JP5201180B2 - 炊飯器 - Google Patents

Description

本発明は、誘導加熱型の炊飯器に係り、特に炊飯用の内鍋として陶磁器製のものを用いる技術に関するものである。

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。

即ち、炊飯器の工程は、図５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工程及び昇温工程後の蒸らし工程からなる炊飯工程と、炊飯工程後の保温工程とからなり、各工程では、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が内鍋の温度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。

また、従来炊飯用の内鍋としては金属製のもの、例えば、内鍋の外壁をステンレス製、内壁をアルミ製とし、さらにアルミ製の内壁の内側にフッ素コートを施した多層構造のものが使用され、炊飯時には、内鍋の上部に形成されたフランジ部を保護枠の上部開口端に掛止して内鍋と内ケースである保護枠との間に所定の隙間を確保した状態で誘導コイルに通電して内鍋を誘導加熱している（例えば、特許文献１参照）。

ところで、このように内鍋が金属製のものは、熱し易く冷め易いという特性があるために、炊飯時にはお米が急速に昇温され炊き上げたときの美味しさが未だ不十分になり易い。また、炊飯後には冷め易いので、ご飯を保温するために使用するエネルギが大きくなり省エネ対策を図る上で十分とはいえなかった。

そこで、このような金属製の内鍋の欠点を補うために、陶磁器製の土鍋を使用することが考えられる。即ち、陶磁器製のものは、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。

しかしながら、従来の金属製の内鍋を単純に土鍋に置き換えて使用するだけでは次のような種々の問題を生じる。即ち、焼成時の水分含有量の多寡や焼成条件などによって土鍋全体の仕上がり寸法が変動し易く、金属製のものに比べ寸法精度が悪い。このため、金属製の場合と同様に、内鍋の上部に形成したフランジ部を保護枠の上部開口端に掛止したときには、内鍋と誘導コイルとの距離が製品ごとにばらついてしまう。このように、製品ごとに内鍋と誘導コイルとの距離にばらつきが生じると、両者による共振条件も変動し、炊飯性能が悪くなる。

また、上記の不都合を回避するため内鍋の底部を保護枠の上に直接載置した場合、土鍋は非導電性なのでそのままでは誘導加熱できず、誘導コイルと対向する土鍋底壁面に銀ペーストなどを塗布、焼成するなどして発熱体を形成することになるが、この場合でも、陶磁器自体の熱伝導性が悪いので、発熱体の形成箇所のみが高温になり易い。従って、内鍋の底部を保護枠の上に直接載置すると、保護粋が合成樹脂製の場合には温度に耐えられなくなり溶融するという不具合を生じる。

出願人は、上記課題を解決するため、底壁面にリング状の脚部を設け発熱体と保護枠との間に隙間を設ける構造の土鍋を出願済みである。

ところで、出願人が出願済みのものを含め、発熱体と保護枠との間に設けられる隙間を土鍋と金属鍋とで同じにすることにより加熱制御を共用することが考えられるが、土鍋と金属鍋とでは検出温度、共振特性及び火加減等が異なり前記隙間を単に同じにしたのみでは加熱制御を共用することが難しいという問題が生じた。

また、土鍋の底部に脚を設けても、脚部の高さが製品（土鍋単体）ごとにばらつくと土鍋と誘導コイルとの距離にバラツキが生じ、製品ごとに共振条件が変動し、炊飯性能が悪くなる。

特開２０００−７０１４５

本発明は、上記課題を解決するため予め土鍋及び金属鍋に適した加熱制御を用意しておき、それぞれの使用時にそれぞれに適した加熱制御を用いることにより両鍋それぞれの利点を生かした美味しい米飯の炊き上げを可能にするとともに、製品（土鍋単体）ごとに脚部の高さのばらつきを小さくし、炊飯性能を良好にする炊飯器を提供することを目的とする。

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。

本願発明は、土鍋と、前記土鍋を収納する内ケースと、前記土鍋を加熱する加熱手段と、前記加熱手段の加熱状態を制御する制御装置を備えた土鍋炊飯器であって、前記加熱手段は、底部誘導コイル及び側部誘導コイルを有し、前記土鍋には、前記底部誘導コイル及び側部誘導コイルに対向する発熱体を有し、前記制御装置による加熱制御は、吸水工程、昇温工程、蒸らし工程及び保温工程を有し、前記土鍋の底部には、製品ごとに高さ変化の小さい脚部を前記底部誘導コイルと前記側部誘導コイルとの間に設け、前記脚部の製品ごとの高さのばらつきによる共振条件の変動を小さくすることを特徴とする。

本願発明は、土鍋の底部に、製品ごとに高さ変化の小さい脚部を設け、前記脚部の製品ごとの高さのばらつきによる共振条件の変動を小さくすることにより、炊飯性能を良好にすることができる。

