WO1981001493A1 - Temperature control device for heat cooker - Google Patents

Description

― ― 明 細 書

発明の名称

加熱調理器の温度制御装置

技術分野

この発明は 1 つの加熱室で高周波による誘電加熱と、 加熱室 内の雰囲気温度を高温に して加熱調理する ヒータ加熱を行う こ とができる加熱調理器に いて、 複数のセンサ一と マイ ク ロ コ ン ピュータ を組合せて温度を制御する加熱調理器の温度制御装 置に関する .o . 匕

冃景技術

マイ ク π コ ン ピュー タの発達 ， 低廉化に伴いマイ ク 口 コ ン ビ ユ ータで制御される調理器が普及してきてお J 、 その制御機能 は多種多様である力 マイ ク 口 コ ン ピュータにプ ロ グラ ムをィ ンプッ トする場合マ ニ ュ アルによる操作だけではその操作性が 悪 く 、 きわめて複雑 設定手順を踏ま ければなら ¾ぃ¾ どマ イ ク 口 コ ン ピュータ の種々多様な機能を生かしきる ことは困難 である。

そのため各種セ ンサを用いて調理の状態を検知することによ ]9調理の自動化を図ると と もに、 操作性の向上 ， 調理でき る メ 二 ュ一の多様化等が今後の課題と してク 口 一ズアツ ブされてき

± o

また調理の自動化に伴なつて調理の終了時点を予測すること が困難と ])、 調理終了後も 、 調理物の温度を保つ保温機能が 必要不可欠 ¾ものとなってき た。 - しかしながらマイ ク ロ コ ン ピュ ータには技術面 ， コ ス ト面か ゝ ΕΑ Γ

O PI

- ゃ • らの理由で記憶容量や、 入出力の端子数に制限があ ])、 これら を効率よ く利用する必要がある。 また複数のセ ンサ一を使用す る場合にはそれぞれのセ ンサ一にィ ンタ 一フ ヱ ース回路等が必 要と 、 回路の部品点数の増加 ， 繁雑化さらには信頼性の低 5 下を招いていた。 '

またセンサーと して食品の温度を直接検出する温度セ ンサ一 ブ口ーブを用 る場合には着脱可能な構成とする必要があるた め、 その着脱状態を判別して調理プロダラムを変更する必要が あ i 、 その判別方法と して従来では温度センサプロ一ブの脱着 i o に連動する切換えスィ ツチ等を使用していた。

しかしながらこの方法によれば部品点数の増加によるコ ス ト アッ プ ，信頼性の低下をきたし、 温度センサプローブの着脱に 切換えスィ ツチを違動させるので着脱操作が重く って使い勝 手が悪く ¾る ¾どの問題があった。

1 5 発明の開示

この発明の主目的はマイ ク ロ コ ン ピュータと特性の異なる複 数の温度セ ンサーを組合せ、 それぞれの温度セ ンサーから検出 された温度信号を同一の基準電圧発生器からの出力電圧と比較 する構成と して、 その基準電圧レベルによ ]?温度センサープロ 0 ーブの着脱の判別 ，他の温度セ ンサの故障の有無を判別可能に し、 回路の単純化 ， コ ス ト の低廉化 ， 信頼性の向上を図ること で ¾» 。

この発明の他の目的は部品点数ゃコ ス ト を増大させることな く さ らに安全性を向上させることである。 ' 5 この発明のさらに他の目的は制御回路'にァテニユエータを付 加することによ i? 、 加熱室内の温度制御および調理物 （食品 ） に対する温度制御の精度をと もに高める ことである。

以下この発明の一実施例について添付図面と と もに説明する。 図面の簡単な説明

第 1 図はこの発明の一実施例を示す加熱調理器の斜視図、 第 2 図は同要部コ ン ト ロールュニッ トの拡大正面図、 筹 3図は温 度セ ンサプローブの斜視図、 第 4図は同調理器の電気回路図、 第 5図は同要部制御回路の回路図である。

