JPH0127724B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はマイクロコンピユータを使用してヒー
タの電力量を制御するようにした炊飯器に関す
る。

この種の炊飯器において、炊飯中の米飯の温度
上昇特性は炊飯量やヒータの電力量により異な
り、均一でなく部分的に大きな差がある。ことに
同一電力量の基でも少量炊飯と多量炊飯とでは米
飯が沸騰するまでの時間に大きな差があるため、
ご飯の炊き上がりに影響を受ける。

即ち、従来のように、炊飯量の検知を内鍋の温
度上昇速度を検知して米飯の昇温途中からヒータ
の電力量を減少制御する方法では、同一炊飯量に
おいても電圧差によるヒータの電力差、室温や水
温の高低差、温度検知のバラツキ、構造の相違に
よる伝熱量の差等の外部変動要因により電力を減
ずる位置が大巾に移動し、炊飯時間に影響して煮
すぎたり、沸騰の維持時間が不足したりして均一
な炊き上がりが得られない。

又、上記外部変動要因のために正確に炊飯量の
判定検知が得られにくく、炊飯量が多量の時に、
中量の時の温度で検知された場合は、米飯が十分
に沸騰しないうちに中火電力に切り変わり、この
結果、米飯の温度上昇が不均一となり炊きムラが
生じてしまう。

逆に、炊飯量が少量の時であると、必要以上の
電力によつて沸騰することになり、煮すぎたり、
短時間で内鍋内の水が蒸発して沸騰の維持時間が
不足し、米の澱粉のα化が充分に進行しないとい
うような不具合が生じる。

更に炊飯量に応じて炊飯時間が相異するから使
用者にとつては不便である。

そこで本発明は以上のような従来の実情に鑑
み、本体又は内鍋の重量を検知して、炊飯量を判
定し、炊飯開始とともに最適な電力を供給して火
力コントロールするとともに、炊飯量に対する水
量を判定して表示してやることにより使い勝手と
炊飯性能の一段と向上した炊飯器を提供するもの
である。

以下、本発明の一実施例について図に基づいて
説明する。

第１図及び第２図において、１は炊飯器本体、
２は本体１内に配設された外鍋、３は該外鍋内に
着脱自在に収納した内鍋、４は前記外鍋２の内底
部に設けたヒータ、５は前記内鍋３の上方開口部
を閉塞する内蓋５ａを備えた完成体の外蓋、６は
内鍋３の底壁に密着するよう設けた温度センサ
ー、７は本体１の下面開口部を覆うように本体１
に圧入され、上面に取付板８が取着された合成樹
脂製の底枠、９は前記底枠７の内側に挿入され、
後述するマイクロコンピユータ１８が配設された
合成樹脂製の底蓋で、前記底枠７の内側鍔部７ａ
と該底蓋９の外側鍔部９ａとの間に圧縮バネ１０
が配設されている。１１は前記底枠７と底蓋９と
を連結する調整取着螺子で、後述する一対の電極
１７′，１７″の対向間隔を調整する役目を兼ねて
いる。

１２は本体１に取り付けられ、電源スイツチ１
３、炊飯スイツチ１４、２度炊き選択スイツチ１
５および炊飯工程を表示する表示部１６等が各々
配設された操作パネル、１７は重量センサーで底
枠７と底蓋９とに取り付けられた一対の電極板１
７′，１７″と前記圧縮バネ１０とで構成されてい
る。

１９は底蓋９の下面開口部を閉塞する底板であ
る。

次に第３図に示す制御回路ブロツク図について
説明すると、２０はヒータ４、重量センサー１７
の電極１７′，１７″およびマイクロコンピユータ
１８の駆動用電源、２１は電源２０とヒータ４に
直列接続されたトライアツクで、そのゲート端子
Ｇに信号が入力されるとオン（導通）となる一
方、信号が入力されていないとオフ（遮断）とな
つてヒータ４への通電率を制御する。

２２は温度センサー６からの信号を入力とし、
マイクロコンピユータ１８のメモリ１８ａにあら
かじめ記憶させておいた目標値と温度センサー１
６の測定値との比較を行うコンパレータ、２３は
発振回路で、この発振回路を構成するコンデンサ
の一部を電極静電容量に置き換えている。

