JP6567958B2 - オートクローズ機構を備えた調理器 - Google Patents

Description

本発明は、調理器の蓋の開閉機構に関する。

蓋が自動で開閉できる炊飯器が特許文献１に開示されている。この炊飯器は、蓋を開けるときも、閉じるときも、蓋を電力で駆動するが故に、停電状態では、いずれの操作を行うこともできない。
すなわち、炊きあがったご飯を収容した状態で停電になると、ご飯を取り出すことができない。停電が長時間に渡ると、ご飯を長時間釜内に放置することになって、好ましくない。

特開２０１１−１８３０１６号公報

本発明は、上記のような問題を解消するために創案されたものであって、その目的は、蓋を閉じる場合には電力を利用するオートクローズを行い、蓋を開ける場合には、電力に頼らず手動で開けることのできる調理器を提供することである。

課題を解決するための手段および発明の効果

本発明の調理器は、開口部を有する調理器本体と、当該開口部を開閉可能に塞ぐ蓋部とを備えたものである。そして、上記目的を達成するため、調理器は、「蓋部を開方向に向かって付勢する付勢部材」と「当該付勢部材の付勢力に抗して、蓋部を閉方向へ電力駆動する駆動部」と「当該駆動部を制御する制御部」とを備える。
上記構成を備えた本発明の調理器によれば、蓋部を閉じる操作は駆動部を利用して（電力により）ワンタッチの操作で行うことができる。その一方で、蓋部を開ける際には、電力に頼らない付勢部材を利用している。したがって、停電が長時間続いた場合でも、内部のご飯を取り出せなくなるという不都合は生じない。

本発明においては、上記駆動部は、蓋部に固定した第１ギアと、第１ギアと係合する第２ギアを回転駆動するモータとで構成されていて、第２ギアは、第１ギアに係合する係合位置と、当該係合が外れる非係合位置との間で移動可能な構成としてもよい。
この場合、調理器は、「（ア）第２ギアを係合位置と非係合位置との間で移動させるギア移動部」と「（イ）蓋部が開位置にあること、および閉位置にあることを検知する開閉センサ」とを備える。
上記制御部は、開閉センサから、蓋部が開位置にあることを示す信号を受けて、ギア移動部を駆動して第２ギアを係合位置に位置させるとともに、開閉センサから、蓋部が閉位置にあることを示す信号を受けて、ギア移動部を駆動して第２ギアを非係合位置に位置させる。
上記構成を採用した場合には、蓋部が閉位置にある場合には、第２ギアが非係合位置に位置することとなるので、次に開蓋操作を行う際に、付勢部材の付勢力による蓋部の開方向への移動を妨げることがなく、開蓋をスムーズに行うことができる。

本発明においては、上記駆動部は、蓋部に固定した第１ギアと、第１ギアと係合する第２ギアを回転駆動するモータとで構成されていて、第２ギアは、ギア周囲に沿って、ギア歯が存在するギア領域と、ギア歯の存在しない無ギア領域とを備える構成としてもよい。この場合、蓋部が閉位置に来た時に、ギア領域で回転方向最後尾のギア歯が第１ギアから外れることとなるように、第２ギアの歯数を予め設定する。
上記構成を採用した場合には、蓋部が閉位置に来た時に、必然的に第１ギアと第２ギアの係合が外れることとなる。すなわち、第２ギアの位置を移動させる制御を行わなくても、次に開蓋操作が行われる時には、第２ギアによる干渉無く、蓋部を付勢部材の付勢力によってスムーズに開けることが可能となる。

本発明において駆動部をギアおよびモータで構成する場合、蓋部を閉止させる際のモータ制御の具体的態様は、特定のものには限られない。例えば、つぎのような制御を行ってもよい。
（１）上記制御部は、蓋部を閉方向へ電力駆動する際にモータに流れる電流値をモニタリングし、当該電流値が予め定めた所定値に達した時、モータの回転を停止または反転させる。
（２）上記制御部は、蓋部を閉方向へ電力駆動する際にモータに電流が流れ始めてからの時間を計測し、予め定めた時間が経過した時、モータの回転を停止させる。
（３）調理器のいずれかの箇所に、蓋部の傾斜角度を検知する角度センサを備える。そして、上記制御部は、角度センサから受信した信号が、蓋部が閉位置にあることを示している時、モータの回転を停止させる。
以上のような制御を行うことによって、蓋部が閉じられた後、速やかにモータ駆動を停止して、節電効果を高めることができる。さらに上記（１）の制御では、例えば、閉止する蓋部に指が挟まれた場合においても、モータ負荷の増大に起因する電流値の増大を検知してモータを反転させることで、速やかに事態を解消できる。