内ケースに土鍋をセットした状態を示す炊飯器の縦断面図 内ケースに金属鍋をセットした状態を示す炊飯器の縦断面図 操作パネルの正面図 炊飯器の制御回路部分のシステムブロック図 炊飯工程から保温工程に到るタイムチャート図 切換制御のフローチャート図 吸水工程のフローチャート図 昇温工程のフローチャート図 蒸らし工程のフローチャート図 保温工程のフローチャート図 第１自動検知機構を示す土鍋をセットした炊飯器の一部縦断面図 第１自動検知機構を示す金属鍋をセットした炊飯器の一部縦断面図 第２自動検知機構を示す土鍋をセットした炊飯器の一部縦断面図 第２自動検知機構を示す金属鍋をセットした炊飯器の一部縦断面図 温度スイッチの概略断面図 第３自動検知機構の共振波形図 第４自動検知機構の共振波形図 第５自動検知機構の共振波形図

図１は内ケースに土鍋をセットした状態を示す炊飯器の縦断面図であり、図２は内ケースに多層構造等の金属鍋をセットした状態を示す炊飯器の縦断面図である。

炊飯器は、炊飯器本体１と、この炊飯器本体１の上部開口を開閉する蓋体２とを備え、蓋体２はヒンジユニット３を介して炊飯器本体１に開閉自在に支持される。

炊飯器本体１は、合成樹脂製の一体成形品からなる外ケース５を有し、この外ケース５の内部には、陶磁器製の内鍋である土鍋６が着脱自在にセットされるとともに、この土鍋６の外側には当該土鍋６の形状に沿った保護枠である内ケース７が設けられる。この内ケース７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温度センサ９を臨ませるためのセンサ挿入孔７ａが形成されている。

内ケース７の上端は外ケース５の上端と肩部材８を介して一体的に結合され、外ケース５、内ケース７、及び肩部材８に囲まれた内部に空間部１０が形成される。なお、前記肩部材８は、土鍋６が金属鍋の場合には図２に示すように鍋の上端部分に形成したフランジ２８ａが掛止される掛止部材となる。

前記内ケース７の外側には、土鍋６を誘導加熱する底部誘導コイル１１及び側部誘導コイル１２が設けられる。これら底部誘導コイル１１及び側部誘導コイル１２は、内ケース７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７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。

これら底部誘導コイル１１及び側部誘導コイル１２の外側には合成樹脂製のコイル支持台１３が設けられており、このコイル支持台１３がネジ等で内ケース７に取り付けられることにより、底部誘導コイル１１及び側部誘導コイル１２は図示する所定位置に位置決め固定され、コイル支持台１３の外側には、磁界閉込用のフェライトコア１５が設けられる。また、内ケース７の上部の外周側部には、保温ヒータ１４が設けられる。

前記土鍋６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６の底部には、内ケース７の底部と当接するリング状の脚部６ａが形成されている。なお、この脚部６ａ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。

この脚部６ａは、内ケース７の底部側の底部誘導コイル１１と湾曲部側の側部誘導コイル１２との間に設けられるとともに、内ケース７との間に一定の隙間Ｓ１が生じるように所定高さに形成される。また、この土鍋６には、底部誘導コイル１１及び側部誘導コイル１２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１１ａ及び側部発熱体１２ａが設けられる。

これら底部発熱体１１ａ及び側部発熱体１２ａ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６の脚部６ａ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６ａの形成箇所は、底部誘導コイル１１及び側部誘導コイル１２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６の内部に一体的に埋め込んだ構成としても良い。

炊飯スイッチが入れられると底部誘導コイル１１及び側部誘導コイル１２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１１ａ及び側部発熱体１２ａが加熱され、両発熱体の加熱により土鍋６が加熱される。

さらに、土鍋６の底部の温度センサ９が当接するドーム状の中央部６ｂ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。このように、土鍋６の中央部６ｂを薄肉にすることにより、底部発熱体１１ａ及び側部発熱体１２ａからの熱が容易にこの薄肉の中央部６ｂまで伝導するので、温度センサ９の検出精度を高めることができ、底部誘導コイル１１及び側部誘導コイル１２への通電電力を適切に制御することができる。

符号１８は操作部を構成する操作パネルであり、該操作パネル１８には図３に示すように、各種スイッチ１６、即ち、炊飯スイッチ１６ａ、保温スイッチ１６ｂ、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１６ｃ、時間を設定するタイマースイッチ１６ｄ、設定を取り消す取消しスイッチ１６ｅ及び本実施例で用いられる土鍋・金属鍋切換スイッチ１６ｆ、並びに液晶表示部１７が配設される。

符号１９はマイクロコンピュータが搭載されたマイコン基板、２０は底部誘導コイル１１及び側部誘導コイル１２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、２１は上記の各基板１９、２０を冷却する基板冷却用フアンである。また、２４は蓋体２を構成するアルミ製の内蓋、２５は内蓋２４の上部に設けられた蓋ヒータ、２６は蒸気排出口、２７は把手である。

