JPH0542908U - 加熱調理器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 食品の重量および食品の加熱によって加熱室
内に生ずる所定量の水蒸気を検出するまでの応答時間に
基づいて、食品を加熱制御する時の精度を高める。 【構成】 重量センサー１６が計測する食品の重量が
「重い」か、「中位」か、それとも「軽い」か、の他に、水蒸
気センサー１７が所定量の水蒸気を検出するまでの応答
時間が「早い」」か、「中位」か、それとも「遅い」か、とい
うメンバーシップ関数の観点から食品の加熱を観察し、
観察結果のそれぞれに対してグレードを付与し、かつ、
観察結果に基づいて行ったファジィ推論によって判定し
た食品の該当するグループと食品調理時の加熱強度によ
って求めた定数に基づいて調理加熱に要する最適加熱出
力時間を制御回路１８によって微調整するようにした。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は電子レンジなどの加熱調理器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

加熱調理の自動化が進み、最適加熱が簡単に行なえるようになった。

【０００３】 その種の自動調理器として、被加熱物の発熱に伴って発生する水分、ガス等を 水蒸気センサーにより検出して加熱を自動制御する電子レンジ、加熱室内温度の 上昇率から加熱室内に収納された食品の量を推定して加熱を自動制御するグリル やオーブン、食品の重量を計測して加熱を自動制御する電子レンジやオーブン、 そしてこれらの制御技術を組み合わせて加熱所要時間を最適化したものなどが実 用化されている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかし、上述した水蒸気センサーによったのでは、食品の質と量を考慮した加 熱を精度よく行えないという問題があった。また、これに重量センサーの情報を 付加した場合には、ある程度精度の低下は回避できるものの、食品を収納する器 の影響を最小限にするための管理が必須かつ極めて煩わしくなってしまい、往々 にして安直に管理してしまうがために、返って精度の悪い加熱制御に甘んじなけ ればならないという問題があった。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

本考案は上述の課題を解決するために、重量センサーによって測定される食品 の重量が「重い」か、「中位」か、「軽い」か、の他に、水蒸気センサーが所定 量の水蒸気を検出するまでの応答時間が「早い」か、「中位」か、「遅い」か、 という観点から加熱を観察する。そのために、それぞれの領域をメンバーシップ 関数とするとともに、それぞれのメンバーシップ関数から見た観察結果のそれぞ れに対してグレードを付与する。そして、観察結果に基づいて行ったファジィ推 論によって判定した食品の該当するグループと食品調理時の加熱強度との関係か ら求めた定数に基づいて調理加熱に要する最適加熱時間を微調整するようにした ものである。

【０００６】

【作用】

重量センサーよって測定される食品の重量が「重い」か、「中位」か、「軽い」か、 の他に水蒸気センサーが所定量の水蒸気を検出するまでの応答時間が「早い」か、「 中位」か、「遅い」か、というメンバーシップ関数の観点からそれぞれのグレード が観察された後は、予め用意したファジィ推論ルールに従って判定した食品の該 当するグループと食品調理時の加熱強度との関係から求めた定数に基づき、マグ ネトロンによる自動あたため調理に要する加熱時間を微調節するので、加熱調理 が遂行される。

【０００７】

【実施例】

以下本考案の一実施例を図面により説明する。

【０００８】 図１は本考案一実施例の側断面図で、１は加熱室であり、２はこの加熱室に収 納された煮込み容器で、調理する食品を収納するものである。３、４は加熱室天 井部に形成されたグリルヒータ室で、５、６はそのヒータ室３、４に取付けられ たグリルヒータである。これらグリルヒータ５、６はシーズヒータやセラミック チューブヒータなどの赤熱によって赤外線エネルギーを豊富に放射するタイプの ものである。７はグリルヒータ室３、４と調理器本体外部を通ずる排気風路で、 ８はこの排気風路７の排気出口部である。９はこの排気出口部８に設けられ前述 グリルヒータ室３、４、および排気風路７を通して加熱室内空気を吸引し、それ を調理器本体外へ排出するための吸引形ブロワーである。１０は熱風発生用ヒー タで、１１はその熱風を加熱室内に循環させるための熱風ファンである。１２は マグネトロンで、１３は開閉ドア、１４はターンテーブル、１５はこのターンテ ーブル駆動用モータである。１６はターンテーブル１４上に載せられた食品の重 量を検出する重量センサー、１７は排気風路７から排気される加熱室内空気中の 水蒸気を検出する水蒸気センサー、そして１８はこれら重量センサー１６および 水蒸気センサー１７の信号に基づいていわゆるファジィ推論を行うほかにマグネ トロン１２、各ヒータ類３、４、１０、ターンテーブル１４、各ファン類９、１ １等の動作を制御するマイクロコンピュータで構成された制御回路である。

