JP7665478B2 - 炊飯器 - Google Patents

Description

本発明は、炊飯器に関する。

近年の炊飯器において、給水タンクを備え、給水タンクから炊飯釜へ自動で給水できる構成のものがある。このような炊飯器は、給水量を把握するための重量センサを備えている。

例えば、特許文献１には、米を炊飯する炊飯部と、水を収容する貯水部と、貯水部から炊飯部に水を移送する水移送配管と、を有する炊飯器本体とを備え、貯米部と貯水部の重心点は、炊飯器本体の中心軸に対して、炊飯部の重心点の反対側に配置し、炊飯器本体の底面に、重量計測手段を複数個配置し、重量計測手段は、前記炊飯部、前記貯米部、および、貯水部が投影される範囲よりも外側に配置し、貯米部から炊飯部への米の移送量、および、貯水部から炊飯部への水の移送量を、複数個の重量計測手段の分力変化量より検出する自動炊飯器が開示されている。特許文献１の構成では、米・移送によって生じる本体支持分力のモーメント力の変化によりその移送量を算出する構成が記載されている。また、炊飯器本体の荷重分を重量計測手段の荷重分を弾性指示部材で支えるため、重量検知素子は測定対象（米や水）の荷重分に相当する量を検出するため、測定精度を上げることができるとされている。

また、特許文献２には、上部に蓋体を備えた本体と、この本体内に着脱自在に収納される内釜と、この内釜を加熱する加熱部と、本体の表面に設けた炊飯メニュー表示部とを備えた炊飯器において、内釜の開口部を蓋するように乗せられ、上部に注水口を有し、下部に弁を有する給水タンクと、この弁を開閉する電磁駆動部と、給水タンクと内釜の重量を検知する重量センサとを設け、この重量センサにより検知された内釜に収容された米の検知重量に応じた炊飯メニューと、給水タンクに注水された水量を炊飯メニュー表示部にて表示するように制御すると共に、前記電磁駆動部を動作させて弁を開き、内釜に給水できるように制御する制御部を設けたことを特徴とする炊飯器が開示されている。特許文献２によれば、簡単な構成で内釜内に収容した米量に対応した水量を自動的に内釜内に給水することができるので、水量の過不足が無くご飯を美味しく炊くことが出来ると記載されている。

特開２０１６－７７４５７号公報 特開２００５－２１４６４号公報

炊飯の過程において、炊飯釜に所定量の米を入れ、水で洗う洗米作業がある。この洗米時に、米は少なからず水を吸収する。また、洗米に使用した水を洗米後に炊飯釜から除き、その後、炊飯のために米量に合わせた量の水を炊飯釜に供給するが、洗米後に炊飯釜から水を完全に除くことは難しく、炊飯釜内には少なからず水が残る。この洗米によって米が吸収した水の量と洗米後に炊飯釜内に残存した水の量を考慮せず、炊飯釜に供給した米の量のみを考慮して供給する水の量を決定して水を供給すると、炊飯時に水の量が過剰になり、炊き上がったご飯の美味しさが低下してしまう。また、上述した洗米によって米が吸収した水の量と洗米後に炊飯釜内に残存した水の量は、炊飯ごとに毎回変化するものであるから、炊き上がったご飯の美味しさに毎回ばらつきが生じてしまうことになる。

上述した特許文献１および特許文献２は、炊飯釜内の米の量に対応する水の量を一義的に決定して炊飯釜に供給することは可能であるが、炊飯前に炊飯釜に存在する水の量（洗米時に米が吸収した水の量、洗米後に炊飯釜内に残存する水の量）を考慮して炊飯釜に供給する水の量を決定してから水を供給することは課題とされておらず、その手段について開示も示唆もされていない。

本発明は、上記事情を鑑みてなされたもので、その目的は、炊飯前に炊飯釜に存在する水の量を把握した上で炊飯釜に供給する適切な水の量を決定して供給することで、ご飯の美味しさを向上し、美味しさのばらつきを低減できる炊飯器を提供することにある。

