(本発明の基礎となった知見)
本発明者らは、米容器に収容されている米の量を推定するために鋭意検討した結果、以下の知見を得た。
米容器に収容されている米の量を推定する方法としては、以下のような方法が考えられる。
例えば、米容器に光学的なセンサを設け、米容器に収容されている米の量を推定することが考えられる。しかし、この方法では、光学的なセンサが米容器に付着した汚れ(例えば、米粉)を検知してしまい、米の量の推定精度が低下する。つまり、米の量を推定する場合に特有の問題があり、光学的なセンサにより米容器に収容されている米の量を精度良く推定することは困難である。
また、例えば、米容器に機械的なセンサを設け、米容器内の米の量を推定することが考えられる。しかし、この方法では、機械的なセンサを米容器内の米と接触させる必要があるため、機械的なセンサを米容器の内部に設置する必要がある。機械的なセンサを米容器の内部に設置した場合、米容器の内部を衛生的な状態に保つことが困難であり、万が一機械的なセンサが米容器から脱落すると、米容器内に機械的なセンサが異物として混入する恐れがある。
そこで、本発明者らは、米容器に収容されている米の量を静電容量検知部で検知する構成を見出した。静電容量検知部(例えば、静電容量式センサ)は、光学的なセンサと比較して、米容器内の米粉などの汚れに左右されることなく米容器内の米の有無を検知できる。また、静電容量検知部は、米容器の外側面に設けられても、米容器内の米の有無を検知できるので、米容器の内部に設置される必要がない。つまり、静電容量検知部を用いた場合には、米容器の内部を衛生的な状態に保つことができ、万が一静電容量検知部が米容器から脱落しても、静電容量検知部が米容器内に異物として混入することがない。これらの新規な知見に基づき、本発明者らは、以下の発明に至った。
本発明の一態様によれば、
鍋と、
前記鍋を収容する筐体と、
米を収容する米容器と、
前記米容器内の米を前記鍋内に供給する米供給部と、
前記米容器の外側面に設けられ、前記米容器に収容された米との間で静電容量を形成する検知電極を有する静電容量検知部と
を備える、炊飯器を提供する。
この構成によれば、検知電極の静電容量の変化により、米容器のうち検知電極が設けられた位置における米の有無を検知できる。これにより、米容器に収容された米の量を推定できる。
また、検知電極の静電容量の変化により、米容器のうち検知電極が取り付けられた位置における米の有無を非接触で検知できるので、接触式のセンサを使用する場合と異なり、米容器の内部を衛生的な状態に保つことができる。
また、検知電極が米容器の外側面に取り付けられているので、万が一検知電極が米容器から剥がれた場合であっても、検知電極が米容器の内部に混入することを防止できる。
前記静電容量検知部は、複数の前記検知電極を備え、複数の前記検知電極は、前記米容器の高さ方向に互いに間隔をあけて並んで配置されていてもよい。
この構成によれば、複数の検知電極が、米容器の高さ方向に並んで配置されているので、米容器の高さ方向における複数の位置での米の有無を検知できる。これにより、米容器に収容されている米の量をより一層精度よく推定できる。
前記米容器は、高さ方向に直交する断面積が前記米容器の上側から下側に向かって小さくなるように形成されており、複数の前記検知電極は、3つ以上の前記検知電極であり、前記米容器の上側から下側に向かって前記間隔が広くなるように配置されていてもよい。
米容器の高さ方向に直交する断面積が米容器の上側から下側に向かって小さくなるように形成されている場合に、3つ以上の検知電極が米容器の高さ方向に等間隔に並んで配置されていると、米容器の上側から下側に向かって検知電極間に含まれる米の量が少なくなり、一定量毎に米を検出できない。これに対して、この構成によれば、3つ以上の検知電極が米容器の上側から下側に向かって検知電極間の間隔が広くなるように配置されているので、3つ以上の検知電極が米容器の高さ方向に等間隔に並んで配置されている場合と比較して、検知電極間に含まれる米の量のばらつきを少なくできる。
前記検知電極が取り付けられた外側面に交差する方向から見て、水平方向における前記検知電極の寸法は、前記米容器の高さ方向における前記検知電極の寸法よりも大きくてもよい。
米容器の内部において米が偏在している場合、同量の米が米容器内に収容されていても米の偏り方によって検知電極の静電容量がばらつき、米容器のうち検知電極が取り付けられた高さ位置における米の有無を精度よく検出できないことがある。これに対して、この構成によれば、水平方向における検知電極の寸法が米容器の高さ方向における検知電極の寸法よりも大きいので、水平方向における検知電極の寸法が米容器の高さ方向における検知電極の寸法よりも小さい場合と比較して、水平方向の広い範囲において検知電極により米の有無を検知できる。このため、米容器の内部において米が偏在した場合であっても、米容器のうち検知電極が取り付けられた高さ位置おける米の有無の検知精度の低下を抑制できる。
前記米容器は、前記鍋と対向する第1側壁と、前記第1側壁と対向するとともに、前記第1側壁に対して前記鍋とは反対側に位置する第2側壁とを備え、前記検知電極は、前記第2側壁に取り付けられていてもよい。
検知電極の静電容量は、周囲の温度により変化するため、鍋が加熱されたときに発生する熱の影響によって、米容器のうち検知電極が取り付けられた位置における米の有無を精度良く検知できないことがある。これに対して、この構成によれば、検知電極が第1側壁に対して鍋とは反対側に位置する第2側壁の外側面に取り付けられているため、検知電極が第1側壁に取り付けられている場合と比較して、検知電極は、鍋が加熱されたときに発生する熱の影響を受けにくい。その結果、米容器のうち検知電極が取り付けられた位置における米の有無についての検知精度の低下を抑制できる。
前記米容器は、隣接する部分よりも薄い薄肉部を備え、前記検知電極は、前記薄肉部に取り付けられていてもよい。
検知電極と検知対象物との間の距離が短いほど、検知対象物の有無を検知しやすくなる。この構成によれば、隣接する部分よりも薄い薄肉部に検知電極が取り付けられているため、上記隣接する部分に検知電極が取り付けられる場合と比較して、検知電極と米との間の距離が短くなる。その結果、米容器のうち検知電極が取り付けられた位置における米の有無を精度良く検知できる。
