JP2013158472A - 加熱調理器 - Google Patents

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Abstract

【課題】簡単な構造で重量検知が正確にでき、重量検知装置の損傷を防ぐことができる炊飯器を提供することを目的とする。
【解決手段】本体と、本体内に出し入れ自在に収納され、被炊飯物を収容する容器と、本体と被炊飯物を収容する容器との重量を検知する重量検知装置と、を備え、本体の底面には、底面から突出し上下可動可能に構成された可動脚部が設けられ、重量検知装置は、可動脚部の上下可動領域範囲内で重量を検知するものである。
【選択図】図5

Description

本発明は、被炊飯物を収容する容器を本体内に収納可能な炊飯器に関し、詳しくは重量検知装置を備える炊飯器に関するものである。
従来、重量検知装置を備える炊飯器として、本体内に収納される容器の下部に重量検知装置を設け、被炊飯物と容器の重量を検知するようにしたものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
特開平2−305513号公報(第2図)
特許文献1に記載の技術によれば、被炊飯物の入った容器の重量を、加熱ヒーターを介して荷重を掛けることで板バネを歪ませ、その板バネの歪量を検出する歪みゲージにより重量が検知できるようになっている。
しかしながら通常の炊飯器では、炊飯時に被炊飯物の入った容器から被炊飯物が吹き零れないよう、圧力を掛けて容器の外周をシールするためのシール部材が蓋に設けられているため、特許文献1に記載の炊飯器のように被炊飯物の入った容器の重量を検知する構成では、シール材による容器への圧力が重量検知装置にも掛かってしまうことから正常な重量検知が出来ない、という大きな問題があった。
本発明は前述の課題を解決するためになされたもので、簡単な構造で重量検知が正確にでき、重量検知装置の損傷を防ぐことができる炊飯器を提供することを目的とする。
課題を解決する本発明に係る加熱調理器は、本体と、本体内に出し入れ自在に収納され、被炊飯物を収容する容器と、本体と被炊飯物を収容する容器との重量を検知する重量検知装置と、を備え、本体の底面には、底面から突出し上下可動可能に構成された可動脚部が設けられ、重量検知装置は、可動脚部の上下可動領域範囲内で重量を検知することを特徴とする炊飯器。
本発明によれば、本体の底面に、底面から突出し上下可動可能に構成された可動脚部を設けて、重量検知装置は可動脚部の上下可動領域範囲内で重量を検知するようにしたので、容器に対するシール材による圧力の影響を受けることがなく、正確な重量検知ができる炊飯器を提供することができる。
本発明の実施の形態1に係る炊飯器の蓋体を開放した状態の斜視図である。 本発明の実施の形態1に係る炊飯器の底面側から見た底面図である。 本発明の実施の形態1に係る炊飯器の側方側から見た略中央部の蓋体を閉じた状態の断面図である。 (a)本発明の実施の形態1に係る炊飯器の側方側から見た可動脚部部分の断面図、(b)図4(a)の可動脚部部分の拡大図である。 (a)本発明の実施の形態1に係る炊飯器の背面側から見た可動脚部部分の断面図、(b)図5(a)の可動脚部部分の拡大図である。 本発明の実施の形態1に係る炊飯器の重量検知装置を含む可動脚部の分解斜視図である。 (a)本発明の実施の形態1に係る炊飯器の通常荷重状態を示す重量検知装置を含む可動脚部の断面図、(b)本発明の実施の形態1に係る炊飯器の過荷重状態を示す重量検知装置を含む可動脚部の断面図である。
実施の形態1
(全体の構成)
図1は、本発明の実施の形態1に係る炊飯器の蓋体を開放した状態の斜視図、図2は、本発明の実施の形態1に係る炊飯器の底面側から見た底面図、図3は、本発明の実施の形態1に係る炊飯器の側方側から見た略中央部の蓋体を閉じた状態の断面図である。図1から図3により、本発明の実施の形態1に係る炊飯器の概略構成を説明する。
