JPH062859A - 高周波加熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 冷凍食品の重量を検出する際放射するマイク
ロ波による食品の加熱ムラ，煮えを防止して最適の解凍
状態を得る。 【構成】 間欠運転による加熱を開始し(S1)、センサ出
力の最大値としきい値とを比較して食品を軽負荷・重負
荷に二分して(S2 〜S4) 、軽負荷の場合は重量検出のた
めのマイクロ波の間欠放射の回数を少なく、重負荷の場
合は多く設定して各周期のセンサ出力平均値のうち最小
値を求めて食品の重量を判定し(S5 〜S7・S12 〜S14)、
最小値が得られるまでの周期数に基づいて食品の初期温
度又は種類を判別してそれぞれに応じた解凍コースを起
動する(S8 〜S11 ・S15 〜S18)。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、冷凍食品の解凍機能を
備えた電子レンジ等の高周波加熱装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】解凍機能を備えた従来の電子レンジとし
て、誘電体損と温度との関係に着目し、冷凍食品に吸収
されないマイクロ波をアンテナ及び検波回路で検波して
検波回路の出力の最小値から食品の重量を検出する電子
レンジが開示されている（特開平2-306025号）。これ
は、食品の一部が氷点（−２℃）付近になると誘電体損
が増加してその部分にマイクロ波が吸収され始めるた
め、検波回路の出力が急速に低下して最小値となるとと
もに、検波出力の最小値と食品の重量とに相関関係が有
ることを利用している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の電子
レンジではマイクロ波を連続発振して食品の重量を検出
しているので、食品が軽量の場合、又は重量検出用の高
周波電源が高出力の場合、重量の検出期間中に食品の煮
え，加熱ムラ等が生じてしまう。

【０００４】また、牛ミンチ肉では八分の解凍が好まし
いが、さしみでは50％程度の解凍が好ましいといったよ
うに食品の種類によって好ましい解凍の程度が異なる。
さらに、同じ食品であっても解凍初期の温度によって解
凍に要する時間が異なってくる。しかし、食品の種類，
初期温度を検出する有効な手段は考案されていない。

【０００５】本発明はこのような問題点を解決するため
になされたものであって、被加熱物の重量を検出する高
周波を間欠的に放射することにより、検出期間中の被加
熱物の煮え，加熱ムラ等を防止して最適の解凍状態が得
られる高周波加熱装置の提供を目的とする。

【０００６】また、本発明は、被加熱物の重量を検出す
るまでに放射された高周波の間欠放射の回数に基づいて
被加熱物の種類又は初期温度を弁別することにより、最
適の解凍状態が得られる高周波加熱装置の提供を目的と
する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】第１の発明に係る高周波
加熱装置は、マイクロ波を庫内に放射して該庫内の被加
熱物を解凍する高周波加熱装置において、マイクロ波を
間欠的に放射する手段と、庫内のマイクロ波の一部を検
知して検知レベルに応じた信号を出力する手段と、マイ
クロ波の各放射周期における前記検知レベルのうちの最
小値を検出する手段と、該最小値に基づき被加熱物の重
量を検出する手段と、検出重量に応じた解凍終了時刻を
決定する手段とを備えたことを特徴とする。

【０００８】第２の発明に係る高周波加熱装置は、さら
に、前記検知レベルが最小値に至るまでに繰り返された
マイクロ波の間欠的放射の回数に基づいて被加熱物の種
類又は解凍開始時の初期温度を判別する手段と、検出重
量に応じて決定した解凍終了時刻を、被加熱物の種類又
は初期温度に応じて修正する手段とを備えたことを特徴
とする。

【０００９】第３の発明に係る高周波加熱装置は、これ
らに加えて、マイクロ波の間欠的放射の開始から複数周
期における前記検知レベルのうちの最大値を検出する手
段と、該最大値と、被加熱物を重量別に大別すべく定め
た所定値とを比較する手段と、比較結果に応じて、被加
熱物の重量を検出するためのマイクロ波の間欠放射の回
数を決定する手段とを備えたことを特徴とする。

【００１０】

【作用】第１の発明に係る高周波加熱装置は、マイクロ
波を庫内に間欠的に放射し、庫内のマイクロ波の一部を
検知して検知レベルに応じた信号を出力し、各間欠放射
時における検知レベルのうちの最小値を検出し、この最
小値に基づき被加熱物の重量を検出して重量に応じた解
凍終了時刻を決定する。

【００１１】第２の発明に係る高周波加熱装置は、さら
に、マイクロ波の検知レベルが最小値に至るまでに繰り
返されたマイクロ波の間欠放射の回数に基づいて被加熱
物の種類又は解凍開始時の初期温度を弁別し、検出重量
に応じて決定した解凍終了時刻を、被加熱物の種類又は
初期温度に応じて修正し、最適の解凍状態を得る。

