JPH02106619A - 重量変化量検出機能付加熱調理器 - 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、加熱調理途中の食品の重量変化量を検出して
それに応じた最適自動調理を行う重量変化量検出機能付
加熱調理器に関するものである。

従来の技術 調理途中の重量変化量を測定し加熱時間、加熱パターン
、加熱出力等を制御しようとする発明考案は従来より多
数提案されている。第１３図は従来の一般的な重量変化
量検出機能付加熱調理器の構成図である。加熱室ｌ内に
食品２を載せる回転載置台３と、高周波出力源６と、本
システムの制御回路７とを備え、回転載置台３は回転軸
４を介して重量検出手段５により支えられている。この
ような構成から、重量検出手段５により食品２の調理開
始時点から所定時間経過後の重量変化量を検出して、制
御回路７がその重量変化量に応じて仕上がり時間を自動
決定するものであった。（特開昭５８−１５３０２３号
広報） 発明が解決しようとする課題 ところが、このようにして求めた、初期重量と所定時間
経過後の測定重量の差分て定義した重量変化量の中には
、実際の食品の重量変化以外に、加熱中の重量検出手段
５の温度ドリフト成分が混在しているため、Ｓ／Ｎ比は
悪い。しかも、実際の食品の重量変化量は極めて微小で
、例えば茶碗１〜２杯程度の冷御飯を最適状態に再加熱
するには２〜３ｇ程度の重量減少で加熱を終了する必要
があり、温度ドリフトによる誤差は極めて深刻である。

また、温度ドリフトの他にもドリフトを生じさせる大き
な要因がある。一般に、重量検出手段は食品の重量を重
量検出用のセンサーに伝達するための秤量機構が必要で
ある。例えば、食品の電波加熱むらを解消するための回
転載置台を有するような高周波加熱装置の場合、食品が
編装置されても食品の重量が正確にセンサーに伝達する
ようにロバ−パル機構と称される秤量機構を備えるもの
が多い。このような機構では機械的な摩擦によるヒステ
リシスが残り回転中に荷重伝達状態が微妙に変化してあ
たかも重量が変化しているかのようなふるまいを生じる
。これも温度ドリフトと全く同様に重量変化の測定精度
を低下させる原因となる。

本発明はこのような従来の課題を解消するものであり、
調理途中の温度ドリフトあるいは秤量機構による機構ド
リフトなどの影響を除去し実際の食品の重量変化のみを
正確に検出する重量変化検出機能付加熱調理器を提供す
るものである。

課題を解決するための手段 加熱室と、加熱室内に収納される食品の重量を検出する
重量検出手段と、所定時間間隔の重量変化量を検出する
重量変化速度検出手段と、重量変化速度検出手段の出力
を、随時累積加算して重量変化を検出し、かつ重量変化
検出手段の出力が所定レベルに達するまで出力を停止し
ておく重量変化量検出手段と、重量変化量検出手段の出
力を受け前記加熱手段を制御する加熱制御手段とを設け
る構成としたものである。

作用 本発明の重量変化量検出機能付加熱調理器は、比較的緩
やかに変化する温度ドリフトあるいは機構ドリフトによ
って生じる重量減少速度と、比較的２．激に減少する加
熱調理中の食品の重量減少速度の違いに着目し、調理メ
ニュー中の最も緩やかな重量減少速度を越えないような
減少速度をしきい値として重量減少速度がしきい値に達
するまで重量変化検出手段の出力値を停止（零化あるい
は縮小化）するものである。これによって調理開始後、
食品の重量変化が始まるまでに発生する種々の緩やかな
ドリフト変動をカットし、食品の正味の重量変化量だけ
を正確に検出することができる。

