ホーム > 特許ランキング > 東芝ホームテクノ株式会社
▶ 東芝ホームテクノ株式会社の特許一覧 ▶ 東芝ライフスタイル株式会社の特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B1)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-07-24
(45)【発行日】2023-08-01
(54)【発明の名称】炊飯器
(51)【国際特許分類】
A47J 27/00 20060101AFI20230725BHJP
H05B 6/12 20060101ALI20230725BHJP
【ＦＩ】
A47J27/00 109G
A47J27/00 103A
H05B6/12 303
H05B6/12 308
H05B6/12 324
【請求項の数】
6
(21)【出願番号】P 2022041581
(22)【出願日】2022-03-16
【審査請求日】2022-11-11
【早期審査対象出願】
【前置審査】
(73)【特許権者】
【識別番号】390010168
【氏名又は名称】東芝ホームテクノ株式会社
(73)【特許権者】
【識別番号】503376518
【氏名又は名称】東芝ライフスタイル株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110003063
【氏名又は名称】弁理士法人牛木国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】伊丹 裕一
【審査官】根本 徳子
(56)【参考文献】
【文献】特表２０１９－５１２２７８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００５－０４６３９３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１５－１０４４１９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０７－０３９４５６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－０９３９３２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００５－３４８８９１（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ａ４７Ｊ ２７／００
Ｈ０５Ｂ ６／１２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
液体を含む被炊飯物を収容する鍋と、前記鍋を加熱する加熱手段と、
前記加熱手段を制御する制御手段と、を備え、
前記加熱手段は、前記鍋の側面下部に対向させて配設される第１の加熱コイルおよび前記鍋の底部に対向させて配設される第２の加熱コイルを有し、
前記加熱手段の駆動時における前記第１の加熱コイルおよび前記第２の加熱コイルの通電のパターンは、前記第１の加熱コイルと前記第２の加熱コイルとを交互に通電させる通電パターンを複数有し、
前記制御手段は、前記被炊飯物の温度を沸騰まで上昇させる沸騰加熱工程において、前記液体が沸騰するまでに前記通電パターンを少なくとも１回切替えるものであって、
切替前の前記通電パターンは、前記第１の加熱コイルへの所定秒以上の通電、両方の加熱コイルがＯＦＦとなる切替時間、前記第２の加熱コイルへの所定秒以上の通電、両方の加熱コイルがＯＦＦとなる切替時間の繰り返しからなり、
切替後の前記通電パターンは、前記第１の加熱コイルへの所定秒以上の通電、両方の加熱コイルがＯＦＦとなる切替時間、前記第２の加熱コイルへの所定秒以上の通電、両方の加熱コイルがＯＦＦとなる切替時間の繰り返しからなるとともに、
前記通電パターンの１周期における前記第１の加熱コイルと前記第２の加熱コイルの通電時間の合計は、前記切替前と前記切替後が同一、または、前記切替前より前記切替後が短いことを特徴とする炊飯器。
【請求項2】
前記制御手段は、前記被炊飯物の量に応じて、前記被炊飯物の量が少ないほど前記第２の加熱コイルへの通電時間を長くするとともに、前記第１の加熱コイルへの通電時間を短くするよう、前記通電パターンを変更することを特徴とする請求項１に記載の炊飯器。
【請求項3】
前記被炊飯物の温度を検知する温度検知手段と、炊飯に関する時間を計測可能な計時手段と、をさらに備え、
前記被炊飯物を炊飯する炊飯工程は、前記沸騰加熱工程を含む複数の工程を有し、
前記制御手段は、前記被炊飯物の炊飯時に前記複数の工程を実行するように前記加熱手段を制御し、
前記制御手段は、前記工程における経過時間が所定の時間条件を満たしたとき、または前記温度検知手段の検知温度が所定の温度条件を満たしたときに前記通電パターンを切替える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】
前記制御手段は、前記沸騰した後に、前記通電パターンを少なくとも１回は切替えることを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の炊飯器。
【請求項5】
前記第２の加熱コイルが前記鍋の底部を加熱し、前記第１の加熱コイルが前記鍋の前記底部以外の場所を加熱し、前記沸騰加熱工程の後の、前記液体が無くなり炊き上がりを検知する炊上工程において、前記通電パターンは、前記第２の加熱コイルに対する合計の通電時間が前記第１の加熱コイルに対する合計の通電時間よりも長いことを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の炊飯器。
【請求項6】
１の前記通電パターンにおける、前記第１の加熱コイルの通電時間と前記第２の加熱コイルの通電時間が異なる時間であることを特徴とする請求項１～５のいずれか１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、電磁誘導加熱で炊飯可能な炊飯器に関する。
【背景技術】
【0002】
この種の炊飯器として、例えば特許文献１には、被炊飯物を収容する内鍋と、内鍋の全周に各リッツ線が同心状に巻成されたワークコイルと、ワークコイルの通電を制御するマイコン制御ユニットとを備え、ワークコイルは第１，第２，第３のワークコイルを備えて構成されるものが開示されている。マイコン制御ユニット、第１，第２のワークコイルと第３のワークコイルとを交互にＯＮ，ＯＦＦさせることにより、必要に応じ炊飯量に対応して内鍋内に内対流と外対流を交互に形成するような出力制御が行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特許第３２２８９０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献１の炊飯器では、炊飯量判定の結果に応じて各種ご飯の炊き分けを行なっているが、ワークコイル駆動時における第１，第２，第３のワークコイルを通電させるパターンである通電パターンを変更するという考えに達しておらず、被炊飯物の量などに応じてきめ細やかな加熱をすることができないために、被炊飯物であるご飯に炊きムラが発生する場合があった。
【0005】
そこで本発明は、被炊飯物に応じてきめ細やかな加熱をすることが可能な炊飯器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の炊飯器は、液体を含む被炊飯物を収容する鍋と、前記鍋を加熱する加熱手段と、前記加熱手段を制御する制御手段と、を備え、前記加熱手段は、前記鍋の側面下部に対向させて配設される第１の加熱コイルおよび前記鍋の底部に対向させて配設される第２の加熱コイルを有し、前記加熱手段の駆動時における前記第１の加熱コイルおよび前記第２の加熱コイルの通電のパターンは、前記第１の加熱コイルと前記第２の加熱コイルとを交互に通電させる通電パターンを複数有し、前記制御手段は、前記被炊飯物の温度を沸騰まで上昇させる沸騰加熱工程において、前記液体が沸騰するまでに前記通電パターンを少なくとも１回切替えるものであって、切替前の前記通電パターンは、前記第１の加熱コイルへの所定秒以上の通電、両方の加熱コイルがＯＦＦとなる切替時間、前記第２の加熱コイルへの所定秒以上の通電、両方の加熱コイルがＯＦＦとなる切替時間の繰り返しからなり、切替後の前記通電パターンは、前記第１の加熱コイルへの所定秒以上の通電、両方の加熱コイルがＯＦＦとなる切替時間、前記第２の加熱コイルへの所定秒以上の通電、両方の加熱コイルがＯＦＦとなる切替時間の繰り返しからなるとともに、前記通電パターンの１周期における前記第１の加熱コイルと前記第２の加熱コイルの通電時間の合計は、前記切替前と前記切替後が同一、または、前記切替前より前記切替後が短いことを特徴とする。
