JPH0950884A - 高周波加熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 煮込み料理等を安全に、かつ短い加熱時間で
行うことができ、併せて、食品に適した調理過程に応じ
てきめ細かい制御を行うことにより、食品の風味を向上
させることのできる高周波加熱装置を提供する。 【解決手段】 マグネトロン６よりマイクロ波を発生
し、食品等の被加熱物を高周波誘電加熱する高周波加熱
装置（電子レンジ）において、被加熱物を収容する容器
７に超音波振動子８を設け、被加熱物に超音波振動を印
加できるように構成する。この場合、マグネトロン６、
超音波振動子８それぞれに高周波電気信号を与える電源
部１９Ｍ，１９Ｓを制御する制御部１８は、容器７に設
けられたサーミスタ１７から出力信号を受けることによ
り被加熱物の温度を検知しながら、電源部１９Ｍ，１９
ＳをＯＮ／ＯＦＦ制御し、同時に両者の出力をも制御す
る。また、マイクロ波発生用及び超音波振動印加用の電
源部を一部共用してもよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子レンジ等のよ
うに食品等の被加熱物を高周波誘電加熱する加熱装置に
係り、特に煮込み料理等に対する加熱時間の短縮を図
り、被調理物の風味や特質を向上することのできる高周
波加熱装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電気を用いて食品等の被加熱物を
安全、便利、かつ高速に加熱できる加熱手段として、電
子レンジが広く使用されている。図１０に従来の電子レ
ンジの構成を示す。３１は電子レンジ本体、３２は被加
熱物を載置する加熱室、３３は電源部、３４は電源部３
３に備えられた制御部、３５は商用交流電源、３６は加
熱室３２内の被加熱物を高周波誘電加熱するために電源
部３３から高周波電気信号を供給されてマイクロ波を発
生するマグネトロン、３７は被加熱物を収容する容器で
ある。

【０００３】この構成の電子レンジでは、マイクロ波に
よる誘電加熱で被加熱物である食品等が直接加熱され
る。一般に、電子レンジは、他の加熱手段に比べて非常
に短時間に加熱できる利点を有しており、冷えたご飯や
惣菜を必要な量だけ手軽に再加熱できる加熱装置として
重宝されている。

【０００４】また、電子レンジにヒータを備えてオーブ
ン機能あるいはグリル機能を持たせ、パン、ケーキ、焼
き物料理等ができるものがある。さらに、マイクロ波を
断続的に発生させることにより平均出力を変えたり、高
周波インバータ電源を用いることにより連続的に出力を
変えて火加減調整できるようにしたものもある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、おで
ん、シチュー、煮豆等の煮込み料理では、固形の材料に
水分が滲み込むのに長い浸透時間が必要であり、電子レ
ンジを用いる場合でも、低出力で時間をかけて加熱する
必要があった。この場合、電子レンジの特質である高速
加熱機能を十分に発揮できないという問題点があった。

【０００６】ところで、この問題点を解決することので
きる他の従来例として、電子レンジ内に設置することの
できる圧力鍋が商品化されている。これは、固形の調理
材料と出し汁等の水分を高圧の環境下に置いて、加熱時
に固形材料への水分の浸透時間を短縮しようとするもの
である。

【０００７】しかしながら、この場合、圧力鍋に入れる
食品に適した調理過程に応じて圧力を自在に制御するこ
とは不可能であり、料理の種類よっては満足できる仕上
がりが得られないという問題点があった。また、高圧を
扱うことになるので、安全性を確保するには構造上多く
の配慮が必要となり、取扱い方を間違えると極めて危険
であるという問題点があった。

【０００８】また、固形の調理材料への水分の浸透時間
を短縮できる、さらに他の従来例として、調理用鍋を超
音波振動させることにより、特に食品を下拵えする際に
その食品を酒、醤油等の水分に浸しておく時間を短縮で
きる超音波調理器が、実開平６−４５４８６号公報に開
示されている。そして、この超音波調理器はヒータを備
えており、加熱調理にも使用できる構成となっている。

