JP2004317006A - 加熱調理器 - Google Patents
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Abstract
【課題】赤外線センサの検出視野を移動させる手段及び検出窓を開閉するシャッターを駆動する手段を備える構成であっても、部品点数の増加を抑えるようにする。
【解決手段】温度検出装置12は、赤外線センサ13を揺動可能に支持するセンサケース41及び赤外線センサ13を移動させるモータ15を備えている。センサケース41の検出窓にはシャッター48が設けられており、前記シャッター48は、第1ギヤ50、第2ギヤ51を介してモータ15により回動される。第2ギヤ51は、シャッター48が検出窓の少なくとも一部を閉鎖しているとき、第1ギヤ50と噛み合うように構成されている。
【選択図】 図5
【解決手段】温度検出装置12は、赤外線センサ13を揺動可能に支持するセンサケース41及び赤外線センサ13を移動させるモータ15を備えている。センサケース41の検出窓にはシャッター48が設けられており、前記シャッター48は、第1ギヤ50、第2ギヤ51を介してモータ15により回動される。第2ギヤ51は、シャッター48が検出窓の少なくとも一部を閉鎖しているとき、第1ギヤ50と噛み合うように構成されている。
【選択図】 図5
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、赤外線センサにより加熱室内の温度を検出する温度検出装置を備えた加熱調理器に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の電子レンジには、加熱室内の一部に検出視野が形成される赤外線センサと、前記赤外線センサを移動させるモータとを備え、前記赤外線センサの検出結果に基づいて食品の加熱調理を実行するように構成されたものがある(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
また、従来の電子レンジには、加熱時における熱風や蒸気の影響が赤外線センサに及ぶことを防止するため、赤外線センサの検出窓にシャッターを設け、前記赤外線センサによる食品の温度検出時のみ前記検出窓を開放するように構成されたものがある(例えば、特許文献2参照)。
【0004】
前記電子レンジでは、シャッターの開閉構造を簡単にするために、加熱室の扉の開閉動作に連動して前記シャッターが開閉されるように構成されている。
【0005】
【特許文献1】
特開2002−13743号公報
【0006】
【特許文献2】
特開平8−100922号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、シャッターの開閉と加熱室の扉の開閉とを連動させる構成では、加熱室に食品を収容する際しか、言い換えると加熱前の食品温度しか検出することができない。
【0008】
これに対して、シャッターの開閉機構を単独で設けることも考えられる。しかし、赤外線センサの移動機構を備える電子レンジにおいて、更にシャッターの開閉機構を設けることは、部品点数の増加、構成の複雑化を招くという問題があった。
【0009】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、赤外線センサの検出視野を移動させる手段及び検出窓を開閉するシャッターを駆動する手段を備えるものにおいて、部品点数の増加を抑えることができる加熱調理器を提供することである。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項1の加熱調理器は、被加熱物を収容する加熱室と、前記加熱室内に載置された前記被加熱物を加熱する加熱手段と、検出窓を介して前記加熱室内に形成される検出視野を有し前記検出視野内の温度を検出する赤外線センサと、前記赤外線センサの検出視野が移動するように前記赤外線センサを駆動する駆動手段と、前記検出窓に回動可能に設けられ前記検出窓を開閉するためのシャッターと、前記駆動手段により駆動され正逆両方向に回転可能な第1ギヤ、前記シャッターと一体的に回動するように設けられ前記シャッターが前記検出窓の少なくとも一部を閉じているときは前記第1ギヤと噛み合って前記第1ギヤと共に回動し、前記シャッターが前記検出窓を開放したときは前記第1ギヤとの噛み合いが解除される第2ギヤを有するシャッター駆動機構と、前記第2ギヤとの噛み合いが解除された前記第1ギヤが前記駆動手段により噛み合い位置まで回転されたときに前記第1及び第2ギヤを噛み合わせるように構成されたカム機構と、前記赤外線センサによる温度検出動作時は前記駆動手段を駆動して前記第1ギヤを正逆両方向のうちの一方に回転させることにより前記シャッターに前記検出窓を開放させ、前記赤外線センサによる温度検出動作の終了時は前記駆動手段を駆動して前記第1ギヤを他方向に回転させることにより前記シャッターに前記検出窓を閉鎖させる制御手段とを備え、前記制御手段は、前記駆動手段の駆動量に基づいて前記第1ギヤの現在位置を把握する位置把握手段を備え、前記第1ギヤの現在位置に基づき前記駆動手段を駆動するように構成されていることを特徴とする。
【0011】
上記構成によれば、駆動手段を駆動することにより赤外線センサを移動させたりシャッターを開閉させたりすることができる。また、シャッターが検出窓を完全に開放した状態では、駆動手段の駆動力がシャッターに伝わらないように構成した。このため、シャッターが検出窓を開放した状態に達した後は、赤外線センサの検出視野を単独で移動させることができる。しかも、カム機構により第1及び第2ギヤが一定の位置で噛み合い始めるように構成すると共に前記第1ギヤの現在位置を把握する位置把握手段を設けたため、シャッター及び赤外線センサを共通の駆動手段で駆動させる構成であっても、シャッターの開閉を精度良く制御することができる。
【0012】
本発明の請求項2の加熱調理器は、第1ギヤが噛み合い位置から閉鎖位置まで他方向に回転されたときに、シャッターは検出窓の全体を開放した状態から全体を閉鎖した状態になるように構成し、前記制御手段を、現在位置から噛み合い位置までの前記第1ギヤの回転角度に対応する駆動手段の駆動量を噛み合い駆動量として算出すると共に、噛み合い位置から閉鎖位置までの前記第1ギヤの回転角度に対応する前記駆動手段の駆動量を閉鎖駆動量として記憶し、赤外線センサによる温度検出動作の終了時は前記駆動手段を噛み合い駆動量だけ駆動して前記第1ギヤを前記噛み合い位置まで回転させた後、閉鎖駆動量だけ駆動して前記第1ギヤを前記噛み合い位置から前記閉鎖位置まで回転させることにより前記シャッターに前記検出窓を完全に閉鎖させるように構成したことを特徴とする。
【0013】
上記構成によれば、第1ギヤと第2ギヤとが噛み合った後、第1ギヤは閉鎖位置まで回転される。従って、第1ギヤの回転に伴い第2ギヤ及びシャッターが回動して、検出窓を閉鎖する。
【0014】
この場合、閉鎖駆動量は、第1ギヤを噛み合い位置から閉鎖位置まで回転させるために必要な駆動手段の駆動量よりも大きな値に設定することが好ましい(請求項3の発明)。
【0015】
上記構成によれば、位置把握手段が把握する第1ギヤの現在位置が実際の位置とずれている場合でも、シャッターが検出窓を完全に閉鎖した状態に近づけることができる。
【0016】
本発明の請求項4の加熱調理器は、制御手段を、第1ギヤを一方向に回転させたときの現在位置から噛み合い位置までの回転角度が、前記第1ギヤを他方向に回転させたときの現在位置から噛み合い位置までの回転角度よりも小さいときは、前記第1ギヤが一方向に回転するように駆動手段を駆動して前記第1ギヤを噛み合い位置にした後、前記第1ギヤが他方向に回転するように前記駆動手段を駆動して前記第1ギヤを閉鎖位置にするように構成したことを特徴とする。
【0017】
上記構成によれば、第1ギヤを噛み合い位置に早く到達させることができるため、温度検出動作の終了時においてシャッターが検出窓を完全に閉鎖するまでの時間を短くすることができる。
【0018】
この場合、第1ギヤを一方向に回転させて噛み合い位置に到達させるときは、前記制御手段は、噛み合い位置よりも更に所定角度だけ一方向に前記第1ギヤが回転するように駆動手段を駆動した後、前記第1ギヤが他方向に回転するように前記駆動手段を駆動して前記第1ギヤを閉鎖位置にすることを特徴とする(請求項5の発明)。
【0019】
第1ギヤを一方向に回転させて噛み合い位置に到達させた後、直ぐに他方向に第1ギヤを回転させると、第1ギヤと第2ギヤとがうまく噛み合わない場合がある。上記構成のように噛み合い位置を過ぎて更に第1ギヤを一方向に回転させてから他方向に第1ギヤを回転させると、第1ギヤと第2ギヤとを確実に噛み合わせることができる。
【0020】
本発明の請求項6の加熱調理器は、駆動手段を駆動して第1ギヤを回転させることによりシャッターに検出窓を閉鎖させている途中で赤外線センサによる温度検出動作が再開されたときは、制御手段は、前記シャッターが前記検出窓の全体を閉鎖するまで前記駆動手段を駆動した後、前記第1ギヤが一方向に回転するように前記駆動手段を駆動することを特徴とする。
【0021】
上記構成によれば、必ずシャッターが検出窓の全体を閉鎖した状態から第1ギヤが回転されてシャッターの開放動作が開始されるため、位置把握手段による第1ギヤの現在位置の把握処理が簡単になる。
