JPH0781716B2 - 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、加熱間祖の自動化を測距センサと気体センサ
を用いて、被加熱物を載置する載置皿の位置検出と、被
加熱物からの水蒸気あるいはガスの発生のしかたを監視
することによって実現する加熱装置に関する。

従来の技術 加熱室内の雰囲気温度を高め、対流加熱によって被加熱
物の調理を行う加熱装置、例えば電気オーブンやガスオ
ーブンなど、においては、被加熱物の種類ごとに焼き上
げ温度や調理時間が異なるため、被加熱物の種類ごとに
操作パネル上に別々なキーが設けられることが一般的で
ある。つまりクッキー、ケーキ、シュー、バターロール
などのオーブン料理は、操作パネル上の別々のキーをユ
ーザーが押し分けて、調理を開始する。

さらにこのようなオーブン料理では、上記のように所望
の焼き上げ温度と時間を別のキーで選択するほか、その
被加熱物に最適の熱分布を得るため、加熱室内に設けら
れた複数の棚レールのうち所定の一つを選んで、被加熱
物を載置する載置皿を選択的に位置させるのが通常であ
る。

これは加熱室の上下方向に微妙な温度勾配が当然のこと
ながら生じており、被加熱物の種類に応じて最適な上下
の熱のバランスを選択しなければならないことによる。

発明が解決しようとする問題点 以上のように従来の対流加熱によるオーブン料理を行う
方式の加熱装置では、クッキーやケーキなどの被加熱物
の種類によりキーを別々に分けなければならず、使用者
に煩雑感を与えていた。また所定の棚位置に正しく載置
皿が説とされたかどうかも不明であり、調理が終了する
までユーザーは不安なときをすごさねばならなかった。

本発明はかかる背景に鑑み、クッキーもケーキも載置皿
の位置と、被加熱物からの水蒸気やガスの発生のしかた
で自動的に判別し、単一の加熱指令キーで調理が行える
よう構成した全自動加熱装置を実現しようとするもので
ある。

問題点を解決するための手段 本発明は、上記問題点を解決するために、マイクロコン
ピュータにより構成される制御部が超音波を受発信する
測距センサを用いて被加熱物、もしくは載置皿までの距
離を検出する。さらに気体センサを設けて被加熱物から
の水蒸気やガスの発生を監視する。

作用 本発明の加熱装置は、制御部たるマイクロコンピュータ
が測距センサを制御して超音波を受信し、これが載置皿
あるいは被加熱物に当たって反射し、センサが再び受信
するまでの時間を計数し、この時間をもとに載置皿ある
いは被加熱物までの距離を算出して載置皿の位置を判別
し、オーブン料理のどのメニューが調理されようとして
いるのかを推定する。さらに気体センサにより被加熱物
からの水蒸気やガスの発生のしかたを監視し、メニュー
の推定に誤りがないかどうかを判断する。そしてこの推
定および判断に従い、自動的に加熱手段への給電の方法
を変更し、単一のキーによる全自動加熱を実現する。

実施例 以下、本発明の一実施例の加熱装置を図面を参照して説
明する。

第２図は本発明に係わる加熱装置の本体斜視図である。
本体１の前面には開閉自在に扉体２が軸支され、操作パ
ネル３が具備されている。この操作パネル３上には、単
一の全自動キー４が配されている。

第１図はかかる加熱装置の構成を示すブロック図であ
る。全自動キー４から入力された加熱指令は、マイクロ
コンピュータによって構成される制御部５によって解読
される。そして制御部５は、超音波を受発信する測距セ
ンサ６を用いて被加熱物７が載置されている載置皿８ま
での距離Ｄを測る。

加熱室９の向かい合う側壁には、対になった棚レール10
が複数段設けられており、被加熱物に応じて、ふさわし
て棚位置が選択される。例えばクッキーは上段に、シュ
ーやバターロールは中段に、ケーキは下段に、といった
具合である。どの棚位置が適切かは、主に加熱室の設計
によって定まり、上下のヒータへの熱配分や全体の熱バ
ランス、生地の材料配分などで最適棚位置が決まる。

さて載置皿８が上段にくれば、検出距離Ｄは最も小さ
く、中段、下段と下になるほど距離Ｄが大きくなる。つ
まり距離Ｄを検出することで、載置皿の位置が判る。

載置皿８は、第３図の斜視図に示すような角型の金属製
の部品で、周縁のフランジ部が棚レールの上に乗る。全
体には耐腐食性を増すためにホーローなどの表面処理が
施される。

第１図に戻ると、以上の構成によって制御部５は、測距
センサ６を用いて載置皿８の位置を検出することがで
き、この判定をもとにユーザーの選んだ棚位置から、逆
にこれから始まろうとしているオーブン料理のメニュー
を推定することができる。つまり上段ならクッキー、中
段ならシュー、バターロール、下段ならケーキといった
具合に、棚位置の選択という規制を逆に利用して、被加
熱物の種類を推定するわけである。

さて制御部５はかかるメニューの推定をした後、ドライ
バ11を介して加熱手段12に給電を開始する。

加熱手段12は、本実施例では加熱室外に上下に配された
面状の電気ヒータであるが、熱風循環方式の電気オーブ
ンでも構わないし、もちろんガスバーナーを備えたガス
オーブンであっても本発明を適用できることは言うまで
もない。

さて制御部５は推定したメニューに対応する加熱温度を
設定し、温度センサ13で加熱室内の温度を監視しなが
ら、上下のヒータへの給電を制御する。上下への給電配
分や加熱時間などもメニューの推定に応じて変更され
る。

加熱が開始されると、気体センサ14を用いて被加熱物７
から出る水蒸気やガスが検出される。そしてその発生の
しかたを監視することで、推定したメニュー名を確定す
る。

