JP2009127923A - Microwave oven - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、加熱室内での金属接触存在下でのマイクロ波給電に伴い発生するスパークを音で検知する装置を有する電子レンジに関するものである。 The present invention relates to a microwave oven having a device for detecting, by sound, sparks generated by microwave power feeding in the presence of metal contact in a heating chamber.
電子レンジは食品にマイクロ波を吸収させて加熱する装置であるが、金属容器、アルミ箔など調理に伴う金属製品同士の接触、金属装飾した食器の使用時など、金属端面などでスパークが生じる。その時、大きな音や火花が発生するために使用者に不安を与えることがあった。また、スパーク発生時、速やかにマイクロ波の供給を制御しないと、スパークの火花が食品の油に燃え移って発煙するなどの事態も考えられる。そのような事態を避けるため、スパーク音が発生したことを音響センサで検知して電子レンジの制御を行うものが考えられる。従来、加熱室の音響的変動を検知して食品の仕上がり状態を検出しようとする電子レンジは提案されていた(特許文献1参照)。 A microwave oven is a device that heats food by absorbing microwaves, but sparks are generated on the metal end face, such as when metal products such as metal containers and aluminum foil are brought into contact with each other and when using metal-decorated tableware. At that time, loud sounds and sparks are generated, which may cause anxiety to the user. In addition, when sparks are generated, if the supply of microwaves is not controlled promptly, the sparks may burn into the oil of the food and produce smoke. In order to avoid such a situation, it is possible to control the microwave oven by detecting the occurrence of a spark sound with an acoustic sensor. Conventionally, there has been proposed a microwave oven that detects an acoustic variation in a heating chamber to detect a finished state of food (see Patent Document 1).
図11は特許文献1に記載された従来の電子レンジの側面断面図である。マグネトロン108で発生したマイクロ波は、導波管109で加熱庫110内部に導かれ、食品111に吸収される。食品から発生した蒸気は湿度センサ112やサーミスタ113によって仕上がりが検知される。また、加熱庫110の側面に取り付けられたマイクロフォン114によって、食品111の加熱段階で発生する音を検出して、食品111の仕上がりを検出する。また、食品111以外からの音(例えば、ファン115の風切り音やターンテーブルモータ116の駆動音など)は、マイク117、118で検出され、食品111の仕上がり音を検知するマイクロフォン113のデータと比較される。湿度センサ112、サーミスタ113、マイクロフォン114、117、118の出力データは検知回路119を介して制御部120へ入力され、制御部120はドライバ121を介してマグネトロン108の発振を制御する。
前記従来のマイクロフォン114、117、118で加熱庫110内部の食品111の仕上がりを検出する構成は、音で加熱庫110の状態を検出しているとはいうものの、スパーク発生時のことをまったく考慮しておらず、そのままではスパーク検知を行うことはできなかった。
The configuration of detecting the finish of the
そこで本発明は、加熱室外部に設置されたマイクロフォンで、スパーク音を検出し、スパーク判定、電子レンジの停止などの制御を行い、スパークを確実に検知する構成を提供することを目的とする。 In view of the above, an object of the present invention is to provide a configuration in which a spark set is detected with a microphone installed outside a heating chamber, and a spark is detected, control of a microwave oven is stopped, and the like is detected reliably.
前記従来の課題を解決するため、本発明の電子レンジは、食品を載置する加熱室と加熱室内の食品を加熱するマイクロ波を供給するマグネトロンと、加熱室内部の音響状態を検知するマイクロフォンと、加熱室からマイクロフォンまで音を導く導音路とマイクロフォンの出力から加熱室内のスパーク情報を検出する信号処理手段とスパーク判定手段を有するものである。 In order to solve the above-mentioned conventional problems, a microwave oven according to the present invention includes a heating chamber for placing food, a magnetron for supplying microwaves for heating the food in the heating chamber, a microphone for detecting an acoustic state in the heating chamber, and And a sound guide path for guiding sound from the heating chamber to the microphone, and a signal processing means for detecting spark information in the heating chamber from the output of the microphone and a spark determination means.
これによって、加熱室外部に設置されたマイクロフォンで、スパーク音を検出し、スパーク判定、電子レンジの停止などの制御を行うことを可能にできる。 Accordingly, it is possible to detect a spark sound with a microphone installed outside the heating chamber, and to perform control such as spark determination and microwave stop.