【0022】
本発明の請求項7の加熱調理器は、制御手段は、第1ギヤが一方向に回転するときの速度と前記第1ギヤが他方向に回転するときの速度とが異なるように駆動手段を駆動することを特徴とする。
【0023】
上記構成によれば、第1ギヤが一方向或いは他方向に回転されるとき赤外線センサやシャッターの動作に応じて前記第1ギヤの回転速度を設定することができる。即ち、シャッターが検出窓を閉鎖するときは第1ギヤが他方向に回転されるため、第1ギヤが一方向に回転するときの速度よりも他方向に回転するときの速度の方が速くなるよう設定すると良い。このような構成により、シャッターに検出窓を素早く閉鎖させることができ、検出窓や検出窓を通して赤外線センサが汚れることを防止できる。
【0024】
本発明の請求項8の加熱調理器は、シャッターに検出窓の全体を閉鎖させることを指示するための操作手段を設け、前記制御手段は、前記操作手段が操作されたときは、第1ギヤの現在位置に基づき前記駆動手段を駆動し、前記シャッターが前記検出窓の全体を閉鎖するまで前記第1ギヤを回転させることを特徴とする。
【0025】
上記構成によれば、適宜のタイミングでシャッターが検出窓の全体を閉鎖した状態にすることができる。
【0026】
本発明の請求項9の加熱調理器は、制御手段を、電源投入時に駆動手段を駆動して第1ギヤを他方向に補填角度だけ回転させるように構成したことを特徴とする。前記補填角度は、シャッターに検出窓を完全に閉鎖させるために必要な前記第1ギヤの回転角度の最大値よりも小さな値に設定されている。
【0027】
電源投入時にシャッターが検出窓を完全に閉鎖した状態にあると判断して前記第1ギヤの現在位置を把握する構成においては、シャッターが検出窓を閉鎖していない状態で停電したり誤って電源が切られたりすると、次に電源が投入されたときのシャッターの位置を誤って把握してしまうことになる。上記構成によれば、電源投入時にシャッターが検出窓を完全に閉鎖していない状態であっても、電源投入動作が繰り返し行われることにより、シャッターが検出窓を完全に閉鎖した状態に近づけることができる。
【0028】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をヒータ付き電子レンジに適用した一実施例について図面を参照しながら説明する。図1は本実施例に係る電子レンジ1の概略的な外観図、図2は電子レンジ1の内部構成を概略的に示す図である。これら図1及び図2に示すように、前記電子レンジ1は矩形箱状のキャビネット2を備えている。前記キャビネット2の内部には加熱室3及び機械室4が左右に並んで配設されており、加熱室3の前面開口は扉5により開閉されるようになっている。
【0029】
前記加熱室3の天井部には、オーブンヒータ6(図4参照)が配設されている。前記機械室4には加熱手段としてのマグネトロン7やインバータ8(いずれも図4参照)、マグネトロン7等の機器を冷却するための冷却ファン(図4に冷却ファンモータ9のみ示す)が配設されている。
【0030】
また、前記加熱室3の右側面の上奥部に設けられた窓部10には、センサダクト11が機械室4側から取付けられている。前記センサダクト11の端部(奥部)には温度検出装置12が配設されている。
【0031】
詳しくは後述するが、前記温度検出装置12は、加熱室3内に検出視野を有する赤外線センサ13及び前記検出視野が加熱室3内を広範囲に亘って移動するように前記赤外線センサ13を移動させるモータ15(駆動手段に相当)等を備えている。
【0032】
図2の(a)〜(c)及び図3は、前記モータ15により前記赤外線センサ13が移動されたときの前記赤外線センサ13の検出視野の移動の様子を示している。図2及び図3において、赤外線センサ13の検出視野は一点鎖線で示す。図2に示すように、赤外線センサ13の検出視野は加熱室3内の右上部の奥部から前記加熱室3の底面部3aに向かって形成される。また、図3に(a)〜(d)で示すように、赤外線センサ13の底面部3aにおける検出視野は楕円形状となる。そして、モータ15が回転することに伴い赤外線センサ13の検出視野は加熱室3内を広範囲に亘って移動する。このとき、加熱室3の底面部3aにおける前記赤外線センサ13の検出視野は楕円Qに沿って矢印A方向に移動する。
【0033】
上記構成により、加熱室3の底面部3a上のいずれの部位に被加熱物である食品Fが載置された場合でも、その温度を赤外線センサ13はキャッチできる。
【0034】
一方、前記キャビネット2の前面右部には、操作パネル18が配設されている。前記操作パネル18の裏面部には各種の電装品を実装した回路基板19(図4参照)が配設されている。前記回路基板19には、LCD20、LED群21、スイッチ群22(いずれも図4参照)などが設けられており、これらに対応して操作パネル18には透明なLCD表示部23、LED表示部と兼用のスイッチ操作部24等が設けられている。また、前記操作パネル18には、調理時間や調理温度を設定するためのダイヤル25が設けられている。
【0035】
図4は、電子レンジ1の概略的な電気的構成を示すブロック図である。制御回路26は、マイクロコンピュータを主体としてCPUやROM,RAMなどのメモリを備えて構成されている。前記メモリには、マイクロコンピュータが実行する制御プログラムが格納されている。
【0036】
前記制御回路26には、赤外線センサ13の検出信号が赤外線センサインターフェース27を介して入力される。また、前記制御回路26には、エンコーダ28のパルス信号、スイッチ群22のスイッチ信号が、それぞれインターフェース29,30を介して入力される。前記エンコーダ28は、前記ダイヤル25の回動量をパルス信号にて出力するものである。
【0037】
また、前記制御回路26は、マグネトロン7をインバータインターフェース31及びインバータ8を介して駆動制御する。更に、前記制御回路26は、オーブンヒータ6、冷却ファンモータ9、モータ15、ブザー32(報知手段、エラー報知手段、シャッター開放報知手段に相当)、LCD20、LED群21を、それぞれヒータ駆動回路33、ファンインターフェース34、モータインターフェース35、ブザー駆動回路36、LCD駆動回路37、LED駆動回路38を介して制御する。
【0038】
次に、図5及び図6を参照しながら前記温度検出装置12の構成について説明する。前記温度検出装置12は、前記赤外線センサ13を揺動可能に支持する略矩形状の枠体40を備えている。前記赤外線センサ13は、内部に赤外線検出素子(図示せず)を収容するセンサケース41を備えている。前記モータ15は前記枠体40の上面に固定されており、前記センサケース41を揺動させることにより前記赤外線センサ13の検出視野を移動させるようになっている。
【0039】
前記枠体40の底部には検出窓42(図2参照)が設けられている。また、前記枠体40の底部の上部には、前記検出窓42を覆うドーム状部材43が三日月状の台座44を介して固定されている。前記台座44は検出窓42の周囲部に配置されており、このような構成によりドーム状部材43と枠体40の底部との間には所定の間隙が確保されている。
【0040】
前記センサケース41の下部には開口45及び前記開口45の周縁部から下方に延びる筒状部46が設けられている。前記筒状部46の下端部は前記ドーム状部材43に摺動可能に嵌め込まれている。
【0041】
図5に示すように、ドーム状部材43の上部には、センサケース41の開口45と対向する開口47が設けられている。前記赤外線センサ13(赤外線検出素子)は、前記開口45,47及び前記検出窓42並びに窓部10を通して加熱室3内の食品温度を検出する。
【0042】
一方、前記枠体40の底部上面には板状のシャッター48が配置されている。前記シャッター48は、枠体40内の右部に回動可能に支持された支持板49の下部に取り付けられており、前記支持板49と一体に回動するようになっている。前記シャッター48は、回動により枠体40の底部とドーム状部材43との間の間隙に入り込んで検出窓42を閉鎖したり、前記間隙から抜け出て前記検出窓42を開放したりするようになっている。
【0043】
また、前記センサケース41と前記枠体40の上部との間には、円柱状の第1ギヤ50及び扇形状の第2ギヤ51並びにカム機構52が配設されている。前記第1ギヤの外周面には全体に亘って多数の歯50aが形成されている。前記モータ15の出力軸15aは枠体40を貫通しており、枠体40を貫通して下方に突出する前記出力軸15aの端部に前記第1ギヤ50の中心部が固定されている。従って、第1ギヤ50はモータ15により回転される。
【0044】
前記第2ギヤ51の一方の端部である円弧面には、前記第1ギヤ50の歯50aと噛み合う複数の歯51aが形成されている。前記歯51aは円弧面の一部に形成されている。以下、第2ギヤ51の円弧面のうち歯51aが設けられていない部分を円弧部51bとする。前記第2のギヤ51の他端部である角部は前記支持板49の上部に取り付けられており、前記支持板49と一体に回動するようになっている。従って、前記第2ギヤ51と前記シャッター48とは一体的に回動する。
【0045】
図示しないが、前記第2ギヤ51は、第1ギヤ50と噛み合う近接位置及び紙合いが外れる離間位置の間を移動可能に前記支持板49に取り付けられており、通常は、付勢部材(図示せず)によって近接位置に付勢されている。
【0046】
