(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
食品を加熱する加熱室と、この加熱室にマイクロ波を供給するマグネトロンと、このマグネトロンに高圧を供給するための高圧トランスと、前記加熱室内底部に着脱自在に設けられた加熱皿と、この加熱皿を加熱する加熱手段とこの加熱皿の温度を検知する温度センサと、前記加熱皿を回転するモータと、前記モータの回転を前記加熱皿に伝える駆動軸とを備え、前記温度センサはその検知部を前記加熱室外底部に設けた赤外線センサとし、前記赤外線センサの赤外線を取り込む光軸はターンテーブル駆動軸を通る垂直軸に対してその延長線上も含めて交わらず、かつ傾斜をもった方向に設定された加熱調理器。
【請求項２】
加熱室底部に設けた誘導加熱コイルと、この誘導加熱コイルに高周波電力を供給するインバータ電源とを具備し、加熱皿はこの誘導加熱コイルに対向して着脱自在に設けられ、前記誘導加熱コイルに対向する面が誘導加熱可能な導電物質からなる加熱皿とした請求項２に記載の加熱調理器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は誘電加熱すなわち電波加熱とヒータ加熱の二つの加熱機能を持った加熱調理器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電気オーブン、オーブンレンジなど電気ヒータを用いた加熱調理器と呼ばれるものが広く利用されている。しかしながら、オーブンが調理に適した温度に達するためには、ヒータ自身はもとより、主に加熱室を構成する金属壁面とその付属物を昇温するために大量のエネルギーを必要とするため、どうしても予熱すなわち立ち上がりに時間がかかる一方で、一旦高温になると熱容量が大きいためなかなか冷えず、高温で短時間で焦げ目を付ける必要のある場合等、適切な焦げ目を付け難いといった課題があった。
【０００３】
特に電子レンジ機能と電気オーブンの機能を合体したオーブンレンジの場合、電波遮蔽等の機能のために必要な部品や強度アップの為に熱容量が増加し、上記課題がますます深刻になると言う課題があった。
【０００４】
これに対し、電磁誘導加熱（以下ＩＨと記す）により直接食品載置する加熱皿を加熱する方法は、ヒータ自身はもとより、加熱室を構成する金属壁等を加熱する必要が無く、非常に効率的に、従って非常に速く、しかも高温まで昇温することができる一方、すばやく低い温度まで下げることが出来、正にガス火でフライパンを加熱するような高火力と制御性の良さが実現出来るものである。上記ＩＨと同様の特徴を有するものにハロゲンランプによる加熱もあるが、以下ＩＨの例をもとに説明する。
【０００５】
ところで、フライパン加熱の本領は、高温で短時間に食品の表面に焦げ目を付けることであり、従って一旦焦げ目が付いたら素早く温度を下げ、後はじっくり中まで加熱すると言う加熱パターンが必要である。従って、従来のオーブン加熱、すなわちいわゆる蒸し焼きの様に一定の温度で、時間だけを決めてやれば良いと言う場合と大きく異なるわけである。
【０００６】
しかし、ＩＨの火力はガス火の様に目に見えないためガスコンロでフライパンの火加減をするようなわけにはゆかず、さらに電波加熱との併用で食品の内部をすばやく仕上げようとするとＩＨの火加減に加え、電波加熱の火加減も必要で非常に複雑となる。これを解決する一つの方法としては加熱皿の温度を検知し、この温度情報を元に制御することが考えられる。
【０００７】
ところが、この場合加熱皿は従来のオーブン加熱の場合と違って加熱室内の温度と大幅に異なるため、加熱室の温度で代用することは出来ず、従って加熱皿の温度を検知するセンサを必要とする。
【０００８】
しかし加熱皿は加熱室内に着脱自在に設けられており、加熱皿のある加熱室内は当然電波も充満するため、温度センサを加熱室内に配置すると電波漏洩や電波による放電や発熱と言った傷害が発生する。またターンテーブル方式の加熱皿となると、回転するために加熱皿とセンサの温度検知部との接触を維持することが難しくなる等多くの課題が発生した。
