【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は高周波加熱調理器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高周波加熱調理器（電子レンジ）では、高周波発生装置で生成した高周波を導波管で加熱室に導き、加熱室内の被加熱物に含まれる水分子を振動させて被加熱物の温度を上昇させる。被加熱物を均一に加熱するためには、高周波がまんべんなく照射されねばならない。そのため、加熱室内部に回転載置台（ターンテーブル）を設け、この回転載置台に被加熱物を載置し、被加熱物の各部を導波管の給波口に向かい合わせつつ加熱を行うようにしたものが多い。
【０００３】
上記のような回転載置台を有する高周波加熱調理器では、被加熱物が回転載置台からはみ出すのは好ましくない。というのは、回転載置台から被加熱物がはみ出していると、回転する際にそのはみ出した部分が加熱室の内壁に当たり、回転が阻害されるからである。このため、被加熱物を置けるのは回転載置台の直径の範囲内という制限が生まれ、加熱室の隅を被加熱物の配置空間として利用できないので、空間利用効率が悪い。また回転載置台が邪魔をするので加熱室の内部を掃除しにくい。
【０００４】
最近では、回転載置台を持たない高周波加熱調理器も多くなっている。被加熱物を固定載置台の上に置き、アンテナ手段を用いて高周波を加熱室内部に均一に分布させるのである。このような高周波加熱調理器の一例を特許文献１に見ることができる。
【０００５】
特許文献１には、加熱庫の底部に設けた導波管の開口にモーターの駆動により回転するアンテナを設け、このアンテナにより加熱庫に電波を供給するようにした高周波加熱装置が記載されている。
【０００６】
特許文献１の高周波加熱装置では、被加熱物の位置に配慮した高周波の放射は行われない。これを改善し、場所によって高周波の強さを変え、加熱室全体として最適な加熱が行われるようにした高周波加熱装置も提案されている。特許文献２〜４にその例を見ることができる。
【０００７】
特許文献２には、加熱室の底壁面に設けた略円形の絞り部の中に指向性を有する電波放射手段を配置し、この電波放射手段をモータで回転駆動して電波放射方向を制御し、加熱室内全体の高周波分布の強弱を変化させるようにした高周波加熱装置が記載されている。
【０００８】
特許文献３には、３枚の導体長片と３枚の導体短片を放射状に配列してなる回転アンテナを高周波供給室内に設け、この回転アンテナを一時的に停止あるいは減速することにより、２種類の食材をそれぞれ異なる適温に均一加熱することができるようにした高周波加熱装置が記載されている。
【０００９】
特許文献４には、加熱室の上部に上導波管を配置し、加熱室の下部には下導波管を配置し、上導波管と下導波管には各々給電口に上回転アンテナと下回転アンテナを配置するとともに、回転アンテナを加熱中停止させ、その停止位置により、加熱による被加熱物の温度分布を任意に変えることができるようにした電子レンジが記載されている。
【００１０】
【特許文献１】
特開平１１−８０５７号公報
【特許文献２】
特開２００２−２１６９４４号公報
【特許文献３】
特開２００２−１１０３３９号公報
【特許文献４】
特開平９−１０２３９０号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の高周波加熱調理器では、アンテナを減速回転させるか、あるいは停止させて、エネルギーレベルの高い高周波を得ている。この方式には次のような問題がある。
【００１２】
［減速回転させる場合］
局所の集中加熱をねらいとして、アンテナを減速回転させたときは、局所以外における移動時間がロスとなり、加熱効率の低下を招く。また目指す局所以外の箇所も加熱され、局所とそれ以外の部分との加熱量の差が小さくなる。
【００１３】
［停止させる場合］
集中加熱したい局所にアンテナを近づけて停止させるのは、局所加熱という観点からは非常に有効である。しかしながらこの局所に存在する被加熱物に金属が含まれていた場合（例えば被加熱物をアルミホイルでくるんであった場合）、本来加熱室や被加熱物に放射されるべき高周波がその金属で反射され、高周波発生装置の方に戻る。これは高周波発生装置の損傷に結びつく。また、金属と高周波放射部との間に高電界が集中するおかげで載置台が集中的に加熱されてしまい、載置台が変色したり割れたりする。
【００１４】
被加熱物のサイズによっても問題が生じる。アンテナを停止させて局所加熱を行う場合、被加熱物が小さければ効率よく均一に加熱されるが、被加熱物が大きければ、被加熱物に加熱むらが生じる。
【００１５】
本発明は上記の点に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、効率良く、むらなく局所加熱を行うことができ、局所加熱を行っても高周波発生装置にダメージを生じることのない高周波加熱調理器を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明加熱調理器は次の構成を備える。
【００１７】
（１）加熱室と、高周波発生装置と、この高周波発生装置で発生した高周波を前記加熱室に導く導波管と、加熱室内の高周波分布をコントロールするアンテナとを備えた高周波加熱調理器において、前記アンテナが所定の方角を向いて所定角度で揺動するように制御を行う制御手段を備えるものとした。
【００１８】
この構成によれば、被加熱物が存在する近辺に高周波を集中させることができ、局所加熱が可能である。しかも高周波の放射部が揺れ動いているので被加熱部の一部だけを焦がすということがない。また被加熱物が金属を含んでいて、高周波が反射されたとしても、アンテナが動いているため、反射された高周波の高周波発生装置への帰還が抑制され、高周波発生装置に大きなダメージは生じない。
【００１９】
（２）上記のような高周波加熱調理器において、前記制御手段は、入力された加熱条件により前記揺動角度を制御するものとした。
【００２０】
