JP3654286B2

JP3654286B2 - 加熱調理器

Info

Publication number: JP3654286B2
Application number: JP2002374395A
Authority: JP
Inventors: 博久今井; 実紀森口
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2002-12-25
Filing date: 2002-12-25
Publication date: 2005-06-02
Anticipated expiration: 2017-01-31
Also published as: JP2003176917A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は非接触で対象物の温度を検出する温度検出器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来この種の温度検出器は、特開平６−２０１１３７号公報に示すようなものが一般的であった。以下、図１０を参照にしながら説明する。図１０は従来例の加熱調理器の構成ブロック図である。調理室１内に食品２を載せるための回転台３があり、食品２は調理手段の例えばマグネトロン４で加熱する。５は複数の赤外線センサを１次元アレイ配列した食品温度検出手段であり、回転台３の半径部分を覆うように均等分割し（図では５分割）各領域内の温度を同時並列して測定するものである。この食品温度検出手段５は、回転台３の中心点と端点の中間点上方に位置する調理室１の天井面付近に固定されており、開口窓を介して食品２、回転台３あるいは調理室１の壁面から放射される熱エネルギーを分割された各領域毎独立して非接触に検出し温度に換算する。また調理手段４で食品２を加熱調理している間は、回転台３は一定方向に一定周期で回転し続けるが、回転台３が一定角度進むごと（すなわち一定時間ごと）に食品温度検出手段５は各領域ごとの温度を検出する。
【０００３】
６は判定手段で食品温度検出手段７から伝えられた各領域ごとの温度情報を回転台３の回転位置に対応して記憶しておき回転台３が１周するごと１画面分の２次元熱画像情報として扱い、食品２の抽出、食品２の加熱ムラを判定する。この判定手段６の出力に基づき制御手段７は調理手段４を制御する。
【０００４】
また同公報に示される第２の従来例を図１１を用いて説明する。図１１は第２の従来例の加熱調理器の構成ブロック図である。前記した第一の従来例と異なるのは食品温度検出手段５が１素子の赤外線センサからなる点と、食品温度検出手段５に温度検出位置を変更する駆動手段８が接続され、この駆動手段８が食品２を横切るように温度検出手段５を移動させ往復走査することで２次元熱画像情報を得る点にある。駆動手段８は例えばステッピングモータで構成され、タイミングベルトを介して食品温度検出手段５に接続されている。
【０００５】
食品温度検出手段５は回転台３の中心点と端点の中間点上方に位置する調理室１の天井面付近に取り付けられ駆動手段８により温度検出位置が回転台３の半径部分を覆うように周期的に一定角度分往復回転運動しつつ、一定時間毎に開口窓を介して視野に入る食品２、回転台３あるいは調理室１の壁面から放射される熱エネルギーを非接触に検出し温度換算する。
【０００６】
【特許文献１】
特開平６−２０１１３７号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記第１の従来例に示した加熱調理器では複数の赤外線センサの特性を合わせるために繁雑な作業を伴うという課題を有する。即ち、入射する赤外線エネルギー量に対する電気的出力量の特性を一定に管理して製造することは、一般に非常に困難なことで数十％以上のばらつきがある。そのために赤外線センサの出力を増幅する増幅回路を設け、その増幅率を調整することにより、入射する赤外線エネルギー量に対する増幅回路の出力量を一定に管理するという方法を採る。上記第１の従来例では複数の赤外線センサそれぞれに増幅回路を設け、それぞれを調整しなければならず、繁雑な作業を伴う。
