JP5965818B2

JP5965818B2 - 加熱調理器

Info

Publication number: JP5965818B2
Application number: JP2012235886A
Authority: JP
Inventors: 進一大堀; 新吾原; 平本　理恵; 理恵平本
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2012-10-25
Filing date: 2012-10-25
Publication date: 2016-08-10
Anticipated expiration: 2032-10-25
Also published as: JP2014083298A

Description

本発明は、炊飯工程の初期段階においてお米への吸水を促進し且つ炊きムラを抑えた炊飯ができる炊飯器等の加熱調理器に関する。

ご飯には、糖質、ミネラル、たんぱく質、食物繊維、脂質などが含まれおり、また低カロリーでもあることから、近年健康食として見直されてきている。そうしたなか、従来からおいしいご飯を炊くために様々な炊飯器が開発されている。

一般の炊飯器は、洗米後のお米を炊飯釜に入れ、所定量の水を加水して、炊飯器にセットした後、炊飯をスタートさせると、炊飯釜の温度を検知して加熱制御をしながら、お米に予め水分を吸水させるための吸水加熱工程および吸水工程、沸騰温度まで昇温加熱する沸騰加熱工程、水分を更に吸水させながらお米を充分にα化させる沸騰工程を経て最後に蒸らし工程を実行する。

また、一般の炊飯器は、近年の消費者の嗜好の多様化に伴って上記各工程の時間あるいは温度、または水加減を変えて、消費者の好みにあった炊飯米の硬さや粘りなどを炊き分けるシーケンスを備えている。

特許文献１（特開昭６２−１４４６０６号公報）、特許文献２（特許第３１２１２７０号公報）、特許文献３（特開２０１１−１８３０８５号公報）には、炊飯釜内部にてお米を撹拌できる撹拌機構を設けて、炊飯中の均温化(温度ムラの防止)および炊飯時間の短縮ができる炊飯器が開示されている。

特開昭６２−１４４６０６号公報特許第３１２１２７０号公報公報特開２０１１−１８３０８５号公報

ところで、通常の炊飯器では、炊飯釜内部のお米の温度は、釜を横からみた上-下、釜を上からみた中-外で温度差が生じる。この温度差を抑えるためには、加熱時の昇温を緩やかにするか、昇温加熱と共に内部を直接撹拌する必要がある。

特許文献１、特許文献２、特許文献３では、炊飯釜内部に設けた撹拌機構の駆動により、炊飯中の均温化および炊飯時間の短縮ができるものの、撹拌機構の具体的な運転動作については言及されていない。

一般に、撹拌しながら速やかに昇温するために、高火力で加熱を行う場合、加熱中の撹拌が弱いと炊飯釜内部のお米の温度にムラが生じ易くなる。一方、撹拌が強過ぎると、米から糊のような固形分が多く溶出され、この溶出固形分量が多いと、炊飯後の米の仕上りにおいてベタツキ感や焦げなどの不具合が生じることが発明者等の調査により判った。

そこで、この発明の課題は、米への吸水を促進すると共に米の炊きムラを抑え、かつ、炊飯後の米の仕上りにおいてベタツキ感や焦げなどの不具合の発生を防止できる加熱調理器を提供することにある。

上記課題を解決するため、この発明の加熱調理器は、
米と水を含む被加熱物を収容する炊飯釜と、
上記炊飯釜内の被加熱物を撹拌する撹拌機構と、
上記被加熱物を攪拌するために上記攪拌機構を駆動するモータと、
上記炊飯釜を加熱する加熱部と、
上記被加熱物の温度を検出する温度センサと、
上記温度センサの出力に基づいて、上記被加熱物の温度が所定の温度になるように、上記加熱部を制御する加熱制御部と、
上記モータの回転速度を検出する回転速度検知手段と、
上記回転速度検知手段の出力に基づいて、上記モータの回転速度が所定の回転速度になるように、上記モータを制御する速度制御部と
を備え、
上記速度制御部は、
上記被加熱物を常温から設定温度まで昇温加熱する吸水加熱工程において、常温から第１温度まで昇温する間の上記モータを駆動するための駆動入力値を、上記第１温度から上記設定温度まで昇温する間の上記モータを駆動するための駆動入力値よりも、大きくする駆動入力手段を
有することを特徴としている。