本発明では、上記駆動部をソレノイドで構成してもよい。ソレノイドを利用すると、制御が簡単になるというメリットがある。すなわち、コイルに通電するだけで可動鉄心が突出して蓋部が閉じられる。通電を止めると復帰バネで可動鉄心が自動的に退避し、次に蓋部を開ける場合に、付勢部材の付勢力による蓋部の開方向への移動を妨げることもない。

本発明においては、上記制御部に電気的に接続されていて、蓋部を閉止する命令を制御部に与えるクローズ操作部（押圧ボタン、スライドスイッチ、回転レバー、その他）を調理器に備えることが好ましい。ユーザは、クローズ操作部を操作するだけで、電力によって、付勢部材の付勢力に抗して蓋部を閉じることができる。

本発明においては、上記角度センサを設ける場合に、上記制御部が、角度センサから受信した信号が、蓋部が開位置から閉位置よりに予め定めた所定角度の位置にあることを示している時、蓋部を閉じるようモータを回転させる、こととしてもよい。
このような構成を採用した場合には、クローズ操作部を個別に設けることなく、ユーザが蓋部を若干傾けるだけでオートクローズを起動させることが可能となる。

本発明の第１実施形態（基本構成）を説明する図。 本発明の第２実施形態を説明する図。 本発明の第２実施形態を説明する図。 本発明の第３実施形態を説明する図。 本発明の第４実施形態を説明する図。

本発明の実施形態を添付の図面を参照して、以下に詳細に説明する。
＜第１実施形態：図１＞
図１は、本発明の第１実施形態（基本構成）を模式的に説明する図である。調理器１０（例えば、炊飯器、パン焼き機、その他）は、調理器本体２０と、その上部開口を開閉可能に塞ぐ蓋部３０と、を備える。

蓋部３０は、図１（ａ）に示したように、何らかの付勢部材（図示せず）によって、開方向に向かって付勢されている。したがって、蓋部３０を閉状態に維持するラッチ機構等を解除すれば、当該付勢部材の付勢力によって（電力に頼らずに）、自動的に蓋を開けることができる。
付勢部材は、例えば、調理器本体２０と蓋部３０のヒンジ回動部に設けたスプリングであるが、これに限らず、電力を使用せずに開方向への付勢力を与えることができるものであればよい。

一方、蓋部３０を閉じる際には、電力を利用してワンタッチで閉じることができる。すなわち、図１（ｂ）に示したように、ギア機構をモータで駆動して、蓋部３０を閉じる。蓋部３０には、第１ギア３１が不動に固定されている。第１ギア３１と係合する第２ギア３２をモータ駆動し、これによって、蓋部３０を閉じる。
モータの駆動は、制御部によって制御される。なお、具体的な制御態様は、本発明において特定のものに限定されるものではない。

図１に示した例では、蓋部を閉じる駆動部としてギアおよびモータを利用しているが、電力を利用してワンタッチの操作で閉じることができるものであれば、適宜の構成を採用することができる（例えば、ソレノイド等）。

以上のように、本発明によれば、蓋部３０を閉じる操作は駆動部を利用してワンタッチの操作で行うことができるが、蓋部３０を開ける際には、電力に頼らない付勢部材を利用する。したがって、停電が長時間続いた場合でも、内部のご飯を取り出せなくなるという不都合は生じない。

なお、第２ギア３２が、調理器本体２０側にその位置が不動に配置されている場合、第１ギアおよび第２ギア３２は常に係合していることとなる。つまり、付勢部材によって蓋部３０が開方向に動く時も第１、第２ギアは噛み合っている。このとき、第２ギア３２を駆動させるモータには通電されていないので、付勢部材による付勢力で第２ギアが逆回転するように構成しておけば、付勢力による開蓋を妨げることはない。

