JPS59115918A - 電子レンジ - 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】 技術分野 この発明は、食品の加熱を内蔵するセンサーの検出信号
に応じて自動的に停止する重子レンジに関する。

従来技術 食品の仕上りを検出９して自動的に加熱を停止するいわ
ゆる「おまかせ加熱」方式の電子レンジがあるが、従来
の方式では、食品の仕上りを赤外線センサー、ガスセン
サー、湿度センサー等の検出素子で検知するようにして
いる。しかし、赤外線センサーではターンテーブル中心
に食品を置かねばならない等の制約を受け、ガスセンサ
ーにあっては雑ガスの存在による外部環境の影響を受け
、また、最も好ましいとされている湿度センサーでも雰
囲気が７０℃以上になると検出信号が出なくなり鴬温状
態での自動停止ができない等の欠点を有している。

後者の湿度センサーについてより詳しくいうと、現用の
ものは、金属酸化物セラミックを用いたものや有機高分
子薄膜を用いたもの、更には塩化リチウムなどの電解質
材料からなるもので、これら全ては相対湿度の変化を抵
抗値の変化としてとらえる相対湿度センサー（以下、「
ＲＨセンサー」という）である。このようなＲＨセンサ
ーを電子レンジのオーブン排気通路に配設するとともに
第１図の回路構成とし、食品（例えば水）を加熱したと
き、ＲＨセンサーの出力信号がどのように変化するかを
調べたのが第２図のグラフである。グラフから判るよう
に、水が沸騰点近く−になるとｋＨセンサーの抵抗値が
急に減少し、出力信号が落ち込む。従来、この落ち込む
変化をマイクロコンピュータ等を含む回路手段で処理し
、加熱の停止制御を行っていた。

しかし、ＲＨセンサーの設置雰囲気は、例えばオーブン
調理もしくはグリル調理後には２００℃近くの高温とな
る。そこで、雰囲気温度を変え、先と同様に朧べてみる
と、第２図に合わせて示す如く、雰囲気温度が高くなれ
ばなる程、検出感度が劣化する。すなわち、温度が高く
なるに従い出力信号のレベル変化が徐々に小さくなると
共に、食品（水）が沸騰しているにも拘らずレベル変化
に相当の時間遅れを生じる。この性質は、ＲＨセンサー
固有のもので、温度が高くなると飽和水蒸気量が増大す
る一方、食品から出る水蒸気は一定であり必然的に相対
湿度が低下するという原理に基づく。したがって、どの
ようなＲＨセンサーを設けても実質的に雰囲気温度が７
０℃以上では所望の動作を期待しえない。

また、ＲＨセンサーは、食品の気化ガスや油煙による汚
染に対しリフレッシュ作業（保守作業）が必要でかつリ
フレッシュ時の安定時間も長くかかかる欠点があり、さ
らにセンサー表面への水分の化学吸着によるところから
吸湿脱湿時の応答性。

も遅く（特に高湿から低湿に移行する脱湿時に著しい°
）、そのヒステリシスも大きいという欠点がある。更に
また、相対湿度の貧化に対しＲＨセンサー出力は指数関
数的に変化するので、センサー出力を線型化するため対
数圧縮増幅回路が必須で、かつ抵抗の変化が化学吸着に
よる伝導度変化に基づくことがらＲＨセンサーの印加電
圧ｃ１電解作用を避けるために第１図の如く交流電源と
しなければならない。いきおいセンサーまわりの回路構
成が複雑化しコスト的にも不利を強いられる問題があっ
た。

発明の目的 そこで、この発明の主たる目的は、湿度センサーの雰囲
気温度が高くとも正常に加熱制御ができる成子レンジを
提供することである。

他の目的は、湿度センサーまわりの回路構成を簡単化し
てコスト低減を図ることである。

発明の要約 上記目的を達成するため、本発明の特徴とするところは
、湿度センサーを絶対湿度を検出する絶対湿度センナ−
としたことにある。

以下、本発明を添付図面に示す実施例によって説明する
。

実施例 実施例の電子レンジは、第３図（ａ）に示すように、操
作パネル部ｌにメニュー選定キー２と加熱スタートキー
３が配設され、内部には同図（ｂ）で・胆略を示すよう
に、容器入りの加熱すべき食品を載置する載置台４を底
部に備えたレンジボックス５が設けられていて、レンジ
ボックス５の上部に設けたマグネｚトロン６で食品７を
加熱する。加熱時にはファン８により外気をレンジボッ
クス５内に送り込み、食品７からの油煙、水蒸気を排気
通路９を介して外に排気する構成であり、排気通路９に
配設された絶対湿度センサー１０（絶対湿度センサーを
、以下１’−ＡＨセンサー」という）で食品の仕上りを
検知する。

このＡ、Ｈセンサー１０の外観構造は、第４図に示すよ
うに、排気通路９に対する取付部をなすとともに４本の
リード端子を固定する端子台１１の上方に、内部を空気
が自在に流通する開放型センサー１２と内部を外気から
遮断した密閉型センササ−１３とを接触させて設け、か
つこれら二つのセンサーの熱を均一化する目的で例えば
真ちゅうからなる筒状均熱管１４によりこの一対のセン
サー１２．１３を連結しｉこもので、センサ一部を保護
するために金網１５を被せた構造である。

