JP3624538B2 - 加熱装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は冷凍食品の解凍等、マイクロ波を用いた食品大量加熱装置の操作性向上に関する。
【0002】
【従来の技術】
マイクロ波による食品加熱、特に冷凍食品の解凍はそのエネルギー効率の高さ、時間短縮および解凍品質の高さが認識され、近年食品工業に進出し始めている。USP−4453066号公報に開示されているウエイトデフロストと称する概念はその基本原理であり、食品の材質、形状、重量等に依って定められる加熱パターンでマイクロ波を照射するものである。従って個々の食品毎に最適加熱パターンを選択する必要があり、10種類の食品を扱う事業所であればその各々に対応した10の加熱パターンに切り換えられる解凍器が必要であり、別の10種類の食品を扱う事業所には別の10パターンが必要となる。
【0003】
各々の事業所に各々専用の機器を提供できればそれに越した事はないが必然的に価格が高くなる。機器の価格低減有力手段としては、ちょうど専用ICに対するマイクロプロセッサーの様に、マイクロ波供給部およびその制御部等共通部分は同一構成とし、これに自由に設定可能なソフト部分を設ける方法がある。この例として1000の加熱パターンを収納できる書換可能なICカードを外部から着脱自在とした解凍器NE−MW20が松下電器産業から発売されている。これを用いれば解凍の専門家が開発したソフト、加熱パターンを納めたICカードを購入し、各事業所で実施する事もできる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら食品工業に携わる事業所では一日に数百食から数千、時には数万食分の食品を調理する事が普通であり、大量調理に便利なコンベア式の装置が広く使われている状況である。たとえ高性能、低ランニングコストであっても電子レンジと同程度の容積でかつ同程度に煩雑な操作が必要な機器では操作のための人手が増えてしまい採用出来ないのである。
【0005】
具体例を示すと上記解凍器で一度に9個の冷凍食品が2分半で解凍できると仮定する。食品の出し入れと解凍器の操作に30秒かかると1サイクル3分必要となる。一日8時間稼働であれば8時間は480分であるから160サイクル、1440個しか解凍出来ない。実際にはもっと短時間でより大量に処理するのが一般的であるから解凍器の数を増やさざるを得ないが3分1サイクルで操作が30秒であるから6台まで増えると一人が完全につききりで操作しなけらばならず、さらにそれ以上12台までは二人必要であり、それ以上はさらに増員しなけらばならない。
【0006】
上記市販解凍器の1000の加熱パターンの中から特定のパターンを選択するためには3桁の数字を入力し、次にスタートキーを押すから都合4回のキー操作が必要である。本発明はこの安価な汎用機の4キー操作を省略する手段を提供し、人手を増やす事なくマイクロ波による優れた解凍を食品工業に広く普及せしめんとするものである。
【0007】
また付随する問題として扉の開閉操作も簡易化し、同時に扉を自動的に開ける手段を提供せんとするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
手段の説明に先立ち、次の前提を説明しておく。
【0009】
本発明は加熱器、例えば前記のNE−MW20に附加装置を取付たものである。この加熱器は1000の加熱パターンの中から任意の一つを選択し、それに従ってマイクロ波を照射するものである。具体的には中トロの冷凍寿司9個を解凍する場合を例に取る。理想的に解凍するソフトつまり加熱パターンがICカードの例えば153番に収納されており、加熱器操作部のキーを1キー、5キー、3キーおよびスタートキーの順に押すと上記加熱パターンどおりに2分30秒間解凍動作を行うものと仮定する。
【0010】
さて、上記課題を解決するため本発明は次の構成を取るものである。