【０００９】しかしながら、この超音波調理器は、食品
の風味や特質を向上させることを目的としたものであ
り、煮込み料理等の加熱時間短縮を企図したものではな
い。実際、この超音波調理器に設けられているヒータで
食品を加熱すると、食品をマイクロ波で直接加熱できる
電子レンジの場合よりも、ずっと長い加熱時間が必要で
あるという問題点があった。

【００１０】本発明は、このような問題点を解決するた
めになされたものであって、煮込み料理等を安全に、か
つ短い加熱時間で行うことができ、併せて、食品に適し
た調理過程に応じてきめ細かい制御を行うことにより、
食品の風味を向上させることのできる高周波加熱装置を
提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るため、本発明では、食品等の被加熱物を載置する加熱
室と、被加熱物を高周波誘電加熱するためのマイクロ波
を発生するマイクロ波発生手段と、マイクロ波の周波数
に相当する周波数を持つ電気信号を発生してその電気信
号をマイクロ波発生手段に供給する第１の電気信号発生
手段と、を備えた高周波加熱装置において、被加熱物に
超音波振動を印加する超音波振動印加手段と、超音波振
動の周波数に相当する周波数を持つ電気信号を発生し、
その電気信号を超音波振動印加手段に供給する第２の電
気信号発生手段とを備える。

【００１２】このように構成された高周波加熱装置で
は、被加熱物をマイクロ波で加熱しながらその被加熱物
に超音波振動を印加することができるので、その被加熱
物中の固形材料への水分の浸透時間が短縮される。

【００１３】また、超音波振動印加手段は、被加熱物を
収容するとともに加熱室内の所定位置に着脱自在に載置
される容器に備えられた、超音波振動子と、容器を加熱
室内の所定位置に載置したとき超音波振動子に電気信号
を供給できるように、加熱室側及び容器側にそれぞれ設
けられた電気的接続手段とから構成されるのが好まし
い。

【００１４】この場合、被加熱物を収容する容器は加熱
室内に自在に出し入れすることができ、容器を加熱室内
の所定位置に載置したときは、電気的接続手段が接続さ
れることにより超音波振動子に電気信号を供給すること
が可能となる。

【００１５】さらに、この高周波加熱装置は、容器に取
り付けられた温度検出素子と、超音波振動子から発生さ
れた超音波振動が温度検出素子に直接伝わらないように
温度検出素子を覆う弾力性のある被覆部材と、マイクロ
波発生手段と超音波振動印加手段それぞれの回路を開閉
するための切換手段と、温度検出素子から得られる出力
信号に基づき、被加熱物に適した調理過程に応じて、切
換手段によりマイクロ波発生手段と超音波振動印加手段
を同時または交互に通電制御するとともに、第１、第２
の電気信号発生手段により発生される電気信号の周波数
を変えることによりマイクロ波発生手段と超音波振動印
加手段それぞれの発生出力を制御する制御手段とを備え
るのが好ましい。

【００１６】この場合、温度検出素子で被加熱物の温度
を検出しながら、マイクロ波発生手段及び超音波振動印
加手段をそれぞれＯＮ／ＯＦＦ制御し、また、それぞれ
の出力を制御することができるので、被加熱物に適した
調理過程に応じて、きめ細かい制御を行うことができ
る。また、温度検出素子は弾力性のある被覆部材で覆わ
れているので、温度検出素子が超音波振動から保護され
る。

【００１７】また、別の構成として、本発明の高周波加
熱装置は、食品等の被加熱物を高周波誘電加熱するため
のマイクロ波を発生するマイクロ波発生手段と、前記被
加熱物に超音波振動を印加する超音波振動印加手段とを
備え、商用交流電源を整流する整流手段と、高周波信号
発生回路を有する高周波スイッチング手段とを用いるこ
とにより高周波電気信号を発生させて、マイクロ波発生
手段と超音波振動印加手段に共用し、マイクロ波発生手
段の電源用と超音波振動印加手段の駆動用に、高周波電
気信号の電力を分配する電力分配手段を備えるものとし
てもよい。

