JP5338942B2 - 電気炊飯器 - Google Patents

Description

本願発明は、電気炊飯器に関し、さらに詳しくは熱伝導性が極めてよくなく且つ蓄熱性に優れていて加熱出力を停止しても容易に温度降下しない特性を有する土鍋からなる内鍋を備えた電磁誘導式の電気炊飯器に関するものである。

従来からよく知られている電気炊飯器としては、金属製の内鍋を着脱自在に収容し得るように構成された炊飯器本体と、該炊飯器本体の内周面を構成するとともに前記内鍋を収容時に支持する保護枠と、前記内鍋に電磁誘導を発生させる電磁誘導コイルとを備えたものがあり、このような構成の電気炊飯器において、吸水工程後に高出力で一気に炊き上げ温度まで炊き上げるようにしたものが提案されている（特許文献１参照）。

近年、ご飯の炊き上がりをより良好ならしめるために、内鍋として、熱伝導性が極めてよくなく且つ蓄熱性に優れていて加熱出力を停止しても容易に温度降下しない特性を有する土鍋からなる内鍋を用いる試みがなされてきている。この場合、内鍋自体が電磁誘導によって発熱しないため、内鍋の底部および底部近傍（例えば、底部と側壁部との間の湾曲部）に誘導発熱体を配設し、該誘導発熱体を電磁誘導コイルから発生する磁界により発熱させることにより、内鍋を加熱するようになっている（特許文献２参照）。

特開平１１−４７５８号公報。

特開２００４−１４１４５６号公報。

ところで、特許文献１に開示されている電気炊飯器の場合、内鍋が金属材料（特に熱伝導性にすぐれた金属材料）により構成されているところから、高出力で一気に炊き上げ温度まで炊き上げても、内鍋全体がほぼ均一に温度上昇するところから、局部的な焦げ付き等を起こしにくく、ほぼ良好なご飯を炊き上げることができる。

しかしながら、特許文献２に開示されている電気炊飯器の場合、土鍋からなる内鍋が使用されているところから、熱伝導性が極めてよくないという特性を有している。このような特性を有する内鍋を使用した電気炊飯器の場合、特許文献１に開示されている電気炊飯器と同じ手法で炊き上げると、局部的な焦げ付きが生じることとなり、良好な結果が得られないという問題がある。また、このような土鍋からなる内鍋の場合、一旦加熱された後には冷めにくい（即ち、蓄熱性に優れている）という特性を有しているところから、炊飯加熱手段への出力を停止しても容易に温度降下しないという特性を有している。

本願発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、土鍋からなる内鍋を用いた電気炊飯器において、電力消費を節約しつつ局部的な焦げ付きを防止して、美味しいご飯を炊き上げ得るようにすることを目的としている。

本願発明では、上記課題を解決するための第１の手段として、水および米を収容する内鍋であって熱伝導性が極めてよくなく且つ蓄熱性に優れていて加熱出力を停止しても容易に温度降下しない特性を有する土鍋からなる内鍋と、この内鍋を取り出し可能に収容する炊飯器本体と、該炊飯器本体の上部開口を開閉自在に覆蓋する蓋体と、前記内鍋を加熱する炊飯加熱手段と、前記内鍋の底部の温度を検出するセンタセンサーと、前記蓋体に設けられていて蒸気温度を検出する蓋センサーとを備えた電気炊飯器において、沸騰検知後に前記炊飯加熱手段に通電するＯＮ加熱と前記炊飯加熱手段に通電を行わない蓄熱加熱とを繰り返す炊き上げ手段を付設するとともに、該炊き上げ手段は、前記炊飯加熱手段に通電を行わないＯＦＦ時間が前記炊飯加熱手段に通電するＯＮ時間より長くなるように、前記炊飯加熱手段がＯＮする下限温度とＯＦＦする上限温度とを設定して、電力消費を節約しつつ局部的な焦げ付きを防止し得るようにしている。

上記のように構成したことにより、沸騰検知後炊き上げ手段により炊飯加熱手段に通電するＯＮ加熱と炊飯加熱手段に通電を行わない蓄熱加熱とが繰り返されることとなる。その結果、内鍋内のご飯が局部的に焦げ付くということがなくなる。そして、内鍋内のご飯の温度が下がってきたら、一定時間の加熱が繰り返されることにより、高温を維持させることが可能となっている。このようにすることにより、甘みがあって炊きむらの少ないご飯を炊き上げることができる。しかも、前記ＯＦＦ時間を前記ＯＮ時間より長くなるように、前記炊飯加熱手段がＯＮする下限温度とＯＦＦする上限温度を設定することにより決定することができるようにしたので、ＯＦＦ時間およびＯＮ時間の設定が容易となる。その結果、熱伝導性が極めてよくなく且つ蓄熱性に優れていて加熱出力を停止しても容易に温度降下しない特性を有する土鍋を内鍋として用いた電気炊飯器であっても、電力消費を節約しつつ局部的な焦げ付きを防止することができる。

