JP2584053B2 - 自動加熱装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は被加熱物の加熱状態に応じて出てくる水蒸気
およびガスに含まれる熱気を検出して被加熱物の加熱終
了時間を適宜決定し良好な加熱状態を実現する自動加熱
装置に関するものである。

従来の技術 従来より自動加熱装置においては、加熱室へ空気を送
り込む送風口が加熱室の側面上部で扉側に配置されて、
主たる排気口は加熱室の側面上部にて加熱室奥で扉から
違い位置に配置されて、さらに第２の排気口は加熱室天
井のほぼ中央部に配置されており、このような３者の仮
想直線状態の位置関係では送風口から第１の排気口へ空
気が排出されるときは第２の排気口にても同時に排気さ
れることになる。そのため、本来加熱室に発生した被加
熱物からの水蒸気ガスを第２の排気口から取り出して雰
囲気センサまで届けて被加熱物の加熱状態を検出する筈
であるが、被加熱物からの水蒸気ガスが第２の排気口か
ら取り出されるまえに送風口からの空気によって第１の
排気口にまで吹き飛ばされてしまう。このため被加熱物
の加熱状態を雰囲気センサにて検出するのが遅くなると
か、検出出来ないといった状態となり、機器の本来の目
的である被加熱物の自動加熱調理が出来ないという課題
がある。

以下第９〜11図とともに従来例について説明する。

第９図のように加熱室１と電波遮蔽が出来てしかも光
を通すようなのぞき窓12の加熱室側の面に透明ガラス13
を用いた開閉自在のドア11と、加熱条件および加熱時
間、加熱の開始と停止などの動作指示を入力する操作部
10とが機器の前面にあり機器の側面にはボデー13を備え
ている自動加熱装置である。第10図では加熱室１の中を
示しているが、右側面上部のドア11側に送風口２として
の多くの孔がある、左側面上部の奥（ドア11から離れて
いる）側に第１の排気口３としての多くの孔がある、そ
して天井のほぼ中央部に第２の排気口４を配置してい
て、送風口２と第１の排気口３と第２の排気口４の３個
所の位置関係がほぼ仮想直線状態になっている。そして
この構成でドア11と操作部10とボデー13を外したのが第
11図で第２の排気口４から出ていく空気は第２の排気ガ
イド14から通気パイプ15を経て排出ガイドA16および排
出ガイドB17を通りながら雰囲気センサ７の感熱面に触
れた後に機器の外へ排気される。また加熱室１に入って
くる送風口２からの空気は機械室後部のファンモータ18
によって作られたもので高圧トランス19および高周波発
生手段としてのマグネトロン５などを冷却しながらエア
ガイド20にてマグネトロン５の放熱板の部分から加熱室
１の送風口２まで送り込まれるように規制されている。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、この構成においては加熱室１に送り込
まれる空気は第１の排気口３および第２の排気口４から
排出されるが、自動加熱装置としては加熱室１に入って
きた空気に被加熱物９からの水蒸気ガスを含ませて排気
して排出ガイドB17の部分の雰囲気センサ７にて水蒸気
ガスを検出して被加熱物９の加熱時間を決定するのであ
るが、送風口２から加熱室１に入る空気のほとんどが第
１の排気口３に向かって流れているときに、この奔流と
も言うべき空気の流れを横切るような形で加熱室１に広
がって被加熱物９からの水蒸気ガスを含んだ後の空気が
第２の排気口４に達して、第２の排気ガイド14を経なが
ら雰囲気センサ７にまで被加熱物９からの水蒸気ガスの
状態を素早く伝えるのは非常に難しく、被加熱物９の加
熱状態を判定するのが遅れたり、加熱されていることを
検出出来なくて被加熱物９を加熱し過ぎることになると
いう課題があった。

そこで、本発明は送風口２から第１の排気口３へ流れ
る奔流とも言える空気の流れによって加熱室内の水蒸気
ガスを含んだ空気が第２の排気口４に到達するのを妨げ
ない自動加熱装置を提供することを目的としている。

課題を解決するための手段 そこで前記目的を達成するために本発明は、加熱室内
での送風口と第１の排気口と第２の排気口との３個所の
位置関係が略直線位置状態にならずに略三角形の角に相
当する位置状態となるように配置するものである。

作用 本発明の自動加熱装置は、加熱室内の送風口と第１の
排気口と第２の排気口との３個所の位置関係が略三角形
の角に相当する位置状態に配置されていることにより、
加熱室内の被加熱物が加熱具合として程よく加熱された
頃に、被加熱物からの水蒸気ガスを含む空気が第２の排
気口に到達して第２の排気ガイドを経て雰囲気センサに
まで速やかに到達することができるので、加熱状態の検
知遅れおよび検知不能という状態が防止出来ることにな
り、被加熱物を加熱し過ぎるという不完全な自動加熱が
防止できる。

