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【発明の名称】 炊飯器
【発明者】 【氏名】小野 昌之
【氏名】矢野 吉彦
【氏名】北村 信雄
【課題】発熱体の温度を非接触式の温度センサにより検知し、その検知信号を利用してより適正な炊飯制御を行うことができる炊飯器を提供すること。

【解決手段】内鍋と、前記内鍋を収納する内ケースと、前記内鍋を加熱するためのワークコイルと、前記内鍋の底部に前記ワークコイルに対向する形態で設けられる発熱体と、温度センサと、を有する炊飯器において、前記温度センサは、前記発熱体に対向し、非接触の状態で配置される炊飯器。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
内鍋と、前記内鍋を収納する内ケースと、前記内鍋を加熱するためのワークコイルと、前記内鍋の底部に前記ワークコイルに対向する形態で設けられる発熱体と、温度センサと、を有する炊飯器において、
前記温度センサは、前記発熱体に対向し、非接触の状態で配置されることを特徴とする炊飯器。
【請求項2】
前記内鍋の底部と前記内ケースとの間に貫通口または非貫通口を有する耐熱プレートを設け、前記温度センサの先端を、前記発熱体に対向する形態で前記貫通口または前記非貫通口に設けることを特徴とする請求項1に記載の炊飯器。
【請求項3】
前記温度センサは、炊き上げ温度を検知し、この検知信号を用いて以後のむらし工程を行うことを特徴とする請求項1または2に記載の炊飯器。
【請求項4】
前記ワークコイルは、中央部分と外周部分とに隙間を有して分割され、前記温度センサのリード線を前記隙間から取り出すことを特徴とする請求項1ないし3のいずれか一項に記載の炊飯器。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【0001】
本発明は、誘導加熱式炊飯器の温度センサに関するものである。
【背景技術】
【0002】
一般に炊飯器は、誘導コイル、保温ヒータ及び蓋ヒータ等の複数個の加熱手段を持ち、これら加熱手段を駆使して自動的に炊飯及び保温を行いユーザーに最適なご飯等を提供する非常に便利な器具として広く知られている。
【0003】
本出願人は、既に内鍋を例えば土鍋とする炊飯器を市販し、関連特許も多く出願している。この土鍋炊飯器は、金属製鍋のものと同様な制御工程を有している。その工程の一例を図6により説明する。炊飯工程は、図に示すようにお米に充分な水を吸水させるための吸水工程、火力をあげてお米を炊き上げるための昇温および炊き上げ工程と、その後のむらし工程からなる炊飯工程と、炊飯工程後の保温工程とを有し、各工程では、ワークコイル、保温ヒータ及び蓋ヒータ等の複数個の加熱手段が内鍋の温度等を検知する温度センサの検出信号に基づいてその出力が制御され、最適な工程制御が行われている。
【0004】
土鍋は、熱容量が金属製のものに比べて大きいので、炊飯時の昇温速度が比較的穏やかであり、蓄熱性がよいため美味しく米飯を炊き上げることができる。また、内鍋に残飯があるときに、内鍋ごと電子レンジで再加熱することが可能で、蓄熱性がよいために再加熱後も暖かい状態を長く保つことができる等の利点がある。
【0005】
ところで、上記したように土鍋は熱応答性が悪いため、土鍋炊飯を、従来のセンターセンサ、即ち、土鍋の底部中央にその先端を接触させて温度を検知する接触式の温度センサで行うと、金属製の鍋に比べ精度が劣るという欠点を有していた。
【0006】
本出願人は、上記課題を解決するため、図7に示すものを出願している。即ち、土鍋1の底部1aにワークコイル2に対向して銀などの金属を主原料にした発熱体3を設け、更に底部1aの中央にアルミ等の導電材4を設けるとともに、この導電材4に当接する形態で温度センサであるセンターセンサ5を設けるものである。このような構成により土鍋1の温度を、導電材4を介してより早くセンターセンサ5に伝え、検知精度を高めるようにしている(例えば、特許文献1参照)。
【0007】
しかしながら、上記従来例のものは、精度が高まるといえど必ずしも十分とはいえず、例えば、炊き上げ工程からむらし工程に移る場合、或いはおこげ工程がある場合にはそのおこげ工程に移行する場合、水がなくなり土鍋の温度が急激に上昇するため早急にその温度を検知する必要があるところ、上記従来例のものでは、その急激な温度上昇を早急に検知することができにくいという問題を有していた。
【特許文献1】特開2007−319250
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