【発明の効果】
【0007】
本発明の炊飯器によれば、被炊飯物の水が沸騰するまでに被炊飯物に応じて適切な通電パターンをきめ細かく変更でき、ご飯に炊きムラが発生する虞を低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】本発明の一実施形態を示す炊飯器の斜視図である。
【図2】同上、炊飯器の縦断面図である。
【図3】同上、内枠および加熱コイルの断面図および底面側から見た平面図である。
【図4】同上、炊飯器の電気的構成を示すブロック図である。
【図5】同上、炊飯工程における、鍋温度センサの検知温度と、蓋温度センサの検知温度と、底コイルの出力と、側面コイルの出力と、の経時的な変化を示すグラフである。
【図6】従来の炊飯器および本実施形態の炊飯器の、被炊飯物の量別の、容量判定工程における鍋温度の経時的な変化を示すグラフである。
【図7】本発明の一実施形態を示す炊飯器の保温工程における、鍋温度センサの検知温度と、底コイルの出力と、側面コイルの出力と、の経時的な変化を示すグラフである。
【図8】本実施形態の変形例を示す炊飯器の保温工程における、鍋温度センサの検知温度と、底コイルの出力と、側面コイルの出力と、の経時的な変化を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、本発明における好ましい炊飯器の実施形態について、添付図面を参照して説明する。なお、これらの全図面にわたり、共通する部分には共通する符号を付すものとする。
【0010】
図１～図７は、本発明における炊飯器の一実施形態を示している。先ず炊飯器全体の構成を図１および図２に基づいて説明すると、１は本体であり、上方から見て前面と後面、左側面と右側面が対向する略矩形状をなし、上面が開口されている。２は本体１の上面開口部を開閉自在に覆う蓋体であり、本体１と同様に、上方から見て前面と後面、左側面と右側面が対向する略矩形状をなし、上面が略平坦に構成されている。本体１は上面を開口した鍋収容部３を有し、蓋体２を開けたときに、被炊飯物である水や米を収容する容器としての有底状の鍋４が、その鍋収容部３に着脱自在に収容される構成となっている。鍋収容部３は、椀状で樹脂製の内枠５などを組み合わせて構成され、全体が有底筒状に形成される。
【0011】
鍋４は、熱伝導性の良いアルミニウムを主材７とし、フェライト系ステンレスなどの磁性金属板からなる発熱体８が、主材７の外面の側部下部から底部にかけて接合してある。また、鍋４の側面下部から底面に対向する内枠５の外面には、鍋４の発熱体８を電磁誘導加熱する加熱手段として、加熱コイル１１を備えている。そして加熱コイル１１に高周波電流を供給すると、加熱コイル１１から発生する交番磁界によって鍋４の発熱体８が発熱し、炊飯時と保温時に鍋４内の被炊飯物を加熱する構成となっている。なお加熱コイル１１については、後程詳しく説明する。また内枠５の底部中央部には、鍋温度検出手段としての鍋センサ１２が、鍋４の外面底部と弾発的に接触するように配設される。
【0012】
蓋体２の後部には本体１との連結部となるヒンジ１３が設けられる。また蓋体２の前方上面には、蓋体操作体１４が露出状態で配設されており、この蓋体操作体１４を押すと、本体１と蓋体２との係合が解除され、本体１の上部後方に設けたヒンジバネ（図示せず）により、ヒンジ１３のヒンジ軸を回転中心として蓋体２が開く構成となっている。
【0013】
蓋体２の後方上面には、鍋４内の被炊飯物から発生する蒸気を炊飯器の外部に排出する蒸気口１５が配設される。また蓋体２の上面には、この蒸気口１５や蓋体操作体１４の他に、炊飯に関わる様々な情報を表示するための、画面表示部としてのＬＣＤ（Liquid Crystal Display：液晶ディスプレイ）１６や状態表示部としてのＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）表示部１７などで構成される表示手段１８と、タッチセンサで構成されてＬＣＤ１６の上方に配設され、炊飯を開始させたり、時間や炊飯コ－スなどを選択させたりするための操作手段１９と、がそれぞれ配設される。また表示手段１８や操作手段１９の下面には、制御ＰＣ（Printed Circuit：印刷回路）板２１が配置される。
【0014】
ＬＥＤ表示部１７は、実際の炊飯器の状態を表示するもので、本実施形態では、予約設定がされていているときに「予約」のＬＥＤ表示部が点灯し、保温状態になると「保温」の工程ＬＥＤ表示部が点灯し、後述する減圧手段３８により鍋４の内部が大気圧より低い減圧状態になると、「真空」の工程ＬＥＤ表示部が点灯し、炊飯中に鍋４の内部に圧力がかかり始めてから、被炊飯物が炊き上がるまでの鍋４の内部が加圧されているときに、「圧力」の工程ＬＥＤ表示部が点灯するように構成される。そのため、ＬＣＤ１６のバックライトを減光させた減光状態のときでも、ユーザがＬＥＤ表示部１７を確認することで炊飯器の現在の状態を一目で理解することができる。ここでＬＥＤ表示部１７のそれぞれのＬＥＤ表示部が点灯したときの光の色をそれぞれ異ならせてもよく、炊飯器が現在どのような状態であるかを一目で理解できる。なお本実施形態ではＬＥＤ表示部１７の位置について、ＬＣＤ１６のすぐ前に配置されているが、ＬＣＤ１６から離れた位置に配置されてもよい。またＬＥＤ表示部１７を除く構成にして、このＬＥＤ表示部１７の表示内容をＬＣＤ１６で表示するように構成してもよい。
【0015】
タッチセンサで構成された操作手段１９は、例えば、導電性ポリマーによる透明電極部と制御ＰＣ板２１に接続する接点部との間をパターン配線で繋いだ構成要素が、タッチキーとして複数配設されるものであり、ＬＣＤ１６に表示される複数のボタン表示部の何れかにタッチ操作を行なうことで、そのボタン表示部の上に配設され、当該ボタン表示部に対応したタッチキーがタッチ操作されて、このボタン表示部が選択される構成となっている。
【0016】
このようにユーザの操作性および安全性を考慮して、蓋体操作体１４は炊飯器におけるユーザに近い側である上面前方に配置され、蒸気口１５は炊飯器におけるユーザから離れた側である上面後方に配置されることで蓋体２の上面において蓋体操作体１４と蒸気口１５との間に表示手段１８を設けるスペースを大きく確保することができ、表示手段１８や、その上方に配設される操作手段１９を大きく設けることができるため、表示手段１８の視認性および操作手段１９の操作性を向上させることができる。また蓋体２の上面には、ＬＣＤ１６上方の操作手段１９以外には、従来の炊飯器に設けられていた、例えば炊飯キーや切キーのような物理キー・ボタンなどの操作手段が存在せず、操作手段１９のみで炊飯器の操作を行なうために操作時にボタンを探す手間が省け、操作性を向上させることができる。また非常にスマートな外観にすることができ、精密部品である表示手段１８や操作手段１９の配置されたスペースをコンパクトにすることができる。また物理キー・ボタンなどを除くことで蓋体２の上面を略平面状に構成することができ、拭き掃除などもしやすく清掃性を向上させている。
【0017】
蓋体２の下側には、蓋体２の下部部材としての内蓋組立体２３が配設される。内蓋組立体２３は、鍋４の上方開口部と略同径の円盤状を有する金属材料からなり、鍋４の上方開口部を覆う内蓋２４と、この内蓋２４と鍋４との間をシールするために、内蓋２４の外側全周に設けられる弾性部材としての蓋パッキン２５と、鍋４の内圧力を調整する調圧部２６とを備えている。環状に形成された蓋パッキン２５は、図２に示されるように蓋体２を閉じた蓋閉時に、鍋４の開口部である上面に当接して、この鍋４と内蓋２４との間の隙間を塞ぎ、鍋４から発生する蒸気を密閉するものである。
【0018】
蓋体２の内部には、蓋体２の開閉を検知するために、ヒンジ１３近傍に蓋開閉検知手段２７が設けられる。ここで蓋開閉検知手段２７は、光学式、機械式、磁石式など、どのような検知方式のものでもよく、蓋体２の開閉に応じた検知信号を出力できればよい。また蓋体２の内部には、内蓋２４を加熱する蓋加熱手段としての蓋ヒータ３１と、この蓋ヒータ３１による内蓋２４の温度管理を行なうためのサーミスタ式の蓋温度センサ３２がそれぞれ設けられる。そして蓋体２の内部には、鍋４内で発生した蒸気を外部へ放出する通路として、蒸気口１５と調圧部２６とを連通する蒸気排出経路３３が形成される。
