JP4989282B2

JP4989282B2 - 炊飯器

Info

Publication number: JP4989282B2
Application number: JP2007103013A
Authority: JP
Inventors: 賢一伊藤; 渉藤本; 和善根岸
Original assignee: Mitsubishi Electric Home Appliance Co Ltd; Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Home Appliance Co Ltd; Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2007-04-10
Filing date: 2007-04-10
Publication date: 2012-08-01
Anticipated expiration: 2027-04-10
Also published as: JP2008259578A

Description

この発明は炊飯器に関し、特に炊飯中に内鍋を加振する加振手段を設けた炊飯器に関するものである。

従来の炊飯器としては、例えば「前記底部材４９の内面中央部には、超音波発振器１２が固定板６３により固定されており、該超音波発振器１２により発生した振動を前記内鍋４の底面に伝達する振動伝達器６４が付設されている。この超音波発振器１２は、例えば炊飯時における吸水工程において作動されることとなっている。」（例えば特許文献１参照）というものが提案されている。

特許第３３７６９２１号公報（段落番号００１５、図１）

一般的に、炊飯器での炊飯工程は予熱工程、沸騰工程、及び蒸らし工程を順次経て炊飯を行う。おいしいご飯を炊くためには、予熱工程中に内鍋内に入れられた米や水の温度の均一化を図ることが必要であることが知られている。従来より内鍋内に入れられた米や水の温度の均一化を図るため、超音波振動子を用いた高周波の加振装置で内鍋を加振（振動を与えること）する方法が用いられていた（例えば特許文献１参照）。しかし、超音波振動子を用いた高周波の加振装置は、超音波振動子や超音波振動子を駆動するための電源部が炊飯器の原価に対し高価となり、炊飯器を安価で提供できないという問題点があった。
また、超音波振動子を用いた高周波の加振装置は周波数が高く振幅が小さいため、内鍋の加振を目視や体感によって確認するのが困難であり、目に見えたり又は体感できるようなわかりやすい商品訴求が難しいという問題点があった。

この発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、第１の目的は、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である。また、第２の目的は、目に見えたり又は体感できるようなわかりやすい商品訴求ができる炊飯器を得ることである。

この発明に係る炊飯器は、調理物を収納する内鍋と、該内鍋を着脱自在に収納可能な炊飯器本体と、炊飯や保温のために前記内鍋を加熱する加熱手段と、前記内鍋を加振する加振手段と、前記加振手段を制御する制御手段とを備えた炊飯器において、前記加振手段の加振周波数を商用電源周波数とし、前記加振手段は、第１の弾性体の先端に第１の永久磁石を取り付けた第１の振動子、及び前記第１の永久磁石と対向して設けられ、商用電源から交流電流を供給される第１の電磁石からなる第１の加振手段と、第２の弾性体の先端に第２の永久磁石を取り付けた第２の振動子、及び前記第２の永久磁石と対向して設けられ、商用電源から交流電流を供給される第２の電磁石からなる第２の加振手段と、から構成されるものである。

この発明に係る炊飯器においては、加振手段の加振周波数を商用電源周波数としているので、高価な電源部を必要とせず直接コンセントから得られる商用電源を用いることができるため、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。また、低周波による振動を与えることにより、目に見えたり又は体感できるようなわかりやすい商品訴求ができる炊飯器を得ることができる。

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１における炊飯器の全体構成を示す縦断面図である。上部が開口された炊飯器本体１内に、コイルベース２が固着されている。コイルベース２の外壁部には、本発明の加熱手段に相当する電磁誘導加熱用の加熱コイル３が設けられている。加熱コイル３は、コイルベース２の下面及びコイルベース２の下面から側面に向かうコーナー部に設けられており、高周波電流が供給されるようになっている。コイルベース２の底部中央には孔が形成され、この孔に貫通して本発明の温度検出手段に相当する温度センサ４が設けられている。

コイルベース２内には、内鍋５が着脱自在に収納されるようになっており、内鍋５が収納時には、内鍋５の底面略中央部に温度センサ４が接触するようになっている。また、コイルベース２の側面には、本発明の加振手段に相当する加振装置６が設けられている。なお、本実施形態１ではコイルベース２の側面に加振装置６を設けたが、これに限らず内鍋５を加振できる場所であれば良い。例えばコイルベース２に穴を開けて内鍋５に直接接するようにしても良いし、別の部位に取り付けてもかまわない。

内鍋５の上部開口は、内蓋７により覆われている。内蓋７はこれを覆う外蓋８と着脱可能に連結され、外蓋８は炊飯器本体１に開閉自在にヒンジ結合されるようになっている。内蓋７及び外蓋８には、これらを貫通する蒸気口が設けられ、この蒸気口に炊飯時に蒸気とともに御粘が吹出すのを防止する弁体９が取り付けられている。