実施例 以下本発明の一実施例における自動加熱装置について
図面とともに説明する。

第１図に示すように加熱室１の開口部にはドア11が開
閉自在に設けられている。加熱室１の右側面上部ドア側
に送風口２が配置され、加熱室１の左側面下部ドア側に
第１の排気口３が配置され、加熱室１の天井ほぼ中央部
に第２の排気口４が配置されている。そのため、送風口
２と第１の排気口３と第２の排気口４との三者の位置関
係は略三角形の角に相当する位置関係になっている。

第２図では第１図のドア11と操作部10およびボデー13
を取り除いた状態で第１の排気口３が見えている。第２
の排気ガイド14およびマグネトロン５などの機能部品に
ついては従来例と同じ品物については同じ番号記号で示
している。

第３図では本発明の実施例における機能部品のブロッ
ク構成を示している。第３図に示すように加熱室１の中
に被加熱物９を載置する回転台21が設けられている。加
熱室１の壁に被加熱物９を加熱する高周波電力の給電を
おこなう高周波発生手段としてのマグネトロン５と加熱
室１内の被加熱物９を照明するランプ22とを備えてい
る。被加熱物９を載せる回転台21は回転台モーター23の
動作に従い回転し、この回転台モーター23の動作が駆動
手段24の出力信号により制御され被加熱物９の加熱中に
は回転台21を回転している。マグネトロン５へ高電圧を
供給する高圧トランス19も駆動手段24の出力信号により
動作が制御されている。このように高周波発生手段とし
てのマグネトロン５に高電圧を供給する高圧トランス19
が駆動手段24により制御されているということは、マグ
ネトロン５が間接的に駆動手段24により制御されている
ことになる。ファンモーター18も駆動手段24の出力信号
により制御されておりマグネトロン５とランプ22と高圧
トランス19を冷却する風を送り、またファンモーター18
が加熱室１へ空気を送り込み加熱室１に発生する被加熱
物９からの水蒸気ガスなどを機体外へ排出するための搬
出機能を空気に持たせている。これら高圧トランス19、
ファンモーター18および回転台モーター23を駆動手段24
により制御されているが、この駆動手段24の動作内容は
制御部６からの制御信号にて動作制御されている。

ファンモーター18の傍には送風量および送風方向を規
制するためのオリフィス25が設けられている。

ファンモーター18から送られた空気が加熱室１に入っ
たあと被加熱物９の水蒸気ガスを含み機体外へ出ていく
には２つの排気通路がある。第１の排気口３から第１の
排気ガイド26を経由して第１の非出口27を通り出てゆく
第１の排気通路と第２の排気口４から第２の排気ガイド
14および通気パイプ15さらに排出ガイドA16および排出
ガイドB17を経由して第２の排出口28を通り出てゆく第
２の排気通路とである。この第２の排気通路の内壁面に
は焦電性を有する雰囲気センサ７の感熱面が露出されて
いる。

雰囲気センサ７では被加熱物９からの水蒸気ガスに含
まれる熱が感熱面から焦電性をもつセンサ素子に伝えら
れると、急激な温度上昇が素子の一部に与えられること
になり、急激な温度上昇による熱衝撃にて素子の内部の
分極平行状態が乱れて素子表面の電極に急激な電圧変化
のパルス信号として現れる。このパルス信号は暖まった
素子に冷たい空気が当たるような急激な温度低下の時に
も現れるが温度上昇のときとは逆極性にパルス信号電圧
が発生する。

雰囲気センサ７の水蒸気ガスの検出信号がセンサ信号
処理手段29に伝えられる。そしてセンサ信号処理手段29
の中のローパスフィルター回路とかハイパスフィルター
回路とか信号電圧の増幅回路にて水蒸気ガスの検出信号
が加工処理されて制御部６にパルス信号が繰り返し伝え
られる。

制御部６では、操作部10の入力キーボードから入力さ
れた入力信号により、操作部６へ表示出力信号を出力し
たり、駆動手段24を駆動する信号を出力してマグネトロ
ン５を働かせて被加熱物９を加熱したり、回転台21を回
転させることになる。また、制御部６では雰囲気センサ
７からの水蒸気ガスの検出信号がセンサ信号処理手段29
を経て制御部６に伝えられると、加熱開始後の第１の所
定時間内に第１の識別手段30にて識別した内容に基づき
第１の記録手段31に記録される。そして制御部６のしき
い値選定手段34では第１の記録手段31に記録された内容
に基づき複数のしきい値を選択するための分類表および
計算式を含んでいる。制御部６の第２の識別手段32は加
熱開始後の第１の所定時間後にセンサ信号処理手段29か
ら伝えられる水蒸気ガスの検出信号を識別し信号電圧を
確認したり、信号の量がどのようになっているかを確認
する。そして制御部６の第２の記録手段33では第２の識
別手段32にて識別確認された水蒸気ガスの検出信号電圧
および検出信号の量を記録するものである。