【0019】
調圧部２６には、鍋４の内部と蒸気口１５との間の蒸気排出経路３３を開閉する調圧弁３４が設けられる。調圧弁３４はボール状で、蓋体２の内部に設けたソレノイド３５と連動し、鍋４内の蒸気を外部へ放出する場合には蒸気排出経路３３を開放し、鍋４内を加圧または減圧状態にする場合には蒸気排出経路３３を閉塞するように、ソレノイド３５が調圧弁３４を転動させる。そして加圧時には、加熱コイル１１への高周波通電により鍋４内の被炊飯物が加熱され、被炊飯物が沸騰して蒸気が発生し、この蒸気が鍋４内に充満することにより鍋４の内圧が所定値に達すると、調圧弁３４の自重に抗して蒸気排出経路３３を開放することで、鍋４内の圧力を大気圧以上に維持する構成となっている。また蓋体２の内部には、圧力センサ３６（図３参照）が調圧部２６に臨んで設けられ、鍋４内部の圧力を検知している。
【0020】
３８は、蓋体２を本体１に閉じた状態で、鍋４の内部を通常の大気圧よりも低くするための減圧手段である。減圧手段３８は、鍋４を鍋収容体３に収容し、蓋体２を閉じた後にソレノイド３５を通電させて調圧弁３４が蒸気排出経路３３を塞いだ状態で、密閉した鍋４の内部圧力を低下させる。また、鍋４内部の圧力が大気圧よりも一定値下がった場合には、減圧手段３８の動作源となる減圧ポンプ３９の動作を停止し、鍋４内部を減圧状態に保っている。さらに、鍋４内部を減圧状態から外気と同じ圧力に戻す場合には、減圧ポンプ３９の動作を停止し、減圧ポンプ３９と鍋４の内部との間を連通する図示しない経路を開放する。つまり減圧手段３８は、鍋４内部を減圧状態から外気と同じ圧力に戻す圧力戻し手段としての構成を兼用している。
【0021】
その他、本体１の内部には、制御手段４１を含むユニット化された加熱基板組立４２が配設される。制御手段４１は、炊飯器の各部を電気的に制御するために、マイクロコンピュータを構成する制御用ＩＣ４３や、各種の情報やデータを記憶する読み出しおよび書き込みが可能なメモリなどの記憶手段４４（図４参照）や、炊飯に関する時間を計測可能なタイマなどの計時手段４５（図４参照）などを備え構成される。特に制御手段４１は、鍋センサ１２の検知温度に基づいて主に加熱コイル１１を制御して鍋４の底部を温度管理し、蓋温度センサ３２の検知温度に基づいて主に蓋ヒータ３１を制御して、被炊飯物に対向する内蓋２４を温度管理するように構成される。
【0022】
図３は、内枠５および加熱コイル１１の断面図および底面側から見た平面図を示している。同図を参照して加熱コイル１１の説明をすると、本実施形態の加熱コイル１１は、第１のコイルとしての側面コイル１１－１と、第２のコイルとしての底コイル１１－２とで構成されている。側面コイル１１－１および底コイル１１－２は、それぞれ内枠５の外面、すなわち鍋収容部３の外面に、鍋４に対向するように設けられている。具体的には鍋４を鍋収容部３に収容したときに、底コイル１１－２は、底面ヒータとして鍋４底部の外側面に対向させて配設され、側面コイル１１－１は、側下ヒータとして、底コイル１１－２の外側および上方で、鍋４の側面下部の外側面に対向させて配設される。本実施形態の加熱コイル１１の最高出力は、例えば側面コイル１１－１および底コイル１１－２が共に１４００Ｗで構成されているが、これらの数値は一例であり、炊飯器の加熱特性に応じて側面コイル１１－１および底コイル１１－２の出力バランスを任意に設定してよい。なお本実施形態では、加熱コイル１１は２つの加熱コイルで構成されているが、本発明はこれに限定されることなく、さらに多くの数の加熱コイルで構成されてもよく、その場合も、それぞれの加熱コイルが鍋４の底部から側面下部に対向させて同心状に配設され、また複数の加熱コイルが上下方向に並べられて配設される。また側面コイル１１－１および底コイル１１－２は、それぞれが個別にらせん状に形成されてもよく、または同心円状に形成されてもよく、それぞれの加熱コイルにおける形状に特に制約はない。
【0023】
ここで加熱コイル１１を駆動したときの熱の移動について説明すると、側面コイル１１－１が通電されると、側面コイル１１－１に対向する部分である鍋４の側面下部の外側面が最初に高温となり、この熱が主材７経由で当該側面下部に接している被炊飯物の水に移動する。被炊飯物の熱の移動は主に水の移動と共に行われるが、被炊飯物の米が存在する場所では、当該水の移動は被炊飯物の米粒の間の狭い空隙のみに制限されてしまい、水および熱の移動が鈍化してしまう。その一方で、米が存在しない場所では、対流により水および熱の移動が活発になるため、側面下部に接している被炊飯物の水の次は、米が下方に沈むために存在しない被炊飯物の上層部分の水が高温となる。その後、被炊飯物の中央部分において、高温部となった被炊飯物の上層部分の水および熱が、低温部としての被炊飯物の中層部分に移動し、その後、被炊飯物の下層部分に移動していく。この現象がいわゆる熱対流であり、本実施形態では外対流として説明する。
【0024】
また底コイル１１－２が通電されると、底コイル１１－２に対向する部分である鍋４の底部の外側面が最初に高温となり、この熱が主材７経由で当該底部に接している被炊飯物の水に移動する。ここで被炊飯物の下層部分では被炊飯物の米が下方に沈んでいるため、下層部分の上部が被炊飯物の米および水で覆われた状態であり、この水の温度および圧力が上昇する。その後、下層部分において温度および圧力が高くなった水が、被炊飯物の米粒の間の空隙を通り抜けて上方に移動し、上方に吹上げることにより、下層部分で温度が上昇した水、すなわち熱水が、熱と共に被炊飯物の中層部分に移動し、その後、上層部分に移動していく。この現象がいわゆる吹上げであり、本実施形態では内対流として説明する。
【0025】
そのため側面コイル１１－１と底コイル１１－２とを交互に通電させると、鍋４内の被炊飯物において熱の外対流と内対流とが交互に発生するため、鍋４内の被炊飯物の水の撹拌を促進することにより加熱ムラを低減することができる。
【0026】
図４は、本実施形態における炊飯器の電気的な構成を示している。同図において、制御手段４１の入力ポートには、鍋センサ１２と、蓋温度センサ３２と、圧力センサ３６と、蓋開閉検知手段２７と、操作手段１９とがそれぞれ電気的に接続される。また制御手段４１の出力ポートには、前述したソレノイド３５と、減圧ポンプ３９と、表示手段１８とに加えて、側面コイル１１－１に接続する側面コイル駆動手段４６と、底コイル１１－２に接続する底コイル駆動手段４７と、蓋ヒータ３１に接続する蓋ヒータ駆動手段４８とがそれぞれ電気的に接続される。
【0027】
側面コイル駆動手段４６は、制御手段４１からの加熱制御信号を受けて側面コイル１１－１に高周波電流を供給して通電させるものであり、底コイル駆動手段４７は、制御手段４１からの加熱制御信号を受けて底コイル１１－２に高周波電流を供給して通電させるものである。これらの側面コイル駆動手段４６や底コイル駆動手段４７は、例えば電源回路や、インバータや、ＩＨ駆動回路や、スイッチ素子などを有して構成され、側面コイル１１－１や底コイル１１－２に供給される高周波電流の周期や、一周期に対するＯＮ時間の比率（ＯＮ時比率）を変化させることで、側面コイル１１－１や底コイル１１－２からの鍋４への出力を増減させることができる。また蓋ヒータ駆動手段４８は、制御手段４１からの加熱制御信号を受けて蓋ヒータ３１に直流電流または交流電流を供給して駆動するものである。なお本実施形態では、側面コイル１１－１や底コイル１１－２への通電はスイッチ素子により択一的に切り替えがなされる場合を実施例として説明するが、本発明はこれに限定されることはなく、側面コイル１１－１および底コイル１１－２が同時に通電する期間を含むものであってもよい。
【0028】
制御手段４１は、鍋センサ１２や蓋温度センサ３２からの各温度検知信号と、圧力センサ３６からの圧力検知信号と、蓋開閉検知手段２７からの検知信号と、操作手段１９からの操作信号とを受けて、表示手段１８に表示制御信号を出力し、また加熱コイル１１の側面コイル１１－１および底コイル１１－２を通電させる側面コイル駆動手段４６および底コイル駆動手段４７、蓋ヒータ３１を駆動させる蓋ヒータ駆動手段４８に、それぞれ加熱制御信号を出力し、調圧弁３４を動かすソレノイド３５や、減圧手段３８の減圧ポンプ３９にそれぞれ駆動制御信号を出力するものである。この制御手段４１は、記憶手段４４から読み出したプログラムの制御シーケンス上の機能として、炊飯制御手段５１、保温制御手段５２および表示制御手段５３を制御用ＩＣ４３に備えている。
【0029】
