JP2592364B2 - 加熱調理器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子レンジなどのよう
に加熱室内に収容した食品を加熱して調理を行うための
加熱調理器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子レンジなどの加熱調理器では、従来
から、加熱室内の湿度を検出する湿度センサの出力に基
づいて加熱を自動制御する技術が適用されている。すな
わち、加熱室内に食品を入れて加熱すると、始めは温度
上昇のために湿度が減少し、さらに加熱すると食品から
発生した水蒸気のために湿度が急上昇する。このため、
湿度変化が増加傾向に転じる時点や、湿度が急上昇し始
める時点は、食品の仕上がり状態に関する１つの特異点
として把握される。したがって、この特異点を湿度変化
を監視することにより検出して加熱制御を行うことで、
最適な調理が可能となる。

【０００３】しかし、湿度センサは、ガスや油などの汚
れに弱いため、この汚損を解消するためのいわゆるリフ
レッシュ加熱が必要である。このため、湿度センサに関
連してリフレッシュ加熱用のヒータを設ける必要がある
から、構成が複雑化し、コスト高となるとともに、消費
電力の増大をも招来するという問題がある。一方、湿度
センサを用いずに加熱制御を達成した先行技術は、特開
平２−３０６０２４号公報に示されている。この先行技
術では、焦電素子を用いて加熱制御が行われる。すわな
ち、食品の加熱に伴って発生する蒸気が焦電素子に熱変
化を与える。この熱変化により焦電素子に発生した焦電
気を検出することで、蒸気の発生状態を検知することが
できる。これにより、食品の一定の仕上がり状態が検知
できるから、焦電素子の出力に基づく加熱の自動制御が
可能となる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、焦電素
子は同時に圧電性も有しているため、振動が生じたり外
部からの衝撃が加えられたりすると、圧電効果に起因す
る出力が生じることになる。このため、必ずしも蒸気の
発生状態を良好に検知することができず、加熱制御に不
良が生じることがあった。さらには、加熱室が長時間に
渡って高温に保たれた場合には、焦電素子が分極劣化を
起こし、検知性能が劣化するという問題もあった。

【０００５】そこで、本発明の目的は、上述の技術的課
題を解決し、簡単な構成で食品の仕上がり状態を良好に
検知して、加熱制御が良好に行われるようにした加熱調
理器を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明の加熱調理器は、加熱室内に収容した食品を
加熱手段により加熱するようにした加熱調理器におい
て、加熱室内の空気が流通する流通経路と、上記流通経
路に設けられた熱伝導体と、この熱伝導体に接触して配
置されたサーミスタと、このサーミスタの出力の交流成
分を抽出して増幅する交流増幅手段と、この交流増幅手
段の出力に基づいて上記加熱手段を制御する制御手段と
を含むものである。

【０００７】

【作用】加熱手段により食品が加熱されると、食品から
蒸気が発生する。この蒸気は熱伝導体を配置した流通経
路を流通するとき、この熱伝導体に潜熱を与える。この
ため、熱伝導体の温度は瞬間的に上昇する。したがっ
て、蒸気発生量に比例して熱伝導体の温度は瞬間的な上
昇・下降を繰り返して振動する。こめたの、熱伝導体に
接触させて配置したサーミスタの出力信号のうち、交流
成分は蒸気の発生に起因する成分であるから、この交流
成分を抽出すれば、蒸気の発生状態が検知できる。制御
手段では、上記の交流成分を交流増幅手段で増幅して得
られる信号に基づいて、加熱手段を制御する。蒸気の発
生状態は、結局、食品の仕上がり状態に対応しているか
ら、制御手段による上記の制御により、食品の仕上がり
状態に対応した良好な加熱制御が実現できる。

【０００８】

【実施例】以下実施例を示す添付図面によって詳細に説
明する。図１は、本発明の一実施例の加熱調理器である
電子レンジの内部構成を示す横断面図である。加熱室１
内にはターンテーブル２が配置されており、前面に設け
たドア３を開いて食品４が出し入れされる。加熱室１に
関連して、加熱用のマイクロ波を発生するマグネトロン
５が配置されており、このマグネトロン５からのマイク
ロ波は、導波管６を通って加熱室１内に導かれ、食品４
を加熱する。

【０００９】マグネトロン５に関連して、背面に形成し
た給気口７から吸入した空気を、マグネトロン５に吹き
付けるブロワファン８が設けられている。マグネトロン
５を冷却した後の空気は加熱室１内に導入される。そし
て、加熱室１内からの空気は、左側面の排気口９および
右側面の排気口１０から加熱室１外に排気される。右側
面の排気口１０に関連して、この排気口１０からの空気
を背面の排気口１１に導くための流通経路１５を形成す
る排気ダクト板１２が設けられている。

