気的な保温制御を行わない保温なしモードを実行するのに、鍋１および内蓋７がなしているご飯収容域での結露を防止ないしは抑制する結露対応温度制御を行うことで、非金属製の鍋１の保温性を活かした自然保温にてご飯の保温制御を省略した省エネを図りながらご飯を前記のように長時間高温域に保つのに併せ、自然降温時に外気などの影響でご飯収容域に生じる温度差を解消するだけの僅かな電力消費にて結露を防止ないしは抑制することができる。この結果、炊飯後に電気的な保温制御を行わない保温なしモードにて非金属製の鍋１の保温性を活かした自然保温にて省エネを図りながらご飯を長時間高温域に保てるのに併せ、自然降温時の外気などの影響でご飯収容域に生じる温度差を解消するだけの僅かな電力消費にて結露を防止ないしは抑制することが、結露によってご飯が品質低下するのを防止できる。
【００３６】
また、ご飯は７０℃程度を下回ると雑菌の繁殖温度に近づくので、７０℃付近まで降温した以降は、結露防止のための加熱も停止し速やかな降温を図るのが好適となる。これに対応するのに、保温なしモードでの結露対応温度制御は、炊飯終了から所定時間経過時点まで行うのが好適で、結露を防止ないしは抑制する必要時点まで過不足なく実行することができる。上記実験の範囲に対応していえば、所定時間は３時間程度として対応できる。しかし、これに限られることはない。また、別の対応として、ご飯の温度が所定降温温度例えば前記７０℃にまで降温した時点で、結露対応温度制御を終了するようにすれば、保温なしモードでの結露対応温度制御をより過不足なく実行することができる。この場合、ご飯の温度を検出することが必須となるが、既述した本体２の底部中央の温度センサ３４単独で検出することはできるが、最も温度の低い表面温度との相関性を得るのが好適であり、図１に示すように本体２側のご飯の表面に近い位置に設けた温度センサ１２１単独での検出温度、あるいはこれと中央部の温度センサ３４での検出温度との関係から経験的に判定することもできる。さらに蓋体３側に設けた温度センサを単独であるいは他との組合わせで適用してもよい。さらに、前記所定時間経過時点と所定降温温度への到達時点との２つの時点のどちらかに到達するまで結露対応温度制御を行えば到達時点に固有な２つの条件のいずれかで確実に対応できる。
【００３７】
なお、結露対応温度制御を行うのに、専用の加熱源を設けることもできるが、本実施の形態では既述した側部加熱源５の３つのヒータ５ａ、蓋加熱源６の蓋ヒータ６ａを共用しており、鍋１の開口部は増圧しているが外気の影響で温度が低下しやすいのを、側部加熱源５の最上部のヒータ５ａの通電容量を６０〜７０Ｗと大きく設定していることによって温度補償能力を十分なものとしている。
【００３８】
１つの実施例を示すと、１００サイズ、１５０サイズ共に、下記表１に示すように、
【表１】
底部加熱源４の通電なしの状態で、蓋ヒータ６ａを５秒オフ、５秒オンの繰り返し、上部保温ヒータ５ａを４秒オフ、４秒オンの繰り返し、中間保温ヒータ５ａを３秒オフ、３秒オンの繰り返し、下保温ヒータ５ａを２秒オフ、２秒オンの繰り返し、の通電制御の組み合わせにて、検出温度に基づく温度制御なしに好結果が得られた。
【００３９】
もっとも、鍋１の保温性を活かして炊飯後それを本体２から取り出し、非金属製の蓋で閉じて食卓などにおきお櫃として使用しながらある程度の時間の間の食事に提供することもでき、この場合、結露対応温度制御は実行できないが、鍋１と蓋との間に布巾などを挟み込むようにしておくと、結露の問題が軽減できる。これに代えて、鍋１や蓋の内面を吸湿性のある面構造にしておくことで対応することもできる。
【００４０】