炊飯制御手段５１は、操作手段１９からの炊飯開始の指示を受けて、鍋４に投入した米の吸水を促進させるひたし炊き工程と、被炊飯物の温度を短時間に沸騰まで上昇させる沸騰加熱工程と、被炊飯物の沸騰状態を継続させる沸騰継続工程と、ご飯を焦がさない程度の高温に維持するむらし工程の各工程を順に実行して、鍋４内部の被炊飯物に対して所望の圧力で炊飯加熱する炊飯制御を行なうものである。また保温制御手段５２は、鍋４内部のご飯を所定の保温温度に保つように制御するものである。そして表示制御手段４９は、操作手段１９からの操作信号に基づき各種の制御信号を生成し、また表示手段１８の表示動作を制御するものである。
【0030】
記憶手段４４は、例えばそれぞれの米の設定、炊き方の設定、かたさの設定などに応じた炊飯コースが記憶されており、記憶手段４４に記憶された炊飯コースの米の設定、炊き方の設定、かたさの設定などが表示手段１８に選択可能に表示され、操作手段１９で選択してこれらの設定を行なうことで、当該炊飯コースの選択および設定を行なっている。また記憶手段４４は、どのようなタイミングや出力で加熱コイル１１や蓋ヒータ３１や調圧弁３４や減圧手段３８を駆動させるかの、加熱コイル１１、蓋ヒータ３１、調圧弁３４および減圧手段３８の駆動のパターンである加熱パターンや、加熱コイル１１の駆動時に、どのようなタイミングや出力で側面コイル１１－１や底コイル１１－２を通電させるかの側面コイル１１－１および底コイル１１－２の通電のパターンである通電パターンを複数記憶しており、炊飯制御手段５１や保温制御手段５２は、これらの加熱パターンや通電パターンにより加熱コイル１１や、蓋ヒータ３１や、調圧弁３４や、減圧手段３８を制御している。
【0031】
本実施形態の通電パターンは、側面コイル１１－１および底コイル１１－２の通電時間および出力を含んだパターンであり、例えば、側面コイル１１－１を出力Ｗ１、通電時間Ｔ１で通電した後、コイルを切り替えて、底コイル１１－２を出力Ｗ２、通電時間Ｔ２で通電させて、所定の期間に亘りこれを繰り返すものである。なお通電パターンには、コイルの通電時間と出力の一方のみを変動させ、他方を不変とするものを含んでおり、例えば、複数のコイル間で通電時間が一定である一方で出力がそれぞれのコイルで異なる場合や、複数のコイル間で出力が一定である一方で通電時間がそれぞれのコイルで異なる場合を含む。
【0032】
ここで「通電パターンを切替える」とは、通電パターンそのものを切替えることを意味しており、上記の例で説明すると、側面コイル１１－１を出力Ｗ１、通電時間Ｔ１で通電させた後、底コイル１１－２を出力Ｗ２、通電時間Ｔ２で通電させる、ということを繰り返す通電パターンを、所定のタイミングで、側面コイル１１－１を出力Ｗ３、通電時間Ｔ３、で通電させた後、底コイル１１－２を出力Ｗ４、通電時間Ｔ４で通電させる、ということを繰り返す通電パターンに切替えることをいう。
【0033】
なお通電パターンは、コイルの切替え時にすべてのコイルの通電がＯＦＦとなる切替時間を含んでいてもよい。すなわち、一方のコイルを所定の通電時間および出力で通電→切替時間１→他方のコイルを所定の通電時間および出力で通電→切替時間２を１サイクルとしてこれを繰り返す通電パターンであってもよい。ここで、切替時間１と切替時間２とが同一の時間であってもよく、異なる時間であってもよい。
【0034】
それぞれの通電パターンにおける側面コイル１１－１および底コイル１１－２の通電時間や出力は、それぞれの工程において、本願発明者らが鋭意実験等を行って決定される値であればよい。例えば側面コイル１１－１および底コイル１１－２の通電時間は、それぞれ数秒以上であることが好ましく、これにより、鍋４内の被炊飯物において熱の外対流と内対流とを交互に所定時間以上発生させて、鍋４内の被炊飯物の水の撹拌を促進することにより加熱ムラを低減することができる。
【0035】
また本願発明者は、外対流と内対流を発生させる時間について、１の通電パターンにおいて同一の時間ではないことが好ましいことを知見した。すなわち、１の通電パターンにおける側面コイル１１－１と底コイル１１－２の通電時間が同一の時間ではなく、繰り返し時におけるコイルの切替の前後で、切替えられたコイルの通電時間がそれぞれ異なることが好ましい。
【0036】
また保温工程においては、後述するように、一方のコイルの通電制御を行なう一方で、他方のコイルを通電させない通電パターンもある。この通電パターンでは、一方のコイルを所定の通電時間および出力で通電→当該コイルの所定の時間通電しない、ということを繰り返すものとなる。
【0037】
次に、上記構成の炊飯器について炊飯工程における作用を説明する。図５は、本実施形態の炊飯器の炊飯工程における、鍋温度センサ１２の検知温度である鍋温度ｔ１と、蓋温度センサ３１の検知温度である蓋温度ｔ２と、底コイル１１－２の出力ＰＢと、側面コイル１１－１の出力ＰＳと、の経時的な変化をそれぞれグラフで示している。
【0038】
図５を参照して、本実施形態の炊飯時における動作を説明すると、先ず鍋４内に被炊飯物として米および液体としての水を入れ、この鍋４を鍋収容部３にセットした後に、蓋体２を閉じる。それと前後して、炊飯器を通電すると、本体１や蓋体２は炊飯や保温が行われていない初期の切（待機）状態となる。
【0039】
そして操作手段１９で、炊飯コースの設定後に炊飯開始の指示を操作すると、炊飯制御手段５１が、今回の炊飯コースの設定の加熱パターンに沿って、鍋４内の被炊飯物に対するひたし炊き工程、沸騰加熱工程、沸騰継続工程、むらし工程の各炊飯動作を行なう。
【0040】
ひたし炊き工程中では鍋４内の圧力が大気圧よりも低い減圧状態となるように、炊飯制御手段５１が調圧部２６や減圧手段３８の動作を各々制御する。具体的には、ひたし炊き工程が開始されると、炊飯制御手段５１は、蒸気排出経路３３を調圧弁３４で閉塞するようにソレノイド３５を制御する。そしてこの状態で、炊飯制御手段５１は、圧力センサ３６による圧力検知に基づき、減圧手段３８の経路を開放すると共に、真空ポンプ３９を連続動作させ、密閉した鍋４の内部の空気を真空ポンプ３９で抜き取る真空引きを行なう。また表示制御手段５３は、「真空」の工程ＬＥＤ表示部を点灯させるようにＬＥＤ表示部１７を制御する。その後、炊飯制御手段５１は、鍋４内部の圧力が大気圧よりも低い減圧状態で一定値以下に維持されるように減圧手段３８を制御する。こうして、ひたし炊き工程の全期間に亘って、鍋４内部を減圧状態に保っている。
【0041】
またひたし炊き工程が開始されると、炊飯制御手段５１は、側面コイル駆動手段４６に加熱制御信号を出力して、所定の出力で所定の時間Ｔ１だけ鍋４を加熱するように側面コイル１１－１を制御し、時間Ｔ１経過後に、炊飯制御手段５１が所定の時間Ｔ２だけ鍋４への加熱を停止するように側面コイル１１－１を制御して、時間Ｔ２経過後の鍋温度ｔ１により被炊飯物の量である炊飯容量を判定する容量判定工程を行なう。所定の時間Ｔ２は、加熱が停止する時間Ｔ１経過時から、容量判定が可能となる温度低下を生じさせることができる時間に設定される。本実施形態では、容量判定工程において鍋センサ１２に最も近い加熱コイル１１である底コイル１１－２を使用せず、鍋センサ１２から最も離れた加熱コイル１１である側面コイル１１－１のみを使用して鍋４を加熱している。そのため鍋センサ１２が加熱コイル１１の加熱による影響を受けることを抑制し、鍋センサ１２の温度検知の精度悪化を抑制することができる。
【0042】
ここで本実施形態では、容量判定工程における鍋４を加熱する時間Ｔ１を３０秒以上としており、この「３０秒」は、最低限の容量判定の区別である最小容量とその他の容量との判定をするために必要な時間である。また容量判定工程における鍋４への加熱を停止する時間Ｔ２を１分以上としており、この「１分」は、最小容量とその他の容量との判定をするために必要な時間である。そのため、例えば炊飯コースで時間を優先させるコースである「早炊き」コースなどで、時間Ｔ１が３０秒、時間Ｔ２が１分に設定されてもよい。
【0043】
また本実施形態では、鍋４を加熱する時間Ｔ１で、炊飯制御手段５１が鍋センサにより鍋温度ｔ１が６０℃に達した検知信号を受信すると、炊飯制御手段５１は、当該検知信号を受信した時点で鍋４への加熱を停止し、その後、所定の時間Ｔ２だけ鍋４への加熱を停止するように側面コイル１１－１を制御している。被炊飯物であるお米および水が６０℃以上になると、お米の吸水時にお米の糊化を促進してしまい、ご飯の炊き上がりが悪化する場合があるので、容量判定工程では、鍋温度ｔ１が６０℃未満になるようにして、お米の吸水時におけるお米の糊化を抑制している。
