JP2897361B2 - 高周波加熱装置 - Google Patents
高周波加熱装置Info
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- JP2897361B2 JP2897361B2 JP18894090A JP18894090A JP2897361B2 JP 2897361 B2 JP2897361 B2 JP 2897361B2 JP 18894090 A JP18894090 A JP 18894090A JP 18894090 A JP18894090 A JP 18894090A JP 2897361 B2 JP2897361 B2 JP 2897361B2
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、食品の有無や解凍状態等を自動的に検知す
る高周波加熱装置に関するものである。
る高周波加熱装置に関するものである。
従来の技術 近年、高周波加熱装置を用いた食品の解凍を自動化す
る動きが高まっている。
る動きが高まっている。
従来は、食品重量をキー入力するタイムオートや、食
品重量を自動的に検出する重量センサを用いて食品重量
を知り、あらかじめ食品重量毎に設定されている最適加
熱時間まで加熱するという手段が主流であった。さら
に、加熱室内にマイクロ波検出素子（即ちアンテナ）を
配置し、食品に吸収されずに素子に検出されるマイクロ
波電力が食品の重量に反比例する特性を用いるもの（特
公昭52−2133号公報）があった。以下、その構成につい
て第９図を用いて説明する。
品重量を自動的に検出する重量センサを用いて食品重量
を知り、あらかじめ食品重量毎に設定されている最適加
熱時間まで加熱するという手段が主流であった。さら
に、加熱室内にマイクロ波検出素子（即ちアンテナ）を
配置し、食品に吸収されずに素子に検出されるマイクロ
波電力が食品の重量に反比例する特性を用いるもの（特
公昭52−2133号公報）があった。以下、その構成につい
て第９図を用いて説明する。
加熱室１内に冷凍の食品２が置かれ、制御器7a,電波
放射部３より電波４が加えられる。この時食品２に吸収
されなかった電波の一部５が、加熱室１内に取付けられ
たアンテナ６で検出され検波回路７で検波されるが、こ
の検波量は食品２の重量に反比例するので逆に食品２の
重量を判別でき、最適加熱時間を設定できる。
放射部３より電波４が加えられる。この時食品２に吸収
されなかった電波の一部５が、加熱室１内に取付けられ
たアンテナ６で検出され検波回路７で検波されるが、こ
の検波量は食品２の重量に反比例するので逆に食品２の
重量を判別でき、最適加熱時間を設定できる。
発明が解決しようとする課題 このような従来の方式では、アンテナ６から検波回路
７への伝送手段を規定していないが、実際はアンテナ６
と検波回路７の距離が離れるほど伝送損失が生じ感度が
落ちたり、伝送線路にコストがかなりかかるため、一体
型で構成するのが望ましい。アンテナ６と検波回路７を
一体で構成した場合、プリント基板上のアースが一定位
置でとられているか、あるいはアースにおちたりおちな
かったりすることがないかという点が非常に大きな問題
である。何故なら、加熱室内から見たアンテナ側のイン
ピーダンスがそれによって影響を受け、検知感度が変化
するからである。よっていかにして取付け精度良く、安
定的に短絡点を保つかが課題であった。
７への伝送手段を規定していないが、実際はアンテナ６
と検波回路７の距離が離れるほど伝送損失が生じ感度が
落ちたり、伝送線路にコストがかなりかかるため、一体
型で構成するのが望ましい。アンテナ６と検波回路７を
一体で構成した場合、プリント基板上のアースが一定位
置でとられているか、あるいはアースにおちたりおちな
かったりすることがないかという点が非常に大きな問題
である。何故なら、加熱室内から見たアンテナ側のイン
ピーダンスがそれによって影響を受け、検知感度が変化
するからである。よっていかにして取付け精度良く、安
定的に短絡点を保つかが課題であった。
さらに検波回路を構成するプリント基板へのストレス
が大きすぎるのも問題である。例えば直接プリント基板
を加熱室壁面にビス止めする等の手段では、プリント基
板への荷重が強すぎて割れたり亀裂が生じたりする問題
