JP4720197B2

JP4720197B2 - 高周波加熱装置

Info

Publication number: JP4720197B2
Application number: JP2005027582A
Authority: JP
Inventors: 久森川
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2004-11-22
Filing date: 2005-02-03
Publication date: 2011-07-13
Anticipated expiration: 2025-02-03
Also published as: JP2006173078A

Description

本発明はサーミスタ素子を用いて、被加熱物からの蒸気を検出し、高周波発生装置を制御する高周波加熱装置に関するものである。

従来、この種の高周波加熱装置はサーミスタセンサ素子からの信号の交流成分を交流増幅器で増幅し、その信号情報により、高周波発生装置を制御している（例えば、特許文献１参照）。

図４は、特許文献１に記載された従来の高周波加熱装置を示すものである。図４に示すように、加熱室１内に置かれた被加熱物２から発生した蒸気３を加熱室外に導く通気口４と、蒸気を検出するためのサーミスタ素子５と、サーミスタ素子５からの信号の交流成分を増幅する交流増幅器６と、増幅された信号情報により、高周波発生装置７を駆動する駆動装置８を制御する制御装置９と、高周波電波を攪拌する攪拌装置１０から構成されている。
特開平９−２３６２６３号公報

しかしながら、前記従来の構成では、被加熱物から蒸気が発生し、サーミスタ素子が蒸気に触れた時の、サーミスタ素子から発生する交流成分の信号は、数ｍＶ程度の微弱なものなので、交流増幅器は大きな増幅をする必要があり、数Ｖ程度にするため、通常５００から７００倍の増幅を行っている。従って、増幅前の信号は極めてノイズに弱い。高周波発生装置から放射された電波は加熱室内だけにとどまらず、加熱室を構成するためのカシメ部やスポット部あるいは、サーミスタ素子に蒸気を導くための通気口などから、漏波として、加熱室外に放出されるのが常である。この漏波がノイズとしてサーミスタ素子の信号にのると、例え数ｍＶのノイズでも、交流増幅器で増幅され、数Ｖの大きなレベルの信号となり、サーミスタ素子からの信号がないにもかかわらず、制御装置に信号が入力され、制御装置が誤動作するという課題を有していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、加熱室外に放出される高周波発生装置からの漏波のノイズがあっても、制御装置が誤動作しない高周波加熱装置を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の高周波加熱装置は、高周波電波を攪拌するための攪拌装置の駆動時間を時系列的に計測する時間計測手段を備え、制御装置は、調理を開始後被加熱物が温まっておらず被加熱物から蒸気が十分発生するまでの間に入力される、時間計測手段からの時系列的な時間情報と、同時系列で得られたサーミスタ素子からの規定以上の信号とにより、前記規定以上の信号を入力した回転位置に攪拌装置が位置する時、漏波によるノイズ信号が発生していると判断し、このように判断した時間間は前記サーミスタ素子から前記規定以上の信号を入力しても調理を継続するようにしたものである。

これによって、被加熱物から蒸気が発生する以前に、漏波のノイズが発生する攪拌装置の回転位置を知り、漏波のノイズによりサーミスタ素子からの信号情報が影響を受けても、蒸気か漏波のノイズかを判定することが出来る。そして、その判定により高周波発生装置を制御するので、制御装置の誤動作をなくすことができる。

本発明の高周波加熱装置は、高周波発生装置から加熱室外に放出される漏波のノイズにより、サーミスタ素子からの信号情報が影響を受けても、制御装置が誤動作をしなくすることができる。

