JPS6311566B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

＜産業上の利用分野＞ 本発明は、ガスセンサーを検出素子として用い
る自動仕上がり制御機能を有する電子レンジに関
するものである。 ＜従来の技術とその問題点＞ 食品の加熱に応じて発生するガスをガスセンサ
ーで検出することによつて、食品の自動仕上がり
制御を行う従来の電子レンジにおいては、以下の
ような問題点があつた。 ここで、前記問題点を説明するに先立つて、ガ
ス濃度が30（PPm）になつた時のガスセンサーの
センサー抵抗値をR30（Ω）とし、ガス濃度が30
（PPm）になつた時のセンサー抵抗値をR300（Ω）
とし、β＝R300／R30をセンサー感度とし、以
下に用いる。 食品の仕上がり状態は、このセンサー感度βを
パラメーターとして表される。第５図に示すよう
に、ガスセンサーの両端電圧V_Sは、加熱時間に
対して食品の加熱に伴い発生するガスにより図示
のように変化する。即ち、センサー感度βの数値
が小さいとガスセンサーの両端電圧V_Sが検知電
圧に達する時間が短くなる。 次に、上記問題点を列挙する。 問題点(1)：センサー感度のばらつきにより、食品
の仕上がり状態がばらつき製品間の性能差が大
きかつた。同一検知電圧に対してセンサー感度
βと食品の仕上がり温度を測定すると、第６図
のａのようにセンサー感度βによつて仕上がり
温度が変化した。すなわち、センサー感度βの
低いセンサーは仕上がり温度が低くなつた。 問題点(2)：上記問題点(1)のばらつきを減少させる
ためにセンサーを感度値により分類し、その感
度に対応した補正回路を付加していたが、セン
サーの選別に要する費用と、外部補正回路の付
加により価格が上昇した。 問題点(3)：オーブンを空焼きした時に発生するジ
メチルシロキサン等のガスによりガスセンサー
の感度が変化し、食品の仕上がりに影響した。
また、そのセンサー感度変化を防止するため
に、特殊エーシング加工を行うと、その手間に
よつても価格が上昇した。 これらの問題点はすべてセンサー感度が一定値
でないことに起因する。 更に詳しく上記問題点を第７図に示す従来の電
子レンジの制御回路により説明する。電子レンジ
のクツクスイツチ１１を押し調理を開始すると、
その時のセンサー１６の両端電圧Ｖが記憶回路１
２で記憶される。この記憶回路１２から出力され
る加熱開始時のセンサー１６の両端電圧Ｖからこ
れより小さい値の仕上がり検知レベルが設定され
る。即ち、この仕上がり検知レベルは、追加熱以
外の本加熱の終了時を検知するためのセンサー１
６の両端電圧であり、センサー１６の初期電圧Ｖ
に仕上がり検知レベル係数となる定数ｋを乗算す
ることにより求められる。この定数ｋは上記初期
電圧Ｖに対する加熱終了検知時のセンサー両端電
圧の比であつて、予め実験的に求められている。
第７図の制御回路では２個の分圧抵抗R_A，R_Bの
分圧比によつて定数ｋ（＜１）が設定されている。
従つて、記憶回路１２の出力が抵抗R_A，R_Bで分
圧されることにより得られた仕上がり検知レベル
kVが検出器１４の一方の入力端に入力され、食
品への加熱が開始される。加熱装置１３によつて
加熱された食品からガスが発生し、センサー両端
電圧V_Sは初期電圧Ｖの値より漸次低下していき、
仕上がり検知レベルkVになつた時に検出器１４
の出力が反転してリレーコイルＬ及びリレー接点
１５がOFFされるとともに、加熱装置１３が
OFFになる。ところが、定数ｋの値が固定され、
すなわち検知電圧kVが一定であるので、センサ
ー感度βが悪くなると第６図ａに示したように仕
上がり温度が高くなつた。 ＜発明の目的＞ 本発明は、このような従来の問題点に鑑みなさ
れたもので、センサー感度がばらついたり、或い
は変化して一定値でない場合にも、電気回路にお
いて、センサーの特性を利用することで、センサ
ー感度に対応した仕上がり検知レベルを設定する
ことにより、常に加工すべき食品の均一な仕上が
り状態を得ることのできる電子レンジを提供する
ことを目的とするものである。 ＜問題点を解決するための手段＞ 本発明の電子レンジは、上記目的を達成するた
めに、ガスセンサーの出力初期値からこれより小
