JP3203147B2 - 電子レンジ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子レンジに関し、詳し
くは、回転アンテナに載置した被加熱物をマイクロ波で
加熱調理する際の加熱ムラの防止機能を組み込んだ電子
レンジに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子レンジでは、例えば、被加熱
物をマイクロ波で加熱調理する際の加熱ムラを防止する
ために回転アンテナやスタラーが用いられている。

【０００３】また、近年、食品の解凍に関する技術が向
上し、例えば、複数ステージの加熱プログラムを組み合
わせることによって食品をムラなく解凍できる電子制御
式調理器が提案されている（特開昭６１−１３４５２５
号公報、参照）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
電子レンジにおいては、加熱ムラを防止するための回転
アンテナ、スタラーが用いられても、回転アンテナの回
転周期やスタラーの回転周期とは関係なく実験により加
熱ムラを確認し加熱条件を改善していた。

【０００５】そのため、加熱出力が５０％以下で加熱す
る場合、回転アンテナの回転周期と加熱出力周期の関係
によっては加熱ムラが発生することがあった。

【０００６】図６は従来例１における回転アンテナの回
転角度とマグネトロンのマイクロ波放射時期との関係を
示す説明図である。図６において、加熱周期Ｔｃ＝２５
（秒）、加熱出力比１０％（２.５秒／ＯＮ、２２.５秒
／ＯＦＦ）でマイクロ波加熱源をＯＮ／ＯＦＦ制御した
場合を示し、ハッチング部がマイクロ波の出力状態を示
す。

【０００７】図６（ａ）は５０Ｈｚ時の回転アンテナの
回転周期Ｔ５０＝１２（秒）の回転角度とマイクロ波放
射時期を示している。図６（ｂ）は６０Ｈｚ時の回転ア
ンテナの回転周期Ｔ６０＝１０（秒）の回転角度と出力
状態を示している。

【０００８】図６（ｂ）に示す６０Ｈｚ時の回転アンテ
ナの周期Ｔ６０では、マイクロ波の放射される時期は、
回転アンテナの角度が０°〜９０°、１８０°〜２７０
°の間のみマイクロ波が放射されるので、マイクロ波の
放射方向が一定となってしまい、加熱ムラの発生する原
因となっていた。

【０００９】また、図６（ａ）に示す５０Ｈｚ時の回転
アンテナの周期Ｔ５０においても、加熱領域が徐々にず
れているだけで同じ部分が重なって加熱されているので
加熱ムラが発生しやすい。

【００１０】図７は従来例２における回転アンテナの回
転角度とマグネトロンのマイクロ波放射時期との関係を
示す説明図である。図７において、加熱周期Ｔｃ＝２５
（秒）、加熱出力比２０％（５秒／ＯＮ、２０秒／ＯＦ
Ｆ）でマイクロ波加熱源をＯＮ／ＯＦＦ制御した場合を
示し、ハッチング部がマイクロ波の出力状態を示す。

【００１１】図７（ａ）は５０Ｈｚ時の回転アンテナの
回転周期Ｔ５０＝１２（秒）の回転角度と出力状態を示
している。図８（ｂ）は６０Ｈｚ時の回転アンテナ回転
周期Ｔ６０＝１０（秒）回転角度と出力状態を示してい
る。

【００１２】図７（ｂ）に示す６０Ｈｚ時の回転アンテ
ナの回転周期Ｔ６０では、１周目が０°〜１８０°、‥
３周目が１８０°〜３６０°、‥６周目が０°〜１８０
°‥９周目が１８０°〜３６０°となり、０°〜３６０
°の全領域にむらなくマイクロ波が照射されるので加熱
ムラの発生が起きにくい。

【００１３】しかしながら、図７（ａ）に示す５０Ｈｚ
時の回転アンテナ時の回転周期Ｔ５０では、同期モータ
の１回転周期が異なるため、加熱領域が１周目が０°〜
１５０°、‥３周目が３０°〜１８０°、‥５周目が６
０°〜２１０°となり、同じ加熱周期でマイクロ波加熱
源をＯＮ−ＯＦＦ制御した場合、回転アンテナの回転角
度に対するマイクロ波の照射時期がずれて、前回のマイ
クロ波の照射部分と重なった部分を照射することにな
り、加熱ムラの発生する原因となっていた。