第１の発明は、被加熱物を収納する加熱室と、加熱室に高周波電波を放射する高周波発生装置と、高周波発生装置を駆動する駆動装置と、被加熱物から発生する蒸気を検出するサーミスタ素子と、駆動装置を制御する制御装置と、高周波電波を攪拌する攪拌装置と、攪拌装置の駆動時間を時系列的に計測する時間計測手段とを備え、前記制御装置は、調理を開始後被加熱物が温まっておらず被加熱物から蒸気が十分発生するまでの間に入力される、時間計測手段からの時系列的な時間情報と、同時系列で得られたサーミスタ素子からの規定以上の信号とにより、前記規定以上の信号を入力した回転位置に攪拌装置が位置する時、漏波によるノイズ信号が発生していると判断し、このように判断した時間は前記サーミスタ素子から前記規定以上の信号を入力しても調理を継続することにより、被加熱物から蒸気が発生する以前に、漏波のノイズが発生する攪拌装置の回転位置を知り、漏波のノイズによりサーミスタ素子からの信号情報が影響を受けても、蒸気か漏波のノイズかを判定することが出来、ノイズ信号を無視し高周波発生装置を制御するので、制御装置の誤動作をなくすことができる。

第２の発明は、被加熱物を収納する加熱室と、加熱室に高周波電波を放射する高周波発生装置と、高周波発生装置を駆動する駆動装置と、被加熱物から発生する蒸気を検出するサーミスタ素子と、駆動装置を制御する制御装置と、高周波電波を攪拌する攪拌装置と、攪拌装置の回転位置を検知する回転位置検知手段とを備え、
前記制御装置は、調理を開始後被加熱物が温まっておらず被加熱物から蒸気が十分発生するまでの間に入力される、回転位置検知手段からの回転位置情報と、サーミスタ素子からの規定以上の信号とにより、前記規定以上の信号を入力した回転位置に攪拌装置が位置する時、漏波によるノイズ信号が発生していると判断し、このように判断した時間は前記サーミスタ素子から前記規定以上の信号を入力しても調理を継続することにより、被加熱物から蒸気が発生する以前に、漏波のノイズが発生する攪拌装置の回転位置を知り、漏波のノイズによりサーミスタ素子からの信号情報が影響を受けても、蒸気か漏波のノイズかを判定することが出来、ノイズ信号を無視し高周波発生装置を制御するので、制御装置の誤動作をなくすことができる。

第３の発明は、被加熱物を収納する加熱室と、加熱室に高周波電波を放射する高周波発生装置と、高周波発生装置を駆動する高周波インバータ電源方式の駆動装置と、被加熱物から発生する蒸気を検出するサーミスタ素子と、駆動装置を制御する制御装置と、高周波電波を攪拌する攪拌装置と、攪拌装置の駆動時間を時系列的に計測する時間計測手段とを備え、前記制御装置は、調理を開始後被加熱物が温まっておらず被加熱物から蒸気が十分発生するまでの間に入力される、時間計測手段からの時系列的な時間情報と、同時系列で得られたサーミスタ素子からの規定以上の信号とにより、前記規定以上の信号を入力した回転位置に攪拌装置が位置する時に漏波によるノイズ信号が発生すると判断し、このように判断した時間は前記高周波発生装置の出力を小さくし、漏波によるノイズを小さくすることにより、漏波のノイズが発生する攪拌装置の回転位置で、高周波発生装置の出力を小さくすることにより、漏波を小さくし、制御装置が誤動作をしなくすることができる。
ができる。

第４の発明は、被加熱物を収納する加熱室と、加熱室に高周波電波を放射する高周波発生装置と、高周波発生装置を駆動する高周波インバータ電源方式の駆動装置と、被加熱物から発生する蒸気を検出するサーミスタ素子と、駆動装置を制御する制御装置と、高周波電波を攪拌する攪拌装置と、攪拌装置の回転位置を検知する回転位置検知手段とを備え、前記制御装置は、調理を開始後被加熱物が温まっておらず被加熱物から蒸気が十分発生するまでの間に入力される、回転位置検知手段からの回転位置情報と、サーミスタ素子からの規定以上の信号とにより、前記規定以上の信号を入力した回転位置に攪拌装置が位置する時に漏波によるノイズ信号が発生すると判断し、このように判断した時間は前記高周波発生装置の出力を小さくし、漏波によるノイズを小さくすることにより、漏波のノイズが発生する攪拌装置の回転位置で、高周波発生装置の出力を小さくすることにより、漏波を
小さくし、制御装置が誤動作をしなくすることができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における高周波加熱装置の構成図を示すものである。