本発明の目的は、発熱体の温度を非接触式の温度センサにより検知し、その検知信号を利用してより適正な炊飯制御を行うことができる炊飯器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0009】
前記目的を達成するため、本発明は以下の構成を採用する。
【0010】
請求項1に係る発明では、内鍋と、前記内鍋を収納する内ケースと、前記内鍋を加熱するためのワークコイルと、前記内鍋の底部に前記ワークコイルに対向する形態で設けられる発熱体と、温度センサと、を有する炊飯器において、前記温度センサは、前記発熱体に対向し、非接触の状態で配置される構成。
【0011】
請求項2に係る発明では、前記内鍋の底部と前記内ケースとの間に貫通口または非貫通口を有する耐熱プレートを設け、前記温度センサの先端を、前記発熱体に対向する形態で前記貫通口または前記非貫通口に設ける構成。
【0012】
請求項3に係る発明では、前記温度センサは、炊き上げ温度を検知し、この検知信号を用いて以後のむらし工程を行う構成。
【0013】
請求項4に係る発明では、前記ワークコイルは、中央部分と外周部分とに隙間を有して分割され、前記温度センサのリード線を前記隙間から取り出す構成。
【0014】
そしてこれらの構成により、発熱体の温度に追随した炊飯制御が可能となる。
【発明の効果】
【0015】
請求項1に係る発明は、温度センサを、発熱体に非接触の状態で対向させることにより、発熱体の温度に対応した適正な炊飯制御を行うことができる。特に、炊き上げ工程からむらし工程への移行、或いはおこげ工程がある場合にはそのおこげ工程への移行をスムーズに行うことができるため、例え水量のバラツキがあってもその炊飯制御を適正に行うことができる。
【0016】
請求項2に係る発明では、内鍋の底部と内ケースとの間に設ける耐熱プレートに、貫通口または非貫通口を設け、温度センサの先端を発熱体に対向する形態で貫通口または非貫通口に設けることにより、温度センサの一部または全体を耐熱プレートで覆うことになり、温度センサの耐熱性を高めることができる。また、温度センサの取り付けを耐熱プレートを利用して行うことができるため、その取り付けを容易にすることができる。
【0017】
請求項3に係る発明は、温度センサにより炊き上げ温度を検知し、以後のむらし工程を行うことにより、炊飯制御を適正に行うことができる。また、従来の接触式の温度センサと本発明の非接触式の温度センサとの併用により、より適正な炊飯制御を行うことができる。
【0018】
請求項4に係る発明は、ワークコイルを隙間ができる形態で中央部分と外周部分とに分割し、温度センサのリード線を当該隙間から取り出すことにより、リード線の配置を容易にすることができる。更に、温度センサに対する磁界の悪影響を低減することができる。
【実施例】
【0019】
図1は炊飯器の全体縦断面図を示し、図2は図1の内鍋底部近傍の拡大断面図を示し、図3は他の内鍋底部近傍の拡大断面図を示し、図4は更に他の内鍋底部近傍の拡大断面図を示す。なお、炊飯器の内鍋は金属製のものでもよいが、以下においては土鍋として説明する。
【0020】
炊飯器10の全体を図1に示す。炊飯器10は、本体11及び蓋体30からなる。炊飯器本体11は、合成樹脂製の一体成形品からなる外ケース12を有し、この外ケース12の内部には、陶磁器製の内鍋である土鍋13が着脱自在にセットされるとともに、この土鍋13の外側には当該土鍋13の形状に沿った保護枠である内ケース14が設けられる。この内ケース14は、例えばポリエチレンテレフタレート等の耐熱性の合成樹脂製のもので、その底部中央にはサーミスタからなるセンターセンサ15を臨ませるためのセンサ挿入孔15aが形成されている。
【0021】
内ケース14の上端は外ケース12の上端と肩部材16を介して一体的に結合され、外ケース12、内ケース14、及び肩部材16に囲まれた内部に空間部17が形成される。内ケース14の外側には、土鍋13を誘導加熱する底部ワークコイル18及び側部ワークコイル19が設けられる。これら底部ワークコイル18及び側部ワークコイル19は、内ケース14の底部、及び底部から周側部に至る湾曲部の各位置に、内ケース14の底部中央を中心として同心円状にそれぞれ設けられている。
【0022】
これら底部ワークコイル18及び側部ワークコイル19の外側には合成樹脂製のコイル支持台20が設けられており、このコイル支持台20がネジ等で内ケース14に取り付けられることにより、底部ワークコイル18及び側部ワークコイル19は図示する所定位置に位置決め固定する。コイル支持台20の外側には、磁界閉込用のフェライトコア20aが設けられる。また、内ケース14の上部の外周側部には、保温ヒータ22が設けられる。
