JP2010274021A - 炊飯器 - Google Patents

Abstract

【課題】従来の圧力式炊飯器は、圧力センサを有しており、この圧力検知部におねばなどがつまって故障したり、圧力センサの圧力検知部内におねばが入り込んで出て行かにくいことから非衛生的な環境になりやすく、炊飯性能が低下したり異臭を生じやすかった。
【解決手段】圧力式炊飯器において、鍋２あるいは内蓋４の温度を測定するために応答性の良い赤外線センサ６を用いて、制御装置１０が鍋２あるいは内蓋４の温度が一定以上上昇しないように鍋加熱装置４を制御することで、圧力センサがなくても一定の圧力に保つことができるので、炊飯性能を高く維持することができ、また衛生的な炊飯器を提供することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は鍋から放出される赤外線により鍋の温度を検知しながら炊飯する炊飯器に関するものである。

従来、圧力式炊飯器で圧力センサを搭載した炊飯器は発案されている（例えば、特許文献１参照）。

図９は、特許文献１に示された従来の炊飯器の要部断面図を示すものである。図９に示すように、従来の炊飯器の蓋は、蓋本体３７と、蓋本体３７の内側に構成されるとともに鍋の上方開口部を密閉する内蓋３８と、内蓋３８の温度を検知する内蓋温度センサ３９と、鍋内の圧力を調整する圧力調整弁４０と、圧力調整弁４０を開閉するためのソレノイド４１と、鍋内の圧力を検知するために内蓋３８の穴３８ａを介して鍋内空間とつながった圧力センサ４２とを備え、圧力センサ４２は容易に使用者が触れられないように構成されたものである。

特許第３５５６８４１号公報

しかしながら、前記従来の構成では、力検知手段部は使用者が誤って強い力を加えて故障させることがないように使用者の手が届きにくい場所に構成されているため、炊飯中に米中のデンプンなどの成分が水中に溶け出した粘性の高い液体であるおねば等が圧力検知手段部に入り込んでも炊飯後等に除去することができず、圧力検知手段部にカビや異臭が発生するという課題があった。

一方、従来のようにサーミスタなどの感熱素子を間接的に鍋に接触させて検知する方式での鍋温度検知では、感温素子の検知の応答性が非常に悪く、炊飯中の炊き上げ工程などのように急速な加熱が必要とされる場合には、応答性が不十分なため鍋内の圧力の制御に使用することができなかった。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、圧力センサがなくても鍋内の圧力を応答性よく適切に制御することができる圧力式炊飯器を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の炊飯器は、鍋あるいは内蓋の温度を測定するための赤外線センサを備えることとしたものである。

これによって、鍋あるいは内蓋の温度を応答性よく検知できるので、圧力検知手段がなくても鍋内の圧力を適切に制御することができる炊飯器を提供することが可能となる。

本発明の炊飯器は、鍋あるいは内蓋の温度を測定するための赤外線センサを備えることとしたものであり、これにより、鍋あるいは内蓋の温度を応答性よく検知できるので、圧力検知手段がなくても鍋内の圧力を適切に制御することができる炊飯器を提供することが
可能となる。

本発明の実施の形態１における炊飯器の側断面図 本発明の実施の形態１における鍋温度を検知する赤外線センサ周辺の要部断面図 本発明の実施の形態１における内蓋の要部断面図 本発明の実施の形態１における（ａ）は鍋加熱時のセンサ検知温度プロファイル図（ｂ）は鍋保温時のセンサ検知温度プロファイル図 本発明の実施の形態１における炊飯プログラム実行時の各値のプロファイル図 本発明の実施の形態１における別の鍋温度を検知する赤外線センサ周辺の要部断面図 本発明の実施の形態１における別の炊飯プログラム実行時の各値のプロファイル図 本発明の実施の形態２における内蓋温度を検知する赤外線センサ周辺の要部断面図 従来の炊飯器の要部断面図

第１の発明は有底筒状の炊飯器本体に収納された鍋と、前記鍋を加熱する鍋加熱装置と、前記炊飯器本体の開口部を開閉可能な蓋本体と、前記鍋から放射された赤外線により鍋温度を検知する赤外線センサと、鍋内の圧力を調整する圧力調整弁と、前記鍋加熱装置を制御する制御装置とを備え、前記赤外線センサで検知された値に応じて前記圧力調整弁を制御することにより、鍋の温度を応答性よく検知できるので、圧力検知手段がなくても鍋内の圧力を適切に制御可能な炊飯器を提供することが可能となる。

第２の発明は、有底筒状の炊飯器本体に収納された鍋と、前記鍋を加熱する鍋加熱装置と、前記炊飯器本体の開口部を開閉可能な蓋本体と、前記蓋本体内に取り付けられるとともに前記鍋の上方開口部を密閉する内蓋と、前記内蓋から放射された赤外線により内蓋温度を検知する赤外線センサと、鍋内の圧力を調整する圧力調整弁と、前記鍋加熱装置を制御する制御装置とを備え、前記赤外線センサで検知された値に応じて前記圧力調整弁を制御することにより、内蓋の温度を応答性よく検知できるので、圧力検知手段がなくても鍋内の圧力を適切に制御可能な炊飯器を提供することが可能となる。

第３の発明は、特に、第１または第２の発明の制御装置は、沸騰維持工程中は工程開始以降所定時間だけ圧力を付加するように鍋加熱装置を制御することにより、温度検知により圧力を維持する機能と温度検知により鍋内の水がなくなったことを検知する機能とを両立することが可能となり、圧力検知手段がなくても鍋内の圧力をより適切に制御可能な炊飯器を提供することが可能となる。

