JP2009005939A - 炊飯器 - Google Patents

Abstract

【課題】美味しいご飯を炊くのに適した振動を内鍋に与え、炊飯性能を向上させた炊飯器を提供する。
【解決手段】調理物を収納する内鍋２と、内鍋２を収納する炊飯器本体と、当該炊飯器に振動を与えて内鍋２に収納された調理物を振動させる加振手段６と、加振手段６の加振動作を制御する制御手段４と、を備え、制御手段４は、内鍋２の振幅が０．１μｍ以上となるように加振手段６の加振動作を制御する。
【選択図】図１７

Description

本発明は、内鍋に収納された調理物に振動を与える加振手段を備えた炊飯器に関するものである。

従来、内鍋を振動させる電気炊飯器に関し、『米と水とを収容した内鍋を出し入れ自在に収納する炊飯器本体と、該炊飯器本体の上部を閉蓋する蓋体と、前記内鍋を加熱すべく前記炊飯器本体の内周面を構成する内ケースの外底面に配設された環状の電磁誘導コイルとを備えた電気炊飯器であって、前記炊飯器本体の底部を構成する底部材の内面中央部には、炊飯時における吸水工程において前記内鍋に振動を付与する超音波発振器を固定板を介して取り付けるとともに、該超音波発振器と前記内鍋底面との間には、前記超音波発振器により発生した振動を前記内鍋の底面に伝達する振動伝達器を前記電磁誘導コイル内および前記内ケース底部を貫通するように介設したことを特徴とする電気炊飯器。』というものが提案されている（特許文献１）。

特許第３３７６９２１号公報（請求項１）

炊飯器でおいしいご飯を炊くためには、米に十分に吸水させておいて炊くことが重要である。この点、上記特許文献１に記載の技術では、内鍋に振動を与えることにより、『炊飯時における吸水工程において振動を付与することとなっているので、吸水にかかる時間を短縮できるとともに、吸水率も増加し、より美味しくご飯が炊ける』という効果を有するが、具体的にどの程度の振動を与えればより美味しいご飯が炊けるかは、必ずしも明確ではない。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、美味しいご飯を炊くのに適した振動を内鍋に与え、炊飯性能を向上させた炊飯器を提供することを目的とする。

本発明に係る炊飯器は、調理物を収納する内鍋と、前記内鍋を収納する炊飯器本体と、当該炊飯器に振動を与えて前記内鍋に収納された調理物を振動させる加振手段と、前記加振手段の加振動作を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記内鍋の振幅が０．１μｍ以上となるように前記加振手段の加振動作を制御するものである。

本発明に係る炊飯器によれば、米に十分に吸水させるに適した振動を内鍋に与えることにより、炊飯性能を向上させ、美味しい調理を行うことができる。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る炊飯器１の側断面図である。
炊飯器１には、炊飯のため所定量の米と水を入れた内鍋２が納められている。内鍋２は炊飯器１本体と着脱自在に構成されている。また、内鍋２は、サポーター８に支持されて本体に収納されている。
炊飯器１の蓋を閉じて操作パネル３に搭載されている炊飯スイッチ（図示しない）を押すと、炊飯開始の情報が制御装置４に送られ、制御装置４に搭載されているマイコン（図示しない）に組み込まれた制御プログラムの指示にしたがって炊飯動作が進行する。

制御装置４は、加熱手段５（例えばＩＨ加熱コイル）を駆動して内鍋２を加熱制御し、また、加振装置６を駆動して、内鍋２を加振する。
ここでは、加振装置６はサポーター８に取り付けられており、サポーター８を加振することで内鍋２を振動させている。
なお、加熱制御や加振制御は、温度センサ７やマイコン内に組み込まれた時間測定手段（図示しない）を入力要素としてコントロールされる。時間測定手段は、マイコンの内部クロックや、外部から無線通信等により時刻を取得する手段などにより実現することができる。

なお、本実施の形態１では、加振装置６はサポーター８に設置しているが、これに限定するものではなく、内鍋２を加振できる場所であれば良い。
例えばサポーター８に穴を開けて内鍋２に直接接するようにしても良いし、また、別の部位に取り付けてもかまわない。

また、炊飯器１は、足部９と足部９の先端に取り付けられた足部弾性体１０で支えられている。足部弾性体１０により、炊飯器が振動した場合、滑らかに炊飯器本体が振動し、かつ床面への振動の伝達を抑制することができる。

図２は、足部弾性体１０の別の構成例を示すものである。
図２（ａ）は、炊飯器１を裏面から見た図であり、ここでは４個の足部９ａ〜９ｄと、それぞれの足部に備えられた足部弾性体１０ａ〜１０ｄで、炊飯器１を支えている例を示している。
図２（ｂ）は、足部９ｃのみ拡大した図である。足部弾性体１０ａ〜１０ｄは、それぞれの足部９ａ〜９ｄの中央に配置してもよいが、図２（ｂ）のように、中心よりも外側寄りに配置すると、炊飯器１の底面が熱変形して反った場合も確実に床面に接するので、より確実に安定した振動を生み出すことができなお良い。

次に、本実施の形態１に係る炊飯器１の炊飯動作について説明する。
操作パネル３に搭載されている炊飯スイッチが押されると、炊飯動作が開始する。炊飯動作は、（１）予熱工程、（２）沸騰工程、（３）蒸らし工程、を経て終了する。

なお、炊飯器１に内鍋がセットされているか否かを検出する内鍋検知手段が備えられている場合は、炊飯スイッチが押された直後に、内鍋検知手段が内鍋のセットを判断し、異常がある場合は炊飯動作を停止して報知を行う。また、炊飯のための火力入力の前に、初期水温を検知する炊飯器の場合は、温度センサ７により初期水温を取得する。
これらの処理は、全て制御装置４に搭載されているマイコンに組み込まれた制御プログラムで実現される。

