JP4899526B2 - 加熱調理器 - Google Patents

Description

本発明は、開閉扉を利用して被加熱物の重量を判定する加熱調理器に関するものである。

様々な加熱形態の加熱調理器が、生活環境において使用されているが、調理状態を調理者が目視しながら調理の仕上がりを判断する機器と、目視が困難であり加熱進行を機器まかせにする機器とがある。加熱進行を目視できない機器は、被加熱物を加熱室に収納する形態のいわゆる箱物加熱機器といわれるものであり、オーブンとか電子レンジがこれに該当する。これら箱物加熱機器は、一般的に加熱進行状態を判定するセンシング機能が付加され、そのセンシング信号に基づいて加熱制御が行われている。

箱物加熱機器の中で、とりわけ電子レンジは加熱形態が食品の内部から加熱が進行することで、他の加熱調理機器と比べて短時間加熱ができる利点を有する。が、食品の内部加熱が促進されるが故にその加熱進行状態をセンシングしづらい課題を有している。

近年の電子レンジは、使い勝手や清掃性を追求した結果、従来の食品を回転させながら加熱する形態から、食品をフラット面に載置した状態で、高周波を放射するアンテナを回転させて被加熱物である食品を均一に加熱する形態に変わってきた。そして、そのセンシング技術は被加熱物の表面温度を検出して仕上がり制御するものが大半である。

一方、時代の流れに則って、健康志向の探求も進み、電子レンジ、あるいはオーブン機能を付帯した電子レンジにおいて、スチーム加熱を利用した加熱調理器が出現している。被加熱物の表面から発せられる赤外線を検出して被加熱物の表面温度を検出し加熱進捗状態を判定するセンシング方式は、被加熱物が収納される加熱室内にスチームが充満した状態下では、温度検出能力が低下する課題を有する。

この課題を解決する手段の一つに、従来の食品を回転させる加熱形態において利用されていた被加熱物の重量を検出する方式を採用することが考えられ、一部実用化もされている。実用化されている機器は、被加熱物を収納する加熱室空間内に被加熱物を載置する着脱自在な載置皿を配し、この載置皿ともども載置された被加熱物の重量を検出する方式であり、多量のスチームを利用した場合、センシング領域にスチームの結露水が浸漬しセンシング能力を低下あるいは把捉させる危険性を有するものである。

この課題を解消するものとして、加熱調理器全体の重量を検出する方式が提案されている（例えば、特許文献１）。

特許文献１には、装置本体を支持する脚部にダンパを設け、このダンパと差圧センサの両側の入口とを導管により接続する。また低圧側入口とダンパとの間に、常時開の開閉弁を介装している。そして被加熱物の重量測定時に、開閉弁を閉じ、ダンパが変形して、その圧力変動が差圧センサに伝達され、被加熱物の重量に相当する圧力差が生じ、これを差圧センサで検出して、重量を算出する重量検出手段が設けられている。
特開２００３−３０７３１４号公報

しかしながら、前記従来の構成では、被加熱物の重量が極小、たとえば５０ｇ、の場合、装置重量、たとえば約２０ｋｇ、に対する比率が極めて小さい。従って、被加熱物の重量判定に係るセンシング精度を極めて高くする必要がある。一方で、実生活上では被加熱物のみが加熱室に収納されることだけに限らず、食器に被加熱物を装って収納される場合もあり、被加熱物自体の重量を確実に検出することは実生活上では困難である。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、実生活上で被加熱物自体の重量を容易に判定し得る新規な被加熱物の重量判定手段を有する使い勝手のよい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、本発明の加熱調理器は、加熱室内に被加熱物を出し入れする開閉扉に被加熱物を載置して加重の変化を検出することで、被加熱物の重量を判定するようにしている。

これによって、被加熱物の加熱手段に独立に被加熱物の重量を判定でき、その判定した重量値に基づき加熱調理器が有する加熱手段を制御して、被加熱物を最適に加熱仕上げすることができる。

本発明の加熱調理器は、加熱室内に被加熱物を出し入れする開閉扉に被加熱物を載置して加重の変化に基づいて被加熱物の重量を判定できる装置を提供するものであり、これより加熱調理器が有する加熱手段を制御して被加熱物を最適に加熱仕上げすることができる使い勝手のよい装置を提供することができる。

