JP5668774B2

JP5668774B2 - 加熱調理器

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Publication number: JP5668774B2
Application number: JP2013071391A
Authority: JP
Inventors: 松本　真理子; 真理子松本; 永田　滋之; 滋之永田; 金井　孝博; 孝博金井; 杉山　直也; 直也杉山
Original assignee: Mitsubishi Electric Home Appliance Co Ltd; Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Home Appliance Co Ltd; Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2013-03-29
Filing date: 2013-03-29
Publication date: 2015-02-12
Anticipated expiration: 2033-03-29
Also published as: JP2014194325A

Description

本発明は、食品の加熱調理に使用する加熱調理器に関する。

従来の加熱調理器においては、庫内に収納した被加熱物の重量を測定する重量測定手段を設け、この重量測定手段で測定した被加熱物の重量に基づいて加熱時間を算出し、加熱調理を行う構成にしている（例えば、特許文献１参照）。

実開平２−２０００５号公報

従来の加熱調理器では、被加熱物の重量に基づいて加熱時間を設定していたので、食品に適切な加熱調理ができなかった。
被加熱物が互いに比重の異なる部位の混合物であって、例えば、豚肉の場合、同一重量でも豚バラ肉と豚モモ赤身肉では一方は脂肪率３５％、他方は脂肪率４％と大きく異なるので、混合物である被加熱物にとって適切な加熱調理ができなかった。
また、同様に、例えば、被加熱物が互いに比重の異なる皿等の容器とこの容器に入れられた食品との場合、一旦皿重量を測定して調理器に記憶させ、その後食品を皿に乗せて加熱する必要があり、レンジ使用者には手間が増えていた。

上記のように従来の加熱調理器は、被加熱物の重量に基づいて加熱しており、被加熱物の形態（例えば、食品内に占める脂肪部位の重量割合の大小、食品と容器とからなる被加熱物に占める容器の重量割合の大小）によっては、適切に加熱調理されないという問題点があった。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、被加熱物の形態に対応して、適切な加熱を行うことができる加熱調理器を得ることを目的とする。

この発明に係る加熱調理器においては、被加熱物を収納する加熱室と、加熱室内の被加熱物を加熱する加熱手段と、被加熱物の重量を検知する重量検知手段と、被加熱物の体積を推定する体積推定手段と、重量検知手段の検知結果と体積推定手段の推定結果とに基づいて、加熱手段を制御する制御手段とを備えたものである。

この発明に係る加熱調理器によれば、被加熱物に適切な加熱調理を行うことが可能となる。

この発明の実施の形態１を示す加熱調理器の外観斜視図である。この発明の実施の形態１を示す加熱調理器の中央縦断面図である。この発明の実施の形態１を示す加熱調理器の制御ブロック図である。この発明の実施の形態１を示す加熱調理器のオーブン制御フローチャートである。この発明の実施の形態１を示す加熱調理器のレンジ制御フローチャートである。この発明の実施の形態１を示す加熱調理器の脂肪率の計算結果である。この発明の実施の形態１を示す加熱調理器の容器重量率の計算結果である。この発明の実施の形態２を示す加熱調理器のオーブン制御フローチャートである。この発明の実施の形態２を示す加熱調理器のレンジ制御フローチャートである。この発明の実施の形態３を示す加熱調理器の加熱方式の制御フローチャートである。

実施の形態１．
以下、本発明の実施の形態１について、図１〜図７を用いて説明する。
図１は、この発明を実施するための実施の形態１における加熱調理器の外観斜視図を示すものであり、図２は、この発明を実施するための実施の形態１における加熱調理器の中央縦断面図を示すものである。

図１及び図２において、本実施の形態１に係る加熱調理器は、本体１と本体１の前面に設けられた扉４とから構成されている。本体１は主に、食品３が収納される加熱室２と、加熱手段である上面加熱ヒータ５、コンベクションヒータ６及び高周波発生部７と、食品３の温度を検知する赤外線センサ１３と、加熱室２全体の温度を検知する庫内サーミスタ１４と、被加熱物の重量を測定するレール設置重量センサ１８ａ及び床設置重量センサ１８ｂと、加熱室２内の空気圧を測定する圧力センサ１９と、加熱室２内の空気を加圧する加圧手段としての給気ポンプ２０とで構成されている。

加熱室２は、脱臭塗料などが塗られた金属板を箱状に形成して構成されている。
本体１の前面には扉４が設けられ、扉４には調理中に加熱室２内を見るための窓４ａやチョーク構造など高周波漏洩低減手段４ｂが設けられている。扉４の前面中央には、扉４の開閉時に使用者が持つ凸状の取っ手４ｃが設けられ、図示しないヒンジによって本体１前面（つまりは使用者側）に縦開きに開けることができる。このように扉４を開けるような構成にすることにより、扉４を開けるために必要な力は少なくて済む。なお、取っ手４ｃは扉４の上方に設置してあれば良く、例えば両手を使って開けられるように扉４の左右、または使用者が如何様にも開けやすいように扉４上面の端から端まで亘って設置されていてもよい。