【０００９】 次に、図２は重量センサー１６によって計測される食品の重量についてのいわ ゆる条件部メンバーシップ関数の一例を、図３は食品の加熱を開始した後に水蒸 気センサー１７が所定量の水蒸気を検出するまでの応答時間に関するいわゆる条 件部メンバーシップ関数の一例を、図４はファジィ推論ルールに従って決定され るべき加熱時間についての結論部メンバーシップ関数の論理和の一例を、図５は 食品を加熱した時の加熱時間と、この加熱時に水蒸気センサー１７が検出する出 力電圧(水蒸気量)との関係の一例を夫々示したものである。

【００１０】 さて、図１に示した調理器の加熱室１内のターンテーブル１４上に茶碗二杯の ごはんを収納し、マグネトロン１２を作動させてごはんのあたため調理を行なう こととする。

【００１１】 調理の開始後、制御回路１８は重量センサー１６によって食品の重量を測定す るとともに、水蒸気センサー１７により排気空気中の水蒸気が所定の値に到達す るまでの時間すなわち応答時間を測定する。

【００１２】 今、測定された食品重量が３８０ｇであるとすると、図２にてらして、「軽い」 というメンバーシップ関数に関して０．３というグレードが得られるほか、「中 位」というメンバーシップ関数に関しては０．６というグレードが得られる。

【００１３】 次に湿度センサー１７の応答時間に関して、所定の湿度が１分で検出されたと すると、図３にてらして、「早い」というメンバーシップ関数に関して０．７とい うグレードが得られるほか、「中位」というメンバーシップ関数に関しては０．２ というグレードが得られる。

【００１４】 なお、食品の重量によっては「重い」というメンバーシップ関数についてのグレ ードも得られるようになっていることはいうまでもない。また、応答時間の「遅 い」についても同様である。

【００１５】 これらのグレードを整理した状態のルールテーブルを表１に示す。

【００１６】 本考案の実施例にあっては、九つのファジィ推論ルールを表１に示すようなテ ーブルとして制御回路１８内に備えてあり、上述した重量が「軽い」(グレード０ ．３)と応答時間が「早い」(グレード０．７)という場合の高周波出力の調節の仕 方として、ルール１に示すように「少」(グレード０．３)が与えられ、また、重量 が「軽い」(グレード０．３)と応答時間が「中位」(グレード０．２)という場合の高 周波出力の調節の仕方としてはルール４に示すように「少」(グレード０．２)が与 えられている。

【００１７】 重量が「中位」(グレード０．６)と応答時間が「早い」(グレード０．７)という場 合の高周波出力の調節の仕方としてはルール２のように「中」(グレード０．６)が 与えられ、重量が「中位」(グレード０．６)と応答時間が「中位」(グレード０．２) という場合の高周波出力の調節の仕方としてはルール５のように「中」(グレード ０．２)が与えられている。

【００１８】 この表１のルールテーブルからわかるように、各条件が組み合わさった場合の 取るべき高周波出力の調節に関する結論部メンバーシップ関数については、ルー ル１、２、４、５夫々に対応する部位からは０・３、０・６、０・２、０・２と いう条件部のグレードのうちの最小値を取っている。

【００１９】

【表１】

【００２０】 図４は上述の通りのルールに従って得られた結論部メンバーシップ関数の論理 和つまり全体を図示したものであり、グレードとしてはすべての結論が包含され るよう上述の重量が「軽い」の場合のルール１および４の部位の０・３、０・２の 中からグレード０．３、重量が「中位」の場合のルール２および５の部位の０・６ 、０・２の中からはグレード０．６と夫々最大値を取りだして示しており、ハッ チングの施された部分がその領域を示している。

【００２１】 従って食品の調理時には、制御回路１８によって上述のファジィ推論を行った あと、ハッチング部分の面積重心Ｍを求め、 面積重心Ｍが………０≦Ｍ＜２７の範囲内にある時は「Ａ」、 面積重心Ｍが……２７≦Ｍ＜７０の範囲内にある時は「Ｂ」、 面積重心Ｍが……７０≦Ｍ＜１００の範囲内にある時は「Ｃ」、 とグループ分けし、調理する食品がどのグループになるかを判定する。