図示するように土鍋６の形状は、図２に示す従来の金属鍋２８とほぼ同形状に形成されており、土鍋６を使用する場合は金属鍋２８を取り外して使用することになる。土鍋６を使用する場合には、土鍋６はリング状の脚部６ａにより内ケース７に支持されることになるが、金属鍋２８の場合は、図２に示すように金属鍋２８の上端部分に形成されるフランジ２８ａを内ケース７の上部開口端に設けた肩部材８に掛止することにより支持する。

土鍋６の場合、全体の仕上がり寸法が製品ごとに変動しても、底部に形成した脚部６ａの高さの変化は極めて小さいので、土鍋６と底部誘導コイル１１及び側部誘導コイル１２との間の距離のばらつきが少なくなり、表面に設けた底部発熱体１１ａ及び側部発熱体１２ａと底部誘導コイル１１及び側部誘導コイル１２とによる共振条件が安定して炊飯性能が向上する。また、土鍋６の底部に脚部６ａを設けることで、土鍋６に形成した発熱体の部分と内ケース７との間に隙間Ｓ１が生じ両者６、７が直接に接触することがないので、発熱体の形成箇所が局部的に高温になった場合でも合成樹脂製の内ケース７が溶融するといった不都合は生じない。

さらに、土鍋６を使用する場合、従来の金属鍋２８のように、その上端部分に内ケース７上部に掛止するためのフランジ２８ａを形成する必要がないので、フランジ部分が強度不足になって破損するといった恐れもなくなる。

次に、炊飯及び保温制御用のマイコン制御装置１００を中心とする誘導コイル及び保温ヒータ、蓋ヒータ等の制御回路部の概略を図４に示す。図中、符号４０が炊飯・保温制御用のマイコン制御ユニット（ＣＰＵ）であり、該マイコン制御ユニット４０はマイクロコンピュータを中心とし、例えば温度検知回路部、誘導コイル駆動制御回路部、発振回路部、リセット回路部、保温ヒータ及び蓋ヒータ等駆動制御回路部、電源回路部、液晶表示部、操作スイッチ等を各々備えて構成されている。

前記土鍋６或いは金属鍋２８の底壁部に当接される温度センサ９に対応して設けられる温度検知回路４８には、温度センサ９による鍋温度検知信号が入力される。また、前記誘導コイル駆動制御回路部は、例えばパルス幅変調回路４６、同期トリガー回路５３、ＩＧＢＴ駆動回路４５、ＩＧＢＴ５０、共振コンデンサ５１によって形成されている。共振コンデンサ５１は大容量の金属鍋用コンデンサ５１ａ及び小容量の土鍋用コンデンサ５１ｂからなり、リレー５１ｃによりマイコン制御ユニット４０により切換制御され、それぞれの鍋に適した共振状態での加熱制御が行われる。

前記リレー５１ｃは、操作スイッチ１６の土鍋・金属鍋切換スイッチ１６ｆで土鍋６が選択されると小容量の土鍋用のコンデンサ５１ｂに切り換えられ、金属鍋２８が選択されると大容量の金属鍋用のコンデンサ５１ａに切り換えられるとともに、図３に示すように表示部１７に使用している鍋が表示される。

そして、前記マイコン制御ユニット４０により、炊飯及び保温の各工程に応じた土鍋６或いは金属鍋２８に適した前記底部誘導コイル１１及び側部誘導コイル１２の出力値及び同出力値でのＯＮデューティー比（例えばｎ秒／１６秒）が選定され、前記パルス幅変調回路４６等を制御することにより、土鍋６或いは金属鍋２８に適した炊飯及び保温制御が行われ、均一な吸水作用と加熱ムラのない御飯の炊き上げ並びに良質な保温作用を実現するための適切な加熱出力制御が行われるようになっている。

なお、符号Ｄは前記ＩＧＢＴ４５のフライホイールダイオード、符号５５は、家庭用ＡＣ電源５７との間に挿入された前記誘導コイル駆動用のダイオードブリッジを内蔵した整流回路、５２はその平滑回路である。

一方、符号１４は上述の保温ヒータ、２５は蓋ヒータであり、保温ヒータ１４は保温ヒータ駆動回路５６により、蓋ヒータ２５は蓋ヒータ駆動回路５４により、それぞれ所望の出力とデューティー比でＯＮ，ＯＦＦ駆動されるようになっている。さらに、符号１７は液晶、ＬＥＤ等の表示部、４３はブザー等の報知部、１６は炊飯スイッチ１６ａ、保温スイッチ１６ｂ、タイマースイッチ１６ｄ、或いは土鍋・金属鍋切換スイッチ１６ｆ等の各種操作スイッチ、４７はクロック基準制御信号形成用の発振回路、４４はリセット回路である。なお、鍋検知スイッチ３０及び鍋検知回路３０ａは後記の図１１〜図１４に示す他の例で用いられるものである。

