JPH0127726B2 - - 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
タの電力量等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り、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、上記変動要因のために正確に炊飯量の検知
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
ないうちに強火から中火に切り変わり、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
不足して、米の澱粉のα化が充分に進行しない。

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、米飯中の水がなく
なるドライアツプ点を内鍋内の水の蒸発量から検
知することにより安価でかつ炊飯性能が一段と向
上した炊飯器を提供するものである。

以下、本発明の一実施例を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６を備えた完成体の外蓋、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、取付板８が取着された合成樹脂製の底枠、９
は底枠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との間には圧縮バネ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は炊飯器本体１に取り付けられ電源スイツ
チ１３、炊飯スイツチ１４、２度炊き選択スイツ
チ１５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１７′，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図に示す制御回路のブロツク図につい
て説明すると、２０はヒータ４、電極１７′，１
７″、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にマイクロコンピ
ユータ１８の出力回路１８ｄから信号が入力され
るとオンとなる一方、信号が入力されていないと
オフとなつてヒータ４への通電率を制御する。

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
離が増減変位し、電極静電容量が変化するから、
この変化量を発振状態の変化として置き変え、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、１
８ａと１８ｂはマイクロコンピユータ１８のメモ
リと制御回路、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
炊飯器本体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） 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
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
されると、マイクロコンピユータ１８はあらかじ
めメモリ１８ａにプログラムしてある一定時間Ｔ
の間に発振周波数ｆのパルス信号をカウントし、
あらかじめ実験により設定されたデータにより、
上述のカウント数から設置された内鍋３内の米の
量を自動的に判定する。

この様にして内鍋３が設置された状態で、ヒー
タ４へ通電する前に炊飯量の判定される。

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１１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１１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。このため温
度センサーがTeに達して炊飯を判定するまでは
火力コントロールできないし、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。
このため、従来のように特に少量炊飯において早
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
のときの加熱電力を強火すると、第１１図に示す
制御例〔〕（５カツプ）及び制御例〔〕（10カ
ツプ）のように、内鍋３の中の米飯が沸騰する点
の温度をT_Rとすると、いずれの場合もt₁を経過し
て温度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Tbに達した点でマイクロコ
ンピユータ１８がトライアツク２１をオフさせて
ヒータ４をオフし、炊飯からむらしに切り換わ
る。

ここで、本発明は、重量センサー１７の出力の
変化、即ち炊飯中における内鍋３からの水の蒸発
量の変化により、米飯の沸騰点Ta及びドライア
ツプ温度点Tbを検知している。炊飯中の蒸発量
変化により強火から中火に減ずる沸騰点及び炊飯
からむらしに切り換わるドライアツプ温度点を検
知するにはさまざまな方法が考えられるが、第１
２図を用いて一例を示す。

すなわち、内鍋３内の水の蒸発量の特性は第１
２図に示すように、内鍋３内の米飯が沸騰するＡ
点までは蒸発量は少なく、Ａ点を過ぎるとほぼ直
線的に増加し、内鍋３内の米飯中の水がほとんど
なくなるドライアツプ点のＢ点を過ぎると再び蒸
発量が減少する。

従つて、ある一定量（第１２図では例として10
ｇとしている）蒸発した点Ａを内鍋３内の米飯が
沸騰する点とみなし、それまでの強火から中火に
火力を減ずる点として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き、
又、内鍋３内の米飯に適当な含水率を持たせる程
度に水が蒸発している点を、Ａ点からある一定量
（第１２図では80ｇとしている）蒸発する点Ｂと
すれば、Ａ点と同様にマイクロコンピユータ１８
のメモリ１８ａにＢ点をほぼドライアツプ点とみ
なし、ここでトライアツク２１をオフさせてヒー
タ４の通電を止め、炊飯からむらしに切り換える
ように記憶させておくことにより上記制御が可能
である。

なお、ここでは、Ａ点、Ｂ点の検知にある一定
量の水の蒸発量を基準データ（ただしデータの値
についてはそれぞれの炊飯量によつて異なるヒー
タのコントロールにより、実験値として算出され
なければならない。）として用いたが、蒸発量の
傾きの変化（△Ｗ／△Ｔ）を使う等他の方法によつて も火力コントロールができることは言うまでもな
い。

以上のように本発明は、本体又は内鍋の重量を
検知し、これを電気信号に変換して炊飯量を判定
し、炊飯開始時からその炊飯量に見合つたヒータ
の電力量で火力コントロールするから、炊飯量の
多少や室温等に左右されず、炊飯性能を一段と向
上させることが可能となる。

また前記内鍋内の水の蒸発量を検知して米飯中
の水がなくなるドライアツプ点を検知し、炊飯か
らむらしに移行させるようにしたから、従来の温
度センサー等の部品を必要としなく、構成も簡素
化でき、安価に提供できる効果がある。

【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、第１
２図は炊飯時の水の蒸発量の特性図である。 図中、１……本体、２……外鍋、３……内鍋、
４……ヒータ、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、前記本体又は内鍋の重量を検知する重量検知
   手段と、該重量検知手段で検知した重量を電気信
   号に変換する変換手段と、該変換手段から入力さ
   れる電気信号に基づいて炊飯量を判定し、その炊
   飯量に応じてヒータの電力量を制御する制御手段
   と、炊飯開始後、前記内鍋内の水の蒸発量を検知
   して米飯中の水がなくなるドライアツプ点を検知
   し、炊飯からむらしに切り換える切換手段とを備
   えてなる炊飯器。