前記カム機構52は、第1ギヤ50の下面に同心状に固定された円板部材53と、第2ギヤ51の下面に設けられた凸部54とから構成されている。前記円板部材53は、その外周部の一部が切り欠かれて平坦面53aとなっている。以下、円板部材53の外周面のうち平坦面53a以外の部分を円弧面53bと称する。
【0047】
前記センサケース41の上面部には筒状の受け部55が設けられている。前記円板部材53の下面のうち中心部から外れた部位には揺動軸56が突設されている。前記揺動軸56は前記受け部55に摺動可能に挿入されており、前記モータ15により円板部材53が回転されることにより前記センサケース41は揺動するようになっている。
【0048】
ここで、第1及び第2ギヤ50及び51、カム機構52、シャッター48の動作について図7を参照しながら説明する。尚、図7ではシャッター48の形状を簡略化して示す。また、便宜上、図7の(a)にのみ各部の符号を付し、(b)〜(g)では符号を省略する。
【0049】
まず、図7の(a)はシャッター48により検出窓42が完全に閉じられた状態を示している。従って、このときの第1ギヤ50の位置が閉鎖位置に相当する。この状態は食品温度の検出動作を実行していない状態であり、このとき、第1ギヤ50と第2ギヤ51とは噛み合っている。
【0050】
食品温度の検出動作が開始されると、モータ15は時計回り方向に回転される。すると、第1ギヤ50及び円板部材53が矢印A1方向(本発明の一方向に相当)に回転し、これに伴い、第2ギヤ51及びシャッター48が矢印B1方向に回動する。また、円板部材53の回転に伴い、センサケース41が揺動する。
【0051】
そして、モータ15(第1ギヤ50)が1/2回転(180°)すると、第1ギヤ50と第2ギヤ51の噛み合いが外れ、カム機構52の凸部54が円板部材53の平坦面53aと円弧面53bとの境界付近の所定部位に当接した状態(図7の(b)に示す状態)になる。この結果、第2ギヤ51は付勢部材に抗して離間位置に移動される。つまり、第1ギヤ50の歯50aは第2ギヤ51の平坦部51bと対向し、且つ第1ギヤ50と第2ギヤ51とが離間するため、第1及び第2ギヤ50,51の噛み合いが完全に外れる。このとき、検出窓42は完全に開放された状態にある。
【0052】
図7の(b)に示す状態に達した以降、更にモータ15が時計回り方向に回転されることにより、第1ギヤ50及び円板部材53のみが矢印A1方向に回転を続け、この結果、センサケース41が揺動される(図7の(c)に示す状態)。即ち、シャッター48が開放された状態を維持しながら赤外線センサ13の加熱室3の底部3aにおける検出視野が、図3に示すように楕円Qに沿って矢印A方向に移動する。このとき、制御回路26は赤外線センサ13の検出出力を読み込み、食品温度を検出する。
【0053】
尚、図7の(b)に示す状態に達した以降、第1ギヤ50が矢印A1方向に回転を続けることにより、周期的に凸部54と円板部材53の平坦面53aとが当接した状態となる。このとき、第2ギヤ51は付勢部材によって第1ギヤ50に接近し、第2ギヤ51と第1ギヤ50とが若干噛み合った状態となる。しかし、第1ギヤ50が矢印A1方向に回転する限り、第1ギヤ50と噛み合った第2ギヤ51は、矢印B1方向に回動して直ぐに噛み合いが外れる。
【0054】
一方、加熱調理が終了して食品温度の検出動作を終了するときには、制御回路26は、カム機構52が図7の(e)に示す状態になるまでモータ15を回転する。このとき、後述するように、制御回路26はモータ15の現在位置情報に基づいて、カム機構52が図7の(e)に示す状態になるまでに必要な回転角度が小さい方向にモータ15を回転させる。例えば、図7の(d)に示す状態にあるときは、制御回路28はモータ15を反時計回りに回転する。この結果、第1ギヤ50及び円板部材53は矢印A2方向(反矢印A1方向、本発明の他方向に相当)に回転する。
【0055】
そして、図7の(e)に示す状態に達すると、制御回路26はモータ15を反時計回り方向に回転する。この結果、凸部54が円板部材53の平坦面53aに当接し、付勢部材に付勢されて第2ギヤ51は第1ギヤ50に接近して第1ギヤ50と噛み合う(図7の(f)に示す状態)。すると、第1ギヤ50と共に第2ギヤ51が矢印B2方向(反矢印B1方向)に回動し、シャッター48が検出窓42を閉じる方向に回動する。尚、カム機構52が図7の(e)に示す状態になってからモータ15が反時計回り方向に1/2回転されると、検出窓42は完全に閉鎖される(図7の(g)に示す状態)。
【0056】
本実施例では、図7の(f)に示す位置が第1ギヤ50の噛み合い位置に相当し、図7の(b)及び(e)に示す位置は、第1ギヤ50と第2ギヤ51との噛み合いが解除されてから更に所定角度だけ矢印A1方向に第1ギヤ50が回転された位置を示している。以下の説明では、図7の(b)及び(e)に示す位置を第1ギヤ50の噛み合い準備位置とする。第1ギヤ50が噛み合い準備位置にあるときにモータ15が反時計回りに回転して第1ギヤ50が矢印A2方向に所定角度だけ回転されると、第1及び第2ギヤ50,51は確実に噛み合う。
【0057】
次に、上記構成の作用を図8ないし図10を参照しながら説明する。図8は制御回路26が実行するモータ15の駆動制御プログラムのフローチャートを示している。また、図9及び図10はシャッター48を閉じるときの第1及び第2ギヤ50,51、カム機構52の動作を説明するための図である。尚、図9及び図10においては、それぞれ(a)の図にのみ各部の符号を付している。
【0058】
図8のフローチャートにおいて、電源が投入されると、制御回路26はモータ15を反時計回り方向に1/20回転させる。これにより、第1ギヤ50及び第2ギヤ51はそれぞれ矢印A2及びB2方向に回転され、シャッター48は検出窓42を閉じる方向に回動する(ステップS1)。
【0059】
上述の動作は、シャッター48が検出窓42を完全に閉じた状態に近づけるために行われる。従って、本実施例では、1/20回転、即ち18度が補填角度に相当する。例えば、前回の加熱動作終了時におけるシャッター48の閉鎖動作の途中で停電したり強制的に電源がOFFされたりしても、上述の動作によりシャッター48が検出窓42を完全に閉じた状態に近づけることができる。また、補填角度は非常に小さい値に設定されているため、電源投入時にシャッター48が検出窓42を完全に閉じた状態であっても、上記動作によってモータ15に加わるストレスを小さくすることができる。
【0060】
続いて、制御回路26はスイッチ操作部24が操作されて加熱調理を開始する旨の指示がなされると(ステップS2にてYES)、モータ15を時計回り方向に1/2回転させる。これにより、第1ギヤ40及び第2ギヤ51はそれぞれ矢印A1及びB1方向に回転され、シャッター48が開く方向に回動する(ステップS3)。また、この結果、第1ギヤ50は噛み合い準備位置まで回転され、シャッター48は検出窓42を完全に開放した状態となる。
【0061】
従って、ステップS3の終了後、制御回路26は第1ギヤ50が噛み合い準備位置にあると認識する。そして、この状態からのモータ15の回転時間に基づいて第1ギヤ50の現在位置を把握する。従って、本実施例では、制御回路26が現在位置把握手段として機能する。
【0062】
即ち、制御回路26は、ステップS4にてモータ15の回転時間Tの計測を開始し、ステップS5にてモータ15を一定の回転速度で時計回り方向に回転する。この結果、シャッター48が開放した状態を維持したままセンサケース41が揺動され、赤外線センサ13の検出視野が移動する。また、制御回路26は赤外線センサ13の検出出力を一定時間毎に読込み、その検出出力に基づいて加熱室3内の食品温度を検出する(ステップS6)。
【0063】
そして、食品温度が加熱終了温度に達して、或いは、スイッチ操作部24が操作されて加熱調理が終了すると(ステップS7にてYES)、ステップS8に移行する。ステップ8では、モータ15の回転時間Tを1回転に要する時間T1で割ったときの余りT2が算出される。続いて、制御回路26は、余りT2と時間T1の半分((T1)/2)との大きさを比較する(ステップS9)。そして、余りT2の方が大きい場合(YES)は、時間「T1−T2」だけモータ15を時計回り方向に回転する(ステップS10)。
【0064】
これに対して、余りT2よりも「(T1)/2」の方が大きい場合(NO)、制御回路26は時間T2だけモータ15を反時計回り方向に回転する(ステップS11)。この結果、第1ギヤ50が回転して噛み合い準備位置になる。
【0065】
例えば図10の(a)は、余りT2の方が時間「T2/2」よりも大きい場合の第1ギヤ50の位置を示している。この位置から噛み合い準備位置(図10の(c)に示す位置)にするために必要な第1ギヤ50の回転角度は、矢印A2に回転させるよりも矢印A1方向に回転させたときの方が小さい。従って、このときは、制御回路26はモータ15を時計回り方向に「T1−T2」だけ回転させる。これにより、第1ギヤ50は矢印A1方向に回転され、図10の(a)に示す位置から(b)に示す位置を経て、(c)に示す位置(噛み合い準備位置)となる。
【0066】