この構成によれば、入力した加熱条件に合わせて局所加熱の範囲が調節され、効率の良い、むらのない加熱が得られる。
【００２１】
（３）上記のような高周波加熱調理器において、前記高周波発生装置の動作状態を検出する状態検出手段を備え、この状態検出手段の検出した高周波発生装置の動作状態に基づいて前記制御手段が前記揺動角度の制御を行うものとした。
【００２２】
この構成によれば、高周波発生装置に異常が起こりそうなときは揺動の設定角度を変えて高周波発生装置の受けるダメージを緩和することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明高周波加熱調理器の一実施形態を図１〜図５に基づき説明する。図１は外観斜視図、図２は垂直断面図、図３はアンテナの上面図、図４は回路構成図、図５は制御のフローチャートである。
【００２４】
高周波加熱調理器１はキャビネット１０を備える。キャビネット１０の正面には操作パネル１７が設けられる。キャビネット１０の中には前面が扉１２となった加熱室１１が形成される。加熱室１１の外側には高周波発生装置１３と導波管１４（図２参照）が配置される。高周波発生装置１３の生成した高周波は導波管１４より加熱室１１に供給される。導波管１４は加熱室１１の底面に設けられている。導波管１４の端には受信アンテナ部と放射アンテナ部を備えたアンテナ１８が配置される。アンテナ１８はモータ１９により加熱室１１の底面の上で連続回転又は揺動（周期的反転回動）せしめられ、加熱室１１内における高周波分布をコントロールする。アンテナ１８の上にはガラスやセラミックからなる載置台２０が配置されている。載置台２０は加熱室１１内で回転しないように支持されており、その上に被加熱物を置く。
【００２５】
高周波発生装置１３には温度検知素子４３が配置されている。温度検知素子４３は高周波発生装置の動作状態を検出する状態検出手段として機能する。この場合は動作温度をもって動作状態の指標とする。アンテナ１８を連続回転又は揺動させるシャフトには、アンテナ１８が特定の角度位置に至ったことを検知する検知スイッチ４４が設けられている。
【００２６】
アンテナ１８は平面形状が円形であり、図３に示すように、開口１８ａと、それとは形状の異なる２個の開口１８ｂが設けられている。開口１８ａは高周波の主たる放射部である。開口１８ｂはアンテナ１８の外周部からの高周波放射を抑制する。これにより、局所集中の高周波放射が可能となっている。なおアンテナ１８の形状は図３のものに限定されない。局所集中の高周波放射が可能でありさえすれば、どのような形状でもよい。
【００２７】
加熱調理器１の動作制御を行う制御手段として機能するのは制御部３０（図４参照）である。制御部３０の中核をなすのは中央制御部４０である。中央制御部４０はマイクロプロセッサを含み、加熱調理器１の全体制御を司る。制御状況は操作パネル１７の表示部１７ａに表示される。また操作パネル１７のキー操作部１７ｂより中央制御部４０に対する指令を入力する。
【００２８】
高周波発生装置１３は、トランス・コンデンサ・ダイオードで構成される高周波駆動電源１３ａと、これによって駆動されるマグネトロン１３ｂを有する。
【００２９】
中央制御部４０はリレースイッチ３１を開閉制御する。リレースイッチ３１は熱源である高周波発生装置１３やアンテナ１８のモータ１９などへの給電をＯＮ／ＯＦＦする。リレースイッチ３１と直列に安全スイッチ３２が接続されている。安全スイッチ３２は手動スイッチであって、トラブル発生時に中央制御部４０によらず加熱調理器１の動作を停止させるのに用いる。
【００３０】
モータ１９、高周波発生装置１３などの電気部品を冷却するファンモータ４１、加熱室１１の内部を照明するランプ４２、及び高周波発生装置１３には個々にリレースイッチ（リレースイッチ３３、３４、３５、３６）が接続され、個別に給電がＯＮ／ＯＦＦされる。なお図４に描かれたモータ１９はモータドライバーをも含むユニットである。アンテナ揺動運転時には中央制御部４０よりモータ１９に対し回転方向の反転のタイミングが指示される。
【００３１】
中央制御部４０には次の構成要素が接続される。すなわち扉１２の開閉を検知する扉スイッチ３７、加熱室１１内の湿度を検知する湿度検知素子３８、警告などの意味を持つ報知音を発生する音発生装置３９、及び前述の温度検知素子４３と検知スイッチ４４である。
【００３２】
次に、図５のフローチャートに基づき高周波加熱調理器１の制御フローを説明する。
【００３３】
まず加熱条件を入力する。最初は加熱品目の設定である（ステップＳ３０１）。次に加熱時間Ｔ０を設定する（ステップＳ３０２）。加熱時間Ｔ０は、使用者が入力してもよく、加熱品目の設定に伴い設定されるものとしてもよい。キー操作部１７ｂの中のスタートキーを押し、加熱をスタートさせる（ステップＳ３０３）。
【００３４】
ここで、アンテナ１８の制御方法（Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｍｏｄｅ：以下「ＣＭ」の略称を用いる）が決定される。３種類のＣＭの中から一つが、加熱品目に応じて自動的に選択される（ステップＳ３０４）。通常のあたため加熱の場合はアンテナ１８は３６０゜連続回転するように制御される。この制御方法がＣＭ１である。牛乳１杯、コーヒー１杯、ご飯１膳などといった、比較的小さな被加熱物に局所加熱を適用する場合は、アンテナ１８を狭い角度領域で揺動させる。この制御方法がＣＭ２である。牛乳２杯、コーヒー２杯、ご飯２膳とか、トンカツなど、非加熱物が大きめのときは広い角度領域で揺動させる。この制御方法がＣＭ３である。このように制御部３０は入力された加熱条件によりアンテナ１８の揺動角度を制御する。
【００３５】
ＣＭ２又はＣＭ３の場合、アンテナ１８は被加熱物に高周波が集中する方角を向いて、具体的に言えば開口部１８ａが非加熱物の真下に位置するような角度で揺動しなければならない。方角決定にあたっては次の二通りの方式がある。
【００３６】