ここで、駆動入力値とは、ＰＷＭ制御のデュティ比、電圧制御の電圧値、電流制御の電流値等である。

この発明の加熱調理器によれば、上記速度制御部の上記駆動入力手段によって、米と水を常温から設定温度まで昇温加熱する吸水加熱工程において、常温から第１温度まで昇温する間の上記モータを駆動するための駆動入力値を、上記第１温度から上記設定温度まで昇温する間の上記モータを駆動するための駆動入力値よりも、大きくする。

このように、米と水の温度が上記第１温度に達するまで、撹拌を強くすることで、速やかに昇温して、米への吸水を促進すると共に米の炊きムラを抑えることができる。一方、米と水の温度が上記第１温度に達した後、撹拌を弱くすることで、米からの溶出固形分量を少なくして、炊飯後の米の仕上りにおいてベタツキ感や焦げなどの不具合の発生を防止できる。

また、一実施形態の加熱調理器では、
上記加熱制御部は、
上記吸水加熱工程において、常温から上記第１温度まで昇温する間の上記加熱部を駆動するための駆動入力値を、上記第１温度から上記設定温度まで昇温する間の上記加熱部を駆動するための駆動入力値よりも、大きくする駆動入力手段を
有する。

この実施形態の加熱調理器によれば、上記加熱制御部の上記駆動入力手段によって、上記吸水加熱工程において、常温から上記第１温度まで昇温する間の上記加熱部を駆動するための駆動入力値を、上記第１温度から上記設定温度まで昇温する間の上記加熱部を駆動するための駆動入力値よりも、大きくする。

このように、米と水の温度が上記第１温度に達するまで、火力を強くすることで、米と水の温度を一層速やかに上昇できる。一方、米と水の温度が上記第１温度に達した後、火力を弱くすることで、米と水の温度のオーバーシュートを防止できる。

また、一実施形態の加熱調理器では、上記第１温度は、溶出固形分量が増加する温度である。

ここで、溶出固形分量が増加する温度とは、溶出固形分量が臨界的に増加する温度をいう。

この実施形態の加熱調理器によれば、上記第１温度は、溶出固形分量が増加する温度であるから、この溶出固形分量の増加温度に達した後、撹拌を弱くすることで、米からの溶出固形分量を一層確実に少なくできる。

この発明の加熱調理器によれば、上記速度制御部によって、米と水を常温から設定温度まで昇温加熱する吸水加熱工程において、常温から第１温度まで昇温する間の上記モータを駆動するための駆動入力値を、上記第１温度から上記設定温度まで昇温する間の上記モータを駆動するための駆動入力値よりも、大きくするので、米への吸水を促進すると共に米の炊きムラを抑え、かつ、炊飯後の米の仕上りにおいてベタツキ感や焦げなどの不具合の発生を防止できる。

本発明の加熱調理器の一例としての炊飯器の概略構成図である。炊飯器の制御装置のブロック図である。炊飯器の各工程と温度履歴を示す図である。炊飯器の攪拌機構の回転体と攪拌翼の動作と温度履歴を示す図である。吸水加熱工程における撹拌翼の回転数およびヒータの出力の制御を示す図である。溶出固形分量を測定する試験装置を示す概略構成図である。上記試験装置を用いて測定した結果を示す図である。吸水加熱工程における撹拌翼の回転数およびヒータの出力の他の制御を示す図である。

以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。

図１は、本発明の加熱調理器の一例としての炊飯器の概略構成図である。図１に示すように、この炊飯器は、開口を有する本体１と、本体１に収納される炊飯釜２と、図示しない枢軸（ヒンジ軸）およびラッチの機構により開閉できるよう本体１に接続された蓋３とを備える。

上記蓋３には、内蓋４が設けられており、更に内蓋４の内部には蓋ヒータ５、蓋温度センサ６が設けられている。当該内蓋４には、その内蓋４および蓋ヒータ５を非接触にて貫通する回転軸７、その回転軸７と同期して回転可能な回転体８が設けられている。

