JP3257168B2 - 高周波加熱装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は近年広く普及し始めた真
空調理法の加熱を高周波加熱装置を用いて行なう方法に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】真空調理とは真空パックされた食品を湯
煎またはスチームオーブンを用い、５５℃程度から９５
℃程度までの低温で調理するものであり、真空パックさ
れているので風味が損なわれない、低温であるため筋や
繊維等が固くならず柔らかである、タンパク質の分水が
起こらない温度での調理であるため歩留まりが非常に高
い、一週間程度の保存が可能でありホテルの宴会等の大
量供給に便利等の長所があり急速に普及しだしたもので
ある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし湯温４２から４
３℃程度の浴室内の湿度環境から容易に推測される様
に、６０℃程度またはそれ以上の高温の湯が置かれてい
る厨房の湿度環境は決して好ましいものではなく、改善
が強く望まれていた。また湯温を維持するための燃費も
馬鹿にならずこれも改善がのぞまれている。スチームオ
ーブンに於いても大同小異である。

【０００４】この解決案として電子レンジ等の高周波加
熱装置を用いる事が考えられたが真空調理で要求される
仕上がり温度幅は１℃前後であり、とても実現できるレ
ベルではなく、電子レンジの従来技術における仕上がり
温度幅は２０℃程度が上限であった。

【０００５】本発明は従来不可能であった高周波加熱装
置による仕上がり温度幅１℃を実現せんとするものであ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明は下記の構成とした。

【０００７】加熱室と、扉と、高周波照射源と、食品載
置台と、食品表面温度検出手段と、制御手段とを有し、
制御手段は、 （１）被加熱食品の種類、重量、形状、仕上がり温度等
の関数として食品の最高温度部分が仕上がり温度Ｔ１を
越えない様、かつ最低温度部分が周囲からの熱伝導で温
度上昇する様に決定された五つの数値、即ち、高い温度
であるＴＥＭＰ１、低い温度であるＴＥＭＰ２と、一定
の高周波電力ＰＯＷＥＲ１および前記高周波電力の照射
継続時間ＰＴＩＭＥ１、高周波の照射を停止する時間で
あるＳＴＩＭＥ１との各々の値を記憶する手段と、 （２）時間計測手段と、 （３）高周波照射源を断続する手段と、 （４）食品表面温度検出手段の出力を取り込む手段とを
有し、食品表面温度がＴＥＭＰ２以上ＴＥＭＰ１以下の
時はＰＯＷＥＲ１電力でＰＴＩＭＥ１時間高周波照射
し、次に高周波照射しない状態をＳＴＩＭＥ１時間持続
する動作を交互に繰り返す構成とする。

【０００８】またこの構成に於いてＴＥＭＰ１、ＴＥＭ
Ｐ２、ＳＴＩＭＥ１、ＰＴＩＭＥ１の決定は以下のよう
に行う。少なくとも二つの感温素子を持つ光ファイバー
式温度計を用い、一方の感温素子を食品の最高温度部分
に、他方を最低部分に挿入し、手動操作等により食品を
一定の電力で高周波照射し、食品の最高温部が仕上がり
温度Ｔ１に達した時点に於ける前記食品表面温度検出手
段の出力をＴＥＭＰ２と決めた後、食品の最高温度が仕
上がり温度より１℃程度低い設定温度Ｔ２に低下するま
で高周波照射を停止し、再びＴ１に到達するまで今度は
ＰＯＷＥＲ１電力で高周波照射し、この高周波照射と停
止とを繰り返して食品の最高温度がＴ１とＴ２との間を
上下せしめ、最低温度部分がＴ２に達した時点の食品表
面温度検出手段の出力をＴＥＭＰ１と決め、Ｔ１とＴ２
間の複数回の加熱時の実質的な平均時間および温度低下
時の実質的な平均時間値をそれぞれＰＴＩＭＥ１および
ＳＴＩＭＥ１と決める。

【０００９】

【作用】本発明は、上記した構成により、食品表面温度
検出手段の出力と食品の最高温度部位および最低温度部
位の温度の対応ができており、同時に食品の加熱、熱拡
散の熱的性質を考慮した照射時間、停止時間に置き直し
たＰＴＩＭＥ１、ＳＴＩＭＥ１を導入することによって
食品表面温度ＴＥＭＰ２を越えた時点からＰＯＷＥＲ１
なる電力でＰＴＩＭＥ１時間高周波照射止ＳＴＩＭＥ１
時間同照射を停止する動作を繰り返すことにより、食品
は最高温度部位の温度でも仕上がり温度Ｔ１を越す事な
く加熱および高温部位から低温部位への熱拡散が行わ
れ、次第に食品の最低温度部位の温度が上昇し、ついに
Ｔ２〔＝仕上がり温度−略１℃〕にまで到達する。その
ときに食品表面温度はＴＥＭＰ１になっているはずであ
るから（何故ならばＴＥＭＰ１は定数設定実験において
予め最低温度部位の温度がＴ２になるときの食品表面温
度設定値として決めてあるからである）前記照射、停止
の繰り返しを食品表面温度がＴＥＭＰ２からＴＥＭＰ１
の間で行うことにより食品を部位による温度差１℃程度
に抑えた一様加熱が実現できる。

