JP7002487B2 - 加熱調理器 - Google Patents

Description

本発明は加熱調理器に関するものである。

特許文献１で知られている公知技術では、四角形状のテーブルプレートに載置した被加熱物について、被加熱物の重量を検出するためにテーブルプレートを三個の重量センサで支え検出値の総和を求め、被加熱物に対して加熱制御していた。

特開２０１６－２０５６５５号公報

上記特許文献１に示す加熱調理器では、被加熱物（食器）の重量を検出するために三個の重量センサを用いていた。そのため、コスト高となる課題があった。

本発明の目的は、被加熱物（食器）の重量を検出可能としつつコスト低減が可能な加熱調理器を提供することにある。

また、加熱時間はマニュアル的に設定されたり、或いは、センサ出力に基づいて演算されたりするが、設定に誤ったりセンサ出力が誤差が含まれて不適切であると、被加熱物が加熱されすぎてしまう。

本発明の目的は、適切な加熱時間で被加熱物を加熱することが可能な加熱調理器を提供することにある。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、被加熱物を収納する加熱室と、前記被加熱物を加熱するレンジ加熱手段と、前記加熱室底部に設けられ前記被加熱物を載置するテーブルプレートと、重量を検出する重量センサと、加熱指示が入力される操作入力部と、該操作入力部からの入力に応じて前記重量センサの検出結果に基づき前記レンジ加熱手段を制御する制御手段と、を備え、前記加熱室底部には、前記テーブルプレートを支持する３つの支持部を備え、前記３つの支持部のうち、２つの支持部は前側の左右両端部に設けられ、１つの支持部は後側の中央部に設けられ、前記２つの支持部間を一辺とし、前記一辺を二等分した位置から垂直線上に前記１つの支持部を位置させ、前記一辺を長辺とし、前記２つの支持部の何れか一方を始点として、前記長辺に対して垂直方向に延ばし、前記１つの支持部を通過する前記長辺と平行な直線との交点を終点とする線分を短辺とし、前記２つの支持部及び前記１つの支持部を繋ぐ四角形の中心と、前記テーブルプレートの中心とが一致する位置関係とし、前記１つの支持部に前記重量センサを備えたことを特徴とする。

本発明によれば、重量センサを用いて検出ができ且つコスト低減が可能となる。また、適切に加熱終了をすることができる。

本発明の実施例に係る加熱調理器の正面斜視図。 本発明の実施例に係る加熱調理器の外枠を外した後方斜視図。 図１のＡ－Ａ断面図。 図３断面図を使用した赤外線センサの動作説明図。 基準位置を示す赤外線センサ部の説明用の拡大図。 終点位置を示す赤外線センサの説明用の拡大図。 観測窓を閉めた状態を示す赤外線センサの説明用の拡大図。 テーブルプレートと重量センサの位置関係を示す説明図 テーブルプレートの裏面を示す図。 同加熱調理器の赤外線センサの視野を説明する説明図。 被加熱物を加熱するためのフローチャート図。 テーブルプレートを説明する図 加熱室の底面を説明する図

以下、本発明の実施例を添付図面に従って説明する。図１から図３は、本実施例の主要部分を示すもので、図１は加熱調理器本体を前面側から見た斜視図、図２は同本体の外枠を除いた状態で後方側から見た斜視図、図３は図１のＡ－Ａ断面図である。

図において、加熱調理器の本体１は、加熱室２８の中に加熱する食品を入れ、マイクロ波やヒータの熱、過熱水蒸気を使用して食品を加熱調理する。

ドア２は、加熱室２８の内部に食品を出し入れするために開閉するもので、ドア２を閉めることで加熱室２８を密閉状態にし、食品を加熱する時に使用するマイクロ波の漏洩を防止し、ヒータの熱や過熱水蒸気を封じ込め、効率良く加熱することを可能とする。

取っ手９は、ドア２に取り付けられ、ドア２の開閉を容易にするもので、手で握りやすい形状になっている。

ガラス窓３は、調理中の食品の状態が確認できるようにドア２に取り付けられており、ヒータ等の発熱による高温に耐えるガラスを使用している。

入力手段７１は、ドア２の前面下側の操作パネル４に設けられ、マイクロ波加熱やヒータ加熱等の加熱手段や加熱する時間等と加熱温度の入力するための操作部６と、操作部６から入力された内容や調理の進行状態を表示する表示部５とで構成されている。

外枠７は、加熱調理器の本体１の上面と左右側面を覆うキャビネットである。

水タンク４２は、過熱水蒸気を作るのに必要な水を溜めておく容器であり、加熱調理器の本体１の前面下側に設けられ、本体１の前面から着脱可能な構造とすることで給水および排水が容易にできるようになっている。

後板１０は、前記したキャビネットの後面を形成するものであり、上部に外部排気ダクト１８が取り付けられ、食品から排出した蒸気や本体１の内部の部品を冷却した後の冷却風（廃熱）３９を外部排気ダクト１８の外部排気口８から排出する。

機械室２０は、加熱室底面２８ａと本体１の底板２１との間の空間部に設けられ、底板２１上には食品を加熱するためのマグネトロン３３、マグネトロン３３に接続された導波管４７、制御手段２３ａを実装した制御基板２３、その他後述する各種部品、これらの各種部品を冷却するファン装置１５等が取り付けられている。

