JP2000012210A - 電子レンジ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電流定格の小さなリレースイッチを使用でき
るようにする。 【解決手段】 第１のリレースイッチ１５及び第２のリ
レースイッチ１８は、電源プラグ１３からインバータ電
源回路１６への通電路に介在されている。インバータ電
源回路１６はマグネトロン１１を駆動するためのもので
あり、スイッチング素子３０のオンオフ制御により高周
波出力が可変される。制御回路２０は、マグネトロン駆
動終了指令が発生したとき、インバータ電源回路１６の
入力電流をリレースイッチ１５，１８の定格電流値以下
の所定値とするようにインバータ電源回路１６を制御
し、その後、リレースイッチ１５，１８を開放するよう
に制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インバータ電源回
路によりマグネトロンを駆動し、且つ、交流電源からイ
ンバータ電源回路への通電路にリレースイッチを介在さ
せた構成の電子レンジに関する。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】従来より、電子レンジ
においては、商用交流電源を、インバータ電源回路によ
り、直流化した後スイッチング素子のオンオフに基づい
て高周波電力に変換し、この高周波電力によりマグネト
ロンを駆動するようにしている。この場合、商用交流電
源からインバータ電源回路への通電路にリレースイッチ
を介在させており、例えば調理設定時間がタイムアップ
して、マグネトロン駆動終了指令が発生したときには、
このリレースイッチを開放すると共に、インバータ電源
回路のスイッチング素子をオフしてこのインバータ電源
回路の駆動を停止するようにしている。

【０００３】ところで、この種の電子レンジにおいて
は、マグネトロンの定常運転時つまりインバータ電源回
路に比較的大きな電流が流れている状態でリレースイッ
チを開放するため、リレースイッチの電流定格としては
比較的大きな定格のリレースイッチ（例えば１５Ａ定
格）を用いるようにしている。なお、リレースイッチに
おける定格電流値とは、通電状態でのスイッチ開・閉時
に接点溶融や溶着が発生しない目安となる最大電流をい
うものである。なお、リレースイッチが既に閉成してい
る状態では電流値がその定格電流値よりも２〜３割高い
電流値に増加しても支障がないものである。しかしなが
ら、上記従来では、リレースイッチの大きさが大きく、
電気回路が大形となって、製品も大形化してしまうとい
う問題がある。

【０００４】本発明は上述の事情に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、電流定格の小さなリレースイッチ
を使用することが可能となり、製品の小形化に寄与でき
る電子レンジを提供するにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、交流
電源の交流電力を、直流化した後スイッチング素子のオ
ンオフに基づいて高周波電力を可変に出力するインバー
タ電源回路と、このインバータ電源回路により駆動され
るマグネトロンと、前記交流電源から前記インバータ電
源回路への通電路に介在されたリレースイッチと、マグ
ネトロン駆動終了指令が発生したとき、前記インバータ
電源回路の入力電流を前記リレースイッチの定格電流値
以下の所定値とするように前記インバータ電源回路を制
御し、その後、前記リレースイッチを開放するように制
御する運転停止制御手段とを備えてなるものである。

【０００６】上記構成においては、マグネトロン駆動終
了指令が発生したとき、運転停止制御手段により、イン
バータ電源回路の入力電流をリレースイッチの定格電流
値以下の所定値とするようにインバータ電源回路を制御
し、その後、リレースイッチを開放するように制御する
から、リレースイッチが開放される時点では、このリレ
ースイッチにはその定格電流値を超える電流は流れてお
らず、アーク発生等による接点溶融や溶着等の不具合は
ない。従って上記所定値を低めに設定しておけば、リレ
ースイッチとしては定格電流値の小さなものを使用する
ことが可能となり、この結果、電気回路の小形化ひいて
は製品の小形化を図ることができるようになる。この場
合、リレースイッチの定格電流値以下の所定値をゼロと
しても良い（請求項２の発明）。このようにすれば、リ
レースイッチの接点溶融や溶着等の発生を確実に防止で
きるようになる。