【００１２】第３の発明に係る高周波加熱装置は、マイ
クロ波の間欠放射の開始から複数周期における検知レベ
ルのうち最大値を検出し、この最大値を所定値と比較し
て最大値が所定値以上で被加熱物が軽量の場合はマイク
ロ波の間欠放射の回数を少なく設定し、また、所定値以
下で重量の場合は回数を相対的に多く設定し、重量検出
に先立って被加熱物を重量別に大別する。

【００１３】

【実施例】以下、本発明をその実施例を示す図に基づい
て説明する。図１は本発明に係る電子レンジ（以下、本
発明装置という）の構成を示す模式的ブロック図であ
る。図中１は被加熱物である食品、２は食品１を収納す
る加熱室、３は食品１を載せるターンテーブルであっ
て、ターンテーブル２はモータ４により回転されてター
ンテーブル２上の食品１が均一に加熱される。加熱室２
の上壁21には導波口としてのスリット21a が設けられ、
スリット21a を介して加熱室２から漏洩するマイクロ波
は、受信アンテナ及び検波回路からなるマイクロ波セン
サ51で直流検波され、マイクロ波センサ51は検知レベル
に応じた信号を出力する。

【００１４】マイクロ波センサ51が出力する検波信号は
増幅部６によって増幅されてマイクロコンピュータから
なる制御部７に入力され、制御部７は入力された検波信
号に応じて、マイクロ波放射源であるマグネトロン10を
オン・オフする駆動部８、及びマグネトロン10を冷却す
るスターラー11の動作を制御する。また、制御部７には
食品１の重量、及び解凍初期の温度又は食品１の種類別
に解凍時間，マグネトロン10の駆動制御方法等が定めら
れた解凍プログラムが記憶されている。高圧トランス，
高圧コンデンサ等からなるマグネトロン発振駆動部９
は、駆動部８からのオン・オフ信号に従ってマグネトロ
ン10を発振・停止させて加熱室２内にマイクロ波を間欠
的に放射させる。

【００１５】図２は食品重量とマイクロ波センサ51の出
力（最小値）との関係を示すグラフである。前述のよう
に、マイクロ波センサ51は、食品の一部が氷点（−２
℃）付近になると誘電体損が増加してその部分にマイク
ロ波が吸収され始めるため、出力が急速に低下して最小
値となる。図から明らかなように、牛ミンチ肉，牛スラ
イス肉，イカ，マグロ，豚スライス肉，エビといった６
種類の食品の重量とセンサ出力の最小値との間に相関関
係が見られる。

【００１６】図３は本発明装置による解凍の手順を示す
フローチャートである。マグネトロン発振駆動部９から
のパルス波のデューティー比を調整してマグネトロン10
からマイクロ波を間欠的に放射する間欠運転を開始し(S
1)、間欠放射の第１及び第２周期における加熱時のセン
サ出力の平均値Ｖ₁ ，Ｖ₂ を算出する(S2)。第１及び第
２周期のセンサ出力の平均値Ｖ₁ ，Ｖ₂ のうち、大きい
方の平均値をＶとし(S3)、この平均値Ｖと、食品を軽量
か重量かで二分するために定めたセンサ出力のしきい値
Ｖ_ref とを比較する(S4)。なお、検出初期の複数周期の
平均値のうちから最大値を求める理由は図７に基づいて
後述する。

【００１７】平均値Ｖがしきい値Ｖ_ref 以上、即ち食品
が軽量の場合、重量検出に要する間欠放射を５周期と
し、第５周期迄の加熱時のセンサ出力の平均値を算出す
る(S5)。しきい値Ｖ_ref 以上を軽量と判定するのは、負
荷が小さいほどマイクロ波の吸収量が少なく相対的にマ
イクロ波センサ51の出力が大きくなるためである。第５
周期迄の平均値Ｖ₁ ，Ｖ₂ ，…，Ｖ₅ のうち、最小値を
Ｖ_B とし(S6)、最小値Ｖ_B の関数ｆ_B （Ｖ_B ）で食品重
量ｍを求める(S7)。次に、最小値Ｖ_B が得られる迄の周
期回数が３回以下であるか否かを判定する(S9)。

【００１８】最小値Ｖ_B が得られる迄の周期回数を判定
する理由は、同一重量の食品において、初期温度が高い
ほど早期に最小値が得られるが、初期温度が低いほど最
小値が得られるまでに多くの周期回数を要するからであ
る。図４は初期温度が−19℃と−10℃との牛ミンチ肉 3
00ｇの解凍状態の変化を示すグラフである。図から明ら
かなように、初期温度−10℃では第４周期ですでにセン
サ出力が最小値となっているのに対し、初期温度−19℃
では第８周期で最小値となっている。

