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発明の名称 炊飯器
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2006−55560(P2006−55560A)
公開日 平成18年3月2日(2006.3.2)
出願番号 特願2004−243360(P2004−243360)
出願日 平成16年8月24日(2004.8.24)
代理人 【識別番号】100097445
【弁理士】
【氏名又は名称】岩橋 文雄
発明者 北木 宏 / 大矢 弘 / 山下 幸一郎
要約 課題
鍋と検知体の当接面に異物が介在すること、且つ検知体に傷を発生することがないため、調理物の総重量の重量検知を精度高く行うことを実現し、調理物の重量に応じた適切な火力制御を実現する炊飯器を提供すること。

解決手段
鍋に当接する検知体と、前記検知体を介して前記重量検知素子により前記鍋と前記鍋に入れられた調理物との総重量を検知する重量検知手段と、前記重量検知手段の出力信号に基づき前記調理物の重量を算出し、前記調理物の重量に応じて前記加熱手段への通電率/又は通電量を制御する制御部とを備え、前記鍋は前記鍋底面に略水平面と当接する設置面と前記設置面より上方に前記鍋と前記検知体の当接面を設ける。
特許請求の範囲
【請求項1】
上面が開口した本体と、前記本体の収納部に着脱自在に収納される鍋と、前記収納部を開閉自在に覆う蓋と、前記鍋を誘導加熱する誘導加熱手段と、前記鍋と前記鍋に入れられた調理物との総重量を検知する重量検知手段と、前記重量検知手段の出力信号に基づき前記調理物の重量を算出し前記調理物の重量に応じて前記加熱手段への通電率/又は通電量を制御する制御部とを備え、前記重量検知手段は、前記収納部に直接的又は間接的に取り付けられる重量検知素子と、前記重量検知素子に直接的又は間接的に取り付けられると共に前記鍋に当接する検知体とを有し、前記鍋は、その底面に略水平面と当接する設置部と、前記設置部より上方に前記検知体と当接する当接部を設ける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、一般家庭、あるいは業務用に使用する炊飯器に関するものである。
【背景技術】
【0002】
近年、電磁誘導加熱を利用した炊飯器が市場で広まっている。電磁誘導加熱を利用した炊飯器(誘導加熱炊飯器)は、鍋底部の外側に誘導加熱コイルを有し、誘導加熱コイルから発生する磁力を利用して鍋自体を加熱するので、ヒータを用いる従来例の炊飯器に比べてふっくらとしたおいしいご飯が炊ける。
【0003】
一方、ご飯の食味を向上させるために、鍋の中の米及び水の量(炊飯量)を判定し、炊飯量に応じて加熱量を制御する炊飯器が普及してきた。従来、加熱時(例えば、所定温度で米に吸水させた後に沸騰させる時)の鍋の温度上昇速度から炊飯量を判定する方法が知られている。しかし、この場合、温度が所定値に達して炊飯量が判定されるまでは、火力制御が不可能である。従って、炊飯量が少ない場合に、吸水が十分行われる前に水が沸騰し、米に芯が残ってご飯が硬くなることがあった。
【0004】
特公平1−27724号公報に、従来例の炊飯器が開示されている。従来例の炊飯器は、炊飯開始と同時に重量検知手段によって内鍋の重量(内鍋、水及び米の総重量)を検知して炊飯量を判定し、炊飯時のヒータの電力量(火力)を制御する。従って、炊飯開始とともにその炊飯量に見合った火力制御が可能となり、おいしいご飯を炊くことができる。
【特許文献1】特公平1−27724号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
特公平1−27724号公報に開示された従来例の炊飯器は、本体、底枠及び底枠の内側に挿入される底蓋を有する。本体に鍋を収納すると、鍋と本体との合計重量に比例して底枠及び底蓋に取り付けられた電極間の距離が変化する。電極間静電容量の変化を発振状態の変化として検出し、炊飯量を検知する。