本発明の炊飯器は、上記目的を達成するために、米および水を収容する炊飯釜と、前記炊飯釜に供給する水を貯留する給水タンクと、前記炊飯釜および前記給水タンクを収容する炊飯器本体と、前記炊飯器本体の底面に設けられた複数の重量センサと、前記給水タンクから前記炊飯釜への水の供給量および前記重量センサの計測値を格納する制御部と、を備え、前記制御部は、前記炊飯器本体の質量および重心の変化と、前記炊飯釜に収容された米の量と、前記給水タンクに収容された水の量とを個別に算出する質量演算部と、算出された前記米の量に合わせて供給する水の量を決定する最適水量演算部と、前記給水タンクから前記炊飯釜に移動した水量を算出する移動水量演算部と、を有し、前記質量演算部により、前記炊飯釜に存在する前記米の量（Ｗ _ｃ２ ）を算出し、前記炊飯釜内の収容物の質量（前記米の量（Ｗ _ｃ２ ）＋前記水の量（Ｗ _ｃ１ ））から前記米の量（Ｗ _ｃ２ ）を差し引いて前記炊飯釜内の前記水の量（Ｗ _ｃ１ ）を算出し、前記最適水量演算部により、最適水量（Ｗｏ）から前記炊飯釜内の前記水の量（Ｗ _ｃ１ ）を差し引いて炊飯に必要な目標給水量（Ｗｓ）を決定することを特徴とする。

本発明のより具体的な構成は、特許請求の範囲に記載される。

本発明によれば、炊飯前に炊飯釜に存在する水の量を把握した上で炊飯釜に供給する適切な水の量を決定して供給することで、ご飯の美味しさを向上し、美味しさのばらつきを低減できる炊飯器を提供できる。

上記した以外の課題、構成および効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

本発明の炊飯器の斜視図（蓋が閉じた状態） 本発明の炊飯器の斜視図（蓋が開いた状態） 本発明の炊飯器を底面から見た図 本発明の炊飯器を底面側から見た斜視図 本発明の炊飯器を用いた給水フローの一例を示す図 図５のサブルーチンを示すフロー図 出荷前記憶データの一例を示す図 フロー中記憶データの一例を示す図 炊飯釜内の質量（米の質量と水の質量）Ｗ_Ｃと給水タンク内の水の質量Ｗ_Ｅを推定する概念を示す模式図

以下、本発明の炊飯器について、図面に基づいて詳細に説明する。図１および図２は本発明の炊飯器の斜視図である。図１は炊飯器本体３の蓋４が閉じた状態を示し、図２は炊飯器本体３の蓋４が開いた状態を示している。図１および図２に示すように、本発明の炊飯器１０は、炊飯器本体３と、炊飯器本体３を覆う蓋４とを備える。炊飯器本体３には、米を収容する炊飯釜１と、炊飯釜１に供給する水を貯留する給水タンク２とが収容されている。炊飯器本体３の底面には、重量センサ５が設けられている。本発明の炊飯器１０は、図に示した通り、炊飯器本体３に給水タンク２を備えており、炊飯釜１に収容された米の量に応じた量の水を、給水タンク２から炊飯釜１へ自動で供給できる自動給水の構成を有するものである。

炊飯器１０は、図示していないが、制御部を備え、給水タンク２から炊飯釜１への水の供給や、重量センサ５で計測した質量を用いて各種値（炊飯器本体３の質量、重心の変化、米の量および水の量等）を演算する。制御部は、マイコン等の炊飯器１０を制御可能な電子部品で構成される。

上記構成の他に、蓋４の表面には操作部７および表示部８が設けられている。操作部７は、炊飯スタートボタン、予約開始メニュー、炊飯メニュー（米の種類に応じた炊飯工程等を格納）および予約メニュー（予約開始時間などを格納）を選択して決定するボタンが設けられている。また、表示部８は、操作部７で選択されたメニューの表示や、給水タンク２内の水の量が少ないとき等にエラーメッセージを表示することができる。また、炊飯器１０は記憶部を有し、制御部で演算された値や、上記各種メニューを記憶する。