前記静電容量検知部は、前記検知電極に接続された配線を備え、前記米容器は、前記検知電極が設けられている部分よりも厚い厚肉部を備え、前記配線の少なくとも一部は、前記厚肉部の外側面に接していてもよい。
静電容量検知部が検知する静電容量には、検知電極と米との間に形成される静電容量に加えて、検知電極に接続された配線と米との間に形成される寄生容量が含まれる。このため、寄生容量が増加すると、検知電極が取り付けられた位置における米の有無の検知精度が低下することがある。これに対して、この構成によれば、配線の少なくとも一部が、検知電極が設けられている部分よりも厚い厚肉部の外側面に接しているので、米容器に収容されている米と配線との間の距離を広くすることができる。これにより、配線と米との間に形成される寄生容量を低減でき、米容器のうち検知電極が取り付けられた位置における米の有無についての検知精度の低下を抑制できる。
前記静電容量検知部は、基準電極を備え、前記基準電極は、前記米容器のうち米が収容される部分とは異なる部分に対向するように設けられていてもよい。
検知電極の静電容量は、検知電極の周囲の温度等の環境要因の影響を受けて変化するため、米容器のうち検知電極が取り付けられた位置における米の有無を精度良く検知できないことがある。これに対して、この構成では、基準電極が、米容器のうち米が収容される部分とは異なる部分に対向するように設けられているため、検知精度を向上できる。より詳細には、基準電極が米容器のうち米が収容される部分とは異なる部分に対向するように設けられているため、基準電極が米容器のうち米が収容される部分と対向するように設けられる場合と比較して、米容器に収容されている米と基準電極との間で静電容量が発生し難くなる。このため、基準電極の静電容量を検知することで、検知電極とともに基準電極が受ける環境要因(例えば、検知電極及び基準電極の周囲の温度)の影響による静電容量の変動を検知できる。このため、例えば、検知電極の静電容量と基準電極の静電容量との差分をとることで、環境要因によるノイズ成分を除去できる。その結果、米容器のうち検知電極が取り付けられた位置における米の有無についての検知精度の低下を抑制できる。
前記米容器に収容されている米残量を推定する推定部と、前記米供給部によって前記米容器から前記鍋に供給する米の供給量を設定する供給量設定部とを備え、前記推定部は、前記検知電極の静電容量に基づいて前記米残量を推定した後、前記供給量設定部により前記供給量が設定されたとき、推定した前記米残量から前記供給量設定部により設定された前記供給量を減算することで、前記米容器に収容されている米の量を推定してもよい。
この構成によれば、検知電極の静電容量に基づいて推定した米残量から供給量設定部により設定された供給量を減算することで、米容器に検知電極が検知できない量の米が収容されている場合であっても、米残量を連続的に推定できる。
前記米容器の米容器入口を開閉する米容器蓋体を備え、前記推定部は、前記米容器蓋体が開閉されたときに、前記検知電極の静電容量に基づいて前記米残量を推定してもよい。
前記推定部は、前記米容器に収容されている米と前記検知電極との間で静電容量が形成されていないと判断したとき、前記米容器に収容されている米と前記検知電極との間で静電容量が形成されていたときの前記検知電極の静電容量に基づいて前記米残量を推定してもよい。
前記米容器の米容器入口を開閉する米容器蓋体と、水を収容する水容器と、前記水容器内の水を前記鍋内に供給する水供給部と、前記米容器蓋体の開閉が行われていない時間を計測する計時部と、前記水の供給量を制御する制御部とを備え、前記計時部が計測した計測時間が一定時間を超えた場合、前記制御部は、炊飯する米量に適した水量よりも多い水量を前記鍋内に供給するように、前記水供給部を制御してもよい。
米が米容器に収容されて、一定時間が経過すると米が乾燥する(つまり、米の水分量が減る)ことがある。この場合に、炊飯する米量に適した水量で炊飯すると、所望のご飯を炊くことができないことがある(例えば、所望の硬さよりもご飯が硬くなることがある)。また、米容器蓋体の開閉が行われていない時間が一定時間を超えた場合には、米容器内に収容された米が乾燥している可能性がある。この構成によれば、米容器蓋体の開閉が行われていない時間が一定時間を超えた場合に、炊飯する米量に適した米量よりも多い水量が鍋内に供給されるので、米容器から鍋に供給された米が乾燥している場合であっても、米が十分な量の水分を吸収できる。その結果、所望のご飯を炊くことができる。
前記米容器の米容器入口を開閉する米容器蓋体と、水を収容する水容器と、前記水容器内の水を前記鍋内に供給する水供給部と、前記米容器蓋体の開閉が行われていない時間を計測する計時部と、浸水工程と昇温工程と沸騰維持工程と蒸らし工程とを実行させる制御部とを備え、前記計時部が計測した計測時間が一定時間を超えた場合、前記制御部は、前記浸水工程において炊飯する米量に適した浸水時間よりも長く前記浸水工程を実行させてもよい。
この構成によれば、米容器蓋体の開閉が行われていない時間が一定時間を超えた場合に、浸水工程において炊飯する米量に適した浸水時間よりも長く浸水工程を実行させるので、米容器から鍋に供給された米が乾燥している場合であっても、米が十分な量の水分を吸収できる。その結果、所望のご飯を炊くことができる。
前記米容器の米容器入口を開閉する米容器蓋体と、水を収容する水容器と、前記水容器内の水を前記鍋内に供給する水供給部と、前記米容器蓋体の開閉が行われていない時間を計測する計時部と、浸水工程と昇温工程と沸騰維持工程と蒸らし工程とを実行させる制御部とを備え、前記計時部が計測した計測時間が一定時間を超えた場合、前記制御部は、前記浸水工程において炊飯する米量に適した浸水温度よりも低い温度で前記浸水工程を実行させてもよい。
乾燥した米は割れやすく、割れた米を炊飯すると、浸水工程においてでんぷんが米から水に溶け出し、炊き上がったご飯がべたつきやすくなる。その結果、所望のご飯を炊くことができないことがある。この構成によれば、米容器蓋体の開閉が行われていない時間が一定時間を超えた場合に、浸水工程において炊飯する米量に適した浸水温度よりも低い温度で浸水工程を実行させる。このため、米容器から鍋に供給された米が乾燥して割れている場合であっても、浸水工程においてでんぷんが米から水に溶け出しにくくなるため、炊き上がったご飯のべたつきを抑制することができ、所望のご飯を炊くことができる。
