JP3600425B2

JP3600425B2 - 電子レンジ

Info

Publication number: JP3600425B2
Application number: JP04720798A
Authority: JP
Inventors: 武士田辺
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1998-02-27
Filing date: 1998-02-27
Publication date: 2004-12-15
Anticipated expiration: 2018-02-27
Also published as: JPH11251056A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子レンジのマグネトロン冷却用ファンの異常停止によるマグネトロンの損傷を防止するための構造及び制御手段に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の電子レンジは、図８に示すような構成を成している。図８（ａ）、（ｂ）は、電子レンジの側面断面図及び上面断面図である。図９は回路図である。
【０００３】
これらの図によると、加熱室１０の天井にはヒータ６が配設されている。ヒータ６の加熱により、加熱室１０の室内温度が上昇する。温度により抵抗値が変化するサーミスタ７が加熱室１０の天井の一部に取り付けられている。このサーミスタ７の信号で加熱室１０の室内温度が制御される。
【０００４】
加熱室１０の側面には、マグネトロン１が配設され、導波管３で加熱室１０に高周波を給電する。トランス２で昇圧された電圧がマグネトロン１に印加されることでマグネトロン１の動作が開始される。この時、マグネトロン１は高温になるため冷却が必要となる。そこで、ファン４により強制送風しマグネトロン１を冷却している。
【０００５】
強制送風された風の一部は、送風ダクト５を介し、加熱室１０の室内に送風される。この時、食品の加熱に伴い発生した蒸気などと共に、排気ダクト１１を経由して外部に放出される。排気ダクト１１には、仕上がり検知用センサーとして、絶対湿度センサー１２等が配設され、調理の自動化を行っている。
【０００６】
次に動作状況について、図９を参照して説明する。マグネトロン１が動作するときは、必ずファン４も動作するように配線されている。強制空冷されマグネトロン１が正常に動作しているときは、マグネトロン１の陽極温度は１５０℃程度であり、マグネトロン１の外殻部にある継鉄（磁気ヨーク）は７０℃以下である。
【０００７】
このファン４は、隈取コイル型単相誘導電動機に羽根を取り付け構成している。通常２５００ｒｐｍ程度で回転する。しかし、金属くず、ゴミ等がモータ（ロータとステイターの間）に詰まり、モータが回転しなくなったり、モータに取り付けられている羽根が配線に引っ掛かり拘束される等、ファン４の固着ネジが緩み、ファン４が回転を停止したり、正規の回転数より著しく回転数が低下することが発生する。
【０００８】
電子レンジ加熱動作中、ファン４が停止すると、マグネトロン１には風が送られずマグネトロン１は急激に温度が上昇する。ファン４が停止してから数分経過すると、マグネトロン１の陽極温度は３００℃以上になり、継鉄部の温度は１００℃以上となる。陽極温度がこれ以上の温度になると、マグネトロン１の最大定格を越えてしまい寿命を低下させる。このまま、マグネトロン１を冷却しないで動作させるとマグネトロン１は破壊に至る。
【０００９】
また、同時にマグネトロン１の外郭に当たる継鉄１ａの温度も高温になるため、マグネトロン１近傍の熱に弱い樹脂材料が軟化し、最悪時には発煙に至る可能性もある。
【００１０】
マグネトロン１は電子レンジの構成部品の内では特に高価なものであり、容易に破損することは、経済性の面で劣ってしまう。このため、セットに安全装置の必要性がある。
【００１１】
これらマグネトロン１の損傷防止と、発煙等の防止を目的として、従来はマグネトロン１の近傍にサーモスタット１８が取り付けられている。サーモスタット１８の他には、温度ヒューズなど異常温度検出素子がある。
【００１２】