すなわち、米と水を含む内鍋３と本体１との合
計重量に比例して一対の電極１７′，１７″間の距
離が増減変位することによつて電極静電容量が変
化し、この変化量を発振状態の変化として、炊飯
量を検知し、マイクロコンピユータ１８の入力回
路１８ｃに入力信号としてインプツトするもので
ある。なお、１８ｂと１８ｄはマイクロコンピユ
ータ１８の制御回路と出力回路、２４は警告兼報
知用ブザーである。

以上の構成において、米と水の入つた内鍋３を
本体１内に設置すると、外蓋５、外鍋２、ヒータ
４、底枠７、取付板８、温度センサー６等を含む
本体１の重量W₁（以下製品重量という）と、米と
水の入つた内鍋３との総和の重量W₀が圧縮バネ
１０に加わり、圧縮バネ１０は総和の重量W₀に
比例して圧縮方向に変位する。

このとき、一対の電極板１７′，１７″のうち底
枠７に取り付けている一方の電極板１７′が圧縮
バネ１０の変位分だけ下方に移動するため、電極
板１７′，１７″のもつ静電容量Ｃはその電極間距
離に反比例して変化する。（第５図） すなわち、空気の誘電率をε、電極板面積を
Ｓ、極板間距離をｄとすれば、静電容量Ｃは次式
で表わされる。

Ｃ＝εS／ｄ …（ただし、εとＳは定数） この静電容量Ｃの変化は発振回路２３の発振周
波数ｆの変化に変換されるが、このとき発振周波
数ｆは静電容量Ｃに反比例する。（第６図） ｆ∝１／Ｃ …（ただし抵抗分Ｒは一定とする。） 従つて、、の両式より発振周波数ｆは電極
間距離ｄに比例する。（第７図） ｆ∝ｄ … 一方、圧縮バネ１０の特性から電極間距離ｄと
圧縮バネ１０に加わる重量W₀が比例することは
明らかである。（第８図） W₀∝ｄ … 、式から重量W₀と発振周波数ｆは一次線
形の関係にあることがわかる。（第９図） ｆ∝W₀ … さらに第４図に示される様に、米と水の重量
W₂と製品重量W₁の和である炊飯量判定重量W₀
と炊飯量Ｖは比例（W₀∝Ｖ）するので、結論と
して第１０図に示されるように、発振周波数ｆは
炊飯量Ｖに比例することがわかる。

ｆ∝Ｖ … 又、重量検知構造の違いにより、底枠７、圧縮
バネ１０、電極板１７′，１７″、底蓋９等から構
成される重量センサー１７が検知する重量を、米
と水の重量W₂と製品重量W₁の和（W₀）ではな
く、米と水の重量W₂に内鍋３を加えた重量、あ
るいは米と水と内鍋３の重量に外鍋２、ヒータ
４、温度センサー６等を加えた重量等のように米
と水の重量（W₂）を含めば、いずれのブロツク
の重量に置き換えても上述の式が成立すること
は言うまでもない。

一例として以下に、炊飯過程をとりあげて具体
的に説明する。

米と水の入つた内鍋３を本体１内に設置し、電
源スイツチ１３をONすると、マイクロコンピユ
ータ１８がパワーアツプされ動作し始める。

重量センサー１７の静電容量Ｃの変化が発振回
路２３を経て発振周波数ｆの変化に変換され、マ
イクロコンピユータ１８の入力回路１８ｃに入力
される。

そして、あらかじめマイクロコンピユータ１８
のメモリ１８ａには、実験結果より例えば１合、
２合、３合、…、９合、10合等の基準炊飯量に対
する一定時間Ｔの間に発振周波数ｆのパルス信号
のカウント数がいくらからいくらまでの間かデー
タとして記憶してあるので、入力回路１８ｃに入
つてきたカウント数とメモリ１８ａ内のデータを
比較することにより、内鍋３内の米の量を自動的
に判定することができる。

このとき、例えば１〜10合までのそれぞれの基
準炊飯量に対する最適な加水比はおおよそ決るの
で、あらかじめ、各基準炊飯量と判定するカウン
ト数の巾の他に、そのカウント数巾の内数である
ところの各基準炊飯量の最適加水比時の重量デー
タ、つまりカウント数巾をメモリ１８ａ内にメモ
リしておき、重量センサー１７からの重量情報よ
り、各基準炊飯量を判定した後、その判定された
基準炊飯量の最適加水比時の重量データと重量セ
ンサ１７からの重量情報を比較することにより使
用者の水加減の多少程度について判定することが
可能となる。