図３は本発明の炊飯器を底面から見た図である。図３に示すように、炊飯器１０の底面の幅方向および奥行方向の異なる位置に、複数の重量センサ５が配置されている。重量センサ５は、後述する炊飯釜１内の米量Ｗ_Ｃ２および水量Ｗ_Ｃ１、給水タンク２内の水量Ｗ_Ｅおよび炊飯器１０の重心を計測できるものであれば、その配置に特に制限はないが、炊飯器本体３の前側よりも後側の方が重量センサ５の個数が多くなるように配置されていることが好ましい。図３では、炊飯器本体３の前側の幅方向に２個、後側の幅方向に３個の重量センサを配置している。このように後側の重量センサ５の数を前側よりも多く配置することで、蓋４を開けたときの衝撃荷重の負荷（炊飯器本体３の後側に大きくかかる）を分散させ、重量センサ５の破損を抑制することができる。また、各重量センサはユーザが直接触れないように、炊飯器底面の内部に埋め込んでもよい。

図４は本発明の炊飯器を底面側から見た斜視図である。図４に示すように、重量センサ５の底面を覆うように底板６を設けていても良い。このような底板６を設けることで、炊飯器１０が設置される面に凹凸があったとしても、底板６を介してすべての重量センサに負荷が伝達されるため，重量センサの片あたりによる重量計測誤差の影響を小さくすることができる。

以上、本発明の炊飯器１０の外観について説明したが、次に図示していない制御部について説明する。

本発明の炊飯器１０が備える制御部は、上述した通り、炊飯器本体３の質量および重心の変化と、炊飯釜１に収容された米の量と、給水タンク２に収容された水の量とを個別に算出する質量演算部と、算出された米の量に合わせて供給する水の量を決定する最適水量演算部と、給水タンク２から炊飯釜１に移動した水量を算出する移動水量演算部とを有する。

上述した従来の技術では、米を収容する炊飯釜の重量、水を収容する給水タンクの重量、給水タンクから炊飯釜へ移動する水の量を求めることはできたが、炊飯釜に存在する米の量と水の量とを分けて算出できるものではなかった。本発明の炊飯器１０は、炊飯釜１に存在する米の量と水の量とを分けて算出できるものであり、この構成によって炊飯前に炊飯釜１に存在する水の量を把握した上で炊飯釜１に供給する適切な水の量を決定することができる。その演算方法を以下に詳述する。

図５は本発明の炊飯器を用いた給水フローの一例を示す図であり、図６は図５のサブルーチンを示すフロー図である。給水フローの概要は、図５に示すように、まず始めにゼロ点（炊飯釜１および給水タンク２が空の状態の重量）を求め、次に炊飯釜１に米を入れ、給水タンク２に水を入れた際の炊飯釜１内の米量Ｗ_Ｃ２および水量Ｗ_Ｃ１、給水タンク２内の水量Ｗ_Ｅおよび炊飯器１０の重心を算出し、給水タンク２から炊飯釜１に供給する水の量Ｗ_Ｓを決定し、給水タンク２からこの水の量Ｗ_Ｓの水を供給するものである。

まず始めに、空の炊飯釜１と給水タンク２を炊飯器本体３にセットし（Ｓ１）、ゼロ点調整ボタンが押されているか、押されていないかを判断する（Ｓ２）。ゼロ点調整ボタンが押された場合、重量センサ出力（ゼロ点）Ｆ_ｉとして記憶して後述する演算に使用する（Ｓ３）。また、ゼロ点調整ボタンが押されない場合は、前回記憶した重量センサ出力（ゼロ点）Ｆ_ｉを記憶部から呼び出し、演算に使用する（Ｓ４）。

次に、炊飯釜１に米を収容し、給水タンク２に水を収容する（Ｓ５）。その後、蓋４を閉じる（Ｓ６）。ここで、炊飯釜１に収容された米量を入力する米量定義ボタンが押されているかいないかを判断する（Ｓ７）。米量定義ボタンが押された場合、米量Ｗ_Ｃ２と、その米量Ｗ_Ｃ２に応じた最適水量Ｗ_Ｏを記憶する（Ｓ８）。米量定義ボタンが押されていない場合、前回記憶した米量Ｗ_Ｃ２と、その米量Ｗ_Ｃ２に応じた最適水量Ｗ_Ｏを記憶部から呼び出し、演算に使用する（Ｓ９）。