さい値の仕上がり検知レベルを算出し、上記ガス
センサーの出力と上記仕上がり検知レベルとを比
較して食品の加熱手段への電源供給を制御する電
子レンジにおいて、上記ガスセンサーのヒータ電
圧を定格値V_Aとこの定格値より低い定格外の値
V_Bとに切り換える切換手段と、この切換手段を
加熱開始時の上記仕上がり検知レベルの設定に際
して定格値V_Aから定格外の値V_Bに切換えた後に
再び定格値V_Aに戻すよう制御する切換制御手段
と、上記ヒータ電圧が定格値V_Aおよび定格外の
値V_Bにおける上記ガスセンサーの各安定出力
V_SA、V_SBをそれぞれ記憶する第１の記憶手段お
よび第２の記憶手段と、上記ヒータ電圧を定格外
の値V_Bから戻した定格値における上記ガスセン
サーの出力初期値V₀を記憶する第３の記憶手段
と、上記第１乃至第３の各記憶手段の出力を導入
して（V_SB／V_SA）・V₀の値に仕上がり検知レベル
係数ｋを乗算した値を算出する演算手段とを備
え、この演算手段の演算値を上記仕上がり検知レ
ベルとして設定するよう構成したことを特徴とす
るものである。 ＜作用＞ 上記構成としたことにより、加熱開始時の仕上
がり検知レベルの設定に際して、演算手段で仕上
がり検知レベルとして算出されるｋ（V_SB／
V_SA）・Voの値のうちの（V_SB／V_SA）の値はセン
サーの電圧依存性と同等であつて、この電圧依存
性はセンサー感度に対し同等の関係にある。従つ
て、算出される仕上がり検知レベルはセンサー感
度に対応して変わり、センサー感度が悪い場合に
仕上がり検知レベルが大きくなり、逆にセンサー
感度が良好であれば、それに対応して仕上がり検
知レベルが小さくなり、結果として、センサー感
度が如何に変化してもそれに応じて仕上がり検知
レベルが変化するため、常に同じ仕上がりとな
る。 ＜実施例＞ 以下、本発明の好適な実施例について図面を参
照しながら詳説する。 先ず、この発明の着目点について説明する。即
ち、この発明は、以下に説明するようにガスセン
サーを詳細に実験して調べ、その結果得た事実に
基づいている。 ここで、センサーの電圧依存性Ｑを次のように
定義し、以下用いる。センサーのヒータ電圧が定
格電圧V_A、例えば5Vから定格電圧の90〜98％の
電圧V_B、例えば4.8Vに変化した時、センサーの
空気中の抵抗値がR_CからR_Dに変わつたとする。
その時、Ｑ＝R_D／R_Cをセンサーの電圧依存性と
する。そこで、センサーのヒータ電圧を横軸に、
センサー感度βの変化に対応して変化する電圧依
存性Ｑを縦軸にとつた第２図の実験データが得ら
れた。さらに、ヒータ電圧が例えば4.8Vの時の
電圧依存性Ｑとセンサー感度βの関係をグラフに
すると第３図のようになる。この第３図からセン
サー感度βと電圧依存性Ｑは比例関係にあること
がわかつた。すなわち、Ｃを比例定数として β＝CQ ……(1) 従つて、この(1)式からセンサー感度βに対応し
た電圧依存性Ｑをセンサーのヒータ電圧の変化か
ら求め、その電圧依存性Ｑに対応して仕上がり検
知電圧レベルを変化させれば、センサーの特性す
なわちセンサー感度βによらず食品の仕上がり温
度を一定にすることができる。この発明はこのよ
うな点に着目してなされたものである。 次に、本発明のブロツク構成を示した第１図に
おいて、ヒータ１の電圧切換装置３がセンサー１
６のヒータ１の電源側に設けられ、ヒータ１に加
える電圧値を切り換える。切換装置３は定格値
V_A、例えば5Vを与える常閉リレー接点A₁と、
V_Aより小さい値V_B、例えば4.8Vに切り換えるた
めのリレー接点B₁，C₁からなる。記憶回路M₁，
M₂，M₃がセンサー１６の出力側にそれぞれリレ
ー接点A₂，B₂，C₂を介して設けられている。記
憶回路M₁はヒータ電圧がV_Aのときのセンサー両
端電圧V_SAを記憶する。記憶回路M₂はヒータ電圧
がV_Bのときのセンサー両端電圧V_SBを記憶する。
記憶回路M₃はセンサー両端の初期値Voを記憶す
る。リレーコイルＡはタイマーT_Aによつてリレ
ー接点A₁，A₂と連動している。リレーコイルＢ
はタイマーT_Bによつてリレー接点B₁，B₂と連動
している。リレーコイルＣはタイマーT_Cによつ
てリレー接点C₁，C₂と連動している。除算器４
