CN104869877B - 自动制面包机 - Google Patents

Abstract

自动制面包机具备：烹调容器，其供面包原料放入；搅拌叶片和研磨叶片，它们能够旋转地被设置在烹调容器内；单一的马达，其将旋转驱动力向搅拌叶片和研磨叶片传递；和变频装置，其控制马达的旋转，变频装置控制马达的旋转，以实施如下的工序：研磨工序，将马达的旋转驱动力向研磨叶片传递，通过研磨叶片的旋转来进行面包原料的研磨；和搅拌工序，将马达的旋转驱动力向搅拌叶片传递，通过搅拌叶片的旋转来进行面包原料的搅拌，并且通过在搅拌工序和研磨工序中进行不同的旋转控制，从而实现小型化，并且能够在面包的生成过程中进行更适当的马达的运转。

Description

自动制面包机

技术领域

本发明涉及主要在普通家庭使用的自动制面包机。

背景技术

近年来，由米粒等谷物粒直接制造面包的自动制面包机得以普及。作为这种自动制面包机，例如，有专利文献1中所公开的。

专利文献1所述的自动制面包机具备：叶片旋转轴，其设置在面包容器的底部；粉碎叶片(也称为研磨叶片)，其以不能相对于叶片旋转轴旋转的方式被安装；以及圆顶状罩，其外表面具备混匀叶片(也称为搅拌叶片)。专利文献1所述的自动制面包机还具备离合器，所述离合器使圆顶状罩与叶片旋转轴成为连结状态或非连结状态。

在专利文献1所述的自动制面包机中，在通过离合器使圆顶状罩与叶片旋转轴成为非连结状态的状态下叶片旋转轴旋转的情况下，仅粉碎叶片旋转。通过粉碎叶片的旋转对被放入到面包容器中的谷物粒进行粉碎(研磨工序)。由此，制造出制面包原料。另一方面，在通过离合器使圆顶状罩与叶片旋转轴成为连结状态的状态下叶片旋转轴旋转的情况下，混匀叶片旋转。通过混匀叶片的旋转使面包容器内的制面包原料与干酵母等副材料混匀(搅拌工序)。由此，制造出面包生面团。

专利文献1所述的自动制面包机将这样制造出的面包生面团在面包容器内烧制，从而烤制制造面包。

此外，在专利文献1所述的自动制面包机中，单独设置有：粉碎马达，其驱动粉碎叶片；和混匀马达，其驱动混匀叶片旋转。在这样的结构中，在研磨工序中，在面包容器内放入有谷物粒和水的状态下，利用粉碎马达驱动粉碎叶片旋转，从而生成被粉碎的谷物粒与水的混合物(制面包原料)。然后，在搅拌工序中，利用混匀马达驱动混匀叶片旋转，从而该混合物被混匀而成为面包生面团。然后，对被混匀的面包生面团进行发酵工序、烧制工序，从而制造出面包。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2011-45414号公报

发明内容

发明要解决的课题

但是，在上述以往的自动制面包机中，单独设置有：粉碎马达，其使粉碎叶片旋转；和混匀马达，其使混匀叶片旋转。因此，存在装置大这样的课题。

此外，在搅拌工序和研磨工序的各个工序中，要求根据面包生面团的状态等而更适当地运转马达。即，要求在面包的生成过程中进行更适当的马达运转。

因此，本发明的目的在于，解决上述课题，提供能够实现小型化、并且在面包的生成过程中能够进行更适当的马达运转的可靠性高的自动制面包机。

用于解决课题的手段

为了达成上述目的，本发明如下构成：

本发明的自动制面包机是对面包原料进行加工而制作面包的自动制面包机，其中，所述自动制面包机具备：

烹调容器，其供面包原料放入；

搅拌叶片和研磨叶片，它们能够旋转地被设置在烹调容器内；

单一的马达，其将旋转驱动力向搅拌叶片和研磨叶片传递；以及

变频装置，其控制马达的旋转，

变频装置控制马达的旋转，以实施如下的工序：研磨工序，将马达的旋转驱动力向研磨叶片传递，通过研磨叶片的旋转来进行面包原料的研磨；和搅拌工序，将马达的旋转驱动力向搅拌叶片传递，通过搅拌叶片的旋转来进行面包原料的搅拌，并且所述变频装置在搅拌工序和研磨工序中进行不同的旋转控制。

由此，能够实现可实现小型化、并且在搅拌工序和研磨工序中能够进行更适当的马达运转的可靠性高的自动制面包机。

此外，本发明的自动制面包机是对面包原料进行加工而制作面包的自动制面包机，其中，所述自动制面包机具备：

烹调容器，其供面包原料放入；

搅拌叶片，其能够旋转地被设置在烹调容器内；

马达，其将旋转驱动力向搅拌叶片传递；以及

变频装置，其控制马达的旋转，

变频装置具备转速控制单元，所述转速控制单元控制马达的旋转，以实施如下的搅拌工序：将马达的旋转驱动力向搅拌叶片传递，通过搅拌叶片的旋转来进行面包原料的搅拌，并且所述转速控制单元控制马达的转速，

