JPS5949497B2 - 加熱調理器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ガスオーブンのような加熱調理器において、
加熱温度、加熱時間、および順序を組合せた各種の加熱
シーケンスパターンの設定、記憶および動作を制御する
プログラム可能な制御装置に関する。

従来より、ガスオーブンのようなガス燃焼エネルギを熱
源とする調理器は、他の熱源に依る調理器に比べて、エ
ネルギ効率、および調理性能（仕上り）の点で有利であ
ることは理解されていたが制御性において難点があり、
その具体化が遅れていた。

一方、オーブン内の温度が目標値になるようにガス流量
を比例制御する方式、およびその制御手段に関しては、
電子制御回路によって電子式比例制御弁を制御して、オ
ープンの温度を一定することにより調理性能を向上した
考案がなされている。

しかしながら、一般的に多くの加熱調理の中には一定温
度で、一定時間だけ加熱するだけでなく、温度、および
時間の組合せを一つのステップとして複数個のステップ
をシーケンス制御することにより、さらに仕上りのよい
加熱調理ができる品目も多い。

さらに、これらの調理品目に対して理想的な加熱シーケ
ンスをあらかじめ記憶しておき、必要に応じて呼出して
調理できる機能、また自家製の調理についてもその加熱
手順を記憶できる機能を、調理器自身に持たせることが
できれば、本来、調理の仕上り、およびエネルギ効率の
面での有位性に加えて調理範囲の飛躍的な拡大、フレキ
シビリティのある使い勝手、などの面でのメリットを、
新たに備えることになり、理想的な加熱調理器を実現す
ることができる。

本発明は、以上のような観点にもとづく制御方式および
具体的制御手段に関する。

第１図ａによって本発明の制御方式の概念を説明する。

２７はオープン、２８はガスバーナ、２８ａはガス流路
であり、コック２６によってガス流を断続する。

またコック２６は点火器３５と連動してガス流路を開く
と同時にバーナに点火するようになっている。

２７ｂは遮熱板である。２９は電子式比例弁であり、制
御信号３１ａに比例してガス流量を制御する機能をもつ
。

３１は温度制御回路であり、オープン２７の一角２７ａ
内にある温度センサ３０によってオープン内の温度を検
知してその検知信号と、設定した目標温度値３２ａと比
較し、その差信号を増幅して制御信号３１ａを出力する
。

またモニタ３２へ温度到達信号３８を出力する。

モニタ３２は操作面３３にあるキースイッチ又はカード
リーダーの操作にしたがって調理品目番号、温度、時間
の記憶、または記憶内容の表示、さらに比例制御回路３
２に対する設定温度に対応するコード３２ａの出力、動
作時においては加熱時間の計数と加熱シーケンスの制御
および安全動作を考慮した論理制御と報知機能など、ガ
スオープン全体の操作および動作を制御または監視する
回路である。

第１図ａの制御方式によって第１図すのような加熱シー
ケンス制御およびこの加熱パターンの記憶が可能である
。

第１図すにおいて、ｔａはオープンが温度Ｔ３に到達す
るまでの時間、（ｔｌ−ｔａ）は温度Ｔ３を維持する時
間、（１２−１１）は温度Ｔ２を維持する時間、（１３
−１２）は温度Ｔ１を維持する時間である。

すなわち、各段階は到達温度と持続時間を１つの組合せ
とする３つのシーケンスより構成される。

この１つの組合せをステージと呼ぶ。第１図すは、実線
で示した３段階のステージでプログラムされた目標の制
御パターンＣ２を実行することにより、実際の温度対時
間曲線Ｃ１が見られることを示している。

第１図ａと対応させて、Ｔ１．Ｔ２．Ｔ３を検知して制
御する部分は、３０゜３０ａ ３１ ３１ａ ２９
２８によって行ない、（Ｔ３．（ｔｌ−ｔａ））、（
Ｔ２．（ｔ２ｔｔ））。