発明を実施するための最良の形態

第 1 図に示すよ う に、 加熱調理器は本体 1 内に加熱室 （ 図示 せず） が設けられて ]?、 加熱室の前面開口部には ドア 2が開 閉自在に設けられている ·。

本体 1 の前面で ドア 2の側方には操作パネル ³が設けられてお 、 本体 1 の上面には加熱室内の空気を排出する排気口 4 , 5 が設けられて る。

上記操作パネル 3は第 ²図に示すよ うに上方に ⁴桁の数字を 表示する表示部⁶が設けられてお ]9、 ^¾ 1 2 ： 5 9 "は ¹ 2分 5 9秒を示している。 そ して表示部 6に 4桁の数字をそれぞれ の桁にエ ン ト リ ーするための時間設定キ一 7 a ， 了 b , ァ c ， 了 dが表示部 ⁶に対応して設けられてお 、 了 a は ¹ 〇分の桁 7 bは 1 分の桁 ， ァ 。は ¹ O秒の桁 ， 7 dは ¹ 秒の桁の数字を ェン ト リ ーすることができる。

操作パネル 3にはさ らに出力選択キ一 8 a ， 8 b , 8 <3カ ぁ

Ϊ) 8 a は高出力 （HIGH) ， 8 bは中出力 （MED) , 8 c は低 出力 （LOW) をェ ン ト リ ーすることができる。 さ らに温度設定キ一 9 , ヒータ加熱の場合にのみ使用する ヒ 一タ キ一 1 O ， 保.温キ一 1 ¹ と 、 調理の停止あるいは取消 しを 行う リ セッ ト キ一 1 2 と、 調理の開始を行うスター ト キ一 1 3 と 、 ドア 2の開閉を行る う開閉ボタ ン 1 4を設けている。 ' 高周波加熱のみを行う場合には出力選択キ一 8 a , 8 b ,

8 cのいずれかを押して出力を選び、 次に時間設定キーァ - a〜 了 d をそれぞれ押して調理時間を設定して表示部 6に表示し、 ス タ ー ト キ一 1 3を押 して調理を開始する。

次に F IG ³に示す温度センサ一ブロ ープ ^{1 5}を調理物 （ 図 示せず） に揷入 して直接調理物の温度を検出して高周波加熱調 理を行う場合には、 温度セ ンサ一プローブ ^{1 5}のプラグ ^{1 6}を 加熱室内に設けたジャ ッ ク 1 ァに差し込み、 出力選択キ一 8 a 〜 8 cで出力'を選んだ後、 温度設定キー 9を.表示部 6に希望の 温度が表示されるまで ック'して温度を設定し、 スター ト キ一 1 3を押して調理を開始する。

次にヒータ加熱で調理を行な う場合、 ヒータキ一 1 oをタ ツ プする こと によ i 表示部 eに庫内温度を表示すると と もに設定 し、 次いで時間設定キーァ a 〜 7 dをタ ッ プして調理時間を設 定すれば表示部 6から庫内温度の設定表示が消えて設定した調 理時間が表示部 6に表示される。 この場合設定される庫内温度 は第 1 表に示すごと く ¹ 〇 0で〜 ² 3 0 °〇を ¹ o °c刻みで設定 でき るも のであ 、 例えば庫内温度 ² o O で で ¹ 時間ヒ ータ加 熱すると言った調理ができ る。 ¾お保温時には後述する よ うに

4 O °C〜 9 5 でまで 5 °C刻みで制御することができ る。

次にヒータ加熱を温度セ ンサブローブ 1 5で制御する場合は

ΟΜΡΙ ' に - —5 — 一—

ヒ ータキー Oをタ ッ プして庫内温度を設定し、 引き続いて温 度設定キー 9をタ ツ プして希望の温度を設定すればよ く 、 例え ば庫内温度 2 00 °Cで、 調理物の内部温度が 8 0 °C と言った調 理ができ る。 ¾お温度セ ンサプローブ ^{1 5}を用いた場合に温度 設定キー ⁹ で設定できる温度は 4 0で〜 ^{9 5} °Cを ⁵。 C刻みで設 定でき るものである。 ―