转速控制单元具有如下的功能：对搅拌工序中的马达的转速进行控制，使其成为通过包括微分控制的控制运算而运算出的目标转速。

由此，能够实现特别是在搅拌工序中能够进行更适当的马达运转的可靠性高的自动制面包机。

发明效果

根据本发明，能够实现在面包的生成过程中能够进行更适当的马达运转的可靠性高的自动制面包机。

附图说明

图1是本发明的实施方式的自动制面包机的立体图。

图2是示出将图1的自动制面包机的盖体打开的状态的立体图。

图3是图1的自动制面包机的剖视图。

图4是示出图1中的自动制面包机的与变频马达关联的部件的结构的剖视图。

图5是图1中的自动制面包机具备的叶片单元的立体图。

图6是示出图4中的变频马达的输出轴向正方向旋转时同样向正方向旋转的部件的剖视图。

图7是示出图4中的变频马达的输出轴向反方向旋转时同样向反方向旋转的部件的剖视图。

图8是示出图1中的自动制面包机的驱动电路的概略结构的概略结构图。

图9是示出图1中的自动制面包机的搅拌工序中的变频马达的转速和电流的变化的一个示例的推移图。

图10是示出图1中的自动制面包机的驱动电路的省去微分控制的PI控制的搅拌工序中的马达的转速和电流的变化的一个示例的推移图。

图11是示出图1中的自动制面包机的研磨工序中的变频马达的转速和电流的变化的一个示例的推移图。

图12是示出图1中的自动制面包机的研磨工序和搅拌工序中的变频部的输出电压的推移的一个示例的推移图。

具体实施方式

本发明第一方面是对面包原料进行加工而制作面包的自动制面包机，其中，所述自动制面包机具备：

烹调容器，其供面包原料放入；

搅拌叶片和研磨叶片，它们能够旋转地被设置在烹调容器内；

单一的马达，其将旋转驱动力向搅拌叶片和研磨叶片传递；以及

变频装置，其控制马达的旋转，

变频装置控制马达的旋转，以实施如下的工序：研磨工序，将马达的旋转驱动力向研磨叶片传递，通过研磨叶片的旋转来进行面包原料的研磨；和搅拌工序，将马达的旋转驱动力向搅拌叶片传递，通过搅拌叶片的旋转来进行面包原料的搅拌，并且所述变频装置在搅拌工序和研磨工序中进行不同的旋转控制。

由此，能够实现可实现小型化、并且通过在搅拌工序和研磨工序中进行不同的旋转控制(转速、旋转方向、控制方法等)而进行更适当的马达运转的可靠性高的自动制面包机。

本发明第二方面为：特别是在第一方面中，变频装置具有在搅拌工序和研磨工序中变更马达的旋转方向的功能。

由此，能够在搅拌工序和研磨工序中进行更适当的马达运转。

本发明第三方面为：特别是在第一或第二方面中，变频装置具有在搅拌工序和研磨工序中变更马达的转速的功能。

由此，能够在搅拌工序和研磨工序中进行更适当的马达运转。

本发明第四方面为：特别是在第三方面中，变频装置将研磨工序中的马达的转速设定得高于搅拌工序中的马达的转速。

由此，能够更可靠地进行研磨工序中的面包原料的研磨动作并提高可靠性。

本发明第五方面为：特别是在第一至第四方面中的任一方面中，变频装置具备转速控制单元，所述转速控制单元控制马达的转速，

转速控制单元具有如下的功能：对搅拌工序中的马达的转速进行控制，使其成为通过包括微分控制的控制运算而运算出的目标转速。

这样，通过对搅拌工序中的转速的变动进行基于微分控制的控制，从而能够特别在搅拌工序中进行更适当的马达运转。

本发明第六方面为：特别是在第五方面中，变频装置具备电流控制单元，所述电流控制单元控制向马达提供的电流，

转速控制单元将通过电流控制单元运算出的目标电流值输出来控制搅拌工序中的马达的转速，使其成为目标转速。

由此，特别是在搅拌工序中能够进行更适当的马达运转。

本发明第七方面为：特别是在第六方面中，变频装置具备电流检测单元，所述电流检测单元采用变频装置内具备的保护电阻的两端的电压来检测向马达提供的电流值，将通过电流检测单元检测出的电流值向电流控制单元输出。

由此，通过以低成本可靠地检测马达的电流，从而能够进行更适当的马达运转。

本发明第八方面为：特别是在第五至第七方面中的任一方面中，转速控制单元具有如下的功能：对研磨工序中的马达的转速进行控制，使其成为通过包括比例控制和积分控制的控制运算而运算出的目标转速。

由此，能够实施马达的转速稳定的搅拌工序并提高可靠性。

本发明第九方面是对面包原料进行加工而制作面包的自动制面包机，其中，所述自动制面包机具备：

烹调容器，其供面包原料放入；

搅拌叶片，其能够旋转地被设置在烹调容器内；

马达，其将旋转驱动力向搅拌叶片传递；以及

变频装置，其控制马达的旋转，

变频装置具备转速控制单元，所述转速控制单元控制马达的旋转，以实施如下的搅拌工序：将马达的旋转驱动力向搅拌叶片传递，通过搅拌叶片的旋转来进行面包原料的搅拌，并且所述转速控制单元控制马达的转速，

转速控制单元具有如下的功能：对搅拌工序中的马达的转速进行控制，使其成为通过包括微分控制的控制运算而运算出的目标转速。

由此，能够实现特别是在搅拌工序中能够进行更适当的马达运转的可靠性高的自动制面包机。

本发明第十方面为：特别是在第一至第九方面中的任一方面中，还具备驱动力切换部，所述驱动力切换部对马达的旋转驱动力向研磨叶片和搅拌叶片的传递路径进行切换，

驱动力切换部根据马达的旋转方向而对将马达的旋转驱动力向研磨叶片传递、或向搅拌叶片或者搅拌叶片和研磨叶片双方传递进行切换，

驱动力切换部具备第一和第二单向离合器，

第一单向离合器在马达向反方向旋转时允许研磨叶片的反方向的旋转，另一方面，在马达向正方向旋转时限制研磨叶片的正方向的旋转，

第二单向离合器在马达向正方向旋转时使搅拌叶片向正方向旋转，另一方面，在马达向反方向旋转时限制搅拌叶片的旋转，以使搅拌叶片不向反方向旋转。

由此，能够更可靠地进行变频马达的旋转驱动力的传递路径的切换。

下面，参照附图对本发明的实施方式进行说明。另外，本发明不被该实施方式限定。

(实施方式)

