JPS645435B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、高周波加熱等において調理物の表面
温度を検出することによに自動的に調理物を加熱
調理しようとする自動調理器に関するもので、調
理物の温度上昇率が調理物の大きさによつて変わ
ることに着目し、その温度上昇率を検出して加熱
時間に関する制御を行なうことで、調理物の大き
さや、初期温度の違いによる出来上りの差をなく
し、正確な自動調理を目指すものである。

従来例の構成とその問題点 従来の例えば自動電子レンジにおいて自動調理
する場合に、加熱開始より調理物の温度として表
面部分より放射される赤外線を検出しながら高周
波加熱を継続し、その温度情報が所定の温度に到
達した時、調理物が所定状態に加熱されたと判断
して、加熱時間や高周波出力を制御していた。し
たがつて調理物の表面部分の加熱状態のみを検知
することになり、大きな調理物の場合は、表面部
分だけが加熱され中心部まで加熱されないで表面
部分だけが出来上り中心部は加熱不足となる。こ
の原因は調理物の表面部分と中心部とで高周波電
力の吸収量に差があるためである。したがつて小
さい調理物であれば表面部分と中心部の温度差は
小さく、調理の出来具合にはそれほど影響されな
いが、調理物が大きくなると表面部分と中心部の
温度差が大きくなる。したがつて食品が大きくな
ると中心部が加熱不足となる。

又、他の別の食品の加熱状態を検知する手段と
して第３図に示す如く、加熱室の排気部に湿度セ
ンサ１９を取付け食品の表面より発生する水蒸気
を検知する方法がある。この方法も同じく食品が
大きくなると中心部が加熱不足となる。

従来これら赤外線センサや湿度センサで自動調
理する方法とその問題について述べる。

第７図に示す如く各種調理物の定数Ｋをマイク
ロコンピユータ等の記憶手段に記憶させておき、
センサで調理物の所定の加熱状態を検出した時点
で、加熱開始時からセンサが検出するまでの時間
T1と上記調理物固有の定数Ｋから、引続き加熱
終了までの時間T2を決定し、第７図イに示す如
く全体の加熱時間T1＋T2として自動制御するも
のが開発されている。一般にT2はT1に定数Ｋが
乗じたものを使用している。この方法は、第７図
ロに示す如く定数Ｋは食品の大きさに無関係に一
定であつた。この方法は、自動的に加熱制御でき
るのできわめて使い勝手がよい利点があるが、調
理物の大きさによつて中心部と表面部分に温度差
が生じて、中心部が加熱不足となる。

さらに例えば公開特許公報特開昭56−13692号
明細書に開示されているように、第６図に示す如
く湿度センサにより調理物に含まれる水分が沸騰
温度になると急激に発生する水蒸気を検知し、そ
れまでに要した時間T1により調理物の大きさを
推定してＫ定数を決定するものが開発されてい
る。第６図は横軸に加熱時間Ｔ、縦軸に相対湿度
R_Hを示す。この方法には次の欠点がある。それ
は調理物の初期温度によつてセンサが検知するま
での時間T₁が大きくバラツクことである。調理
物の初期温度のバラツキとしては冷蔵庫から取り
出してすぐに加熱する場合と、室内に放置してあ
るものについては20℃程度の温度差が生じる。従
つて調理物の初期温度のバラツキによつて正確な
調理がむつかしくなる。さらに調理物の鮮度、含
水量によつてもT1時間はバラツキを生じる。

発明の目的 本発明は上記従来の欠点を解消するもので、調
理物の表面温度を検知し、その温度上昇率を検出
することにより調理物の大きさを推定して加熱時
間に関する制御を行なうもので、自動調理の性能
の向上を目的とする。

発明の構成 上記目的を達するため、本発明の自動調理器
は、調理物の表面温度を検出する手段例えば赤外
線センサにより、調理開始時より表面温度を検知
し、その温度上昇率を検出することにより調理物
の大きさを推定する。さらに調理開始時から前記
赤外線センサが調理物の所定の加熱温度を検知す
るまでの時間T1をカウントし、前記温度上昇率
から推定された調理物の大きさと調理物の初期温
度から定数Ｋを選択し、定数Ｋとカウントされた
T1より、残りの加熱時間T2を算出するものであ
る。これにより正確な調理時間を算出し、食品の
大きさによつて生じる中心部の加熱不足をなく
し、さらに初期温度によつて生じる調理の出来具
合のバラツキをなくすることが出来る。

実施例の説明 以下、本発明の一実施例について、図面に基づ
いて説明する。

第１図において自動調理器の一実施例として電
子レンジの斜視図を示す。１は加熱出力や加熱時
間を表示する表示部、２は調理の種類や加熱出
力・加熱時間の設定および調理の開始や、停止を
行なうためのキーを配設した設定部、３は加熱室
４へ調理物の出入れを行なうための開閉自在なド
アである。５は本体の外部をカバーする本体ボデ
ーである。６は加熱室４に収納された調理物であ
り、受け皿７に載置されている。