＜ダンパ部材の利用＞
また、本発明においては、調理器本体２０と蓋部３０とのヒンジ回動部に、スプリングその他のダンパ部材を配置することが好ましい。これによって、付勢部材の付勢力で開く蓋部３０の勢いを受け止めて緩やかに停止させることができ、したがって、安全性および操作性を高めることができる。

＜第２実施形態：図２、図３＞
第２実施形態では、付勢部材による開蓋操作の時に、第２ギア３２を第１ギア３１から離すようにしている。ギア係合を外しておくことで、開蓋操作をスムーズに行うことができる。これを実現するためのセンサ等の構成を図２に示した。

第２ギア３２（およびモータ３３）がスライド移動できるように、レール２１を調理器本体２０側に設ける。「ギア移動部」は、第２ギア３２（およびモータ３３）をレール２１に沿ってスライドさせる駆動手段であって、リニアモータ、その他の適宜の手段で構成することができる。
蓋部３０の開閉を検知する「開閉センサ」を設け、「開閉センサ」からの信号に基づいて「制御部」が「ギア移動部」を駆動して、その結果、第２ギア３２（およびモータ３３）がレール２１上をスライド移動する。

「開閉センサ」は、例えばリミットスイッチ等、蓋の開閉を検知するために一般的に知られているものを、適宜使用することができる。「制御部」は、調理器内の適宜の位置に設けた制御基板（図示せず）に実装されたマイコン等で構成される。

「クローズ操作部」は、蓋部３０を閉止駆動する際、ユーザが操作するものであって、「制御部」に命令信号を送り、これを受けた「制御部」がモータ３３を駆動して第２ギア３２を回転させ、これによって蓋部３０が閉じられる。
「クローズ操作部」は、例えば、押圧ボタン、スライドスイッチ、回転レバー、その他適宜の態様で提供される。
「クローズ操作部」は、それ専用に設けた独立の操作部であっても、他の操作に関連する別の操作部と兼用されていてもよい。

さらに蓋部３０には、開蓋操作を行う「開ボタン」を配置している。ユーザが「開ボタン」を操作すると、蓋部３０を閉状態に維持するラッチ機構（不図示）が解除され、上記付勢部材の付勢力によって、蓋部３０が開く。
「開ボタン」としては、ユーザが直接これを押圧するタイプや、ユーザが蓋部３０を押さえることでスイッチがオンされるタイプのスイッチを採用することができる。

図３は、図２に示した制御構成を有する調理器における蓋部３０の開閉操作を模式的に説明している。図３では、簡単のため、開閉センサ等の図示は省略している。

図３（ａ）では、第２ギア３２は非係合位置にあって、第１ギア３１から外れている。この状態では、付勢部材（不図示）の付勢力によって蓋部３０が開方向に付勢されているが、ラッチ等の適当な手段によって閉蓋状態が維持されている。
「開ボタン」を押してラッチの係合を解くと、図３（ｂ）のように、蓋部３０は付勢部材の付勢力によって開く。このとき、第１、第２ギアが係合していないので、蓋部３０の開動作がスムーズになる。

「開閉センサ」によって蓋部３０が開いたことが検知されると、その信号を受けた「制御部」が「ギア移動部」を駆動して、第２ギア３２（およびモータ３３）をスライド移動させ、第１ギア３１と第２ギア３２が係合する（図３ｃ）。
この状態で、「クローズ操作部」を操作して第２ギア３２を駆動させ、図３（ｄ）に示したように、当該駆動力によって蓋部３０を閉じる。

蓋部３０が閉じると、蓋部３０が閉位置にあることを示す信号が「開閉センサ」から「制御部」に送られる。これを受けた「制御部」は、「ギア移動部」を駆動して、第２ギア３２（およびモータ３３）を図３（ａ）の非係合位置に位置させる。

＜第３実施形態：図４＞
第２実施形態では第２ギア３２をスライド移動させていたが、図４の第３実施形態では第２ギアの位置は移動しない。図４（ａ）中に部分拡大して示したように、第２ギア１３２において、ギア周囲に沿って、ギア歯が存在する「ギア領域１３２ａ」と、ギア歯の存在しない「無ギア領域１３２ｂ」とを設けている。
図４中に、第２ギア１３２を駆動させて蓋部３０を閉める場合の「開始位置：図４ａ」、「途中位置：図４ｂ」、「終了位置：図４ｃ」をそれぞれ図示している。