【００１８】このように構成された高周波加熱装置で
は、被加熱物をマイクロ波で加熱しながらその被加熱物
に超音波振動が印加されるので、その被加熱物中の固形
材料への水分の浸透時間が短縮されることに加えて、高
周波電気信号を発生させるための整流手段と高周波スイ
ッチング手段とをマイクロ波発生手段と超音波振動印加
手段に共用することにより、回路が簡素化される。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明を適用した高周波加
熱装置の実施形態を図面を参照しながら説明する。図１
〜図６は、第１実施形態を示している。図１は、本実施
形態に係る超音波振動印加機能を備えた電子レンジの構
成図である。１は電子レンジ本体、２は食品等の被加熱
物を載置する加熱室、３Ｍはマイクロ波発生用の電源
部、３Ｓは超音波振動印加用の電源部、４Ｍ，４Ｓはそ
れぞれ電源部３Ｍ，３Ｓに備えられた制御部である。

【００２０】また、５は商用交流電源、６は加熱室２内
の被加熱物を高周波誘電加熱するために電源部３Ｍから
高周波電気信号を供給されてマイクロ波を発生するマグ
ネトロン、７は被加熱物を収容する容器、８は電源部３
Ｓから高周波電気信号を供給されて被加熱物に超音波振
動を印加する超音波振動子である。なお、容器７は、マ
イクロ波を透過するガラスまたは耐熱樹脂を成型したも
のである。

【００２１】この構成の電子レンジでは、容器７に収容
された食品等の被加熱物は、マグネトロン６により発生
されたマイクロ波で加熱されるとともに、超音波振動子
８により発生された超音波振動が印加される。そして、
マグネトロン６と超音波振動子８には、それぞれ別個の
電源部３Ｍ，３Ｓより高周波電気信号が与えられる。ま
た、２つの制御部４Ｍ，４Ｓは互いに信号を送受するよ
うに構成されている。

【００２２】これにより、予め設定された調理過程に応
じて、被加熱物にマイクロ波と超音波振動を同時または
交互に印加することができる。また、本実施形態では、
マグネトロン６、超音波振動子８それぞれに高周波電気
信号を供給する電源部４Ｍ，４Ｓとして、パルスを発生
する共振型スイッチング電源を用いている。したがっ
て、パルスの周波数を変化させることにより、マグネト
ロン６、超音波振動子８の発生出力を調節することがで
きる。

【００２３】図２は、第１実施形態に係る電子レンジの
回路構成を示すブロック図である。同図において、５は
商用交流電源であり、そのＡＣ電圧を整流回路９Ｍ，９
Ｓでそれぞれ整流して直流電圧に変換する。その整流回
路９Ｍ，９Ｓの出力は、高圧発生回路１００Ｍ，１００
Ｓの電源として与えられるとともに、制御部４Ｍ，４Ｓ
の電源としても与えられる。

【００２４】高周波信号発生回路１０Ｍからは、図３
（イ）に示すような高周波のスイッチングパルスが発生
し、そのパルスによってトランジスタＴＲ₁をスイッチ
ング制御する。それによって、トランス１１Ｍの一次側
には、図３（ロ）に示すパルス電圧が発生する。このパ
ルス電圧はトランス１１Ｍによって昇圧され、その二次
側には、高電圧パルス（図３（ハ））が現れる。

【００２５】このパルスは、コンデンサＣとダイオード
Ｄによって整流され、点（ニ）に大きな負電圧（−Ｂ）
を生じる（図３（ニ））。この負電圧はマグネトロン６
のフィラメントに印加され、これによって、マグネトロ
ン６はマイクロ波を発生する。

【００２６】制御部４Ｍは、トランス１１Ｍの作動／不
作動を制御する。例えば、リレースイッチ１２Ｍを閉じ
ると、トランス１１Ｍが作動し、マグネトロン６も動作
する。リレースイッチ１２Ｍが開くように制御される
と、トランス１２Ｍ及びマグネトロン６は不作動とな
り、マイクロ波は発生しない。

【００２７】制御部４Ｍは、高周波信号発生回路１０Ｍ
から出力されるスイッチングパルスの周波数も変えるよ
うに、高周波信号発生回路１０Ｍをも制御する。因み
に、スイッチングパルスの周波数を高くすると、トラン
ス１１Ｍの出力電圧は下がってマイクロ波が弱くなり、
スイッチングパルスの周波数を低くすると、逆にマイク
ロ波は強くなる。

