JP2008054916A - 電気炊飯器 - Google Patents

Abstract

【課題】土鍋等熱伝導性の悪い非金属材料製の内鍋を用いた電磁誘導加熱式の電気炊飯器において、応答性の良い空炊き検知機能を実現できるようにする。
【解決手段】水および米を収容する非金属材料製の内鍋と、この内鍋に設けられた誘導発熱体と、上記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、上記誘導発熱体に渦電流を誘起することにより上記内鍋を加熱する電磁誘導加熱式の炊飯加熱手段と、上記内鍋に接して内鍋の温度を検出する内鍋温度検出手段と、該内鍋温度検出手段により検出された内鍋温度に基いて、同内鍋の温度が所定の温度になるように上記炊飯加熱手段の加熱出力を制御する炊飯加熱制御手段とを備えた電気炊飯器において、上記炊飯加熱手段に電源を供給する電源回路の入力電流を検出する入力電流検出手段と、該入力電流検出手段により検出された入力電流の大きさに基いて空炊きを判定する空炊き判定手段とを設けた。
【選択図】 図４

Description

本願発明は、非金属製の内鍋を採用した電磁誘導加熱式の電気炊飯器に関するものである。

最近の電気炊飯器では、高出力で加熱効率が高く出力制御の応答性も高いために、早く、しかも美味しい御飯を炊き上げることができることから、内鍋（飯器）自体を金属材料で形成するとともに、その炊飯加熱手段として、電磁誘導によって当該内鍋内に渦電流を誘起させて自己発熱させる電磁誘導加熱手段を採用した電磁誘導加熱式のものが多くなっている。

このような電気炊飯器の場合、上記電磁誘導加熱手段として、所謂ワークコイルを採用し、内鍋を収納する有底筒状の内ケース（保護枠）の底壁面に対し、巻き幅の広い１組のワークコイルを沿わせて設置するか、または同底壁面の中央部側に位置して巻かれた第１のワークコイルと同底壁面の外周部側（湾曲面）に第１のワークコイルと所定の間隔を置いて巻かれた第２のワークコイルとの内外２組のワークコイルを内鍋の底面形状に沿わせて曲面型に設置した誘導加熱構造が採用されている（特許文献１参照）。もちろん、さらに必要に応じて内ケースの側面側にもワークコイルを設けたものもある。

ところで、最近では、このような電磁誘導式加熱手段を採用した電気炊飯器において、ご飯の炊き上がりをより良好ならしめるために、上記従来の金属材料よりなる内鍋に替えて、例えばセラミック等の非金属材料よりなる内鍋（いわゆる土鍋）の採用が検討されている（例えば特許文献２参照）。

この場合、当然ながら内鍋自体が電磁誘導によっては発熱しないために、例えば内鍋の外周面又は内周面、あるいは内外両面に特に電磁誘導効率の高い金属製の誘導発熱体（例えば銀ペーストなど）を配設し、この誘導発熱体を上記ワークコイル等の対応する電磁誘導加熱手段によって誘導発熱させることにより、内鍋を加熱する間接的な加熱構造が採用されている（例えば特許文献３参照）。

特開２００４−２０１８０４号公報（明細書１−１２頁、図１−７）。

実用新案登録第３１１００３８号公報（明細書１−３頁、図１）。

特願２００６−１１３２８５号（明細書１−１０頁、図１−４）。

ところが、上記のように土鍋等非金属製の内鍋を採用した場合、内鍋自体の熱伝導性がよくないために、誘導発熱体の発熱量の割には内鍋自体の温度が上昇しにくい。

したがって、例えば炊飯開始後吸水加熱を実行し、さらに昇温工程に移行しても、内鍋に設けた内鍋温度検出手段の検出温度は上記内鍋自体の熱伝導性の悪さから殆んど上昇せず、かつ水が入っている場合と比較して余り差がないために空炊き検知を行うことができない。

しかし、誘導発熱体Ｇ₁，Ｇ₂の方は急激な温度上昇を招き、空炊きの場合、内ケースが損傷する恐れもある。また、過度の温度上昇は、誘導発熱体の劣化を招く。

本願発明は、このような問題を解決するためになされたもので、土鍋等の熱伝導性の悪い非金属製の内鍋を採用した場合にも、応答性良く空炊き検知を行うことができる信頼性の高い電気炊飯器を提供することを目的とするものである。

