JPS6131776B2

JPS6131776B2 -

Info

Publication number: JPS6131776B2
Application number: JP55123749A
Authority: JP
Inventors: Shigeki Ueda; Norio Onizuka
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1980-09-05
Filing date: 1980-09-05
Publication date: 1986-07-22
Also published as: EP0049364B1; ZA814623B; US4406945A; JPS5747133A; EP0049364A3; AU7259081A; CA1162247A; AU529894B2; EP0049364A2; DE3174056D1

Description

【発明の詳細な説明】本発明は電子レンジ、電気オーブン、ガスオー
ブンあるいはこれらの複合型オーブン等の加熱装
置において、デイジタル制御部を備え、加熱時間
あるいは加熱温度などの数値を入力する手段とし
て、桁切換スイツチと戻りスイツチより成る数値
入力手段（インパルス・ギバー）を有する。桁切
換スイツチは「時」「分」「秒」のいずれかを常に
指示し、戻りスイツチは通常オフ状態にあり、ツ
マミを押し込んだ場合だけオンに転じ、バネによ
り手を離せば元のオフに復する構成とする。操作
パネル上にはかかるインパルス・ギバーの他に、
マグネトロン等の加熱手段の出力を選択する出力
選択手段（出力キー）が配され、これを押してい
る間だけこの出力に従属する加熱時間あるいは加
熱温度が、インパルス・ギバーにより入力でき
る。数値の入力はインパルス・ギバーの桁切換ス
イツチが指示する位置（時・分・秒）に従つて、
その桁に数値を足し込みながら為される。また戻
りスイツチがオンさせられれば、同じく桁切換ス
イツチにより指示される位置の数値が順次減少さ
せられる。数値表示部は設定された時間が60分を
越えれば時分計に、60分以下なら分秒計になり、
この加熱時間の大きさおよび桁切換スイツチの位
置（「時」位置かどうか）は主制御部により判断
され、単位表示部の時分ステイタスあるいは分秒
ステイタスの点灯もしくは点滅により報知され
る。

最近の半導体技術の進展は著しく、大規模な集
積回路が安価に量産されるに至り、民生用機器に
あつても制御部の電子化が急速に進んだ。このよ
うな電子化された制御部を備えた加熱装置におけ
る操作パネルの一般的な構成は次のようなもので
ある。まずいくつかの機能の中からいずれかを選
択する機能選択手段と、これに従属する時間もし
くはある数値を入力する数値入力手段、およびこ
れらを表示する表示手段とより構成される。具体
的には機能選択手段としては例えば複数の加熱出
力の中からいずれかを選択する出力キーが挙げら
れる。これらの複数の出力からある出力を選択し
たとして、問題なのは次の数値入力手段の構成で
ある。今の例では次に加熱時間を入力しなければ
ならない。加熱時間を最もすばやく設定でき、し
かも誤設定の心配も少ない手段はおそらくロータ
リータイマーであろう。これは従来からユーザー
が使い慣れてきたものであるという点ももちろん
見逃せないが、やはり加熱時間が“ひとひねり”
で設定できるという長所は注目に値する。しかし
ながらこのようなアナログ的存在であるロータリ
ータイマーは、デイジタル制御系にはなじみにく
く、そのＡ／Ｄ変換部に工夫を要するため汎用さ
れてはいない。

デイジタル制御系における最も一般的な数値入
力手段は、10個の数値キー（０〜９）を用いたも
のであろう。電卓に代表されるこれらテンキー方
式は、押した順に数値が下位から上位へとシフト
しながら入力されていく。４桁の加熱時間を入力
するには、数値キーを４回押すことになる。従つ
て数値キーを押し終えるまで最初に押した数値が
どの桁に設定されたかは決定しえない。つまり15
分30秒を入力するつもりで１→５→３→０と押す
べき操作を、うつかりと１→５→３とやると１分
53秒が誤設定される。また前述の機能選択にかか
わる機能キーと共に10個もの数値キーに、操作パ
ネル上を著しく繁雑にせしめ、押したいキーを捜
すのがユーザーにとつて負担となる。またキーの
数が多いので誤まつて隣りのキーを押してしまう
危険も高いわけで、このような誤設定および誤操
作は電卓であれば単なる計算ミスで済むが、加熱
装置にあつては被加熱物のオーバヒート、しいて
は発火から火災やユーザーのヤケドなどの重大事
故にもつながる。