【０００９】
誘導加熱によりオーブン皿を加熱する構成については、これまでに幾つかの提案がなされており、以下図４と共に従来例（特開平４−６５０９７号公報）について説明する。
【００１０】
図４に示すように６は食品５を入れる加熱皿で、２０はターンテーブル、２１は加熱室２の底面を構成するメッシュ１０〜２５でかつ非磁性体から成る金属網、９は金属網２１の下部に配置された加熱コイルである。２４ａ、２４ｂはマグネトロン３と加熱コイル９との電力供給を切り替えるリレー、２３はインバータ電源、２２はマグネトロン３駆動用の高圧トランスである。
【００１１】
加熱室２の側壁外周にはマグネトロン３が取り付けられており、マグネトロン３で発生したマイクロ波は導波管４を通じて加熱室２内に導入される。
【００１２】
食品５を入れる加熱皿６の予熱操作を簡便にするため、予熱時間を設定し、設定時間の終了と同時にブザーを鳴らす専用キーを具備している。
【００１３】
この従来例の構成によれば、ＩＨですばやく加熱皿を加熱して焦げ目を付け、焦げ目付けが終わった後は電波加熱で内部から仕上げることで、従来の調理器では実現出来なかったスピード調理を可能としたものである。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来例のような構成では、つぎのような問題があった。すなわち、加熱皿で焦げ目を付けた後全て電波で加熱するような従来例（特開平４−６５０９７号公報）の明細書に記述されるような単純な加熱パターンでは、例えばハンバーグであれば肉汁は出にくく、速くできるとは言え、いわゆる肉の生臭さの残った焼き上がりで、旨さが今一歩となる。
【００１５】
従って、加熱皿の焦げ目付け機能が大幅に向上すれば、従来のオーブンレンジのオーブン皿の場合と異なり、その機能を発揮するためには、火加減すなわちそれぞれの熱源の制御が非常に重要となって来る。とくに、フライパンでの焦げ目つけの場合、一般のオーブン等での焦げ目つけと異なり、高温で短時間に表面だけ焦げ目をつけ、後はじっくりと中心部の温度を上げて仕上げたい場合が多く、電波加熱を行う場合も、焦げ目が進行しない程度の温度で、継続的に加熱することが料理を美味しく、速く仕上げる上で重要であることが、実験の結果明確になった。
【００１６】
しかしながら、基本的に加熱は加熱室内で行われ、しかもＩＨの火力はガス火の様に目に見えないためガスコンロでフライパンの火加減をするようなわけにはゆかず、さら本発明の調理器の場合ＩＨの火加減に加え、電波加熱の火加減も必要で非常に複雑でややこしく、叉仮にできてもガスコンロと同じでは、せっかくの箱物調理の良さが半減する。
【００１７】
こうした問題を解決するためには、加熱皿の温度を検知し、この情報を元に制御することが非常に有力な手段となる。しかし従来の電気オーブンやオーブンレンジでの様に、加熱室の壁面近傍に配置した温度センサで加熱室の温度を検出すると言った間接的な方法では、変化が速く、周囲との温度差の大きい加熱皿の場合は応用出来ない。しかし、加熱皿の温度を直接検出しようとすると、センサ検知部を電波の中に暴露せねばならず、加熱皿がターンテーブル方式の場合は検出部と加熱皿との接触を安定に維持するが困難になる等の大きな問題が発生した。
【００１８】
そこで、本発明は、加熱室内に着脱自在に設けた加熱皿の温度を電波による傷害を発生させずに精度良く検知出来る構成を提供することを第１の目的としている。
【００１９】
また第２の目的は、加熱皿をターンテーブル方式としたとき、加熱皿回転により加熱皿と温度センサの感温部の接触確保し難くなる問題を解決することである。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
上記の第１、第２の目的を同時に解決するもので、加熱室底壁に設けた孔から加熱皿底面を上方斜めに望む位置に赤外線センサを設け、加熱皿の温度を検出するもので、電波による傷害、加熱皿回転による感温部接触の問題を同時に解決するものである。
【００２１】
【作用】