本発明の電子レンジは、スパークが発生した時に、速やかにスパークに伴って発生した音を導音路を通ってマイクロフォンに導き、マイクロフォンの出力から加熱室内のスパーク情報を検出する信号処理手段とスパーク判定手段の出力からスパーク発生を検知し、加熱出力を絞るあるいは停止することができるので、使用者の不安を取り除けるとともに、加熱室内でのスパークに伴う発煙などを未然に防止することができる。 When a spark occurs, the microwave oven according to the present invention promptly guides the sound generated along with the spark to the microphone through the sound guide path, and detects the spark information in the heating chamber from the output of the microphone. Since the occurrence of a spark can be detected from the output of the determination means and the heating output can be reduced or stopped, the user's anxiety can be removed, and smoke generated by the spark in the heating chamber can be prevented.
第1の発明は、食品を載置する加熱室と加熱室内の食品を加熱するマイクロ波を供給するマグネトロンと、加熱室内部の音響状態を検知するマイクロフォンと、加熱室からマイクロフォンまで音を導く導音路とマイクロフォンの出力から加熱室内のスパーク情報を検出する信号処理手段とスパーク判定手段を有するものであり、スパークが発生した時に、スパーク音を導音路を通ってマイクロフォンに導き、マイクロフォンの出力から信号処理手段とスパーク判定手段により、スパーク発生を検知し、加熱出力を絞るあるいは停止することができるので、使用者の不安を取り除けるとともに、加熱室内でのスパークに伴う発煙などを未然に防止する事ができる。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a heating chamber for placing food, a magnetron for supplying microwaves for heating the food in the heating chamber, a microphone for detecting an acoustic state in the heating chamber, and a guide for guiding sound from the heating chamber to the microphone. It has a signal processing means for detecting spark information in the heating chamber from the sound path and the output of the microphone, and a spark determination means. When a spark occurs, the spark sound is guided to the microphone through the sound guide path and the output of the microphone. Since the signal processing means and the spark determination means can detect the occurrence of sparks and reduce or stop the heating output, the user's anxiety can be removed and smoke from the sparks in the heating chamber can be prevented. I can do things.
第2の発明は、特に第1の発明において、加熱室からマイクロフォンへスパーク音を導く複数の導音路を有するものであって、スパーク音を複数の経路から伝え処理して、確実にスパークの判定をできるようにするものである。 The second invention has a plurality of sound guide paths for guiding the spark sound from the heating chamber to the microphone, particularly in the first invention. It makes it possible to make a judgment.
第3の発明は、特に第1から2の発明において、導音路の終端部にプリント基板を設け、プリント基板上にマイクロフォンを設置したものであって、導音路の終端にマイクロフォンを固定することによって、導音路を伝わってきた音を確実にマイクロフォンで検出させることができる。 According to a third invention, in particular, in the first to second inventions, a printed circuit board is provided at the end of the sound guide path, and a microphone is installed on the printed circuit board, and the microphone is fixed to the end of the sound guide path. Thus, the sound transmitted through the sound guide path can be reliably detected by the microphone.
第4の発明は、特に第1から3の発明において、導音路の加熱室に近接する側の開口部は、加熱室壁面の開口部と緩衝材を介して対向させたものであり、導音路にスパーク音以外の、たとえば機械振動などが伝わることを防ぎ、スパーク音の検知精度の向上を図るものである。 According to a fourth aspect of the present invention, in particular, in the first to third aspects of the invention, the opening portion on the side near the heating chamber of the sound guide path is opposed to the opening portion of the heating chamber wall surface through a cushioning material. For example, mechanical vibration other than the spark sound is prevented from being transmitted to the sound path, and the detection accuracy of the spark sound is improved.