そこで数値キーの数を減らし、このような誤設
定の可能性を小さく抑えようとしたのが、表示部
との桁と対応した桁数値キーによる方法である。
これは例えば４桁の表示部を有するものにあつて
は、各桁ごとに４傾の桁数値キーを配する。各々
のキーは例えば上から“10分桁”、“１分桁”、“10
秒桁”、“１秒桁”に対応し、各々の桁に直接数値
が入力できる。入力すべき数値は各キーを所望の
回数だけ繰り返してたたくか、もしくは押し続け
ている間だけ自動的にインクリメントする構成と
し、所望の数値が入力された時点で、かかるキー
をリリースすればよい。第３図に15分30秒を入力
する操作を掲示した。

この桁数値キー方式の長所は、まず第一に図示
したように表示部との対応が極めて明快であり、
誤設定の可能性がテンキー方式に比べてはるかに
小さいこと、次にキーの数を低減できること、お
よび機能キーとゾーンを分けてしまえるので押し
間違う心配も少ないこと、制御系のハードウエア
がシンプルにできることなどである。一方、この
方式の欠点は冒頭で記述したロータリータイマー
と比べて、やはり操作感が全く別なものであり、
そのための異和感をユーザーに与えてしまう点
と、数値が進み過ぎたときこれを修正することが
困難な点である。例えば分桁に“５”を設定する
つもりが誤まつて“６”まで入力してしまつたと
する。こんな場合、これを修正するにはいつたん
消去キーですべてを消去し、再度やり直さねばな
らない。あるいは各桁を６進もしくは10進のリン
グカウンタに接続し、桁上げが生じても上位桁へ
はこれを伝えない構成とし、“６”設定後も分桁
キーを押し続けることで………“９”→“０”→
“１”→………と計数を進ませ、再び“５”が入
力されるまで待つことも考えられる。しかしこれ
は時間がかかる上に「19分」を表示した後、再び
「10分」に戻るためやはり慣れるまでユーザーは
異和感を抱いてしまう。

以上記述したように加熱装置における数値入力
手段は、まだまだ検討の余地があり、わかりやす
くて操作のミスが少なく、設定に要する時間も短
く、安全面でも優れた数値入力主段が待ち望まれ
ている。

本発明はデイジタル制御部を備えた加熱装置に
おいて、従来のロータリータイマーに近い操作感
でユーザーに著しい異和感を与えることの少ない
数値入力手段を提供し、操作のミスによる過加熱
を未然に防ぎ、さらにこの数値入力手段に“戻
り”機能を設けることで操作時間の短縮をもはか
ろうとするものである。また数値入力手段として
の操作ツマミを１個に集約することで、従来の所
望の数値キーを捜すという負担からユーザーを開
放し、さらに機能選択手段にかかわる種々のキー
から数値入力手段を形態的にも分離して、両者を
間違えて操作する可能性など皆無に近いものにし
ようとするものである。またさらに同じ数値入力
手段を時刻の設定や温度の設定にも上手に使おう
とするものである。

第１図は本発明の一実施例を示す高周波加熱装
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、加熱室の開口を覆う。ハ
ンドル３はこの扉体２の開閉を司る。操作パネル
４には機能選択手段として、４段の出力high・
medium・low・warmの中からいずれかを選択で
きる出力キー５ａ〜５ｄが設けられている。この
他に機能選択手段としては、数値表示部６に時刻
を表示するための時刻設定キー（ADJキー）７
と、温度プルーブを用いた温度制御加熱の際に設
定されたある温度を保持するTemp holdキー８
とを備えている。

さて数値入力手段としては、本発明をロータリ
ーツマミ９による操作部を有するインパルス・ギ
バーを備えている。これによる操作例については
第４図に掲げたが、後ほど従来例との比較を行
う。

この他、操作パネル４上には、加熱の開始を指
令するstartキ−１０、プリセツトしたプログラ
ムを取消すクリアキー１１が設けられている。ま
た各々の機能選択キーはADJキー７とクリアキー
１１とを除いて、対応する機能ステイタス表示部
を有する。こられはLEDで構成される（第１図
においてキーの左隣の塗色した丸印）。