本願発明は、同目的を達成するために、次のような課題解決手段を備えて構成されている。

（１） 請求項１の発明
この発明の電気炊飯器は、水および米を収容する非金属材料製の内鍋と、この内鍋に設けられた誘導発熱体と、上記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、上記誘導発熱体に渦電流を誘起することにより上記内鍋を加熱する電磁誘導加熱式の炊飯加熱手段と、上記内鍋に接して内鍋の温度を検出する内鍋温度検出手段と、該内鍋温度検出手段により検出された内鍋温度に基いて、同内鍋の温度が所定の温度になるように上記炊飯加熱手段の加熱出力を制御する炊飯加熱制御手段とを備えた電気炊飯器において、上記炊飯加熱手段に電源を供給する電源回路の入力電流を検出する入力電流検出手段と、該入力電流検出手段により検出された入力電流の大きさに基いて空炊きを判定する空炊き判定手段とを設けたことを特徴としているる
このような構成によると、内鍋に設けられた誘導発熱体の急激な温度変化を利用し、同温度の変化によって異なる通常炊飯時と空炊き時の炊飯加熱手段の電源回路の入力電流の変化を速かに検出することにより、応答性良く内鍋の空炊きを検出することができる。

したがって、応答性の悪い内鍋温度検知センサー等の内鍋自体の温度を検出する温度検出手段を使用しなくても済み、炊飯開始後、確実かつ速かに空炊きの発生を防止して、電磁誘導加熱式電気炊飯器の内ケースの保護、誘導発熱体の劣化の防止を含めた安全性、信頼性を確保することができる。

（２） 請求項２の発明
この発明の電気炊飯器は、水および米を収容する非金属材料製の内鍋と、この内鍋に設けられた誘導発熱体と、上記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、上記誘導発熱体に渦電流を誘起することにより上記内鍋を加熱する電磁誘導加熱式の炊飯加熱手段と、上記内鍋に接して内鍋の温度を検出する内鍋温度検出手段と、該内鍋温度検出手段により検出された内鍋温度に基いて、同内鍋の温度が所定の温度になるように上記炊飯加熱手段の加熱出力を制御する炊飯加熱制御手段とを備えた電気炊飯器において、上記炊飯加熱制御手段の制御量を検出する制御量検出手段と、該制御量検出手段により検出された制御量の大きさに基いて空炊きを判定する空炊き判定手段とを設けたことを特徴としている。

このような構成によると、内鍋に設けられた誘導発熱体の急激な温度変化を利用し、同温度の変化によって異なる通常炊飯時と空炊き時の炊飯加熱制御手段の制御量の変化を速かに検出することにより、応答性良く内鍋の空炊きを検出することができる。

したがって、応答性の悪い内鍋温度検知センサー等の内鍋自体の温度を検出する温度検出手段を使用しなくても済み、炊飯開始後、確実かつ速かに空炊きの発生を防止して、電磁誘導加熱式電気炊飯器の内ケースの保護、誘導発熱体の劣化の防止を含めた安全性、信頼性を確保することができる。

（３） 請求項３の発明
この発明の電気炊飯器は、上記請求項１又は２の発明の構成において、空炊き判定手段による空炊きの判定は、炊飯開始後、吸水工程を経て昇温工程に移行した段階で行われるようになっていることを特徴としているる
吸水工程終了後、昇温工程に入ると、炊飯加熱手段には連続的に電源が供給されるので、誘導発熱体部分の温度は急激に上昇して、逆に抵抗値が低下し、ワット数も低下する。

その結果、炊飯加熱制御手段は、一定の出力を維持しようとして入力電流を増加させ、出力を増大させるべくフィードバック制御を行う。

この時の入力電流の増大値は、内鍋内に水および米が入っている通常炊飯時と水および米が入っていない空炊き時とでは、内鍋の熱伝導率が悪いとは言っても明らかに差があり、空炊き時の方が温度の上昇度合が遥かに急激である。

また、上記のように吸水工程での吸水加熱が終了し、昇温工程に到っている状態では、内鍋自体が少なくとも吸水温度レベルには温っているので、上記昇温時の連続通電による温度の変化は、通常炊飯時と空炊き時では相当顕著になる。

そのため、上記電源回路の入力電流値の変化量も顕著に相違し、より確実に空炊きであることを判定することができる。

（４） 請求項４の発明
この発明の電気炊飯器は、上記請求項１，２又は３の発明の構成において、空炊き判定手段による空炊きの判定は、炊飯開始後、内鍋の有無を検知し、内鍋が存在することを条件としてなされるようになっていることを特徴としている。

内鍋が収納されていない場合に空炊き判定を行なっても意味がないので、内鍋が存在することを検知した上で初めて空炊きの判定を行う。

以上の結果、本願発明によると、土鍋等の非金属製の内鍋を採用した場合にも、応答性良く空炊き検知を行うことができ、信頼性の高い電気炊飯器を提供することができるようになる。

