JPS6036079B2 - 調理装置の加熱源制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電子レンジの如き調理装置の加熱源制御装置に
関するものである。

ところで、このような装置には食品の温度を食品に挿入
される感温プローブに内設した感熱素子に検知し、この
検知温度に基づいてオーブン側に設けた運転制御回路を
通じて加熱源（マグネトロン）の駆動を制御するものが
ある。

そして、このものの中には米国特許第３９８８９３０号
明細書に示されている装置のように上記感温プローブを
ケーブルを介して上記運転制御回路に接続した有線式の
もの或いは本件出願人が去る昭和５２王１月２０日付に
て特許出願した特懐昭５２−５５４６号「温度制御装置
」のように上記感熱素子にて検知した食品温度の情報信
号にて超音波発振器を勅振させて超音波を発振させ、新
る超音波をオーブン側に設けた受信器で受信して上記運
転制御回路に導き、加熱源を制御する所謂無線式のもの
がある。

然し乍ら、前者のものではケーブルに対する熱的影響を
考慮する必要がある許りか、最近の電子レンジのように
ターンテーブルにて食品を回転させながら加熱するもの
には適用できず、又、後者のものではこの前者の欠点を
解決できるが感温プローブに電池を内設する必要があっ
て感温プローブを大型化すると共に原価高となる欠点を
有していた。

本発明はこのような従来装置の欠点に鑑みて発明された
ものであり、水晶振動子或いはセラミック振動子等が温
度変化によってその共振周波数を変化させることに着目
してこのような振動子を感熱素子として利用すると共に
感温プロープ内にこの振動子とコンデンサ及び送・受信
用アンテナ等にて共振回路を形成し、この共振回路にオ
ーブン側の運転制御回路から高周波数の発振誘起信号を
与えたときに斯る共振回路を作動させて高周波の信号を
発振させ、この発振出力を運転制御回路で観察して加熱
源を制御せんとするものである。

以下、その一実施例を添附図面に従って詳細に説明する
。第１図は本発明に係る装置を備えた電子レンジの構成
図であり、図中１はオーブンにして天井面に加熱源とし
てのマグネトロンＭｇを備えると共に内部底面にターン
テーブル２を備えている。

従って、このオープンではターンテーブル２で食品Ｆを
回転しながらマグネトロンＭｇにより謙露加熱を行う。
３は感温プローブにして、第２図に示すように一端を尖
端とした紬径の金属管より成る挿入管部４と、一端にこ
の挿入警部４の他様を嫁着する鉄着部５ａを有すると共
に他端にアンテナ取着部５ｂを有し、かつ、内部中腹に
基板取着部５ｃを設けた金属管より成る把手管部５とよ
り構成されている。

そして、この感温プローブ３はその挿入管部４の尖端部
内に振動子（水晶振動子又はセラミック振動子）６を支
持し、又、把手管部５内の上記基板取着部５ｃに基板７
を固着すると共に上記アンテナ取着部５ｂにブローブア
ンテナ８を取着し、更に把手管部５内に上記アンテナ取
着部５ｂを通じて侵入するマイク。

波を減衰させるチョーク構造５ｄを形成すると共にリー
ド線９で上記振動子６と基板７の回路を、又、リード線
１０でこの回路とブローブアンテナ８とを夫々接続して
いる。又、把手管部５の外面にはブローブアンテナ８を
含んでゴム又は樹脂等をモールドして保護膜１１を形成
している。感温プローブ３の構成が上述のように成って
いるところ、上記振動子６は上記ブローブァンテナ８及
び基板７の回路に備えられている可変コンデンサー２と
共に第３図の等価回路に示すような共振回路を形成して
いる。

従って、感温プローブ３が食品Ｆ‘こ挿入され振動子６
が食品Ｆの温度を検知している状態に於いて、後述する
運転制御回路からブロープアンテナ８を通じて高周波の
発振誘起信号ｆ＾（第６図参照）が与えられると上記共
振回路が発振動作を起し、そして、振動子６の共振周波
数が発振誘起信号の周波数に一致した時に共振回路が減
衰振動を起す（第６図の信号ｆＢ）。この減衰振動はブ
ローブァンテナ８を介して逆に上記オーブンー側に向っ
て発振され運転制御回路に与えられる。この減衰振動は
どのような条件でも起るのではなく振動子６の共振周波
数と発振誘起信号ｆ＾の周波数が略々一致したときに起
る。勿論振動子６のＱによって異る。Ｑが低いとかなり
両周波数が離れた場合でも起るが、Ｑが高いと略々一致
しないと起らない。尚、ここで上記振動子６であるが、
これは第４図に示すように温度変化に対し共振周波数が
直線的に変るようカットした水晶振動子が挙げられる。