炊飯器本体１の上部には、外蓋８に覆われない位置に操作パネル１０が設けられており、操作パネル１０の下方には、制御基板１１が設けられている。この制御基板１１には、本発明の制御手段に相当する制御装置１２が備えられている。

炊飯を行いたい場合は、所定量の米を内鍋５内に入れ、次いで米量に応じた水を入れる。その後、内鍋５をコイルベース２内に収納し、外蓋８を閉める。そして、操作パネル１０の炊飯スイッチ（図示せず）を押せば、炊飯が開始される。制御装置１２では、操作パネル１０の炊飯スイッチが押されると、制御装置１２に搭載されているマイコン（図示せず）に登録されている制御プログラムに従って炊飯処理を行う。制御装置１２は、加熱コイル３に高周波電流を通電し、高周波磁界を発生させ、加熱コイル３と内鍋５の加熱コイル対向面を励磁させ、内鍋５底面に渦電流を誘起する。これにより、この渦電流と内鍋５の持つ抵抗によりジュール熱を生じ、内鍋５の底面が発熱して加熱が行われる。また、加振装置６に通電して内鍋５側面を加振することで、内鍋５に入れられた米と水を撹拌する。制御装置１２は、温度センサ４によって計測された内鍋５底面温度と制御装置１２に搭載されているマイコンに組み込まれた時間測定手段（図示せず）の情報をもとに、制御プログラムに従って加熱コイル３への高周波電流の通電のオンオフ等の調整を行い、内鍋５の温度を制御する。また、加振装置６への通電のオンオフ等の調整を行い、加振のオンオフを制御する。

次に炊飯工程について説明する。炊飯スイッチ（図示せず）が押され炊飯が開始されると、予熱工程、沸騰工程、及び蒸らし工程を順次経て炊飯は終了する。予熱工程は約１５分から２０分程度の時間を要する。内鍋５内の水温を６０℃程度まで上げて、その後内鍋５内の水温を一定に制御する工程である。米に水を吸わせる作用、及び糖化酵素の働きを活性化させ糖度を増加させる作用がある。沸騰工程は、内鍋５内の水温を上げて水を沸騰状態にし、内鍋５内の水がなくなるまで沸騰を継続させる工程である。米のでんぷんをアルファ化させる作用がある。内鍋５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内鍋５の温度を上昇させることに使われるようになり、急激に内鍋５の温度が上昇する。これをドライアップと呼び、鍋底の温度センサ４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。そして１０分から１５分程度蒸らした後、炊飯を終了する。各工程では内鍋５の温度が最適な値となるよう、制御装置１２により制御されている。

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。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、予熱工程中において、内鍋５内に入れられた米や水の温度ムラもご飯の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、ご飯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活性化する温度帯域は概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℃を超えると糖化酵素が失活するとされている。内鍋５内に入れられた米や水の温度ムラが大きいと、内鍋５内の場所によって糖化酵素が活性化する温度帯域にとどまる時間が異なる。その結果、内鍋５内の場所によってご飯の甘さが異なったりすることがある。つまり、予熱工程中において、内鍋５内に入れられた米や水の温度ムラを極力抑えることで、糖化酵素が十分に働きおいしいご飯を炊くことができる。

このように、予熱工程での米の含水率向上及び内鍋５内に入れられた米や水の温度ムラの抑制が、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。従来から、これらを改善させるには、予熱工程で超音波振動子を用いた高周波の加振装置で内鍋５を加振することが効果的であるとされている。しかし、超音波振動子を用いた高周波の加振装置は、超音波振動子や超音波振動子を駆動するための電源部が炊飯器の原価に対し高価となり、炊飯器を安価で提供できないという問題点があった。また、超音波振動子を用いた高周波の加振装置は周波数が高く振幅が小さいため、内鍋５の加振を目視や体感によって確認するのが困難であり、目に見えたり又は体感できるようなわかりやすい商品訴求が難しいという問題点があった。

そこで、加振装置１２の加振周波数を商用電源周波数とした。この利点は、高価な電源部を必要とせず直接コンセントから得られる商用電源を用いることができるので、低コストな炊飯器を提供できる点である。また、加振周波数が５０［Ｈｚ］または６０［Ｈｚ］といった低周波による振動なので、少ない電力で大きな振幅を内鍋５に与えることができ、目に見えたり又は体感できるような体感でわかりやすい商品訴求ができる点である。

図２は、本実施形態１における加振装置６の一例を示す断面模式図である。加振装置６のケース１３は、例えば縦長の略直方体の形状をしており、このケース１３の上面内側には振動子１４ａが設けられている。この振動子１４ａは、弾性体であるばね１５ａ及び永久磁石１６で構成されている。ばね１５ａの一端はケース１３の上面内側に固定されており、他端には永久磁石１６が下向きに取り付けられている。一方、ケース１３の下面内側には、永久磁石１６と対向して電磁石１７が設けられている。この電磁石１７はコイル１８と鉄芯１９で構成されており、コイル１８には商用電源から交流電流を供給することができる。なお、商用電源とは商用電源相当を意味するものであり、自家発電等も含む概念である。