ｉｇ　ｓ　図に上記開放型センサー１２と密閉型センサ
ー１３の内部構造を詳しく示す。

開放型センサー１２も密閉型センサー１３もセンス部と
してともに０．５φ穆度のガラス・コートされたビード
型サーミスタ１２ａ、１３ａを用い、２個の特性がよく
揃ったサーミスタを選択している。このビード型サーミ
スタ１２ａ、１３ａはそれぞれ細い白金線１２ｂ、１３
ｂを介してハーメチック端子１２ｃ、１３ｃに取り付け
られる。そして、開放型センサー１２では、通気孔１２
ｄを形成した金ｆケース１２ｅをかぶせ、接合部を溶接
し湿度検出素子とする一方、密閉型センサー１３では上
記開放型センサーと同様の構成であるが、通気孔のない
金属ケース１３ｅを被着して中に乾燥空気を入れ、接合
部を溶接し温度補償菓子とする。なお、前記伝熱管１４
には通気孔１２ｄと対応する箇所に孔１４ａが形成され
ている。

上記サーミスタ、侃度センサーは、湿り空気と乾燥空気
との熱伝導率の差を利用して準対湿度を測定するもので
、その測定回路の原理を第６図に示す。

第６図中、ｋ□は通気孔１．２ｄを備えた開放型センサ
ー１２に対応する湿度検出素子であり、Ｒ２は乾燥空気
を封入した密閉型センサー１３に対応する温度補償素子
である。Ｅは定爾圧電源で、Ｒ３、Ｒ４はブリッジ回路
Ｂを構成する抵抗、Ｒ５はブリッジ回路Ｂに直列に入っ
た抵抗である。抵抗に、は流れる電流の大きさを制限す
る働きをし、この回路ではサーミスタの温度が２ｏｏ℃
程度になるように抵抗値が選択されている。

今、抵抗に工、Ｒ２からなる湿度センサーを乾燥空気の
雰囲気の中に入れ、ブ析ツジ回路Ｂの出力Ｖがゼロとな
るように抵抗Ｒ３，Ｒ，ｉの抵抗値を調節する。次に、
このセンサーを湿度の雰１．ｉｔｌ気の中に入れて、そ
の出力■と絶対湿度との関係を調べる。こうして測定し
た絶対湿問−出力特性例を第７図に示す。第７　［＋か
ら明らかなように、絶対湿度とセンサー出力はほぼ線型
の関係にあり、センサ出力から絶対湿度を直接読みとる
ことができる。

これを定性的に考えてみれば、このセンサのサーミスタ
１２ａ、１３ａ（第５図１）はともに１′５０℃〜２０
０℃に自己加熱されているため、通気孔のあるセンサー
１２のサーミスタ１２ａは湿度変化により水蒸気を含ん
だ空気（湿り空気）を受け、その熱伝導率が乾燥空気の
入ったセンサー１３のサーミスタ１３ａと比較して水蒸
気の量そのもので大きく変動する。つまり、湿り空気に
さらされたサーミスタ１２ａが冷却されてに□の抵抗値
か大きくなり、ブリッジのバランスを崩す。このバラン
スの崩れが直線性をもって絶対湿度の出力となるもので
ある。

次に、上記特性を備えるＡＨセンサー１０を約み込んで
センサー雰囲気温度とセンナ−出力との関係を調べると
、第８図の特性が得られる。Ａ　Ｈセンサー出力「１イ
圧は、雰囲気温度が高くなっても例えば２００℃でも常
温（３０℃）とほとんど同じ加熱時間の立上り特性、加
熱パターン特性を示す。これは、オーブンボックス内の
温度が上昇し７ても食品から発生する°水分量（絶対水
分量）か変化しないことに基づく。したがって従来のＲ
Ｈセンサーの如く高温において使用不能に陥ることなく
２００℃以上の高温において絶対湿度の変化さえ生じれ
ばＡＨセンサーは鋭敏に反応する。食品から出る水分量
は絶対湿度の変化に対応するので食品加熱の自動化に対
しＡ　Ｈセンサーが最も適する。

また、従来の湿度センサーが水分の吸稲などによる化学
変化を利用しているのに対し、サーミスタのものは熱伝
導を介する物理現象を利用しているので極めて安定であ
るとともに、表面汚れ等の問題に対しても保守作業を必
要としない。さらに、サーミスタ自体もガラス被覆のビ
ード形であるので安定性が倍加する。加えて、吸湿脱湿
時におりるヒステリシスがなく応答性もＲＨセンサーよ
りも優れている。そして、電圧源は直流でよく、かつ出
力は絶対湿度に対し線型となるから出力変換用の特別の
回路構成が不要となり、前述したＲＨセンサーに起因す
る問題点のすべてがＡＨセンサーによって解消できる。