【００２２】 即ち、図４において、 「Ａ」グループはごはん一杯、味噌汁等軽量のものや、ラップをかけずに調理す るもの、 「Ｂ」グループははカレー、煮込み等の再加熱するもの、 「Ｃ」グループは冷凍シュウマイ、重量の重いものの調理を行うもの、 という具合に分類出来る。

【００２３】 また表２は、食品の夫々分類した各グループ「Ａ」、「Ｂ」、「Ｃ」と、食品調理時 の加熱強度(「弱め」、「標準」、「強め」)とから求めた食品に適合した追加加熱時間 を算出する時に用いる定数Ｋの値との関係を示す。

【００２４】 ここで言う追加加熱時間とは、食品の存在形態(冷凍、冷蔵等)、調理開始時の 室温及び食品の大きさ等によって食品の調理の仕上がりに微妙な影響を及ぼす因 子を排除するため、食品の標準の規定加熱時間よりはやや多めに加熱する時間を 言う。

【００２５】

【表２】

【００２６】 従って加熱調理時には図４によつて食品の面積重心Ｍを求め、調理する食品が ごはん(グループ「Ａ」)、カレー(グループ「Ｂ」)、冷凍シュウマイ(グループ「Ｃ」) の中のどのグループに該当するかを判定する。

【００２７】 判定の結果、表２中の該当する食品のグループと、上述の加熱強度との組合せ から該当食品に適合した定数Ｋを選択し、この定数Ｋを加味して食品の加熱時間 の微調整を行う。

【００２８】 即ち、最終的な夫々の食品に適合した最適加熱時間は、上述した食品の該当す るグループの判定作業後、判定された食品の該当グループと食品の該当加熱強度 との関係から表２中の該当する定数Ｋを選択し、この定数Ｋを用いた次式 加熱時間Ｔ〓Ｔ1 ＋Ｋ・(Ｔ1 ）……………(１)………で算出する。

【００２９】 ここで………Ｔ1 ：食品材料の所定の湿度を検出するまでの応答時間 Ｋ・(Ｔ1 )：当該食品材料の追加加熱時間(図５のＴ2 相当) ここで茶碗二杯のごはんの加熱時間を求める場合を考える。

【００３０】 いま茶碗二杯のごはんのあたため調理中、湿度センサー１７が所定の湿度を検 出するまでの応答時間がＴ1 (所定量の湿度を検出するまでの時間１分と同じ)と する。

【００３１】 ごはんの重量が３８０ｇ(図２参照)、応答時間がＴ1 が１分(図３参照)だった ので、まず、この茶碗二杯のごはんをあたため調理する場合の領域を決定する。 図２、図３による２つの条件から、表１中のルール１のグレード０・３と表１ 中のルール４のグレード０・２とからグレード０・３を、同様に表１中のルール ２のグレード０・６と表１中のルール５のグレード０・２とからグレード０・６ を夫々採用する。

【００３２】 この採用したグレード０・３と、グレード０・６とから、茶碗二杯のごはんの 加熱時間についての結論部メンバーシップ関数の論理和から図４中のハッチング 部分に相当する領域を形成する。

【００３３】 次に、上述の領域の面積重心Ｍ(４０)を計算によって求める。

【００３４】 求めた面積重心Ｍ(４０)から、上述の茶碗二杯のごはんをあたため調理する場 合に該当するグループは、図４中の「Ｂ」と判定される。

【００３５】 いま、茶碗二杯のごはんをあたため調理する時、「標準」の加熱強度で加熱を開 始したとする。

【００３６】 ここで、茶碗二杯のごはんをあたため調理する場合に要する加熱時間を求める 時の定数Ｋは、上述の表２中の「標準」の加熱強度とグループ「Ｂ」とから０．３が 求められ、この定数Ｋ(０．３)を上述の(１)式のＫに代入して計算する。

【００３７】 即ち、加熱時間Ｔ＝Ｔ1 ＋Ｋ・(Ｔ1 )＝６０(秒)＋０．３×６０(秒)…となり、 加熱時間Ｔ＝６０(秒)＋１８(秒)＝７８(秒)…………と求められる。