は記憶回路M₁及びM₂の出力を導入して電圧比
V_SB／V_SAを演算する。ｋ定数乗算器５は除算器
４出力を導入して第７図で説明したと同様の予め
実験的に求められた係数ｋ（＜１）をV_SB／V_SAに
乗算する。乗算器６は記憶回路M₃の出力Voとｋ
定数乗算器５出力を導入して仕上がり検知レベル
ｋ・（V_SB／V_SA）・V₀を演算し、検知器７に出力
する。検知器７はセンサー両端電圧V_Sを導入し
てセンサー両端電圧V_Sがｋ・（V_SB／V_SA）・V₀に
達しているかどうかによつて反転する信号レベル
を出力してリレーコイルＤのON−OFFを指示す
る。リレーコイルＤはリレースイツチD₁と連動
して加熱装置１３への電源供給を制御する。 なお、上記実施例における記憶回路M₁，M₂，
M₃除算器４、ｋ定数乗算器５、乗算器６などは
マイクロコンピユータによつてより簡単に構成す
ることができる。 次に上記実施例の作用について以下のステツプ
に従い説明する。 ステツプ１：電源電圧V_Cはセンサー１６と負荷
抵抗R_Lに分圧される。リレー接点A₁はタイマ
ーT_Aによつて調理開始前には常閉側に倒れて
おり、つねにセンサーヒータ１には電圧V_Aが
印加されている。 ステツプ２：クツクスイツチ１１を押し、調理を
開始する。開始直後のセンサー両端電圧V_SAが
記憶回路M₁に記憶される。 ステツプ３：第４図に示すτA時間経過後タイマ
ーT_AによりリレーコイルＡがOFFとなるとと
もにタイマーT_Bが作動し始め、リレーコイル
ＢがONになる。また、リレー接点B₁が閉じ、
ヒータ電圧はV_AからV_Bに切り換えられる。ヒ
ータ電圧が変わることにより、センサー両端電
圧V_Sのセンサー感度のバラツキによつて第４
図のように数秒間変動する。 ステツプ４：ヒータ電圧を切り換えてからτB時
間（数秒間）経過後リレー接点B₂が閉じ、安
定したセンサー両端電圧V_SBが記憶回路M₂に記
憶される。さらに、リレーコイルＢがOFFと
なるとともに、タイマーT_Cが作動してリレー
コイルＣがONになる。従つて、ヒータ電圧が
V_BからV_Aに戻される。すなわち、リレー接点
C₁が閉じることにより、ヒータ電圧はV_Aに切
り換えられ、数秒後にリレー接点C₂が閉じて
安定したセンサー両端電圧の初期値Voが記憶
回路M₃に記憶される。 ステツプ５：除算器４及びｋ定数乗算器５によつ
てｋ・（V_SB／V_SA）が演算され、さらに乗算器
５において仕上がり検知レベルｋ・（V_SB／
V_SA）・Voが演算され、検出器７に設定される。
以下、センサー両端電圧V_Sが上記仕上がり検
知レベルに達するまで加熱装置１３に電源が供
給される。 ステツプ６：ヒータ電圧をV_Aに戻してからτC時
間後にセンサー両端電圧V_Sが上記仕上がり検
知レベルに達すると、検出器７がＨレベルから
Ｌレベルに反転し、リレーコイルＤをOFFに
する。そうするとリレー接点D₁がOFFになり
加熱装置１３が停止する。 次に、この実施例によつて実験を行い、上記仕
上がり検知レベルを求め仕上がり状態を測定した
データを表に示す。

【表】 なお、この第１表ではVo＝５、ｋ＝0.6であ
る。 また、この実験におけるセンサー両端電圧V_B
は第４図のように変化した。 ここで、ステツプ５において設定された仕上が
り検知レベルについて更に詳述する。第１図にお
いて、ガスセンサー２は負荷抵抗R_Lと直列接続
されて直流電源V_Cに接続されている。ガスセン
サー２は半導体により構成されており、その抵抗
値に対し負荷抵抗R_Lの値は格段に大きく選定さ
れるので、ガスセンサー２の抵抗値が多少変化し
ても電流値は一定であると考えて差支えない。 前述したように、センサー２のヒータ電圧が、
定格電圧V_A及びそれより低い電圧V_Bにおけるセ
ンサー抵抗値をR_C、R_Dとしたとき、センサー２
の電圧依存性Ｑを、Ｑ＝R_D／R_Cと定義した。ま
た、ヒータ電圧がV_Aのときのセンサー両端電圧
V_SA及びヒータ電圧がV_Bのときのセンサー両端電
圧V_SBが測定値としてそれぞれ第１及び第２の記
憶手段に記憶される。従つて、定電流回路におい
て、 V_SB／V_SA＝R_D／R_C＝Ｑ ……(2) が成立する。更に前述の(1)式よりＱ∝βであるた