コイル１８に交流電流が供給されると、電磁石１７の磁極は商用電源周波数でＳ極とＮ極とに周期的に切り替わる。一方、永久磁石１６の磁極はＳ極又はＮ極のどちらか一方であり変化しない。このため、永久磁石１６と電磁石１７の間では、同じ磁極による反発と異なる磁極による吸引を、商用電源周波数で繰り返すこととなる。その結果、ばね１５ａは商用電源周波数で伸縮することとなり、振動子１４ａが商用電源周波数で振動する。すなわち加振装置６が商用電源周波数で内鍋５を加振することとなる。

なお、本実施形態１では、交流電流の全波を永久磁石１６のコイル１８に供給したが、交流電流の半波を電磁石１７のコイル１８に供給しても加振装置６を商用電源周波数で振動させることが可能である。この場合、永久磁石１６と電磁石１７の間では、同じ磁極による反発と反発しない状態、又は異なる磁極による吸引と吸引しない状態を商用電源周波数で繰り返すこととなる。

ところで、日本国内には５０［Ｈｚ］と６０［Ｈｚ］の２つの商用電源周波数があり、どちらの周波数で炊飯器が使用されるかはわからない。商用電源周波数が５０［Ｈｚ］の地域では、加振装置６は５０［Ｈｚ］で加振することとなる。商用電源周波数が６０［Ｈｚ］の地域では、加振装置６は６０［Ｈｚ］で加振することとなる。どちらの商用電源周波数で炊飯器が使用されても性能が変わらないように工夫しなければならないが、加振装置６の振動子１４ａはばね１５ａと重りとしても作用する永久磁石１６で構成されているため共振周波数を持ち、商用電源周波数の違いによって振動子１４ａの振幅、つまり加振装置６の加振効果が異なることとなる。

図３は、本実施形態１における振動子１４ａの共振周波数と振幅との関係を示す特性図である。縦軸の振幅は、商用電源周波数５０［Ｈｚ］の交流電源を電磁石１７のコイル１８に供給した状態（つまり加振周波数５０［Ｈｚ］のとき）における、共振周波数が５０［Ｈｚ］である振動子１４ａの振幅を１０とした相対値で表している。この振動子１４ａの振幅は、電磁石１７の極性変化に伴う吸引反発力を外力とした商用電源周波数による強制振動とみなし、以下に示す数１から数４によって求めた。

νを外力による振動数（商用電源周波数つまり加振周波数）、ω０を振動子１４ａの共振周波数、ｍを永久磁石１６の質量、ｋをばね１５ａのばね定数、ｆを外力（つまり永久磁石１６と電磁石１７との吸引反発力）、γを空気の抵抗力とし、

とすると、νによる振幅Ａ（ν）は、

で与えられる。図３は、ν、ｍ、ｆ、γに具体的数値（例えばν＝５０［Ｈｚ］、ｍ＝１０［ｇ］、ｋ＝［１０Ｎ／ｍｍ］、ｆ＝１［Ｎ］、γ＝０．００００１８［ｋｇ・ｓ／ｍ²］）を単位系を合わせて代入し、振動子１４ａの共振周波数ω０（ばね１５ａのばね定数ｋ）をパラメータとして数値を変更しながら計算した後、商用電源周波数５０［Ｈｚ］の交流電源を電磁石１７のコイル１８に供給した状態（つまり加振周波数５０［Ｈｚ］のとき）における、共振周波数が５０［Ｈｚ］である振動子１４ａの振幅が１０となるように正規化したものである。

図４は、図３を表形式にまとめたものである。図４において、左から第１列目は振動子１４ａの共振周波数である。第２列目は、各共振周波数の振動子１４ａにおける、加振周波数５０［Ｈｚ］時の振動子１４ａの振幅である。第３列目は、各共振周波数の振動子１４ａにおける、加振周波数６０［Ｈｚ］時の振動子１４ａの振幅であり、こちらも同様に商用電源周波数５０［Ｈｚ］の交流電源を電磁石１７のコイル１８に供給した状態（つまり加振周波数５０［Ｈｚ］のとき）における、共振周波数が５０［Ｈｚ］である振動子１４ａの振幅が１０となるように正規化している。第４列目及び第５列目は、加振周波数５０［Ｈｚ］時の振動子１４ａの振幅と加振周波数６０［Ｈｚ］時の振動子１４ａの振幅との比を示している。すなわち、第４列目は、加振周波数６０［Ｈｚ］時の振動子１４ａの振幅に対する加振周波数５０［Ｈｚ］時の振動子１４ａの振幅の大きさを示しており、また第５列目は、加振周波数５０［Ｈｚ］時の振動子１４ａの振幅に対する加振周波数６０［Ｈｚ］時の振動子１４ａの振幅の大きさを示している。