図４（ａ）の開始位置では、第２ギア１３２の回転方向先頭のギア歯Ｘが、第１ギア３１のギア歯回転軌道に最大限近づいている。この状態では、第１ギア３１は、第２ギア１３２のギア歯に干渉されることなく回転可能である。
ここから第２ギア１３２がＡ方向にさらに回転すると、図４（ｂ）に示したように、ギア歯同士が噛み合って、蓋部３０を矢印Ｂ方向に閉じることができる。
図４（ｃ）の終了位置では、回転方向最後尾のギア歯Ｙが第１ギア３１から外れ、第２ギア１３２がＡ方向にさらに回転させても、第１ギア３１に力は伝達されない。

第２ギア１３２のギア領域１３２ａが、第１ギア３１と係合していない状態であれば、
図２、３で説明した第２実施形態の場合と同様にして、蓋部３０は、付勢部材の付勢力だ
けで（第２ギア１３２の干渉を受けることなく）、開けることが可能である。
これを実現するために、蓋部３０が閉位置に来た時にギア歯Ｙが第１ギア３１から外れることとなるように、第２ギア１３２の歯数を予め設定しておく。これは、蓋部３０の開閉時におけるストローク、ギア径、歯の大きさ等に基づいて、適正枚数を決定できる。

第１〜第３実施形態のように、ギア機構およびモータ３３を利用して蓋部３０を閉止させる場合について、モータ制御の具体的態様を幾つか例示的に説明する。これらはあくまで例示であって、他の制御態様を採用してもよい。

＜１：モータに流れる電流値に基づいて、蓋部３０の閉止動作を制御する例＞
図２に示しているように、制御部は、モータ３３に電力を供給する電源基板を介してモータ３３を制御し、電源基板には電流計が設けられている。そして、制御部は、蓋部３０を閉方向へ電力駆動する際にモータ３３に流れる電流値をモニタリングする。
第２実施形態（図２）の構成例では、蓋部３０が閉位置に到達すると、モータ３３の負荷が大きくなって電流値が増大する。つまり、電流値が増大して（予め決めた）所定値となったときに蓋部３０が閉じたものと判断できる。そして、電流値が当該所定値に達した時、制御部は、モータ３３の回転を停止させる。
一方、第３実施形態（図４）の構成例では、蓋部３０が閉位置に到達すると、第１ギアと第２ギアの係合が外れるのでモータ３３の負荷が小さくなって電流値が小さくなる。つまり、電流値が小さくなって（予め決めた）所定値となったときに蓋部３０が閉じたものと判断できる。そして、電流値が当該所定値に達した時、制御部は、モータ３３の回転を停止させる。

例えば、閉止する蓋３０部に指が挟まれた場合においても、モータ負荷の増大に起因して電流値が増大する。したがって、以上のような電流値をモニタリングする制御態様においては、電流値が（予め決めた）所定値となったときにモータを反転させる（例えば、挟まった指を抜ける程度に若干の角度だけ反転させ、その後停止させる）ことで、そのような事態を速やかに解消できる。

＜２：モータの回転開始からの経過時間に基づいて、蓋部３０の閉止動作を制御する例＞
この場合、制御部内のタイマーによって、蓋部３０を閉方向へ電力駆動する際にモータ３３に電流が流れ始めてからの時間を計測する。そして、制御部は、予め定めた所定時間が経過した時、モータ３３の回転を停止させる。
この制御では、時間の経過だけを見て、所定時間を経過した時に、無条件にモータを停止させる。所定時間は、蓋部３０が開位置から閉位置へと移動するのに必要な所要時間に基づいて、予め決めることができる。