（Ｔ１．（ｔ３−ｔ２））の組合せと、順序の設定、お
よび表示は操作部３３によって行ない、上記設定パター
ンの記憶、およびその読出し、設定パターンの実行、お
よび全体のシーケンス制御はモニタ３２によって行なう
。

以下、第１図における各機能ブロックの具体的実施例に
ついて記述する。

第２図は操作および表示部の一例である。

１はガスオープンの外箱、２は表示管であり、４３によ
って００〜９９の時間を分で表わす。

５６７は温度を℃の単位で表わす。

８はステージの番号を表わす。

９は自動操作、１０は手動操作のそれぞれの表示であり
、カードリーダー１６にカード９０が挿入されていない
時、手動表示になる。

この時、３〜８の表示は全て点灯しており、以降に述べ
るキーで表示を変えることができる。

１１゜１２ １３ １４ １５は数字設定用のキースイ
ッチであり、矢印に示す通り、それぞれ３４６７８に対
応し、１回押す毎に対応する数字９ が＋１されて表示される。

カードリーダー１６にカード９０が挿入されると、カー
ド挿入検知手段であるカードリーダー内蔵スイッチ９１
が閉成し、モニタ３２によって自動表示９が点灯する。

それと同時にモニタ３２は３〜８の表示を消し、挿入さ
れたカード番号を読み取り、そのカード番号に対応した
数字を新に３４に表示する。

次にスタートスイッチ２４を押スと、手動のときと同様
に３〜８の表示で、ステージ、温度、時間の調理情報表
示を行い、現在の設定内容を明示する。

自動とは、第１図すのような各種調理パターンに、番号
を付けてあらかじめカード９０に記憶されている調理品
目をカードリーダー１６で呼出して設定することにより
、自動的に調理する機能であり、手動とは、各ステージ
毎の温度と、時間をそれぞれ必要に応じて設定した後、
そのシーケンスにしたがって調理する機能である。

必要に応じて１７ １８ １９ ２０ ２１ ２２ ２
３のホームメイドエリアにあるキーを操作することによ
り上記手動調理パターンを記憶し、またそれを読出し設
定することができる。

このとき記憶できる手動調理の数は５種類である。

２５は設定時における設定値のキャンセル、記憶した値
の消去、また動作時においては動作の停止などの指令に
使用するキーである。

２６ａはコック２６および点火スイッチ３５を操作する
ツマミである。

停止の位置でコックは閉じ、点火の位置でコックは開く
と同時にバーナに点火する。

第３図は、モニタ３２の具体的実施例を示したものであ
る。

モニタ３２の中核となるのは３２ｂのＬＳＩチップであ
り、本例ではストアドブログラム方式（Ｓ ｔｏｒｅｄ
Ｐ ｒｏｇｒａｍ）の汎用チップであるマイクロコン
７ピユータを使用している。

Ｓｏ 。Ｓｌ、Ａｏ、Ａ□、Ａ２．Ａ３は入力端子、ｃ
ｏ、Ｃ１゜Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５，Ｃ６，Ｃ７，Ｃ８
，Ｃ９，Ｃ１０゜ｃｔｉ 、 Ｄｏ 、 ＤＩ 、 Ｄ
２ 、 Ｄ３ 、 Ｄ４ 、 Ｄ５ 、 Ｄ６は出力端
子、ＶＤＤおよびＶＳＳは電源供給端子、ＲＥ−８ＥＴ
はチップのイニシャライズ（Ｉｎｉｔｉａｌｉｚｅ）端
子、Ｏ８Ｃは基本クロック発振用の端子である。

入力端子Ａ。

、 ＡＩ 、 Ａ２は操作部３３におけるキースイッチ
群３７の信号を入力するために使用する。

Ａ３は温度到達信号３８を入力する。ｃｏ。ｃ、、Ｃ２
，Ｃ３，ｃ、、ｃ、、Ｃ６は表示管２の各数字の桁を直
接゛−ドライブするための出力端子であり、Ｃｏ−Ｃ６
をある周期でスキャニングすることによって各桁をドラ
イブするとともに、キーボードスイッチ群をグループ別
に選択する信号としても使用される。