一方、図11の(a)は、余りT2の方が時間「T2/2」よりも小さい場合の第1ギヤ50の位置の例を示している。この位置から噛み合い準備位置(図11の(b)に示す位置)にするために必要な第1ギヤ50の回転角度は、矢印A2方向に回転させたときの方が矢印A1方向に回転させたときよりも小さい。従って、この場合は、制御回路26はモータ15を反時計回り方向にT2だけ回転させる。これにより、第1ギヤ50は矢印A2方向に回転され、図11の(b)に示す位置(噛み合い準備位置)となる。
【0067】
第1ギヤ50が噛み合い準備位置になると、更に、制御回路26はモータ15を反時計回り方向に「1/2+1/20」回転させる(ステップS12)。これにより、第1ギヤ50は矢印A2方向に回転する。そして、凸部54と円板部材53との位置関係が図9の(c)或いは図10の(d)に示す状態になると、第1ギヤ50及び第2ギヤ51が噛み合い、第1及び第2ギヤ50,51がそれぞれ矢印A2及びB2方向に回転する。この結果、シャッター48が閉じる方向に回動して、検出窓42を完全に閉鎖する。
【0068】
尚、ここでは、シャッター48が検出窓42を完全に閉鎖するために必要な回転量(1/2回転)よりも1/20回転だけ多くモータ15を回転するように構成している。これは、制御回路26が把握しているモータ15の現在位置が実際の位置とずれている場合であっても、シャッター48が検出窓42を完全に閉鎖できるようにするためである。
【0069】
即ち、制御回路26が把握しているモータ15の位置が実際の位置とずれている場合でも、加熱調理が繰り返し実行される毎に、1/20回転だけ余分にモータ15が回転されるため、シャッター48は検出窓42を完全に閉鎖した状態に近づく。また、モータ15を余分に回転させる量を1/20回転と小さくしたため、制御回路26がモータ15の位置を正しく把握している場合でも、モータ15や第1ギヤ50、第2ギヤ51に大きなストレスが加わることがない。
【0070】
以上説明したように、本実施例によれば、赤外線センサ13の検出視野を移動させるモータ15によりシャッター48が回動されるように構成した。従って、赤外線センサ13の駆動機構及びシャッター48の駆動機構の部品の共通化を図ることができ、部品点数の増加を小さく抑えることができる。
【0071】
また、モータ15により赤外線センサ13及びシャッター48を駆動する構成であっても、シャッター48が検出窓42を完全に開放した状態では、モータ15の駆動力がシャッター48に伝わらないように構成した。このため、シャッター48が検出窓42を完全に開放した後は、赤外線センサ13の検出視野を単独で移動させることができる。しかも、カム機構52により第1及び第2ギヤ50,51が一定の位置で噛み合い始めるように構成すると共に前記第1ギヤ50の現在位置を把握するように構成したため、シャッター48の開閉を精度良く制御することができる。
【0072】
また、本実施例では、赤外線センサ13による温度検出動作の終了時は、第1ギヤ50を噛み合い準備位置まで回転させてから、第1ギヤ50を矢印A2方向に回転させて閉鎖位置にするように構成した。このため、第1及び第2ギヤ50,51を確実に噛み合わせることができる。
【0073】
しかも、第1ギヤ50の現在位置に基づき、噛み合い準備位置までの回転角度が小さい方向に第1ギヤ50を回転させるように構成した。従って、第1ギヤ50を噛み合い準備位置にするために要する時間を短くすることができ、シャッター48に素早く検出窓42を閉鎖させることができる。
【0074】
尚、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、例えば次のような変形が可能である。
【0075】
制御回路26は、第1ギヤ50を矢印A1方向に回転させるときのモータ15の回転速度と前記第1ギヤ50を矢印A2方向に回転させるときの前記モータ15の回転速度とが異なるように前記モータ15を制御しても良い。
【0076】
シャッター48が検出窓42を閉じている途中で赤外線センサ13による温度検出動作が再開されたときは、前記シャッター48が検出窓42を完全に閉鎖してから、検出窓42を開放するように、制御回路26はモータ15を駆動するように構成しても良い。
【0077】
上記実施例では、モータの回転時間に基づいて第1ギヤの現在位置を把握するように構成したが、モータをステッピングモータから構成し、前記ステッピングモータへの入力パルスに基づいて第1ギヤの現在位置を把握するように構成しても良い。
【0078】
シャッターに検出窓を完全に閉鎖させることを指示するための操作手段を設けても良い。前記操作手段は、例えば操作パネルに設けられたスイッチ操作部やダイヤルから構成することができる。このような構成により、例えば製品出荷時に作業者が前記操作手段を操作することにより、シャッターが検出窓を完全に閉鎖した状態にすることができる。
【0079】
制御回路は、シャッターに検出窓を閉鎖させるときは、第1ギヤの現在位置に関係なく常に反時計周り方向にモータを回転するように構成しても良い。
【0080】
制御回路は、加熱調理の開始が指示されると、モータの回転時間の計測を開始し、その回転時間に基づいて第1ギヤの現在位置を把握するように構成しても良い。
【0081】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明は、赤外線センサを駆動して検出視野を移動させることができると共に赤外線センサの検出窓を開閉するシャッターを備えるものにおいて、赤外線センサを駆動する駆動手段によりシャッターを開閉するように構成したため、部品点数の増加を抑えることができる。また、シャッターが検出窓を完全に開放した状態では、駆動手段の駆動力がシャッター駆動機構に伝わらないように構成したため、シャッターが検出窓を開放した状態に達した後は、赤外線センサの検出視野を単独で移動させることができる。更に、カム機構により第1及び第2ギヤが一定の位置で噛み合い始めるように構成すると共に前記第1ギヤの現在位置を把握するように構成したため、シャッター及び赤外線センサを共通の駆動手段で駆動させる構成であっても、前記駆動手段を精度良く制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す電子レンジの概略的な外観斜視図
【図2】加熱室内における赤外線センサの検出視野の移動を説明するための図であり、(a)は加熱室の底部における検出視野が左部に位置する状態、(b)は加熱室内の右部に位置する状態、(c)は加熱室内の中央部に位置する状態をそれぞれ示す図
【図3】加熱室の底部における赤外線センサの検出視野の軌跡を示す図
【図4】電子レンジの電気的構成を示すブロック図
【図5】温度検出装置の全体構成を示す斜視図
【図6】温度検出装置の一部を縦断して示す後面図
【図7】第1及び第2ギヤとカム機構の動作を説明するための図
【図8】モータの制御プログラムを示すフローチャート
【図9】モータを時計回り方向に回転させてシャッターを閉じる方向に回動させるときの動作を説明するための図
【図10】モータを反時計回り方向に回転させてシャッターを閉じる方向に回動させるときの動作を説明するための図
【符号の説明】
1は電子レンジ(加熱調理器)、3は加熱室、7はマグネトロン(加熱手段)、12は温度検出装置、13は赤外線センサ、15はモータ(駆動手段)、22はスイッチ群(操作手段)、26は制御回路(制御手段、位置把握手段)、42は検出窓、48はシャッター、50は第1ギヤ、51は第2ギヤ、52はカム機構を示す。
【発明の属する技術分野】
本発明は、赤外線センサにより加熱室内の温度を検出する温度検出装置を備えた加熱調理器に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の電子レンジには、加熱室内の一部に検出視野が形成される赤外線センサと、前記赤外線センサを移動させるモータとを備え、前記赤外線センサの検出結果に基づいて食品の加熱調理を実行するように構成されたものがある(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
また、従来の電子レンジには、加熱時における熱風や蒸気の影響が赤外線センサに及ぶことを防止するため、赤外線センサの検出窓にシャッターを設け、前記赤外線センサによる食品の温度検出時のみ前記検出窓を開放するように構成されたものがある(例えば、特許文献2参照)。
【0004】
前記電子レンジでは、シャッターの開閉構造を簡単にするために、加熱室の扉の開閉動作に連動して前記シャッターが開閉されるように構成されている。
【0005】
【特許文献1】
特開2002−13743号公報
【0006】
【特許文献2】
特開平8−100922号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、シャッターの開閉と加熱室の扉の開閉とを連動させる構成では、加熱室に食品を収容する際しか、言い換えると加熱前の食品温度しか検出することができない。
【0008】
これに対して、シャッターの開閉機構を単独で設けることも考えられる。しかし、赤外線センサの移動機構を備える電子レンジにおいて、更にシャッターの開閉機構を設けることは、部品点数の増加、構成の複雑化を招くという問題があった。