【００１０】またこれらの定数決定に於いて、光ファイ
バー温度計を用い加熱による食品の最高最低温度をモニ
ターし、食品表面温度検出手段の出力との相関を求めて
行うので正確な温度が容易に得られる。

【００１１】

【実施例】以下本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。図１は本発明の高周波加熱装置の加熱室内部の斜視
図および電気回路図の組み合わせである。二点鎖線で示
した加熱室１の内部に食品載置台２を設け、その上に食
品３（図１では真空パックされた豚肉）を置く。後述す
るが食品載置台２にはサーミスター４、５および６が組
込まれ（図３、４に示す。従って図１ではリード線のみ
が描かれ）、三つのサーミスターは制御回路７に接続さ
れる。電気回路は電源用コンセント８、両極に挿入され
たフューズ９、ノイズフィルター用コイル１０、加熱室
照明用ランプ１１、ランプ用リレー１２、マグネトロン
用ヒータートランス１３、同リレー１４、扉に連動した
三つのラッチスイッチ１５、１６および１７、メインリ
レー１８および１９、扉に連動したショートスイッチ２
０および２１、トライアック２２および２３、トライア
ック制御回路２４および２５、高圧トランス２６および
２７、マグネトロン２８および２９とを有す。また制御
回路７にはコイル１０の後ろから電源ラインを接続す
る。

【００１２】図２は本発明の加熱装置を右側から見た要
部断面図である。加熱室１はステンレス薄板で構成され
略直方体である。側面には耐熱樹脂製の固定具３０を前
後に一つずつ設ける。この上に前記食品載置台２を載せ
る。加熱室後面壁にはチョーク（電波迷路）３１を設
け、食品載置台２の一部を貫通させる。加熱室の天面お
よび底面各々の中央には回転アンテナ３２、３３および
回転用スタラーモーター３４および３５、これらとマグ
ネトロン２８および２９とを結ぶ導波管３６および３７
を設ける。回転アンテナ保護用に天面にはポリプロピレ
ン樹脂製、底面には結晶化ガラス製の保護板３８および
３９を設け、また加熱室の開口部には扉４０を回動自在
に設け、さらにマグネトロン冷却用ファンモーター４
１、排気風路４２、そして扉上方に操作部４３とを設け
る。

【００１３】図３は前記食品載置台２の平面、側面およ
び正面図である。厚さ０．３ミリメートルのステンレス
薄板製で断面が上部に内径１．５ミリメートルの円、そ
の下部に続く１０ミリ程の直線である棒状体４４を２１
本（但し図３では煩雑になる事を避けて９本のみ描い
た）長さ１５ミリのスペーサー４５を介して等間隔に並
べ、長いビス４６とナット４７とで上端および下端を固
定する。下端中央部は厚さ１ミリ程のステンレス製断面
略コの字状の引き出し金具４８およびそれに固定された
チューブ４９とをビス５０でビス止めする。平面図の中
央部に描かれた三つの×印はその位置にサーミスター
４、５および６が在ることを意味する。

【００１４】図４は前記食品載置台２の各部分の斜視図
であり、（ａ）は前記棒状体４４の部分破断斜視図であ
る。前後両端に孔５１を開け、中央部にはサーミスター
４が挿入される。（ｂ）は前記スペーサー４５の斜視図
である。前記孔５１と同一径の孔５２を設ける。（ｃ）
は引き出し金具４８を取り外した状態の部分斜視図であ
る。棒状体４４の間にはスペーサー４５の代わりに前後
上下面にタップ５３が切られ、左右に貫通孔５４が開け
られた取付金具５５が設けられ、引き出し金具４８は中
央部５６が少し膨らみ、この部分に前記チューブ４９を
固定する。引き出し金具４８の上下および後面には前記
タップ５３に対応した位置に孔５７を開ける。（ａ）に
描かれたサーミスターのリード線は中央部５６と取付金
具５５との隙間を通り、チューブ４９の内部を通り、外
部に引き出される。

