JP5517747B2

JP5517747B2 - 加熱調理器

Info

Publication number: JP5517747B2
Application number: JP2010121121A
Authority: JP
Inventors: 貴子濱田; 紀之大都; 良一小林
Original assignee: Hitachi Appliances Inc
Current assignee: Hitachi Appliances Inc
Priority date: 2010-05-27
Filing date: 2010-05-27
Publication date: 2014-06-11
Anticipated expiration: 2030-05-27
Also published as: JP2011247485A

Description

本発明は、加熱室の加熱室排気口を開閉するシャッターを備えた加熱調理器に関するものである。

従来、加熱室の熱や食品から出た水蒸気を排出する排気口を開閉するシャッターを備えた加熱調理器が知られている。

そこで、特許文献１に示すガスオーブンは、被焼成物に応じて排気口を開閉するダンパー（シャッター）を動作できるもので、表面に艶のあるパンや表面が硬いパンを焼成する場合は、オーブン内（加熱室）に蒸気を噴出してダンパーを閉じて排気口を閉鎖し、オーブン内をおおよそ密閉状態にして焼成し、シュークリームの皮やチーズケーキなど焼成の際に蒸気を多く出す場合はダンパーを全開状態にして蒸気を逃がすようにしてオーブン内の湿度が上がらないようにし、通常の使用に際してはダンパーを半開あるいは必要なだけ開くようにし、できる限りオーブン内の熱エネルギーを逃がさないようにしたものである。

実開昭６１−１０１３０９号公報

しかし、特許文献１に記載されているガスオーブンは、焼成する被焼成物に応じて排気口をダンパーによって開閉した場合、排気口の開閉状態に応じてオーブン内の温度分布が変り、オーブン内の温度が変化するので、排気口の開閉状況に応じて火力や設定温度を調整したり、焼成時間を調整する必要がある。そのため、その調整に経験が必要となり使い勝手が悪くなる課題がある。

本発明は上記の欠点を解決するためになされたものであり、加熱調理器の本体と、該本体内に食品を収納する加熱室と、該加熱室と前記食品を加熱する電気ヒータと、前記加熱室の温度を検出する温度センサと、前記食品を加熱する加熱方法と加熱時間と設定温度を設定する入力手段と、前記食品を加熱する時に発生する排熱を前記加熱室に設けた加熱室排気口から前記本体外に導く排気ダクトと、前記排熱を前記排気ダクト内に流れ込むのを防ぐのに前記排気ダクト内に設け前記加熱室排気口を塞ぐシャッターと、前記シャッターを開閉するシャッター開閉駆動機構と、前記入力手段より設定された設定温度に対応する制御値と前記温度センサの検出値とを比べて前記電気ヒータへの電力の調整を行い、また前記シャッター開閉駆動機構へ開閉信号を送る制御部と、を設け、該制御部は、前記入力手段より設定された設定温度に対応する制御値について、同じ前記設定温度に対して、前記シャッターの開いている時に対応する制御値と、前記シャッターの閉じている時は前記シャッターの開いている時に対応する制御値とは異なる制御値とを備え、前記シャッターの開閉は調理の用途に応じて行い、前記電気ヒータへの電力の調整を行う制御値は前記シャッターの開閉に対応した前記制御値で行うものである。

本発明によれば、オーブン加熱時にシャッターの開閉状態に影響されること無く、加熱室の温度を設定された温度に一定に保つことが可能となり、シャッター付きの加熱調理器を誰にでも簡単に使用できる。

一実施例の加熱調理器の本体の前面側の斜視図。図１のＡ−Ａ断面図。同加熱調理器のドアを開け本体内部が見える状態の説明図。同加熱調理器の排気ダクトの斜視図。同加熱調理器のシャッター開閉駆動機構の詳細説明図。同加熱調理器のシャッター開閉駆動機構を示し、モータはシャッターを開いた状態で停止している詳細説明図。同加熱調理器のシャッターの閉成状態を示す説明図。同加熱調理器のシャッターの開成状態を示す説明図。同加熱調理器のシャッターの閉成状態を示す主要断面図。同加熱調理器のシャッターの開成状態を示す主要断面図。同加熱調理器のオーブン加熱時にシャッターを開いたタイムチャート図。同加熱調理器のオーブン加熱時にシャッターを閉じたタイムチャート図。