この第４図の特性を持つようカットした振動子では周囲
の温度が０℃の時１０ＭＨＺで温度が１℃上昇する毎に
ＩＫＨＺ変化する。

又、本発明では上記共振回路にリミッタ用のダイオード
Ｄ，及びＤ２を備えてリミットしている。

これは感温プローブ３と後述するオーブンアンテナ１４
とが非常に接近している場合ブローブアンテナ８に過大
な電圧が生じ振動子６を破壊する・堤れがあるのでこれ
を防止する為に設けられている。又、今一つの理由は本
実施例のようにターン７ーブル２を適用している場合上
記感温プローフ３とオーブンアンテナ１４の相対位置が
常に変って送・受信感度差が大幅に出、正確な情報の伝
達が行われ難いので、これを抑制する為に設けられてい
る。再度第１図に戻って、１３は上述の運転制御回路に
して、オーブン１側にあって該オーブンーの天井面に設
けたオーブンアンテナ１４を通じて上誌共振回路との間
に信号の送・受を行うべく成っている。

そしてこの運転制御回路１３を構成するものの内、符号
１５で示されるものは基準パルス発生器にして第５図の
波形図に示すような第１乃至第３ゲートパルスＡ，Ｂ，
Ｃ及び繰返しパルスＤを夫々出力するべく成っている。

尚、この繰返しパルスＤは後程詳しく述べる理由から１
秒間を一周期として同様の電圧上昇を繰返す信号であり
、その１秒間（１サイクル）の期間のみを見てみると１
仇ｈｓ毎に１００ステップに区切られ最初のステップか
ら順次階段波的に一定量ずつ電圧を上げている。又、第
１ゲートパルスＡは上記繰返しパルスＤの各ステップの
前半部分に対応して出力される信号であり、従ってパル
ス幅耳ｈｓとなっている。

勿論ステップの後半部分に対応して出力するようにして
も良い。又第２ゲートパルスＢは上記繰返しパルスＤの
各ステップの後半部分に対応して出力される信号であり
、そのパルス幅は約４ｍｓである。

又、第３ゲートパルスＣは上記繰返しパルスＤの各ステ
ップの後半部分に対応し、上記第２ゲートパルスＢの直
後に出力される信号であり、そのパルス幅は約ｌｍｓで
ある。

亦、次に符号１６で示すものは可変周波数発振器（温度
信号発生手段）にして、通常バリキャップに印加する逆
電圧を変えることにより容量を変え発振周波数を変える
。

従って、この可変周波数発振器１６に上記繰返しパルス
Ｄを与え、このパルスのように徐々に電圧を上げていく
と、バリキャップの容量が徐々に減る一方、発振周波数
が繰返しパルスＤの電圧変化に応じて段々高くなり第５
図Ｅのような温度信号とな‐る。尚、この周波数の変化
は上記振動子６の特性が第４図に示すものであって而も
、食品温度の検知が０℃から１００００で良い場合には
この条件に合わせ、１０．０００ＭＨｚから１０．１０
０ＭＨｚまで１℃ＩＫＨｚの割合でステップ状に変わる
ものであり、この変化を繰返しパルスＤの変化に相挨っ
て一秒（一周期）毎に繰返す。

後述するが、繰返しパルス○の一周期を上記のように１
皿ｓ毎に１００ステップに区切ったのは上記条件に着目
しているからである。勿論、斯る条件が変ればその条件
に合わせて一周期中のステップ数を増減する必要があり
、又、各ステップ間の周波数の差異を変化させなければ
ならない。亦１７はアンドゲートにして、上記第１のゲ
ートパルスＡが入力される度に上記可変周波数発振器１
６より与えられる温度信号（第５図のＥ）信号を各ステ
ップ単位で間欠的に取り出して発振誘起信号ｆ＾として
出力し、これを次段の送信アンプ１８で増幅させた後上
記オーブンアンテナ１４からオーブン１内に発信させる
ものである。