对本发明的实施方式的自动制面包机的整体结构进行说明。图1是本实施方式的自动制面包机的立体图，图2是示出本实施方式的自动制面包机的将盖体打开的状态的立体图。图3是本实施方式的自动制面包机的剖视图。图4是示出本实施方式的自动制面包机的与马达关联的部件的结构的剖视图。

在图1至图3中，本实施方式的自动制面包机1具备大致长方体形状的设备主体10。在设备主体10的上表面的一部分设置有操作部20。

操作部20由操作键组和显示部构成。操作键组中包括例如开始键、取消键、定时键、预约键、选择面包的烹调过程等的选择键等。烹调过程中包括：例如，采用米粒作为起始原料来制造面包的过程、采用米粉作为起始原料来制造面包的过程、采用小麦粉作为起始原料来制造面包的过程等。显示部由例如液晶显示面板等构成，显示时间、通过操作键组设定的内容、错误等。

整体的主要的构成要素由如下部分构成：烹调容器40，其供面包原料放入；搅拌叶片84和研磨叶片82，它们能够旋转地被设置在烹调容器40内；单一的马达70，其将旋转驱动力向搅拌叶片84和研磨叶片82传递；以及变频装置200(后述)，其在制面包工序的搅拌工序和研磨工序中控制基于马达70的旋转。变频装置200在搅拌工序和研磨工序中进行不同的旋转控制。

在设备主体10的内部设置有烧制室30。烧制室30形成为上表面开口的箱形状。在烧制室30的内部装卸自如地收纳有烹调容器40，所述烹调容器40容纳面包生面团、点心、年糕等的烹调材料。

此外，如图3所示，在烧制室30的内部设置有：铠装式加热器31，其作为对烹调容器40进行加热的加热部的一个示例；和温度传感器32，其作为检测烧制室30内的温度的温度检测部的一个示例。

铠装式加热器31被配置成，空开间隙地包围被容纳在烧制室30中的烹调容器40的下部。温度传感器32配置在稍微离开铠装式加热器31的位置，以便能够检测烧制室30内的平均温度。

通过设置在设备主体10的上部的盖50来开闭烧制室30的上表面开口部。盖50转动自如地被安装于铰链部10A，该铰链部10A设置在设备主体10的上方后部(图3中的右上侧)。盖50具备盖主体51和外盖52。在盖主体51安装有：副材料容器53，其容纳面筋或干酵母等粉状的副材料；和副材料容器54，其容纳葡萄干、坚果等体积比较大的副材料。副材料容器53、54配置在烹调容器40的上方。外盖52被安装成能够对副材料容器53、54的上部开口部进行开闭。

副材料容器53的底壁由开闭板53a构成。开闭板53a构成为能够转动，以便能够将副材料容器53内的副材料放入到烹调容器40内。同样地，副材料容器54的底壁由开闭板54a构成。开闭板54a构成为能够转动，以便能够将副材料容器54内的副材料放入到烹调容器40内。通过后述的控制部90来控制开闭板53a、54a的开闭的定时。

此外，在烧制室30的底壁30a的大致中心部设置有烹调容器支撑部11。如图4所示，烹调容器支撑部11形成大致筒状，其形成为随着从烧制室30的底壁30a向下方离开而内径阶段地变小。在烹调容器支撑部11的外周面的下端部隔着轴承12而设置有第一带轮61。

在烹调容器支撑部11的下部的中心孔设置有大致圆筒形的第三单向离合器13。在第三单向离合器13的内侧，以沿垂直方向延伸的方式设置有大致圆筒形的主体侧搅拌轴16A。第三单向离合器13构成为这样：允许主体侧搅拌轴16A的正方向(例如，顺时针方向)的旋转，另一方面，限制主体侧搅拌轴16A的反方向(例如，逆时针方向)的旋转。

在主体侧搅拌轴16A的外周下部设置有第二单向离合器15。第二单向离合器15设置成与第一带轮61卡合。第二单向离合器15构成为：在第一带轮61向正方向旋转时，使主体侧搅拌轴16A向正方向旋转，另一方面，在第一带轮61向反方向旋转时，限制主体侧搅拌轴16A的旋转，以使主体侧搅拌轴16A不向反方向旋转。

在主体侧搅拌轴16A的内部，以沿垂直方向延伸的方式设置有大致圆柱状的主体侧研磨轴14A。主体侧研磨轴14A设置成能够相对于主体侧搅拌轴16A相对旋转。在主体侧研磨轴14A的下端部固定有第二带轮62。

此外，在烧制室30的外侧、并且设备主体10的内部设置有作为马达的一个示例的变频马达70。变频马达70是能够自如地变更输出轴71的平均单位时间的转速和旋转方向(正方向、反方向)的马达。

在变频马达70的输出轴71的外周上部固定有第三带轮63。在第三带轮63和第一带轮61上架设有第一传动带65。在变频马达70被驱动从而输出轴71旋转时，输出轴71的旋转力经第三带轮63、第一传动带65而被传递到第一带轮61。