▲１▼ＣＭ２又はＣＭ３が選択された場合、アンテナ１８は常に一定の方角を向くものとする。この場合、高周波の集中する場所が限定されるので、その場所に被加熱物が入るように、被加熱物の位置を調整する。
▲２▼被加熱物は載置台２０の上の任意の位置に置いて良いものとする。被加熱物がどこに置かれたかを検知手段（例えば非接触の温度センサや光センサ）で検知し、その検知結果に基づき、高周波の集中する場所が被加熱物の置かれた場所に一致するようにアンテナ１８の向きを調整する。
【００３７】
本実施形態では▲１▼の方式をもってアンテナ１８の方角を決定する。従って、非加熱物を載置台２０の中でも高周波を集中させる特定の場所に置いてもらわねばならない。そこで、例えば載置台２０の正面から見て中央、しかも奥まった箇所を被加熱物の置き場所に指定する。指定した場所は表示をする。表示にあたっては、載置台２０の表面に印刷する、色変わりのガラスやセラミックをはめ込む、ＬＥＤでぐるりと取り囲む、上からスポットライトを当てるなどの手法を採用することができる。
【００３８】
ステップＳ３０４でＣＭ２が選択されたときはステップＳ３０５に進み、ＣＭ３が選択されたときはステップＳ３０６に進む。ステップＳ３０５及びＳ３０６からはステップＳ３０７に進み、そこからステップＳ３０８に進む。ステップＳ３０４でＣＭ１が選択されたときは直接ステップＳ３０８に進む。
【００３９】
ＣＭ２が選択されたときは、揺動の反転周期ＴＷが短周期とされる（ステップＳ３０５）。アンテナ１８が１回転するのに要する時間が６，０００ミリ秒である場合（１０ｒｐｍに相当）、揺動が一度反転した後再度反転するまでの時間、すなわち反転周期ＴＷを６００ミリ秒とすれば、アンテナ１８は３６０゜の６００／６，０００の角度、すなわち３６゜の角度範囲で揺動することになる。なお本明細書に登場する時間や角度の具体的数値は一つの例示であり、発明の範囲がこれによって限定されるものではない。
【００４０】
ＣＭ３が選択されたときは、揺動の反転周期ＴＷが長周期とされる（ステップＳ３０６）。アンテナ１８の揺動の反転周期ＴＷを、例えば１，２００ミリ秒とすれば、アンテナ１８は３６０゜の１，２００／６，０００の角度、すなわち７２゜の角度範囲で揺動することになる。
【００４１】
ステップＳ３０７では加熱品目に対応して種々の定数が設定又はリセットされる。前述の通り、ＣＭ２又はＣＭ３を選択した場合にはアンテナ１８は特定の方角を向いて揺動しなければならない。その方角を定めるのに検知スイッチ４４を用いる。すなわちアンテナ１８が回転する間にある方角を向くと、その時点で検知スイッチ４４が開閉状態を反転する。この時のアンテナ１８の位置を「基準位置」とする。アンテナ１８は引き続き回転する。検知スイッチ４４が開閉状態を反転してからの時間が計測され、所定時間に達したところが「揺動位置」となる。以後、モータ１９がその位置でアンテナ１８を揺動させるように制御部３０は制御を行う。
【００４２】
検知スイッチ４４が開閉状態を反転してからアンテナ１８が揺動位置に達するまでの時間を移動時間Ｔ１とする。移動時間Ｔ１が例えば４，５００ミリ秒であるものとすると、上記基準位置と揺動位置との角度差は３６０゜の４，５００／６，０００、すなわち２７０゜となる。
【００４３】
温度検知素子４３は高周波発生装置１３の温度を検知する。温度検知素子４３が例えば３２０゜Ｃ以上の温度を検知したら、それは高周波発生装置１３にとり異常温度ＴＭであるものとする。
【００４４】
高周波発生装置１３が異常温度ＴＭになったときは、アンテナ１８をより広い角度領域で揺動させる。すなわちアンテナ１８が揺動方向を反転した後、再度反転するまでに要する時間を延長する。延長時間ＴＥは、例えば２０ミリ秒（角度にすれば１．２゜に相当）とする。このように制御部３０は状態検出手段である温度検知素子４３の検出した高周波発生装置１３の動作状態に基づいてアンテナ１８の揺動角度を制御する。
【００４５】
ステップＳ３０７で「移動時間Ｔ１」「異常温度ＴＭ」「反転周期の延長時間ＴＥ」が設定された後、ステップＳ３０８に進む。ステップＳ３０８では「加熱タイマーＴＣ」「移動タイマーＴＳ」「反転フラッグＦＨ」「移動フラッグＦＥ」がリセットされる。それからステップＳ３０９に進む。
【００４６】
ステップＳ３０９ではリレースイッチ群（リレースイッチ３１、３３、３４、３５、３６）がＯＮとなり、モータ１９は正方向に回転を開始し、高周波による加熱が始まる。それからステップＳ３１０に進む。
【００４７】
ステップＳ３１０では制御方法がＣＭ１であるか、そうでないかをチェックする。通常加熱であるＣＭ１の場合はステップＳ３１０からステップＳ３２０に進む。ステップＳ３２０では加熱タイマーＴＣが加熱時間のカウントアップを行う。そしてステップＳ３２１に進む。
【００４８】
ステップＳ３２１では、ステップＳ３０２で設定した加熱時間Ｔ０が経過したかどうかをチェックする。経過していればステップＳ３２７に進む。経過していなければステップＳ３２２に進む。
【００４９】
ＣＭ１の場合、移動フラッグＦＥはゼロ、すなわち立っていない。そのためステップＳ３２２からステップＳ３２３に進む。
【００５０】
ステップＳ３２３では制御方法がＣＭ１であるかどうかをチェックする。この場合はＣＭ１なのでステップＳ３２０に戻る。加熱時間Ｔ０が経過するまで、ステップＳ３２０→Ｓ３２１→Ｓ３２２→Ｓ３２３→Ｓ３２０のサイクルを繰り返す。この間、アンテナ１８は正方向に連続回転している。
【００５１】
加熱時間Ｔ０が経過するとステップＳ３２１からステップＳ３２７に進む。ステップＳ３２７ではリレースイッチ群をＯＦＦにして加熱を終了する。モータ１９も停止させる。
【００５２】
局所集中加熱であるＣＭ２又はＣＭ３の場合はステップＳ３１０からステップＳ３１１に進む。連続回転の場合と異なり、ここでは検知スイッチ４４の開閉状態（反転状態）が意味を持ってくるので、ステップＳ３１１で検知スイッチ４４の開閉状態をチェックする。
【００５３】