上記回転体８には、その回転体８に対して起立（展開）および倒伏する攪拌翼９が設けられている。上記回転軸７は蓋３の内部にある図１では示されていなモータと連結されて、回転体８、ひいては、攪拌翼９が回転駆動可能に構成されている。

上記攪拌翼９は、回転軸７からの回転力を、図示しない傘歯車を含む歯車機構を介して伝えられて、回転軸７の正転および逆転に応じて、起立（展開）および倒伏（収納）するようになっている。上記攪拌翼９は、回転体８から起立、つまり、展開した状態で回転体８と連動して回転することにより、攪拌翼９によって炊飯釜２に収容された水と米が撹拌されるようになっている。

上記歯車機構の詳細は、本件発明の要旨ではなく、また、特開２０１２−１３５６０５号公報等で周知なので、詳細な説明は省略する。

上記回転体８、歯車機構および攪拌翼９は、攪拌機構２０の一例を構成する。尤も、攪拌機構は、炊飯釜２内の米および水を攪拌できるものならばどのようなものであってもよく、例えば、特許文献１〜３に記載の攪拌機構であってもよい。

上記蓋３の筐体には、炊飯中に炊飯釜２内に発生する水蒸気を外部に逃すための蒸気口１３、炊飯器の動作状態を指す情報の表示およびユーザの命令を受付ける操作部１４が設けられており、内蓋４には、蓋３が閉じられたとき、本体１に収納された炊飯釜２と密着するパッキン１５が設けられている。

上記本体１の内部には、炊飯釜２の収容部を構成する外鍋１０、炊飯釜２に収容された被加熱物、つまり、調理物を加熱および保温するための加熱部の一例としてのヒータ１１、炊飯釜２の温度を検出する温度センサ１２が配置されている。炊飯器の動作を制御する制御装置３０（図２参照）は、蓋３または本体１に配置される。

上記温度センサ１２は、図１に示すように、炊飯釜２の底部温度を計測可能に設置され、炊飯釜２に収容された被加熱物（米、水）の温度が温度センサ１２によって計測されるようになっている。この実施形態では、炊飯釜２の釜底の壁面温度が、炊飯釜２に収容された被加熱物の温度に略等しいことが確認されている。

上記操作部１４は、蓋３の筐体表面において一体的に設けられている。尚、操作部１４の取り付け位置は、ユーザが表示情報を視認可能であり、またボタン操作などの操作が可能な位置であれば、本実施形態に限定されないことは勿論である。

上記炊飯器は、図示しない電源コードを介して商用電源に接続されるようになっている。そして、商用電源からの供給電力を、図示しない電源部を介して各部に供給するようになっている。

尚、加熱・保温用の熱源としてのヒータ１１は、ニクロム線ヒータ等の抵抗体ヒータの他に、ＩＨ（Induction Heating：電磁誘導加熱）ヒータで構成してもよく、特にこれらに限定されるものではない。

尚、上記炊飯釜２に収容された米の重量の判定手段は、たとえば、別途設置した重量センサにより計測しても良く、または、攪拌翼８を回転させるモータ２１（図２参照）の負荷に基づき検出しても良く、炊飯釜２内の水位を検出するセンサの検出結果に基づき米の重量を検出するようにしてもよく、または、ユーザが操作部１４から米の量を入力するとしてもよく、特にこれらに限定されるものではない。

上記操作部１４のボタン操作などによって、炊飯コースが選択決定される。上記制御装置３０は、選択決定された炊飯コースに対応する制御プログラムに従って、温度センサ１２の信号に基づいてヒータ１１の制御をし、攪拌翼９の倒伏および起立の制御をし、回転体の回転速度および駆動時間の制御と行う。

図２は、上記制御装置３０のブロック図である。図２に示すように、この制御装置３０は、例えば、マイクロコンピュータからなり、ヒータ１１を制御する加熱制御部３１と、モータ２１の速度制御を行う速度制御部３２とを有する。加熱制御部３１および速度制御部３２は、ソフトウェアによって構成されている。