サーモスタット１８は、１００Ｖ電源回路とマグネトロン１の高圧回路部に直列に接続され、サーモスタット１８がＯＦＦすると、マグネトロン１には電源が供給されなくなり、マグネトロン１の動作は停止するように配線されている。
【００１３】
サーモスタット１８は直接マグネトロンの継鉄１ａに取り付けることもあるが、図８のように、導波管３に取り付ける場合など配設される位置は様々である。要はマグネトロン１の近傍にあって、マグネトロン１の温度を応答性よくサーモスタット１８に伝えることのできる位置に取り付けられる。
【００１４】
通常サーモスタットや温度ヒューズの感知温度はバラツキ等の余裕を考慮して１１０〜１４５℃等の温度範囲で、適宜感知温度が決められている。
【００１５】
特開平２−２８２６２１には、排気ダクトに温度センサーを取り付け、加熱室とマグネトロンの過熱を検出することが述べられている。しかし、この場合は、マグネトロンの近傍に排気ダクトが配設されているため、加熱室内の風の流れが短絡経路となり、室内を十分換気出来ない。そのためドアが蒸気で曇り視認性が悪くなったりする。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の場合はファン４の緊急停止に伴なうマグネトロン１の異常な温度上昇をサーモスタット１８で検知するため、部品点数が多く、サーモスタット１８への配線および組み立て加工が必要であった。
【００１７】
また、ヒータ加熱時（マグネトロン１、ファン４は動作しない）に、加熱室１０の室内温度が例えば、２５０〜３００℃に設定された場合、長時間ヒータ加熱を続けると、マグネトロン１やサーモスタット１８の近傍の温度も、加熱室１０からの熱伝導により高温になる。ヒータ加熱時に、サーモスタット１８が動作し、サーモスタット１８の接点がＯＦＦになっては、本来の目的でない。そのためヒータ加熱時には動作せずに、マイクロ波加熱時のファン４の停止時のみ動作するようにサーモスタット１８の感知温度を設定する必要があり、サーモスタット１８の感知温度を低く設定していたが、これでは、ファン停止時における検知の応答性を早くすることができない。
【００１８】
更に、サーモスタット１８や温度ヒューズ等の感知温度は、部品メーカーにおいて、部品定格として決められた数しかない。この為、自由な感知温度の設定が不可能であった。
【００１９】
本発明は、このような従来の課題を解決するもので、ヒータ加熱時に使用する温度検知用のサーミスタ４および調理の自動化用サーミスタ式の絶対湿度検知用センサーをファン停止時におけるマグネトロン１の異常温度上昇を検知するセンサーとして使用する電子レンジを提供することを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
本発明の電子レンジは、上記のような課題を解決したものであり、請求項１記載の発明によれば、本体にマグネトロンと、該マグネトロンを冷却するためのファンと、ヒータと、ヒータによる加熱室の室内温度を検知する温度検知用のサーミスタと、これらを制御する制御手段とを備えた電子レンジにおいて、制御手段は、加熱室の室内温度を温度検知用のサーミスタによる信号で検知し、予め設定された設定温度に基づいて室内温度を制御するとともに、マグネトロンによる加熱状態時のファンの停止を、温度検知用のサーミスタによる信号で検知し、マグネトロンの損傷を防止するため、加熱動作を停止するようにマグネトロンを制御し、温度検知用のサーミスタは、金属パイプに収納され、金属パイプ部の一部を加熱室の室内に貫装し、他の金属パイプ部を取り付け板に固着し、取り付け板をマグネトロンの継鉄に固着している。
【００２２】
そして、請求項２記載の発明によれば、取り付け板は、加熱室外壁との間に、薄い熱伝導の悪い材料を挟んで、取り付けられている。
【００２３】
更に、請求項３記載の発明によれば、室内の食品から発生する水蒸気を検知するサーミスタ式の絶対湿度センサーにおいて、マグネトロンに近接した加熱室の一部にパンチングを設け、パンチングを介して加熱室外壁にサーミスタ式の絶対湿度センサーを配置することで、マグネトロンによる加熱状態時のファンの停止を、サーミスタ式の絶対湿度センサーによる信号で検知し、マグネトロンの損傷を防止するため、加熱を停止するように制御している。