【００１５】図５は制御回路７内部の部分回路図であ
る。電源トランス５８の一次側は図１に示す様にコイル
１０の後ろに接続される。二次側は直流回路５９を介し
マイクロプロセッサー６０のＶＣＣ端子に接続される。
直流回路５９の前から分岐してトランジスター一個で構
成された波形整形回路６１を介してマイクロプロセッサ
ー６０のＰ４端子に接続される。前記のサーミスター
４、５および６は各々片側を＋５Ｖ電源に接続され、反
対側は抵抗を介し接地されると共にマイクロプロセッサ
ー６０のＡＤ変換機能付き端子ＩＮ１、２および３に接
続される。マイクロプロセッサー６０のＰ２０からＰ２
５端子は各々駆動回路６２、６３、６４、６５、６６お
よび６７を介し、前記トライアック制御回路２４および
２５、リレー１２、１４、１８および１９に接続され
る。キーボード６８はマイクロプロセッサー６０のＲ
０、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｐ０、Ｐ１、Ｐ２およびＰ３端
子に接続される。制御回路７にはこれ以外に各種回路が
含まれ、マイクロプロセッサー６０にも各種回路が接続
されているが煩雑になると共に本発明の本質部分ではな
いので省略する。またマイクロプロセッサー６０内部に
は中央演算部、レジスター、ＲＡＭ、ＲＯＭ、各種入出
力端子、割り込み端子等があるが、常識にもなりつつあ
る内容であるから説明を省く。

【００１６】次にマイクロプロセッサー６０のＲＯＭに
書き込まれたプログラムの概要の一部を説明する。図６
はプログラムのフローチャートの前半部である。図５の
制御回路を起動させると、先ずＴＥＭＰ１の入力が要求
される。図６および図１には表示部が省略され描かれて
ないが、表示部にＴＥＭＰ１が表示される。操作者がキ
ーボード６８を叩いて温度、例えば５９℃を入力する。
入力が終了すると次にＯＮ１の入力が要求され、順次同
様にＯＦＦ１、ＰＴＩＭＥ１、ＳＴＩＭＥ１、ＴＥＭＰ
２、ＯＮ２、ＯＦＦ２、ＰＴＩＭＥ２、ＳＴＩＭＥ２を
入力する。これら定数は各々任意の一定ＲＡＭ領域に記
憶される。全ての定数が入力されると次にスタートボタ
ン待ち状態になる。スタートが押されるとまずＲＡと名
付けた任意の一定ＲＡＭ領域にＰＴＩＭＥ２の値を代入
する。次いで任意に定めたフラッグ領域と呼ぶＲＡＭの
一部の中の、ＣＹＣＬＥと名付けた特定ビットを１にす
る。同様にしてＲＢにＯＮ２の値を代入し、ＤＵＴＹフ
ラッグのビットを１にする。

【００１７】次に単位時間が経過したか否かをチェック
する。図５に示した様に、マイクロプロセッサー６０の
Ｐ４端子には波形整形回路６１を介して交流電源波形が
接続されているので、Ｐ４端子には交流のプラス側のみ
に対応した方形波が入力される。この方形波をカウント
する事により時間計測ができる。単位時間とはこの方形
波一つ分の時間または５０個ないし６０個カウントした
１秒が普通である。本発明では方形波一つ分の時間とし
た。従って上記のＯＮ１、ＯＦＦ１等を秒単位で入力し
た場合には以降の演算ではそれを５０または６０倍し、
方形波一つ分の時間に変換する必要がある事は言うまで
もない。単位時間経過すればＴ側に進み前記ＲＡに記憶
されている数値から１を引く演算を実施し、その結果を
ＲＡに記憶させる。次に同様にＲＢも数値から１を引
く。次に温度チェックに進む。先ほどの単位時間経過し
ていない場合にはＦ側に進みＲＡ、ＲＢをスキップして
温度チェックに進む。

【００１８】図５に示した様にサーミスター４、５およ
び６は各々抵抗と直列にされ＋５Ｖの一定直流値に接続
されており、温度が上昇するとサーミスターの抵抗値は
減少するのでＩＮ１、ＩＮ２およびＩＮ３端子には各々
サーミスター４、５および６の温度に対応した電圧が入
力される。これら三つの入力電圧はＡＤ変換され、デジ
タル値で扱われる。さてこの三つの温度とＴＥＭＰ２と
の比較が行われ、三つのうち一つでもＴＥＭＰ２と比べ
て等しいか大きければＴ側に進み、Ｂ即ち図７のプログ
ラムに進む。これは後述する。三つの温度全てがＴＥＭ
Ｐ２より低い場合はＦ側に進み次いでＣＹＣＬＥフラッ
グをチェックする。このビットが１ならばＴ側へ進み次
いでＤＵＴＹフラッグのチェックに進み、１ならばＴ
側、ＲＢの数値チェックへと進む。ＲＢが０でないなら
ばＦ側、ＲＡの数値チェックに進み、これも０でなけれ
ばＦ側へ進み電波ＯＮ、つまり前記マイクロプロセッサ
ー６０のＰ２０からＰ２５端子まで全て１を出力する。
その後前述の単位時間経過チェックへ戻る。以降このル
ープを何度も回り、単位時間経過毎にＲＡおよびＲＢの
数値を１ずつ減じる。その内にＲＢが０になる。すると
ＲＢチェックのＴ側へ進み、今度はＲＢにＯＦＦ２の数
値を代入し、次いでＤＵＴＹフラッグを０に変え、ＲＡ
チェックに進む。０でなければＦ側へ進み再び単位時間
経過チェックに戻る。再度同じルートを進むが今度はＤ
ＵＴＹフラッグが０であるからフラッグチェックでＦ側
に進み、ＲＢチェックでＦ側へ進み、ＲＡチェックでＦ
側へ進み電波ＯＦＦを実行する。これは図５のＰ２０お
よびＰ２１端子の出力を０にする事である。再び単位時
間経過チェックに戻り、この新ルートを周回する。その
うちＲＢが０になり、Ｔ側のＲＡチェックに進み、ＲＡ
がまだ０になっていないのでＦ側へ進み、単位時間経過
チェックより二つ上のＲＢにＯＮ２を代入する処理へ戻
る。こうしてＯＮ２とＯＦＦ２とを繰り返している間に
ＲＡが０になる。すると図６の最下部に記載されている
電波ＯＦＦ、ＲＡにＳＴＩＭＥ２代入、ＣＹＣＬＥフラ
ッグを０にするルートを通り再び単位時間経過チェック
に戻る。今度はＣＹＣＬＥフラッグが０になっているの
で右のＦ側に進み、電波ＯＦＦ、ＲＡチェックの後ＲＡ
が０になるまでの間単位時間経過チェックに戻る小さな
ループを巡回する。ＲＡが０になればＴ側へ進みスター
トの次へ戻る。こうしてＰＴＩＭＥ２とＳＴＩＭＥ２と
を交互に繰り返し、温度がＴＥＭＰ２に到達したら図７
のＢに進む。