もあった。
が大きすぎるのも問題である。例えば直接プリント基板
を加熱室壁面にビス止めする等の手段では、プリント基
板への荷重が強すぎて割れたり亀裂が生じたりする問題
もあった。
本発明は上記課題を解決するもので、検波回路の取付
け位置精度が良く、アースへの短絡点を安定に保ち、同
時にストレスをかけない構成の高周波加熱装置を提供す
ることを目的とする。
け位置精度が良く、アースへの短絡点を安定に保ち、同
時にストレスをかけない構成の高周波加熱装置を提供す
ることを目的とする。
課題を解決するための手段 本発明の高周波加熱装置は上記目的を達成するため
に、食品を格納する加熱室と、食品に電磁波を放射して
加熱する電波放射部と、加熱室内の電磁波の一部を検出
するアンテナと、アンテナの検出した電磁波を検波する
基板上の検波回路と、検波回路出力により電波放射部か
らの電磁波の放射を制御する制御器と、基板と半田付け
される金属板と、加熱室に対して金属板を機械的に締め
付けて位置固定する構成としている。
に、食品を格納する加熱室と、食品に電磁波を放射して
加熱する電波放射部と、加熱室内の電磁波の一部を検出
するアンテナと、アンテナの検出した電磁波を検波する
基板上の検波回路と、検波回路出力により電波放射部か
らの電磁波の放射を制御する制御器と、基板と半田付け
される金属板と、加熱室に対して金属板を機械的に締め
付けて位置固定する構成としている。
作用 本発明は上記した構成により、検波回路用の基板を金
属板に半田付けして、金属板で加熱室に対して位置固定
するので、位置精度が良く、アースへの短絡点が安定
で、検波回路への機械的ストレスが抑えられるものであ
る。
属板に半田付けして、金属板で加熱室に対して位置固定
するので、位置精度が良く、アースへの短絡点が安定
で、検波回路への機械的ストレスが抑えられるものであ
る。
実施例 以下、本発明の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を示す高周波加熱装置の
構成断面図である。加熱室１内に配置された食品２に、
電波放射部３より電波４が放射される。この時、食品２
に吸収されなかった電波の一部５が、樹脂製のスリット
カバー８を抜け、加熱室１壁面に開けられたスリット９
を通り、プリント基板10上にある銅箔で出来たアンテナ
６で検知され、プリント基板10の裏面にある検波回路７
に伝達され検波したのち、検波回路出力としてリード11
によって制御器12まで送られる。検波量に応じて制御器
12は食品の状態を知り最適解凍時間を判定し、電波放射
部３や電波放射部冷却用のファン13の動作を制御する。
検波回路周辺の構成について、第２図でもう少し詳細に
述べる。
る。第１図は本発明の一実施例を示す高周波加熱装置の
構成断面図である。加熱室１内に配置された食品２に、
電波放射部３より電波４が放射される。この時、食品２
に吸収されなかった電波の一部５が、樹脂製のスリット
カバー８を抜け、加熱室１壁面に開けられたスリット９
を通り、プリント基板10上にある銅箔で出来たアンテナ
６で検知され、プリント基板10の裏面にある検波回路７
に伝達され検波したのち、検波回路出力としてリード11
によって制御器12まで送られる。検波量に応じて制御器
12は食品の状態を知り最適解凍時間を判定し、電波放射
部３や電波放射部冷却用のファン13の動作を制御する。
検波回路周辺の構成について、第２図でもう少し詳細に
述べる。
第２図は、検波回路７およびアンテナ６を加熱室１の
壁面にどの様に取付けているかの一例を示す要部斜視図
である。アンテナ６と検波回路７を表と裏に持つプリン
ト基板10のアース面を、金属板14の半田付け用凸部15の
４ケ所に半田付けする。その上から電波遮断用の金属カ
バー16でおおい、加熱室１壁面にスポット溶接で取付け
た金属支持具17にビス18でとも締めする。この構成で
は、プリント基板10（検波回路７）のアースは金属板14
への半田付けで確実にとれ、金属板14と金属支持具17は
ビス止めにより確実にショートし、金属支持具17と加熱
室１壁面は溶接により確実にショートするため、取付け
位置精度が良く、アースは確実で、ビス締めによるスト
レスを金属板14が吸収するため検波回路へのストレスが
抑えられることが判る。