以下、本発明の実施例を上記した図１〜図１０に従って説明する。

図１は、一実施例の加熱調理器の前面側の斜視図である。図１において、２０は加熱調理器の正面に設けられたドア、２１は加熱調理器の本体、２２はドア２０の上部に設けられた取っ手、２３はドア２０に設けられた耐熱性のガラス窓、２４はドア２０の下部に設けられた操作パネル、２５はドア２０の下方に設けられた着脱可能な水タンクであり、水蒸気を作るのに必要な水を溜めておく。

また、２６は操作パネル２４に設けられた入力手段であって、表示部２７，操作部２８，加熱調理開始スイッチ２８ａで構成される。この操作部２８を操作することによって、マイクロ波加熱やヒータ加熱などの加熱方法，加熱時間，オーブン加熱の設定温度などを設定することができる。２９は本体２１の上面と左右側面を覆う外枠、３０は本体２１の背面上部に設けられた外部排気ダクト、３１は外部排気ダクト３０の上面に設けられた外部排気口である。

図２は、図１の加熱調理器のＡ−Ａで示した断面における断面図である。図２において、１は加熱室であり、内部に被加熱物である食品を収納する。加熱室１は、加熱室底面１ａ，加熱室奥壁面１ｂ，加熱室上面１ｃ，加熱室左壁面１ｅなどで囲まれている。３は加熱室１の上方に設けられた平面状の電気ヒータ、４は加熱室奥壁面１ｂの後方に設けられた上下２本の棒状の電気ヒータ、５は加熱室奥壁面１ｂの後方に設けられた送風ファン、５ａは送風ファン５を駆動する熱風モータ、６は電気ヒータ４と熱風モータ５ａで構成され、加熱室１に熱風を供給する熱風ユニット、６ａは熱風ユニット６の背面を構成する熱風ケースであって、熱風モータ５ａのモータ軸が貫通する穴が設けられている。

７は加熱室左壁面１ｅの裏側に設けられたボイラー、７ａはボイラー７で生成された蒸気を加熱室１に噴き出す噴出口である。

１０は加熱室上面１ｃの左奥に配置し、制御部１１に接続されて加熱室１の温度を検出する温度センサ（例えばサーミスタ）で、検知値に応じて抵抗値が変化するものである。後記の制御部１１は温度センサ１０の検出値である抵抗値を電圧に変換し、前記電圧の値が、要求される加熱室１の温度（設定温度）に対して事前に確認されている電圧値（制御値）になるように熱風ユニット６の電気ヒータ４への電力の供給を調節する。

１３は加熱室底面１ａと本体２１の底板３４の間に設けられた機械室である。機械室１３には、水タンク２５，重量検出手段３２，マグネトロン２，導波管３３，パイプ３５，回転アンテナ駆動手段３７，インバータ基板３８，ポンプ手段３９，パイプ４０等が配置される。

４１は熱風ユニット６の吸気口である熱風吸気口、４２は熱風ユニットの排気口である熱風吹出し孔である。

４３は重量検出手段３２によって支持されるテーブルプレートである。なお、重量検出手段３２は、図３に示すように、右側重量センサ３２ａ，左側重量センサ３２ｂ，奥側重量センサ３２ｃで構成される。

図２に示すように、加熱室底面１ａは、略中央部が凹状に窪んでおり、その中に回転アンテナ３６が設置され、マグネトロン２より放射されるマイクロ波エネルギーは、導波管３３と回転アンテナ３６で拡散されて加熱室１内に放射される。回転アンテナ３６は回転アンテナ駆動手段３７の出力軸に連結されている。