第２図は同電子レンジの縦断面図である。８は
加熱室４の調理物６を加熱するため、高周波エネ
ルギーを発生させるマグネトロンである。９は加
熱室４の上部に取付けられ、調理物６の表面より
放射される赤外線を検知する赤外線センサであ
る。これは調理物の温度を直接検知出来、食品や
容器の影響は受けにくい。１０はマグネトロンを
動作させるための高電圧を発生させる高圧トラン
ス、１１は同じく高圧トランス１０と組合せて高
電圧を発生させるための高電圧コンデンサであ
る。１２はマグネトロン８を冷却しかつ加熱室４
を換気するためのフアンモータである。

第４図に本発明の一実施例としての電子レンジ
の制御回路を示す。１３はマグネトロン８の高周
波制御用回路を示す。１３はマグネトロン８の高
周波出力を制御するための高圧リレーおよびその
駆動回路であり、ONする時間とOFFする時間の
割合をかえることにより調理物６の加熱出力を制
御するものである。このON−OFF時間の割合は
マイクロコンピユータにより決定される。１４は
調理中にONして電源の供給を制御するためのパ
ワーリレーおよびその駆動回路である。１５はド
アー３の開閉に連動したドアースイツチであり、
一つは高圧トランス１０やフアンモータ１２の電
源をON、OFFするものと、他の一つはドアー３
の開閉状態を検知するためにマイクロコンピユー
タ１６への入力信号である。１７は赤外線センサ
９の状態変化を発振周波数の変化に変換し、温度
情報としてマイクロコンピユータ１６に入力可能
な情報にするための発振回路である。１８は時間
管理のために基準パルスを発生するもので、電源
周波数50／60Hzの電圧調節・波形整形回路であ
る。１６はマイクロコンピユータで、制御回路全
体の中心的な働きを持つ。マイクロコンピユータ
１６は外部回路の制御・外部回路より得られる情
報の分析及び演算を実行し、その結果に基づき、
更に外部回路を制御する。例えば設定部２より入
力される調理の種類や加熱時間等の情報を入力
し、その内容に基づいて表示部１の表示出力を制
御する。さらに設定部２の調理開始の情報を入力
して、ドアー３の開閉を示すドアースイツチ１５
より閉じている信号を入力すれば調理を開始す
る。そしてマグネトロン８の高周波出力を制御す
るため２つのリレーおよびその駆動回路１３，１
４への制御信号を出力する。又調理物の温度情報
を発振回路１７から入力しながら加熱制御する。
又、温度情報を分析・演算・判断等を実行しなが
ら加熱を継断する。又調理物の大きさと、定数Ｋ
の関係をマイクロコンピユータ１６に記憶させて
おく。

第５図は調理物の大きさによる加熱状態の差異
を示す図である。調理物が大きくなるに従つて、
調理物の中心部にとどく高周波エネルギーは急激
に減少する。イでは調理物が大きいため高周波が
調理物の表面付近で吸収されて中心部へは届かな
い。したがつて表面部分は加熱されるが中心部は
加熱されにくく、調理物に温度差が出来る。ロで
は食品が小さいため全体で高周波を吸収して温度
差は小さい。

以上のように食品が大きくなるに従つて中心部
の温度が低く、これを適切な温度に引き上げるに
は、赤外線センサが所定の温度を検出した後の加
熱時間T2を、食品が大きくなるに従つて長くす
ることが必要である。第７図イに一実施例として
の加熱パターンを示す。横軸に加熱時間Ｔ、縦軸
に熱加出力Ｐを示す。Ｒ時点で赤外線センサが調
理物が所定温度に到達したことを検出し、その後
の加熱時間T2は、検出までの加熱時間T1に定数
Ｋを掛けて算出する。従来は第７図ロにに示すよ
うに定数Ｋは調理の種類によつて定まり、調理物
の大きさや初期温度に関しては一定であつた。し
たがつて調理物の大きさや初期温度によつて調理
の出来上りにバラツキが生じた。

そこで本発明の一実施例の電子レンジは定数Ｋ
を調理物の大きさや初期温度によりかえることに
より調理の向上を目指すものである。たとえば第
１０図に定数Ｋと調理物の大きさＷの関係を初期
温度t_S1〜t_S4について示したものである。初期温
度はt_S2〜t_S4になるに従つて高くなつている。し
たがつてこれをを実現するためには調理物の大き
さを検出する必要がある。それには同一の高周波
出力に対して調理物の温度上昇率は調理物の大き
さによつて異なることに着目することである。第
８図に同一の高周波出力で加熱した場合の調理物
の大きさの違いによる温度上昇率の様子を示した
ものである。横軸に加熱時間Ｔを縦軸に調理物の
表面温度t_Srを示す。すなわち、加熱開始時から
所定の時間Tch加熱した時の温度上昇が調理物の
大きさによつて異なることを示し、調理物の大き
さがF₃は小さく、F₂からF₁になるに従い大きく
なる。調理物が大きい時は、Tchの加熱に対して
D₁しか上昇せず、調理物が小さくなるに従つて
D₂〜D₃へと上昇率が大きくなる。この温度上昇
率が調理物の大きさに依存していることに着目
し、温度上昇率を検出することにより調理物の大
きさを推定する。この温度上昇率を他の検出方法
としては、所定の温度変化に要する加熱時間によ
つても検出することが可能である。