図1において100は本発明の実施の形態1に係る炊飯器であり、被炊飯物である水や米を収容する容器2を収納する本体1と、本体1の後端部に図3で示すヒンジ軸25と開放方向へ付勢するためのヒンジバネ26により開閉自在に取り付けられた蓋体3と、本体1の前側に設けられた蒸気回収タンク6で構成されている。
本体1と蓋体3及び蒸気回収タンク6はそれぞれ用途に応じた樹脂素材からなり、例えば樹脂成形により形成されるが、必ずしも樹脂素材に限定されるものではない。
蓋体3には例えば金属で形成された内蓋4が着脱可能に設けられており、内蓋4の外周には蓋体3を閉塞したときに容器2と接触する例えばシリコン素材からなるシール材5が取り付けられている。蓋体3の閉塞状態ではシール材5が容器2の外周と接触し密閉され、容器2は内蓋4に覆われる。蓋体3は、蓋体3に設けられたラッチ係り部3bが本体1に設けられたラッチ受け部1bが係合することで閉塞される。閉塞状態から解除ボタン3cを押し込むと、蓋体3に設けられたラッチ係り部3bが係合を解除する方向へ動き、係合が解除され蓋体3が開放される。
また、蓋体3には炊飯時に発生する蒸気を、蓋体3内に設けられている図示しない蒸気導管で集めて排出する蒸気排出口3aが設けられていて、蓋体3を閉塞したときにその蒸気排出口3aから排出される蒸気を、蒸気回収タンク6の上部を覆うタンク蓋体6aに設けられた蒸気回収口6bから蒸気回収タンク6内に取り込むようになっている。
タンク蓋体6aには蒸気回収口6bから取り込んだ蒸気を蒸気回収タンク6内に導くための蒸気導管6cが、蒸気回収口6bと連結して設けられており蒸気回収タンク6の下方まで延設されている。
蒸気回収タンク6内には冷却用水を注水するようになっていて、下方まで延設された蒸気導管6cの蒸気回収口6bと連結していない他端側の口(図示せず)は冷却用水に水没している。そして、蒸気回収口6aから取り込んだ蒸気を復水させて回収する。これにより、炊飯時に発生する蒸気を全て回収し炊飯器100外へ蒸気を排出しない構成となっている。
蓋体3には、図3に示すように前面寄りの上部に炊飯、保温、予約等の各種の操作キー(図示せず)を備えた炊飯器100の操作をするための操作部11が設けられ、蓋体3の内部空間には操作された結果を表示するための表示手段12と操作基板21が設けられている。操作基板21には、図示しない操作キーの入力のためのスイッチ21aや表示手段12が搭載されている。表示手段12に表示される内容は蓋体3の上面に設けられた透過性のある表示窓3dから視認できる。
本体1内には、図3に示すように容器2を加熱し炊飯するための加熱手段である誘導加熱コイル23a、23b、23cが設けられている。なお、本実施の形態では加熱手段として誘導加熱コイルを図示したがこれに限定されるものではなく、例えばシーズヒーターのような輻射式の加熱手段でもよい。
また、本体1の後(背面)側の空間には制御基板22が設けられている。制御基板22には、図示しない電源回路、マイコン、マイコンの制御に基づいて加熱コイルに高周波電流を供給するインバータ回路、メモリ等が実装されている。メモリには、前述のキースイッチの操作に応じてマイコンを動作させる制御プログラム等が格納されている。
制御基板22の下方には、後述する炊飯器100の底面板7に設けられた吸気口10から外気を取り込んで、制御基板22や前述の誘導加熱コイル23a、23b、23cを冷却するための冷却ファン24が設けられている。冷却ファン24は加熱が開始されると動作し冷却を始めるようになっている。
図2に示すように炊飯器100の底面には樹脂素材からなり樹脂成形により形成された底面板7があり、巻取り式の電源コード13が設けられている。また、前述した冷却ファン24の外気を取り込むための吸気口10が設けられている。
また、底面板7には炊飯器100を設置するための3つの固定脚9a、9b、9cと2つの可動脚8a、8bが設けられている。3つの固定脚9a、9b、9cは炊飯器100の重心より前方で、固定脚9cは幅方向略中央、固定脚9aと9bは中央から左右外側で略対称に底面板7と一体樹脂成形で設けられている。