上面加熱ヒータ５は加熱手段の一つであり、加熱室２の天井面に固定されている。上面加熱ヒータ５はニクロム線をマイカ板に巻きつけたものを鉄板に密着したいわゆるフラットヒータで形成し、これにより加熱室２内を均一に加熱でき、かつ清掃性も良いように構成されている。
コンベクションヒータ６は、加熱室２の背面に設けられたファン６ａと、ファン６ａ近傍に取り付けられたガラス管ヒータからなる送風空気加熱ヒータ６ｂとで構成されている。コンベクションヒータ６の動作は、ファン６ａによって加熱室２内の空気を加熱室２背面に設けられた吸気孔２ｂから吸引し、吸気孔２ｂから吸引された空気を送風空気加熱ヒータ６ｂが加熱し、送風空気加熱ヒータ６ｂによって加熱された熱風は加熱室２背面に設けられた送気孔２ａから加熱室２内に戻って、加熱室２内に収納された食品３を加熱する。

高周波発生部７は、高周波発生器であるマグネトロン７ａと、商用交流電源からの交流電力を例えば全波整流してマグネトロン７ａへ供給し駆動させる電源回路７ｂからなる。マグネトロン７ａは、マグネトロン７ａから加熱室２の床下に向かって伸びる導波管８の一端に接続されている。一方、この導波管８の他端には、加熱室２下部に設けられたアンテナ室９に接続されている。マグネトロン７ａとアンテナ室９とは、導波管８で連通されており、マグネトロン７ａで発生されたマイクロ波は導波管８を通ってアンテナ室９に導かれる。アンテナ室９内には、マイクロ波の進行方向を調節するアンテナ１０が設けられ、アンテナ室９に導かれたマイクロ波はアンテナ１０を介して加熱室２の内部に放射される。アンテナ１０はモータ１１によって回転可能に設けられている。このような構成にすることにより、マグネトロン７ａが発生するマイクロ波は、加熱室２内に均一に放射され、本実施の形態１の加熱調理器は、加熱室２内に置かれた食品３を均一に加熱することができる。

角皿スライド用のレール１２は、加熱室２の両側壁に凸状に設けられている。赤外線センサ１３は加熱室２の側面に設けられ、食品３の温度を非接触で検知する。庫内サーミスタ１４は、加熱室２全体の温度を加熱室２の右奥空気温度を測ることで検知している。具体的には、庫内サーミスタ１４による温度測定値と加熱時における加熱室２内の温度分布との相関を事前に評価することで実現している。庫内サーミスタ１４が右奥に設けられているのは、奥の方が外気の影響を受けにくいためと、右側にメイン基板が設置されているため配線がより容易で安価に済むことがある。図示していないが、電源・制御基板上には冷却用ファンが配置されており、このファンで外気を導入することで高周波発生部７を含む電源・制御基板は冷却される。また、この外気を送風口１５から加熱室２へ吹き出すことで、送風口１５の近傍に配置された赤外線センサ１３は冷却される。送風口１５から加熱室２に導入された空気は、例えばグリル調理などのときに食品３から出る煙とともに排気口１６から庫外へ放出される。

シャッター１７は、排気口１６を遮蔽するためにあり、図示しないが同じものが送風口１５にもあり、双方のシャッターを閉めることで加熱室２は密閉される。被加熱物の重量を測る重量センサとしては、レール１２に設けたレール設置重量センサ１８ａと、加熱室２内の床面に設けた床設置重量センサ１８ｂとがある。圧力センサ１９は加熱室２内の気圧、すなわち空気圧をを測定し、送風口１５の近傍に設けることで温度が低く保たれ易いためセンサ寿命を長く保つことができる。また、図示しない制御基板に近いため、配線が最も短く接続が容易かつ低コストで済む位置である。給気ポンプ２０は、送風口１５と排気口１６をシャッターで遮蔽後、あらかじめ定められた量の空気を加熱室２に給気することで、加熱室２内の空気を加圧する。

また、図示しないが、扉４の前面には加熱調理器の運転を操作する操作部があり、電源のオンオフスイッチや取り消しボタン、自動メニューの選択ボタン、温度や加熱モードの選択スイッチ、加熱調理中の加熱室２内の温度、選択した加熱設定やメニューが視認できる表示部が備えられている。高周波発生部７近傍には、この加熱調理器の動作を制御する制御基板がある。

次に、本実施の形態１にかかる加熱調理器の制御構成について説明する。図３は、この発明を実施するための実施の形態１における加熱調理器の制御ブロック図を示すものである。
図３において、電源ｏｎ、ｏｆｆを司るメイン基板１００から、制御装置１０１と電源装置１０２に電源が供給される。制御装置１０１は、操作パネル１０３内の入力手段１０４により入力された設置・入力情報によりリレー１０６を制御し、オーブン加熱のときは上面加熱ヒータ５およびコンベクションヒータ６に、レンジ加熱のときは高周波発生部７に電源が供給されるように制御する。また、温度検知手段である赤外線センサ１３と庫内サーミスタ１４とからは同時にそれぞれの温度情報を取得しており、庫内温度または食品温度の過昇温防止のためにリレー１０６のｏｎ、ｏｆｆ制御を実施する。さらに、重量センサ１８での加熱室２に収納した被加熱物の重量測定、加熱室２の空気圧の測定前後のシャッター２１の開閉、シャッター２１を閉にし加熱室を密閉した時の圧力センサ１９による加熱室の空気圧測定、密閉した加熱室へ空気を給気するための給気ポンプ２０の動作も制御装置１０１からの指示によって実施する。運転の結果や入力情報などは報知手段１０５にて報知され、使用者に加熱調理器の状態が伝えられる。なお、ここでシャッター２１は、図２のシャッター１７と図示しない送風口１５のシャッターを含むものである。