アンテナ１８が所定の角度位置に来るまでは、検知スイッチ４４の開閉状態は反転しない。そのため、ステップＳ３１２→Ｓ３１４→Ｓ３２０→Ｓ３２１→Ｓ３２２→Ｓ３２３→Ｓ３１１のサイクルを繰り返す。この間に加熱時間Ｔ０が経過すればステップＳ３２１からステップＳ３２７に進み、加熱は終了する。
【００５４】
アンテナ１８が所定の角度位置に来ると、検知スイッチＳ４４が開閉状態を反転する。これによりステップＳ３１２からステップＳ３１３に進み、反転フラッグＦＨが立つ。反転フラッグＦＨが立った状態でステップＳ３１４に進むと、今度はステップＳ３２０にではなく、ステップＳ３１５に進むことになる。
【００５５】
ステップＳ３１５では、移動タイマーＴＳが所定時間の経過をカウントしたかどうかをチェックする。この場合の所定時間は、ステップＳ３０７で設定した移動時間Ｔ１から反転周期ＴＷの１／２を減じたものである。すなわち所定時間＝Ｔ１−ＴＷ／２である。
【００５６】
ステップＳ３１４からステップＳ３１５に進み、最初は移動タイマーＴＳのカウントがゼロなのでステップＳ３１９に進む。ステップＳ３１９では移動タイマーＴＳのカウントアップを行い、ステップＳ３２０に進む。ステップＳ３２０では加熱タイマーＴＣのカウントアップを行い、ステップＳ３２１に進む。ステップＳ３２１では、ステップＳ３０２で設定した加熱時間Ｔ０が経過したかどうかをチェックする。経過していればステップＳ３２７に進む。経過していなければステップＳ３２２に進む。
【００５７】
ステップＳ３２２では移動フラッグＦＥが立っているかどうかをチェックする。この場合、アンテナ１８はまだ揺動位置に到達していないので移動フラッグＦＥはゼロ、すなわち立っていない。そのためステップＳ３２２からステップＳ３２３に進む。
【００５８】
ステップＳ３２３では制御方法がＣＭ１であるかどうかをチェックする。この場合はＣＭ１ではなくＣＭ２又はＣＭ３なので、ステップＳ３１１に戻る。それからステップＳ３１２に進む。反転フラッグＦＨが既に立った状態なので、ステップＳ３１２からステップＳ３１３に進むことなくステップＳ３１４に進む。こうしてステップＳ３１１→Ｓ３１２→Ｓ３１４→Ｓ３１５→Ｓ３１９→Ｓ３２０→Ｓ３２１→Ｓ３２２→Ｓ３２３→Ｓ３１１のサイクルを繰り返す。この間に加熱時間Ｔ０が経過すればステップＳ３２１からステップＳ３２７に進み、加熱は終了する。
【００５９】
ステップＳ３１５で移動タイマーＴＳが所定時間の経過をカウントしたときはステップＳ３１６に進む。ステップＳ３１６ではアンテナ１８は揺動位置への移動を完了している。すなわち開口１８ａが被加熱物（の置き場所）の真下に来ている。ここで移動タイマーＴＳをリセットする。また移動完了を表すため移動フラッグＦＥを立てる。そしてステップＳ３１７に進む。
【００６０】
ステップＳ３１７では、最初は移動タイマーＴＳのカウントがゼロのため、アンテナ１８は正方向に回転を続ける。ステップＳ３１９→Ｓ３２０→Ｓ３２１→Ｓ３２２と進む。ステップＳ３２２では、移動フラッグＦＥが立っているためステップＳ３２４に進む。
【００６１】
ステップＳ３２４では温度検知素子４３が検知した高周波発生装置１３の温度をチェックする。異常温度ＴＭになっていれば、ステップＳ３２５からステップＳ３２６に進む。ステップＳ３２６では反転周期を延長する。すなわちステップＳ３０５又はＳ３０６で設定されていた反転周期ＴＷに延長時間ＴＥを加えたものを新たな反転周期とする。これにより、揺動の設定角度が広がり、高周波発生装置１３の受けるダメージが緩和される。
【００６２】
ステップＳ３２６の後、ステップＳ３１７に戻る。異常温度ＴＭでなければステップＳ３２５から直接ステップＳ３１７に戻る。
【００６３】
このようにして、揺動回転の時期に入った後、揺動反転時期を迎えるまで、ステップＳ３１７→Ｓ３１９→Ｓ３２０→Ｓ３２１→Ｓ３２２→Ｓ３２４→Ｓ３２５→（Ｓ３２６）→Ｓ３１７のサイクルを繰り返す。この間に加熱時間Ｔ０が経過すればステップＳ３２１からステップＳ３２７に進み、加熱は終了する。
【００６４】
揺動回転の時期に入ってから、反転周期ＴＷの１／２だけ回転したところで、揺動方向を反転すべき時期を迎える。ここでステップＳ３１８に進む。
【００６５】
ステップＳ３１８では中央制御部４０からの指令を受けてモータ１９が回転方向を反転する。すなわちアンテナ１８の揺動が反転する。移動タイマーＴＳもリセットされる。
【００６６】
以下、ステップＳ３１７→Ｓ３１９→Ｓ３２０→Ｓ３２１→Ｓ３２２→Ｓ３２４→Ｓ３２５→（Ｓ３２６）→Ｓ３１７のサイクルを繰り返す。この間に加熱時間Ｔ０が経過すれば加熱は終了する。
【００６７】
以上本発明の一実施形態につき説明したが、発明の主旨を逸脱しない範囲でさらに種々の変更を加えて実施することが可能である。
【００６８】
【発明の効果】
本発明によれば、加熱室内の高周波分布をコントロールするアンテナが、所定の方角を向いて所定角度で揺動するように制御を行う制御手段を設けたから、被加熱物が存在する近辺に高周波を集中させることができ、局所加熱が可能である。しかも高周波の放射部が揺れ動いているので被加熱部の一部だけを焦がすということがない。また被加熱物が金属を含んでいて、高周波が反射されたとしても、アンテナが動いているため、反射された高周波の高周波発生装置への帰還が抑制され、高周波発生装置に大きなダメージは生じない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る高周波加熱調理器の外観斜視図
【図２】上記高周波加熱調理器の垂直断面図
【図３】アンテナの上面図
【図４】回路構成図
【図５】制御のフローチャート
【符号の説明】
１ 高周波加熱調理器
１１ 加熱室
１２ 扉
１３ 高周波発生装置
１４ 導波管
１７ 操作パネル
１８ アンテナ
１８ａ、１８ｂ 開口
１９ モータ
２０ 載置台
３０ 制御部（制御手段）
４０ 中央制御部
４３ 温度検知素子
４４ 検知スイッチ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a high-frequency heating cooker.