【0044】
図６は、ひたし炊き工程の容量判定工程における、従来の炊飯器の鍋温度の経時的な変化と、本実施形態の炊飯器の鍋温度の経時的な変化とを、被炊飯物の量別にそれぞれグラフで示している。ここで、実線で示されたｔ０Ｏ、ｔ０Ｂ、ｔ０Ｍ、ｔ０Ｓが従来の炊飯器で被炊飯物の量が特大、大、中、小のときにおける鍋センサ１２の検知温度のグラフであり、点線で示されたｔ１Ｏ、ｔ１Ｂ、ｔ１Ｍ、ｔ１Ｓ、本実施形態の炊飯器で被炊飯物の量が特大、大、中、小のときにおける鍋センサ１２の検知温度である鍋温度ｔ１のグラフである。従来では、側面コイル１１－１と底コイル１１－２の両方を使用して鍋４を加熱しており、特に容量が小のときにｔ０Ｓが６０℃の近傍まで上昇するなど鍋４の鍋底の温度が上がりすぎてしまい、お米の糊化が進む場合があった。そこで本実施形態では、側面コイル１１－１のみを使用し、従来の炊飯器よりも加熱コイル１１全体の出力を抑制して鍋４を加熱し、鍋４の鍋底の温度の上昇を抑えている。
【0045】
また本実施形態では、時間Ｔ２の終了時の鍋温度ｔ１により炊飯制御手段５１が炊飯容量を判定している。なお、時間Ｔ２の終了時の鍋温度ｔ１に基づいた容量判定は、時間Ｔ２の終了時の鍋温度ｔ１のみによるものであっても、時間Ｔ２の終了時の鍋温度ｔ１とひたし炊き工程開始時の鍋温度との差に基づくものであっても、時間Ｔ２の終了時の鍋温度ｔと加熱が停止した時間Ｔ１における鍋温度ｔ１との差に基づくものであってもよい。そして、ひたし炊き工程開始時の鍋温度ｔ１については、所定の固定値としてもよい。
【0046】
本実施形態では、時間Ｔ２の終了時の鍋温度ｔ１のみにより炊飯容量を判定する構成を採用している。ここで、炊飯容量の判定は、例えば、時間Ｔ２の終了時における鍋温度に対し、被炊飯物の量が特大、大、中、小のそれぞれの場合における閾値の範囲を設けておき、時間Ｔ２の終了時における鍋温度がどの範囲に含まれるかに基づいて判定することができる。そして、図６に示すように、時間Ｔ２の終了時において、本実施形態のｔ１Ｏ、ｔ１Ｂ、ｔ１Ｍ、およびｔ１Ｓの間の温度差が、従来のｔ０Ｏ、ｔ０Ｂ、ｔ０Ｍ、およびｔ０Ｓの間の温度差よりも大きいことがわかる。すなわち、本実施形態の炊飯器の方が、温度差が大きい分だけ、グルーピング精度を向上させ、炊飯容量の判定を精確にすることができる。なお本発明はこれに限定されず、炊飯容量を判定する方法は一例である。
【0047】
炊飯制御手段５１は、計時手段４５から時間Ｔ２が経過した計時信号を受信すると、ひたし炊き工程のひたし工程に移行し、炊飯制御手段５１は、鍋温度センサ１２による鍋４の底部の温度検知に基づき、側面コイル駆動手段４６および底コイル駆動手段４７にそれぞれ加熱制御信号を出力して、側面コイル１１－１と底コイル１１－２とを交互に通電させるように制御し、鍋４を加熱して、図５に示されるように、鍋４内の水温を所定の温度、例えば３５～５５℃、最高でも６０℃にまで昇温させて米の吸水を促進させるひたし工程を行なう。ひたし工程は、鍋４内の水温を所定の温度に所定の時間、例えば１５分程度保持するように構成されるが、この時間は任意に変更してよい。
【0048】
具体的には、炊飯制御手段５１は底コイル１１－２のデューティー比がＡ％、側面コイル１１－１のデューティー比がＢ％で側面コイル１１－１と底コイル１１－２とを交互に通電させるように制御する。また炊飯制御手段５１は、炊飯工程の全期間に亘って、側面コイル１１－１の通電と底コイル１１－２の通電との切替えがあるとき、当該切替え時に側面コイル１１－１および底コイル１１－２を両方がＯＦＦとなる切替時間を挟むように制御する。なお、この切替時間の長さは、一定であってもよく、炊飯工程に応じて変更してもよい。また、切替時間を有しない制御としてもよい。なお本実施形態では、炊飯制御手段５１は、ひたし工程では容量判定工程で判定した被炊飯物の量によらずに一定の通電パターンで側面コイル１１－１や底コイル１１－２を制御しているが、容量判定工程で判定した被炊飯物の量に応じて側面コイル１１－１や底コイル１１－２のデューティー比を変更し、通電パターンを変更するように制御してもよい。その後、炊飯制御手段５１は、計時手段４５から、ひたし工程から所定の時間が経過した計時信号を受信すると、ひたし炊き工程を終了して次の沸騰加熱工程に移行する。
【0049】
沸騰加熱工程に移行すると、炊飯制御手段５１が側面コイル駆動手段４６および底コイル駆動手段４７にそれぞれ加熱制御信号を出力して、ひたし炊き工程よりも鍋４内の被炊飯物を強く加熱するように側面コイル１１－１と底コイル１１－２とを交互に通電させるように制御し、被炊飯物の沸騰検知を行なうまで加熱する工程である加熱工程を行なう。
【0050】
具体的には、加熱工程に移行すると、炊飯制御手段５１は、加熱工程の最初に、底コイル１１－２のデューティー比Ｃ％をひたし工程のときのデューティー比Ａ％よりも少々増加させ（Ｃ＞Ａ）、また側面コイル１１－１デューティー比と底コイル１１－２のデューティー比とを略同一にして、ひたし炊き工程よりも少々強い程度の出力で側面コイル１１－１と底コイル１１－２とを交互に通電させる通電パターンで制御する。ここで炊飯制御手段５１は、沸騰加熱工程において、容量判定工程で判定した被炊飯物の量に応じて側面コイル１１－１および底コイル１１－２の通電時間を変更しており、例えば底コイル１１－２のデューティー比は、炊飯物の量が特大のときにＤ％、炊飯物の量が大のときにＥ％、炊飯物の量が中のときにＦ％、炊飯物の量が小のときにＧ％とすると、Ｄ＜Ｅ＜Ｆ＜Ｇの順にデューティー比が大きく設定され、また側面コイル１１－１のデューティー比はＤ＞Ｅ＞Ｆ＞Ｇに設定される。
【0051】
また沸騰加熱工程に移行すると、炊飯制御手段５１は、ソレノイド３５を制御して蒸気排出経路３３を開放させるように調圧弁３４を転動させ、鍋４内を本体１の機外と連通させた状態にして、被炊飯物からの蒸気を蒸気排出経路３３経由で蒸気口１５から本体１の機外に放出する。そして表示制御手段５３は、「真空」の工程ＬＥＤ表示部を消灯させるようにＬＥＤ表示部１７を制御する。
【0052】
その後、炊飯制御手段５１は、計時手段４５から沸騰加熱工程を開始してから所定時間経過した計時信号を受信すると、１周期における底コイル１１－２の通電時間Ｊ秒および側面コイル１１－１の通電時間Ｋ秒は加熱工程の最初のときの１周期における底コイル１１－２の通電時間Ｈ秒および側面コイル１１－１の通電時間Ｉ秒と同一または異なった時間で通電させ、底コイル１１－２を通電→切替時間→側面コイル１１－１を通電→切替時間というパターンで、加熱工程の最初のときの出力と同一または低い出力で側面コイル１１－１と底コイル１１－２とを交互に通電させる通電パターンで所定時間制御して、出力ＰＢおよび出力ＰＳを出力させる。なお、以降の沸騰加熱工程、沸騰継続工程およびむらし工程でも、炊飯制御手段５１は、底コイル１１－２を通電→切替時間→側面コイル１１－１を通電→切替時間というパターンで側面コイル１１－１と底コイル１１－２とを交互に通電させる通電パターンで加熱コイル１１を制御する。また、このときの底コイル１１－２の通電時間は、炊飯物の量が特大≦大≦中≦小の順に時間が長く設定され、その一方で、側面コイル１１－１の通電時間は、炊飯物の量が小≦中≦大≦特大の順に時間が長く設定される。そして、このときの加熱コイル１１の駆動時における側面コイル１１－１および底コイル１１－２の通電のパターンである通電パターンの周期が、小≦中≦大≦特大の順に長く設定される、なお本発明はこれらに限定されず、通電パターンの周期や設定は一例である。
【0053】
そして炊飯制御手段５１は、計時手段４５から、さらに所定時間が経過した計時信号を受信すると、１周期における底コイル１１－２の通電時間Ｌ秒および側面コイル１１－１の通電時間Ｍ秒の合計の通電時間Ｌ＋Ｍ秒を、先程の１周期における底コイル１１－２の通電時間Ｊ秒および側面コイル１１－１の通電時間Ｋ秒の合計の通電時間Ｊ＋Ｋ秒よりも同一または低減させつつ所定の出力を維持して（Ｈ＋Ｉ≧Ｊ＋Ｋ≧Ｌ＋Ｍ）、側面コイル１１－１と底コイル１１－２とを交互に通電させる通電パターンで制御する。ここで底コイル１１－２の通電時間は、先程と同様に、炊飯物の量が特大≦大≦中≦小の順に時間が長く設定され、その一方で、側面コイル１１－１の通電時間は、炊飯物の量が小≦中≦大≦特大の順に時間が長く設定される。これらのように側面コイル１１－１および底コイル１１－２により鍋４内部で被炊飯物を加熱することで、図５に示されるように鍋センサ１２が検出する鍋温度ｔ１と共に、蓋温度センサ３２が検出する蓋温度ｔ２が次第に上昇する。