（１）予熱工程
予熱工程は約１５分から２０分程度の時間を要し、水温を約５０℃から約６０℃程度まで上げて、その後温度一定制御させる工程である。本工程では、米に水を吸わせることと、糖化酵素の働きで糖度を増加させる作用がある。
（２）沸騰工程
沸騰工程では、火力を上げて水を沸騰状態にさせ、鍋内の水がなくなるまで沸騰を継続させる。本工程では、米のでんぷんをアルファ化させる作用がある。
鍋内の水がなくなるとそれまで水の蒸発潜熱で消費されていた熱が鍋温度を上昇させることに使われるようになり、急激に鍋温度が上昇する。これをドライアップと呼び、鍋底の温度センサ７でこの温度上昇をとらえて沸騰工程を終了とし、以降蒸らし工程に入る。
（３）蒸らし工程
１０分から１５分程度蒸らした後、炊飯を終了する。

なお、上記の各工程では、最適な火加減を実現するよう、制御装置４に搭載されているマイコンに組み込まれた制御プログラムで火力制御されている。

沸騰工程ででんぷんをアルファ化させおいしいご飯とするためには、米の芯まで十分に水が含水していることが重要である。
ただし、炊飯動作が沸騰工程に入ってしまうと、米表面が糊化するため米内への吸水は難しくなる。そのため、予熱工程で米の芯まで十分に吸水させることが重要である。
つまり、予熱工程の吸水具合によりおいしさが異なってくることとなる。

また、予熱工程の鍋内の温度ムラも、おいしさに関与する要素である。
予熱工程中の糖化酵素の働きにより、米のおいしさの一要素である糖が生成されるが、この糖化酵素が最もよく働く温度帯域は４０℃から６０℃、特に活性化する温度は５５℃から６０℃とされており、また、６０℃を超えると酵素が失活するとされている。
温度ムラが大きいと、鍋内の場所によって、この温度帯域にとどまる時間が異なり、その結果場所により甘さが異なったり、場合によっては一部６０℃を超えてしまう場所も生じ、場所により糖度が低い部分が生じ、全体としても糖度が少ないご飯となってしまう場合があった。
つまり、温度ムラを極力抑えることでどの部分でも糖化酵素が十分に働き、全体としてもおいしいご飯が炊けることがわかる。

以上より、予熱工程での吸水強化と温度ムラの抑制がおいしいご飯を炊くために重要な要素となっていることがわかる。予熱工程で米に振動を与えることで、これらの改善効果が得られる。
米に振動を与えるためには、炊飯器に振動を与えて内鍋を振動させるとよい。以下、振動を与える構成について説明する。

炊飯器１を加振する手段としては、低周波では、携帯電話やゲーム機コントローラなどに用いられている偏芯モータが、超音波では超音波振動子を用いる方法が公知である。
超音波振動子を用いる場合は、素子のコストや駆動するための電源部にコストがかかるという課題がある。一方、低周波の場合は、超音波に比べ加振のためのモータや電源部を低コストで実現でき、また小さな電力で大きな振幅が得られる利点がある。

ところが、偏芯モータを用いた低周波振動装置の場合、モータの寿命が短いことが課題となる。一般に、偏芯モータの寿命は数百時間とされており、炊飯器の寿命を１０年間として設計した場合、寿命が持たないと考えられる。
同じ性能が得られるのであれば、より低コストで製造できる製品のほうが消費者にも安価で提供でき、特に炊飯器のような製品では重要であり、低周波による加振装置の課題を克服して、こちらを搭載するほうが望ましい。

図３は、本実施の形態１に係る炊飯器１の加振装置６の構成例を示すものである。
図３（Ａ）は加振装置６の全景を示しており、図３（Ｂ）は、加振装置６のケース１２と蓋１３を分解したもの、図３（Ｃ）は加振装置６の内容物を示している。

加振装置６内は、電磁石１４と、２つの円すいばね１５ａ、１５ｂ、２つの円すいばねの間に挟みこまれる磁石が付く金属性（例えば鉄）の連結用部材１６で構成される。連結用部材１６の先端には永久磁石１７が取り付けられている。
これらを組み合わせた全長はケース１２の内寸よりも大きく、ばねを圧縮して組み入れ、蓋をすることで、ケース内部でばね圧により固定されることとなる。
なお、連結用部材１６の長さは、ばねが圧縮されてもケース１２や電磁石１４に接触しない長さに設計されている。

ケース１２と蓋１３は、超音波溶接で溶接される。なお、蓋１３とケース１２にねじ溝を切って、ねじ式ではめてもかまわないし、他の方法で固定しても良い。
連結用部材１６と永久磁石１７は、永久磁石１７の磁力のみで固定されている。なお、接着剤や両面テープを介しても良い。

また、ばね１５ａ、１５ｂはＳＵＳ３０４ステンレスやりん青銅などの非磁性の材質で構成され、その結果、ばね内部に存在する永久磁石１７や連結用部材１６がばね１５ａ、１５ｂに強くくっついてしまい振動を妨げることを防止できる。
なお、円筒ばねを用いた場合は、連結用部材１６を先端に向かうにつれ細くする等で対応すればよい。この場合は、より安価なばねで実現できるが、逆に連結用部材１６の加工が複雑になり、トータルコストは上昇する可能性もあるので、よく見積もる必要がある。

電磁石１４は、商用交流電源に接続され、交流周波数に応じて電流の向きが変化し、電磁石の片方の面に注目すると、その磁極が交流周波数で変化する。
電磁石１４の対面には永久磁石１７が連結用部材１６の先端に固定されており、電磁石１４の極性変化に応じて、吸引と反発を繰り返すこととなる。その結果、ばね１５ａ、１５ｂの圧縮伸張が生じ、連結用部材１６が滑らかに振動することとなる。

連結用部材１６は、２つのばねではさまれる形で振動するので、非常に滑らかに振動でき、その結果、振動音の少ない静かな振動を実現できるメリットがある。
さらに、ばね１５ａ、１５ｂは円錐形状をしているので、連結用部材１６がばね１５ａ、１５ｂ自体と接触することを避けることができ、その結果、振動音の少ない静かな振動を実現できるメリットがある。