本願発明の第１の手段によれば、水および米を収容する内鍋であって熱伝導性が極めてよくなく且つ蓄熱性に優れていて加熱出力を停止しても容易に温度降下しない特性を有する土鍋からなる内鍋と、この内鍋を取り出し可能に収容する炊飯器本体と、該炊飯器本体の上部開口を開閉自在に覆蓋する蓋体と、前記内鍋を加熱する炊飯加熱手段と、前記内鍋の底部の温度を検出するセンタセンサーと、前記蓋体に設けられていて蒸気温度を検出する蓋センサーとを備えた電気炊飯器において、沸騰検知後に前記炊飯加熱手段に通電するＯＮ加熱と前記炊飯加熱手段に通電を行わない蓄熱加熱とを繰り返す炊き上げ手段を付設して、沸騰検知後炊き上げ手段により炊飯加熱手段に通電するＯＮ加熱と炊飯加熱手段に通電を行わない蓄熱加熱とが繰り返されるようにしたので、内鍋内のご飯が局部的に焦げ付くということがなくなるとともに、内鍋内のご飯の温度が下がってきたら、一定時間の加熱が繰り返されることにより、高温を維持させることが可能となり、甘みがあって炊きむらの少ないご飯を炊き上げることができるという効果がある。しかも、前記ＯＦＦ時間を前記ＯＮ時間より長くなるように、前記炊飯加熱手段がＯＮする下限温度とＯＦＦする上限温度を設定することにより決定することができるようにしたので、ＯＦＦ時間およびＯＮ時間の設定が容易となり、熱伝導性が極めてよくなく且つ蓄熱性に優れていて加熱出力を停止しても容易に温度降下しない特性を有する土鍋を内鍋として用いた電気炊飯器であっても、電力消費を節約しつつ局部的な焦げ付きを防止することができるという効果がある。

本願発明の実施の形態にかかる電気炊飯器では、図１に示すように、例えば米および水を収容する内鍋３として土鍋が採用されており、その底壁部３ａの外周面および該底壁部３ａから側壁部３ｂ面に至る間の湾曲面には、内部に誘起されるうず電流によって自己発熱が可能な、例えば銀ペースト等の金属製の第１，第２の誘導発熱体Ｇ1，Ｇ2が個別に貼設されている。

即ち、この電気炊飯器は、同構成の内鍋３と、該内鍋３を任意にセットし得るように形成された下部側合成樹脂製の皿状の底壁部４および上部側筒状の側壁部６よりなる内ケース（保護枠）４６と、該内ケース４６を保持する外部筺体である有底筒状の外ケース１と、該外ケース１と上記内ケース４６とを一体化して形成された炊飯器本体の上部に開閉可能に設けられた蓋ユニット（蓋）２とから構成されている。

上記内ケース４の底壁部（底部）４ａの下方側にはコイルカバー９３が設けられ、その下部にはフェライトコア７を配置し、またその上部には、上記内鍋３の底壁部３ａの下面側と側部湾曲面側の各誘導発熱体Ｇ1，Ｇ2位置に対応して各々リッツ線が同心状に巻成された第１，第２の２組のワークコイルＣ1，Ｃ2が設けられており、それにより通電時には内鍋３の上記第１，第２の誘導発熱体Ｇ1，Ｇ2にうず電流を誘起して、内鍋３を間接的に加熱するようになっている。該第１，第２のワークコイルＣ1，Ｃ2は、例えば相互に直列に接続されている（したがって、以下の動作説明および図３の制御回路図では単にワークコイルＣとして示す）。

内ケース４６の皿状の底壁部４は、底面部４ａの中央部にセンタセンサーＣＳのセンサー部嵌合口が形成されているとともに、同センサー部嵌合口の外周側上面にドーナツ状の遮熱板５０が設けられている。また、外周側側面部４ｂの上端側には、所定幅半径方向外方に張り出したフランジ状の段部４ｃが設けられ、この段部４ｃ部分に上部側筒状の側壁部６の下端６ｂ側が係合載置されている。

他方、上部側筒状の側壁部６の上端６ａは、内枠部材９を介して炊飯器本体側上端の肩部材１１に連結して固定されている。

そして、上記第１，第２のワークコイルＣ1，Ｃ2の一端は、例えば図３の制御回路図に示すように整流回路３５および平滑回路３６を介した電源ラインに、また他端はＩＧＢＴ（パワートランジスタ）３７のコレクタにそれぞれ接続されている。

また、上記内ケース４６の上部側筒状の側壁部６の外周には、炊飯および保温時において加熱手段として機能する例えばコードヒータ等よりなる保温ヒータＨ1が設けられており、炊飯時および保温時において上記内鍋３の全体を有効かつ均一に加熱するようになっている。この保温ヒータＨ1部分には、同部分の温度を検出するサーミスタからなる側部温度センサーＳ3が設けられている。