図３は、本実施例の加熱調理器の内部構造を説明するための斜視図であり、ドア２０を開放し、外枠２９を省略すると共に、一部構造を透過して表示した。図３において、１１はマグネトロン２，回転アンテナ３６，熱風ユニット６，電気ヒータ３などを制御する制御部、１２はドア２０を開放したときに本体２１の前面に露出する加熱室縁、２０ａはドア２０の内側の上部に設けられた凸部、１２ａはドア２０を閉じたときに凸部２０ａによって押されるドアスイッチ、１４は機械室１３に設けられたモータであり詳細は後述する。４５ａは後板４５の上部に設けられた内部排気口、４６は機械室１３に設けられマグネトロン２などを冷却するファン装置、４７は加熱室１の排気を内部排気口４５ａに導く排気ダクト、４９はモータ１４の動力を伝達するシャフトを覆うガードである。

図２，図３から分かるように、ドア２０を閉めると、ドア２０が加熱室縁１２と接し、加熱室１を密閉状態に保持し、マイクロ波の漏洩を防止するとともに、ヒータの熱や水蒸気を封じ込める。このとき、ドア２０に設けられた凸部２０ａがドアスイッチ１２ａの接点を閉成し、ドア２０を開くとドアスイッチ１２ａの接点を開成するので、制御部１１はドア２０の開閉状態を検出できる。

次に、図４の斜視図を用いて、排気ダクト４７の構造を説明する。排気ダクト４７は、側面４７ｃ，側面４７ｄ，壁面４７ｅ，裏面４７ｇ，上面４７ｆで構成される略Ｌ字のダクトであり、ダクトの風上側にはダクト入気口４７ｈ，ダクトの風下側にはダクト排気口４７ｊが設けられている。また、側面４７ｃと側面４７ｄには、各々穴４７ａ，４７ｂが設けられている。これらの穴４７ａ，４７ｂについては後述する。

次に、図９，図１０の断面図を用いて、排気ダクト４７近傍の詳細な構造を説明する。図９はシャッター９を閉成したときの加熱調理器の断面図である。ここに示すように、図３で示したファン装置４６から供給された本体冷却風５３は、後板４５に設けられた鎧戸穴４５ｂを通って、外部排気ダクト３０に供給され、その上面に設けられた外部排気口３１から排気される。また、加熱室上面１ｃに設けられた加熱室排気口８はシャッター９によって封鎖されているため、排気ダクト４７には加熱室１内の熱が流入しない。なお、加熱室１内の熱の大部分を保持できるのであれば、多少の熱漏れがあっても良い。

一方、図１０に示すように、シャッター９が排気ダクト４７内で傾斜して開放されているときには、加熱室１の排熱５２は、加熱室排気口８の全穴群を覆う排気ダクト４７，内部排気口４５ａを通って、外部排気ダクト３０に供給される。また、本体冷却風５３も外部排気ダクト３０に供給される。従って、外部排気ダクト３０内で排熱５２と本体冷却風５３が混じり、比較的低い温度の排熱として外部排気口３１から排気される。なお、ここでは、加熱室排気口８をφ４の穴群で構成されるものとするが、排気口としての役割を果たす限り、加熱室排気口８の大きさ，形状，数は図示したものに限定されない。

次に、図９と図１０を用いて、シャッター９の構成および動作をより詳細に説明する。シャッター９はダクト入気口４７よりも一回り小さい略長方形の鋼鉄片であり、排気ダクト４７の壁面４７ｅ側に設けられたシャッター軸４８を支点として開閉する。シャッター軸４８は、図４で説明した穴４７ａ，４８ｂに回転自在に支持されている。シャッター９の先端９ｄは、排熱５２の流れを妨げないように、風下側に曲げられた形状となっている。さらに、シャッター９は、シャッター９と長手方向を同じくするビード９ｂ（凸状の絞り）と、両短辺を風下側に折り曲げた外周立ち上げ部９ｃを備えることによって、強度を増している。

