JPH0475290A - 高周波加熱装置 - 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、食品の有無や解凍状態等を自動的に検知する
高周波加熱装置に関するものである。

従来の技術 近年、高周波加熱装置を用いた食品の解凍を自動化する
動きが高まっている。

従来は、食品重量をキー人力するタイムオートや、食品
重量を自動的に検出する重量センサを用いて食品重量を
知り、あらかじめ食品重量毎に設定されている最適加熱
時間まで加熱するという手段が主流であった。さらに、
加熱室内にマイクロ波検出素子（即ちアンテナ）を配置
し、食品に吸収されずに素子に検出されるマイクロ波電
力が食品の重量に反比例する特性を用いるもの（特公昭
５２−２１３３号公扱）があった。以下、その構成につ
いて第８図を用いて説明する。

加熱室ｌ内に冷凍の食品２が置かれ、電波放射部３より
電波４が加えられる。この時食品２に吸収されなかった
電波の一部５が、加熱室１内に取付けられたアンテナ６
で検出されるが、この検出量は食品２の重量に反比例す
るので逆に食品２の重量を判別でき、最適加熱時間を設
定できる。

発明が解決しようとする課題 このような従来の高周波加熱装置では、アンテナを加熱
室内に構成しており、簡単な構成で精度良く検出信号（
高周波）を送信するためにはアンテナ付近に検波回路を
構成しなければならず、加熱室内や加熱室壁面の熱が検
波回路に伝わり検波回路構成部品が熱破壊を起こす問題
があった。

さらに、アンテナを加熱室のどこに取付けるかという事
に関しては、加熱室の形状により加熱室内には高周波の
電波が複雑な分布をしており、電界が集中している場所
や集中していない場所があるため、どこにつけるのが良
いか判らないという課題があった。特に極端な電界集中
部に構成すると検波回路を過入力で破壊する危険があり
、人体への影響も起こり得るという問題があり、またそ
れ程極端でなくとも漏洩電波の回り込みで回路の誤動作
を起こす問題があった。

本発明は上記課題を解決するもので、信転性が高く安全
で簡単な構成の高周波加熱装置を提供することを目的と
する。

課題を解決するための手段 本発明の高周波加熱袋！は上記目的を達成するために、
食品を格納する加熱室と、食品にｔ磁波を放射して加熱
する電波放射部と、加熱室壁面Ｓこ施した開孔付近に設
けたアンテナと、アンテナの検出した電力を検波する検
波回路と、検波出力により各種機器動作を制御する制御
器とを有し、開孔とアンテナと検波回路の近傍での漏洩
電力が検波回路を構成する部品の定格電力の１／１０以
下となるように構成している。

作用 本発明は上記した構成により、加熱室壁面に施した開孔
付近にアンテナを設けるため加熱室内や加熱室壁面から
の熱伝導が抑えられると共に、開孔、アンテナ、検波回
路の近傍での漏／！ｉ、電力を検波回路を構成する部品
の定格電力の１／１０以下となる様に構成しているので
検波回路への過入力が抑えられ、人体への影響もなく漏
洩電力の回り込みによる誤動作を起こさないものである
。

実施例 以下、本発明の実施例を添付図面に基いて説明する。第
１図は本発明の一実施例を示す高周波加熱装置の構成断
面図である。加熱室１内に配置された食品２に、電波放
射部３より電波４が放射される。この時、食品２に吸収
されなかった電波の一部５が、樹脂製の開孔カバークを
抜け、加熱室１壁面に開けられた開孔８を通り、プリン
ト基板９上にある銅箔で出来たアンテナ６で検知され、
プリント基板９の裏面にある検波回路１０に伝達され検
波したのち、検波回路出力としてリード１１によって制
御器１２まで送られる。検波量に応して制御器１２は食
品の状態を知り最適解凍時間を判定し、電波放射部３や
電波放射部冷却用のファン１３の動作を制御する。