第４の発明は、特に、第１〜３のいずれか１つの発明の制御装置は、炊飯中に赤外線センサが検知した温度を所定の温度に維持することで、鍋内の圧力を所定の圧力に維持するように鍋加熱装置を制御することにより、鍋内の温度を一定にすることで鍋内の圧力を一定に維持することができ、圧力検知手段がなくても連続的に鍋内の圧力を維持することが可能な炊飯器を提供することが可能となる。

第５の発明は、特に、第１〜４のいずれか１つの発明の制御装置は、炊き上げ工程中は赤外線センサの検知温度が鍋内の上限圧力に対応した温度以上に上昇しても鍋加熱装置を停止しないことにより、熱容量の大きい鍋の場合では炊き上げ工程において鍋底温度が鍋
内雰囲気温度よりも高くなったとしても加熱を止めてしまうことなく一定の速度での加熱が可能となり、圧力検知手段がなくても炊き上げ工程での加熱速度を低下させることなく、炊飯性能を維持した炊飯器を提供することが可能となる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における炊飯器の側断面図、図２は、本発明の第１の実施の形態における鍋温度を検知する赤外線センサ周辺の要部断面図、図３は、本発明の第１の実施の形態における内蓋の要部断面図、図４は、本発明の第１の実施の形態における（ａ）は鍋加熱時のセンサ検知温度プロファイル図、（ｂ）は鍋保温時のセンサ検知温度プロファイル図、図５は、本発明の第１の実施の形態における炊飯プログラム実行時の各値のプロファイル図を示すものである。

図１において、本発明の第１の実施の形態にかかる炊飯器は、内部に鍋収納部１ａが形成された略有底筒状の炊飯器本体１と、鍋収納部１ａに収納され、誘導加熱により発熱する磁性体の金属を含む鍋２と、炊飯器本体１の開口部を開閉可能に炊飯器本体１に取り付けられる蓋本体３と、蓋本体３の内側（鍋２の開口部を覆う側）に着脱自在に取り付けられて、鍋２の開口部を密閉可能な略円盤状の内蓋４と、鍋２を誘導加熱する鍋加熱装置５とを有している。

炊飯器本体１の鍋収納部１ａは、炊飯器本体１の上部開口の内周部に嵌合された略環状の上枠１ｂと、鍋２の形状に対応して有底円筒形状に形成され、上部開口側端部で上枠１ｂに一体的に接続されたコイルベース１ｃとで構成されている。炊飯器本体１は、上枠１ｂと、コイルベース１ｃと、外殻１ｆとからなる。

コイルベース１ｃの外周面には、鍋加熱装置５を構成する底内コイル５ａと底外コイル５ｂと側面加熱ヒータ５ｃが取り付けられている。底内コイル５ａは、コイルベース１ｃを介して鍋２の底部の中央部周囲に対向するように配置されており、鍋２の底部を加熱する。底外コイル５ｂは、コイルベース１ｃを介して鍋２の底部のＲ部に対向するように配置されており、鍋２のＲ部を加熱する。

図２において、赤外線センサ６は、鍋２から放射される赤外線を受光する感熱素子６ａと、感熱素子６ａの周囲温度を検知する感熱素子６ｂとを含んでいる。感熱素子６ａが主に赤外線を検知する範囲は図中太線の内側の角度Ｂで示す範囲内である。赤外線透過材７はコイルベース１ｃに固定されており、鍋２を炊飯器本体１にセットした状態で鍋２と赤外線透過材７との距離が０ｍｍ〜２ｍｍの間の近接した状態に構成されている。赤外線センサ６の検知範囲（角度Ｂ内）はコイルベース１ｃを含まず、赤外線透過材７内の範囲に調整されている。赤外線透過材７は遠赤外線を通しやすいシリコンやサファイアなど結晶系材料でもよいし、ポリエチレンのような樹脂材料でもよい。

炊飯器本体１内には、各部及び各装置を駆動制御して炊飯動作を行う制御装置１０が設置されている。制御装置１０は、例えば蓋本体３に設けられた操作ボタン１１を使用して行った使用者の指示に応じて、各部及び各装置の駆動制御を行う。

炊飯器本体１の前壁上部（図１の左側上部）には、蓋本体３のフック１２に係合可能なフック１ｄが設けられている。フック１ｄとコイルベース１ｃとの間にはバネ１ｅが設けられている。フック１ｄは、バネ１ｅにより前方（図１の左側）に付勢されている。

蓋本体３には、蓋温度検知装置の一例である内蓋温度センサ１３と、内蓋加熱装置１４と、ヒンジ軸Ａと、蒸気筒１５とが設けられている。

内蓋加熱コイルからなる内蓋加熱装置１４は、蓋本体３内に設置され、制御装置１０の制御により内蓋４を誘導加熱するよう構成されている。ヒンジ軸Ａは、蓋本体３の開閉軸であり、炊飯器本体１の上枠１ｃに両端部を回動自在に固定されている。蓋本体３はヒンジ軸Ａの近傍に設けた回動バネ１６により回動する。

内蓋４の外周部の鍋２側の面には、蓋本体３が閉状態にあるとき、鍋２と密接する略環状の内蓋パッキン１７が取り付けられている。内蓋パッキン１７は、ゴムなどの弾性体で構成されている。