そこで、このＡＨセンサーを用、いた電子レンジの具体
的な回路の一例を第９図に示す。なお、第９図中、第３
図、第４図、第６図の参照番号と同一のものは同一ない
し相当のものを示している。

第９図において、Ｅは直流の定電圧源、１６は直流増幅
器、１７は直流増幅器１６のアナログ出力をディジタル
値に変換するＡ／Ｄ変換器、１８はマイクロコンピュー
タ又はマイクロプロセサ１９とのインターフェースをな
すためのインターフェース回路、マイクロコンピュータ
又はマイクロプロセサ１９には演算・制御の主体となる
Ｃ　Ｐ　Ｕ１９１と、演算・制御処理のためのプログラ
ムや第７図の表に基づくテーブルデータ、等を記憶する
ＲＯＭ１９ｂと、外部テログラムを記憶させ゛たりレジ
スタやフラッグ等に用いるＲＡＭ１９ｃを含む。

２０はマイクロプロセサ１９の出力に応じて動作するト
ランジスタ、２１はトランジスタ２０に直列にリレーコ
イルを接続したリレーでその接点は商用給電線２２に介
設されている。

動作において、まず、操作パネル１のメニュー選定キー
２を押し続いて加熱スタートキー３を押す。マイクロプ
ロセッサ１９はこのスタート信号を受け、インターフェ
ース回路１８を介してトランジスタ２０にハイレベル信
号を送信し、リレー２１をオンする。するとマグネトロ
ン６が発振し、食品が加熱される。このとき、排気通路
９に配設されたＡＨセンサー１０（第３図（ｂ））が、
常時、その食品から発する７尺蒸気を検知する。ＡＨセ
ンサー１０からの出力電圧は、ブリッジ回路Ｂを介して
直流増幅器１６で増幅され、Ａ／Ｄ変換器１７でディジ
タル信号とされインターフェースＪ”！’＋路１８を介
してマイクロプロセサ１９に入力される。入力−ｉ’−
”夕ハ、ＣＰ　Ｕ　ｌ　９　ａ　ニより、予めＲＯＭ１
９ｂに記憶させた温度別の最適仕上りレベル値と逐一比
較判別され、そのレベルに達しない限りマグネトロン６
の作動を続行させる。食品から多くの水蒸気が発生し、
ＡＨセンサーｌＯがその絶対量を検知し最適仕上りレベ
ルに達すると、マイクロプロセサ１９はインタフェース
回路１８を介してトランジスタ２０にロウレベル信号を
与える。リレー２１は消勢し、その接点が開く。直ちに
マグネトロン６の発振が停止し、調理加熱が停止される
。大略以上のように加熱停止の制御が行なわれるが、セ
ンサー出力の取り込み及びマイクロプロセサ１９におけ
るセンサーデータの処理等は既に公知であるので詳細を
略す。

なぢ、上記実施例はよ子レンジにのみ言及しているが、
自動仕上り制御を欲する食品加熱装置一般たとえばガス
レンジ等にも適用することかできる。

発明の効果 以上のように、本発明は加熱による食品の仕上りの自動
制御を絶対湿度センサーの出力に基づくようにしたから
、雰囲気温度が高温でも迅速かつ適切に加熱の停止制御
を行えるとともに、湿度センサーまわりの回路構成を簡
単化できコスト的な利点も大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は加熱制御に相対湿間センサー（ＲＨセンサー）
を用いる場合の回路構成図、第２図はｋＨセンサーの雰
囲気温度に応じた特性図、第３図は実施例を示しくａ）
は外観構造の略図、（ｂ）は内部構造のイ既略図である
。第４図は絶対、ｉ度センサー（ＡＨセンサー）の外観
構造を示し、第５図はその内部構造を示す図である。第
６図はＡＨセンサーによる測定の原理を説明するための
回路図、第７図はそ９特性の一例を示すグラフ、第８図
は高温雰囲気における実施例の特性を調べたグラフ、第
９図は実施例の回路部のブロック図である。 ９・・・排気通路、１０・・・絶対湿度センサー、１２
・・・開放型センサー、１３・・・密閉型センサー、１
２λ、１３ａ・・・ガラスコートのビート型サーミスタ
、１９・・・マイクロコンピュータ又はマイクロプロセ
サ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 は）内蔵する湿度センサーの検出信号に応じて自動的に
   食品の加熱を停止する電子レンジにおいて、 前記湿度センサーが絶対湿度センサーであることを特徴
   とする電子レンジ。 （２）前記絶対湿度センサーは、乾燥空気を入れた密閉
   容器に収納され、線材を介して端子に固定された第１の
   感熱素子と、開放容器に収納され線材を介して端子に固
   定され前記第１の感熱素子と特性の揃った第２の感熱素
   子とからなり、かつ前記密閉容器と前記開放容器を均熱
   化するためにこれらを連結する熱伝導部材と、該熱伝導
   部材の外方に固定される空気流通自在な多孔性部材とを
   備える構造である特許請求の範囲第（１）項記載の電子
   レンジ。 （３）　　前記感熱素子は、ガラス・コートされたビー
   ド型サーミスタである特許請求の範囲第（２）項記載の
   電子レンジ。