中央に設けられた固定脚9cは、固定脚9aと9bよりも0.5mm程度長く成形されており、左右の脚にはセンターの脚との長さの差と略同じ長さとなるように、弾性のあるゴム部材14が取付けられている。
2つの可動脚8a、8bは、炊飯器100の重心より後方で底面板7の中央から幅方向へ対称に配置され、鉛直方向に可動自在に底面板7に取り付けられている。通常の設置状態では、固定脚9aと9bよりも0.5mm程度長く成形され前方略中央に設けられている固定脚9cと可動脚8a、8bの3点でバランスがとられるため、可動脚8a、8bに必ず荷重が加わる状態となる。キー操作等で前側が左右に傾くときには固定脚9a、9bが支えとなり、本体のふらつきを防止する。
可動脚8a、8bには、炊飯器100の自重と、容器2に収容される水や米の被炊飯物や蒸気回収タンク6に注水された冷却用水等の炊飯器100に加わる重量の合計を検知するための重量検知装置が設けられている。
(重量検知装置の構成)
次に図4(a)、(b)、図5(a)、(b)及び図6により重量検知装置を含む可動脚部の構成について説明する。
図4(a)は本発明の実施の形態1に係る炊飯器の側方側から見た可動脚部部分の断面図、図4(b)は図4(a)の可動脚部部分の拡大図、図5(a)は本発明の実施の形態1に係る炊飯器の背面側から見た可動脚部部分の断面図、図5(b)は図5(a)の可動脚部部分の拡大図、図6は本発明の実施の形態1に係る炊飯器の重量検知装置を含む可動脚部の分解斜視図である。
可動脚8a(8b)は前述した通り図4(a)に示すように炊飯器100の後方に設けられている。可動脚8aと8bは前述した通り左右対称に設けられていて、図5(a)に示すように内部構造も左右対称となっている。
図4(b)と図5(b)はともに可動脚8aの断面図であり、図4(b)と図5(b)で可動脚8aの図面を基に説明をするが、可動脚8bは対象で内部構造は同一であるので、可動脚8aの説明をもって可動脚8bの説明は省略する。
図4(b)と図5(b)及び図6に示すように可動脚8aには、樹脂素材からなり樹脂成形により形成された脚体31が設けられている。脚体31内部には、荷重伝達手段35が圧入によって爪部31aに掛かって固定される。荷重伝達手段35は図6に示すように略コの字状をしており金属材からなっている。
荷重伝達手段35には後述する重量検知手段(歪みセンサー)40aに初期荷重を掛ける方向に付勢する例えばつる巻きバネのような弾性体32を保持するための、樹脂素材からなり樹脂成形により形成された弾性体保持部材b34が取り付けられている。
弾性体32は、金属材からなる固定板37に取り付けられた樹脂素材からなり樹脂成形により形成された弾性体保持部材a33と、前述の弾性体保持部材b34に上下から挟まれて保持される。
固定板37は図5(b)に示すように、その上面に電気的な絶縁性を有する絶縁シート39を介して重量検知用基板40が取付けられている。基板40には図5(b)及び図6に示すように重量検知手段(歪みセンサー)40aと信号増幅手段40bが搭載されている。そして何らかの要因で生じた水分などが重量検知用基板40に滴下しないよう、重量検知用基板40を覆うように防水カバー42が固定板37に取り付けられている。
可動脚8aと8bは図5(b)に示すように、底面板7を挟むようにして図示しないネジで固定される固定板37と樹脂素材からなり樹脂成形により形成された保持部材38で保持されるように取付けられる。
重量検知手段(歪みセンサー)40aは加えられた重量によって生じる歪みによって抵抗値が変化することから、一定の電圧を加えたときに、出力される電圧値の変化を読み込むことで、抵抗値の変化を重量に換算することで重量を検知している。信号増幅手段40bは重量検知手段(歪みセンサー)40aが検知し出力した信号を増幅し図示しないマイコンへ送るものである。