そして、それらを例えば図３の制御回路のようにマイコン制御ユニットによって適切に駆動制御することによって適切な炊飯機能と保温機能とを実現できるようになっている。

ところで、本実施の形態の場合、例えば図１に示されるように、上記皿状の下部側底壁部４および筒状の上部側側壁部６からなる内ケース４６の内周面と内鍋３の外周面との間には、その底部側から側部上方に到る送風通路を形成する隙間５ａ〜５ｇが設けられている。

この隙間５ａ〜５ｇは、上記ドーナツ板状の遮熱板５０の内側センタセンサーＣＳの外周部５ａ部分では広く、遮熱板５０と内鍋３の底壁部３ａとの間５ｂ部分では狭く、内鍋３の底壁部３ａ外周の設置用凸部３１，３１，３１部分５ｃでは平面リング状の凹溝部に形成され、さらに内鍋３の底壁部３ａから側壁部３ｂに到る湾曲部５ｄ部分では狭い状態から徐々に広くなって上下方向にストレートな側壁部３ｂの下部に達した部分５ｅでは最も広くなって断面積の大きな熱風留り空間を形成している。

そして、同内鍋３の側壁部３ｂの下部部分から肩部開口縁部３ｃに到るまでの上下方向にストレートな部分５ｆでは、上記内ケース４６の上部側側壁部６と内鍋３の側壁部３ｂとが近接する位の狭い隙間に形成され、やがて外ケース１側の肩部材１１と内鍋３の開口縁部３ｃとの間の広い隙間５ｇを介して炊飯器本体と蓋ユニット２との間の隙間から外部に開放されている。

一方、本実施の形態では、上下方向に対向する電磁誘導加熱手段としての第１のワークコイルＣ1と外ケース１の底部材１ｂとの間に位置してファン１７（図３参照）を設けるとともに、上記内ケース４６の下部側皿状の底壁部４部分に同ファン１７からの風を上記内ケース４６と内鍋３との間の送風通路に導入する第１，第２の風導入口（図示省略）を設け、この第１，第２の風導入口を介して上記ファン１７からの風を、上記第１のワークコイルＣ1を冷却した後に上記内ケース４６と内鍋３との間に導入し、その底部側から側部外周側全体に上昇させて行くようにしている。符号９３は第１，第２のワークコイルＣ1，Ｃ2を支持しているコイルカバー、９４はコイルカバー等支持部材である。

一方、符号２は蓋ユニットであり、該蓋ユニット２は、その外周面を構成するとともに中央部に調圧パイプ１５を備えた合成樹脂製の外カバー１２と、該外カバー１２の内側に嵌合一体化して設けられた合成樹脂製の内枠１３と、該内枠１３の内側開口部内にパッキン１４ａおよび金属製の放熱板１６ａと、該放熱板１６ａの上面に設けられた蓋ヒータＨ2と、上記放熱板１６ａの温度を検知するサーミスタからなる蓋センサーＳ4と、上記放熱板１６ａの下方に設けられた金属製の内蓋１６ｂとを備えて構成されている。また、放熱板１６ａの外周縁部下方および内蓋１６ｂの外周縁部下方には、それぞれパッキン１４ａ，１４ｂが設けられており、内蓋１６ｂは、同パッキン１４ｂを介して内鍋３の開口縁部３ｃの上面部に接触させられている。また、１５ａは調圧パイプ１５内の調圧弁、１５ｂはその下部側キャップ、１５ｃは調圧ボールである。

この蓋ユニット２は、上記外ケース１上部の後端側で肩部材１１に対してヒンジ機構８を介して回動自在に取付けられており、その開放端側には、該蓋ユニット２の所定位置に係合して該蓋ユニット２の上下方向への開閉規制を行うロック機構１０が設けられている。

一方、上述の炊飯、保温機能に対するタイマー予約や炊飯および保温メニューの選択、それら各メニューに対応した加熱量、加熱パターン、保温温度、保温時間、保温ＯＦＦ制御モードなどの操作設定は、当該電気炊飯器本体の図示しない前面部に設けられた、図２のような操作パネル２０の各種入力スイッチ群２２ａ〜２２ｉを介してユーザーにより行われ、その設定内容に応じて最終的に上記第１，第２のワークコイルＣ1，Ｃ2および保温ヒータＨ1、蓋ヒータＨ2が適切に制御されるようになっている。

上記操作パネル２０のスイッチ２２ａ〜２２ｉは、例えば炊飯スイッチ２２ａ（ＯＮ表示部２３ａ）、タイマー予約スイッチ２２ｂ（ＯＮ表示部２３ｃ）、取消スイッチ２２ｃ、保温スイッチ２２ｄ（ＯＮ表示部２３ｂ）、再加熱スイッチ２２ｅ、メニュー選択スイッチ２２ｆ、時スイッチ２２ｇ、分スイッチ２２ｈ、保温ＯＦＦ制御モード選択スイッチ２２ｉ（ＯＮ表示部２３ｄ）よりなっている。

また、上記操作パネル２０の中央部には、炊飯、保温の各メニュー、設定された保温温度、設定保温時間並びに現在時刻および炊飯完了までの残時間その他の必要事項を表示する液晶表示部２１が設けられている。