[0002]
[Prior art]
In a high-frequency heating cooker (microwave oven), a high-frequency wave generated by a high-frequency generator is guided to a heating chamber through a waveguide, and water molecules contained in the object to be heated in the heating chamber are vibrated to raise the temperature of the object to be heated. . In order to heat an object to be heated uniformly, high-frequency waves must be uniformly applied. Therefore, a rotary mounting table (turntable) is provided inside the heating chamber, the object to be heated is mounted on the rotary mounting table, and heating is performed while each part of the object to be heated faces the wave supply port of the waveguide. There are many things.
[0003]
In the high-frequency heating cooker having the rotary mounting table as described above, it is not preferable that the object to be heated protrude from the rotary mounting table. This is because, when the object to be heated protrudes from the rotary mounting table, the protruding portion hits the inner wall of the heating chamber when rotating, and the rotation is hindered. For this reason, there is a limitation that the object to be heated can be placed within the range of the diameter of the rotary mounting table, and the corner of the heating chamber cannot be used as a space for arranging the object to be heated, resulting in poor space utilization efficiency. In addition, it is difficult to clean the inside of the heating chamber because the rotary mounting table is in the way.
[0004]
Recently, high-frequency heating cookers without a rotary mounting table have been increasing. The object to be heated is placed on the fixed mounting table, and the high frequency is uniformly distributed inside the heating chamber using the antenna means. An example of such a high-frequency heating cooker can be found in Patent Document 1.
[0005]
Patent Literature 1 describes a high-frequency heating device in which an antenna that rotates by driving a motor is provided at an opening of a waveguide provided at the bottom of a heating chamber, and the antenna supplies radio waves to the heating chamber. .
[0006]
In the high-frequency heating device of Patent Literature 1, high-frequency radiation in consideration of the position of the object to be heated is not performed. There has been proposed a high-frequency heating apparatus which improves this, changes the intensity of high-frequency waves depending on the location, and performs optimal heating in the entire heating chamber. Examples can be found in Patent Documents 2 to 4.
[0007]
In Patent Document 2, a radio wave radiating means having directivity is arranged in a substantially circular aperture provided on a bottom wall surface of a heating chamber, and the radio wave radiating means is rotated by a motor to control a radio wave radiation direction. A high-frequency heating device that changes the strength of a high-frequency distribution in the entire heating chamber is described.
[0008]
Patent Literature 3 discloses that a rotating antenna having three conductor long pieces and three conductor short pieces arranged radially is provided in a high-frequency supply chamber, and this rotating antenna is temporarily stopped or decelerated to provide two types. Describes a high-frequency heating apparatus capable of uniformly heating each foodstuff to a different appropriate temperature.
[0009]
In Patent Document 4, an upper waveguide is arranged at the upper part of the heating chamber, a lower waveguide is arranged at the lower part of the heating chamber, and the upper waveguide and the lower waveguide are rotated upward by feeding ports respectively. There is described a microwave oven in which an antenna and a lower rotating antenna are arranged, the rotating antenna is stopped during heating, and the temperature distribution of an object to be heated by heating can be arbitrarily changed depending on the stop position.
[0010]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-8057 [Patent Document 2]
JP 2002-216944 A [Patent Document 3]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-110339 [Patent Document 4]
JP-A-9-102390
[Problems to be solved by the invention]
In the above-mentioned conventional high-frequency heating cooker, the antenna is rotated at a reduced speed or stopped to obtain a high frequency with a high energy level. This method has the following problems.
[0012]
[When rotating at reduced speed]
When the antenna is decelerated and rotated with the aim of local concentrated heating, the movement time in areas other than the local area is lost, and the heating efficiency is reduced. In addition, a portion other than the intended local portion is also heated, and the difference in the amount of heating between the local portion and the other portion is reduced.
[0013]
[When stopping]
It is very effective from the viewpoint of local heating to stop the antenna by bringing the antenna close to the area where the concentrated heating is desired. However, if the object to be heated existing locally contains metal (for example, the object to be heated is wrapped in aluminum foil), the high frequency that should be radiated to the heating chamber or the object to be heated is the metal. It is reflected and returns to the high frequency generator. This leads to damage to the high frequency generator. In addition, the mounting table is heated intensively due to the concentration of the high electric field between the metal and the high-frequency radiating section, and the mounting table is discolored or cracked.
[0014]
Problems also occur depending on the size of the object to be heated. When local heating is performed with the antenna stopped, if the object to be heated is small, heating is performed efficiently and uniformly. However, if the object to be heated is large, uneven heating occurs in the object to be heated.