加熱室底面２８ａは、略中央部が凹状に窪んでおり、その中に回転アンテナ２６が設置され、マグネトロン３３より放射されるマイクロ波エネルギーが導波管４７、回転アンテナ２６の出力軸４６ａが貫通する開孔部４７ａを通して回転アンテナ２６の下面に流入し、該回転アンテナ２６で拡散されて加熱室２８内に放射される。回転アンテナ２６の出力軸４６ａは回転アンテナ駆動手段４６に連結されている。

ファン装置１５は、底板２１に取り付けた冷却モータに取り付けられた冷却ファンとで構成する。このファン装置１５によって発生する冷却風３９は、機械室２０内の自己発熱するマグネトロン３３やインバータ基板（図示無し）、重量センサ２５などを冷却する。
また、加熱室２８の外側と外枠７の間および熱風ケース１１ａと後板１０の間を流れ、外枠７と後板１０を冷却しながら外部排気ダクト１８の外部排気口８より排出される。さらに、後述する熱風モータ１３を冷却するためのダクト１６ａと、後述する赤外線ケース４８内に収められた赤外線ユニット５０を冷却するためのダクト１６ｂが設けられ、赤外線ユニット５０を冷却した冷却風３９は、加熱室２８内の排熱（水蒸気など）を廃棄する排気ダクト２８ｅの反対側から排出された後、外部排気ダクト１８より外に排出される。

レンジ加熱手段３３０はマグネトロン３３とインバータ基板（図示せず）より成り、前記制御手段２３ａによって制御される。

加熱室２８の後部には、熱風ユニット１１が取り付けられ、該熱風ユニット１１内には加熱室２８内の空気を効率良く循環させる熱風ファン３２が取り付けられ、加熱室後部壁面２８ｂには空気の通り道となる熱風吸気孔３１と熱風吹出し孔３０が設けられている。

熱風ファン３２は、熱風ケース１１ａの外側に取り付けられた熱風モータ１３の駆動により回転し、熱風ヒータ１４で循環する空気を加熱する。

また、熱風ユニット１１は、加熱室奥壁面２８ｂの後部側に熱風ケース１１ａを設け、加熱室奥壁面２８ｂと熱風ケース１１ａとの間に熱風ファン３２とその外周側に位置するように熱風ヒータ１４を設け、熱風ケース１１ａの後側に熱風モータ１３を取り付け、そのモータ軸を熱風ケース１１ａに設けた穴を通して熱風ファン３２と連結している。

熱風モータ１３は、加熱室２８や熱風ヒータ１４からの熱によって温度上昇するため、それを防ぐために、熱風モータカバー１７によって囲い、略筒状に形成されてダクト１６ａを熱風ケース１１ａと後板１０との間に設け、ダクト１６ａの上端開口部を熱風モータカバー１７の下面に接続し、下端開口部をファン装置１５の吹出し口に接続し、ファン装置１５からの冷却風３９の一部を熱風モータカバー１７内に取り入れるようにしている。

加熱室２８の加熱室天面２８ｃの裏側には、ヒータよりなるグリル加熱手段１２が取り付けられている。グリル加熱手段１２は、マイカ板にヒータ線を巻き付けて平面状に形成し、加熱室２８の天面裏側に押し付けて固定し、加熱室２８の天面を加熱して加熱室２８内の食品を輻射熱によって焼くものである。

また、加熱室２８の加熱室天面２８ｃの奥側には後述する赤外線ユニット５０が設けられ、赤外線ユニット５０を冷却するために赤外線ケース４８にて覆い、略筒状に形成されてダクト１６ｂを熱風ケース１１ａと後板１０との間に位置し、ダクト１６ｂの上端開口部を赤外線ケース４８の側面に接続し、下端開口部を熱風モータカバー１７上面と接続し、ファン装置１５からの冷却風３９の一部を取り入れるようにしている。

加熱室２８の加熱室天面２８ｃの左奥側にはサーミスタによって加熱室２８の雰囲気の加熱室温度ＴＨ１を検出する加熱室温度センサ８０を設ける。

また、加熱室底面２８ａには、被加熱物６０ｃの重量を測定するための重量センサ２５が設けられている。重量センサ２５には、被加熱物６０ｃを載置するためのテーブルプレート２４が載せられテーブルプレート２４の重さを風袋引きして被加熱物６０ｃの重さを検出するものである。但し、この重量センサ２５は、四角形状のテーブルプレート２４の前側（ドア２）の左右両端（左右角部）を支持する左側は支持部２５ａ、右側は支持部２５ｂ、そして後方辺側の中央部を支持する支持部２５ｃからなり、何れか一カ所の支持部に被加熱物６０ｃの重量を検出するための重量センサが設けられている。本説明では後側中央部の支持部２５ｃに重量センサを設けた構成で説明する。

テーブルプレート２４は、食品を載置するためのもので、ヒータ加熱とマイクロ波加熱の両方に使用できるように耐熱性を有し、かつ、マイクロ波の透過性が良い材料で成形されている。また、周囲に持ちやすくするフランジ部２４ｂ（立上壁２４ａを含む）を設けている。さらにフランジ部２４ｂ（立上壁２４ａを含む）を設ける事で、加熱時の被加熱物の出し入れ時に例えば飲み物をこぼした場合でも汚れはテーブルプレート２４に止まり、取り外せることでテーブルプレート２４の清掃を容易にしている。