壁面にどの様に取付けているかの一例を示す要部斜視図
である。アンテナ６と検波回路７を表と裏に持つプリン
ト基板10のアース面を、金属板14の半田付け用凸部15の
４ケ所に半田付けする。その上から電波遮断用の金属カ
バー16でおおい、加熱室１壁面にスポット溶接で取付け
た金属支持具17にビス18でとも締めする。この構成で
は、プリント基板10（検波回路７）のアースは金属板14
への半田付けで確実にとれ、金属板14と金属支持具17は
ビス止めにより確実にショートし、金属支持具17と加熱
室１壁面は溶接により確実にショートするため、取付け
位置精度が良く、アースは確実で、ビス締めによるスト
レスを金属板14が吸収するため検波回路へのストレスが
抑えられることが判る。
第３図はプリント基板10のアンテナ６のある面、即ち
第１図や第２図で言えば下から見た図である。アンテナ
６の周囲の検波回路７裏面にグランド面19を構成してお
り、金属板への半田付けしろ20以外の部分は全面レジス
トコーティングしており、半田のはみだしを防いでい
る。さらにアンテナ６で検出した電波はスルーホール21
を介して裏面の検波回路７へ伝達される。
第１図や第２図で言えば下から見た図である。アンテナ
６の周囲の検波回路７裏面にグランド面19を構成してお
り、金属板への半田付けしろ20以外の部分は全面レジス
トコーティングしており、半田のはみだしを防いでい
る。さらにアンテナ６で検出した電波はスルーホール21
を介して裏面の検波回路７へ伝達される。
第４図はプリント基板10の検波回路７のある面を示
す。アンテナ６から伝達された電波は、スルーホール21
より検波回路７へ導かれ、ショットキーバリヤ・ダイオ
ード22等のチップ部品とマイクロストリップラインで構
成される検波回路７で検波されて、リード線11以降直流
となった状態で信号が伝送される。
す。アンテナ６から伝達された電波は、スルーホール21
より検波回路７へ導かれ、ショットキーバリヤ・ダイオ
ード22等のチップ部品とマイクロストリップラインで構
成される検波回路７で検波されて、リード線11以降直流
となった状態で信号が伝送される。
第５図〜第８図は、本発明の高周波加熱装置における
解凍検知の原理を示す特性図である。ここで検知原理に
ついて説明を加える。
解凍検知の原理を示す特性図である。ここで検知原理に
ついて説明を加える。
食品の比誘電率εｒと誘電正接tanδの積は、食品が
均一に加熱されて全体が同時に温度上昇していく場合、
第５図の様に変化する。横軸は食品の温度、縦軸はεｒ
・tanδである。εｒ・tanδは食品がどれだけ電波を吸
収しやすいかを示す指標であり、冷凍時には電波を吸収
しにくく、０℃付近では電波を吸収しやすいことを示し
ている。言い換えると、食品に吸収されずにアンテナで
検出される電波は、冷凍時には多く、０℃付近では少な
くなるのである。このことから、第６図が得られる。横
軸は食品の温度、縦軸は検波回路出力を示している。こ
の図から判るように、食品が均一な温度上昇を示す場合
は、検波出力の変曲点で解凍検知が可能な様に考えられ
る。ところが実際は、高周波加熱装置による加熱は不均
一であり、部分的に電波が集中する所や集中しない所の
組み合わせになるため、第６図の曲線がいくつも重なり
合った波形となり、一概に変曲点で解凍完了とはいかな
い。
均一に加熱されて全体が同時に温度上昇していく場合、
第５図の様に変化する。横軸は食品の温度、縦軸はεｒ
・tanδである。εｒ・tanδは食品がどれだけ電波を吸
収しやすいかを示す指標であり、冷凍時には電波を吸収
しにくく、０℃付近では電波を吸収しやすいことを示し
ている。言い換えると、食品に吸収されずにアンテナで
検出される電波は、冷凍時には多く、０℃付近では少な
くなるのである。このことから、第６図が得られる。横
軸は食品の温度、縦軸は検波回路出力を示している。こ
の図から判るように、食品が均一な温度上昇を示す場合
は、検波出力の変曲点で解凍検知が可能な様に考えられ
る。ところが実際は、高周波加熱装置による加熱は不均
一であり、部分的に電波が集中する所や集中しない所の
組み合わせになるため、第６図の曲線がいくつも重なり
合った波形となり、一概に変曲点で解凍完了とはいかな
い。
そこで実際に有効なのは、検波回路出力の初期値と、
初期変化率である。初期値は食品重量とおよそ反比例の