[0015]
The present invention has been made in view of the above points, and its object is to efficiently and uniformly perform local heating without causing damage to the high frequency generator even when performing local heating. An object of the present invention is to provide a high-frequency cooking device.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
The cooking device of the present invention has the following configuration.
[0017]
(1) A high-frequency heating cooker including a heating chamber, a high-frequency generator, a waveguide for guiding the high frequency generated by the high-frequency generator to the heating chamber, and an antenna for controlling a high-frequency distribution in the heating chamber. Control means for controlling the antenna to swing at a predetermined angle in a predetermined direction is provided.
[0018]
According to this configuration, the high frequency can be concentrated near the object to be heated, and local heating is possible. Moreover, since the high-frequency radiating portion is oscillating, only a part of the heated portion is not burned. Even if the object to be heated contains a metal and the high frequency is reflected, since the antenna is moving, the reflected high frequency is suppressed from being returned to the high frequency generator, and the high frequency generator is not seriously damaged. .
[0019]
(2) In the high-frequency heating cooker as described above, the control unit controls the swing angle according to the input heating condition.
[0020]
According to this configuration, the range of local heating is adjusted according to the input heating condition, and efficient and uniform heating can be obtained.
[0021]
(3) In the high-frequency heating cooker as described above, there is provided state detection means for detecting an operation state of the high-frequency generation device, and the control means performs the operation based on the operation state of the high-frequency generation device detected by the state detection means. The swing angle is controlled.
[0022]
According to this configuration, when an abnormality is likely to occur in the high frequency generator, the set angle of the swing can be changed to reduce the damage to the high frequency generator.
[0023]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the high-frequency heating cooker of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 is an external perspective view, FIG. 2 is a vertical sectional view, FIG. 3 is a top view of an antenna, FIG. 4 is a circuit configuration diagram, and FIG. 5 is a control flowchart.
[0024]
The high frequency heating cooker 1 includes a cabinet 10. An operation panel 17 is provided on the front of the cabinet 10. Inside the cabinet 10, a heating chamber 11 having a front surface as a door 12 is formed. Outside the heating chamber 11, a high-frequency generator 13 and a waveguide 14 (see FIG. 2) are arranged. The high frequency generated by the high frequency generator 13 is supplied from the waveguide 14 to the heating chamber 11. The waveguide 14 is provided on the bottom of the heating chamber 11. At the end of the waveguide 14, an antenna 18 having a receiving antenna unit and a radiation antenna unit is arranged. The antenna 18 is continuously rotated or rocked (periodically inverted rotation) on the bottom surface of the heating chamber 11 by a motor 19, and controls a high frequency distribution in the heating chamber 11. A mounting table 20 made of glass or ceramic is arranged on the antenna 18. The mounting table 20 is supported so as not to rotate in the heating chamber 11, and the object to be heated is placed thereon.
[0025]
The high-frequency generator 13 is provided with a temperature detecting element 43. The temperature detecting element 43 functions as a state detecting means for detecting an operation state of the high frequency generator. In this case, the operating temperature is used as an index of the operating state. A detection switch 44 for detecting that the antenna 18 has reached a specific angular position is provided on a shaft that continuously rotates or swings the antenna 18.
[0026]
The antenna 18 has a circular planar shape, and is provided with an opening 18a and two openings 18b having different shapes from the opening 18a, as shown in FIG. The opening 18a is a main radiating portion of high frequency. The opening 18b suppresses high-frequency radiation from the outer peripheral portion of the antenna 18. Thereby, locally concentrated high-frequency radiation is enabled. Note that the shape of the antenna 18 is not limited to that shown in FIG. Any shape may be used as long as locally concentrated high frequency radiation is possible.
[0027]
It is the control unit 30 (see FIG. 4) that functions as control means for controlling the operation of the cooking device 1. The central control unit 40 is at the core of the control unit 30. The central control unit 40 includes a microprocessor and controls the overall control of the cooking device 1. The control status is displayed on the display unit 17a of the operation panel 17. Further, a command to the central control unit 40 is input from the key operation unit 17b of the operation panel 17.
[0028]
The high-frequency generator 13 has a high-frequency driving power supply 13a composed of a transformer, a capacitor, and a diode, and a magnetron 13b driven by the high-frequency driving power supply 13a.
[0029]
The central control unit 40 controls opening and closing of the relay switch 31. The relay switch 31 turns on / off power supply to the high-frequency generator 13 as a heat source, the motor 19 of the antenna 18, and the like. A safety switch 32 is connected in series with the relay switch 31. The safety switch 32 is a manual switch, and is used to stop the operation of the cooking device 1 regardless of the central control unit 40 when a trouble occurs.
[0030]
The motor 19, the fan motor 41 for cooling electric components such as the high-frequency generator 13, the lamp 42 for illuminating the inside of the heating chamber 11, and the high-frequency generator 13 are individually provided with relay switches (relay switches 33, 34, 35, 36). ) Are connected, and the power supply is individually turned ON / OFF. The motor 19 illustrated in FIG. 4 is a unit including a motor driver. During the antenna swing operation, the central control unit 40 instructs the motor 19 to invert the rotation direction of the motor 19.
[0031]
The following components are connected to the central control unit 40. That is, a door switch 37 for detecting the opening and closing of the door 12, a humidity detecting element 38 for detecting the humidity in the heating chamber 11, a sound generating device 39 for generating a notification sound having a meaning such as a warning, and the aforementioned temperature detecting element 43. The detection switch 44.
[0032]
Next, the control flow of the high-frequency heating cooker 1 will be described based on the flowchart of FIG.
[0033]
First, heating conditions are input. The first is the setting of the heating item (step S301). Next, the heating time T0 is set (step S302). The heating time T0 may be input by the user or may be set in accordance with the setting of the heating item. Pressing a start key in the key operation unit 17b starts heating (step S303).
