JPH0475284A - 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、食品の有無や解凍状態等を自動的に検知する
高周波加熱装置に関するものである。

従来の技術 近年、高周波加熱装置を用いた食品の解凍を自動化する
動きが高まっている。

従来は、食品重量をキー人力するタイムオートや、食品
重量を自動的に検出する重量センサを用いて食品重量を
知り、あらかじめ食品重量毎に設定されている最適加熱
時間まで加熱するという手段が主流であった。さらに、
加熱室内にマイクロ波検出素子（即ちアンテナ）を配置
し、食品に吸収されずに素子に検出されるマイクロ波電
力が食品の重量に反比例する特性を用いるもの（特広昭
５２−２１３３号公報）があった。以下、その構成につ
いて第９図を用いて説明する。

加熱室ｌ内に冷凍の食品２が置かれ、制御器７ａ、電波
放射部３より電波４が加えられる。この時食品２に吸収
されなかった電波の一部５が、加熱室１内に取付けられ
たアンテナ６で検出され検波回路７で検波されるが、こ
の検波量は食品２の重量に反比例するので逆に食品２の
重量を判別でき、最適加熱時間を設定できる。

発明が解決しようとする課題 このような従来の方式では、アンテナ６から検波回路７
への伝送手段を規定していないが、実際はアンテナ６と
検波回路７の距離が離れるほど伝送損失が生し感度が落
ちたり、伝送ｆＩＡ路にコストがかなりかかるため、一
体型で構成するのが望ましい。アンテナ６と検波回路７
を一体で構成した場合、プリント基板上のアースが一定
位置でとられているか、あるいはアースにおちたりおち
なかったりすることがないかという点が非常に大きな問
題である。何故なら、加熱室内から見たアンテナ側のイ
ンピーダンスがそれによって影響を受け、検知感度が変
化するからである。よっていかにして取付は精度良く、
安定的に短絡点を保つかが課題であった。

さらに検波回路を構成するプリント基板へのストレスが
大きすぎるのも問題である。例えば直接プリント基板を
加熱室壁面にビス止めする等の手段では、プリント基板
への荷重が強すぎて割れたり亀裂が生じたりする問題も
あった。

本発明は上記課題を解決するもので、検波回路の取付は
位置精度が良く、アースへの短絡点を安定に保ち、同時
にストレスをかけない構成の高周波加熱装置を提供する
ことを目的とする。

課題を解決するための手段 本発明の高周波加熱装置は上記目的を達成するために、
食品を格納する加熱室と、食品に電磁波を放射して加熱
する電波放射部と、加熱室内の電磁波の一部を検出する
アンテナと、アンテナの検出した電力を検波するプリン
ト基板上の検波回路と、プリント基板を半田付けして加
熱室付近に位置固定する金属板と、検波回路出力により
各種機器動作を制御する制御器とを備えている。

作用 本発明は上記した構成により、検波回路用のプリント基
板を金属板に半田付けして、金属板で加熱室付近に位置
固定するので、位置精度が良く、アースへの短絡点が安
定で、検波回路への機械的ストレスが抑えられるもので
ある。

実施例 以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。

第１図は本発明の一実施例を示す高周波加熱装置の構成
断面図である。加熱室１内に配置された食品２に、電波
放射部３より電波４が放射される。この時、食品２に吸
収されなかった電波の一部５が、樹脂製のスリットカバ
ー８を抜け、加熱室１壁面に開けられたスリット９を通
り、プリント基板１０上にある銅箔で出来たアンテナ６
で検知され、プリント基板１０の裏面にある検波回路７
に伝達され検波したのち、検波回路出力としてリード１
１によって制御器１２まで送られる。検波量に応じて制
御器１２は食品の状態を知り最適解凍時間を判定し、電
波放射部３や電波放射部冷却用のファン１３の動作を制
御する。検波回路周辺の構成について、第２図でもう少
し詳細に述べる。

第２図は、検波回路７およびアンテナ６を加熱室１の壁
面にどの様に取付けているかの一例を示す要部斜視図で
ある。アンテナ６と検波回路７を表と裏に°持つプリン
ト基板１０のアース面を、金属板１４の半田付は用凸部
１５の４ケ所に半田付けする。

その上から電波遮断用の金属カバー１６でおおい、加熱
室１壁面にスポット溶接で取付けた金属支持具１７にビ
ス１８でとも締めする。この構成では、プリント基板１
０（検波回路７）のアースは金属板１４への半田付けで
確実にとれ、金属板１４と金属支持具１７はビス止めに
より確実にショートし、金属支持具１７と加熱室１壁面
は溶接により確実にショートするため、取付は位置精度
が良く、アースは確実で、ビス締めによるストレスを金
属板１４が吸収するため検波回路へのストレスが抑えら
れることが判る。

第３図はプリント基板１０のアンテナ６のある面、即ち
第１図や第２図で言えば下から見た図である。

アンテナ６の周囲の検波回路７裏面にグランド面１９を
構成しており、金属板への半田付けしろ２０以外の部分
は全面レジストコーティングしており、半田のはみだし
を防いでいる。さらにアンテナ６で検出した電波はスル
ーホール２１を介して裏面の検波回路７へ伝達される。

第４図はプリント基［１０の検波回路７のある面を示す
。アンテナ６から伝達された電波は、スルーホール２１
より検波回路７へ導かれ、ショットキーバリヤ・ダイオ
ード２２等のチップ部品とマイクロストリップラインで
構成される検波回路７で検波されて、リード線１１以降
直流となった状態で信号が伝送される。