温度セ ンサブローブ ¹ 5 を用いて調理を行う場合は調理物の重 量に関係る く設定できる便利さがある反面、 調理が終了する時 刻を予測する ことが困難であ J 、 調理終了後調理物を加熱室か ら取 ] 出すまで保温する必要がある。 この様 場合に温度設定 キ一 9 による温度の設定に引き続いて保温キー 1 1 を入力すれ ば ドア 2を開けるまで温度設定キー 9で指定された温度に調理 物を保温することができ る。，

保温方法は高周波加熱の後であれば温度セ ンサブロ ーブの検出 温度に応じて高周波を断続させて容易に保温する ことができる o これは高周波加熱の場合調理物の内部も同時に加熱するこ とが でき るので温度セ ンサブローブの熱応答性が良く なるためであ る o

—方ヒータ加熱による調理の終了後ヒータ加熱によ 保温する こ とは前述の高周波加熱の場合と逆の理由できわめて困難であ o - そこでこの発明では温度セ ンサブ α —ブ 1 5で設定されてい た温度に庫内温度を自動的に設定でき る構成とする ことによ i ヒータ加熱による保温を可能に した。 '

F IG 4は F IG1 に示す加熱調理器の電気回路図であ 、 ド ァ 2を閉 じた調理前の状態を示している。 加熱調理器の主回路 は電流フ ューズ 1 8 , ドア 2の開閉に違動 して開閉する第 1 の ラ ッチスィ ッ チ 1 9 ， ノ、。 ヮ リ レー接点 2 〇 ， 第 2 のラ ッ チスィ ツ チ 2 1 , 双方向性制御整流素子 ^{2 2} ， 高圧 ト ラ ンス ^{2 3} の一 次巻線 2 4を A C電源に直列接続して構成される。 上記高圧 ト ラ ンス 2 3の二次側 2 5 には高圧コ ンデンサ ².⁶ とダイ 才一'ド 2 ァで構成される倍電圧整流回路を介して高周波発振源と るる マ グネ ト ロ ン 2 8 力 接続されてお 、 マ グネ ト ロ ン 2 8 の ヒ 一 タは高圧ト ラ ンス ^{2 3}のヒータ巻線 ^{2 9}に接続されている。

ヒータ加熱を行うためのヒータ 3 0は一端を A C電源の一端に 接続し、 他端を双方向性制御整流素子 3 1 の力ソ ー ドを介して 第 2 の ラ ッ チス ィ ッ チ ^{2 1} と双方向性制御整流素子 ^{2 2} のァノ - ドの接続点に接続している。 フ ァ ンモー タ ³ 2は一端を A C 電源の一端に、 他端を双方 J¾性制御整流素子 3 1 のアノ ー ド側 に接続している。 ショ ー ト ス ィ ッ チ 3 3は一端を A C電源の一 端に、 .他端をパ ワ ー リ レ一接点 2 0と第 ²のラ ッ チス ィ ツ ^ 2¹ との接続点に接続し、 その開閉動作は第 1 ， 第 2のラ ッ チスィ ツ チ 1 9 ， 2 1 に連動して逆動作する。

するわち第 ¹ ， 第² の ラ ッ チスィ ッ チ ^{1 9} , ^{2 1} が閉成すると 開成し、 開成すると閉成し、 ドア 2の開成時に第 1 のラ ッ チス イ ッ チ 1 9 ， パ ワ ー リ レー接点 2 Oの少な く と も一方が溶着し た時に主回路をショ一 ト して電流フユ一ズ 1 8 を溶断させる。 オーブンラ ン プ 3 4 は ラ ンプス ィ ツ チ 3 5を介して接続され、 ラ ンプス ィ ッ チ 3 5は第 1 ， 第 2 の ラ ッ チスィ ッ チ 1 9 ， 2 1 に連動して動作する。