加熱器が有する複数の操作キーを押す自動キーイン機構は、前記加熱器の複数の前記操作キーの各々に対向し、前記操作キーに当たる位置へ可動自在な状態で設けられた複数の可動レバーと、この各々の可動レバーを操作キー方向へ動かすソレノイドまたはサーボモータからなる第1駆動部と、これとは反対方向へ付勢するバネ等の復元手段とを有し、前記加熱器の扉を開ける自動扉開成機構は、扉開成レバーと、前記扉開成レバーを駆動するソレノイドまたはサーボモータからなる第2駆動部と、前記扉の開閉を検出する検出手段とを有し、前記自動キーイン機構と前記自動扉開成機構を制御する制御器は、前記自動キーイン機構の前記可動レバーが前記操作キーを押す順序の任意の一つおよび前記第2駆動部に通電する時間を記憶する記憶手段を備え、前記検出手段が前記扉を閉じたことを検出した場合は、前記自動キーイン機構に含まれる第1駆動部に通電を行うことにより、前記記憶手段に記憶された順序に従って前記可動レバーは前記操作キーを押すとともに、前記記憶手段に記憶された前記第2駆動部に通電する時間に前記第2駆動部に通電を行い、前記扉開成レバーを駆動する構成である。
【0011】
キーを押す順序として1キー、5キー、3キーおよびスタートキーの順を制御部に予め記憶させ、また第2駆動部である扉開成レバー用ソレノイドに通電する時間として2分32秒を記憶させておく。冷凍寿司9個を加熱器の中に入れ、扉を閉じると扉信号スイッチが閉成を検出し制御部に伝える。制御部は扉閉成により駆動部への通電を開始しその順序は予め記憶している1、5、3、スタートの順である。各々のレバーはバネ等の復元手段でキーと反対方向へ付勢されているから通常はキーから離れているが、ソレノイド等の駆動部が通電されるとレバーはキー方向へ動きキーを押す。記憶している通電順序が1、5、3、スタートの順であるからキーはこの順序で押され、加熱器は153番に収納されていた理想的に解凍する加熱パターンでマイクロ波を照射する。2分30秒後には解凍が終了し、さらに2秒後には扉開成レバー用ソレノイドに通電されるので扉開成レバーが動き、これを扉に伝達する手段を経て扉に伝わり、扉が開く。寿司を取り出し、新たな冷凍寿司を加熱器内にいれ再び扉を閉じると同様の動作を繰り返す。つまり作業者は寿司の出し入れと再び扉を閉じる動作のみ行えば良く、キーを押す作業および扉を開ける作業が省略できる。
【0012】
【発明の実施の形態】
加熱器が有する複数の操作キーを押す自動キーイン機構は、前記加熱器の複数の前記操作キーの各々に対向し、前記操作キーに当たる位置へ可動自在な状態で設けられた複数の可動レバーと、この各々の可動レバーを操作キー方向へ動かすソレノイドまたはサーボモータからなる第1駆動部と、これとは反対方向へ付勢するバネ等の復元手段とを有し、前記加熱器の扉を開ける自動扉開成機構は、扉開成レバーと、前記扉開成レバーを駆動するソレノイドまたはサーボモータからなる第2駆動部と、前記扉の開閉を検出する検出手段とを有し、前記自動キーイン機構と前記自動扉開成機構を制御する制御器は、前記自動キーイン機構の前記可動レバーが前記操作キーを押す順序の任意の一つおよび前記第2駆動部に通電する時間を記憶する記憶手段を備え、前記検出手段が前記扉を閉じたことを検出した場合は、前記自動キーイン機構に含まれる第1駆動部に通電を行うことにより、前記記憶手段に記憶された順序に従って前記可動レバーは前記操作キーを押すとともに、前記記憶手段に記憶された前記第2駆動部に通電する時間に前記第2駆動部に通電を行い、前記扉開成レバーを駆動する構成である。
【0013】
加熱器としては市販の例えば松下電器製NE−MW20を用い、この正面上部に並んだ操作キーの各々に対向かう位置に板金製L字型のレバーを並べ、各々にソレノイドとバネを取付け、ソレノイドに通電した時は前記操作キーを押す状態に、通常はキーから離れる位置にくるべく調節する。自動扉開成機構は板金製J字型の扉開成レバーの中心部に穴を開け、これを金属製の支点で止め、回動自在にし、J字型の下端は加熱器の扉に固定された受金具に当たる位置にし、他端は扉開成ソレノイドに接続する。制御器としては例えばOMRON製シーケンサー、SYSMAC C40Hを用い、図5に示す接続を行う。
【0014】
以下本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