【0009】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、赤外線センサの検出視野を移動させる手段及び検出窓を開閉するシャッターを駆動する手段を備えるものにおいて、部品点数の増加を抑えることができる加熱調理器を提供することである。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項1の加熱調理器は、被加熱物を収容する加熱室と、前記加熱室内に載置された前記被加熱物を加熱する加熱手段と、検出窓を介して前記加熱室内に形成される検出視野を有し前記検出視野内の温度を検出する赤外線センサと、前記赤外線センサの検出視野が移動するように前記赤外線センサを駆動する駆動手段と、前記検出窓に回動可能に設けられ前記検出窓を開閉するためのシャッターと、前記駆動手段により駆動され正逆両方向に回転可能な第1ギヤ、前記シャッターと一体的に回動するように設けられ前記シャッターが前記検出窓の少なくとも一部を閉じているときは前記第1ギヤと噛み合って前記第1ギヤと共に回動し、前記シャッターが前記検出窓を開放したときは前記第1ギヤとの噛み合いが解除される第2ギヤを有するシャッター駆動機構と、前記第2ギヤとの噛み合いが解除された前記第1ギヤが前記駆動手段により噛み合い位置まで回転されたときに前記第1及び第2ギヤを噛み合わせるように構成されたカム機構と、前記赤外線センサによる温度検出動作時は前記駆動手段を駆動して前記第1ギヤを正逆両方向のうちの一方に回転させることにより前記シャッターに前記検出窓を開放させ、前記赤外線センサによる温度検出動作の終了時は前記駆動手段を駆動して前記第1ギヤを他方向に回転させることにより前記シャッターに前記検出窓を閉鎖させる制御手段とを備え、前記制御手段は、前記駆動手段の駆動量に基づいて前記第1ギヤの現在位置を把握する位置把握手段を備え、前記第1ギヤの現在位置に基づき前記駆動手段を駆動するように構成されていることを特徴とする。
【0011】
上記構成によれば、駆動手段を駆動することにより赤外線センサを移動させたりシャッターを開閉させたりすることができる。また、シャッターが検出窓を完全に開放した状態では、駆動手段の駆動力がシャッターに伝わらないように構成した。このため、シャッターが検出窓を開放した状態に達した後は、赤外線センサの検出視野を単独で移動させることができる。しかも、カム機構により第1及び第2ギヤが一定の位置で噛み合い始めるように構成すると共に前記第1ギヤの現在位置を把握する位置把握手段を設けたため、シャッター及び赤外線センサを共通の駆動手段で駆動させる構成であっても、シャッターの開閉を精度良く制御することができる。
【0012】
本発明の請求項2の加熱調理器は、第1ギヤが噛み合い位置から閉鎖位置まで他方向に回転されたときに、シャッターは検出窓の全体を開放した状態から全体を閉鎖した状態になるように構成し、前記制御手段を、現在位置から噛み合い位置までの前記第1ギヤの回転角度に対応する駆動手段の駆動量を噛み合い駆動量として算出すると共に、噛み合い位置から閉鎖位置までの前記第1ギヤの回転角度に対応する前記駆動手段の駆動量を閉鎖駆動量として記憶し、赤外線センサによる温度検出動作の終了時は前記駆動手段を噛み合い駆動量だけ駆動して前記第1ギヤを前記噛み合い位置まで回転させた後、閉鎖駆動量だけ駆動して前記第1ギヤを前記噛み合い位置から前記閉鎖位置まで回転させることにより前記シャッターに前記検出窓を完全に閉鎖させるように構成したことを特徴とする。
【0013】
上記構成によれば、第1ギヤと第2ギヤとが噛み合った後、第1ギヤは閉鎖位置まで回転される。従って、第1ギヤの回転に伴い第2ギヤ及びシャッターが回動して、検出窓を閉鎖する。
【0014】
この場合、閉鎖駆動量は、第1ギヤを噛み合い位置から閉鎖位置まで回転させるために必要な駆動手段の駆動量よりも大きな値に設定することが好ましい(請求項3の発明)。
【0015】
上記構成によれば、位置把握手段が把握する第1ギヤの現在位置が実際の位置とずれている場合でも、シャッターが検出窓を完全に閉鎖した状態に近づけることができる。
【0016】
本発明の請求項4の加熱調理器は、制御手段を、第1ギヤを一方向に回転させたときの現在位置から噛み合い位置までの回転角度が、前記第1ギヤを他方向に回転させたときの現在位置から噛み合い位置までの回転角度よりも小さいときは、前記第1ギヤが一方向に回転するように駆動手段を駆動して前記第1ギヤを噛み合い位置にした後、前記第1ギヤが他方向に回転するように前記駆動手段を駆動して前記第1ギヤを閉鎖位置にするように構成したことを特徴とする。
【0017】
上記構成によれば、第1ギヤを噛み合い位置に早く到達させることができるため、温度検出動作の終了時においてシャッターが検出窓を完全に閉鎖するまでの時間を短くすることができる。
【0018】
この場合、第1ギヤを一方向に回転させて噛み合い位置に到達させるときは、前記制御手段は、噛み合い位置よりも更に所定角度だけ一方向に前記第1ギヤが回転するように駆動手段を駆動した後、前記第1ギヤが他方向に回転するように前記駆動手段を駆動して前記第1ギヤを閉鎖位置にすることを特徴とする(請求項5の発明)。
【0019】
第1ギヤを一方向に回転させて噛み合い位置に到達させた後、直ぐに他方向に第1ギヤを回転させると、第1ギヤと第2ギヤとがうまく噛み合わない場合がある。上記構成のように噛み合い位置を過ぎて更に第1ギヤを一方向に回転させてから他方向に第1ギヤを回転させると、第1ギヤと第2ギヤとを確実に噛み合わせることができる。
【0020】
本発明の請求項6の加熱調理器は、駆動手段を駆動して第1ギヤを回転させることによりシャッターに検出窓を閉鎖させている途中で赤外線センサによる温度検出動作が再開されたときは、制御手段は、前記シャッターが前記検出窓の全体を閉鎖するまで前記駆動手段を駆動した後、前記第1ギヤが一方向に回転するように前記駆動手段を駆動することを特徴とする。
【0021】
上記構成によれば、必ずシャッターが検出窓の全体を閉鎖した状態から第1ギヤが回転されてシャッターの開放動作が開始されるため、位置把握手段による第1ギヤの現在位置の把握処理が簡単になる。
【0022】
本発明の請求項7の加熱調理器は、制御手段は、第1ギヤが一方向に回転するときの速度と前記第1ギヤが他方向に回転するときの速度とが異なるように駆動手段を駆動することを特徴とする。
【0023】
上記構成によれば、第1ギヤが一方向或いは他方向に回転されるとき赤外線センサやシャッターの動作に応じて前記第1ギヤの回転速度を設定することができる。即ち、シャッターが検出窓を閉鎖するときは第1ギヤが他方向に回転されるため、第1ギヤが一方向に回転するときの速度よりも他方向に回転するときの速度の方が速くなるよう設定すると良い。このような構成により、シャッターに検出窓を素早く閉鎖させることができ、検出窓や検出窓を通して赤外線センサが汚れることを防止できる。
【0024】
本発明の請求項8の加熱調理器は、シャッターに検出窓の全体を閉鎖させることを指示するための操作手段を設け、前記制御手段は、前記操作手段が操作されたときは、第1ギヤの現在位置に基づき前記駆動手段を駆動し、前記シャッターが前記検出窓の全体を閉鎖するまで前記第1ギヤを回転させることを特徴とする。
【0025】
上記構成によれば、適宜のタイミングでシャッターが検出窓の全体を閉鎖した状態にすることができる。
【0026】
本発明の請求項9の加熱調理器は、制御手段を、電源投入時に駆動手段を駆動して第1ギヤを他方向に補填角度だけ回転させるように構成したことを特徴とする。前記補填角度は、シャッターに検出窓を完全に閉鎖させるために必要な前記第1ギヤの回転角度の最大値よりも小さな値に設定されている。
【0027】
電源投入時にシャッターが検出窓を完全に閉鎖した状態にあると判断して前記第1ギヤの現在位置を把握する構成においては、シャッターが検出窓を閉鎖していない状態で停電したり誤って電源が切られたりすると、次に電源が投入されたときのシャッターの位置を誤って把握してしまうことになる。上記構成によれば、電源投入時にシャッターが検出窓を完全に閉鎖していない状態であっても、電源投入動作が繰り返し行われることにより、シャッターが検出窓を完全に閉鎖した状態に近づけることができる。
【0028】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をヒータ付き電子レンジに適用した一実施例について図面を参照しながら説明する。図1は本実施例に係る電子レンジ1の概略的な外観図、図2は電子レンジ1の内部構成を概略的に示す図である。これら図1及び図2に示すように、前記電子レンジ1は矩形箱状のキャビネット2を備えている。前記キャビネット2の内部には加熱室3及び機械室4が左右に並んで配設されており、加熱室3の前面開口は扉5により開閉されるようになっている。
【0029】
前記加熱室3の天井部には、オーブンヒータ6(図4参照)が配設されている。前記機械室4には加熱手段としてのマグネトロン7やインバータ8(いずれも図4参照)、マグネトロン7等の機器を冷却するための冷却ファン(図4に冷却ファンモータ9のみ示す)が配設されている。
【0030】
また、前記加熱室3の右側面の上奥部に設けられた窓部10には、センサダクト11が機械室4側から取付けられている。前記センサダクト11の端部(奥部)には温度検出装置12が配設されている。
【0031】
詳しくは後述するが、前記温度検出装置12は、加熱室3内に検出視野を有する赤外線センサ13及び前記検出視野が加熱室3内を広範囲に亘って移動するように前記赤外線センサ13を移動させるモータ15(駆動手段に相当)等を備えている。
【0032】