【００１９】図７はプログラムフローチャートの後半で
あり、図６のスタート以降と全く同一構成であり、違う
点はＯＮ２、ＯＦＦ２、ＰＴＩＭＥ２、ＳＴＩＭＥ２お
よびＴＥＭＰ２の各々の２が１に代わっている事と、温
度チェックのＴ側が終了になっている事のみである。従
って説明は省略する。終了とはＰ２０からＰ２５までの
全ての出力を０にし、図６の起動直後の状態に戻す事で
ある。なお図６および図７のプログラムフローでは説明
が煩雑になる事を避け、上下二つのマグネトロン２８お
よび２９を同時に動作させる方式としたが、実際には交
流波形のプラス側波形の時に一方を動作させ、マイナス
側波形の時に他方を動作させる方式あるいは数秒間一方
を動作させ、続く数秒間休止させ、その間他方を動作さ
せると言った方式等を用い、全く同時に二つのマグネト
ロンを動作させる事はスパーク防止等の観点から殆どな
く、本実施例もそれに習うが、当業者には常識でもあ
り、これを省いても本質には代わり無いので煩雑を避け
る事を優先させた。

【００２０】次に本実施例の作用を説明する。図８は横
軸に時間、縦軸に温度を表したグラフおよび部分的に縦
軸に高周波照射強度を表したグラフである。前述のプロ
グラムフローチャート説明では煩雑になる事を避け、本
発明の請求の範囲に関する部分のみに限定したが、一般
に電子レンジ等の高周波加熱装置では自動調理機能以外
に高出力（高周波連続照射）および低出力（高周波断続
照射）での動作機能を有していることは常識でもあり、
本実施例に於いても同様とし、詳細説明は省略する。さ
て前記食品載置台２の上に真空パックされた食品例えば
豚肉を載せ、適当な低出力で加熱する。この時、豚肉の
最も加熱され易い部分と、最も加熱されにくい部分とに
光ファイバー式温度計の感温素子を挿入し、その部分の
温度をモニターしておく。同時に前記マイクロプロセッ
サー６０のＩＮ１、２および３端子の電圧もモニターす
る。

【００２１】図８に於いて、二点鎖線で描いたのは豚肉
の最も加熱され易い部分の温度、一点鎖線で描いたのは
最も加熱されにくい部分の温度であり、実線はサーミス
ター４、５または６のうちの最高値（前記ＩＮ１、２お
よび３端子電圧を温度換算したもの）である。二点鎖線
で示した温度がＴ３（たとえば５０℃）に達する迄は一
定（例えばＯＮ２として３秒高周波照射し、ＯＦＦ２と
して３秒停止する事を交互に繰り返す）低出力で加熱
し、Ｔ３以上Ｔ１（例えば６５℃）まではこの低出力を
前述のＰＴＩＭＥ２時間動作させ、ＳＴＩＭＥ２時間高
周波を完全停止する事を交互に繰り返す。Ｔ１温度に達
した時のサーミスター４、５または６の値のなかの最高
温度をＴＥＭＰ２とする。なお同じくＴ３到達時の温度
をＴＥＭＰ３とする。