関係にあり、例えば少量の食品の場合電波の吸収が少な
く初期検波回路出力が大きいのに対し、大量の食品の場
合電波の吸収が大きく初期検波回路出力が小さい。ま
た、低温（−20℃）の食品の場合検波回路出力の初期変
化率が大きいのに対し、中温（−10℃）の食品の場合検
波回路出力の初期変化率が小さいというような具合いで
ある。
初期変化率である。初期値は食品重量とおよそ反比例の
関係にあり、例えば少量の食品の場合電波の吸収が少な
く初期検波回路出力が大きいのに対し、大量の食品の場
合電波の吸収が大きく初期検波回路出力が小さい。ま
た、低温（−20℃）の食品の場合検波回路出力の初期変
化率が大きいのに対し、中温（−10℃）の食品の場合検
波回路出力の初期変化率が小さいというような具合いで
ある。
第７図に代表的な例を示した。横軸は時間で縦軸は検
波回路出力、図中ａは少量低温の食品で、ｂは大量中温
の食品を示す。
波回路出力、図中ａは少量低温の食品で、ｂは大量中温
の食品を示す。
以上の原理から、第８図の様な、初期出力変化率をパ
ラメータに重量と初期出力の相関を求め、食品の重量判
定および初期温判定しているのである。（但し、図中ｃ
は変化率大の低温食品、ｄは変化率小の中温食品）もち
ろん、制御器12内で重量と初期温毎に最適加熱時間を設
定し調理することで、皿の重量等で誤判定する重量セン
サ等と比較して、極めて安定な解凍検知を実現してい
る。
ラメータに重量と初期出力の相関を求め、食品の重量判
定および初期温判定しているのである。（但し、図中ｃ
は変化率大の低温食品、ｄは変化率小の中温食品）もち
ろん、制御器12内で重量と初期温毎に最適加熱時間を設
定し調理することで、皿の重量等で誤判定する重量セン
サ等と比較して、極めて安定な解凍検知を実現してい
る。
本実施例の効果として以下の点が挙げられる。第２図
で述べたように、アンテナ６と検波回路７を金属板17,
金属カバー16,金属支持具17および加熱室１壁面等でお
おっているため、外部への漏波や外界からのノイズ混入
等が無く、安定な検知性能が確保できる。
で述べたように、アンテナ６と検波回路７を金属板17,
金属カバー16,金属支持具17および加熱室１壁面等でお
おっているため、外部への漏波や外界からのノイズ混入
等が無く、安定な検知性能が確保できる。
検波回路７の一部をマイクロストリップラインで構成
しており、マイクロストリップラインは裏面がグランド
なので、その一部を半田付けに利用できる。
しており、マイクロストリップラインは裏面がグランド
なので、その一部を半田付けに利用できる。
アンテナ６をパターンで構成しているので、極めて寸
法精度が良く、検波回路７へのマッチングも安定であ
る。
法精度が良く、検波回路７へのマッチングも安定であ
る。
発明の効果 本発明によれば以下の効果がある。
（１） 検波回路の基板を金属板に半田付けして加熱室
に対して位置固定するので、取付け精度が良く、アース
への短絡ポイントが正確であり、加熱室側からみたアン
テナと検波回路を含むインピーダンスが一定となり、ア
ンテナの電波検出量への誤差要因が排除できて、極めて
信頼性の高い検知が実現できる。
に対して位置固定するので、取付け精度が良く、アース
への短絡ポイントが正確であり、加熱室側からみたアン
テナと検波回路を含むインピーダンスが一定となり、ア
ンテナの電波検出量への誤差要因が排除できて、極めて
信頼性の高い検知が実現できる。
（２） 検波回路の基板を金属板に半田付けして加熱室
に対して位置固定するので、位置固定時の機械的ストレ
スを金属板で吸収できて、検波回路に負担をかけなくて
良いため、基板の割れ等による伝送線路の遮断などの故
障が起こりにくく、検知の信頼性が大巾に向上する。
に対して位置固定するので、位置固定時の機械的ストレ
スを金属板で吸収できて、検波回路に負担をかけなくて
良いため、基板の割れ等による伝送線路の遮断などの故
障が起こりにくく、検知の信頼性が大巾に向上する。
（３） アンテナと検波回路を同一基板上で構成する
と、伝送線路が省略できるので、低価格で検知感度のア
ップが図れる。
と、伝送線路が省略できるので、低価格で検知感度のア
ップが図れる。
第１図は本発明の一実施例の高周波加熱装置の構成を示
す断面図、第２図は同装置の分解斜視図、第３図は同装