図３において、内蓋４には圧力調整弁１８が設けられ、この圧力調整弁１８を動かすために蓋本体３の内部にソレノイド１９が設けられている。ソレノイド１９は電磁コイルにより棒部１９ａが駆動するものである。圧力調整弁１８は、内蓋４に上下から嵌合固定された圧力調整弁保持具Ａ２０と圧力調整弁保持具Ｂ２１の内側に構成されており、圧力調整弁１８は通常では圧力調整弁保持具Ａ２０外には出ない構成となっている。圧力調整弁保持具Ａ２０の密閉部は圧力調整弁密閉具２２からなっており、これは弾性体からなり、鍋２内の蒸気や空気が漏れ出さないように圧力調整弁１８が密閉することを可能としている。一方、ソレノイド１９はソレノイドパッキン２３によって覆われており、これにより蒸気は蓋本体３内に入り込まないようにソレノイドパッキン２３と蓋本体３間で密閉されている。圧力調整弁１８は鍋内の圧力を約１．４気圧にできる程度の重量を備えている。

圧力をかけてもよいとき、つまり圧力調整弁１８が圧力調整弁密閉具２２の穴２２ａを塞いでいるときは、図３に示すような状態となっている。すなわち、ソレノイド１９の棒部１９ａは図中左側に寄っており、圧力調整弁が穴２２ａを密閉し、ソレノイドパッキン２３は一部がたわんだ状態となっている。一方、圧力をかけたくないときは、制御装置１０はソレノイド１９を駆動させて棒部１９ａを図中右側に移動させる。これにより圧力調整弁１８はソレノイド１９の棒部１９ａに押されて穴２２ａを密閉できなくなる。このとき、ソレノイドパッキン２３のたわみが少ない状態となっている。このような動作により、制御装置１０は予め決められた条件によって鍋２内の圧力を自在に制御することが可能である。なお、図中には示していないが、圧力調整弁１８が固着するかまたはソレノイド１９が故障して動かなくなったときに鍋２内の圧力が所定の圧力以上になると開放する安全弁が備えられている。

蒸気筒１５は、蓋本体３に着脱自在に取り付けられており、穴２２ａから出てきた蒸気は蒸気筒１５内を通過して炊飯器外へと放出されるように構成されている。

炊飯器本体１の上面のヒンジＡ近傍には溝２４が設けられている。外気温が非常に低い場合などでは、炊飯が終了した後に蓋本体３を開けた際に、内蓋４の鍋２側に付着した水滴が落下する場合があるが、溝２４はこの水滴が落下する範囲に設けられている。

蓋本体３の外表面には、炊飯のメニュー、時間などの各種情報を表示する報知手段２５と、炊飯の開始、取り消し、予約などの実行を行うための操作ボタン１１が搭載されている。操作ボタン１１の操作により、炊飯器本体１に内蔵された制御装置１０に内蔵された炊飯プログラムが実行され、鍋加熱装置５、内蓋加熱装置１４を炊飯プログラムの進行に合わせて動作、停止させて炊飯を実施する。

炊飯器本体１には炊飯器を運搬するためのハンドル２６が設けられている。ハンドル２６は、炊飯器本体１の側面上部の略前後中央に軸支されており、ハンドル２６の回転方向
は蓋本体３の回転方向と略同一である。運搬時にはハンドル２６を回転させて、ハンドル２６の軸支点のほぼ直上にハンドル２６が位置するようにハンドル２６を持ち上げ、使用者はハンドル２６のみを持って炊飯器を運搬することが可能となる。運搬しない場合には、蓋本体３の開閉の邪魔にならないよう、ハンドル２６が炊飯器本体１が置かれている床面と略水平方向で支持されるヒンジカバー２７が設けられている。ヒンジカバー２７は炊飯器本体１の後部に取り付けられており、蓋本体３の回動支点となるヒンジＡを炊飯器外から隠して、水滴や異物がヒンジに付着しないようにするとともに、ハンドル２６がそれ以上下方に回転しないように支持する役割も果たしている。

制御装置１０には、制御装置１０の部品を冷却するためのヒートシンク２８と、このヒートシンク２８に送風して強制的に冷却する冷却ファン２９を設けている。

以上のように構成された炊飯器について、以下その動作、作用について説明する。

まず、鍋２内に所定の米と水をセットし、操作ボタン１１で、表示手段２１に表示される炊飯メニューを選択し、炊飯開始ボタンを押下することで、炊飯工程が開始される。炊飯工程は、水を一定温度に保って米に水を吸収させる浸せき工程、鍋２を鍋加熱装置５により一気に加熱し、鍋２内の水を沸騰状態にする炊き上げ工程、鍋２内の水がほとんどなくなった状態で加熱を抑える蒸らし工程からなり、これらの工程の間に米の糊化を進めて炊飯する。制御装置１０は赤外線センサ６により鍋２の温度に応じて最適に鍋加熱装置５を制御し、あらかじめ決められた炊飯プログラムに従って炊飯を行う。炊飯プログラムは米の種類などによって複数のコースが準備されている。この蒸らし工程が終了すると炊飯が終了し、自動的に保温工程へと移行し、炊き上がったご飯の温度が低下しないようにして、使用者がいつでも温かいご飯を得られる。