【００１９】また、重量及び初期温度が等しい食品であ
っても、食品の種類によって最小値が得られる周期回数
が異なる。図５は重量及び初期温度がほぼ等しい牛ミン
チ肉 300ｇ（初期温度−19℃）とマグロ 300ｇ（初期温
度−18℃）との解凍状態の変化を示すグラフである。図
から明らかなように、さしみのセンサ出力はすでに第３
周期で最小値となり、八分解凍が好ましい牛ミンチ肉の
センサ出力は第８周期で最小値となる。

【００２０】このように、重量から求まる解凍時間より
短い解凍時間が望ましい、初期温度が比較的高い食品
と、50％程度の解凍が好ましいさしみ等の食品とには、
センサ出力の最小値が早期に得られるという同じ傾向が
見られる。

【００２１】従って、ステップS9の判定の結果、最小値
Ｖ_B が出る迄の周期回数が３回を超える場合は、八分解
凍まで行う解凍コース（Ｂ）を起動してマグネトロン出
力及び解凍時間を制御し(S10) 、一方、最小値Ｖ_B が出
る迄の周期回数が３回以下の場合は、50％解凍程度で解
凍を終了する短期の解凍コース（Ｂ’）を起動してマグ
ネトロン出力及び解凍時間を制御する(S11) 。

【００２２】一方、ステップS4の判定の結果、センサ出
力の最大値Ｖがしきい値Ｖ_ref 未満、即ち重量の場合、
重量検出に要する間欠放射を８周期とし、第８周期迄の
加熱時のセンサ出力の平均値を算出する(S12) 。第８周
期迄の平均値Ｖ₁ ，Ｖ₂ ，…，Ｖ₈ のうち、最小値をＶ
_A とする(S13) 。最小値Ｖ_A の関数ｆ_A （Ｖ_A ）で食品
重量ｍを求め(S14) 、最小値Ｖ_A が得られる迄の周期回
数が５回以下であるか否かを判定する(S15) 。

【００２３】ステップS9の判定の結果、最小値Ｖ_B が出
る迄の周期回数が５回を超える場合は、八分解凍まで行
う解凍コース（Ａ）を起動してマグネトロン出力及び解
凍時間を制御し(S17) 、また、最小値Ｖ_A が出る迄の周
期回数が５回以下の場合は、50％解凍程度で解凍を終了
する短期の解凍コース（Ａ’）を起動してマグネトロン
出力及び解凍時間を制御する(S18) 。起動した各解凍コ
ースに定められた解凍時間が終了したか否かを判定し(S
19)、終了した場合はマイクロ波の放射を停止する(S20)
。

【００２４】図６は高周波出力と各周期の加熱時におけ
るマイクロ波センサ51の検波平均電圧との一般的な関係
を時間軸上に示した図である。間欠的に放射されるマイ
クロ波の検波出力は時間とともに減少し、食品が氷点近
辺になった第４周期で最小値となり、一部が解凍し始め
た後は増加傾向を示す。

【００２５】次に、前述のステップS3において、加熱時
のセンサ出力の最大値を、検出初期であって、しかも複
数周期の平均値のうちから最大値を求める理由について
図７に基づいて説明する。200ｇ以下の軽負荷の食品を
解凍する場合、マイクロ波は短時間で食品に吸収されて
解凍が進む。従って、食品からのマイクロ波反射量の減
少も早く、センサ出力値の傾きが大きくなる。それに対
し、 300ｇ以上の重負荷の解凍は、マイクロ波が食品に
入って解凍が進行するまでにある程度の時間を要する。
つまり、初期でのセンサ出力値の傾きは小さい。その結
果、図７のように１回目又は２回目では軽負荷と重負荷
とを大別できるが、３回〜５回目付近では区別しにくく
なる。

【００２６】また、軽負荷の食品にマイクロ波を長時間
照射するとスポット等の加熱ムラが発生するため、でき
るだけ早い時点で重量の大別を行い、負荷量に応じた解
凍シーケンスに移行する必要がある。従って、１回目又
は２回目でしきい値と比較することは解凍の仕上がりに
とっても有利である。

【００２７】さらに、多くの食品では検出開始後の第１
周期におけるセンサ出力平均値が最大値となるが、例え
ば、牛ミンチ肉ではごく軽量の 100ｇの場合、第２周期
で最大値となることが実験的に明らかとなっている。従
って、しきい値Ｖ_ref の設定値によっては初期の重量の
大別時にグループ分けを誤ってしまう危険性があるので
正しい最大値を得るために、第１周期と第２周期とのセ
ンサ出力平均値のうち、大きい方を最大値とする。