此外，在变频马达70的输出轴71的外周下部，隔着轴承67而设置有第四带轮64。在第四带轮64和第二带轮62上架设有第二传动带66。

此外，在变频马达70的输出轴71的外周面，在第三带轮63与第四带轮64之间设置有第一单向离合器68。第一单向离合器68在输出轴71向反方向旋转时使第四带轮64向反方向旋转，另一方面，在输出轴71向正方向旋转时限制第四带轮64的旋转，以使第四带轮64不向正方向旋转。

此外，在主体侧研磨轴14A的上端部固定有主体侧连接器17A。主体侧连接器17A构成为，能够与固定于大致圆柱形的容器侧研磨轴14B的下端部的容器侧连接器17B卡合。在主体侧连接器17A与容器侧连接器17B卡合的状态下，在主体侧研磨轴14A旋转时，容器侧研磨轴14B旋转。

此外，在主体侧搅拌轴16A的上端部设置有卡合片16Aa。卡合片16Aa构成为，能够与固定于大致圆筒形的容器侧搅拌轴16B的下端部的卡合片16Ba卡合。在主体侧搅拌轴16A旋转时，卡合片16Aa与卡合片16Ba卡合，容器侧搅拌轴16B旋转。

容器侧研磨轴14B隔着圆筒形的轴承18而设置在容器侧搅拌轴16B的内侧。容器侧研磨轴14B和容器侧搅拌轴16B设置成这样：在烹调容器40被设置在烧制室30内时，通过设置在烹调容器40的底部的中心部的贯通孔而向烹调容器40内突出。

如图3所示，在烹调容器40的底部形成有有底筒状的凹部41。此外，在烹调容器40的底部外表面以将容器侧搅拌轴16B围绕的方式设置有筒状的台座42。通过台座42被载置于烹调容器支撑部11、并且主体侧连接器17A与容器侧连接器17B卡合，从而烹调容器40被设置于烧制室30内。另一方面，通过将主体侧连接器17A与容器侧连接器17B的卡合解除，从而能够将烹调容器40从烧制室30内卸下。另外，台座42既可以与烹调容器40单独地形成，也可以与烹调容器40一体地形成。

在容器侧研磨轴14B和容器侧搅拌轴16B的向烹调容器40的内部突出的部分装卸自如地安装有叶片单元80。

叶片单元80具备帽81、研磨叶片82、圆顶状罩83、搅拌叶片84和安全罩85。这里，在下面的说明中，也有时将研磨叶片82和搅拌叶片84称为叶片。

帽81装卸自如地设置在容器侧研磨轴14B的末端部。研磨叶片82设置成从帽81的外周面向外方突出。研磨叶片82是用于将米粒等谷物粒粉碎来制造制面包原料的叶片。在烹调容器40被设置在烧制室30内、并且帽81被安装于容器侧研磨轴14B的状态下，研磨叶片82设置成大致位于烹调容器40的凹部41内。

圆顶状罩83形成为从上方覆盖研磨叶片82。图5是本发明的实施方式的自动制面包机具备的叶片单元的立体图。如图5所示，在圆顶状罩83设置有多个窗部83a，所述多个窗部83a将圆顶状罩83的内侧的空间与圆顶状罩83的外侧的空间连通。通过研磨叶片82的旋转制造出的制面包原料通过多个窗部83a被排出到圆顶状罩83的内侧的空间和圆顶状罩83的外侧的空间。

搅拌叶片84设置成沿垂直方向竖立设置在圆顶状罩83的外表面。搅拌叶片84是用于将烹调容器40内的制面包原料混匀而制造面包生面团的叶片。

安全罩85被安装在圆顶状罩83的下端部，形成为从下方覆盖研磨叶片82。此外，安全罩85以其一部分与容器侧搅拌轴16B的内表面嵌合的方式被安装于容器侧搅拌轴16B。在容器侧搅拌轴16B旋转时，安全罩85、圆顶状罩83和搅拌叶片84一体地旋转。在烹调容器40被设置于烧制室30内、并且安全罩85被安装于容器侧搅拌轴16B的状态下，研磨叶片82被设置成大致位于比烹调容器40的凹部41靠上方的位置。此外，在安全罩85设置有开口部(未图示)，所述开口部用于将被放入到烹调容器40内的米粒及水等材料取入到圆顶状罩83内。

此外，在设备主体10的操作部20的下方设置有控制各部的驱动的控制部90。在控制部90存储有与多个烹调过程对应的烹调顺序。烹调顺序是指在顺次地进行浸水、研磨、冷却、搅拌、发酵、烧制等各制造工序时在各制造工序中铠装式加热器31的通电时间、调节温度、变频马达70的旋转方向、旋转速度、开闭板53a、54a的开闭的定时等被预先确定的烹调的步骤的程序。控制部90根据与通过操作部20选择的特定的烹调过程对应的烹调顺序和温度传感器32的检测温度来控制变频马达70、铠装式加热器31和开闭板53a、54a的驱动。

下面，采用图6来对变频马达70的输出轴71向正方向旋转时的动作进行说明。图6是示出本发明的实施方式的自动制面包机的图4中的马达的输出轴向正方向旋转时同样向正方向旋转的部件的剖视图。在图6中，斜线部示出了向正方向旋转的部件。

如图6所示，在变频马达70的输出轴71向正方向旋转时，输出轴71的旋转力被传递到第三带轮63和第一单向离合器68，这些部件向正方向旋转。

第三带轮63的旋转力被传递至第一传动带65、第一带轮61、第二单向离合器15，这些部件向正方向旋转。由于第一带轮61向正方向旋转，因此第二单向离合器15使主体侧搅拌轴16A向正方向旋转。此时，第三单向离合器13允许主体侧搅拌轴16A的正方向的旋转。主体侧搅拌轴16A的旋转力被传递至容器侧搅拌轴16B、安全罩85、圆顶状罩83和搅拌叶片84，这些部件向正方向旋转。