図2の(a)〜(c)及び図3は、前記モータ15により前記赤外線センサ13が移動されたときの前記赤外線センサ13の検出視野の移動の様子を示している。図2及び図3において、赤外線センサ13の検出視野は一点鎖線で示す。図2に示すように、赤外線センサ13の検出視野は加熱室3内の右上部の奥部から前記加熱室3の底面部3aに向かって形成される。また、図3に(a)〜(d)で示すように、赤外線センサ13の底面部3aにおける検出視野は楕円形状となる。そして、モータ15が回転することに伴い赤外線センサ13の検出視野は加熱室3内を広範囲に亘って移動する。このとき、加熱室3の底面部3aにおける前記赤外線センサ13の検出視野は楕円Qに沿って矢印A方向に移動する。
【0033】
上記構成により、加熱室3の底面部3a上のいずれの部位に被加熱物である食品Fが載置された場合でも、その温度を赤外線センサ13はキャッチできる。
【0034】
一方、前記キャビネット2の前面右部には、操作パネル18が配設されている。前記操作パネル18の裏面部には各種の電装品を実装した回路基板19(図4参照)が配設されている。前記回路基板19には、LCD20、LED群21、スイッチ群22(いずれも図4参照)などが設けられており、これらに対応して操作パネル18には透明なLCD表示部23、LED表示部と兼用のスイッチ操作部24等が設けられている。また、前記操作パネル18には、調理時間や調理温度を設定するためのダイヤル25が設けられている。
【0035】
図4は、電子レンジ1の概略的な電気的構成を示すブロック図である。制御回路26は、マイクロコンピュータを主体としてCPUやROM,RAMなどのメモリを備えて構成されている。前記メモリには、マイクロコンピュータが実行する制御プログラムが格納されている。
【0036】
前記制御回路26には、赤外線センサ13の検出信号が赤外線センサインターフェース27を介して入力される。また、前記制御回路26には、エンコーダ28のパルス信号、スイッチ群22のスイッチ信号が、それぞれインターフェース29,30を介して入力される。前記エンコーダ28は、前記ダイヤル25の回動量をパルス信号にて出力するものである。
【0037】
また、前記制御回路26は、マグネトロン7をインバータインターフェース31及びインバータ8を介して駆動制御する。更に、前記制御回路26は、オーブンヒータ6、冷却ファンモータ9、モータ15、ブザー32(報知手段、エラー報知手段、シャッター開放報知手段に相当)、LCD20、LED群21を、それぞれヒータ駆動回路33、ファンインターフェース34、モータインターフェース35、ブザー駆動回路36、LCD駆動回路37、LED駆動回路38を介して制御する。
【0038】
次に、図5及び図6を参照しながら前記温度検出装置12の構成について説明する。前記温度検出装置12は、前記赤外線センサ13を揺動可能に支持する略矩形状の枠体40を備えている。前記赤外線センサ13は、内部に赤外線検出素子(図示せず)を収容するセンサケース41を備えている。前記モータ15は前記枠体40の上面に固定されており、前記センサケース41を揺動させることにより前記赤外線センサ13の検出視野を移動させるようになっている。
【0039】
前記枠体40の底部には検出窓42(図2参照)が設けられている。また、前記枠体40の底部の上部には、前記検出窓42を覆うドーム状部材43が三日月状の台座44を介して固定されている。前記台座44は検出窓42の周囲部に配置されており、このような構成によりドーム状部材43と枠体40の底部との間には所定の間隙が確保されている。
【0040】
前記センサケース41の下部には開口45及び前記開口45の周縁部から下方に延びる筒状部46が設けられている。前記筒状部46の下端部は前記ドーム状部材43に摺動可能に嵌め込まれている。
【0041】
図5に示すように、ドーム状部材43の上部には、センサケース41の開口45と対向する開口47が設けられている。前記赤外線センサ13(赤外線検出素子)は、前記開口45,47及び前記検出窓42並びに窓部10を通して加熱室3内の食品温度を検出する。
【0042】
一方、前記枠体40の底部上面には板状のシャッター48が配置されている。前記シャッター48は、枠体40内の右部に回動可能に支持された支持板49の下部に取り付けられており、前記支持板49と一体に回動するようになっている。前記シャッター48は、回動により枠体40の底部とドーム状部材43との間の間隙に入り込んで検出窓42を閉鎖したり、前記間隙から抜け出て前記検出窓42を開放したりするようになっている。
【0043】
また、前記センサケース41と前記枠体40の上部との間には、円柱状の第1ギヤ50及び扇形状の第2ギヤ51並びにカム機構52が配設されている。前記第1ギヤの外周面には全体に亘って多数の歯50aが形成されている。前記モータ15の出力軸15aは枠体40を貫通しており、枠体40を貫通して下方に突出する前記出力軸15aの端部に前記第1ギヤ50の中心部が固定されている。従って、第1ギヤ50はモータ15により回転される。
【0044】
前記第2ギヤ51の一方の端部である円弧面には、前記第1ギヤ50の歯50aと噛み合う複数の歯51aが形成されている。前記歯51aは円弧面の一部に形成されている。以下、第2ギヤ51の円弧面のうち歯51aが設けられていない部分を円弧部51bとする。前記第2のギヤ51の他端部である角部は前記支持板49の上部に取り付けられており、前記支持板49と一体に回動するようになっている。従って、前記第2ギヤ51と前記シャッター48とは一体的に回動する。
【0045】
図示しないが、前記第2ギヤ51は、第1ギヤ50と噛み合う近接位置及び紙合いが外れる離間位置の間を移動可能に前記支持板49に取り付けられており、通常は、付勢部材(図示せず)によって近接位置に付勢されている。
【0046】
前記カム機構52は、第1ギヤ50の下面に同心状に固定された円板部材53と、第2ギヤ51の下面に設けられた凸部54とから構成されている。前記円板部材53は、その外周部の一部が切り欠かれて平坦面53aとなっている。以下、円板部材53の外周面のうち平坦面53a以外の部分を円弧面53bと称する。
【0047】
前記センサケース41の上面部には筒状の受け部55が設けられている。前記円板部材53の下面のうち中心部から外れた部位には揺動軸56が突設されている。前記揺動軸56は前記受け部55に摺動可能に挿入されており、前記モータ15により円板部材53が回転されることにより前記センサケース41は揺動するようになっている。
【0048】
ここで、第1及び第2ギヤ50及び51、カム機構52、シャッター48の動作について図7を参照しながら説明する。尚、図7ではシャッター48の形状を簡略化して示す。また、便宜上、図7の(a)にのみ各部の符号を付し、(b)〜(g)では符号を省略する。
【0049】
まず、図7の(a)はシャッター48により検出窓42が完全に閉じられた状態を示している。従って、このときの第1ギヤ50の位置が閉鎖位置に相当する。この状態は食品温度の検出動作を実行していない状態であり、このとき、第1ギヤ50と第2ギヤ51とは噛み合っている。
【0050】
食品温度の検出動作が開始されると、モータ15は時計回り方向に回転される。すると、第1ギヤ50及び円板部材53が矢印A1方向(本発明の一方向に相当)に回転し、これに伴い、第2ギヤ51及びシャッター48が矢印B1方向に回動する。また、円板部材53の回転に伴い、センサケース41が揺動する。
【0051】
そして、モータ15(第1ギヤ50)が1/2回転(180°)すると、第1ギヤ50と第2ギヤ51の噛み合いが外れ、カム機構52の凸部54が円板部材53の平坦面53aと円弧面53bとの境界付近の所定部位に当接した状態(図7の(b)に示す状態)になる。この結果、第2ギヤ51は付勢部材に抗して離間位置に移動される。つまり、第1ギヤ50の歯50aは第2ギヤ51の平坦部51bと対向し、且つ第1ギヤ50と第2ギヤ51とが離間するため、第1及び第2ギヤ50,51の噛み合いが完全に外れる。このとき、検出窓42は完全に開放された状態にある。
【0052】
図7の(b)に示す状態に達した以降、更にモータ15が時計回り方向に回転されることにより、第1ギヤ50及び円板部材53のみが矢印A1方向に回転を続け、この結果、センサケース41が揺動される(図7の(c)に示す状態)。即ち、シャッター48が開放された状態を維持しながら赤外線センサ13の加熱室3の底部3aにおける検出視野が、図3に示すように楕円Qに沿って矢印A方向に移動する。このとき、制御回路26は赤外線センサ13の検出出力を読み込み、食品温度を検出する。
【0053】
尚、図7の(b)に示す状態に達した以降、第1ギヤ50が矢印A1方向に回転を続けることにより、周期的に凸部54と円板部材53の平坦面53aとが当接した状態となる。このとき、第2ギヤ51は付勢部材によって第1ギヤ50に接近し、第2ギヤ51と第1ギヤ50とが若干噛み合った状態となる。しかし、第1ギヤ50が矢印A1方向に回転する限り、第1ギヤ50と噛み合った第2ギヤ51は、矢印B1方向に回動して直ぐに噛み合いが外れる。
【0054】