１９は上記共振回路がそのブローブァンテナ８を通じて
発信した信号ｆＢを上記オーブンアンテナ１４を介して
受け（第５図Ｆの信号参照）これを増幅する受信アンプ
である。

２０はこの受信アンプ１９の出力（第５図の信号Ｇ）を
検波して第５図の信号日を出力する検波器、２１はこの
検波器２０の出力信号日と上記第２ゲートパルスＢとの
アンドを取るアンドゲートにして、アンドが取れればカ
ウント指令信号（第５図の信号１）を出力する。

２２は上記第３ゲートパルスＣが入力する度に可変周波
数発振器１６からの信号Ｅを通過させ第５図の信号Ｊを
出力するアンドゲートである。

この場合上記第３ゲートパルスＣのパルス幅をｌｍｓと
すればアンドゲート２２の出力には０℃の時は１０００
０パルス、１００００の時１０１００パルスが出ること
になる。２３は上記カウント指令信号１が入力されると
この直後に今一つの入力端子より入力される上記アンド
ゲート２２の出力信号Ｊの周波数をカウントするカウン
ター、２４はこのカウンター２３のカウント値を食品の
温度として表示する表示装置、２５は食品の種類とその
量等に応じたレベルの調理仕上り温度信号を図示しない
オーブン前面の操作パネルに設けた操作滴子を操作する
ことによって出力する調理温度設定器、２６は上記カウ
ンター２３のカウント値（食品温度）と調理温度設定器
２５の出力している調理仕上り温度とを比較し両者が一
致したとき則ち、食品Ｆが調理仕上り温度に到達したと
き加熱源駆動停止信号を出力する比較器である。

２７は上記操作パネルに設けた調理スイッチ（図示せず
）の操作に伴う調理スタートから上記マグネトロンＭｇ
に電源電圧を与えてこれを駆動させ、上記加熱源駆動停
止信号の入力があると斯る電源電圧の出力を止めてマグ
ネトロンＭｇの駆動を停止させる加熱源制御回路である
。

本発明は叙上のように構成されるものであり、以下その
作用について説明する。

第１図に示すようにターンテーブル２上に食品Ｆを戦暦
すると共に斯る食品Ｆに感温プローブ３の挿入管部４を
挿入し、そしてこの状態で図示しないオーブンの扉を閉
成すると共に調理スイッチをＯＮすると、加熱源制御電
源回路２７の動作でマグネトロンＭｇが駆動し、これに
相挨って食品Ｆの譲露加熱が始る。

又、上記調理スイッチのＯＮもこ伴って基準パルス発生
器１５が作動して夫々第１乃至第３ゲートパルスＡ，Ｂ
，Ｃ及び繰返しパルスＤを出力する。

この繰返しパルスＤは可変周波数発振器１６に与えられ
、斯る発振器１６より１℃ＩＫＨＺ（ｌｍｈｓ）の割合
でステップ状に変わる１０．０００ＭＨＺから１０．１
０加ＭＨＺの温度信号Ｅを一秒間一周期の割合で出力さ
せる。そして、この可変周波数発振器１６より出力され
た信号Ｅはアンドゲート１７にて第１ゲートパルスＡに
よりアンドをとられ第５図に示すように各ステップの前
半（５ｍｓ）にのみ出力が現われる発振誘起信号ｆ＾と
なると共に送信アンプ１８にて増幅後オーブンアンテナ
１４を通じてオーブンー内に放射される。

