JP2006351399A - 高周波加熱装置 - Google Patents

Abstract

【課題】製品が周囲が閉塞されたような組込状態で使用された場合でも、調理の出来具合を維持するとともに電気部品の劣化を防ぐ。
【解決手段】制御装置７は、両面グリル調理を行う場合、ステージ１でマグネトロン１５の排気レベルのＭＡＸ値を保持する（ステップＳ５）。ステージ２において、排気レベルが定数Ｐｋ以上となっている場合には、本体１が組込状態と判定し、以降の調理においては組込状態に適した条件で調理を行う（ステップＳ１３、ステップＳ１７）。定数Ｐｋ未満の場合には、通常状態の条件で調理を行う（ステップＳ１４、ステップＳ１８）。
【選択図】図１

Description

本発明は、本体を、周囲が閉塞されたような部分に組み込んで使用することが可能な高周波加熱装置に関するものである。

加熱手段としてオーブン機能を有する高周波加熱装置において、本体を、周囲が開放された場所に設置した状態（以下、通常状態という）使用される場合に限らず、周囲が閉塞されたような部分に組み込んだ状態(以下、組込状態という)で使用される場合もある。

しかしながら、従来においては、組込状態であっても、例えばオーブン調理の際の条件である加熱室内の温度や調理時間や冷却ファンの回転数などは通常状態と同じとしていた。このため、組込状態で使用した場合、本体の雰囲気温度が上昇し、冷却ファン周辺の温度も上昇するので、通常状態で使用した場合に比べて機械室内の部品の温度が高くなる。したがって、カタログに明記する最小スペースでの部品温度を保証する条件でしか、ヒーターの通電率、通電タイミングなどの定数が決められなかった。そのため、焼き調理に必要な加熱パワーが少なく、調理時間が長くなる、あるいは、調理物が乾燥気味になるなど、調理の出来栄えを損なっていた。

近年においては、高周波発熱体を底面に貼り付けた受け皿を用い、高周波加熱で受け皿の底面を加熱した後、上面からのヒーター加熱で食品をひっくり返すことなく、上下に焦げ目をつけられることを特徴とする商品も発売されている。

高周波加熱とオーブン加熱を同時に利用する調理では、高周波発生装置を冷却した後の温風が機械室内に流れ、さらにオーブン加熱によって、機械室の温度も上昇してくるので、電気部品の冷却は製品開発における課題のひとつとなっている。さらに組込状態で使用されるとなると、調理中の本体の発熱分や本体からの排気で本体近傍の雰囲気温度が上昇することで、本体冷却用に吸気するための冷却ファン部の吸気温度も上昇するので、本体内の電気部品の冷却が厳しく、食品を加熱するエネルギーを落とすことで、電気部品の温度が限度を超えるのを防いでいた。そのため、調理の出来栄えにも影響していた。

このため、設置状態判定手段を設けた加熱調理器が提案されている。これは、温度サーミスタによる温度検知に基づいて、設置状態を判定し、加熱手段の加熱調理に係わる調理定数や前記冷却ファンの回転数を制御するものである（例えば、特許文献１参照）。
特開平１０−１６９９９７号公報

しかしながら、前記従来の構成では、季節の影響や被調理物の影響を受けないように、機械室に内蔵した温度センサーや加熱室の温度測定用の温度センサーを用い、具体的方法として、予熱中の加熱室の立ち上がり時間を測定することで、本体の設置状態を判断しているが、高周波加熱とヒーター加熱を同時に利用する調理、特に高周波加熱体を貼り付けた受け皿に被調理物を載せて調理するモードでは、庫内を予熱することなく、室温で保管された受け皿の上に被調理物を載せて調理開始するのが一般的で予熱は行わないため、従来例に開示されている具体的な方法では、実現が困難であった。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、通常状態、組込状態に関わらず、高周波加熱とヒーター加熱を同時に利用する調理時に調理の出来栄え維持と電気部品の劣化を防
ぐことを両立した高周波加熱装置を提供することを目的とするものである。

前記従来の課題を解決するために、本発明に係る高周波加熱装置は、加熱室を有する本体と、加熱室に設けられたヒーター加熱手段と、高周波を発生させ高周波加熱を行う高周波発生手段と、前記本体に設けられた電気部品冷却用の冷却ファンと、前記高周波発生装置の温度を検出する温度センサを備え、前記温度センサの温度変化を利用して、本体が、周囲が閉塞されたような部分に組み込まれた組込状態であるか否かを判定することを特徴とする。