赤外線センサ６の検知の仕組みと特性について説明する。

鍋２から放射される赤外線を受光する感熱素子６ａは、鍋２と感熱素子６ａとの温度差に応じた赤外線を検知し、これを温度データに変換することで、鍋２と感熱素子６ａとの温度差、つまり相対温度を検知することができる。一方、感熱素子６ａの周囲温度を検知する感熱素子６ｂはサーミスタなどによって周囲の絶対温度を測定することができる。赤外線センサ６はこれらの相対温度と絶対温度とを足し合わせて制御装置１０に鍋２の温度データを出力している。例えば、室温２０℃の場合で、鍋加熱装置５を動作させず、水温２０℃の水を鍋２に溜めた場合には、感熱素子６ｂは絶対温度２０℃、感熱素子６ａは相対温度０℃と検知し、これらを足し合わせることで赤外線センサ６としては鍋２温度を２０℃と出力する。一方、室温２０℃で水温７０℃の水を鍋２に入れている場合には、感熱素子６ｂは絶対温度２０℃、感熱素子６ａは相対温度５０℃と検知し、これらを足し合わせることで赤外線センサ６としては鍋２温度を７０℃と出力する。なお、以上の例は一例であり、動作状況や周囲状況などによって検知温度は異なる場合がある。

次に、接触式温度検知と赤外線センサによる温度検知の違いを図４を用いて説明する。図４（ａ）に示すように、制御装置１０が鍋加熱装置５をＯＮする（ｔ１時点）と鍋２が加熱され、鍋２の外面温度はＴ０からほぼ直線的に上昇していく。鍋加熱装置５をＯＦＦする（ｔ３時点）と、鍋２の外面温度の上昇もＴ２をピークに終わり、急速に低下し、一定時間後は徐々に温度Ｔ１に近づいていく。サーミスタなどの接触式温度検知素子を用いた温度検知方式では、一般的には温度検知素子を覆うように金属製のカバーが設けられており、このカバーを介して温度を検知する。鍋２の温度が上昇し、この鍋２の熱が熱伝達でカバーに伝わり、このカバー全体が加熱されて温度上昇すると、温度検知素子はこのカバーの温度上昇を検知することで、鍋の温度を間接的に検知することが可能となる。つまり、接触式の温度検知方式では、カバーの熱容量が検知精度や応答性に大きな影響を持つ
。そのため、従来の接触式温度検知方式では、鍋加熱装置５をＯＮしても検知温度はしばらくＴ０のままであり、ｔ２時点でやっとカバー全体が加熱されて検知温度の上昇が始まる。一方、鍋加熱装置５をＯＦＦして鍋２が急激に温度低下しても、カバー全体が加熱されているので検知温度は上がり続け、ｔ４時点まで上昇していく。その後、徐々にＴ１温度に近づいていくという過程を経るため、温度検知の応答性が非常に悪い。その結果、図４（ｂ）に示すように一定温度（例えば６０℃、図中Ｔ３）に鍋２の温度を維持する場合でも、一度加熱し加熱停止すると、温度検知部の温度が一定温度以下に下がるまで再度加熱することができないので、赤外線センサ６と比較してまばらな加熱となり、温度検知部はもちろん、鍋２の被加熱部の温度は大きく過加熱を繰り返して均一な加熱とは程遠い状況となってしまう。一方、赤外線センサ６は直接鍋２から放射される赤外線の変化を直接検知している。接触式温度検知とは異なり、鍋２と赤外線センサ６との間に介在物がないので、鍋２温度の変化が直接検出温度に現れる。そのため、加熱の開始と停止が即座に検知することが可能で、応答性が非常に良い。その結果、図４（ｂ）に示すように一定温度（例えば６０℃）に鍋２の温度を維持する場合でも、鍋２が一定温度になったことを即座に検知して加熱停止し、鍋２の温度が一定温度以下に下がったことを即座に検知して加熱を再開するため、非常に緊密に小刻みを行うことができ、より均一な鍋２の加熱が可能となり、引いては鍋２内部の調理物の温度もより均一にすることができる。

炊飯プログラム実行による動作の詳細を図５を用いて以下に説明する。

炊飯が開始されると、まず米に水を吸収させる浸せき工程が始まる。制御装置１０は、鍋加熱装置５により鍋２を加熱し、鍋２内の水の温度を赤外線センサ６によって検知し、米の糊化が始まらない温度（約６０℃未満）に調整して米の吸水を促進する。米は糊化が始まらない範囲で最も高い温度とし、さらにその温度を一定時間（例えば３０分〜２時間）継続すると吸水率が向上しやすい。赤外線センサ６は鍋２の壁面の温度をほぼ正確に検知できるので、鍋２の温度が上がりすぎることを検知することができ、鍋２が米の糊化が始まらない温度（約６０℃未満）に調整することができる。浸せき工程では、制御装置１０はソレノイド１９を駆動させないので、圧力調整弁１８は閉じたままの状態となっている。

炊き上げ工程では、米に水と熱を加えて糊化を進行させる。炊き上げ工程では水が沸騰するまでの沸騰工程と沸騰した後鍋２内の沸騰状態を維持させる沸騰維持工程とに分けることができる。沸騰工程では、制御装置１０は鍋加熱装置５を動作させて鍋２を急速に加熱し、鍋２内の水を沸騰状態とする。このときも圧力調整弁１８は閉じたままであるので、図５の下側のグラフに示すとおり鍋２内の圧力は沸騰が開始されると共に上昇していく。したがって、鍋底温度も１００℃を超えて上昇することになる。また、炊飯量を検知するために、赤外線センサ６が一定温度（例えば８０℃）を検知した後、内蓋４の温度が一定となる判定時間を測定し、この時間から炊飯量を判定している。この判定時間が長くなるほど炊飯量が多いということを意味している。