【0054】
その後、炊飯制御手段５１は、鍋センサ１２からの温度検知信号により鍋温度ｔ１が所定温度以上、例えば９０℃以上に達したことを受信し、および／または蓋温度センサ３２からの温度検知信号により蓋温度ｔ２が所定温度以上、例えば９０℃以上に達したことを受信すると、被炊飯物の加圧状態での沸騰を検知する沸騰検知の工程である安定＃１工程を開始する。
【0055】
安定＃１工程では、炊飯制御手段５１は、ソレノイド３５を制御して蒸気排出経路３３を閉塞させるように調圧弁３４を転動させて鍋４の内部を密閉した状態にしており、前述のように鍋４内部で被炊飯物を強く加熱しているため、この被炊飯物が大気圧以上、例えば１．２気圧に達するまで鍋４内部で加圧され、その加圧状態で被炊飯物の水を沸騰させることができる。これにより、加圧状態における米の糊化最適温度である１０５℃（１．２気圧の場合）で被炊飯物の水を沸騰させることで、米の硬さと粘りのバランスを確保することができる。また表示制御手段５３は、「圧力」の工程ＬＥＤ表示部を点灯させるようにＬＥＤ表示部１７を制御する。なお炊飯制御手段５１は、例えば米の種類の設定などにより、圧力センサ３６の検知圧力に基づいて、鍋４内部の圧力を調整するようにソレノイド３５を制御してもよい。
【0056】
また炊飯制御手段５１は、１周期における底コイル１１－２の通電時間Ｎ秒および側面コイル１１－１の通電時間Ｏ秒の合計の通電時間Ｎ＋Ｏ秒は直前の加熱工程の１周期における合計の通電時間Ｌ＋Ｍ秒と略同等にする一方で、底コイル１１－２の通電時間Ｎ秒を直前の加熱工程の底コイル１１－２の通電時間Ｌ秒よりも少々短くして（Ｎ＜Ｌ）、側面コイル１１－１の通電時間Ｏ秒を直前の加熱工程の側面コイル１１－１の通電時間Ｍ秒よりも少々長くし（Ｏ＞Ｍ）、側面コイル１１－１と底コイル１１－２とを交互に通電させる通電パターンで制御する。したがって炊飯制御手段５１は、沸騰加熱工程において加熱工程と安定＃１工程とで異なる通電パターンで底コイル１１－２および側面コイル１１－１を制御している。その一方で炊飯制御手段５１は、加熱工程と同様に、被炊飯物の量に応じて、異なる通電パターンで底コイル１１－２および側面コイル１１－１を制御している。
【0057】
また炊飯制御手段５１は、鍋センサ１２の検知温度や蓋温度センサ３２の検知温度が所定の時間にどの程度上昇するのかという検知温度の傾きを算出する。具体的には、炊飯制御手段５１が、鍋センサ１２の検知温度から鍋４の底部の温度である鍋温度ｔ１の上昇が、例えば１２０秒で３℃以下など所定の温度上昇率以下になったと算出したら、鍋温度ｔ１の温度上昇率の変化による沸騰を検知したと判定する。また炊飯制御手段５１が、蓋温度センサ３２の検知温度から内蓋２４の温度である蓋温度ｔ２の上昇が、例えば６０秒で１℃以下など所定の温度上昇率以下になったと算出したら蓋温度ｔ２の温度上昇率の変化による沸騰を検知したと判定する。そして炊飯制御手段５１が、鍋温度ｔ１の温度上昇率の変化による沸騰を検知し、かつ蓋温度ｔ２の温度上昇率の変化による沸騰を検知した時点で、次の沸騰継続工程に移行する。なお、これらの沸騰を検知するための鍋温度ｔ１や蓋温度ｔ２の所定の温度上昇率は、容量判定工程で判定された被炊飯物の量に応じてそれぞれ調節され、設定されてもよい。また沸騰検知の方法は一例であり、炊飯制御手段５１が鍋温度ｔ１の温度上昇率の変化による沸騰を検知したと判定した時点で、次の沸騰継続工程に移行するように構成してもよい。
【0058】
このように本実施形態では、被炊飯物の温度を短時間に沸騰まで上昇させる沸騰加熱工程において、炊飯制御手段５１は、鍋温度ｔ１の温度上昇率の変化による沸騰および蓋温度ｔ２の温度上昇率の変化による沸騰を検知するまでに、加熱工程で３つの異なる通電パターンで側面コイル１１－１および底コイル１１－２を制御し、また安定＃１工程でも異なる通電パターンで側面コイル１１－１および底コイル１１－２を制御しており、加熱コイル１１の通電パターンを複数回切替えている。そのため被炊飯物の水が沸騰するまでに適切な通電パターンをきめ細かく変更でき、ご飯に炊きムラが発生する虞を低減させている。なお本発明はこれに限定されず、例えば炊飯制御手段５１が、安定＃１工程に移行するときに加熱コイル１１の通電パターンを切替えるなど、沸騰加熱工程において被炊飯物の水が沸騰するまでに加熱コイル１１の通電パターンを少なくとも１回切替えるように制御する構成であればよい。また炊飯制御手段５１は、被炊飯物の量に応じて、異なる通電パターンで底コイル１１－２および側面コイル１１－１を制御しており、被炊飯物の量に応じて適切な通電パターンをきめ細かく変更して、ご飯に炊きムラが発生する虞を低減させている。
【0059】
沸騰継続工程に移行すると、炊飯制御手段５１は、鍋センサ１２からの温度検知信号に基づき鍋温度ｔ１が、所定の温度に到達するまで加熱コイル１１の通断電制御を行なうと共に、蓋温度センサ３２からの検知温度から蓋温度ｔ２が、例えば９８℃以上など所定の温度を維持するように蓋ヒータ３３を連続通電する制御を行ない、被炊飯物の沸騰状態を継続させる工程である安定＃２工程を開始する。安定＃２工程の、加熱コイル１１の駆動時における側面コイル１１－１および底コイル１１－２の通電パターンは１周期の長さが安定＃１工程のものよりも加熱コイル１１の駆動を停止させる時間、すなわち加熱コイル１１のＯＦＦ時間が長く設定される。
【0060】
また沸騰継続工程に移行したら、炊飯制御手段５１は鍋４内を常圧と大気圧よりも高い圧力との間に繰り返し変化させるために、ソレノイド３５を周期的に通断電制御して、調圧弁３４で蒸気排出経路３３を周期的に開閉している。
【0061】
炊飯制御手段５１は、安定＃２行程で鍋４内部の水が無くなりはじめ、鍋温度センサ１５の検知温度から鍋４の底部の温度が所定の温度以上に到達または温度の上昇が１０秒で０．５℃以上など所定の温度上昇率以上になったと算出すると、被炊飯物の炊き上がりを検知する炊上工程を開始する。
【0062】
炊上工程が開始されると、炊飯制御手段５１は、蒸気排出経路３３を調圧弁３４で閉塞するようにソレノイド３５を制御する。また炊飯制御手段５１は、１周期における底コイル１１－２の通電時間Ｑ秒を安定＃２工程の１周期における底コイル１１－２の通電時間Ｏ秒よりも増加させる（Ｑ＞Ｏ）一方で、１周期における側面コイル１１－１の通電時間Ｒ秒を安定＃２工程の１周期における側面コイル１１－１の通電時間Ｐ秒以下に（Ｒ≦Ｐ）設定され、側面コイル１１－１と底コイル１１－２とを交互に通電させる通電パターンで制御する。したがって炊上工程において１周期における底コイル１１－２の通電時間Ｑ秒は、側面コイル１１－１の通電時間Ｒ秒よりも長く設定される。炊上工程において鍋４内に被炊飯物の水は殆ど無く、内対流や外対流が発生しないため、このように側面コイル１１－１より底コイル１１－２の通電時間を長くすることにより、鍋４内底に残る水を鍋底側からより効率的に加熱することができる。ここで底コイル１１－２の通電時間は、先程と同様に、炊飯物の量が特大≧大≧中≧小の順に時間が長く設定され、その一方で、側面コイル１１－１の通電時間も同様に、炊飯物の量が特大≧大≧中≧小の順に時間が長く設定される。
【0063】
炊飯制御手段５１は、鍋センサ１２からの温度検知信号により鍋温度ｔ１が所定のドライアップ温度、例えば１２０℃に達達したことを受信し、または鍋センサ１２からの温度検知信号から鍋温度ｔ１の上昇が所定の温度上昇率以上、例えば１０秒で０．５℃以上になったことを算出すると、鍋４内部の水が無くなり、被炊飯物の炊き上がりを検知したと判定して、次のむらし工程に移行する。
【0064】
むらし工程では、炊飯制御手段５１は、蓋温度センサ３２からの検知温度から蓋温度ｔ２が所定の温度を維持するように蓋ヒータ３３を連続通電する制御を行ない、内蓋２４への露付きを防止すると共に、鍋４内部のご飯が焦げない程度に高温が保持されるように、加熱コイル１１の通断電制御を所定の時間だけ継続して行ない、鍋４の底部の温度を管理する。このむらし工程においても、加熱コイル１１の駆動／駆動停止がある程度行われるため、炊飯制御手段５１は、１周期の長さが短い炊上工程の通電パターンと略同様の通電パターンで制御する。また炊飯制御手段５１は、ソレノイド３５を制御して蒸気排出経路３３を開放させるように調圧弁３４を転動させ、鍋４内を本体１の機外と連通させた状態にして、被炊飯物からの蒸気を蒸気排出経路３３経由で蒸気口１５から本体１の機外に放出する。また表示制御手段５３は、「圧力」の工程ＬＥＤ表示部を消灯させるようにＬＥＤ表示部１７を制御する。炊飯制御手段５１が計時手段４５から所定の時間がした計時信号を受信すると、むらし工程が終了して炊飯工程が完了し、保温制御手段５２による保温工程に移行する。
