JP2000207981A - 加熱器具のヒ―タ切替装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 第１ヒータと第２ヒータの接続状態を切り替
えるスイッチ作動手段の素子の小型化を図り、延いては
器具の小型化を行うものである。 【解決手段】 交流電源１２の電源電圧が１００Ｖ付近
か２００Ｖ付近かを検知する電圧検知手段２８と、この
検知手段により交流電源電圧が１００Ｖ付近の場合は短
絡スイッチ１３を閉成して第１ヒータ７に通電し、２０
０Ｖ付近の場合は短絡スイッチを開放して第１ヒータと
第２ヒータ８を直列接続するスイッチ作動手段３７を設
け、このスイッチ作動手段への供給電圧を短絡スイッチ
が開放した時に比べて閉成した時を高くすることによ
り、素子の損失を少なくして小型化を図り、素子の占有
スペースを小さくする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は交流電源の電源電圧
が１００Ｖ及び２００Ｖの何れであっても使用すること
ができる、例えば電気ポット等の携帯用の電気器具に最
適な加熱器具のヒータ切替装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】世界の国々では交流電源の電源電圧が異
なるため、供給されている電源電圧を自動的に検出して
器具内に設けた複数の負荷（ヒータ）の接続状態を切替
えて定格の発熱量を得るようにしたものが、特開平６−
９０８１７号公報や特開平７−２３４７３０号公報に開
示されている。

【０００３】また、例えば特開平４−５４８３１号公報
は、ほぼ同抵抗値の２本のヒータ（９）、（１０）を直
列または並列に接続することによって発熱量を調整する
ようにしたもので、一方のヒータの両端間に接続した第
１、第２スイッチ（２８）、（２９）を作動するリレー
（１９）と、このリレーを駆動する制御素子（２０）及
び定電圧素子（２１）とからなる検出回路（１７）を備
えている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前述の特開
平４−５４８３１号公報に示す従来技術では、リレーが
動作しない時において、前記定電圧素子が電圧上昇を抑
えるために電力損失が大きくなること、検出回路に印加
される電源電圧がリレーの動作時と非動作時で同じであ
るために、前記スイッチが作動しない場合の定電圧素子
の損失が大きくなることとなる。

【０００５】このため、前記定電圧素子は高容量品が必
要であり、且つ、放熱のために大きなスペースを要す
る。

【０００６】本発明は、２つのヒータの接続状態を切り
替えるスイッチ作動手段の素子の小型化を図ったもので
ある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、交流電源と、
一端を前記交流電源の一極に接続した第１ヒータと、一
端を前記交流電源の他極に接続し他端を前記第１ヒータ
の他端に接続した第２ヒータと、前記第２ヒータに並列
接続した短絡スイッチと、前記交流電源の電源電圧が１
００Ｖ付近か、あるいは２００Ｖ付近かを検知する電圧
検知手段と、前記第１ヒータの両端に接続され前記電圧
検知手段の出力に従い電源電圧が１００Ｖ付近の場合は
前記短絡スイッチを閉成し、２００Ｖ付近の場合は前記
短絡スイッチを開放するスイッチ作動手段とを備え、前
記スイッチ作動手段への供給電圧は、前記短絡スイッチ
が開放した時に比べて閉成した時を高くしたものであ
る。

【０００８】また、前記電圧検出手段の出力に従い前記
スイッチ作動手段の電源を低下するものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の実施例を図面に基づいて
説明する。図１は本発明の加熱器具のヒータ切替装置の
実施例を示す電気ポットの回路図、図２は同じく電気ポ
ットの断面図、図３は同じく回路動作説明図である。

【００１０】（１）は電気ポットの器具本体、（２）は
カップ状の容器、（３）は前記容の（２）底部に固定し
た基台、（４）は前記容器（２）の外側壁に取り付けた
ハンドル、（５）は前記容器の上部を開閉自在に覆う
蓋、（６）は前記容器の内底部に固定 した円板状のヒ
ータで、具体的な構造は図示していないが、後述する第
１ヒータ（７）と 第２ヒータ（８）により構成してい
る。