本発明の加熱調理器は、加熱皿がターンテーブル方式の場合にセンサと加熱皿を駆動する駆動軸とを一体にすることでセンサーの感温部と加熱皿との安定な接触を実現し常に良好な検知と、信頼性を確保出来る構成としたものである。
【００２２】
また加熱室底壁に設けた孔から加熱皿底面を上方斜めに望む位置に赤外線センサを設け、加熱皿の温度を検出することで、電波による傷害や検知部と加熱皿との熱的な接触性の問題を解決しているので、加熱皿の温度を確実に安定して検出でき、加熱皿用のヒータであるＩＨの制御が的確にできる。
【００２３】
【実施例】
以下本発明の実施例に於ける加熱調理器について図面とともに説明する。
【００２４】
本発明に関わる参考例として図１に示すように、加熱室２は上部に開口を持つ加熱コイル９を配置するための凹形状を有する加熱室底壁８と、ドーム状で上下に開閉するドア７とで構成される。
【００２５】
加熱室底壁８の加熱室側表面の加熱コイル９に近接する部分の一部叉は全部はアルミや銅等の非磁性電気良導体から構成されており、この加熱室底壁８上に設けられた加熱コイル９で発生する高周波磁束よる加熱室底壁８での発熱損失を最小限に抑えている。
【００２６】
加熱室底壁８の凹形状の中に配置された加熱コイル９の上部には、高耐熱ガラス板等の誘電体材料からなる仕切板１０が配置されている。この仕切板１０により加熱コイル９は加熱室２の内部と機械的に遮断されている。食品に焦げ目を付けるための加熱皿６は鉄板やステンレス等の比較的電気抵抗の大きい金属材料から構成されており、数ミリ程度の空隙を持った状態で前記仕切板１０上に配置されている。この空隙は加熱皿６の底部あるいは仕切板１０の上部に突起部を設けることで実現しており、加熱皿６の熱が仕切板１０へ逃げることを防止している。
【００２７】
マグネトロン３で発生した電波は導波管４を伝搬し、加熱室底壁８の一部に設けられている導波管開口４ａから加熱室１内へ放射される。この実施例の場合、導波管開口４ａは加熱コイル９の外周の外側に位置し、電波は加熱皿６により反射されることなく加熱室２内へ放射される構成となっている。
【００２８】
加熱コイル９とマグネトロン３の高圧トランスへは共通のインバータ回路から数十キロＨＺの高周波電力が供給される構成になっており、その切り替えはリレーにより行われる。
【００２９】
本参考例の場合、前記加熱皿６は加熱室底壁８の外側下部に設けられたターンテーブルモータ１１により回転駆動されるターンテーブルタイプの構成となっている。
【００３０】
図２は温度センサと駆動軸近傍の拡大詳細断面図である。駆動軸は加熱皿６の底部中央に連接する加熱皿側の駆動軸Ａ１２ａとターンテーブルモータ１１の軸と連接した駆動軸Ｂ１２ｂの二つの部分から成り立っている。駆動軸Ａ１２ａは窒化アルミニウムセラミック等の高熱伝導誘電体材料で構成されている。ターンテーブルモータ１１と連結した駆動軸Ｂ１２ｂは駆動軸Ａ１２ａの下部に設けられた連結孔に挿入深さ自由、回転方向固定で挿入結合されている。温度センサの検知素子であるサーミスタ素子とこれを組み込んだリング状の金属性熱伝導板よりなる感温素子１３は熱絶縁リング１４を介してスプリング１５により駆動軸Ａ１２ａの底面に当接するよう支えられており、感温素子１３は加熱皿６の荷重とスプリング１５の力で駆動軸Ａ１２ａに押しつけられると共に、駆動軸Ａ１２ａ上面もこのスプリング力により加熱皿６底面に押しつけられる。加熱室底壁８の一部であるシールド筒８ａは感温素子１３がその内側に来るよう十分な長さを有しており、駆動軸Ａ１２ａの誘電率を考慮して電波が十分遮断されるよう、その直径、長さが決定されている。またシールド筒８ａの材料は、ＩＨによる誘導加熱をできるだけ低減するため、アルミや銅と言った非磁性の電気良導体により構成されている。
【００３１】
上記構成では加熱皿６に接触し加熱皿６と一緒に回転する駆動軸Ａ１２ａが窒化アルミニウムセラミックの様な熱伝導の良い誘電体材料で構成され、温度センサの感温部として機能し、加熱皿６の温度を加熱室底壁を貫通して加熱室２外へ伝達する構成となっているので、温度センサの検知素子１３やそのリード線等の電波を導き出す金属部分が加熱室２外に配置され、電波による傷害を発生させずに精度良く温度検知出来るものである。