米量定義では、ユーザが入力する米量の離散幅を指定できる。（０．１合刻み，０．５合刻みなど）。

続いて、所定時間の待機を経て（Ｓ１０）、炊飯のスタートボタンが押されたか押されていないかの判断をする（Ｓ１１）。押された場合は、重量センサ出力Ｆ_ｉ´を記憶し（Ｓ１２）、次のステップＡに進む。炊飯ボタンが押されていない場合は、待機に戻る。

図６に示すように、ステップＡでは、制御部の質量演算部により、炊飯釜１内の水量と米量（Ｗ_Ｃ１＋Ｗ_Ｃ２）と、給水タンク２の水量Ｗ_Ｅを算出する（Ｓ２１）。この算出方法について、以下に説明する。

図９は炊飯釜１内の質量（米の量と水の量）Ｗ_Ｃと給水タンク２内の水の量Ｗ_Ｅを算出する概念を示す模式図である。図９に示すように、炊飯釜１に存在する水の量Ｗ_Ｃ１、炊飯釜１に存在する米の量Ｗ_Ｃ２ 、Ｗ _Ｃ=Ｗ_Ｃ１＋Ｗ_Ｃ２ 、給水タンク２に存在する水の量Ｗ_Ｅ 、とすると、炊飯器全体の質量と重心の変化から、下記式が成立する。

ｃ：米の位置（左端の重量センサ位置が０）、ｅ：タンク水の位置、ｎ：重量センサ個数、ｆ_ｉ：重量センサの位置、Ｆ_ｉ：重量センサ出力（ゼロ点で炊飯釜内と給水タンク内に収容物がない状態）、Ｆ_ｉ´：重量センサ出力（炊飯スタートボタン押した直後で炊飯釜内と給水タンク内に収容物がある状態）

上記式により、炊飯釜１内の収容物の質量（Ｗ_Ｃ１＋Ｗ_Ｃ２ ）から米量Ｗ_Ｃ２を差し引いて炊飯釜１内の水量Ｗ_Ｃ１を算出できる。炊飯釜１に存在する水の量Ｗ_Ｃ１、炊飯釜１に存在する米の量Ｗ_Ｃ２、給水タンク２に存在する水の量Ｗ_Ｅを算出することができる。なお、ユーザが炊飯スタートボタンを押す前の段階で、釜内に米を投入した際に米量測定ボタンを押せば、米量を計測できる機能をつけてもよい。その場合、ユーザの米量入力が不要になり、かつ、中途半端な米量でも炊飯可能となる。

再び、図６のフローに戻る。上記数式により炊飯釜１の水量Ｗ_Ｃ１を演算し、記憶する（Ｓ２２）。続いて、制御部の最適水量演算部により炊飯に必要な給水量（目標値）Ｗ_Ｓを演算し、記憶する（Ｓ２３）。最適水量Ｗ_Ｏから釜内水量Ｗ_Ｃ１を差し引いて目標給水量を決定することができる。

ここで、Ｗ_Ｅ＞Ｗ_Ｓであるか否かを判断し（Ｓ２４）、Ｗ_Ｅ＞Ｗ_Ｓである場合は給水タンク２からの給水を開始する（Ｓ２５）。また、Ｗ_Ｅ＞Ｗ_Ｓでない場合は、給水タンク２に十分な量の水が入っていない旨のエラーを表示し（Ｓ３０）、ユーザが給水タンク２に水を入れ直す（Ｓ３１）。制御部の移動水量演算部により給水中のセンサ出力Ｆｉ´´を計測し、炊飯釜１内の水の量Ｗ_Ｃ１および米の量Ｗ_Ｃ２を更新する（Ｓ２７）。そして、Ｗ_Ｏ－Ｗ_Ｃ１＜＝０を判断する（Ｓ２８）。Ｗ_Ｏ－Ｗ_Ｃ１＜＝０であれば給水を停止して（Ｓ２９）フローを終了する。Ｗ_Ｏ－Ｗ_Ｃ１＜＝０でない場合はＳ２６に戻る。