図９に示すように、本実施例では、シャッター９を閉成したとき、先端９ｄが加熱室上面１ｃに接触するが、シャッター軸４８側は加熱室上面１ｃには接しない。このように構成したのは、シャッター９と加熱室上面１ｃとの接触面積を小さくし、シャッター９の回動を容易なものとするためである。また、シャッター９はダクト入気口４７ｈよりも一回り小さいため、シャッター９の外周には隙間が生じる。このような構成のため、加熱室排気口８とダクト４７がシャッター９によって完全に分離されるわけではないが、シャッター９の存在により通風抵抗が大きくなるため、加熱室１からの排気ダクト４７への排熱５２の漏れを無視できる程度に抑えることができる。

また、図１０に示すように、シャッター９を開成したときには、シャッター９は水平よりも約５０度傾斜した状態で停止する。このとき、先端９ｄを上面４７ｆに接触させても良いし、接触させなくても良い。これらを接触させたときには、排熱５２がシャッター９の裏側に回り込むのを抑制できるので、より効率よく排熱５２を排気することができる。また、これらを接触させないときには、シャッター９の開閉にステッピングモータを用いるときの制御を簡易にすることができる。

次に、図７と図８の斜視図を用いて、シャッター９の開閉機構を説明する。図７はシャッター９が閉成した状態を示す図であり、図８はシャッター９が開成した状態を示す図である。

図７に示すように、シャッター軸４８は、シャッター９の軸固定部９ａに固定されており、穴４７ａ，４７ｂに回転自在に支持されている。また、シャッター軸４８は、排気ダクト４７の外部で軸受５１によって回転自在に支持されている。さらに、このシャッター軸４８は軸受５１の外側となる方向に、クランク形状部４８ｂと、Ｕ字連結部４８ａを備えている。Ｕ字連結部４８ａには、シャフト１６の連結部１６ｂが連結されている。シャフト１６を上下すると、その上下運動がシャッター軸４８のクランク形状部４８ｂによって回転運動に変換され、シャッター軸４８を回転させることができる。なお、シャフト１６は、ガード４９によって覆われており、その上下運動が電気部品のリード線などによって妨げられるのを防止している。そして、図８に示すように、シャフト１６を上方向に移動させると、シャッター軸４８が回転し、シャッター９が開放される。この結果、加熱室排気口８が露出し、加熱室１の排熱５２を排気ダクト４７に排気することができる。

次に、図５の斜視図を用いて、シャッター開閉駆動機構１７の構成を説明する。シャッター開閉駆動機構１７は、モータ１４と、モータ１４のクランク状の腕部１５と、シャフト１６で構成される。図５に示すように、シャフト１６の下方には、モータ支持部５０に支持されたモータ１４が設けられており、シャフト１６の下端は、モータ１４の腕部１５に連結されている。本実施例では、モータ１４として、制御部１１からの制御信号に基づいて制御されるステッピングモータを用い回転角度を制御できるものとするが、ＤＣモータを用いても良い。制御部１１からの制御信号に基づき、モータ１４の腕部１５を所定量回転させることで、シャフト１６の上端を所望の量だけ上下させることができ、シャッター９を任意に開閉することができる。なお、高温となる加熱室１よりも下方にモータ１４を設け、また、ファン装置４６による冷却をしやすい位置にモータ１４を配置したので、容易にモータ１４を低温に保つことができる。

次に、図６を用いて、モータ１４の腕部１５の構成をより詳細に説明する。腕部１５は、円筒部１５ａ，カギ部１５ｂ，支点部１５ｃから構成されている。支点部１５ｃはモータ１４の回転軸に固定されており、モータ１４の回転と共に円筒部１５ａが回転する。円筒部１５ａには、シャフト１６の下端のリング部１６ａが回転自在に動くように挿入され、カギ部１５ｂで挿入後に抜けないようにしている。そして、モータ１４の回転軸を回転させることで、シャフト１６を上下に動かすことができる。