図１〜図６は、すでに述べた土鍋等の非金属製の内鍋を採用した場合にも、応答性良く空炊き検知を行うことができる信頼性の高い電気炊飯器を提供することができるようにした本願発明の最良の実施の形態に係る電気炊飯器の炊飯器本体の構成およびその空炊き検知制御の内容を示している。

（炊飯器本体の構成）
先ず本願発明の最良の実施の形態における電気炊飯器では、図１に示すように、例えば内鍋（飯器ないし保温容器）３として非金属材料からなる鍋（例えば、セラミック製の土鍋）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。

すなわち、該電気炊飯器は、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（蓋体）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４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の中央部にセンターセンサー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、図４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側面ヒータ（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。この側面ヒータＨ₁部分には、同部分の温度を検出する側部温度センサＳ₃が設けられている。

そして、それら２種の加熱手段Ｃ₁，Ｃ₂、Ｈ₁と後述する蓋ユニット２側の蓋ヒータＨ₂を例えば図３の制御回路図に示す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に詳細に示されるように、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の内側センターセンサー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、図示はしなかったが、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（図３の１６，１７を参照）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の風導入口を設け、この第１，第２の風導入口を介して上記ファンからの風を、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。

この場合、上記第１，第２の風導入口は、例えば上記第１のワークコイルＣ₁の内周側と外周側に位置して設けられており、内周側に位置する第１の風導入口から導入された風は、上記内ケース４６の底壁部４中央のセンターセンサーＣＳの外周部５ａ部分から半径方向外周に放射状に広がって流れて行き、炊飯時における内鍋３の底壁部３ａの第１の誘導発熱体Ｇ₁から上記内ケース４６の底壁部４側への輻射熱を可及的に吸収冷却する。

そして、半径方向外周側では、上記第２の風導入口から導入された風と合流し、同第２の風導入口から導入された風と共に湾曲部５ｄから側壁部５ｅ側の熱風留り空間方向に流れて行くが、この場合、第２の風導入口から導入された温度の低い風が内ケース４６側（外側）に位置する２層状態となり、内ケース４６側を効果的に冷却する。

このような構成によると、上記ファンからの風が、発熱部材である第１のワークコイルＣ₁を冷却した後に内ケース４６の底壁部４の第１，第２の風導入口を介して内ケース４６と内鍋３との間に導入されることから、電気的に発熱して温度が上昇する第１のワークコイルＣ₁が効果的に冷却され、温度の上昇が抑制されるとともに、同第１のワークコイルＣ₁の熱によって加熱（熱交換）され、温度が上昇した温風が、先ず内ケース４６底部の第１，第２の風導入口を介して内ケース４６の底壁部４と内鍋３の底壁部３ａとの間に導入され、内鍋３の底壁部３ａの誘導発熱体Ｇ₁，Ｇ₂で加熱されることにより、さらに温度を上昇させた熱風状態で、上記内鍋３の側壁部３ｂの全周を加熱しながら上端部側まで上昇する。

その結果、ワークコイルＣ₁，Ｃ₂の余熱により保温ヒータＨ₁の出力を増大させることなく内鍋３の側壁部３ｂ部分の加熱効率を向上させることができ、上述のように伝熱性の悪い内鍋３全体の加熱性能を可及的に均一に向上させることができ、その分ご飯の加熱ムラがなくなる。

しかも、その場合において、上記送風通路を形成している内鍋３と内ケース４６との間の隙間５ｅは、特に内鍋３の底壁部３ａの外周部分から上下方向にストレートな側壁部３ｂの下部に到る湾曲面に対応する５ｄ〜５ｅ部分では、内鍋３の厚さを側壁部３ｂ部分よりも薄くして壁部外周面に段差を形成することにより特に断面積を広くして、熱風留り空間を形成するようにしており、同空間内に熱風を滞留させ、内鍋３の底壁部３ａから側壁部３ｂに亘る部分を熱風で効率良く包んで補助加熱し、例えば吸水工程からむらし工程までの各炊飯工程において、有効なかまど加熱状態を実現するようになっている。

したがって、上記内鍋３の加熱効率改善効果（伝熱性向上、加熱量の均一分布性）が、より向上する。

また、逆に内鍋３の上下方向にストレートな側壁部３ｂ部分の厚さは、上記湾曲部および底壁部３ａ側よりも厚くなっていて保熱性（蓄熱性）が高くなっているとともに、上記内ケース４６の上部側筒状の側壁部６との間の隙間５ｆが小さく、近接状態で送風通路を形成するようにしている。

したがって、同構成では、上記内ケース４６の上部側筒状の側壁部６の外周に設けられた側面ヒータＨ₁からの熱が同内鍋３の側壁部３ｂに対して可及的有効に作用して、内鍋３側の側壁部３ｂ部分の加熱効率が、さらに有効に向上する。