【０００７】また、インバータ電源回路の入力電流がリ
レースイッチの定格電流値以下の所定値に達してから、
リレースイッチを開放するまでの時間が０．１秒以上と
なるようにしても良い（請求項３の発明）。このように
すれば、インバータ電源回路の入力電流が確実に低くな
ってから、リレースイッチが開放動作されるようにな
り、リレースイッチ開放時に所定値を超えるような電流
が流れることを確実に防止できるようになる。

【０００８】請求項４の発明は、マグネトロン駆動開始
指令が発生したときリレースイッチを閉成し、インバー
タ電源回路の入力電流がこのリレースイッチの閉成時点
で該リレースイッチの定格電流値以下に設定された初期
値となるようにインバータ電源回路を制御する運転開始
制御手段を設けたところに特徴を有する。

【０００９】この構成においては、マグネトロン駆動開
始指令が発生したとき、運転開始制御手段により、リレ
ースイッチを閉成し、インバータ電源回路の入力電流が
このリレースイッチの閉成時点で該リレースイッチの定
格電流値以下に設定された初期値となるようにインバー
タ電源回路を制御するするから、リレースイッチが閉成
された時点では、このリレースイッチに大きな電流が一
度に流れることがなく、もって、運転開始時においても
リレースイッチとしては定格電流値の小さなものを使用
できるようになる。

【００１０】この場合、上記初期値をゼロとしても良い
（請求項５の発明）。このようにすると、リレースイッ
チ閉成時には電流が流れておらず、リレースイッチの接
点溶融や溶着等の発生がない。また、リレースイッチを
閉成してからインバータ電源回路に電流が流れるまでの
時間を０．１秒以上となるようにしても良い（請求項６
の発明）。このようにすると、仮にリレースイッチにチ
ャリングが発生したとしても、これがおさまってから、
換言すればリレースイッチが確実に閉成してから、電流
が流れるようになり、インバータ電源回路への交流電源
の供給の不安定さがなくなる。

【００１１】請求項７の発明は、インバータ電源回路の
入力電流を検出する電流検出手段を設けたところに特徴
を有する。スイッチング素子のオンオフパターンと入力
電流との関係を予め実験的に求める等すれば、そのスイ
ッチング素子のオンオフパターンから上記入力電流をあ
る程度把握することは可能である。この場合、上記入力
電流を直接的にチェックできないものの入力電流はある
程度制御可能であるから所期の目的は達成できる。しか
し、上記構成のように、インバータ電源回路の入力電流
を検出する電流検出手段を設けると、さらに良い。この
場合、実際の入力電流を直接的にチェックすることがで
きる。従って、フィードバック制御によって、インバー
タ電源回路の入力電流制御を正確に行なうことも可能と
なる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例につき図
面を参照しながら説明する。まず図２において、加熱調
理器本体１は外箱２と内箱３とから構成され、内箱３内
部を加熱調理室４としている。この加熱調理室４内に
は、ターンテーブルモータ５（図１参照）によって回転
される回転皿６が配置されている。また加熱調理室４は
扉７によって開閉されるようになっている。

【００１３】この加熱調理器本体１の扉７側方前面に
は、パネル８が設けられていて、これには、各種のスイ
ッチ群９、表示器１０等が設けられている。このパネル
８の裏側には機械室（図示せず）が形成されていて、こ
の内部には図１に示すマグネトロン１１や冷却ファンの
ファンモータ１２が配設されている。なお、上記スイッ
チ群９には、マグネトロン加熱調理とヒータ加熱調理と
を選択する選択スイッチ、スタートスイッチ、さらには
加熱調理時間を設定する時間設定スイッチ等が含まれて
いる。

【００１４】次に電気的構成を示す図１において、商用
交流電源（１００Ｖ）に接続されるプラグ１３の一方の
端子１３ａには、第１のドアスイッチ１４、本発明に係
るリレースイッチである第１のリレースイッチ１５及び
インバータ電源回路１６の一方の入力端子１６ａが順次
に接続され、プラグ１３の他方の端子１３ｂには、第２
のドアスイッチ１７、本発明に係るリレースイッチであ
る第２のリレースイッチ１８及びインバータ電源回路１
６の他方の入力端子１６ｂが順に接続されている。上記
第１のリレースイッチ１５及び第２のリレースイッチ１
８は、電源プラグ１３（これは商用交流電源に接続され
る）からインバータ電源回路１６への通電路に介在され
ている。