【0065】
このように本実施形態では、炊飯制御手段５１が鍋温度ｔ１の温度上昇率の変化による沸騰および蓋温度ｔ２の温度上昇率の変化による沸騰を検知した後も、炊上工程で加熱コイル１１の通電パターンを切替え、またむらし工程でも加熱コイル１１の通電パターンを切替えるように制御しており、被炊飯物の水の沸騰を継続させて炊き上げ、ご飯が焦げない程度に高温が保持されるときも適切な通電パターンをきめ細かく変更することにより、ご飯に炊きムラが発生する虞を低減させている。なお本発明はこれに限定されず、例えば炊飯制御手段５１が、むらし工程で通電パターンを切替えるなど、被炊飯物の水が沸騰した後も通電パターンを少なくとも１回切替えるように制御する構成であればよい。
【0066】
次に、上記構成の炊飯器について保温工程における作用を説明する。図７は、本実施形態の炊飯器の保温工程における、鍋温度センサ１２の検知温度である鍋温度ｔ１と、底コイル１１－２の出力ＰＢと、側面コイル１１－１の出力ＰＳと、の経時的な変化をそれぞれグラフで示している。
【0067】
本実施形態では、図７に示されるように、保温工程が５つの期間Ｔ１～Ｔ５に細分化されており、保温制御手段５２は、これら５つの期間Ｔ１～Ｔ５のそれぞれで異なる通電パターンで、使用するコイルである底コイル１１－２を制御している。すなわち保温制御手段５２は、期間Ｔ１～Ｔ５が移行するごとに、前の期間の通電パターンから、底コイル１１－２の通電時間、出力または通電しない時間の少なくとも１つを変更した通電パターンに切替えている。なお本発明はこれに限定されず、保温工程を通して通電パターンをすべて同一にするのではなく、保温制御手段５２が、保温工程において通電パターンを少なくとも１回は切替えるように、使用するコイルを制御する構成であればよい。
【0068】
本実施形態の保温工程は、保温工程を開始してから、例えば３０分以内の所定期間、またはご飯の温度が、例えば９０℃以上の所定の温度以上である期間の保温初期Ｔ１と、保温初期Ｔ１の次に移行し、保温工程を開始してから例えば６０分以内の所定期間であり、ご飯の温度を徐々に降下させる保温降下期Ｔ２と、保温工程を開始してから６０分を超えており、ご飯の温度を、ご飯におけるメイラード反応を抑制可能な温度である保温温度帯の、低温側である例えば７０℃プラスマイナス３℃の低温保温の温度に維持して保温する低温安定期Ｔ３と、ご飯の温度を、低温保温の設定温度から高温保温の温度に上昇させる高温降下期Ｔ４と、ご飯の温度を、保温温度帯の高温側である例えば７３℃プラスマイナス３℃の高温保温の温度に維持して保温する高温安定期Ｔ５と、の各期間を備えて構成される。
【0069】
また本実施形態では、保温工程において保温制御手段５２は、底コイル駆動手段４７に加熱制御信号を出力して、所定の出力で鍋４を加熱するように底コイル１１－２を制御し、保温工程で側面コイル１１－１を使用しない通電パターンで制御している。そのため側面コイル１１－１および底コイル１１－２を切替えるときの、リレーなどの機械的なスイッチによる機械的な音の発生を抑制して、保温工程における騒音を低減させている。
【0070】
保温行程に移行すると、保温制御手段５２は、鍋センサ１２の検知温度ｔ１に基づき被炊飯物としてのご飯の温度を算出し、ご飯の温度が、例えば９０℃以上の所定の温度以上に維持するように底コイル１１－２を通断電制御して鍋４の温度を管理する保温初期Ｔ１の期間になる。また保温制御手段５２は、当該鍋４内のご飯の温度に対して内蓋２４の鍋４対向面の温度が平均的に高くなるように、蓋温度センサ３２の検知温度に基づき蓋ヒータ２２を通断電制御して内蓋２４の温度を管理する。その結果、内蓋２４の鍋４対向面の結露を防止して、ご飯へのつゆ落ちを防止することができ、炊き立て状態を保持して炊き立て相当の食味を維持することができる。そして表示制御手段５３は、「保温」の工程ＬＥＤ表示部を点灯させるようにＬＥＤ表示部１７を制御する。保温制御手段５２が計時手段４５から、保温初期Ｔ１の開始から例えば３０分などの所定時間が経過した計時信号を受信すると、保温降下期Ｔ２に移行する。
【0071】
保温降下期Ｔ２では、保温制御手段５２は、鍋センサ１２の検知温度ｔ１に基づき底コイル１１－２を制御して鍋４の温度を管理して、保温工程を開始してから例えば６０分などの所定時間をかけて、鍋４内部のご飯の温度を、例えば７０℃プラスマイナス３℃の低温保温の温度まで降下させる。それと共に保温制御手段５２は、蓋温度センサ３２の検知温度に基づき蓋ヒータ３１を制御して内蓋２４の温度管理を行ない、内蓋２４への露付きを防止する。なお保温降下期Ｔ２に保温制御手段５２は、蒸気排出経路３３を調圧弁３４で閉塞するようにソレノイド３５を制御してもよく、炊飯工程のむらし工程で脱気した後に鍋４内外の連通を遮断した状態で、被炊飯物であるご飯の温度を沸騰温度近傍から低温保温の温度まで降下させるため、鍋４内の蒸気などの気体の温度も降下して水などの液体になり、鍋４の内部を減圧脱気状態にすることができる。保温制御手段５２は、保温行程開始から所定時間が経過し、かつ鍋センサ１２の検知温度ｔ１に基づき鍋４内部のご飯の温度を低温保温の設定温度まで降下させたと判定すると、次の低温安定期Ｔ３に移行する。
【0072】
低温安定期Ｔ３では、保温制御手段５２は鍋センサ１２の検知温度ｔ１に基づき、ご飯の温度を、例えば７０℃プラスマイナス３℃の低温保温の温度に維持するように底コイル１１－２を通断電制御して鍋４の温度を管理し、鍋４内部のご飯が黄変や独特の臭気を発するという保温状態の劣化を抑制する。それと共に保温制御手段５２は、蓋温度センサ３２の検知温度に基づき蓋ヒータ３１を制御して内蓋２４の温度管理を行ない、内蓋２４への露付きを防止する。なお低温安定期Ｔ３に保温制御手段５２は、蒸気排出経路３３を調圧弁３４で閉塞するようにソレノイド３５を制御してもよく、鍋４内外の連通を遮断して、蒸気孔１７ａからの腐敗菌や食中毒菌の侵入を防止し、また外気からの冷たい空気の侵入も防止することができる。また保温降下期Ｔ２で鍋４の内部が減圧脱気状態である場合は、この鍋４の内部の減圧脱気状態を維持することができる。保温制御手段５２が計時手段４５から、低温安定期Ｔ３を開始してから例えば６時間などの所定時間が経過した計時信号を受信すると、次の高温降下期Ｔ４に移行する。
【0073】
高温降下期Ｔ４では、保温制御手段５２は、鍋センサ１２の検知温度ｔ１に基づき、ご飯の温度が高温保温の温度よりも所定温度高くなるように底コイル１１－２を通断電制御して鍋４の温度を管理する。それと共に保温制御手段５２は、蓋温度センサ３２の検知温度に基づき蓋ヒータ３１を制御して内蓋２４の温度管理を行ない、内蓋２４への露付きを防止する。その後、保温制御手段５２は、鍋センサ１２の検知温度ｔ１に基づき鍋４内部のご飯の温度が高温保温の温度よりも所定温度上昇したと判定すると、底コイル１１－２を制御し、鍋センサ１２の検知温度ｔ１に基づき鍋４の温度を管理して、鍋４内部のご飯の温度を高温保温の温度まで降下させる。保温制御手段５２がご飯の温度を高温保温の設定温度まで降下させたと判定すると、次の高温安定期Ｔ５に移行する。
【0074】
なお保温工程で鍋４の内部を減圧脱気状態にする場合、保温制御手段５２は、高温降下期Ｔ４においてご飯の温度が高温保温の温度よりも所定温度高くなるように底コイル１１－２を通断電制御しているときに、ソレノイド３５を制御して蒸気排出経路３３を開放させるように調圧弁３４を転動させて鍋４内の蒸気および空気を炊飯器の外に放出して脱気し、その後、鍋センサ１２の検知温度ｔ１に基づき鍋４内部のご飯の温度が高温保温の温度よりも所定温度上昇したと判定したときに、蒸気排出経路３３を調圧弁３４で閉塞するようにソレノイド３５を制御してもよく、その後、鍋４内部のご飯の温度を高温保温の温度まで降下させるため、鍋４の内部を再度減圧脱気状態にすることができる。
【0075】