そして、組込状態か否かを判定するための専用の温度検出手段がなくても確実に組込状態の判定ができるものである。

本発明の高周波加熱装置によれば、本体が組み込まれている状態で設置されていると判定した場合には、加熱手段の加熱調理に係わる調理定数や冷却ファンの回転数を組込状態での使用に適するように制御することにより、調理の出来具合を可能な限り維持しつつ、電気部品を温度限度内で使用することが可能になる。

第１の発明は、加熱室を有する本体と、加熱室に設けられたヒーター加熱手段と、高周波を発生させ高周波加熱を行う高周波発生手段と、前記本体に設けられた電気部品冷却用の冷却ファンと、前記高周波発生装置の温度を検出する温度センサを備え、前記温度センサの温度変化を利用して、本体が周囲が閉塞されたような部分に組み込まれた組込状態であるか否かを判定することを特徴とするもので、新たに温度検知専用の温度センサを追加しなくても、設置状態に応じた適切な制御が可能となる。

第２の発明は、特に、第１の発明の高周波加熱装置において、ヒーター加熱手段によるヒーター加熱と高周波加熱による加熱が同時に動作する同時調理の際、組込状態であるかを判定することを特徴とするもので、冷却の厳しいモードにおいても設置状態に応じた適切な制御が可能となる。

第３の発明は、特に第１、第２の発明の高周波加熱装置で、被加熱物を載置する受け皿に高周波発熱体を貼り付けた受け皿を備えたものである。これによって、被加熱物の上下をひっくり返すことなく、調理するモードにおいて、設置状態に応じた適切な制御が可能となる。

第４の発明は、第３の発明で行われる同時調理が、複数の調理ステージから成り立ち、組込判断は途中のステージで行うようにしたものである。

第５の発明は、第４の発明において、組込判断する調理ステージの高周波出力が、前ステージの高周波出力エネルギーよりも低く設定することで、組込判断を正確に行うようにしたものである。

第６の発明は、組込状態であるか否かの判定を、調理毎に毎回行うことを特徴とするもので、組込状態をメモリー等に記憶することなしに、調理毎に判断するので、設置条件が改善された場合には通常状態で動作させることが可能となる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図２は、本発明の実施の形態における高周波加熱装置の開閉扉を開けた状態を示す正面図、図３は正面方向から見た高周波加熱装置の断面図、図４は右側面からみた機械室の構成図、図５は電気的構成を示すブロック図である。

図において、高周波加熱装置の本体１には前面が開口した加熱室２が配設されている。本体１の前面には前記加熱室２の前面を塞ぐ扉３が開閉可能に設けられており、さらには使用者が調理メニューの選択や調理開始の指示などを行う各種操作キー４や必要な表示を行う表示部５を有する操作パネル６が設けられている。また、操作パネル６の裏側には、制御基板（図示せず）が配設されていて、この制御基板に、マイクロコンピューターからなる制御装置７やヒューズ（図示せず）、加熱手段を動作させるための駆動回路８等が設けられている。更に、操作パネル後方には機械室が設けられている。

加熱室２の天面には加熱手段のひとつである上ヒーター９（７６０Ｗ）が配設されている。また、加熱室２の下面にも、加熱手段のひとつである下ヒーター１０（６００Ｗ）が配設されている。加熱室２の側面には受け皿１１保持用のレール１２が設けられている。受け皿１１の下部には高周波吸収体１３を貼り付けてあるので、高周波加熱により、食品１４の下部を焦がすことができるようにしてある。加熱室２上方右側奥には、加熱室内の温度を検出するためのサーミスタからなる加熱室用の温度センサ３０が配設されている。

機械室には、加熱室２の右側壁に位置させて、加熱手段のひとつで、高周波発生装置のマグネトロン１５が配設されている。マグネトロン１５の右側には裏板１６に取り付けられた冷却ファン１７、エアガイドＡ１８を配置し、マグネトロン１５を冷却する。マグネトロン１５の左側にはエアガイドＣ１９を設置し、加熱室２内へ風を送り込んでいる。エアガイドＣ１９には、マグネトロン１５の温度を検出する排気サーミスタ２０を設けている。マグネトロン１５から発振した高周波は、導波管２１を介して、本体底面に備えた給電口２２から加熱室２内にマイクロ波を供給するようになっている。マグネトロン１５の上部には、マグネトロン１５の出力を可変するインバータ電源２３を配置している。庫内の食品１４の温度を検知する赤外線センサー２４、庫内を照らすランプ２５等も機械室に配置されている。