水を収容する水容器と、前記水容器内の水を前記鍋内に供給する水供給部と、前記静電容量検知部が検知した米量に変化がない時間を計測する計時部と、前記水の供給量を制御する制御部とを備え、前記計時部が計測した計測時間が一定時間を超えた場合、前記制御部は、炊飯する米量に適した水量よりも多い水量を前記鍋内に供給するように前記水供給部を制御してもよい。
静電容量検知部が検知した米量に変化がない時間が一定時間を超えた場合、米容器内に収容された米が乾燥している可能性がある。この構成によれば、米容器蓋体の開閉が行われていない時間が一定時間を超えた場合に、炊飯する米量に適した米量よりも多い水量が鍋内に供給されるので、米容器から鍋に供給された米が乾燥している場合であっても、米が十分な量の水分を吸収できる。その結果、所望のご飯を炊くことができる。
水を収容する水容器と、前記水容器内の水を前記鍋内に供給する水供給部と、前記静電容量検知部が検知した米量に変化がない時間を計測する計時部と、浸水工程と昇温工程と沸騰維持工程と蒸らし工程とを実行させる制御部とを備え、前記計時部が計測した計測時間が一定時間を超えた場合、前記制御部は、前記浸水工程において炊飯する米量に適した浸水時間よりも長く前記浸水工程を実行させてもよい。
この構成によれば、静電容量検知部が検知した米量に変化がない時間が一定時間を超えた場合に、浸水工程において炊飯する米量に適した浸水時間よりも長く浸水工程を実行させるので、米容器から鍋に供給された米が乾燥している場合であっても、米が十分な量の水分を吸収できる。その結果、所望のご飯を炊くことができる。
水を収容する水容器と、前記水容器内の水を前記鍋内に供給する水供給部と、前記静電容量検知部が検知した米量に変化がない時間を計測する計時部と、浸水工程と昇温工程と沸騰維持工程と蒸らし工程とを実行させる制御部とを備え、前記計時部が計測した計測時間が一定時間を超えた場合、前記制御部は、前記浸水工程において炊飯する米量に適した浸水温度よりも低い温度で前記浸水工程を実行させてもよい。
この構成によれば、静電容量検知部が検知した米量に変化がない時間が一定時間を超えた場合に、浸水工程において炊飯する米量に適した浸水温度よりも低い温度で浸水工程を実行させる。このため、米容器から鍋に供給された米が乾燥して割れている場合であっても、浸水工程においてでんぷんが米から水に溶け出しにくくなるため、炊き上がったご飯のべたつきを抑制することができ、所望のご飯を炊くことができる。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施形態によって本発明が限定されるものではない。また、図面において実質的に同一の部材については同一の参照符号を付している。
また、以下では、説明の便宜上、通常使用時の状態を想定して「上」、「下」、「前」、「後」等の方向を示す用語を用いるが、本発明に係る炊飯器の使用状態等を限定することを意味するものではない。
(実施形態)
本発明の一実施形態に係る炊飯器の全体構成について説明する。図1は、本実施形態に係る炊飯器の斜視図である。図2は、図1のII-II線断面図である。本実施形態に係る炊飯器1は、鍋内への米及び水の供給から炊飯まで自動的に行うことができる、いわゆる全自動炊飯器である。また、本実施形態においては、炊飯される米として、洗米を行う必要がない米、いわゆる無洗米が用いられる。なお、炊飯される米は、無洗米に限定されず、精白米であってもよい。
図1を参照すると、本実施形態に係る炊飯器1は、筐体10と、筐体10の上部を覆う本体蓋体11と、筐体10の側方に配置され、米を収容する米収容部20とを備える。
図2を参照すると、本実施形態の炊飯器1は、有底筒状の鍋30を備える。鍋30は、筐体10内に収容されている。鍋30には、炊飯時に米が収容される。
筐体10の後方上部には、ヒンジ部10aが設けられている。本体蓋体11は、ヒンジ部10aに取り付けられている。本体蓋体11は、ヒンジ部10aを中心として回動することにより、鍋30の開口部を開閉自在に覆う。
本実施形態の炊飯器1は、鍋30を加熱する加熱部40を備える。本実施形態の加熱部40は、通電されることにより、鍋30を誘導加熱する誘導加熱コイルである。加熱部40は、筐体10の内部に配置されている。より詳細には、加熱部40は、筐体10内において、鍋30の底面、及び鍋30の側面の下部に対向するように配置されている。
本実施形態の炊飯器1は、水を収容する水収容部50を備える。水収容部50は、筐体10の内部に配置されている。水収容部50は、図示しない送水管を通じて鍋30内と流体連通している。上記送水管には、図示しない送水ポンプが設けられている。上記送水ポンプが駆動されることで、水収容部50内の水が上記送水管を通じて鍋30内に供給される。本実施形態の水収容部50は、本発明に係る水容器の一例である。また、本実施形態の上記送水管及び上記送水ポンプは、本発明に係る水供給部の一例を構成する。
本実施形態の炊飯器1は、炊飯器1全体の動作を制御する本体制御部60を備える。
図3は、本実施形態に係る米容器蓋体が開いた状態の炊飯器の斜視図である。また、図4は、本実施形態に係る炊飯器の内部構造を示す斜視図である。
図3及び図4を参照すると、米収容部20は、米を収容する米容器70と、筒部21と、外カバー22と、米容器蓋体23とを備える。
米容器70は、内部空間に米が収容される箱状である。米容器70の高さ方向は、上下方向Zと一致する。
図4に示すように、米容器70は、送米管80を通じて鍋30(図2に示す)内と流体連通している。送米管80は、米計量部81を介して米容器70に接続されている。米計量部81は、米容器70から供給された米の量を計測し、指定された量の米を送米管80に供給する。送米管80には、送米ファン(図示せず)が設けられている。上記送米ファンが駆動されることで、米容器70から送米管80に供給された米が送米管80を通じて鍋30内に供給される。本実施形態の送米管80と米計量部81と送米ファンとは、本発明に係る米供給部の一例を構成する。
筒部21は、米容器70の高さ方向に延びた筒状である。筒部21は、米収容部20の上部を構成している。筒部21は、米容器70の上端に取り付けられている。
外カバー22は、米容器70の側方を覆っている。これにより、米容器70が外部に露出することが抑制されている。一方、外カバー22は筒部21より下方に位置しており、筒部21を覆っていない。外カバー22の材質は、ABS樹脂である。ABS樹脂の比誘電率は、2.4~4.1である。