高温安定期Ｔ５では、保温制御手段５２は鍋センサ１２の検知温度ｔ１に基づき、ご飯の温度を、例えば７３℃プラスマイナス３℃の高温保温の温度に維持するように底コイル１１－２を通断電制御して鍋４の温度を管理し、それと共に保温制御手段５２は、蓋温度センサ３２の検知温度に基づき蓋ヒータ３１を制御して内蓋２４の温度管理を行ない、内蓋２４への露付きを防止する。そのため、このご飯におけるメイラード反応を抑制しつつ、内蓋２４の鍋４対向面の結露を防止して、ご飯へのつゆ落ちを防止することができる。なお高温安定期Ｔ５に保温制御手段５２は、蒸気排出経路３３を調圧弁３４で閉塞するようにソレノイド３５を制御してもよく、鍋４内外の連通を遮断して、蒸気孔１７ａからの腐敗菌や食中毒菌の侵入を防止し、また外気からの冷たい空気の侵入も防止することができる。また高温降下期Ｔ４で鍋４の内部が減圧脱気状態である場合は、この鍋４の内部の減圧脱気状態を維持することができる。
【0076】
以上のように、本実施形態の炊飯器では、液体としての水を含む被炊飯物を収容する鍋４と、鍋４を加熱する加熱手段としての加熱コイル１１と、加熱コイル１１を制御する制御手段としての炊飯制御手段５１と、を備え、加熱コイル１１は、第１の加熱コイルとしての底コイル１１－２および第２の加熱コイルとしての側面コイル１１－１を有し、加熱コイル１１の駆動時における底コイル１１－２および側面コイル１１－１の通電のパターンは、底コイル１１－２と側面コイル１１－１とを交互に通電させる通電パターンを複数有し、炊飯制御手段５１は、被炊飯物の温度を沸騰まで上昇させる沸騰加熱工程において、水が沸騰するまでに通電パターンを少なくとも１回切替える構成としている。
【0077】
このように構成することにより、被炊飯物の水が沸騰するまでに被炊飯物に応じて適切な通電パターンをきめ細かく変更でき、ご飯に炊きムラが発生する虞を低減させて美味しいご飯を炊き上げることができる。
【0078】
また本実施形態の炊飯制御手段５１は、被炊飯物の量に応じて通電パターンを変更する構成としており、被炊飯物の量に応じた通電パターンで底コイル１１－２および側面コイル１１－１を制御できるので、どのような被炊飯物の量でもご飯に炊きムラが発生する虞を低減させて美味しいご飯を炊き上げることができる。
【0079】
また本実施形態の炊飯器では、被炊飯物の温度を検知する温度検知手段としての鍋センサ１２や蓋温度センサ３２と、炊飯に関する時間を計測可能な計時手段４５と、をさらに備え、被炊飯物を炊飯する炊飯工程は、沸騰加熱工程を含み、加えて容量判定工程、ひたし工程、安定＃２工程、炊上工程、むらし工程と複数の工程を有し、炊飯制御手段５１は、被炊飯物の炊飯時にこれらの工程を実行するように加熱コイル１１を制御し、炊飯制御手段５１は、計時手段４５の計時により、これらの工程における経過時間が所定の時間条件を満たしたとき、または鍋センサ１２や蓋温度センサ３２の検知温度が所定の温度条件を満たしたときに通電パターンを切替える構成としている。
【0080】
このように構成することにより、適切な通電パターンをきめ細かく変更して被炊飯物を炊飯でき、ご飯に炊きムラが発生する虞を低減させて美味しいご飯を炊き上げることができる。
【0081】
また本実施形態の炊飯制御手段５１は、被炊飯物の水が沸騰した後にも、炊上工程に移行したら加熱コイル１１の通電パターンを切替え、またむらし工程に移行したら加熱コイル１１の通電パターンをさらに切替えるように制御しており、被炊飯物の水が沸騰した後も通電パターンを少なくとも１回切替えるように制御する構成である。そのため被炊飯物の水の沸騰を継続させて炊き上げ、ご飯が焦げない程度に高温が保持されるときも適切な通電パターンをきめ細かく変更することができ、ご飯に炊きムラが発生する虞を低減させることができる。
【0082】
また本実施形態の炊飯器では、第１の加熱コイルとしての底コイル１１－２が鍋４の底部を加熱し、第２の加熱コイルとしての側面コイル１１－１が鍋４の底部以外の場所である鍋４の側面下部を加熱し、沸騰加熱工程の後の、水が無くなり炊き上がりを検知する炊上工程において、加熱コイル１１の通電パターンは、底コイル１１－２に対する合計の通電時間が側面コイル１１－１に対する合計の通電時間よりも長い構成としている。そのため、より効率的に被炊飯物を加熱することができる。
【0083】
また本実施形態の炊飯器では、通電パターンには、底コイル１１－２と側面コイル１１－１との切替え時に、底コイル１１－２と側面コイル１１－１の両方の通電がＯＦＦとなる切替時間を含んでいてもよく、複数の加熱コイル１１の切替えを、余裕を持って行なうことができる。
【0084】
また本実施形態の炊飯器では、１の通電パターンにおける底コイル１１－２の通電時間と側面コイル１１－１の通電時間が異なる時間であることが好ましく、鍋４内の被炊飯物において熱の外対流と内対流により鍋４内の被炊飯物の水の撹拌をより効率的に促進させることができる。
【0085】
図８は、本実施形態の炊飯器の変形例を示している。同図は、本変形例の保温工程における、鍋温度センサ１２の検知温度である鍋温度ｔ１と、底コイル１１－２の出力ＰＢと、側面コイル１１－１の出力ＰＳと、の経時的な変化をそれぞれグラフで示している。
【0086】
本変形例では、保温工程で保温温度帯の低温側または高温側の温度で維持する安定期である低温安定期Ｔ３および高温安定期Ｔ５において、保温制御手段５２は、側面コイル駆動手段４６および底コイル駆動手段４７に加熱制御信号を出力して、所定の出力で鍋４を加熱するように側面コイル１１－１および底コイル１１－２を制御している。ここで低温安定期Ｔ３および高温安定期Ｔ５では、保温制御手段５２は、底コイル１１－２を通電→切替時間→底コイル１１－２を通電→切替時間→側面コイル１１－１を通電→切替時間というパターンで底コイル１１－２を複数回（図８の例では２回）通電させた後に側面コイル１１－１を１回通電させる通電パターンで加熱コイル１１を制御する。そのため、保温制御手段５２がこのような通電パターンで側面コイル１１－１および底コイル１１－２を制御することにより、側面コイル１１－１および底コイル１１－２を切替える回数を減少させ、リレーなどの機械的なスイッチによる機械的な音の発生を抑制して、保温工程における騒音発生を抑制することができる。
【0087】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更可能である。例えば、炊飯メニューに応じて、外対流、内対流が発生する、底コイル１１－２と側面コイル１１－１とを交互に通電させる通電パターンに加えて、底コイル１１－２および側面コイル１１－１が切替わらずに同時に通電、通電停止するように制御して外対流や内対流を発生させない底コイル１１－２および側面コイル１１－１の通電パターンを選択できるように制御手段４１が構成されてもよい。そして実施形態中で例示した数値などはあくまでも一例にすぎず、炊飯器の仕様などに応じて適宜変更してかまわない。
【符号の説明】
【0088】
４ 鍋
１１ 加熱コイル（加熱手段）
１１－１ 側面コイル（第１の加熱コイル）
１１－２ 底コイル（第２の加熱コイル）
１２ 鍋センサ（温度検知手段）
３２ 蓋温度センサ（温度検知手段）
４５ 計時手段
５１ 炊飯制御手段（制御手段）
１１ 加熱コイル（加熱手段）
１１－１ 側面コイル（第１の加熱コイル）
１１－２ 底コイル（第２の加熱コイル）
１２ 鍋センサ（温度検知手段）
３２ 蓋温度センサ（温度検知手段）
４５ 計時手段
５１ 炊飯制御手段（制御手段）
【要約】
【課題】被炊飯物に応じてきめ細やかな加熱をすることが可能な炊飯器を提供する。
【解決手段】本発明の炊飯器は、水を含む被炊飯物を収容する鍋４と、鍋４を加熱する加熱コイル１１と、加熱コイル１１を制御する炊飯制御手段５１と、を備え、加熱コイル１１は、底コイル１１－２および側面コイル１１－１を有し、加熱コイル１１の駆動時における底コイル１１－２および側面コイル１１－１の通電のパターンは、底コイル１１－２と側面コイル１１－１とを交互に通電させる通電パターンを複数有し、炊飯制御手段５１は、被炊飯物の温度を沸騰まで上昇させる沸騰加熱工程において、水が沸騰するまでに通電パターンを少なくとも１回切替える構成としている。
【選択図】図４
【解決手段】本発明の炊飯器は、水を含む被炊飯物を収容する鍋４と、鍋４を加熱する加熱コイル１１と、加熱コイル１１を制御する炊飯制御手段５１と、を備え、加熱コイル１１は、底コイル１１－２および側面コイル１１－１を有し、加熱コイル１１の駆動時における底コイル１１－２および側面コイル１１－１の通電のパターンは、底コイル１１－２と側面コイル１１－１とを交互に通電させる通電パターンを複数有し、炊飯制御手段５１は、被炊飯物の温度を沸騰まで上昇させる沸騰加熱工程において、水が沸騰するまでに通電パターンを少なくとも１回切替える構成としている。
【選択図】図４
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