上記加熱制御部３１は、操作部１４のボタン操作などによって決定された炊飯コースの制御プログラムに従って、温度センサ１２の出力に基づいて、温度センサ１２の検出温度が目標温度となるように、ヒータ１１を制御して、その検出温度が時間経過と共に図３Ａ，３Ｂに示す温度になるように制御する。

上記加熱制御部３１は、駆動入力手段３１０を有する。この駆動入力手段３１０は、ソフトウェアによって構成されている。駆動入力手段３１０は、図４に示すように、ヒータ１１を駆動するための駆動入力値の一例としてのデュティ比を、炊飯工程の初期の低温時に大きくし、その後、デュティ比を小さくする。

上記モータ２１、ひいては、回転体８および攪拌翼９の回転速度は、回転速度検知手段２５によって検出されて、上記速度制御部３２は、この回転速度検知手段２５の出力に基づいて、モータ２１の回転速度が所定の回転速度になるように、モータ２１を制御する。

上記速度制御部３２は、駆動入力手段３２０を有する。この駆動入力手段３２０は、ソフトウェアによって構成されている。駆動入力手段３２０は、図４に示すように、モータ２１を駆動するための駆動入力値の一例としてのデュティ比を、炊飯工程の初期の低温時に大きくし、その後、デュティ比を小さくする。

上記構成の炊飯器は次のように動作する。

図３Ａおよび３Ｂは、本実施形態における炊飯の各工程を説明する図である。

図３Ａにおいて、縦軸は水温を示し、横軸は炊飯開始からの経過時間を示している。図３Ｂは、各工程における撹拌翼９の状態および回転体８の動作状態が示されている。炊飯釜２内の米および水は、制御装置３０の加熱制御部３１によって、温度センサ１２の出力を基に、図３Ａおよび３Ｂに示されている温度に制御される。尚、図３Ａおよび３Ｂは、５．５合（米の１合は１５０グラム）炊きの炊飯器において、炊飯釜２に３合の白米を収容して炊飯した場合を示している。

この実施形態では、炊飯開始と共に回転体８から撹拌翼９を展開（起立）して回転させ、炊飯釜２に収容した水および米を攪拌翼９で撹拌しながら、ヒータ１２により加熱する吸水加熱工程を行い、温度センサ１２が５０〜６６℃の温度範囲内で設定された温度に達すると、同様に炊飯釜２に収容した水および米を撹拌しながら、温度センサ１２の温度が設定温度に保持されるようにヒータ１２による加熱を制御する吸水工程を行う。その後、撹拌翼９を回転体８に収納（倒伏）して温度センサ１２が９５℃になるまでヒータ１２により加熱する沸騰加熱工程を経て、撹拌翼９を収納した状態で回転体８を回転させながらヒータ１２による加熱を継続する沸騰工程を行う。最後に、蒸らし工程を行って、炊飯を完結させるようになっている。

上記吸水加熱工程および吸水工程では、炊飯釜２内の米および水を攪拌翼９で撹拌しながら、ヒータ１２で加熱することによって、お米のデンプン質を糊化させるために、米の芯にまで充分水を吸わせるようになっている。お米に水と熱を加えることにより、生デンプンの形が変化し、消化されやすいアルファ（α）化デンプンになる。この生デンプンからアルファ化デンプンへの変化を糊化と呼ぶ。また、水と熱に加えて糖化酵素により、デンプンが加水分解され甘味成分であるグルコースが生成される。

上記糖化酵素の至適温度は約６０℃であるが、糊化温度はうるち米で約６０〜６４℃、もち米では約５５〜６０℃である。

糊化が開始すると、米のデンプンに水と熱を加えると糊状に変化する現象が見られ、米粒表面は徐々に粘りをもったやわらかいデンプンに変化する。そのため擦り合わせを続けると糊のような固形分が多く溶出され、その溶出固形分量が過度に多いと焦げが生じる。また、保温後の黄変はグルコースとアミノ酸のメイラード反応により生じる。

