(57)【要約】【課題】外容器の非金属材料と内容器の誘導加熱ができる磁性金属材料との異種材料を接合して気密的に接合固着することができる。【解決手段】本体１と、本体１の内部に収納された上部が開口した内容器４０と、内容器４０に着脱自在に収納され真空の空間部９を有した二層構造の内釜２と、本体１の上部を覆う外蓋１２と、外蓋１２に取り付けられ内釜２の上部開口を覆う内蓋１１と、内容器４０に設けた内釜２を誘導加熱する誘導加熱手段３とを備えた炊飯器において、内釜２は、内側に磁性金属材料からなる鍋４と、外側に非金属材料からなる外筒５とを備えたものである。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体と、該本体の内部に収納された上部が開口した内容器と、該内容器に着脱自在に収納され真空の空間部を有した二層構造の内釜と、前記本体の上部を覆う外蓋と、該外蓋に取り付けられ前記内釜の上部開口を覆う内蓋と、前記内容器に設けた前記内釜を誘導加熱する誘導加熱手段とを備えた炊飯器において、前記内釜は、内側に磁性金属材料からなる鍋と、外側に非金属材料からなる外筒とを備えたことを特徴とする炊飯器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は炊飯器に関し、断熱性の高い内釜を成して省エネルギー性を向上させるものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のこの種の省エネルギー性の向上を目的とする炊飯器においては、誘導加熱により強い火力で炊き上げ、真空の断熱性で内釜の放熱を抑止することが、ご飯の食味向上や、消費電力量の低減に有効なことが知られている。そして、内釜を二層構造となし、空間部を真空とするものがある。しかし磁性体だけで内釜を二層構造の真空断熱構造にすると、外側も誘導加熱され、外側の熱が内側の米と水に伝わらないので、外側が無駄に加熱されてしまう。
【０００３】
この課題を解決するため、特許文献１には、内釜の内容器を誘導加熱できる磁性材料とし、外容器を誘導加熱しない非磁性材料とすることで誘導加熱の磁束を外容器を透過させ、内側の内容器を発熱させるものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第２７９１２４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に示すように、内容器と外容器の上端の周縁をＴｉｇ溶接をして気密的に接合固着し、内釜の内容器が誘導加熱されるフェライト系ステンレスを用いて、外容器を磁束を透過するオーステナイト径ステンレスを用いるため、オーステナイト径ステンレスによって磁束は電流として消費されてシールドされ損失し、フェライト系ステンレスを誘導加熱する磁束は弱まって誘導加熱される。そのため、外容器を非金属材料とし、内容器を誘導加熱ができる磁性金属材料とする場合、この異種材料を接合して気密的に接合固着することは困難であるという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記従来の課題を解決するため、請求項１では、本体と、該本体の内部に収納された上部が開口した内容器と、該内容器に着脱自在に収納され真空の空間部を有した二層構造の内釜と、前記本体の上部を覆う外蓋と、該外蓋に取り付けられ前記内釜の上部開口を覆う内蓋と、前記内容器に設けた前記内釜を誘導加熱する誘導加熱手段とを備えた炊飯器において、前記内釜は、内側に磁性金属材料からなる鍋と、外側に非金属材料からなる外筒とを備えた。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、大気圧によって鍋と外筒はシール部材を密着し、脱気部を封止して外筒と鍋の気密を保ち吸着保持するので、外容器の非金属材料と内容器の誘導加熱ができる磁性金属材料との異種材料を接合して気密的に接合固着することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】一実施例に係る炊飯器の断面図である。
【図２】一実施例に係る炊飯器の内釜のフランジ部近傍の断面図である。
【図３】一実施例に係る炊飯器の内釜の底面部近傍の断面図である。
