JPH0127727B2 - - 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、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違するから使
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の沸騰点を内鍋
内の水の蒸発量特性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に設けた温度センサ
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、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材
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。

２２は温度センサー６からの信号を入力とし、
後述するマイクロコンピユータ１８のメモリ１８
ａに記憶させた目標値と温度センサー１６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
化に置き換え、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、１８ｂと１８ｄはマイクロコンピユ
ータ１８の制御回路、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、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） 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か判定される。

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に達して炊飯量を判定するま
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にすると、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、温度センサー６がドライアツプ温
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えられる。

ここで、本発明においては、炊飯開始後の重量
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Taを検知する
にはさまざまな方法が考えられるが、第１２図を
用いて一例を示す。

内鍋３内の水の蒸発量の特性は第１２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
減ずる点として設定すれば、重量センサー１７で
Ａ点を検知し、ヒータ４の電力量を強火から中火
に切り換えることができる。

なお、ここではＡ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
検知して炊飯量を判定し、その炊飯量に見合つた
ヒータの電力量に炊飯開始時から制御するもので
あるから、炊飯性能を一段と向上させることが可
能となり、また炊飯開始時に前記内鍋内の水の蒸
発量特性を検知して米飯の沸騰点を検知し、ヒー
タの電力量を切り換えるようにしたから、電力の
無駄が少なく経済的でその上、別途そのための温
度センサー等を設ける必要もなく、構成の簡素化
がはかれ、安価に提供することができる。

【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、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、前記本対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、炊飯開始後に前記内鍋内の水の蒸発量を検知
   することにより米飯の沸騰点を検知して前記ヒー
   タの電力量を減少させるように切り換える切換え
   手段とを備えてなる炊飯器。