米容器蓋体23は、筒部21の後部に設けられたヒンジ部21aに取り付けられている。米容器蓋体23は、ヒンジ部21aを中心として回動することにより、米容器70の後述する米容器入口70aを開閉自在に覆う。
図5は、本実施形態に係る米容器と静電容量検知部とを示す斜視図である。図6は、本実施形態に係る米容器と静電容量検知部とを示す斜視図である。図5は、米容器を鍋側から見た斜視図であり、図6は、米容器を鍋とは反対側から見た斜視図である。図7は、図6のVII-VII線に沿った断面を示す斜視図である。
図5及び図6を参照すると、米容器70は、上方が開口した箱状である。本実施形態の米容器70の材質は、ポリプロピレンである。ポリプロピレンの比誘電率は、2.0~2.6である。つまり、米容器70の比誘電率は、空気の比誘電率(約1.0)よりも高く、米の比誘電率(3.5~3.7)よりも低い。
米容器70は、米が投入される米容器入口70aと、米計量部81(図4に示す)に米を供給するための米容器出口70bとを備える。
米容器入口70aは、米容器70の上端部に設けられている。米容器入口70aは、上向きに開放された開口である。米容器70の内部空間と筒部21(図3に示す)の内部空間とは、米容器入口70aを介して連通している。
米容器出口70bは、米容器70の下端部に設けられている。米容器出口70bは、後向きに開放された開口である。米容器出口70bには米計量部81(図4に示す)が接続されている。
米容器70は、前壁71と、後壁72と、第1側壁73と、第2側壁74とを備える。前壁71と、後壁72と、第1側壁73と、第2側壁74とは、米容器70のうち米が収容される部分を構成する。
前壁71は、前後方向Yにおいて米容器70の一方側(前側)の面を構成する。前壁71は、横方向X及び上下方向Zに沿って延びている。横方向Xと前後方向Yと高さ方向Zとは、互いに直交している。
後壁72は、前後方向Yにおいて米容器70の他方側(後側)の面を構成する、後壁72は、前後方向Yにおいて前壁71と間隔をあけて配置されている。後壁72は、縦壁部72aと、縦壁部72aの下端部に連なって設けられた傾斜壁部72bとを備える。
縦壁部72aは、横方向X及び上下方向Zに沿って延びている。より詳細には、縦壁部72aは、前壁71と平行に配置されている。
傾斜壁部72bは、下方に向かって前壁71に近づくように傾斜して延びている。これにより、傾斜壁部72bが設けられた範囲において、米容器70の高さ方向に直交する断面積は、米容器70の上側から下側に向かって小さくなっている。言い換えれば、傾斜壁部72bが設けられた範囲において、米容器70の単位高さ当たりの容積は、米容器70の上側から下側に向かって小さくなっている。
第1側壁73は、横方向Xにおいて米容器70の一方側(図6において紙面手前側)の側面を構成する。第1側壁73は、前後方向Y及び上下方向Zに沿って延びている。第1側壁73は、筐体10(図2に示す)に対向して配置されている。より詳細には、第1側壁73は、筐体10内に収容されている鍋30(図2に示す)に対向して配置されている。
第2側壁74は、横方向Xにおいて米容器70の他方側(図6において紙面奥側)の側面を構成する。第2側壁74は、前後方向Y及び上下方向Zに沿って延びている。第2側壁74は、横方向Xにおいて第1側壁73と間隔をあけて配置されている。第2側壁74は、第1側壁73に対向し、第1側壁73に対して鍋30(図2に示す)とは、反対側に配置されている。つまり、第2側壁74と鍋30との間の距離(より詳細には、横方向Xの距離)は、第1側壁73と鍋30との間の距離(より詳細には、横方向Xの距離)よりも長い。
図5に示すように、第2側壁74には、後述する検知電極91が取り付けられる第1取付部75と、リブ76A,76Bとが形成されている。第1取付部75は、第2側壁74のうち前後方向の中央よりも後方側、つまり後壁72寄りに配置されている。以下の説明において、リブ76A,76Bのそれぞれを特に区別する必要がない場合、これらのうちの1つを単にリブ76という場合がある。
図7に示すように、第1取付部75は、第2側壁74の外側面において第1側壁73側(つまり、米容器70の内部空間側)に凹むように形成されている。本実施形態の第1取付部75の外側面は、平坦面である。第1取付部75は、隣接する部分(例えば、隣接部74a又は第2側壁74のうちリブ76Aが設けられている部分)より薄肉である。具体的には、第1取付部75の厚さt1(本実施形態では、横方向Xの寸法)は、1.5mmである。隣接部74aの厚さt2(本実施形態では、横方向Xの寸法)は、2.3mmである。また、第2側壁74のリブ76が設けられている部分の厚さt3は、3.0mmである。本実施形態の第1取付部75は、本発明に係る薄肉部の一例である。
リブ76は、第2側壁74の外側面から横方向Xに突出しており、上下方向Zに延びている。リブ76A,76Bは、互いに前後方向Yに間隔を開けて配置されている。また、リブ76Aは、第1取付部75に隣接して配置されている。本実施形態のリブ76A,76Bは、本発明に係る厚肉部の一例である。本実施形態のリブ76の高さ(横方向Xの寸法)、つまり第2側壁74の外側面からの突出量Dは、0.7mmである。
図5及び図6を参照すると、米容器70の内部空間の下部には、米移送羽根(図示せず)が配置されている。上記米移送羽根は、モータから駆動力を伝達されることによって回転する。これにより、米容器70の内部空間に収容された米が、米容器出口70bを介して、米計量部81(図4に示す)へ供給される。
本実施形態の米容器70は、上記米移送羽根を収容する略半円筒状の収容部77を備える。収容部77は、米容器70の下部に設けられている。また、米容器出口70bは、収容部77の後方に設けられている。
図5に示すように、本実施形態の米容器70は、後述する基準電極92が取り付けられる第2取付部78を備える。第2取付部78は、米容器70のうち米が収容される部分(具体的には、前壁71と後壁72と第1側壁73と第2側壁74により構成される部分)とは異なる部分である。第2取付部78は、収容部77の側方かつ第2側壁74(より詳細には、第1取付部75)の下方に設けられている。本実施形態の第2取付部78は、収容部77の外側面から横方向Xに突出し、上下方向Zに延びる3つのリブからなる。上記3つのリブは、互いに前後方向Yに間隔を開けて配置されている。