ところで、ご飯収容域での自然降温時の結露の原因となる時間経過上の温度差は、その時々の各部での温度検出によってはもとより、経験上からも知ることができ、結露を防止ないしは抑制するための結露対応の加熱源の配置と通電制御は行えるが、室温の影響は経験上では未知となる。このため、鍋１を閉じる金属製の内蓋７などに設けられて結露防止が図れる既述した側部加熱源５や蓋加熱源６などの結露対応加熱源と、図１に示すように操作・制御基板１１２に設けるなどした室温を検出する室温センサ１２２とにより、保温なしモードでの結露対応温度制御において、室温センサ１２２が検出する室温の２以上の温度域に対応して結露対応の加熱源への通電容量を変更するようにする。これにより、室温センサ１２２で検出した室温の少なくとも２以上の温度域の違いによって結露対応加熱源への通電制御を行うことで、経験上から結露対応温度制御を行う場合は勿論、検出する結露の原因となる温度差が室温を反映しにくい場合にも、室温を配慮した結露対応温度制御ができる。
【００４１】
ここで、この場合の１つの実施例を示すと、上記表１に記載の場合に対し、室温が５℃である場合には、蓋ヒータ６ａ、上保温ヒータ５ａ、中保温ヒータ５ａ、下保温ヒータ５ａへの通電設定定数を下記の表２に示すようにシフトし、
【００４２】
【表２】
室温が２０℃である場合には、蓋ヒータ６ａ、上保温ヒータ５ａ、中保温ヒータ５ａ、下保温ヒータ５ａへの通電設定定数を下記の表３に示すようにシフトし、
【００４３】
【表３】
室温が３５℃である場合には、蓋ヒータ６ａ、上保温ヒータ５ａ、中保温ヒータ５ａ、下保温ヒータ５ａへの通電設定定数を下記の表４に示すようにシフトし、
【００４４】
【表４】
いずれの場合も好適な結露防止ができた。
【００４５】
ここで、操作・制御基板１１２に搭載された制御装置としてのマイクロコンピュータによる炊飯後の保温制御例について、図７に示すフローチャートに従って以下説明する。炊飯の終了が確認されると保温なしモードが選択されているかどうか判定し、保温なしモードが選択されていると、全加熱を一端停止した後、結露対応温度制御による加熱が必要になる待ち時間を計測する待機タイマ１をスタートさせ、待機タイマ１が終了するのを待って先の表１〜４の実施例で示したような結露対応加熱源への通電制御による結露対応温度制御を開始する。結露対応温度制御の開始に伴い結露対応タイマをカウントし、結露対応タイマがタイムアップして終了するか、ご飯が所定の降温温度に到達するかするまで、結露対応温度制御を継続する。結露対応タイマがタイムアップして終了するか、ご飯が所定の降温温度に到達するかしたとき、結露対応温度制御を終了し保温制御を終了する。
【００４６】
これに対し、保温なしモードが選択されていない場合は、保温モードが選択されていると判定して全加熱を停止した上で、保温加熱が必要になる待ち時間を計測する待機タイマ２をスタートさせ、待機タイマ２の終了を待ってから保温制御を行い、保温モードが選択されている間継続する。しかし、この継続は炊飯器の使用の安全やご飯の過剰な保温を避けるためにある時間で強制終了させるようにも制御できる。
【００４７】
ここで、上記待機タイマ１、２による待機時間は、鍋１の保温性がよいことに対応して無駄な、または過剰となる加熱状態を避けるものであるが、必須ではない。
【００４８】
また、ファン１３が既述のように鍋１を冷却できることを利用して、ご飯の降温温度を判定できる温度センサ、つまり、既述した温度センサ３４、１２１の一方または双方などとの組み合わせにより、保温なしモード時のご飯の所定降温時点までの降温が所定時間、例えば３時間を超えるなどした場合、ファン１３を駆動して鍋１を冷却しご飯の降温を促進するようにもできる。この結果、何らかの原因で炊飯後のご飯が所定時間を経過しても所定降温時点までの降温に達していないような場合、ご飯に黄ばみなどの品質変化の原因になり始めることに対し、ファン１３を駆動して鍋１を冷却しご飯の降温を促進することによりそのような品質変化を防止することができる。この場合、ファン１３による鍋１の冷却時は、内装ケース１１の１つまたは複数の適所に設けた図示しない電磁通風口を一時開放してファン１３からの送風を鍋１の表面まわりに導き冷却効果を高めることもできる。