図１２にテーブルプレート２４の詳細を示す。図１２（ａ）にテーブルプレート２４をの上から見た図を示す。図１２（ｂ）にテーブルプレート２４を下から見た図を示す。テーブルプレート２４の下面には、凹形状２５ａ‐１、凹形状２５ｂ‐１、凹形状２５ｃ‐１が設けられる。

図１３にテーブルプレート２４の下側に設けられる加熱室底面２８ａを示す。加熱室底面２８ａは、相対的に突出してる枠部７０－１と相対的に窪んでいる底部７０－２で構成される。枠部７０－１には、加熱室底面２８ａの凸形状２５ａ‐２、凸形状２５ｂ‐２が設けられ、底部７０－２に重量センサシャフト２５ｃ‐２が設けられる。

加熱室底面２８ａの凸形状２５ａ‐２、凸形状２５ｂ‐２、重量センサシャフト２５ｃ‐２について、テーブルプレート２４の凹形状２５ａ‐１に加熱室底面２８ａの凸形状２５ａ‐２が合わさり、凹形状２５ｂ‐１に凸形状２５ｂ‐２が合わさり、凹形状２５ｃ‐１に重量センサシャフト２５ｃ‐２が合わさる。

このようにして、テーブルプレート２４に係る重量は、凹形状２５ａ‐１と凸形状２５ａ‐２の対、凹形状２５ｂ‐１と凸形状２５ｂ‐２の対を支点として、凹形状２５ｃ‐１と対の重量センサシャフト２５ｃ‐２を介して計測される。

ボイラー４３は、熱風ユニット１１の熱風ケース１１ａの外側面に取り付けられ、飽和水蒸気を熱風ユニット１１内に臨ませ、熱風ユニット１１内に噴出した飽和水蒸気は熱風ヒータ１４によって加熱され過熱水蒸気となる。

ポンプ手段８７は、水タンク４２の水をボイラー４３まで汲み上げるもので、ポンプとポンプを駆動するモータで構成される。ボイラー４３への給水量の調節はモータのＯＮ／ＯＦＦの比率で決定する。

加熱手段はレンジ加熱手段３３０、熱風ヒータ１４、熱風モータ１３、グリル加熱手段１２、ボイラー４３などである。

次に、図４～図７を用いて加熱室２８の上方に設けられた非接触で被加熱物の温度を検出する赤外線センサについて詳細を説明する。

５１はモータで、モータ５１の向きは、回転軸５１ａと加熱室奥壁面２８ｂと並行となるように取り付けられている。そして、回転軸５１ａが後述する筒状のユニットケース５４を回転（駆動）させることで、ユニットケース５４に収めた赤外線センサ５２搭載した基板５３を回転させて赤外線センサ５２のレンズ部５２ａの向きを加熱室底面２８ａの奥側（加熱室奥壁面２８ｂ側）から加熱室開口部２８ｄまでの範囲を回転移動して温度を検出できるようにしている。モータ５１はステッピングモータを使用し制御基板２３に設けられた制御手段２３ａの制御によって回転軸５１ａを正転、逆転、また回転角度を好みに動作可能となっている。

５２は赤外線センサで、赤外線検出素子（例えばサーモパイル）を複数個設けたもので、ここでは、回転軸５１ａの鉛直方向に一列に８素子整列した赤外線センサを使用している。そのため、加熱室底面２８ａの左右方向は一度に前記複数個所の温度の検出が可能であり、加熱室２８の奥側（加熱室奥壁面２８ｂ側）から前側（ドア２側）にかけては、赤外線センサ５２を回転させることで加熱室底面２８ａの全域を複数に分けて温度を検出するものである。具体的には、加熱室底面２８ａに載置するテーブルプレート２４の全面の温度を検知する。

赤外線センサ５２は、加熱室底面２８ａに載置されたテーブルプレート２４の四辺から加熱室天面２８ｃに垂直に伸ばした仮想線の内側の加熱室天面２８ｃの左右方向の略中央に設けられている。

そして、赤外線センサ５２の視野は、検知点ａと検知点ｈはテーブルプレート２４の前後のフランジ部２４ｂの温度を検知する範囲に略定め、赤外線センサ５２の整列した複数素子の両側のセンサはテーブルプレート２４の左右のフランジ部２４ｂの温度を検知する範囲に略定められている。こうすることで、テーブルプレート２４の略中央に載置された被加熱物６０ｃの温度を正確に検出する事が可能となる。

５４は筒状のユニットケースで、最大径部に基板５３を配置し赤外線センサ５２のレンズ部５２ａを臨ませる窓部５４ａを設けている。また、ユニットケース５４の材料にはカーボンを含ませることでユニットケース５４の特性を導電材とすることで外来ノイズのユニットケース５４内への侵入を防止している。

５５は金属板から成るシャッタである。シャッタ５５は、赤外線センサ５２を使用しない時に後述する観測窓４４ａを閉じるものである（図７参照）。また加熱室２８の温度が
ユニットケース５３に伝わるのを防止するために、ユニットケース５３の外周に冷却風を流せるようにユニットケース５４の外周に沿って隙間を設けた風路５５ｃを形成するようにシャッタ５５を配置し、前記風路５５ｃに冷却風３９流す出入り口となる開口５５ａと開口５５ｂを設けている。