図５は電気的構成を示したものである。この図５において、上記制御装置７には、スタートスイッチを含む各種の操作キー４、食品の温度を検知する赤外線センサー２４、高周波発生装置のマグネトロン１５の温度を検出する排気サーミスタ２０、加熱室２内の温度を検出する加熱室用サーミスタ１５からの信号が入力されるようになっている。制御装置７はこれらの信号に基づき予め記憶されたプログラムに従って表示器５に調理時間や付属品の情報を表示するとともに、駆動回路８を介して、マグネトロン１５、上ヒーター９、下ヒーター１０、冷却ファン１７を制御している。マグネトロン１５はインバータ電源２３を経由して制御されるので、出力を自由にコントロールすることができ、例えば、上ヒーター９と高周波出力３００Ｗを同時に使用するということが可能になる。

ここで、ヒーター加熱と高周波加熱を同時に使う、両面グリル調理を行う場合を説明する。両面グリルモードは３ステージからなる調理である。

まず、ステージ１で高周波加熱出力６００Ｗを連続で発振し、受け皿１１の高周波吸収体１３を加熱して、食品１４の下部の焦がす。マグネトロン１５が動作しているので、冷却ファン１７は強回転で回っている。

次に、ステージ２では、上ヒーター７６０Ｗと高周波加熱３００Ｗを連続で出力する。
出力を落としながらも受け皿１１を加熱し続けることで、食品１４の下面にさらに焦げ目がつくようにしながら、上面からも上ヒーター９で加熱を開始することで、食品１４の上面も焦がす。このステージでもマグネトロン１５が動作しているため、冷却ファン１７は強回転で回っている。

最終ステージ３は、上ヒーター９（７６０Ｗ）と下ヒーター１０（６００Ｗ）を連続で運転するもので、加熱室２内の温度をあげ、食品１４の中心まで温度をあげるステージである。このステージ３ではマグネトロン１５が動作していないため、冷却ファン１７の回転を弱回転まで落としている。これは、マグネトロン１５を冷却した風がエアガイドＣ１９を通じて加熱室２内に流れていくので、この風の量を少なくすることで、加熱室２内の温度が下がるのを防ぐのが目的である。しかしながら、冷却ファン１７の回転数を下げるので、機械室内の温度は上昇し、内部の部品は温度的には厳しい状態となる。

特に、本体１を周囲が閉塞された状態に設置された場合は、本体１の温度上昇や排気熱で本体１周辺の温度があがるので、冷却ファン１７の吸気温度も上昇する。通常状態では部品の温度上昇値が問題ないレベルでおさまっていても、周囲が閉塞された状態に組み込まれると部品の温度限度を超えてしまう。そこで、制御装置７は、両面グリル調理を行う場合、マグネトロン１５の排気温度を排気サーミスタ２０で検知して、組込状態であるか否かを判定する機能を有するとともに、判定結果に基づいて、加熱手段のオン／オフ時間と冷却ファンの回転数を設置状態に適した条件になるように設定し、調理を実行させる機能を有する構成となっている。

図１のフローチャートは、制御装置７による制御内容のうち、本実施の形態の要旨に関係した部分が示されており、以下これについて関連した作用と共に説明をする。

使用者が本体１を周囲が開放されたようなテーブルの上、或いは、周囲が閉塞されたようなキャビネットの中に設置した状態で電源を入れる。使用者が両面グリルキー４ｂを選択すると図１のフローチャートがスタートする。制御装置７は、まず初期化を行う（ステップＳ１）。ここでは組込フラグを０にする。この時、毎回、組込フラグを０にしている。前回の調理での判定結果を覚えずに初期化している。通常状態の調理が実行された場合の方が調理の出来栄えはよりいいので、最初は通常調理モードが動くようにするためである。そして、調理時間設定、スタートキー４ａが押されるまで待機する（ステップＳ２）。

使用者が食品１４を受け皿１１に載せ、加熱室２に収容した状態で調理時間（ここでは最大設定時間３０分）を時間設定キー４ｃで設定し、スタートキー４ａを押すと制御装置７はステップＳ３に移行し、ステージ１の調理を開始する。

ステージ１の調理は高周波加熱６００Ｗで連続動作させ、受け皿１１の高周波吸収体１３を加熱させる。高周波加熱なのでマグネトロン１５が通電され、温度が上昇する。

次に制御装置７は排気サーミスタ２０のレベルを取得し（ステップＳ４）、ステップＳ５で記憶する。ステップＳ６でステージ１の調理時間が終了したかどうかを判定する。各ステージは使用者が設定した時間に応じて制御装置７が計算する時間で動作する。３０分で調理時間が設定された場合は、ステージ１は１０分３２秒、ステージ２は５分１３秒、ステージ３は残りの時間、動作する。これらの調理時間は実験の繰り返しによって経験を積んだ計算式を制御装置７にプログラムしている。ステップＳ６でステージ１の終了時間に達していない時にはステップＳ３に戻る。