さらに同一の高周波出力でしかも同一の調理物
の大きさであつても、その時の調理物の温度によ
つて温度上昇率は異なる。これは調理物の温度上
昇は加熱時間に対して直線的に変化せず、温度が
高くなるにつれて上昇率も低下してくることから
明らかである。第９図にその特性を示す。すなわ
ち、所定の加熱時間Tchに対して初期温度によつ
て上昇率が異なる。初期温度が低い時すなわち
F₄では温度上昇率が大きく、逆に初期温度が高
い時F₅では上昇率は小さい。初期温度が低い時
すなわち、初期温度t_S4では温度上昇はD₄、高い
時t_S5ではD₅となり差が生じる。このように、温
度上昇率より調理物の大きさを推定することが出
来、さらにその温度上昇率を調理物の初期温度に
より補正することで正確に調理物の大きさが推定
することが出来る。

こうして推定した調理物の大きさと初期温度に
より定数Ｋを決定してT2を求めることにより安
定した正確な調理物が可能になる。第１０図に本
発明の調理物の大きさＷと定数Ｋの関係を初期温
度t_S1〜4について示す。

このように本実施例によれば調理物の大きさや
初期温度による自動調理の出来上りのバラツキが
なくなり正確な自動調理が可能となる。又調理物
の大きさを、出来上りを検出するセンサで温度上
昇率より検出しているため、他の調理物の大きさ
を検出するセンサや入力手段が不必要で、使い勝
手がよく、安価に実現出来るという効果を有す
る。

発明の効果 以上のように本発明によれば次の効果を得るこ
とが出来る。

(1) 調理物の大きさによる出来上りのバラツキが
生じない。

(2) 調理物が大きくなつても中心部は加熱不足と
ならない。

(3) 調理物の大きさを測定したり入力する必要が
ない。

(4) 調理物の初期温度による出来上りの差が出な
い。

(5) 調理物の大きさを検出するセンサを他に必要
とせず、出来上りを検出するセンサで検出可能
である。したがつて安価に実現出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示す電子レンジ
のドアーが開いた状態の斜視図、第２図は同縦断
面図、第３図は従来の電子レンジの縦断面図、第
４図は同電子レンジの回路図、第５図イ，ロは調
理物の大きさの違いによる加熱状態の差異を示す
要部断面図、第６図は従来の自動電子レンでの加
熱時間と相対湿度の変化を示す特性図、第７図は
従来の加熱時間T1，T2と加熱出力およびT1と定
数Ｋの関係を示す特性図、第８図は調理物の大小
による調理物の温度上昇を示す特性図、第９図は
調理物の初期温度による調理物の表面温度変化を
示す特性図、第１０図は調理物の大きさと定数Ｋ
の関係を調理物の初期温度について示した特性図
である。 １……表示部、２……設定部、３……ドアー、
４……加熱室、５……本体ボデー、６……調理
物、７……受け皿、８……マグネトロン、９……
赤外線センサ、１０……高圧トランス、１１……
高圧コンデンサ、１２……フアンモータ、１３…
…高圧リレーおよびその駆動回路、１４……パワ
ーリレーおよびその駆動回路、１５……ドアース
イツチ、１６……マイクロコンピユータ、１７…
…発振回路、１８……電圧調節・波形整形回路、
１９……湿度センサ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 調理物を収納する加熱室と、この加熱室へ収
   納された調理物を加熱する高周波発振器と、調理
   物の表面温度を検出するセンサと、前記高周波発
   振器の高周波出力を制御する手段と、加熱時間を
   決定する手段を備え、前記センサにより調理物の
   温度上昇率を検出して調理物の大きさを推定し、
   さらに前記加熱時間を決定する手段は加熱開始時
   から前記センサが調理物の所定の加熱状態を検出
   するまでの時間T₁をカウントする手段と、調理
   物の大きさおよび調理物の初期温度と定数Ｋとの
   関係を記憶する記憶手段と、前記センサにより推
   定した調理物の大きさおよび初期温度をもとに前
   記記憶手段から定数Ｋを選択する手段と、この選
   択された定数Ｋとカウントされた時間T₁より、
   前記センサが調理物の所定加熱状態を検知した後
   の加熱時間T₂を演算する手段とで構成し、定数
   Ｋは調理物が大きくなれば定数Ｋも大きくまた初
   期温度も低ければ定数Ｋを大きい値へ補正するこ
   とを特徴とした自動調理器。 ２ 調理物の初期温度により前記温度上昇率から
   調理物の大きさを推定する相関関係をかえる構成
   とした特許請求の範囲第１項記載の自動調理器。