【図４】一実施例に係る炊飯器の制御系の説明ブロック図である。
【図５】一実施例に係る炊飯器の動作図である。
【図６】一実施例に係るシール部材の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の一実施例について上記した図１から図６に従って説明する。
【００１０】
図１の炊飯器の断面図において、１は炊飯器の本体で、本体１に着脱自在に収納される内釜２を備える。
【００１１】
内釜２は上部開口２ｅの径が最大の径になり上部開口２ｅの全周にはフランジ部２ｄを備え、本体１の上枠１ａに隆起させた内釜載置部１ｂに載置して、内釜２が本体１に位置が定まり保持される。本体１には、本体１の上部を覆う外蓋１２を備え、外蓋１２の内側に取り付けられ、内釜２の上部開口２ｅを覆い、内釜２内部を略密閉状態に保つ内蓋１１とで構成する蓋体３１が、本体１の上部で開閉自在に備える。
【００１２】
蓋体３１の内部で外蓋１２の下面には内蓋１１を加熱する平板状の蓋ヒータ３０を備える。蓋ヒータ３０は、保温時などに内釜２の上部と内蓋１１を加熱して結露を防止するために用いられる。
【００１３】
４０は、本体１内に内釜２を収納する樹脂材料で成す略円筒状の内容器で、内釜２の側面を覆うように配置され、上方に内釜２の上方を加熱する側面誘導加熱手段３ｂを備える。内容器４０の内側の下部には、皿状の底面容器４８を備え、底面容器４８には内釜２の底面を加熱する底面誘導加熱手段３ａを備える。そして、底面容器４８の外周または下面が内容器４０に略密着して、内容器４０の外に構成する風路１ｃからの空気が内側８ｃに流れないようにしている。なお、以下では、底面誘導加熱手段３ａと側面誘導加熱手段３ｂの両方を誘導加熱手段３と称することもある。
【００１４】
また、内容器４０は、本体１に落とし込まれ内容器４０の上端面に本体１の上枠１ａの下側を当接させて支える。そのため内容器４０の上端面と本体１の上枠１ａの接合部から内容器４０の外に構成する風路１ｃからの空気が内側８ｃに流れないようにしている。内容器４０と底面容器４８は一体でも良い。
【００１５】
底面容器４８の下面には、その内釜２の底部２ｆの温度を検出してご飯の温度を検出する温度センサ１９が設けられている。温度センサ１９は、後述する内釜２の鍋４の温度を測定するために、鍋４から放射された赤外線を検出するセンサである。そのため、温度センサ１９を設ける位置の外筒５部に、鍋４から放射された赤外線を透過する部材（透明な耐熱強化ガラスやガラス強化したＰＥＴ樹脂など）で構成されている。
【００１６】
本体１には、温度センサ１９の情報等に基づいて側面誘導加熱手段３ｂと蓋ヒータ３０と底面誘導加熱手段３ａに供給する電力を制御する制御手段である制御部５０を備える。
【００１７】
底面容器４８の下面に配置した底面誘導加熱手段３ａと、内容器４０の上方に配置した側面誘導加熱手段３ｂと制御部５０を冷却する冷却ファン１８を本体１前側に備え、吸気口４９ａより吸気して底面誘導加熱手段３ａと側面誘導加熱手段３ｂを冷却した空気が風路１ｃを通り本体１後部側の排気口４９ｂより排気する。
【００１８】
本体１の前側には、制御部５０に繋がって、運転を操作する操作部３８と状態を表示する表示部３２を備える。
【００１９】
内釜２は内側に誘導加熱が可能な磁性金属材料からなる鍋４と、外側にガラス、セラミックス、樹脂（例えばガラス強化したＰＥＴ樹脂）など誘導加熱の磁束を透過させる非金属材料からなる外筒５との二層構造で構成する。
【００２０】
そして、側面誘導加熱手段３ｂによって外筒５を透過して鍋４の側面上方４ａを誘導加熱し、同様に底面誘導加熱手段３ａによって外筒５を透過して鍋４の底面４ｂを加熱する。そして、鍋４と外筒５によって側面部９ａ、底面部９ｂに連続した空間部９を成している。
【００２１】
図２を用いて、内釜２のフランジ部２ｄの構造について説明する。鍋４は、上端が外径方向に略水平に広がった鍋上端部６を備えている。外筒５は上端が外径方向に略水平に広がった外筒上端部７を備え、外筒上端部７の外周には、鍋上端部６の外径を包囲する立上げ部７ａを備えている。内釜２のフランジ部２ｄは、前記した外筒上端部７の立上げ部７ａに鍋上端部６を収めて、外筒上端部７と鍋上端部６の間にシール部材８を介して接触している。