すると、オープン１内では上記感温プ。

ーブ３のブローブアンテナ８が上記発振誘起信号ｆ＾を
受信してこれを共振回路に導く為、この共振回路ではこ
の発振誘起信号ｆ＾の入力に基づいて食品Ｆの温度を検
知している振動子６の共振周波数に相換って共振し、逆
にブローブアンテナ８を通じてこの共振に伴う信号ｆＢ
をオーブンアンテナ１４に向けて発振する。そして、こ
のような場合に於いて食品Ｆの温度に伴う振動子６の共
振周波数と発振誘起信号ｆ＾の周波数とが一致する度に
上記共振回路は第６図に示すように減衰振動を起し、斯
る減衰振動はオ山ブンアンテナ１４を通じて運転制御回
路１３に与えられカウンター２３の動作を促す。即ち、
今、上記誘電加熱によって食品Ｆが２０ｑｏに温度上昇
している場合に温度２０つ０に対応した周波数（１０．
０２■ＭＨ２）の発振誘起信号ｆ＾（或る周期の２０ス
テップ目）がブローブアンテナ８を通じて共振回路に入
力されると、これが上記食品Ｆの温度２０ｑｏに基づく
振動子６の共振周波数と一致することからその発振誘起
信号ｆ＾（或る周期の２０ステップ目）が切れることに
より共振回路が第６図のように減衰振動を起し、この減
衰振動成分（第５図の信号ＦのＦ′参照）がブローブア
ンテナ８、オープンアンテナ１４を通じて受信アンプＩ
９に入力される。

この受信アンプ１９に入力された減衰振動成分を含む信
号ｆＢはこの受信アンプ１９で増幅されて第５図の信号
Ｇとなった後検波器２川こ検波（第５図の信号Ｈ）され
アンドゲート２１に入力される。

このアンドゲート２１ではこの信号日と上記第２ゲート
パルスＢとのアノドをとり、信号日の上記減衰振動成分
に対応した部分Ｈ′に第２ゲートパルスＢがタイミング
的に一致した時にカウント指令信号１をカウンター２３
に与え当該カウンター２３をカウント動作待期中にセッ
トする。

このカウンター２３では斯るカウント指令信号１を受け
た直後に今一の入力端子より入力される温度信号Ｊの周
波数をカウントする。即ち、この今一の入力端子の前段
のアンドゲート２２では第３ゲートパルスＣ（第１ゲー
トパルスＡに同期）が入力される度に上記可変周波数発
振器１６より出力される温度信号Ｅを通過させ、これを
カウンター２３の上記今一の入力端子に送っているが、
上記カウント指令信号１が入力された直後にアンドゲー
ト２２より出力される温度信号Ｊは温度信号Ｅのある周
期中の２巧蚤目のステップ（２０００に対応した周波数
）部分であり、カウンター２３はその周波数（１００２
０ＨＺ）をカウントする。このカウンター２３のカウン
ト値は表示装置２４に於いて食品温度として表示される
一方、コンパレータ２６に於いて調理温度設定器２５よ
り出力されている調理仕上り温度（本例では１００ｏｏ
）と比較される。この比較の結果両者が一致しないので
、このコンパレータ２６からは加熱源駆動停止信号が出
力されず、従って、加熱源制御電源回路２７は引続いて
マグネトロンＭｇを駆動させる。このように振動子の共
振周波数と可変周波数発振器１６の出力信号（温度信号
Ｅ＝発振誘起信号ｆ＾）の周波数、即ち食品温度と温度
信号Ｅのレベルとが一致する度に、共振回路が減衰振動
を起しその都度カウンター２３がカウント動作してその
時の食品温度を表示装置２４で表示させる。

勿論この食品温度と温度信号Ｅのレベルとの一致はこの
温度信号Ｅの各周期の何れかのステップに於いて必らず
あり、その都度同様動作が行われることは言う迄も無い
。而して、このような動作の繰り返しとマグネトロンに
よる誘電加熱が進み食品Ｆの温度が所定の１００００に
なると、可変周波数発振器１６より出力された温度信号
Ｅに基づく発振誘起信号ｆ＾の或る周期の１００ステッ
プ目（１００ｑｏに対応した周波数）が両アンテナ１４
，８を通じて感温プローフ内の共振回路に与えられたと
き、これに基づいて共振回路が上述のように減衰振動を
起し、この減衰振動成分を含む信号ｆＢが逆にアンテナ
８，１４を介して受信アンプ１９に与えられる。

このように減衰振動成分を含む信号ｆＢが受信アンプ１
９に入力されるとこれに基づいて、アンドゲート２１が
カウント指令信号１をカウンター２３に与え、その直後
アンドゲート２２から斯るカウンター２３に入力される
温度信号（上記或る周期の１００ｏｏに対応した周波数
部分；１０の費目のステップ）Ｊの周波数をカウントさ
せる。