沸騰維持工程でも制御装置１０は断続的に鍋加熱装置５を動作させる。鍋２内の圧力が所定（例えば１．１気圧）以上になると、制御装置１０はソレノイド１９を駆動させて圧力調整弁１８の密閉を解除して、鍋２内の蒸気を炊飯器本体１外へと放出し鍋２内の圧力を大気圧まで低下させる。以上のプロセスを繰り返し、圧力と１００℃以上の高温とによる効果で米の糊化を進展させる。炊飯量に応じて予め決められた調圧時間が経過すると、加圧・減圧のプロセスを終了するために、制御装置１０はソレノイド１９を駆動させて圧力調整弁１８の密閉を解除した状態のまま維持する。調圧時間は炊飯量が多くなると長くなるように予め決められている。その後、制御装置１０は鍋加熱装置５を動作させることで鍋２内の水が徐々に少なくなると、鍋２の温度は被加熱部２ａから１００℃を超えて上昇し続ける。このときは赤外線センサ６の検知温度が一定温度以上に上昇しても、鍋２内
の圧力が上昇していることを意味しないため、制御装置１０は鍋加熱装置５を停止しない。赤外線センサ６が約１３０℃を検知することで鍋２内の水がなくなったと判断し、鍋加熱装置５による加熱を停止する。

蒸らし工程では、鍋２内にはほとんど水は残留しておらず、米に付着した余分な水分を蒸散させながら、鍋２内を高温状態（約１００℃の状態）に維持して糊化をさらに進展させる。余分な水分を蒸散させるために制御装置１０はソレノイド１９を駆動させて圧力調整弁１８の密閉を解除した圧力のかからない状態としている。この際、制御装置１０は、内蓋温度センサ１３で鍋２の上部空間の温度を検知しながら、内蓋加熱装置１４を動作させて、米に対して熱を与え続け、糊化の進展を促進させる。

また、保温時でも鍋２内の余分な水分を蒸散させるために、断続的に制御装置１０はソレノイド１９を駆動させて圧力調整弁１８による密閉を開放する。

従来の圧力炊飯器は、沸騰維持工程において圧力センサを用いて鍋２内の圧力を一定に保っていた。従来の接触式の温度センサでは温度検知の応答性が非常に悪く、鍋２内の圧力が所定の圧力になっていても接触式温度センサによる検知温度は１００℃未満であることもよくあった。そのため、接触式温度センサでは圧力制御ができなかった。しかし、赤外線センサ６は前記のとおり、応答性よく検知が可能なので、鍋２内の圧力と赤外線センサ６による検知温度（１００℃以上の温度範囲において）とは、ほぼ線形的に対応する。そこで、沸騰維持工程において赤外線センサ６による検知温度が所定の温度になると、制御装置１０はソレノイド１９を駆動させて圧力を低下させる。これにより鍋２内の圧力を所定の圧力（例えば１．１気圧）以下に制御することができる。圧力が上がりすぎると（例えば１．３気圧以上）、ご飯に粘りが出すぎたりするなど食味が低下するため、圧力を所定の範囲内に抑えることは非常に重要となる。一方、圧力をかける時間が少なくなると、圧力効果が小さくなり、ご飯に与える熱量が少なくなってしまい、炊飯性能が低下してしまう。つまり、炊飯中に所定の時間だけ所定の圧力を維持することが炊飯性能に大きく影響する。なお、炊飯するお米の種類によってこれらの時間と圧力の関係は異なり、白米よりも玄米や赤米などの方がより長い時間より高い圧力をかけると食味が増し、炊飯性能が向上する。

以上の構成により、本実施の形態の炊飯器は、赤外線センサで鍋温度を応答性よく検知することによって、圧力センサがなくても赤外線センサによって鍋温度を検知することで鍋内の圧力を所定の範囲に制御することができるので、蒸気やおねばが入り込んで非衛生的な環境になりやすい圧力センサを省いて衛生的で炊飯性能の高い炊飯器を提供することができる。

また、赤外線センサは図６に示すような構成でもよい。図６は、本発明の第１の実施の形態の別の鍋温度を検知する赤外線センサ周辺の要部断面図である。

図６において、赤外線透過材７を金属製の赤外線センサカバー３０と透過材押さえ台３１との間に挟みこむようにして固定する。赤外線センサカバー３０はほぼ隙間なく鍋２と接触する形状であり、赤外線センサカバー３０が鍋２に接触して赤外線透過材７は鍋２には接触しない。赤外線センサカバー３０は透過材押さえ台３１に固定されている。透過材押さえ台３１は内部に赤外線センサ６を固定するためのリブ３１ａを有しており、この赤外線センサ６の検知範囲は赤外線透過材７以内の範囲となるように設けている。赤外線センサカバー３０は、押さえバネ３２によって鍋２に押し付けられている。押さえバネ３２は透過材押さえ台３１とバネ受け台３３とに挟まれた状態で構成されており、バネ受け台３３はコイルベース１ｃに一体的に固定されている。鍋２がセットされている状態では、透過材押さえ台３１は鍋２に押し付けられ、一定の圧力で赤外線センサカバー３０が鍋２
に押さえつけられる。鍋２がセットされない状態では、赤外線透過材７は図中よりも上側（鍋２側）に移動し、一定距離動くと停止し、外れてしまわないように構成されている。温度検知センサ３４は赤外線センサカバー３０の一部に接触するように固定されている。