以上の構成からなり、予熱工程の設定温度を３００℃、調理工程の設定温度を２５０℃で行うオーブン加熱について、図１１と図１２を用いてシャッター９の動作と加熱室の温度制御について詳細に説明する。図１１は再加熱時にシャッターを開いて加熱を実施し、図１２は再加熱時にシャッターを閉じて加熱を実施したものである。

オーブン加熱は、加熱室１の温度を設定温度まで加熱する予熱工程と、予熱終了後に加熱室１の温度を設定温度で維持する予熱待機工程と、食品を入れて設定された時間を加熱する調理工程の３工程に分けられる。

オーブン調理を開始するために入力手段２６でオーブン加熱を選択し、設定温度と加熱時間を設定し、加熱調理開始スイッチ２８ａを操作すると予熱工程へと進み加熱が開始する。

予熱工程では、加熱室１で加熱された空気が無駄に排出されるのを防止するためにシャッター９を閉じ、熱風ユニット６を動作して加熱室１の温度を設定温度まで加熱する。

シャッター９を閉じるのには、制御部１１はモータ１４に反時計回転方向に１００度回転する信号を送ることで、腕部１５が反時計方向に回転（図６、矢印ハ方向）して、シャフト１６を下方に引き下げクランク状に曲げられたシャッター軸４８を回転してシャッター９を回転し、加熱室排気口８を加熱室上面１ｃの外側から略塞ぐようにシャッター９の先端９ｄを加熱室上面１ｃに接して停止する。

シャッター９を開くときは約５０度回転させるための回転角度が制御部１１から指示されてモータ１４が回転するのに対して、シャッター９を閉じて加熱室排気口８を略塞ぐときはシャッター９を約５５度回転させるための回転角度が制御部１１から指示されてモータ１４が回転するので、シャッター９が閉成した後もモータ１４は回転を続けようと動作した後に停止する。そのため、製造過程などで発生した組み立て誤差に影響されることなく、シャッター９は確実に閉じることが可能となる。

加熱室１の加熱が進行し、加熱室１の温度が設定温度の３００℃に越したことを制御部１１が温度センサ１０より検出すると予熱終了の報知を行い次の予熱待機工程へと進む。

予熱待機工程では、加熱室１の温度を設定温度の３００℃に維持して加熱室１に食品の入れられるのを待つ工程で、食品を加熱室１に入れるためにドア２０を開くことでドアスイッチ１２ａが動作し、制御部１１はドアスイッチ１２ａの接点の状態でドア２０が開成したことを検出して予熱待機工程を終了し、加熱室１に食品を入れてドア２０を閉めて加熱調理開始スイッチ２８ａを再操作することで次の調理工程が開始する。

制御部１１は、加熱室１に食品を入れられたと認識するものとして、ドア２０を開成した時、ドア２０を開閉（開成した後に閉成）した時、もしくは、ドア２０の開閉後に加熱調理開始スイッチ２８ａの入力を検出することで認識する。そして、加熱室１に食品を入れられたと認識するとシャッター９を開成するようにモータ１４へ信号を送る。

本実施例では、ドア２０の開閉後に加熱調理開始スイッチ２８ａの入力を検出した場合に加熱室１に食品を入れられたと認識してシャッター９を開くようにしている。

シャッター９が開くと加熱室１の熱気が加熱室排気口８より排出され、加熱室１の温度分布が変化し、温度センサ１０で検出する温度が変化することで、シャッター９が閉じている時と同じ制御値で電気ヒータ４の電力を調整すると加熱室１の温度が低くなる。そのため、制御部１１は、シャッター９が開いた後も加熱室１の温度が常に設定温度を保つように、シャッター９が閉じているときよりも加熱室１の温度が高めとなる制御値を設定して電気ヒータ４の電力を調整する。

