JPH0670490B2 - 高周波加熱装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、高周波加熱装置の自動化を測距センサを用い
て、アタッチメントの有無の判別を行うことによって実
現する高周波加熱装置に関する。

従来の技術 高周波加熱装置は加熱効率が高く、また被加熱物の内外
を同時に加熱できるため、食品の加熱や冷凍食品の解凍
などに広く利用されている。

特に家庭用の電子レンジでは、料理済の食品の温め直し
や、冷凍食品の解凍に便利に利用されてる。そしてこの
ような温め直しと解凍では、加熱のしかたが変えられる
のが一般的である。つまり温め直しなどは強火で一気に
行われ、解凍では弱火で徐々に解凍される。

これは氷と水では高周波の吸収率が異なり、水の方が加
熱されやすく、従って解凍時には解けかけた部分に集中
的に高周波が吸収され、上手に解凍ができないためであ
る。出力を低減して、食品内部に生じた加熱ムラを熱伝
導を利用して解消を図るわけである。

このように加熱のしかたが異なるので、従来の電子レン
ジなど高周波加熱装置では、温め直しを指令するキー
と、解凍を指令するキーとは、別々に構成されていた。

発明が解決しようとする問題点 以上のように従来の高周波加熱装置では、温め直しや解
凍などを、それぞれ別のキーにしなければならず、使用
者に煩雑感を与えていた。

本発明はかかる背景に鑑み、温め直しも解凍も自動的に
判別し、単一の加熱指令キーで調理が行えるよう構成し
た全自動・高周波加熱装置を実現しようとするものであ
る。

問題点を解決するための手段 本発明は、上記問題点を解決するために、一般に解凍時
に、汎用される特開昭58−43329号公報に記載のような
解凍アタッチメントを使用する。さらに測距センサを設
けて被加熱物までの距離、もしくは解凍アタッチメント
までの距離を検出する。操作パネルには加熱を指令する
単一のキーが配される。

作用 本発明の加熱装置は、測距センサが被加熱物までの距
離、もしくは解凍アタッチメントまでの距離を検出す
る。制御部はこの距離データに基づいて、解凍アタッチ
メントの有無を判別し、解凍が行われようとしているの
か、温め直しなどの調理が行われようとしているのかを
判断する。そしてこの判断に従い、自動的に高周波発生
手段への給電の方法を変更し、単一のキーによる全自動
加熱を実現する。

実施例 以下、本発明の一実施例の高周波加熱装置を図面を参照
して説明する。

第２図は本発明に係わる高周波加熱装置の本体斜視図で
ある。本体１の前面には開閉自在に扉体２が軸支され、
操作パネル３が具備されている。この操作パネル３上に
は、単一の全自動キー４が配されている。

第１図はかかる高周波加熱装置の構成を示すブロック図
である。全自動キー４から入力された加熱指令は、制御
部５によって解読される。そして制御部５は、測距セン
サ６を用いて被加熱物７までの距離を測る。測距センサ
から食品載置台８までの距離Ｈは一定なので、被加熱物
７が測距センサ６の下部に来れば、測距センサによって
検出される距離ｄが小さくなる。その差分で被加熱物の
高さｈが判る。

すなわち、被加熱物の高さは ｈ=Ｈ-ｄ ｈ……被加熱物の高さ Ｈ……食品載置台までの距離 ｄ……検出された距離 で算出される。

さてかかる状態で、加熱室９内の食品載置台８上に解凍
アタッチメント10を使用して被加熱物が載置された場合
（第１図図示）と、解凍アタッチメントの使用なしに直
接載置された場合では、検出される被加熱物の高さが大
きく異なる。

解凍アタッチメント10は、第４図の斜視図に示すような
脚部11と、ネット部12を有するプラスチック製の載置台
であり、解凍時に冷凍食品から滴下する水滴や肉汁など
のドリップを食品載置台８に落としてしまい、食品がド
リップの中で煮えてしまうのを防止する役目を負う。家
庭用の電子レンジなどでは、ほとんどの機種が解凍時に
この種の解凍アタッチメントを用いて、解凍品質を向上
させるよう図っている。

従って、解凍時にこの解凍アタッチメント10を使用すれ
ば、脚部11の分だけ被加熱物７が持ち上げられるので、
測距センサ６は被加熱物７の実際の高さｈ′よりも大き
な値を検出することになる。

すなわち測距センサにより被加熱物の高さを検出すれ
ば、解凍アタッチメントの使用の有無が判り、解凍かそ
うでないかを制御部は判別できる。

さて温め直しでも背の高い容器、例えばキャセロールな
ど、が用いられることがある。しかしプラスチック製の
解凍アタッチメントに比べれば、その容器自身がはるか
に重い。従って食品重量と被加熱物の高さを合わせて検
出すれば、解凍か温め直しかをいつでも確実に識別でき
る。

第５図がこの関係を示したグラフである。解凍アタッチ
メントを使用する解凍時には、食品重量（横軸）に比し
て検出される被加熱物の高さ（縦軸）が大きく、解凍ア
タッチメントを用いない温め直しなどでは、被加熱物の
高さが低くなる。

第１図の食品載置台８の下方には、このような目的で重
量センサ13が設けられ、被加熱物の重量を検出する。重
量センサとしては、静電容量方式や歪みゲージ方式によ
り食品載置台８の変位量を検出するものや、載置台の固
有振動数を磁石とコイルで測定する振動方式などを採用
できる。

また測距センサ６としては、超音波センサを用いること
ができる。第３図はこのような超音波センサの一例を示
すものである。超音波センサは圧電素子14、円錐状共振
子15、端子16、ビーム整形板17、ケース18、リード線1
9、結合軸20、端子板21、吸音シート22から成ってい
る。（ナショナル・テクニカル・レポート P.504〜514 V
ol.29 No.3 1983） なお測距センサとしては、ほかに赤外線センサなど、光
学系のセンサも応用できる。

