炊飯器
【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。
【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。
【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
【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
【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。
【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。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００９−２３３２２９（Ｐ２００９−２３３２２９Ａ）
【公開日】平成２１年１０月１５日（２００９．１０．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−８５３７４（Ｐ２００８−８５３７４）
【出願日】平成２０年３月２８日（２００８．３．２８）
【出願人】（０００００３７０２）タイガー魔法瓶株式会社 (509)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１０月１５日（２００９．１０．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月２８日（２００８．３．２８）
【出願人】（０００００３７０２）タイガー魔法瓶株式会社 (509)
【Ｆターム（参考）】
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