さらに、連結用部材１６は鉄製であり、比重が大きく体積の割りに重量があるので、その振動は振動装置６全体を振動させることとなる。
また、電磁石１４は永久磁石１７や連結用部材１６よりも上部に位置するように構成されているので、万一ばねが劣化した場合でも、電磁石１４と永久磁石１７の接触を避けることができ、安定した効果を発揮できる。

加振装置６には、電磁石１４に通電するための電線を通す穴１８が開いている。
穴１８は制御装置４のある方向に位置しており、最短距離で制御装置４と接続できるようになっている。また、制御装置４を冷却する冷却風が制御装置４の方向から流れてくるので、その風が穴１８から加振装置６の内部に入りやすいようになっており、加振装置６内の電磁石１４を冷却する効果を得る。
加振装置６は、その他はほとんど密閉されており、振動により生じる音の漏れを抑制し、使用者に不快感を与えない構造とすることが出来るメリットもある。

図４は、連結用部材１６の別の構成例を示すものである。
図４に示すように、連結用部材１６の先端を凹状に削り、その中に永久磁石１７を入れる構成にすると、永久磁石１７の横ズレが防止できるので、接着剤無しで磁力のみで安定してつけることができ、あるいは接着力の弱い安価な接着剤や両面テープなどで簡単に固定するのみでよく、簡単な構成で磁石を固定できるメリットがある。

図５は、加振装置６の別の構成例としての加振装置６’の構成を示すものである。
加振装置６’は、ケース１２’と蓋１３’、そして内部部品で構成される。内部部品は図３の場合と同様なので説明を省略する。
ケース１２’と蓋１３’はねじを通すための穴１９を備え、炊飯器にねじ止め固定される。これらの構成について、次の図５で説明する。

図６は、図５に示した加振装置６’の側断面図を示すものである。
図６に示すように、ケース１２’と蓋１３’は、ねじを通すための穴１９で、炊飯器に設置する際に友締めされるよう構成されている。この構成により、組立作業が容易になり、作業時間も短縮され、結果として組立工賃を抑制でき、安価な炊飯器を提供できるメリットがある。
なお、図示していないが、片側に凸形状のピンを立て、受け側にそのピンが入る穴を構成しておけば、さらに位置決めが容易になり、作業性が向上する。

なお、図６に示すように、加振装置６’は炊飯器のサポーター８に垂直に設置されており、加振装置６の内部のばねと連結用部材による縦方向の振動を、効果的に内釜に立て振動として与えることができ、対流を促進し内釜内の温度分布を改善することで加熱ムラが抑制され、低コストでおいしいご飯を提供できる炊飯器を得ることができる。

なお、加振装置６についても同様のことが言える。本実施の形態１および以後の実施の形態において、加振装置６と６’は、いずれの構成を用いてもよい。

図７は、加振装置６’の別の取り付け例を示すものである。
同図に示すように、サポーター８に斜めに取り付ける形態でも良い。この場合は、効果的に内釜に立て振動を与えることができ、対流を促進し内釜内の温度分布を改善することで加熱ムラが抑制され、さらに内釜の円周方向にも水の回転移動を生じさせることができるのでさらに内釜内の温度分布を改善することで加熱ムラが抑制され、低コストでおいしいご飯を提供できる炊飯器を得ることができる。

なお、本実施の形態１では、加振装置６（または加振装置６’）をサポーター８に設置する例で説明しているが、これは炊飯器１内部の部品の何れに設置しても同様の効果が得られるので、これに限定するものではない。加振装置６（または加振装置６’）は、既存の炊飯器１内部の隙間空間を有効に活用できる任意の部分に設置可能である。

図８は、加振装置６の取付に際し、緩衝材２０を介在させた例を示すものである。
同図に示すように、加振装置６を炊飯器本体の内側の部品に取り付ける際に、炊飯器本体と加振手段６の間に緩衝材２０を介在させることも有効である。加振装置６ではばねによる振動のほかに高調波成分が生じる場合があり、耳につく音となってしまう場合があるが、緩衝材２０を介在させることによりこの高調波成分を除去することが出来、音の静かな振動装置６を得ることが出来ることとなる。

図９は、加振装置６を設置する位置を、炊飯器上から見たイメージ図を用いて説明するものである。
炊飯器は、一般に、上から見たときには、卵形状をしたものか、正方形に近い形状のものがほとんどである。
図９（Ａ）は、卵形状をした炊飯器を上から見た図で、大きな部材としては内鍋２と制御装置４、蓋開閉のためのばね部材２１があり、四隅のコーナー部に縦方向に伸びた空間２２ａ、ｂ、ｃ、ｄが存在する。
図９（Ｂ）は、正方形タイプの炊飯器で、この場合は制御装置４は蓋に設置されるので、この図内には存在しないが、内鍋２と蓋開閉のためのばね部材２１があり、やはり四隅のコーナー部に空間２２ａ、ｂ、ｃ、ｄが存在する。
加振装置６は、上述のコーナー部のいずれかに設置する。
図９（Ｃ）は、四隅以外に設置しようとした場合で、この時は、空間２２を設けて加振装置６を設置するスペースを確保するため、炊飯器本体の一部を膨らませる等の処置が必要となり、コストもかかるし見栄えも悪くなり、好ましくない。

図１０は、電磁石１４への通電について説明するものである。
先に述べたが、電磁石１４は商用交流電源に接続され、交流周波数に応じて電流の向きが変化し、電磁石の片方の面に注目すると、その磁極が交流周波数で変化する。電磁石１４の対面には永久磁石１７が連結用部材１６の先端に固定されており、電磁石１４の極性変化に応じて、吸引と反発を繰り返すこととなる。
その結果、ばね１５ａ、１５ｂの圧縮伸張が生じ、連結用部材１６が滑らかに振動することとなる。
図１０は、負荷である電磁石に交流電流が印加されている場合で、グラフは交流電流を示している。これにより、電磁石の極性もプラスとマイナスに変化する。
このように、交流電流である商用電源を用いれば、簡単に加振装置６を振動できる。