例えば、共振周波数が４８［Ｈｚ］の振動子１４ａに注目すると、加振周波数５０［Ｈｚ］時の振動子１４ａの振幅の大きさは、加振周波数と共振周波数が近いため大きな振幅（正規化値で３．４３）が得られる。しかし、加振周波数６０［Ｈｚ］時の振動子１４ａの振幅の大きさは、加振周波数と共振周波数が離れるため、それほど大きな振幅（正規化値で０．５５）とはならない。また、加振周波数６０［Ｈｚ］時の振動子１４ａの振幅に対する加振周波数５０［Ｈｚ］時の振動子１４ａの振幅の大きさは６．２倍となる。一方、共振周波数が５５［Ｈｚ］の振動子１４ａに注目すると、加振周波数５０［Ｈｚ］時の振動子１４ａの振幅の大きさは正規化値で１．３５となり、加振周波数５０［Ｈｚ］時の振動子１４ａの振幅の大きさは正規化値で１．２３となる。また、加振周波数６０［Ｈｚ］時の振動子１４ａの振幅に対する加振周波数５０［Ｈｚ］時の振動子１４ａの振幅の大きさは１．１倍であり、ほぼ等しい振幅であることがわかる。

図５は、本実施形態１における振動子１４ａの振幅の大きさと米の含水率との関係図である。この図は、加振装置６で内鍋５を加振しながら炊飯したときの、予熱工程終了後の米の含水率を示す。ある振動子１４ａの振幅の大きさを基準とし（振幅１）、振幅１及び振幅１／２のときの米の含水率を測定した。また、内鍋５を加振せずに炊飯したとき（振幅０）の、予熱工程終了後の米の含水率も測定した。この図から、振幅の大きさによって吸水率に差が出ることがわかる。また、振幅１のときと振幅１／２のときの米の含水率の差は小さいが、振幅１及び振幅１／２のときと振幅０のときの米の含水率の差は大きいことがわかる。

図６は、本実施形態１における振動子１４ａの振幅の大きさとご飯の食味との関係図である。この図は加振装置６で内鍋５を加振しながら炊飯したときのご飯の食味を示す。図５と同様にある振動子１４ａの振幅の大きさを基準とし（振幅１）、振幅１及び振幅１／２のときのご飯のおいしさを食味評価した。また、内鍋５を加振せずに炊飯したとき（振幅０）の、ご飯のおいしさも食味評価した。食味評価の方法としては、複数人の被験者にそれぞれのご飯を食べ比べしてもらい、ご飯のおいしさを５段階（５点満点）で評価してもらった。この図から、振幅１のときと振幅１／２のときのご飯の食味は小さいが、振幅１及び振幅１／２のときと振幅０のときのご飯の食味の差は大きいことがわかる。

ご飯は、十分に吸水され加熱されることでお米の芯までアルファ化が進み、おいしいご飯が炊ける。つまり、吸水率の高い方がおいしいご飯が炊ける。図５及び図６より、振幅が１／２以上であれば含水率も食味も差は小さく、許容できる範囲内であることがわかる。５０［Ｈｚ］又は６０［Ｈｚ］のどちらの商用電源周波数の地域で炊飯してもご飯の炊きあがりをほぼ同じにするためには、加振周波数５０［Ｈｚ］時の振動子１４ａの振幅と加振周波数６０［Ｈｚ］時の振動子１４ａの振幅の比が１／２倍〜２倍以内とすれば良いことがわかる。

図３より、加振周波数５０［Ｈｚ］時の振動子１４ａの振幅と加振周波数６０［Ｈｚ］時の振動子１４ａの振幅との比が１／２倍〜２倍以内に収まる範囲は、振動子１４ａの共振周波数が５５［Ｈｚ］付近、３０［Ｈｚ］付近以下の範囲、及び７０［Ｈｚ］付近以上の範囲であることがわかる。図４を用いてもう少し細かく説明する。

図４において、網掛けをしていない部分が、加振周波数５０［Ｈｚ］時の振動子１４ａの振幅と加振周波数６０［Ｈｚ］時の振動子１４ａの振幅との比が１／２倍〜２倍以内に収まる範囲である。まず、振動子１４ａの共振周波数が５３．５［Ｈｚ］〜５６．９［Ｈｚ］の範囲が、加振周波数５０［Ｈｚ］時の振動子１４ａの振幅と加振周波数６０［Ｈｚ］時の振動子１４ａの振幅との比が１／２倍〜２倍以内に収まる範囲となっている。厳密に５３．５［Ｈｚ］から５６．９［Ｈｚ］の範囲内でなければならないということはなく、このレベルの周波数は通常１［Ｈｚ］単位で扱うことが多いので、５５［Ｈｚ］に対し±２［Ｈｚ］（５３［Ｈｚ］から５７［Ｈｚ］）の範囲にあれば、加振周波数５０［Ｈｚ］時の振動子１４ａの振幅と加振周波数６０［Ｈｚ］時の振動子１４ａの振幅との比は約１／２倍〜２倍に収まる範囲と考えられる。