【0006】
従来例の炊飯器と同様の重量検知手段を、誘導加熱炊飯器に取り付けようとする場合、以下のような問題が生じた。誘導加熱炊飯器においては炊飯時、鍋自体が高温に加熱されることによって鍋の中で水が対流し、その対流による熱伝導で米が加熱される。従って、鍋内の米と水を均一に加熱して炊きムラを生じさせないためには、鍋と誘導加熱コイルとの間の位置関係を最適な状態に固定し、炊飯量に応じて所定の状態、強さの対流を鍋内に起こす必要がある。このため、誘導加熱コイルは3次元的な複雑な形状を有することが多い。一方、誘導加熱コイルを内装する収納部(上部の上枠と下部のコイルベースとから構成される)は、成型性及び量産性を鑑み、通常は樹脂で生産される。鍋は高温になり樹脂の耐熱性はそれほど高くない故に、一般に誘導加熱炊飯器は、鍋が収納部の上端にそのフランジ部などで水平に懸架され、鍋と収納部との間に隙間を有する。従って、従来例の炊飯器と同様の重量検知手段を、誘導加熱炊飯器に取り付けることはできなかった。
【0007】
そのため、重量検知手段を有する誘導加熱炊飯器においては、鍋と鍋に入れられた調理物との総重量を検知する重量検知手段は、鍋の略中央部を支持する検知体を有している。その際、鍋は検知体のみに支持され、鍋と収納部の間は上記理由のため、一定の隙間を有している。
【0008】
この構成をとることで、重量検知手段を有する誘導加熱炊飯器においても、鍋と鍋に入れられた調理物の総重量の検知をできると共に、鍋と誘導加熱コイルとの間の距離が一定に保つことができ、優れた炊飯性能を発揮できる。「鍋と鍋に入れられた調理物との総重量」は、少なくとも鍋と鍋に入れられた調理物とを含む物の総重量を意味する。
【0009】
なお、上記構成がとれていれば、鍋の底面の形状に規制はなく、鍋の底面は略水平形状で形成されているものもあった。
【0010】
炊飯器を使用する過程において、鍋を本体の収納部から一旦出し、調理机等に置き、調理物を鍋内にいれ、再度鍋を本体の収納部に入れるという過程がある。この過程で、鍋は一旦調理台上に置かれるため、調理台の上に存在していた米粒等の異物が鍋の設置部位に付着する場合があった。また、調理台の上で鍋を調理台から持ち上げず、擦らしながら移動してしまうと設置部位に傷が発生してしまう場合があった。鍋の底面が略水平形状で形成されていると、必然的に鍋の検知体への当接部位が鍋の略水平形状底面の設置部位となるため、鍋に付着した異物を鍋と検知体の間に挟んでしまうという問題が発生してしまっていた。鍋の設置部位と検知体の間に異物が介在してしまうと、本体の収納部内での鍋の姿勢の維持が困難となり、鍋が傾き、収納部側面部等に鍋が当たってしまうことにより、鍋内の調理物の正確な重量検知ができないという問題があった。
【0011】
更には、鍋の設置の際に、鍋内の調理物の総重量が異物を介して検知体の異物との接点にかかることにより、検知体自身も異物のために傷つけられてしまうという問題があった。検知体に傷があると、それらの傷が要因で微少な鍋の傾きや鍋内の調理物の荷重の力点の変動を引き起こしてしまい、鍋内の調理物の重量検知に微少なバラツキを引き起こす要因ともなる。また、前述の状態で炊飯器を使用していくと、傷が拡大していき、最終的には、本体の収納部内での鍋の姿勢の維持が困難となり、鍋内の調理物の正確な重量検知ができなくなる可能性もある。
【0012】
本発明は上記前記従来の課題を解決するもので、調理物の総重量の重量検知を精度高く行うことを実現し、調理物の重量に応じた適切な火力制御を実現する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】
【0013】