そして、上記外ケース１内の上記操作パネル２０の裏側空間には、図示しない操作基板、マイコン基板がそれぞれ傾斜状態で設置されている。

また、上記内ケース４の前面部側（図１参照）には、例えば図３に示されるような、第１，第２のワークコイルＣ1，Ｃ2、保温ヒータＨ1、蓋ヒータＨ2等を駆動制御する、上記ＩＧＢＴ３７や保温ヒータ駆動回路３３、蓋ヒータ駆動回路２４、電源電圧整流用のダイオードブリッジよりなる整流回路３５、平滑回路３６、マイコン制御ユニット３２などを備えた図示しない電源基板が上下方向に立設して設けられている。

また上記外ケース１は、例えば金属部材で形成された上下方向に筒状のカバー部材１ａと、該カバー部材１ａの上端部に結合された合成樹脂製の肩部材１１と、上記カバー部材１ａの下端部に一体化された合成樹脂製の底部材１ｂとからなり、かつ上記内ケース４６の底壁部４との間に所定の広さの断熱および通風空間部を形成した全体として有底の筒状体に構成されている。

さらに、上記内ケース４６の下部側皿状の底壁部４の中央部には、上述の如く上下方向に同心状に貫通したセンターセンサー嵌合口（センターセンサー収納空間部）が形成されており、該センターセンサー収納空間部中に上下方向に昇降自在な状態で、かつ常時コイルスプリングにより上方に上昇付勢された状態でサーミスタからなる内鍋温度検知センサＳ1および内鍋検知スイッチＳ2を備えたセンターセンサーＣＳが設けられている。

従って、該構成では、先ず炊飯時には、上記内鍋３は、上記第１，第２の２組のワークコイルＣ1，Ｃ2の駆動により生じる渦電流によって、その底壁部３ａから側壁部３ｂ側にかけて設けられている第１，第２の誘導発熱体Ｇ1，Ｇ2が発熱して内鍋３の底壁部３ａから側壁部３ｂに亘る部分が加熱されるとともに保温ヒータＨ1によって内鍋３の側壁部３ｂが加熱される。

しかも、同状態において、上述のようにファン１７による熱風が供給されて内鍋３の全体を包み込む。その結果、例えば炊飯量が多い時などにも内鍋３の全体を略均一に加熱して加熱ムラなく効率良く炊き上げる。また、沸騰工程以降の水分がなくなった状態における内鍋３の底壁部３ａの局部的な熱の集中を防止して焦げ付きの発生を防止することができる。

次に、炊飯が完了した保温時には、上記第１，第２のワークコイルＣ1，Ｃ2がＯＦＦにされる一方、内鍋３の側壁部３ｂに対応して設けられた上記保温ヒータＨ1および放熱板１６ａに設けられた蓋ヒータＨ2の駆動により、内鍋３の底壁部３ａから側壁部３ｂおよび上方部の全体が適切な加熱量で均一に加熱されて結露の生じない土鍋の熱保持力を利用した余熱による保温が実現される。

ところで、上記マイコン基板Ｐ2のマイコン制御ユニット３２には、上記各入力スイッチ２２ａ〜２２ｉを介して入力されたユーザーの指示内容を判断する所望の認識手段が設けられており、該認識手段で認識されたユーザーの指示内容に応じて所望の炊飯又は保温機能、保温ＯＦＦ機能、所望の炊飯（又は保温）メニュー、それら炊飯又は保温メニューに対応した所定の加熱パターンを設定して、その炊飯加熱制御手段又は保温加熱制御手段、保温ＯＦＦ制御手段を適切に作動させて所望の炊飯又は保温制御、保温ＯＦＦ制御を行うようになっている。

従って、ユーザーは、上記各入力スイッチ２２ａ〜２２ｉを使って炊飯又は保温、タイマー予約、予約時刻設定、白米又は玄米、早炊、おかゆ、すしめし、炊き込み等の炊き分け、通常保温モード又は省エネ保温モード、保温ＯＦＦモードその他の各種機能の選択設定内容を入力すれば、それに対応した機能内容が当該マイコン制御ユニット３２内の認識手段を介して炊飯および保温加熱パターン等設定部に自動的に設定入力され、対応する炊飯又は保温加熱制御、保温ＯＦＦ制御が適切になされるようになる。

（炊飯器本体側制御回路部分の構成）
次に、図３は上述のように構成された炊飯器本体側の炊飯（又は保温第１，第２のワークコイルＣ1，Ｃ2制御、その他の制御を行うマイコン制御ユニット３２を中心とする制御回路部分の構成を示す。

図中、符号３２が上述のような炊飯加熱制御手段および保温加熱制御手段、内鍋温度判定手段、内鍋検知手段、ブザー報知手段等を備えた炊飯・保温・保温中止判定等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３２はマイクロコンピュータを中心として構成され、例えば内鍋３の底部、側部の各温度検知回路部、放熱板１６ａの温度検知回路部、ワークコイル駆動制御回路部、内鍋３のセット状態検知回路部、発振回路部、リセット回路部、保温ヒータおよび蓋ヒータ等駆動制御回路部、ブザー報知部、電源回路部等を各々有して構成されている。