次に、この発明を実施するための実施の形態１における加熱調理器のオーブン加熱制御動作について説明する。
まずは、被加熱物が、例えば食用肉のように、脂肪部位とそれ以外の非脂肪部位とからなる混合物である場合について説明する。ここで、脂肪率を被加熱物である食品の総重量に占める脂肪部位の重量割合と定義する。
基本的に、食品の脂肪率を推定するのは、ユーザーがオーブンまたはグリル加熱を選択した場合である。これは、オーブンまたはグリル加熱では、基本的に肉は容器に入れず加熱調理器付属の天板に焼き網に乗せて加熱するためである。脂が少ない肉は表面がパサパサにならないよう低温で表面を焦がさないように焼き、脂の多い肉では肉そのものの脂を使いながらフライ状の加熱になることも狙っており、脂がよく落ちるよう高温で焼くなど、肉の脂肪率によって異なる加熱制御が必要になる。

図４は、この発明を実施するための実施の形態１における加熱調理器のオーブン制御フローチャートを示すものである。
図４において、ステップＳ１で、食品３を加熱室２に入れて扉４を閉め、ステップＳ２で、扉４の前面にある図示しない操作部で加熱方法『オーブン』を選択する。そして、ステップＳ３で、扉４の前面にある図示しない操作部で加熱スタートボタンを押すことで加熱制御が開始し、ステップＳ４で排気口１６のシャッター１７および図示しない送風口１５のシャッターが閉まり、加熱室２は密閉状態となる。重量センサ１８ａまたは１８ｂで加熱室２に収納された食品３の重量を測定する。ステップＳ５で給気ポンプ２０の動作を開始し、ステップＳ６、Ｓ７であらかじめ定められた給気量に達するまでの時間をカウントし給気する。これにより、加熱室２内の空気は加圧される。給気が終了したらステップＳ８へ進み、給気後の空気圧を測定して加熱室２の食品３を除いた残容積を推定し、食品３の体積を求める。食品３の体積と重量、あらかじめ定められた脂肪部位の密度とそれ以外の部位である非脂肪部位の密度とから、食品３全体に占める脂肪部位の重量割合である脂肪率を算出し、あらかじめ設定した式や表からに応じた加熱温度や加熱時間を設定する。ステップＳ９でシャッターを開き、加熱時の排煙ができるようにして、赤外線センサ１３で食品温度を、庫内サーミスタ１４で庫内温度を検知し、加熱開始前の初期状態として図示しない制御基板上の記憶部に記憶する。ステップＳ１０で設定した加熱時間までオーブン加熱し、ステップＳ１１で加熱を終了し、ユーザーにブザーや操作部の表示点滅などで報知する。なお、図４のフローチャート内で使用している各変数の定義は、次の通りになる。
すなわち、ｔ［ｓｅｃ］は現時点の経過時間積算値、ｔ＿ｏｌｄ［ｓｅｃ］は１ステップ前の経過時間積算値、Δｔ［ｓｅｃ］は予め設定してあった１ステップの時間、ｔ＿ｅｎｄ［ｓｅｃ］は給気時間である。

次に、脂肪率の推定方法について、式（１）〜式（４）を用いて詳細に説明する。なお、ここでは脂肪部位の密度Ｒｏｕ＿ｆａｔは９００．７［ｋｇ／ｍ^３］、それ以外の非脂肪部位の密度Ｒｏｕ＿ｍｅａｔは１１００．０［ｋｇ／ｍ^３］として計算する。
容積Ｖ＿ｏｖｅｎ［ｍ^３］の加熱室２に重量Ｗ＿ｆｏｏｄ［ｋｇ］で、脂肪率Ｒａｔｅ＿ｆａｔ［ｗｔ％］の食品３を入れて密閉し空気圧Ｐ１［Ｐａ］を測定する。

まず、本実施の形態１に係る加熱調理器を製作する工場での大気圧Ｐ１［Ｐａ］が，本実施の形態１に係る加熱調理器を使用する場所での大気圧Ｐ２［Ｐａ］と同等である場合を想定した推定方法について述べる。工場において製品の出荷前に加熱室２に天板のみを入れた状態（＝食品体積は０［ｍ^３］で、加熱室２の内容積がＶ＿ｏｖｅｎ＿０［ｍ^３］）で、工場において圧力センサ１９で測定した大気圧Ｐ１［Ｐａ］（測定後，制御基板の記憶部に記憶）、天板のみを入れた状態でのオーブン容量Ｖ＿ｏｖｅｎ＿０［ｍ^３］、給気ポンプの給気量ΔＶ［ｍ^３］をもとに、式（１）でボイルの法則より、圧力と体積の積一定（ＰＶ＝ｃｏｎｓｔ．）から算出したＰ２＿ｏｖｅｎ＿０［Ｐａ］を制御基板の記憶部に記憶する。これにより、オーブンレンジの計算負荷を軽減する。
Ｐ２＿ｏｖｅｎ＿０＝Ｐ１×（Ｖ＿ｏｖｅｎ＿０＋ΔＶ）／Ｖ＿ｏｖｅｎ＿０…式（１）