【００１４】従って、図７に示すように、６０Ｈｚ地域
の電子レンジで、０°〜３６０°の全領域に平均してマ
イクロ波が照射できるように加熱周期を設定しても、回
転アンテナの駆動には電源周波数に同期して回転する同
期モータが用いられているので、６０Ｈｚ地域と５０Ｈ
ｚ地域では、周期モータの１回転周期が異なる。

【００１５】このため、同じ加熱周期でマイクロ波をＯ
Ｎ−ＯＦＦした場合、５０Ｈｚ地域では加熱周期がずれ
加熱ムラの発生を防止することができなかった。

【００１６】つまり、回転アンテナは、マイクロ波を３
６０°全方向に向けて放射させることで、加熱ムラを防
止することを目的としているが、５０Ｈｚ運転時ではそ
の目的を十分にはたし得ず、加熱ムラが生じることとな
る。

【００１７】また、特開昭６１−１３４５２５号公報で
は、食品をムラなく解凍するため、複数ステージの加熱
プログラムを組み合わせている。例えば、第１ステージ
では加熱出力１００％、第２ステージでは加熱出力３０
％、第３ステージでは加熱出力１０％で解凍している。

【００１８】したがって、加熱出力が１００％のステー
ジでは、５０Ｈｚ地域と６０Ｈｚ地域の回転アンテナの
回転周期のずれによる加熱ムラは全く発生しないが、加
熱出力３０％の第２ステージ、加熱出力１０％の第３ス
テージでは、回転アンテナの回転周期とマイクロ波の出
力周期によっては同じ場所にマイクロ波が照射される可
能性があり、マイクロ波が０°〜３６０°の全領域に平
均して照射されているとは限らないので、解凍ムラが発
生する恐れがある。

【００１９】本発明は斯る課題を解決しようとするもの
である。

【００２０】

【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
めの本発明の手段は、食品を収納する加熱室と、該加熱
室内にマイクロ波を供給するマイクロ波発生手段と、電
源周波数が５０Ｈｚか６０Ｈｚかを検知する周波数検知
手段と、前記電源周波数に同期して回転する同期モータ
と、該同期モータに連結して回転する前記加熱室内に配
置された電波攪拌手段と、前記周波数検知手段の検知結
果に基づいて前記電波攪拌手段の回転周期に同期して前
記マイクロ波発生手段を制御する加熱制御手段と、を備
えている。

【００２１】そして、前記加熱制御手段は、加熱運転時
間を複数の加熱周期に分割して前記マイクロ波発生手段
を制御するとともに、前記加熱周期は前記電波攪拌手段
の回転周期の整数倍より回転周期の略半周期分ずらして
設定されていることを特徴とする。

【００２２】さらに、前記電波撹拌手段は、前記マグネ
トロンのマイクロ波を放射する回転アンテナにより構成
されたものである。

【００２３】

【作用】即ち、電波攪拌手段を回転させている同期モー
タは、電源周波数に応じて回転数が変わるが、マイクロ
波発生手段の加熱周期を前記電波攪拌手段の回転周期の
整数倍より回転周期の略半周期分ずらして設定されてい
るため電源周波数が変わっても電波攪拌手段を中心に全
周にわたって略均一にマイクロ波を攪拌することができ
る。

【００２４】また、加熱周期を電源周波数に同期したパ
ルス数にて設定することにより、電源周波数が変わって
も、その分パルスの間隔も変わるので、同じ条件で電波
撹拌手段を中心に全周にわたって略均一に撹拌すること
ができる。

【００２５】

【実施例】以下、図に示す実施例に基づいて本発明を詳
述する。なお、本発明はこれによって限定されるもので
ない。本発明は、主として、回転アンテナで被加熱物を
マイクロ波加熱する電子レンジにおいて好適であり、各
構成要素は「周波数の違いによるマイクロ波加熱の加熱
ムラ防止機能」を達成することで、５０Ｈｚ地域、６０
Ｈｚ地域に拘わらず加熱性能の高い電子レンジを提供す
ることができる。

【００２６】図１は本発明の電子レンジの一実施例を示
すブロック図である。図１において、１は制御部であ
り、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏポート、タイマ
ー、カウンター、周波数検出回路、リレー駆動回路、表
示駆動回路等を有するマイクロコンピュータ（マイコ
ン）１ａで構成されている。