なお、この範囲の共振周波数における振動子１４ａの振幅は正規化値で０．９６から１．９４となり、後述する他の範囲に比べて振幅が大きいことがわかる。これは、より効率的に振幅が得られることを意味し、もっとも良い位置である。ただし、振動子１４ａの共振周波数が設計値から外れると大きく振幅比が狂うことになるので、振動子１４ａの構成要素の寸法精度等に注意を要する必要がある。

他の加振周波数５０［Ｈｚ］時の振動子１４ａの振幅と加振周波数６０［Ｈｚ］時の振動子１４ａの振幅との比が１／２倍〜２倍に収まる範囲は、低周波側では３８．１［Ｈｚ］以下、また高周波側では６８．２［Ｈｚ］以上となっている。この値も、このレベルの周波数は通常１［Ｈｚ］単位で扱うことが多いので、３９［Ｈｚ］以下または６８［Ｈｚ］以上であれば、加振周波数５０［Ｈｚ］時の振動子１４ａの振幅と加振周波数６０［Ｈｚ］時の振動子１４ａの振幅との比は約２倍以内に収まる範囲と考えられる。これら加振周波数５０［Ｈｚ］時の振動子１４ａの振幅と加振周波数６０［Ｈｚ］時の振動子１４ａの振幅との比が１／２倍〜２倍に収まる範囲に振動子１４ａの共振周波数を設定すれば、５０［Ｈｚ］又は６０［Ｈｚ］のどちらの商用電源周波数の地域で炊飯しても、ご飯の炊きあがりをほぼ同じにすることができる。

なお、この範囲の共振周波数における振動子１４ａの振幅は正規化値で０．６８以下となり、先に説明した共振周波数５５±２［Ｈｚ］の範囲よりも振幅が小さいことがわかる。これは、若干加振装置６の加振効果が落ちることを意味する。しかし、振動子１４ａの構成要素の寸法誤差等から設計値が若干外れても、振幅比への影響は少なく大きな値の変化にはならない。したがって、寸法精度の低い振動子１４ａの構成要素を使用することができコストを抑制できる利点がある。また、共振周波数３９［Ｈｚ］以下の場合はより低周波であり音が聞こえにくい利点がある。共振周波数６８［Ｈｚ］以上の場合は、振動子１４ａの構成要素であるばね１５ａのばね定数ｋが大きくなるのでばねが硬くなり、振動子１４ａはふらつかずに安定して振動するという利点もある。

図７は、本実施形態１における加振装置６の別の一例を示す斜視図である。本実施形態１では、図２に示す構成の加振装置６を用いて説明してきたが、これはあくまでも一例であり、図７に示す加振装置６を用いても同様の効果を得ることができる。加振装置６のケース１３は、例えば略直方体の形状をしており、このケース１３内の上側には振動子１４ｂが設けられている。この振動子１４ｂは、弾性体である梁２０及び永久磁石１６で構成されている。梁２０は、一端はケース１３の側面内側に固定され水平に設けられている。梁２０の他端には永久磁石１６が下向きに取り付けられている。一方、ケース１３の下面内側には、永久磁石１６と対向して電磁石１７が設けられている。この電磁石１７はコイル１８と鉄芯１９で構成されており、コイル１８には商用電源から交流電流を供給することができる。

コイル１８に交流電流が供給されると、電磁石１７の磁極は商用電源周波数でＳ極とＮ極とに周期的に切り替わる。一方、永久磁石１６の磁極はＳ極又はＮ極のどちらか一方であり変化しない。このため、永久磁石１６と電磁石１７の間では、同じ磁極による反発と異なる磁極による吸引を、商用電源周波数で繰り返すこととなる。その結果、ばね１５ａは商用電源周波数で横方向に振動することとなり、振動子１４が商用電源周波数で振動する。すなわち加振装置６が商用電源周波数で内鍋５を加振することとなる。梁２０は横方向に振動するので、永久磁石１６と電磁石１７がぶつかる心配がなく、永久磁石１６と電磁石１７の距離をぎりぎりまで詰めて加振装置６を設計することができる。したがって、永久磁石１６も電磁石１７も磁力の小さいもので構成できるので加振装置６のコストを抑制でき、さらに加振装置６の小型化も可能となる利点がある。

なお、本実施形態１では、交流電流の全波を永久磁石１６のコイル１８に供給したが、交流電流の半波を電磁石１７のコイル１８に供給しても加振装置６を商用電源周波数で振動させることが可能である。この場合、永久磁石１６と電磁石１７の間では、同じ磁極による反発と反発しない状態、又は異なる磁極による吸引と吸引しない状態を商用電源周波数で繰り返すこととなる。また、ケース１３を設けず、振動子１４ｂを例えばコイルベース２の側面に直接取り付ける形態としても良い。