次に、ユーザーの使用する環境で、食品３の脂肪率を推定するための計算方法を説明する。
脂肪率Ｒａｔｅ＿ｆａｔ［ｗｔ％］が未知の食品３を加熱室２に入れ、食品３の重量Ｗ＿ｆｏｏｄ［ｋｇ］を重量センサ１８ａまたは１８ｂで測定する。本実施の形態１に係る加熱調理器を製作する工場での大気圧Ｐ１［Ｐａ］が、本実施の形態１に係る加熱調理器を使用する場所での大気圧Ｐ２［Ｐａ］とが同等であるから、ユーザー使用場所での大気圧Ｐ２＝Ｐ１としてＰ２は測定しない。基板に記憶されたＰ１をＰ２として計算する。次に、給気ポンプ２０で一定量ΔＶ［ｍ^３］の空気を密閉した加熱室２に給気し、このときの加熱室２内の空気圧Ｐ２＿ｏｖｅｎ＿ｍｅｓ［Ｐａ］を測定して食品３の体積を除いたオーブン残容積Ｖ＿ｏｖｅｎ＿ｍｅｓ［ｍ^３］を式（２）で算出し、食品の体積を式（３）で算出する。この結果をもとに、式（４）で食品３の脂肪率Ｒａｔｅ＿ｆａｔ［ｗｔ％］を算出する。式（４）は、人体の体脂肪率を算出するためのＳｉｒｉの式として広く用いられている式であり、人体重量と人体体積から得られる体密度をもとに体脂肪率を計算する式であり、食品に対しても適用できる。式（４）に基づいて計算すると、例えば肉３００ｇで図６のような相関グラフが得られる。
Ｖ＿ｏｖｅｎ＿ｍｅｓ＝（（Ｐ２＿ｏｖｅｎ＿０−Ｐ１）×Ｖ＿ｏｖｅｎ＿０）
／（Ｐ２＿ｏｖｅｎ＿ｍｅｓ−Ｐ１） …式（２）
Ｖ＿ｆｏｏｄ＿ｍｅｓ＝Ｖ＿ｏｖｅｎ−Ｖ＿ｏｖｅｎ＿ｍｅｓ …式（３）
Ｒａｔｅ＿ｆａｔ＝（４．９５／（（Ｗ＿ｆｏｏｄ×１０^３）
／（Ｖ＿ｆｏｏｄ＿ｍｅｓ×１０^６））−４．５）×１００…式(４)

次に、被加熱物が、食品とこの食品が入れられる容器とからなる混合物である場合について説明する。ここで、被加熱物の全体重量に占める容器の重量の割合を容器重量率と定義する。基本的にこの容器重量率を推定することが必要な場合は、レンジ加熱を選択した場合である。レンジ加熱では、基本的に食品３を容器に入れた状態で加熱するものであり、脂落ちよりも食品の量によることなく適切な温度に温められることが必要とされるためである。

図５は、この発明を実施するための実施の形態１における加熱調理器のレンジ制御フローチャートを示すものである。なお、図４のオーブン加熱制御と同じ動作制御のものは同一のステップ番号を付している。
図５において、ステップＳ１で、被加熱物（食品３と陶磁器などでできた容器）を加熱室２に入れて扉４を閉める。ステップＳ１２で、扉４の前面にある図示しない操作部で加熱方法『レンジ』を選択する。そして、ステップＳ３で、扉４の前面にある図示しない操作部で加熱スタートボタンを押すことで加熱制御が開始する。ステップＳ１３で排気口１６のシャッター１７および図示しない送風口１５のシャッターが閉まり、加熱室２は密閉状態となり、重量センサ１８ａまたは１８ｂで加熱室２に収納された被加熱物の重量を測定する。ステップＳ５で給気ポンプ２０の動作を開始し、ステップＳ６、Ｓ７であらかじめ定められた給気量に達するまでの時間をカウントし給気する。給気が終了したらステップＳ１４へ進み、給気後の空気圧を測定して加熱室２内の被加熱物を除いた残容積を推定し、被加熱物の体積を求める。被加熱物の体積と重量、あらかじめ定められた食品の密度や容器の密度から容器重量率を算出し、あらかじめ設定した式や表から容器重量率に応じた加熱時間を設定する。ステップＳ９でシャッターを開き、加熱時の蒸気排出ができるようにして、赤外線センサ１３で食品温度を、庫内サーミスタ１４で庫内温度を検知し、加熱開始前の初期状態として図示しない制御基板上の記憶部に記憶する。ステップＳ１５で設定した加熱時間までレンジ加熱し、ステップＳ１１で加熱を終了し、ユーザーにブザーや操作部の表示点滅などで報知する。なお、図５のフローチャート内で使用している変数の定義は、図４と同じである。

次に、被加熱物（食品と容器）の容器重量率の推定方法について、式（５）〜式（７）を用いて詳細に説明する。なお、ここでは食品密度Ｒｏｕ＿ｆｏｏｄは１１００．０［ｋｇ／ｍ３］、容器密度Ｒｏｕ＿ｃｅｒａは陶磁器密度相当の２９００［ｋｇ／ｍ３］として計算する。工場から製品の出荷前に加熱室２に何も入れない状態での容積Ｖ＿ｍｏ＿０［ｍ^３］で、給気ポンプを動作して加熱室２内の空気圧Ｐ２＿ｍｏ＿０［Ｐａ］を取得・記憶するのは式（１）と同様である。