【００２２】Ｔ１到達以降は高周波照射を完全停止し、
この二点鎖線の温度がＴ２（例えば６４℃）に低下する
まで待つ。Ｔ１からＴ２迄の時間を記録しておく。Ｔ２
になったら再び一定（例えばＯＮ１として３秒高周波照
射し、ＯＦＦ１として３秒停止する事を交互に繰り返
す）低出力（ＰＯＷＥＲ１と呼ぶ）で加熱しＴ２からＴ
１迄上昇する時間をこれも記録しておく。Ｔ１とＴ２と
の間を交互に繰り返し、一点鎖線で示した最も加熱され
にくい部分の温度がＴ２になるのを待つ。Ｔ２に達した
時点のサーミスター４、５または６の最高温度をＴＥＭ
Ｐ１とする。またＴ１からＴ２へ下がる時間の平均をＳ
ＴＩＭＥ１、Ｔ２からＴ１へ加熱する時間の平均をＰＴ
ＩＭＥ１とする。

【００２３】これら得られた定数を用いて再び同一形
状、材質の豚肉を用い、本実施例の高周波加熱装置を動
作させる。光ファイバー温度計も用い、再度豚肉の温度
をモニターする。最も加熱され易い部分の温度がＴ１を
越えることなく再現できればその定数がそのまま今後の
豚肉加熱に採用される。Ｔ１を越える場合には定数の値
を若干修正し、再度豚肉加熱を行う。一般的には破線で
示すような徐々に温度が上昇する傾向が望ましい。また
これらの定数を用い、光ファイバー温度計を用いず、つ
まり真空パックに感温素子を貫通させる事なしに豚肉を
加熱し、加熱後に各部分の温度を測定し、６５℃を越え
る部分があれば再度定数を若干修正し再確認する。

【００２４】一例として豚肉１７０ｇを６５℃でしあげ
るときの定数を紹介すると、ＴＥＭＰ１＝５９℃、ＴＥ
ＭＰ２＝４４℃、ＯＮ２＝３秒、ＯＦＦ２＝３秒、ＰＴ
ＩＭＥ２＝１８秒、ＳＴＩＭＥ２＝１８秒、ＯＮ１＝３
秒、ＯＦＦ１＝３秒、ＰＴＩＭＥ１＝１２秒、ＳＴＩＭ
Ｅ１＝３３秒である。

【００２５】以上作用を述べたが、本発明の主旨を整理
する意味で従来技術との相違を中心に説明する。従来電
子レンジ等の高周波加熱装置で仕上がり温度幅１℃の調
理は不可能であった。電子レンジを用いれば食品の内部
から加熱すると一般に言われるが当業者には良く知られ
る様に材質によって定まる半減深度と呼ばれる深さで電
波の強さは半分になってしまい、食品内部では電波が大
幅に弱まってしまう。加わる電波の強度に当初から差が
あるので加熱結果に差が生じる事は当然と言える。最高
温度部分と最低温度部分との温度差は加えられる電波の
強度が強ければ強いほど大きくなる事は容易に理解さ
れ、従って電波強度を弱めれば均一加熱が達成され得る
かの錯覚が生じ易い。しかし実際には起こり得ない事は
当業者が広く経験しているところである。また皮肉な見
方をすれば均一加熱に関する数限りないアイデアが特許
あるいは新案として出願されている事実が逆に均一加熱
が達成されていない事の裏付けとも言える。

【００２６】これに対し最高最低の温度幅１℃以内の加
熱を達成している湯煎やスチームオーブンの場合は食品
周囲の熱源からの熱伝導により内部が加熱されているの
である。本発明は高周波照射停止期間に於けるこの食品
周囲から内部への熱伝導を積極的に取り入れ、結果とし
て最高最低の温度幅１℃以内の加熱を達成したものであ
る。こう説明すると、高周波照射を停止させ均一加熱を
達成せんとした技術は従来から広く用いられており、本
発明の主旨と何等変わり無しとの主張もでてこよう。し
かしこれら従来の技術と本発明の本質的な差は三つあ
り、第一は目的であり、第二はその結果としての時間あ
るいは使用頻度の差であり、第三は温度検出手段および
その出力値の取扱いである。まず目的であるが、従来技
術に於ける高周波断続照射は上述の電波強度を弱める事
による均一加熱指向であり、従ってその電力を絞るた
め、例えば北米向け輸出用モデルに於いては１０段階の
電力値が選択可能なものまで生産されている。ＯＮ（高
周波を照射させる）時間とＯＦＦ（停止させる）時間と
の比率を１０種類設け、ＯＮとＯＦＦを交互に繰り返す
事により１０段階の電力調節を行っていたものである。