【0023】
前記土鍋13は、焼成セラミックスやガラスなどの陶磁器製のもので、この土鍋13の底部には、内ケース14の底部と当接するリング状の脚部13aが形成されている。なお、この脚部13aはリング状のものに限らず、局部的に形成したり、放射状に形成するものでも良い。
【0024】
この脚部13aは、内ケース14の底部側の底部ワークコイル18と湾曲部側の側部ワークコイル19との間に設けられるとともに、内ケース14との間に一定の隙間S1(図2)が生じるように所定高さに形成される。また、この土鍋13には、底部ワークコイル18及び側部ワークコイル19のそれぞれに対向する箇所に金属被膜からなる底部発熱体18a及び側部発熱体19aが設けられる。
【0025】
そして、土鍋13と内ケース14との間の前記隙間S1には、耐熱プレート21が設けられる。この耐熱プレート21は、中央に貫通口21aを有する円盤状の耐熱部材であり、底部発熱体18aの熱が下方へ伝わるのを防止している。
【0026】
これら底部発熱体18a及び側部発熱体19aは、例えば銀ペーストなどを塗布、焼成するなどして形成される。土鍋13の脚部13aは、凹凸のある表面になっているので発熱体を形成することが難しいが、この脚部13aの形成箇所は、底部ワークコイル18及び側部ワークコイル19のいずれの対向位置から外れているため、炊飯性能への影響はない。なお、発熱体は、銅箔やステンレス製の網(ラス)などのような金属製のものを予め土鍋13の内部に一体的に埋め込んだ構成としても良い。
【0027】
炊飯スイッチが入れられると底部ワークコイル18及び側部ワークコイル19により誘起される渦電流に起因したジュール熱により前記底部発熱体18a及び側部発熱体19aが加熱され、両発熱体の加熱により土鍋13が加熱される。
【0028】
さらに、土鍋13の底部のセンターセンサ15が当接する中央部は、他の部分よりも強度を損なわない程度に若干薄肉に形成されている。土鍋13の中央部を薄肉にすることにより、底部発熱体18a及び側部発熱体19aからの熱が容易にこの薄肉の中央部まで伝導するので、センターセンサ15の検出精度を高めることができ、底部ワークコイル18及び側部ワークコイル19への通電電力を適切に制御することができる。
【0029】
符号23は操作部を構成する操作パネルであり、該操作パネル23には、例えば炊飯スイッチ、保温スイッチ、白米、早炊き、無洗米等の各種メニューを設定するメニュースイッチ、時間を設定するタイマースイッチ及び設定を取り消す取消しスイッチ等からなる各種スイッチ24、並びに液晶表示部25が配設される。
【0030】
符号26はマイクロコンピュータが搭載されたマイコン基板、27は底部ワークコイル18及び側部ワークコイル19への通電制御を行うためのインバータ等を有する電源回路が搭載された電源基板、28は上記の各基板26、27を冷却する基板冷却用フアンである。
【0031】
前記蓋体30は、蓋上部材31及び蓋下部材32を有する。蓋上部材31は外周面を形成する樹脂製の部材であり、その中央には調圧ユニット33を有する。蓋下部材32は、その中央部に金属製の放熱板34を有し、放熱板34には土鍋13内の温度を検知するための蓋センサ35が取りつけられるとともに、図示しない蓋ヒータが取りつけられ土鍋13内を上方から加熱する。また、前記調圧ユニット33は、内部に蒸気通路36及び蒸気弁37を有し、内部の蒸気圧を調圧する。
【0032】
前記蓋体30は、炊飯器10の後方に設けられるヒンジ機構38に開方向の力を付与されて軸支され、炊飯器10の前方に設けられるロック部材39を押圧することにより開蓋される。
【0033】
マイクロコンピュータが搭載されたマイコン基板26には、マイコン制御ユニットが設けられ、図6のタイムチャートに示す炊飯及び保温制御が行われる。
【0034】
即ち、炊飯工程では、底部ワークコイル18および側部ワークコイル19の出力を所定値に上げることにより、まずお米に水を吸水させるための吸水工程が行われる。お米に充分な吸水が行われると、出力を急激に上げ、お米を一気に炊き上げる昇温工程が行われ、この昇温工程での昇温時間に基づいて内鍋内の米飯量である合数が判定され、その米飯量の合数に基づいて以後の炊き上げ時間が決定される。炊き上げ工程後、むらし工程で炊き上がったご飯を充分むらし、ご飯を最適な状態にして炊飯工程を終了する。炊飯工程が終了すると保温工程に移行し、所定時間保温される。これらの制御はマイクロコンピュータのメモリに記憶される所定のプログラムを実行することにより行われる。