【０００８】
上記第２の従来例の場合には、赤外線センサは１素子であり赤外線センサの特性を合わせる点では有利であるが、検出位置がずれる危険性があるという課題を有する。例えばステッピングモータに位置を管理しながらパルス出力をしていても、正規のパルス以外のノイズにより、管理外の駆動をする場合がある。特にマグネトロンのように加熱源として高周波を使用している場合には、ノイズの影響を受けやすい。またベルトのような駆動伝達機構ではその摩擦抵抗により空回りが発生する場合もあり、検出位置がずれる可能性もある。これらの位置ずれは個々には大した影響でもないが、長期間使用するとこれらの位置ずれが積み重なり、検出位置が設計した検出範囲から大きく逸脱してしまう可能性もある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するために、食品を加熱する加熱手段と、非接触で温度を検出する温度検出手段と、前記食品とその周辺の温度分布を検出するために前記温度検出手段を駆動する駆動制御手段と、検出した温度分布に基づき前記加熱手段を制御する加熱制御手段を有し、駆動制御手段は温度分布を検出するための分布検出駆動手段と、位置合わせを行うための位置合わせ駆動手段と、前記分布検出駆動手段と前記位置合わせ駆動手段を切り替える切替手段と食品を収納する調理室と、突起部と、前記温度検出手段が前記調理室内を臨まない位置にある場合に前記突起部によって押されるスイッチとを有し、前記位置合わせ駆動手段は、前記スイッチによる位置合わせ確認信号を入力することにより、位置合わせができたことを確認するスイッチ確認手段を有し、前記位置合わせ駆動手段は、前記スイッチ確認手段が位置合わせ確認信号を入力するまで前記温度検出手段を駆動させ、位置合わせは前記温度検出手段が前記調理室内を臨まない位置で行う構成とした。
【００１０】
上記発明によれば、位置合わせ駆動手段により温度検出手段を駆動して位置合わせを行い、分布検出駆動手段により温度検出手段を駆動して食品とその周辺の温度分布を検出し、検出した温度分布に基づき加熱制御手段が加熱手段を制御して食品を加熱し、切替手段が温度検出手段の駆動を位置合わせ駆動手段と分布検出手段とに切り替えるので、温度検出手段は１個で済み特性を合わせる作業は簡易で、また、温度検出位置の位置ずれも起こさず正確な温度分布を検出できる。また、前記位置合わせ駆動手段は、前記スイッチ確認手段が位置合わせ確認信号を入力するまで前記温度検出手段を駆動させ、位置合わせは前記温度検出手段が前記調理室内を臨まない位置で行うので、調理室からの不要な汚れなどの付着を低減できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明は、非接触で温度を検出する温度検出手段と、前記食品とその周辺の温度分布を検出するために前記温度検出手段を駆動する駆動制御手段と、検出した温度分布に基づき前記加熱手段を制御する加熱制御手段を有し、駆動制御手段は温度分布を検出するための分布検出駆動手段と、位置合わせを行うための位置合わせ駆動手段と、前記分布検出駆動手段と前記位置合わせ駆動手段を切り替える切替手段を有し、前記切替手段は電源投入時に前記位置合わせ駆動手段を動作させる電源投入判断手段を有するものである。
【００１２】
そして、位置合わせ駆動手段により温度検出手段を駆動して位置合わせを行い、分布検出駆動手段により温度検出手段を駆動して食品とその周辺の温度分布を検出し、検出した温度分布に基づき加熱制御手段が加熱手段を制御して食品を加熱し、切替手段が温度検出手段の駆動を位置合わせ駆動手段と分布検出手段とに切り替えるので、温度検出手段は１個で済み特性を合わせる作業は簡易で、また、温度検出位置の位置ずれも起こさず正確な温度分布を検出できる。
【００１３】
また、位置合わせ駆動手段は、スイッチ確認手段が位置合わせ確認信号を入力するまで温度検出手段を駆動させ、位置合わせは温度検出手段が前記調理室内を臨まない位置で行うので、調理室からの不要な汚れなどの付着を低減できる。