【0015】
図2は加熱器1、すなわち市販のマイクロ波解凍器NE−MW20の外観を示す正面、側面および平面図である。上面および側面は金属製ボディ2で囲われ、右側面にはICカード出入り口3および固定用つまみ4が見える。正面には扉5があり左側はヒンジで固定され、右側に把手6が設けられ、把手を手前に引けば扉5が開く構造である。その上部に操作部7が描かれ、操作部の左には表示部8があり、中央から右にかけて1、2、3、・・・9および0の10個の数字キー9と、右端にはスタートキー10とが横一列に並んでいる。正面扉の下部には吸気部11があり、排気部12は側面および平面に描かれている。
【0016】
図1はこの市販の加熱器に自動キーイン機構13と自動扉開成機構14とを取り付けた本発明の加熱器の正面、側面および平面図である。自動キーイン機構13は市販の加熱器の上面に固定され、11本のキーインレバー15−1、15−2、・・・、15−9、15−0および15−Sを備え、各々のキーインレバーの先端は前記操作部11の10個の数字キーとスタートキーに対向する。サフィックスの数字は対向するキーの数字と一致し、例えば15−8は数字8キーに対向する。サフィックスSはスタートキーと対向する。各々のキーインレバーの他端(終端)には各々ソレノイド16−1、16−2、・・・、16−0および16−Sのアクチュエーターに接続され、サフィックスは同一数字キーと対応し、Sはスタートキーに対応する。
【0017】
扉5の右側面および把手6の右側部分には板金製Z字型の受金具17の固定部17aが固定される。自動扉開成機構14は加熱器の右側面に固定され、そこに取り付けられた扉開成レバー18および扉信号スイッチ19とがこの受金具17の受け部17bに対向する。扉開成レバー18は支点20を中心に回動自在に固定され、他端には扉開成ソレノイド21のアクチュエーターに接続される。
【0018】
図3は自動キーイン機構13の平面図および右側面図である。平面図に於いてキーインレバー15は細長い板金製のL字形状であり、先端に小さな円筒形状のゴム22を固定する。11本は上から順に1、2、3と並ぶが、奇数番目は短く、偶数番目は長くし、終端に接続される11個のソレノイド16を2列に配置し、隣接するソレノイドが当たらないようにする。シャーシ23は大きなL字状の板金であり、垂直な短辺には11個の角穴を開けて前記キーインレバー15を貫通させる。同一の11個の角穴が開けられたL字状板金製の中間支持金具24は同様にキーインレバー15を貫通させ、シャーシ23のはぼ中心部に固定する。キーインレバー15には中間支持金具24とソレノイド16とで挟まれる区間に二つの丸穴を開け、平面図に於いて左側の丸穴には一対のビスとナット25を締め付け、抜け防止とする。右側の丸穴には長いビス26と二つのナット27とで固定し、長いビス26には引っ張りバネ28の一端を引っかける。引っ張りバネ28の他端は前記中間支持金具24に引っかける。バネの縮む方向とキーインソレノイドの吸引方向とは互いに逆方向である。平面図に於いて最も上に描かれたキーインレバー15−1は、ソレノイド16−1が通電されアクチュエーターが吸引されキーインレバー15−1が引っ張りバネ28をさらに引き伸ばし移動した状態、その下のキーインレバー15−2から15−Sまでは通電されてなく、引っ張りバネ28で引っ張られ一対のビスとナット25が中間支持金具24に当たる事により平衡を保っている状態である。
【0019】
図4は自動扉開成機構14および受金具17の正面図および側面図である。扉信号スイッチ19のアクチュエーターは前記受金具17の受け部17bに当接し、扉5が閉じられている時には押し込まれ扉信号スイッチ19はON状態となる。扉開成レバー18は下端がJ字型形状であり、支点20の上部でZ字型に折れ曲がり終端は前述の扉開成ソレノイド21に接続される。扉5が閉じられた状態では扉開成レバー18は実線で描かれた位置にあり、ソレノイド21が通電された状態では一点鎖線で描かれた位置に回動する。この状態では受金具17も一点鎖線で描かれた位置に移動する。
【0020】