【００１１】（９）は前記基台（３）の一部に絶縁固定
し前記各ヒータに交流電源を供給する給電部、（１０）
は前記基台（３）の一部を区画して形成した収納室（１
１）に収納固定するヒータ切替回路基板で、以下にその
回路構成を図１に基づいて説明する。

【００１２】（１２）は商用の交流電源、（７）は一端
を前記交流電源の一極に接続した抵抗値が４０Ωの第１
ヒータ、（８）は一端を前記交流電源の他極に接続し他
端を前記第１ヒータ（７）の他端に接続した抵抗値が１
２０Ωの第２ヒータ、（１３）は前記第２ヒータ（８）
に並列接続した後述するリレーにより作動する短絡スイ
ッチで、ヒータ抵抗値を４０Ωと１６０Ωに切り替える
ものである。

【００１３】（１４）はリレー電源回路で、ダイオード
（１５）と前記容器（２）の一部に密着固定した降圧抵
抗（１６）とチェナーダイオード（１７）とから構成し
ており、前記ダイオード（１５）と降圧抵抗（１６）で
整流し降圧した後、通電表示ランプ（１７）を介しコン
デンサ（１８）で平滑にする。

【００１４】前記チェナーダイオード（１７）は電圧過
昇防止用、コネクタ（１９）は前記降圧抵抗（１６）を
接続するものである。

【００１５】（２０）はリレー作動手段で、トランジス
タ（２１）と、該トランジスタに前記短絡スイッチ（１
３）を作動するリレー（２２）を介して直列接続したＳ
ＣＲ１（２３）と、リレー（２２）に並列接続したダイ
オード（２４）と、それぞれを直列接続した２つのチェ
ナーダイオード（２５）、（２６）と、抵抗（２７）と
から構成し、リレー電源電圧（図３に示すＣ１電圧）が
感動電圧（図３に示すＶ１）に達してからリレー（２
２）に通電し、短絡スイッチ（１３）の開放電圧（図３
に示すＶ２）を下回るまでにリレー（２２）を開放する
ことにより、リレーの誤動作を防止する。

【００１６】従って、Ｃ１電圧は、感動電圧（Ｖ１）よ
りもやや高く設定され、チェナーダイオード（２５）
（２６）、降圧抵抗（１６）、トランジスタ（２１）の
ベース抵抗で決定する電圧（図３に示すＶ３）に達する
と、トランジスタ（２１）が導電を開始する。

【００１７】トランジスタ（２１）が導電を開始する
と、リレー（２２）に電流が流れてチェナーダイオード
（２５）及びＳＣＲ１（２３）のゲート電流が増大しＳ
ＣＲ１（２３）がトリガーされ導通する。

【００１８】リレー（２２）に通電されると同時にチェ
ナーダイオード（２５）からＳＣＲ１（２３）のＡ−Ｇ
間で短絡されるので、トランジスタ（２１）が非導通と
なる電圧（図３に示すＶ４）はほぼチェナーダイオード
（２５）の制限電圧だけ減少する。すなわち、ヒステリ
シス特性を持つものとなる。

【００１９】リレー電源電圧（Ｃ１電圧）は、感動電圧
よりも大幅に低いので、Ｖ２＜Ｖ４＜Ｖ１＜Ｖ３となる
ようにそれぞれの部品定数を選べばリレー（２２）が確
実に動作することになる。

【００２０】（２８）はダイオード（２９）と、抵抗
（３０）、（３１）、（３２）、（３３）と、コンデン
サ（３４）と、ＳＣＲ２（３５）、チェナーダイオード
（３６）とからなる交流電源の電圧検知手段で、交流電
源（１２）の電圧をダイオード（１５）で整流した後、
大きな抵抗値の前記抵抗（３０）と小さな抵抗値の前記
抵抗（３１）で分圧し、抵抗（３１）に数Ｖの電圧を発
生させる。