以上のような構成により、赤外線センサ６は透過材押さえ台３１と一体的に固定されているので、例えば鍋２を支持する鍋載置部１ｊ（図１に図示）に異物が存在し、鍋２が傾いた状態でセットされた場合などでも、押さえバネ３１により赤外線センサカバー３０や透過材押さえ台３１などは鍋２の傾斜に合わせて傾斜した状態で炊飯を行う。このとき、赤外線センサ６が炊飯器本体１に固定されていると、通常の場合と異なる検知温度範囲となるとともに、最悪の場合には透過材押さえ台３１などが赤外線センサ６の視野範囲に入ってきて、検知温度に誤差が生じる原因となってしまう。一方、本実施の形態のように赤外線センサ６が透過材押さえ台３１と一体的に固定されていると、赤外線センサ６も傾斜するため、通常の場合と鍋２の温度検知範囲とほとんど変化しないため、検知温度に誤差が生じにくくなりよい。また、透過材押さえ台３１が存在するために赤外線センサ６が鍋加熱装置５からの放射熱を受けにくいので、より正確に鍋２温度を検知できるのでよい。

また、制御装置１０は沸騰維持工程の調圧時間内において、図７に示すように赤外線センサ６の検知温度が一定になるように鍋加熱装置５を制御してもよい。ここで、図７は、本発明の第１の実施の形態における別の炊飯プログラム実行時の各値のプロファイル図である。図示のように、赤外線センサ６の検知温度が一定になるように鍋加熱装置５を制御することで、圧力の効果と１００℃以上の高温による効果で米をさらに糊化させることができるのでよい。玄米や赤米などの硬い米は白米に比べてより加圧時間を増加させた方が食味が良化するのでよい。

また、制御装置１０は沸騰工程において、赤外線センサ６の検知温度が一定温度（例えば１０５℃）を超えても鍋加熱装置５を停止しない。鍋２の熱容量が大きい場合や鍋２の素材の熱伝導率が悪い場合には、鍋２内の温度は１００℃未満でも鍋２の外表面温度は高く一定温度（例えば１０５℃）を超える場合もある。沸騰工程での鍋２の加熱速度は炊き上がったご飯の硬さに大きく影響し、加熱速度が速すぎても遅すぎてもおいしいご飯にはならず、適切な加熱速度が柔らかいおいしいご飯を炊く上では必要となる。しかし、赤外線センサ６が一定温度（例えば１０５℃）を検知した時点で制御装置１０が鍋加熱装置５の駆動を停止してしまうと、適切な加熱速度を維持できなくなり、食味が低下してしまう。しかし、沸騰工程においては赤外線センサ６の検知温度が一定温度（例えば１０５℃）を超えても鍋加熱装置５を停止しないことで、適切な加熱速度を維持することができ、炊飯性能を高めることができる。

なお、赤外線センサ６の検知範囲（角度Ｂ内）は、必ずしも鍋２の底中央部でなくてもよく、鍋２のＲ部や側面など他の部分でもよい。

なお、上記では、温度検知手段２９により校正しているが、温度検知手段２９は鍋２の温度と相関性の取れる他の部分（例えば、鍋２の近傍の空間やコイルベース１ｃに埋め込まれているなど）に取り付けられていてもよいし、鍋２内の水を沸騰させることにより、この時の温度を１００℃と判断して校正することで、温度検知手段２９はなくてもよい。いずれの手段にせよ、赤外線センサ６が校正できれば、手段は問わない。

なお、赤外線透過材は必ずしも必要ではなく、赤外線センサ６をコイルベース１ｃの外側に取り付け、コイルベース１ｃの一部を薄肉化して赤外線を透過させるなど、他の構成でもよい。

なお、赤外線センサ６の検知範囲が鍋２のＲ部や側面部にある場合には、赤外線センサ
６の検知範囲の鍋２は湾曲しており、鍋２が放出する赤外線が赤外線センサ６に集まりにくい場合があるが、このような場合に赤外線６の検知範囲の部分のみ鍋２に平坦な面を形成するなどするとより検知精度が向上するのでよい。また、このような場合には鍋２には鍋収納部１ａにセットする際にセットする方向性が決まる場合があるが、そのような場合には鍋収納部１ａのどこかに突起形状などを設けると、鍋２の平坦な面が赤外線センサ６に合うようにセットできるのでよい。

なお、鍋２底の温度を検知する温度センサと、前記温度センサとは別に鍋２から放射された赤外線により鍋温度を検知する赤外線センサとを設けた炊飯器とすると、温度センサにより沸騰維持工程において鍋２内の水がなくなったかどうかの判定をし、赤外線センサは鍋２内の圧力を検知するために使用することで、調圧時間を設けることなく、水がなくなる直前まで鍋２内を加圧することができるので炊飯性能が向上してよい。このとき、温度センサと赤外線センサは鍋２のほぼ同じ部位の温度を測定しても良いし、または温度センサは鍋２の底中央部の温度を計測し、赤外線センサは鍋２のＲ部の温度を計測するなど別々の温度を測定してもよい。

（実施の形態２）
図８は、本発明の第２の実施の形態における内蓋温度を検知する赤外線センサ周辺の要部断面図を示している。実施の形態１と同一構成については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。

