JPS5926851B2 - 調理用オ−ブン - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は食品から発する放射線を検出して、高周波発振
を制御してなる高周波加熱装置に関するものである。

従来例の構成とその問題点 従来から開発されている食品に挿入して食品温度を検出
する装置を備えた高周波加熱装置に対して本発明の目的
とする高周波加熱装置には次の様な特長がある。

（１）食品に挿入しないために外観を損うことがない。

（２）冷凍食品や卵など従来、挿入型の温度検出器では
調理不可能だつた食品も調理し得る。

（３）応答が速い（熱時定数が非常に短かい）。

（４）衛生的で洗浄等の手間が省ける。（５）加熱庫内
で放電の危険性がなく、放電痕を生じることがない。

以上の他にも、取り扱いの誤りによつて温度検出器を焼
損することがない等、数多くの優れた利点を有する反面
、その制御原理は複数で、食品の表面温度による制御と
なる欠点がある。

また従来から種々提案されている方法も実用的には十分
ではなかつた。

発明の目的 本発明では放射線の検出する立体角を小さく、かつ一定
にすることから、食品の温度による制御を可能にし、ま
たチョッパの放射率を食品や食器の放射率とほぼ等しく
することによつて制御回路の簡略化と周囲温度等による
影響を軽減させ安定性の向上を図り、さらにはタイマー
を併用することによつて、温度むらの改善と従来にない
料理の範囲を広げて、非常に使い勝手の良い高周波加熱
装置を提供することを目的とする。

発明の構成 上記目的を達成するために高周波発振器と、食品から発
する放射線を検出する放射線検出器と、食品と放射線検
出器との間に設けられた放射線通過穴と、放射線を反射
する反射鏡と、前記放射線検出器の出力によつて前記高
周波発振器を制御する制御回路とを設け、前記放射線検
出器を食品と放射線通過穴を結ぶ直線から外して設けた
ものである。

実施例の説明 以下本発明の一実施例について添付図面をもとに説明す
る。

絶対零度よりも高い温度を持つ物体からはすべて赤外線
が放射されており、単位表面積当りの放射エネルギーＷ
は次式で示される。

この放射エネルギーを受けた焦電型検出素子は温度が変
化して、表面電荷に変化をきたし、即ちこれが出力とな
る。

この表面電荷はある時間を経過すると中和して消滅する
。そのために、連続的に出力を得るためには焦電型検出
素子と被測定物の間にチヨツパを設け、赤外線を断続す
る必要がある。この場合の赤外線変化量はε１，Ｔ１、
食品の放射率及び絶対温度 ε２，Ｔ２、チヨツパの放射率及び絶対温度となり、こ
の様子を示すのが第１図及び第２図である。

１は赤外線検出器、２はチヨツパ、３は食品、４は焦電
型検出素子である。

食品３から出る全赤外線量は食品の表面積に比例し、ま
た焦電型検出素子４に入射する赤外線量は食品３までの
距離の２乗に反比例する。この入射赤外線量を食品３の
温度の関数として取り出すには、第２図に示す如く視野
角を常に一定として、食品３がこの視野角を満たすこと
によつて、温度による制御が可能となる。第３図は本実
施例の高周波加熱装置を示す外観図であり、５は時間設
定ダイヤル、６は温度設定ダイヤル、７は調理スイツチ
、８は調理ランプである。第４図ａは本実施例の高周波
加熱装置の配線図であり、９は安全スイツチ、１０はヒ
ユーズである。

この図に示す状態はタイマモータ１３を設定して接点１
２が閉じ、オーブンランプ１１が点灯し、ドアを閉じる
ことによつて、ドアスイツチ１６と、ラツチスイツチ１
４が閉じ、フアンモータ１５が始動している調理直前の
状態である。そして調理スイツチ７を閉じると接点１７
が閉じ、この状態が自己保持され、調理ランプ８が点灯
するとともに高圧トランス１９を介して、２次巻線、３
次巻線及び４次巻線に電圧を誘起する。従つて制御回路
１８に通電されることとなり、高圧りードスイツチ２２
が閉じ、マグネトロン２３は発振を開始する。そして食
品が予め設定された温度に達すると、制御回路１８が動
作して、端子ａ−ｃ間が閉じ、この状態が自已保持され
て、タイマモータ１３が始動するとともに、高圧リード
スイツチ２２は食品温度を一定に保つべく、オン−オフ
を繰り返す。そしてタイマモータ１３が予め設定された
時間を経過すると接点１２が開き、調理を終了する。前
記高圧ワードスイツチ２２の動作は、マグネトロン２３
のヒータが予熱されてからオンすることも、また、マグ
ネトロン２３は半波倍電圧で、動作しているために、コ
ンデンサ２０への充電時に同期させて開閉することも、
制御回路１８の若干の工夫によつて簡単に実現すること
ができる。第４図ｂは第４図ａからタイマモータ１３及
びタイマー接点１２を省略しリレー１３４を追加したも
のであり、制御回路１８の中にタイマー回路を設けてい
る。制御回路１８に於いてｆ及びｇは常時電源回路に電
源を印加する端子である。次に第５図に制御回路１８の
プロツク図を示す。２４は焦電型検出素子、２５は高入
カインビーダンスの前段増幅器、２６は周囲温度変化を
補償する次段増幅器、３２はチヨツパ２の開閉を検出す
る位相検出器、２７は同期整流回路、２８は設定温度と
出力を比較する比較器、２９は高圧リードスイツチ２２
を駆動する終段増幅器、３０はタイマモータ１３を自已
保持させるための自已保持回路３１を駆動する終段増幅
器である。