さらに、制御部６では第２の記録手段33に記録された
水蒸気ガスの検出信号電圧および検出信号量について、
第１の記録手段31の検出信号についての内容に基づいて
しきい値選定手段34にて選定されたしきい値と比較確認
して、被加熱物９の加熱状況を判定し加熱を継続するの
か、加熱を停止して加熱終了を表示するか、いずれかの
動作状態を選択し制御手段信号を出力する。

第４図に示すように、横軸に加熱経過時間を示し縦軸
に検出信号電圧のレベルを示す雰囲気センサ７の検出信
号の時間経過に伴い変化する様子を観ると、加熱開始後
T₁時間からT₂時間までの第１の所定時間内に検出信号レ
ベルとして第１の識別手段30が最大値をDmとして読み取
り第１の記録手段31にDmを記録する。しきい値選定手段
34では第１の記録手段31に記録された内容Dmの値に応じ
て複数のしきい値が選定される。この複数のしきい値の
選定される条件として以下の第１表および第２表に示し
ているような方法がある。ここでは第１表について説明
を行う。

第１表では３種類のDmに応じてしきい値設定用の定数
として３種類のA,B,Cの定数をDmに付け加えている。こ
のようにしてしきい値を設定して被加熱物９からの水蒸
気ガスの検知時間となったのがtdであり、機器の総合感
度が小さいときが（ａ）で感度の標準が（ｂ）さらに感
度の大きいときは（ｃ）である。このように機器の感度
がばらついても水蒸気ガスの検知時間tdのばらつきは究
めて小さな状態になる。ところが、しきい値の設定条件
として機器の感度がばらついても同じ定数を第１の記録
内容のDmに加えたときの水蒸気ガス検知時間がどのよう
になるかを第４図の（ｂ），（ｃ）に示したのがtd₁,td
₂でありtdに比べて時間ずれの現れているのがよくわか
る。つまり、感度の小さい（ａ）の条件と同じ検知方法
を感度の標準としての（ｂ）と感度の大きな（ｃ）とに
適用すると水蒸気ガス検知時間のtdがtd₁とかtd₂のよう
に時間が短くなることで、被加熱物９を加熱する加熱時
間が短くなる。このように、機器の感度の小さいときと
感度の大きいときとで同じ検知方法を使用すると機器の
感度の小さいときより機器の感度の大きいときの方の検
知時間が短く、被加熱物９を加熱する時間が短くなって
しまう。

しきい値選定手段34にて設定された複数のしきい値の
いずれかの値に検出信号の値が達しているかいないか
を、T₂以後の時間に第２の識別手段32が検出信号を識別
して設定したいしきい値を越えたセンサ信号がどの程度
の分量回数あったかを第２の記録手段に記録する。そし
て第２の記録手段に記録されたしきい値を越えた信号の
分量回数が、あらかじめ設定してある検知分量としての
パルス信号の回数５回よりも多くなったときに、被加熱
物９からの水蒸気ガスの信号が被加熱物９の加熱状態の
出来具合が程よい状態に達したことを示す時間として時
刻tdが記録される。

被加熱物９の加熱出来具合によって決まる水蒸気ガス
の検知時間のtdが得られたら、ほとんどの被加熱物９は
程よく加熱が出来上がっていることになり、この段階で
加熱を停止しても問題はない。しかし、tdの検知時間が
水蒸気ガスが被加熱物９から出始めたばかりのときであ
るため、被加熱物９のばらつきを考慮すると、加熱を追
加するのが望ましく、追加加熱を行うための時間として
tdのα倍（αは定数）を設定するのが望ましい。