【００２７】またこれとは別にスタンディングタイムと
称し高周波照射源を全く動作させずに単に加熱室内に食
品を放置する時間を通常の加熱時間の終了後に設定する
方法が同じく北米向け輸出モデルに採用されていた。こ
れはまさに本発明のＳＴＩＭＥ１または２に相当すると
の主張もでてこよう。しかしこのスタンディングタイム
の目的は加熱によって生じた不均一の漠然とした緩和で
あり、かつ一回だけの利用であり、本発明の様な積極的
あるいは食品の最高最低温度と関連づけた定量的な利用
ではない。つまり本発明に於いては高周波加熱による食
品の最高温度部分の温度が仕上がり温度Ｔ１から１℃程
度低い一定温度Ｔ２まで低下させる為にＳＴＩＭＥ１を
用いているのである。これが第一に挙げた目的の差であ
る。これに伴い第二の時間および頻度の点で、従来のス
タンディングタイムが加熱終了直後一回であるのに対し
本発明のＳＴＩＭＥ１または２は、ＰＴＩＭＥ１または
２と交互に繰り返し用いられ、食品表面温度検出手段の
出力がＴＥＭＰ１に達するまで何回も用いられるのであ
る。

【００２８】第三の温度検出手段の出力、特に表面温度
は、従来技術に於いては正確な値が得られるものとの前
提に立った取扱いがなされていた。例えば特開昭５４−
７６４１では表面温度５℃到達時点で電波照射停止し、
０℃まで低下した時点で再投入し、これを交互に繰り返
す技術が開示されている。しかしながら表面温度５℃あ
るいは０℃の検出は実際問題として不可能である。なぜ
ならば高周波加熱された食品は一般に不均一な温度分布
をしており、温度の値を限定できない。また仮に平均値
等を限定したとしてもそれを捉える事が出来ない。例え
ば赤外線温度計を用いたと仮定する。良く知られる様に
赤外線温度計には視野角があり、この視野角内からの全
輻射エネルギーが出力される。食品の大きさと視野角の
大きさとが完全に一致することは実際上有り得ないから
食品の一部分が視野に含まれないか、あるいは食品以外
の輻射が視野内に含まれてしまうかのどちらかである、
どちらにしても誤差になり、食品の大きさ、形状が変わ
ればそれに伴い誤差も大きく変化する。

【００２９】これに対し本発明はこの誤差を前提とし、
光ファイバー温度計を用いて食品の種類、形状等の関数
である誤差を定量把握しその分だけ補正した値で制御す
るものである。これが第三の差である。赤外線温度計を
用いるにせよ本実施例の様に食品載置台にサーミスター
を組み込んだものを用いるにしろ食品の温度あるいは光
ファイバー温度計との間に食品の種類、形状、重量およ
び仕上げ温度等による相関が得られる事が必須要件とな
る。また本実施例の様に金属製棒状体からなる食品載置
台を用いると食品の棒状体に接する部分が過加熱される
事が考えられるが、高周波照射時間が短く、熱伝導の時
間が十分あるためか、豚肉にこの様な過加熱部は生じな
かった。

【００３０】ＰＴＩＭＥ１、ＳＴＩＭＥ１等は実験的に
決定されるがＯＮ１および２、ＯＦＦ１および２、ＰＴ
ＩＭＥ２、ＳＴＩＭＥ２等は任意に設定可能である。し
かしながら食品の種類、形状、重量および仕上げ温度等
によって狭い範囲内の数値に限定されてしまう。この範
囲外では食品最高温度部分が仕上げ温度Ｔ１を越えてし
まったり、食品最低温度部分がいくら長時間かけても温
度上昇しないと言った結果を招いてしまう。被加熱食品
毎に何度も予備実験を行いこれらの定数を決定した上で
用いるものである。従って従来のＯＦＦ時間やスタンデ
ィングタイムとは長さや使用頻度が異なるだけでなく、
被加熱食品およびその仕上げ温度の関数である定数を採
用した点が大きくことなり、さらに光ファイバー温度計
を用いることによりこれら定数の決定が大幅に容易にな
ったものである。

【００３１】以上本願の主旨を要約すると、 （１）食品表面の温度を検出する手段がある。（１ａ）
その検出出力が光ファイバー温度計の出力と相関があ
る。 （２）食品表面温度検出手段の出力値に対し二つの値が
設定される。 （２ａ）その一つＴＥＭＰ２は光ファイバー温度計で測
定した食品最高温度部分が仕上がり温度Ｔ１に到達した
時点の値であり、他の一つＴＥＭＰ１は光ファイバー温
度計で測定した食品最低温度部分が仕上がり温度Ｔ１よ
り１℃程度低いＴ２温度に到達した時点の値である。 （３）食品表面温度検出手段の出力がＴＥＭＰ２以上Ｔ
ＥＭＰ１以下の時、定められた時間比率、高周波照射を
ＯＮ１時間、停止をＯＦＦ１時間、交互に繰り返し行う
ＰＴＩＭＥ１と、全く高周波照射を停止するＳＴＩＭＥ
１との二つの時間を設定し、これを交互に繰り返す。な
おＯＮ１時間高周波照射、ＯＦＦ１時間高周波照射停止
を交互の繰り返す事をＰＯＷＥＲ１電力で高周波照射す
ると呼ぶ。 （３ａ）ＰＴＩＭＥ１は光ファイバー温度計で測定され
た食品最高温度部分がＴ２からＴ１まで上昇する時間で
あり、ＳＴＩＭＥ１はＴ１からＴ２まで低下する時間で
ある。 （４）上記数値ＴＥＭＰ１、ＴＥＭＰ２、ＳＴＩＭＥ
１、ＰＴＩＭＥ１およびＰＯＷＥＲ１（またはＯＮ１お
よびＯＦＦ１）は全て被加熱食品の種類、形状、重量お
よび仕上げ温度等の関数であり、食品の最高温度部分が
仕上がり温度Ｔ１を越えないように決定され、最低温度
部分が高周波照射停止期間に温度上昇する様に決定され
る。