５６は位置決め凸部で、赤外線センサ５２の検知点を基準位置（図４の検知点ａ）に合わせるように前記制御部がモータ５１の回転を制御した時、赤外線センサ５２の検知点の基準位置を補正できるように、シャッタ５５によって観測窓４４ａを閉じた時に、位置決め凸部５６が赤外線ケース４８に設けられたストッパ（図示無し）に当接させた状態で回転軸５１ａをスリップさせることで、前記制御部の制御する基準位置と赤外線センサ５２の検知する基準位置となる検知点ａの位置を補正することができる。

４４は加熱室２８の内方向に吐出した円弧状の観測部で、回転軸５１ａの回転中心と筒状のユニットケース５４の中心とユニットケース５４の外周に沿って設けられて円弧状に曲げられたシャッタ５５の円弧の中心と円弧状の観測部４４の各中心位置は全て同一位置となっている。４４ａは観測部４４に設けた観測窓で、赤外線センサ５２の検出する視野範囲となる範囲を開口している。また、マイクロ波加熱時に観測窓４４ａからのマイクロ波漏洩を防止するために、観測窓４４ａの周囲外側には立上壁（バーリング）４４ｂを２ｍｍ程度設けている。

観測部４４を加熱室２８の内側に突出させることで、最低限の狭い観測窓開口範囲で広範囲の温度検知が可能となる。

４９は凸部であり、加熱室天面２８ｃから赤外線ケース４８と赤外線ユニット５０を離すもので、加熱室天面２８ｃとの接触を凸部４９のみとすることで加熱時にグリル加熱手段１２や熱風ユニット１１などのヒータによって加熱された加熱室天面２８ｃの温度が赤外線ユニット５０に伝わりにくいようにしている。

制御基板２３に搭載された制御手段２３ａの赤外線センサ５２の測定要領について説明する。

赤外線センサ５２は、一度の測定で８点を測定するセンサをモータ５１で基準位置（図４、検知点ａ）から終点位置（図４、検知点ｈ）まで赤外線センサ５２を３度ずつ１４回、回転移動させて計１５列の測定が行われる。

そして左右方向８点×前後方向１５列の１２０か所の温度を検出する。前記終点位置から前記基準位置までは赤外線センサ５２は測定せずに直接前記基準位置に戻る。測定した温度の処理は後述する。

次に赤外線センサ５２の回転移動について説明する。

被加熱物（牛乳）６０ｃの入っている上方が開口した容器６０の例としてコップを加熱室底面２８ａに設けられているテーブルプレート２４に載置して加熱を開始した時、マグネトロン３３が安定発信する１～２秒間はシャッタ５５にて観測窓４４ａを閉じて（図７参照）マグネトロン３３の発信開始時の不安定発信によるノイズが赤外線センサ５２に入り込むのを防止する。

マグネトロン３３の発信が安定した後に、制御手段２３ａはモータ５１の回転軸５１ａを基準位置に回転するように制御する。回転軸５１ａが基準位置へと回転することでユニットケース５４を回転し、赤外線センサ５２のレンズ部５２ａの向きも基準位置の検知点ａを検知できる位置に回転する。この時、冷却風３９は赤外線センサ５２のレンズ部５２ａを流れてセンサ窓部４４ａから加熱室２８へと流れるので、レンズ部５２ａへの汚れ付着を防止している。

ユニットケース５４を回転することで、被加熱物６０ｃの温度の検出は前述した基準位置（検知点ａ）からテーブルプレート２４の検知点ｂ、検知点ｃへと進み、さらにユニットケース５４が回転するとコップ（容器６０）の外側の温度を高さ方向に検知し、検知点ｄから検知点ｅの温度を検知する。検知点がコップ（容器６０）の開口部の頂点に達した後は、被加熱物６０ｃの表面の温度を検知点ｆで検知し、次にコップ（容器６０）の内側の温度を検知点ｇで検知し、次にテーブルプレート２４の温度を検知点ｈの終点で検知する。

検知点ａ～検知点ｈの温度検知範囲の温度の検知は、ユニットケース５４を回転する往路の片方で行い、一度終点まで温度検知を行った後、復路は途中で測定せず温度の検知をしないで、再度基準位置に戻ってから再び検知点ａ～検知点ｈと順次行う。

温度の検知数は好みに変えられ、前述した検知点ａ～検知点ｈは説明上の例であり、前記したように１５列のデータを測定する。

また、温度の検知は、温度を検知している間はモータ５１の回転を止めて検知し、検知した後に回転を行う。正確に温度を検知するため回転を止めて測定している。

例えば、加熱初めは、ユニットケース５４の回転を止めて検知し、検知した後に一定角度で回転を行い、回転を止めて検知し、検知した後に一定角度で回転を行うことをくりかえしてマス目状に温度分布を測定する。そうすることで、等角度で一定位置の温度を測定することにより加熱室２８のテーブルプレート２４の全面をまんべんなく測定するものである。

このような設定で、コップ６０をテーブルプレート２４の奥側に載置した時は、赤外線センサ５０の略下側の検知点ｂでコップ内の被加熱物６０ｃの温度を検知可能となり、コップ６０をテーブルプレート２４の左右の一方側に載置したときは、赤外線センサ５０は加熱室２８の左右横方向の略中央に設けられているため、赤外線センサ５０内に設けられている一列に整列した８素子の両側の赤外線センサによって被加熱物６０ｃの温度の検出が可能である。