図８は、本実施形態１における加振装置６のさらに別の一例を示す断面模式図である。加振装置６のケース１３は、例えば縦長の略円筒形の形状をしており、このケース１３の上面内側には振動子１４ｃが設けられている。この振動子１４ｃは、ダイヤフラム２１及び永久磁石１６で構成されている。このダイヤフラム２１は例えば弾性体であるゴム製であり、ダイヤフラム２１の周縁はケース１３の側面内側に固定されている。また、ダイヤフラム２１の略中央には永久磁石１６が下向きに取り付けられている。一方、ケース１３の下面内側には、永久磁石１６と対向して電磁石１７が設けられている。この電磁石１７はコイル１８と鉄芯１９で構成されており、コイル１８には商用電源から交流電流を供給することができる。

コイル１８に交流電流が供給されると、電磁石１７の磁極は商用電源周波数でＳ極とＮ極とに周期的に切り替わる。一方、永久磁石１６の磁極はＳ極又はＮ極のどちらか一方であり変化しない。このため、永久磁石１６と電磁石１７の間では、同じ磁極による反発と異なる磁極による吸引を、商用電源周波数で繰り返すこととなる。その結果、ダイヤフラム２１は商用電源周波数で振動することとなり、振動子１４ａが商用電源周波数で振動する。すなわち加振装置６が商用電源周波数で内鍋５を加振することとなる。振動子をゴム製のダイヤフラム２１及び永久磁石１６で構成することにより、加振装置６のコストを抑えて、かつさびに強い加振装置６を得ることができる利点がある。

なお、商用電源電圧は全波で駆動した例で示しているが、半波で加振しても同様の効果を得る。この場合は、磁石と電磁石の強い吸引−磁石と電磁石の鉄芯との弱い吸引、あるいは、磁石と電磁石の強い反発−磁石と鉄芯との弱い吸引、を繰り返すことなり、結局商用周波数で加振されることになる。

以上説明してきた加振装置６は炊飯器に１つだけ取り付ける例として説明してきたが、複数個設けても良い。例えば同じ加振装置６を２個取り付けることで、より内鍋５加振することができ、米の含水率や食味の向上に効果的である。また、振幅の小さい加振装置６を複数個付けることで、１個あたりの加振装置６を小型化でき、１個では設置できなかった隙間にも設置できるようになる。この結果、温度の低い部分への加振装置６の設置も可能となるので、ケース１３を耐熱性の低い低コストの材質で製作可能となり、炊飯器の小型化やコストダウンが可能となる。

このように構成された炊飯器においては、加振装置６の加振周波数を商用電源周波数としているので、高価な電源部を必要とせず直接コンセントから得られる商用電源を用いることができるため、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。また、低周波による振動を与えることにより、目に見えたり又は体感できるようなわかりやすい商品訴求ができる炊飯器を得ることができる。

また、加振周波数５０［Ｈｚ］時の振動子１４ｂ及び振動子１４ｃの振幅と、加振周波数６０［Ｈｚ］時の振動子１４ｂ及び振動子１４ｃの振幅の比が１／２倍〜２倍以内となっているので、５０［Ｈｚ］又は６０［Ｈｚ］のどちらの商用電源周波数の地域で炊飯してもご飯の炊きあがりをほぼ同じにすることができる。

実施の形態２．
実施の形態１では、５０［Ｈｚ］又は６０［Ｈｚ］のどちらの商用電源周波数の地域で炊飯しても、ご飯の炊きあがりをほぼ同じにするため、加振周波数５０［Ｈｚ］時の振動子１４ｂ及び振動子１４ｃの振幅と、加振周波数６０［Ｈｚ］時の振動子１４ｂ及び振動子１４ｃの振幅との比が約２倍以内に収まる範囲に振動子の共振周波数を設定した。振動子の共振周波数がそれぞれ例えば５０［Ｈｚ］及び例えば６０［Ｈｚ］となる複数の加振装置を炊飯器に設けても、本発明を実施することが可能である。なお、本実施形態２において、特に記述しない項目については実施の形態１と同様とし、同一機能については同一の符号を用いて述べることとする。

図９は、本実施形態２における加振装置６の一例を示す断面模式図である。加振装置６は、本発明の第１の加振手段に相当する加振装置６ａと本発明の第２の加振手段に相当する加振装置６ｂにより構成されている。加振装置６ａのケース１３ａは、例えば縦長の略円筒形の形状をしており、このケース１３ａの上面内側には本発明の第１の振動子に相当する振動子１４ｄが設けられている。この振動子１４ｄは、共振周波数が５０［Ｈｚ］の振動子であり、本発明の第１の弾性体に相当するばね１５ｂ及び本発明の第１の永久磁石に相当する永久磁石１６ａで構成されている。ばね１５ｂの一端はケース１３ａの上面内側に固定されており、他端には永久磁石１６ａが下向きに取り付けられている。一方、ケース１３ａの下面内側には、永久磁石１６と対向して本発明の第１の電磁石に相当する電磁石１７ａが設けられている。この電磁石１７ａはコイル１８と鉄芯１９で構成されており、コイル１８には商用電源から交流電流を供給することができる。