【００４９】
一方、炊飯は概ね図８に示すように吸水１から６０秒のウエイト時間を挟んだ吸水２〜吸水３までの吸水工程、昇温１から昇温５までの昇温工程、炊き上げ１、２での炊き上げ工程に続き、蒸らし１から蒸らし３までの蒸らし工程を行っているが、非金属製の鍋１の場合、そのような炊飯工程では蒸らし３後のご飯は鍋１の胴部や底部の内面にこびりつき、剥がしにくい傾向にあることを知見している。これを解決するのに本実施の形態では蒸らし３の工程に続いて３００〜６００秒程度の蒸らし４を追加している。この蒸らし４では鍋１や内蓋７での結露を防止する最低限の通電を行っており、鍋１にこびりついたご飯が剥がれやすくなる。従って、炊飯後のご飯の全体をほぐしやすくなる。
【００５０】
また、非金属製の鍋１での炊飯では、図８の昇温１工程や炊き上げ２工程のように、温度センサ３４や温度センサ１２１、あるいは放熱板３ｃに設けた温度センサ１２３などの検出温度に頼らず、あるいは併用しながらタイマによる計測時間の経過に合わせて通電制御するタイマ炊飯も行っているが、糠、澱粉が鍋１の底に沈み焦げやすくなる傾向を示す。これを解決するのに本実施の形態では炊き上げ２工程から蒸らし１工程への移行タイミングを破線で示す炊飯推移温度線上の通常時点Ｐ１よりも実線で示す炊飯推移温度線上のＰ２の時点に早めている。これにより、蒸らし１への移行温度および以降の炊飯温度が低目となるので焦げ付きを防止することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明は非金属製の鍋を採用した電気炊飯器に実用して、鍋の保温性を活かした保温なしモードをその省エネ性を特に損なうことなく降温時の結露の問題が解消する。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の実施の形態に係る電気炊飯器の１つの例を示す前後方向での断面図である。
【図２】図１の電気炊飯器の左右方向での断面図である。
【図３】鍋の開口部まわりの詳細断面図である。
【図４】底部加熱源の発熱体の実施例図である。
【図５】保温なしモードでのご飯の降温状態を検出する熱電対の設置条件図である。
【図６】図５の熱電対による炊飯時の昇温状態に続く降温状態の検出結果を示すグラフである。
【図７】図１の炊飯器での保温制御例を示すフローチャートである。
【図８】図１の炊飯器での炊飯の制御例と温度変化を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５３】
１ 鍋
２ 本体
３ 蓋体
４ 底部加熱源
４ａ、４ａ１、４ａ２ 加熱コイル
４ｂ、４ｂ１、４ｂ２ 発熱体
５ 側部加熱源
５ａ ヒータ
６ 蓋加熱源
６ａ 蓋ヒータ
１１ 内装ケース
１２ 外装ケース
１１２ 操作・制御基板
３４、１２３ 温度センサ
１２２ 室温センサ
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００３７０２
【氏名又は名称】タイガー魔法瓶株式会社
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| 【出願日】 |
平成１８年８月３０日（２００６．８．３０） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００８０８２７
【弁理士】
【氏名又は名称】石原 勝
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| 【公開番号】 |
特開２００８−５４８６０（Ｐ２００８−５４８６０Ａ） |
| 【公開日】 |
平成２０年３月１３日（２００８．３．１３） |
| 【出願番号】 |
特願２００６−２３４４７５（Ｐ２００６−２３４４７５） |
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