次に上述のマイコン制御ユニット４０を使用して行われる炊飯及び保温制御について、図５のタイムチャートを参照して説明する。

炊飯工程では、誘導コイル１１、１２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あり、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あり、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沸騰維持時間が決定される。その後、蒸らし工程で炊き上がったご飯を充分蒸らし、ご飯を最適な状態にして炊飯工程を終了する。なお、昇温工程から蒸らし工程にかけての温度変化は図に示すように土鍋の方が高くなる。温度が高いと黄ばみが生じるため、必要に応じて冷却ファン２１で冷却する。

炊飯工程が終了すると保温工程に移行する。上記したように昇温工程から蒸らし工程にかけての温度変化は土鍋の方が高くなるため、炊飯直後の保温工程では保温ヒータ１４がＯＮするタイミングを金属鍋２８に比べ土鍋６の方を遅くすることもできる。なお、保温工程では図１０に示すように土鍋６と金属鍋２８との制御はほぼ同様に行われる。

次いで、土鍋６或いは金属鍋２８の切換制御及び炊飯制御等のフローチャートを図６〜図１０に基づいて説明する。なお、本発明の土鍋加熱の特徴は以下の通りであり、金属鍋についてはほぼ従来通りである。

（１）土鍋は熱伝導が悪いため、誘導コイルからの熱が全体に伝わりにくい。そのため、保温ヒータ及び蓋ヒータの通電時間を長くすることにより側面からの加熱量を多くしている。（２）土鍋は良好な共振条件を得られる電力値の幅が狭い。そのため、弱い電力は使用せず、強い電力のままコイルへの通電時間を短くすることにより、所定の電力量を得るようにしている。そのため、炊飯工程の終了近傍での加熱源の加熱出力を金属鍋に比べ土鍋のほうを大きくすることもできる。

まず、図６で土鍋６或いは金属鍋２８の切換制御のフローチャートについて説明する。各種スイッチ１６の炊飯スイッチ１６ａが押されると炊飯工程がスタートするが、その前に内ケース７にセットされた鍋の種類が検知される。

本実施例では、図３に示す土鍋・金属鍋切換スイッチ１６ｆでどの鍋が選択されたかで決定される。ステップS１で土鍋が選択されたかが判定される。土鍋・金属鍋切換スイッチ１６ｆで土鍋６が選択されると、表示部１７には土鍋の表示がなされるとともに、ステップS１で肯定判定がなされ、ステップS２に進み共振コンデンサ５１を小容量のコンデンサ５１ｂに切り換える。この切り換えはリレー５１ｃがマイコン制御ユニット４０により切り換えることにより行われる。土鍋６の場合小容量のコンデンサ５１ｂを用いる理由は、上記（２）のように強い電力のままコイルへの通電時間を短くして所定の電力量を得るようにするためである。

次いで、ステップS３に進み、ステップS３で電力値並びにデューティー比からなる土鍋用の電力設定値が選定され、ステップS６の吸水工程に進む。

土鍋・金属鍋切換スイッチ１６ｆで金属鍋２８が選択されると、表示部１７には金属鍋の表示がなされるとともに、ステップS１で否定判定がなされステップS４に進み、共振コンデンサ５１を大容量のコンデンサ５１ａに切り換える。この切り換えはリレー５１ｃがマイコン制御ユニット４０により切り換えることにより行われる。

次いで、ステップS５に進み、ステップS５で電力値並びにデューティー比からなる金属鍋用の電力設定値が選定され、ステップS６の吸水工程に進む。そして、吸水工程へ進むと図７〜図１０に示す炊飯工程等の制御が実行される。

図７に吸水工程を示す。吸水工程がスタートすると、ステップS１で内ケース７にセットされた鍋は土鍋６であるかが判定される。本実施例では図６のものと同様に土鍋・金属鍋切換スイッチ１６ｆでどの鍋が選択されたかで決定される。ステップS１で肯定判定がなされるとステップS２に進み吸水工程時間を計測するためにタイマーをスタートさせる。次いでステップS３で鍋の温度が４０℃以上かを判定する。この温度は温度センサ９により検出される。

ステップS３で肯定判定がなされるとステップS４、ステップS５、ステップS６に順次進み誘導コイル１１、１２をオフし、保温ヒータ１４をデューティー比４／１６によるＯＮ制御で制御し、蓋ヒータ２５を同様にデューティー比４／１６によるＯＮ制御で制御する。その後、ステップS１０に進みステップS１０で吸水時間が所定値を越えたかを判定し、所定時間経過してなければステップS３に戻り同様なステップを繰り返す。ステップS１０で所定時間経過したと判定されるとステップS１１の昇温工程に進む。

ステップS３で否定判定がなされるとステップS７、ステップS８、ステップS９に順次進み誘導コイル１１、１２を９０％の出力で且つデューティー比４／１６によるＯＮ制御で制御し、保温ヒータ１４をデューティー比８／１６によるＯＮ制御で制御し、蓋ヒータ２５を同様にデューティー比８／１６によるＯＮ制御で制御する。その後、ステップS１０に進みステップS１０で吸水時間が所定値を越えたかを判定し、所定時間経過してなければステップS３に戻り同様なステップを繰り返す。ステップS１０で所定時間経過したと判定されるとステップS１１の昇温工程に進む。