【００１５】また、前記プラグ１３の両端子１３ａ，１
３ｂ間には、直流電源回路１９が接続されており、これ
の直流出力はマイクロコンピュータを含んである制御回
路２０に与えられるようになっている。さらに第１のド
アスイッチ１４の反プラグ１３側と第２のドアスイッチ
１７の反プラグ側との間には、駆動回路２１を介してフ
ァンモータ１２及びターンテーブルモータ５が接続され
ている。上記駆動回路２１は、トライアック等から構成
されている。

【００１６】また、上述の第１のドアスイッチ１４の反
プラグ１３側と第２のドアスイッチ１７の反プラグ側と
の間には、第３のドアスイッチ２２が接続されている。
ここで、第１のドアスイッチ１４及び第２のドアスイッ
チ１７は扉７の開・閉に連動して開・閉し、第３のドア
スイッチ２２は、これらとは逆に、扉７の開・閉に連動
して閉・開するものである。

【００１７】さらに、第１のリレースイッチ１５のプラ
グ１３側と、第２のリレースイッチ１８のインバータ電
源回路１６側との間には、ヒータ用リレースイッチ２３
及びヒータ２４の直列回路が接続されている。なお、こ
のヒータ２４は前記加熱調理室４内に収容された食品を
加熱するために加熱調理器本体１の適宜部位に設けられ
ている。また、第２のリレースイッチ１８からインバー
タ電源回路１６の他方の入力端子１６ｂへの通電路には
カレントトランスからなる電流検出器２５が設けられて
おり、その電流検出値は前記制御回路２０に与えられる
ようになっている。

【００１８】前記第１のリレースイッチ１５及び第２の
リレースイッチ１８は定格電流値１２Ａのものを使用し
ている。この定格電流値は、なお、マグネトロン１１を
最大出力（入力換算で例えば７００Ｗ）で駆動する場合
には、プラグ１３からインバータ電源回路１６への通電
路にほぼ１４Ａの電流が流れる。各リレースイッチ１
５，１８及び２３はそれぞれ制御回路２０により開閉制
御されるようになっている。

【００１９】前記インバータ電源回路１６について述べ
る。前記両入力端子１６ａ，１６ｂは、ダイオードブリ
ッジからなる整流回路２６の両入力端子に接続され、こ
の整流回路２６の出力端子間には、チョークコイル２７
を介して平滑コンデンサ２８が接続されており、この平
滑コンデンサ２８と並列に、高周波トランス２９の一次
巻線２９ａ及び例えばＩＧＢＴからなるスイッチング素
子３０の直列回路が接続されている。

【００２０】上記高周波トランス２９の一次巻線２９ａ
と並列に共振コンデンサ３１が接続され、さらにスイッ
チング素子３０と並列にフライホイールダイオード３２
が図示極性にて接続されている。前記高周波トランス２
９の第１の二次巻線２９ｂ及び第２の二次巻線２９ｃに
は、マグネトロン１１を駆動するための駆動回路３３が
接続されており、この駆動回路３３は、第１の二次巻線
２９ｂと、マグネトロン１１とに対してコンデンサ３
４、抵抗３５及びダイオード３６を図示のように接続
し、第２の二次巻線２９ｃをマグネトロン１１に対して
図示のように接続して構成されている。

【００２１】上記構成のインバータ電源回路１６は、そ
の両入力端子１６ａ，１６ｂ間に交流１００Ｖ電源が与
えられると、これを、整流回路２６、チョークコイル２
７及び平滑コンデンサ２８により直流化し、スイッチン
グ素子３０を適宜の周波数タイミングでオンオフするこ
とにより高周波を一次巻線２９ａ側に発生させ、二次巻
線２９ｂに高周波電力を発生させてマグネトロン１１を
駆動する。この場合、スイッチング素子３０は制御回路
２０によりオンオフ制御されるようになっており、この
場合、スイッチング素子３０のオン期間を変化させるこ
とにより、インバータ電源回路１６に流れる電流が変化
し、つまり入力電流が変化し、よって、このインバータ
電源回路１６の高周波出力が可変されるものである。