図5は制御器29として市販のシーケンサーを用い11個のソレノイド16と扉開成ソレノイド21とを順次通電する接続図であり、MM1はメモリースイッチで、上部の平行二線は接点、下部の円はその入力部である。LS1およびLS2はリミットスイッチであり、LS1はシーケンサーの起動スイッチ、LS2は前記扉信号スイッチ19である。TR1からTR9およびTRAはタイマーであり、円が入力部、接点記号には二つの小丸から離して描かれた常開接点と、二つの小丸に接して描かれた常閉接点とがある。タイマーは0.1秒単位で時間設定可能であり、入力部にDC24Vが通電されてから設定時間後に常開接点は閉じ、常閉接点は開く。通電時はその状態を保ち、入力部の通電が断たれるとリセットつまり初期状態に戻る。SOL1はソレノイド16−1、SOL5はソレノイド16−5、同様にSOL3がソレノイド16−3、SOLSはソレノイド16−S、そしてSOLOは扉開成ソレノイド21である。
【0021】
メモリースイッチMM1は入力部に通電開始直後にその接点を閉じ、設定時間の間閉じ続ける。本実施例では2時間を設定した。タイマーTR1は2秒、TR2、TR4、TR6、TR8は全て0.5秒に設定、TR3、TR5、TR7、およびTRAは1秒に設定し、TR9は加熱時間プラスアルファとして2分32秒に設定した。シーケンサーそのものは広く市販されているので図示しない。
【0022】
図6は制御器29としてパソコンあるいはマイコンを用いて制御する例の制御フローである。上記市販の解凍器NE−MW20を始め既存の電子レンジはマイコンを用いて多数のリレーを制御しており制御回路は公知であり、またパソコンには一般にソレノイド等を駆動する機能を備えてないが、これらの機能を持つパソコン周辺装置は多数市販されているのでここでは記載を省略し、制御フローのみの説明を述べる。
【0023】
上記実施例の作用を説明する。まず最初に解凍器の加熱室内に冷凍寿司9個をいれ、扉5を閉じ、図5に描かれたシーケンサーの起動スイッチLS1を投入する。扉に固定された受金具17の受け部17bが扉信号スイッチ19のアクチュエーターを押すので扉信号スイッチつまり図5のLS2の接点は閉じられている。従ってタイマーTR1にDC24Vが加わる。2秒後に常開接点TR1が閉じ、常閉接点TR2を介してSOL1つまりソレノイド16−1に24Vが印加される。ソレノイドはアクチュエーターを吸引するからこれに接続されているキーインレバー15−1が移動する。キーインレバー15−1は解凍器操作部の入力キー、数字の1に対向する位置に設けられているから移動に伴い先端に固定された円筒形状のゴム22が数字キー1を押す。
【0024】
常開接点TR1が閉じるとSOL1と同時にタイマーTR2にも通電されるから設定時間、0.5秒後には常閉接点TR2が開き、SOL1つまりソレノイド15−1への通電が断たれるから引っ張りバネ28に引かれキーインレバー15−1は元の位置へ戻る。従って解凍器のキーは0.5秒間押されている。常開接点TR2も同時に閉じ、タイマーTR3に通電される。その設定時間1秒後に常開接点TR3が閉じ、タイマーTR4に通電されるとともに常閉接点TR3を介してSOL5つまりソレノイド16−5にも通電される。従ってキーインレバー15−5が移動し、解凍器操作部の数字キー5が押され、TR4の設定時間0.5秒後に元に戻る。以後同様に進み数字キー3、続いてスタートキーが押されるとともにタイマーTR9にも通電される。
【0025】
解凍器はICカードの153番に収納されていた中とろの冷凍寿司9個を理想的に解凍する加熱パターンで動作し、2分30秒後に終了音を発して加熱を終える。タイマーTR9は2分32秒の設定であるからその2秒後にその常開接点TR9を閉じ、その結果常閉接点TRAを介してSOLOつまり扉開成ソレノイド21に通電され、同時にタイマーTRAおよびメモリーMM1が通電される。扉開成ソレノイド21のアクチュアーターが吸引されるとこれに接続された扉開成レバー18が支点20を中心として図4の一点鎖線の位置まで回動し、そのJ字型形状の下端が受金具17の受け部17bを押し、受金具17が固定された扉5が開く。この時扉信号スイッチ19のアクチュエーターが元の位置まで戻るので扉信号スイッチ19つまり図5のLS2の接点が開き、タイマーTR1の通電が断たれ、常開接点TR1が開く。この結果タイマーTR2、タイマーTR3、と順次進みTR9さらにはTRAまで通電が断たれる。TR9の常開接点が開く結果、SOLOつまり扉開成ソレノイド21は通電が断たれ、アクチュアーターおよび扉開成レバー18は実線の位置まで戻る。