また数値表示部６の上下には同じくLEDによ
る単位表示部１６が設けられている。これは４桁
の表示部を分秒計あるいは時分計として使用する
ために、その切換が明快なように該当する表示灯
を点灯させてユーザーに報知せしめるものであ
る。

次に第２図により加熱手段の構成を記述する。
加熱室１２には加熱源たるマグネトロン１３によ
りマイクロ波が照射され。加熱室内に載置された
被加熱物１４は、このマイクロ波により加熱され
る。加熱室１２の前面開口は扉体１２により覆わ
れており、マイクロ波の漏洩が防止されている。
１５はこのマイクロ波を撹拌し、電界強度の均一
化をはかることにより被加熱物１４の加熱ムラを
改善するスタラーフアンである。なお本実施例で
は高周波加熱装置について記述を進めるが、電気
オーブンやガスオーブン、あるいはこれらの複合
型オーブンにも本発明が適用可能なことは当然で
ある。この場合、加熱源１３は電気ヒータであつ
たり、ガスバーナであつたり、あるいはそれらの
組み合せであつたりする。

さて次に第３図と第４図を用いて、本発明に最
も近い従来技術である桁数値キーによる操作と、
本発明に係るインパルス・ギバーによる操作との
比較を行う。桁数値キーによる操作例については
“発明の背景”の項でも記載したが、再度簡単に
述べておく。第３図の例は15分30秒を入力する際
の操作を示す。まず「10MIN」桁キーを１回たた
く（ａ図）。これにより10分が入力される。続い
て隣りの「1MIN」桁キーを５回たたけば、同様
に５分がさらに加算され、前の操作と合わせて15
分が設定できる（ｂ図）。さらに指を隣りの
「10SEC」桁キーに移し、これを３回たたけば30
秒が入力され、15分30秒の設定が完了する（ｃ
図）。この方式の長短についてはP6〜８に詳細に
述べた。

一方、本発明に係るインパルス・ギバーによれ
ば、第４図に示すようにまず左手でインパルス・
ギバーのツマミ９を握み、所望の桁を選択する。
まず「min」位置を選んだとする。次いで所望の
出力キー、例えばhighキー５ａを押せば、これを
押し続けている間だけ、制御系内に設けたカウン
タにより、highキーに属する加熱時間がインクリ
メントされながら入力できる（ａ図）。つまり表
示部６の分析（１・２桁）に、加熱時間が“０→
１→２−………14→15”と定速度で増加しながら
設定される。この速度は例えば0.4秒／１単位程
度に選択される。このとき単位表示部１６は表示
部６が「分秒計」であることを示すため、上部の
“min／sec”ステイタスが点灯する。この単位表
示部１６はインパルス・ギバーの選択位置および
入力された加熱時間の判定を主制御部が行うこと
により、上下いずれかのステイタスのうち妥当な
方が選択的に点灯もしくは点滅される。

続いて15分が設定し終われば、ユーザーはイン
パルス・ギバーのツマミ９を右へひねり、“sec”
位置を選択して残る30秒をａ図同様の手順で入力
できる（ｂ図）。所望の15分30秒が設定できた時
点で、出力キー５ａをリリースすればhighパワー
に従属する加熱時間の入力が完了する。

このようにインパルス・ギバーによる操作の長
所は、桁数値キー同様に表示部との対応が極めて
明快であり、誤設定の可能性が少ないこと、キー
の数を低減できること、およびその位置を機能キ
ーのゾーンと明確に分離してしまえるので押し間
違う心配も少ないこと、制御系のハードウエアが
シンプルにできることの他に、桁数値キーにおけ
る欠点であつた次のような点をも解決している。
まず操作感が従来のロータリータイマーと似てお
り、数値入力手段に係る操作片はツマミ９唯一個
であること、これによりユーザは次々とキーを押
しかえる必要がなく、大きな異和感を抱くことな
く操作になじみ易い。次に誤まつて大きな数値を
入力してしまつた場合にこれを修正することが容
易であることが挙げられる。この点については第
４図の操作例では何ら述べていないが、次に第５
図を用いて説明する。