【００２２】
シール部材８はシリコンゴム製のシート状のものをリング状に成形したもので、図６に断面を示している。シール部材８には、表面に同心円状に糸リブ８ａを設けている。または同心円状に凸凹を設けてもよい。この糸リブ８ａや凸凹は、鍋４と外筒５の材質が異なり膨張率の違いによって温度上昇で径方向への伸びが異なるため、鍋４と外筒５とシール部材８の追従性を良くして密閉を保つために設けている。
【００２３】
図３を用いて、内釜２の底部２ｆの構造について説明する。内釜２の底部２ｆの外筒５には脱気部１０が設けられている。脱気部１０は、外筒５に設けた穴５ａと、穴５ａを封止して気密を保つ封止材１０ａにより成る。穴５ａから、空間部９の空気を抜いて真空状態とするためのものである。そのため、脱気部１０の穴５ａを弁構造のもので空間部９に空気が流入しない構造のものでも良い。
【００２４】
また、内釜２を略水平に置き水位を水位線で確認する使い勝手上、封止材１０ａが底部２ｆから出っ張らないように、内釜２底部２ｆの凹み部５ｂに封止材１０ａが収容される。
【００２５】
次に、内釜２の製造方法について説明する。まず、外筒５の外筒上端部７にシール部材８を装着し、鍋４は外筒５に挿入した時に、間に空間部９が設けられる大きさとしている。そして、シール部材８を介して外筒上端部７と鍋上端部６を嵌合することで密閉された空間部９ができる。
【００２６】
この状態では鍋４を持ち上げれば再び外筒５と分離してしまう状態であるが、脱気部１０から空間部９の空気を抜き、真空状態とすることで外気の大気圧が鍋４と外筒５を密着させる方向に押す。
【００２７】
シール部材８は押しつぶされて気密を保つ力が加わる。鍋４、外筒５の表面積に大気圧と空間部９に真空度との差の圧力が加わるので、その力は過大で鍋４と外筒５を引き離すことは不可能になる。
【００２８】
この状態で脱気部１０の穴５ａを封止材１０ａで封止して空間部９に外気が流入しないよう気密を保って封止される。
【００２９】
次に、図４を用いて制御系のブロック図について説明する。制御部５０に入力される条件は、内釜２の温度を検出して温度情報を入力する温度検出手段である温度センサ１９と、各種の設定ボタンを備えた操作部３８がある。
【００３０】
また、前記入力に対して制御部５０から制御されるのは、底面誘導加熱手段３ａと側面誘導加熱手段３ｂと蓋ヒータ３０と冷却ファン１８と、表示部３２がある。
【００３１】
尚、制御部５０はマイコンを主体とした電子的な制御装置であって、ソフトウエアで各種の制御機能を実行するアプリケーションが制御部５０に与えられている。
【００３２】
以上の構成において、次にその動作を説明する。図５は、炊飯動作と保温動作を実行した場合である。炊飯に際して、使用者は内釜２内に米と適量の水を入れ、本体１内に収納して蓋体３１を閉じる。次に、本体１の前面側上部に配置した操作部３８の「入」スイッチを操作して炊飯を開始する。前記「入」スイッチの信号が制御部５０に入力すると、浸し工程に入る。この浸し工程で米に水を吸わせ、底面誘導加熱手段３ａと側面誘導加熱手段３ｂに小さい電力で通電して内釜２の加熱を行い、冷却ファン１８は動作する。
【００３３】
通常、米はその特性から、水温６０℃以下では水に浸すことによって水分を３０％（米重量中の水分重量の比）程度まで吸うが、これ以上は長時間放置しても吸うことができない。一般に米を研いでから水に浸しておくのは、炊飯前に米に十分に３０％まで水を吸わせるためである。米は、水温が高いほうが早く水を吸う性質がある。４０℃〜６０℃程度に加熱して行う浸し工程の時間は、１５分程度である。
【００３４】
この浸し工程において、内釜２は、鍋４と外筒５との間の空間部９が真空状態で保たれるので、内釜２内の熱は内容器４０の内側８ｃに逃げることは無い。
【００３５】
底面誘導加熱手段３ａと側面誘導加熱手段３ｂに通電すると、高周波磁界が発生し、この磁界が外筒５を透過して鍋４を発熱する。そして、この発熱によって、内釜２内のお米や水が加熱される。
【００３６】
この浸し工程で加熱を行わない場合水温が低く、水温が高い時の吸水量と同様にするために少しその時間を長めにすることで同様の吸水量にすることができ、米の中心まで水を吸わせることができる。加熱して行う場合より５分程度長く２０分程度とする。これにより、電力量を減少させることができる。