そして、先ず上記内鍋３の底壁部３ａ側のセンタセンサーＣＳ部の内鍋温度検知センサーＳ1、内鍋３の側部３ｂの側部温度センサーＳ3、蓋２側放熱板１６の蓋センサーＳ4等に対応して設けられた温度検知回路４３および内鍋検知スイッチＳ2に対応して設けられた鍋検知回路４４には、内鍋３の底壁部３ａの温度検知信号、側壁部３ｂの温度検知信号、蓋２側の放熱板１６ａの温度検知信号、内鍋検知スイッチＳ2による内鍋検知信号がそれぞれ入力されるようになっている。

また、上記ワークコイル駆動制御回路部は、例えばパルス幅変調回路４１、同期トリガー回路４０、ＩＧＢＴ駆動回路４２、ＩＧＢＴ３７、共振コンデンサ３８によって形成されている。そして、上記マイコン制御ユニット３２のワークコイル駆動制御回路部により、上記パルス幅変調回路４１を制御することにより、例えば炊飯工程に応じて上記ワークコイルＣ（Ｃ1，Ｃ2）の出力値および同出力値でのＯＮデューティー比（例えばｎ秒／１６秒）をそれぞれ適切に変えることによって、炊飯工程の各工程における内鍋３の加熱温度と加熱パターンを炊飯量を考慮して適切に可変コントロールし、均一な吸水作用と加熱ムラのないご飯の炊き上げを実現するための適切な出力制御が行われるようになっている。

また同マイコン制御ユニット３２の保温ヒータ駆動制御回路部および蓋ヒータ駆動制御回路部により、それぞれ保温ヒータ駆動回路３３および蓋ヒータ駆動回路２４を制御することにより、例えば保温又は炊飯工程に応じて上記保温ヒータＨ1、蓋ヒータＨ2の出力値および同出力値でのＯＮデューティー比（例えばｎ秒／１６秒）をそれぞれ適切に変えることによって、保温又は炊飯工程の各工程における内鍋３の加熱温度と加熱パターンとを実際の炊飯量を考慮して適切に可変コントロールするための適切な出力制御が行われるようになっている。

また、符号２２ａ〜２２ｉは上述した図３の各種入力スイッチであり、同スイッチ２２ａ〜２２ｉの必要なものが適切に操作されると、上記マイコン制御ユニット３２側の認識手段によってユーザーの指示内容が認識され、その認識内容に応じて対応する所望の制御手段を適切に作動させて所望の制御を行う。

そして、この実施の形態の場合、上述の保温ＯＦＦ制御モード選択スイッチ２２ｉが押されている時は、炊飯完了後、通常の保温デューティー比による保温加熱および保温表示は行わないが、庫内の温度バランスを保つために同デューティー比に比べてＯＦＦ期間の大きい１／１６、２／１６程度での保温ヒータＨ1、蓋ヒータＨ2のＯＮ，ＯＦＦを行ないながら、結露が生じにくい内鍋３の底部よりも蓋２側の放熱板１６ａの温度が高い状態で、徐々に内鍋の温度を下げて行き、所定の温度５０℃（又は所定の時間の経過）までご飯の温度を降下させる露付き防止制御が行われる。

なお、図３中の符号３９は、上記ＩＧＢＴ３７のフライホイールダイオード、３５は、家庭用ＡＣ電源３０との間に挿入された上記ワークコイル駆動用のダイオードブリッジを内蔵した電源側整流回路、３６はその平滑回路である。

さらに、符号１７は前述の送風ファン、３４は同ファン１７の駆動回路、２１は液晶表示部である。この実施の形態の場合、上記液晶表示部２１には、上記入力スイッチ２２ａ〜２２ｉのＯＮ操作に対応して所望のメニューや時刻等の必要事項が表示され、以後設定内容に応じた必要な表示がなされて行くようになっている。

なお、図３の制御回路では、繁雑さを避けるために、上記マイコン制御ユニット３２側への定電圧電源回路は省略して示している。

次に、図４のフローチャートは、本実施の形態にかかる電気炊飯器の炊飯〜保温工程における制御フローを示すものである。

先ず、ステップＳ1においては、例えばメニュースイッチ２２ｆの操作により所定の炊飯コースが選択され且つ炊飯スイッチ２２ａの操作により炊飯が開始されると、ステップＳ2において吸水工程が実行される。この吸水工程においては、図５のタイムチャートに示すように、ワークコイルＣ1，Ｃ2が出力６０％で通電され且つセンタセンサーＣＳの検出温度が３０℃となるように温度調節が行われるとともに、蓋ヒータＨ2によって蓋センサーＳ4の検出温度が３０℃となるように温度調節が行われることとなっており、低い温度で一定時間吸水させる。このようにする理由は、非金属材料からなる内鍋３の熱伝導の悪さを考慮したからであり、吸水完了時には全体が一定温度（例えば、３０℃）となるようにしている。なお、このとき、側面ヒータＨ1へは通電されないこととなっている。