このときに、各基準炊飯量中の米の重量、例え
ば各カツプ当たりの米の重量値にバラツキがあつ
たり、使用者の食味に対する感受性の違い、つま
り使用者によつては、炊飯完了時に水分が多く少
し粘りけの多い飯を好んだり、炊飯完了時に水分
が少なく、多少パサパサするくらいの飯を好んだ
りするという不確定要素があるので、この不確定
要素を考慮し、ある程度の幅を持つて水加減の多
少を判定しなければならないことは言うまでもな
い。

なお、ここでは、１カツプを１合と見なして説
明をおこなう。

一例として第１１図により説明すると、Wa
（Min）は基準炊飯量を２（つまり２合＝２カツ
プ）と判定する最小値であり、Wa（Max）は基
準炊飯量を２と判定する最大値であり、重量セン
サー１７からの重量情報がWa（Min）とWa
（Max）の間にあつた時、その時の基準炊飯量は
２と判定される。炊飯可能な各基準炊飯量の最少
値と最大値は、メモリ１８ａにあらかじめ記憶さ
れている。

第１１図においては基準炊飯量３（つまり３合
＝３カツプ）と判定する最小値がWb（Min）で最
大値がWb（Max）である。そして、WahとWal
はそれぞれ基準炊飯量２の適正加水比のときの重
量の上限量と下限値であり、その間のWaが基準
炊飯量２のときの基準重量（最適加水比のときの
米と水の重量和）であり、上限値Wahと下限値
Walの中間値となつており、これら各値は、各基
準炊飯量についてあらかじめメモリ１８ａに記憶
されている。

重量センサー１７の重量情報と、メモリー１８
ａの内の各基準炊飯量の最大値・最小値を比較す
る。

この時、各基準炊飯量の重量巾は重なりあわな
いように設定してある。つまり一つの前の基準炊
飯量の最大値は、次の基準炊飯量の最小値より小
さくあらかじめ設定してあるので、１つの重量セ
ンサー１７の重量情報に対して１つの基準炊飯量
が一義的にきまる。

そして、その時の重量情報が例えば基準炊飯量
２のうちのWahとWa（Max）の間の(イ)の領域に
あるとき、基準炊飯量２としては水が多目である
と判定し、WalとWa（Min）の間の(ハ)の領域にあ
るとき、基準炊飯量２としては水が少目であると
判定し、WahとWalの間の(ロ)の領域にあるとき、
基準炊飯量２と判定する。

そして各基準炊飯量の最大値と最小値の間、第
１１図においては、基準炊飯量２の最大値Wa
（Max）と基準炊飯量３の最小値Wb（Min）の間
の(ニ)の領域は、基準炊飯量外の重量であるので水
量を判定することのできないと判断する水量判定
不能領である。

そして、各基準炊飯量の(イ)(ロ)(ハ)(ニ)の各領域に
つ
いても、マイクロコンピユータ１８のメモリ１８
ａ内にあらかじめプログラムされている。従つて
マイクロコンピユータ１８は重量センサー１７か
らの入力信号を受けると、制御回路１８ｂでその
炊飯量判定重量W₀から基準炊飯量Ｖを判定し、
その基準炊飯量における各データ（一例として
Wa（Min）、Wa（Max）、Wah、Wal等と比較す
ることによつて水量の多少を判定し、その判定内
容を表示部１６で表示する。例えば、その表示内
容としては第１１図のイ〜ニ等の事項が考えられ
る。

この様にして内鍋３が設置された状態で、ヒー
タ４を通電する前に炊飯量、つまり事前設定した
基準炊飯量に相当するか判定ができ、又判定した
基準炊飯量に対して水加減が適切がどうかを同時
に判定して表示することが可能となる。

次に炊飯スイツチ１６を押すと、ヒータ４に通
電が開始され、内鍋３内の米と水は加熱され始め
る。ここで、第１２図により従来の温度センサー
の温度上昇勾配により炊飯量を判定する方法での
炊飯方式と本発明の炊飯方式との違いを説明す
る。