実施例 第１図は本発明の一実施例を示す構成図である。

図において１は食品２を収納する加熱室、３は食品２を
載置するための回転載置台、８は回転載置台３を回転す
るための、電源周期に同期した同期型モーター、５は食
品２、回転！！載置台、モーター２を受け食品２の重量
をある所定の物理量へと変換する重量検出手段、９は重
量検出手段５からの出力を一定インターバルでかつモー
ター８−回転当たり３個読み込み、さらに検出した信号
を重量へと変換してその重量と前回獲得した重量との差
分重量を出力する差分重量検出手段、１０は差分重量検
出手段９の出力を受けその信号とさらに過去２回の信号
の合計３個の信号を加算する差分重量平均化手段で、差
分重量検出手段９から出力される一定インターバルの信
号を過去２回記憶している。１１は差分重量平均化手段
１０から出力される信号を累積加算する重量変化検出手
段である。１２は差分重量平均化手段１０の出力をある
所定のしきい値１と比較してそれ以上のとき＋１し、そ
れ以下のとき−１する増減カウンター、１３は増減カウ
ンターの最大値を記憶する増減カウンター最大値保持手
段で最大値が更新されたとき重量変化検出手段１１の出
力を零として初期化する。以上の差分重量検出手段９、
差分重量平均化手段１０、重量変化検出手段１１、増減
カウンター１２、増減カウンター最大値保持手段１３お
よび制御手段７はマイクロコンピュータ−１４によって
構成した。第２図に重量検出手段４の要部を示し、重量
検出の原理を説明する。１５は板バネで、それぞれの板
バネは板バネスペーサ１６を挿んで平行に取り付けられ
ている。

これは秤の分野ですでに公知のロバ−パル機構と称され
るもので板バネスペーサ１６の一端は本体ベースに固定
されたロバ−パル機構固定金具１９に取り付けられ固定
端となり、他端は自由端となり上下鉛直方向に移動自在
な構成になっている。この機構的な機能により回転載置
台３の上のどの位置に物体が載せられても鉛直方向に正
確に荷重が伝わる。さてここで回転載置台３の上に食品
が載せられると板バネ１５の弾性によって食品の重量に
応じた変移が生じロバ−パル機構の自由端側と固定端側
にそれぞれ絶縁スペーサ１８を挿んで電気的に絶縁され
て取り付けられた板金電極１７のギャップが変化し電極
間の静電容量が変わる。これを検出することによって重
量を測定するという原理である。回路図を第３図に示す
。１７は板金電極で電気回路で等価的に表すとコンデン
サーとなり２０の発振回路により静電容量に依存して周
波数が変化する矩形波信号に変換されマイクロコンピュ
ータ−１４に出力される。

２１は電源同期信号発生回路で商用電源と同一周波数の
矩形信号をマイクロコンピュータ−１４に出力する。

以上に示した構成によって回転載置台３の回転中の重量
変化の検出方法について説明する。第４図はマイクロコ
ンピュータ−１４内の各信号のタイミングチャートを示
す。重量検出手段５は■、■、■・・・というように一
定インターバルで信号を獲得し３個で丁度１回転となる
。このタイミング関係の管理については、電源同期信号
発生回路２１からのパルス信号を所定回数カウントする
ことによって実現している。このためにはモーター８は
電源同期型モーターとすることが必須である。さらにこ
れについての詳細は後述する。このようにして獲得した
■、■、■・・・の重量は差分重量検出手段９によって
前回測定した重量との差分のかたちで、■“　＝■−■
、■°＝■−■、■°＝■−■・・・というように順次
減算される。さらに差分重量平均化手段１０によって過
去３回の差分重量検出手段９の出力は■゛′＝■°＋■
”＋■゛、■°°＝■°　＋■°　十■′、■゛°＝■
″　＋■゛　＋■゛・・・というように順次加算される
。さらに重量変化検出手段１１によって差分重量平均化
手段１ｏの出力は■”°、■゛°＋■°′、■゛＋■゛
＋■′”・・・というように順次累積加算される。