【００２１】抵抗（３１）に発生する電圧がチェナーダ
イオード（３６）の制限電圧とＳＣＲ２（３５）のゲー
トトリガー電圧の加算電圧以上になるとＳＣＲ２（３
５）が導通し、抵抗（３３）を介してコンデンサ（１
８）を短絡することによってリレー電源電圧を短絡スイ
ッチ（１３）の開放電圧以下（約２Ｖ程度）に抑えてリ
レー（２２）の動作を停止する。

【００２２】抵抗（３３）は、コンデンサ（１８）に若
干の残留電圧を発生してＳＣＲ２（３５）の保持電流を
供給し、ＳＣＲ２（３５）の動作を継続させることを目
的としてＳＣＲ２（３５）に直列接続したものであり、
前記抵抗（３２）とコンデンサ（３４）はＳＣＲ２（３
６）の電源ノイズに誤動作防止用である。

【００２３】回路定数は交流電源（１２）の電源電圧が
所定値（約１５５Ｖ）以上の時にＳＣＲ２（３５）が導
通するように設定する。抵抗（３０）の抵抗値は、１６
０ＫΩ程度と大きく設定され、損失が微小となるので小
型のものでよい。

【００２４】前記リレー作動手段（２０）と電圧検知手
段（２８）は、スイッチ作動手段（３７）を構成する。

【００２５】（３８）は交流電源（１２）間に接続した
サージアブソーバ、（３９）は回路短絡時の保護用のパ
ターンヒューズである。

【００２６】次に動作について説明する。交流電源（１
２）が１５５Ｖ以下の例えば１２０Ｖの場合について述
べる。

【００２７】交流電源の印加時には、リレー電源回路
（１４）に供給される交流電圧は、ヒータ（７）と
（８）で分圧されてＡＣ３０Ｖである。この時、電圧検
知回路（２８）のＳＣＲ２（３５）は非導通のままであ
り、コンデンサ（１８）と抵抗（１６）の時定数により
電圧が徐々に上昇する。

【００２８】やがて、リレー電源電圧（Ｃ１電圧）が回
路定数で決まる電圧（図３に示すＶ３）に達すると、リ
レー（２２）に通電される（図３に示す時刻ａ）。この
通電によりコンデンサ（１８）は急激に放電しようとす
るが、やがて短絡スイッチ（１３）が閉成すると第２ヒ
ータ（８）が短絡され、リレー電源回路（１４）はＡＣ
１２０Ｖに上昇するのでコンデンサ（１８）が急速に充
電され、リレー電圧は短絡スイッチ（１３）より十分高
く保持される（図３に示す時刻ｂ）。

【００２９】この時、第１ヒータ（７）のみが発熱する
ので消費電力は３６０Ｗとなる。

【００３０】一方、交流電源（１２）が１５５Ｖ以上の
例えば２４０Ｖの場合について述べる。

【００３１】交流電源の印加と同時に電圧検知回路（２
８）のＳＣＲ２（３５）が動作し、抵抗（３３）を介し
てコンデンサ（１８）の電圧上昇を阻止する。そのた
め、リレー（２２）は動作せず、短絡スイッチ（１３）
も開放したままなので、第１、第２ヒータ（７）、
（８）の直列回路を保ち、ヒータの消費電力は３６０Ｗ
となる。

【００３２】リレー電源回路（１４）に供給される交流
電圧は、第１、第２ヒータ（７）、（８）で分圧されＡ
Ｃ６０Ｖとなり、交流電源電圧が１２０Ｖの時よりも低
くなる。このため、抵抗（１６）、（３３）の損失はリ
レー（２２）の動作時より少ない。

【００３３】つづいて交流電源（１２）が１５５Ｖの場
合で瞬時停電した時は、停電（図３に示す時刻ｃ）によ
り、リレー電源電圧（Ｃ１電圧）が低下チェナーダイオ
ード（２６）で決まる電圧（Ｖ２電圧）を下回ると、ト
ランジスタ（２１）が非導電となってリレー（２２）を
開放する（図３に示す時刻ｅ）。