ステップS１で内ケース７にセットされた鍋が金属鍋２８であると判定されるとステップS１２に進み吸水工程時間を計測するためにタイマーをスタートさせる。次いでステップS１３で鍋の温度が４０℃以上かを判定する。この温度は温度センサ９により検出される。

ステップS１３で肯定判定がなされるとステップS１４、ステップS１５、ステップS１６に順次進み誘導コイル１１、１２をオフし、保温ヒータ１４を土鍋の場合よりも小さいデューティー比２／１６によるＯＮ制御で制御し、蓋ヒータ２５を土鍋の場合よりも小さいデューティー比３／１６によるＯＮ制御で制御する。その後、ステップS２０に進む。

ステップS１３で否定判定がなされるとステップS１７、ステップS１８、ステップS１９に順次進み誘導コイル１１、１２を土鍋の場合よりも小さい６０％の出力で、且つデューティー比６／１６によるＯＮ制御で制御し、保温ヒータ１４を土鍋の場合よりも小さいデューティー比４／１６によるＯＮ制御で制御し、蓋ヒータ２５を土鍋の場合よりも小さいデューティー比６／１６によるＯＮ制御で制御する。その後、ステップS２０に進みステップS２０で吸水時間が所定値を越えたかを判定し、所定時間経過してなければステップS１３に戻り同様なステップを繰り返す。ステップS２０で所定時間経過したと判定されるとステップS１１の昇温工程に進む。

図８に昇温工程を示す。まずステップS１で内ケース７にセットされた鍋は土鍋６であるかが判定される。ステップS１は図７のものと同様に土鍋・金属鍋切換スイッチ１６ｆでどの鍋が選択されたかで決定される。ステップS１で肯定判定がなされるとステップS２に昇温工程をスタートさせる。

昇温工程がスタートするとステップS３、ステップS４、ステップS５に順次進み誘導コイル１１、１２を１００％の出力で且つデューティー比１６／１６によるＯＮ制御で制御し、保温ヒータ１４をデューティー比６／１６によるＯＮ制御で制御し、蓋ヒータ２５をオフする。その後、ステップS６に進み鍋の温度が１００℃以上かを判定する。この温度は温度センサ９により検出される。

ステップS６で否定判定がなされるとステップS３に戻り、同様なステップを繰り返す。ステップS６で１００℃以上であると判定されるとステップS７、ステップS８、ステップS９に順次進み誘導コイル１１、１２を８０％の出力で且つデューティー比１０／１６によるＯＮ制御で制御し、保温ヒータ１４をデューティー比８／１６によるＯＮ制御で制御し、蓋ヒータ２５をデューティー比６／１６によるＯＮ制御で制御する。その後、ステップS１０に進み鍋の温度が１３０℃以上かを判定する。この温度は温度センサ９により検出される。

ステップS１０で否定判定がなされるとステップS７に戻り、同様なステップを繰り返す。ステップS１０で１３０℃以上であると判定されると蒸らし工程に進む。

ステップS１で内ケース７にセットされた鍋が金属鍋２８であると判定されるとステップS１１に進み昇温工程をスタートさせる。昇温工程がスタートするとステップS１２、ステップS１３、ステップS１４に順次進み誘導コイル１１、１２を土鍋と同様１００％の出力で且つデューティー比１６／１６によるＯＮ制御で制御し、保温ヒータ１４及び蓋ヒータ２５をオフする。その後、ステップS１５に進み鍋の温度が１００℃以上かを判定する。この温度は温度センサ９により検出される。

ステップS１５で否定判定がなされるとステップS１２に戻り、同様なステップを繰り返す。ステップS１５で１００℃以上であると判定されるとステップS１６、ステップS１７、ステップS１８に順次進み誘導コイル１１、１２を土鍋より小さい６０％の出力で、且つデューティー比１４／１６によるＯＮ制御で制御し、保温ヒータ１４を土鍋より小さいデューティー比４／１６によるＯＮ制御で制御し、蓋ヒータ２５を土鍋と同じデューティー比６／１６によるＯＮ制御で制御する。その後、ステップS１９に進み鍋の温度が１２０℃以上かを判定する。この温度は温度センサ９により検出される。

ステップS１９で否定判定がなされるとステップS１６に戻り、同様なステップを繰り返す。ステップS１９で１２０℃以上であると判定されると蒸らし工程に進む。

図９に蒸らし工程を示す。蒸らし工程がスタートすると、ステップS１でタイマーをスタートさせ、ステップS２で内ケース７にセットされた鍋は土鍋６であるかが判定される。土鍋・金属鍋切換スイッチ１６ｆでどの鍋が選択されたかで決定される。ステップS２で肯定判定がなされるとステップS３に進み鍋の温度が１１５℃以上かを判定する。この温度は温度センサ９により検出される。