また、以上の構成における上記送風通路を形成している隙間５ａ〜５ｆは断熱保温空間としても機能するとともに、特に誘導発熱体Ｇ₁，Ｇ₂に対応する隙間５ｂ，５ｄ部分では内ケース４６の耐熱性合成樹脂よりなる下部側皿状の底壁部４の耐熱限界を一層高くする輻射熱遮断空間としての作用も有している。

さらに、この実施の形態の場合、上記ファンは、ご飯の炊き上げが完了した後（むらし工程が終了して、上記第１，第２のワークコイルＣ₁，Ｃ₂の電源がＯＦＦされた後）のご飯の冷却作用も有しており、目標保温温度に速やかに移行させることができる。

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各工程における加熱出力、加熱時間、保温温度、保温時間などの操作設定は、当該電気炊飯器本体の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および側面ヒータ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面のスイッチ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・設定スイッチ２２ｇ、分・設定スイッチ２２ｈ、保温ＯＦＦ制御モード選択スイッチ２２ｉ（ＯＮ表示部２３ｄ）、火かげんスイッチ２２ｊ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、空炊き報知、その他の各種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Ｐ₁、マイコン基板Ｐ₂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、図４に示されるような、第１，第２のワークコイルＣ₁，Ｃ₂、側面ヒータＨ₁、蓋ヒータＨ₂等を駆動制御する、上記ＩＧＢＴ３７や側面ヒータ駆動回路３３、蓋ヒータ駆動回路４５、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（平滑コンデンサ）３６、チョークコイル３９、マイコン制御ユニット３２、その他の制御部品を備えた図示しない制御基板Ｐ₃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内鍋底部の温度を検知する内鍋温度センサＳ₁および内鍋の有無を検知する内鍋検出スイッチＳ₂を備えたセンターセンサーＣＳが設けられている。

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１６の温度を検知する蓋温度センサ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、符号１５ａは調圧パイプ１５内の調圧弁、さらに符号１５ｂはその下部側キャップである。

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を行うロック機構１０が設けられている。

したがって、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、側面ヒータＨ₁によって内鍋３の側壁部３ｂが加熱され、さらに蓋ヒータＨ₂によって内鍋３の上部が加熱される。

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の底部から側部全体を包み込む。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ことができる。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、焦げ付きの発生をも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側面ヒータ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保温加熱されて、結露の生じない土鍋特有の熱保持力（蓄熱力）を利用した余熱の活用による効率的な（省エネ性能の高い）保温性能が実現される。

一方、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〜２２ｊ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（加熱出力、加熱時間）、火かげんレベルを設定して、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。

したがって、ユーザーは、上記各入力スイッチ２２ａ〜２２ｊ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、火かげん調節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、火かげん制御が適切になされるようになる。

なお、以上の内鍋３の構成では、誘導発熱体Ｇ₁，Ｇ₂を内鍋３の外周面側に設けるようにしたが、これは例えば内鍋３の内周面側あるいは外周面側と内周面側の両面に設けるようにしてもよい。内周面側に誘導発熱体あると、水および飯米への熱伝達効率が高くなるとともに内鍋３内の対流が生じやすくなり、内鍋３内全体の均一な加熱が可能となる。

さらに、内鍋３の外周面と内周面の両方に誘導発熱体があると、内鍋３自体の加熱効率が一層向上するとともに全体の加熱性能が均一になり、加熱ムラが解消される。この場合、例えば内周面側の誘導発熱体を誘導性はないが熱伝導率の高い金属体に変更することができる。そのようにした場合、外周面側の誘導発熱体に対応する部分の熱を内鍋３の内周面全体に応答性良く伝達することができるようになるので、外周面だけの誘導発熱体の場合にも確実に従来のような局部的な加熱ムラを解消することができるとともに、さらに内鍋３内に対流を効率良く生じさせることができる。

さらに、また上記誘導発熱体は、例えば内鍋３の底壁部又は側壁部内に埋設することもできる。

そして、これら各誘導発熱体の形成は、ペースト状のものの場合のほか、例えば金属溶射により発熱層を形成するなど各種の方法の採用が可能である。

（炊飯器本体側制御回路部分の構成）
次に、図３および図４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、空炊き検知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している。

図３中において、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、内鍋温度検知手段、内鍋有無検知手段、空炊き検知（判定）手段、液晶表示制御手段、ブザー報知手段、火かげん制御手段等を備えた炊飯・保温等各種制御用のマイコン制御ユニット（ＣＰＵ）である。