また、アンテナ周辺の構成について、第２図で、もう少
し詳細に述べる。

第２図は、検波回路７およびアンテナ６を加熱室ｌの壁
面にどの様に取付けているかの一例を示す要部斜視図で
ある。アンテナ６と１／Ｌｏｗ定格電力の部品で構成し
た検波回路１０を表と裏に持つプリント基板９のアース
面を、金属板１４の半田付は用凸部１５の４ケ所に半田
付けする。その上から電波遮断用の金属カバー１６でお
おい、加熱室１壁面にスポット溶接で取り付けた金属支
持具１７にビス１８でとも締めする。この構成では、プ
リント基板９（検波回路１０）のアースは金属板１４へ
の半田付けで確実にとれ、金属板１４と金属支持具１７
はビス止めにより確実にショートし、金属支持具１７と
加熱室１壁面は溶接により確実にショートするため、取
付は位置精度が良く、アースは確実で、ビス締めによる
ストレスを金属板１４が吸収するため検波回路へのスト
レスが抑えられることが判る。

この構成例の場合、実調理や最悪使用状態でもリーケー
ジメータ（漏波測定装置）で周囲の漏洩電力を測定して
みると１０ｍｗ／ｃｆｆｌ以下となっており、１／Ｌｏ
ｗ定格の部品に対する１／１０以下となっており、検波
回路の過入力にならず、人体への影響や誤動作の原因と
なるような漏洩電力を発生していない。

第３図はプリント基板９の一例を検波回路１０側から見
た図である。図中破線は基板の裏側のパターンを示し、
−点鎖線は裏面でパターンはあるがレジストの無い部分
（即ち第２図で述べた金属板１４に半田付けするための
アース）である。アンテナ６から伝達されて電波は、ス
ルーホール１９より検波回路ＩＯへ導かれ、２５０ｍｗ
定格のンヨノトキハリャー・ダイオード２０や１／１０
ｗ定格のチップ部品２１とマイクロストリップ・ライン
で構成される検波図１０で検波されて、リード線１１以
腎直流となった状態で信号が伝達される。通常チップ部
品は１００ｍｗ〜５００ｎ＋ｉｖの定格電力の物が主流
であり、さらに温度上昇により定格値が下がる特性があ
る。

高周波加熱装置では実装状態で定格の１／１０以下の漏
波に収まっていたとしても実際の温度条件と各チップ部
品の消費電力を調べて検討しなければならない。

第４図〜第７図は、本発明の高周波加熱装置における解
凍検知の原理を示す特性図である。ここで検知原理につ
いて説明を加える。

食品の比誘電率Ｅｒと誘電損失ｔａｎδの積は、食品が
均一に加熱されて全体が同時に温度上昇していく場合、
第４図の様に変化する。横軸は食品の温度、縦軸はＥｒ
−ｔａｎδである。Ｅｒ−ｊａｎδは食品がどれだけ電
波を吸収しやすいかを示す指標であり、冷凍時には電波
を吸収しにくく、０°Ｃ付近では電波を吸収しやすいこ
とを示している。

言い換えると、食品に吸収されず番こアンテナで検出さ
れる電波は、冷凍時には多く、０°Ｃ付近では少なくな
るのである。このことから、第５図が得られる。横軸は
食品の温度、縦軸は検波回路出力を示している。この図
から判るように、食品が均一な温度上昇を示す場合は、
検波出力の変曲点で解凍検知が可能な様に考えられる。

ところが実際は、高周波加熱装置による加熱は不均一で
あり、部分的に電波が集中する所や集中しない所の組み
合わせになるため、第５図の曲線がいくつも重なり合っ
た波形となり、−概に変曲点で解凍完了とはいかない。