第５図はインパルス・ギバーの外観を示す部品
図であり、第３角法で描かれている。シヤフト１
７は本体内を貫通し、内部のバネ１８により装置
の前面（矢印と逆方向）へ付勢されている。スイ
ツチ部は連結された２個のスイツチ、つまり、桁
切換スイツチ１９と戻りスイツチ２０とから構成
される。スイツチの等価回路図は、その上部に示
した。戻りスイツチ２０は通常オフ位置にあり、
ツマミ９によりシヤフト１７を押し込んだ時だけ
オフする（図中の矢印方向）。桁切換スイツチ１
９はシヤフト１７の位置に関係なく、“ｈ”
“min”“sec”のいずれかの接点をオンする。C₁
はコモン端子である。

では次に本発明を実現する制御系の構成を説明
する。第６図はそのような制御系のブロツク図で
ある。

主制御部２１は制御系全体を監視し、機能選択
手段２２から入力された出力キーやスタートキ
ー・インパルス・ギバー２３から入力された加熱
時間などを解読し、メモリ２４にストアすると共
に所定の情報を表示手段２５に出力する。つまり
加熱時間を数値表示部に、選択された機能を機能
ステイタス表示部に、数値表示部の単位を単位表
示部にそれぞれ出力する。主制御部２１はさらに
スタートキーによりタイマー手段２６への給電を
開始させ、マグネトロンを動作させて加熱室へマ
イクロ波を照射すると共に、選択された出力キー
に対応する出力を被加熱物に与えるため、出力切
換手段２７により例えばマグネトロンへの給電を
断続させるなどの方法によつてマグネトロンの高
周波出力を変化させる。さらに主制御部２１はク
ロツク・パルス２８を計数し、メモリ２４内の加
熱残り時間を算出すると共に、加熱時間が経過し
た時点でタイマー手段をオフしてマグネトロンへ
の給電を終了し、加熱動作を完了する。以上がタ
イマー加熱モードにおける制御系の動作である。

さらに本実施例では加熱装置はサーミスタの如
き温度センサを金属の筒の先端に収めた温度プル
ーブを有し、被加熱物の内部温度を検出して、そ
の仕上り温度により直接加熱を制御することがで
きる加熱温度制御機能を備えている。これにより
被加熱物に応じてタイマーによる間接的な加熱時
間制御と、温度センサによる直接的な加熱温度制
御のうち、いずれか有効な加熱モードを選択でき
る。

温度制御は次のような手順で行なわれる。まず
主制御部２１が基準電圧をデイジタル信号として
Ｄ／Ａコンバータ２９に出力する。Ｄ／Ａコンバ
ータ２９はこれをアナログ基準電圧に変換し、比
較器３０に入力する。比較器３０はこのアナログ
基準電圧と温度センサ３１の電圧換算値とを比較
し、被加熱物が設定温度に致達したかどうかを主
制御部２１へ入力する。主制御部２１はこの比較
信号に基いてタイマー手段２６を制御し、マグネ
トロンへの給電を司る。

さて主制御部２１へ加熱温度を入力する方法と
して、従来はテンキー方式ではまず出力を選択し
た後に加熱時間の入力と同様に例えば85℃を設定
する場合には、数値キーを８→５と押すのが一般
的であつた。桁数値キーでは対応する桁を所定回
数だけタツピングしたり、“temp”キーを別に設
けて１タツプごとに例えば５℃刻みでインクリメ
ントしながらある温度を設定するのが通例であつ
た。ところで本発明によれば“戻り”という便利
な機能が用意されている。そこで温度設定におい
てもインパルス・ギバーを有効に活用できるよう
に制御系を構成する。まず主制御部２１は比較器
３０により温度センサ３１の挿着が検出されれ
ば、制御系を温度モードに移行させる。表示手段
には“〓〓〓〓”なる表示が現れる。次いである
出力キー、例えばmedium５ｂが選択されれば、
このキーが押されている間だけこの出力に従属す
る加熱温度が入力できる。まず最初に制御可能な
最低温度が、例えば“〓〓〓〓”と現われ、加熱
時間の場合と同様に0.4秒／１単位程度の一定速
度で上昇していく。１単位とは設定可能な最小温
度であり、例えば、２℃刻みに数値はインクリメ
ントされる。このとき桁切換スイツチ１９は無効
とし、どの位置でも同様の速度で設定値を上昇さ
せられる。また戻りスイツチ２０を押し込めば、
逆に数値はデイクリーメントを始めて最低値30℃
まで順次同じ速度で低減される。