図１１は、電磁石１４への別の通電例を示すものである。
同図に示すように、電磁石１４へ半波電流を印加しても良い。図１１の回路図は、交流を半波電流に変換する回路の一例で、ダイオード２３により、一方の電流は遮断され、結果としてグラフのような半波交流電流を得ることができる。
なお、半波整流の手法は図１１に示すものに限られるものではなく、適宜最適な手段で半波整流を行えばよい。
半波交流電流を用いた加振動作について、次の図１２で説明する。

図１２は、半波の場合の動作を説明するための図である。グラフ（ａ）は半波電圧を、グラフ（ｂ）は電磁石１４の鉄芯２４と、永久磁石１７との間に生じる磁力を表しており、グラフのプラス側を吸引力として表現している。
ここでは、プラスの電流が流れると電磁石１４の永久磁石と向き合う面がＮ極に、また、永久磁石の電磁石側の磁極をＳ極とした例で説明する。他の場合でも同様に説明できることはいうまでも無い。

半波電流が電磁石１４に流れている間は、電磁石１４の永久磁石１７側の極性がＮ極になり、永久磁石１７の上表面のＳ極と引き合い、吸引力が生じる。電磁石１４への通電が途切れている間は、鉄芯２４と永久磁石１７の間の弱い吸引力が生じている。
結果として、強い吸引力と弱い吸引力を繰り返すこととなり、加振装置６が振動することとなる。
なお、半波の場合は、電流の休止期間が生じることにより、電磁石１４の発熱を抑制できるので、長時間の加振を行っても過熱の問題がないという利点がある。

また、図１２（ｃ）に示しているように、鉄芯２４の一方の径を大きくし、永久磁石１７と反対側に設置することで、鉄芯２４と永久磁石１７が吸引される時に、鉄芯２４が抜けてしまい動作が行われなくなってしまうことを簡単に防止できる。
図１２（ｃ）に示すように、鉄芯２４の大きい径を電磁石１４のボビン内に埋め込む形とすれば、さらに平面が確保でき、ケース１２に安定して納まるので、さらに良い。
なお、鉄芯２４の大きい径側はケース１２（あるいは蓋１３’）で押さえられるので、反対側に抜けてしまうことはない。

ここでは、半波の場合の例を用いて説明しているが、全波の場合でも同様の効果があることは言うまでも無い。なお、この例では、永久磁石１７は常に電磁石１４の鉄芯２４に引かれる形となるので、ばね１５ａを強めに設計することで、永久磁石１７と電磁石１４の接触を確実に抑制することができる。

図１３は、電磁石と永久磁石の吸引関係が図１２の場合と逆の場合を説明した例である。グラフ（ａ）は半波電圧を、グラフ（ｂ）は電磁石１４の鉄芯２４と、永久磁石１７との間に生じる磁力を表しており、グラフのプラス側を吸引力として表現している。
半波電流が電磁石１４に流れている間は、電磁石１４の永久磁石１７側の極性がＳ極になり、永久磁石１７の上表面のＳ極と反発し合い、反発力が生じる。電磁石１４への通電が途切れている間は、鉄芯２４と永久磁石１７の間の弱い吸引力が生じている。
結果として、強い反発力と弱い吸引力を繰り返すこととなり、加振装置６が振動することとなる。
また、この場合は鉄芯２４と永久磁石１７の間に強い吸引力が生じないので、永久磁石１７と電磁石１４の接触の心配が無く、永久磁石１７と電磁石１４の接触を確実に抑制することができる。

図１４は、加振装置６のケースに制振材２７を貼った例を示すものである。制振材２７は、加振装置６で生じる余分な高調波成分を遮断する働きをする。結果、耳に付く高周波成分をカットすることができ、静かで低コストで目視や体感による確認ができるわかりやすい商品訴求ができ、おいしいご飯を提供できる炊飯器を得ることができる。

図１５は、加振装置６と対面する炊飯器１本体に制振材２８を貼った例を示すものである。加振装置６の対面に制振材２８を貼ることで、加振装置６で生じる余分な高調波成分を遮断する働きをする。結果、耳に付く高周波成分をカットすることができ、静かで低コストで目視や体感による確認ができるわかりやすい商品訴求ができ、おいしいご飯を提供できる炊飯器を得ることができる。

以上、本実施の形態１に係る加振装置６により振動を与える構成について説明した。これらの構成により、低周波による加振装置の上記課題を克服することができる。
以下では、振動の強さや振動発生のタイミング、それらの効果について説明する。

図１６は、米の含水率と経過時間との関係を計測したグラフを示すものである。
図１６の黒点のグラフは、加振装置６により振幅１μｍで加振した場合、白点のグラフは、加振を行わず自然吸水させた場合を示している。
なお、吸水率の数値は、５分毎に米をサンプル抽出して吸水率を計測したものであり、自然吸水させた場合の２０分経過時の値を１００として正規化している。計測は、予熱工程の２０分間で行った。

計測開始時点における吸水率は４８であり、自然吸水させた場合の２０分経過時の吸水率は、上述の通り１００となっている。一方、加振装置６により加振した場合は、２０分後の吸水率は１０３となっている。
このように、予熱工程における加振を行うことにより、吸水率の向上効果が得られることが分かる。次に、振動の振幅について、より詳細に検討する。

図１７は、加振装置６で与えられる炊飯器の振幅とその効果を表した図である。ここでは効果指標として、図１６と同様に予熱工程の含水率を用いることとし、同図に表した。
図１７（ａ）に示すように、予熱工程の含水率は、振動を与えることで上昇する。振動を与えない場合の含水率を１００で正規化した場合、振幅０．５μｍで１０１．８、１μｍでは１０３．０、１．５μｍで１０４．０の含水率となる。
このように、振幅が増加するに従い、米の含水率も増加する。

図１７（ｂ）は、図１７（ａ）の振幅０〜０．５μｍの部分を拡大したものである。振幅が０．１μｍで、含水率が１００．６となっている。
したがって、同図のグラフより、少なくとも０．１μｍ以上の振幅を与えることで、含水率の増加効果が得られることがわかる。