【００２２】制御回路２０には、前記スイッチ群９を備
えたスイッチ入力部３７からスイッチ入力が与えられる
ようになっており、制御回路２０は、マイクロコンピュ
ータのＲＯＭに記憶された運転プログラムに従いマグネ
トロン加熱調理及びヒータ加熱調理を制御するもので、
このとき表示器１０やブザー３８も制御するものであ
る。

【００２３】さらに、制御回路２０は、マグネトロン加
熱調理の制御時に前記スイッチング素子３０のオンオフ
を制御することにより前記インバータ電源回路１６の出
力を調整する機能を有すると共に、運転開始制御手段及
び運転停止制御手段としての機能も有する。この運転開
始制御手段及び運転停止制御手段としての機能について
述べる。

【００２４】いま、扉７が閉鎖（扉スイッチ１４及び１
７が閉成され、且つ扉スイッチ２２が開放される）され
て、選択スイッチの操作によりマグネトロン加熱調理が
選択され、時間設定スイッチにより調理時間が設定され
た上で、スタートスイッチがオン操作されると、そのオ
ン信号はマグネトロン駆動開始指令として制御回路２０
に与えられる。制御回路２０は、これに基づいて、制御
を開始する。まず、第１のリレースイッチ１５及び第２
のリレースイッチ１８を閉成し（図３（ａ）参照）、つ
いで、例えば０．１秒経過した時点でインバータ電源回
路１６のスイッチング素子３０に対するオンオフ制御を
開始する。この場合、図３（ｂ）には、スイッチング素
子３０のオン期間の長さを示しており、同図（ｃ）に
は、入力電流を示している。

【００２５】上記スイッチング素子３０に対する所定デ
ューティー比でのオンオフ制御の開始により、入力電流
がゼロからある値（例えば２〜３Ａ）に上昇する（電流
の初期値がゼロ）。この後、インバータ電源回路１６が
最大出力電力となるようにスイッチング素子３０のオン
期間を制御する。なお、この場合、制御回路２０は、電
流検出器２５から与えられる電流検出値を監視（チェッ
ク）しており、入力電流が所定のパターンで上昇するよ
うにスイッチング素子３０のオン期間をフィードバック
制御している。

【００２６】このように、第１のリレースイッチ１５及
び第２のリレースイッチ１８が閉成された時点では、こ
れらに電流は流れておらず、各リレースイッチ１５及び
１８に溶融や溶着等が発生することはない。

【００２７】この後、例えば設定調理時間がタイムアッ
プする（これをもってマグネトロン駆動停止指令発生と
する）と、図３（ｂ）に示したように、インバータ電源
回路１６のスイッチング素子３０のオン期間をゼロつま
りオフ状態とする。つまり、インバータ電源回路１６の
入力電流を第１のリレースイッチ１５及び第２のリレー
スイッチ１８の定格電流値以下の所定値（この場合ゼ
ロ）とするようにスイッチング素子３０を制御する。そ
して、上記スイッチング素子３０のオフ時点から０．１
秒後に両リレースイッチ１５，１８を開放する。このと
き、入力電流がゼロであるので、両リレースイッチ１
５，１８は無通電状態で開放されるもので、接点溶融や
溶着は発生しない。