上述した給水を開始するタイミング（Ｓ２５）については、ユーザに予約された炊飯完了時間から逆算して、決定してもよい。また、スチームを生成するために、炊飯中や保温中に追加で給水してもよい。また、目標給水量に達するまでに、複数回に分けて段階的に給水することもできる。

給水の手段としては、給水口にノズルを設置し、スプレー状にして釜内に給水することができる。

図７は出荷前記憶データの一例を示す図であり、図８はフロー中記憶データの一例を示す図である。図７に示すように、最適水量Ｗ _Ｏおよび目標給水量Ｗ_Ｓについては、炊飯器１０が米の合数、精米日、銘柄、料理に合わせた最適水量Ｗ _Ｏ を事前に記憶していることが好ましい。また、ユーザが入力した食味の感想結果に基づいて、最適水量Ｗ_Ｏを設定できるようにしても良い。

炊飯釜に投入する米が乾燥米であることの入力を受け付けた場合、Ｗ_Ｃ１の算出は不要で、釜内の乾燥米の量の推定値から、目標給水量を決定する。

以上、説明した通り、本発明によれば、炊飯前に炊飯釜に存在する水の量を把握した上で炊飯釜に供給する適切な水の量を決定して炊飯釜に供給することで、ご飯の美味しさを向上し、美味しさのばらつきを低減できる炊飯器を提供できることが示された。

なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

例えば、炊飯器を説明したが、上述した重量計測の技術は、コネクテッド炊飯器、加熱調理器、自動調理器、電子レンジおよび各種家電重量検知手段にも用いることができる。

１…炊飯釜、２…給水タンク、３…炊飯器本体、４…炊飯器本体の蓋、５…重量センサ、６…底板、７…操作部、８…表示部、１０…炊飯器。

Claims (5)

1. 米および水を収容する炊飯釜と、前記炊飯釜に供給する水を貯留する給水タンクと、前記炊飯釜および前記給水タンクを収容する炊飯器本体と、前記炊飯器本体の底面に設けられた複数の重量センサと、前記給水タンクから前記炊飯釜への水の供給量および前記重量センサの計測値を格納する制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記炊飯器本体の質量および重心の変化と、前記炊飯釜に収容された米の量と、前記給水タンクに収容された水の量とを個別に算出する質量演算部と、算出された前記米の量に合わせて供給する水の量を決定する最適水量演算部と、前記給水タンクから前記炊飯釜に移動した水量を算出する移動水量演算部と、を有し、
   前記質量演算部により、前記炊飯釜に存在する前記米の量（Ｗ _ｃ２ ）を算出し、前記炊飯釜内の収容物の質量（前記米の量（Ｗ _ｃ２ ）＋前記水の量（Ｗ _ｃ１ ））から前記米の量（Ｗ _ｃ２ ）を差し引いて前記炊飯釜内の前記水の量（Ｗ _ｃ１ ）を算出し、
   前記最適水量演算部により、最適水量（Ｗｏ）から前記炊飯釜内の前記水の量（Ｗ _ｃ１ ）を差し引いて炊飯に必要な目標給水量（Ｗｓ）を決定することを特徴とする炊飯器。
2. 前記炊飯釜と前記給水タンクが前記炊飯器本体の幅方向の異なる位置に配置されており、かつ、２個以上の前記重量センサが前記炊飯器本体の底面の幅方向の異なる位置に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の炊飯器。
3. 前記炊飯釜と前記給水タンクが前記炊飯器本体の奥行方向の異なる位置に配置されており、かつ、２個以上の前記重量センサが前記炊飯器本体の底面の奥行方向の異なる位置に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の炊飯器。
4. 前記重量センサが前記炊飯器本体の前側よりも前記炊飯器本体の後側に多く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。
5. 前記重量センサの底面を覆う底板が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。

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