另一方面，由于输出轴71向正方向旋转，因此第一单向离合器68限制第四带轮64的旋转，以使第四带轮64不向正方向旋转。

即，在变频马达70的输出轴71向正方向旋转，搅拌叶片84向正方向旋转，另一方面，研磨叶片82不旋转。

下面，采用图7来对变频马达70的输出轴71向反方向旋转时的动作进行说明。图7是示出本发明的实施方式的自动制面包机的图4中的马达的输出轴向反方向旋转时同样向反方向旋转的部件的剖视图。在图7中，斜线部示出了向反方向旋转的部件。

如图7所示，在变频马达70的输出轴71向反方向旋转时，输出轴71的旋转力被传递到第三带轮63和第一单向离合器68，这些部件向反方向旋转。

第三带轮63的旋转力被传递至第一传动带65、第一带轮61、第二单向离合器15，这些部件向反方向旋转。由于第一带轮61向反方向旋转，因此第二单向离合器15限制主体侧搅拌轴16A的旋转，以使主体侧搅拌轴16A不向反方向旋转。

另一方面，由于输出轴71向反方向旋转，因此第一单向离合器68使第四带轮64向反方向旋转。该第四带轮64的旋转力被传递至第二传动带66、第二带轮62、主体侧研磨轴14A、容器侧研磨轴14B、帽81和研磨叶片82，这些部件向反方向旋转。另外，此时，第三单向离合器13通过主体侧研磨轴14A的旋转力而限制主体侧搅拌轴16A向反方向旋转(所谓的一起转)。

即，在变频马达70的输出轴71向反方向旋转时，研磨叶片82向反方向旋转，另一方面，搅拌叶片84不旋转。

另外，在本实施方式中，第一带轮61构成为具有比第二带轮62至第四带轮64大的直径。由此，使搅拌叶片84的旋转速度相对于变频马达70的输出轴71的旋转速度成为低速(例如250rpm)，并且能够得到高转矩。此外，使研磨叶片82的旋转速度相对于搅拌叶片84的旋转速度成为高速(例如，4000rpm)。

另外，在本实施方式中，“研磨轴”由通过主体侧连接器17A与容器侧连接器17B卡合而连结起来的主体侧研磨轴14A和容器侧研磨轴14B构成。此外，“搅拌轴”由通过卡合片16Aa与卡合片16Ba卡合而连结起来的主体侧搅拌轴16A和容器侧搅拌轴16B构成。此外，成为研磨叶片82的旋转中心的研磨轴的中心轴和成为搅拌叶片84的旋转中心的搅拌轴的中心轴被设置成位于同一轴上。

此外，在本实施方式中，“驱动力切换部”由轴承12、67、第一至第四带轮61～64、第一和第二传动带65、66、第一至第三单向离合器68、15、13构成。“驱动力切换部”对变频马达70的旋转驱动力向研磨叶片和搅拌叶片的传递路径进行切换。即，根据变频马达70(的输出轴)的旋转方向，对将马达的旋转驱动力向研磨叶片传递、或向搅拌叶片或者搅拌叶片和研磨叶片双方传递进行切换。

图8是示出本实施方式的自动制面包机的包括设置在控制部90内的变频装置200在内的驱动电路的概略结构的图。由交流电源101赋予的交流电力通过变频装置200具备的整流电路102、平滑电容器103而暂且被直流化。直流化的电力之后被提供至变频部104，所述变频部104由并联地具备回流二极管410～415的开关元件400～405构成。变频部104具有三相由上臂侧的开关元件400、402、404和下臂侧的开关元件401、403、405构成的串联电路。这些串联电路的上臂和下臂的彼此连接点与作为负载的变频马达70(还结合地参照图3等)连接。此外，作为变频马达70的负载，由搅拌叶片84和研磨叶片82构成的叶片单元80与变频马达70连结(还结合地参照图6、图7等)。并且，在下臂侧的开关元件401、403、405与直流化的电流流过的直流部的低电位侧的一端之间具备保护电阻416～418。通过测定保护电阻416～418的两端的电压，从而检测出流向变频马达70的电流。

变频装置200具备由微型计算机和模拟电路构成的控制单元108。控制单元108通过采用特别是内部具有的定时功能等来控制开关元件400～405的开关，从而调整变频部104输出的交流电力，并以按照规定的序列的所希望的转速使变频马达70旋转。作为开关的方法，可以采用通过开关元件的驱动脉冲的时间幅度来控制输出电压的一般的脉宽调制(PWM)方式。此外，作为开关元件400～405，可以采用例如IGBT(绝缘栅双极晶体管)那样的能够高速开关的装置。通过控制单元108将脉宽调制(PWM)的开关元件400～405的开关模式输出，从而在变频部104形成向变频马达70输出的交流电流。

具备上述结构的变频装置200控制自动制面包机的动作，使得变频马达70和叶片单元80以所希望的转速旋转。由此，能够实现本实施方式的自动制面包机的面包的生成功能。

下面，对控制单元108的各结构进行说明。控制单元108具备：电流检测单元801、驱动器802、转速控制单元803、电流控制单元804、电压输出单元805、转速运算单元806和制面包控制单元808。

