JP2563602B2 - 高周波加熱装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、食品の解凍或いは沸騰を自動的に検知する
高周波加熱装置に関するものである。

従来の技術 従来の高周波加熱装置の、解凍および沸騰の検知手段
を説明する。

従来の解凍検知手段として、タイムオートと重量セン
サについて述べる。

タイムオートは、一般的ないくつかの食品に応じて目
安となる調理時間を設定する手段であり、重量センサ
は、食品の種類を設定すると自動的にその重量を検出
し、それに応じた調理を行なう手段である。

また、従来の沸騰検知手段として、絶対湿度センサと
圧電素子センサについて述べる。

絶対湿度センサは、食品中の水分が沸騰して湿度が減
少から増大へ急激に変化する点を、抵抗値変化として取
出すもの（例えば特開昭53−77365号公報）であり、圧
電素子センサは、沸騰蒸気により加えられた熱変化によ
る分極電流を、電圧値として取出すもの（例えば特開昭
62−37624号公報）である。

発明が解決しようとする課題 解凍検知手段として、タイムオートを用いると、食品
の重さのばらつきがや形状や初期状態に関わらず一定時
間で加熱を終了するので、加熱不足や加熱のしすぎ等が
起こりやすく、一定の解凍仕上がり状態にならないとい
う課題があった。

また解凍検知手段として、重量センサを用いると、タ
イムオートより解凍仕上がり状態は良いが、その機構上
コストが高いという課題を有していた。

一方沸騰検知手段として、絶対湿度センサを用いる
と、調理中に食品中のガスや油などがセンサに付着して
検出感度が落ちてくるため、一回の調理毎にリフレッシ
ュ加熱処理用のヒータで付着物を焼切らねばならず、余
分な電力やコストが発生する課題があった。

また沸騰検知手段として、圧電素子センサを用いる
と、取付構成に工夫をしないと圧電素子自体の温度が上
昇し、その温度特性により出力が低下し、加熱終了時間
が伸びてくるという欠点があった。

そこで本発明は、食品の解凍或いは沸騰を感度良く検
知する手段を提供する事を第一の目的とする。

また本発明は、アンテナ自身の構成を簡単にして、取
付け自由度を増し、汎用性のある検知手段を提供する事
を第二の目的とする。

さらに本発明は、アンテナの保護により、汚れの影響
を防ぎ、アンテナのインピーダンスを一定に保ち高信頼
度の検知手段を提供する事を第三の目的とする。

課題を解決するための手段 上記第一の目的を達成するために本発明の高周波加熱
装置は、食品を格納する加熱室と、前記食品に電磁波を
放射して調理する電波放射部と、前記加熱室内の電波を
検出するアンテナと、前記アンテナの検出した電波を検
波する検波回路と、前記検波回路の出力に応じて機器動
作を制御する制御器を有し、前記アンテナは前記加熱室
内の定在波の腹の位置に取付ける構成としている。

上記第二の目的を達成するために本発明の高周波加熱
装置は、食品を格納する加熱室と、前記食品に電磁波を
放射して調理する電波放射部と、前記加熱室内の電波を
検出するアンテナと、前記アンテナの検出した電波を検
波する検波回路と、前記検波回路の出力に応じて機器動
作を制御する制御器を有し、前記アンテナはダイポール
タイプとしている。

上記第三の目的を達成するために本発明の高周波加熱
装置は、食品を格納する加熱室と、前記食品に電磁波を
放射して調理する電波放射部と、前記加熱室内の電波を
検出するアンテナと、前記アンテナの検出した電波を検
波する検波回路と、前記検波回路の出力に応じた機器動
作を制御する制御器を有し、前記アンテナを防護するカ
バーを設けた構成としている。

作用 上記第一の構成により本発明の高周波加熱装置は、ア
ンテナを加熱室内の定在波の腹の位置に取付けるので、
負荷状態の変化による反射電力の変動に対し、検波出力
の感度が良い作用を有する。

上記第二の構成により本発明の高周波加熱装置は、ア
ンテナをダイポールタイプとするので、オーブンへの取
付けが容易となる作用を有する。

上記第三の構成により本発明の高周波加熱装置は、ア
ンテナ防護カバーを設けるので、汚れにくく、汚れによ
るアンテナ自身のインピーダンスの変動が無い作用を有
する。

実施例 以下、本発明の一実施例を添付図面に基づいて説明す
る。

第１図は、本発明の一実施例の高周波加熱装置の本来
主要部の構成図である。

電波放射部１（この場合はマグネトロン）から放射さ
れる電波は、加熱室２内の食品３にパワーを与えようと
するが、食品３の状態によってパワーの入り方が変化す
る。アンテナ４（この場合は径が1mm以下で長さが5mm前
後のダイポール型で、加熱室２の側板に取付けてある）
は、加熱室２内の電波の一部を検知するので、食品３の
状態に応じたパワーの変化を読みとることが出来る。ア
ンテナ４で検知した信号は、検波回路５を通り、制御器
６に入る。制御器６は、入射信号に応じて食品の解凍や
沸騰などの調理仕上がりを判定し、マグネトロン１やそ
の他の機器動作を制御する。

解凍検知の仕組みについて説明する。冷凍食品は電波
を吸収しにくいため反射電力が大きくなり、アンテナ４
による検波出力は大であるが、解凍が進むと食品は電波
を吸収しやすくなるので反射電力が小さくなり検波出力
も低下する。この点で解凍を検知出来る。