【００２４】
請求項４記載の発明は、サーミスタ式の絶対湿度センサーは、取り付け板に固着し、取り付け板をマグネトロンの継鉄に固着している。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図に従って詳細に説明する。
【００２６】
本発明の実施形態の電子レンジは、図１に示すような構成を成している。図１（ａ）、（ｂ）は、電子レンジの側面断面図及び上面断面図である。図２は回路図であり、図３は温度調整用のサーミスタの要部断面図である。
【００２７】
これらの図によると、マグネトロン１の近傍に温度調整用のサーミスタ７を取り付け、ヒータ加熱時の温度制御センサーとして動作するばかりでなく、マグネトロン１動作中におけるファン４の回転停止等の不具合発生時に、マグネトロン１の異常な温度上昇による損傷を防止することを目的としている。
【００２８】
ヒータ加熱時、温度調整用のサーミスタ７の信号はマイコン１６で読み取られ、ヒータ６を温度制御する。
【００２９】
図３に示すように、温度調整用のサーミスタ７は金属製パイプ部の中に収納されおり、リード線で外部に引き出され制御回路に接続される。金属パイプ部の一部に取り付け板１３が、かしめなどにより固着される。この温度調整用のサーミスタ７を覆う金属パイプ部の一部は加熱室１０の室内に露出されており、加熱室１０の室内温度を検知し、室内温度を制御する。室内温度が高いとリレー２２がＯＦＦし、低いとＯＮするように、マイコン１６が、予め設定された設定温度に基づいて制御する。
【００３０】
取り付け板１３はコ字状に形成され、温度調整用のサーミスタ７と対向する部分がマグネトロン１の継鉄１ａにネジ１４で取り付けられる。
【００３１】
マグネトロン１の継鉄１ａの温度が、前記取り付け板１３を介して熱伝導される。取り付け板１３は熱伝導の良い真鍮やアルミ等を使用することが好ましい。マグネトロン１の継鉄１ａから取り付け板１３を伝わってきた熱が、加熱室１０の壁面に熱伝導されて（熱が奪われて）、温度調整用のサーミスタ７に有効に熱が伝わらない弊害を少なくするため、サーミスタ７と加熱室１０の壁面の間に、薄い樹脂フイルム１５を入れる。この樹脂フイルム１５により、取り付け板１３の熱が温度調整用のサーミスタ７に有効に伝達され、マグネトロン１の温度を精度よく、かつ応答性よく検知される。
【００３２】
薄いフイルムを用いるため、加熱室１０と取り付け板１３の隙間が微少であり、電波が加熱室１０の外部に漏れることはない。
【００３３】
マグネトロン１の動作は、リレー１７をＯＮするようマイコン１６が信号を送ることで始まる。リレー１７がＯＮされると、ファン４も同時に動作し、マグネトロン１に強制送風する。
【００３４】
図１０に、温度調整用のサーミスタ７の異常温度検知の手段のためのフローチャートを示し説明する。まず、温度調整用のサーミスタ７と抵抗で分割された中点の電圧がマイコン１６に送られ、初期の電圧値（Ｖ０）として記憶される。予め定めた時間（ＴＳ）が経過すると、再びサーミスタ電圧Ｖ１を読み込む。
【００３５】
この温度調整用のサーミスタ７の電圧差（Ｖ１−Ｖ０）を演算する。電圧差（Ｖ１−Ｖ０）が、予め閾値（ＶＫ）として定めた数値と比較する。ファン４が回転した正常動作時は、マグネトロン１の温度の上昇も少なく、（Ｖ１−Ｖ０）は小さい。しかし、ファン４が停止した状態では、冷却されないマグネトロン１が急激に温度上昇し、マグネトロン１の温度が取り付け板１３を伝わり、温度調整用のサーミスタ７の温度を上昇させる。（Ｖ１−Ｖ０）の値がＶＫより大きくなる。すると、マイコン１６はリレー１７をＯＦＦさせる。加熱が停止され警告表示などエラーメッセージが報知される。（Ｖ１−Ｖ０）がＶＫより小さいと正常として加熱が継続される。使用者が設定した加熱時間になるまで、この操作が繰り返される（次回は勿論、Ｖ１，Ｖ０の数値は更新される。）。
【００３６】
温度調整用のサーミスタ７は金属パイプに覆われているため、マグネトロン１により、室内にマイクロ波が給電されても金属パイプに覆われたサーミスタ７に反射され加熱されない。食品が加熱されるために、若干室内の雰囲気温度が上昇するため、温度調整用のサーミスタ７も若干暖かくなる程度である。