次に、ユーザーの使用する環境で、被加熱物の容器重量率を推定するための計算方法を説明する。
容器重量率Ｒａｔｅ＿ｃｅｒａ［ｗｔ％］が未知である被加熱物の重量Ｗ＿ｆｏｏｄｃｅｒａ［ｋｇ］を重量センサ１８ａまたは１８ｂで、給気前の空気圧Ｐ１［Ｐａ］は圧力センサ１９で測定する。次に、給気ポンプ２０で一定量ΔＶ［ｍ^３］の空気を密閉した加熱室２に給気し、このときの加熱室２内の空気圧Ｐ２＿ｍｏ＿ｍｅｓ［Ｐａ］を測定して被加熱物の体積を除いた残容積Ｖ＿ｍｏ＿ｍｅｓ［ｍ^３］を式（５）で算出し、被加熱物の体積を式（６）で算出する。この結果をもとに、式（７）で被加熱物の重量Ｗ＿ｆｏｏｄｃｅｒａ［ｋｇ］に容器の占める容器重量率Ｒａｔｅ＿ｃｅｒａ［ｗｔ％］を算出する。このとき、容器が陶磁器密度相当であり、食品密度と大きく異なるためＳｉｒｉの式など体脂肪率を計算する式を適用できない。このため、容器重量率Ｒａｔｅ＿ｃｅｒａ［ｗｔ％］は、例えば平面の式を用いて、被加熱物の重量Ｗ＿ｆｏｏｄｃｅｒａ［ｋｇ］と体積Ｖ＿ｆｏｏｄｃｅｒａ＿ｍｅｓ［ｍ^３］とから求められる。各々の変数にかけられる定数は、あらかじめサンプル食品と使用する容器とで算出し、制御基板の記憶部に記録した値である。式（７）に基づいて計算すると、例えば容器と食品の全重量０．５〜１ｋｇの間で、図７のような相関グラフが得られる。なお、全重量をある一定範囲で区分し、その区分に応じた計算式を設けると、より精度の高い検知ができる。
Ｖ＿ｍｏ＿ｍｅｓ＝（（Ｐ２＿ｍｏ＿０−Ｐ１）×Ｖ＿ｍｏ＿０）
／（Ｐ２＿ｍｏ＿ｍｅｓ−Ｐ１） …式（５）
Ｖ＿ｆｏｏｄｃｅｒａ＿ｍｅｓ＝Ｖ＿ｍｏ−Ｖ＿ｍｏ＿ｍｅｓ …式（６）
Ｒａｔｅ＿ｃｅｒａ＝１０３×Ｗ＿ｆｏｏｄｃｅｒａ−２１２６６６
×Ｖ＿ｆｏｏｄｃｅｒａ＿ｍｅｓ＋７５ …式（７）

なお、以上では、被加熱物が例えば食用肉のように脂肪部位とそれ以外の非脂肪部位とからなる混合物である場合と、被加熱物が食品とこの食品が入れられる容器とからなる混合物である場合とについて説明したが、被加熱物が互いに比重のことなる部位からなる混合物であれば、これ以外のものであっても良いのは言うまでもない。比重のことなる二種類の部位からなる混合物を加熱する場合は、どちらか一方の部位について非加熱物内に占める重量割合である部位比率を推定することになる。例えば、被加熱物が魚であれば、鰯や秋刀魚は脂肪が多く、鱈は脂肪が少ないので、本実施の形態の加熱調理器を用いれば、適切な加熱が可能となる。

実施の形態２．
以下、本発明の実施の形態２について、図１〜図３、図８、図９を用いて説明する。なお、図１〜図３に示す加熱調理器の構成は、実施の形態１からの変更は無いので説明を省略する。

実施の形態１では最も簡易な脂肪率や容器重量率の推定方法を加熱調理器に適用した場合について述べた。しかし、製品の出荷前にあらかじめ測定・記憶する方法では、当該実施の加熱調理器を製造する工場における大気圧Ｐ１［Ｐａ］とユーザーのいる地域における大気圧Ｐ２［Ｐａ］が異なる場合（例えば、工場は平地だがユーザー居住域は高地の場合。）は誤差が生じる。実施の形態２では、その誤差を回避するため、全測定をユーザーの使用環境で実施する制御方法について述べる。

図８は、この発明を実施するための実施の形態２における加熱調理器のオーブン制御フローチャートを示すものである。なお、図４と同じ動作制御のものは、同一のステップ番号を付している。
図８において、ステップＳ１で、食品３を加熱室２に入れて扉４を閉め、ステップＳ２で、扉４の前面にある図示しない操作部で加熱方法『オーブン』を選択する。そして、ステップＳ３で、扉４の前面にある図示しない操作部で加熱スタートボタンを押すことで加熱制御が開始し、ステップＳ１６で排気口１６のシャッター１７および図示しない送風口１５のシャッターを閉めて給気前の空気圧を測定する。加熱室２は密閉状態となり重量センサ１８ａまたは１８ｂで加熱室２に収納された食品３の重量を測定して、脂肪率を０とみなした場合の食品３の体積を計算して、加熱室２の残容積と給気後の空気圧を推定する。以下、ステップＳ５〜Ｓ１１、及び図８のフローチャート内で使用している変数の定義は、図４と同じである。

次に、脂肪率の推定方法について、式（８）〜式（１１）を用いて詳細に説明する。なお、ここでは脂肪部位の密度Ｒｏｕ＿ｆａｔは９００．７［ｋｇ／ｍ^３］、それ以外の部位の密度Ｒｏｕ＿ｍｅａｔは１１００．０［ｋｇ／ｍ^３］として計算する。