加振装置６ｂのケース１３ｂは、例えば縦長の略直方体の形状をしており、このケース１３ｂの上面内側には本発明の第２の振動子に相当する振動子１４ｅが設けられている。この振動子１４ｅは、共振周波数が６０［Ｈｚ］の振動子であり、本発明の第２の弾性体に相当するばね１５ｃ及び本発明の第２の永久磁石に相当する永久磁石１６で構成されている。ばね１５ｃの一端はケース１３ｂの上面内側に固定されており、他端には永久磁石１６ｂが下向きに取り付けられている。一方、ケース１３ｂの下面内側には、永久磁石１６ｂと対向して本発明の第２の電磁石に相当する電磁石１７ｂが設けられている。この電磁石１７ｂはコイル１８と鉄芯１９で構成されており、コイル１８には商用電源から交流電流を供給することができる。

これら加振装置６ａ及び加振装置６ｂをそれぞれ例えばコイルベース２に設置するが、並べて接近させて設置しても良いし、別々に設置しても良い。これら加振装置６ａ及び加振装置６ｂを並べて設置するか、または上方から見てコイルベース２の左右対称位置に設置することで、加振箇所が同一箇所又は対称箇所となるのでバランスが良く望ましい。しかし、設置スペースの制約からばらばらに設置することになっても加振効果には変わりは無い。

炊飯器は５０［Ｈｚ］又は６０［Ｈｚ］のどちらの商用電源周波数で使用されるかわからないが、このように加振装置６ａ及び加振装置６ｂをそれぞれ例えばコイルベース２に設置することで、どちらの商用電源周波数で使用されても、振動子１４ｄ又は振動子１４ｅの共振周波数と等しいので、共振周波数での大きな振幅を得ることができる。図４より、加振周波数５０［Ｈｚ］時の振動子１４ｄの振幅の大きさは正規化値で１０となり、加振周波数６０［Ｈｚ］時の振動子１４ｅの振幅の大きさは正規化値で８となる。したがって、加振周波数５０［Ｈｚ］時の振動子１４ｄの振幅と加振周波数６０［Ｈｚ］時の振動子１４ｅの振幅との比は２倍以内に収まる。

このように構成された炊飯器においては、５０［Ｈｚ］又は６０［Ｈｚ］のどちらの商用電源周波数の地域で炊飯してもご飯の炊きあがりをほぼ同じにすることができる。また、どちらの商用電源周波数で使用されても、振動子１４ｄ又は振動子１４ｅの共振周波数と等しいので、共振周波数での大きな振幅を得ることができ、炊飯器の小型化やコストダウンが可能となる。

なお、本実施形態２では、振動子１４ｄ及び振動子１４ｅの構成要素としてそれぞればね１５ｂ及びばね１５ｃを用いたが、図７に示すような梁を構成要素とする振動子としてもよいし、図８に示すようなダイヤフラムを用いた振動子としてもよい。

実施の形態３．
実施の形態２では、加振装置６を、共振周波数がそれぞれ例えば５０［Ｈｚ］及び例えば６０［Ｈｚ］となる２つの加振装置６ａ及び加振装置６ｂで構成した。１つの加振装置６に共振周波数がそれぞれ例えば５０［Ｈｚ］及び例えば６０［Ｈｚ］となる振動子を設けても、本発明を実施することが可能である。

図１０は、本実施形態３における加振装置６の一例を示す断面模式図である。加振装置６のケース１３は、例えば縦長の略円筒形の形状をしており、ケース１３内は仕切板２２ａ及び仕切板２２ｂで仕切られている。つまり、ケース１３内は、仕切板２２ａ及び仕切板２２ｂによって仕切られることで、３つの空間が形成されている。なお、仕切板２２ａ及び仕切板２２ｂのかわりにつめ等で支える形態としても良く、その場合は３つの空間は閉じたものとはならないが、動作に変わりはない。ケース１３内の下段の空間には、下面内側に本発明の第１の振動子に相当する振動子１４ｆが設けられている。この振動子１４ｆは、共振周波数が５０［Ｈｚ］の振動子であり、本発明の第１の弾性体に相当するばね１５ｄ及び本発明の第１の永久磁石に相当する永久磁石１６ａで構成されている。ばね１５ｄの一端はケース１３の下面内側に固定されており、他端には永久磁石１６ａが上向きに取り付けられている。ケース１３内の上段の空間には、上面内側に本発明の第２の振動子に相当する振動子１４ｇが設けられている。この振動子１４ｇは、共振周波数が６０［Ｈｚ］の振動子であり、本発明の第２の弾性体に相当するばね１５ｅ及び本発明の第２の永久磁石に相当する永久磁石１６ｂで構成されている。ばね１５ｅの一端はケース１３の上面内側に固定されており、他端には永久磁石１６ｂが下向きに取り付けられている。ケース１３内の中段の空間には、永久磁石１６ａ及び永久磁石１６ｂとそれぞれ対向して電磁石１７が設けられている。この電磁石１７はコイル１８と鉄芯１９で構成されており、コイル１８には商用電源から交流電流を供給することができる。