【００２８】

【発明の効果】以上のように、本発明装置は、マイクロ
波放射源のオン・オフ制御によりマイクロ波を庫内に間
欠的に放射して食品の重量等を検出する構成であるの
で、電源回りを低価格に抑えることができてインバータ
回路等のマイクロ波の出力制御機能を持つ上級機種以外
の出力一定の機種にも適用可能であり、また高出力であ
っても非放射時に食品の温度が均されて加熱ムラが防止
されるという優れた効果を奏する。

【００２９】また、本発明装置は、被加熱物の重量によ
り定まる解凍時間を、被加熱物の初期温度又は種類に応
じて修正するので、最適の解凍状態が得られるという優
れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明装置の構成を示すブロック図である。

【図２】食品重量とセンサ出力（最小値）との関係を示
すグラフである。

【図３】本発明装置による解凍の手順を示すフローチャ
ートである。

【図４】初期温度が異なる冷凍食品の解凍状態の変化を
示すグラフである。

【図５】種類が異なる冷凍食品の解凍状態の変化を示す
グラフである。

【図６】本発明装置の解凍時における高周波出力と各周
期の加熱時におけるセンサ検波平均電圧との関係を時間
軸上に示した図である。

【図７】同一食品の重量別のセンサ出力とデューティー
運転繰り返し回数との関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１ 食品 ２ 加熱室 ３ ターンテーブル ７ 制御部 ８ 駆動部 ９ マグネトロン発振駆動部 10 マグネトロン 51 マイクロ波センサ

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成４年８月７日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１３】

【実施例】以下、本発明をその実施例を示す図に基づい
て説明する。図１は本発明に係る電子レンジ（以下、本
発明装置という）の構成を示す模式的ブロック図であ
る。図中１は被加熱物である食品、２は食品１を収納す
る加熱室、３は食品１を載せるターンテーブルであっ
て、ターンテーブル３はモータ４により回転されてター
ンテーブル３上の食品１が均一に加熱される。加熱室２
の上壁21には導波口としてのスリット21a が設けられ、
スリット21a を介して加熱室２から漏洩するマイクロ波
は、受信アンテナ及び検波回路からなるマイクロ波セン
サ51で直流検波され、マイクロ波センサ51は検知レベル
に応じた信号を出力する。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１４】マイクロ波センサ51が出力する検波信号は
増幅部６によって増幅されてマイクロコンピュータから
なる制御部７に入力され、制御部７は入力された検波信
号に応じて、マイクロ波放射源であるマグネトロン10を
オン・オフする駆動部８、及びマグネトロン10を冷却す
る冷却ファン11の動作を制御する。また、制御部７には
食品１の重量、及び解凍初期の温度又は食品１の種類別
に解凍時間，マグネトロン10の駆動制御方法等が定めら
れた解凍プログラムが記憶されている。高圧トランス，
高圧コンデンサ等からなるマグネトロン発振駆動部９
は、駆動部８からのオン・オフ信号に従ってマグネトロ
ン10を発振・停止させて加熱室２内にマイクロ波を間欠
的に放射させる。

【手続補正３】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 古沢 良一 大阪府守口市京阪本通２丁目18番地 三洋 電機株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 マイクロ波を庫内に放射して該庫内の被
   加熱物を解凍する高周波加熱装置において、マイクロ波
   を間欠的に放射する手段と、庫内のマイクロ波の一部を
   検知して検知レベルに応じた信号を出力する手段と、マ
   イクロ波の各放射周期における前記検知レベルのうちの
   最小値を検出する手段と、該最小値に基づき被加熱物の
   重量を検出する手段と、検出重量に応じた解凍終了時刻
   を決定する手段とを備えたことを特徴とする高周波加熱
   装置。
2. 【請求項２】 前記検知レベルが最小値に至るまでに繰
   り返されたマイクロ波の間欠的放射の回数に基づいて被
   加熱物の種類又は解凍開始時の初期温度を判別する手段
   と、検出重量に応じて決定した解凍終了時刻を、被加熱
   物の種類又は初期温度に応じて修正する手段とを備えた
   請求項１記載の高周波加熱装置。
3. 【請求項３】 マイクロ波の間欠的放射の開始から複数
   周期における前記検知レベルのうちの最大値を検出する
   手段と、該最大値と、被加熱物を重量別に大別すべく定
   めた所定値とを比較する手段と、比較結果に応じて、被
   加熱物の重量を検出するためのマイクロ波の間欠放射の
   回数を決定する手段とを備えた請求項１又は２記載の高
   周波加熱装置。