JPH01131825A - 高周波加熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、被加熱物の形状、重量等に基づいて加熱条件
を自動的に決定するようにした高周波加熱装置に関する
ものである。

従来の技術 高周波加熱装置、特に電子レンジにおいては、近年自動
調理の実現を目的として温度センサ、湿度センサ、重量
センサ等多種類のセンサが搭載されておシ、これらの情
報をもとに適切な調理シーケンスが選択される。このよ
うな自動調理のための情報として重要なものの１つに食
品の密度がある。たとえば食品として野菜を考えた場合
、密度に注目すると、根菜類、花果菜類１葉菜類等の区
別が比較的高い精度で可能となるなど、自動調理のだめ
の有力な情報となシ得るわけである。食品の密度あるい
は密度に近いパラメータを求めるためには、重量センサ
からの情報とともに食品の概略形状を知る必要がある。

従来、食品の概略形状を認識する一手段として、超音波
を側面から水平に食品に発する方式がある。

以下、図面を参照しながら、上述した従来の食品の概略
形状を認識する方法について説明する。

第５図は食品の形状を認識する方法に関する従来例を示
す図である。第５図において、１はマグネトロン、２は
導波管、３は加熱室、４は回転皿、５は回転皿４を回転
駆動するための駆動部、６は食品、１３はマグネトロン
１を駆動制御するためのマグネトロン駆動制御部、１４
は各制御部をコントロールするためのＣＰＵ１１５は超
音波振動子であり、加熱室３の側壁面に取り付けられて
食品６に対し超音波パルスを発振するとともに、食品６
あるいは加熱室３の側壁面からの反射波を受信する素子
として機能する。１６は超音波送受信制御部で、ＣＰＵ
１４からのコントロール信ｆｔ−受けて超音波振動子１
５に送信パルスを供給するとともに、超音波振動子１６
に戻ってきた反射波を増幅してＣＰＵ１４へ受は渡す。

以上のように構成された高周波加熱装置についてその動
作を説明する。食品６は回転皿４の上にのせられて駆動
部６によシ回転する。ＣＰＵ１４は短い周期で超音波送
受信制御部１６にコントロール信号を送り、これを受け
て超音波送受信制御部１６は食品６の微小回転角度ごと
に間欠的に超音波振動子１６を駆動する。超音波振動子
１６から送信された超音波は回転皿４の中心軸の方向に
水平に伝ばし、食品６の表面で反射される。反射波は超
音波振動子１６で受信され、超音波送受信制御部１６で
増幅された後、適切なしきい値電圧との比較により反射
波が受信されたことを示すコントロール信号がＣＰＵ１
４へ送られる。ＣＰＵ１４は、超音波の送信から反射波
受信までの時間をカウントし、このデータをもとに食品
６の概略形状を認識する。この認識結果と他のセンサ（
図示せず）からの情報により、ＣＰＵ１４は食品６のジ
ャンル分けおよび最高調理シーケンスを選択し、マグネ
トロン駆動制御部１３によりマグネトロン１の出力を制
御する。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上記構成では、超音波振動子において機
械エネルギーから音響エネルギーへの変換効率が悪いた
め、感度が低くなり、そのため形状認識精度が悪くなる
という問題点を有していた。

本発明は上記問題点に鑑み、より精度の高い食品形状認
識が可能な高周波加熱装置を提供することを目的とする
。

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために本発明の高周波加熱装置は
、ホーンを付属した超音波振動子から放射された超音波
が加熱室の側壁面に超音波の経路となる孔を介して超音
波が加熱室内に導かれるようにしたものである。

作用 本発明は、上記構成によシ、回転皿による食品の回転中
に食品に対して超音波を、例えば短い周期でパルス状に
間欠的に照射するとともに食品からの反射波、場合によ
って加熱室壁面からの反射波を受信する。その時、ホー
ンを付属した超音波振動子により送信した超音波は、ホ
ーンにょシ機械エネルギーを音響エネルギーに効率よく
変換された高能率超音波パルスとなる。そのため、受信
波の感度は向上し、その時間差から、食品の有無や超音
波振動子と食品間の距離を計測し、これらのデータをも
とに食品の概略形状゛を認識する。

実施例 以下、本発明の一実施例の高周波加熱装置について、図
面を参照しながら説明する。

第１図は、本発明の第１の実施例における高周波加熱装
置を示す。第１図において、１はマグネトロン、２は導
波管、３は加熱室、４は回転皿、６は駆動部、６は食品
、１３はマグネトロン駆動制御部、１４はＣＰＵ、１６
は超音波送受信制御部で、これらは従来例と同じである
。

１７は超音波振動子であり、２０は超音波振動子１７に
取り付けられているホーンである。ホーン２０を付属し
た超音波振動子１７は、食品６に対して超音波パルスを
発振するとともに、食品６あるいは、加熱室３の壁面か
ら反射波を受信する素子として機能する。

以下第２図を用いて超音波振動子１７とホーン２０の構
造についてさらに詳しく説明する。

第２図は、超音波振動子１７及びホーン２０の構造概略
図を示すもので、２１は円すい状共振子、２２は圧電素
子である。圧電素子２２と円すい状共振子２１は結合軸
により結合されている。２３はケースであり、共振子２
１．圧電素子２２等を囲うものである。ホーン２ｏは、
断面積が開口部に向い、逓増する形状をしていて、ケー
ス２３に取り付けられている。