一方、加熱調理が終了して食品温度の検出動作を終了するときには、制御回路26は、カム機構52が図7の(e)に示す状態になるまでモータ15を回転する。このとき、後述するように、制御回路26はモータ15の現在位置情報に基づいて、カム機構52が図7の(e)に示す状態になるまでに必要な回転角度が小さい方向にモータ15を回転させる。例えば、図7の(d)に示す状態にあるときは、制御回路28はモータ15を反時計回りに回転する。この結果、第1ギヤ50及び円板部材53は矢印A2方向(反矢印A1方向、本発明の他方向に相当)に回転する。
【0055】
そして、図7の(e)に示す状態に達すると、制御回路26はモータ15を反時計回り方向に回転する。この結果、凸部54が円板部材53の平坦面53aに当接し、付勢部材に付勢されて第2ギヤ51は第1ギヤ50に接近して第1ギヤ50と噛み合う(図7の(f)に示す状態)。すると、第1ギヤ50と共に第2ギヤ51が矢印B2方向(反矢印B1方向)に回動し、シャッター48が検出窓42を閉じる方向に回動する。尚、カム機構52が図7の(e)に示す状態になってからモータ15が反時計回り方向に1/2回転されると、検出窓42は完全に閉鎖される(図7の(g)に示す状態)。
【0056】
本実施例では、図7の(f)に示す位置が第1ギヤ50の噛み合い位置に相当し、図7の(b)及び(e)に示す位置は、第1ギヤ50と第2ギヤ51との噛み合いが解除されてから更に所定角度だけ矢印A1方向に第1ギヤ50が回転された位置を示している。以下の説明では、図7の(b)及び(e)に示す位置を第1ギヤ50の噛み合い準備位置とする。第1ギヤ50が噛み合い準備位置にあるときにモータ15が反時計回りに回転して第1ギヤ50が矢印A2方向に所定角度だけ回転されると、第1及び第2ギヤ50,51は確実に噛み合う。
【0057】
次に、上記構成の作用を図8ないし図10を参照しながら説明する。図8は制御回路26が実行するモータ15の駆動制御プログラムのフローチャートを示している。また、図9及び図10はシャッター48を閉じるときの第1及び第2ギヤ50,51、カム機構52の動作を説明するための図である。尚、図9及び図10においては、それぞれ(a)の図にのみ各部の符号を付している。
【0058】
図8のフローチャートにおいて、電源が投入されると、制御回路26はモータ15を反時計回り方向に1/20回転させる。これにより、第1ギヤ50及び第2ギヤ51はそれぞれ矢印A2及びB2方向に回転され、シャッター48は検出窓42を閉じる方向に回動する(ステップS1)。
【0059】
上述の動作は、シャッター48が検出窓42を完全に閉じた状態に近づけるために行われる。従って、本実施例では、1/20回転、即ち18度が補填角度に相当する。例えば、前回の加熱動作終了時におけるシャッター48の閉鎖動作の途中で停電したり強制的に電源がOFFされたりしても、上述の動作によりシャッター48が検出窓42を完全に閉じた状態に近づけることができる。また、補填角度は非常に小さい値に設定されているため、電源投入時にシャッター48が検出窓42を完全に閉じた状態であっても、上記動作によってモータ15に加わるストレスを小さくすることができる。
【0060】
続いて、制御回路26はスイッチ操作部24が操作されて加熱調理を開始する旨の指示がなされると(ステップS2にてYES)、モータ15を時計回り方向に1/2回転させる。これにより、第1ギヤ40及び第2ギヤ51はそれぞれ矢印A1及びB1方向に回転され、シャッター48が開く方向に回動する(ステップS3)。また、この結果、第1ギヤ50は噛み合い準備位置まで回転され、シャッター48は検出窓42を完全に開放した状態となる。
【0061】
従って、ステップS3の終了後、制御回路26は第1ギヤ50が噛み合い準備位置にあると認識する。そして、この状態からのモータ15の回転時間に基づいて第1ギヤ50の現在位置を把握する。従って、本実施例では、制御回路26が現在位置把握手段として機能する。
【0062】
即ち、制御回路26は、ステップS4にてモータ15の回転時間Tの計測を開始し、ステップS5にてモータ15を一定の回転速度で時計回り方向に回転する。この結果、シャッター48が開放した状態を維持したままセンサケース41が揺動され、赤外線センサ13の検出視野が移動する。また、制御回路26は赤外線センサ13の検出出力を一定時間毎に読込み、その検出出力に基づいて加熱室3内の食品温度を検出する(ステップS6)。
【0063】
そして、食品温度が加熱終了温度に達して、或いは、スイッチ操作部24が操作されて加熱調理が終了すると(ステップS7にてYES)、ステップS8に移行する。ステップ8では、モータ15の回転時間Tを1回転に要する時間T1で割ったときの余りT2が算出される。続いて、制御回路26は、余りT2と時間T1の半分((T1)/2)との大きさを比較する(ステップS9)。そして、余りT2の方が大きい場合(YES)は、時間「T1−T2」だけモータ15を時計回り方向に回転する(ステップS10)。
【0064】
これに対して、余りT2よりも「(T1)/2」の方が大きい場合(NO)、制御回路26は時間T2だけモータ15を反時計回り方向に回転する(ステップS11)。この結果、第1ギヤ50が回転して噛み合い準備位置になる。
【0065】
例えば図10の(a)は、余りT2の方が時間「T2/2」よりも大きい場合の第1ギヤ50の位置を示している。この位置から噛み合い準備位置(図10の(c)に示す位置)にするために必要な第1ギヤ50の回転角度は、矢印A2に回転させるよりも矢印A1方向に回転させたときの方が小さい。従って、このときは、制御回路26はモータ15を時計回り方向に「T1−T2」だけ回転させる。これにより、第1ギヤ50は矢印A1方向に回転され、図10の(a)に示す位置から(b)に示す位置を経て、(c)に示す位置(噛み合い準備位置)となる。
【0066】
一方、図11の(a)は、余りT2の方が時間「T2/2」よりも小さい場合の第1ギヤ50の位置の例を示している。この位置から噛み合い準備位置(図11の(b)に示す位置)にするために必要な第1ギヤ50の回転角度は、矢印A2方向に回転させたときの方が矢印A1方向に回転させたときよりも小さい。従って、この場合は、制御回路26はモータ15を反時計回り方向にT2だけ回転させる。これにより、第1ギヤ50は矢印A2方向に回転され、図11の(b)に示す位置(噛み合い準備位置)となる。
【0067】
第1ギヤ50が噛み合い準備位置になると、更に、制御回路26はモータ15を反時計回り方向に「1/2+1/20」回転させる(ステップS12)。これにより、第1ギヤ50は矢印A2方向に回転する。そして、凸部54と円板部材53との位置関係が図9の(c)或いは図10の(d)に示す状態になると、第1ギヤ50及び第2ギヤ51が噛み合い、第1及び第2ギヤ50,51がそれぞれ矢印A2及びB2方向に回転する。この結果、シャッター48が閉じる方向に回動して、検出窓42を完全に閉鎖する。
【0068】
尚、ここでは、シャッター48が検出窓42を完全に閉鎖するために必要な回転量(1/2回転)よりも1/20回転だけ多くモータ15を回転するように構成している。これは、制御回路26が把握しているモータ15の現在位置が実際の位置とずれている場合であっても、シャッター48が検出窓42を完全に閉鎖できるようにするためである。
【0069】
即ち、制御回路26が把握しているモータ15の位置が実際の位置とずれている場合でも、加熱調理が繰り返し実行される毎に、1/20回転だけ余分にモータ15が回転されるため、シャッター48は検出窓42を完全に閉鎖した状態に近づく。また、モータ15を余分に回転させる量を1/20回転と小さくしたため、制御回路26がモータ15の位置を正しく把握している場合でも、モータ15や第1ギヤ50、第2ギヤ51に大きなストレスが加わることがない。
【0070】
以上説明したように、本実施例によれば、赤外線センサ13の検出視野を移動させるモータ15によりシャッター48が回動されるように構成した。従って、赤外線センサ13の駆動機構及びシャッター48の駆動機構の部品の共通化を図ることができ、部品点数の増加を小さく抑えることができる。
【0071】
また、モータ15により赤外線センサ13及びシャッター48を駆動する構成であっても、シャッター48が検出窓42を完全に開放した状態では、モータ15の駆動力がシャッター48に伝わらないように構成した。このため、シャッター48が検出窓42を完全に開放した後は、赤外線センサ13の検出視野を単独で移動させることができる。しかも、カム機構52により第1及び第2ギヤ50,51が一定の位置で噛み合い始めるように構成すると共に前記第1ギヤ50の現在位置を把握するように構成したため、シャッター48の開閉を精度良く制御することができる。
【0072】
また、本実施例では、赤外線センサ13による温度検出動作の終了時は、第1ギヤ50を噛み合い準備位置まで回転させてから、第1ギヤ50を矢印A2方向に回転させて閉鎖位置にするように構成した。このため、第1及び第2ギヤ50,51を確実に噛み合わせることができる。
【0073】
しかも、第1ギヤ50の現在位置に基づき、噛み合い準備位置までの回転角度が小さい方向に第1ギヤ50を回転させるように構成した。従って、第1ギヤ50を噛み合い準備位置にするために要する時間を短くすることができ、シャッター48に素早く検出窓42を閉鎖させることができる。
【0074】
尚、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、例えば次のような変形が可能である。
【0075】