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ており、例えば内鍋３の底部の温度を検知する内鍋温度検知回路４３、ワークコイルＣ（ワークコイル回路）を駆動するＩＧＢＴ３７の駆動回路４２、内鍋３のセット状態を検知する内鍋検知回路４４、メインクロック信号発振回路５９、リセット回路５４、側面ヒータＨ₁を駆動する側面ヒータ駆動回路３３、蓋ヒータＨ₂を駆動する蓋ヒータ駆動回路２４、ブザー駆動回路６０、ワークコイル用整流平滑回路３５，３６、ＤＣ電源用整流平滑回路４９、入力電圧検出回路５２、ファンモータ駆動回路１６、省エネ回路５７、ＥＥＰＲＯＭ５８、入力電流検出回路４７、ゼロクロス信号検出回路４８、フィードバック値調整回路５５、フィードバック制御回路５６、同期トリガー回路４０、ＤＣ電源回路５１、マイコン電源回路５３、液晶表示部２１、動作表示用ＬＥＤ２３ａ〜２３ｄ、各種操作スイッチ２２ａ〜２２ｊ、ノイズフィルタ回路７０等がそれぞれ入出力可能に接続されている。

そして、先ず上記内鍋３の底部３ａ側センターセンサーＣＳ部の内鍋温度検知センサＳ₁に対応して設けられた内鍋温度検知回路４３および内鍋検知スイッチＳ₂に対応して設けられた内鍋検知回路４４には、内鍋温度検知センサーＳ₁による内鍋３の底部３ａ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、上記ワークコイル回路Ｃ（３７・３８）に対応したＩＧＢＴ駆動回路４２は、上記マイコン制御ユニット３２により、例えば炊飯工程の各工程に応じて上記ワークコイルＣ（Ｃ₁，Ｃ₂）の出力値（ワット数）および同出力値での通電率（例えばｎ秒／１６秒）をそれぞれ適切に変えることによって、同炊飯工程の各工程における上記土鍋等非金属製の内鍋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フィードバック制御を行うようになっている。

このマイコン制御ユニット３２によるフィードバック制御は、ワークコイル回路Ｃ（３７・３８）の出力状態に対応したフィードバック値調整回路５５およびフィードバック制御回路５６の制御信号に基いてなされる。

また同マイコン制御ユニット３２により、それぞれ上記側面ヒータ駆動回路３３および蓋ヒータ駆動回路３４を制御することにより、例えば炊飯又は保温の各工程に応じて上記側面ヒータＨ₁、蓋ヒータＨ₂の所定の出力値での通電率（例えばｎ秒／１６秒）をそれぞれ適切に変えることによって、炊飯又は保温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ようになっている。

一方、上記入力電流検出回路４７は、例えば図４の電気回路図に示すように、カレントトランスＣＴをＡＣ電源３０と整流回路３５との電源ラインに設け、同カレントトランスＣＴを入力電流検出手段として整流回路３５への入力電流を検出するようになっている。

そして、同カレントトランスＣＴを介して検出されたＡＣ電源３０から整流回路３５への入力電流は、マイコン制御ユニット３２に入力され、通常時（内鍋３内に水と米が収納されている場合）の入力電流値と空炊き時（内鍋３内に水も米も収納されていない場合）の入力電流値の相違（基準値との差）に基いて、通常時又は空炊き時の何れであるかを判定し、空炊き時にはワークコイルＣ（Ｃ₁，Ｃ₂）への通電を停止するとともに空炊きであることを報知する。

（空炊き検知に関する課題）
上記土鍋等の非金属製の内鍋３においては、同内鍋３の表面に貼りつけた上記銀ペースト等誘導発熱体Ｇ₁，Ｇ₂が渦電流により発熱するが、水を入れずに空炊きした場合、薄い誘導発熱体Ｇ₁，Ｇ₂の温度が急激に上がり、例えば図５のグラフに示すように、ワークコイル出力１２００Ｗの加熱では３０秒で２００℃近くまで温度上昇してしまう。

しかし、他方内鍋３の底部３ａ中央に設けた内鍋温度検知センサーＳ₁の検知温度は上記内鍋３の熱伝導性の悪さから殆んど上昇せず、かつ水が入っている場合と比較して余り差がないため、同内鍋温度検知センサーＳ₁によっては空炊き検知を行うことができない。

一方、誘導発熱体Ｇ₁，Ｇ₂は急激な温度上昇により、その電気抵抗が急低下し（温度係数が正）、入力電流の値が一定であったとしても、そのワット数（出力）が低下する。

これに対し、上記電気炊飯器のフィードバック制御回路（インバータ回路）５６では、このワット数の低下を受け、同低下分だけ自動的に電流を増加させて一定の出力を確保するように出力のフィードバック制御がなされる。