容積Ｖ＿ｏｖｅｎ［ｍ^３］の加熱室２に重量Ｗ＿ｆｏｏｄ［ｋｇ］で脂肪率Ｒａｔｅ＿ｆａｔ［ｗｔ％］の食品３を入れて密閉し、空気圧Ｐ２［Ｐａ］を測定する。

食品３の脂肪率Ｒａｔｅ＿ｆａｔ［ｗｔ％］が未知の食品３を加熱室２に入れると、食品３の重量Ｗ＿ｆｏｏｄ［ｋｇ］は重量センサ１８ａまたは１８ｂで測定される。脂肪率を０と仮定して計算した食品３の体積Ｖ＿ｆｏｏｄ＿ｓｕｐ［ｍ^３］から加熱室２の残容積Ｖ＿ｏｖｅｎ＿ｓｕｐ［ｍ^３］を算出し、体積Ｖ＿ｆｏｏｄ＿ｓｕｐである食品が入った状態で給気ポンプ２０で一定量ΔＶ［ｍ^３］の空気を密閉した加熱室２に給気したときの加熱室２内の空気圧Ｐ２＿ｏｖｅｎ＿ｓｕｐ［Ｐａ］を式（８）にて算出する。

式（１）では加熱室２内に何も入っていない状態で給気ポンプ２０を動作したときの空気圧をボイルの法則より推定したのは、工場出荷時には加熱室２に何も入れずに空気圧を測定しておくことが最も容易だからである。実際にユーザーが使用する環境において、あらかじめ加熱室２が空の状態で空気圧を測定するといった作業がわずらわしく感じられる可能性が大きいため、ユーザーの一連の調理動作の中で測定できる方法として考案したのが式（８）を使用した計算による方法である。
Ｐ２＿ｏｖｅｎ＿ｓｕｐ＝Ｐ２×（Ｖ＿ｏｖｅｎ＿ｓｕｐ＋ΔＶ）
／Ｖ＿ｏｖｅｎ＿ｓｕｐ …式（８）

次に、給気ポンプ２０で一定量ΔＶ［ｍ^３］の空気を密閉した加熱室２に給気し、このときの加熱室２内の空気圧Ｐ２＿ｍｅｓ［Ｐａ］を測定して食品３の体積を除いたオーブン残容積Ｖ＿ｏｖｅｎ＿ｍｅｓ［ｍ^３］を式（９）で算出し、食品３の体積Ｖ＿ｆｏｏｄ＿ｍｅｓを式（１０）で算出する。脂肪率Ｒａｔｅ＿ｆａｔ［ｗｔ％］を式（１１）で算出する。なお、式（１０）と式（１１）は、実施の形態１に示した式（３）と式（４）と同じである。
Ｖ＿ｏｖｅｎ＿ｍｅｓ＝（（Ｐ２＿ｏｖｅｎ＿ｓｕｐ−Ｐ２）
×Ｖ＿ｏｖｅｎ＿ｓｕｐ）／（Ｐ２＿ｏｖｅｎ＿ｍｅｓ−Ｐ２）…式（９）
Ｖ＿ｆｏｏｄ＿ｍｅｓ＝Ｖ＿ｏｖｅｎ−Ｖ＿ｏｖｅｎ＿ｍｅｓ …式（１０）
Ｒａｔｅ＿ｆａｔ＝（４．９５／（（Ｗ＿ｆｏｏｄ×１０^３）
／（Ｖ＿ｆｏｏｄ＿ｍｅｓ×１０^６））−４．５）×１００…式(１１)

次に、本発明の実施の形態２における加熱調理器のレンジ加熱制御動作について説明する。図９は、この発明を実施するためのの実施の形態２における加熱調理器のレンジ制御フローチャートを示すものである。なお、図５のレンジ加熱制御と同じ動作制御のものは同一のステップ番号を付している。

図９において、ステップＳ１で、被加熱物（食品３と陶磁器などでできた容器）を加熱室２に入れて扉４を閉める。ステップＳ１２で、扉４の前面にある図示しない操作部で加熱方法『レンジ』を選択する。そして、ステップＳ３で、扉４の前面にある図示しない操作部で加熱スタートボタンを押すことで加熱制御が開始し、ステップＳ１７で排気口１６のシャッター１７および図示しない送風口１５のシャッターが閉まり、給気前の空気圧を測定する。加熱室２は密閉状態となり重量センサ１８ａまたは１８ｂで加熱室２に収納された被加熱物の重量を測定して、容器重量率が０（＝食品のみ）とみなした場合の食品体積を計算して加熱室２の残容積と給気後の空気圧を推定する。ステップＳ５以降は、図５の説明に同じである。なお、図９のフローチャート内で使用している変数の定義は、図４と同じである。

次に、容器重量率の推定方法について、式（１２）〜式（１５）を用いて詳細に説明する。なお、ここでは食品密度Ｒｏｕ＿ｆｏｏｄは１１００．０［ｋｇ／ｍ３］、容器密度Ｒｏｕ＿ｃｅｒａは陶磁器密度相当の２９００［ｋｇ／ｍ３］として計算する。