【００３７】
次に、浸し工程が終了すると、加熱工程に入る。この加熱工程では、底面誘導加熱手段３ａに通電して加熱を行い、冷却ファン１８を動作する。また、側面誘導加熱手段３ｂと蓋ヒータ３０の加熱は行わない。
【００３８】
底面誘導加熱手段３ａに通電すると、上記と同様に鍋４が加熱される。そして、鍋４が１００℃に加熱され、中の水が沸騰する。やがて、米が水を吸って水がなくなり、内釜２の温度が１１０℃まで急上昇すると、内釜２の外側底面に当接している温度センサ１９がその温度を検出して制御部５０に信号を送り、その結果、底面誘導加熱手段３ａへの通電が停止し、加熱が終了する。この加熱工程は約１０分である。
【００３９】
この加熱工程において、内釜２は、鍋４と外筒５との間の空間部９が真空状態で保たれるので、内釜２内の熱は内容器４０の内側８ｃに逃げることは無い。
【００４０】
この加熱工程が終了すると、蒸らし工程に移行する。蒸らし工程では底面誘導加熱手段３ａと側面誘導加熱手段３ｂと蓋ヒータ３０に通電して内釜２の温度が１００℃を維持している。蒸らし中に内蓋１１についた露を蓋ヒータ３０の加熱で内蓋１１が加熱され、露を飛ばすことができる。
【００４１】
保温時には、制御部５０によって時間により保温温度を変化させ、底面誘導加熱手段３ａと側面誘導加熱手段３ｂで加熱し、蓋ヒータ３０で内蓋１１についた露を飛ばして保温する。保温時には底面誘導加熱手段３ａと側面誘導加熱手段３ｂが小電力のため冷却が不要のため冷却ファン１８は動作しない。
【００４２】
以上の動作によって内釜２の中の熱の放散を抑えて、高温で蒸らして美味なご飯に仕上げ、保温時にも熱の放散を抑えることで無駄な加熱をせずに保温することができ、加熱によるご飯の乾燥や劣化を少なくするとともに、省エネルギー性を向上させることができる。
【００４３】
このように構成された内釜２の効果は、誘導加熱手段３から発せられる高周波の磁束が非金属材料の外筒５を透過し、誘導加熱可能な磁性金属からなる鍋４にだけ働き、鍋４は通過する磁束によって誘導加熱されて発熱し、内部に納められた米と水を加熱する。
【００４４】
鍋４の温度は加熱によって温度が上昇するが、外筒５との間には真空状態の空間部９で断熱されているため、外筒５には熱が伝わらず鍋４の熱が放熱されることがない。
【００４５】
この結果、加熱に要する消費電力量を低く抑えることができ、高い省エネルギー性能を得ることができる。また、炊飯の蒸らし工程においても放熱を抑制して高温を維持することができ、美味にご飯を蒸らすことができる。
【００４６】
さらには、炊き上がったご飯を保温する場合においても放熱を抑制して保温に要する消費電力量を少なくすることができる。
【００４７】
誘導加熱可能な磁性金属材料からなる鍋４と、ガラスやセラミックス、樹脂などの非金属材料からなる外筒５が溶接の困難な異種材料であっても強固に接合することができ、高い真空断熱性能でご飯の食味向上と、低い消費電力量が得られる内釜２を備える炊飯器を提供することができる。
【００４８】
以上のように、本実施例では、大気圧によって鍋４と外筒５はシール部材８を密着し、脱気部１０を封止して外筒５と鍋４の気密を保ち吸着保持するので、外筒５の非金属材料と鍋４の誘導加熱ができる磁性金属材料との異種材料を接合して気密的に接合固着することができる。
【００４９】
そして、誘導加熱手段３の誘導加熱により強い火力で炊き上げ、空間部９の真空の断熱性で内釜２の放熱を抑止して、ご飯の食味向上や、消費電力量の低減に有効で、外筒５により無駄な誘導加熱や誘導加熱の磁束により電流として消費されてシールドされることは無いので、鍋４が損失なく誘導加熱できる。
【符号の説明】
【００５０】
１  本体
２  内釜
２ｄ  フランジ部
２ｅ  上部開口
３  誘導加熱手段
４  鍋
５  外筒
６  鍋上端部
７  外筒上端部
８  シール部材
９  空間部
９ａ  側面部
９ｂ  底面部
１０  脱気部
１１  内蓋
１２  外蓋
４０  内容器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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