重量検知手段(歪みセンサー)40aと信号増幅手段40bは同一の重量検知用基板40上の近い位置に搭載されているので外来ノイズの影響を受けにくく安定した信号の受け渡しができる。
可動脚8aが上下可動するときに重量を検知するが、揺れやふらつきがあると誤検知したり重量検知手段(歪みセンサー)40aを損傷したりするため上下可動の揺れやふらつきを抑制する必要がある。脚体31の上下可動時の揺れやふらつきを抑制するため、脚体31の外周をガイドする脚体可動ガイド部38a(第2の可動ガイド手段)を前述の保持部材38に設けている。
また、荷重伝達手段35は脚体31に圧入によって固定されているので、脚体31の上下可動と併せて上下可動するため、荷重伝達手段35の上下可動時の揺れやふらつきを抑制する荷重伝達手段可動ガイド部材36(第1の可動ガイド手段)を設けている。
荷重伝達手段可動ガイド部材36(第1の可動ガイド手段)は樹脂素材からなり樹脂成形により形成され、荷重伝達手段35を板厚方向で挟むようにして、固定板37に設けられている図6に示すガイド固定穴37aに固定されている。
荷重は荷重伝達手段35による重量検知手段(歪みセンサー)40aへの荷重の位置によって、荷重の測定誤差が生じるため、脚体31の上下可動を鉛直方向に規制するための脚体可動ガイド部38a(第2の可動ガイド手段)と荷重伝達手段35の上下可動時の揺れやふらつきを抑制する荷重伝達手段可動ガイド部材36(第1の可動ガイド手段)の2つの可動ガイド手段を設けることで、荷重伝達手段35による重量検知手段(歪みセンサー)40aへの荷重の位置ズレを防止している。
脚体31と荷重伝達手段35は前述のように揺れやふらつきを抑制が抑制された状態で上下可動し、その上下可動により重量を検知する。図5(b)に示すように、脚体31内に固定された荷重伝達手段35は弾性体32の付勢力により、固定板37上面に絶縁シート39を介して取付けられた重量検知用基板40に搭載されている重量検知手段(歪みセンサー)40aに保護シート41を介して初期荷重が掛けられている。保護シート41は荷重伝達手段35の製作上の要因で生じるねじれ等の影響を重量検知手段(歪みセンサー)40aに及ぼさないようにするためのものである。
(重量検知装置の動作)
次に図7(a)、(b)により重量検知装置を含む可動脚部の動作について説明する。
図7(a)は本発明の実施の形態1に係る炊飯器の通常荷重状態を示す重量検知装置を含む可動脚部の断面図、図7(b)は本発明の実施の形態1に係る炊飯器の過荷重状態を示す重量検知装置を含む可動脚部の断面図である。
前述のように構成された重量検知装置を含む可動脚8a及び可動脚8bで、炊飯器100全体の自重と、容器2に収容される水や米の被炊飯物等の炊飯器100に加わる重量の合計を検知するようになっている。
ここで炊飯器100の自重とは、固定脚9cを支点とする炊飯器100の重量のことで、本体1と蓋体3と容器2と蒸気回収タンク6の重量を全て含んでいる。炊飯器100に加わる重量とは、固定脚9cを支点として炊飯器100の自重以外で加わる重量のことで、容器2に収容される水や米の被炊飯物や蒸気回収タンク6に注水された冷却用水等の重量の合計である。
なお、炊飯器100の自重は決まっており、蒸気回収タンク6に注水する冷却用水も所定の量が決まっているためそれらの重量の合計はデータとして前述した図示しないメモリに格納されている。このデータの重量を基準とすることで、被炊飯物だけを正確に検知することができる。
図7(a)に示すように、重量検知用基板40上に搭載された重量検知手段(歪みセンサー)40aは固定板37とコの字形に形成された荷重伝達手段35に挟み込まれるように配置され、重量検知手段(歪みセンサー)40aが取付けられている面と反対側の面と荷重伝達手段35の間には、弾性体32が収縮した状態で配置されている。
この収縮していることによる反力により荷重伝達手段35に荷重が掛けられ、その荷重が重量検知手段(歪みセンサー)40aに初期荷重として掛けられている。このときの弾性体32を収縮させる力は、炊飯器100の自重と炊飯器100に加わる重量を合計した荷重が加わっても収縮量が変化しないように設定されている。