【００２７】２は加熱調理の種類を設定するメニューキ
ーや調理開始を行う調理スタートキーを備えたキー入力
部であり、キースイッチ、タッチセンサ等から構成され
る。

【００２８】３はキー入力したメニュー、加熱時間、加
熱運転状況を表示する表示部であり、通常、蛍光表示管
が用いられる。

【００２９】４はマイクロ波を撹拌放射する回転アンテ
ナであり、回転アンテナ４を駆動する同期モータ（ワー
レンモータ）４ａがモータ駆動回路５を介してマイコン
１の出力ポートに接続されている。尚、回転アンテナの
代わりにマイクロ波反射撹拌用のスタラー羽根としても
よい。

【００３０】同期モータの回転数は５０Ｈｚ地域と６０
Ｈｚ地域では異なり、５：６になる。従って、回転アン
テナ４の回転周期は、５０Ｈｚ地域と６０Ｈｚ地域では
６：５になる。

【００３１】６はマイクロ波を照射するマグネトロン、
７はマグネトロン６を発振する高圧トランス、８は高圧
トランス７をＯＮ／ＯＦＦ制御する加熱源制御回路であ
りマイコン１ａの出力ポートに接続されている。

【００３２】また、モータ駆動回路５、加熱源制御回路
８としては、ＯＮ／ＯＦＦ制御するリレー、トライアッ
ク等のスイッチング素子が用いられる。

【００３３】９は商用電源であり、同期モータ４ａ、高
圧トランス７に直接交流電力が供給される。１０は電源
波形検出回路であり、例えば、電磁誘導コイル、フォト
カプラ等からなるセンサで、商用電源９の波形から周波
数のタイミングを検出して電源同期信号としてマイコン
１ａの入力ポートに入力され、マイコン１ａに内蔵され
た周波数検出回路で周波数が検出される。

【００３４】また、マイコン１ａのＲＯＭには、５０Ｈ
ｚにおける回転アンテナの１回転周期と回転数との積と
６０Ｈｚにおける回転アンテナの１回転周期と回転数と
の積とがほぼ一致する回転周期を加熱周期として格納
し、また５０Ｈｚと６０Ｈｚの加熱出力を５：６になる
ようパルス信号単位に変換する変換プログラムや被加熱
物を設定された加熱周期や加熱出力比でＯＮ／ＯＦＦ制
御する加熱制御プログラム等を格納している。

【００３５】図２は本発明の電子レンジの外観を示す斜
視図である。図２において、１１は電子レンジ本体、２
は電子レンジを操作するキー入力部、３は表示部、１２
はドアであり、ドア１２の裏側に加熱室１３が設けられ
ている。

【００３６】図３は回転アンテナとマグネトロンの位置
関係を示す説明図である。図３において、１３は電子レ
ンジ本体１１の加熱室を示し、１４はマグネトロン６か
らのマイクロ波を加熱室に供給する導波管であり、電子
レンジ本体１１の上部に設置されている。

【００３７】前記回転アンテナ４を回転する同期モータ
４ａは、導波管１４の上部に設けられ、また該同期モー
タ４ａから延びる金属製の駆動軸４ｂは、導波管１４の
中を貫通し加熱室に突設させている。そして、駆動軸４
ｂの先端には、回転アンテナ４を固定して、同期モータ
４ａを回転することにより回転アンテナ４を回転するの
である。

【００３８】ここで、電源周波数の違いによる加熱ムラ
の防止方法１（実施例１）を説明する。前記マイコン１
ａは、５０Ｈｚにおける回転アンテナ４の１回転周期と
回転数との積と６０Ｈｚにおける回転アンテナ４の１回
転周期と回転数との積とがほぼ一致する回転周期を加熱
周期Ｔｃとしてマイコン１ａに格納しておく。

【００３９】即ち、マグネトロン６をＯＮ／ＯＦＦ制御
してマイクロ波を出力する際の加熱周期をＴｃ、５０Ｈ
ｚ、６０Ｈｚ時の回転アンテナ４の回転周期をそれぞれ
Ｔ５０、Ｔ６０、同期回転数をＮ、Ｍ（自然数）とした
とき、 Ｔｃ≒（Ｎ−１／２）×Ｔ５０≒（Ｍ−１／２）×Ｔ６
０ の式から、Ｎ、Ｍを求め、マイコン１ａのＲＯＭにあら
かじめ記憶しておく。ここで、Ｔ５０＝１２（秒）、Ｔ
６０＝１０（秒）とする。