図5及び図6に示すように、本実施形態の炊飯器1は、米容器70に取り付けられた静電容量検知部90を備える。本実施形態の静電容量検知部90は、静電容量式のセンサである。
図8は、本実施形態に係る静電容量検知部を第2側壁の外側面に交差する方向からみた側面図である。
静電容量検知部90は、複数(本実施形態では5つ)の検知電極91A~91Eと、基準電極92と、センサ制御部93とを備える。以下の説明において、5つの検知電極91A~91Eのそれぞれを特に区別する必要がない場合、5つの検知電極91A~91Eのうちの1つを単に検知電極91という場合がある。
検知電極91は、米容器70(図5に示す)の外側面に設けられる。より詳細には、検知電極91は、第2側壁74の第1取付部75(図5に示す)に取り付けられる。つまり、検知電極91は、米容器70のうち米を収容する部分に取り付けられている。検知電極91は、米容器70に収容されている米との間で静電容量を形成する。
本実施形態の検知電極91は、長方形状である。検知電極91は、長辺が前後方向Yに延び、短辺が上下方向Zに延びるように、米容器70の第2側壁74(図6に示す)に取り付けられる。本実施形態では、第2側壁74(図6に示す)の外側面に交差する方向から見て、検知電極91の水平方向(つまり、前後方向Y)の寸法Lは、検知電極91の高さ方向(つまり、上下方向Z)の寸法Hよりも大きい。言い換えれば、検知電極91の長辺の長さは、短辺の長さよりも長い。検知電極91の水平方向の寸法Lは、例えば、45mmである。検知電極91の高さ方向の寸法Hは、例えば、5mmである。
検知電極91A~91Eは、高さ方向(つまり、上下方向Z)に間隔をあけて並んで配置されている。また、検知電極91A~91Eは、互いに平行に延びるように配置されている。より詳細には、検知電極91A~91Eは、米容器70の上側から下側に向かって、検知電極91間の間隔(検知電極91間の高さ方向の距離)が広くなるように配置されている。具体的には、検知電極91Aと検知電極91Bとの間の間隔S1は、検知電極91Bと検知電極91Cとの間の間隔S2よりも広い。検知電極91Bと検知電極91Cとの間の間隔S2は、検知電極91Cと検知電極91Dとの間の間隔S3よりも広い。検知電極91Cと検知電極91Dとの間の間隔S3は、検知電極91Dと検知電極91Eとの間の間隔S4よりも広い。これらの間隔は、検知電極91間に含まれる米の量が約2カップ分(360ml)となるように設定されている。言い換えれば、検知電極91A~91Eは、米容器70に収容されている米の量を2カップ分毎に検知するように配置されている。
基準電極92は、正方形状である。第2側壁74(図6に示す)の外側面に交差する方向から見て、本実施形態の基準電極92の水平方向(前後方向Y)の寸法は、基準電極92の高さ方向(上下方向Z)の寸法と等しい。基準電極92の面積は、検知電極91の面積と等しい。
基準電極92は、米容器70(図5に示す)の外側面に取り付けられている。より詳細には、基準電極92は、米容器70の第2取付部78に取り付けられている。つまり、基準電極92は、米容器70のうち米が収容される部分とは異なる部分に取り付けられている。これにより、基準電極92は、米容器70に収容されている米との間で静電容量を形成しない。すなわち、基準電極92は、米容器70内の米を検知しないように、配置されている。基準電極92の取り付け位置は、これに限定されない。つまり、基準電極92は、米容器70内の米を検知しない範囲で任意の位置に取り付けられてもよい。
検知電極91A~91Eのそれぞれとセンサ制御部93とは、配線94A~94Eを介して互いに接続されている。また、基準電極92とセンサ制御部93とは、配線94Fを介して互いに接続されている。以下の説明において、配線94A~94Fのそれぞれを特に区別する必要がない場合、これらのうちの1つを単に配線94という場合がある。
本実施形態では、静電容量検知部90は、配線94の少なくとも一部が、リブ76A,76B(図5に示す)の外側面に取り付けられるように配置される。より詳細には、静電容量検知部90は、配線94A~94Fが米容器70の高さ方向に延びた部分(図8において二点鎖線で示す)が、リブ76A,76B上に位置するように、米容器70に取り付けられる。
図9は、本実施形態に係る炊飯器1のブロック図である。
図9を参照すると、本体制御部60には、加熱部40と、供給量設定部61と、米計量部81と、米容器蓋体23(図3に示す)の開閉を検知する開閉センサ62と、静電容量検知部90のセンサ制御部93とが電気的に接続されている。また、図示しないが、本体制御部60には、米供給部(より詳細には、送米管80と米計量部81と送米ファン)の米計量部81及び上記送米ファンと、水供給部(より詳細には、送水管及び送水ポンプ)の上記送水ポンプとが電気的に接続されている。
本体制御部60は、炊飯器1の全体の動作を制御する。本体制御部60は、コンピュータ及び入出力回路などのハードウェアと、コンピュータに実装されたソフトウェアとから構成されている。本体制御部60は、炊飯時に加熱部40を制御する。また、本体制御部60は、浸水工程と、昇温工程と、沸騰維持工程と、蒸らし工程とを実行するように加熱部40を制御する。本実施形態の本体制御部60は、本発明に係る制御部の一例である。
浸水工程とは、加熱部40に鍋30を加熱させつつ、糊化温度(例えば、55度)よりも低温の水に米を浸すことにより、予め米に吸水させる工程である。昇温工程とは、加熱部40に鍋30を加熱させて、鍋30内を沸騰状態に移行させる工程である。沸騰維持工程とは、加熱部40に鍋30を加熱させて、鍋30内の沸騰状態を維持する工程である。蒸らし工程とは、米が芯まで糊化するように、鍋30内を高温に保つ工程である。
本体制御部60は、米計量部81と送米ファンとを制御して、米容器70から鍋30に供給される米の供給量を制御する。また、本体制御部60は、送水ポンプを制御して、水収容部50から鍋30に供給される水の供給量を制御する。
供給量設定部61は、例えば、本体蓋体11の上面に設けられるタッチパネルなどの入力部(図示せず)又はスマートフォンなどの情報端末機器を通じてユーザによって入力される炊飯量に応じて炊飯時における鍋30への米の供給量を設定する。
本体制御部60は、供給量設定部61により設定された量の米を送米管80に供給するように、米計量部81(図4に示す)を制御する。