【００３２】
さらに、検知素子１３は熱絶縁リング１４を介してスプリング１５で感温部として機能している駆動軸Ａ１２ａに押しつけられており、その熱的な接触性は十分確保されるので、加熱皿６が回転しても精度の高い温度測定が可能となる。
【００３３】
図３は本発明の第１の実施例よりなる加熱調理器の要部詳細図である。図３（ａ）は要部断面図、図３（ｂ）は図３（ａ）の断面位置を示すための平面図である。
【００３４】
赤外線センサ１６は加熱室２外の底部の空間に設けられており、赤外線センサ１６の赤外線を取り込む光軸１９はターンテーブル駆動軸１２ａ、１２ｂを通る垂直軸に対してその延長線上も含めて交わらず、かつ傾斜をもった方向に設定されている。その光軸上の加熱室底壁面８及び仕切板１０には赤外線センサ１６の視野角による広がりをカバーする大きさと形状の孔１８、１７がそれぞれ開けられており、加熱皿６の底面の温度が測定される。但し加熱室壁底面８に設ける孔１８が大きくなる場合、電波漏洩を防止するため実施例の様にツバを設けておく。
【００３５】
この構成により測定は非接触で行われるので接触性の問題は発生しない、しかも加熱室２の内外を誘電体も含めて貫通する必要がないので、電波による傷害も発生しない。さらに、赤外線センサ１６はサーモパイル型や焦電型と呼ばれる極一般的なタイプでも応答速度は数百ミリ秒以下の高速なので、加熱皿６の温度変化を時間遅れなく正確に検知できるため、例えば加熱した加熱皿６に食品を置いた瞬間に低下する加熱皿６の温度を検知し、食品５を置いたタイミングをとらえ加熱制御の自動化等に用いることができる等接触型の温度センサでは実現出来ないような使い方も実現できる。
【００３６】
また測定を下面から行っているので、加熱皿６上の食品や表面の汚れで生ずる検知誤差も無い。一方で、赤外線センサの光軸１９は垂直軸に対して傾斜を持っているので、仕切板１０と加熱室底壁８に設けた孔１７、１８は当然同一垂線上になく、したがって仮に検知孔１７から異物を落としたり、こぼしたりしても赤外線センサ１６の検知窓を汚したり、損傷することがない。
【００３７】
以上の実施例については、加熱皿を加熱する加熱源としてＩＨを用いた例で説明したが、加熱皿を高速に加熱出来る例えばハロゲンランプ等を用いた構成でもその必要性、及びその効果は当然同様であることは言うまでもない。
【００３８】
【発明の効果】
以上のように本発明の加熱調理器に於いては、以下の効果がえられる。
【００３９】
加熱調理器は、加熱室底壁に設けた孔から加熱皿底面を上方斜めに望む位置に赤外線センサを設けて加熱皿の温度を検出するもので、電波による傷害、加熱皿回転による感温部接触の問題の二つを同時に解決すると共に、非常に高い応答速度で加熱皿の温度変化を捉えることが出来るので、従来の接触型のセンサでは実現できなかった食品載置時の温度変化の検知等、新しい制御の手段を提供するものである。
【００４０】
以上本発明による加熱調理器は加熱皿をＩＨにより高速、高火力で加熱出来る上、加熱皿の温度を直接モニターする構成となっているので、精度よく温度制御が出来、電波による高速性とも相まって、より美味しく、よりスピーディな調理を実現出来るものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の参考例に於ける加熱調理器の断面図
【図２】  同加熱調理器の要部断面図
【図３】  （ａ）本発明の第１の実施例の加熱調理器の要部断面図
（ｂ）同加熱調理器の要部平面図
【図４】  従来の加熱調理器の断面図
【符号の説明】
２  加熱室
３  マグネトロン
６  加熱皿
７  ドア
９  加熱コイル
１１  ターンテーブルモータ
１２ａ  駆動軸Ａ
１３  感温素子
１６  赤外線センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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