このカウント値は直ちに表示装置２４にて食品温度とし
て表示される一方、コン′バレータ２６に於いて調理仕
上り温度と比較される。斯るコンパレータ２６では上記
カウント値朗ち、食品温度が調理仕上り温度に一致する
ことに相換って加熱源駆動停止信号を出力し、加熱源制
御電源回路２７を以ってマグネトロンＭｇの駆動を停止
して加熱を終了する。本発明は叙上のようにオーブン内
に独立して設けられた感熱装置より得られる情報により
オーブン側に設けた運転制御回路を通じて加熱源を制御
するものに於いて、上記感熱装置は食品温度の変化によ
り共振周波数を変化する感熱素子、ブローブアンテナ、
コンデンサ及びリミツタ用ダイオード等にて形成される
共振回路とこれらを収容し食品に挿入される感温プロー
プとで形成し、又上記運転制御回路は各周期毎に同様に
対応してステップ的に周波数を変化する温度信号を出力
する温度信号発生手段と、該温度信号を各ステップ単位
で間欠的に取り出して発振譲起信号としこれを上記オー
ブンに設けたオーブンアンテナを通じて上記ブローブア
ンテナに送る発振誘起信号発生手段と、上記発振誘起信
号と感熱素子の共振周波数の一致に伴う上記共振回路の
減衰振動を上記両アンテナを通じて入力したときカウン
ト指令信号を出力する手段とこのカウント指令信号を入
力したときその直後に入力される上記溢度信号の周波数
をカウントするカウンターとで成し、斯るカウント値に
基づいて上記加熱源を制御する調理装置の加熱源制御装
置を提供するものであるから、ターンテーブルで食品を
回転させながら加熱するものにも良好に適用できると共
に感温プローブ内に電池を収容する必要が無いから小型
で原価安な装置とすることが出釆る。

又、共振回路にリミツタ用のダイオードを備えたから振
動子の破壊を防止できると共に感熱装置と運転制御回路
間で正確な情報の伝達が出釆る優れた発明である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る装置を備えた電子レンジの構成概
略図、第２図は本発明に係る装置の感溢プローブの断面
図、第３図は斯る感温プローブに於ける諸部品の等価回
路図、第４図は同上感温プローブに備えられている振動
子の特性線図、第５図はは第１図に於ける各部所での出
力波形図、第６図は上記感温プローブに於ける等価回路
（共振回路）に入力される発振誘起信号と共振回路の振
動を説明する波形図である。 １：オーフン、３：感温プローブ、６：振動子、８：ブ
ローブアンテナ、１２：可変コンデンサ、１３：運転制
御回路、１４：オーブンアンテナ、１６：可変周波数発
振器、２３：カゥンタ−・〇第２図 第１図 第３図 第４図 第６図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ オーブン内に独立して設けられた感熱装置より得ら
   れた情報によりオーブン側に設けた運転制御回路を通じ
   て加熱源を制御するものに於いて、上記感熱装置は食品
   温度の変化により共振周波数を変化する感熱素子、プロ
   ーブアンテナコンデンサ及びリミツタ用ダイオード等に
   て形成される共振回路とこれらを収容し食品に挿入され
   る感温プローブとで形成し、又、上記運転制御回路は各
   周期毎に同様に温度に対応してステツプ的に周波数を変
   化する温度信号を出力する温度信号発生手段と、該温度
   信号を各ステツプ単位で間欠的に取り出して発振誘起信
   号としこれを上記オーブンに設けたオーブンアンテナを
   通じて上記プローブアンテナに送る発振誘起信号発生手
   段と、上記発振誘起信号と感熱素子の共振周波数の一致
   に伴う上記共振回路の減衰振動を上記両アンテナを通じ
   て入力したときカウント指令信号を出力する手段とこの
   カウント指令信号を入力したときその直後に入力される
   上記温度信号の周波数をカウントするカウンターとで成
   し、斯るカウント値に基づいて上記加熱源を制御するこ
   とを特徴とする調理装置の加熱源制御装置。