センサ制御部93には、検知電極91A~91Eと、基準電極92とが電気的に接続されている。
センサ制御部93は、コンピュータ及び入出力回路などのハードウェアと、コンピュータに実装されたソフトウェアとから構成されている。
センサ制御部93は、検知電極91及び基準電極92を駆動する。より詳細には、センサ制御部93は、配線94(図8に示す)を介して検知電極91及び基準電極92に対して、測定電位を印加する。米容器70のうち検知電極91が取り付けられた位置における米の有無に応じて、対応する検知電極91の静電容量が変化する。センサ制御部93は、検知電極91の測定電位の変化に基づいて、検知電極91における静電容量の変化を測定する。センサ制御部93は、検知電極91の静電容量の変化に基づいて、米容器70(図5に示す)のうち検知電極91が取り付けられた位置における米の有無を検出する。具体的には、本実施形態のセンサ制御部93は、検知電極91の静電容量から基準電極92の静電容量を差分したものが所定の閾値以上であるときに、米容器70のうち当該検知電極91が取り付けられた位置において米があることを検出する。一方で、検知電極91の静電容量から基準電極92の静電容量を差分したものが所定の閾値未満であるときに、米容器70のうち当該検知電極91が取り付けられた位置において米がないことを検出する。所定の閾値とは、例えば、検知電極91の面積のうちの50%の領域が米容器70を介して米と間接的に接触しているときの検知電極91の静電容量の値である。センサ制御部93は、米容器70のうち検知電極91が取り付けられた位置における米の有無についての検出結果を本体制御部60に出力する。より詳細には、センサ制御部93は、米容器70のうち検知電極91が取り付けられた位置において「米有り」又は「米なし」の検出結果を本体制御部60に出力する。
本体制御部60は、推定部60aと、記憶部60bと、計時部(図示せず)を備える。
推定部60aは、センサ制御部93から本体制御部60に入力された米の有無についての検出結果から米容器70(図5に示す)に収容されている米の量を推定する。より詳細には、推定部60aは、検知電極91A~91Eについての検出結果が「米有り」を示しているとき、米容器70には10カップ分の米が収容されていると推定する。また、推定部60aは、検知電極91Aについての検出結果が「米なし」を示し、検知電極91B~91Eについての検出結果が「米有り」を示しているとき、米容器70には8カップ分の米が収容されていると推定する。推定部60aは、検知電極91A~91Bについての検出結果が「米なし」を示し、検知電極91C~91Eについての検出結果が「米有り」を示しているとき、米容器70には6カップ分の米が収容されていると推定する。推定部60aは、検知電極91A~91Cについての検出結果が「米なし」を示し、検知電極91D~91Eについての検出結果が「米有り」を示しているとき、米容器70には4カップ分の米が収容されていると推定する。推定部60aは、検知電極91A~91Dについての検出結果が「米なし」を示し、検知電極91Eについての検出結果が「米有り」を示しているとき、米容器70には2カップ分の米が収容されていると推定する。
記憶部60bは、炊飯器1の機能を実現するために必要なプログラム及びデータを含む種々の情報を記録する記録媒体である。記憶部60bは、例えば、フラッシュメモリ、SSD(Solid State Drive)などの半導体メモリ装置、ハードディスク等の磁気記憶装置、その他の記憶デバイス単独で又はそれらを適宜組み合わせて実現される。記憶部60bは、推定部60aにより推定された米容器70に収容された米の量(以下、推定残量という場合がある)を記憶する。記憶部60bは、炊飯器1への外部電源(図示せず)からの電力供給がなくなった場合にも、推定残量の記憶を保持し続ける。
本実施形態の上記計時部は、米容器蓋体23(図3に示す)の開閉が行われていない時間を計測する。言い換えれば、計時部は、米容器蓋体23が閉じられたことを開閉センサ62が最後に検知したときからの経過時間を計測する。
また、本実施形態の計時部は、検知電極91が検知した米の量に変化がない時間を計測する。言い換えれば、計時部は、検知電極91A~91Eのいずれについても検出結果(つまり、「米有り」又は「米なし」)に変化がない時間を計測する。さらに言い換えれば、計時部は、検知電極91A~91Eのいずれかについての検出結果が最後に変化したときからの経過時間を計測する。
本実施形態の推定部60aは、記憶部60bに記憶された推定残量を更新する更新処理を行う。
本実施形態の推定部60aは、米容器蓋体23が閉じられたことを開閉センサ62が検出したときに、検知電極91の静電容量から米容器70に収容されている米の量を新たに推定する。その後、推定部60aは、記憶部60bに記憶されている推定残量を新たに推定された推定残量に更新する。つまり、記憶部60bは、新たに推定された推定残量を記憶する。
また、本実施形態の推定部60aは、検知電極91Eについての検出結果が「米有り」から「米なし」に変化したときに、米容器70には2カップ分の米が収容されていると新たに推定する。つまり、推定部60aは、米容器70に収容されている米と検知電極91Eとの間で静電容量が形成されていないと判断したとき、米容器70に収容されている米と検知電極91Eとの間で静電容量が形成されていたときの検知電極91の静電容量に基づいて推定残量を新たに推定する。推定部60aは、記憶部60bに記憶されている推定残量を新たに推定された推定残量に更新する。つまり、記憶部60bは、新たに推定された推定残量を記憶する。
推定部60aは、供給量設定部61によって鍋30への米の供給量が設定されたとき、記憶部60bに記憶されている推定残量から上記供給量を差分したものを推定残量として新たに推定する。その後、推定部60aは、記憶部60bに記憶されている推定残量を新たに推定された推定残量に更新する。つまり、記憶部60bは、新たに推定された推定残量を記憶する。
本実施形態の本体制御部60は、上記計時部により計測された米容器蓋体23(図3に示す)の開閉が行われていない時間が一定時間(例えば、2,3日)を超えた場合に、炊飯する米量に適した水量よりも多い水量を鍋30内に供給するように、水供給部(より詳細には、送水ポンプ)を制御する。ここで、炊飯する米量に適した水量とは、入力部(図示せず)等を介してユーザによって入力される炊飯量と硬さ等に基づいて決まる水量である。