制面包控制单元808按照预先确定的制面包的顺序分别在搅拌工序和研磨工序中将与自制面包开始时刻起的时间对应的变频马达70的目标转速ω^＊输出。转速运算单元806根据旋转角传感器107检测出的变频马达70的旋转角的检测值运算旋转角的变化速度，从而求出实际的变频马达70的转速ω。

下面，对控制单元108的转速控制单元803的动作进行说明。转速控制单元803根据与通过转速运算单元806求出的实际的变频马达70的转速ω与外部(制面包控制单元808)赋予的目标转速ω^＊的误差有关的信息进行规定的控制运算。具体而言，进行将应向变频马达70流动的电流的指令值I^＊输出的控制运算，以使实际的变频马达70的转速与目标转速一致。该运算方法在搅拌工序和研磨工序时进行切换。对在各个工序中的运算方法进行说明。

(研磨工序中的控制运算)

在研磨工序中，通过下面的式1所示的基于比例控制和积分控制的PI控制方式实施控制运算。

I^＊＝Gpω×(ω^＊－ω)+Giω×Σ(ω^＊－ω)···(式1)

这里，Gpω、Giω：转速控制比例增益、积分增益

ω：实际的转速、ω^＊：目标转速

I^＊：电流指令值(Σ表示时间积分)

通过该PI控制方式的控制运算而运算出用于实现研磨工序中的目标转速ω^＊的电流指令值I^＊。

电流控制单元804根据该电流指令值I^＊运算向电压输出单元805输出的输出电压。具体而言，电流检测单元801根据保护电阻416～418各自的两端的电压的测定值检测出流向变频马达70的电流值。电流控制单元804采用通过电流检测单元801检测出的电流值I与通过转速控制单元803输出的电流指令值I^＊的差的信息而通过下面的式2进行控制运算。由此，电流控制单元804运算应向电压输出单元805输出的输出电压值V。

V＝GpI×(I^＊－I)+GiI×Σ(I^＊－I)···(式2)

这里，V：输出电压值

GpI、GiI：电流控制比例增益、积分增益

I：实际的电流值，I^＊：电流指令值(Σ表示时间积分)

下面，电压输出单元805根据通过电流控制单元804运算出的输出电压值V和旋转角传感器107检测出的变频马达70的旋转角的信息，将在变频部104中用于实现输出电压值V的脉冲图形信号向驱动器802输出。这里的电压输出单元805输出的脉冲图形信号采用输出电压值V和变频马达70的旋转角来运算，以使电压的输出波形成为所希望的正弦波。驱动器802根据该脉冲图形信号而将驱动开关元件400～405的信号向变频部104输出。通过这样地控制变频部104，从而根据输出电压值V来驱动变频马达70。由此，变频马达70的实际的转速被维持成目标转速ω^＊。

通过以上这样的控制，在研磨工序中能够使变频马达70和与变频马达70连接的叶片单元80以外部赋予的目标转速ω^＊旋转。

另外，作为本实施方式中的研磨工序中的变频马达70的转速的序列模式，也可以以“2分钟3000rpm和10秒0rpm”为一组而共计进行3组。

(搅拌工序中的控制运算)

下面，对搅拌工序中的控制方法进行说明。在搅拌工序中，控制单元108的转速控制单元803通过下面的式3所示的在比例控制和积分控制中加入微分控制的PID控制方式实施控制运算。

I^＊＝Gpω×(ω^＊－ω)+Giω×Σ(ω^＊－ω)+Gdω×△(ω^＊－ω)···(式3)

这里，Gpω：转速控制比例增益、Giω：积分增益

Gdω：转速控制微分增益

ω：实际的转速、ω^＊：目标转速

I^＊：电流指令值(Σ表示时间积分，△表示时间微分)

通过该PID控制方式的控制运算而运算出用于实现搅拌工序中的目标转速ω^＊的电流指令值I^＊。运算电流指令值I^＊之后的控制运算与上述的研磨工序的情况同样。即，将通过式3运算出的I^＊应用于式2，从而运算输出电压V，然后，顺次地运算、输出脉冲图形信号及开关元件400～405的驱动信号等来控制变频部104。这样，在搅拌工序中，能够使变频马达70和与变频马达70连接的叶片单元80以外部赋予的目标转速ω^＊旋转。

另外，作为本实施方式中的搅拌工序中的变频马达70的转速的序列模式，也可以以“1分钟100rpm和3分钟200rpm和5分钟250rpm”为一组而共计进行2组。

图9、图10是示出与控制单元108的转速控制单元803的控制方法相应的搅拌工序中的动作结果的一个示例的推移图。采用图9、图10来比较进行包括微分控制的PID控制作为搅拌工序中的变频马达70的转速控制的情况(图9)和进行不包括微分控制的PI控制的情况(图10)。

图9示出了本实施方式的自动制面包机的搅拌工序中的变频马达70的转速和电流的变化的推移。图9是示出在搅拌工序中通过转速控制单元803实施基于式3的PID控制的情况下的变频马达70(搅拌叶片84)的实际的转速、实际的电流值I、电流指令值I^＊的推移的一个示例的推移图。如图9所示，在采用PID控制的情况下，变频马达70的转速被维持成大致固定。即，通过PID控制并采用转速的误差、误差的时间积分值和误差的时间微分值来操作电流指令值I^＊和电流，从而变频马达70的转速被大致固定地控制成目标转速ω^＊。