ステップＳ3においては、吸水工程の終わり近くにおいて第１の合数判定（換言すれば、第１の炊飯量判定）が行われる。この第１の合数判定においては、図５のタイムチャートに示すように、ワークコイルＣ1，Ｃ2が出力８０％で通電され、わずかに昇温させる過程（例えば、所定時間後にセンタセンサーＣＳの検出温度が５０℃となる過程）において合数判定がワークコイルＣ1，Ｃ2のＯＮ／ＯＦＦ制御におけるＯＦＦ時間の積算値により行われる。この場合、土鍋からなる内鍋３の熱伝導の悪さに起因して、ワークコイルＣ1，Ｃ2のＯＦＦ時間の積算値が炊飯量が最小の場合を除いてあまり差ができないところから、最小量Ｍｍｉｎとその他の合数Ｍとの二つのランク分けによる合数判定（つまり、少なくとも二つ以上のランクに分ける大雑把な合数判定）が行われる。

ステップＳ4においては、昇温１工程が行われる。この昇温１工程においては、図５のタイムチャートに示すように、ワークコイルＣ1，Ｃ2が出力７０％〜１００％で通電されるとともに、側面ヒータＨ1がデューティ比８／１６で通電されることとなっており、電力を上げて加熱を開始し、蓋センサーＳ4にて沸騰を検知するか、内部監視タイマーの時限が経過（換言すれば、タイマアップ）するまで加熱される。なお、このとき、蓋ヒータＨ2には通電されないこととなっている。

上記昇温１工程中において、ステップＳ5で第２の合数判定（換言すれば、第２の炊飯量判定）が行われる。この第２の合数判定は、昇温１工程の区間の時間を計測して最終の合数判定が行われる。この場合、昇温１工程における温度上昇が大きくとれるところから、土鍋からなる内鍋３の熱伝導の悪さがあったとしても、第１の合数判定において最小量Ｍｍｉｎと判定された以外の合数Ｍを少なくとも二つ以上のランクに分ける合数判定が行われる。例えば、炊飯量は、Ｍｍｉｎ、Ｍ1、Ｍ2、Ｍ3（Ｍ1＜Ｍ2＜Ｍ3）のように少なくとも三つ以上のランクに分けられることとなる。

上記したように、第１の合数判定によって大雑把なランク分けを行った後に、該第１の合数判定による判定結果に基づいてワークコイルＣ1，Ｃ2への電力供給量を制御しつつ第２の合数判定によって最終的な炊飯量判定が行われることとなっているので、熱伝導性に劣る土鍋からなる内鍋３を使用した場合であっても、的確な炊飯量判定を行うことができることとなる。

ステップＳ6，Ｓ7，Ｓ8においては、昇温２工程、昇温３工程および昇温４工程が行われる。これらの昇温２〜４工程においては、ワークコイルＣ1，Ｃ2が出力６０％〜８０％で通電されるとともに、側面ヒータＨ1がデューティ比８／１６で通電されることとなっており、ご飯全体が十分高温（例えば、１２０℃）になるまで加熱される。なお、このとき、蓋ヒータＨ2には通電されないこととなっている。

ステップＳ9においては、炊き上げ１工程が行われる。この炊き上げ１工程においては、図５のタイムチャートに示すように、ワークコイルＣ1，Ｃ2が出力６０％で通電されるとともに、蓋ヒータＨ2および側面ヒータＨ1がデューティ比８／１６で通電されることとなっており、ワークコイルＣ1，Ｃ2の電力を下げて沸騰を維持させることとなっている。このように沸騰維持の際にワークコイルＣ1，Ｃ2の電力を下げることができるのは、土鍋からなる内鍋３の蓄熱性が極めて良好なことに由来している。

ステップＳ10においては、炊き上げ２工程が行われる。この炊き上げ２工程においては、図５のタイムチャートに示すように、ワークコイルＣ1，Ｃ2の出力が７０％に少し引き上げられるとともに、蓋ヒータＨ2および側面ヒータＨ1がデューティ比６／１６で通電されることとなっており、ワークコイルＣ1，Ｃ2の電力を少し上げて温度を沸騰点以上に維持させようとしている。

ステップＳ11においては、炊き上げ手段による炊き上げ３工程が行われる。この炊き上げ３工程においては、図５のタイムチャートに示すように、ワークコイルＣ1，Ｃ2が一定時間のＯＦＦとＯＮとの繰り返しで通電されるとともに、蓋ヒータＨ2および側面ヒータＨ1がデューティ比８／１６で通電されることとなっており、ワークコイルＣ1，Ｃ2への間欠通電により、ご飯の焦げ付きを防止しつつ沸騰を維持させるようにしている。つまり、ご飯の温度が下がってきたら一定時間の加熱を繰り返して高温を維持するようにしているのである。このような制御が可能なのは、土鍋からなる内鍋３の蓄熱性が非常によいことに由来している。このようにすると、内鍋３内のご飯が局部的に焦げ付くということがなくなるとともに、内鍋３内のご飯の温度が下がってきたら、一定時間の加熱が繰り返されることにより、高温を維持させることが可能となり、甘みがあって炊きむらの少ないご飯を炊き上げることができるのである。