そこで実際にを効なのは、検波回路出力の初期値と、初
期変化率である。初期値は食品重量とおよそ反比例の関
係にあり、例えば少量の食品の場合電波の吸収が少なく
初期検波回路出力が大きいのに対し、大量の食品の場合
電波の吸収が大きく初期検波回路出力が小さい。また、
低温（−２０°Ｃ）の食品の場合検波回路出力の初期変
化率が大きいのに対し、中！（−１ｏ°Ｃ）の食品の場
合検波回路出力の初期変化率が小さいというような具合
いである。

第６図に代表的な例を示した。横軸は時間で縦軸は検波
回路出力、図中ａは少量低温の食品で、ｂは大量中温の
食品を示す。

以上の原理から、第７図の樺な、初期出力変化率をパラ
メータに重量と初期出力の相関を求め、食品の重量判定
および初期温判定しているのである。（但し、図中Ｃは
変化重大の低温食品、ｄは変化率小の中温食品）もちろ
ん、制御器１２内で重量と初期点毎に最適加熱時間を設
定し調理することで、皿の重量等で誤判定する重量セン
サ等と比較して、極めて安定な解凍検知を実現している
。

本実施例の効果として以下の点が挙げられる。

アンテナ６と検波回路１０を金属板１４．金属カバー１
６．金属支持具１７および加熱室１壁面等でおおってい
るため、外部への漏波を出しにくく、外界からのノイズ
混入を受けにくい効果がある。

開孔８付近にアンテナ６を設け、開孔カハークで防護し
ているので、食品２からアンテナ６への飛散物の直撃が
なく、食品カスによるアンテナ６近傍の誘電率変化等の
誤差要因が排除できる。

発明の効果 本発明によれば以下の効果がある。

（１）　　アンテナ６を加熱室ｌ壁面の開孔８付近に取
付けるので、加熱室ｌ内や加熱室１壁面からの熱伝導が
抑えられ、検波回路の構成部品の温度の低下が図れるた
め、熱的に信顛性が高く、極めて安定した検知が実現出
来る。

（２）開孔８．アンテナ６、検波回路ｌＯの近傍での漏
洩電力を検波回路を構成する部品の定格電力の１／１０
以下となる様に構成するので、検波回路への過入力を防
げるため破壊を起こしにくく人体への影響もなく、全く
安全である。

（３）　　（２）と同様に、漏洩電力が外部機器動作へ
のノイズとなり誤動作を引き起こすという事がなく、安
定した機器動作を提供出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の〜実施例の高周波加熱装置の構成を示
す断面図、第２図は同装置の分解斜視図、第３図は同装
置の検波回路の正面図、第４図はＥｒ−ｔａｎδの温度
特性図、第５図は検波回路出力の理想温度特性図、第６
回は検波回路出力の時間変化を示す特性図、第７図は検
波回路出力の初期値の重量に対する変化を示す特性図、
第８図は従来の高周波加熱装置の構成を示す断面図であ
る。 １・・・・・・加熱室、２・・・・・・食品、３・・・
・・・電波放射部、６・・・・・・アンテナ、８・・・
・・・開孔、ｌＯ・・・・・・検波回路、１２・・・・
・・制御器。 代理人の氏名　弁理士　粟野重孝　はか１名第１図 図 第 図 加熱！ ・・−４品 を凌牧〕け部 ７ンテＴ １％Ｆ′！孔 襖　波回路 １５’ｌ　　イζｐ】コー 第 図 第 図 一／Ｑ π 第 図 第 図 ［ｇ］

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 食品を格納する加熱室と、前記食品に電磁波を放射して
   加熱する電波放射部と、前記加熱壁面に施した開孔付近
   に設けたアンテナと、前記アンテナの検出した電力を検
   波する検波回路と、前記検波回路出力により各種機器動
   作を制御する制御器とを有し、前記アンテナおよび前記
   検波回路を実装した状態で前記開孔、前記アンテナ、前
   記検波回路の近傍での漏洩電力が前記検波回路を構成す
   る部品の定格電力の１／１０以下となるように構成する
   こととした高周波加熱装置。