次にこの信号処理をマイクロコンピューターヲ用いた行
うときのプログラムのアルゴリズムを第５図のフローチ
ャートに基づいて説明する。測定を開始するとステップ
２２で現在何個目のデータかを記憶するレジスタｉを１
に初期設定する。ステップ２３で電源同期信号発生回路
２１から出力されるパルス信号を監視し立ち下がりを検
知すればステップ２４に進み、そうでないときはステッ
プ２３を繰り返す。ステップ２４ではこの立ち下がり回
数をカウントし、所定回数ｎ、に達した場合ステップ２
５に進み、それ以外ではステップ２３に戻る。このステ
ップ２３．２４でデータの取り込みインターバルを正確
に決定している。例えば、回転周期が１０秒の電源同期
型モーターの場合、モーターの回転周期に相当する電源
同期信号のカウント数ｎはｎ　−３Ｘ　ｎ　Ｉ＝１０／
　（１／６０）　＝６００となり、一回転に３個データ
をサンプリングする場合のインターバルに相当する同カ
ウント数ｎ。

は、 ｎ重　−ｎ　／　３　　＝　　６００／　３　　＝　　
２００となる。これにより、電源周波数が変動しても正
確に回転周期を三等分した間隔でデータを採取できる。

次にステップ２５において、検出した重量検出手段５の
出力信号を重ＩＷに変換する。ステップ２６で測定回数
ｉが１のときはステップ２３に戻り次のデータ獲得の周
期待ちとなりそれ以外ではステップ２７で差分重量ＤＷ
の計算を ＤＷ　（ｉ−１）　＝Ｗ　（ｉ　）　−Ｗ　（ｉ−１）
　　・−・−（１）として算出する。ここで（）内のｉ
は測定回数を表しＤＷ（ｉ−１）であれば測定回数（ｉ
−１）回目の差分型ｉＤＷということになる。ステップ
２８で測定回数ｉが３以下では以上の過程を繰り返すべ
く、ステップ２３に戻り、それ以外ではステップ２９で
差分型ＩＤＷを過去３回にわたり加算平均し平均化差分
重量ＡＤＷを、 ＡＤＷ　（ｉ）＝ＤＷ　（ｉ）　＋ＤＷ　（ｉ−１）＋
ＤＷ（ｉ−２）−−・−・−（２） として計算する。この計算結果はステップ３０で増減カ
ウンターの動作レベルｌと比較されｆｆｉ＜ＡＤＷ　（
ｉ　）あればステップ３２で増減カウンター１２を＋１
インクリメントし、それ以外ではステップ３１で一１デ
クリメントする。゛増減カウンター１２を動作した後、
ステップ３３でその値を比較し０以上であればステップ
３５で増減カウンター１２を０にし、さらにステップ３
６で前回の重量変化検出手段１１の出力に縮小率Ｋを乗
じ今回の出力とする。それ以外ではステップ３４で重量
変化ＣＷを ＣＷ　（ｉ）＝ＣＷ　（ｉ−１）＋ＡＤＷ　（ｉ）−−
（３）として計算する。ステップ３７で測定回数をイン
クリメントしてステップ３８で測定終了でなければステ
ップ２３に戻り処理を繰り返す。