なお桁切換スイツチ１９については“10℃”桁
と“１℃”桁とに分けて入力可能とすることもも
ちろん可能である。またここで桁数値キーとの比
較を再度行うなら、桁数値キーに戻り機能を設け
ることは当然可能であり、本発明との差異が問わ
れることになろう。ところが桁数値キーに戻りキ
ーを設ける構成としては、各々の桁に“進み”と
“戻り”の４個ずつ、計８個のキーを設けるか、
もしくは“進み／戻り”の選択キーを新たに設け
て、桁数値キーを押す前にこれを押していずれか
を選択するかのいずれかになろう。前者は操作性
はすこぶる良いが折角減らした数値キーが再び８
個に増え、操作パネルの繁雑感、ハードウエアの
複雑さが再び従来のテン・キー方式に近いものと
なつてしまう。後者はキーの数は抑えられるが、
操作の手順が一つ増してしまい厄介である。一
方、本発明による戻り機能は何ら別の操作片を必
要とせず、ただ一個のツマミで桁切換も戻しも指
示でき、しかもハードウエアもシンプルなままに
抑えられる点で優れている。

次にさらに具体的な回路構成を示し、本発明を
具現化する。第７図はかかる回路図である。主制
御部２１とメモリ２４とは１チツプマイコン３２
により実現される。機能選択手段２２はキーマイ
リクスにより構成され、８個のキーtemp hold
８・ADJ７・C₁₁・S₁₀およびhigh５ａ・med５
ｂ・low５ｃ・warm５ｄを含む。インパルス・
ギバーもこのキーマトリクスの一部に組み込まれ
る。そして桁切換スイツチ１９、戻りスイツチ２
０の４接点は、マイコン３２の出力ポートR₁₀に
よつてスキヤンされる。機能キーはR₈およびR₉
でスキヤンされる。各々のタイミングについては
後ほど第８図を用いて説明を加える。

さて出力R₈〜R₁₂はデイジタル基準信号を兼
ね、Ｃ−MOSバツフアの如きスイツチング素子
３３とラダー回路３４とによりアナログ基準電圧
Ｖ_Rに変換される。一方、温度センサ３１は基準
抵抗と直列に接続され、その温度による抵抗値変
化を電圧Vmの変化に変換され、比較器３０によ
り比較されて結果をマイコン３２の入力ポートI₅
に入力する。

マイコン３２へはこの他にクロツク・パルスジ
エネレータ２８により、タイマー手段のベースと
なるクロツク・パルスがI₆へ、扉体２の開閉に応
動して開閉路する扉体スイツチ３５がI₄へそれぞ
れ入力されている。

４桁の数字表示部６は螢光表示管で構成され、
R₀〜R₄により各桁をスキヤンされることにより
ダイナミツク点灯する。出力Q₀〜Q₇はこの各桁
のセグメント・データを出力するデータポートで
ある。このデータ・ポートはLEDによるステイ
タス表示部３６にも点灯データを転送し、R₅の
スキヤンによりダイナミツク点灯する。３７はこ
のLEDドライバである。タイマー手段たるタイ
ムリレーはR₇により、出力切換手段たる出力切
換リレーはR₆によりそれぞれ制御される。各々
のリレーは主回路に挿入され、マグネトロンへの
給電を司る。３８，３９はそれぞれのリレーのド
ライバである。

