(57)【要約】【課題】加熱中に起きたスパークを検知して出力を制御する電子レンジを実現する。【解決手段】スパークに伴い発生する音を導音路１１によって、温度条件の良いところに設置されたマイクロフォン１０へ導き、音検知し、スパーク判定手段であるマイクロコンピュータ１４により、スパーク判定、マグネトロン１の動作制御を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
食品を載置する加熱室と、前記加熱室内の食品を加熱するマイクロ波を供給するマグネトロンと、前記加熱室内部の音響状態を検知するマイクロフォンと、前記加熱室からマイクロフォンまで音を導く導音路と、前記マイクロフォンの出力から前記加熱室内のスパーク情報を検出する信号処理手段とスパーク判定手段とを有する電子レンジ。
【請求項２】
加熱室からマイクロフォンへ音を導く複数の導音路を有する請求項１記載の電子レンジ。
【請求項３】
加熱室と反対側の導音路の終端にプリント基板を設置し、前記プリント基板にマイクロフォンを設けた請求項１または２記載の電子レンジ。
【請求項４】
導音路の加熱室に近接する側の開口部は、加熱室壁面の開口部と緩衝材を介して対向させて配置した請求項１から３のいずれか１項記載の電子レンジ。
【請求項５】
食品を載置する加熱室と、前記加熱室内の食品を加熱するマイクロ波を供給するマグネトロンと、プリント基板を有し、前記プリント基板には加熱制御回路と、マイクロフォンと前記マイクロフォンの出力から前記加熱室内のスパーク情報を検出する信号処理手段と、スパーク判定手段とを設置し、前記加熱室から前記マイクロフォンまで音を導く導音路を有する電子レンジ。
【請求項６】
導音路は金属の管で形成した請求項１から５のいずれか１項記載の電子レンジ。
【請求項７】
導音路は両端をテーパ状に傾きを持たせた請求項１から６のいずれか１項記載の電子レンジ。
【請求項８】
マイクロフォンはエレクトレットコンデンサマイクとした請求項１から７のいずれか１項記載の電子レンジ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加熱室内での金属接触存在下でのマイクロ波給電に伴い発生するスパークを音で検知する装置を有する電子レンジに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子レンジは食品にマイクロ波を吸収させて加熱する装置であるが、金属容器、アルミ箔など調理に伴う金属製品同士の接触、金属装飾した食器の使用時など、金属端面などでスパークが生じる。その時、大きな音や火花が発生するために使用者に不安を与えることがあった。また、スパーク発生時、速やかにマイクロ波の供給を制御しないと、スパークの火花が食品の油に燃え移って発煙するなどの事態も考えられる。そのような事態を避けるため、スパーク音が発生したことを音響センサで検知して電子レンジの制御を行うものが考えられる。従来、加熱室の音響的変動を検知して食品の仕上がり状態を検出しようとする電子レンジは提案されていた（特許文献１参照）。
【０００３】
図１１は特許文献１に記載された従来の電子レンジの側面断面図である。マグネトロン１０８で発生したマイクロ波は、導波管１０９で加熱庫１１０内部に導かれ、食品１１１に吸収される。食品から発生した蒸気は湿度センサ１１２やサーミスタ１１３によって仕上がりが検知される。また、加熱庫１１０の側面に取り付けられたマイクロフォン１１４によって、食品１１１の加熱段階で発生する音を検出して、食品１１１の仕上がりを検出する。また、食品１１１以外からの音（例えば、ファン１１５の風切り音やターンテーブルモータ１１６の駆動音など）は、マイク１１７、１１８で検出され、食品１１１の仕上がり音を検知するマイクロフォン１１３のデータと比較される。湿度センサ１１２、サーミスタ１１３、マイクロフォン１１４、１１７、１１８の出力データは検知回路１１９を介して制御部１２０へ入力され、制御部１２０はドライバ１２１を介してマグネトロン１０８の発振を制御する。
【特許文献１】特公平３−２５６９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記従来のマイクロフォン１１４、１１７、１１８で加熱庫１１０内部の食品１１１の仕上がりを検出する構成は、音で加熱庫１１０の状態を検出しているとはいうものの、スパーク発生時のことをまったく考慮しておらず、そのままではスパーク検知を行うことはできなかった。
【０００５】
そこで本発明は、加熱室外部に設置されたマイクロフォンで、スパーク音を検出し、スパーク判定、電子レンジの停止などの制御を行い、スパークを確実に検知する構成を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記従来の課題を解決するため、本発明の電子レンジは、食品を載置する加熱室と加熱室内の食品を加熱するマイクロ波を供給するマグネトロンと、加熱室内部の音響状態を検知するマイクロフォンと、加熱室からマイクロフォンまで音を導く導音路とマイクロフォンの出力から加熱室内のスパーク情報を検出する信号処理手段とスパーク判定手段を有するものである。