【００１０】図２は、排気ダクト板１２に関連する構成
を拡大して示す断面図であり、図３は図２の矢印Ｒ１方
向から見た平面図である。排気ダクト板１２の背部１２
ａには孔２１が形成されており、この孔２１の周縁部に
は、周方向に間隔を開けて、断面が略Ｌ字上の受け部２
２、および位置決め用ダボ２３，２４が形成されてい
る。さらに、熱伝導体である円板状の薄い金属板２５
が、受け部２２に保持され、位置決め用ダボ２３，２４
で位置決めされた状態で、ビス２６により係止されてい
る。金属板２５は、たとえば熱伝導性が良好な４２アロ
イを材料として構成されており、厚さが０．１mm程度の
ものである。

【００１１】金属板２５において、ブロワファン８側、
換言すれば加熱室１からの空気の流通経路１５とは反対
側の表面には、中央に形成したくぼみにビード型サーミ
スタ３０が接着剤２７により接触状態で固着されてい
る。このビード型サーミスタ３０に接続したリード線３
１は、孔３２，３３を介してダクト板１２の外部空間に
導かれている。３４は図外の制御基板との電気的接続の
ためのプラグである。なお、ビード型サーミスタ３０
は、熱時定数が小さくたとえば１秒以下のものである。
金属板２５は熱伝導が良好な材料で構成されており、し
かも厚さが極めて薄いので、熱変化をサーミスタ３０に
速やかに伝達する。

【００１２】図４は、サーミスタ３０の出力に基づく加
熱制御のための構成を示す電気回路図である。サーミス
タ３０は、リード線３１からプラグ３４を介して、制御
基板に接続されている。制御基板には、サーミスタ３０
に直列に接続された抵抗Ｒ１と、サーミスタ３０に並列
に接続された抵抗Ｒ２とが設けられている。そして、サ
ーミスタ３０および抵抗Ｒ２の並列回路と、抵抗Ｒ１と
の接続点４０に現れる信号Ｖｓが交流増幅回路４１に与
えられる。

【００１３】交流増幅回路４１は、演算増幅器４２を用
いた反転増幅回路に、コンデンサＣ１で直流成分を除去
した信号を入力する構成となっている。したがって、出
力信号Ｖｏは信号Ｖｓの交流成分を増幅した信号とな
る。この出力信号Ｖｏは、比較回路４３において上記の
信号Ｖｓと比較される。この比較回路４３の出力信号Ｖ
ｃは、マグネトロン５の動作の制御などを行うマイクロ
コンピュータ４４に与えられている。すなわち、マイク
ロコンピュータ４４は、比較回路４３の出力信号Ｖｃに
基づいて最適な調理のための加熱制御を行う。

【００１４】図５は動作を説明するための波形図であ
り、図４の回路の各部の信号波形の一例が示されてい
る。図５(a) には信号Ｖｓ，Ｖｏが併せて示されてお
り、図５(b) には比較回路４３が導出する信号Ｖｃが示
されている。時刻ｔ１からマグネトロン５からのマイク
ロ波出力が開始されて、食品４の加熱が開始される。こ
の加熱開始初期の期間には、排気ダクト板１２が形成す
る流通経路１５を通る空気は乾燥している。乾燥空気の
熱容量は小さいから、信号Ｖｏはわずかにふらつくノイ
ズ成分のみを含んでいる。また、信号Ｖｓは、マグネト
ロン５や加熱室１の温度上昇によるサーミスタ３０の抵
抗値の低下に伴って低下してくる。

【００１５】さらに加熱が継続されると、食品４から蒸
気が発生するようになる。この蒸気が流通経路１５が導
かれて金属板２５に接触すると、この金属板２５に潜熱
を与える。この潜熱のために、金属板２５は瞬間的に昇
温することになり、その温度は高周波信号のように振動
する。この温度変化がサーミスタ３０に良好に伝導され
る。これにより、サーミスタ３０は瞬間的に昇温するか
ら、信号Ｖｓは瞬間的に低下することになり、この信号
Ｖｓの交流成分を反転増幅して得られる信号Ｖｏは瞬間
的に上昇することになる。

【００１６】信号Ｖｏの上昇幅は、流通経路１５を流通
する空気中の蒸気量の増加に伴って増加し、ついには信
号Ｖｓを超えることになる。これにより、時刻ｔ２に
は、比較回路４３の出力信号Ｖｃが一時的にローレベル
（−５Ｖ）に反転する。マイクロコンピュータ４４は、
比較回路４３からのローレベルの信号に応答して、マグ
ネトロン５からのマイクロ波の発生を停止させ、加熱を
停止させる。

【００１７】このようにして、加熱室１内の水蒸気量が
或るレベルに達した状態で加熱を停止させることができ
る。換言すれば、食品４が加熱により所定の仕上がり状
態になった時点で、加熱を自動的に停止させることがで
きることになる。しかも、サーミスタ３０の出力に基づ
いて加熱制御を行うこととしているため、上述の先行技
術の場合のように、振動などのために蒸気発生の検出が
困難となったりすることはない。また加熱室１が長時間
に渡って高温に保たれても、サーミスタでは、焦電素子
のような劣化が生じないので、耐久性も良好に保つこと
ができる。このようにして、食品の一定の仕上がり状態
を良好に検知して、最適な加熱制御を達成できる。