上記課題を解決するために、上面が開口した本体と、前記本体の収納部に着脱自在に収納される鍋と、前記収納部を開閉自在に覆う蓋と、前記鍋を誘導加熱する誘導加熱手段と、前記鍋と前記鍋に入れられた調理物との総重量を検知する重量検知手段と、前記重量検知手段の出力信号に基づき前記調理物の重量を算出し前記調理物の重量に応じて前記加熱手段への通電率/又は通電量を制御する制御部とを備え、前記重量検知手段は、前記収納部に直接的又は間接的に取り付けられる重量検知素子と、前記重量検知素子に直接的又は間接的に取り付けられると共に前記鍋に当接する検知体とを有し、前記鍋は、その底面に略水平面と当接する設置部と、前記設置部より上方に前記検知体と当接する当接部を設けることを特徴とする炊飯器である。
【0014】
これによって、鍋と検知体の当接部位に異物が介在すること、及び検知体に傷を発生することがないため、調理物の総重量の重量検知を精度高く行うことを実現し、調理物の重量に応じた適切な火力制御を実現する炊飯器を提供することができる。
【発明の効果】
【0015】
本発明の炊飯器は、鍋と検知体の当接部位に異物が介在することと検知体に傷を発生することがないため、調理物の総重量の重量検知を精度高く行うことを実現し、調理物の重量に応じた適切な火力制御を実現する炊飯器を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0016】
以下本発明を実施するための最良の形態を具体的に示した実施の形態について、図面とともに記載する。
【0017】
(実施の形態1)
図1、図2、図3および図4を用いて本発明の実施の形態1の炊飯器を説明する。
【0018】
図1は、本発明の実施の形態1の炊飯器の一部切欠した側面図である。破断部分に断面図を示す。図面を簡潔にするために、電気的接続のためのリード線等は省略してある。図1において、10は炊飯器のボディ(本体)である。ボディ10には、その上面を覆う蓋20が開閉自在に設置されている。ボディ10の収納部30は、上方の上枠32と下方のコイルベース31とから構成される。12は、ステンレス、鉄などの磁性体によって形成される鍋である。鍋12は、上端開口部に外側にせり出したフランジ121を有し、フランジ121を上枠32の上端から浮き上がった状態で載置することにより、収納部30に着脱自在に収納される。また、鍋12底面の形状は、図1、図2に示すように、鍋12の底面の中央部12aが鍋底面より上方にあり、外周部12bが最下面となる形状となっている。鍋12が本体10から取り出され、調理台等の略水平面上に置かれる際、鍋12の略水平面との設置部12cは、鍋12の底面の外周部12bとなる。また、鍋12が本体10に収納されている時は、鍋12底面の中央部12aは、温度検知手段52と、検知体43と当接する当接部となっている。また、鍋12は収納時に、収納部30との間に隙間99を有する。また、鍋12の略水平面との設置面12cと収納部の隙間99は、少なくとも米粒1個以上の隙間99を有する。コイルベース31の鍋12底部に対向する部分に、鍋12を誘導加熱する誘導加熱コイル13が配設される。誘導加熱コイル13は、コイルベース31の底面外側に配設された外コイルと、底面内側に配設された内コイルとからなる。それぞれの誘導加熱コイルは、鍋12の底部の中心の略真下に中心を有する巻線である。14は、回路基板である。回路基板14にはマイクロコンピュータ(図示しない)が搭載されている。マイクロコンピュータはソフトウエアにより、誘導加熱コイル13に交番磁界を発生させるための電流を制御する。実施の形態1の炊飯器は、鍋12を誘導加熱し、鍋12内の調理物19を加熱調理する。調理物19は、炊飯前の米と水又は炊き上がったご飯等である。
【0019】
21はコイルベース31の底部に隙間を有して固定される基台である。基台21に、鍋12の重量を検知する重量検知手段40、鍋12の有無を検知する鍋検知手段16及び鍋12の温度を検知する温度検知手段52が設けられる。各検知手段の構成について図1及び図2を用いて説明する。図3は、実施の形態1の炊飯器の要部分解斜視図である。
【0020】