【００２８】このような本実施例においては、マグネト
ロン駆動終了指令が発生したとき、制御回路２０によ
り、インバータ電源回路１６の入力電流をリレースイッ
チ１５，１８の定格電流値以下の所定値この場合ゼロと
するようにインバータ電源回路１６を制御し、その後、
リレースイッチ１５，１８を開放するように制御するか
ら、リレースイッチ１５，１８が開放される時点では、
このリレースイッチ１５，１８にはその定格電流値を超
える電流は流れておらず、アーク発生等による接点溶融
や溶着等の不具合はなく、リレースイッチ１５，１８と
しては定格電流値の小さなもの（本実施例では１２Ａ定
格のもの）を使用することが可能となり、この結果、電
気回路の小形化ひいては製品の小形化を図ることができ
る。特に、上述の所定値をゼロとしているから、リレー
スイッチ１５，１８の接点溶融や溶着等の発生を確実に
防止できる。なお、この所定値は、１２Ａでも良い。た
だし、あまり低くしてしまうと、最大出力時の入力電流
１４Ａに対応できなくなる虞があるので、１２Ａ程度を
下限と考えるのが無難である。

【００２９】また本実施例によれば、インバータ電源回
路１６の入力電流が所定値に達してから、リレースイッ
チ１５，１８を開放するまでの時間が０．１秒となるよ
うにしているから、インバータ電源回路１６の入力電流
が確実に低くなってから、リレースイッチ１５，１８が
開放動作されるようになり、リレースイッチ１５，１８
開放時に所定値を超えるような電流が流れることを確実
に防止できる。なお、上記時間は０．１秒以上であれば
良い。

【００３０】さらに本実施例によれば、マグネトロン駆
動開始指令が発生したときリレースイッチ１５，１８を
閉成し、インバータ電源回路１６の入力電流がこのリレ
ースイッチ１５，１８の閉成時点で該リレースイッチ１
５，１８の定格電流値以下に設定された初期値となるよ
うにインバータ電源回路１６を制御するようにしたか
ら、リレースイッチ１５，１８が閉成された時点では、
このリレースイッチ１５，１８に大きな電流が一度に流
れることがなく、もって、運転開始時においてもリレー
スイッチ１５，１８としては定格電流値の小さなものを
使用できる。

【００３１】特に、上記初期値をゼロとしているから、
リレースイッチ１５，１８の閉成時にこれらに急に大き
な電流が流れず、接点溶融や溶着等の発生が全くない。
また、リレースイッチ１５，１８を閉成してからインバ
ータ電源回路１６に電流が流れるまでの時間を０．１秒
となるようにしたから、仮にリレースイッチ１５あるい
は１８にチャリングが発生したとしても、これがおさま
ってから、換言すればリレースイッチ１５及び１８が確
実に閉成してから、電流が流れるようになり、インバー
タ電源回路１６への交流電源の供給の不安定さがなくな
る。なお、上記時間は０．１秒以上であれば良い。

【００３２】さらに、本実施例では、インバータ電源回
路１６の入力電流を検出する電流検出手段たる電流検出
器２５を設けたから、インバータ電源回路１６への実際
の入力電流を直接的にチェックすることができ、従っ
て、本実施例のようにフィードバック制御によって、イ
ンバータ電源回路１６の入力電流制御を正確に行なうこ
とも可能となる。なお、この電流検出手段は、なくても
所期の目的は達成できる。つまり、スイッチング素子の
オンオフパターンと入力電流との関係を予め実験的に求
める等すれば、そのスイッチング素子のオンオフパター
ンから上記入力電流をある程度把握することは可能であ
る。この場合、上記入力電流を直接的にチェックできな
いものの入力電流はある程度制御可能であるから所期の
目的は達成できるものである。なお、リレースイッチと
してはリレースイッチ１５，１８のうちいずれか一つを
備えた構成としても良い。

【００３３】

【発明の効果】本発明は以上の説明から明らかなよう
に、次の効果を得ることができる。請求項１の発明によ
れば、マグネトロン駆動終了指令が発生したとき、イン
バータ電源回路の入力電流をリレースイッチの定格電流
値以下の所定値とするようにインバータ電源回路を制御
し、その後、リレースイッチ開放するように制御するか
ら、リレースイッチが開放される時点でアーク発生等に
よる接点溶融や溶着等の不具合がなく、よってリレース
イッチとしては定格電流値の小さなものを使用すること
ができ、この結果、電気回路の小形化ひいては製品の小
形化を図ることができる。