【０００７】
これによって、加熱室外部に設置されたマイクロフォンで、スパーク音を検出し、スパーク判定、電子レンジの停止などの制御を行うことを可能にできる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の電子レンジは、スパークが発生した時に、速やかにスパークに伴って発生した音を導音路を通ってマイクロフォンに導き、マイクロフォンの出力から加熱室内のスパーク情報を検出する信号処理手段とスパーク判定手段の出力からスパーク発生を検知し、加熱出力を絞るあるいは停止することができるので、使用者の不安を取り除けるとともに、加熱室内でのスパークに伴う発煙などを未然に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
第１の発明は、食品を載置する加熱室と加熱室内の食品を加熱するマイクロ波を供給するマグネトロンと、加熱室内部の音響状態を検知するマイクロフォンと、加熱室からマイクロフォンまで音を導く導音路とマイクロフォンの出力から加熱室内のスパーク情報を検出する信号処理手段とスパーク判定手段を有するものであり、スパークが発生した時に、スパーク音を導音路を通ってマイクロフォンに導き、マイクロフォンの出力から信号処理手段とスパーク判定手段により、スパーク発生を検知し、加熱出力を絞るあるいは停止することができるので、使用者の不安を取り除けるとともに、加熱室内でのスパークに伴う発煙などを未然に防止する事ができる。
【００１０】
第２の発明は、特に第１の発明において、加熱室からマイクロフォンへスパーク音を導く複数の導音路を有するものであって、スパーク音を複数の経路から伝え処理して、確実にスパークの判定をできるようにするものである。
【００１１】
第３の発明は、特に第１から２の発明において、導音路の終端部にプリント基板を設け、プリント基板上にマイクロフォンを設置したものであって、導音路の終端にマイクロフォンを固定することによって、導音路を伝わってきた音を確実にマイクロフォンで検出させることができる。
【００１２】
第４の発明は、特に第１から３の発明において、導音路の加熱室に近接する側の開口部は、加熱室壁面の開口部と緩衝材を介して対向させたものであり、導音路にスパーク音以外の、たとえば機械振動などが伝わることを防ぎ、スパーク音の検知精度の向上を図るものである。
【００１３】
第５の発明は、食品を載置する加熱室と加熱室内の食品を加熱するマイクロ波を供給するマグネトロンと、プリント基板を有し、プリント基板には加熱制御回路と、マイクロフォンとマイクロフォンの出力から加熱室内のスパーク情報を検出する信号処理手段と、スパーク判定手段を設置し、加熱室からマイクロフォンまで音を導く導音路を有するものであり、同一プリント基板上に加熱制御回路とともにスパーク検知に関わる部品を集約でき、プリント基板へは導音路でスパーク音を確実に導けることから、精度が高く、製造コストも安いスパーク検知を実現することができる。
【００１４】
第６の発明は、特に第１から５の発明において、導音路は金属の管で形成したものであり、スパーク音のような高周波領域の音を高効率で伝送することができる。
【００１５】
第７の発明は、特に第１から６の発明において、導音路は両端をテーパ状に傾きを持たせたものであり、スパーク源からの集音、マイクロフォンへの音放射を効率よく行う事ができる。
【００１６】
第８の発明は、特に第１から７の発明において、マイクロフォンはエレクトレットコンデンサマイクとしたものであり、小型で、集音性能が良く、高周波域でも高効率で音を捉えられることからスパーク音を確実に検知することができる。
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１８】
（実施の形態１）
図１は本発明の第１の実施の形態における電子レンジの部分切り欠き構成図である。
【００１９】
図１において、マイクロ波の発生源であるマグネトロン１で発生したマイクロ波は導波管２内部を通って加熱室３の底面より加熱室３内部の被加熱物４に供給される。またマグネトロン１の冷却用の風を送るファン５、マグネトロン１へ高電圧を供給する部品である高圧トランス６、高圧コンデンサ７、高圧ダイオード８が加熱室３の外部に設置されている。また、加熱室３の外部には加熱室３の壁面に穿たれたパンチング穴９を通して、マイクロフォン１０へ加熱室３内部でのスパーク音を伝える導音路１１が設置されている。マイクロフォン１０の出力信号は直流分カット用のコンデンサ１２を介して信号処理手段１３に入力され、信号処理され、信号処理手段１３の出力は、スパーク判定手段であるマイクロコンピュータ１４のアナログ／ディジタル変換入力端子１５に入力される。