図１において、加熱室１内に置かれた被加熱物２から発生した蒸気３を加熱室外に導く通気口４と、高周波電波を攪拌する攪拌装置１０と、蒸気を検出するためのサーミスタ素子５と、サーミスタ素子５からの信号の交流成分を増幅する交流増幅器６と、攪拌装置１０の駆動時間を時系列的に計測する時間計測手段１１を有し、交流増幅器６で増幅された信号情報により、高周波発生装置７を駆動する駆動装置８を制御する制御装置９から構成されている。

以上のように構成された高周波加熱装置について、以下その動作、作用を説明する。

まず、高周波加熱調理器が調理を開始すると、制御装置９から駆動装置８に調理開始信号が送られ、駆動装置８が高周波発生装置７の駆動を開始し、加熱室１内に高周波電波が放射される。それと同時に攪拌装置１０が回転を始め、制御装置９の時間計測手段１１が攪拌装置１０の駆動時間の計測を開始する。その時、高周波発生装置７から放射された電波は、加熱室１内にとどまらず、加熱室１を構成するためのカシメ部やスポット部、あるいは通気口４などから、漏波として加熱室１外に放出される。

そして、この漏波がノイズとしてサーミスタ素子５の信号にのり、被加熱物２から蒸気３が発生していないにも関わらず、サーミスタ素子５は信号を出力し、その信号は交流増幅器６で増幅され、制御装置９に入力される。しかし、この漏波によるノイズは、攪拌装置１０が回転することにより、高周波発生装置７のインピーダンスが変化するので、攪拌装置１０の回転位置により、漏波量や漏波の場所が変化する。従って、漏波によるノイズは恒常的に発生するものではなく、攪拌装置１０の回転位置によって決定される。

そして、攪拌装置１０のモータ（図示せず）は同期型を使用する事が常であるので、例えば、回転数が６ｒｐｍであれば、攪拌装置１０は１０秒で１回転することになる。従って、攪拌装置１０が回転を開始してから、制御装置９の時間計測手段１１が駆動時間を時系列的に計測しているので、攪拌装置１０の回転位置を把握することが出来る。

また、被加熱物２からの蒸気３は５０ｃｃ程度の少量の水でも、蒸気発生までは、調理開始後３０秒以上はかかる（高周波加熱装置の出力による）ので、調理開始後３０秒以前に制御装置９に交流増幅器６から規定電圧以上の信号が入力されれば、それは、漏波によるノイズであると判断することが出来る。以上により、漏波によるノイズが発生する攪拌装置１０の回転位置を知ることが出来る。

ここで、例を上げて説明する。制御装置９の入力電圧を時系列的に表した図２及び、制御装置９の動作をフローチャートで表した図３で説明する。加熱調理を開始すると、制御装置９は駆動装置８に信号を送り、高周波発生装置７の駆動を開始する。それと同時に、攪拌装置１０も回転を始め、制御装置９の時間計測手段１１が攪拌装置１０の駆動時間計測を開始する。調理開始後４秒後に規定電圧（例えば、２Ｖとする）以上の信号が入力されれば、３０秒以前なので、漏波によるノイズと判断する。時間計測手段１１により、４秒という時間は計測されており、記憶する。攪拌装置１０は１０秒で１回転するので、攪拌装置１０が４秒と同じ回転位置にくるのは、１４秒、２４秒、３４秒・・・となる。従って、以後、この時間に入力される信号は漏波によるノイズ信号と判断することが出来る。

同様に、調理開始後６秒後に規定電圧（例えば、２Ｖとする）以上の信号が入力されれば、３０秒以前なので、漏波によるノイズと判断する。時間計測手段１１により、６秒という時間は計測されており、記憶する。攪拌装置１０は１０秒で１回転するので、攪拌装置１０が６秒と同じ回転位置にくるのは、１６秒、２６秒、３６秒・・・となる。従って、以後、この時間に入力される信号は漏波によるノイズ信号と判断することが出来る。３４及び３６秒後に入力された信号は、規定電圧を越えているが、漏波によるノイズ信号と判断し、制御装置９は入力信号を無視し、動作を継続する。