【００１８】次に、時刻ｔ２から短い時間間隔の後の時
刻ｔ３からの期間に、再び加熱が行われる場合を想定す
る。この場合には、加熱室１内の残存熱のために金属板
２５やサーミスタ３０の近傍の温度が高くなっている。
このため、流通経路１５を通る蒸気の温度とサーミスタ
３０の温度との差が小さくなるから、交流増幅回路４１
の出力信号Ｖｏの振幅が小さくなる。すなわち、蒸気検
出感度が劣化する。

【００１９】ところが、サーミスタ３０の温度が高いと
きには信号Ｖｓが低くなるから、信号Ｖｏの振幅が比較
的小さい段階で、信号Ｖｏが信号Ｖｓを超えることにな
り、時刻ｔ４において比較回路４３の出力がローレベル
に反転して、加熱が停止される。このように、温度上昇
による蒸気検出感度の低下は、信号Ｖｓの低下により自
動的に補償される。したがって、加熱室１内の温度が高
い場合でも、蒸気発生の検出が遅れることはなく、加熱
室１内の温度に依らずに、食品４が一定の仕上がり状態
となった時点で自動的に加熱を停止させることができ
る。

【００２０】なお、食品４の仕上がり状態は、抵抗Ｒ
１，Ｒ２の各抵抗値の組合せによって変化させることが
できる。したがって、加熱室１の容積やマイクロ波出力
などの条件に応じて、最適な仕上がり状態が得られるよ
うに抵抗Ｒ１，Ｒ２の各抵抗値を実験的に決定すれば、
良好な加熱制御を行わせることができる。なお、本発明
は上記の実施例に限定されるものではない。たとえば、
上記の実施例では、加熱室１の温度上昇時における蒸気
検出感度の低下を補償するために、交流増幅回路４１を
反転増幅回路で構成するとともに、この交流増幅回路４
１の出力信号Ｖｏをサーミスタ３０出力の直流成分に対
応した信号Ｖｓと比較することとしている。しかし、蒸
気検出感度の低下がさほど問題とならない場合には、出
力信号Ｖｏを一定の電圧レベルでレベル弁別することと
してもよく、また、交流増幅手段を反転増幅回路で構成
する必要もない。

【００２１】また、上記の実施例では、マグネトロン５
を加熱手段として用いているが、マグネトロン以外の加
熱手段が用いられる加熱調理器に対しても本発明は広く
適用することができる。さらに、上記の実施例では、排
気ダクト板１２などにより加熱室１からの空気が流通す
る流通経路１５が形成されているが、このような流通経
路は特別に設ける必要はなく、たとえば加熱室１の内部
に対向するように金属板２５を配置するようにしてもよ
い。

【００２２】また、ビード型サーミスタ以外の熱時定数
の小さなサーミスタが用いられてもよい。その他、本発
明の要旨を変更しない範囲で種々の設定変更を施すこと
が可能である。

【００２３】

【発明の効果】以上のように本発明の加熱調理器によれ
ば、流通経路に配置した熱伝導体と、この熱伝導体に接
触させて配置したサーミスタとを用いて、加熱室内での
蒸気の発生状態を検知し、これに基づいて食品の加熱制
御が行われる。すなわち、湿度センサを用いていないの
で、この湿度センサの清浄化のためのヒータなどのよう
な余分な構成が必要となることはない。また、サーミス
タは、焦電素子のような圧電性を有していないので、振
動や衝撃のために、ノイズが生じることもない。また、
高温の状態が長時間継続しても、劣化が生じることもな
い。

【００２４】このように、簡単な構成で食品の仕上がり
状態を良好に検知して、食品の加熱制御を良好に行える
ようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の加熱調理器である電子レン
ジの内部構成を示す横断面図である。

【図２】排気ダクト板に関連する構成を示す平面図であ
る。

【図３】図２のＲ１方向から見た正面図である。

【図４】加熱制御に関する電気的構成を示す電気回路図
である。

【図５】図４の回路の各部に導出される信号を示す波形
図である。

【符号の説明】

１ 加熱室 ４ 食品 ５ マグネトロン（加熱手段） １２ 排気ダクト板 １５ 流通経路 ２５ 金属板（熱伝導体） ３０ ビード型サーミスタ ４１ 交流増幅回路 ４３ 比較回路 ４４ マイクロコンピュータ（制御手段）

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】加熱室内に収容した食品を加熱手段により
   加熱するようにした加熱調理器において、 加熱室内の空気が流通する流通経路と、 上記流通経路に設けられた熱伝導体と、 この熱伝導体に接触して配置されたサーミスタと、 このサーミスタの出力の交流成分を抽出して増幅する交
   流増幅手段と、 この交流増幅手段の出力に基づいて上記加熱手段を制御
   する制御手段とを含むことを特徴とする加熱調理器。