ステップS３で肯定判定がなされるとステップS４、ステップS５、ステップS６に順次進み誘導コイル１１、１２をオフし、保温ヒータ１４をデューティー比６／１６によるＯＮ制御で制御し、蓋ヒータ２５をデューティー比４／１６によるＯＮ制御で制御する。その後、ステップS１０に進む。

ステップS３で否定判定がなされるとステップS７、ステップS８、ステップS９に順次進み誘導コイル１１、１２を８０％の出力で且つデューティー比６／１６によるＯＮ制御で制御し、保温ヒータ１４をデューティー比６／１６によるＯＮ制御で制御し、蓋ヒータ２５をデューティー比４／１６によるＯＮ制御で制御する。その後、ステップS１０に進みステップS１０で蒸らし時間が所定値を越えたかを判定し、所定時間経過してなければステップS３に戻り同様なステップを繰り返す。ステップS１０で所定時間経過したと判定されると炊飯が終了する。

ステップS２で内ケース７にセットされた鍋が金属鍋２８であると判定されるとステップS１１に進み鍋の温度が１１０℃以上かを判定する。この温度は温度センサ９により検出される。ステップS１１で肯定判定がなされるとステップS１２、ステップS１３、ステップS１４に順次進み誘導コイル１１、１２をオフし、保温ヒータ１４を土鍋の場合よりも小さいデューティー比２／１６によるＯＮ制御で制御し、蓋ヒータ２５を土鍋と同じデューティー比４／１６によるＯＮ制御で制御する。その後、ステップS１８に進む。

ステップS１１で否定判定がなされるとステップS１５、ステップS１６、ステップS１７に順次進み誘導コイル１１、１２を土鍋の場合よりも小さい６０％の出力で、且つデューティー比８／１６によるＯＮ制御で制御し、保温ヒータ１４を土鍋の場合よりも小さいデューティー比２／１６によるＯＮ制御で制御し、蓋ヒータ２５を土鍋と同じデューティー比４／１６によるＯＮ制御で制御する。その後、ステップS１８に進みステップS１８で蒸らし時間が所定値を越えたかを判定し、所定時間経過してなければステップS１１に戻り同様なステップを繰り返す。ステップS１８で所定時間経過したと判定されると炊飯が終了する。

図１０に保温工程を示す。保温工程がスタートすると、ステップS１で内ケース７にセットされた鍋は土鍋６であるかが判定される。土鍋・金属鍋切換スイッチ１６ｆでどの鍋が選択されたかで決定される。ステップS１で肯定判定がなされるとステップS２に進み鍋の温度が７２℃以上かを判定する。この温度は温度センサ９により検出される。

ステップS２で肯定判定がなされるとステップS３、ステップS４、ステップS５に順次進み誘導コイル１１、１２をオフし、保温ヒータ１４をデューティー比１／１６によるＯＮ制御で制御し、蓋ヒータ２５をデューティー比４／１６によるＯＮ制御で制御し、その後、ステップS２に戻り保温工程が終了されない限り同様なステップを繰り返す。

ステップS２で否定判定がなされるとステップS６、ステップS７、ステップS８に順次進み誘導コイル１１、１２を８０％の出力で且つデューティー比０．７５／１６によるＯＮ制御で制御し、保温ヒータ１４をデューティー比３／１６によるＯＮ制御で制御し、蓋ヒータ２５をデューティー比４／１６によるＯＮ制御で制御し、その後、ステップS２に戻り保温工程が終了されない限り同様なステップを繰り返す。

ステップS１で内ケース７にセットされた鍋が金属鍋２８であると判定されるとステップS９に進み鍋の温度が７２℃以上かを判定する。この温度は温度センサ９により検出される。ステップS９で肯定判定がなされるとステップS１０、ステップS１１、ステップS１２に順次進み土鍋の場合と同様に誘導コイル１１、１２をオフし、保温ヒータ１４をデューティー比１／１６によるＯＮ制御で制御し、蓋ヒータ２５をデューティー比４／１６によるＯＮ制御で制御し、その後、ステップS９に戻り保温工程が終了されない限り同様なステップを繰り返す。

ステップS９で否定判定がなされるとステップS１３、ステップS１４、ステップS１５に順次進み誘導コイル１１、１２を土鍋の場合よりも小さい６０％の出力で、且つデューティー比１／１６によるＯＮ制御で制御し、保温ヒータ１４を土鍋の場合よりも小さいデューティー比２／１６によるＯＮ制御で制御し、蓋ヒータ２５を土鍋と同じデューティー比４／１６によるＯＮ制御で制御し、その後、ステップS９に戻り保温工程が終了されない限り同様なステップを繰り返す。

次に、土鍋６或いは金属鍋２８を内ケース７にセットした時、自動的に鍋の種類を検出する自動検知機構について説明する。このような自動検知機構を設けることによりいずれの鍋を用いたとしてもユーザーが設定をスイッチにより切換える必要がなくなるため利便性がより向上する。