【００２８】１００Ｓ側の動作は、上記１００Ｍ側の動
作に準ずるので、詳細な説明は省くが、この１００Ｓで
は、トランス１１Ｓの出力パルスをそのまま使って超音
波振動子８を駆動している。

【００２９】図４及び図５はそれぞれ、第１実施形態で
用いられる容器７の外観図及び断面図である。容器７は
円筒形状をしており、底面に超音波振動子８が取り付け
られている。超音波振動子８は、電歪素子からなる電気
−機械エネルギ変換素子であり、高周波電気信号を超音
波振動に変換するものである。そして、容器７の下面に
は凸部が形成されており、その凸部には、加熱室２内の
所定位置に容器７を載置したとき加熱室２側と容器７側
とを電気的に接続して、超音波振動子８に高周波電気信
号を供給することを可能とするための電極１３が設けら
れている。

【００３０】図６は、容器７が加熱室２内の所定位置に
載置される際の両者の接合部の断面図である。加熱室２
の底面１４の容器７を載置する所定位置には、容器７の
下面の凸部が嵌合する凹部１５が形成されている。そし
て、凹部１５には、容器７の下面凸部を嵌合したとき容
器側の電極１３に電気的に接続するための電極１６が設
けられている。これにより、容器７が加熱室２内に着脱
自在となるとともに、容器７を加熱室２内の所定位置に
載置したとき、付加的な操作を行わなくても、超音波振
動子８に加熱室２側から高周波電気信号を供給する回線
を繋ぐことができる。

【００３１】次に、図７、図８を参照しながら第２実施
形態を説明する。図７は、本実施形態に係る超音波振動
印加機能を備えた電子レンジの構成図である。本実施形
態の電子レンジでは、第１実施形態の電子レンジの容器
７に温度検出素子としてのサーミスタ１７を付加すると
ともに、サーミスタ１３の出力信号を受けてマイクロ波
発生用の電源部１９Ｍと超音波振動印加用の電源部１９
Ｓの両方を制御する１つの制御部１８を設けている。な
お、本実施形態の電子レンジの回路構成は、制御部を１
つにしたことと、その制御部１８がサーミスタ１７から
出力信号を受けるようにしたことを除いて、図２に示し
た第１実施形態のものと同じである。

【００３２】この構成の電子レンジでは、サーミスタ１
７の出力信号に基づいて、電源部１９Ｍ，１９Ｓそれぞ
れの回路をＯＮ／ＯＦＦすることにより食品にマイクロ
波と超音波振動を同時または交互に印加することができ
る。また同時に、電源部１９Ｍ，１９Ｓそれぞれが発生
するパルスの周波数を制御することによりマグネトロン
６と超音波振動子８の出力をそれぞれ変化させることが
できる。

【００３３】したがって、被加熱物である食品の温度を
検知しながら、その食品に適した調理過程に応じて、き
め細かい制御を行うことができる。例えば、煮込み料理
であれば、容器７内をある一定温度に維持しながら食品
に超音波振動を印加する。

【００３４】図８は、第２実施形態で用いられる容器７
の断面図である。第１実施形態の容器７にサーミスタ１
７を取り付けたものであり、サーミスタ１７の容器７内
への突出部は弾性材料であるシリコーン樹脂２０で覆わ
れている。そのため、超音波振動子８から印加される超
音波振動がサーミスタ１７に直接伝わることがないの
で、サーミスタ１７の機械的劣化が防がれる。なお、サ
ーミスタ１７の容器７への取り付け部に同じ弾性材料か
らなる緩衝材を介すれば、さらにこの効果が高まる。

【００３５】なお、サーミスタ１７は加熱室２側と電気
的に接続される必要があるため、容器７の下面凸部に
は、超音波振動子用の電極１３に加えて、サーミスタ１
７用の電極１３ａが設けられる。また、ここには図示し
ないが、容器７の下面凸部が嵌合するように加熱室の底
面に形成される凹部には、超音波振動子用の電極に加え
て、電極１３ａに対応する箇所にサーミスタ１７用の電
極が設けられる。