Ｄｏ％Ｄ６は表示管２の表示用セグメントに対して、表
示すべき数字に応じて表示すべきセグメントを選択して
直接ドライブする。

抵抗グループ４７４８は出力端子がＯＦＦのとき表示管
の端子に負のバイアス電圧を供給するだめの抵抗であり
、負のバイアス電圧は定電圧ダイオード３９によって定
まる。

５２は表示管のカソードであり、またフィラメントでも
ある。

フィラメントはフィラメント用電源トランス４６によっ
て加熱される。

端子Ｓ１は、マイクロコンピータ３２ｂに商用電源周波
数を入力する端子であり、トランジスタ４５、抵抗４５
ａ ４５ｂによって波形成形して入力される。

３２ｂは商用電源周波数、例えば６０Ｈｚをタイマの基
準時間として計数する。

端子Ｓ。は、地域によって異なる商用電源周波数に対応
してマイクロコンピュータの動作シーケンスを選ぶため
、抵抗４３とジャンピングワイヤ４４の有無によってＳ
。

の電位、すなわちロジックレベルを変えて入力する端子
である。

端子ｃ８． Ｃ９，ＣＩＯ、Ｃ１ｌは、温度制御回路３
１に対して、目標温度値をコード化して出力する。

０８〜Ｃ１□によって４ビツトコードが出力できるので
、２４＝１６レベルの温度設定が可能である。

５３は４ビツトデコーダであり、４ビツトコードを１６
とおり信号にデコードして出力する。

ｅｏｅｌ、・・・・・・Ｃ１５は、デコーダ５３の出力
端子である。

端子Ｃ７は、温度制御回路３１の電源をＯＮ ／ する信号を出力し、抵抗４１とトランＦＦ ジスタ４０によってリレー４２を作動する。

リレー４２の接点４２ａは温度制御回路３１の電源回路
を０Ｎ１０ＦＦする（第９図参照）。

第４図は、キースイッチ群３７の詳細図である。

Ｋｏ、に１．−−−−−−に、３は第２図における１１
，１２゜・・・・・・２５のキースイッチに対応し、Ｋ
１４はカードリーダースイッチ９１と対応する。

マイクロコンピュータ３２ｂへの入力信号は、Ｃｏ−０
７から出力するスキャニングパルスＥ Ｓ−Ｅ と、所
定のキースイッチがＯＮするタイミングとが一致したと
き、Ａｏ、Ａ１．Ａ２の端子からキースイッチ信号とし
て取り込まれる。

例えば、Ｅｃｏのパルスがあるとき、Ｋ８のキーを押せ
ば、Ａｏに、Ｅｏｌのパルス値が入力される。

第５図は螢光表示管駆動回路の詳細図である。

４９５０はマイクロコンピュータの出力駆動トランジス
タで、ＰチャネルＭ′ＯＳプロセスの場合、オープンド
レイン構造の出力端子を持つ。

Ｄｏ〜Ｄ６の出力トランジスタのドレイン端子は、螢光
表示管２のアノード（セグメント）につながるとともに
、それぞれ抵抗４７で一部に接続される。

Ｃｏ〜Ｃ６の出力トランジスタのドレイン端子は、螢光
表示管２のグリッド（桁指定）につながり、同様に抵抗
４８で−Ｖに接続される。

周知のように螢光表示管は、カソードに対してアノード
、グリッド共に電圧が印加したとき、そのセグメントが
螢光を発するので、Ｄｏ−Ｄ６につながる出力トランジ
スタが導通し、かつ、Ｃ８〜Ｃ６のうちの適当なトラン
ジスタが導通したとき、アノード−カソード間、および
グリッド−カソード間にそれぞれＶｓｓ−ＶｒＶ］印加
され所定のセグメントが発光する。