第４図はかかる判別法を示すタイムチャートであり、横
軸は経過時間を、縦軸は絶対湿度の変化をそれぞれ表し
ている。

例えば載置皿８の棚位置が中段であってもシュー皮かバ
ターロールかは判定できないが、このように湿度の時間
変化を見ればいずれかが確定できる。

すなわちシュー皮では、湿度は上昇した後やがて乾燥に
入り、やや減少したところで焼きあがるが、バターロー
ルでは湿度は増え続ける。

同様にクッキーでは、湿度はシュー皮と同じく上昇の後
減少するし、ケーキではゆるやかに蒸気は増加し続け
る。

このように湿度の発生のしかたを監視すれば、棚位置と
合わせて、メニュー名を確定でき、加熱温度をその時点
で修正できる。例えば棚位置が中段であり、シュー皮も
しくはバターロールと推定して180℃で調理を開始した
ところ、蒸気の発生のしかたからクッキーであることが
判別されたとする。この時点でクッキーに適した170℃
に温度を微調整することができる。

もちろん加熱時間を変更することもできるし、気体セン
サにより仕上がり時間を検出することもできる。

さて15は測距センサ検知回路、16は温度センサ検知回
路、17は気体センサ検知回路をそれぞれ示す。

温度センサ検知回路16としては、A/Dコンバータなどが
用いられるが、A/D回路を内蔵したマイクロコンピュー
タを制御部５として利用できる。

また気体センサとして湿度センサを選択すれば、その検
知回路17と制御法については、例えば特開昭51-134951
号公報により実現することができる。

では測距センサ６とその検知回路15の一構成例について
説明する。第５図は測距センサの一例として超音波セン
サを示している。

超音波センサは圧電素子18と、結合軸19を介して圧電素
子18に係合する円錐状共振子20と、リード線21により圧
電素子18に結合している端子22と、その端子22を固定す
る端子板23と、外殻をなすケース24と、ケース24の円錐
状共振子20側の開口部を覆うビーム整形板25と、端子板
23の内側面に設けられた吸音シート26から成っている。
（ナショナル・テクニカル・レポート P.504〜514 Vol
ジ29 No.3 1983） 次いで第６図は超音波センサの検知回路15の構成例を示
すブロック図である。

制御部５はマイクロコンピュータで構成され、タイミン
グコントロールを行うことにより、１つの超音波センサ
が数十kHzの超音波を送信するとともに、受信の際には
受波器に切り換えられて動作する。

27は送信回路、28は受信回路である。比較回路29は基準
電圧と受信信号を比較し、この基準電圧を越える受信信
号をラッチし、制御部５に入力する。制御部５は超音波
を送信してから受信するまでの時間を計数し、超音波の
伝播速度から載置皿までの距離を算出し、これから載置
皿の位置を検出する。マイクロコンピュータは通常、一
命令を実行するのに数マイクロ秒から数十マイクロ秒を
要するが、音速は343m/s（20℃の場合）なので、1cm進
むのに約30マイクロ秒を要する。送信してから載置皿で
反射し受信するまではその２倍の時間を要する。超音波
を用いることで、マイクロコンピュータで数cm〜十数cm
しかない載置皿までの距離の検出が可能となる。

以上の構成により載置皿の位置および被加熱物からの水
蒸気あるいはガスの発生を検出でき、単一の加熱指令キ
ー、例えば「お菓子」キー、で複数のメニューを調理す
ることができる。

なお本発明は、電子レンジと電気もしくはガスオーブン
を複合した、いわゆるオーブン電子レンジなどにも適用
可能である。

発明の効果 以上のように本発明の加熱装置は、超音波を受発信する
測距センサと気体を備え、これにより制御部たるマイク
ロコンピュータが載置皿の位置および被加熱物からの水
蒸気もしくはガスの発生を検出し、これから被加熱物の
種類を測定し、加熱手段への給電を変更する構成であ
り、広範な被加熱物を数少ないキーで自動的に加熱する
ことができる。

またこのように加熱を開始した後も、水蒸気の出方を監
視しているので、例えばクッキーを上段でなく中段で焼
き上げられても、加熱温度や上下のヒータへの給電のし
かたを変更することもできる。また仕上がりを検出して
自動的に調理を終了することもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の加熱装置の構成を示すブロ
ック図、第２図は同本体斜視図、第３図は載置皿の斜視
図、第４図は被加熱物からの水蒸気の発生のしかたを示
すタイムチャート、第５図は測距センサの一例としての
超音波センサの断面図、第６図は超音波センサの検知回
路の構成例を示す回路ブロック図である。 ４……全自動キー、５……制御部、６……測距センサ、
７……被加熱物、８……載置皿、９……加熱室、10……
棚レール、12……加熱手段、14……気体センサ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被加熱物を収納する加熱室と、前記加熱室
   に設けられた加熱手段と、前記加熱手段への給電を制御
   するマイクロコンピュータにより構成される制御部と、
   被加熱物を載置する載置皿と、超音波を受発信する測距
   センサと、被加熱物から発生する水蒸気もしくはガスを
   検出する気体センサとより成り、前記載置皿は前記加熱
   室の複数の棚位置のうち所定の高さに位置させられ、前
   記制御部が前記測距センサを用いて測距センサから前記
   被加熱物、もしくは前記載置皿までの距離を検出するこ
   とで前記載置皿の加熱室内での位置を判別し、合わせて
   前記気体センサにより被加熱物から発生する水蒸気もく
   はガスの発生のしかたを監視し、これら載置皿の位置と
   水蒸気もしくはガスの発生のしかたとから、前記加熱手
   段への給電方法を変更する構成とした加熱装置。