【００３６】これにより、第１実施形態と同じく、容器
７が加熱室２内に着脱自在となるとともに、容器７を加
熱室２内の所定位置に載置したとき、付加的な操作を行
わなくても、超音波振動子８に加熱室２側から高周波電
気信号を供給する回線を繋ぐことができる。また同時
に、サーミスタ１７から制御部１８に信号を送る回線が
接続される。

【００３７】最後に、図９を参照しながら第３実施形態
を説明する。同図は、本実施形態に係る超音波振動印加
機能を備えた電子レンジの構成を示すブロック図であ
る。本実施形態では、第２実施形態と異なり、整流回路
９、高周波信号発生回路１０等からなる高圧発生回路１
００で得られる高周波電気信号を、マグネトロン６及び
超音波振動子８に共通に用い、この高周波電気信号の電
力を、１つのトランス１１で、マグネトロン６用と超音
波振動子８用とに分配する構成としている。

【００３８】この構成の電子レンジでは、第２実施形態
と同じく、食品にマイクロ波と超音波振動を同時または
交互に印加することができる。この場合、制御部２１が
サーミスタ１７からの信号を受けて、マグネトロン６
用、超音波振動子８用のリレースイッチ１２Ｍ，１２Ｓ
をＯＮ／ＯＦＦ制御する。すなわち、制御部２１は、被
加熱物にマイクロ波と超音波を同時に与えるときはリレ
ースイッチ１２Ｍ，１２Ｓを共に閉じ、マイクロ波と超
音波振動を交互に印加するときはそれぞれ対応するリレ
ースイッチのみ閉じるように制御する。

【００３９】この構成によれば、マグネトロン６と超音
波振動子８の電源回路を殆ど共用できるので、従来の電
子レンジに超音波振動印加機能を付加してもコストアッ
プは僅かで済む。

【００４０】

【発明の効果】したがって、本発明の請求項１によれ
ば、被加熱物をマイクロ波で加熱しながらその被加熱物
に超音波振動を印加することにより、その被加熱物中の
固形材料への水分の浸透時間を短縮することができるの
で、例えば煮込み料理等、従来長時間かけて味を滲み込
ませていた料理を、短時間でおいしく仕上げることがで
きる。

【００４１】また、請求項２によるときは、被加熱物を
収容する容器を加熱室内に自在に出し入れすることがで
きるので、容器内に被加熱物を投入したり、できあがっ
た料理を容器から取り出したり、あるいは容器を洗浄し
たりするのが容易になる。また、容器を加熱室内の所定
位置に載置したときは、なんら付加的な操作を行わなく
ても、電気的接続手段が接続されて超音波振動子に電気
信号を供給することが可能となる。

【００４２】さらに、請求項３によるときは、温度検出
素子で被加熱物の温度を検出しながら、マイクロ波と超
音波振動の出力を制御することができるので、被加熱物
に適した調理過程に応じて、きめ細かい制御を行うこと
ができる。例えば、食品温度を制御しながら超音波振動
を加えられるので、被加熱物としての食品の味を向上さ
せたり、酒燗で円やかさを増したり、果実酒の熟成を促
進したりすることができる。また、温度検出素子の容器
内への突出部を弾力性のある被覆部材で覆ったことによ
り、温度検出素子が超音波振動から保護されるので、そ
の機械的劣化を防ぐことができる。

【００４３】また、請求項４によるときは、被加熱物を
マイクロ波で加熱しながらその被加熱物に超音波振動が
印加されるので、その被加熱物中の固形材料への水分の
浸透時間が短縮され、例えば、煮込み料理を短時間でお
いしく仕上げることができる。加えて、高周波電気信号
を発生させる整流回路と高周波スイッチング回路とをマ
イクロ波発生手段と超音波振動印加手段に共用すること
により、回路の簡素化を図れるので、高周波加熱装置に
超音波振動印加機能を付加したことによるコストアップ
を僅かに抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１実施形態に係る超音波振動印加機能を備
えた電子レンジの構成図。