【００１４】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面を参照しながら説明する。
【００１５】
（実施例１）
図１は本発明の実施例１の構成断面図である。また図２は同実施例の温度検出手段の要部断面図である。また図３は同実施例の温度検出手段の駆動状態を示すイメージ図である。また図４は同実施例の構成ブロック図である。また図５は同実施例の動作を示すフローチャートである。なお、従来例と同一構成のものは同一符号を付す。
【００１６】
調理室１内に食品２を収納し、加熱手段であるマグネトロン４で食品２を加熱する。３は食品２、皿９を載置するターンテーブルであり、ターンテーブル３はターンテーブルモータ１０で一定周期で回転する。このターンテーブルモータ１０の回転中心は調理室１の底面のほぼ中央にある。５は温度検出手段で非接触で温度を検出する赤外線センサにより構成し、調理室１の天井面に光路を確保するための開口１１を設け、その開口１１近傍には電波が調理室１外部に漏れないようにチョーク構造を形成している。チョーク構造は２種の板金１２ａと１２ｂで構成していて、１２ａは光路を形成するもので開口１１に広がりを持った筒状の金属部品で調理室１の天井面に密接し、１２ｂは小孔１３を持った箱状の金属部品で板金１２ａを覆い調理室１の天井面に密接している。このチョーク構造１２ａ、１２ｂにより調理室１内から赤外線は小孔１３より外部に出るが、調理室１内の電波は遮断されほとんど外部に漏れない。図１において寸法Ｌをλ／４に設計する、即ち周波数が２．４５ＧＨｚであれば３０ｍｍにすることで、小孔１３でインピーダンスが無限大となり電波の遮断効果は最も大きい。また寸法Ｌを半分の１５ｍｍにすると調理室１の天井面の開口１１でインピーダンス無限大となり同様に電波の遮断効果は大きく、小型化できる効果がある。
【００１７】
１４は赤外線センサ５を駆動する駆動手段でありステッピングモータで構成していて、図１中破線で示す範囲を往復走査して、温度検出位置を移動する。温度検出位置の移動範囲はターンテーブル３の半径方向て直線的に移動するもので、この往復走査とターンテーブル３の回転の組み合わせで２次元温度分布を検出することができる。１５は制御手段で赤外線センサ５より得られる２次元温度分布を基にマグネトロン４を制御するほか、ステッピングモータ１４の駆動を制御する。
【００１８】
図２により赤外線センサ５を往復走査する駆動手段１４について説明する。図２において赤外線センサ５は焦電型で入光する赤外線量の変化分、即ち視野となる位置の温度の変化量に相関を持った出力をするものである。赤外線センサ５は固定部材１６内部に固定し、固定部材１６に取り付けたレンズ１７を通して視野を絞って狭い範囲の温度を検出している。レンズ１７はフレネルレンズで赤外線の透過する材料で構成している。ステッピングモータ１４は第１の回転軸１８を回転の中心として小歯車１９とチョッパ２０を回転する。
【００１９】
チョッパ２０はスリットを形成していて赤外線センサ５に至る光路を開閉しながら回転する。この開閉動作により赤外線センサ５はチョッパ２０と調理室１内の視野部分との温度差に相関を持った出力をすることになる。小歯車１９は大歯車２１と接し大歯車２１には第２の回転軸２２を取り付け、第２の回転軸２２は受け部２３により回転自在に取り付けている。また、第２の回転軸２２にプリント基板２４を取り付け、このプリント基板２４に赤外線センサ５、スイッチ２５の他、増幅回路等の電子回路（図示せず）を取り付けている。これらは赤外線の光路となる位置に小孔２６を持った金属ケース２７に収納し、金属蓋２８で覆い、図１に示す調理室１の天井面またはチョーク構造１２ｂに固定している。
【００２０】