そして、被加熱物２から蒸気３が発生し始めると、蒸気３は通気口４を通って、サーミスタ素子５に触れる。すると蒸気量に応じて、サーミスタ素子５は信号を出力する。そしてその信号は交流増幅器６で増幅され、制御装置９に入力される。３８秒後に規定電圧以上の信号が入力されたので、蒸気が十分発生し、被加熱物２が温まったと判断し、駆動装置８に調理終了信号を送り、駆動装置８は高周波発生装置７の駆動を終了し、攪拌装置も１０も回転を止め、調理が終了する。

なお、前記実施例において、３４及び３６秒後に入力された信号は、漏波によるノイズ信号と判断しているが、実際的には、３４及び３６秒という瞬間的な時間で判断するのは困難なので、例えば±０．５秒程度の時間の幅を設ける方が良い。この例では３４及び３６±０．５秒に入力された信号は、漏波によるノイズと判断される。

また、被加熱物２から蒸気３が発生し、サーミスタ素子５から信号が出力され、制御装置９の入力電圧が２Ｖ以上あっても、前記実施例の条件で言えば、３４、３６、４４、４６・・・±０．５秒に入力された場合は、漏波によるノイズと判断され、調理は終了しないが、その短い時間を過ぎれば、ノイズではなく蒸気と判断し、調理は終了するので、数秒程度の遅れで調理は終了することになり、現実的には全く問題ない。

なお、前記実施例では、漏波によるノイズと判断した攪拌装置１０の回転位置では、制御装置９に入力される交流増幅器６からの信号を無視し、動作を継続したが、駆動装置８を高周波インバータ電源で構成し、動作開始後３０秒以降の漏波によるノイズが発生する攪拌装置の回転位置の時間のみ高周波インバータ電源の出力を下げ、高周波発生装置７の出力を小さくすることにより、漏波量を小さくし、サーミスタ素子５にのるノイズ量を減らすことにより、誤動作を防止しても良い。

また、駆動装置８が鉄型共振トランスの場合は、高周波インバータ電源のように出力を小さくすることは出来ないが、動作開始後３０秒以降の漏波によるノイズが発生する攪拌装置の回転位置の時間のみ駆動装置８を停止し、高周波発生装置７を停止しても同様な効果が得られる。

以上のように、本実施の形態においては、高周波電波を攪拌するための攪拌装置の駆動時間を時系列的に計測する時間計測手段を備え、制御装置は、時間計測手段からの時系列的な時間情報と、同時系列で得られたサーミスタ素子からの信号情報により、高周波発生装置を制御するようにすることにより、被加熱物から蒸気が発生する以前に、漏波のノイズが発生する攪拌装置の回転位置を知り、漏波のノイズによりサーミスタ素子からの信号情報が影響を受けても、蒸気か漏波のノイズかを判定することが出来る。そして、その判定により高周波発生装置を制御するので、制御装置の誤動作をなくすことができる。

なお、上記実施の形態では、ノイズが発生しやすい状況を時間的に把握しているが、こうした場合、一旦、ノイズが発生しやすい時間帯を特定した後で、攪拌装置に不具合が生じて、回転周期が不規則となる場合等に、十分に対応しきれない場合がある。

そのため、攪拌装置の回転角度等を、直接検出する等により、ノイズが発生しやすい回転位置を正確に把握し、当該、回転位置により、サーミスタの検知温度を活用するタイミング等を設定することにより、攪拌装置の動作周期の不良等に対しても、有効に対応することが可能となる。

以上のように、本発明にかかる高周波加熱装置は、漏波によるノイズの影響を受けても、制御装置の誤動作をなくす事が可能となるので、サーミスタ素子以外のセンサを使用した高周波加熱装置等の用途にも適用できる。