, 。:ΛΠ一 低圧 ト ラ ンス ^{3 6}の一次側は A C電源の一端と電流フ ユ 一ズ 8と第 ¹ のラ ッチスィ ツチ ¹ 9 との接続点間に接続され、 二 次側は制御回路 3 ァの電源と して接続されている。 制御回路 3 了はパ ワ ー リ レー接点 2 O、 双方向性制御整流素子 22 , 3 1 を制御することによ ]) ヒータ ³〇 ， マグネ ト ロ ン 2 8 の出力を 、 制御するものである。 そして制御回路 3 了は第 1 ， 第 2のラ ッ チ スィ ッ チ 1 9 ， 2 1 と連動する ドアス ィ ッ チ 3 Sを有してお 、 この ドアスィ ッ チ 3 8によ ！）、 ドア 2 の動作信号を取 込 む構成と している。 なお上記低圧 ト ラ ン ス 3 6の一次側と並列 にバリ スタ 3 9を接続し雑音による誤動作を防止している。

上記構成において制御回路 3ァには常時低圧ト ラ ンス 3 6から 電力が供給されてお ] 、 F IG 2 で説明したよ うる手順で調理 がプロ グラ ムされ、 スタ ー トキ—づ 3が押されると、 ドアスィ ツチ 3 8によ J 制御回路 3 了へドア 2の信号が入力されている ためパ ワ ー リ レー接点 2 〇が閉じ、 主回路が閉成されラ ンブス ィ ツチ 3 5を通してオーブンラ ンプ 3 4が点灯すると ともにフ ァ ンモータ 3 2が始動する。 そして高周波加熱をする場合には 双方向性制御整流素子 2 2が導通して高圧ト ラ ンス 2 3に電 を供給し、 マグネ ト ロ ン 2 8が発振する。

した力 つて高周波出力は制御回路 3 7によ j9双方向性制御整流 素子 2 2を断続制御することによ 制御される。

次にヒータ加熱をする場合には制御回路 3 7によ ]?双方向性制 御整流素子 3 1 の断続を制御して出力を制御する。

F IG 5 は上記制御回路 3 ァの概略を示したも ので、 以下その 制御動作について説明する。 マイ ク -口 コ ン ピュ ータ 4 0の出力

OMPI R 1 〇〜 R 1 4の 5 ビ ッ ト の信号によ ！） 、 イ ンバ一タ と レジス タのマ ト リ ツ クスで形成される基準電圧発生器 4 1 が入力の組 み合わせによ ]? ^{3 2}段階の電圧を発生する。 この電圧はコ ンパ レ一タ 4 2 のマ イ ナス （一）入力へ直接供給し、 コ ンパ レータ 43 のマ イ ナス （一）入力には抵抗 4 4 , 4 5で分圧して供給する。 ま たマ イ ク ロ コ ン ピュー タ 4 0の出力 R 1 5 と、-ィ ンバータ 46 に よ 抵抗 4 7 を介してコ ンパレ一タ 4 2のマイ ナス （-)入力 電圧を切 D換え可能る檮成と している。

4 8は加熱室内の温度を検出するための高温サ一ミ スタ （温度 セ ンサ ） で、 抵抗 4 9 と分圧されてコ ンパ レータ ^{4 2}のブラス

(+)入力に接続されて る。 5 0は F IG 3に示す温度セ ンサ プローブ 1 5内に設けられている低温サー ミ スタで、 抵抗 5 ¹ とによ j?分圧してコ ンパ レ ータ ^{4 3}のブラス （+ )入力に接続さ れている o

上記構成において加熱室内の温度制御を行う場合、 高温サ一 ミ ス タ 4 8 と抵抗 4 9 で分圧された温度信号と基準電圧発生器⁴¹ の出力をコ ンパ レータ ^{4 2} で比較し、 抵抗 ^{5 2} ， ト ラ ン ジスタ

5 3を介してマイ ク 口 コ ン ピュ一タ 4 0の R Oの出力されたタ イ ミ ングで K 2に読み込まれ、 この信号によ J 結果と してヒ ー タ 3 〇の匍 j御を行 う。