従来方法では炊飯開始後の温度上昇勾配により
炊飯量の判定を行うため、炊飯開始時は火力コン
トロールが不可能である。すなわち、第１２図に
おいて、T_Rは室温、t₆はあらかじめ設定された温
度Td〜Teに要する時間であり、従来方式ではこ
のt₆により炊飯量の判定をしている。従つて温度
センサーがTeに達して炊飯量を判定するまでは
火力コントロールできないし、水量の過不足は全
つたく判定できない。又室温T_RがTdを上まわつ
た場合はT₆のデータに誤差が生じ、炊飯量の判
定が不能になる欠点をもつている。

しかしながら、重量によつて炊飯量を判定する
本発明によれば、炊飯開始時の室温T_Rによらず、
又炊飯開始と同時に炊飯量の判定をして即その炊
飯量に見合つた火力コントロールが可能となるた
め、従来のように特に少量において早く沸騰しす
ぎて、吸水時間が不足したり、米飯粒の表面のみ
が糊化し、芯が残つたご飯が出来る等の不具合が
解決できる。又、従来のように電圧変動やヒータ
４のワツトのバラツキにより炊飯量の判定に誤差
が生ずることもなくなる。

以上の様に本発明によれば、炊飯を開始し、こ
の時の加熱電力を強火すると、第１２図に示す制
御例〔〕（５カツプ）からもわかるように、内
鍋３内の米飯が沸騰する点の温度センサー６の温
度をTaとすると、t₁を経過し温度センサー６が
温度Taに達した点から、中火に加熱を減ずるこ
とができる。

内鍋３内の水がなくなると、内鍋底部の温度は
急激に上昇し、温度センサー６が温度Tbに達し
た点でヒータ４をオフし、炊飯からむらしに切り
換わる。

なお、上記実施例においては、１合、２合、３
合、…、９合、10合と１合刻みに基準炊飯量１、
２、３、…、９、10としたが、１合、1.5合、２
合、…、9.5合、10合というように0.5合刻みに基
準炊飯量設けるようにしても良いし、刻み方は一
つの重量値に対して基準炊飯量が複数出ないよう
に設定されていれば良い。

以上のように本発明は、本体又は内鍋の重量を
検知して炊飯量を判定してヒータの電力量を制御
するものであるから、炊飯開始とともにその炊飯
量に見合つた火力コントロールが可能となり、炊
飯工程の全般にわたつて理想的な炊飯曲線を得る
ことができる。

また炊飯量に対する水量が適切か否かも同時に
判定して外部に表示するようにしたので、使用者
は自分の好みに合つた炊飯が可能となり、使い勝
手も一段と向上した炊飯器を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す炊飯器の断面
図、第２図はその操作パネル部の一例の正面図、
第３図は同じく制御回路の一例を示すブロツク
図、第４図は炊飯量と重量の関係を示す説明図、
第５図〜１０図は重量センサーの各変位定数の特
性図、第１１図は水量判定の一例を示す説明図、
第１２図は従来の炊飯器と本発明による炊飯器で
炊飯したときの例を示す炊飯制御図である。 図中、１……本体、２……外鍋、３……内鍋、
４……ヒータ、６……温度センサー、１７……重
量センサー、１７′，１７″……電極、１８……マ
イクロコンピユータ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 本体と、該本体内に配設した外鍋と、該外鍋
   内に着脱自在に収納した内鍋と、該内鍋の開口を
   閉塞する外蓋と、前記外鍋内底部に設けたヒータ
   とを備えたものにおいて、各基準炊飯量の最大・
   最小重量範囲を記憶したメモリと、本体又は内鍋
   の重量を検知する重量検知手段と、前記重量検知
   手段で検知した重量と前記メモリ内情報を比較
   し、その検知した重量がいずれの基準炊飯量の範
   囲内の重量かを判定し、その判定した基準炊飯量
   に対応してあらかじめ設定された電力量を供給す
   るようにヒータへの通電を制御する制御手段と、
   前記重量検知手段にて検知した重量が前記判定し
   た基準炊飯量の前記メモリ内の重量範囲内のどの
   位置にあるかにより、前記基準炊飯量に対する水
   量が適切か否かを判定する水量判定手段と、該水
   量判定手段で判定した結果を外部に表示する表示
   手段とを備えたことを特徴とする炊飯器。