以上を勘案すると、加振装置６やその制御の設計に際しては、少なくとも０．１μｍ以上の振幅を与えるように設計することが重要であることがわかる。

また、振動を与えて含水率を増加させる工程は、予熱工程が適している。その理由は、予熱工程の含水率が増加すると、同じ時間の予熱工程において、よりお米の中に十分な水が入り込み、沸騰工程時のアルファ化がより十分に行われ、おいしいご飯を提供できることによる。
さらには、予熱工程の時間を短くして、炊飯時の消費エネルギーを減少させた状態で炊飯を行ったとしても、振動を与えて含水率を増加させることにより、これまでと同等のおいしさのご飯を提供できるメリットが得られる。

なお、炊飯器に与える振動の振幅を少なくとも０．１μｍ以上とするためには、以下の（構成１）（構成２）のような構成を必要とする。

（構成１）加振装置６自体が、少なくとも０．１μｍ以上の振幅で振動可能なサイズ・弾性力等を備えた部材等をもって構成され、炊飯器１に少なくとも０．１μｍ以上の振幅で振動を与えられるような構成となっている必要がある。

（構成２）制御装置４が加振装置６の振動を制御するに際し、例えば振動周波数を高くし過ぎると、その分振幅が小さくなってしまうため、炊飯器１に少なくとも０．１μｍ以上の振幅で振動を与えられるように振動動作を制御する必要がある。
周波数以外にも、例えば電磁石への通電量が少ないと、電磁石１４の吸引力が低下し、振幅が小さくなってしまうため、同様に適切な通電量の制御が必要である。

次に、加熱ムラと調理性能の関係について説明する。
加振装置６で与えられる振動は、特に予熱工程で与えることが有効である。これは、５０℃から６０℃の温度帯に内釜全体を置くことで、糖化酵素の働きにより、内釜全体の糖度が向上し、よりおいしいご飯が炊けることになることによる。
ただし、内釜がこの温度帯にあるときに温度ムラが生じていると、糖化酵素の働きにも同様にムラが生じ、ご飯の糖度の偏り等により美味しさに影響を及ぼしてしまう。
したがって、少なくとも水温が５０℃から６０℃になるまでの期間において温度ムラを減少させることが、美味しいご飯を炊く上で重要となる。

次に、予熱工程と沸騰工程における水の対流について説明する。
沸騰工程に入ると火力も強まることから、水の対流が活発になり、温度ムラは自然に改善されるのだが、その前の予熱工程では水温を６０℃一定に維持しようとする制御を行うため、水の対流は活発とはならず、温度ムラが自然に改善されることはない。
したがって、本実施の形態１においては、予熱工程において温度が５０℃〜６０℃の状態にある時に、加振装置６により振動を与えることで、内釜内部の水を攪拌して、温度の均一化を実現することを図っている。

水温５０℃から６０℃の温度検知は、鍋底の温度センサ７を用い実現できる。
制御装置４は、温度センサ７の検出値を受け取り、水温が５０℃〜６０℃である期間において、加振装置６を動作させて振動を発生させ、内釜内部の水を攪拌して、温度の均一化を図る。

また、別の考え方として、６０℃を超えた温度帯でも、効果は小さいがより温度ムラを抑えるために振動を行ってももちろんかまわない。
特に、沸騰工程の初期の６０℃から１００℃に到達するまでの期間は、温度ムラが存在し、この温度ムラは糖度形成には影響は少ないがかたさや粘りといった要素のムラにはつながってくるので、均一炊飯を実現する観点からも温度むらは少ない方が望ましい。よって、この間も振動を与えることも有効である。
ただし、沸騰工程中で水が全て蒸発して無くなってしまった状態では、水の温度ムラも存在しなくなるので、振動を与える必要はない。よって、水がなくなった時点で振動を停止し、省エネに配慮する。

水がなくなったかどうかについては、釜底の温度センサ７で検知する、ドライアップ状態で判断することができる。ドライアップ状態については先に述べたとおりである。
また、６０℃から水がなくなるまでの間のタイミングで振動を終了させても良い。
例えば、沸騰工程立ち上げが終了した、沸騰状態近傍である、ほぼ水温が８０℃から１００℃になった時点で終了してもかまわない。
８０℃から１００℃の時点では、水は沸騰状態近傍にあり、以降沸騰が盛んで対流が十分に起こり、自然に温度ムラが改善されることから、この時点で振動を加える効果は小さい。したがって、このタイミングで停止し、省エネに配慮する。

図１８は、加振装置６の振動の通電率とその効果を表した図である。
炊飯器１に振動を与える際、加振装置６をずっと継続的に振動させてももちろん良いが、その場合、電磁石１４の発熱が生じるので注意を要する。そこで、加振装置６を間欠的に動作させることを考える。

図１８において、加振装置６の駆動電流を連続で与えた場合を通電率１００％として、これに対し、例えば、（１）１．５秒間通電／０．５秒間非通電（７５％駆動）、（２）１秒間通電／１秒間非通電（５０％駆動）、（３）０．５秒間通電／１．５秒間非通電（２５％駆動）、（４）通電無しで振動無し（０％：自然吸水）とした各場合の、予熱工程含水率を測定し、同図に示した。なお、振幅は１．５μｍとした。

結果、通電率の上昇にほぼ比例して、含水率向上の効果があることがわかった。
加振装置６への通電率を間欠的にすることで、電磁石１４の温度上昇を抑制しつつ、含水率増加の効果も得られることがわかる。その結果、電磁石１４の寿命を延ばすことができること、電磁石１４の巻線の耐熱グレードを下げることができ、コストが下がり、ユーザーへの供給価格も下げることができるといったメリットが得られる。
なお、通電率の制御は、例えば制御装置４に搭載されているマイコンに組み込まれた制御プログラムで実現できる。

図１９は、炊飯量や炊飯メニュー、水温等に応じて加振の強さをコントロールする仕組みの一例を示すものである。
図１９において、４１は抵抗、４２はリレー素子である。交流電源に接続された電磁石１４は、回路途中に抵抗４１とリレー４２を介している。