第5の発明は、食品を載置する加熱室と加熱室内の食品を加熱するマイクロ波を供給するマグネトロンと、プリント基板を有し、プリント基板には加熱制御回路と、マイクロフォンとマイクロフォンの出力から加熱室内のスパーク情報を検出する信号処理手段と、スパーク判定手段を設置し、加熱室からマイクロフォンまで音を導く導音路を有するものであり、同一プリント基板上に加熱制御回路とともにスパーク検知に関わる部品を集約でき、プリント基板へは導音路でスパーク音を確実に導けることから、精度が高く、製造コストも安いスパーク検知を実現することができる。 A fifth invention has a heating chamber for placing food, a magnetron for supplying microwaves for heating the food in the heating chamber, and a printed circuit board. The printed circuit board includes a heating control circuit, a microphone, and an output of the microphone. The signal processing means for detecting the spark information in the heating chamber and the spark determination means are installed, and has a sound guide path for guiding sound from the heating chamber to the microphone, and is related to the spark detection together with the heating control circuit on the same printed circuit board. Since the components can be collected and the spark sound can be reliably guided to the printed circuit board through the sound guide path, it is possible to realize spark detection with high accuracy and low manufacturing cost.
第6の発明は、特に第1から5の発明において、導音路は金属の管で形成したものであり、スパーク音のような高周波領域の音を高効率で伝送することができる。 In a sixth aspect of the invention, in particular, in the first to fifth aspects of the invention, the sound guide path is formed of a metal tube, and can transmit high-frequency sound such as spark sound with high efficiency.
第7の発明は、特に第1から6の発明において、導音路は両端をテーパ状に傾きを持たせたものであり、スパーク源からの集音、マイクロフォンへの音放射を効率よく行う事ができる。 In the seventh aspect of the invention, particularly in the first to sixth aspects of the invention, the sound guide path is tapered at both ends, so that sound collection from the spark source and sound emission to the microphone can be performed efficiently. Can do.
第8の発明は、特に第1から7の発明において、マイクロフォンはエレクトレットコンデンサマイクとしたものであり、小型で、集音性能が良く、高周波域でも高効率で音を捉えられることからスパーク音を確実に検知することができる。 In the eighth invention, in particular, in the first to seventh inventions, the microphone is an electret condenser microphone, which is small in size, has good sound collection performance, and can capture sound with high efficiency even in a high frequency range. It can be detected reliably.
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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
(実施の形態1)
図1は本発明の第1の実施の形態における電子レンジの部分切り欠き構成図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a partially cutaway configuration diagram of a microwave oven according to the first embodiment of the present invention.
図1において、マイクロ波の発生源であるマグネトロン1で発生したマイクロ波は導波管2内部を通って加熱室3の底面より加熱室3内部の被加熱物4に供給される。またマグネトロン1の冷却用の風を送るファン5、マグネトロン1へ高電圧を供給する部品である高圧トランス6、高圧コンデンサ7、高圧ダイオード8が加熱室3の外部に設置されている。また、加熱室3の外部には加熱室3の壁面に穿たれたパンチング穴9を通して、マイクロフォン10へ加熱室3内部でのスパーク音を伝える導音路11が設置されている。マイクロフォン10の出力信号は直流分カット用のコンデンサ12を介して信号処理手段13に入力され、信号処理され、信号処理手段13の出力は、スパーク判定手段であるマイクロコンピュータ14のアナログ/ディジタル変換入力端子15に入力される。
In FIG. 1, the microwave generated by the
ディジタル変換された電圧レベルからスパーク音と判定されたら、マイクロコンピュータ14のディジタル出力端子16から出力され、リレー回路(図示せず)を開放し、マイクロ波の発振を停止させる。上記構成で被加熱物4に被せられたアルミ箔17の端面同士が軽く接触するような状態で発生したスパーク音はマイクロフォン10で検知され、信号処理手段13によって信号が処理され(増幅、フィルタリング、整流、平滑)、スパーク判定手段であるマイクロコンピュータ14でスパークと判定、マイクロ波の発振停止動作が行われることになる。
If it is determined from the digitally converted voltage level that a spark sound is generated, it is output from the
図2には信号処理手段13の回路図を示す。 FIG. 2 shows a circuit diagram of the signal processing means 13.