一方、たとえば、４９および５０の出力トランジスタが
遮断状態になれば、各アノードとグリッドは抵抗４７お
よび４８を通じてカソードに対して−Ｅａ（Ｖ）がバイ
アスされ発光は止まる。

以上のような表示のタイミングはマイクロコンピュータ
内に記憶した制御プログラムの手順に従がう。

第６図は、表示管のセグメントによる数字の表現形式と
、それに対応するり。

−Ｄ６の出力コード一覧表である。

第６図において、１４０ ／４は出力トランジスタが遮
断状態〃ｌ“は導通状態を表わしている。

第７図ａは、本発明に使用したマイクロコンピュータチ
ップのアーキテクチャの代表例である。

ＲＯＭは固定的記憶部であり、ガスオープンの表示およ
び動作に係れる制御手続がプログラムされ命令コードの
形式で記憶されている。

本例でｉ８ビットの命令コードを最大２０４８ステツプ
まで記憶できる。

ＩＲは命令レジスタであり、ＲＯＭから読出された命令
コードを一時的に記憶する。

ＰＣはプログラムカウンタであり、ＲＯＭ内における命
令コードのアドレスを指定、更新する。

最大２０４８ （＝２１１ ）ステップのアドレスを指
定する必要があるので１１ビツト必要である。

５ＴＡＣＫは、サブルーチンをコールした場合の帰り番
地を保持するレジスタである。

ＭＰＸ５３は、スタックに保持されたアドレスと、ＢＲ
（ブレンチ）命令を実行したときの指定アドレスとを選
択するマルチプレクサである。

ｌＮ５Ｔ−ＤＥＣは、命令デコーダであり、命令レジス
タの内容を解読する。

゛ＲＡＭは、書込みおよび読出し可能なデータメモリで
あり、４ビット単位で記憶および読出しができる。

記憶容量は、４ビツト×１２８ステツプである。

１２８ステツプのアドレシングは、７ビツトで可能であ
り、ＲＡＭのアドレスレジスタとしては、３ビツトのＸ
レジスタと、４ビツトのＸレジスタがある。

またＸレジスタの内容はＤＥＣ５５によってデコードし
、ｃｏ−０７の出力端子を個別に指定する。

ＡＬＵは、演算論理ユニットであり、各種処理判定を行
なう。

ＡＬＵには命令によって２組の４ビツトデータが命令に
対応して入力され、処理の結果は必要に応じてＡＣＣ（
アキュムレータ）、ＣＦ ＺＦ（フラッグ）、Ｘレジ
スタ、またはＲＡＭに格納される。

ＴＥＭＰは一時記憶のために使う４ビツトレジスタであ
る。

ＰＳはプログラムステータスであり、命令によってセッ
トまたはリセットされる１ビツトのレジスタである。

ＣＦはキャリフラッフであり、ＡＬＵで処理した結果、
最上位ピッチから桁上げが生じたときにセットされる。

ＺＦはゼロフラッグであり、ＡＬＵで処理した結果がゼ
ロの場合セットされる。

Ｃは比較回路を示す。

Ｃ，Ｇ、はクロックジェネレータでマイクロコンピュー
タの動作の基本周波数信号を発生する回路、ＣＮＴ
ＳＥＱ、はコントロールシーケンス回路でマイクロコン
ピュータの内部動作手順を制御する。

第７図ａにおける信号線に付加された数字は、信号線の
ビット数を表わす。

以上のようなマイクロコンピュータのアーキテクチャは
、それ自身のＲＯＭに格納された命令コードにしたがっ
て制御され、その結果として各入出力端子につながるキ
ースイッチ、表示管および温度制御回路をコントロール
し、また各種ガス自動調理用の加熱シークンスパターン
の記憶、およびその読出しを行なう。