本実施例の加熱動作の順序は加熱室１に被加熱物９を
入れて加熱メニューを選択しさらに加熱開始のキーを入
力して加熱が始まるところから第５図に示している。
（ａ）制御部６から制御信号が出力され駆動手段24を経
由してマグネトロン５高圧トランス19ファンモーター19
回転台モーター23などを駆動開始する。（ｂ）制御部６
の中で加熱経過時間Ｔの計数を開始する。（ｃ）時間経
過が第１の所定時間T₁になったかT₁になるまで待つ。
（ｄ）第１の識別手段30にて雰囲気センサ７の信号レベ
ルの代表値Dmを最大値Dmaxとして決定する。（ｅ）第１
の記録手段31にセンサ信号レベルの代表値Dmを記録す
る。（ｆ）第１の所定時間が終了するまで（ｄ），
（ｅ）を繰り返す。（ｇ）しきい値選定手段34にて雰囲
気センサ信号レベルの代表値Dmに基づき複数のしきい値
選定条件から１つを選定する（例Dm＋Ｂ）。（ｂ）第１
の所定時間が終了したときから第２の識別手段32にて雰
囲気センサ信号レベルの値Ｄとその信号分量回数Ｎにつ
いて分類識別する。（ｉ）第２の記録手段33に雰囲気セ
ンサ信号レベルの値Ｄと信号分量回数Ｎを記録する。
（ｊ）雰囲気センサ信号レベルの値Ｄがしきい値選定手
段34にて選定された信号レベル以上の大きい値になるま
で（ｈ），（ｌ）を繰り返す。（ｋ）雰囲気センサ信号
レベルの値がしきい値レベル以上になる信号分量回数Ｎ
があらかじめ定めた値の５回に達するまで（ｈ），
（ｉ），（ｊ）を繰り返す。（ｌ）被加熱物９が程よく
加熱されたことを知らせる雰囲気センサ信号変化検知時
間としてtdを記録する。（ｍ）追加加熱時間としてtdの
α倍の時間について加熱を行って加熱を終了する。

なお、雰囲気センサ７は焦電性を備えた素子を代表例
として示したが、圧電性をも合わせ持っていても差し支
えなく例えば圧電ブザーであったり超音波振動子であっ
たりする圧電セラミックスが金属板に固定されたもので
あっても本発明の内容を十分満足させることができる。

次の本発明の他の実施例を第６図を用いて説明する。
第６図において前記実施例と相違する点は第１の排気口
３が左側面上部のドア側の位置に配置される構成とした
ことにあり、この構成によれば加熱室１への送風口２と
第１の排気口３と第２の排気口４との三者の間には略三
角形の角に相当する位置関係が成立して、送風口２から
第１排気口３への空気の奔流が加熱室１内の水蒸気ガス
が第２の排気口４に到達するのを妨げることがないとい
う効果がある。また、第７図において前記実施例と相違
する点は第１の排気口３が左側面下部の奥側の位置（ド
ア11から離れた）に配置される構成としたことにあり、
この構成によれば加熱室１への送風口２と第１の排気口
３と第２の排気口４との三者の間には略三角形の角に相
当する位置関係が成立して、送風口２から第１の排気口
３への空気の奔流が加熱室１内の水蒸気ガスが第２の排
気口４に到達するを妨げることがないという効果があ
る。また、第８図において前記実施例と相違する点は第
２の排気口４が天井面の中央よりも右側面側へ偏り、さ
らに加熱室１の後ろ側に偏っているように配置される構
成としたことにあり、この構成によれば加熱室１への送
風口２と第１の排気口３と第２の排気口４との三者の間
には略三角形の角に相当する位置関係が成立して、送風
口２から第１の排気口３への空気の奔流が加熱室１内の
水蒸気ガスが第２の排気口４に到達するのを妨げること
がないという効果がある。

発明の効果 以上のように本発明の自動加熱装置によれば、以下の
効果が得られる。

（１） 加熱室へ空気を入れる送風口と加熱室から空気
を排出する第１の排気口と第２の排気口との三者による
位置関係に略三角形の角に相当する位置関係が成り立つ
ことにより、送風口から第１の排気口への空気の奔流が
加熱室内の水蒸気ガスが第２の排気口に到達するのを妨
げることがないという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における自動加熱装置を正面
からみた図、第２図は同装置の分解斜視図、第３図は本
発明の一実施例における機能部品のブロック構成図、第
４図は本発明の一実施例における雰囲気センサ信号の経
時変化図、第５図は本発明の一実施例におけるフローチ
ャート、第６図〜第８図は本発明の他の実施例における
正面からみた図、第９図は従来の自動加熱装置の斜視
図、第10図は同装置を正面からみた図、第11図は同装置
の分解斜視図である。 １……加熱室、２……送風口、３……第１の排気口、４
……第２の排気口。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村上 進 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 礒野 辰次 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 幡川 登世次 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 実開 平１−16514（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被加熱物を載置する加熱室と、この加熱室
   に結合された高周波発生手段と、前記高周波発生手段へ
   の給電を制御する制御部と、前記加熱室へ空気を送り込
   む送風口と、この加熱室から空気を排気するための第１
   の排気口と、同じくこの加熱室から空気を排気する第２
   の排気口と、前記被加熱物から発生する水蒸気やガスの
   熱気を検出する雰囲気センサとより成り、前記送風口と
   第１の排気口と第２の排気口との３個所の通気口の位置
   が略三角形の角に相当するように配置した自動加熱装
   置。