したがって、過剰な固形分の溶出およびグルコースの生成を避けるために、吸水工程の温度は６４℃以下が好ましい。

吸水加熱工程および吸水工程における、回転体８つまり攪拌翼９の回転数（ｒｐｍ）とヒータ１１の出力（Ｗ）とを、図４に示す。

図４に示すように、吸水加熱工程において、炊飯釜２内のお米の温度が、常温から第１温度（約５０℃）に達するまで、加熱制御部３１の駆動入力手段３１０によって、ヒータ１１への入力電圧のデュティ比を１００％として火力を強め、速度制御部３２の駆動入力手段３２０によって、モータ２１への入力電圧のデュティ比を８０％として撹拌力を強める。つまり、ヒータ１１の出力を１０００Ｗとし、ヒータ１１の運転を連続とし、撹拌翼９の回転数を１５０ｒｐｍとし、モータ２１のＯＮ／ＯＦＦ時間を１２秒／３秒とする。

その後、炊飯釜２内のお米の温度が、第１温度（約５０℃）から第２温度（約５５℃）に達するまで、加熱制御部３１の駆動入力手段３１０によって、ヒータ１１への入力電圧のデュティ比を５３％とし火力を弱め、速度制御部３２の駆動入力手段３２０によって、モータ２１への入力電圧のデュティ比を６０％として撹拌力を弱める。つまり、ヒータ１１の出力を１０００Ｗとし、ヒータ１１のＯＮ／ＯＦＦ時間を８秒／７秒とし、撹拌翼９の回転数を１５０ｒｐｍとし、モータ２１のＯＮ／ＯＦＦ時間を９秒／６秒とする。

その後、炊飯釜２内のお米の温度が、第２温度（約５５℃）から設定温度（約６０℃）に達するまで、加熱制御部３１の駆動入力手段３１０によって、ヒータ１１への入力電圧のデュティ比を３３％とし火力を更に弱め、速度制御部３２の駆動入力手段３２０によって、モータ２１への入力電圧のデュティ比を４０％として撹拌力を弱める。つまり、ヒータ１１の出力を１０００Ｗとし、ヒータ１１のＯＮ／ＯＦＦ時間を５秒／１０秒とし、撹拌翼９の回転数を１５０ｒｐｍとし、モータ２１のＯＮ／ＯＦＦ時間を６秒／９秒とする。

ここで、上記第１温度（約５０℃）は、溶出固形分量が増加する温度である。この温度を求める試験装置を、図５Ａに示す。図５Ａに示すように、この試験装置は、断熱箱体１１６の内部に炊飯釜１０２を配置し、炊飯釜１０２の周囲にハロゲンヒータ１１７を配置している。先端に直径５０ｍｍのプロペラ翼１１８が固定されたシャフト１１９が、断熱蓋１２０の中央を貫通し、モータ１２１に連結している。炊飯釜１０２の内部の温度を測定する熱電対１２２が、断熱蓋１２０を介して、設置されている。

そして、上記試験装置を用いて、先ず、炊飯釜１０２の内部に、お米４５０ｇ、水６６５ｍＬを入れ、モータ１２１を駆動させ、プロペラ翼１１８を回転数７５０ｒｐｍ、運転率（デュティ比）８０％（ＯＮ時間８秒、ＯＦＦ時間２秒）で回転させながら、約２０分で炊飯釜１０２の内部の温度が約６０℃に達するように、ハロゲンヒータ１１７の入力を制御し記憶する。続いて、炊飯釜１０２を冷ました後、同様にお米と水を入れ、スタートから２．５分後で終了させ、炊飯釜１０２内のお米と水を分離し、水を完全乾燥させた後に残る固形分量を測定した。更に５分後、１０分後、１５分後、２０分後の固形分量を同様な方法にて測定した。

この測定結果を、図５Ｂに示す。図５Ｂに示すように、炊飯釜１０２の内部の温度が、常温から約５０℃までは、溶出固形分量に大きな差はない。一方、５０℃を超えると、溶出固形分量が、急激に、増加する。つまり、この５０℃は、臨界的な温度であるといえる。

上記構成の炊飯器によれば、上記速度制御部３２の上記駆動入力手段３２０によって、米と水を常温から設定温度（約６０℃）まで昇温加熱する吸水加熱工程において、常温から第１温度（約５０℃）まで昇温する間の上記モータ２１を駆動するための駆動入力値（デュティ比）を、上記第１温度から上記設定温度まで昇温する間の上記モータ２１を駆動するための駆動入力値（デュティ比）よりも、大きくする。