重量検知手段40は、ロードセル41、センサー台(絶縁部材)42及び当て筒(検知体)43から構成される。ロードセル41は、ロバーバル型の荷重変換器(重量検知素子)である。ロードセル41は、一端にネジ穴411、他端にネジ穴412を有する。基台21にはネジ穴212を有する薄板211が取り付けられている。ロードセル41の一端は基台21に、ネジ穴212及びネジ穴411を介してネジ止めされる。ロードセル41の他端は、基台21に対して隙間を有する。ロードセル18には抵抗線ひずみゲージ413が取り付けられている。ロードセル18が荷重によりたわむ時のひずみゲージ413の抵抗変化を、ブリッジ回路で電気信号として取り出す。
【0021】
42は樹脂製のセンサー台である。センサー台42の凹部421に、ロードセル41が嵌め込まれる。センサー台42はロードセル41の一端に、ネジ穴422及びネジ穴412を介してネジ止めされる。
【0022】
43は厚さ2mmのアルミで形成される当て筒(検知体)である。当て筒43は、下側に対向する2つの爪部431を有する。当て筒43は、爪部431をセンサー台42の当て筒固定孔423に通し、折り曲げることによって、センサー台42に固定される。当て筒43は上端に内側にせり出したフランジ432を有する。コイルベース31の底面外側に誘導加熱コイル13が配設されている。当て筒43は、コイルベース31の底の中央部(誘導加熱コイル13の中心部であって、ここには誘導加熱コイル13が配設されていない)に設けられた1つの貫通孔に通される。当て筒43の上端はコイルベース31の内側底部より高い(図1)。重量検知手段40は鍋12の重量をその外側底部の略中心部でのみ支え計測する。従って、重量検知手段40を誘導加熱コイル13と干渉することなく取り付けることができる。底の中心部で支えられる鍋12は安定して収納部30に配置される故、誘導加熱コイル13は適切に且つ安定して鍋12を加熱できる。
【0023】
温度検知手段52は、上部に対向する2つのつば521を有し、当て筒43に下側から挿入される。つば521の外径は当て筒43の内径と略同一であり、温度検知手段52は当て筒43から上に抜けない。更に、当て筒43と温度検知手段52との間にバネ51が挿入される。バネ51は、つば521の下面とセンサー台42とに当接し、温度検知手段52が鍋12に密接するように、温度検知手段52を付勢する。温度検知手段52が検出した鍋12の温度に対応する電気信号は、リード線53及びコネクタ54を介して回路基板14に入力される。リード線53は、センサー台42の溝424から引き出される。
【0024】
収納部30に鍋12が無い時、温度検知手段52のつば521の上面は、当て筒43のフランジ432の下面に当接している。温度検知手段52の上面は、フランジ432の上面より高い位置にある。
【0025】
収納部30に鍋12に収納される時、鍋12の底部は始めに温度検知手段52に当接し、最後に温度検知手段52と当て筒43とに当接する(図1)。従って、当て筒43が鍋12を中心部で支持するので、鍋12が傾かない。ロードセル41は、鍋12、調理物19、センサー台42、バネ51、温度検知手段52及び当て筒43の総重量を検知し出力する。温度検知手段52は、バネ51により当て筒43の中に沈み込み、その上面がフランジ432の上面と同じ高さで鍋12の底と接する。温度検知手段52は、過大な力がかかることなく、バネ51により規定される適切な圧力で鍋12の底と接する。
【0026】
鍋検知手段16は、基台21に固定されたマイクロスイッチで構成される(図1)。鍋12が収納部30に収納されると、センサー台42の底部がマイクロスイッチに当接し、鍋検知手段16はON信号を出力する。マイクロスイッチの動作ストロークは、鍋12を載せられたセンサー台42の変位量より大きい。これにより、センサー台42に鍋12が載せられて、マイクロスイッチが動作した場合にも、マイクロスイッチが支える鍋12の重さは非常に小さく、重量検知手段40の測定値に影響を与えない。マイクロスイッチをアクチュエータ(例えばバネ性を有するりん青銅の板)を介して駆動することにより、マイクロスイッチが一定以上の鍋12の重さを支えないように構成しても良い。