制御回路26は、第1ギヤ50を矢印A1方向に回転させるときのモータ15の回転速度と前記第1ギヤ50を矢印A2方向に回転させるときの前記モータ15の回転速度とが異なるように前記モータ15を制御しても良い。
【0076】
シャッター48が検出窓42を閉じている途中で赤外線センサ13による温度検出動作が再開されたときは、前記シャッター48が検出窓42を完全に閉鎖してから、検出窓42を開放するように、制御回路26はモータ15を駆動するように構成しても良い。
【0077】
上記実施例では、モータの回転時間に基づいて第1ギヤの現在位置を把握するように構成したが、モータをステッピングモータから構成し、前記ステッピングモータへの入力パルスに基づいて第1ギヤの現在位置を把握するように構成しても良い。
【0078】
シャッターに検出窓を完全に閉鎖させることを指示するための操作手段を設けても良い。前記操作手段は、例えば操作パネルに設けられたスイッチ操作部やダイヤルから構成することができる。このような構成により、例えば製品出荷時に作業者が前記操作手段を操作することにより、シャッターが検出窓を完全に閉鎖した状態にすることができる。
【0079】
制御回路は、シャッターに検出窓を閉鎖させるときは、第1ギヤの現在位置に関係なく常に反時計周り方向にモータを回転するように構成しても良い。
【0080】
制御回路は、加熱調理の開始が指示されると、モータの回転時間の計測を開始し、その回転時間に基づいて第1ギヤの現在位置を把握するように構成しても良い。
【0081】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明は、赤外線センサを駆動して検出視野を移動させることができると共に赤外線センサの検出窓を開閉するシャッターを備えるものにおいて、赤外線センサを駆動する駆動手段によりシャッターを開閉するように構成したため、部品点数の増加を抑えることができる。また、シャッターが検出窓を完全に開放した状態では、駆動手段の駆動力がシャッター駆動機構に伝わらないように構成したため、シャッターが検出窓を開放した状態に達した後は、赤外線センサの検出視野を単独で移動させることができる。更に、カム機構により第1及び第2ギヤが一定の位置で噛み合い始めるように構成すると共に前記第1ギヤの現在位置を把握するように構成したため、シャッター及び赤外線センサを共通の駆動手段で駆動させる構成であっても、前記駆動手段を精度良く制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す電子レンジの概略的な外観斜視図
【図2】加熱室内における赤外線センサの検出視野の移動を説明するための図であり、(a)は加熱室の底部における検出視野が左部に位置する状態、(b)は加熱室内の右部に位置する状態、(c)は加熱室内の中央部に位置する状態をそれぞれ示す図
【図3】加熱室の底部における赤外線センサの検出視野の軌跡を示す図
【図4】電子レンジの電気的構成を示すブロック図
【図5】温度検出装置の全体構成を示す斜視図
【図6】温度検出装置の一部を縦断して示す後面図
【図7】第1及び第2ギヤとカム機構の動作を説明するための図
【図8】モータの制御プログラムを示すフローチャート
【図9】モータを時計回り方向に回転させてシャッターを閉じる方向に回動させるときの動作を説明するための図
【図10】モータを反時計回り方向に回転させてシャッターを閉じる方向に回動させるときの動作を説明するための図
【符号の説明】
1は電子レンジ(加熱調理器)、3は加熱室、7はマグネトロン(加熱手段)、12は温度検出装置、13は赤外線センサ、15はモータ(駆動手段)、22はスイッチ群(操作手段)、26は制御回路(制御手段、位置把握手段)、42は検出窓、48はシャッター、50は第1ギヤ、51は第2ギヤ、52はカム機構を示す。
Claims (9)
- 被加熱物を収容する加熱室と、
前記加熱室内に載置された前記被加熱物を加熱する加熱手段と、
検出窓を介して前記加熱室内に形成される検出視野を有し前記検出視野内の温度を検出する赤外線センサと、
前記赤外線センサの検出視野が移動するように前記赤外線センサを駆動する駆動手段と、
前記検出窓に回動可能に設けられ前記検出窓を開閉するためのシャッターと、
前記駆動手段により駆動され正逆両方向に回転可能な第1ギヤ、前記シャッターと一体的に回動するように設けられ前記シャッターが前記検出窓の少なくとも一部を閉じているときは前記第1ギヤと噛み合って前記第1ギヤと共に回動し、前記シャッターが前記検出窓を開放したときは前記第1ギヤとの噛み合いが解除される第2ギヤを有するシャッター駆動機構と、
前記第2ギヤとの噛み合いが解除された前記第1ギヤが前記駆動手段により噛み合い位置まで回転されたときに前記第1及び第2ギヤを噛み合わせるように構成されたカム機構と、
前記赤外線センサによる温度検出動作時は前記駆動手段を駆動して前記第1ギヤを正逆両方向のうちの一方に回転させることにより前記シャッターに前記検出窓を開放させ、前記赤外線センサによる温度検出動作の終了時は前記駆動手段を駆動して前記第1ギヤを他方向に回転させることにより前記シャッターに前記検出窓を閉鎖させる制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記駆動手段の駆動量に基づいて前記第1ギヤの現在位置を把握する位置把握手段を備え、前記第1ギヤの現在位置に基づき前記駆動手段を駆動するように構成されていることを特徴とする加熱調理器。 - 第1ギヤが噛み合い位置から閉鎖位置まで他方向に回転されたとき、シャッターは検出窓の全体を開放した状態から全体を閉鎖した状態になるように構成され、
制御手段は、現在位置から噛み合い位置までの前記第1ギヤの回転角度に対応する駆動手段の駆動量を噛み合い駆動量として算出すると共に、噛み合い位置から閉鎖位置までの前記第1ギヤの回転角度に対応する前記駆動手段の駆動量を閉鎖駆動量として記憶し、赤外線センサによる温度検出動作の終了時は前記駆動手段を噛み合い駆動量だけ駆動して前記第1ギヤを前記噛み合い位置まで回転させた後、閉鎖駆動量だけ駆動して前記第1ギヤを前記噛み合い位置から前記閉鎖位置まで回転させることにより前記シャッターに前記検出窓を完全に閉鎖させるように構成されていることを特徴とする請求項1記載の加熱調理器。 - 閉鎖駆動量は、第1ギヤを噛み合い位置から閉鎖位置まで回転させるために必要な駆動手段の駆動量よりも大きな値に設定されていることを特徴とする請求項2記載の加熱調理器。
- 制御手段は、第1ギヤを一方向に回転させたときの現在位置から噛み合い位置までの回転角度が、前記第1ギヤを他方向に回転させたときの現在位置から噛み合い位置までの回転角度よりも小さいときは、前記第1ギヤが一方向に回転するように駆動手段を駆動して前記第1ギヤを噛み合い位置にした後、前記第1ギヤが他方向に回転するように前記駆動手段を駆動して前記第1ギヤを閉鎖位置にするように構成されていることを特徴とする請求項2記載の加熱調理器。
- 制御手段は、第1ギヤを一方向に回転させて噛み合い位置にするときは、噛み合い位置よりも更に所定角度だけ一方向に前記第1ギヤが回転するように駆動手段を駆動した後、前記第1ギヤが他方向に回転するように前記駆動手段を駆動して前記第1ギヤを閉鎖位置にすることを特徴とする請求項4記載の加熱調理器。
- 制御手段は、駆動手段を駆動して第1ギヤを回転させることによりシャッターに検出窓を閉鎖させている途中で赤外線センサによる温度検出動作が再開されたときは、前記シャッターが前記検出窓の全体を閉鎖するまで前記駆動手段を駆動した後、前記第1ギヤが一方向に回転するように前記駆動手段を駆動することを特徴とする請求項1記載の加熱調理器。
- 制御手段は、第1ギヤが一方向に回転するときの速度と前記第1ギヤが他方向に回転するときの速度とが異なるように駆動手段を駆動することを特徴とする請求項1記載の加熱調理器。
- シャッターに検出窓の全体を閉鎖させることを指示するための操作手段を備え、
制御手段は、前記操作手段が操作されたときには、第1ギヤの現在位置に基づき駆動手段を駆動し前記シャッターが前記検出窓の全体を閉鎖するまで前記第1ギヤを回転させることを特徴とする請求項1記載の加熱調理器。 - 制御手段は、電源投入時に駆動手段を駆動して第1ギヤを他方向に補填角度だけ回転させるように構成され、
前記補填角度は、シャッターに検出窓を完全に閉鎖させるために必要な前記第1ギヤの回転角度の最大値よりも小さな値に設定されていることを特徴とする請求項1記載の加熱調理器。
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Cited By (2)
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JP2016169930A (ja) * | 2015-03-16 | 2016-09-23 | 日立アプライアンス株式会社 | 加熱調理器 |
JP2019066177A (ja) * | 2018-12-26 | 2019-04-25 | 日立アプライアンス株式会社 | 加熱調理器 |
-
2003
- 2003-04-15 JP JP2003110239A patent/JP2004317006A/ja active Pending
Cited By (2)
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