【0026】
扉5が開かれている時に解凍済みの寿司を取り出し、新たに冷凍寿司9個を入れ、再び扉5を閉じると扉信号スイッチ19のアクチュエーターが押し込まれ従って接点が閉じられる。起動スイッチLS1は開かれたままであるがこれと並列に接続されたメモリースイッチの接点MM1が2時間閉じているので再びタイマーTR1に通電され、以降同一の動作を繰り返す。メモリースイッチの接点MM1が閉じている2時間は冷凍食品の出し入れと扉を閉じる作業のみで何度でも繰り返せる訳である。
【0027】
次にパソコンを用いた場合の操作を図6を用いて説明する。マイコンを用いた場合は多少異なるが本質的には同じであるので省略する。スタートつまりパソコンを始動すると第一ステップは画面に1番目に押すキーが何か問い合わせが表示される。本実施例では数字の1であるから1を入力し、パソコン内部のメモリーにA=1として記憶され、同時に画面上にA=1が表示される。次のステップは同じ手順で2番目に押すキーとして数字の5を入力するとB=5となり、同様にして次ぎのステップで3番目のキーを入力し、C=3が記憶される。次のステップでは加熱時間の問い合わせがあり2分30秒を入力、CT=150が記憶される。次ぎのステップでは画面上に表示されたA=1、B=5、C=3およびCT=150の設定が正しいが否かの問い合わせがあり、Noの場合は第一ステップに戻り、Yesの場合は起動スイッチ待ちのステップへ進む。起動スイッチとして例えばリターンキーを当てる。これが押されたら次ぎのステップへ進みドア割り込みを開始する。以降パソコンがどんなステップを実行中であってもドアつまり扉5が開けられると扉信号スイッチ19の接点が開かれるからこの信号により瞬時にこのステップへ戻る。
【0028】
次いで全ソレノイドをOFFし、次ぎのステップで時間カウンターに0を入れる。これ以降時間カウンターは時間をカウントし続ける。次のステップではドアスイッチが閉じられている事を確認し、開かれている場合はNo側に進み全ソレノイドOFFのステップまで戻る。閉じられている場合はYes側、次のステップに進む。2秒経過後、次のステップ、Aとして記憶されていた番号のソレノイドをONし、次のステップではさらに0.5秒経過を待ち、カウンターの時間が2.5秒になるとAソレノイドをOFFするステップに進む。次のステップではさらに1秒経過を待ち、カウンターが3.5秒になった時点でBソレノイドをONする。同様に進み、時間4秒でBソレノイドをOFF、4.5秒後にCソレノイドをON、5秒後にCソレノイドをOFF、6秒後にはスタートキーに対応したソレノイド、SソレノイドをON、6.5秒後にはSソレノイドをOFFする。これにより解凍器はA、B、C各々のソレノイドにより順に押されたキーつまり1、5、3番目のパターンで加熱を開始し、2分30秒後に加熱を終了する。その間パソコンはCTプラス8秒後、時間カウンターの158秒到達を待つ。8マイナス6.5は2.5であるから解凍器の加熱終了後2.5秒の時点となる。次のステップに進みDソレノイド、すなわち扉開成ソレノイド21がONされ、次のステップでは1秒経過を待ち、DソレノイドをOFFした後に全ソレノイドOFFステップへ戻り再び時間カウンターを0に戻すステップ以降に進む。Dソレノイドを1秒間ONする事により解凍器の扉5が開くからこの間に冷凍寿司を出し入れし、再度扉を閉じれば加熱を何度でも繰り返す。
【0029】
シーケンサーによる制御であれ、パソコンによる方法であれ、どちらの方法でも同様の動作を行い、その間作業者は食品の出し入れおよびそれに続く扉を閉める作業のみを行えば良く、1000の加熱パターンの中から一つを選択するキー操作、スタートキー操作および扉を開ける操作は全て自動的に行われる。