このアルゴリズムを用いて、ごはんの再加熱調理を実際
におこなった場合の特性図を第６図〜第８図に示す。こ
こで、前述したステップ３０のｌをｆ＝−０，２ｇとし
てステップ３６の縮小率ｋをに＝０とした。この測定事
例の特徴は、スタート直後から加熱源の温度ドリフトの
影響を受け重量が増加し約６０〜７０秒から実際に食品
から蒸気が出だし重量減少方向となっている。これでは
実際に何グラム重量減少したかわかりにくい。第６図（
ａ）は重量検出手段５の出力を重量へと変換した重ｉＷ
である。モーター−回転当たり３回測定しているため、
位置器差の影響により測定値は５〜６ｇの振れ幅で脈動
している。第６図（ｂ）は差分重量検出手段９の出力の
差分型ｉＤＷの特性である。第７図（ａ）は差分重量平
均化手段１０の出力の平均化差分重量ＡＤＷで、過去３
回の加算結果すなわち物理的には一回転の平均値という
ことになり第６図（１））の回転による脈動を取り除い
た特性となっている。これによって、回転による位置器
差の影響を取り除いた重量変化率を瞬時に得ることがで
きる。但しく２）式で前３回を加算しているため、実際
の重量変化率を３倍した値になっている。この出力をも
とに第５図のフローチャートの論理に従って増減カウン
ター１２を動作させると第７図（ｂ）のような特性にな
る。ここでは、増減カウンター最大値保持手段１３を省
略して増減カウンター１２がピークを更新したとき（ス
テップ３３）出力を零化して最大値を零に固定している
。即ち、第７図（ｂ）が０のときステップ３６を実行し
て重量変化検出手段１１の出力を零化している。第８図
（ａ）はこの一連の処理を実行していない場合（ステッ
プ２９、ステップ３４、ステップ３７と流れた。）で、
第８図（ｂ）は処理を実行した場合である。第８図（ａ
）はドリフトの影♂を強く受け１３０秒付近までむしろ
重量が増加したかのように測定している。あきらかに誤
った測定である。

一方、第８図（ｂ）は増加という測定上ありえない重量
変化率をステップ３０で検知して随時重量変化を零化し
ているためドリフトの影響を殆ど受けず、蒸気が出だし
てからの重量変化を正確にとらえている。いま−３，０
ｇを食品の最適終了時間とすると第８図（ａ）のように
処理を実行しない場合約３０秒弱調理時間が伸びること
になり出来すぎ傾向になる。

その他の測定事例を第９図〜第１１図に示す。この測定
事例はビーフシチューをキセロール容器に入れ蓋をして
調理したものである。蓋をした場合の調理過程の特徴は
蒸気が出にくく重量減少を始めるまで長時間かかる。さ
て第９図（ａ）は重量検出手段５の出力、第９図（ｂ）
は差分重量検出手段９の出力、第１０図（ａ）は差分重
量平均化手段１０の出力、第１０図Φ）は増減カウンタ
ーの出力である。増減カウンターの動作レベル１は前事
例と同様１−−０．２、縮小率に＝ｏとした。第１１図
（ａ）が処理を実行していないもの、第１１図（ｂ）は
処理を実行したものである。測定開始から約１２０秒付
近まで重量減少方向のドリフトがカットされている。

さらに、増減カウンターの動作レベルｌの効果を顕著に
表したものが第１２図（ａ）〜（Ｃ）である。第１２図
（ａ）が１＝ωすなわち処理が実行されておらず効果が
全くない場合、第１２図（ｂ）、（Ｃ）で動作レベル１
を１　＝−０，２，１＝−０，５とそれぞれ深くしてい
った場合である。１を大きくしていくと、重ｆｆ１Ｋ少
率がかなり大きいところまで重量変化が現れてこないこ
とがわかる。すなわちｌで決定される所定の重量減少率
になるまで重量変化をマスクするような効果になりこれ
によってドリフト成分をカットすることができる。

もちろんドリフト成分があまりにも太き（、食品の重量
減少率との差異がないようでは本発明の根拠が成り立た
ないわけであるが、本発明によると対温度性能、機構性
能の面で設計はかなり余裕度ができ容易になることは間
違いない。