本発明の実施の形態１における高周波加熱装置の構成図本発明の実施の形態１における高周波加熱装置の制御装置への入力信号図本発明の実施の形態１における高周波加熱装置の制御装置動作フローチャート従来の高周波加熱装置の構成図

符号の説明

１加熱室
５サーミスタ素子
７高周波発生装置
８駆動装置
９制御装置
１０攪拌装置
１１時間計測手段

Claims

被加熱物を収納する加熱室と、加熱室に高周波電波を放射する高周波発生装置と、高周波発生装置を駆動する駆動装置と、被加熱物から発生する蒸気を検出するサーミスタ素子と、駆動装置を制御する制御装置と、高周波電波を攪拌する攪拌装置と、攪拌装置の駆動時間を時系列的に計測する時間計測手段とを備え、
前記制御装置は、調理を開始後被加熱物が温まっておらず被加熱物から蒸気が十分発生するまでの間に入力される、時間計測手段からの時系列的な時間情報と、同時系列で得られたサーミスタ素子からの規定以上の信号とにより、前記規定以上の信号を入力した回転位置に攪拌装置が位置する時、漏波によるノイズ信号が発生していると判断し、このように判断した時間は前記サーミスタ素子から前記規定以上の信号を入力しても調理を継続することを特徴とした高周波加熱装置。
被加熱物を収納する加熱室と、加熱室に高周波電波を放射する高周波発生装置と、高周波発生装置を駆動する駆動装置と、被加熱物から発生する蒸気を検出するサーミスタ素子と、駆動装置を制御する制御装置と、高周波電波を攪拌する攪拌装置と、攪拌装置の回転位置を検知する回転位置検知手段とを備え、
前記制御装置は、調理を開始後被加熱物が温まっておらず被加熱物から蒸気が十分発生するまでの間に入力される、回転位置検知手段からの回転位置情報と、サーミスタ素子からの規定以上の信号とにより、前記規定以上の信号を入力した回転位置に攪拌装置が位置する時、漏波によるノイズ信号が発生していると判断し、このように判断した時間は前記サーミスタ素子から前記規定以上の信号を入力しても調理を継続することを特徴とした高周波加熱装置。
被加熱物を収納する加熱室と、加熱室に高周波電波を放射する高周波発生装置と、高周波発生装置を駆動する高周波インバータ電源方式の駆動装置と、被加熱物から発生する蒸気を検出するサーミスタ素子と、駆動装置を制御する制御装置と、高周波電波を攪拌する攪拌装置と、攪拌装置の駆動時間を時系列的に計測する時間計測手段とを備え、
前記制御装置は、調理を開始後被加熱物が温まっておらず被加熱物から蒸気が十分発生するまでの間に入力される、時間計測手段からの時系列的な時間情報と、同時系列で得られたサーミスタ素子からの規定以上の信号とにより、前記規定以上の信号を入力した回転位
置に攪拌装置が位置する時に漏波によるノイズ信号が発生すると判断し、このように判断した時間は前記高周波発生装置の出力を小さくし、漏波によるノイズを小さくすることを特徴とした高周波加熱装置。
被加熱物を収納する加熱室と、加熱室に高周波電波を放射する高周波発生装置と、高周波発生装置を駆動する高周波インバータ電源方式の駆動装置と、被加熱物から発生する蒸気を検出するサーミスタ素子と、駆動装置を制御する制御装置と、高周波電波を攪拌する攪拌装置と、攪拌装置の回転位置を検知する回転位置検知手段とを備え、
前記制御装置は、調理を開始後被加熱物が温まっておらず被加熱物から蒸気が十分発生するまでの間に入力される、回転位置検知手段からの回転位置情報と、サーミスタ素子からの規定以上の信号とにより、前記規定以上の信号を入力した回転位置に攪拌装置が位置する時に漏波によるノイズ信号が発生すると判断し、このように判断した時間は前記高周波発生装置の出力を小さくし、漏波によるノイズを小さくすることを特徴とした高周波加熱装置。