本発明の実施の形態1では2つの可動脚8a、8bでそれぞれ重量検知する構成であるので、可動脚8a、8bのどちらか片側のみに炊飯器100の自重と炊飯器100に加わる重量の合計した荷重が掛かってもが収縮しないように設定されている。
重量検知手段(歪みセンサー)40aには、弾性体32による初期荷重での反力から、炊飯器100の自重と炊飯器100に加わる重量の合計した重量の分だけ荷重が減算されて加わる。初期荷重からある2点の荷重、例えば、炊飯器100の自重のみのときに加わる荷重と、炊飯器100の自重に2kgを加えたときの出力値をデータとして読み込ませ、2kg分の電圧変化量を基に、ある電圧変化の値を重量に換算することができる。つまり、炊飯器100の自重のみが加わったときの電圧値を0gとすれば、そこから追加された重量による電圧変化で炊飯物の重量を計算で求めることが可能となる。
図示しない炊飯キーがオンされると、重量検知手段(歪みセンサー)40aは、可動脚
8a、8bそれぞれに掛かる炊飯キーの押圧力によって歪んだ歪み量に応じた信号、即ち可動脚8a、8bに設けられたそれぞれの重量検知手段(歪みセンサー)40aによって得られたそれぞれの重量を加算することで、その重量の加算値を現在の炊飯器100の総重量としてその総重量に応じた信号を生成し、制御基板22(図3参照)のマイコンに入力し、マイコンに入力された信号に基づいて現在の炊飯器100の総重量に換算し、換算した総重量からメモリにデータとして格納されている炊飯器100の自重を減算して容器2内の被炊飯物の重量が算出される。
可動脚8a、8bに通常の荷重範囲、すなわち可動脚8a、8bの上下可動領域範囲内の重量検知可能範囲を超えて弾性体32の収縮による荷重よりもさらに大きな荷重が掛かり、弾性体32を押す力が大きくなった場合には弾性体32は初期の長さよりも収縮するため、可動脚8a、8bは通常の荷重検知範囲を超えて可動し炊飯器100が沈み込む。
炊飯器100が沈み込むと図7(b)に示すように、荷重伝達手段35は重量検知手段(歪みセンサー)40aから離れ、荷重伝達手段35と重量検知手段(歪みセンサー)40aとの空間Y2が生じるので、重量検知手段(歪みセンサー)40aには、必要以上の荷重が加わることがなく、過荷重による破壊を防ぐことができる。本体落下等の衝撃荷重においても同様である。
また、炊飯器100が過荷重によって沈み込んでも、脚体31が固定板37に接触する位置まで移動すると、固定板37によりそれ以上の脚体31の可動は規制される。脚体31の可動範囲は例えば1mm以内(図7(a)に示す空間Y1)に設定されている。これにより、本体落下等により弾性体32の反動によって重量検知手段(歪みセンサー)40aが破損することもない。
なお、本発明の実施の形態1では重量検知装置を含む可動脚を2つとしたが、これに限定されるものではなく、重量検知装置を含む可動脚の数は適宜設定可能である。
また、本発明の実施の形態1では蒸気回収タンクに注水する冷却用水の重量も検知するようにしたが、固定脚を蒸気回収タンクの略重心の近くに配置することで、被炊飯物の重量計測が蒸気回収タンク内の冷却用水の重量変化に影響されないようにしても良い。
さらに、本発明の実施の形態1では重量検知手段に歪みセンサーを用いて被炊飯物の重量を計測するようにしたが、これに代えて、圧力センサーや、静電容量センサーを用いても良い。
それから、本発明の実施の形態1では炊飯時に蒸気を炊飯器に排出しない蒸気回収タンクを備えた炊飯器に適用したことを述べたが、蒸気回収タンクを備えていない通常の炊飯器に対しても当然ながら適用可能である。
以上のように、本発明の実施の形態1の炊飯器によれば、荷重伝達手段と弾性体を脚体内部に配置することで、コンパクトな重量検知装置を構成することができ、炊飯器の大きさを大きくすることなく、重量検知装置を設けることが可能となる。