ステップＳ12においては、むらし工程が行われる。このむらし工程においては、図５のタイムチャートに示すように、ワークコイルＣ1，Ｃ2への通電が停止されるとともに、蓋ヒータＨ2および側面ヒータＨ1がデューティ比８／１６で通電されることとなっており、土鍋からなる内鍋３の蓄熱性が非常によいことから、ワークコイルＣ1，Ｃ2への通電を停止した状態であっても、ご飯のむらしが十分に行えることとなっているのである。

ステップＳ13においては、保温工程が行われる。この保温工程においては、ワークコイルＣ1，Ｃ2、蓋ヒータＨ2および側面ヒータＨ1への通電が停止されることとなっている。なお、センタセンサＣＳの検出温度が保温温度にまで低下した後には、従来の保温制御と同様の保温制御が実行されることとなっている。

ところで、上記実施の形態において説明した以外の手法で炊き上げを行う場合もある。

例えば、土鍋からなる内鍋３を用いた場合、熱伝導の悪さからセンタセンサーＣＳの温度上昇が極端に遅れ、すばやい温度検知（炊き上げ温度等）がほとんどできない。従来、温度での炊き上げ検知は容易でないため、現状合数判定に応じてタイマで加熱停止しているのが現実であるが、タイマでの加熱停止は、水量と米量のバランスが変化した場合、同じ硬さに炊き上げることができないという不具合があった。そこで、合数判定結果を活用し、炊き上げタイマおよび上限・下限の炊き上げ温度を設定し、炊き上げ検知を行うようにしている。ここでは、合数判定結果に基づいてタイマ時間を設定する。

図６に示すように、タイマの時限がアップするまでに、上限温度Ｔｍａｘを超えた場合には、上限温度Ｔｍａｘを超えた時点で炊き上げとして加熱を停止する。また、図７に示すように、タイマの上限がアップしても、下限温度Ｔｍｉｎを超えない場合には、下限温度Ｔｍｉｎを超えるまで加熱を継続させる。さらに、図８に示すように、下限温度Ｔｍｉｎを超え且つ上限温度Ｔｍａｘを超えない状態でタイマの時限がアップした場合には、タイマの時限アップで炊き上げとして加熱停止する。このようにすると、コスト負担なしに、やわらかめ、硬め設定に対応が可能となるとともに、万が一水量を間違っても安定した炊き上がりが得られる。

また、土鍋からなる内鍋３は熱伝導が悪く、表面に貼り付けた発熱体Ｇ1，Ｇ2付近の温度は高いが、内鍋３の底面中央部の温度はリアルタイムで上がらない。このままでは正しい温度検知ができず、ワークコイルＣ1，Ｃ2による加熱のＯＦＦが遅れ、ご飯の焦げにつながってしまう。

そこで、図９に示すように、沸騰検知後、ワークコイルＣ1，Ｃ2による加熱をＯＮ−０ＦＦさせ、微妙な温度変化を読み取り、適正なタイミングで炊き上げ検知する制御方法が提案されている。この制御方法について、図１０に示すフローチャートを参照して説明する。

ステップＳ1において合数判定結果に応じた電力にて加熱制御を行うことにより炊き上げ工程が実施される。ステップＳ2において沸騰検知がなされたことが確認され且つステップＳ3においてその後３分が経過した（即ち、沸騰状態が所定時間維持された）ことが確認されると、ステップＳ4において所定間隔でワークコイルＣ1，Ｃ2がＯＮ−０ＦＦ制御される。このＯＮ−０ＦＦ制御により、加熱電力が下げられ、オーバーランが防止されることとなっている。そして、ステップＳ5において前記ＯＮ−０ＦＦ制御時に内鍋３の温度が低下したか否かの判定がなされる。該判定は、内鍋３内の水分の有無を検知するものである。内鍋３内に水分が存在している時にはワークコイルＣ1，Ｃ2のＯＦＦ時には内鍋温度がすばやく低下するが、内鍋３内に水分がなくなると、ワークコイルＣ1，Ｃ2をＯＦＦしても内鍋温度が下がりにくくなっているところから（図９参照）、内鍋温度の低下の有無によって内鍋３内の水分の有無を検知することとなっているのである。
ステップＳ5によって肯定判定（即ち、温度低下が有ると判定）されている間は、前記したＯＮ−０ＦＦ制御が実行されるが、ステップＳ5において否定判定（即ち、温度低下がなくなったと判定）されると、ステップＳ6において炊き上がりと判定し、ワークコイルＣ1，Ｃ2がＯＦＦされる。その理由は、ワークコイルＣ1，Ｃ2がＯＦＦされても、温度低下が見られない場合、内鍋３内の水分がなくなったと判断し、焦げ付きを防止するためにすばやくワークコイルＣ1，Ｃ2をＯＦＦするのが望ましいからである。このようにしても、土鍋からなる内鍋３の場合、蓄熱性に優れているところから、余熱によって十分温度が上昇する。その後、ステップＳ7において蒸らし制御へ移行し、制御は終了する。