さて第１図に戻って、制御部の動作の説明を続ける。

以上の手順で解凍アタッチメントの有無を判別した後、
制御部５は加熱のしかたを決定し、ドライバ23を介して
高周波加熱手段24への給電を開始する。高周波加熱手段
は、例えばマグネトロンを用いて実現できる。

加熱が開始されると、高周波加熱手段24を冷却するた
め、冷却ファン25が回転し、同時に冷却風が吸気ガイド
26を介して加熱室内へ導入され、加熱室内を換気する。
そして排気ガイド27内には、仕上がりセンサ28たる温度
センサが設けられており、温め直しなどの調理の時に
は、被加熱物から発生する蒸気を検出し、加熱を自動的
に終了する。

制御部５はまた解凍の時には、検出した重量に基づいて
加熱時間と加熱出力を算出し、自動的に解凍を行う。

第６図はかかる加熱の自動化の手順を示したタイムチャ
ートである。（ａ）図は温め直しなどの調理時の、
（ｂ）図は解凍時の加熱の方法を示している。

まず最初の距離検出によって解凍アタッチメントの使用
が検知されなければ、制御部は温め直しなどの調理モー
ドであると判断し、（ａ）図のように高周波が連続して
照射され、被加熱物の加熱が開始される。そして湿度セ
ンサによってある検知しきい値△Ｈを越える蒸気が検出
されると、要した時間T₁に追加加熱時間定数Ｋを乗じ
て、追加加熱時間KT₁が算出され、これが計数されるま
で加熱は継続される。

また最初の距離検出で解凍アタッチメントの使用が検知
されれば、制御部は解凍モードであると判断し、（ｂ）
図のように高周波を継続して照射し、被加熱物への平均
出力を低減させて解凍を行う。図の例では、解凍出力を
順次低減し、加熱時間の短縮を図っているが、もちろん
一定の弱出力であってもかまわない。各出力による加熱
時間T₁，T₂，T₃，T₄は、重量の関数として制御部によっ
て算出される。

さて第１図において、29は測距センサの検知回路、30は
重量センサの検知回路、31は仕上がりセンサの検知回路
である。

重量センサの検知回路と制御法については例えば特願昭
60−264051号公報により、仕上がりセンサたる湿度セン
サの検知回路と制御法については、例えば特開昭51−13
4951号公報により実現することができる。

さて第７図は、超音波センサの検出回路29の構成例を示
すブロック図である。

制御部５はマイクロコンピュータなどで構成され、タイ
ミングコントロールを行うことにより、１つの超音波セ
ンサが数+KHzの超音波を送信するとともに、受信の際に
は受波器に切り換えられて動作する。

32は送信回路、33は受信回路である。比較回路34は基準
電圧と受信信号を比較し、この基準電圧を越える受信信
号をラッチし、制御部５に入力する。制御部５は超音波
を送信してから受信するまでの時間を計数し、超音波の
伝播速度から被加熱物までの距離を算出し、これから被
加熱物の高さを求める。

なお第１図において、35は食品載置台８を回転駆動する
ためのモータであり、被加熱物７の加熱ムラを改善する
ために設けられている。

以上の構成により、解凍アタッチメントの使用の有無を
検知し、解凍か温め直しなどの調理であるかを判別する
ことができ、単一の加熱指令キーで全自動的にあらゆる
被加熱物を加熱することができる。

発明の効果 以上のように本発明の高周波加熱装置は、超音波センサ
の如き測距センサを備え、解凍アタッチメントの使用の
有無を被加熱物までの距離を検出することによって行
い、自動的に解凍か温め直しなどの調理であるかを判断
し、適切な加熱法に切り換えるので、単一の加熱指令キ
ーであらゆる被加熱物を全自動的に調理できる。

また本実施例のように、距離を検出するセンサとして超
音波センサを用いれば、光学系のセンサに比べて汚れに
強い。電子レンジなどの高周波加熱装置では、加熱室内
はかなりひどい油汚れとなり、これに搭載するセンサは
通常ヒータで汚れを焼き切るなどの工夫が必要である
が、防滴型の超音波センサであれば、素子自身が汚れに
よって物理的，化学的に経時変化することはありえず、
このような配慮は何ら必要ない。

このように本発明によれば、一個の加熱指令キーで広範
な被加熱物の加熱が自動化でき、シンプルな操作が実現
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である高周波加熱装置の構成
を示すブロック図、第２図は同本体斜視図、第３図は同
測距センサの一例としての超音波センサの断面図、第４
図は同解凍アタッチメントの斜視図、第５図は解凍と温
め直しなどの調理での被加熱物の高さと重量の関係を示
すグラフ、第６図（ａ），（ｂ）は同加熱法を示すタイ
ムチャート、第７図は同測距センサの一例としての超音
波センサの検知回路の構成例を示す回路ブロック図であ
る。 ５……制御部、６……測距センサ、７……被加熱物、９
……加熱室、10……解凍アタッチメント、24……高周波
加熱手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被加熱物を載置する加熱室と、前記加熱室
   に結合された高周波発生手段と、前記高周波発生手段へ
   の給電を制御する制御部と、冷凍された被加熱物を解凍
   するときに使用する解凍アタッチメントと、距離を検出
   する測距センサとより成り、前記制御部は前記測距セン
   サを用いて測距センサから前記被加熱物までの距離、も
   しくは前記解凍アタッチメントまでの距離を検出するこ
   とで前記解凍アタッチメントの有無を判別し、前記高周
   波発生手段への給電の方法を変更できるよう構成した高
   周波加熱装置。