容積Ｖ＿ｍｏ［ｍ^３］の加熱室２に、容器重量率Ｒａｔｅ＿ｃｅｒａ［ｗｔ％］が未知である被加熱物（食品３と容器）を入れて密閉し、重量センサ１８ａまたは１８ｂで被加熱物の重量Ｗ＿ｆｏｏｄｃｅｒａ［ｋｇ］を測定し、給気前の空気圧Ｐ２［Ｐａ］を測定する。そして、被加熱物の重量Ｗ＿ｆｏｏｄｃｅｒａ［ｋｇ］が全て食品、すなわち容器重量率を０（＝食品のみ）と仮定して計算した被加熱物の体積Ｖ＿ｆｏｏｄｃｅｒａ＿ｓｕｐ［ｍ^３］から加熱室２の残容積Ｖ＿ｍｏ＿ｓｕｐ［ｍ^３］を算出する。給気ポンプ２０で一定量ΔＶ［ｍ^３］の空気を密閉した加熱室２に給気したときの加熱室２内の空気圧Ｐ２＿ｍｏ＿ｓｕｐ［Ｐａ］を式（１２）にて算出する。
Ｐ２＿ｍｏ＿ｓｕｐ＝Ｐ２×（Ｖ＿ｍｏ＿ｓｕｐ＋ΔＶ）
／Ｖ＿ｍｏ＿ｓｕｐ …式（１２）

次に、給気ポンプ２０で一定量ΔＶ［ｍ^３］の空気を密閉した加熱室２に給気し、このときの加熱室２内の空気圧Ｐ２＿ｍｏ＿ｍｅｓ［Ｐａ］を測定して食品３と容器の体積を除いた残容積Ｖ＿ｍｏ＿ｍｅｓ［ｍ^３］を式（１３）で算出する。食品と容器からなる被加熱物の体積を式（１４）で算出し、その結果をもとに被加熱物の重量Ｗ＿ｆｏｏｄｃｅｒａ［ｋｇ］に容器の占める容器重量率Ｒａｔｅ＿ｃｅｒａ［ｗｔ％］を式（１５）で算出する。なお、式（１４）と式（１５）は、実施の形態１で示した式（６）、式（７）と同じである。
Ｖ＿ｍｏ＿ｍｅｓ＝(（Ｐ２＿ｍｏ＿ｓｕｐ−Ｐ２）×Ｖ＿ｍｏ＿ｓｕｐ)
／（Ｐ２＿ｍｏ＿ｍｅｓ−Ｐ２） …式（１３）
Ｖ＿ｆｏｏｄｃｅｒａ＿ｍｅｓ＝Ｖ＿ｍｏ−Ｖ＿ｍｏ＿ｍｅｓ …式（１４）
Ｒａｔｅ＿ｃｅｒａ＝１０３×Ｗ＿ｆｏｏｄｃｅｒａ−２１２６６６
×Ｖ＿ｆｏｏｄｃｅｒａ＿ｍｅｓ＋７５ …式（１５）

実施の形態３．
以下、本発明の実施の形態３について、図１〜図３、図１０を用いて説明する。なお、図１〜図３に示す加熱調理器の構成は、実施の形態１からの変更は無いので説明を省略する。

実施の形態１および２における加熱方法の設定ステップＳ１０及びＳ１５では、レンジ又はオーブンのどちらか一方を使用していた。実施の形態３では、食品の脂肪率に応じてレンジとオーブンの両方の加熱方法を使用することで、食品に適切な加熱をオーブンだけの加熱時間より短時間で行うことが可能となる制御方法について述べる。
レンジとオーブンの両方の加熱方法を使用する場合、食品温度が一定温度になるまでレンジ加熱し、それ以降はオーブン加熱のみにするもので、オーブン加熱のみで食品外側から加熱する方法に比べ加熱時間が短くて済む加熱方法である。

図１０は、この発明を実施するための実施の形態３における加熱調理器の加熱方式の制御フローチャートを示すものである。脂肪率の推定方法として実施の形態２の説明を用いているが、実施の形態１の方法でもよい。
図１０において、ステップＳ１で、食品３を加熱室２に入れて扉４を閉める。ステップＳ１８で、扉４の前面にある図示しない操作部でレンジ加熱とオーブン加熱の自動切換えがある加熱方法、例えば『レンジグリル』などの表記を選択する。以下、ステップＳ３、１６、５〜９は図８の説明に同じである。そして、ステップＳ１９で脂肪率に応じた設定時間分ほどレンジ加熱し、ステップＳ２０でオーブン加熱に切り替わる。そして指定した時間のオーブン加熱後、ステップＳ１１で加熱終了したことをユーザーに報知音などで報知する。この加熱方法では、食品の脂肪率を推定後にレンジとオーブンが稼動するが、食品内部まで迅速に高温になることで脂の粘度が低下し流出し易い状態になるので、脂肪率が高いと判定された場合にはレンジ加熱時間を長くして食品中心までの温度をより高くしてからオーブン加熱に切り替えることで、脂落ちを促進できる。このときオーブン加熱時間も延長することでさらなる脂落ちを促進させてもよい。なお、脂肪率が低いときはレンジ加熱時間を短くして食品中心までの温度をより低い状態でオーブン加熱に切り替えれば、食品組織の変性による水分流出が抑制された状態で表面が焼き固められるため、ジューシーな仕上がりが得られる。このときオーブン加熱時間も短縮することで表面もよりソフトな状態に仕上げてもよい。なお、図１０のフローチャート内で使用している変数の定義は、図４と同じである。

上記の実施の形態１〜３において、食品３の初期温度や重量を判定する回数は、１回でもよいが、より正確さを期するために複数回行ってもよい。また、ある温度上昇率を設定しておいて、その温度上昇のために必要とした時間で食品３の初期温度や量を判定してもよい。