次に温度セ ンサプローブ ^{1 5}で温度制御を行う場合は低温サー ミ スタ 5 0 と抵抗 5 1 で分圧された温度信号と、 抵抗 44， 45 で形成されるァテニ ユ エ一タ を介した基準電圧発生器 4 1 の出 力電圧とをコ ンパ レータ ^{4 3}で比較し、 抵抗 ^{5 4}および ト .ラ ン ジスタ 5 5 を介してマイ ク ロ コ ン ピュータ 4 0の R 1 の出力さ

Ο Ρί一 " - .' — 9— 一

れたタ イ ミ ングで Κ ²に読み込まれ結果と してヒ ータ 3 〇ある いはマグネ ト ロ ン 2 8の出力を制御する ο 前述したよ うに低温 サ一 ミ スタ ⁵ Οの温度制御範囲は 4 O °C〜 9 5。C で、 高温サー ミ ス タ 4 8の温度制御範囲は 1 O Oで〜 2 3〇。C と して設定さ れている。 しか しながらヒータ 3 Oによ 調理物を保温する時 には、 高温サ一 ミ スタ 4 8によ 4 0で 〜 9 5 °Cの制御を必要 とする。 この場合にはマイク ロ コ ン ピュータ 4〇の 5の出 力が高 （HIGH) と つてイ ンバ一タ 4 6の出力が低 （LOW) と ])、 抵抗 4 7が基準電圧発生器 4 1 の出力に並列接続され るため、 これはァテニユ エ一タ と して動作し、 この電圧と高温 サ一 ミ ス タ 4 8の温度信号とを比較することによ 1) 40° (：〜 95。C の温度制御が可能とるる。 これらの基準電圧の段階と温度信号 との関係は次の第 1 表に示す如くに設定 している。

以 下 余 白

OMPI · WIPO 第 1 表 (πη -リ " — ミ スタ

の離 {ffi^サ一ミスタ

Χί Ί O Liリ W i Ί 11丄 《tl o Probe し. 断線，故障 —

1 Probe — ——

2 — —

3 —

4

5 O⁰C

6 45°C

了 50°C

8 55。C

9 60°C — -

1 O 65°C 40。C

1 1 了 o。c — 45°C

1 2 了 5。C 1 oov 50°C

1 3 80⁰C 1 1 o°c 55°C

1 4 S 5°C 1 20°C 6〇。C

1 5 90°C 30。C 65°C

1 6 95°C 1 40°C 了〇°c

1 T • 1 50°C 75。C

1 S 短絡故障 1 6O⁰C SO°C

1 9 1 了 o°c S 5°C

20 1 so°c 90°C

21 1 90°C 95°C

22 2〇0°C ―

23 2 0。C —

24 22O⁰C

25 230°C

26

¾i 7ϊΦ q P-?-

28

29

30

31

OMPI 第 1 表に示すよ うに温度センサプローブの装着の有無や、 サ 一ミ スタの斬線 ， 短絡故障も マイ ク ロ コ ン ピュータにプ。 グラ ムする ことによ 検出機能を持たせる ことができ る。 ¾お第 1 表の中で温度制御範囲と故障検出レベルが隣接 しているいのは 調理物のオーバ一シュー ト等によ 誤動作を生じさせるいため で る。

第 1 表では基準電圧の段階に対して、 設定されている温度ステ ッ プを違続的に並べているが、 必ずしも この必要はな く 、 特に

.高温サ一 ミ スタ 4 8ではヒータ近傍の温度を検出し、 加熱室内 の中央の温度を推測して制御するために、 サー ミ スタの検出温 度と、 加熱室の中央温度との温度差の影響を受け、 サ一ミ.ス タ の検出信号と温度の関係はよ 複雑に ]?、 この解決方法と し て基'準電圧の段階に対 して温度設定を不違続にとる ことができ る。 また第 1 表を見た限 i9では同一特性のサ一 ミ スタ、 即ち高 温サ一 ミ スタの特性のみで温度センサプローブの低温サ一 ミ ス タ をも カバーでき るよ うに思われるが、 実際にはその温度精度 に問題があ 、 調理物の終了温度を決定する低温サ一 ミ スタは— き わめて精度が高く 、 一方高温サーミ スタは高温時の特性で違 定されているのであって、 この発明で示すよ う な使い方が好ま しい o