【００４０】尚、Ｎ−１／２、Ｍ−１／２における１／
２は、１／２回転を示し、まず０°〜１８０°の領域を
加熱し、次に、１８０°〜３６０°の領域を加熱するよ
う加熱周期を設定しているためである。つまり、加熱周
期Ｔｃは回転アンテナ４の回転周期に対し、１回目、２
回目の各加熱出力時の回転アンテナの回転角度を、ほぼ
１８０°ずらして平均して加熱している。

【００４１】よって、Ｔｃ≒（Ｎ−１／２）×１２≒
（Ｍ−１／２）×１０から、（Ｎ、Ｍ）＝（５、６）、
（１０、１２）、（１５、１８）‥の組み合わせが求め
られる。（Ｎ、Ｍ）＝（５、６）とすると、加熱周期Ｔ
ｃ≒５４〜５５（秒）である。この加熱周期をあらかじ
めマイコン１ａのＲＯＭに格納し、マグネトロン６の制
御のたびに呼び出してマグネトロン６の制御に使用する
のである。

【００４２】図４は実施例１における回転アンテナの回
転角度とマグネトロンのマイクロ波放射時期との関係を
示す説明図である。図４において、加熱周期Ｔｃ＝５４
（秒）、加熱出力１０％（５.４秒／ＯＮ時間、４８.６
秒／ＯＦＦ時間）でマグネトロン６をＯＮ／ＯＦＦ制御
した場合を示し、ハッチング部がマイクロ波の出力状態
を示す。

【００４３】図４（ａ）は５０Ｈｚ時の回転アンテナ４
の回転周期Ｔ５０＝１２（秒）における回転角度と出力
状態を示している。図４（ｂ）は６０Ｈｚ時の回転アン
テナ４の周期Ｔ６０＝１０（秒）における回転角度と出
力状態を示している。

【００４４】図４（ａ）に示す５０Ｈｚ時の回転アンテ
ナ４からマイクロ波が放射される時期は、１周目が０°
〜１６５°、‥５周目が１８０°〜３４５°、‥１０周
目が０°〜１６５°‥１４周目が１８０°〜３４５°、
‥となり、ほぼ０°〜３６０°の全領域にマイクロ波が
平均して照射されるので加熱ムラが発生しない。

【００４５】図４（ｂ）に示す６０Ｈｚ時の回転アンテ
ナ４からマイクロ波が放射される時期は、１周目が０°
〜１９８°、‥６周目が１４４°〜３４２°、‥１１周
目、１２周目が２８８°〜１２６°、‥となり、５０Ｈ
ｚ時の同じ加熱周期でマグネトロンをＯＮ−ＯＦＦ制御
した場合でも、ほぼ０°〜３６０°の全領域にマイクロ
波が平均して照射されるので加熱ムラが発生しない。

【００４６】次に、他の実施例として加熱ムラの防止方
法２（実施例２）を説明する。マグネトロン６をＯＮ／
ＯＦＦ制御してマイクロ波を出力する際の加熱出力比
を、５０Ｈｚ、６０Ｈｚ時で６：５になるよう設定す
る。

【００４７】回転アンテナの５０Ｈｚと６０Ｈｚ時の回
転周期をＴ５０、Ｔ６０とすると、Ｔ５０：Ｔ６０＝１
２：１０＝６：５となる。

【００４８】マイコン１ａに内蔵された周波数検出回路
で５０Ｈｚであるか６０Ｈｚであるか判別後、次に、マ
イコン１ａ内のカウンターで１秒間の電源波形をパルス
化し、５０Ｈｚ時は１秒間にパルス数を５０カウント、
６０Ｈｚ時は１秒間にパルス数を６０カウントとする。
加熱周期を時間単位から電源周波数に同期したパルス信
号単位（パルス数）に変換することで、マイコン１ａは
カウントしたパルス数そのものを加熱周期（出力周期）
とすることで、時間換算することなく同一のプログラム
で加熱周期を組み込むことができる。

【００４９】図５は実施例２における回転アンテナの回
転周期とマグネトロンの加熱周期の関係を示す説明図で
ある。図５において、例えば、加熱周期Ｔｃ＝１５００
パルス、加熱出力２０％（３００パルス／ＯＮ時間、１
２００パルス／ＯＦＦ時間）でマグネトロンをＯＮ／Ｏ
ＦＦ制御した場合を示し、ハッチング部がマイクロ波の
出力状態を示す。