ステップＳ５では、ステップＳ４で取得した排気レベルの最大値を保持する処理をして
いる。ここで、ステージ１における排気レベルの最大値を求める。ステージ１の調理時間１０分３２秒が経過するとステップＳ７に移り、ステージ２の調理モードとなる。

ステージ２に移っても、制御装置７の組込判断はすぐには行わず、一定のマスク時間（本発明で３分）を設けている。これもできるだけ、通常状態で調理を動作したい配慮からである。ステップＳ８でマスク時間が終了していな場合はステップＳ１４に飛んで、通常状態の調理を行う。ステージ２の通常状態の調理は上ヒーター９（７６０Ｗ）と高周波出力３００Ｗを連続で通電する。ステップＳ１５でステージ２が終わったかどうかの判断に移る。ここでは、ステージ２に入ってすぐなのでステップＳ８に戻る。こうして、マスク時間が終了するまではステップＳ１４の通常状態の調理を実行する。

マスク時間が終了すると、ステップＳ９に移る。初めてステップＳ９に来たときは、組込フラグは０の状態である。ここで、ステージ２の時の排気レベルを取得する（ステップＳ１０）。次にステップＳ１１でステップＳ９で取得したレベルと定数Ｐｋとを比較する。定数ＰｋはステップＳ５で保持していたステージ１のＭＡＸ値からある定数（今回は１５に設定）を減算した値としている。ステージ１の高周波出力が６００Ｗに対し、ステージ２の高周波出力は３００Ｗを使用している。

本体を通常状態で使用している時は冷却ファンの吸気温度も室温程度となっているので、マグネトロン１５は十分に冷やされ、排気サーミスタ２０のレベルも下がるが、本体１を閉塞された状態に設置された場合には、本体１の発熱や本体１からの排気熱が閉塞された空間でこもるので、本体１の冷却ファン１７近傍の雰囲気温度も上がり、冷却ファン１７で温風を送ることになるので、十分な冷却効果が得られず、高周波出力の出力レベルを落としているのに、排気レベルの減少値は通常状態と比較して少なくなる。そこで、ステップＳ１１で定数Ｐｋ以上であった場合は、本体が閉塞空間に組み込まれた状態と判断し、組込時の調理定数で調理する（ステップＳ１３）。

本実施の形態では、ステージ２の組込時の調理定数は、上ヒーター９（７６０Ｗ）は連続通電のままとし、高周波出力を３０秒オン、１０秒オフのデューティー制御を行っている。冷却ファン１７の回転はマグネトロン１５に通電があるので、強回転のままである。マスク時間が終了し、組込判断がされた後はステップＳ９からステップＳ１３に処理は飛び、組込時の調理を実行し続ける。ステップＳ１５でステージ２の調理時間が終わるまで継続する。ステップＳ１５でステージ２が終了すると、ステージ３へと移行する。

ステージ３では、まず、ステージ２で組込判定がされたかどうかを確認する（ステップＳ１６）。組込判定がされていない場合（組込フラグが０）は、通常時の調理を実行する（ステップＳ１８）。ステージ３の通常時の調理は上ヒーター９（７６０Ｗ）と下ヒーター１０（６００Ｗ）を連続で通電する。冷却ファン１７は５分間、弱回転した後、中回転で制御される。ステップＳ１６で組込判定されている場合は、組込時の調理を実行する（ステップＳ１７）。ステージ３の組込時の調理は上ヒーター９（７６０Ｗ）を連続通電、下ヒーター１０（６００Ｗ）を３０秒オン、１０秒オフのデューティー制御とし、冷却ファン１７はステージ３の当初から中回転で回転させる。調理時間終了（ステップ１９）するまで、組込時の調理、あるいは、通常時の調理のどちらかで動作する。ステップ１９で調理時間が終了したら、ステップ２０に移り、駆動回路８を停止、調理終了ブザーを鳴らす等の調理終了処理を実行して、両面グリル調理が終了する。

図６に通常状態の場合と組込状態の場合の調理時間と排気レベルの関係を示す。通常状態に設置された場合の調理では、ステージ１で７５レベルまで排気レベルが上昇し、ステージ２のマスク時間が終了した時点での排気レベルが５４レベル。その後もレベルは下がり続けるので、組込判定されない。一方、組込状態で設置された場合（今回は、本体に対
し、左右６５ｍｍの位置、後方５０ｍｍの位置に厚さ２０ｍｍの木壁を設置）、ステージ１で７６レベルまで排気レベルが上昇している。７分３０秒ぐらい経過した時点で排気レベルが一定になっているが、これは、マグネトロン１５の温度上昇が急であったため、部品保護の目的で高周波出力を４５０Ｗに落としているためである。組込状態の場合、ステージ２に移っても、排気レベルの減少はあまり見られず、マスク時間が終了した時点で６９レベルであり、７６−１５＝６１レベルよりも高いので、組込状態と判断している。