図１１及び図１２はその第１例を示す。上述したように金属鍋２８はそのフランジ２８ａを肩部材８に載置する形態でセットされ、その底部と内ケース７の内面との距離ｈはできるだけ短くされている。また、土鍋６は上述したように内ケース７の内面にリング状の脚部６ａで載置され、発熱体１１ａ、１２ａと内ケース７の内面との距離Ｈは脚部６ａの高さにより変えることができるところ、実験によると土鍋６は、発熱体１１ａ、１２ａと内ケース７の内面との距離をむしろ離して設けるほうが共振条件が安定することが分かった。

そのため、予め発熱体１１ａ、１２ａと内ケース７の内面との距離Ｈを金属鍋２８の距離ｈに比べて土鍋６のほうを長くしておき、内ケース７に鍋がセットされた時に温度センサ９の移動距離により鍋の種類を自動的に検出するものである。

図１５に鍋検知スイッチ３０の概略を示す。この鍋検知スイッチ３０は温度センサ９内に設けることを特徴とするもので、予め発熱体１１ａ、１２ａと内ケース７の内面との距離を金属鍋２８の距離ｈに比べて土鍋６の距離Ｈのほうを長くしておく。すると内ケース７に鍋がセットされた時、 セットされた鍋が 金属鍋２８のほうが温度センサ９の縮み量は大きくなる。そこで、土鍋６がセットされた場合には図１５（Ａ）に示すように鍋検知スイッチ３０をオフ状態になるようにし、金属鍋２８がセットされた場合には図１５（Ｂ）に示すように鍋検知スイッチ３０をオン状態になるようにする。そして、土鍋６がセットされた場合にはリレー５１ｃを小容量のコンデンサ５１ｂ側に切り換え、金属鍋２８セットされた場合には大容量のコンデンサ５１ａ側に切り換える。この第１例の場合には図４の鍋検知スイッチ３０及び鍋検知回路３０ａが用いられる。

図１３及び図１４はその第２例を示す。第２例は、鍋検知スイッチ３０を第１例の温度センサ９内に配置するものに換えて、肩部材８の上端部に設けることを特徴とするもので、金属鍋２８はそのフランジ２８ａを肩部材８に載置する形態でセットされるのに対し、土鍋６は肩部材８に載置されないことを利用するものである。

即ち、図に示すように肩部材８の上端部に鍋検知スイッチ３０を設けておく。すると内ケース７に土鍋６がセットされた場合には土鍋６のフランジは肩部材８の上端部に当接しないため、鍋検知スイッチ３０はオフ状態のままである。しかしながら、金属鍋２８がセットされた時にはそのフランジ２８ａは鍋検知スイッチ３０を押圧してオン状態になる。そして、土鍋６がセットされた場合にはリレー５１ｃを小容量のコンデンサ５１ｂ側に切り換え、金属鍋２８セットされた場合には大容量のコンデンサ５１ａ側に切り換える。この第２例の場合にも図４の鍋検知スイッチ３０及び鍋検知回路３０ａが用いられる。

図１６はその第３例を示し、図１６（Ａ）は土鍋使用時の共振波形を、図１６（Ｂ）は金属鍋使用時の共振波形をそれぞれ示す。第３例は、それぞれの鍋の共振電圧の差により自動的にマイコン制御ユニット４０で鍋の種類を検出させるようにするものである。

即ち、土鍋６と金属鍋２８とでは電力の出方が異なることが確認されている。例えば、内ケース７の内面と土鍋６との距離Ｈを３．５ｍｍとし、内ケース７の内面と金属鍋２８との距離ｈを２ｍｍとし、更に入力電圧を１０００Ｗにしてそれぞれの鍋で共振波形を取ると、土鍋６使用時には図１６（Ａ）に示すように共振電圧は５２８Ｖになり、金属鍋２８使用時には図１６（Ｂ）に示すように共振電圧は５７６Ｖと土鍋６に比べ高い値になる。この第３例のものは、この共振電圧をマイコン制御ユニット４０で検出し、共振電圧が低く検出された場合には、土鍋６がセットされたと自動的に判定し、リレー５１ｃを小容量のコンデンサ５１ｂ側に切り換え土鍋６に適した制御を自動的に行わせ、また、共振電圧が高く検出された場合には、金属鍋２８がセットされたと自動的に判定し、リレー５１ｃを大容量のコンデンサ５１ａ側に切り換え金属鍋２８に適した制御を自動的に行わしめるものである。

図１７はその第４例を示し、図１７（Ａ）は土鍋使用時の共振波形を、図１７（Ｂ）は金属鍋使用時の共振波形をそれぞれ示す。第４例は、それぞれの鍋の所定電力でのＩＧＢＴのＯＮ時間の差により自動的にマイコン制御ユニット４０で鍋の種類を検出させるようにするものである。