以上のように構成された高周波加熱装置についてその動
作を説明する。

超音波振動子１７において、圧電素子２２に信号電圧が
かかると圧電素子２２ばたわみ振動を行ない、円すい状
共振子２１より空中に超音波パルスが発振される。その
時に、ホーン２０をケース２３に取り付けることにより
、振動子と空間とのインピーダンス接合が向上する。そ
のために、超音波振動子１７における機械エネルギーは
、効率良く音響エネルギーに変換される。よって、低電
圧で高能率の超音波パルスが加熱室内に送信される。こ
の加熱室内に超音波が送信された後は、従来例と同様の
動作である。その結果、反射波も感度良く受信されるた
め、精度良く食品の概略形状を認識することができる。

第３図は、本発明の第２の実施例に示す高周波加熱装置
の要部断面図である。

第３図において、第１図に示す第１の実施例と異なる点
は加熱室３の側壁面に孔１８を設け、反射板１９を超音
波が加熱室３内に反射板１９を介して送信されるように
設置されている点である。

このような構成にすることによシ、油や汚れから超音波
振動子１７を守り、さらに、オープンレンジ等において
は、直接高温下に置かれることによる特性、感度の劣化
を防止することができる。尚、孔１８には高周波の漏洩
を防止するための金網が設けられていても良い。

第４図は、本発明の第３の実施例に示す高周波加熱装置
を示す。

第４図において、第１図に示す第１の実施例と異なる点
は、加熱室３とホーン２０が一体成型されている点であ
る。第４図において、２４はホーン部２５が一体化され
た加熱室で、ホーン部２５のホーン形状部分の先端には
超音波振動子１７が取り付けられている。本実施例では
このような構成にすることにより、従来の部品点数、製
造工程数を増やすことなく、精度の良い概略形状認識を
行なうことができる。

なお、上記各実施例では、超音波振動子は、１つとした
が、高さ方向の情報を加味した三次元的形状認識を行な
うために、２つ以上設けた構成としてもよい。またそれ
ぞれの超音波振動子を加熱室の異なる側壁面につけても
よい。

発明の効果 本発明は、超音波振動子にホーンを取り付けることによ
り、機械エネルギーから音響エネルギーへの変換効率の
高い、つまシは、高能率な超音波が得られる。その高能
率な超音波を、超音波振動子及びホーンを、加熱室側面
に取り付けるか、もしくけ、加熱室外側に取り付は加熱
室側壁に孔をあけ、反射板を設け、その反射板を介して
加熱室内に誘導することによって得られる反射波は高感
度である。この送受信波を情報として処理することによ
り、精度の高い食品形状認識が可能であり、他センサと
の組み合わせにより、自動調理選択のできる高周波加熱
装置を実現できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例の高周波加熱装置を示す
断面図、第２図は本実施例の高周波加熱装置の要部拡大
図、第３図は本発明の第２の実施例の高周波加熱装置を
示す要部断面図、第４図は本発明の第３の実施例の高周
波加熱装置を示す要部断面図、第５図は従来の高周波加
熱装置を示す断面図である。 １・・・・・・マグネトロン、２・・・・・・導波管、
３・・・・・・加熱室、４・・・・・・回転皿、６・・
・・・・駆動部、６・・・・・・食品、１３・・・・・
・マグネトロン駆動制御部、１４・・・・・・ＣＰＵ。 １６．１７・・・・・・超音波振動子、１６・・・・・
・超音波送受信制御部、１８・・・・・・孔、１９・・
・・・・反射板、２゜・・・・・・ホーン、２１・・・
・・・円すい共振子、２２・・・・・・圧電素子、２３
・・・・・・ケース、２４・・・・・・加熱室、２６・
・・・・・ホーン部。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名ｌ−
マクネトロン ２−導液管 ３−づ旧幾鼠 ４−　回転皿 ５−−一駆劾部 ６−−一金品 １３−　　マグ年トロン駆動ルＩ＃ｐ部ｌ４−ＣＦ’Ｌ
／ ／６　−−−８　ｆ液送受イ容制御きｐｌグー超者液扱
動子 π−ホーン 第　１　図 第３図 第４図 ｌ３−−−マクネトロン、駈助匍ＩＪＯ部１４−Ｃ−Ｐ
Ｌ／

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）加熱室と、前記加熱室に導かれる高周波を出力す
   るための高周波発振器と、前記加熱室の被加熱物をのせ
   る回転皿と、前記回転皿を回転させる駆動部とを有し、
   少なくとも１つのホーンを付属した超音波振動子から放
   射された超音波が、前記加熱室の側壁面に設けられた１
   つあるいは複数の孔より加熱室内に導かれるようにした
   ことを特徴とする高周波加熱装置。
2. （２）加熱室の側壁は、孔近傍に少なくとも１つの反射
   板が取り付けられるとともに、ホーンを付属した超音波
   振動子が前記加熱室の側壁の外側に配置され、前記超音
   波振動子からの超音波を前記加熱室へ前記反射板を介し
   て導くようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の高周波加熱装置。
3. （３）超音波振動子に付属するホーンと加熱室とが一体
   成型されたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の高周波加熱装置。