JPH0475285A - 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（特公昭
５２−２１３３号公報）があった。以下、その構成につ
いて第８図を用いて説明する。

加熱室１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じ感度が落
ちたり、伝送線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。

さらにもう一つの課題として、検波回路の耐熱性の問題
がある。高周波加熱装置は加熱を繰り返すと加熱室壁面
の温度がかなり高温となり、−力積波回路は検波素子等
の部品の許容温度上限値が決まっていて、直接加熱室壁
面に検波回路を取付けるのは不可能である。よってどの
様にして検波回路の温度上昇を抑えるかということも大
きな課題であった。

本発明は上記課題を解決するもので、検波回路の取付は
精度が良く、アースへの短絡点を安定に保ち、なおかつ
温度上昇を防ぐ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検波回
路と、検波回路出力により各種機器動作を制御する制御
器とを有し、アンテナと検波回路は加熱室壁面上に溶接
された金属製の支持具を介して取付ける構成としている
。

作用 本発明は上記した構成により、アンテナと検波回路を加
熱室壁面上に溶接された金属製の支持具を介して取付け
るので、溶接部で完全にアースは短絡し、支持具を介す
る分だけ検波回路の温度上昇も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。

金属製の支持具１４は、アンテナ６や検波回路７を加熱
室１上に固定すべく溶接されているが、このことは第２
図でもう少し説明を加える。

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１５の半田付は用凸部１
６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１７でおおい、加熱
室１壁面にスポット溶接で取付けた金属製の支持具１４
にビス１８でとも締めする。この構成では、プリント基
板１０　（検波回路７）のアースは金属板１５への半田
付けで確実にとれ、金属板１５と金属製の支持具１４は
ビス止めにより確実にショートし、金属製の支持具１４
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、アースは確実である。

また、金属製の支持具１４には各側面にすきま１９があ
り、風通しを良くして、加熱室ｌ壁面からの熱伝導を抑
える構成となっている。

さらに、金属製の支持具１４をどのように加熱室１壁面
に溶接するかについて簡単に説明する。加熱室１壁面の
スリット９付近に第一の位置合せ穴２０があり、金属製
の支持具１４には第二の位置合せ穴２１があり、この両
者を重ねて位置決めをし、金属製の支持具１４と加熱室
ｌ壁面の接触面を数ケ所スボント溶接するのである。

第３図はプリント基板１０の一例を検波回路７側から見
た図である。図中破線は基板の裏側のパターンを示し、
−点鎖線は裏面でパターンはあるがレジストの無い部分
（即ち第２図で述べた金属板１５に半田付けするための
アース）である。アンテナ６から伝達された電波は、ス
ルーホール２２より検波回路７へ導かれ、ショットキバ
リヤー・ダイオード２３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ｖＡ１１以降直流となった状態で信号が伝送され
る。

第４図〜第７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４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−ｊａｎδ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°Ｃ付
近では少なくなるのである。このことから、第５図が得
られる。横軸は食品の温度、継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５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１ｌｌ（−２０°Ｃ）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６図に代表的な例を示した。横針は時間で継軸は検波
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７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
製の支持具１４．金属板１５．金属カバー１６および加
熱室１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。

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

金属製の支持具１４にすきま１９を設けており、風通し
が良いため放熱効果が高く、より一層検波回路の温度上
昇が抑えられる。

発明の効果 本発明によれば以下の効果がある。

（１）アンテナと検波回路を加熱室壁面に溶接された金
属製の支持具を介して取付けるので、溶接部で確実にア
ースは短絡するので、取付は精度が良く、加熱室側から
見たアンテナと検波回路を含むインピーダンスが安定し
、アンテナによる電波検出量への誤差要因が排除できて
、極めて信転性の高い検知が実現出来る。

（２）　　（１）と同様の理由で、検波回路を加熱室壁
面がら少し距離を保つことが可能となり、種々の冷却手
段を用いることも容易となり、検波回路の温度上昇を抑
えることが出来るため、耐熱面での信幀性も大巾に向上
する。

（３）　　（２）と同様の理由で、食品からの飛散物を
直接的には受けにくくなり、水分や油分等でアンテナが
腐蝕したり、検知感度が変化したりすることはない。

（４）補助的な効果として、支持具を加熱室にビス止め
する場合に比べて、加熱室の内側にビスの頭などの異物
が飛び出さないので、スリットカバーを小型化できコス
トダウンにつながると共に、使い手にとっても、異和感
が少なくて済む。

【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
置の検波回路の正面図、第４図はＥ　ｒ−ｔａｎδの温
度特性図、第５図は検波回路出力の理想温度特性図、第
６図は検波回路出力の時間変化を示す特性図、第７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８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、１２・・・・・・制御器、１４・・・
・・・金属製の支持具。 代理人の氏名　弁理士　粟野重孝　はか１名／−−−力
ｒＸ熱ｔ ２−・−全品 ３−・電濠筬射帥 ６−７ンテγ ７−　検慎回跡 第２図 ？ 第 図 第 図 ？ρ Ｔ［ Ｏｃ　］ 第 図 乙 ７［’ｅｌ 第 図

Claims (2)

【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
   力を検波する検波回路と、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し、前記検波回路は前
   記加熱室壁面上に溶接された金属製の支持具を介して取
   付けた高周波加熱装置。
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。