【００３８】 また、重量５００ｇ、加熱を開始してから所定量の水蒸気を検出するまでの応 答時間が２分１０秒の時のカレーのあたため調理に要する加熱時間を求める時は 、上述のごはんの重量が３８０ｇ(図２参照)、応答時間Ｔ1 が１分(図３参照)の 時と同様、まず、カレーをあたため調理する場合の食品の領域を決定する。

【００３９】 図２、図３による２つの条件から、表１中のルール５の重量についてのグレー ドとして１．０を、また表１中のルール５の応答時間のグレードとして０・８を 夫々採用する。

【００４０】 そして、ここで得られたグレード０・８に基づき、重量５００ｇのカレーをあ たため調理する時の結論部メンバーシップ関数の論理和から図４中の「中位」ハッ チング部分に相当する領域を形成する。

【００４１】 次に、上述の領域の面積重心Ｍ(５０)を計算によって求める。

【００４２】 求めた面積重心Ｍ(５０)から、上述のカレーをあたため調理する場合に該当す るグループは、図４中の「Ｂ」と判定される。

【００４３】 いま、カレーのあたため調理時、「標準」の加熱強度で加熱を開始したとする。 従ってカレーをあたため調理する場合に要する加熱時間を求める時の定数Ｋは 上述のごはんの場合と同様、上述の表２から０．３を求め、この定数Ｋ(０．３) を前記(１)式のＫに代入して計算する。

【００４４】 即ち、加熱時間Ｔ＝Ｔ1 ＋Ｋ・(Ｔ1 )＝７０(秒)＋０．３×７０(秒)…となり、 加熱時間Ｔ＝７０(秒)＋２１(秒)＝８１(秒)…………と求められる。

【００４５】 本考案の実施例では「標準」の加熱強度で加熱を開始したが、調理の開始直前に「 弱め」の加熱強度で加熱を開始した場合は、夫々の加熱強度に応じて定数Ｋの値 を変え、食品の加熱時間を調節する。

【００４６】

【考案の効果】

以上のように本考案によれば、重量センサーによって測定される食品の重量が 「重い」か、「中位」か、「軽い」か、の他に、水蒸気センサーが所定量の水蒸 気を検出するまでの応答時間が「早い」か、「中位」か、「遅い」か、というメ ンバーシップ関数の観点から食品の加熱を観察し、観察結果のそれぞれに対して グレードを付与し、そして、その観察結果に基づいて行ったファジィ推論によっ て判定した食品の該当するグループと食品調理時の加熱強度によって求めた定数 に基づいて食品の調理加熱に要する加熱時間の微調整を可能にしたので、食品の 質および量に適合する最適な加熱調理を完結させることができるようになった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案一実施例の側断面図である。

【図２】食品材利用の重量に関する条件部メンバーシッ
プ関数を示した図である。

【図３】蒸気センサーの応答時間に関する条件部メンバ
ーシップ関数を示した図である。

【図４】結論部メンバーシップ関数の論理和を示した図
である。

【図５】加熱時間と水蒸気センサーの検知出力電圧(水
蒸気量)との関係を示した図である。

【符号の説明】

１ 加熱室 １２ マグネトロン １４ ターンテーブル １６ 重量センサー １７ 水蒸気センサー １８ 制御回路 Ｋ 定数

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 食品を収納する加熱室(１)と、この加熱
   室内へ高周波電波を供給するマグネトロン(１２)と、前
   記加熱室内に収納される食品の重量を測定する重量セン
   サー(１６)と、前記食品の加熱によって加熱室内に生ず
   る水蒸気を検出する水蒸気センサー(１７)と、前記重量
   センサーの測定する食品の重量が「軽い」か、「中位」
   か、「重い」か及び前記水蒸気センサーが所定の水蒸気
   量を検出するまでの応答時間が「早い」か、「中位」
   か、「遅い」かというようなメンバーシップ関数の観点
   から観察して観察結果についてそれぞれの条件部メンバ
   ーシップ関数に関するグレードを与えるとともにこれら
   条件部メンバーシップ関数に基づいて求めるべき結論部
   メンバーシップ関数のグレードを予め用意した推論ルー
   ルテーブルに従って決定しかつ決定された結論部メンバ
   ーシップ関数の論理和から演算によって求めた面積重心
   Ｍによって前記食品の該当するグループを判定し更に判
   定したグループと前記食品の加熱強度によって定数Ｋを
   求めこの求めた定数Ｋに基づいて前記マグネトロン(１
   ２)による自動あたため調理に最適な加熱出力時間Ｔを
   微調節する制御回路(１８)とで構成された加熱調理器。