発明の効果 以上のように本発明の重量変化量検出機能付加熱調理器
は、重量の減少率（減少速度）を随時加算して重量変化
を検出する方式において、重量の減少速度が所定レベル
に達することを検知するまで重量変化量を零とするもの
である。この減少速度のレベルを調理メニュー中の最も
緩やかに変化する食品の重量減少速度より小さく設定し
ておくと調理開始後、食品の重量変化が始まるまでに生
じる温度、機構等によるドリフトを全てカントして重量
変化量を零に保持して食品の重量変化が始まり減少速度
が速くなる時点からの食品の正味の重量変化量だけを正
確に検出することができ、実用上極めて有利なものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における重量検出機能付加熱
調理器の構成図、第２図は同重量検出手段の要部断面図
、第３図は同回路図、第４図は同各出力信号のタイミン
グチャート、第５図は同信号処理のアルゴリズムを示す
フローチャート、第６図（ａ）は同重量検出手段の出力
信号波形図、第６図（１））は同差分重量検出手段の出
力信号波形図、第７図（ａ）は同差分重量平均化手段の
出力信号波形図、第７図（ｂ）は同増減カウンターの出
力信号波形図、諾二溺個＝章＃第８図（ａ）、　（ｂ）
は御飯の再加熱調理時の同各部出力波形図、第９図（ａ
）、　（ｂ）、第１Ｏ図（ａ）。 （ｂ）、第１１図（ａ）、　（ｂ）はビーフシチューの
再加熱調理時の同各部出力波形図、第１２図（ａ）〜（
Ｃ）は同増減カウンターの動作レベルの効果を示す特性
図、第１３図は従来の重量変化検出機能付加熱調理器の
構成図である。 ５・・・・・・重量検出手段、９・・・・・・差分重量
検出手段、１０・・・・・・差分重量平均化手段、１１
・・・・・・重量変化検出手段、１２・・・・・・増減
カウンター、１３・・・・・・増減カウンター最大値保
持手段、１４・・・・・・マイクロコンピュータ−０ 代理人の氏名　弁理士　粟野重孝　ばか１名−≦ ３−・−回転載゛亙台 ｓ−ｉ量ｌ★工子役 第 図 第 図 笥８図 （６Ｌ） 絶週吟間［秒］ （ｂ） 経過時開〔λ列 〈ｏＬ） 圧え晦間陣テ］ （ｂ） ３辿り７！、”＄（捌 弗 図 （ａ〕 録通吟間〔Ｖ−） Ｃｂ） 紐通′ｆＩ＋藺〔す〕 第 図 （ａ） 紐色１１！開［秒］ （ｂ） 壁待間（ゲ） 第１ ０図 ／ｉノ 読＠時間〔切 （ｂ） 経過時間〔桝 菖１２区 （Ｃ〕 勅′４間（邦 萬１１図 嘉１３図 （４〕 経通巧閲［す］ （ｂ） 統ｉ将開［す〕 乙

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）加熱室と、前記加熱室に結合された加熱手段と、
   前記加熱室内に収納される食品の重量を検出する重量検
   出手段と、前記重量検出手段の所定時間間隔の出力変化
   量を検出する重量変化速度検出手段と、前記重量変化速
   度検出手段の出力を、随時累積加算して重量変化を検出
   し、かつ前記重量変化速度検出手段の出力が所定の減少
   速度に達したことを検知するまで出力を停止しておく重
   量変化量検出手段と、前記重量変化量検出手段の出力を
   受け前記加熱手段を制御する加熱制御手段を設ける構成
   とした重量変化量検出機能付加熱調理器。
2. （２）物体を載置し回転駆動する回転載置台と、前記回
   転載置台一回転当たり重量検出手段の出力を所定複数回
   数ｎ回サンプリングするとともに各測定重量の前回測定
   重量との差分重量を求める差分重量検出手段と、前記差
   分重量検出手段の出力を前ｎ回にわたり加算平均する重
   量変化速度検出手段を備えた請求項１記載の重量変化量
   検出機能付加熱調理器。
3. （３）重量変化速度検出手段の出力に所定の速度しきい
   値をもち、それ以上で増加（減少）し、それ以下で減少
   （増加）する増減カウンターを設け、前記増減カウンタ
   ーが最大値（最小値）を更新しないことで重量変化速度
   が所定値に達したことを検知する構成とした請求項１記
   載の重量変化量検出機能付加熱調理器。