マイクロフォン10の出力はコンデンサ12によって直流成分がカットされ、増幅器18の入力になり、以降の信号処理がしやすく、信号が飽和してしまわない電圧に増幅される(図2では50倍)。増幅器18の出力は初段のハイパスフィルタ19、次段のハイパスフィルタ20を経由して、10kHz以下の信号を減衰させる。縦続接続されたハイパスフィルタ19、20によって、ファン5による風切音などの低周波の音の信号は除去される。なお、図2では初段のハイパスフィルタ19のカットオフ周波数は9.4kHz、次段のハイパスフィルタ20のカットオフ周波数は14.5kHzに設定している。
The DC component of the output of the
ここで、ハイパスフィルタ20の出力は2.5Vを基準に上下に振れた信号となっている。半波整流回路21はダイオード22、23とオペアンプ24によって構成され、入力電圧を、2.5Vを基準に半波整流を行う。半波整流回路出力は、バッファー回路25を介して、抵抗26とコンデンサ27で構成された平滑回路28に入力され、平滑回路28の出力はマイクロコンピュータ14のアナログ/ディジタル変換入力端子15に入力される。
Here, the output of the high-
図3に総合ハイパスフィルタの周波数特性を示す。図3に示すように、10kHz以下で、周波数1桁変わると60dB程度減衰する大きな減衰特性を実現している。このように10kHz以上を通過域とするハイパスフィルタ特性が有効なのは、スパーク音と実際の調理に発生する音の周波数分析の結果、スパーク音が10kHz以上の成分に顕著であることが分かったことによる。 FIG. 3 shows the frequency characteristics of the overall high-pass filter. As shown in FIG. 3, a large attenuation characteristic of about 60 dB is realized when the frequency is changed by one digit at 10 kHz or less. The reason why the high-pass filter characteristics having a pass band of 10 kHz or more is effective is that the spark sound and the sound generated in the actual cooking are analyzed as a result of the frequency analysis of the spark sound and the components having the frequency of 10 kHz or more are found to be significant. .
また図4は半波整流回路21の波形で、図4(a)は入力波形、図4(b)は出力波形を示す。出力波形はバッファー回路25を介して平滑回路28に入力される。半波整流回
路の動作基準電圧は2.5Vなので、平滑回路も2.5Vを最低レベルとして動作する。
4 shows the waveform of the half-
図1で示したように、導音路11で加熱室3内部において発生した音を任意の場所に導けることによってマイクロフォン10の設置場所の制約を取り去ることができる。また、特にパンチング穴9の周辺は高温の蒸気や食品かすが飛び出す可能性があり、パンチング穴9の外側といえどもすぐ側にマイクロフォン10を設置すれば、熱や汚れで機能が十分果たせなることが予測される。従って、導音路11を設置することで、マイクロフォン10の性能も確保することができ、信頼性の高い、また設置場所の自由度の高いスパーク検知を実現することができる。
As shown in FIG. 1, the restriction of the installation location of the
なお、本実施の形態において、穴9を加熱室3の側面壁に形成したが、これに限定されるものではなく、加熱室3内での金属接触存在下でのマイクロ波給電に伴い発生するスパーク音を集音できる位置であれば、加熱室3の背面壁や天井壁や底面壁に形成しても構わない。
In the present embodiment, the
(実施の形態2)
図5は本発明の第2の実施の形態における電子レンジの部分切り欠き構成図である。
(Embodiment 2)
FIG. 5 is a partially cutaway configuration diagram of a microwave oven according to the second embodiment of the present invention.
