JPH0475291A - 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クィムオートや、食品
重量を自動的に検出する重置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号公扱）があった。以下、その構成につ
いて第９回を用いて説明する。

加熱室１内に冷凍の食品２が置かれ、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
で検出されるが、この検出量は食品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 このような従来の高周波加熱装置では、通常他の電気部
品（制御部品や電波部等）が加熱室の側面にある点や、
吸気口や排気口を側面に設ける事が多い点より、側面ス
ペースが広くなっており、取付けやすさの面からアンテ
ナ６を側面に設ける事が多かった。ところがアンテナ６
を側面に設けたまま電波の検出を行なうと、食品の置く
位置により検出量にばらつきが生じ、重量対応が取れな
いために、食品２０重蓋判別の精度が悪いという課題が
あった。

本発明は上記課題を解決するもので、重量判別の精度の
高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
ために加熱室天面に設けたアンテナと、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する構成としている
。

作用 本発明は上記した構成により、加熱室天面にアンテナを
設けるので、食品を置く位置器こかかわらず食品の重量
に対応した電波を検出できて重量判別の精度が良くなる
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、樹脂製の開孔カパーク
を抜け、加熱室１天面に開けられた開孔８を通り、プリ
ント基板９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９の裏面にある検波回路１０に伝達され
検波したのち、検波回路出力としてリード１１によって
制御器１２まで送られる。検波量に応して制御器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ｌＯおよびアンテナ６を加熱室ｌの
天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１ｏを表と裏に持つプリ
ント基板９のアース面を、金属板Ｉ４の半田付は用凸部
Ｉ５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り付けた金属支持具１７に
ビス１８でとも締めする。この構成では、プリント基板
９（検波回路１０）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９の一例を検波回路１０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１４に半田付けするための
アース）である。アンテナ６から伝達されて電波は、ス
ルーホール１９より検波回路１０へ導かれ、ショットキ
バリヤー・ダイオード２０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１０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達さ
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Ｅ　
ｒ−ｔａｎδである。Ｅ　ｒ　−ｔａｎδは食品がどれ
だけ電波を吸収しゃすいがを示す指標であり、冷凍時に
は電波を吸収しにくく、０℃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℃付近では少ないなるの
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、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、検出
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、
低温（−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℃）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。横軸は時間で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は変化牢乎の中温食品）もちろ
ん、制御器１２内で重量と初期点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
。

ここでアンテナ６取付は位置と、食品の置き方と、検波
回路出力の関係について述べる。第８図は、加熱室１の
側面と天面にアンテナ２１．２２を配置した時の構成例
である。側面アンテナ２１にとって１、食品２が加熱室
１のＡ位置やＢ位置の様な端に置かれると検知量に極端
な差が生じることがある。加熱室１庫内は、電波が複雑
にいり乱れていて、また食品２が置かれるとその食品２
にある程度電波が吸収されるために食品２近傍の電波分
布はより一層乱される。よって食−品２がＢ位置の場合
は加熱室１内の電波をトータル的に検出できて、Ａ位置
の場合は側面アンテナ２１近傍の電波が乱される関係で
検知量に信頼性が無（なるのである。

この事は側面アンテナ２１と食品２の距離１１□の差が
大きい事（］＋＜ｌｚ）に起因している。男前熱室ｌの
天面に天面アンテナ２２を配置すると、Ａ、Ｂ位置とも
に天面アンテナ２２から食品２までの距離が１３．１４
と近い（２＝２）ので、いつでも加熱室ｌ内の電波をト
ータル的に検出できるのである。一般に食品２のサイズ
は横方向（水平方向）に長さが長く、縦方向（垂直方向
）に長さが短いため、アンテナ取付は位置として断熱天
面が良いのである。

本実施例の効果として以下の点が挙げられる。

アンテナ６と検波回路１０を金属板１４．金属カバー１
６．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が無く、
安定な検知性能が確保できる。

開孔８付近にアンテナ６を設け、開孔カバークで防護し
ているので、食品２からアンテナ６への飛散物の直撃が
なく、食品カスによるアンテナ周囲の誘電率変化等の誤
差要因が排除できる。

同様にして、加熱壁面にアンテナ６や稜波回路１０を直
接的には取付けないので、調理による加熱室壁面の温度
上昇が伝わりにくく、風通しも良いため、検波回路１０
の構成部品の熱破壊や温度特性の影響を起こしにくく、
安定した検知が出来る。

アンテナ６を検波回路１０と同一基板上のパターンで構
成しているので、極めて寸法精度が良く、検波回路１０
へのマツチングも安定で、ばらつきを生じにくい。

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６を加熱室１天面に取付けるので、
食品２の置く位置によらず、加熱室１内の電波をトータ
ル的に検知できて、極めて安定な重量判別が実現出来る
。

〔２）高周波加熱装置のほとんどを締める構成は、電波
放射部や唆気口が加熱室１側面に設けられるものである
ので、電波放射部の熱やノイズ、排気口の熱を受けにく
く信頼性の高い検知が実現できる。

【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
置の検波回路の正面図、第４図はＥｒ−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図はアンテナ取付は位置と食品位置の関係を示す構
成図、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名画 図 加　熱 食 電波 ７　′） 惰　波 制御 室 品 放射 ヲナ 回路 益 第 図 第 図 第 図 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
   一部を検出するために前記加熱室天面に設けたアンテナ
   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
   器とを有する高周波加熱装置。
2. （２）アンテナを加熱室天面に施した開孔付近に設けた
   特許請求の範囲第１項記載の高周波加熱装置。
3. （３）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。