また、重量センサ２５による重量情報と赤外線センサ５２による検知した温度分布情報から重量情報が軽く温度分布の温度上昇が広範囲に認められるときは、被加熱物６０ｃが薄くて広いものと判断できる。また、重量情報が重く温度分布の温度上昇が狭い範囲のみに認められるときは、例えば背の高いコップ（容器６０）に被加熱物６０ｃが入れられていると判断できる。

本実施例では、加熱室天面２８ｃの奥側に赤外線ユニット５０を設けたが、赤外線ユニット５０の取り付ける位置は、加熱室天面２８ｃの中央部もしくは手前側に取り付けた場合でも前述した同様の考えに基づいて設置すれば、被加熱物６０ｃの温度を正確に検知可能である。

また、本実施例では、コップ６０に入れた被加熱物６０ｃの温度検知の方法を詳細説明したが、容器を使用しない被加熱物６０ｃがブロック状の大きな塊の場合でも、ブロック状の被加熱物６０ｃの側面の高さ方向と上面の温度を検知できるため、被加熱物６０ｃの温度分布を詳細に検知することが可能となる。

次に制御手段２３ａの赤外線センサ５２の測定した温度の処理について説明する。

初めに、赤外線センサ５２を使用して被加熱物６０ｃの温度を検出するときの課題について説明する。

赤外線センサ５２は、被加熱物６０ｃの温度が同じ場合でも放射率の違いで検出温度は異なる。また、一個の赤外線センサ５２から出力されるデータは、赤外線センサ５２の視野内にある被測定物の温度が略平均値として出力されるので、視野内に被測定物（被加熱物）とテーブルプレート２４が有る場合、被測定物（被加熱物）とテーブルプレート２４の各面積に応じた温度の平均値が出力されることになる。

前者の放射率の違いは、入力手段７１にて入力できるメニューに応じて設定することで適正な補正を可能としている。

次に後者の被加熱物６０ｃの温度検出について詳細に説明する。

赤外線センサ５２は、被加熱物６０ｃの略大きさ・外形を認識できるように、前記したように複数（例えば８素子）の赤外線センサ５２を一列に配置して、この赤外線センサ５２を３度ずつ１４回移動させて１５列の温度を測定することで、デーブルプレート２４内を総数１２０（８×１５）個の温度データを取得する。

取得した１２０個の温度データは図１０に示す配置となる。図に示す１２０個のマス目一個一個をピクセルと呼ぶ。このピクセルは、赤外線センサ５２の指向特性の約５０％以上を有する視野角で設定している。しかし、赤外線センサ５２からの出力は、視野内（視野角１００％）に含まれるすべての被測定物となる以下のものが含まれる。指向特性の５０％以上を有する視野角としているピクセル、該ピクセルに隣接した複数のピクセル、またテーブルプレート２４以外の加熱室２８の壁面も含まれる。そのため、検出した温度を補正して被加熱物６０ｃの温度を略算出する必要がある。

補正に必要な情報は、テーブルプレート２４と加熱室２８の壁面の温度、被加熱物６０ｃの認識（判定）と認識した被加熱物６０ｃの大きさと被加熱物６０ｃの温度である。

初めに、前述したテーブルプレート２４と加熱室２８の壁面の温度について説明する。加熱調理器では、テーブルプレート２４は加熱室２８に常に入れた状態で使用されるので、テーブルプレート２４の温度を検出することで壁面の温度も同じとして認識することができる。もし、加熱室温度センサ８０を使用して検出した温度と赤外線センサ５２で検出したテーブルプレート２４の温度との差が大きな場合は別々の温度として補正しても良い。

テーブルプレート２４の温度の検出についは、テーブルプレート２４のフランジ部２４ｂ（立上壁２４ａを含む）の温度を検出して、テーブルプレート２４の温度としている。フランジ部２４ｂ（立上壁２４ａを含む）には被加熱物６０ｃなどを置くことが出来ないので正確にテーブルプレート２４の温度を検出する事ができる。図１０に示す外周の４２点のピクセルの温度がテーブルプレート２４の温度を検出した場所である。

次に被加熱物６０ｃの認識方法と認識した被加熱物６０ｃの大きさと前記認識した被加熱物６０ｃの温度について説明する。

被加熱物６０ｃの認識は、前述したテーブルプレート２４の温度に対して特定の温度差のあるピクセルを被加熱物６０ｃとして判定する。但し被加熱物６０ｃは、冷凍・冷蔵・常温など幅広い温度の可能性があるので、被加熱物６０ｃの認識には下記の判定方法を用いる。

加熱調理器の温度は、主に台所に置かれているため加熱に使用した直後を除くと常温と同じ温度となる。

被加熱物が冷凍もしくは冷蔵の場合は、テーブルプレート２４の温度に対して被加熱物６０ｃの温度は低い温度を示す。被加熱物６０ｃを正確に認識するために、検出した各ピクセルの最低温度がテーブルプレート２４の温度より特定の温度分低い場合に被加熱物６０ｃを認識したと判断する。そして被加熱物６０ｃの大きさは、前記最低温度から前記テーブルプレート２４の温度と前記最低温度との差に対応した事前に確認されている温度幅に含まれる温度を示すピクセルを集めたものを被加熱物６０ｃの大きさとして認識する。そして、前記最低温度を被加熱物６０ｃの温度として認識し、検出した被加熱物６０ｃの温度を補正して被加熱物６０ｃの初期温度として算出して導くものである。