[0034]
Here, a control method (Control Mode: hereinafter, abbreviated as “CM”) of the antenna 18 is determined. One of the three types of CM is automatically selected according to the item to be heated (step S304). In the case of normal warming, the antenna 18 is controlled so as to continuously rotate 360 °. This control method is CM1. When local heating is applied to a relatively small object to be heated, such as one cup of milk, one cup of coffee, and one set of rice, the antenna 18 is swung in a narrow angle region. This control method is CM2. If the unheated material is large, such as 2 cups of milk, 2 cups of coffee, 2 tables of rice, or tonkatsu, swing it over a wide angle range. This control method is CM3. As described above, the control unit 30 controls the swing angle of the antenna 18 according to the input heating condition.
[0035]
In the case of CM2 or CM3, the antenna 18 must be oriented in a direction where the high frequency is concentrated on the object to be heated, and more specifically, must swing at an angle such that the opening 18a is located directly below the non-heated object. There are the following two methods for determining the direction.
[0036]
(1) When CM2 or CM3 is selected, it is assumed that the antenna 18 always faces a fixed direction. In this case, since the place where the high frequency is concentrated is limited, the position of the object to be heated is adjusted so that the object to be heated enters the place.
(2) The object to be heated may be placed at an arbitrary position on the mounting table 20. The location of the object to be heated is detected by a detecting means (for example, a non-contact temperature sensor or an optical sensor), and based on the detection result, the location where the high frequency is concentrated coincides with the location of the object to be heated. The direction of the antenna 18 is adjusted.
[0037]
In the present embodiment, the direction of the antenna 18 is determined by the method (1). Therefore, the non-heated object must be placed in a specific place in the mounting table 20 where high frequencies are concentrated. Therefore, for example, a central part when viewed from the front of the mounting table 20 and a deep part are designated as a place for placing the object to be heated. The specified location is displayed. For display, it is possible to adopt a method of printing on the surface of the mounting table 20, inserting a color-changing glass or ceramic, surrounding the entire area with LEDs, or applying a spotlight from above.
[0038]
When CM2 is selected in step S304, the process proceeds to step S305, and when CM3 is selected, the process proceeds to step S306. From steps S305 and S306, the process proceeds to step S307, from which the process proceeds to step S308. When CM1 is selected in step S304, the process directly proceeds to step S308.
[0039]
When CM2 is selected, the swing inversion cycle TW is set to a short cycle (step S305). When the time required for the antenna 18 to make one rotation is 6,000 milliseconds (corresponding to 10 rpm), the time required for the oscillation to be inverted once and then again, that is, the inversion period TW is 600 milliseconds. , The antenna 18 will oscillate at an angle of 360/600, 6,000, or 36 °. It should be noted that the specific numerical values of time and angle appearing in this specification are merely examples, and the scope of the invention is not limited thereto.
[0040]
When CM3 is selected, the swing reversal cycle TW is set to a long cycle (step S306). If the reversal period TW of the swing of the antenna 18 is, for example, 1,200 milliseconds, the antenna 18 swings at an angle of 1,200 / 6,000 of 360 °, that is, an angle range of 72 °. .
[0041]
In step S307, various constants are set or reset according to the heating item. As described above, when CM2 or CM3 is selected, the antenna 18 must swing in a specific direction. The detection switch 44 is used to determine the direction. That is, when the antenna 18 turns in a certain direction while rotating, the detection switch 44 reverses the open / closed state at that point. The position of the antenna 18 at this time is defined as a “reference position”. The antenna 18 continues to rotate. The time from when the detection switch 44 is turned over to the open / closed state is measured, and when a predetermined time is reached, the “swing position” is determined. Thereafter, the control unit 30 controls the motor 19 to swing the antenna 18 at that position.
[0042]
The time from when the detection switch 44 reverses the open / closed state to when the antenna 18 reaches the swing position is referred to as a movement time T1. Assuming that the moving time T1 is, for example, 4,500 milliseconds, the angle difference between the reference position and the swing position is 360 ° of 4,500 / 6,000, that is, 270 °.
[0043]
The temperature detecting element 43 detects the temperature of the high frequency generator 13. When the temperature detecting element 43 detects a temperature of, for example, 320 ° C. or more, it is assumed that the temperature is an abnormal temperature TM for the high frequency generator 13.
[0044]
When the high-frequency generator 13 reaches the abnormal temperature TM, the antenna 18 is swung in a wider angle range. That is, the time required until the antenna 18 reverses the swing direction after reversing the swing direction is extended. The extension time TE is, for example, 20 milliseconds (corresponding to 1.2 ° in angle). As described above, the control unit 30 controls the swing angle of the antenna 18 based on the operation state of the high-frequency generator 13 detected by the temperature detection element 43 as the state detection unit.
[0045]
After the “moving time T1”, the “abnormal temperature TM”, and the “reversal period extension time TE” are set in step S307, the process proceeds to step S308. In step S308, the "heating timer TC", "movement timer TS", "reversal flag FH", and "movement flag FE" are reset. Then, the process proceeds to step S309.
[0046]
In step S309, the relay switch group (relay switches 31, 33, 34, 35, 36) is turned on, the motor 19 starts rotating in the forward direction, and heating by high frequency starts. Then, the process proceeds to step S310.
[0047]
In step S310, it is checked whether the control method is CM1 or not. In the case of CM1, which is normal heating, the process proceeds from step S310 to step S320. In step S320, the heating timer TC counts up the heating time. Then, the process proceeds to step S321.
[0048]
In step S321, it is checked whether the heating time T0 set in step S302 has elapsed. If it has elapsed, the process proceeds to step S327. If not, the process proceeds to step S322.
[0049]
In the case of CM1, the movement flag FE is zero, that is, not standing. Therefore, the process proceeds from step S322 to step S323.