【0030】
以上述べた如く市販の加熱器(解凍器)1に自動キーイン機構13、自動扉開成機構14および制御器29を設ける事によりキー操作が省略され、大量加熱の為に解凍器を6台、8台等多数用いても作業者を増やさずに作業する事ができる。
【0031】
なお加熱器1として1000の加熱パターンを搭載可能な市販の解凍器NE−MW20を用いたがキー操作が省略できる効果は他の加熱器であっても発揮できる。要はスタートキー等のキー操作が必要な加熱器が要件である。キーインレバー15は直線運動方式、扉開成レバー18として回転運動方式を採用したがこれは逆であっても構成可能である。駆動部16および21としてソレノイドを用いたがサーボモーター等でも駆動は可能である。扉開成レバー18の動きを扉5に伝える手段として受け金具17を用いたが必ずしも必要ではなく、例えば扉開成レバー18で直接扉5を押す構成も可能である。扉信号スイッチ19としてマイクロスイッチを描いたが、扉の開閉を検出する手段としては種々の方法がある事は電子レンジ業者には良く知られており、光や磁力等の反応素子等をもちいても構成可能である。
【0032】
また制御器29として市販のシーケンサーを用いた例では、複数の可動レバーを押す順序の任意の一つを記憶する手段、が何を指すのか若干不明瞭であるが、SOL1としてソレノイド16−1を、SOL2としてソレノイド16−2に接続をする事が順序を記憶させる事となる。
【0033】
【発明の効果】
以上述べた様に本発明の加熱装置を用いれば多数の安価な汎用加熱器がキー操作および扉を開く操作無しに使用できるので人手を最小限にとどめ高効率、高品質なマイクロ波加熱が利用可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)本発明の一実施例の加熱装置の正面図
(b)同加熱装置の側面図
(c)同加熱装置の平面図
【図2】(a)本発明の一部として採用した従来の加熱器の正面図
(b)同加熱装置の側面図
(c)同加熱装置の平面図
【図3】(a)本発明の自動キーイン機構の平面図
(b)同自動キーイン機構の側面図
【図4】(a)本発明の自動扉開成機構の正面図
(b)同自動扉開成機構の側面図
【図5】本発明の制御器29のシーケンサーの接続図
【図6】本発明の制御器29の他の実施例のプログラムフロー図
【符号の説明】
1 加熱器
5 扉
7 操作部
9 操作キー(数字キー)
10 操作キー(スタートキー)
13 自動キーイン機構
14 自動扉開成機構
15 可動レバー(キーインレバー)
16 駆動部(ソレノイド)
17 伝達手段(受け金具)
18 扉開成レバー
19 扉開閉検出手段(扉信号スイッチ)
21 駆動部(扉開成ソレノイド)
28 復元手段(引っ張りバネ)
29 制御器
Claims (1)
- 加熱器が有する複数の操作キーを押す自動キーイン機構は、前記加熱器の複数の前記操作キーの各々に対向し、前記操作キーに当たる位置へ可動自在な状態で設けられた複数の可動レバーと、この各々の可動レバーを操作キー方向へ動かすソレノイドまたはサーボモータからなる第1駆動部と、これとは反対方向へ付勢するバネ等の復元手段とを有し、
前記加熱器の扉を開ける自動扉開成機構は、扉開成レバーと、前記扉開成レバーを駆動するソレノイドまたはサーボモータからなる第2駆動部と、前記扉の開閉を検出する検出手段とを有し、
前記自動キーイン機構と前記自動扉開成機構を制御する制御器は、前記自動キーイン機構の前記可動レバーが前記操作キーを押す順序の任意の一つおよび前記第2駆動部に通電する時間を記憶する記憶手段を備え、前記検出手段が前記扉を閉じたことを検出した場合は、前記自動キーイン機構に含まれる第1駆動部に通電を行うことにより、前記記憶手段に記憶された順序に従って前記可動レバーは前記操作キーを押すとともに、前記記憶手段に記憶された前記第2駆動部に通電する時間に前記第2駆動部に通電を行い、前記扉開成レバーを駆動することを特徴とする加熱装置。
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