【００３２】なお上記（４）に記述した定数は本実施例
に於いては文字どうり一定の値であるが種々の理由、例
えば食品のバラツキを吸収し、より安定した均一加熱を
達成するため、あるいは本発明に抵触する事を避けるだ
けの目的等により、時間と共に値を増加あるいは減少さ
せるといった事は容易に考えられるがあくまでも被加熱
食品の関数たる値との定義の範疇である。またＳＴＩＭ
Ｅ１、ＰＴＩＭＥ１等複数回繰り返す間に被加熱食品の
関数としての値からかけ離れた値を一二度挿入させる等
の事も同様に容易に考えられる。

【００３３】また以上の説明は全て光ファイバー温度計
との関連づけて行ったが、必ずしも光ファイバー温度計
は必須ではない。真空調理の目的が所定の温度に食品を
加熱する事であり、短時間低電力の電波照射で食品の周
囲をより強く、中心部を弱く加熱し、引き続く電波照射
停止期間に食品周囲から中心部へ熱伝導させ、これを交
互に繰り返す事により緩やかに食品を加熱する事が本発
明の主旨であるから、例えば食品の仕上がり温度Ｔ１に
対し十分低い値ＴＥＭＰ５を設定し、食品表面温度検出
手段の出力がＴＥＭＰ５になるまで一定の電力ＰＯＷＥ
Ｒ５をＰＴＩＭＥ５時間照射、ＳＴＩＭＥ５時間照射停
止、これを交互に繰り返し、ＴＥＭＰ５に到達した時点
で食品各部の温度がＴ１を越えていない事を確認し、次
にＴＥＭＰ５より若干高い温度ＴＥＭＰ４を設定し、同
様にＰＯＷＥＲ４、ＰＴＩＭＥ４、ＳＴＩＭＥ４で動作
させ、ＴＥＭＰ４に到達したら再度食品各部の温度がＴ
１を越えていない事を確認する。同様にさらに高い温度
ＴＥＭＰ３、ＴＥＭＰ２と少しずつ高い温度および対応
する適切な電力、時間を設定し、徐々に食品温度を上昇
させ、最終的にＴ１に到達させる事が可能である。つま
り光ファイバー温度計がなくとも木目細かい温度設定を
行い、温度に対応した適切な定数を試行錯誤等で求め、
その定数で設定温度まで加熱し、徐々にＳＴＩＭＥの比
率を高める事により食品の最高温度部分と最低温度部分
の温度差を少なくする技術である。本発明はその最終部
分を特許請求したものである。

【００３４】また食品表面温度検出手段として本発明で
はサーミスター等の感温素子を内部に設けた金属製棒状
体を平行に並べた食品載置台を用いたが、赤外線温度計
等の従来から良く知られた手段を利用する事もできる。
これらに比べ、本実施例は安価であるだけでなく、赤外
線温度計と異なり、出力値と食品温度との差が食品の大
きさによってそれほど変化しないので食品の大きさに関
係なく正確な仕上がり温度が得られる。

【００３５】また本実施例では上記定数を加熱前に操作
者が入力する方式としたが、予めマイクロプロセッサー
のＲＯＭに記録させておく方法あるいは食品の名称や絵
が描かれたバーコードで入力させる方法等もある。しか
しＲＯＭ等に特定の数値を記録させてしまえば変更は不
可能であるが、本発明の様に加熱の都度入力する方式で
あれば変更あるいは微調整が容易である。ＰＯＷＥＲ１
もＯＮ１とＯＦＦ１で構成せずに、図１の高圧トランス
２６とマグネトロン２８との間に設けられた進相コンデ
ンサーの値を十分小さくする事により所定の低電力を発
生させ、ＰＴＩＭＥ１時間の間、高周波照射し続ける方
式によっても可能である。但しこの方式は電力値の微調
整が行いにくいという欠点がある。

【００３６】高周波照射方式も非常に多くの種類がある
が、本実施例の様に加熱室の上下面中央から回転アンテ
ナで照射する方法は食品の底部中央に加熱されにくい部
分ができにくいので均一温度を目的とする本発明には有
効であり、さらに金属製簀の子網状の食品載置台を用い
た場合にはこの載置台を通過する高周波電力が減少する
のでより一層効果的である。