また、土鍋からなる内鍋３の熱伝導の悪さから、センタセンサーＣＳでの炊き上げ検知が難しい場合が生ずるが、蓋センサーＳ4で所定の温度に達してから所定時間の経過をまって炊き上げとすることもできる。

また、合数判定の経過から炊飯開始から炊き上げまでに必要な電力量はある程度一定であるところから、合数判定に基づいて各合数毎の積算電力量と急激な温度変化とで炊き上げ検知を行うようにしてもよい。なお、初期水温と周囲温度による補正は必要である。

ところで、土鍋からなる内鍋３は蓄熱性が良いため、高い炊き上げ検知温度を設定しなくとも、低い温度で確実に余分な水分が飛べば良いため、従来機種よりこの区間の消費電力は大幅に下げることができ、省エネになる。

また、土鍋からなる内鍋３は蓄熱性が良いため内鍋温度が十分上がりきったときの炊き上げ工程、蒸らし工程で他の材料からなる内鍋と制御方法の違いで大きく差が出てくる。特に蒸らし工程では、内鍋３全体が熱くなっており、センタセンサーＣＳ／側面センサーＳ3／蓋センサーＳ4の三つのセンサーで内鍋３を包み込むように側面ヒータＨ1、蓋ヒータＨ2への通電量を決定するのが好ましい。このとき、蒸らし工程へ移行したときの各センサー値を維持するように側面ヒータＨ1、蓋ヒータＨ2を制御するのがより好ましい。また、蒸らし工程へ移行したときに、三つのセンサーに同一な所定温度で内鍋３を包み込むように火加減調節を行うのがより好ましい。

本願発明は、上記実施の形態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なことは勿論である。

本願発明の実施の形態にかかる電気炊飯器の縦断面図である。 本願発明の実施の形態にかかる電気炊飯器における操作パネル部の拡大平面図である。 本願発明の実施の形態にかかる電気炊飯器の制御回路部分の構成を示すブロック図である。 本願発明の実施の形態にかかる電気炊飯器のマイコン制御ユニットによる炊飯〜保温工程における制御内容を示すフローチャートである。 本願発明の実施の形態にかかる電気炊飯器のマイコン制御ユニットによる炊飯〜保温工程における制御内容を示すタイムチャートである。 本願発明の実施の形態にかかる電気炊飯器における炊き上げ検知の一例を示すタイムチャートである。 本願発明の実施の形態にかかる電気炊飯器における炊き上げ検知の他の一例を示すタイムチャートである。 本願発明の実施の形態にかかる電気炊飯器における炊き上げ検知のもう一つの例を示すタイムチャートである。 本願発明の実施の形態にかかる電気炊飯器における他の方法による炊き上げ検知の際の温度変化を示すタイムチャートである。 本願発明の実施の形態にかかる電気炊飯器における他の方法による炊き上げ検知の際の制御内容を示すフローチャートである。

１は炊飯器本体（外ケース）
２は蓋体（蓋ユニット）
３は内鍋
３２はマイコン制御ユニット
Ｃ1〜Ｃ2，Ｃは炊飯加熱手段(第１〜第２のワークコイル)
Ｈ1は保温ヒータ
Ｈ2は蓋ヒータ
ＣＳはセンタセンサー
Ｓ3は側面センサー
Ｓ4は蓋センサー

Claims (1)

1. 水および米を収容する内鍋であって熱伝導性が極めてよくなく且つ蓄熱性に優れていて加熱出力を停止しても容易に温度降下しない特性を有する土鍋からなる内鍋と、この内鍋を取り出し可能に収容する炊飯器本体と、該炊飯器本体の上部開口を開閉自在に覆蓋する蓋体と、前記内鍋を加熱する炊飯加熱手段と、前記内鍋の底部の温度を検出するセンタセンサーと、前記蓋体に設けられていて蒸気温度を検出する蓋センサーとを備えた電気炊飯器であって、沸騰検知後に前記炊飯加熱手段に通電するＯＮ加熱と前記炊飯加熱手段に通電を行わない蓄熱加熱とを繰り返す炊き上げ手段を付設するとともに、該炊き上げ手段は、前記炊飯加熱手段に通電を行わないＯＦＦ時間が前記炊飯加熱手段に通電するＯＮ時間より長くなるように、前記炊飯加熱手段がＯＮする下限温度とＯＦＦする上限温度とを設定して、電力消費を節約しつつ局部的な焦げ付きを防止し得るようにしたことを特徴とする電気炊飯器。

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