第７図すは第１図ａのアーキテクチャによるマイクロコ
ンピュータの命令コードの構成の一部を示す。

既に記述したキースイッチからのデータの入力、数値の
表示、目標温度コードの出力、各種調理パターンの記憶
と読出し、および調理シーケンスの制御などの機能は、
すべて第７図すに示した命令コードの組合せによってプ
ログラムされ、あらかじめＲＯＭに格納されている。

第８図は電磁式比例制御弁２９を示す。

７０は外・体であり、両側にガス人ロア１と化ロア２を
、かつ入ロア１から化ロア２に通ずる通路中にパツキン
８４を介してビス８３で弁座７３が取り付けられている
。

１４は中間口である。７５はコイル７６を巻いた円筒形
のボビンで両端に磁性体座金７７が当接されて外体７０
と共に磁気回路を構成している。

７８は前記ボビン７５の中空筒部に内装された磁性体プ
ランジャで、一端に前記弁座７３に対応し中間ロア４を
開閉する弁７９を、他端に非磁性体部８０を有する。

８１は板バネで一体を外体に固着され、他端を前記プラ
ンジャ１８８０に回転自在に取り付けられている。

次にこの昇の動作について説明する。

コイル１６に電流が流れていない時には板バネ８１は常
に弁７９を弁座７３に押圧すると同時に、プランジャ７
８が左右に振れてボビン７５に接するのを防いでいる。

コイル７６に電流が流れると電磁力が発生してプランジ
ャ７８を上に引き上げる力が働く、この力が板バネ８１
の力に打ち勝つとプランジャ７８は引き上げられて弁７
９が弁座７３から離れ、電磁力と板バネ８１の力とが均
り合った所で静止する。

弁７９の開度はコイル７６に流れる電流に比例する。

第９図は比例弁を用いた温度制御回路の一実施例を示す
。

温度センサ３０は、正特性サーミスタのような感温素子
であり、抵抗８５８６によって直線性補正されて、演算
増幅器８９の入力抵抗として接がる。

演算増幅器８９の正入力端子には第３図において設定さ
れた目標温度値に対応する基準電圧が印加される。

演算増幅器の帰還抵抗をＲｆとし、感温抵抗素子３０の
抵抗をＲ３０、抵抗８５．８６をそれぞれＲ８５、Ｒ８
６とすると、演算増幅器の出力電圧Ｅ。

は、ここで である。

（１）式よりＲ３ｏが正特性サーミスタであるとすると
、温度が上昇するとＲ（Ｔ）は増加するので第１項の絶
対値が小さくなるので、Ｅｏは正方向に上昇する。

それに応じてコイル１６の電流が小さくなり、燃焼量を
減少してオーブンの温度を下降させる。

温度が下がり過ぎた場合には、逆の動作により温度を上
昇させる。

８８はコイル１６の逆起電力吸収用ダイオードである。

ここでＲ８（Ｔ）は、設定温度に対応する電圧であり、
第３図においてマイクロコンピュータ３２ｂの出力端子
０８〜Ｃ１ｌから出力したコードに対応してトランジス
タ５６を０Ｎ１０ＦＦすることにより、ＲＯ−ａｔｓが
選択される。