また、過荷重が掛かると荷重伝達手段は重量検知手段(歪みセンサー)から離れるようにしたので、重量検知手段(歪みセンサー)に過荷重が掛かることがなく過荷重による重量検知手段(歪みセンサー)の損傷を防ぐことができ、製品の信頼性が向上する。
さらに、重量検知手段(歪みセンサー)は、底面板に設けられた可動脚に金属の固定板を挟んで設けられているので、外来ノイズの影響を受けにくく安定した重量検知が可能となる。
1 本体、1b ラッチ受け部、2 容器、3 蓋体、3a 蒸気排出口、3b ラッチ係り部、3c 解除ボタン、3d 表示窓、4 内蓋、4a 、5 シール材、6 蒸気回収タンク、6a タンク蓋体、6b 蒸気回収口、6c 蒸気導管、7 底面板、8a 可動脚、8b 可動脚、9a 固定脚、9b 固定脚、9c 固定脚、10 吸気口、11 操作部、12 表示手段、13 電源コード、14 ゴム部材、21 操作基板、21a スイッチ、22 制御基板、23a 誘導加熱コイル、23b 誘導加熱コイル、23c 誘導加熱コイル、24 冷却ファン、25 ヒンジ軸、26 ヒンジバネ、31 脚体、31a 爪部、32 弾性体、33 弾性体保持部材a、34 弾性体保持部材b、35 荷重伝達手段、36 荷重伝達手段可動ガイド部材、37 固定板、37a ガイド固定穴、38 保持部材、38a 脚体可動ガイド部、39 絶縁シート、40 重量検知用基板、40a 重量検知手段(歪みセンサー)、40b 信号増幅手段、41 保護シート、42 防水カバー、100 炊飯器、Y1 脚体31と固定板37との空間、Y2 荷重伝達手段35と重量検知手段(歪みセンサー)40aとの空間。

Claims (9)

  1. 本体と、
    該本体内に出し入れ自在に収納され、被炊飯物を収容する容器と、
    前記本体と前記被炊飯物を収容する前記容器との重量を検知する重量検知装置と、を備え、
    前記本体の底面には、底面から突出し上下可動可能に構成された可動脚部が設けられ、
    前記重量検知装置は、前記可動脚部の上下可動領域範囲内で重量を検知することを特徴とする炊飯器。
  2. 前記重量検知装置は、荷重伝達手段と重量検知部と弾性体を備え、
    前記弾性体により前記荷重伝達手段は前記重量検知部に接触して荷重が掛かる方向へ付勢され、前記重量検知部に所定の荷重が掛かるようになっており、前記荷重伝達手段と前記弾性体は前記可動脚部内に設けられていることを特徴とする請求項1に記載の炊飯器。
  3. 前記荷重伝達手段は前記可動脚部に固定され、前記可動脚部の上下可動に併せて上下可動することを特徴とする請求項2に記載の炊飯器。
  4. 前記荷重伝達手段の上下可動の傾きを防止するための可動ガイド機構を設けたことを特徴とする請求項3に記載の炊飯器。
  5. 前記可動ガイド機構は、前記荷重伝達手段を直接ガイドする第1の可動ガイド手段と、前記可動脚部の外周をガイドする第2の可動ガイド手段とを備えたことを特徴とする請求項4に記載の炊飯器。
  6. 前記重量検知部は、重量検知手段と、前記重量検知手段からの信号を増幅するための信号増幅手段を同一の基板上に配置して構成したことを特徴とする請求項1または請求項2何れかに記載の炊飯器。
  7. 前記重量検知部を構成する前記基板は金属板上に配置され、前記金属板は前記第1の可動ガイド手段を保持するようにしたことを特徴とする請求項5または請求項6何れかに記載の炊飯器。
  8. 前記重量検知装置の重量検知領域範囲は前記可動脚部の上下可動領域範囲よりも小さく設定され、前記重量検知装置の重量検知領域範囲を超えて前記可動脚部が可動したときは、前記荷重伝達手段は前記重量検知部から離れ荷重が掛からなくなることを特徴とする請求項1から請求項7何れかに記載の炊飯器。
  9. 前記可動脚部は複数設けられ、複数の前記可動脚部毎に前記重量検知装置を備えたことを特徴とする請求項1から請求項8何れかに記載の炊飯器。
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