電磁石１４に生じる磁力強さは電磁石１４に流れる電流でコントロールできる。
電磁石１４に流れる電流を増大させれば、電磁石１４の磁力が強まり、永久磁石１７との吸引あるいは反発力が大きくなり、加振装置６の振幅が増大し、結果、炊飯器の振幅も増大する。
逆に、電磁石１４に流れる電流を抑制すると、電磁石１４の磁力が弱まり、永久磁石１７との吸引あるいは反発力が小さくなり、加振装置６の振幅が小さくなり、結果、炊飯器の振幅も小さくなる。
電磁石１４へ流れる電流は、その前段に入っている抵抗４１の値で変えることができる。抵抗値が大きければ、電流は小さく、抵抗値が小さければ電流は大きくなる。

図１９の構成では、リレー４２により、回路を選択させることで、抵抗値を変更して電磁石への電流をコントロールすることができる。リレー４２の開閉は、制御装置４に搭載されているマイコンに組み込まれた制御プログラムで実現する。
図１９で（ａ）が選択された場合は、抵抗４１の抵抗値が小さいため、電磁石１４に大きな電流が流れ、加振装置６は最も強く振動する。リレー４２の接点が（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）（ｆ）となるに従い、抵抗値が大きくなって電磁石１４に流れる電流も小さくなり、結果振動も弱くなる。
なお、リレー４２の（ａ）から（ｆ）までの全ての接触が切れている場合は、電磁石１４への電流が流れないので、振動無しの状態も作ることができる。
このように振動強さを選択できることで、以降説明する、炊飯量や炊飯メニュー、水温に応じた振動の制御が実現できる。また、夜間などは、静音モードを設定することも可能であり、使用者の使い勝手が向上する。

図２０は、炊飯量に応じて加振強さを変えるパターンの一例である。炊飯量の検出手法は後述する。
炊飯量を判断したら、少量では振動を弱く、中量では中位に、多量では強く与える。これは、多量の場合、水の量も多いため、より温度ムラが起こりやすくなるからで、そのため強い振動を与える必要がある。少量の場合は、多量に比べて温度ムラは生じにくいので、消費エネルギーの小さい弱振動でよい。

なお、振動の強弱は、振動時間、振動強さ、通電率でそれぞれ独立して与えることができ、また、これらのうちのいくつかを組み合わせて実現しても良い。

図２０（Ａ）は、振動時間と振動強さを組み合わせた例で、炊飯量が少量の場合には、振動時間を短くし、かつ振動強さも弱い振動を選択している。多量の場合は、振動時間が長く、振動強さも強い振動を選択している。
図２０（Ｂ）は、振動強さの制御を振動の通電率のみで実現している例で、炊飯量が少量の場合には、通電率を５０％と低めに設定している。多量の場合は、通電率を１００％と高く設定している。

このように振動強さを炊飯量に応じて使い分けることで、多量の場合でも温度ムラの少ないおいしい炊飯が実行でき、また、少量の場合はエネルギー消費を抑えた振動で、エコロジーでおいしい炊飯を実行できる。
なお、図１９で示した炊飯量と振動強さは一例であって、炊飯量をもっと細かく設定して振動強さを細かくコントロールすれば、さらに吸水に優れた、エコロジーでおいしい炊飯を実行できる。

炊飯量の検知方法は、例えば、温度センサ７の検出値を取得し、予熱工程初期の温度上昇具合から判断する手法を用いることができる。この場合、温度上昇が大きいものは少量、小さいものは多量、その中間が中量というように判断する。
あるいは、ユーザに操作パネル３で炊飯量をボタン入力してもらう方法でも良いし、炊飯器の足につけた重量センサで重量を測定して判断する方法でもよい。

本実施の形態１における「量検知手段」は、上述の炊飯量を検知する手段がこれに相当する。いずれの手法で「量検知手段」を実現する場合であっても、制御装置４は、その検出値に応じて上述の振動強さの制御を実施する。

図２１は、炊飯メニューに応じて加振強さを変えるパターンの一例である。設定されている炊飯メニューは、使用者が操作パネル３で選択した炊飯メニューの設定値を制御装置４が受け取ることにより判断する。
例えば玄米は白米に比べ、外皮の影響から米への吸水に時間がかかるため、炊飯メニューで玄米が選択された場合は、振動を強くすることで吸水を促進させ含水率を向上させるよう機能させる。
また、炊飯メニューでおかゆが選択された場合は、おかゆは多量の水で一気に煮る炊飯となることから、加振を与えることにあまり意味はなくなるので、振動無しとする。

なお、振動の強弱は、振動時間、振動強さ、通電率でそれぞれ独立して与えることができ、また、これらのうちのいくつかを組み合わせて実現しても良い。

図２１（Ａ）は、振動時間と振動強さを組み合わせた例で、炊飯メニューが白米の場合には、振動時間を中時間とし、かつ振動強さも中の振動を選択している。玄米の場合は、振動時間が長く、振動強さも強い振動を選択している。おかゆの場合は、振動無しを選択しているので、振動時間も振動強さも無しとした。
図２１（Ｂ）は、振動強さの制御を振動の通電率のみで実現している例で、白米の場合は通電率７５％、玄米の場合は通電率１００％と高く、おかゆの場合は０％と設定している。

このように振動強さを炊飯メニューに応じて使い分けることで、玄米の場合でも吸水に優れたおいしい炊飯が実行でき、また、おかゆの場合はエネルギー消費を抑えた、エコロジーでおいしい炊飯を実行できる。
なお、図２１で示した炊飯メニューと振動強さは一例であって、他の炊飯メニューでも同様に効果具合と消費エネルギーを勘案して振動強さを選択することで、吸水に優れた、エコロジーでおいしい炊飯を実行できる。

本実施の形態１における「操作部」は、操作パネル３がこれに相当する。制御装置４は、操作パネル３に入力された設定値に応じて上述の振動強さの制御を実施する。

図２２は、水温に応じて加振強さを変えるパターンの一例である。水温の検知方法は後述する。
水温を判断したら、低温では振動を強く、中量では中位に、多量では弱く与える。これは、低温の場合、部分的に温度が上昇することで温度ムラが大きくなるため、強い振動を与える必要がある。高温の場合は、低温に比べて温度ムラは生じにくいので、消費エネルギーの小さい弱振動でよい。