第１の発明は、被加熱物を収容する加熱室と、前記加熱室内に被加熱物を出し入れするための開閉扉と、前記開閉扉を開成した状態において前記開閉扉に被加熱物を載置して加重の変化を前記開閉扉のアーム部材を介して検出する加重検出手段と、前記加熱室内に収納された被加熱物を加熱する加熱手段と、前記被加熱物の表面温度を検出する非接触温度検出手段と、前記加重検出手段の検出信号に基づいて被加熱物の重量を判定する制御手段とを備えた加熱調理器において、前記制御手段は、前記開閉扉を開成した時に前記加重検出手段の検出信号を取り込み初期加重値とし、以降、所定時間周期にて、前記開閉扉が閉成状態になるまで時々刻々の前記加重検出手段の検出信号を取り込み、この過程で得られた最大加重値から初期加重値を差し引きして被加熱物の重量値を判定し、この重量値と前記非接触温度検出手段の検出信号に基づいて前記加熱手段の動作を制御するようにしたもので、これにより被加熱物の加熱手段に独立に被加熱物の重量を判定でき、その判定した重量値に基づき加熱調理器が有する加熱手段を制御して、被加熱物を最適に加熱仕上げすることができる。また、被加熱物の表面温度を検出する非接触温度検出手段の検出信号を加味することで過加熱を防止することが可能である。

第２の発明は、特に、第１の発明の前記開閉扉において前記被加熱物を載置する面側に、前記制御手段が取り込んだ前記加重検出手段の検出信号を初期加重値に初期化するリセット手段を設けたものであり、これにより被加熱物を装う容器をまず開閉扉に載置しその後被加熱物をその容器に装うという作業を可能にし、その作業の中で容器を載置した段階でリセット手段を押すことで被加熱物のみの重量を判定でき、この判定値に基づく加熱制御により被加熱物を最適に加熱仕上げすることができる。

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加熱調理器の開閉扉開成時の右側面断面図、図２は図１の開閉扉閉成時の右側面断面図、図３は図１の開閉扉の内面側構成図である。

図１〜図３において、被加熱物を収納する加熱室１０は、マイクロ波を閉じ込めることができる金属材料の境界面で構成されている。また被加熱物を加熱室１０内に出し入れする開閉扉１１は加熱室１０内を透視できるパンチング板で構成し、その上部（開閉扉閉成
時に加熱室１０に面する側）に熱強化処理されたガラス１２を配している。

開閉扉１１は、ヒンジ部材１３に設けたローラー１４に摺動するアーム部材１５を仲介としてスムーズな開閉動作をする。このアーム部材１５の一端は、開閉扉１１の内部に設けたピン１６に引っ掛けており、他端は引っ張りバネ１７によって本体底部と連結している。またアーム部材１５の構造により、開閉扉１１は加熱室１０側に引きつけられる構成を採用している。

加熱室１０の開閉扉１１と対向する壁面の裏側に加重変化を検出する手段１８（以下、加重検出手段と称する）を設けている。この加重検出手段１８は、ロバーバル型のロードセルを用いて構成している。加重検出手段１８の一端は、加熱室１０の壁面に支持部材を介して一体的に支持固定し、他端は加熱室１０の壁面との間に隙間を設けている。また、アーム部材１５の略中央付近に加重検出手段１８への当接部１５ａを配し、開閉扉１１を開成状態とすることによりこの当接部１５ａが加重検出手段１８の他端側に当接する構成としている（この状態を図１に示す）。

また、開閉扉１１を開成した状態において、上面に相当する面に被加熱物を載置しその重量を測定する機能を構成している。そして、開閉扉１１に被加熱物を載置することで被加熱物の重量を検出できる機能が付帯していることを使用者に報知するために、たとえば「この面に載せてください」という文字１９を記載表示をしている。さらには、開閉扉１１の周縁部には加重検出を初期化するリセット手段２０を配している。