另一方面，图10示出了在图8所示的自动制面包机的驱动电路中通过不包括微分控制的PI控制来控制搅拌工序的情况下的变频马达70的转速和电流的变化的推移。在图10中示出了在搅拌工序中通过转速控制单元803实施从式3中省去微分控制的PI控制(与式1同样的控制)的情况下的变频马达70(搅拌叶片84)的实际的转速、实际的电流值I、电流指令值I^＊的推移的一个示例。如图10所示，在采用PI控制的情况下，可知变频马达70的转速大幅地变动。其原理如下。即，由于在搅拌工序中面包生面团是粘土状，因此搅拌叶片84从面包生面团受到的负载(转矩)比在研磨工序中研磨叶片82从面包生面团受到的负载在时间上大幅地变动。由于搅拌叶片84受到的负载大幅地变动，因此搅拌叶片84和与搅拌叶片84连接的变频马达70的转速也大幅地变动。作为该情况下的变频马达70的转速控制，若进行不包括微分控制的比例控制和积分控制的PI控制，则无法应对搅拌动作中的变频马达70的大的转速变动。其结果是，变频马达70的转速的变动比实施如图9所示的PID控制时大。相对于此，根据PID控制，由于包括微分控制，因此能够应对搅拌动作中的变频马达70的大的转速变动，能够将转速维持成大致固定。

另外，作为变频马达70的转速的振幅的示例，在如图9所示包括微分控制的PID控制的情况下为250～350rpm，在如图10所示不包括微分控制的PI控制的情况下为150～450rpm等。

图11是示出本实施方式的自动制面包机的研磨工序中的变频马达70(研磨叶片82)的转速和电流的变化的一个示例的推移图。在图11中示出了在研磨工序中在通过转速控制单元803实施基于式1的PI控制的情况下的变频马达70的转速和电流的推移的一个示例。如图11所示，即使在不采用PID控制而采用PI控制的情况下，研磨工序中的变频马达70的转速也被维持成大致固定。由于在研磨工序中面包生面团不是粘土状，因此研磨叶片82和变频马达70受到的负载的变动小，即使是不包括微分控制的PI控制也能够实现变频马达70的稳定的转速。与在研磨工序中导入微分控制相反地，存在这样的倾向：对变频马达70的转速的变动过于敏感地反应而变频马达70的转速变得不稳定。因此，在研磨工序中，通过不包括微分控制的PI控制来执行变频马达70的转速控制。

图12是示出本实施方式的自动制面包机的研磨工序和搅拌工序中的变频部104的输出电压的推移的一个示例的推移图。如上所述，在变频马达70的输出轴71向正方向旋转时，通过搅拌叶片84向正方向旋转来执行搅拌作业。另一方面，在变频马达70的输出轴71向反方向旋转时，通过研磨叶片82向反方向旋转来执行研磨作业。变频部104将如图12所示的电压向变频马达70输出，以便实现该变频马达70的正方向和反方向的旋转。

即，在搅拌工序时，相对于变频马达70的3相的绕组(U相、V相、W相)，按U相、V相、W相的顺序将正弦波状的交流电压输出，从而使变频马达70向正方向旋转。另一方面，在研磨工序时，通过按U相、W相、V相的顺序将正弦波状的交流电压输出，从而使变频马达70向反方向旋转。这样，通过驱动电路的变频部104改变搅拌工序和研磨工序中的变频马达70的旋转方向，从而基于一个变频马达70实现搅拌功能和研磨功能。

这样，本实施方式的自动制面包机具备：烹调容器40，其供面包原料放入；搅拌叶片84和研磨叶片82，它们能够旋转地被设置在烹调容器40内；单一的马达70，其将旋转驱动力向搅拌叶片84和研磨叶片82传递；以及变频装置200，其控制马达70的旋转。变频装置200控制马达70的旋转，以实施如下的工序：研磨工序，将马达70的旋转驱动力向研磨叶片82传递，通过研磨叶片82的旋转来进行面包原料的研磨；和搅拌工序，将马达70的旋转驱动力向搅拌叶片84传递，通过搅拌叶片84的旋转而进行面包原料的搅拌。并且，在搅拌工序和研磨工序中进行不同的旋转控制。

这样，由于使用单一的马达70，因此能够实现自动制面包机的小型化。此外，由于通过变频装置200进行搅拌工序和研磨工序中的马达70的旋转控制，因此，能够可变地控制马达70和叶片的转速，能够在面包的生成过程、特别是搅拌工序和研磨工序中进行更适当的马达70的运转。此外，由于在搅拌工序和研磨工序中进行不同的旋转控制(转速、旋转方向、控制方法等不同)，因此能够进行更适当的马达70的运转。这样，能够实现可靠性高的自动制面包机。

此外，本实施方式的自动制面包机具备：烹调容器40，其供面包原料放入；搅拌叶片84，其能够旋转地被设置在烹调容器40内；马达70，其将旋转驱动力向搅拌叶片84传递；以及变频装置200，其控制马达70的旋转，变频装置200具备转速控制单元803，所述转速控制单元803控制马达70的旋转，以实施如下的搅拌工序：将马达70的旋转驱动力向搅拌叶片84传递，通过搅拌叶片84的旋转进行面包原料的搅拌，并且所述转速控制单元803控制马达70的转速。转速控制单元803具有如下的功能：对搅拌工序中的马达70的转速进行控制，使其成为通过包括微分控制的控制运算而运算出的目标转速ω^＊。

这样，通过变频装置200进行搅拌工序中的马达70的旋转控制，并且采用包括微分控制的控制运算来进行马达70的旋转控制，因此，能够可变地控制马达70和叶片的转速，并且特别是在搅拌工序中能够相对于转速的变动进行基于微分控制的控制从而进行更适当的马达70的运转。这样，能够实现可靠性高的自动制面包机。