図８において、内蓋４の温度を計測するために赤外線センサ３５が蓋本体３内に設けられている。赤外線センサ３５の固定部は図８では省略する。赤外線センサ３５と素材の間の蓋本体３の一部には、赤外線透過材３６が設けられている。赤外線透過材３６は赤外線透過度の高い素材で構成されており、蓋本体３内に内蓋４側から水蒸気等が侵入しないように蓋本体３に対して隙間なく取り付けられている。

以上のように構成された炊飯器について、以下その動作、作用について説明する。

基本的な動作は前記実施の形態と同様であるので省略する。炊き上げ工程中の沸騰工程において、炊飯量を検知するために、赤外線センサ６が一定温度（例えば８０℃）を検知した後、内蓋４の温度が一定となる時間を測定し、この時間から炊飯量を判定している。この内蓋４の温度を検知するために赤外線センサ３５を使用することで、従来のサーミスタを用いた接触式の温度検知手段と比較して内蓋４の温度を非常に応答性よく検知することができる。その結果、炊飯量は従来と比べて飛躍的に正確に検知できる。炊飯量が正確に検知できると、その後の沸騰維持工程以降の工程での加熱量・加熱時間を炊飯量に合わせて適切に選択することができるので、従来のように炊飯量を誤判定することによる食味の低下をほとんど起こらなくすることができる。

内蓋４の温度を測定する赤外線センサ３５により鍋２内の圧力を制御する場合には、赤外線センサ６により鍋２の温度を計測していた場合とは異なり、調圧時間を定めずに鍋２内に水がなくなる寸前まで加熱することができ、沸騰維持工程での圧力をかける時間をより延長することが可能となる。その後、制御装置１０は鍋加熱装置５を動作させることで鍋２内の水が徐々に少なくなると、鍋２の温度は被加熱部２ａから１００℃を超えて上昇し続ける。赤外線センサ６が約１３０℃を検知することで鍋２内の水がなくなったと判断し、鍋加熱装置５による加熱を停止する。

内蓋４は内蓋加熱装置１４により誘導加熱で加熱されるので、非接触状態で加熱される。内蓋加熱装置１４が内蓋４と接触して熱を伝えるタイプ（例えばヒータなど）の加熱手段を用いると、内蓋４よりも内蓋加熱装置１４の方が温度が高くなり、周囲温度が急激に
上昇しやすくなる。また、赤外線センサの視野に内蓋加熱装置１４が含まれてしまうと正確な内蓋４の温度検知ができなくなってしまう。しかし、本実施の形態のように非接触状態で内蓋４を加熱することで、周囲温度を低減し、また内蓋４の被加熱部４ｃを赤外線センサの視野に選択しても温度精度が低下しないので、赤外線センサの視野を自由に選択できる。

以上の構成により、本実施の形態の炊飯器は、赤外線センサで鍋温度を応答性よく検知することによって、圧力センサがなくても赤外線センサによって鍋温度を検知することで鍋内の圧力を所定の範囲に制御することができるので、蒸気やおねばが入り込んで非衛生的な環境になりやすい圧力センサを省いて衛生的で炊飯性能の高い炊飯器を提供することができる。

また、制御装置１０は浸せき工程や炊き上げ工程において、内蓋加熱装置１４を動作させると、内蓋４の放射熱で鍋２内の水を加熱することができる。鍋２内の水と米は鍋２によって加熱されるので、鍋２の温度は水温よりも高くなっている。特に浸せき工程では米の温度を糊化温度以下に維持することが重要であるが、吸水を促進するためには糊化温度以下の範囲で水温を上げることが効果的であることはよく知られている。そのため、従来は鍋加熱装置５で鍋２を加熱し、水を介して米を加熱していた。しかし、鍋２内の一部の米は鍋２に接触しており、鍋２に接触した米は鍋２に直接加熱されて糊化温度以上の温度にまで加熱され、浸せき工程であるにも関わらず、糊化が開始されてしまっている場合もあった。糊化が開始されると、米の中の成分が水に溶け出し、水中に逃げ出してしまうとともに、でんぷんを含むこれらの溶出成分が鍋２からの熱を吸収して糊化を始めるため、鍋２の熱が米に届きにくくなり、加熱効率が落ちてしまっていた。さらに、鍋２に接触する米は早い段階から糊化が進展してしまうので、食味が低下してしまい、鍋２内で炊きあがった米にムラが生じる原因となっていた。内蓋４の放射熱は鍋２内の水と米を加熱するが、基本的に米は沈殿するため、主に水を加熱する。そのため、米が鍋２温度よりも上昇することがないため、鍋２に接触する米が糊化することはなく、均一に効率よくご飯を炊くことができる。

炊き上げ工程においても、鍋加熱装置５ＯＦＦによって鍋２を連続的に加熱し、鍋２内の水を沸騰状態とすると鍋２全体としては不均一な加熱状態となるが、内蓋４の放射熱で加熱することで、鍋２内を均一に加熱することができ、効率的に加熱することが可能となる。