追加的に又は代替的に、本実施形態の本体制御部60は、上記計時部により計測された米容器蓋体23(図3に示す)の開閉が行われていない時間が一定時間(例えば、2,3日)を超えた場合に、浸水工程において炊飯する米量に適した浸水時間よりも長く浸水工程を実行させてもよい。ここで、浸水工程において炊飯する米量に適した浸水時間とは、入力部(図示せず)等を介してユーザによって入力される炊飯量と硬さ等に基づいて決まる浸水時間である。
また、追加的に又は代替的に、本実施形態の本体制御部60は、上記計時部により計測された米容器蓋体23(図3に示す)の開閉が行われていない時間が一定時間(例えば、2,3日)を超えた場合に、浸水工程において炊飯する米量に適した浸水温度よりも低い温度で浸水工程を実行させてもよい。より詳細には、本体制御部60は、上記計時部により計測された米容器蓋体23の開閉が行われていない時間が一定時間を超えた場合に、浸水工程において、炊飯する米量に適した浸水温度よりも低い温度に鍋30内の温度が保たれるように加熱部40を制御する。ここで、浸水工程において炊飯する米量に適した浸水温度とは、入力部(図示せず)等を介してユーザによって入力される炊飯量と硬さ等に基づいて決まる浸水温度である。
また、本実施形態の本体制御部60は、上記計時部により計測された検知電極91により検知された米量に変化がない時間が一定時間(例えば、2,3日)を超えた場合に、炊飯する米量に適した水量よりも多い水量を前記鍋30内に供給するように、水供給部を制御する。
追加的に又は代替的に、本実施形態の本体制御部60は、上記計時部により計測された検知電極91により検知された米量に変化がない時間が一定時間(例えば、2,3日)を超えた場合に、浸水工程において炊飯する米量に適した浸水時間よりも長く浸水工程を実行させてもよい。
また、追加的に又は代替的に、本実施形態の本体制御部60は、上記計時部により計測された検知電極91により検知された米量に変化がない時間が一定時間(例えば、2,3日)を超えた場合に、浸水工程において炊飯する米量に適した浸水温度よりも低い温度で浸水工程を実行させてもよい。より詳細には、本体制御部60は、上記計時部により計測された検知電極91により検知された米量に変化がない時間が一定時間を超えた場合に、浸水工程において、炊飯する米量に適した浸水温度よりも低い温度に鍋30内の温度が保たれるように加熱部40を制御する。
本実施形態によれば、検知電極91の静電容量の変化により、米容器70のうち検知電極91が設けられた位置における米の有無を検知できる。これにより、米容器70に収容された米の量を推定できる。
また、検知電極91の静電容量の変化により、米容器70のうち検知電極91が取り付けられた位置における米の有無を非接触で検知できるので、接触式のセンサを使用する場合と異なり、米容器70の内部を衛生的な状態に保つことができる。
また、検知電極91が米容器70の外側面に取り付けられているので、万が一検知電極91が米容器70から剥がれた場合であっても、検知電極91が米容器70の内部に混入することを防止できる。
本実施形態によれば、5つの検知電極91A~91Eが、米容器70の高さ方向(つまり、上下方向Z)に並んで配置されているので、米容器70の高さ方向における複数の位置での米の有無を検知できる。これにより、米容器70に収容されている米の量をより一層精度よく推定できる。
本実施形態のように、米容器70の高さ方向に直交する断面積が米容器70の上側から下側に向かって小さくなるように形成されている場合に、検知電極91A~91Eが米容器70の高さ方向に等間隔に並んで配置されていると、米容器70の上側から下側に向かって検知電極91間に含まれる米の量が少なくなり、一定量毎に米を検出できない。これに対して、本実施形態によれば、検知電極91A~91Eが米容器70の上側から下側に向かって検知電極91間の間隔が狭くなるように配置されているので、3つ以上の検知電極91が米容器70の高さ方向に等間隔に並んで配置されている場合と比較して、検知電極91間に含まれる米の量のばらつきを少なくできる。
図6に示すように、米容器70の内部において米(図6において参照符号Rを付して示す)が偏在している場合、同量の米が米容器70内に収容されていても米の偏り方によって検知電極91の静電容量がばらつき、米容器70のうち検知電極91が取り付けられた高さ位置における米の有無を精度よく検出できないことがある。これに対して、本実施形態によれば、水平方向(つまり、前後方向Y)における検知電極91の寸法Lが米容器70の高さ方向(つまり、上下方向Z)における検知電極91の寸法Hよりも大きいので、水平方向における検知電極91の寸法が米容器70の高さ方向における検知電極91の寸法よりも小さい場合と比較して、水平方向の広い範囲において検知電極91により米の有無を検知できる。このため、米容器70の内部において米が偏在した場合であっても、米容器70のうち検知電極91が取り付けられた高さ位置おける米の有無の検知精度の低下を抑制できる。
検知電極91の静電容量は、周囲の温度により変化するため、鍋30が加熱されたときに発生する熱の影響によって、米容器70のうち検知電極91が取り付けられた位置における米の有無を精度良く検知できないことがある。これに対して、本実施形態によれば、検知電極91が第1側壁73に対して鍋30とは反対側に位置する第2側壁74の外側面に取り付けられているため、検知電極91が第1側壁73に取り付けられている場合と比較して、検知電極91は、鍋30が加熱されたときに発生する熱の影響を受けにくい。その結果、米容器70のうち検知電極91が取り付けられた位置における米の有無についての検知精度の低下を抑制できる。
検知電極91と検知対象物との間の距離が短いほど、検知対象物の有無を検知しやすくなる。本実施形態によれば、隣接する部分(例えば、隣接部74a又は第2側壁74のうちリブ76Aが設けられた部分)よりも薄い第1取付部75に検知電極91が取り付けられているため、上記隣接する部分に検知電極91が取り付けられる場合と比較して、検知電極91と米との間の距離が短くなる。その結果、米容器70のうち検知電極91が取り付けられた位置における米の有無を精度良く検知できる。