そのために、本実施の形態では、上述のようにＡＣ電源３０からワークコイル回路Ｃ（３７，３８）への入力電流検出回路４７を設けているが、これを利用すれば、各炊飯コースの吸水工程終了後、連続通電モード（昇温工程）が開始された際、例えば同連続通電開始時の入力電流値Ａと同連続通電開始後３０秒後の入力電流値Ｂとを比較し、その差Ａ−Ｂが所定の基準値以上であるか否かを判定することにより、空炊きを検知することができる。

（空炊き検知制御）
次に、図６のフローチャートは、そのような観点から構成された本実施の形態における空炊き検知制御と同空炊き検知に対応する空炊き報知制御の内容を示すものである。

すなわち、該制御では、炊飯の開始に際して上述の炊飯開始スイッチ２２ａがＯＮされたことを前提として、先ず内鍋検知回路４４からの内鍋検知信号に基いて内鍋３の有無を検知した後に吸水工程に入り、吸水タイマー（例えば設定時間１５分）をスタートさせて、吸水加熱制御を開始する（ステップＳ₁）。

この吸水工程においては、例えばワークコイルＣ（Ｃ₁，Ｃ₂）が定格出力の６０％、通電率３／１６程度で通電され、かつセンタセンサーＣＳの内鍋温度検知センサーＳ₁の検出温度が従来の金属製の内鍋の場合（例えば５０℃）に比べて相当に低い設定吸水温度３０℃となるように温度調節が行われる。

この従来の金属製の内鍋の場合（例えば５０℃）に比べて相当に低い設定吸水温度３０℃への温度調節制御は、ワークコイルＣ（Ｃ₁，Ｃ₂）の出力は定格出力の６０％、通電率３／１６程度の小さな電力量で、また側面ヒータＨ₁は通電率０／１６でＯＦＦ、さらに蓋ヒータＨ₂は通電率６／１６で駆動され、上述した蓋温度検知センサーＳ₄の検出温度が３０℃となるように温度調節が行われるようになっており、従来の金属製の内鍋の場合よりも小さな電力量（小さなワット数、低い通電率）、低い設定吸水温度で、内鍋３の全体を包み込むような加熱方法が採用され、十分な時間（例えば設定時間１５分）吸水させる。

このようにする理由は、上記土鍋等非金属材料からなる内鍋３の熱伝導性の悪さを考慮してのものであり、上記ワークコイルＣ（Ｃ₁，Ｃ₂）および蓋ヒータＨ₂への通電により、内鍋３の底部外周面の温度は比較的速く従来一般の吸水温度に対応した５０℃程度に上昇するが、内鍋温度検知センサＳ₁の検知温度（内鍋３の内側の温度）は実際に３０℃程度にしか上昇しない。そこで、上述のような内鍋３の実際の伝熱特性に合った緩やかな加熱方法を採用し、上記内鍋３底部中央の内鍋温度検知センサーＳ₁が３０℃を示すようになった時には、内鍋３内の水および飯米の全体が実際にも均一な一定の温度（３０℃）になるようにしている。

そして、同均一な一定の温度３０℃で内鍋内全体を所定の吸水時間１５分内吸水状態に維持することにより、加熱ムラ、吸水ムラのない可及的に有効な吸水性能が実現される。

この時、設定吸水温度自体も３０℃と従来の５０℃に比べて相当に低いので、上述の小さな電力量（小さなワット数、低い通電率）でも、それほど長い時間を要することなく目標とする吸水温度３０℃に達する。

なお、この実施の形態の場合、上述のように内鍋３側部の側面ヒータＨ₁へは通電されないが、上述の送風通路（隙間）５ａ〜５ｇを通る熱風が上述したように内鍋３の側部に有効に作用して適切な補助加熱が行われる。

したがって、内鍋３は、底部、側部、上部の全面を包み込む形で、緩やかではあるが確実かつ均一に加熱される。その結果、上述した土鍋等非金属製の内鍋特有の炊きムラ、吸水ムラが確実に解消される。

次に、ステップＳ₂に進み、上述した吸水工程の設定された吸水時間１５分が経過したか否かの判定がＹＥＳとなるまで繰り返し行われる。

その結果、吸水設定時間１５分が経過してＹＥＳの判定がなされると、次にステップＳ₃に進んで、その時の入力電流検出回路４７で検出された入力電流値「Ａ」をセット（メモリ）する。

そして、その上でステップＳ₄の昇温工程に進み、上述のワークコイルＣ（Ｃ₁，Ｃ₂）を連続的にＯＮ駆動（出力７０〜１００％）するとともに側面ヒータＨ₁を通電率８／１６でＯＮ駆動して、内鍋３の温度を昇温させる。