【００３７】
図１１はにこれらの特性グラフとして示されている。
【００３８】
勿論、ヒータ加熱時はマグネトロン１が動作しない（リレー１７はＯＦＦ）ので、温度調整用のサーミスタ７はヒータ６の温度検知素子として室内温度を制御するため機能する。設定温度に応じ、リレー２２をＯＮ／ＯＦＦして室内温度を一定に保ち、ケーキやパン等のオーブン調理に利用される。
【００３９】
他の実施形態の電子レンジは、図４に示すような構成を成している。図４（ａ）、（ｂ）は、電子レンジの側面断面図及び上面断面図である。図５（ａ）、（ｂ）は、ファン正常運転時および停止時における増幅器１９からの出力ＶＰの変化が描かれている。図６は回路図である。
【００４０】
これらの図によると、サーミスタ式の絶対湿度センサー１２は、サーミスタ１２ａ、１２ｂを２個使用して形成される。絶対湿度センサーについては、電子レンジの調理自動化の仕上がりセンサーとして公知であり広く使用されている。
【００４１】
図６に回路図が示されており、絶対湿度センサー１２と抵抗でブリッジ回路が形成され、ブリッジ回路の各々の中点電圧差が増幅器１９で増幅され、マイコン１６に入力される。
【００４２】
絶対湿度センサー１７はマグネトロン１の近傍の加熱室１０に取り付けられる。加熱室１０の壁面にパンチング１０ａを開け、パンチング１０ａの外部に絶対湿度センサー１２を取り付ける。予め固定金具２１が加熱室１０の壁面に溶接されている。
【００４３】
食品が加熱され、食品から発生する水蒸気が室内に充満する。パンチング１０ａを通り抜けた水蒸気が、絶対湿度センサー１２に到達し、食品の自動加熱制御がなされる。
【００４４】
図５（ａ）に増幅器１９の出力ＶＰの変化が描かれている。食品からの水蒸気量に応じ、食品が９０℃近くに加熱されると急激に蒸気が発生し、ＶＰが増加する。
【００４５】
しかし、ブリッジの両端電圧Ａ１は殆ど変化しない。この電圧Ａ１は絶対湿度センサー１２の置かれている雰囲気温度を示している。絶対湿度センサー１２で温度を検出可能であることは、既に特公平２−４６１００で公知である。
【００４６】
次にファン４が停止したときのグラフが図５（ｂ）にある。このときはマグネトロン１の温度の影響で絶対湿度センサー１２が急激に熱を伝達され、電圧Ａ１が著しく低下する。しかし、増幅器１９の出力ＶＰの増加は少ない。食品が加熱され水蒸気が出るが、加熱室１０の室内に風が送風されないため、水蒸気の循環が悪く、パンチング１０ａの内部に水蒸気が到達しにくい。
【００４７】
したがって、上記絶対湿度センサー１２のＡ１を検知することで、ファン４の異常が検出される。勿論、Ａ１とＶＰの両方の信号に基づき制御してもよい。
【００４８】
本発明は絶対湿度センサー１２の有している温度検知機能を有効に利用し制御することであり、その検知レベルをマイコン１６に予め記憶させておくのであるが、設計値に応じ、自由な閾値が選択出来る。従来のサーモスタット１８等では、既製品の部品メーカーが指定した感知温度しか使用できなかった。自由な閾値の設定は、精度よい検知になる。また、サーミスタ７の部品性能もバラツキが少なく、応答性もよいので、ファン４の停止を早く検知でき、マグネトロン１の損傷を未然に防ぎ発煙などの不具合も防止出来る。
【００４９】
また、ヒータ加熱は、２００〜３００℃といった高い温度で行われており、マグネトロン１の継鉄１ａは、１００℃を越えた時点で動作を停止するように設定する場合、ヒータ加熱の直後に、マグネトロン１によるマイクロ波加熱を行うと、温度調整用のサーミスタ７は高い熱を検知しているため、マグネトロン１の温度検知を行うまでにはある程度の未検知時間を設ける必要があることは言うまでもない。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の請求項１記載の電子レンジによれば、通常、ヒータ加熱状態において、温度調整用として使用しているサーミスタを、マイクロ波加熱時のマグネトロン冷却用ファンの停止に伴ないマグネトロンの異常な温度上昇による損傷を未然に防ぐ検知センサーとして用いることで使用部品の低減が可能となる。