実施の形態1との違いは、加熱室の奥のパンチング穴29から導音路30によって、フマイクロフォン10へ加熱室3庫内のスパーク音を導く経路を追加したところにある。導音路30の追加によって、加熱室3内部は、2ヶ所からスパークが監視されることになり、スパークの検知精度が向上する。
The difference from the first embodiment is that a path for guiding the spark sound in the
(実施の形態3)
次に、図6は本発明の第3の実施の形態における電子レンジの部分切り欠き構成図である。導音路11の加熱室3の反対側の端面には取付金具31によってプリント基板32が設置され、プリント基板32上にはマイクロフォン10が取り付けられている。この構成によってマイクロフォン10と導音路11の開口の位置関係が確定し、導音路11を伝わってきた音を効率的にマイクロフォン10に導くことが可能となる。
(Embodiment 3)
Next, FIG. 6 is a partially cutaway configuration diagram of a microwave oven according to the third embodiment of the present invention. A printed
(実施の形態4)
次に、図7は本発明の第4の実施の形態における電子レンジの部分切り欠き構成図である。導音路11と加熱室3のパンチング穴9の外側には、耐熱性ゴムなどで作られたパッキン33が挟まれており、電子レンジの加熱に伴う振動などの衝撃が導音路11に伝わることを阻止している。このパッキン33の存在によって、衝撃による雑音を緩和するだけでなく、スパーク音が拡散しているのを防ぎ、効率よくマイクロフォン10へスパーク音を伝えることができ、スパーク音検知精度の向上を図ることができる。
(Embodiment 4)
Next, FIG. 7 is a partially cutaway configuration diagram of a microwave oven according to the fourth embodiment of the present invention. A packing 33 made of heat-resistant rubber or the like is sandwiched between the
(実施の形態5)
次に、図8は本発明の第5の実施の形態における電子レンジの部分切り欠き構成図である。本発明の実施の形態では、マイクロフォン10並びに信号処理手段13を構成する電子部品が、電子レンジの制御基板34上に設置されており、制御基板34自体は、加熱室3の外の下部に置かれている。導音路11は加熱室3のパンチング穴9からマイクロフォン10へ導く構成となっている。またマイクロフォン10を制御基板34上に設置することによって、引き回しのケーブル、接続部品などが必要なくなり、マイクロフォン10と信号処理手段13の距離が短くなることによって、耐ノイズ性も向上し、またマイクロフォン10の取り付け金具などの省略も図ることができる。
(Embodiment 5)
Next, FIG. 8 is a partially cutaway configuration diagram of a microwave oven according to the fifth embodiment of the present invention. In the embodiment of the present invention, the electronic components constituting the
また導音路11を金属管で構成することによって、材料の剛性によって高周波域の音伝導特性が改善されるので、スパーク音に含まれる高周波成分もマイクロフォン10に伝導
され、スパーク音検知精度の向上を図ることができる。
Further, since the
(実施の形態6)
次に、図9は本発明の第6の実施の形態における導音路11の外観図である。導音路11の集音口38および放射口39をテーパ状に構成することによって、パンチング穴9からの音を集め、マイクロフォン10へ音を放射する効率が良くなり、精度の良いスパーク検知を行う事ができる。
(Embodiment 6)
Next, FIG. 9 is an external view of the
(実施の形態7)
次に、図10は本発明の第7の実施の形態におけるエレクトレットコンデンサマイク40の回路構成図である。半永久的に電荷を蓄えているエレクトレット素子41を電極に用い、音によるダイヤフラム42の振動に伴う静電容量の変化を、電界効果型トランジスタ43によってインピーダンス変換し、電圧の変化として取り出す構成となっている。エレクトレットコンデンサマイク40は電源電圧がせいぜい数Vで動作し、電源入力端子と、出力端子が同一の端子44に電源45から抵抗46を介して供給される。端子44からの出力はコンデンサ12で直流成分がカットされ、後段の信号処理に使用される。また、エレクトレットコンデンサマイク40は小型で、大量に生産されているので、コスト的にも安いスパーク検知構成を実現できる。
(Embodiment 7)
Next, FIG. 10 is a circuit configuration diagram of an
このように本実施の形態の電子レンジでは、加熱室3内のスパークに伴う音情報を導音路11によって温度環境の良い場所に設置されたマイクロフォン10に導いてスパーク検知を行う事により、マグネトロン発振を制御することができるので、安全で、信頼性の高い電子レンジを実現することができる。
As described above, in the microwave oven according to the present embodiment, the sound information associated with the spark in the
以上のように、本発明に係る電子レンジの音によるスパークの検知装置は、電子レンジ調理だけでなく、電化製品一般にも安全装置として利用でき、異常動作防止用安全装置の検知センサなどとしても適用できる。 As described above, the device for detecting sparks by sound of a microwave oven according to the present invention can be used as a safety device not only for cooking in a microwave oven but also for electrical appliances in general, and can also be used as a detection sensor for a safety device for preventing abnormal operation. it can.
1 マグネトロン
3 加熱室
6 高圧トランス
7 高圧コンデンサ
8 高圧ダイオード
9、29 パンチング穴
10 マイクロフォン
11、30 導音路
12 コンデンサ
13 信号処理手段
14 マイクロコンピュータ(スパーク判定手段)
19、20 ハイパスフィルタ
31 取付金具
32 プリント基板
33 パッキン
34 制御基板
38 集音口
39 放射口
40 エレクトレットコンデンサマイク
DESCRIPTION OF
19, 20 High-
39
Claims (8)
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