【0035】
本願発明の温度センサ40について説明する。図1および図2に示すものは、耐熱プレート21に貫通孔41を設け、その貫通孔41に温度センサ40を設けるものである。耐熱プレート21には、中央より外周にずれた箇所に貫通孔41が設けられ、この貫通孔41に温度センサ40が取り付けられる。
【0036】
温度センサ40は、その周囲をポリマー樹脂により覆われ、小径部40aおよび大径部40bを有する断面T字状の部材で、その小径部40aの先端を先端部42とし、その先端部42内にはサーミスタが埋め込まれている。サーミスタにはリード線43が接続され、リード線43は外部に引き出され図示しない電源に接続される。
【0037】
温度センサ40の取り付けは次のように行われる。上記したように耐熱プレート21には、貫通孔41が設けられており、この貫通孔41内に温度センサ40の小径部40aを嵌入する。貫通孔41の内径は、温度センサ40の小径部40aより若干大きめであり、小径部40aは貫通孔41に容易に嵌入する。小径部40aが貫通孔41に嵌入すると、先端部42は耐熱プレート21の上面より例えば約0.5mm上方に突き出る。
【0038】
小径部40aが貫通孔41に嵌入すると、大径部40bの上面は、耐熱プレート21の下面に当接する。そのような状態で内ケース14の上面に耐熱プレート21を載置する。すると温度センサ40の下面が内ケース14の上面に当接し、温度センサ40は内ケース14の上面と耐熱プレート21の下面により狭持される。その後、内ケース14の上面と耐熱プレート21の下面とを接着剤により接着し、温度センサ40を固定する。このような取り付け形態により、特に温度センサ40の取付部材を不要とすることができるとともに、その取り付けを容易に行うことができる。なお、リード線43は、大径部40bの側面より取り出すことになる。
【0039】
ところで、センターセンサ15は、耐熱プレート21中央のセンサ挿入孔15aに隙間を有して嵌入しており、また、温度センサ40も耐熱プレート21の中央より偏心した位置に設けられる貫通孔41に隙間を有して嵌入しており、土鍋13を取り出した後に内ケース14内に水が入ると、その水は、センサ挿入孔15aおよび貫通孔41より内ケース14内に侵入するが、本体11の底部のほぼ中央には複数の水抜き穴44が周方向に設けられており、内ケース14内に侵入した水は水抜き穴44より排出される。特に、貫通孔41を水抜き穴44の上方或いは上方近傍に設けることにより水抜きを容易にすることができる。
【0040】
温度センサ40をこのような形態で耐熱プレート21に取り付けることにより、温度センサ40の先端部42は、貫通孔41を貫通し、土鍋13底部の底部発熱体18aの近傍に隙間を有して非接触の状態で対向することになり、底部発熱体18aの温度をより確実に検出することができるようになる。なお、このような形態にすることにより、温度センサ40の先端部42と底部発熱体18aとの間の隙間は、必要に応じて自由に設定することができる。
【0041】
図3に温度センサ40の他の取付構造を示す。図3のものは、耐熱プレート21に貫通孔41ではなく、耐熱プレート21の下面に上方に突き出た凹部45を設け、この凹部45に温度センサ40を取り付けるものである。この凹部45は、耐熱プレート21の下方より上方に向けて設けられており、凹部45の上方に残存する耐熱プレート21の厚みは耐熱プレート21全体の厚みの1/2以下にする。
【0042】
温度センサ40の先端部42は、凹部45の上面に当接する形態で取りつけられる。温度センサ40の取り付けは図1のものとほぼ同じである。このような形態にすることによっても底部発熱体18aの温度を検出することができる。なお、このような形態にすることにより温度センサ40の先端部42が底部発熱体18aの高熱に直接曝されることがなく、直接曝されることにより引き起こされる弊害を低減することができる。例えばより耐熱性の低い樹脂の使用が可能になる。
【0043】
図4、図5に温度センサ40の更に他の取付構造を示す。温度センサ40はリード線43を有し、リード線43を例えば電源に接続するため、リード線43を引き出す箇所を確保する必要があるところ、温度センサ40を土鍋13の底部中央より外周寄りの位置に配置する場合、リード線43の取り出しが困難になる。この例のものはそのような弊害に対応することができるものである。
【0044】
即ち、図5に示すように底部ワークコイル18を中央部分18bと外周部分18cとに分け、両部分18b、18cの間に隙間18dを設け、この隙間18dよりリード線43を取り出すようにするものである。