なお、加熱室１０の底壁面は、凹状３０に絞り加工した構成とし、その略中央に加熱手段のひとつであるマイクロ波を放射する回転式の放射手段を配する。また凹状底壁面３０の加熱室１０の外にはマイクロ波を伝搬する導波管３１を配する。導波管３１の一端にはマイクロ波発生手段（図示していない）を配する。このマイクロ波発生手段が発生するマイクロ波は、導波管３１を伝搬して、放射手段に導かれる。放射手段は、加熱室底壁面３０に設けた開孔を貫通してモータ３２の出力軸に嵌合組立しており、モータ３２を動作させることで放射手段を回転駆動する。

また本発明の加熱調理器は蒸気発生手段を設けている。この蒸気発生手段の構成は以下の通りである。加熱室１０の底の奥側には凹状に絞り加工した蒸発部３３を配する。加熱室１０の左側あるいは下方に着脱式の貯水部、貯水部の水を給水する給水手段および給水管を収納しており、給水手段を動作することで給水口から蒸発部３３に水を給水する。また蒸発部３３の下方には蒸発部３３の底面を形成する金属板を加熱する蒸気発生用加熱手段３４を配する。蒸発部３３に給水された水は蒸気発生用加熱手段３４を動作させることで加熱昇温し、蒸気化されて加熱室１０内に拡散する。

さらに加熱室１０内の雰囲気温度を検出する温度検出手段３５や被加熱物の表面温度を検出する第２の温度検出手段である非接触温度検出手段３６を付帯させている。制御手段（図示していない）は開閉扉１１に配している操作部３７からの加熱情報の入力信号や各種検出手段の検出信号に基づいて加熱調理器全体の各構成要素（マイクロ波発生手段、モータ３２、給水手段、蒸気発生用加熱手段３４）の動作をそれぞれ制御する。そして加熱調理器は、加熱仕上り条件（たとえば、あたため温度値、解凍調理など）に基づいて加熱制御を自動的に行うモードと、加熱手段を選択し手動入力した動作条件に基づいて加熱制御を行うモードの機能を備えている。

以上のように構成された加熱調理器について、以下その動作と作用を説明する。

まず、被加熱物の重量の判定方法について説明する。加重検出手段１８のロードセルの
材料は剛性があり、加重や温度変化に対するひずみ量が安定したアルミニウムなどの金属材料で構成する。そして、片持ち構成とすることで本体に対して浮き状態であるロードセルの端部側に加重を加えられるように配置している。

ロードセルの加重は、開閉扉１１を開成した時に加わる加重の信号を制御手段が取り込み初期加重値とする。以降、所定時間周期にて、開閉扉１１が閉成状態になるまで時々刻々の可重値を取り込む。この過程で得られた最大加重値から初期加重値を差し引きして被加熱物の重量を判定するものである。

被加熱物は通常、食器などに装われた状態で加熱されるが、食器の重量が重たい場合は、被加熱物が少量であっても制御手段は被加熱物が多量にあると誤判定し、被加熱物が過加熱される課題がある。これに対しては、被加熱物の表面温度を検出する非接触温度検出手段３６の検出信号を加味することで過加熱を防止することが可能である。一方、冷凍食品の解凍調理などに代表されるごとく、被加熱物単体の重量を加熱前段階で制御手段が判定すると、最良の加熱仕上りを行いうる加熱制御を選択し、最良の仕上りができる。

このような被加熱物単体の重量判定は、次のような方法で実施できる。まず被加熱物を装う容器を開閉扉１１に載置する。そして、開閉扉１１に配したリセット手段２０を押すことで、制御手段は現在の検出加重を初期加重値にセットする。この後、被加熱物をその容器に装うことで得られる最大加重値とさきほどリセットした初期加重値との差から被加熱物単体の重量を判定する。

このような方法において、開閉扉１１の載置面はいわゆる開放空間であり、そこに載置した容器へ流動物も注ぐことができ、流動物単体の重量も判定でき、その重量値に基づいて最適な加熱を行うことができる利便性を有している。

また、事前に被加熱物の重量を判定しその判定信号に基づく加熱制御は、非接触温度検出手段３６などの他の加熱進捗情報検出手段とともに装置に付帯させることで、それぞれの検出上の欠点を補い合い、様々なオート加熱制御、たとえば加熱室１０に蒸気を供給して被加熱物を所望状態に加熱仕上げする、を実現できる。