コイル１８に交流電流が供給されると、永久磁石１６ａ側の電磁石１７の磁極は商用電源周波数でＳ極とＮ極とに周期的に切り替わる。また、永久磁石１６ｂ側の電磁石１７の磁極は商用電源周波数でＳ極とＮ極とに周期的に切り替わる。一方、永久磁石１６ａ及び永久磁石１６ｂの磁極はＳ極又はＮ極のどちらか一方であり変化しない。このため、永久磁石１６ａ及び永久磁石１６ｂと電磁石１７の間では、同じ磁極による反発と異なる磁極による吸引を、商用電源周波数で繰り返すこととなる。その結果、ばね１５ｄ及びばね１５ｅは商用電源周波数で伸縮することとなり、振動子１４ｆ及び振動子１４ｇが商用電源周波数で振動する。そして、加振装置６が商用電源周波数で内鍋５を加振することとなる。

このように構成された炊飯器においては、実施の形態２と同様に５０［Ｈｚ］又は６０［Ｈｚ］のどちらの商用電源周波数の地域で炊飯してもご飯の炊きあがりをほぼ同じにすることができる。また、どちらの商用電源周波数で使用されても、振動子１４ｄ又は振動子１４ｅの共振周波数と等しいので、共振周波数での大きな振幅を得ることができ、炊飯器の小型化やコストダウンが可能となる。さらに、加振装置６に設けられる電磁石は１つのみでよいので、さらなる炊飯器の小型化やコストダウンが可能となる。

この発明の実施の形態１における炊飯器の全体構成を示す縦断面図である。この発明の実施の形態１における加振装置６の一例を示す断面模式図である。この発明の実施の形態１における振動子１４の共振周波数と振幅との関係を示す特性図である。この発明の実施の形態１における振動子１４の共振周波数と振幅との関係を示す特性図である。この発明の実施の形態１における振動子１４の振幅の大きさと米の含水率との関係図である。この発明の実施の形態１における振動子１４の振幅の大きさとご飯の食味との関係図である。この発明の実施の形態１における加振装置６の一例を示す斜視図である。この発明の実施の形態１における加振装置６の一例を示す断面模式図である。この発明の実施の形態２における加振装置６の一例を示す断面模式図である。この発明の実施の形態３における加振装置６の一例を示す断面模式図である。

符号の説明

１炊飯器本体、２コイルベース、３加熱コイル、４温度センサ、５内鍋、６加振装置、６ａ，６ｂ加振装置、７内蓋、８外蓋、９弁体、１０操作パネル、１１制御基板、１２制御装置、１３ケース、１３ａ，１３ｂケース、１４ａ〜１４ｇ振動子、１５ａ〜１５ｅばね、１６永久磁石、１６ａ，１６ｂ永久磁石、１７電磁石、１７ａ，１７ｂ電磁石、１８コイル、１９鉄芯、２０梁、２１ダイヤフラム、２２ａ，２２ｂ仕切板。

Claims

調理物を収納する内鍋と、
該内鍋を着脱自在に収納可能な炊飯器本体と、
炊飯や保温のために前記内鍋を加熱する加熱手段と、
前記内鍋を加振する加振手段と、
前記加振手段を制御する制御手段とを備えた炊飯器において、
前記加振手段の加振周波数を商用電源周波数とし、
前記加振手段は、
第１の弾性体の先端に第１の永久磁石を取り付けた第１の振動子、及び前記第１の永久磁石と対向して設けられ、商用電源から交流電流を供給される第１の電磁石からなる第１の加振手段と、
第２の弾性体の先端に第２の永久磁石を取り付けた第２の振動子、及び前記第２の永久磁石と対向して設けられ、商用電源から交流電流を供給される第２の電磁石からなる第２の加振手段と、
から構成されることを特徴とする炊飯器。
前記第１の電磁石に商用電源周波数５０［Ｈｚ］の交流電流を供給された状態における前記第１の振動子の振幅と、
前記第２の電磁石に商用電源周波数６０［Ｈｚ］の交流電流を供給された状態における前記第２の振動子の振幅と、
の比が１／２〜２倍であることを特徴とする請求項１に記載の炊飯器。