【0045】
このような形態にすることによりリード線43を容易に取り出すことができるとともに、温度センサ40の下方に底部ワークコイル18が位置しないため、温度センサ40に対する磁界の悪影響を低減することができる。なお、この例は温度センサ40の先端部42が耐熱プレート21を貫通する図1および図2のもので示しているが、図3のような温度センサ40でもよい。
【0046】
温度センサ40は、単独で炊飯制御を行うことができるが、センターセンサ15との併用で行ってもよい。そのような制御の一例について説明する。特に温度センサ40は、炊き上げ工程からむらし工程に移行する従来のセンターセンサ15に比べ適正な温度を検知することができる。即ち、炊き上げ工程からむらし工程に移行する時期は、土鍋13内の水がなくなり底部発熱体18aおよび側部発熱体19aの温度が急上昇する時期、図6でいえば温度Hに相当する時期であるが、従来のセンターセンサ15では底部発熱体18aおよび側部発熱体19aの急上昇する温度を正確に検知することはできない。それに対し、温度センサ40は、底部発熱体18aに対向して設けられているためその温度をより正確に検知することができる。そのため、そのような時期の検知に温度センサ40を利用し、その他の時期の制御は従来通りセンターセンサ15の検知信号に基づいて加熱制御を行う制御形態になる。
【0047】
温度センサ40を利用した上記制御は、「炊き上げ工程中に温度センサ40の検出値が所定の温度に達したらむらし工程に移行する制御」であるが、その他の制御として「炊き上げ工程中に温度センサ40の検出値が所定変化量に達したらむらし工程に移行する制御」、「炊き上げ工程中に温度センサ40の検出値が所定の温度に達したら所定時間追い炊き工程を実行した後、むらし工程に移行する制御」、「炊き上げ工程中に温度センサ40の検出値が所定変化量に達したら所定時間追い炊き工程を実行した後、むらし工程に移行する制御」、「調理工程中に温度センサ40が所定温度を検出すると、土鍋13が空焚き状態であると判断し、加熱を停止する制御」、「調理工程中に温度センサ40が所定変化量を検出すると、土鍋13が空焚き状態であると判断し、加熱を停止する制御」および「おこげをコントロールする制御」等の制御が考えられる。
【0048】
本発明は、前記実施例の構成に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜設計変更可能であり、例えば、加熱手段をヒータにした場合、温度センサを当該ヒータに対向させ非接触の状態で配置するものにおいても適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【0049】
【図1】本願発明の炊飯器の全体断面図
【図2】図1の内鍋底部近傍の拡大断面図
【図3】本願発明の他の内鍋底部近傍の拡大断面図
【図4】本願発明の更に他の内鍋底部近傍の拡大断面図
【図5】図4の底部ワークコイルを分割した状態を示す図
【図6】炊飯・保温工程タイムチャート図
【図7】従来のセンターセンサ取付図
【符号の説明】
【0050】
10…炊飯器 11…炊飯器本体
12…外ケース 13…土鍋
13a…脚部 14…内ケース
15…センターセンサ 15a…センサ挿入孔
16…肩部材 17…空間部
18…底部ワークコイル 18a…底部発熱体
18b…中央部分 18c…外周部分
18d…隙間 19…側部ワークコイル
19a…側部発熱体 20…コイル支持台
20a…フェライトコア 21…耐熱プレート
21a…貫通口 22…保温ヒータ
23…操作パネル 24…各種スイッチ
25…液晶表示部 26…マイコン基板
27…電源基板 28…冷却用ファン
30…蓋体 31…蓋上部材
32…蓋下部材 33…調圧ユニット
34…放熱板 35…蓋センサ
36…蒸気通路 37…蒸気弁
38…ヒンジ機構 39…ロック部材
40…温度センサ 40a…小径部
40b…大径部 41…貫通孔
42…先端部 43…リード線
44…水抜き穴 45…凹部
【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
【出願日】 平成20年3月28日(2008.3.28)
【代理人】 【識別番号】100116159
【弁理士】
【氏名又は名称】玉城 信一
【公開番号】 特開2009−233229(P2009−233229A)
【公開日】 平成21年10月15日(2009.10.15)
【出願番号】 特願2008−85374(P2008−85374)