図７に通常状態と組込状態における調理時間と部品（ヒューズ）の温度をグラフに示したものである。図に示すように、通常状態の場合、ステージ３に入った時点で冷却ファン１７の回転が弱回転に落とすのでヒューズの温度が上昇するが、５分経過で冷却ファン１７の回転が弱回転から中回転にＵＰすることで、ヒューズの温度も下がり、温度限度内でおさまっている。一方、組込状態で運転された場合、ステージ２の途中移行は断続運転が開始されるのと、冷却ファン１７の回転数も弱回転に落とすことはないので、８０℃前後のふらつきで収まっているので、温度限度内とすることができる。

本実施の形態では、組込と判断された場合、ステージ２では高周波出力３００Ｗ、ステージ３においては、下ヒーター１０の通電の断続させ、上ヒーター９は連続通電を維持している。これによって、食品１４の上面にはしっかりと焦げ目をつけ、下面は若干、焼き色が弱くなるものの、火が通る火力は維持しているので、使用者が食品１４の上下をひっくり返す必要はなく、調理することが可能となる。

なお、本実施の形態では、前述したように、組込状態を初期化して、調理毎に判定し、前回の調理での判定結果を保持しないようにすることで、常に通常状態を優先して動作するようにしている。つまり、熱的な条件の良い通常状態で最適化された調理条件を優先することにより、調理の出来栄えはよりよくなるのである。

更に、毎回、組込状態の判定を行うので、これまで組込状態と判断して動作していても、掃除や整理により、高周波加熱装置の周囲、特に機械室のある部分（本実施の形態では、本体の右側）の設置状態が変わって風通しが良くなったり、冬場など気温が低くなり、冷却条件が改善された時等には、通常状態としての動作を行うことが出来る。

以上のように、本発明にかかる高周波加熱装置によれば、本体が組込状態で設置されていると判定した場合には、加熱手段の加熱調理に係わる調理定数や冷却ファンの回転数を、組込状態で使用するのに適した状態で制御することにより、調理の出来具合を、本体が通常状態で使用された場合とほぼ同等にしながら、電気部品の冷却も行うので、電気部品の劣化を防ぐことができる。

本発明の実施の形態１の高周波加熱装置の制御内容を示すフローチャート 同高周波加熱装置本体の構成図 同高周波加熱装置の正面から見た断面図 同高周波加熱装置の右側面の構成図 同制御手段の電気的構成を示すブロック図 本発明の実施の形態１における両面グリル調理時の調理時間と排気レベルのグラフ 本発明の実施の形態１における両面グリル調理時の調理時間と部品の温度のグラフ

符号の説明

１ 本体
２ 加熱室
９ 上ヒーター（ヒーター加熱手段）
１０ 下ヒーター（ヒーター加熱手段）
１１ 受け皿
１３ 高周波吸収体
１５ マグネトロン（高周波発生手段）
１７ 冷却ファン
２０ 排気サーミスタ（温度センサ）

Claims (6)

1. 加熱室を有する本体と、加熱室に設けられたヒーター加熱手段と、高周波を発生させ高周波加熱を行う高周波発生手段と、前記本体に設けられた電気部品冷却用の冷却ファンと、前記高周波発生装置の温度を検出する温度センサを備え、前記温度センサの温度変化を利用して、本体が周囲が閉塞されたような部分に組み込まれた組込状態であるか否かを判定することを特徴とする高周波加熱装置。
2. ヒーター加熱手段によるヒーター加熱と高周波加熱による加熱が同時に動作する同時調理の際、組込状態であるかを判定することを特徴とする請求項１記載の高周波加熱装置。
3. 被加熱物を載置する受け皿に高周波発熱体を貼り付けた受け皿を備えた請求項１または２記載の高周波加熱装置。
4. 同時調理は複数ステージからなり、組込判断は途中のステージで行うことを特徴とする請求項３記載の高周波加熱装置。
5. 組込状態であるか否かを判定するステージの高周波出力は、前ステージよりも高周波出力エネルギーが低いことを特徴とする請求項４記載の高周波加熱装置。
6. 組込状態であるか否かの判定は、調理毎に毎回行うことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の高周波加熱装置。