産業上の利用可能性

以上説明したよ うにこの発明によればマイ ク ロ コ ン ピュータ と特性の異るる複数の温度セ ンサを組合わせて調理の自動化を 図 、 それぞれの温度センサから検出された温度信号を同一の 基準電圧発生器からの出力電圧と比較する構成と しているので、 その基準電 Eレベルによ ]3温度センサブ α —ブの着脱の判別、 他の温度センサの故障の有無を判別可能にし、 制御回路の単純 化 ，部品点数の削減 ， コ ス トの低廉化 ，安全性， 信頼性の向上 を図ることができる。

またマイ コン制御にァテニユ エ 一タを付加することによ i?加 熱室内の温度制御および調理物に対する温度制—御の精度をとも に高めることができる。

Claims

• 請 求 の 範 囲

1 - 高周波加熱手段と ヒータ加熱手段を有する加熱調理器にお いて、 調理物 （食品 ） に接触あるいは揷入して調理物の温度を 検出する着脱自在る温度セ ンサプ α —ブと、 加熱室内に設けら

5 れ加熱室内の温度を検出する温度センサと、 上記温度センサブ コ ーズある は温度センサか らの信号.に基づいて高周波加熱手 段あるいはヒータ加熱手段を制御するマ イ ク ロ コ ン ピュ ータを 含む制御回路とを備え、 上記制御回路はマ イ ク ロ コ ン ピュ ータ と 、 このマ イ ク ロ コ ン ピュータ の出力に応じて基準電圧を発生 l O する基準電圧発生器と、 この基準電圧発生器か らの基準電圧と 上記温度セ ンサブロ ーブの信号電圧とを比較する第 1 のコ ンパ レータ と、 上記基準電圧と上記温度センサの信号電圧を比較す る第 2 のコクパ レ一タ と よ な ！） 、 上記基準電圧発生器の'出力 電圧のステツ プに応じて調理物の温度制御 ， 加熱室内の温度制

1 5 御を行う と と もに上記温度センサプロ ーブの着脱状態の判別を 上記マイ ク 口 コ ン ピュ ータ で行う ことを特徵とする加熱調理器 の温度制御装置。

2 . 請求の範囲第 1 項において、 上記温度セ ンサプロ ーブおよ び温度セ ンサからの信号電圧を上記基準電圧発生器の出力電圧 0 の ステツ ブに応じてコ ンパ レータで比較し、 この比較信号を上 記マイ ク α コ ン ピュ ータ で判別し、 故障状態を判定するこ とを 特徵とする加熱調理器の温度制御装置。

3 . 請求の範囲第 1 項において、 上記温度セ ンサか らの温度信 号電圧と上記基準電圧発生器からの出力電圧を了テニュエータ 5 を介してコ ンパ レー タで比較することによ ] 温度セ ンサの温度 ί

"\VlfO • 検出範囲および温度検出幅を可変することを特徵とする加熱調 理器の温度制御装置。

4 . 請求の範囲第 1 項において、 温度セ ンサブロ ーブおよび温 度センサのうち少く と も一方からの温度信号電圧と、 上記基準 5 電圧発生器からの出力電圧とを直接コ ンパレータ で比較して温 度制御する手段と、 ァテニ ユ エ一タを介して比教して温度制御 する手段とを有し、 上記両手段を選択的に使用することによ ]9、 上記温度セ ンサプローブあるいは温度 ンサの温度検出範囲あ るいは温度検出幅を可変することを特徵とする加熱調理器の温 , ο 度制御装置。 i

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