続いて、ステップＳ₅で、同昇温後３０秒が経過したか否かを判定し、ＹＥＳの場合（昇温後３０秒経過した時）には、次にステップＳ₆に進んで、その時の入力電流検出回路４７で検出された入力電流値「Ｂ」をセット（メモリ）する。

そして、その上で次にステップＳ₇に進み、上記各々セットされた入力電流値「Ａ」と「Ｂ」の差「Ａ−Ｂ」の値（３０秒間の誘導発熱体Ｇ₁，Ｇ₂の昇温度合に応じて増加した入力電流値）が通常炊飯時と空炊き時とを分ける所定の基準値ａ以上に大きくなっているか否かを判定する。

同判定の結果、上記各々セットされた入力電流値「Ａ」と「Ｂ」の差「Ａ−Ｂ」の値が通常炊飯時と空炊き時とを分ける所定の基準値ａ以上に大きくなっていないＮＯの場合には、内鍋３内に水および米が入っている通常炊飯の場合であり、空炊き状態ではないので、そのまま続くステップＳ₈，Ｓ₉に進んで、以後通常の炊飯工程（昇温〜合数判定〜沸とう加熱〜沸とう維持〜火かげん（焦げめ調節）〜むらし）、保温工程を実行する。

他方、これに対して上記各々セットされた入力電流値「Ａ」と「Ｂ」の差「Ａ−Ｂ」の値が、上記所定の基準値ａ以上に大きくなっているＹＥＳの場合には、先ずステップＳ₁₀の方に進んで上記連続ＯＮ状態にあるワークコイルＣ（Ｃ₁，Ｃ₂）をＯＦＦ（通電停止）にし、続いてステップＳ₁₁で、空炊き状態である旨の報知を行う（例えば先ず上記液晶表示部２１の表示画面上に空炊きマークと水および米を入れる旨の指示内容を表示し、その後、少し時間をおいてからブザー駆動回路６０を作動させてアラーム音を発生させる）。

以上の結果、ユーザーは、焦ることなく安全に適切な対応を取ることができる。

以上のように、土鍋等非金属製の内鍋３を採用した場合、炊飯開始後吸水加熱を実行し、さらに昇温工程に移行しても、内鍋３の底部３ａ中央に設けた内鍋温度検知センサーＳ₁の検知温度は上記内鍋３自体の熱伝導性の悪さから殆んど上昇せず、かつ水が入っている場合と比較して余り差がないために、従来の方法では空炊き検知を行うことができない。

しかし、誘導発熱体Ｇ₁，Ｇ₂の方は急激な温度上昇により電気抵抗が急低下し（温度係数が正）、入力電流値が一定であったとしても、ワット数（出力）が低下する。

そして、上記電気炊飯器のフィードバック制御回路（インバータ回路）５６では、このワット数の低下を受け、自動的に電源からの入力電流を増加させて一定の出力を確保するようにフィードバック制御がなされる。

そこで、本実施の形態では、上述のように電源回路にワークコイル回路Ｃ（３７，３８）への入力電流検出回路４７を設け、各炊飯コースの吸水工程終了後、連続通電モード（昇温工程）が開始された際に、例えば同連続通電開始時の入力電流値Ａと同連続通電開始後３０秒後の入力電流値Ｂとを比較し、その差Ａ−Ｂが所定の基準値ａ以上であるか否かを判定するようにしたので、従来のように内鍋温度検知センサーＳ₁を使用することなく、確実かつ速かに空炊きを検知することができるようになる。

なお、以上の制御に関し、必要に応じて、次のような各種の制御が付加され、また変形される。

（ａ） 例えば予じめ実験に基いて、上記入力電流値と内鍋３の温度とそれらの相関関係をデータとしてメモリしておき、同データにより、上記実施の形態の場合のように低温域だけは内鍋温度検知センサーＳ₁を外し、上記入力電流検出回路４７によって内鍋３の温度に対応した制御情報を得るようにするが、沸騰検知などは蓋温度検知センサーＳ₄により行うようにする。

（ｂ） 入力電流値の変化量だけでは正確性に欠ける場合、炊飯スタート時の初期入力電流値による補正をすることで、初期水温等による誤差を少なくさせることができる。

（ｃ） 吸水終了後昇温開始時のひとつの所定時間（３０秒）だけで決めず、複数箇所での所定時間毎の変化量を知ることで、内温温度の詳細を把握できるようにする。そのようにすると、空炊き検知を早く行うことができる。

（ｄ） 空炊き検知後の空炊き報知は、内鍋が十分に冷えてから行う。空炊き検知直後に空炊き報知すると、あわてて内鍋に触る恐れがあるが、上記のようにすると、これを防止することができる。