この時、アンテナ４の取付位置として、電界の集中す
るところを選ぶこととしている。電界の集中するところ
とは、加熱室２内の電波によって起こる定在波の腹の部
分と考えると良い。加熱室２内の側面での定在波７の立
ち方を図の様な簡単なモデルで考えた時に、腹の部分ア
と節の部分イなどが存在する。

このアの位置にアンテナを取付けるわけである。（一
般にアの位置では、電界の集中による温度上昇が最も顕
著である事を付け加えておく。）このアの位置にアンテ
ナ４を取り付けると、調理の進行と共に変化する食品３
の状態によって定在波７の振巾も（冷凍状態で大、解凍
後小、沸とう後大というように）変化するわけである
が、この振巾の変化を最も感度良くアンテナ４が検知す
ることになる。このため、調理用センサとしてのアンテ
ナ４の感度の点から考えて、取付け位置はアの位置が最
も良いと言える。

第２図は、本発明の他の実施例の高周波加熱装置にお
ける、主要部の断面図である。

加熱室２内にアンテナとしてダイポールタイプ（いわ
ゆる針型）のアンテナ４を装着しており、アンテナ４を
加熱室２の壁面（グランド電位）から絶縁するために、
絶縁性のあるアンテナ取付け治具８により固定されてい
る。

第３図は、本発明のさらに他の一実施例の高周波加熱
装置における、主要部の断面図である。第２図で述べた
のと同様に、加熱室２内の壁面にアンテナ取付治具８に
よりアンテナ４を固定している。ここでアンテナ防護用
のカバー９により、電波は通すが食品から発生する油分
や煙などのような汚れの原因となる物を遮断している。

第４図は、アンテナ４で取込んだ電波を検波する検波
回路５の回路図である。マッチング用の抵抗10（この場
合50Ω）、検波ダイオード11（例えばショットキーバリ
アダイオード）、抵抗12、13、バイパスコンデンサ14に
より、電波は電圧V₂として検出される。

第５図は、検波回路５をマイクロストリップラインで
構成した図である。

ある誘電率ε_ｒを有する誘電体基板15上に銅箔のパタ
ーン16、17、18、19をエッチングしている。16の銅箔の
部分は特性インピーダンス50Ωであり、17の部分はアー
スである。マイクロストリップライン上で検波回路５を
構成することによって、ラインの長さを検波する周波数
帯に合わせて最適に設計するのが容易であり、エッチン
グで行なっているので検波精度が向上する。

第６図は本発明の制御器６の一実施例のブロック図で
ある。検波回路５の出力をアンプ20で増巾し、マイコン
21でデジタルフィルタリングすることで、解凍や沸騰を
判別し、電波放射部１への制御信号22を出す仕組みとな
っている。

但し、前述の“電界の集中するところ”という表現に
ついて以下の様に定義する。高周波加熱装置の加熱室壁
面内側に、たとえばサーモペイントを前面に塗布した高
さ30m程度の厚紙を垂直に取付け、無負荷動作をさせ
る。この時にサーモペイントの色変化が大きい所と小さ
い所が混在するが、色変化が相対的に大きい所を“電界
の集中するところ”と定義する。

発明の効果 以上の様に本発明は、アンテナを加熱室内の定在波の
腹の位置に取付けるので、食品が冷凍状態から解凍を終
える時やあたため終了の際の反射電力の変動を感度良く
検知出来るため、オート調理としては最も適切な仕上が
りを提供できる。

またさらに本発明は、アンテナをダイボールタイプと
するので、取付け場所の制約が少なく好きな所に取付け
られ、構成も最も容易である。

またさらに本発明は、アンテナを保護するカバーを設
けるので、油やガス等による汚れの影響を防ぎ、アンテ
ナのインピーダンスの変動を防ぐ事が出来るので、セン
サとして信頼性が極めて高くなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の高周波加熱装置の主要部の
構成図、第２図、第３図は同装置の主要部の断面図、第
４図は同装置の検波回路の回路図、第５図は同装置の検
波手段のマイクロストリップライン上の構成図、第６図
は同装置の制御器のブロック図である。 １……電波放射部、２……加熱室、３……食品、４……
アンテナ、５……検波回路、６……制御器、８……アン
テナ取付け治具、９……カバー。

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】食品を格納する加熱室と、前記食品に電磁
   波を放射して調整する電波放射部と、前記加熱室内の電
   波を検出するアンテナと、前記アンテナの検出した電波
   を検波する検波回路と、前記検波回路の出力に応じて機
   器動作を制御する制御器を有し、前記アンテナは前記加
   熱室内の定在波の腹の位置に取付ける構成とした高周波
   加熱装置。
2. 【請求項２】食品を格納する加熱室と、前記食品に電磁
   波を放射して調整する電波放射部と、前記加熱室内の電
   波を検出するアンテナと、前記アンテナの検出した電波
   を検波する検波回路と、前記検波回路の出力に応じて機
   器動作を制御する制御器を有し、前記アンテナはダイポ
   ールタイプとした高周波加熱装置。
3. 【請求項３】食品を格納する加熱室と、前記食品に電磁
   波を放射して調整する電波放射部と、前記加熱室内の電
   波を検出するアンテナと、前記アンテナの検出した電波
   を検波する検波回路と、前記検波回路の出力に応じて機
   器動作を制御する制御器を有し、前記アンテナを防護す
   るカバーを設けた高周波加熱装置。