但し、加熱室の温度が、シャッターの開閉に伴い前記と反対の温度変化となる場合は、制御部１１は、シャッター９を開いた時にシャッター９が閉じているときよりも加熱室１の温度が低めとなる制御値を設定して電気ヒータ４の電力を調整する。

そして、制御部１１に、各設定温度に対してシャッター９が閉じている時の制御値と、開いている時の制御値とをそれぞれ設けることで、シャッター９の開閉に伴う加熱室１の加熱温度の変化を低減している。

調理工程では、シャッター９を開いた時の制御値に変更して、加熱室１の温度を設定温度（図１１では２５０℃）に保つように、熱風ユニット６に備わる電気ヒータ４への電力を調整する。そして、設定された加熱時間が経過するとシャッター９を開いて食品から出る蒸気や油煙を外部排気口３１より排出し調理工程を終了する。

予熱工程，予熱待機工程では、調理工程に影響を与えなければ、熱風ユニット６の電気ヒータ４への電力の調整する制御値はシャッター９が閉じている時の制御値でも開いているときの制御値でも良い。

次に、加熱時に湿度が必要な場合にシャッターを閉じたまま調理工程を行う例について図１２を用いて説明する。

予熱工程と予熱待機工程については前述したので省略する。

この加熱は全工程でシャッター９を閉じるので、制御部１１はシャッター９を閉じた時の制御値を用いて熱風ユニット６の電気ヒータ４への電力の調整を行う。そして、予熱終了後にドア２０を開いて食品を加熱室１に入れて再加熱スタートして調理工程へと進む。

調理工程では、引き続きシャッター９を閉じることで加熱室から水蒸気の排出を防ぎ、食品の乾燥を防ぐものである。

この場合の制御値は、シャッター９を閉じた時の制御値を用いて加熱室１の温度を設定温度（図１２では２５０℃）に保つように、熱風ユニット６に備わる電気ヒータ４への電力を調整する。そして、設定された加熱時間が経過すると加熱室１の排熱を排気できるようにシャッター９を開いて調理工程を終了する。

または、食品を取り出すまではシャッター９を閉じた状態を維持し、食品を取り出すためにドア２０を開けたときにシャッター９を開いても良い。

以上説明したように、本発明によれば、オーブン加熱時にシャッターの開閉状態に影響されること無く、加熱室の温度を設定された温度に一定に保つことが可能となり、シャッター付きの加熱調理器を誰にでも簡単に使用することができる。

１加熱室
２マグネトロン
３，４電気ヒータ
５送風ファン
６熱風ユニット
７ボイラー
８加熱室排気口
９シャッター
１０温度センサ
１１制御部
１４モータ
１５腕部
１６シャフト
１７シャッター開閉駆動機構
２０ドア

Claims

加熱調理器の本体と、該本体内に食品を収納する加熱室と、該加熱室と前記食品を加熱する電気ヒータと、前記加熱室の温度を検出する温度センサと、前記食品を加熱する加熱方法と加熱時間と設定温度を設定する入力手段と、前記食品を加熱する時に発生する排熱を前記加熱室に設けた加熱室排気口から前記本体外に導く排気ダクトと、前記排熱を前記排気ダクト内に流れ込むのを防ぐのに前記排気ダクト内に設け前記加熱室排気口を塞ぐシャッターと、前記シャッターを開閉するシャッター開閉駆動機構と、前記入力手段より設定された設定温度に対応する制御値と前記温度センサの検出値とを比べて前記電気ヒータへの電力の調整を行い、また前記シャッター開閉駆動機構へ開閉信号を送る制御部と、を設け、該制御部は、前記入力手段より設定された設定温度に対応する制御値について、同じ前記設定温度に対して、前記シャッターの開いている時に対応する制御値と、前記シャッターの閉じている時は前記シャッターの開いている時に対応する制御値とは異なる制御値とを備え、前記シャッターの開閉は調理の用途に応じて行い、前記電気ヒータへの電力の調整を行う制御値は前記シャッターの開閉に対応した前記制御値で行うことを特徴とする加熱調理器。