静電容量検知部90が検知する静電容量には、検知電極91と米との間に形成される静電容量に加えて、検知電極91及び基準電極92に接続された配線94と米との間に形成される寄生容量が含まれる。このため、寄生容量が増加すると、検知電極91が取り付けられた位置における米の有無の検知精度が低下することがある。これに対して、本実施形態によれば、配線94の少なくとも一部が、検知電極91が設けられている部分よりも厚いリブ76A,76Bの外側面に接しているので、米容器70に収容されている米と配線94との間の距離を広くすることができる。これにより、配線94と米との間に形成される寄生容量を低減でき、米容器70のうち検知電極91が取り付けられた位置における米の有無についての検知精度の低下を抑制できる。
また、本実施形態では、本発明に係る厚肉部が互いに前後方向Yに間隔をあけて配置されたリブ76A,76Bで構成されている。このためリブ76A,76B間の空間には、空気が存在する。これにより、配線94のうちリブ76A,76Bに取り付けられた部分と、米容器70に収容された米との間に、米容器70の比誘電率よりも低い比誘電率を有する空気の層を設けることができる。その結果、配線94と米との間に形成される寄生容量を低減でき、米容器70のうち検知電極91が取り付けられた位置における米の有無についての検知精度の低下を抑制できる。
検知電極91の静電容量は、検知電極91の周囲の温度等の環境要因の影響を受けて変化するため、米容器70のうち検知電極91が取り付けられた位置における米の有無を精度良く検知できないことがある。これに対して、この構成では、基準電極92が、米容器70のうち米が収容される部分とは異なる部分である第2取付部78に対向するように設けられているため、検知精度を向上できる。より詳細には、基準電極92が米容器70のうち米が収容される部分とは異なる部分である第2取付部78に対向するように設けられているため、基準電極92が米容器70のうち米が収容される部分と対向するように設けられる場合と比較して、米容器70に収容されている米と基準電極92との間で静電容量が発生し難くなる。このため、基準電極92の静電容量を検知することで、検知電極91とともに基準電極92が受ける環境要因(例えば、検知電極91及び基準電極92の周囲の温度)の影響による静電容量の変動を検知できる。このため、例えば、検知電極91の静電容量と基準電極92の静電容量との差分をとることで、環境要因によるノイズ成分を除去できる。その結果、米容器70のうち検知電極91が取り付けられた位置における米の有無についての検知精度の低下を抑制できる。
本実施形態によれば、検知電極91の静電容量に基づいて推定した米残量から供給量設定部61により設定された供給量を減算することで、米容器70に検知電極91が検知できない量の米が収容されている場合であっても、米残量を連続的に推定できる。
米が米容器70に収容されて、一定時間が経過すると米が乾燥する(つまり、米の水分量が減る)ことがある。この場合に、米の乾燥状態に関わらず、炊飯する米量に適した水量で炊飯すると、所望のご飯を炊くことができないことがある(例えば、所望の硬さよりもご飯が硬くなることがある)。また、米容器蓋体23の開閉が行われていない時間が一定時間を超えた場合には、米容器70内に収容された米が乾燥している可能性がある。本実施形態によれば、米容器蓋体23の開閉が行われていない時間が一定時間を超えた場合に、炊飯する米量に適した米量よりも多い水量が鍋30内に供給されるので、米容器70から鍋30に供給された米が乾燥している場合であっても、米が十分な量の水分を吸収できる。その結果、所望のご飯を炊くことができる。
本実施形態によれば、米容器蓋体23の開閉が行われていない時間が一定時間を超えた場合に、浸水工程において炊飯する米量に適した浸水時間よりも長く浸水工程を実行させるので、米容器70から鍋30に供給された米が乾燥している場合であっても、米が十分な量の水分を吸収できる。その結果、所望のご飯を炊くことができる。
乾燥した米は割れやすく、割れた米を炊飯すると、浸水工程においてでんぷんが米から水に溶け出し、炊き上がったご飯がべたつきやすくなる。その結果、所望のご飯を炊くことができないことがある。本実施形態によれば、米容器蓋体23の開閉が行われていない時間が一定時間を超えた場合に、浸水工程において炊飯する米量に適した浸水温度よりも低い温度で浸水工程を実行させる。このため、米容器70から鍋30に供給された米が乾燥して割れている場合であっても、浸水工程においてでんぷんが米から水に溶け出しにくくなるため、炊き上がったご飯のべたつきを抑制することができ、所望のご飯を炊くことができる。
静電容量検知部90が検知した米量に変化がない時間が一定時間を超えた場合、米容器70内に収容された米が乾燥している可能性がある。本実施形態によれば、米容器蓋体23の開閉が行われていない時間が一定時間を超えた場合に、炊飯する米量に適した米量よりも多い水量が鍋30内に供給されるので、米容器70から鍋30に供給された米が乾燥している場合であっても、米が十分な量の水分を吸収できる。その結果、所望のご飯を炊くことができる。
本実施形態によれば、静電容量検知部90が検知した米量に変化がない時間が一定時間を超えた場合に、浸水工程において炊飯する米量に適した浸水時間よりも長く浸水工程を実行させるので、米容器70から鍋30に供給された米が乾燥している場合であっても、米が十分な量の水分を吸収できる。その結果、所望のご飯を炊くことができる。
本実施形態によれば、静電容量検知部90が検知した米量に変化がない時間が一定時間を超えた場合に、浸水工程において炊飯する米量に適した浸水温度よりも低い温度で浸水工程を実行させる。このため、米容器70から鍋30に供給された米が乾燥して割れている場合であっても、浸水工程においてでんぷんが米から水に溶け出しにくくなるため、炊き上がったご飯のべたつきを抑制することができ、所望のご飯を炊くことができる。
本実施形態では、本発明に係る厚肉部は、リブ76A,76Bであったが、これに限定されない。
なお、前記様々な実施形態のうちの任意の実施形態を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。
本開示は、適宜図面を参照しながら好ましい実施の形態に関連して充分に記載されているが、この技術に熟練した人々にとっては種々の変形や修正は明白である。そのような変形や修正は、添付した請求の範囲による本発明の範囲から外れない限りにおいて、その中に含まれると理解されるべきである。