【００５１】
また、本発明の請求項１記載の電子レンジによれば、サーミスタが金属パイプで覆われているため、室内にマイクロ波が給電されても反射されて、サーミスタ自身は殆ど加熱されず、マグネトロンの温度検知だけができる。
【００５２】
更に、本発明の請求項２記載の電子レンジによれば、熱伝導の悪い薄い樹脂材料が備え付けられているため、マグネトロンの継鉄からの温度がサーミスタに伝わる前に加熱室壁で放熱されることが少なく確実に伝わる。また、薄いフィルムなので、加熱室と取り付け板の隙間が微少で、電波が加熱室の外部に漏れることがない。
【００５３】
また、本発明の請求項３記載の電子レンジによれば、通常、食品の加熱にともない発生する水蒸気を検知することで、仕上がり状態を認識する絶対湿度センサーをマグネトロンの温度検知用に利用することで兼用化でき、部品点数の低減が図れる。
【００５４】
また、本発明の請求項４記載の電子レンジによれば、マグネトロンからの温度を確実に、かつ瞬時に伝えることができるのでマグネトロンの損傷を未然に防ぐことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態である電子レンジの概略図を示し、（ａ）は側面断面図、（ｂ）は上面断面図。
【図２】本発明の実施形態である電子レンジの回路図。
【図３】本発明の実施形態である電子レンジの温度調整用のサーミスタの要部断面。
【図４】本発明の別の実施形態である電子レンジの概略図を示し、（ａ）は側面断面図、（ｂ）は上面断面図。
【図５】本発明の別の実施形態である電子レンジの増幅器の出力ＶＰの変化を示し、（ａ）はファン正常運転時、（ｂ）はファン停止時。
【図６】本発明の別の実施形態である電子レンジの回路図。
【図７】本発明の別の実施形態である電子レンジのサーミスタ式の湿度検知用センサーの要部断面図。
【図８】従来の電子レンジの構成図を示し、（ａ）は側面断面図、（ｂ）は上面断面図。
【図９】従来の電子レンジの回路図。
【図１０】本発明の実施形態である電子レンジのサーミスタの異常温度検知のフローチャート。
【図１１】本発明の実施形態である電子レンジの特性グラフ。
【符号の説明】
１マグネトロン
２トランス
３導波管
４ファン
５送風ダクト
６ヒータ
７サーミスタ
８ドア
９制御部
１０加熱室
１１排気ダクト
１２絶対湿度センサー
１３取り付け板
１４ネジ
１５フイルム
１６マイコン
１７リレー
１８サーモスタット
１９増幅器
２０取り付け板
２１固定金具
２２リレー

Claims

本体にマグネトロンと、該マグネトロンを冷却するためのファンと、ヒータと、該ヒータによる加熱室の室内温度を検知する温度検知用のサーミスタと、これらを制御する制御手段とを備えた電子レンジにおいて、
前記制御手段は、前記加熱室の室内温度を前記温度検知用のサーミスタによる信号で検知し、予め設定された設定温度に基づいて室内温度を制御するとともに、前記マグネトロンによる加熱状態時の前記ファンの停止を、前記温度検知用のサーミスタによる信号で検知し、該マグネトロンの損傷を防止するため、加熱動作を停止するように前記マグネトロンを制御し、
前記温度検知用のサーミスタは、金属パイプに収納され、該金属パイプ部の一部を加熱室の室内に貫装し、他の金属パイプ部を取り付け板に固着し、該取り付け板を前記マグネトロンの継鉄に固着したことを特徴とする電子レンジ。
前記取り付け板は、加熱室外壁との間に、薄い熱伝導の悪い材料を挟んで、取り付けられていることを特徴とする請求項１記載の電子レンジ。
室内の食品から発生する水蒸気を検知するサーミスタ式の絶対湿度センサーにおいて、前記マグネトロンに近接した加熱室の一部にパンチングを設け、該パンチングを介して加熱室外壁に前記サーミスタ式の絶対湿度センサーを配置することで、前記マグネトロンによる加熱状態時の前記ファンの停止を、前記サーミスタ式の絶対湿度センサーによる信号で検知し、該マグネトロンの損傷を防止するため、加熱を停止するように制御することを特徴とする電子レンジ。
前記サーミスタ式の絶対湿度センサーは、前記取り付け板に固着し、該取り付け板を前記マグネトロンの継鉄に固着したことを特徴とする請求項３記載の電子レンジ。