＜３：蓋部３０の傾斜角度に基づいて、蓋部３０の閉止動作を制御する例＞
この制御を行うためには、一般的に知られている角度センサを蓋部３０内に設ける。そして、制御部は、角度センサから受信した信号が、蓋部３０が閉位置にあることを示している時に、モータの回転を停止させる。蓋部３０が閉位置にある場合の角度は、一般的には水平であるが、所定の角度で傾斜している場合も考えられる。いずれの場合も、具体的な角度値を予め知ることができる（この値を「閉止角度」とする）。
例えば、角度センサからの信号を制御部が常時モニタリングして、受信した信号値が「閉止角度」に一致したときにモータを停止させてもよいし、蓋部３０の傾斜が「閉止角度」に達した時にだけ、そのことを示す信号を制御部に送るように構成してもよい。

角度センサを蓋部３０に設ける場合には、当該角度センサを利用して、上記「クローズ操作部」（図２参照）と実質的に同等の機能を果たすことができる。
すなわち、開状態にある蓋部３０にユーザが少しだけ閉方向へ力を加えたとき、蓋部３０の角度変化が生じる。制御部は、蓋部３０が開位置から閉位置よりに予め定めた所定角度の位置にあることを示している時、蓋部を閉じるようモータを回転させる。例えば、角度センサからの信号を制御部が常時モニタリングして、受信した信号値が当該「所定角度」に一致したときにモータを回転させてもよいし、蓋部３０の傾斜が当該「所定角度」に達した時にだけ、そのことを示す信号を制御部に送るように構成してもよい。

＜第４実施形態：図５＞
図５に示す第４実施形態では、蓋部３０を閉じる駆動部としてソレノイド４０を用いている。

図５（ａ）では、ソレノイド４０の可動鉄心４１は退避していて、第１実施形態等と同様に付勢部材による付勢力によって蓋部３０は開いた状態にある。ソレノイド４０を作動させ、可動鉄心４１を突出させると、付勢力に抗して蓋部３０が閉じられる。図５（ｂ）はこの状態を示しており、蓋部３０は不図示のラッチ機構によって閉状態に維持されている。この後、図５（ｃ）に示したように（不図示の復帰バネによって）可動鉄心４１が退避する。
したがって、図５（ｃ）の状態から（開ボタンを押す等して）ラッチ機構を外して蓋部３０を開ける際に、蓋部３０の回動を可動鉄心４１が妨げることがない。したがって、蓋部３０をスムーズに開くことができる。

駆動部をソレノイドで構成する場合には、制御が簡単になるというメリットがある。すなわち、コイル（不図示）に通電するだけで可動鉄心４１が突出して蓋部が閉じられる。通電を止めると復帰バネ（不図示）で可動鉄心４１が自動的に退避し、次に蓋部３０を開ける場合に、鉄心４１が付勢部材の付勢力による蓋部３０の開方向への移動を妨げることもない。

なお、第１〜第３実施形態のように、駆動部をギアおよびモータで構成する場合には、モータの回転速度の調整（すなわち、閉操作における蓋部の移動速度の調整）が、ソレノイドの場合に比べて容易になる。

１０ 調理器
２０ 調理器本体
２１ レール
３０ 蓋部
３１ 第１ギア
３２ 第２ギア
３３ モータ
４０ ソレノイド
４１ 可動鉄心
１３２ 第２ギア
１３２ａ ギア領域
１３２ｂ 無ギア領域

Claims (1)

1. 開口部を有する調理器本体と、当該開口部を開閉可能に塞ぐ蓋部と、を備えた調理器であって、
   蓋部を開方向に向かって付勢する付勢部材と、
   当該付勢部材の付勢力に抗して、蓋部を閉方向へ電力駆動する駆動部と、
   当該駆動部を制御する制御部と、を備えており、
   上記駆動部は、蓋部に固定した第１ギアと、第１ギアと係合する第２ギアを回転駆動するモータとで構成されていて、第２ギアは、第１ギアに係合する係合位置と、当該係合が外れる非係合位置との間で移動可能であり、
   （ア）第２ギアを係合位置と非係合位置との間で移動させるギア移動部と、
   （イ）蓋部が開位置にあること、および閉位置にあることを検知する開閉センサと、を備え、
   上記制御部は、開閉センサから、蓋部が開位置にあることを示す信号を受けて、ギア移動部を駆動して第２ギアを係合位置に位置させるとともに、開閉センサから、蓋部が閉位置にあることを示す信号を受けて、ギア移動部を駆動して第２ギアを非係合位置に位置させる、調理器。

Images