また金属ケース２７には突起部２９を設けていて、突起部２９の位置にスイッチ２５が存在するときに突起部２９によりスイッチ２５を押して位置確認できる。図３により赤外線センサ５、スイッチ２５、小孔２６と突起部２９の位置関係を示す。（ａ）は温度検出位置が調理室１の底面中央になる場合で、（ｂ）は温度検出位置が調理室１の底面周囲箇所になる場合、即ち（ａ）と（ｂ）はそれぞれ温度検出位置が温度検出範囲の端点となる場合を示していて、この範囲の往復走査を繰り返して調理室１底面の温度分布を検出するのである。（ｃ）は温度検出範囲端点の（ｂ）から更に時計方向に回転した位置で温度検出位置は金属ケース２７の内壁面になり、調理室１内部を臨まない位置である。このときスイッチ２５は突起部２９と位置が重なり押されることになる。この（ｃ）の状態で赤外線センサの位置合わせを行うことになる。
【００２１】
図４により制御手段１５の構成を説明する。制御手段１５は加熱制御手段３０と駆動制御手段３１より成る。加熱制御手段３０は温度検出手段である赤外線センサ５より得られる２次元温度分布を基に加熱手段であるマグネトロン４を制御する。加熱制御手段３０は例えば赤外線センサ５より得られた２次元温度分布の内、最高温度が所定温度を超えると調理完了としてマグネトロン４を停止する。
【００２２】
これは加熱開始の初期段階以外では、最高温度の箇所は皿９や調理室１の底面ではなく食品２の一部である。食品２の最高温度を検出して加熱を停止することで、部分的な過剰加熱を発生させず加熱を完了できる。
【００２３】
駆動制御手段３１は分布検出駆動手段３２、位置合わせ駆動手段３３、加熱初期駆動手段３４の３種類の駆動手段と、３種類の駆動手段から一つの駆動手段を選択し切り替える切替手段３５より成る。分布検出駆動手段３２は図３に示す（ａ）の状態と（ｂ）の状態の範囲を往復走査する駆動手段である。位置合わせ駆動手段３３はスイッチ確認手段３６を有し、図３に示す（ｃ）の状態まで時計方向に駆動する駆動手段であり、スイッチ確認手段３６によりスイッチ２５の信号を入力として位置合わせができたことを確認する。加熱初期駆動手段３４は加熱開始時に図３に示す（ｃ）の状態から（ｂ）の状態まで戻すために反時計方向に所定量だけ駆動する駆動手段である。
【００２４】
切替手段３５は３種類の駆動手段から一つの駆動手段を選択しステッピングモータ１４を駆動する。切替手段３５には加熱停止判断手段３７があり、加熱停止判断手段３７の判断により加熱中は分布検出駆動手段３２でステッピングモータ１４を駆動し、停止中は位置合わせ駆動手段３３で駆動し、停止状態から加熱状態に移行する最初には加熱初期駆動手段３４で駆動する。加熱停止判断手段３７には使用者が操作する加熱スタートスイッチ３８から加熱開始を判断し、加熱制御手段３０からの入力で加熱完了を判断し、加熱開始と加熱完了から加熱中か停止中を判断するのである。
【００２５】
図５に基づき具体的な制御動作について説明する。加熱停止判断手段３７の判断により停止中であり、また使用者がスタートスイッチ３８を押していなければ、スイッチ確認手段３６により位置合わせがされているかを確認する。位置合わせがされていなければスイッチ２５から位置合わせ確認信号が入るまで位置合わせ駆動手段３３によりステッピングモータ１４にパルスを送り駆動する。停止中は常に位置合わせ確認信号が入力されているかを確認し、入力されていればステッピングモータ１４を駆動しない。このとき赤外線センサ５は図３の（ｃ）の状態で停止している。
【００２６】
使用者が加熱スタートスイッチ３８を押すと、加熱初期駆動手段３４でまず検出位置端点までステッピングモータ１４に所定数のパルスを送り駆動する。即ち図３の（ｃ）の状態から（ｂ）の状態にする。そしてマグネトロン４により食品２を加熱する。加熱中は分布検出駆動手段３２でステッピングモータ１４を駆動し、赤外線センサ５は図３の（ａ）から（ｂ）の範囲を往復走査し温度分布を検出する。その温度分布を基に加熱制御手段３０が加熱完了を判定し、加熱完了となれば加熱を停止する。加熱停止となれば再びスイッチ確認手段３６がスイッチ２５による位置合わせ確認信号を入力するまで位置合わせ駆動手段３３でステッピングモータを駆動するのである。
【００２７】