また、上記加熱制御部３１の上記駆動入力手段３１０によって、上記吸水加熱工程において、常温から上記第１温度まで昇温する間の上記ヒータ１１を駆動するための駆動入力値（デュティ比）を、上記第１温度から上記設定温度まで昇温する間の上記ヒータ１１を駆動するための駆動入力値（デュティ比）よりも、大きくする。

また、上記第１温度は、溶出固形分量が増加する温度であるから、この溶出固形分量の増加温度に達した後、撹拌を弱くすることで、米からの溶出固形分量を一層確実に少なくできる。

上記実施形態では、駆動入力値の一例としてデュティ比を述べたが、駆動入力値は、電圧値、電流値であってもよい。

図６に示すように、常温から第１温度（約５０℃）まで昇温する間のモータ２１（撹拌翼９）の回転数を、第１温度から設定温度（約６０℃）まで昇温する間のモータ２１の回転数よりも、大きくするようにしてもよい。つまり、回転数を、常温〜５０℃で１５０ｒｐｍとし、５０℃〜５５℃で１００ｒｐｍとし、５５℃〜６０℃で５０ｒｐｍとする。

また、常温から第１温度まで昇温する間のヒータ１１の出力を、第１温度から設定温度まで昇温する間のヒータ１１の出力よりも、大きくするようにしてもよい。つまり、出力を、常温〜５０℃で１０００Ｗとし、５０℃〜５５℃で７００Ｗとし、５５℃〜６０℃で３００Ｗとする。

上記実施形態では、第１温度（５０℃）と設定温度（６０℃）との間に、第２温度（５５℃）を設け、段階的に、駆動入力値を小さくしたが、この第２温度を設けなくてもよく、常温から第１温度までの間の駆動入力値が、第１温度から設定温度までの間の駆動入力値よりも、大きければよい。

上記実施形態では、加熱制御部３１に、駆動入力手段３１０を設けたが、この駆動入力手段３１０を省略してもよい。

上記実施形態では、加熱調理器の一例としての炊飯器を説明したが、加熱調理器は、レンジであっても、オーブンであってよい。加熱調理器は、米を調理できるものならば、どのようなものであってもよい。

１本体
２炊飯釜
３蓋
４内蓋
８回転体
９撹拌翼
１０内鍋
１１ヒータ（加熱部）
１２温度センサ
２１モータ
２５回転速度検知手段
３０制御装置
３１加熱制御部
３１０駆動入力手段
３２速度制御部
３２０駆動入力手段

Claims

米と水を含む被加熱物を収容する炊飯釜と、
上記炊飯釜内の被加熱物を撹拌する撹拌機構と、
上記被加熱物を攪拌するために上記攪拌機構を駆動するモータと、
上記炊飯釜を加熱する加熱部と、
上記被加熱物の温度を検出する温度センサと、
上記温度センサの出力に基づいて、上記被加熱物の温度が所定の温度になるように、上記加熱部を制御する加熱制御部と、
上記モータの回転速度を検出する回転速度検知手段と、
上記回転速度検知手段の出力に基づいて、上記モータの回転速度が所定の回転速度になるように、上記モータを制御する速度制御部と
を備え、
上記速度制御部は、
上記被加熱物を常温から設定温度まで昇温加熱する吸水加熱工程において、常温から第１温度まで昇温する間の上記モータを駆動するための駆動入力値を、上記第１温度から上記設定温度まで昇温する間の上記モータを駆動するための駆動入力値よりも、大きくする駆動入力手段を
有することを特徴とする加熱調理器。
請求項１に記載の加熱調理器において、
上記加熱制御部は、
上記吸水加熱工程において、常温から上記第１温度まで昇温する間の上記加熱部を駆動するための駆動入力値を、上記第１温度から上記設定温度まで昇温する間の上記加熱部を駆動するための駆動入力値よりも、大きくする駆動入力手段を
有することを特徴とする加熱調理器。
請求項１または２に記載の加熱調理器において、
上記第１温度は、溶出固形分量が増加する温度であることを特徴とする加熱調理器。