【0027】
温度検知手段52、鍋検知手段16及び重量検知手段40(ロードセル41)からの電気信号は、それぞれ回路基板14に入力される。
【0028】
回路基板14に搭載されたマイクロコンピュータは、予め所定の状態(鍋12が無い時、空の鍋12を収納している時、最大の炊飯量の米と水を入れた鍋12を収納している時)でのロードセル41の出力信号データ(S1、S2、S3)を記憶している。ロードセル41の出力信号の大きさがSの時、鍋12の中の調理物19の重量Wは、
W=Wmax×(S−S2)/(S3−S2)
となる。ただし、Wmaxは、調理物19の最大重量であり、既知の量(最大の炊飯量の米と水(調理物19)を入れた鍋12、センサー台42、バネ51、温度検知手段52及び当て筒43の総重量であって、ロードセル41の出力信号データS3に対応する値)である。マイクロコンピュータは、この式から、調理物19の重量を算出し、炊飯量を推定する。
【0029】
本発明の実施の形態1の炊飯器の炊飯工程における動作を、炊飯中に温度検知手段52の温度上昇勾配によって炊飯量を判定する従来の炊飯器の動作との違いに着目して説明する。
【0030】
炊飯工程は、時間順に前炊き、炊き上げ、沸騰維持、追い炊き、蒸らしに大分される。前炊き工程において、鍋12の温度が米の吸水に適した温度(50℃)になるように鍋内の米と水とを加熱する。次に、炊き上げ工程において、鍋12の温度が所定値(100℃)になるまで鍋12を所定の熱量で加熱する。従来の炊飯器においては、この時の温度上昇速度によって、炊飯量を判定する。沸騰維持工程において、鍋12の水が無くなり、鍋12の温度が100℃を超えた所定値になるまで、米と水を加熱する。最後に蒸らし工程において、一定時間の間に複数回、炊飯量に応じた加熱(追い炊き)と加熱の停止を繰り返す。
【0031】
前炊き工程について説明する。図4(a)及び(b)は、本発明の実施の形態1の炊飯器で1合炊飯する時及び5合炊飯する時の、前炊き工程での鍋底(実線)及び調理物中心部(破線)の温度を示す。図4(c)及び(d)は、炊き上げ工程において炊飯量を判定する従来例の炊飯器で、1合炊飯する時及び5合炊飯する時の、前炊き工程での鍋底(実線)及び調理物中心部(破線)の温度を示す。鍋底の温度は、温度検知手段52によって検知される。
【0032】
炊き上げ工程において炊飯量を判定する従来例の炊飯器は、調理物19の多少に関わらず、温度検知手段52が検知した温度が吸水に適した温度(50℃)になるまで加熱を行う。その後所定時間(Ta)、鍋12の温度を50℃に保ち、米を吸水させる。しかし、炊飯量が多い場合(図4(d))、調理物19全体の温度が50℃になるまでに時間がかかるので、適温での吸水時間が不足する。従って、ご飯に芯が残ってしまう。
【0033】
本発明の実施の形態1の炊飯器は、調理物19の量に応じて、吸水時の温度(温度検知手段52によって検知される温度)を変える。例えば、炊飯量が1合の時は、温度検知手段52が検知した温度が50℃になるまで加熱を行う。そして、所定時間(Ta)、鍋12の温度を50℃に保ち、米を吸水させる(図4(a))。例えば、炊飯量が5合の時は、温度検知手段52が検知した温度が60℃になるまで加熱を行う。そして、所定時間(Ta)、鍋12の温度を60℃に保ち、米を吸水させる。調理物19の中心部の温度は、外側の温度より遅れて上昇し50℃程度になるので、米は十分に吸水できる。
【0034】
炊き上げ工程について説明する。炊き上げ工程において炊飯量を判定する従来例の炊飯器は、調理物19の多少に関わらず、所定の火力(誘導加熱コイル13の通電率及び/又は通電量)で鍋12を所定温度(100℃)まで加熱する。従って、炊飯量が少ない場合には、早く沸騰しすぎて米の表面のみが糊化し、芯が残ったご飯ができる。本発明の実施の形態1の炊飯器は、炊飯量に応じて、炊き上げ工程における火力(誘導加熱コイル13の通電率及び/又は通電量)を変える。即ち、炊飯量の多少に関わらず炊き上げ工程の所要時間が一定になるように、炊飯量が少ない時ほど火力を弱める制御を行う。