ロードセル方式の加重検出手段構成により少ない部品点数で重量判定できる手段を構成し、小型で軽量で安価な加熱調理器を実現できる。

また、加重検出手段１８は、加熱室１０を有する装置の固定側の本体側に配置したことにより、可動部材である開閉扉１１の組み立てばらつきに伴う検出精度を吸収し加重変化の検出性能を保証することができる。

さらにロードセルに当接する作用部は、開閉扉１１と連結し開閉扉１１の開閉動作に連動するアーム部材１５ａとしたものであり、開閉扉１１に被加熱物を載置することでの加重の変化を直接的に確実に検出できる。また、被加熱物の開閉扉面上での載置位置がずれても加重変化の誤差を小さくできる。

さらにはロードセルの作用部は、開閉扉１１の閉成時に開閉扉１１と略平行になるようにロードセルを配置したことにより開閉扉１１にかかる加重に対して直交方向にロードセルへの加重がかかるので、ロードセルの作用位置のずれによる加重変化の検出誤差を小さくすることができる。

（実施の形態２）
図４は、本発明の第２の実施の形態の加熱調理器の左側側面断面構成図である。

図４が第１の実施の形態と相違する点は、開閉扉１１の開閉用のアーム部材を加熱室１０の左右に二つ配するとともに、その一つのアーム部材４０が摺動するローラー４１を取り付けたヒンジ部材４２を加重検出手段４３に直接固定した構成とした点である。

この加重検出手段４３のロードセルの作用部は、開閉扉１１の閉成時に開閉扉１１と略垂直になるようにロードセルを配置したものであり、これにより開閉扉１１を開成し被加熱物の重量を判定するときにロードセルの作用部をロードセルの端部に特定でき、加重変化にともなう歪率を大きくでき検出精度をさらに高くすることができる。

なお、以上の実施の形態の説明において、加重の変化を検出する手段として、ロードセル方式を用いて説明したが、圧電素子、電磁力平衡方式、静電容量方式、バネ秤方式を用いてもよい。また、測定している実感を与えられる観点から、検出した重量値を数値表示したりＬＥＤなどの表示素子を用いてレベル表示する構成しても構わない。

以上のように本発明によれば、被加熱物を加熱室に出し入れする開閉扉を利用して被加熱物の重量を判定する構成としたことにより、加熱調理器が有する加熱手段を制御して被加熱物を所望状態に加熱仕上げすることを可能にし、食品加熱はもとより、洗浄装置、乾燥装置などの工業分野での加熱装置にも展開することができる。

本発明の実施の形態１の加熱調理器の開閉扉の開成時の右側面断面構成図 同加熱調理器の開閉扉の閉成時の右側面断面構成図 同過熱調理器の開閉扉の内面の構成図 本発明の実施の形態２の加熱調理器の開閉扉の開成時の左側面断面構成図

１０ 加熱室
１１ 開閉扉
１５、４０ アーム部材
１８、４３ 加重検出手段（ロードセル）
１９ 重量機能の表示
２０ リセット手段

Claims (2)

1. 被加熱物を収容する加熱室と、
   前記加熱室内に被加熱物を出し入れするための開閉扉と、
   前記開閉扉を開成した状態において前記開閉扉に被加熱物を載置して加重の変化を前記開閉扉のアーム部材を介して検出する加重検出手段と、
   前記加熱室内に収納された被加熱物を加熱する加熱手段と、
   前記被加熱物の表面温度を検出する非接触温度検出手段と、
   前記加重検出手段の検出信号に基づいて被加熱物の重量を判定する制御手段とを備えた加熱調理器において、
   前記制御手段は、前記開閉扉を開成した時に前記加重検出手段の検出信号を取り込み初期加重値とし、以降、所定時間周期にて、前記開閉扉が閉成状態になるまで時々刻々の前記加重検出手段の検出信号を取り込み、この過程で得られた最大加重値から初期加重値を差し引きして被加熱物の重量値を判定し、この重量値と前記非接触温度検出手段の検出信号に基づいて前記加熱手段の動作を制御する加熱調理器。
2. 前記開閉扉において前記被加熱物を載置する面側に、前記制御手段が取り込んだ前記加重検出手段の検出信号を初期加重値に初期化するリセット手段を設けた請求項１に記載の加熱調理器。

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