【００３４】これによりＳＣＲ１（２３）は、アノード
電流が保持電流以下となり非導通となって回路は初期状
態に戻る。

【００３５】従って、電源復帰した場合は、前述の交流
電源電圧が１２０Ｖの場合の動作と同じ動作をする。電
圧（Ｖ２）を（Ｖ３）よりも高く設定し、短絡スイッチ
（１３）が開放する前にＳＣＲ１（２３）を非導通とす
ることによって、瞬時停電時の誤動作を防止する。

【００３６】停電時間が極めて短時間でリレー電源電圧
（Ｃ１電圧）がチェナーダイオード（２６）で決まる電
圧を下回る前に交流電源（１２）が復帰すれば、リレー
（２２）は動作を継続する（図３の時刻ｄ）。

【００３７】また、交流電源電圧が１５５Ｖ以下から１
５５Ｖ以上に変化した時は、電圧検知回路（２８）が動
作しリレー（２２）の動作を停止するので短絡スイッチ
（１３）が開放し、第１、第２ヒータ（７）、（８）が
直列接続となる。

【００３８】

【発明の効果】以上の様に本発明は、交流電源の電源電
圧が１００Ｖ付近か２００Ｖ付近かを検知する電圧検知
手段と、この検知手段により交流電源電圧が１００Ｖ付
近の場合は短絡スイッチを閉成して第１ヒータに通電
し、２００Ｖ付近の場合は短絡スイッチを開放して第１
ヒータと第２ヒータを直列接続するスイッチ作動手段を
設け、このスイッチ作動手段への供給電圧を短絡スイッ
チが開放した時に比べて閉成した時を高くしたことによ
り、スイッチ作動手段を構成する素子の損失が少なく小
型化が可能となる。

【００３９】この小型化は回路基板とその占有するスペ
ースが小さくなることであり、結果として器具の小型化
が図れる。

【００４０】また、電圧検知手段の出力に従ってスイッ
チ作動手段の電源を低下するものであるから、ヒータの
接続状態を切り替えるスイッチ作動手段が作動しなくな
った時には該作動手段への供給電圧が低くなり電力損失
が少なくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の加熱器具のヒータ切替装置の実施例を
示す電気ポットの回路図である。

【図２】同じく電気ポットの断面図である。

【図３】同じく回路動作説明図である。

【符号の説明】

１ 器具本体 ６ ヒータ ７ 第１ヒータ ８ 第２ヒータ １２ 交流電源 １３ 短絡スイッチ １４ リレー電源回路 ２０ リレー作動手段（リレー作動回路） ２８ 電圧検知手段（電圧検知回路） ３７ スイッチ作動手段

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 交流電源と、一端を前記交流電源の一極
   に接続した第１ヒータと、一端を前記交流電源の他極に
   接続し他端を前記第１ヒータの他端に接続した第２ヒー
   タと、前記第２ヒータに並列接続した短絡スイッチと、
   前記交流電源の電源電圧が１００Ｖ付近か、あるいは２
   ００Ｖ付近かを検知する電圧検知手段と、前記第１ヒー
   タの両端に接続され前記電圧検知手段の出力に従い電源
   電圧が１００Ｖ付近の場合は前記短絡スイッチを閉成
   し、２００Ｖ付近の場合は前記短絡スイッチを開放する
   スイッチ作動手段とを備え、前記スイッチ作動手段への
   供給電圧は、前記短絡スイッチが開放した時に比べて閉
   成した時を高くしたことを特徴とする加熱器具のヒータ
   切替装置。
2. 【請求項２】 前記電圧検出手段の出力に従い前記スイ
   ッチ作動手段の電源を低下することを特徴とする請求項
   １に記載の加熱器具のヒータ切替装置。