【0035】
本発明の実施の形態1の炊飯器は、加熱開始前に正確に炊飯量を算出し、炊飯量に応じた火力制御を行う。従って、炊飯量によらず常においしいご飯を炊くことができる。
【0036】
なお、炊飯量に応じて前炊き時の温度ではなく、前炊きの時間を変える制御方法としても良い。
【0037】
本実施の形態の炊飯器では、鍋12と検知体43の当接部は、鍋12を略水平面に置いたときの設置部12cをより上方に有することで、鍋の当接部に異物が付着することがないため、鍋12と検知体43の当接部に異物が介在することと検知体43に傷を発生することがない。
【0038】
これによって、調理物19の総重量の重量検知を精度高く行うことを実現し、調理物19の重量に応じた適切な火力制御を実現する炊飯器を提供することができる。
【0039】
また、鍋12を略水平面に置いたときの設置部12cの設置面積を、例えば、図5に示すように鍋12底面に鉛直下向きに凸部100を3点、もしくは4点設けて構成とし、設置面積を少なくすれば、鍋に付着する異物の量と異物が付着する可能性を減少させることができる。
【0040】
これによって、鍋12に一旦付着した異物が、再度鍋12を本体10の収納部30に入れるという過程において、鍋12から異物が検知体43上面に落ちることを回避することができ、調理物19の総重量の重量検知を精度高く行うことを実現し、調理物19の重量に応じた適切な火力制御を実現する炊飯器を提供することができる。
【0041】
なお、鍋12を略水平面に置いたときの設置部12cの設置面積は、鍋12の安定性を確保できれば、可能な限り少なくしてよく、その設置部12cの設置面積を減少させる構成は、臨機応変に構成して良い。
【0042】
また、鍋12を略水平面に置いたときの設置部12cと収納部30との隙間は、少なくとも米粒1粒以上となるように設定し、鍋12を略水平面に置いたときの設置部12cと収納部30との干渉を避ける構成とする。
【0043】
これによって、鍋12が本体10の収納部30内で傾くことないため、調理物19の総重量の重量検知を精度高く行うことを実現し、調理物19の重量に応じた適切な火力制御を実現する炊飯器を提供することができる。
【0044】
なお、米粒1粒以上の異物が、鍋12を略水平面に置いたときの設置部12cに付着したときは、経験的に略水平面上に鍋12が置かれた際に、鍋12の安定性が確保できていないと判断する。
【産業上の利用可能性】
【0045】
本発明に係わる炊飯器は、家庭用又は業務用の炊飯器として有用である。
【図面の簡単な説明】
【0046】
【図1】本発明の実施の形態1の炊飯器の一部を切欠した側面図
【図2】本発明の実施の形態1の炊飯器の鍋の断面図
【図3】本発明の実施の形態1の炊飯器の要部分解斜視図
【図4】(a)本発明の実施の形態1の炊飯器で1合炊飯する時の前炊き工程での鍋底(実線)及び調理物中心部(破線)の温度を示す図(b)本発明の実施の形態1の炊飯器で5合炊飯する時の前炊き工程での鍋底(実線)及び調理物中心部(破線)の温度を示す図(c)炊き上げ工程において炊飯量を判定する従来例の炊飯器で1合炊飯する時の前炊き工程での鍋底(実線)及び調理物中心部(破線)の温度を示す図(d)炊き上げ工程において炊飯量を判定する従来例の炊飯器で5合炊飯する時の前炊き工程での鍋底(実線)及び調理物中心部(破線)の温度を示す図
【図5】本発明の実施の形態1の炊飯器の鍋底面に凸部を有する鍋の断面図
【符号の説明】
【0047】
10 ボディ(本体)
12 鍋
12a 当接部
12b 設置部
13 誘導加熱コイル(加熱手段)
19 調理物
20 蓋
30 収納部
40 重量検知手段
41 ロードセル(重量検知素子)
43 当て筒(検知体)
99 隙間




 

 


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