第８図はこの回路のダイナミツク点灯およびダ
イナミツク・テンプスキヤンの各タイミングを示
すタイミング・チヤートである。これは第７図に
おいてスイツチング素子３３としてＣ−MOSイ
ンバータを用い、かつ温度センサとしてサーミス
タの如き負性抵抗を有する素子を用いた例であ
る。表示部６はR₅〜R₀により６つのタイミング
にタイムシエアリングされ、各々の桁をダイナミ
ツク点灯する。一方、温度センサ回路は、R₅の
タイミングで基準電圧を出力され、センサ電圧の
測定が行われる（TEMP FETCH モード）。ま
ず第１スキヤンで“10000”が出力され、従つて
Ｖ_B／２のアナログ基準電圧が比較器３０に入力
される。このときもし温度センサの測定値Vmが
これより高いか低いかによつて次の第２スキヤン
での基準電圧がＶ_B／４であるか（Ｖ_B／２）＋（Ｖ
_B／４）であるかに分れる。このような手順を５
回繰り返せば、温度センサの現在温度が検出でき
る。第８図で破線（矢印ＡおよびＢ）は、温度セ
ンサの値がその前のTEMP FETCHで出力され
た基準電圧よりも高かつた場合を示す。

このように表示部は６つのタイミングでダイナ
ミツク点灯し、温度センサの読出しはこの表示ス
キヤンを５回繰り返すことで行なつている。

一方、キーマトリクスはR₃，R₂，R₁のタイミ
ングで行われ、R₁₀，R₉，R₈によりそれぞれのキ
ーおよびインパルス・ギバーガスキヤンされる
（KEY FETCH）。これらのタイミングでは温度
センサの読出しを主制御部は行わないので、基準
信号R₁₂〜R₈は他の目的に自由に使える。

なおセンサは温度センサに関する例を掲げた
が、被加熱物から発生する水蒸気を検出する湿度
センサや種々のガスに反応するガスセンサ、赤外
線に感度が大きい赤外線センサなどについて、こ
れらのセンサのある加熱完了数値が主制御部に対
し、物理量としてあるいは単なるコードとして設
定できる場合にも、本発明が適用可能なことは当
然である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す装置の本体斜
視図、第２図は同断面図、第３図ａ，ｂ，ｃは桁
数値キーによる操作を説明する従来例を示す図、
第４図ａ，ｂは本発明に係るインパルス・ギバー
による操作例を示す図、第５図はそのインパル
ス・ギバーの構成を示す図、第６図は本発明を実
現する制御系のブロツク図、第７図は同具体回路
構成図、第８図は同回路の動作を示すタイミン
グ・チヤートである。１……本体、４……操作パネル、５ａ〜５ｄ…
…出力キー、６……数値表示部、７……時刻設定
キー、８……Temp holdキー、９……ロータリ
ーツマミ、１０……startキー、１１……クリア
キー、１２……加熱室、１３……マグネトロン。

Claims

【特許請求の範囲】１被加熱物を載置する加熱室と、この加熱室に
熱エネルギーを供給する加熱手段と、この加熱手
段への給電を制御するタイマー手段と、その出力
熱エネルギーを可変する出力切換手段と、これら
タイマー手段および出力切換手段を制御する主制
御部と、この主制御部にいずれかの出力を選択指
令する出力選択手段と、この出力選択手段に従属
する加熱時間を入力する桁切換スイツチと戻りス
イツチとより成る数値入力手段と、選択された出
力および設定された加熱時間をストアするメモリ
と、これらを表示する表示手段とより成り、前記
出力切換手段が押されていることを主制御部は検
出し、その押されている時間を計数するカウンタ
手段を主制御部内に設け、その出力を従属する加
熱時間を前記メモリ内に前記桁切換スイツチが指
示する位置に順次増加させ、かつまた戻りスイツ
チの閉路により順次低減させると共にこれらを表
示手段により表示するよう構成したことを特徴と
する加熱装置。２被加熱物あるいは加熱室の温度を検出しうる
温度センサを有し、この温度センサによる加熱完
了温度を主制御部に入力するのに、前記桁切換ス
イツチと戻りスイツチより成る数値入力手段を用
い、いずれかの出力選択手段が押されている間だ
けこれに従属する加熱温度をメモリ内にカウンタ
手段により順次増加もしくは低減させると共に、
これらを表示手段により表示するよう構成したこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の加熱
装置。３表示手段として少なくとも４桁の数値表示部
と、時分および分秒ステイタス表示部とより成
り、数値入力手段の桁切換スイツチの位置および
入力された加熱時間の大きさを主制御部が判定
し、前記数値表示部が時分計かあるいは分秒計か
を前記時分あるいは分秒ステイタス表示部のいず
れかを選択的に点灯もしくは点滅させることで報
知するよう構成したことを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載の加熱装置。