【００５０】図５（ａ）は５０Ｈｚ時の回転アンテナ４
の回転周期Ｔ５０＝１２（秒）における回転角度と出力
状態を示している。また、時間に換算すれば、５０Ｈｚ
時の加熱周期Ｔｃ＝３０秒（６.０秒／ＯＮ時間、２４
秒／ＯＦＦ時間）となる。

【００５１】図５（ｂ）は６０Ｈｚ時の回転アンテナの
回転周期Ｔ６０＝１０（秒）における回転角度と出力状
態を示している。また、時間に換算すれば、６０Ｈｚ時
は加熱周期Ｔｃ＝２５秒（５.０秒／ＯＮ時間、２０秒
／ＯＦＦ時間）となる。

【００５２】上記時間は５０Ｈｚ、６０Ｈｚ時の回転ア
ンテナ４からマイクロ波が放射される時期は、１周目が
０°〜１８０°、‥３周目１８０°〜３６０°、‥６周
目が０°〜１８０°‥８周目が１８０°〜３６０°と半
周ずれた角度で設定できる。よって、０°〜３６０°の
全領域にマイクロ波が平均して照射されるので加熱ムラ
が発生しない。

【００５３】また、時間単位を電源周波数に同期したパ
ルス信号単位に変換することにより、マイコン１ａのプ
ログラムも５０Ｈｚ用、６０Ｈｚ用として特別に２重の
加熱制御プログラムを作る必要もなくなる。

【００５４】図５では、加熱周期Ｔｃ＝１５００パル
ス、加熱出力２０％の実施例２を示したが、加熱出力３
０％以下では１５００パルス、加熱出力３０％を超える
ものは３３００パルスを加熱周期とすることが好まし
い。全出力時固定のパルス周期を回転アンテナの回転周
期の（Ｎ−１／２）倍とする。

【００５５】

【発明の効果】本発明によれば、５０Ｈｚ地域、６０Ｈ
ｚ地域に対応した加熱周期で加熱制御することにより、
周波数の違いによる加熱ムラの発生が防止できる。

【００５６】また、時間単位を電源周波数に同期したパ
ルス信号単位に変換することにより、マイコンのプログ
ラムも５０Ｈｚ用、６０Ｈｚ用として特別に２種類の加
熱制御プログラムを作る必要もなくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電子レンジの一実施例を示すブロック
図である。

【図２】本発明の電子レンジの外観を示す斜視図であ
る。

【図３】回転アンテナとマグネトロンの位置関係を示す
説明図である。

【図４】実施例１における回転アンテナの回転周期とマ
グネトロンの加熱周期の関係を示す説明図である。

【図５】実施例２における回転アンテナの回転周期とマ
グネトロンの加熱周期の関係を示す説明図である。

【図６】従来例１における回転アンテナの回転周期とマ
グネトロンの加熱周期の関係を示す説明図である。

【図７】従来例２における回転アンテナの回転周期とマ
グネトロンの加熱周期の関係を示す説明図である。

【符号の説明】

１ 制御部 １ａ マイクロコンピュータ ２ キー入力部 ３ 表示部 ４ 回転アンテナ ４ａ 同期モータ ５ モータ駆動回路 ６ マグネトロン ７ 高圧トランス ８ 加熱源制御回路 ９ 商用電源 １０ 電源波形検出回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−54967（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−42355（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−312333（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−312332（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−163788（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−58781（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−114804（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F24C 7/02 H05B 6/64 - 6/80

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 食品を収納する加熱室と、該加熱室内に
   マイクロ波を供給するマイクロ波発生手段と、電源周波
   数が５０Ｈｚか６０Ｈｚかを検知する周波数検知手段
   と、前記電源周波数に同期して回転する同期モータと、
   該同期モータに連結して回転する前記加熱室内に配置さ
   れた電波攪拌手段と、前記周波数検知手段の検知結果に
   基づいて前記電波攪拌手段の回転周期に同期して前記マ
   イクロ波発生手段を制御する加熱制御手段と、を備え、
   前記加熱制御手段は、加熱運転時間を複数の加熱周期に
   分割して前記マイクロ波発生手段を制御するとともに、
   前記加熱周期は前記電波攪拌手段の回転周期の整数倍よ
   り回転周期の略半周期分ずらして設定されていることを
   特徴とする電子レンジ。
2. 【請求項２】 前記電波攪拌手段は、前記マグネトロン
   のマイクロ波を放射する回転アンテナにより構成された
   ことを特徴とする請求項1に記載の電子レンジ。