【００２０】
ディジタル変換された電圧レベルからスパーク音と判定されたら、マイクロコンピュータ１４のディジタル出力端子１６から出力され、リレー回路（図示せず）を開放し、マイクロ波の発振を停止させる。上記構成で被加熱物４に被せられたアルミ箔１７の端面同士が軽く接触するような状態で発生したスパーク音はマイクロフォン１０で検知され、信号処理手段１３によって信号が処理され（増幅、フィルタリング、整流、平滑）、スパーク判定手段であるマイクロコンピュータ１４でスパークと判定、マイクロ波の発振停止動作が行われることになる。
【００２１】
図２には信号処理手段１３の回路図を示す。
【００２２】
マイクロフォン１０の出力はコンデンサ１２によって直流成分がカットされ、増幅器１８の入力になり、以降の信号処理がしやすく、信号が飽和してしまわない電圧に増幅される（図２では５０倍）。増幅器１８の出力は初段のハイパスフィルタ１９、次段のハイパスフィルタ２０を経由して、１０ｋＨｚ以下の信号を減衰させる。縦続接続されたハイパスフィルタ１９、２０によって、ファン５による風切音などの低周波の音の信号は除去される。なお、図２では初段のハイパスフィルタ１９のカットオフ周波数は９．４ｋＨｚ、次段のハイパスフィルタ２０のカットオフ周波数は１４．５ｋＨｚに設定している。
【００２３】
ここで、ハイパスフィルタ２０の出力は２．５Ｖを基準に上下に振れた信号となっている。半波整流回路２１はダイオード２２、２３とオペアンプ２４によって構成され、入力電圧を、２．５Ｖを基準に半波整流を行う。半波整流回路出力は、バッファー回路２５を介して、抵抗２６とコンデンサ２７で構成された平滑回路２８に入力され、平滑回路２８の出力はマイクロコンピュータ１４のアナログ／ディジタル変換入力端子１５に入力される。
【００２４】
図３に総合ハイパスフィルタの周波数特性を示す。図３に示すように、１０ｋＨｚ以下で、周波数１桁変わると６０ｄＢ程度減衰する大きな減衰特性を実現している。このように１０ｋＨｚ以上を通過域とするハイパスフィルタ特性が有効なのは、スパーク音と実際の調理に発生する音の周波数分析の結果、スパーク音が１０ｋＨｚ以上の成分に顕著であることが分かったことによる。
【００２５】
また図４は半波整流回路２１の波形で、図４（ａ）は入力波形、図４（ｂ）は出力波形を示す。出力波形はバッファー回路２５を介して平滑回路２８に入力される。半波整流回
路の動作基準電圧は２．５Ｖなので、平滑回路も２．５Ｖを最低レベルとして動作する。
【００２６】
図１で示したように、導音路１１で加熱室３内部において発生した音を任意の場所に導けることによってマイクロフォン１０の設置場所の制約を取り去ることができる。また、特にパンチング穴９の周辺は高温の蒸気や食品かすが飛び出す可能性があり、パンチング穴９の外側といえどもすぐ側にマイクロフォン１０を設置すれば、熱や汚れで機能が十分果たせなることが予測される。従って、導音路１１を設置することで、マイクロフォン１０の性能も確保することができ、信頼性の高い、また設置場所の自由度の高いスパーク検知を実現することができる。
【００２７】
なお、本実施の形態において、穴９を加熱室３の側面壁に形成したが、これに限定されるものではなく、加熱室３内での金属接触存在下でのマイクロ波給電に伴い発生するスパーク音を集音できる位置であれば、加熱室３の背面壁や天井壁や底面壁に形成しても構わない。
【００２８】
（実施の形態２）
図５は本発明の第２の実施の形態における電子レンジの部分切り欠き構成図である。
【００２９】
実施の形態１との違いは、加熱室の奥のパンチング穴２９から導音路３０によって、フマイクロフォン１０へ加熱室３庫内のスパーク音を導く経路を追加したところにある。導音路３０の追加によって、加熱室３内部は、２ヶ所からスパークが監視されることになり、スパークの検知精度が向上する。
【００３０】
（実施の形態３）
次に、図６は本発明の第３の実施の形態における電子レンジの部分切り欠き構成図である。導音路１１の加熱室３の反対側の端面には取付金具３１によってプリント基板３２が設置され、プリント基板３２上にはマイクロフォン１０が取り付けられている。この構成によってマイクロフォン１０と導音路１１の開口の位置関係が確定し、導音路１１を伝わってきた音を効率的にマイクロフォン１０に導くことが可能となる。
【００３１】
（実施の形態４）
次に、図７は本発明の第４の実施の形態における電子レンジの部分切り欠き構成図である。導音路１１と加熱室３のパンチング穴９の外側には、耐熱性ゴムなどで作られたパッキン３３が挟まれており、電子レンジの加熱に伴う振動などの衝撃が導音路１１に伝わることを阻止している。このパッキン３３の存在によって、衝撃による雑音を緩和するだけでなく、スパーク音が拡散しているのを防ぎ、効率よくマイクロフォン１０へスパーク音を伝えることができ、スパーク音検知精度の向上を図ることができる。