[0050]
In step S323, it is checked whether the control method is CM1. In this case, since it is CM1, the process returns to step S320. Until the heating time T0 elapses, the cycle of steps S320 → S321 → S322 → S323 → S320 is repeated. During this time, the antenna 18 is continuously rotating in the forward direction.
[0051]
After the elapse of the heating time T0, the process proceeds from step S321 to step S327. In step S327, the relay switch group is turned off to end the heating. The motor 19 is also stopped.
[0052]
In the case of CM2 or CM3 that is local concentrated heating, the process proceeds from step S310 to step S311. Unlike the case of continuous rotation, the open / closed state (reversed state) of the detection switch 44 is significant here, so the open / closed state of the detection switch 44 is checked in step S311.
[0053]
Until the antenna 18 comes to the predetermined angular position, the open / close state of the detection switch 44 does not reverse. Therefore, the cycle of steps S312 → S314 → S320 → S321 → S322 → S323 → S311 is repeated. If the heating time T0 has elapsed during this time, the process proceeds from step S321 to step S327, and the heating ends.
[0054]
When the antenna 18 comes to a predetermined angular position, the detection switch S44 reverses the open / closed state. Accordingly, the process proceeds from step S312 to step S313, and the reversal flag FH is set. If the process proceeds to step S314 with the inversion flag FH standing, the process proceeds to step S315 instead of step S320.
[0055]
In step S315, it is checked whether the movement timer TS has counted the elapse of a predetermined time. The predetermined time in this case is obtained by subtracting の of the reversal period TW from the movement time T1 set in step S307. That is, the predetermined time = T1-TW / 2.
[0056]
The process proceeds from step S314 to step S315. At first, since the count of the movement timer TS is zero, the process proceeds to step S319. In step S319, the movement timer TS is counted up, and the process proceeds to step S320. In step S320, the heating timer TC is counted up, and the process proceeds to step S321. In step S321, it is checked whether the heating time T0 set in step S302 has elapsed. If it has elapsed, the process proceeds to step S327. If not, the process proceeds to step S322.
[0057]
In step S322, it is checked whether the movement flag FE is standing. In this case, since the antenna 18 has not yet reached the swing position, the movement flag FE is zero, that is, not standing. Therefore, the process proceeds from step S322 to step S323.
[0058]
In step S323, it is checked whether the control method is CM1. In this case, since it is not CM1 but CM2 or CM3, the process returns to step S311. Then, the process proceeds to step S312. Since the inversion flag FH has already been set, the process proceeds to step S314 without proceeding from step S312 to step S313. Thus, the cycle of steps S311 → S312 → S314 → S315 → S319 → S320 → S321 → S322 → S323 → S311 is repeated. If the heating time T0 has elapsed during this time, the process proceeds from step S321 to step S327, and the heating ends.
[0059]
When the movement timer TS has counted the elapse of the predetermined time in step S315, the process proceeds to step S316. In step S316, the movement of the antenna 18 to the swing position has been completed. That is, the opening 18a is located immediately below (the place where the object to be heated is placed). Here, the movement timer TS is reset. In addition, a movement flag FE is set to indicate the completion of the movement. Then, the process proceeds to step S317.
[0060]
In step S317, since the count of the movement timer TS is initially zero, the antenna 18 continues to rotate in the forward direction. The process proceeds to steps S319 → S320 → S321 → S322. In step S322, since the movement flag FE is standing, the process proceeds to step S324.
[0061]
In step S324, the temperature of the high frequency generator 13 detected by the temperature detecting element 43 is checked. If the temperature is abnormal, the process proceeds from step S325 to step S326. In step S326, the inversion cycle is extended. That is, a value obtained by adding the extension time TE to the inversion cycle TW set in step S305 or S306 is set as a new inversion cycle. Thereby, the set angle of the swing is widened, and the damage to the high frequency generator 13 is reduced.
[0062]
After step S326, the process returns to step S317. If it is not the abnormal temperature TM, the process directly returns from step S325 to step S317.
[0063]
In this way, the cycle of steps S317 → S319 → S320 → S321 → S322 → S324 → S325 → (S326) → S317 is repeated until the swing reversal time comes after the swing rotation timing. If the heating time T0 has elapsed during this time, the process proceeds from step S321 to step S327, and the heating ends.
[0064]
When the rotation of the rocking direction has been completed, the rotation direction is to be reversed when the rotation has been performed by の of the reversal period TW from the time of the rocking rotation. Here, the process proceeds to step S318.
[0065]
In step S318, the motor 19 reverses the rotation direction in response to a command from the central control unit 40. That is, the swing of the antenna 18 is reversed. The movement timer TS is also reset.
[0066]
Hereinafter, the cycle of steps S317 → S319 → S320 → S321 → S322 → S324 → S325 → (S326) → S317 is repeated. If the heating time T0 elapses during this time, the heating ends.
[0067]
Although one embodiment of the present invention has been described above, various modifications can be made without departing from the gist of the invention.
[0068]
【The invention's effect】
According to the present invention, since the antenna for controlling the high-frequency distribution in the heating chamber is provided with control means for performing control so as to face a predetermined direction and swing at a predetermined angle, the high-frequency wave is provided in the vicinity of the object to be heated. It can be concentrated and local heating is possible. Moreover, since the high-frequency radiating portion is oscillating, only a part of the heated portion is not burned. Further, even if the object to be heated contains a metal and the high frequency is reflected, the antenna is moving, so that the reflected high frequency is suppressed from returning to the high frequency generator, and the high frequency generator is not seriously damaged. .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an external perspective view of a high-frequency heating cooker according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a vertical sectional view of the high-frequency heating cooker. FIG. 3 is a top view of an antenna. FIG. 5 Control flowchart [Description of reference numerals]
REFERENCE SIGNS LIST 1 high-frequency heating cooker 11 heating chamber 12 door 13 high-frequency generator 14 waveguide 17 operation panel 18 antennas 18a, 18b opening 19 motor 20 mounting table 30 control unit (control means)
40 central control unit 43 temperature detection element 44 detection switch