被加熱物６０ｃがテーブルプレート２４の温度より高い場合は、被加熱物６０ｃを正確に認識するために、検出した各ピクセルの最大温度がテーブルプレート２４の温度より特定の温度高い場合に被加熱物６０ｃを認識したと判断する。そして被加熱物６０ｃの大きさは、前記最高温度から前記最高温度と前記テーブルプレート２４の温度との差に対応した事前に確認されている温度幅に含まれる温度を示すピクセルを集めたものを被加熱物６０ｃの大きさとして認識する。そして、前記最高温度を被加熱物６０ｃの温度として認識し、検出した被加熱物６０ｃの温度を補正して被加熱物６０ｃの初期温度として算出して導くものである。

被加熱物６０ｃが常温の場合は、テーブルプレート２４の温度と被加熱物６０ｃの温度は等しくなる。そのため、検出した各ピクセルの温度とテーブルプレート２４の温度との間に特定の温度差が求められない場合である。具体的には、前述した被加熱物６０ｃが冷凍もしくは冷蔵の場合を想定した特定の温度差、もしくは被加熱物６０ｃがテーブルプレート２４の温度より高い場合を想定した温度差のどちら側にも判定されない場合は、テーブルプレート２４の全域を被加熱物６０ｃと認識する。そして、被加熱物６０ｃを加熱することで温度上昇し、この上昇が特定の温度以上に上昇した位置の温度を被加熱物６０ｃの検出温度として再認識し、前記特定の温度が上昇したピクセルを集めたものを被加熱物６０ｃの大きさとして再認識する。検出した被加熱物６０ｃの温度を補正して被加熱物６０ｃの初期温度として算出して導くものである。

次に、重量センサ２５を用いて被加熱物の重量を検出する構成について説明する。

重量センサ２５に載置するテーブルプレート２４は横方向に長い四角形状で、そのテーブルプレート２４を載置して、四角形状のテーブルプレート２４を三カ所で支持している。支持箇所は、前側（ドア側）の左右両端部（左右角部）と後方辺側の中央部で支持し、前側の左右両端部に設けられた支持部２５ａと支持部２５ｂは重量センサを備えない支持部であり、後側の中央部に設けた支持部２５ｃに重量センサを備えている。

前述した支持位置は、支持部２５ａと支持部２５ｂ間を一辺とし、該一辺を二等分した位置から垂直線上に支持部２５ｃが位置する関係にある。そして、前記一辺を長辺（Ｘ０）とし、該長辺を二等分した位置から支持部２５ｃまでを短辺（Ｙ０）とした四角形２５ｄの中心２５ｅと、デーブルプレート２４の中心２４ｃとが一致する位置関係としている。

以上の説明した重量センサ２５とテーブルプレート２４の配置関係より、テーブルプレート２４の中心２４ｃと被加熱物６０ｃの重心とを一致する様に載置すると、支持部２５ａには被加熱物６０ｃの重量の２５％、支持部２５ｂには被加熱物６０ｃの重量の２５％、支持部２５ｃには被加熱物６０ｃの重量の５０％の荷重が掛かる。

また、被加熱物６０ｃの重心位置を前述した中心２４ｃから中心線２４ｙに沿って支持部２５ｃ側に移動させると、支持部２５ａと支持部２５ｂにかかる荷重は等しい関係を維持してその合計値は減少し、支持部２５ｃにかかる荷重は増加する。さらに、被加熱物６０ｃの重心位置を前述した中心２４ｃから中心線２４ｘに沿って図の左側（支持部２５ａ側）に移動すると、支持部２５ｃにかかる荷重は変化する事は無く、支持部２５ａの荷重は増加し支持部２５ｂの荷重は減少する。但し、いずれの場合も、三カ所の支持部にかかる荷重合計は被加熱物６０ｃの重量と同じ値を示す（テーブルプレート２４の重量は風袋引きする）。

よって、例えば、被加熱物６０ｃの重心位置（Ｘ１，Ｙ１）と支持部２５ｃの検出する荷重Ｃが判明する事で、被加熱物６０ｃの重量Ｇを算出することができる。測定する重心位置の基準となる原点は四角形２５ｄの後側左角部とする。

算出式は、Ｇ＝（Ｙ０／（Ｙ０－Ｙ１））×Ｃとなる。

次に、被加熱物６０ｃの重心位置の検出方法について説明する。

なお、被加熱物６０ｃの重心位置を厳密に求める事は出来ないので、被加熱物６０ｃの中心位置を求めて重心位置とする。

この被加熱物６０ｃの中心位置を重心位置に置き換えられる理由として、高周波加熱装置の加熱において加熱ムラを抑える加熱方法を行う事で、被加熱物６０ｃの重心が中心に近づくためである。

具体的には、冷凍して保存した食品を上手に解凍あたためが出来るように、ご飯を冷凍する時に厚さが２～３ｃｍで均一の厚さになるように平らな形状に整えて冷凍する事を取扱説明書で説明している。また、同じ理由により野菜の加熱（ゆでる）ムラの少ない加熱方法として、ほうれん草などは茎と葉を交互に重ねて加熱する事をすすめている。これら上手な加熱方法をとると結果として被加熱物の中心と重心が略一致状態となる。