【００３２】
（実施の形態５）
次に、図８は本発明の第５の実施の形態における電子レンジの部分切り欠き構成図である。本発明の実施の形態では、マイクロフォン１０並びに信号処理手段１３を構成する電子部品が、電子レンジの制御基板３４上に設置されており、制御基板３４自体は、加熱室３の外の下部に置かれている。導音路１１は加熱室３のパンチング穴９からマイクロフォン１０へ導く構成となっている。またマイクロフォン１０を制御基板３４上に設置することによって、引き回しのケーブル、接続部品などが必要なくなり、マイクロフォン１０と信号処理手段１３の距離が短くなることによって、耐ノイズ性も向上し、またマイクロフォン１０の取り付け金具などの省略も図ることができる。
【００３３】
また導音路１１を金属管で構成することによって、材料の剛性によって高周波域の音伝導特性が改善されるので、スパーク音に含まれる高周波成分もマイクロフォン１０に伝導
され、スパーク音検知精度の向上を図ることができる。
【００３４】
（実施の形態６）
次に、図９は本発明の第６の実施の形態における導音路１１の外観図である。導音路１１の集音口３８および放射口３９をテーパ状に構成することによって、パンチング穴９からの音を集め、マイクロフォン１０へ音を放射する効率が良くなり、精度の良いスパーク検知を行う事ができる。
【００３５】
（実施の形態７）
次に、図１０は本発明の第７の実施の形態におけるエレクトレットコンデンサマイク４０の回路構成図である。半永久的に電荷を蓄えているエレクトレット素子４１を電極に用い、音によるダイヤフラム４２の振動に伴う静電容量の変化を、電界効果型トランジスタ４３によってインピーダンス変換し、電圧の変化として取り出す構成となっている。エレクトレットコンデンサマイク４０は電源電圧がせいぜい数Ｖで動作し、電源入力端子と、出力端子が同一の端子４４に電源４５から抵抗４６を介して供給される。端子４４からの出力はコンデンサ１２で直流成分がカットされ、後段の信号処理に使用される。また、エレクトレットコンデンサマイク４０は小型で、大量に生産されているので、コスト的にも安いスパーク検知構成を実現できる。
【００３６】
このように本実施の形態の電子レンジでは、加熱室３内のスパークに伴う音情報を導音路１１によって温度環境の良い場所に設置されたマイクロフォン１０に導いてスパーク検知を行う事により、マグネトロン発振を制御することができるので、安全で、信頼性の高い電子レンジを実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
以上のように、本発明に係る電子レンジの音によるスパークの検知装置は、電子レンジ調理だけでなく、電化製品一般にも安全装置として利用でき、異常動作防止用安全装置の検知センサなどとしても適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明第１の実施の形態における電子レンジの部分切り欠き構成図
【図２】本発明第１の実施の形態における信号処理手段の回路図
【図３】本発明第１の実施の形態におけるハイパスフィルタの周波数特性図
【図４】（ａ）本発明第１の実施の形態における半波整流回路の入力波形を示す特性図、（ｂ）同回路の出力波形を示す特性図
【図５】本発明第２の実施の形態における電子レンジの部分切り欠き構成図
【図６】本発明第３の実施の形態における電子レンジの部分切り欠き構成図
【図７】本発明第４の実施の形態における電子レンジの部分切り欠き構成図
【図８】本発明第５の実施の形態における電子レンジの部分切り欠き構成図
【図９】本発明第６の実施の形態における導音路の外観図
【図１０】本発明第７の実施の形態におけるエレクトレットコンデンサマイクの回路構成図
【図１１】従来の電子レンジの側方断面図
【符号の説明】
【００３９】
１  マグネトロン
３  加熱室
６  高圧トランス
７  高圧コンデンサ
８  高圧ダイオード
９、２９  パンチング穴
１０  マイクロフォン
１１、３０  導音路
１２  コンデンサ
１３  信号処理手段
１４  マイクロコンピュータ（スパーク判定手段）
１９、２０  ハイパスフィルタ
３１  取付金具
３２  プリント基板
３３  パッキン
３４  制御基板
３８  集音口  
３９  放射口
４０  エレクトレットコンデンサマイク  
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2009127923.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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