め、乗算器６が演算する仕上がり検知レベルは、 ｋ・（V_SB／V_SA）・Vo＝kQV₀∝β・Vo ……(3) となる。すなわち、センサー感度βが変化して
も、それに対応して仕上がり検知レベルが自動的
に変化するので、つねに同じ仕上がり時間、いい
かえれば同じ仕上がり状態になる。実際、前記表
及び第４図からわかるように、センサー感度βが
悪い時、すなわちβ＝0.6の場合のように電圧依
存性Ｑに対応した数値V_SB／V_SAが大きい時には、
仕上がり検知レベルｋ・（V_SB／V_SA）・Voもそれ
に対応して大きくなりセンサー両端電圧V_Sの立
ち下がりがゆるやかであつても早く仕上がり状態
に達する。一方センサー感度βが良い時、すなわ
ち電圧依存性Ｑが小さい場合には仕上がり検知レ
ベルは小さくなり、センサー両端電圧V_Sの早い
立ち下がりに対してゆるやかに仕上がり状態に達
する。結果としてセンサー感度の良否にかかわら
ずつねに同一仕上がり時間（τA＋τB＋τC）を得
ることができ、従つて第６図のｂのように食品の
仕上がり温度が一定となる。 上記実施例において、（τA＋τB）時間の約10
数秒間にヒータ電圧を5Vから4.8V、さらに4.8V
から5Vに変動させるが、食品は急に加熱されな
いので発生ガス量も少なくその時間内におけるセ
ンサー両端電圧V_Sへの影響は皆無であるといえ
る。また、調理開始からの10数秒間マイクロ波を
発振せず換気のためのクリーニングを行うよう構
成された電子レンジに適用する場合には、そのよ
うな影響は全く考慮される必要がない。 ＜発明の効果＞ 以上のように本発明の電子レンジによると、ガ
スセンサーのヒータ電圧を変化させてその変化に
対応するガスセンサーの両端電圧の変化率に応じ
て仕上がり検知レベルを可変する構成としたの
で、ガスセンサーのセンサー感度のばらつきに拘
らず仕上がり温度を正確に設定でき、良好な仕上
がり状態になるよう自動的に制御することができ
る。また、外部補正回路や特殊エージング加工等
を何ら必要としないので、安価なものとなり、食
品自動仕上がり制御を行う電子レンジに多大の効
果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のブロツク構成図、
第２図および第３図はそれぞれ第１図の動作説明
のために示したヒータ電圧とセンサー電圧依存性
の関係図およびセンサー感度とセンサー電圧依存
性の関係図、第４図は第１図の作用説明図、第５
図は従来の問題点を説明するために示したセンサ
ー両端電圧の出力特性図、第６図は上記問題点を
説明するためのセンサー感度と食品の仕上がり温
度との関係図、第７図は従来の電子レンジのブロ
ツク構成図である。 １……ヒータ、２……ガスセンサー、３……ヒ
ータ電圧切換装置、４……除算器、５……ｋ定数
乗算器、６……乗算器、７……検出器、１１……
クツクスイツチ、１３……加熱装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ガスセンサーの出力初期値からこれより小さ
   い値の仕上がり検知レベルを算出し、上記ガスセ
   ンサーの出力と上記仕上がり検知レベルとを比較
   して食品の加熱手段への電源供給を制御する電子
   レンジにおいて、上記ガスセンサーのヒータ電圧
   を定格値V_Aとこの定格値より低い定格外の値V_B
   とに切り換える切換手段と、この切換手段を加熱
   開始時の上記仕上がり検知レベルの設定に際して
   定格値V_Aから定格外の値V_Bに切換えた後に再び
   定格値V_Aに戻すよう制御する切換制御手段と、
   上記ヒータ電圧が定格値V_Aおよび定格外の値V_B
   における上記ガスセンサーの各安定出力V_SA、
   V_SBをそれぞれ記憶する第１の記憶手段および第
   ２の記憶手段と、上記ヒータ電圧を定格外の値
   V_Bから戻した定格値における上記ガスセンサー
   の出力初期値V₀を記憶する第３の記憶手段と、
   上記第１乃至第３の各記憶手段の出力を導入して
   （V_SB／V_SA）・V₀の値に仕上がり検知レベル係数
   ｋを乗算した値を算出する演算手段とを備え、こ
   の演算手段の演算値を上記仕上がり検知レベルと
   して設定するよう構成された電子レンジ。