【００３４】請求項２の発明によれば、上述の所定値を
ゼロとしているから、リレースイッチの接点溶融や溶着
等の発生を確実に防止できる。請求項３の発明によれ
ば、インバータ電源回路の入力電流が所定値に達してか
ら、リレースイッチを開放するまでの時間が０．１秒以
上となるようにしたから、リレースイッチ開放時に所定
値を超えるような電流が流れることを確実に防止でき
る。

【００３５】請求項４の発明によれば、マグネトロン駆
動開始指令が発生したときリレースイッチを閉成し、イ
ンバータ電源回路の入力電流がこのリレースイッチの閉
成時点で該リレースイッチの定格電流値以下に設定され
た初期値となるようにインバータ電源回路を制御するよ
うにしたから、運転開始時においてもリレースイッチと
しては定格電流値の小さなものを使用できる。

【００３６】請求項５の発明によれば、上記初期値をゼ
ロとしているから、リレースイッチの接点溶融や溶着等
の発生がない。請求項６の発明によれば、リレースイッ
チを閉成してからインバータ電源回路に電流が流れるま
での時間を０．１秒以上となるようにしたから、インバ
ータ電源回路への交流電源の供給の不安定さがなくな
る。

【００３７】請求項７の発明によれば、インバータ電源
回路の入力電流を検出する電流検出手段を設けたから、
インバータ電源回路への実際の入力電流を直接的にチェ
ックすることができ、従って、フィードバック制御によ
ってインバータ電源回路の入力電流制御を正確に行なう
ことも可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す電気回路図

【図２】電子レンジの斜視図

【図３】リレースイッチの開・閉状況、スイッチング素
子のオン期間状況及び入力電流の変化状況を示す図

【符号の説明】

１１はマグネトロン、１５は第１のリレースイッチ（リ
レースイッチ）、１６はインバータ電源回路、１８は第
２のリレースイッチ（リレースイッチ）、２０は制御回
路（運転停止制御手段、運転開始制御手段）、２５は電
流検出器（電流検出手段）、３０はスイッチング素子、
３３は駆動回路を示す。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 交流電源の交流電力を、直流化した後ス
   イッチング素子のオンオフに基づいて高周波電力を可変
   に出力するインバータ電源回路と、 このインバータ電源回路により駆動されるマグネトロン
   と、 前記交流電源から前記インバータ電源回路への通電路に
   介在されたリレースイッチと、 マグネトロン駆動終了指令が発生したとき、前記インバ
   ータ電源回路の入力電流を前記リレースイッチの定格電
   流値以下の所定値とするように前記インバータ電源回路
   を制御し、その後、前記リレースイッチを開放するよう
   に制御する運転停止制御手段とを備えてなる電子レン
   ジ。
2. 【請求項２】 運転停止制御手段は、リレースイッチの
   定格電流値以下の所定値をゼロとしていることを特徴と
   する請求項１記載の電子レンジ。
3. 【請求項３】 運転停止制御手段は、インバータ電源回
   路の入力電流がリレースイッチの定格電流値以下の所定
   値に達してから、リレースイッチを開放するまでの時間
   が０．１秒以上となるようにしていることを特徴とする
   請求項１記載の電子レンジ。
4. 【請求項４】 マグネトロン駆動開始指令が発生したと
   きリレースイッチを閉成し、インバータ電源回路の入力
   電流がこのリレースイッチの閉成時点で該リレースイッ
   チの定格電流値以下に設定された初期値となるようにイ
   ンバータ電源回路を制御する運転開始制御手段を設けた
   ことを特徴とする請求項１記載の電子レンジ。
5. 【請求項５】 運転開始制御手段は、初期値をゼロとし
   ていることを特徴とする請求項４記載の電子レンジ。
6. 【請求項６】 運転開始制御手段は、リレースイッチを
   閉成してからインバータ電源回路に電流が流れるまでの
   時間を０．１秒以上となるようにしていることを特徴と
   する請求項４記載の電子レンジ。
7. 【請求項７】 インバータ電源回路の入力電流を検出す
   る電流検出手段を設けたことを特徴とする請求項１記載
   の電子レンジ。