即ち、土鍋６と金属鍋２８とでは電力の出方が異なることが確認されている。例えば、上記第３例と同様に内ケース７の内面と土鍋６との距離Ｈを３．５ｍｍとし、内ケース７の内面と金属鍋２８との距離ｈを２ｍｍとし、更に入力電圧を１０００Ｗにしてそれぞれの鍋で共振波形を取る。ＩＧＢＴのＯＮ時間は電流が最大になる時間とほぼ一致するため、電流が最大になる時間を比較すると、土鍋６使用時のほうが金属鍋２８使用時に比べ短くなる。この第４例のものは、このＩＧＢＴのＯＮ時間である電流が最大になる時間をマイコン制御ユニット４０で検出し、時間が短く検出された場合には、土鍋６がセットされたと自動的に判定し、リレー５１ｃを小容量のコンデンサ５１ｂ側に切り換え土鍋６に適した制御を自動的に行わせ、また、時間が長く検出された場合には、金属鍋２８がセットされたと自動的に判定し、大容量のコンデンサ５１ａ側に切り換え金属鍋２８に適した制御を自動的に行わしめるものである。

図１８はその第５例を示し、図１８（Ａ）は土鍋使用時の共振波形を、図１８（Ｂ）は金属鍋使用時の共振波形をそれぞれ示す。第５例は、それぞれの鍋の所定電力での周波数の差により自動的にマイコン制御ユニット４０で鍋の種類を検出させるようにするものである。

即ち、土鍋６と金属鍋２８とでは電力の出方が異なることが確認されている。例えば、上記第３、４例と同様に内ケース７の内面と土鍋６との距離Ｈを３．５ｍｍとし、内ケース７の内面と金属鍋２８との距離ｈを２ｍｍとし、更に入力電圧を１０００Ｗにしてそれぞれの鍋で共振波形を取り両鍋での周波数を調べると、土鍋６使用時には３５．８４ＫＨｚになり、金属鍋２８使用時には３０．５８ＫＨｚとなり、土鍋６のほうが周波数は高い値になる。この第５例のものは、周波数をマイコン制御ユニット４０で検出し、周波数が高く検出された場合には、土鍋６がセットされたと自動的に判定し、リレー５１ｃを小容量のコンデンサ５１ｂ側に切り換え土鍋６に適した制御を自動的に行わせ、また、周波数が低く検出された場合には、金属鍋２８がセットされたと自動的に判定し、大容量のコンデンサ５１ａ側に切り換え金属鍋２８に適した制御を自動的に行わしめる。このように各種自動検知機構により自動的に鍋の種類を検出し鍋に応じた加熱制御を自動的に行うことができるものである。

１…炊飯器本体 ２…蓋体
３…ヒンジユニット ５…外ケース
６…土鍋 ６ａ…脚部
６ｂ…中央部 ７…内ケース
７ａ…センサ挿入孔 ８…肩部材
９…温度センサ １０…空間部
１１…底部誘導コイル １１ａ…底部発熱体
１２…側部誘導コイル １２ａ…側部発熱体
１３…コイル支持台 １４…保温ヒータ
１５…フェライトコア １６…操作スイッチ
１６ａ…炊飯スイッチ １６ｂ…保温スイッチ
１６ｃ…メニュースイッチ １６ｄ…タイマースイッチ
１６ｅ…取消しスイッチ １６ｆ…金属鍋切換スイッチ
１７…表示部 １８…操作パネル
１９…マイコン基板 ２０…電源基板
２１…冷却ファン ２４…内蓋
２５…蓋ヒータ ２８…金属鍋
２８ａ…フランジ ３０…鍋検知スイッチ
３０ａ…鍋検知回路 ４０…マイコン制御ユニット
４３…報知部 ４４…リセット回路
４５…ＩＧＢＴ駆動回路 ４６…パルス幅変調回路
４７…発振回路 ４８…温度検知回路
５０…ＩＧＢＴ ５１…共振コンデンサ
５１ａ…金属鍋用コンデンサ ５１ｂ…土鍋用コンデンサ
５１ｃ…リレー ５２…平滑トリガー回路
５３…同期トリガー回路 ５４…蓋ヒータ駆動回路
５５…整流回路 ５６…保温ヒータ駆動回路
５７…家庭用ＡＣ電源 １００…マイコン制御装置

Claims (1)

1. 土鍋と、前記土鍋を収納する内ケースと、前記土鍋を加熱する加熱手段と、前記加熱手段の加熱状態を制御する制御装置を備えた土鍋炊飯器であって、
   前記加熱手段は、底部誘導コイル及び側部誘導コイルを有し、
   前記土鍋には、前記底部誘導コイル及び側部誘導コイルに対向する発熱体を有し、
   前記制御装置による加熱制御は、吸水工程、昇温工程、蒸らし工程及び保温工程を有し、
   前記土鍋の底部には、製品ごとに高さ変化の小さい脚部を前記底部誘導コイルと前記側部誘導コイルとの間に設け、前記脚部の製品ごとの高さのばらつきによる共振条件の変動を小さくすることを特徴とする炊飯器。

Images