また、テーブルプレート２４の中心部には、被加熱物６０ｃを中心部に載置が容易なように目安となる印（円）２４ｄが設けられている。この目安の中に被加熱物６０ｃを載置してもらうことで、中心と重心位置とが異なる場合でも求める被加熱物の重量誤差を小さく出来る。また更に誤差を少なくなるように目安の印（円）２４ｄは、前記算出式に影響を与えない四角形２５ｄの長辺（Ｘ０）方向に長くして短辺（Ｙ０）方向に短い例えば楕円や四角形でも良い。

被加熱物６０ｃの中心位置を求めるには、前述したように赤外線センサ５２で検出したピクセルの集合体を被加熱物６０ｃとして認識し、そのピクセル集合体の中心位置を算出し、前記算出式を用いて被加熱物６０ｃの重量を算出する事が可能となる。

赤外線センサ５２の認識するピクセルの大きさは、赤外線センサ５２の視野角と被加熱物６０ｃまでの距離で決まる。

赤外線センサ５２の認識するエリアも前述した算出式に影響を与える方向に精度が良くなる構成を備えるようにしている。使用している赤外線センサ５２は前述したように、赤外線検出素子を複数個設け、赤外線センサ５２を回転させる回転軸５１ａの鉛直方向に一列に８素子整列したものである。この素子の数と配置は、部品メーカにより定められたもので標準部品を使用する場合変更することができない。そこで、前記算出式に影響を与える四角形２５ｄの短辺（Ｙ０）方向に検出精度が良くなるように赤外線センサ５２を回転させる。

例えば、赤外線センサ５２に設けられている一列に整列した複数の素子の向きと、赤外線センサ５２を回転させる回転軸５１ａの鉛直方向と一致させ、モータ５１の回転軸５１ａと加熱室奥壁面２８ｂと並行となるように取り付けることで、加熱室底面２８ａの左右方向は複数の素子で一度に温度を検出し、加熱室２８の奥側（加熱室奥壁面２８ｂ側）から前側（ドア２側）にかけては、赤外線センサ５２を回転させることで加熱室底面２８ａに載置するテーブルプレート２４の全面の温度を検知する。

加熱室底面２８ａの左右方向は、赤外線センサ５２の素子と加熱室底面２８ａまでの距離に応じて被加熱物として認識するピクセルの長さが変化し、この長さが長くなるにつれて検出するピクセルの一辺の長さが長くなり被加熱物の温度検知の精度が悪くなる。加熱室２８の奥側（加熱室奥壁面２８ｂ側）から前側（ドア２側）にかけては、赤外線センサ５２の回転角度に応じて被加熱物として認識するピクセルの一辺の長さが変化し、この回転角度を小さくするとピクセルの一辺の長さが小さくなり、被加熱物の大きさとして認識する精度が良くなる。

高周波加熱調理器を制御する制御ブロックとしては、入力手段は制御手段２３ａにメニューを決定して加熱をスタートするキーを入力する。加熱室温度センサ９０は加熱室２８の温度を検出するもので、赤外線センサ５２は被加熱物６０ｃの温度と大きさを検出し、重量センサ２５はテーブルプレート２４に載置した被加熱物６０ｃの載置位置と関係する荷重を検出するものである。制御手段２３ａは検出した被加熱物６０ｃの大きさから中心位置を算出し、算出位置と重量センサ２５の検知した荷重より被加熱物６０ｃの重量を算出する。そして制御手段２３ａは、この重量からレンジ加熱手段を制御するものである。

以上説明した重量センサ２５と赤外線センサ５２の構成により被加熱物の重量を精度良く求めることができる。なお、テーブルプレート２４を支持する位置は本実施例とは前後反対でも良い。また、支持位置をテーブルプレート２４の右側の前後角部と左辺部の中央部に設け、赤外線センサ５２を左右方向に回転しても良い。

次に重量センサ２５が、支持部２５ａ(前側左角部)、支持部２５ｂ(前側右角部)、支持部２５ｃ(後側中央部)の何れか二ヶ所の支持部に設けられ、赤外線センサ５２が天面中央部に配置された例を示す。具体的には、支持部２５ａと支持部２５ｃに重量センサを設けた構成で説明する。

上記の構成の場合、被加熱物６０ｃの重心位置（Ｘ１，Ｙ１）と支持部２５ａの検出する荷重Ａと支持部２５ｃの検出する荷重Ｃが判明する事で、被加熱物６０ｃの重量Ｇを算出することができる。測定する重心位置の基準となる原点は四角形２５ｄの後側左角部とする。
算出式は、Ｇ＝（Ｘ０／(Ｘ０－Ｘ１)）×(Ａ＋Ｂ／２)となる。

赤外線センサ５２で被加熱物の中心を求めるのに、被加熱物を真上から検出できるように赤外線センサ５２はテーブルプレート２４の中心部に設けた目安となる印２４ｄの上部に設けると検出精度を良くすることが可能となる。

図１１は、赤外線センサと重量センサを用い加熱時間を決定して被加熱物を加熱するためのフローチャート図である。

加熱室２８に被加熱物６０ｃ（例えば、ごはん）を入れた容器６０をテーブルプレート２４に載せてドア３を閉める。入力手段でメニューを選択する（Ｓ1）。入力手段で仕上がりを選択する（Ｓ２）入力手段でスタートを入力する（Ｓ３）。制御手段２３ａは選択されたメニューに応じた加熱手段の加熱出力を決定する。例えば、レンジ出力７００Ｗのレンジ加熱手段で温める。