なお、振動の強弱は、振動時間、振動強さ、通電率でそれぞれ独立して与えることができ、また、これらのうちのいくつかを組み合わせて実現しても良い。

図２２（Ａ）は、振動時間と振動強さを組み合わせた例で、水温が低温の場合には、振動時間を長くし、かつ振動強さも強い振動を選択している。高温の場合は、振動時間が短く、振動強さも弱い振動を選択している。
図２２（Ｂ）は、振動強さの制御を振動の通電率のみで実現している例で、炊飯量が低温の場合には、通電率を１００％と高く設定している。高温の場合は、通電率を５０％と低く設定している。

このように振動強さを水温に応じて使い分けることで、低温の場合でも温度ムラの少ないおいしい炊飯が実行でき、また、高温の場合はエネルギー消費を抑えた振動で、エコロジーでおいしい炊飯を実行できる。
なお、本実施例の水温と振動強さは一例であって、水温をもっと細かく設定して振動強さを細かくコントロールすれば、さらに吸水に優れた、エコロジーでおいしい炊飯を実行できる。

水温の検知方法は、予熱工程初期の釜底の温度センサ７の値から判断できる。例えば、１５℃以下を低温、１５℃から２５℃を中温、２５℃以上を高温というように判断する。

本実施の形態１における「温度検出手段」は、温度センサ７がこれに相当する。制御装置４は、温度センサ７の検出値に応じて上述の振動強さの制御を実施する。

なお、初期水温検知を温度センサ７で行う際、その間の振動を停止させることや、温度検知後から振動を開始する手段を講ずることにより、温度検知の精度が向上し、正確に温度を計測することができる。

また、内鍋検知手段を備える炊飯器の場合は、内鍋存在の検査を行っている際に振動を停止する、あるいはこの動作が終了してから振動を開始させる手段を講ずることにより、これらの検知精度が向上する。
なお、内鍋の存在の検知は、例えば炊飯初期にＩＨコイルに極短時間電流を流してその電流値を読み取り、異常値であれば内鍋が無いと判断することにより行う。内鍋が存在しないと判断した場合は、警告音を発して加熱を停止するようにしてもよい。

上述のような振動を停止させる制御は、例えば制御装置４に搭載されているマイコンに組み込まれた制御プログラムで実現できる。

以上のように、本実施の形態１によれば、予熱工程において炊飯器１に振幅が０．１μｍ以上の振動を与えるので、予熱工程における米の吸水促進と温度ムラの抑制が可能となり、糖化酵素の働きを促進して、美味しい炊飯調理を行うことができる。

また、炊飯量、炊飯メニュー、水温などに応じて振動の強さを適切に設定することにより、美味しい炊飯調理と省エネを両立させることができる。

また、温度センサ７や内鍋検出手段が検出動作を行っている際には振動を停止させることとしたので、これらの検出動作の精度を向上させることができる。

実施の形態２．
実施の形態１では、振動について、主に予熱工程での振動と、一部沸騰工程での振動について説明した。本発明の実施の形態２では、保温工程における振動について説明する。

保温は、内鍋内のご飯の温度を例えば約７３℃にコントロールして、長時間おいしいご飯を提供できるようにする機能であるが、飯温度がこれよりも低いと雑菌が繁殖しやすくなり衛生上好ましくなくなる。
また、高温であると、ご飯のにおいや乾燥によるぱさつき、変色などが生じて、おいしくなくなるといった現象が起こる。

また、蓋の温度と内鍋の温度のバランスが崩れると、内蓋に多量の露が付いてしまうといった課題もある。特に保温中にご飯を食する場合、外気により蓋温度が低下するので、その場合に露がつきやすくなってしまう。そして再び蓋を開けたときに、多量の露がご飯内の特定部分に落下して、その部分のみべちゃべちゃになってしまうといった課題もある。

保温中に炊飯器に振動を与えることで、蓋部分も同時に振動し、蓋への露付を抑制することができ、また、一端付いてしまった露も、振動により満遍なく下に落としたり横に移動させたりすることで、蓋の露を減少させることができる。
その結果、再び蓋を開けたときの、特定部位のみへの露の落下を抑制でき、おいしいご飯を提供できるメリットがある。

保温時の振動は、露の生じるスピードが遅いことから、常時与えても良いのだが、省エネの観点から断続的でかまわない。例えば１０秒させた後に５０秒振動を停止させたり、１０分間これを行った後の１０分間は振動しない、などとして断続的に加振を行うようにしてもよい。
また、蓋をあけた後は露が生じやすいので振動時間を増やすなどの制御も有効である。

なお、保温時に加振装置６を動作させて振動を与える制御は、例えば制御装置４に搭載されているマイコンに組み込まれた制御プログラムで実現できる。

以上のように、本実施の形態２によれば、保温動作を行っている際に断続的な加振を行うこととしたので、蓋への露の付着を抑制することができ、かつ省エネに配慮することができる。

実施の形態３．
実施の形態１〜２で説明したように、炊飯器に振動を与えることによりさまざまな効果が得られるが、振動を与える時、同時に振動音も生じてしまう課題がある。この振動音は、特に振動音に慣れるまでは、従来の炊飯器で聞いてきた音とは異なることから、故障したのではないかと判断されてしまう可能性もある。

そこで、本発明の実施の形態３に係る炊飯器では、その対策のために、報知手段を備えることとする。具体的には、以下の（１）〜（３）のような手法が考えられる。

（１）液晶表示パネル内に、振動中の文字を点滅させたり点灯させたりする。
（２）液晶表示部や操作パネル近傍、あるいはその他任意の見やすい位置に、ＬＥＤなどの発光体を配置し、振動にあわせて点灯や点滅をさせたり、振動中は休止期間も含めて点灯させる。
（３）振動開始の合図として報知音を鳴らす、もしくは音声で振動開始や振動中であることを報知する。