在本实施方式中，对实现具有搅拌工序和研磨工序双方的自动制面包机的转速的控制的切换的情况进行了说明，但不限于这样的情况。例如，即使在不具有研磨工序的、仅具有搅拌工序的自动制面包机中也可以通过采用微分控制的同样的方法来控制搅拌工序，从而能够得到同样的效果。此外，即使在单独设置搅拌叶片用马达和研磨叶片用马达(例如，设置两个马达)的情况下，也能够得到同样的效果。

此外，在本实施方式中，对根据目标转速ω^＊来运算电流指令值I^＊、并根据该电流指令值I^＊和实际的电流值I来运算输出电压V^＊的情况进行了说明，但不限于这样的情况。例如，也可以不运算电流指令值I^＊而根据目标转速ω^＊直接运算输出电压V。在该情况下，也可以不设置电流检测单元801和电流控制单元804而将转速控制单元803直接连接于电压输出单元805。

如上所述，本实施方式的自动制面包机能够在面包的生成过程中进行更适当的马达运转，并且可靠性高，因此，特别是作为在普通家庭中使用的自动制面包机是有用的。

Claims (8)

1.一种自动制面包机，其对面包原料进行加工而制作面包，其中，

所述自动制面包机具备：

烹调容器，其供面包原料放入；

搅拌叶片和研磨叶片，它们能够旋转地被设置在烹调容器内；

单一的马达，其将旋转驱动力向搅拌叶片和研磨叶片传递；

搅拌轴，所述搅拌轴由主体侧搅拌轴和容器侧搅拌轴构成，所述主体侧搅拌轴的上端部设置有卡合片，所述卡合片构成为能够与所述容器侧搅拌轴的下端部的卡合片卡合；

研磨轴，所述研磨轴设置于搅拌轴的内部，所述研磨轴设置成能够相对于所述搅拌轴相对旋转，所述研磨轴由主体侧研磨轴和容器侧研磨轴构成，所述主体侧研磨轴的上端部固定有主体侧连接器，所述主体侧连接器构成为能够与所述容器侧研磨轴的下端部的容器侧连接器卡合；以及

变频装置，其控制该单一的马达的旋转，

变频装置控制该单一的马达的旋转，以实施如下的工序：研磨工序，将该单一的马达的旋转驱动力向研磨叶片传递，通过研磨叶片的旋转来进行面包原料的研磨；和搅拌工序，将该单一的马达的旋转驱动力向搅拌叶片传递，通过搅拌叶片的旋转来进行面包原料的搅拌，并且所述变频装置在搅拌工序和研磨工序中对该单一的马达进行不同的旋转控制，

变频装置具有将研磨工序中的该单一的马达的转速设定得高于搅拌工序中的该单一的马达的转速的功能。

2.一种自动制面包机，其对面包原料进行加工而制作面包，其中，

所述自动制面包机具备：

烹调容器，其供面包原料放入；

搅拌叶片和研磨叶片，它们能够旋转地被设置在烹调容器内；

单一的马达，其将旋转驱动力向搅拌叶片和研磨叶片传递；

搅拌轴，所述搅拌轴由主体侧搅拌轴和容器侧搅拌轴构成，所述主体侧搅拌轴的上端部设置有卡合片，所述卡合片构成为能够与所述容器侧搅拌轴的下端部的卡合片卡合；

研磨轴，所述研磨轴设置于搅拌轴的内部，所述研磨轴设置成能够相对于所述搅拌轴相对旋转，所述研磨轴由主体侧研磨轴和容器侧研磨轴构成，所述主体侧研磨轴的上端部固定有主体侧连接器，所述主体侧连接器构成为能够与所述容器侧研磨轴的下端部的容器侧连接器卡合；以及

变频装置，其控制该单一的马达的旋转，

变频装置控制该单一的马达的旋转，以实施如下的工序：研磨工序，将该单一的马达的旋转驱动力向研磨叶片传递，通过研磨叶片的旋转来进行面包原料的研磨；和搅拌工序，将该单一的马达的旋转驱动力向搅拌叶片传递，通过搅拌叶片的旋转来进行面包原料的搅拌，并且所述变频装置在搅拌工序和研磨工序中对该单一的马达进行不同的旋转控制，

变频装置具备转速控制单元，所述转速控制单元控制该单一的马达的转速，

转速控制单元具有如下的功能：对搅拌工序中的该单一的马达的转速进行控制，使其成为通过包括微分控制的控制运算而运算出的目标转速。

3.根据权利要求2所述的自动制面包机，其中，

变频装置具有在搅拌工序和研磨工序中变更马达的旋转方向的功能。

4.根据权利要求2所述的自动制面包机，其中，

变频装置具有在搅拌工序和研磨工序中变更马达的转速的功能。

5.根据权利要求4所述的自动制面包机，其中，

变频装置将研磨工序中的马达的转速设定得高于搅拌工序中的马达的转速。

6.根据权利要求2所述的自动制面包机，其中，

变频装置具备电流控制单元，所述电流控制单元控制向马达提供的电流，

转速控制单元将通过电流控制单元运算出的目标电流值输出来控制搅拌工序中的马达的转速，使其成为目标转速。

7.根据权利要求6所述的自动制面包机，其中，

变频装置具备电流检测单元，所述电流检测单元采用变频装置内具备的保护电阻的两端的电压来检测向马达提供的电流值，将通过电流检测单元检测出的电流值向电流控制单元输出。

8.根据权利要求2至7中的任一项所述的自动制面包机，其中，

转速控制单元具有如下的功能：对研磨工序中的马达的转速进行控制，使其成为通过包括比例控制和积分控制的控制运算而运算出的目标转速。