内蓋４の放射熱で鍋２内の水と米を加熱する際には、もちろん内蓋４の温度を上昇させる必要がある。内蓋４を内蓋加熱装置１４により短時間に加熱すると、内蓋４が内蓋加熱装置１４により直接加熱される被加熱部４ｃとその他の部分との温度差が非常に大きくなる。従来の接触式温度センサでは、構成上の問題で、被加熱部４ｃの温度を検知することができないため、内蓋４の温度を一定温度に制御しようとしても、被加熱部４ｃ以外の温度を基に温度制御するため、被加熱部４ｃの温度は一定とは言えない大きく上下するような制御しかできない。一方、本実施の形態に示すように、内蓋４の被加熱部４ｃの温度を赤外線センサで検知することで、内蓋４の被加熱部４ｃの温度を一定に温度制御できる。内蓋４の被加熱部４ｃの温度制御が難しく温度変動幅が大きい場合には、周囲部品の耐熱温度を超えないように、温度変動幅の分だけ被加熱部４ｃの中心温度を低下させて制御する必要があるため、単位時間当たりの内蓋４の加熱量は非常に低い。一方、内蓋４の被加熱部４ｃの温度制御が容易で温度変動幅が小さい場合には、被加熱部４ｃの中心温度を周囲部品の耐熱温度に近い温度に設定することが可能となるので、単位時間当たりの内蓋４の加熱量は高くなる。そのため、鍋２の水と米を効率よく加熱することが可能となる。

以上のように、内蓋４の被加熱部４ｃの温度を検知する赤外線センサを備え、炊飯を開
始した後、鍋２内の水が沸騰するまでの間に、内蓋４の放射熱で鍋２内の水を加熱する炊飯器で、内蓋４の温度制御性が向上し、効率よく鍋２内の水が加熱することができるとともに、米を均一に加熱することができるので、食味を向上させることができる。 なお、必ずしも内蓋４のみで鍋２内の水を加熱する必要はなく、鍋加熱装置５と組み合わせて加熱することで、より効率よく均一に加熱することができてよい。

また、内蓋４全体を金属以外の均質な単一素材で構成すると、内蓋４が割れてしまわない限りどんな深い傷がついた場合でも内蓋４が放出する赤外線は大きく変化せず正常に炊飯できるのでよい。

なお、本実施の形態において、鍋２の温度を測定するために赤外線センサ６を用いているが、サーミスタなどを鍋２に間接的に接触させて温度検知するなど他の手段でもよい。

なお、本実施の形態において、赤外線センサ６は、本実施の形態では炊飯器の底中央に配置しているが、鍋２のＲ部に対向する部分や側面、上枠１ｂなどの他の場所に配置しても、鍋２の温度が検知できればよい。

なお、上記すべての実施の形態において、白米を炊飯するコースと玄米などを炊飯するコースとでは、加圧する圧力や通算時間を変化させてそれぞれに合う最適な圧力と通算時間とするとよい。

なお、上記すべての実施の形態において、放射率が同じと表現している場合は、赤外線センサ６あるいは３５が検知できる波長の範囲内で全体的な放射率が同じであればよいので、放射率の波長依存性まで全く同じである必要はない。

なお、上記すべての実施の形態において、加熱装置５や内蓋加熱装置１４は鍋２および内蓋４を誘導加熱しているが、ヒータによる接触加熱や遠赤外線による放射加熱、マイクロ波による加熱など他の手段を用いてもよい。

なお、上記すべての実施の形態において、赤外線センサの感熱素子は赤外線を検知するものと周囲温度を検知するものからなればよく、薄膜サーミスタ、チップサーミスタ、ビードサーミスタ、熱電対、サーモパイル型センサ、量子型センサなどどの方式でもよい。

以上のように、本発明にかかる炊飯器は、応答性の高い赤外線センサで温度を検知することで圧力センサがなくても鍋内の圧力を適切に制御することができるので、鍋の加熱により加圧状態を作り出す他の加熱機器・調理機器等の用途にも適用できる。

１ 炊飯器本体
１ａ 鍋収納部
２ 鍋
３ 蓋本体
４ 内蓋
５ 鍋加熱装置
６、３５ 赤外線センサ
１０ 制御装置
１８ 圧力調整弁

Claims (5)

1. 有底筒状の炊飯器本体に収納された鍋と、前記鍋を加熱する鍋加熱装置と、前記炊飯器本体の開口部を開閉可能な蓋本体と、前記鍋から放射された赤外線により鍋温度を検知する赤外線センサと、鍋内の圧力を調整する圧力調整弁と、前記鍋加熱装置を制御する制御装置とを備え、前記赤外線センサで検知された値に応じて前記圧力調整弁を制御する炊飯器。
2. 有底筒状の炊飯器本体に収納された鍋と、前記鍋を加熱する鍋加熱装置と、前記炊飯器本体の開口部を開閉可能な蓋本体と、前記蓋本体内に取り付けられるとともに前記鍋の上方開口部を密閉する内蓋と、前記内蓋から放射された赤外線により内蓋温度を検知する赤外線センサと、鍋内の圧力を調整する圧力調整弁と、前記鍋加熱装置を制御する制御装置とを備え、前記赤外線センサで検知された値に応じて前記圧力調整弁を制御する炊飯器。
3. 制御装置は、沸騰維持工程中は工程開始以降所定時間だけ圧力を付加するように鍋加熱装置を制御する請求項１または２に記載の炊飯器。
4. 制御装置は、炊飯中に赤外線センサが検知した温度を所定の温度に維持することで、鍋内の圧力を所定の圧力に維持するように鍋加熱装置を制御する請求項１〜３のいずれか１項に記載の炊飯器。
5. 制御装置は、炊き上げ工程中は赤外線センサの検知温度が鍋内の上限圧力に対応した温度以上に上昇しても鍋加熱装置を停止しない請求項１〜４のいずれか１項に記載の炊飯器。

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