JPH01114626A - 加熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、加熱用電波による食品等の加熱を行う電子レ
ンジや輻射熱あるいは熱風などにより食品などを加熱す
るオーブン、グリルなどの加熱装置の改良に関し、さら
に詳しくは、このような加熱装置の加熱分布ならびに、
自動調理性能の改良に関するものである。

従来の技術 従来、例えば電子レンジなどの加熱分布の均一化のため
には、食品を載せた台（ターンテーブル）を回転させた
り電波かくはん装置を加熱室内に設けてこれを作動させ
たりしていた。

第１１図は、ターンテーブルにより加熱分布の均一化を
図った電子レンジである。同図において、筐体１内の加
熱室であるオーブン２には、導波管３を通ってマグネト
ロン４より電波が供給され、ターンテーブル５上の食品
６を加熱するよう構成されている。冷却ファン７の冷却
風はマグネトロン４を冷却後オーブン２内を通って図中
矢印のように排気口８より排気される。

ターンテーブル５は、ターンテーブル駆動用の駆動モー
タ９のシャフト１０により回転力を与えられ一定の回転
スピードで回転する。１１はターンテーブル５の下部に
３〜４個設けられたコロの１つでターンテーブルの水平
位置安定性とスムーズな回転を確保するためのものであ
る。駆動モータ９は図のようにオーブン２内のターンテ
ーブル５に回転力を伝達する必要があるため、オーブン
２の底面を貫通せねばならず、電波シール装置１２を介
して図のようにオーブンに取り付けられていた。

第１２図は、第１１図の電子レンジの回路図であり、同
符号のものは相当する構成要素である。

運転スイッチ１３を投入すると商用電源１４が供給され
、駆動モータ９、冷却ファン７および高圧トランス１５
に電力が供給され、マグネトロン４が発振して電波をオ
ーブンに供給する。同時に冷却ファン７と駆動モータ９
も作動するので、マグネトロン４が冷却されると共に、
ターンテーブルが回転する。したがって、マグネトロン
の過熱が防止されると共に、食品６の均一加熱が行われ
る。なお、１６．１７はコンデンサおよびダイオードで
ある。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、このような従来の技術では以下に述べる
ような欠点があった。

前述したように、ターンテーブル５を回転させるために
、駆動モータ９の軸１０はオーブン２の底面を貫通する
ことが必要であり、この貫通部分からの電波漏れを防止
するためには電波シール装置１２が必要であった。した
がって、構造が複雑化すると共に部品数が増加してこれ
らの組立が極めて面倒となり、高価なものになるという
欠点があった。さらに、オーブン内の掃除などもしにく
いという欠点があった。また、オーブン底面の近傍空間
には、電波シール装置１２や駆動モータ９を設けること
が必要であり、さらにターンテーブル５と軸１０との結
合部分が必要となるのでターンテーブル５そのものもあ
る程度の厚さが必要であった。したがって、筐体１の下
部でオーブン２の底面の近傍には食品加熱に直接必要の
ない空間が相当必要となり、電子レンジの全体構成のコ
ンパクト化を阻害したり、オーブンの有効容積を削減し
てしまうという欠点があった。また、食品の自動調理を
行うためには、例えばコロ１１の下部に食品の重量を検
知する重量センサ等を設け、この信号で自動調理を行わ
ねばならず、その構成が複雑化、高価格化せざるを得な
かった。

問題点を解決するための手段 本発明は、このような従来の欠点を一掃するためになさ
れたものであり、以下に述べる構成により成るものであ
る。

すなわち、加熱エネルギーを発生する加熱手段と、この
加熱エネルギーが供給される加熱室と、この加熱室の底
面又はその近傍に設けられ回転力を発生する電気的振動
体と、この振動体の動作状態検知手段と、この動作状態
検知手段の信号で被加熱物の重量を判定する重量判定手
段とにより構成されたものである。

作　　用 本発明の調理器は、この構成によりオーブン内の被加熱
物に直接もしくは被加熱物置台などを介して間接的に回
転運動を生じさせ、この回転運動にて被加熱物の均一加
熱を可能ならしめるという作用を有している。さらに、
この回転運動を生じせしめる電気的振動体のインピーダ
ンスや消費電力、あるいは回転運動の速度などを直接も
しくは間接的に検知する動作状態検知手段により、被加
熱物の重量を新たな重量検知手段を設けることなく検出
し、自動調理を簡単に可能ならしめるという作用を有し
ている。

実施例 以下、本発明の一実施例について図面と共に説明する。

第１図は本発明の一実施例を示す調理器（高周波加熱装
置）の構成を示す断面図であり、第１１図と同符号のも
のは相当する構成要素であって詳しい説明を省略する。

同図において、オーブン２の底面には、高さ５朋程度の
突起部１８が設けられ、この突起部１８にターンテーブ
ル５が置かれている。突起部１８の上面には円環状の圧
電振動子１９が接着され、これらは振動体（電気的振動
体）を構成している。

ターンテーブル５が前記突起部１８に接する面には、０
．１ｆｌ程度の比較的摩擦係数の高い材料（例えばポリ
アミド１維とポリイミド樹脂を主成分とした複合材料）
で構成した高摩擦材料２０が設けられている。

マグネトロン４はインバータ２１詔よびその出力を昇圧
する昇圧トランス２２を含む電源部２３により電力を受
けるよう構成されており、同時に電源部２３には圧電振
動子１９の動作状態検知手段３０とその信号を受け被加
熱物６の重量を判定する重量判定手段３１が設けられて
いる。第２図はこの調理器の電源回路図であり第１図お
よび第１２図と同符号のものは相当する構成要素であっ
て説明を省略する。圧電振動子１９はインバータ２１を
含む電源部２３より駆動電力を受け後述するような振動
を行いターンテーブル５を回転させるものである。第１
図のように、圧電振動子１９はオーブン２の突起部１８
に直接接着されているので、安全上、第３図のような回
路構成で駆動する方が望ましい場合もある。すなわち第
３図のように、圧電振動子１９の駆動回路に、絶縁型の
電源トランス２４を用い、商用電源１４より絶縁した電
源２５を作り、この電源２５の電力を受けて駆動部２６
にて駆動するのである。この構成により、圧電振動子１
９は、商用電源１４と絶縁されているので、マグネトロ
ン４などのようにアースを取る調理器に用いる場合極め
て高い安全性を確保できる。

第４図は振動体１９の近傍部分の拡大断面図である。圧
電振動子１９は、オーブン２の突起部１８に図のように
接着されたリング状の振動体であり、片面に電極２７が
設けられている。従がって、オーブン２が、もう一方の
電極となり、同時にその突起部１８は圧電振動子１９と
共に、たわみ振動体の一部を形成している。そして、こ
のたわみ振動体の接するターンテーブルの下面には、前
述した高摩擦材料２０が貼りつけられている。

この高摩擦材料２０は、図のように突起部１８をほぼ全
面おおうように設けてもよいし、振動体１９によって励
起されるたわみ振動が生じる部分に接する部位のみに設
けてもよい。

すなわち、第５図に示すように突起部１８の下面には破
線で示すようなリング状の圧電振動子１９が接着されて
いるわけであるから、後述するように、はぼ、このリン
グ状の圧電振動子１９に沿ってたわみ振動が生じるので
この部分に相当するターンテーブル５の部位のみに高摩
擦材２０を貼り付ける構成としても十分なのである。

第６図は、本発明になる振動体の動作を説明するモデル
図である。

同図（ａ）は第５図におけるリング状の圧電振動子１９
とそれが接着された突起部１８の相当部分とが、リング
でなく直線状であると考えた時の図である。

圧電振動子１９に２０ＫＨｚ　〜１００にＨｚの高周波
電圧を加え同図（ａ）の合成体の共振周波数近傍で動作
させると、同図（ｂｌのようなたわみ振動を生じ、例え
ば、同図中右方向に進行する進行波が発生する。この進
行波が生じた時の点Ｐの変位を考えるとよく知られてい
るように同図（Ｃ）のようなだ円形の変位軌跡を示す。

すなわち点ＰのＸ方向の変位βとｙ方向の変位αとが生
じ、点Ｐは、同図（ｃ）の軌跡上を図中の矢印のように
動くのである。

したがって、点Ｐに接するターンテーブル５の下面の高
摩擦材料２０の接点にはこの変位αおよびβに相当する
ｙ方向とＸ方向の力を受けることになり、ターンテーブ
ル５は進行波と反対方向に回転する。

高摩擦材料２０はこの点Ｐの発生する力をターンテーブ
ル５に有効に伝達するために極めて重要であり、この振
動体によるターンテーブル５の回転運動の効率を左右す
るものである。同時に耐摩耗性の高い材料とすることは
、信頼性を確保する上で極めて重要であることはいうま
でもない。

第７図は圧電振動子１９の電極２７の構造であり、図の
ように多くの分割電極となっている。

これらの電極は図中に＋、−表示で示すように、交互に
位相の１８０度ずれた駆動電圧が印加されるよう構成さ
れている。このような電極構成で駆動することにより、
極めて容易にたわみ共振を生じさせることができ、進行
波を形成することができる。

第８図は、オーブン２の突起部１８の表面におけるＸ方
向の変位を拡大し、回転力を高めるものである。すなわ
ち、突起部１８のたわみ振動する部分の表面にさらに突
部２９を設けたものであり、第６図（ａ）におけるＸ方
向の変位βを拡大することができるものである。

以上に説明した実施例において、振動体はリング状の圧
電振動子を用いたが本発明はこれに限定されるものでは
ない。例えばこれは母板状の圧電振動子であってもよい
し、厚み振動をねじり振動に変換する変換体を用いて回
転力を発生させるものであっ°てもよい。また、回転体
の接線方向に力を加えるたわみ振動体や厚み振動体など
を用いた構成としても実施例と同様の作用効果を得るこ
とができる。

以上は、電気的振動体である圧電振動子１９を中心とし
て構成された振動体により発生される回転力についての
説明であるが、この電気的振動体は、圧電振動子１９を
用いたものであるので、以下に説明するような構成によ
り被加熱物の状態を新たなセンサを設けることなく検知
することができる。

第９図は、圧電振動子１９の動作状態を検知して被加熱
物６の重量を検知するための構成を示す回路図であり、
第２図および第３図と同符号のものは相当する機能を有
する構成要素であり、詳しい説明を省略する。

同図において、３０は抵抗器からなる動作状態検知手段
であって電源２５から駆動部２６に供給される電源電流
を検知し、間接的に、圧電振動子１９への供給電力を検
知するものである。すなわち電源２５を定電圧源で構成
すれば、この電源電流を検知することで、駆動部２６へ
の供給電力を知ることができ、結果として圧電振動子１
９への供給電力を知ることができる。被加熱物６の重量
が大きくなるとこの供給電力、したがって、電源電流が
大きくなり、逆に重量が小さいと、電源電流も小さくな
る。この電源電流が抵抗器からなる動作状態検知手段３
０の端子電圧として重量判定回路（重量判定手段）３１
に供給される構成であるので、重量判定回路３１は、こ
の電源電流の大きさで重量を判定し、スイッチ１３（リ
レー接点）を制御してインバータ２１への電力供給を制
御し、加熱時間あるいは加熱出力（デイ−ティー比）を
制御する。したがって、被加熱物の重量がいくらであっ
ても、それに対応した加熱時間を使用者が設定すること
なく、自動的に調理することができる。すなわち、新た
な重量検知手段を設けることなく、重量検知ができ、し
たがって自動調理が可能な調理器を実現することができ
る。なお、３２は重量判定回路３１の電源である。

重量判定回路３１は、マイクロコンピュータなどを用い
て簡単に構成することができる。また、動作状態検知手
段３０は第９図の本実施例に限定されることなく、様々
な実施態様が考えられる。

第９図の様に駆動部２６への電源電流を検知するかわり
に、圧電振動子１９への供給電流を検知してもよいし、
その電圧と電流を同時に検知してインピーダンスそのも
のを検出する構成としてもよい０ また、圧電振動子１９は力が加えられると電圧を発生す
るから、第１０図のように、切替スイッチ３２を設け、
重量判定回路３１によってその切替スイッチ３２を切り
替える構成とすれば、被加熱物がオーブン内に置かれた
時に圧電振動子１９の発生する電圧を検知し、その重量
を判定することができる。すなわち、切替スイッチ３２
が図示のように動作状態検知手段３０に接続されている
とき、圧電振動子１９の出力電圧は、高入力インピーダ
ンスの動作状態検知手段３ｏに供給され、印加された応
力で（つまり重量で）どの程度のひずみを受けているか
という状態の情報が出力電圧として伝えられる。この電
圧により重量判定回路３１が重量を判定すると、切替ス
イッチ３２を駆動部２６側に切り替えられる。したがっ
て、圧電振動子１９が振動して、被加熱物が回転せしめ
られる。

以上のように、動作状態検知手段の構成や状態検知方法
は様々の態様が考えられるがいずれも本発明の一実施態
様であり、請求の範囲を越えない範囲で、例えば電気的
振動子の共振周波数の検知などの他の多くの実施形態が
考えられる。

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で
きる。

すなわち、オーブン底面の近傍に回転力を発生する電気
的振動体を設ける構成としたのでオーブン底面を貫通す
るモータ軸などを設ける必要がなくかつ、ターンテーブ
ル駆動用モータも不要となる。

またターンテーブルそのものも高摩擦材料を貼りつける
のみでよいので極めて薄い構造とすることができる。し
たがって、オーブン底面の近傍に従来必要であった無駄
な空間をほとんど削減することが可能となり、オーブン
の有効容積が拡大する。

または、調理器のコンパクト化を実現すると共に部品数
の削減と小型・軽量化による低コスト化を可能とするも
のである。

また貫通穴をオーブンの底面に設ける必要がないので、
この部分の電波シール装置が全く不要となるうえに、オ
ーブン内の掃除が極めて容易になり著しく使い勝手を向
上せしめることが可能である。さらに、従来のターンテ
ーブル駆動モータの発生していたモータ音や回転音がほ
とんど生じないので低騒音化することができる。

また、駆動モータでターンテーブルを回転される従来の
構成では、回転スピードや回転方向の切りかえが、面倒
で高価格化するものであったが本発明の構成によれば、
振動振幅や振動の位相を調節するのみで簡単に回転スピ
ードや回転方向を切り変えられるので、被調理物の種類
に応じた加熱調理法の改善が容易となる。

特に、本発明では、電気的振動体の動作状態検知手段と
、その信号で被加熱物の重量を判定する重量判定手段を
設けたので、新たに重量を検知する検知手段を設けるこ
となく、被加熱物の重量を検知して加熱時間や加熱エネ
ルギーの大きさ、あるいは加熱エネルギーの種類又はそ
れらの組み合せ方などのいわゆる調理ソフトを自動的に
選び、使用者の手をわずられすことなく、自動的に調理
を行うことが可能な調理器を提供することができる。

以上の如く、本発明は、簡単でコンパクトな構成であり
ながら、食品などの加熱分布を改良し、かつ、新たな重
量検知手段を用いることなく自動調理を可能とした調理
器を提供することができるものであり極めて多大な工学
的価値を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す調理器の構成を示す断
面図、第２図は同調理器の電源回路図、第３図は同電源
回路の他の実施例を示す回路図、第４図は同調理器の振
動体近傍部分の拡大断面図、第５図は同振動体近傍部分
の斜視図、第６図は同振動体の動作説明図、第７図は同
振動体の電極構造を示す平面図、第８図は同振動体近傍
部分の他の実施例を示す斜視断面図、第９図は同調理器
の電流回路の要部回路図、第１０図は同地の実施例を示
す回路図、第１１図は従来の調理器の構成断面図、第１
２図は同調理器の回路図である。 ２・・・・・オーブン、４・・・・・加熱手段、１９・
・・・・・電気的振励体、３ｏ・・・・・・動作状態検
知手段、３１・・・・・・重量判定手段。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名２−
　オーブシ ４−一−かＵ央＆与ノｊ（マグ′ネトロン）５−一ター
ンテーブル １９−−一　嘔乞伽へｊす羽ｔｖ）イネ・纂　６　図 に 第７図 第８図 第　９　図 第１０ｃ！１ 第１１因 第１２図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）加熱エネルギーを発生する加熱手段と、前記加熱
   エネルギーが供給される加熱室と、前記加熱室の底面も
   しくはその近傍に設けられた電気的振動体とを備え、前
   記電気的振動体により発生される回転力により前記加熱
   室内の被加熱物を回転せしめる構成とするとともに、前
   記電気的振動体の動作状態を検知する動作状態検知手段
   と、前記動作状態検知手段の信号を受け前記被加熱物の
   重量を判定する重量判定手段とを設け、前記重量判定手
   段の信号に基づいて前記加熱手段による加熱を制御する
   構成とした加熱装置。
2. （２）動作状態検知手段は、電気的振動体の回転運動の
   速度を検知する構成とした特許請求の範囲第１項記載の
   加熱装置。
3. （３）動作状態検知手段は、電気的振動体の動作インピ
   ーダンスを検知する構成とした特許請求の範囲第１項記
   載の加熱装置。