第５図〜第８図は、本発明の高周波加熱装置における解
凍検知の原理を示す特性図である。ここで検知原理につ
いて説明を加える。

食品の比誘電率Ｅｒと誘電損失ｔａｎδの積は、食品が
均一に加熱されて全体が同時に温度上昇していく場合、
第５図の様に変化する。横軸は食品の温度、縦軸はＥｒ
−ｔａｎδである。Ｅｒ−ｔａｎδは食品がどれだけ電
波を吸収しやすいかを示す指標であり、冷凍時には電波
を吸収しにくく、０°Ｃ付近では電波を吸収しやすいこ
とを示している。言い換えると、食品に吸収されずにア
ンテナで検出される電波は、冷凍時には多く、０℃付近
では少なくなるのである。このことから、第６図が得ら
れる。横軸は食品の温度、縦軸は検波回路出力を示して
いる。この図から判るように、食品が均一な温度上昇を
示す場合は、検波出力の変曲点で解凍検知が可能な様に
考えられる。ところが実際は、高周波加熱装置による加
熱は不均一であり、部分的に電波が集中する所や集中し
ない所の組み合わせになるため、第６図の曲線がいくつ
も重なり合った波形となり、−概に変曲点で解凍完了と
はいかない。

そこで実際に有効なのは、検波回路出力の初期値と、初
期変化率である。初期値は食品重量とおよそ反比例の関
係にあり、例えば少量の食品の場合電波の吸収が少なく
初期検波回路出力が大きいのに対し、大量の食品の場合
電波の吸収が大きく初期検波回路出力が小さい。また、
低温（−２０℃）の食品の場合検波回路出力の初期変化
率が大きいのに対し、中温（−１０°Ｃ）の食品の場合
検波回路出力の初期変化率が小さいというような具合い
である。

第７図に代表的な例を示した。横軸は時間で縦軸は検波
回路出力、図中ａは少量低温の食品で、ｂは大量中温の
食品を示す。

以上の原理から、第８図の様な、初期出力変化率をパラ
メータに重量と初期出力の相関を求め、食品の重量判定
および初期温判定しているのである。（但し、図中Ｃは
変化重大の低温食品、ｄは変化率小の中温食品）もちろ
ん、制御器１２内で重量と初期層毎に最適加熱時間を設
定し調理することで、皿の重量等で誤判定する重量セン
サ等と比較して、極めて安定な解凍検知を実現している
。

本実施例の効果として以下の点が挙げられる。

第２図で述べたように、アンテナ６と検波回路７を金属
板１４．金属カバー１６．金属支持具１７および加熱室
ｌ壁面等でおおっているため、外部への漏波や外界から
のノイズ混入等が無く、安定な検知性能が確保できる。

検波回路７の一部をマイクロストリップラインで構成し
ており、マイクロストリップラインは裏面がグランドで
ないといけないので、半田付けに兼用できる。

アンテナ６をパターンで構成しているので、極めて寸法
精度が良く、検波回路７へのマツチングも安定である。

発明の効果 本発明によれば以下の効果がある。

（１）検波回路のプリント基板を金属板に半田付けして
加熱室に位置固定するので、取付は精度が良く、アース
への短絡ポイントが正確であり、加熱室側からみたアン
テナと検波回路を含むインピーダンスが一定となり、ア
ンテナの電波検出量への誤差要因が排除できて、極めて
信軌性の高い検知が実現できる。

（２）検波回路のプリント基板を金属板に半田付けして
加熱室に位置固定するので、位置固定時の機械的ストレ
スを金属板で吸収できて、検波回路に負担をかけなくて
良いため、基板の割れ等による伝送線路の遮断などの故
障が起こらず、検知の信幀性が大巾に向上する。

（３）アンテナと検波回路を同一基板上で構成すると、
伝送線路が省略できるので、低価格で検知感度のアンプ
が図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の高周波加熱装置の構成を示
す断面図、第２図は同装置の分解斜視図、第３図は同装
置のアンテナ部の正面図、第４図は同装置の検波回路の
正面図、第５図はＥｒ−ｔａｎδの温度特性図、第６図
は検波回路出力の理想温度特性図、第７図は検波回路出
力の時間変化を示す特性図、第８図は検波回路出力の初
期値の重量に対する変化を示す特性図、第９図は従来の
高周波加熱装置の構成を示す断面図である。 １・・・・・・加熱室、２・・・・・・食品、３・・・
・・・電波放射部、６・・・・・・アンテナ、７・・・
・・・検波回路、１０・・・・・・プリント基板、１２
・・・・・・制御器、１４・・・・・・金属板。 代理人の氏名　弁理士　粟野重孝　はか１名第１図 ？ 第　２　図 ＊−３ｙ！Ｊ ｎＯ訃　１ 貞　　　品 ＠５Ｆ１７ｉ！ＩＥ　　部 アンテナ 漬　シ皮　　口　路 プ　リ　　ン　　ト　　藝 称り　ｌｐ　５乙５ 會り籾 ／９ 第 回 第 図 了［’Ｇ ］ 第 図 ＩＱ ［’Ｃコ 第 図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）食品を格納する加熱室と、前記食品に電磁波を放
   射して加熱する電波放射部と、前記加熱室内の電磁波の
   一部を検出するアンテナと、前記アンテナの検出した電
   力を検波するプリント基板上の検波回路と、前記プリン
   ト基板を半田付けして前記加熱室付近に位置固定する金
   属板と、前記検波回路出力により各種機器動作を制御す
   る制御器とを有する高周波加熱装置。
2. （２）アンテナと検波回路を同一基板上で構成する特許
   請求の範囲第１項記載の高周波加熱装置。
3. （３）加熱室壁面上の支持具に金属板をビス止めする構
   成の特許請求の範囲第１項記載の高周波加熱装置。