上記次段増幅器２６の温度補償の必要性は前述の２式に
示す如く、チヨツパ２から得られる赤外線量σε２Ｔ２
４と、食品３から得られる赤外線量σε１Ｔ１４との差
によつて出力が決定されるからである。ここで、チヨツ
パ２の放射率ε２と、食品の放射率ε１とが等しくなれ
ば、得られる出力はＴ，４−Ｔ２４に比例することにな
り、次段増幅器２６の補償回路はサーミスタ等の感熱素
子で容易に構成することができる。今、チヨツパ２を鏡
面研磨された放射率ε２の非常に低い（零に近い）もの
を使用すれば、２次に於いてε２の項は無視できること
になり、得られる出力はＴｌ４に比例するため、補償は
不要となるが、外部からの赤外線の入射によつてチヨツ
パ室内で反射を繰り返し制御回路１８の誤動作の原因と
なり、さらには水蒸気や食品ガス等の付着によつて、チ
ヨツパの放射率ε２に大きな変化をきたし制御不能とな
る。逆にチヨツパ２の放射率ε２を、食品３の放射率ε
１に近づけておけば、経年変化に対し極めて強くなる。
なお、食品３の放射率ε２は概して、０．９５〜０。９
８の間にあり、使用する容器としてガラス、磁器等も０
．９２〜０．９５の間にあるため、チヨツパ２に炭素系
塗料やベルベツトコーテイング（商品名）等を塗装する
ぞけで容易に食品３と同等の放射率が得られる。

食品３から放射される赤外線によつて制御する方法は、
換言すれば食品３の表面温度による制御となるが、電子
レンジの様に食品３の内部も同時に加熱するものには適
している。

しかし、電波の分布のむらや、食品の形状、あるいは水
等の流動性の高いものには温度のむらを生じるため不都
合になる。この問題は表面温度を一定に保つことによつ
て解消できる。即ち第４図に示す如く、予め設定された
温度に達した時点でタイマモータ１３を始動させれば良
い。また第４図ａでは、タイマモータ１３の接点１２は
主開閉器を兼ねているため、少なくとも十数秒（ロータ
リータイマーでセツトできる最少時間）の保温時間が得
られ、かつ安価になる、又第４図ｂに示すように端子ａ
−ｃ間がひらく（０ＦＦ）までに制御回路１８で「各種
演算」をさせれば、タイマモータ１３、及び接点１２は
不要となる。但しタイマーとして使用しようと思えば制
御回路１８にタイマー機能を含めないといけないのは言
うまでもない。第６図は本発明の主要部分で赤外線検出
器１の焦電型検出素子はほこりや食品３から飛び散る脂
や食品ガスが付着すると食品３から放射する赤外線量を
正確に＋ヤツチできなくなる。

その為に赤外線検出器１と食品３の間に何等かのカバー
か保護装置を設ける必要がある。このカバーは直接食品
３をつつむとカバー表面の温度をキヤツチしたり、カバ
ーの内面に付着した水滴をキヤツチし誤動作を起す。又
ガラス、樹脂等の透明板を保護用につけると赤外線を吸
収する為誤動作を起す。ところが第６図に示す様に食品
３と赤外線検出器１の間に反射鏡を設けその反射鏡を周
期的に消掃する機構を設ければ汚物付着による誤動作を
防止することが出来る。第６図において、１は赤外線検
出器、２はチヨツパ一、３は食品、４０はオーブン、４
０−１は赤外線通過穴、４１は反射面を持つた回転ドラ
ム４１−１は回転ドラム４１の回転軸、４２は回転ブラ
シ、４２−１は回転ブラシの回転軸、４３はモーターで
ベルト４４で回転ブラシ４２及び回転ドラム４１を回転
させる。