以上の説明で、位置合わせを行う位置を温度分布を検出する範囲外とした、即ち図３の（ａ）から（ｂ）の範囲でなく別の（ｃ）の状態としたことにより、スイッチ２５の押される回数を低減し耐久性を確保している。また、位置合わせを行うときに赤外線センサ５は金属ケース２７の内壁面を臨む位置として、調理室１を臨まない位置としたことにより、調理室１からの不要な汚れなどの付着を低減できる。例えば所定の加熱手段であるマグネトロン４以外の加熱手段としてヒータにより加熱するオーブン調理などを行う様な場合には、加熱停止判断手段３６が所定の加熱手段による加熱は停止と判断すれば図３の（ｃ）の状態を保持でき、調理室１からの汚れの付着を低減できる。オーブン調理は一般に高温に加熱する場合が多く、油脂等の飛沫が多いので効果は大きい。
【００２８】
（実施例２）
次に本発明の実施例２を図６〜図９を参照しながら説明する。図６は本発明の第２の実施例の温度検出手段の要部断面図である。また図７は同実施例の温度検出手段の駆動状態を示すイメージ図である。また図８は同実施例の構成ブロック図である。また図９は同実施例の動作を示すフローチャートである。なお、前記した第１の実施例と同一構成のものは同一符号を付し説明を省略する。
【００２９】
図６においてプリント基板２４には赤外線センサ５、増幅回路等の電子回路（図示せず）と、当接部３９を取り付けている。また金属ケース２７にはストッパ４０を設けていて、当接部３９がストッパ４０に当接した状態ではそれ以上はステッピングモータはロック又は空回りして赤外線センサ５は動かない構成である。図７により赤外線センサ５、当接部３９、小孔２６とストッパ４０の位置関係を示す。（ａ）と（ｂ）はそれぞれ温度検出位置が温度検出範囲の端点となる場合を示していて、この範囲の往復走査を繰り返して調理室１底面の温度分布を検出する。（ｃ）は温度検出範囲端点の（ｂ）から更に時計方向に回転した位置で温度検出位置は金属ケース２７の内壁面になり、調理室１内部を臨まない位置である。このとき当接部３９がストッパ４０に当接して、これ以上時計方向には回転できず、この（ｃ）の状態で赤外線センサの位置合わせを行うのである。
【００３０】
図８により制御手段１５の構成を説明する。駆動制御手段３１は分布検出駆動手段３２、位置合わせ駆動手段３３、加熱初期駆動手段３４の３種類の駆動手段と、３種類の駆動手段から一つの駆動手段を選択し切り替える切替手段３５より成る。位置合わせ駆動手段３３は予め定めた所定の駆動量を記憶する駆動量記憶部４１を有し、時計方向に所定量駆動して図７に示す（ｃ）の状態まで駆動する駆動手段である。駆動量記憶部４１の記憶する所定量とは図７の（ａ）の状態から（ｃ）の状態まで駆動するのに必要な駆動量以上を予め設定しておけば図７の（ａ）から（ｂ）の範囲のいずれの状態であっても、（ｃ）の状態で停止できる。切替手段３５は３種類の駆動手段から一つの駆動手段を選択しステッピングモータ１４を駆動する。切替手段３５には電源投入判断手段４２と加熱完了判断手段４３がある。電源投入判断手段４２は制御手段１５を含む加熱調理器全体に電源が投入されたことを判断する。制御手段１５をマイコンのプログラムで構成する場合は電源投入によりプログラムが開始するので、プログラムの先頭が電源投入である。加熱完了判断手段４３は加熱制御手段３０からの入力で、加熱手段４による加熱状態から加熱停止状態へ移行したことを判断する。切替手段３５は電源投入判断手段４２と加熱完了判断手段４３の判断により電源投入時と加熱完了時は位置合わせ駆動手段３３でステッピングモータ１４を駆動し、加熱制御手段３０からの入力で加熱中は分布検出駆動手段３２でステッピングモータ１４を駆動し、加熱制御手段３０からの入力で停止状態から加熱状態に移行する最初には加熱初期駆動手段３４で駆動する。
【００３１】
図９に基づき具体的な制御動作について説明する。まず電源投入されると、位置合わせ駆動手段３３によりステッピングモータ１４に駆動量記憶部４１の記憶する駆動量に相当する所定数のパルスを送り駆動することで、図７（ｃ）の状態で停止する。使用者が加熱スタートスイッチ３８を押すと、加熱初期駆動手段３４でまず検出位置端点までステッピングモータ１４に所定数のパルスを送り駆動する。即ち図７の（ｃ）の状態から（ｂ）の状態にする。そしてマグネトロン４により食品２を加熱する。加熱中は分布検出駆動手段３２でステッピングモータ１４を駆動し、赤外線センサ５は図７の（ａ）から（ｂ）の範囲を往復走査し温度分布を検出する。その温度分布を基に加熱制御手段３０が加熱完了を判定し、加熱完了となれば加熱を停止する。加熱停止となれば位置合わせ駆動手段３３でステッピングモータ１４に所定数のパルスを送り駆動して図７（ｃ）の状態で停止するのである。