これら（１）〜（３）を単独で用いても良いし、複数組み合わせて使用しても良い。また、使用者に報知方法を選択してもらうようにしても良い。この場合は使用者の好きな方法を選ぶことができるので便利である。
いずれの手法を用いて報知手段を実現する場合であって、報知手段の動作は、例えば制御装置４に搭載されているマイコンに組み込まれた制御プログラムで実現できる。

以上のように、本実施の形態３によれば、加振状態を報知する手段を備えたので、加振により振動音が生じても、炊飯器が備える加振装置６による振動であることがユーザに分かり、ユーザに不要な心配を与えることがない。

実施の形態１に係る炊飯器１の側断面図である。 足部弾性体１０の別の構成例を示すものである。 実施の形態１に係る炊飯器１の加振装置６の構成例を示すものである。 連結用部材１６の別の構成例を示すものである。 加振装置６の別の構成例としての加振装置６’の構成を示すものである。 図５に示した加振装置６’の側断面図を示すものである。 加振装置６’の別の取り付け例を示すものである。 加振装置６の取付に際し、緩衝材２０を介在させた例を示すものである。 加振装置６を設置する位置を、炊飯器上から見たイメージ図を用いて説明するものである。 電磁石１４への通電について説明するものである。 電磁石１４への別の通電例を示すものである。 半波の場合の動作を説明するための図である。 電磁石と永久磁石の吸引関係が図１２の場合と逆の場合を説明した例である。 加振装置６のケースに制振材２７を貼った例を示すものである。 加振装置６と対面する炊飯器１本体に制振材２８を貼った例を示すものである。 米の含水率と経過時間との関係を計測したグラフを示すものである。 加振装置６で与えられる炊飯器の振幅とその効果を表した図である。 加振装置６の振動の通電率とその効果を表した図である。 炊飯量や炊飯メニュー、水温等に応じて加振の強さをコントロールする仕組みの一例を示すものである。 炊飯量に応じて加振強さを変えるパターンの一例である。 炊飯メニューに応じて加振強さを変えるパターンの一例である。 水温に応じて加振強さを変えるパターンの一例である。

符号の説明

１ 炊飯器、２ 内鍋、３ 操作パネル、４ 制御装置、５ 加熱手段、６ 加振装置、７ 温度センサ、８ サポーター、９ 足部、１０ 足部弾性体、１２ ケース、１３ 蓋、１４ 電磁石、１５ａ、１５ｂ 円すいばね、１６ 連結用部材、１７ 永久磁石、１８ 穴、１９ 穴、２０ 緩衝材、２１ ばね部材、２２ａ〜ｄ 空間、２３ ダイオード、２４ 鉄心、２７ 制振材、２８ 制振材、４１ 抵抗、４２ リレー。

Claims (13)

1. 調理物を収納する内鍋と、
   前記内鍋を収納する炊飯器本体と、
   当該炊飯器に振動を与えて前記内鍋に収納された調理物を振動させる加振手段と、
   前記加振手段の加振動作を制御する制御手段と、
   を備え、
   前記制御手段は、
   前記内鍋の振幅が０．１μｍ以上となるように前記加振手段の加振動作を制御する
   ことを特徴とする炊飯器。
2. 調理物の温度を検出する温度検出手段を備え、
   前記制御手段は、
   前記温度検出手段の検出値を受け取り、その値が５０℃以上６０℃以下である期間において、前記加振手段を加振させる
   ことを特徴とする請求項１に記載の炊飯器。
3. 前記制御手段は、前記加振手段を間欠的に加振させる
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の炊飯器。
4. 前記制御手段は、
   前記加振手段の加振強度を制御し、または加振の有無を制御する
   ことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の炊飯器。
5. 調理物の量を検知する量検知手段を備え、
   前記制御手段は、
   前記量検知手段の検出値を受け取り、その検出値に応じて、前記加振手段の加振時間、加振強さ、通電率の少なくとも１つを制御することにより、
   前記量検知手段の検出値に応じて前記加振手段の加振強さを制御する
   ことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の炊飯器。
6. 当該炊飯器の炊飯メニューを設定する操作部を備え、
   前記制御手段は、
   前記操作部の設定値を受け取り、その設定値に応じて、前記加振手段の加振時間、加振強さ、通電率の少なくとも１つを制御することにより、
   前記操作部の設定値に応じて前記加振手段の加振強さを制御する
   ことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の炊飯器。
7. 前記制御手段は、
   前記温度検出手段の検出値を受け取り、その検出値に応じて、前記加振手段の加振時間、加振強さ、通電率の少なくとも１つを制御することにより、
   前記温度検出手段の検出値に応じて前記加振手段の加振強さを制御する
   ことを特徴とする請求項２ないし請求項４のいずれかに記載の炊飯器。
8. 前記制御手段は、
   前記温度検出手段が温度検出を行っている間は前記加振手段の振動を停止させる
   ことを特徴とする請求項２ないし請求項７のいずれかに記載の炊飯器。
9. 前記内鍋が前記本体に収納されているか否かを検出する内鍋検出手段を備え、
   前記制御手段は、
   前記内鍋検出手段が内鍋の収納を検出している際に、前記加振手段の振動を停止させる
   ことを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれかに記載の炊飯器。
10. 前記制御手段は、
    前記温度検出手段の検出値を受け取り、その検出値が沸騰温度近傍に達した際に、前記加振手段の振動を停止させる
    ことを特徴とする請求項２ないし請求項９のいずれかに記載の炊飯器。
11. 前記制御手段は、
    当該炊飯器が保温動作を行っている際に、前記加振手段を断続的に振動させる
    ことを特徴とする請求項１ないし請求項１０のいずれかに記載の炊飯器。
12. 前記加振手段の加振状態を報知する報知手段を備えた
    ことを特徴とする請求項１ないし請求項１１のいずれかに記載の炊飯器。
13. 前記報知手段は、
    光源による光、液晶画面による表示、報知音、音声案内による報知、のうち少なくとも１つを用いて前記加振手段の加振状態を報知する
    ことを特徴とする請求項１２に記載の炊飯器。

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