【００３７】さらに言えば、本発明は真空調理に限るこ
となく例えば冷凍食品の解凍にも効果を発揮する。つま
り仕上がり温度Ｔ１として０℃あるいは−３℃程度を設
定し、食品の種類、重量、形状等の関数たる適切なＰＯ
ＷＥＲ１、ＰＴＩＭＥ１、ＳＴＩＭＥ１、ＴＥＭＰ１を
実験によって求めれば温度均一な解凍が実現できる。

【００３８】

【発明の効果】以上述べた様に、本発明の高周波加熱装
置によれば従来不可能と考えられていた高周波照射によ
る真空調理が実現でき、大幅なエネルギー費用の削減、
しいては二酸化炭素排出削減にもつながると共に、高温
多湿であった厨房の環境改善も実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における電気回路図と加熱室
内部の斜視図の組み合わせ図

【図２】本発明の一実施例における側面からみた要部断
面図

【図３】本発明の実施例における食品載置台の平面、側
面および正面図

【図４】本発明の一実施例における食品載置台の各構成
部品の斜視図

【図５】本発明の一実施例における制御回路および同マ
イクロプロセッサの説明図

【図６】本発明の一実施例におけるプログラムの前半部
分フローチャート

【図７】本発明の実施例におけるプログラムの後半部分
フローチャート

【図８】本発明の一実施例の動作を示す時間と温度の特
性図

【符号の説明】

１ 加熱室 ２ 食品載置台 ４、５、６ サーミスター（食品表面温度検出手段） ７ 制御回路（制御手段） ２２、２３ トライアック（高周波照射源を断続する手
段） ３２、３３ 回転アンテナ（高周波照射源） ４０ 扉 ６０ マイクロプロセッサー ６１ 波形整形回路（時間計測手段） ６８ キーボード（定数を記憶する手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−110929（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−172831（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−49192（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−211590（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−126548（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F24C 7/02 320 F24C 7/02 345 H05B 6/68 320

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】加熱室と、扉と、高周波照射源と、食品載
   置台と、食品表面温度検出手段と、制御手段とを有し、
   制御手段は、 （１）被加熱食品の種類、重量、形状、仕上がり温度等
   の関数である五つの数値、少なくとも二つの温度、高い
   温度であるＴＥＭＰ１、低い温度であるＴＥＭＰ２と、
   一定の高周波電力ＰＯＷＥＲ１および前記高周波電力の
   照射継続時間ＰＴＩＭＥ１、高周波の照射を停止する時
   間であるＳＴＩＭＥ１との各々の値を記憶する手段と、 （２）時間計測手段と、 （３）高周波照射源を断続する手段と、 （４）食品表面温度検出手段の出力を取り込む手段とを
   有し、 食品表面温度がＴＥＭＰ２以上ＴＥＭＰ１以下の時はＰ
   ＯＷＥＲ１電力でＰＴＩＭＥ１時間高周波照射し、次に
   高周波照射しない状態をＳＴＩＭＥ１時間持続する動作
   を交互に繰り返す制御をし、 予め、少なくとも二つの感温素子を有する温度測定手段
   を用い、温度測定手段の一つの感温素子を食品の最も高
   温となる部分に挿入し、他の感温素子を食品の最も低温
   部分に挿入し、手動操作等により食品を一定電力で高周
   波照射し、食品の最高温部分に挿入された感温素子の出
   力が食品の仕上がり温度Ｔ１に達した時点に於ける前記
   表面温度検出手段の出力値をＴＥＭＰ２と決めた後、高
   周波照射を停止して食品の温度低下をまち、仕上がり温
   度より１℃程度の一定温度低い値Ｔ２に下がった時点で
   ＰＯＷＥＲ１電力で高周波照射し、再度食品の最高温部
   分に挿入された感温素子の出力がＴ１に達した時に高周
   波照射を停止してＴ２に低下するまで待つという動作を
   繰り返し、食品の最低温部分に挿入された感温素子の出
   力がＴ２に達した時点の食品表面温度検出手段の出力を
   ＴＥＭＰ１と決め、このＴ２からＴ１まで複数回上昇し
   た際の各時間の実質的な平均値をＰＴＩＭＥ１と決め、
   Ｔ１からＴ２まで下がる際の各時間の実質的な平均値を
   ＳＴＩＭＥ１と決 め、これらＰＯＷＥＲ１、ＰＴＩＭＥ
   １、ＳＴＩＭＥ１、ＴＥＭＰ１、ＴＥＭＰ２を前記高周
   波加熱装置に記憶させた上で、動作させる事を特徴とす
   る高周波加熱装置。
2. 【請求項２】表面温度検出手段として内部にサーミスタ
   ー等の感温素子を設け、互いに平行な複数の金属製棒状
   体からなる食品載置台を用いた請求項１記載の高周波加
   熱装置。
3. 【請求項３】加熱室上面および下面の中央に高周波照射
   源を設けた請求項１記載の高周波加熱装置。