重量センサ２５でテーブルプレート２４に載置した被加熱物６０ｃと容器６０の合計の
重量Ｗを検出する（Ｓ４）。赤外線センサ５２でテーブルプレート２４に載置した被加熱物の初期温度Tを検出する（Ｓ５）。重量センサ２５によって検出した重量Ｗと、赤外センサで検出した初期温度Ｔに基づいて、加熱時間を算出する（Ｓ６）。算出した加熱時間で制御手段２３ａはレンジ加熱を開始する（Ｓ７）。

前記した温度センサ９０で蒸気の有無を検出する（Ｓ８）。被加熱物６０から発生する蒸気が温度センサ９０に触れることで、蒸気の発生を検出する。被加熱物６０から発生する蒸気が温度センサ９０に触れると、蒸気が温度センサ９０に熱を伝える。温度センサ９０が温度上昇を検知することで蒸気の発生を検出する。（Ｓ８）。温度センサ９０で蒸気ありと検出されるとＳ１２に進む（Ｓ９）。Ｓ１２でレンジ加熱を終了する。

温度センサ９０で蒸気なしと検出されるとＳ１０に進む（Ｓ９）。経過時間を検出する（Ｓ１０）。温度センサ９０で加熱時間に到達してないと判断されるとＳ６で算出した加熱時間を優先しＳ１２に進む。Ｓ１２でレンジ加熱を終了する。

上記では、被加熱物６０より蒸気が発生したことを検知して停止する例を示したが、蒸気が発生してからある程度の時間が経過してから加熱を停止することで被加熱物を適温に仕上げる制御も兼ね備えている。例えば、メニューに応じてあらかじめ定めた追加の加熱時間を蒸気検知した後に適用し、レンジ加熱を終了する。

赤外線センサ６０を併用した制御の場合は、前記のように重量センサ２５と赤外線センサ６０により調理時間を決定し、蒸気発生のタイミングで加熱を停止することで適温に仕上げることができる。

本実施例において、上記のような重量センサ２５を用いた検出によりテーブルプレート２４の目安の印（円）２４ｄの内側に被加熱物６０を載置する程度であれば、支持部２５ｃ部にのみ重量センサを取付け、支持部２５ａ、２５ｂはテーブルプレート２４を支持するものを設けるだけでも検出する重量に著しいずれはなく、被加熱物６０を適温にあたためることができる。上記構成を１８０°回転したものも同様となる。

上記構成をテーブルプレート２４の裏側に支持部２５ａ、２５ｂ相当のものを取り付けても同様となる。

上記構成の場合、２５ａ、２５ｂ側（手前側）に被加熱物６０を載置すると中心に置いたときよりも軽く検知する方向となり、２５ｃ側（奥側）に被加熱物６０を載置すると、中心に置いた時よりも重量を重く検知する方向となる。

軽く検知する場合に対しては、被加熱物６０の重量により算出する調理時間を初めから長く設定することで、加熱不足を補い、重く検知した場合は重量により算出する調理時間は長く設定しているが、被加熱物６０より発生した蒸気を温度センサ９０により検知することで加熱を停止することで、重量センサ２５が１個でも従来同等の性能を確保することができる。

上記した本実施例によれば、四角形状のテーブルプレートに載置する被加熱物の重量を検出するのに、２個以下の重量センサを用いて検出が可能となりコスト低減が可能な加熱調理器を提供できる。

次に、テーブルプレート２４に係る重量を計測する代替例を説明する。

代替例では、図１２及び図１３に代えて、図９に示すように、テーブルプレート２４に、支持部２５ａが凸形状として形成され、支持部２５ｂが凸形状として形成され、支持部２５ｃが重量センサ及び凹形状の組合せ（凹形状に重量センサが挿入される）として形成される。

支持部２５ａの凸形状の部分の下面と、支持部２５ｂの凸形状の部分の下面と、重量センサの下面は、いずれも、略同じ高さの水平面に支持される。

１・・・加熱調理器、２３ａ・・・制御手段、２４・・・テーブルプレート、２５・・・重量センサ、２８・・・加熱室、３３・・・マグネトロン、５２・・・赤外線センサ、６０・・・容器、６０ｃ・・・被加熱物、７１・・・入力手段、Ｇ・・・重量

Claims (1)

1. 被加熱物を収納する加熱室と、
   前記被加熱物を加熱するレンジ加熱手段と、
   前記加熱室底部に設けられ前記被加熱物を載置するテーブルプレートと、
   重量を検出する重量センサと、
   加熱指示が入力される操作入力部と、
   該操作入力部からの入力に応じて前記重量センサの検出結果に基づき前記レンジ加熱手段を制御する制御手段と、を備え、
   前記加熱室底部には、前記テーブルプレートを支持する３つの支持部を備え、
   前記３つの支持部のうち、２つの支持部は前側の左右両端部に設けられ、１つの支持部は後側の中央部に設けられ、
   前記２つの支持部間を一辺とし、前記一辺を二等分した位置から垂直線上に前記１つの支持部を位置させ、
   前記一辺を長辺とし、前記２つの支持部の何れか一方を始点として、前記長辺に対して垂直方向に延ばし、前記１つの支持部を通過する前記長辺と平行な直線との交点を終点とする線分を短辺とし、前記２つの支持部及び前記１つの支持部を繋ぐ四角形の中心と、前記テーブルプレートの中心とが一致する位置関係とし、
   前記１つの支持部に前記重量センサを備えたことを特徴とする加熱調理器。

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