置のアンテナ部の正面図、第４図は同装置の検波回路の
正面図、第５図はεｒ・tanδの温度特性図、第６図は
検波回路出力の理想温度特性図、第７図は検波回路出力
の時間変化を示す特性図、第８図は検波回路出力の初期
値の重量に対する変化を示す特性図、第９図は従来の高
周波加熱装置の構成を示す断面図である。 １……加熱室、２……食品、３……電波放射部、６……
アンテナ、７……検波回路、10……プリント基板、12…
…制御器、14……金属板。
す断面図、第２図は同装置の分解斜視図、第３図は同装
置のアンテナ部の正面図、第４図は同装置の検波回路の
正面図、第５図はεｒ・tanδの温度特性図、第６図は
検波回路出力の理想温度特性図、第７図は検波回路出力
の時間変化を示す特性図、第８図は検波回路出力の初期
値の重量に対する変化を示す特性図、第９図は従来の高
周波加熱装置の構成を示す断面図である。 １……加熱室、２……食品、３……電波放射部、６……
アンテナ、７……検波回路、10……プリント基板、12…
…制御器、14……金属板。
フロントページの続き (72)発明者 要田 正人 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 酒井 伸一 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 森山 智美 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平１−304688（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−195163（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H05B 6/68
Claims (3)
- 【請求項１】食品を格納する加熱室と、前記食品に電磁
波を放射して加熱する電波放射部と、前記加熱室内の電
磁波の一部を検出するアンテナと、前記アンテナの検出
した電磁波を検波する基板上の検波回路と、前記検波回
路出力により前記電波放射部からの電磁波の放射を制御
する制御器と、前記基板と半田付けされる金属板と、前
記加熱室に対して前記金属板を機械的に締め付けて位置
固定する構成とした高周波加熱装置。 - 【請求項２】アンテナと検波回路を同一基板上で構成す
る請求項１記載の高周波加熱装置。 - 【請求項３】加熱室壁面上の支持具に金属板をビス止め
する構成の請求項１または２記載の高周波加熱装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18894090A JP2897361B2 (ja) | 1990-07-17 | 1990-07-17 | 高周波加熱装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18894090A JP2897361B2 (ja) | 1990-07-17 | 1990-07-17 | 高周波加熱装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0475284A JPH0475284A (ja) | 1992-03-10 |
| JP2897361B2 true JP2897361B2 (ja) | 1999-05-31 |
Family
ID=16232568
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18894090A Expired - Fee Related JP2897361B2 (ja) | 1990-07-17 | 1990-07-17 | 高周波加熱装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2897361B2 (ja) |
-
1990
- 1990-07-17 JP JP18894090A patent/JP2897361B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0475284A (ja) | 1992-03-10 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |