JPH01318588A - パンこね機能つきオーブンレンジ - 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、電動機の回転数制御に関するもので特にパン
こね機能付きのオーブンレンジに備わっているターンテ
ーブル駆動用のモータに関するものである。

従来の技術 従来技術を第１１図で説明する。第１１図（ａｔは食品
を高周波加熱する場合の構造図である。皿１の上に載置
された食品２はマグネトロン３から出力される高周波に
よって高周波加熱される。この時皿１および食品２はタ
ーンテーブル４の回動によって加熱室５内を回動するの
でムラなく加熱できる。この時の回転数は５〜５ｒｐｍ
となっている。

ターンテーブル４は加熱室５底部にあるモータ６の回転
軸７と結合しており、モータ６の回転に従う構成となっ
ている。第１１図ｆｂｌはパンをこねる時の構造図であ
る。パンケース８の中にあるパン材料９をこね棒１ｏを
使ってこねる、この時こね棒１０は加熱室５底部の穴を
貫通しているこね用軸１１と結合しており、こね用軸１
１はプーリー１２やベルト１３によってモータ１４の回
転に従って回転し、パンケース８内にあるこね棒１０を
回動させる。この時の回転数は３００ｒｐｍ程度で、タ
ーンテーブル４の回転数に比較すると６０倍くらい速い
。

発明が解決しようとする課題 ところが、従来の構造では次の課題がある。まず１つに
ターンテーブル４をとりつける軸７と、こね棒１０をと
りつけるこね用軸１１との２つの軸を加熱室底部に貫通
させるための大きな穴を設けなければならないので、電
波もれ防止の為のチョーク構造など複雑な機構を加熱室
底部に設けねばならず結果として、調理器全体の外形特
に高さが大きくなってしまい、最近の省スペース化への
要求にそぐわないものとなってしまう。２つめには高周
波加熱時とパンこね時それぞれに専用のモータが必要と
なり、省スペースの点からも、コストメリットの点から
も不利となっている。３つめは２つのモータを個別に制
御する必要があるので、制御回路が２系統必要となり、
複雑になる分だ）す半導体部品を多く使用するのでシス
テムとしての信頼性が低くなるとともに、２系統の制御
にする分だけコストもかかり、ユーザーに安い製品を使
っていただけなくなっていた。

本発明はこのような従来の課題を解消するものであり、
ユーザーに安い、省スペースの高信頼性のパンこね機能
つぎオーブンレンジを使っていただ（ことを目的とする
。

課題を解決するための手段 上記目的を達成するため、本発明のパンこね機能つきオ
ーブンレンジは、高周波加熱調理でターンテーブルを使
用する時もパンこね時でこね棒を使用する時も、１つの
モータでしかもモータと結合された１つの軸で回転する
もので、低回転数で回転する場合は、そのモータの最小
の安定回転数とするものである。

作　　　用 本発明のパンこね機能つきオーブンレンジは１つのモー
タ、１つの軸で構成することにより、従来の複雑なチョ
ーク構造など不必要になり、もともと１つのモータを廃
止できることも含めてかなり省スペースを期待できる。

しかも低コストであり、制御部の部品も少なくすること
ができるので信頼性も従来よりずっと高まるという効果
を有するものである。

実施例 以下、本発明の一実施例について、図面に基づき説明す
る。

第２図ｆａｌは本発明になるパンこねつきオーブンレン
ジの断面構造図である。モータ１７の回転をプーリー１
２とベルト１３によって軸１８に伝える。食品を高周波
加熱する時は軸１８に第２図ｔｂ）に示すターンテーブ
ル４をとりつけ、パンの材料をこねる時は第２図ｆｃｌ
に示すこね棒１０を軸１８にとりつける。

また加熱室５内にある食品はマグネトロン３により高周
波加熱され、上ヒータ１５や下ヒータ１６によって電熱
加熱される。また３２はスリットのついた円板３４とフ
ォトインタラプタ３５の組み合わせによるモータ１７の
回転数を検出する回転数検出手段である。

第３図は本発明になるパンこねつきオーブンレンジの前
面操作部である、ユーザーはパン作りをする時「パン」
キー１９を選択し、パン作りの材料と器具をセットして
「スタート」キー２１を押すと、まずパンこね動作から
開始される。−刃高周波加熱をする時は「レンジ」キー
２０を選択し、タイマーつまみ２２で加熱時間をセット
して食品を加熱室内に入れ「スタート」キー２１を押す
と高周波加熱が開始される。また「取消」キー２３によ
ってカテゴリーや調理時間の設定キャンセルや加熱調理
の中止を指示することができる。

第４図は本発明になるパンこねつきオーブンレンジの制
御部の電気回路図である。、ｓａンこね時マイクロコン
ピュータ２６（以下マイコンと略す）は出力ポート０３
，０４から交互に５０／６０Ｈ２電源信号に同期したゲ
ート信号を相方向性サイリスタ２７・２８に出力するこ
とによってコンデンサモータ１７は正転・反転をくりか
えす。これを第５図のタイミングチャートで説明する。

ＡＣｉｏｏｖの信号を第４図の電源信号変換回路３１に
よってＤＣの波形に変換しマイコン２６の１゜ボートで
読み込む。マイコン２６は１０ボートより読み込んだゼ
ロクロスのタイミングで正転時はＣ３より、反転時はＣ
４より常にＨ出力を出すことによりコンデンサモータ１
７は正転・反転をすることができる。この時コンデンサ
モータ１了にはほぼ１００％の電力が印加されるので５
．Ｘｌｌンこね時はコンデンサモータ１７は１８００ｒ
ｐｍ（５ＱＨｚ時）で回転する。第２図でブー１ノー１
２比により軸１８の回転数はこの時１／６にすなわち３
００ｒｐｍになる。次に高周波加熱時のモータ制御につ
いて説明する。第２図ターンテーブル４には食品や食品
を入れた容器が載せられるので、パンこね時の３００　
ｒ　ｐｍに比してかなり低い回転数（５〜５　ｒ　ｐ　
ｒｎ程度）でターンテーブル４を回転させる必要がある
。そこでコンデンサモータ１７に低いパワーの電力を供
給するこトニより５〜６ｒｐｍを実現させている。第６
図のタイミングチャートで説明する。第４図のマイコン
２６はＡＣｌｏｏｖの信号を電源信号変換回路３１によ
ってＤＣの波形に変換し１ｏポートで読み込んでいるが
コンデンサモータ１７への通電を低パワーにするため半
周期通電した後一定周期通電しない（第６図では半周期
４つ分）、これをずっと繰り返す。以降これをパルス抜
き制御と呼ぶ。これによりコンデンサモータ１７へのパ
ワー入力は２０％程度に落ちるが、さらに低パワーにす
るため、第４図相方向性サイリスタ２７へのゲート信号
すなわちマイコン２６の０３出力のＨ信号を出すタイミ
ングを電源位相のゼロクロス付近ではなくわざと数十度
遅らせている。このコンデンサモータ１７への導通角制
御（以降位相制御と呼ぶ）は約２σ単位で９段階程度設
定できる（第７図）。

この位相制御とパルス抜き制御を組み合わせる事により
コンデンサモー′夕１７への低パワーでの細かい制御が
可能となる。ただしコンデンサモータ１７にとっては通
常入力の１０％程度での低パワー入力なので、もともと
トルク不足になっており負荷（食品の重さ）変動やＡＣ
１００Ｖ電圧の変動、ベルトの張力の強弱および温度に
よる変動、食品の載置される位置の変化（偏荷重と呼ん
でいる）によって容易にターンテーブルの回転数が変動
してしまう。

一方コンデンサモータ１７を上述の様な位相制御とパル
ス抜き制御の組み合わせ制御により５〜５ｒｐｍ程度の
超低速で制御した場合、コンデンサモータ１７へのパワ
ー入力と回転数との関係は第８図のようなグラフで示す
特性となっている。

例えば条件ＡでＡＣ１００Ｖ電圧が８５Ｖに落ち食品の
重量すなわち負荷が５００ＣＩの時徐々にパワーをＯか
ら大きくしてゆくとターンテーブル回転数はいったん５
ｒｐｍ程度のＡ１の領域で安定し、これ以上パワーを大
きくすると急に回転数は６０ｒｐｍになって食品をのせ
るターンテーブルとしては使用できない回転数となる。

条件ＢやＣの様に条件を変えた場合でも４〜５ｒ　ｐｍ
程変の８１やＣ１といった安定領域が存在する。これは
ＡＣ１００Ｖ電圧や負荷の変動以外に、温盲、ベルトの
張力の強弱、偏荷重の各条件を変えても同じ特性を示し
ている。すなわち４〜５　ｒ　ｐ　ｍで安定する領域が
存在する。そこでこの安定領域を第１の安定回転数領域
と呼んでいる。この４〜６ｒｐｍというのは高周波加熱
時のターンテーブル回転数としては最適である。ターン
テーブルとコンデンサモータとの回転数比（プーリー比
）は１：６なのでターンテーブルが４〜５ｒ　ｐｒｎの
時はコンデンサモータは２４〜３６−ｐｍとなっている
。

そこで第２図スリットのついた円板３４とフォトインタ
ラプタ３５の組み合わせによってコンデンサモータ１７
の回転数を検出し、モータへのパワー入力を条件に応じ
て最適なものにすることにより上述の第１の安定回転数
領域でモータを制御できるような構成にする。すなわち
第４図でマイコン２６がフォトインクラブタ３５により
コンデンサモータ１７の回転数を検出できるようにする
ことによって、高周波加熱時偏荷重や電圧・負荷・温度
変動やベルト張力の変動に応じたパワーでコンデンサモ
ータ１７を運転させることができ、ターンテーブルを第
１の安定回転数領域である４〜５　ｒ　ｐ　ｍで回転制
御できる。

一方策４図で、マイコン２６の１１ボートに入力される
コンデンサモータ１７の回転数検出入力は、高周波加熱
でターンテーブルを５〜６ｒｐｍで回転させようとする
時第２図のターンテーブル４と軸１８との嵌合のガタや
プーリー１２とベルト１３との嵌合のガタ、およびコン
デンサモータ１７自体の回転ムラ（低パワーで低速で回
転させようとするために生じる）によってかなり周波数
変動している。これを第９図に示す。またコンデンサモ
ータ１７の速度応答性も悪い。すなわちコンデンサモー
タ１７へ入力するパワーを変化させてから一定回転数近
くにまで応答するのに１〜２秒要する。、さらに第２図
においてこのオーブンレンジはターンテーブル４の上に
載置された受は皿１を備え、受は皿１の上に載置された
食品２の重機を測定するため、軸１８は食品２の重量に
応じて上下動できるようになっており、軸１８の下部に
食品２の重量を検出する重量センサ３６を備えている、
そこで食品２の重量を検出することにより食品２の最適
な加熱調理を実現している。この重量検出をする際に軸
１８の機械的なひっかかりなどによる誤差や、食品２の
載置される位置による誤差を少なくするため、ユーザー
から調理のスタート指令が入力された時ターンテーブル
４を１／４周期から１／２周期分回転させながら重量を
検出し、重量検出後、加熱を開始する。したがって、ス
タート指令入力後できるだけ早く重量を検出し、加熱を
開始するため、ターンテーブルの回転を早く所定回転数
（５〜５ｒｐｍ程度）に立ち上げる必要がある。一方コ
ンデンサモータ１７を超低速で回転数制御しようとする
時、コンデンサモータ１７の応答性の悪さより比較的長
い時間間隔で第４図マイコン２６の１１ポート入力をカ
ウントし、このカウント数に基すいて（すなわちフィー
ドバック）コンデンサモータ１７へのパワー入力設定を
少しずつ変化させ所定回転数に変化制御させる必要もあ
る。

そこで上記の矛盾した内容を満足させるため、第１０図
のように制御を行なうようにした。すなわちユーザーか
らのスタート指令入力後ｔ１時間（例えば０．５秒）だ
け比較的大きめの出力であるパワー１６をコンデンサモ
ータに通電しコンデンサモータの回転の起動をかける、
その後ｔ２時間（例えば１．５秒）だけ比較的低めのパ
ワー２で休止期間（回転を安定させる期間）を設け、そ
の後コンデンサモータの回転を最低許容回転数まで早く
立ち上げるために比較的短かい時間ｔ３（例えば０．５
秒）毎にパワー設定を数段階ずつ上げてい（、マイコン
は回転数検出手段から得られるコンデンサモータの回転
数をｔ３時間毎に検出し最低許容回転数である３ｐｐｍ
になったところ（パワー６）で、今度はｔ３に比較して
比較的長い時間ｔ４（例えば２秒）毎にパワー設定を１
段階ずつゆっくり上げていき、所定回転数４〜６回転に
なったところでパワー設定を固定する（第１０図＋ｂ＋
のグラフではパワー１０）。いいかえればスタート後重
量検知を早く行なう為、短かい時間単位でコンデンサモ
ータの回転を立ち上げ、重量検出に支障がない程度の回
転数また調理性能上加熱ムラが発生しない程度の回転数
である３ｒ　ｐｍになったところで、長い時間単位毎に
コンデンサモータへのパワー入力設定を行なうものであ
る。第１０図ｆａｔはマイコンが一定時間毎に読み込ん
だパルス数をもとに換算した回転数の変化をグラフに表
わしたものである。スタートから４秒時点で３ｒｐｍを
越えたので以後は２秒毎にパワーを１段ずつＬＩ９Ｌ／
ていくとパワー１１になったスタートから１４秒後の時
点で目標の回転数６ｒｐｍ相当を越える。したがってパ
ワー１１より１段パワーを落としたパワー１０で、この
時の負荷（食品の重量など）に対しては以後固定してす
なわち第１の安定回転数領域で制御する。下記の表はそ
れぞれのパワー段階におけるパルス抜き比と導通角の設
定を示した表である。

これらの動作（制御方法）のフローチャートを第１図に
示した。図に示すように調理スタート時点（ステップ１
ｏ１）で高周波加熱かパンこねか、またはオーブン加熱
などのその他の調理かを判断し、（ステップ１０２．１
０３）、その他の加熱ならモータは回転せず（ステップ
１０４）、パンこねならこねの終了までフルパワーでモ
ータを回転させる（ステップ１０５〜１０７）、高周波
加熱であれば、最初、高パワーのパワー１６の段階をｔ
１時間コンデンサモータに入力し、（ステップ１０８，
１０９）、次に低パワーのパワー２をｔ２時間入力（ス
テップ１１０．１１１）、次に３ｒｐｍを越えるまでｔ
３時間毎にパワーを１段階ずつｕｐさせ（ステップ１１
２〜１１４）、３ｒｐｍを越えた後はｔ４時間（２秒程
度）毎に回転数の判断を行ない５　ｒ　ｐ　ｍを越える
まで１段階ずつ徐々にパワーをｕｐさせる（ステップ１
１５〜１１７）。５ｒｐｍを越えた時点でパワーを１段
階ダウンさせたパワー設定にしくステップ１１８）、以
降調理終了まで続ける。すなわちコンデンサモータの第
１の安定回転数領域になる様にパワーを設定・固定し、
前記第１のの安定回転数でターンテーブルを駆動させる
（ステップ１１９）発明の効果 以上のように本発明の高周波加熱調理器によれば次の効
果を得ることができる。

（１）１つのモータと１つの軸でパンこね時とターンテ
ーブル回転時の回転両方を満足できる構成ななので、加
熱室底部を貫通する軸を通す穴からの電波もれを防止す
るための複雑なチョーク構造など不必要になり、もとも
とモータを２つから１つにできることとあわせてかなり
省スペース化を期待できる。

＋２１　１つのモータでパンこね時の３００ｒｐｍを満
足させながら、高周波加熱時も、ターンテーブルを４〜
５　ｒ　ｐ　ｍで安定して回転させることが実現でき、
コストメリットが非常に大きい。

（３）モータが１つなのでモータの制御回路も１系統の
みあればよいので、制御回路に使用する半導体などの部
品も少なくてよいので制御システムとしての信頼性が増
す（故障が低くなる）とともに、低コストの制御回路で
モータ駆動が実現できる。

（４）調理スタート後、ターンテーブルの回転が所定回
転数に早（立ち上がるので、重量センサを内蔵し、食品
の重量を検出する手段を有する調理器においても、スタ
ート後早く重量測定ができ、調理時間の短縮が図れしか
も食品の重量に応じた加熱制御ができるので調理性能の
向上が図れる。

（５）　　調理スタート後、ターンテーブルの回転が所
定回転数に早く立ち上がるので、少量の食品を加熱する
時は、加熱時間は短いがターンテーブルのメリットを活
かした加熱ムラの少ない高周波加熱を実現できる。

（６）単一のモータにおいて、ＡＣ１００Ｖ電源電圧の
変動・温度変動・負荷変動・ベルトの張力の変動、偏荷
重にもかかわらず、定常速度の１／６０程度の超低速度
で安定した回転数制御ができる様になった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例である電動機の制御フローチ
ャート、第２図闇〜ｆｃ）は本発明の１実施例である電
動機を設けたオーブンレンジの断面図および部品の斜視
図、第３図は同操作部の正面図、第４図は同制御部の回
路図、第５図は同パンこね時のモータ制御を示すタイミ
ングチャート、第６図は同高周波加熱時のモータ制御を
示すタイミングチャート、第７図は同モータの位相制御
の方法を示す説明図、第８図は超低速度運転時における
モータへのパワー入力と回転数の関係を示したグラフ、
第９図は７４３７１１入力の波形（フィードバック出力
回路の波形）図、第１０図ｉａｌは高周波加熱スタート
からのモータの回転数の変化を示した特性図、第１０図
［ｂｌはスタートからのモータへの入力パワー設定の変
化を示した説明図、第１１図（ａｌｌｂｌはそれぞれ従
来のオーブンレンジの断面図である。 １・・・・・・受は皿、２・・・・・・食品、３・・・
・・・マグネトロン、４・・・・・・ターンテーブル、
５・・・・・・加熱室、１０・・・・・・こね棒、１７
・・・・・・コンデンサモータ、１８・・・・・軸、２
６・・・・・・マイコン、３１・・・・・・電源信号変
換回路、３２・・・・・・回転数検出手段。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　はか１名第１
図 Ｚ−−一食品 ３−゛−マグネトロン ４−・−ターンテーブル ５−・加讐室 第　２　図　　　　　　　　　　ＩＯ−こね犀第３図 ？４ 第４図 第５図 第６図 第７図 第８図 第９図 第１０図 Ｔ吟７＆ｊ （ｂ） ↑　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
Ｔ　吟開（Ｓこりス ダ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）単一のモータと、そのモータの回転数を検出する
   回転数検出手段と、前記モータの制御回転数を選択する
   セレクト手段と、前記モータへの多段階の出力設定手段
   を有する制御部とを備え、前記選択できる制御回転数は
   定常回転数とその定常回転数に比較して低い回転数の２
   種類とし、この超低回転数は前記モータに０から徐々に
   出力を加えていった場合の第１の安定回転数とする電動
   機。
2. （２）単一のモータと、そのモータの回転数を検出する
   回転数検出手段と、調理カテゴリーを選択するためのカ
   テゴリーセレクト手段と、調理開始指令を入力するスタ
   ートキーと、前記モータへの多段階のパワー設定が可能
   な制御部とを備え、前記制御部は選択されたカテゴリー
   に応じて前記モータを定常速度と超低速度の２種のスピ
   ードで制御し、前記超低速制御の時はスタートキーの入
   力とともに前記モータを低いパワー入力で回転させはじ
   め、前記回転数検出手段から一定時間毎に前記モータの
   回転数を入力しながら、徐々にパワー入力を高くしてゆ
   き、選択されたカテゴリーの最適回転数を越えた時点で
   、前記モータへのパワー入力設定を高くするのを停止し
   、前記最適回転数を越える１つ前のパワー設定で以降パ
   ワー設定を固定することにより安定した超低速回転制御
   を得る電動機を有する調理器。