また、食品３の加熱をオーブンとレンジにしたが、オーブンの他に温度制御のないヒータ加熱であるグリル、マイクロ波を照射しながらヒータ加熱をするハイブリッド調理などにも適用できることは自明である。

また、上面加熱ヒータ５のヒータ種類を限定するものではなく、例えばガラス管ヒータを用いて加熱する際のふく射成分を増加し、より食品３表面の加熱速度を速め、例えば肉の表面を焼き固め肉汁に含まれるおいしさを逃がさずに調理できるようにしてもよい。また、より安価な加熱手段としてシーズヒータを用いてもよい。また、扉４に設けられた高周波漏洩量低減手段４ｂは、実施の形態１の方式に限定されるものでなく、高周波の漏洩を防ぐことができるものであれば良い。また、食品３の加熱は特に実施例に限定するものではなく、例えば食品３に通電して起きる自己発熱によるジュール加熱などを用いてもよい。

また、上記の全ての実施の形態では体積推定方法を給気ポンプで空気を給気したときの圧力を測定し、体積を推定する方法を示したが、これに限定するものではない。例えば、減圧ポンプを利用し、加熱室２の気圧降下の変化度合いからも推定できる。また、加熱室２を密閉して一定量の無害なガス（Ｎ２、Ｏ２など）を加熱室２に送り込み、そのガス濃度により体積を推定してもよい。また、低周波音を発するスピーカーと音圧を測定するマイクロホンを設け、音圧の変化から体積を推定してもよい。また、画像センサの検出値から体積を推定してもよく、この方法であれば加熱室２を密閉構造が不要になる。

なお、本明細書の実施例では圧力センサを送風口近傍に設けたが、他に適切な位置があればそこに設置してもよいことは自明である。
また、体積を推定する時の給気量も限定するものではなく、圧力の変化と食品体積比が明確化できる量であればよい。

また、本明細書では重量センサは食品を設置する位置毎に設けたが、加熱調理器本体の足に取り付け、全体の重量の差を測定してもよい。これにより、重量センサの使用個数を減らす、高温耐性のないより安価なセンサの使用が可能になる、といったメリットがある。

また、『脂落としモード』ボタンを設けることで、ユーザーに本実施例の選択を任せるようにしてもよい。これにより、ユーザーがどのような仕上がりを期待するか調理前に認識できるため、仕上がり状態に、より明確な満足感を提供できる。

また、上記実施例は略密閉式の容器とその容器内に収めた収納物を加熱できる手段がついているものであれば同様の効果を得ることができる。例えば、同じ加熱調理器であるオーブントースター、フィッシュロースター、炊飯器、ガスコンロやＩＨクッキングヒータなどに設けられた魚焼きグリルなどである。

１本体、２加熱室、３食品、５上面加熱ヒータ、６コンベクションヒータ、６ａファン、６ｂ送風空気加熱ヒータ、７高周波発生部、７ａマグネトロン、７ｂ電源回路、１３赤外線センサ、１４庫内サーミスタ、１５送風口、１６排気口、１７シャッター、１８ａレール設置重量センサ、１８ｂ床設置重量センサ、１９圧力センサ、２０給気ポンプ、１０１制御装置

Claims

被加熱物を収納する加熱室と、
前記加熱室内の前記被加熱物を加熱する加熱手段と、
前記被加熱物の重量を検知する重量検知手段と、
前記被加熱物の体積を推定する体積推定手段と、
前記重量検知手段の検知結果と前記体積推定手段の推定結果とから、比重の異なる部位からなる前記被加熱物に占める一部位の重量割合を推定し、当該重量割合を基に前記加熱手段を制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする加熱調理器。
前記制御手段は、
前記重量検知手段の検知結果と前記体積推定手段の推定結果とから前記被加熱物内に占める脂肪部位の重量割合である脂肪率を推定し、当該脂肪率を基に制御すること
を特徴とする請求項１に記載の加熱調理器。
前記制御手段は、
前記重量検知手段の検知結果と前記体積推定手段の推定結果とから前記被加熱物内に占める容器の重量割合である容器重量率を推定し、当該容器重量率を基に制御すること
を特徴とする請求項１に記載の加熱調理器。
前記体積推定手段は、
前記加熱室を密閉するための密閉手段と、
前記加熱室の内部の空気を加圧する加圧手段と、
前記加熱室内の空気圧を検知する空気圧検知手段と、
を備えると共に、
前記加熱室を前記密閉手段で密閉後、前記加圧手段による前記加熱室内の空気圧の増加を前記空気圧検知手段で検知し、前記被加熱物の体積を推定すること
を特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の加熱調理器。
前記体積推定手段は、
前記加熱室を密閉するための密閉手段と、
前記加熱室の内部の空気を減圧する減圧手段と、
前記加熱室内の空気圧を検知する空気圧検知手段と
を備えると共に、
前記加熱室を前記密閉手段で密閉後、前記減圧手段による前記加熱室内の空気圧の減少を前記空気圧検知手段で検知し、前記被加熱物の体積を推定すること
を特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の加熱調理器。
前記加熱室に空気を送り込むための送風口と、
前記加熱室内の空気を排出するための排気口とを備え、
前記密閉手段は、前記送風口を遮蔽するための送風口遮蔽手段と、
前記排気口を遮蔽するための排気口遮蔽手段と、
を備えた請求項４又は５に記載の加熱調理器。