【図２】 図１の電子レンジの回路構成を示すブロック
図。

【図３】 図２中の対応する箇所における電位の波形を
示す図。

【図４】 第１実施形態で用いられる容器の外観図。

【図５】 図４の容器の断面図。

【図６】 第１実施形態において容器が加熱室内の所定
位置に載置される際の両者の接合部の断面図。

【図７】 第２実施形態に係る超音波振動印加機能を備
えた電子レンジの構成図。

【図８】 第２実施形態で用いられる容器の断面図。

【図９】 第３実施形態に係る超音波振動印加機能を備
えた電子レンジの回路構成を示すブロック図。

【図１０】 従来の電子レンジの構成図。

【符号の説明】

１ 電子レンジ本体 ２ 加熱室 ３Ｍ，３Ｓ 電源部 ４Ｍ，４Ｓ 制御部 ５ 商用交流電源 ６ マグネトロン ７ 容器 ８ 超音波振動子 ９，９Ｍ，９Ｓ 整流回路 １０，１０Ｍ，１０Ｓ 高周波信号発生回路 １１，１１Ｍ，１１Ｓ トランス １２Ｍ，１２Ｓ リレースイッチ １３，１３ａ 電極 １４ 加熱室の底面 １５ 凹部 １６ 電極 １７ サーミスタ １８ 制御部 １９Ｍ，１９Ｓ 電源部 ２０ シリコーン樹脂 ２１ 制御部 １００，１００Ｍ，１００Ｓ 高圧発生回路

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 食品等の被加熱物を載置する加熱室と、
   前記被加熱物を高周波誘電加熱するためのマイクロ波を
   発生するマイクロ波発生手段と、前記マイクロ波の周波
   数に相当する周波数を持つ電気信号を発生して該電気信
   号を前記マイクロ波発生手段に供給する第１の電気信号
   発生手段と、を備えた高周波加熱装置において、 前記被加熱物に超音波振動を印加する超音波振動印加手
   段と、 前記超音波振動の周波数に相当する周波数を持つ電気信
   号を発生し、該電気信号を前記超音波振動印加手段に供
   給する第２の電気信号発生手段とを備えることを特徴と
   する高周波加熱装置。
2. 【請求項２】 上記超音波振動印加手段は、 上記被加熱物を収容するとともに上記加熱室内の所定位
   置に着脱自在に載置される容器に備えられた、超音波振
   動子と、 前記容器を前記加熱室内の所定位置に載置したとき前記
   超音波振動子に上記電気信号を供給できるように、前記
   加熱室側及び前記容器側にそれぞれ設けられた電気的接
   続手段とから構成される請求項１に記載の高周波加熱装
   置。
3. 【請求項３】 上記容器に取り付けられた温度検出素子
   と、 上記超音波振動子から発生された超音波振動が前記温度
   検出素子に直接伝わらないように前記温度検出素子を覆
   う弾力性のある被覆部材と、 上記マイクロ波発生手段と上記超音波振動印加手段それ
   ぞれの回路を開閉するための切換手段と、 前記温度検出素子から得られる出力信号に基づき、上記
   被加熱物に適した調理過程に応じて、前記切換手段によ
   り前記マイクロ波発生手段と前記超音波振動印加手段を
   同時または交互に通電制御するとともに、上記第１、第
   ２の電気信号発生手段により発生される電気信号の周波
   数を変えることにより前記マイクロ波発生手段と前記超
   音波振動印加手段それぞれの発生出力を制御する制御手
   段とを備えた請求項２に記載の高周波加熱装置。
4. 【請求項４】 食品等の被加熱物を高周波誘電加熱する
   ためのマイクロ波を発生するマイクロ波発生手段と、 前記被加熱物に超音波振動を印加する超音波振動印加手
   段とを備え、 商用交流電源を整流する整流手段と、 高周波信号発生回路を有する高周波スイッチング手段と
   を用いることにより高周波電気信号を発生させて、前記
   マイクロ波発生手段と前記超音波振動印加手段に共用
   し、 前記マイクロ波発生手段の電源用と前記超音波振動印加
   手段の駆動用に、前記高周波電気信号の電力を分配する
   電力分配手段を備えることを特徴とする高周波加熱装
   置。