その結果、定電圧＋ＶｃｃをＲ６−Ｒ１５とＲＳとで分
割した電圧Ｅｓ （Ｔ ）が・発生し、温度制御回路３
１の基準電圧となる。

なお、接点４２ａはマイクロコンピュータ３２ｂのＣ７
出力によって制御されるリレー４２の接点である。

第１０図にその制御特性の一部である立上り特性を示す
。

縦軸Ｔがオーブン温度、横軸ｔが経過時間である。

温度設定をＴ。とじ、時間Ｏから燃焼させた時、カーブ
に示すように時間と共にオーブン温度が立上り、若干の
オーバーシュート特性を示した後、設定温度Ｔ。

に落ちつく。この程度の特性が最も理想に近いものと言
える。

以上のように高精度温度制御回路、および比例弁の特性
を用いて、第１図すの例に示すような段階制御すること
により高品質の加熱調理が実現できる。

□ 以上の説明から明らかなように本発明の利点は、（
１） オーブン温度と持続時間を複数段階組合せた加
熱制御を、簡単なキースイッチ操作により指定、実行で
きる。

（２）加熱調理パターンを記憶したカード入力を用いる
ことにより、使用者は調理ブロックに、もとづいた数値
の設定が不要になる。

（３）設定温度、時間がステップ毎に数字表示できるの
で、調理時のモニタが容易である。

（４）カード挿入信号が得られる構成となっている）
ため、カードを挿入するだけで自動的に自動調理に切替
り、又、自動表示を行うので余分なキーの操作が要らず
、使い勝手が良い。

（５）カード挿入時、カード番号が表示されるので、確
認が容易になり誤使用が防げる。

などが挙げられる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａは本発明の調理器の原理図、第１図すは本発明
によって制御される加熱調理パターンの一例を示す図、
第２図は本発明によって実現したガスオープンの操作部
の一例を示す前面図、第３図はモニタ／コントローラ回
路の一例を示す図、第４図はキースイッチ入力回路の一
例を示す図、第５図は螢光表示回路駆動回路の一例を示
す図、第６図は数字表示部のセグメントとコードの対応
を示す図、第７図ａはマイクロコンピュータの構成図、
第７図すは命令コードの構成例を示す図、第８図は電子
式ガス比例弁の構造を示す断面図、第９図は比例制御回
路の一例を示す図、第１０図は温度と時間の関係におけ
る制御特性図である。 ２・・・・・・表示管、１１〜１５１７〜２５・・・・
・・キースイッチ、１６・・・・・・カードリーダー、
２９・・・・・・電子式比例弁、３０・・・・・・温度
センサ、３１・・・・・・温度制御回路、３２・・・・
・・モニタ手段、３２ｂ・・・・・・マイクロコンピュ
ータ、９０・・・・・・カード、９１・・・・・・カー
ド挿入検知手段（スイッチ）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 少なくとも数字を設定するスイッチと、調理機能を
   設定するスイッチと、調理動作を制御するためのスイッ
   チと、調理をスタートさせるスイッチからなるキーボー
   ドと、前記数字および設定された調理機能に対応して表
   示する手段と、オーブンの温度を検知する手段と、オー
   ブンの温度を一定にすべく供給熱量を制御する温度制御
   手段と、前記キーボードのスイッチング信号を入力して
   格納または読出し可能な記憶機能と、データの表示手段
   と設定温度又は加熱量に対応するコードを生成して出力
   する機能を備えるとともに、前記キーボード、前記温度
   又は加熱量制御手段、前記表示手段、および前記温度検
   知手段を含む調理器の動作を制御するモニタ手段とを備
   え、調理機能をあらかじめ記憶させたカードと、前記カ
   ードからの調理情報を読み取るカードリーダーと、前記
   カード挿入検知手段を設け、前記挿入信号を検知した時
   、自動的に手動設定調理から、自動設定調理に制御機能
   が切り替る構成とした加熱調理器。 ２ モニタ手段は、カードを挿入した時、カード番号を
   読み取って表示手段にその番号を出力する機能を有する
   特許請求の範囲第１項記載の加熱調理器。 ３ 表示手段は、カード挿入時のカード挿入検知手段か
   らの信号により、自動設定に切り替ったことを知らせる
   自動状態表示機能を有する特許請求の範囲第１項記載の
   加熱調理器。 ４ モニタ手段は、カード挿入時、カード番号を表示手
   段に表示すると同時に、他の一切の表示を消し、スター
   トスイッチが押されると、調理状態を知るのに必要な温
   度や時間などの調理情報を表示する自動調理情報表示機
   能を有する特許請求の範囲第１項記載の加熱調理器。