（ｅ） 空炊き報知処理の順番として、内鍋に触らないように、まず空炊き検知後は液晶表示による報知のみを行う。このとき、冷却ファンにて内鍋の冷却も行う。そして、その後、内鍋の温度が十分下がった時点で、初めて上述のようにブザー等の音声による報知を行う。

（ｆ） 空炊きを検知した場合、上述のようにワークコイル出力を停止させると同時に、空炊き報知を行うことなく速やかに保温動作を行わせるようにする。このように、保温動作に移行させるのは、生産ラインでのエージングを実施するためである（例えば空炊き検査、保温検査が実行できる）。また電気炊飯器では、従来から空炊きであっても保温に移行しており、あえて「空炊き」報知を行わなくても問題はないと考えられる。

ブザー報知や、特別なＬＥＤフラッシング等は、ユーザーがあわてて内鍋を取り出す恐れがあるので、あえて実施しない。

（ｇ） 上記誘導発熱体Ｇ₁，Ｇ₂は急激な温度上昇により、その電気抵抗が急低下し（温度係数が正）、入力電流の値が一定であったとしても、そのワット数（出力）が低下する。

これに対して、上記電気炊飯器のフィードバック制御回路（インバータ回路）５６では、このワット数の低下を受け、同低下分だけ自動的に制御量を増加させて一定の出力を確保するように出力のフィードバック制御がなされる。

そこで、他の実施の形態として、これを利用し、各炊飯コースの吸水工程終了後、連続通電モード（昇温工程）が開始された際、例えば同連続通電開始時の制御量と同連続通電開始後３０秒後の制御量とを比較し、その差が所定の基準値以上であるか否かを判定することにより、入力電流の場合と同様に空炊きを検知することができる。

本願発明の最良の実施の形態に係る電気炊飯器の炊飯器本体全体の構成を示す縦断面図である。 同電気炊飯器の液晶表示部を中心とする操作パネル部分の拡大正面図である。 同電気炊飯器の全体的な制御回路構成を示すブロック図である。 同電気炊飯器の図３の制御回路の要部の構成を示す回路図である。 同電気炊飯器における誘導発熱体温度とワークコイル出力、内鍋温度検知センサーの検知温度との関係を示す特性図である。 同電気炊飯器の空炊き検知とそれに対応した空炊き報知制御の内容を示すフローチャートである。

符号の説明

Ｃ₁，Ｃ₂，Ｃはワークコイル、Ｈ₁は側面ヒータ、Ｈ₂は肩ヒータ、１は外ケース、２は蓋ユニット、３は内鍋、２０は操作パネル、２１は液晶表示部、３２はマイコン制御ユニット、４７は入力電流検出回路である。

Claims (4)

1. 水および米を収容する非金属材料製の内鍋と、この内鍋に設けられた誘導発熱体と、上記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、上記誘導発熱体に渦電流を誘起することにより上記内鍋を加熱する電磁誘導加熱式の炊飯加熱手段と、上記内鍋に接して内鍋の温度を検出する内鍋温度検出手段と、該内鍋温度検出手段により検出された内鍋温度に基いて、同内鍋の温度が所定の温度になるように上記炊飯加熱手段の加熱出力を制御する炊飯加熱制御手段とを備えた電気炊飯器において、上記炊飯加熱手段に電源を供給する電源回路の入力電流を検出する入力電流検出手段と、該入力電流検出手段により検出された入力電流の大きさに基いて空炊きを判定する空炊き判定手段とを設けたことを特徴とする電気炊飯器。
2. 水および米を収容する非金属材料製の内鍋と、この内鍋に設けられた誘導発熱体と、上記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、上記誘導発熱体に渦電流を誘起することにより上記内鍋を加熱する電磁誘導加熱式の炊飯加熱手段と、上記内鍋に接して内鍋の温度を検出する内鍋温度検出手段と、該内鍋温度検出手段により検出された内鍋温度に基いて、同内鍋の温度が所定の温度になるように上記炊飯加熱手段の加熱出力を制御する炊飯加熱制御手段とを備えた電気炊飯器において、上記炊飯加熱制御手段の制御量を検出する制御量検出手段と、該制御量検出手段により検出された制御量の大きさに基いて空炊きを判定する空炊き判定手段とを設けたことを特徴とする電気炊飯器。
3. 空炊き判定手段による空炊きの判定は、炊飯開始後、吸水工程を経て昇温工程に移行した段階で行われるようになっていることを特徴とする請求項１又は２記載の電気炊飯器。
4. 空炊き判定手段による空炊きの判定は、炊飯開始後、内鍋の有無を検知し、内鍋が存在することを条件としてなされるようになっていることを特徴とする請求項１，２又は３記載の電気炊飯器。

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