【００３２】
以上の説明で、第１の実施例と違う点は位置合わせの確認スイッチを設けない構成にした点であり、部品点数を削減し構成を簡素化している。また電源投入時と加熱完了時のみの位置合わせ駆動として、ステッピングモータのロック又は空回り状態を最小限にすることで耐久性を向上させている。また第１の実施例と同様に位置合わせを行うときに赤外線センサ５は金属ケース２７の内壁面を臨む位置として、調理室１を臨まない位置としたことにより、調理室１からの不要な汚れなどの付着を低減できる。
【００３３】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、位置合わせ駆動手段により温度検出手段を駆動して位置合わせを行い、分布検出駆動手段により温度検出手段を駆動して食品とその周辺の温度分布を検出し、検出した温度分布に基づき加熱制御手段が加熱手段を制御して食品を加熱し、切替手段が温度検出手段の駆動を位置合わせ駆動手段と分布検出手段とに切り替えるので、温度検出手段は１個で済み特性を合わせる作業は簡易で、また、温度検出位置の位置ずれも起こさず正確な温度分布を検出できる。
【００３４】
また、電源投入判断手段の判断に基づき、切替手段が位置合わせ駆動手段を動作させるので、温度検出の位置ずれは起こさず、また加熱中には温度分布検出ができるので適切な加熱制御ができ、駆動手段の耐久性を向上させることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１の加熱調理器の構成断面図
【図２】同加熱調理器の温度検出手段の要部断面図
【図３】（ａ）同加熱調理器の温度検出手段の駆動状態を示すイメージ図
（ｂ）同加熱調理器の温度検出手段の駆動状態を示すイメージ図
（ｃ）同加熱調理器の温度検出手段の駆動状態を示すイメージ図
【図４】同加熱調理器の構成ブロック図
【図５】同加熱調理器の動作を示すフローチャート
【図６】本発明の実施例２の加熱調理器の温度検出手段の要部断面図
【図７】（ａ）同加熱調理器の温度検出手段の駆動状態を示すイメージ図
（ｂ）同加熱調理器の温度検出手段の駆動状態を示すイメージ図
（ｃ）同加熱調理器の温度検出手段の駆動状態を示すイメージ図
【図８】同加熱調理器の構成ブロック図
【図９】同加熱調理器の動作を示すフローチャート
【図１０】従来の加熱調理器の構成ブロック図
【図１１】従来の他の加熱調理器の構成ブロック図
【符号の説明】
１調理室
４マグネトロン（加熱手段）
５温度検出手段
２５スイッチ
３０加熱制御手段
３１駆動制御手段
３２分布検出駆動手段
３３位置合わせ駆動手段
３５切替手段
３６スイッチ確認手段
３７加熱停止判断手段
４０ストッパ
４１駆動量記憶部
４２電源投入判断手段
４３加熱完了判断手段

Claims

食品を加熱する加熱手段と、非接触で温度を検出する温度検出手段と、前記食品とその周辺の温度分布を検出するために前記温度検出手段を駆動する駆動制御手段と、検出した温度分布に基づき前記加熱手段を制御する加熱制御手段を有し、前記駆動制御手段は温度分布を検出するための分布検出駆動手段と、位置合わせを行うための位置合わせ駆動手段と、前記分布検出駆動手段と前記位置合わせ駆動手段を切り替える切替手段と食品を収納する調理室と、突起部と、前記温度検出手段が前記調理室内を臨まない位置にある場合に前記突起部によって押されるスイッチとを有し、前記位置合わせ駆動手段は、前記スイッチによる位置合わせ確認信号を入力することにより、位置合わせができたことを確認するスイッチ確認手段を有し、前記位置合わせ駆動手段は、前記スイッチ確認手段が位置合わせ確認信号を入力するまで前記温度検出手段を駆動させ、位置合わせは前記温度検出手段が前記調理室内を臨まない位置で行う加熱調理器。