又回転ドラム４１、回転ブラシ４２、モータ４３は第７
図に示す様な関係になつており、モータ４３が回転する
とベルト４４によりブラシ４２が回転し回転ドラム４１
の鏡面をブラツシングする。又回転ブラシ４２からベル
ト（図示せず）又はギヤー（図示せず）によりギヤー４
５が回転する。するとギヤー４５と噛み合つている大ギ
ヤー４６が減速されて回転する。すると、大ギヤー４６
のピン４８に連結されているレバーＡ４７が往復運動を
し、更にピン５０によりレバーＢ４９がガイド５１によ
り支えられて往復運動する。すると回転ドラム４１と結
合している特殊ギヤー５２のひつかかり部を周期（大ギ
ヤー４６の回転と同一問期）的に押すことになり、（ラ
チエツト機構と称する）回転ドラム４１は第６図の場合
９０構ずつ回転する。

すると、第６図で示す食品３からの汚物飛散が回転ドラ
ム４１の反射鏡に付着しても一定の周期で回転し常にそ
の裏側でブラツシングさせれば食品３から放射された赤
外線は正確に赤外線検出器にキヤツチされ、正確な制御
が出来る訳である。（回転ドラムの回転方法としてステ
ツピングモータ一を使用すると簡単な機構で済む。）又
ブラシ４２の回転とドラム４１の回転比はベルト掛けの
プーリ比や連結しているギヤーの比により適当に変える
ことが出来る。又回転ドラム４１の静止する角度は正確
でないと放射線（赤外線）の反射が赤外線検出器に届か
なくなる。これを防止する為に回転ドラム４１に反射面
と同数の谷５３−１（又は山・・・図示せず）をもつた
カム５３と谷５３−１に嵌合（係止）する板バネ５４を
設けることにより解決できる。更に食品３の各部からの
反射を走査（スキヤンニング）して検知する為の方法と
して、板バネ５４の固定部を第８図上で左右に動かせば
ドラム４１の反射鏡が一定の角度で変化し、食品全体か
らの放射線を放射線検出器に集めることができ、その目
的が達せられる。

（ローター５６が回転すればレバー５５は左右の往復運
動に変換出来る。）以上の様に回転ドラム４１を常時ブ
ラツシングしていると回転ブラシ４２が経時とともに汚
れてくることが当然考えられる。これを防止する為に回
転ドラム４１又は回転ブラシ４２又はこれらの機構を全
て一体として（力セツトとして）交換出来る構成とする
と更にいつまでも正確な制御が出来る。発明の効果 以上説明したように放射線を検知して高周波加熱器等を
制御する場合の検知部の食品の飛散による汚れによる誤
動作を防止することができる。

同様の効果のある別の方法として、第９図に示す構成が
ある。これは回転ドラム４１を円板形反射板５７の中心
に軸穴をあけモーター等で回転させる訳であり、放射線
（赤外線）の反射として働いていない陰の部分に回転ブ
ラシ５８を設け、反射鏡をブラツシングする訳であり、
前記の説明内容に比べて機構が簡単になるメリツトがあ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は放射線検出の原理を説明する図、第３
図は本発明の一実施例を示す調理用オーブンの全体斜視
図、第４図ａは同オーブンの電気回路図、ｂは同他の実
施例を示す回路図、第５図は同要部制御回路のプロツク
図、第６図は同オーブンにおける赤外線検出装置の概略
図、第７図、第８図は同要部の拡大図、第９図は同要部
の他の実施例を示すもので、ａは側面図、ｂは正面図で
ある。 １・・・・・・赤外線検出器、２・・・・・・チヨツパ
、３・・・・・・食品、４０・・・・・・オーブン、４
０−１・・・・・・赤外線通過穴、４１・・・・・・回
転ドラム、４２・・・・・・回転ブラシ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 高周波発振器と、食品から発する放射線を検出する
   放射線検出器と、食品と放射線検出器との間に設けられ
   た放射線通過穴と、放射線を反射する反射鏡と、前記放
   射線検出器の出力によつて前記高周波発振器を制御する
   制御回路とを備え、前記放射線検出器を食品と放射線通
   過穴を結ぶ直線から外して設けた調理用オーブン。 ２ 反射鏡は複数面体以上の回転ドラム状とした特許請
   求の範囲第１項記載の調理用オーブン。 ３ 反射鏡面付回転ドラムは周期的に回転する構成とし
   た特許請求の範囲第２項記載の調理用オーブン。 ４ 回転ドラムに反射鏡面をブラッシングする手段を設
   けた特許請求の範囲第２項記載の調理用オーブン。 ５ 回転ドラムの回転にステッピングモーターを使用し
   た特許請求の範囲第２項記載の調理用オーブン。 ６ 回転ドラム、ブラッシング手段をユニット化しそれ
   ぞれ着脱自在とした特許請求の範囲第４項記載の調理用
   オーブン。