JP2007278635A - 加熱調理器 - Google Patents

Abstract

【課題】漏電等を防止する安全機能を損なうことなく待機時の消費電力を少なくする。
【解決手段】電源部１４から制御手段への電力の供給を行う電力供給部１７と、電力供給部に信号を与え電力の供給を開始させる起動信号発生部１９と、負荷と電源部に商用電源を供給する電路と、電路に流れる不平衡電流を検出する電源検出部１５と、電流検出部１５からの信号により漏電の有無を判定する漏電判定部１６とを備え、電力供給部１７が電力供給を行っていない待機状態中に起動信号発生部１９から信号があれば電源供給が開始されて動作を開始し、漏電判定部１６の信号が正常であれば電力供給部１７の電力供給を継続すると共に、前記漏電判定部の信号が正常であって電力供給を継続している最中に所定時間状態の遷移がないと電力供給部の電力供給を停止して、漏電あるいは感電の危険性を低減すると共に待機時の消費電力を削減する。
【選択図】図２

Description

本発明は待機時の消費電力を少なくした加熱調理器で、特に水を使ったりスチームが発生したりする調理器の漏電あるいは感電を防止する安全装置に関するものである。

従来、この種の加熱調理器として電子レンジでは、本体にアース端子を設け、これを設置して使用するようにして使用者が感電事故を起す危険を防止している。また、電子レンジ本体に設けられたアース端子を確実に設置されていない場合を想定して漏電遮断機能を搭載しているものである（特許文献１参照）。

図６は特許文献１に記載された従来の電子レンジの回路図を示す。図６に示すようにこの電子レンジ、高圧トランス１０１およびコンデンサ１０２、ダイオード１０３で構成する電源回路で発振するマグネトロン１０４と、低圧トランス１０５により電力を供給して動作するコントロール基板１０６と、電源と高圧トランス１０１の接続を開閉するリレー１０７と、電源とリレー１０７との間の電源線路に取り付けられた零相交流器１０８とから構成され、コントロール基板１０６からの制御信号でリレー１０７を動作させ、高圧トランス１０１に電力を供給することでマグネトロン１０４が発振し、食品を加熱するものである。またコントロール基板１０６では、零相交流器１０８で検出される不平衡電流を監視することで漏電検出を行っており、漏電を検出した場合、直ちにリレー１０７を開させ漏電電流を遮断するようにしている。
特開昭５８−１７５２８２号公報

しかしながら、最近では、加熱調理器の待機電力は１W以下に抑えることが一般的な要求となっており、さらに時計機能を持たない電子レンジにあっては待機電力を５０ｍW以下にすることが要求されるなど、待機電力を限りなく０に近づける取り組みがなされている。前記従来の構成では、コントロール基板である制御手段に電力が常に供給されており、制御手段を構成するマイクロコンピュータ及びその周辺回路で消費されている電力が無視できなくなってきている。さらには、漏電検出するための回路も動作しているため、待機電力を５０ｍW以下に抑えることが難しいという課題を有していた。

本発明は前記従来の課題を解決するもので、漏電あるいは感電を防止する安全機能を損なうことなく待機時の消費電力を少なくした加熱調理器の提供を目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の加熱装置は、負荷と、前記負荷を制御する制御手段と、前記制御手段の電源部と、前記電源部から前記制御手段への電力の供給を行う電力供給部と、前記電力供給部に信号を与え電力の供給を開始させる起動信号発生部と、前記負荷と前記電源部に商用電源を供給する電路と、前記電路に流れる不平衡電流を検出する電源検出部と、前記電流検出部からの信号により漏電の有無を判定する漏電判定部とを備え、前記制御手段及び漏電判定部は、前記電力供給部が電力供給を行っていない待機状態中に前記起動信号発生部から信号があれば電源供給が開始されて動作を開始し、前記漏電判定部の信号が正常であれば前記電力供給部の電力供給を継続して以降の動作を継続すると共に、前記漏電判定部の信号が正常であって電力供給を継続している最中に所定時間状態の遷移がないと前記電力供給部の電力供給を停止して待機状態とする構成としてある。

これによって、待機状態では、制御手段及び漏電判定部への電力の供給がオフされることになるため制御手段及び漏電判定部での電力消費をなくすことができる。

本発明の加熱調理器は、漏電あるいは感電を防止する安全機能を損なうことなく待機時の消費電力を少なくすることができ、家庭用はもちろん業務用機器においても有用である。

第１の発明は、負荷と、前記負荷を制御する制御手段と、前記制御手段の電源部と、前記電源部から前記制御手段への電力の供給を行う電力供給部と、前記電力供給部に信号を与え電力の供給を開始させる起動信号発生部と、前記負荷と前記電源部に商用電源を供給する電路と、前記電路に流れる不平衡電流を検出する電源検出部と、前記電流検出部からの信号により漏電の有無を判定する漏電判定部とを備え、前記制御手段及び漏電判定部は、前記電力供給部が電力供給を行っていない待機状態中に前記起動信号発生部から信号があれば電源供給が開始されて動作を開始し、前記漏電判定部の信号が正常であれば前記電力供給部の電力供給を継続して以降の動作を継続すると共に、前記漏電判定部の信号が正常であって電力供給を継続している最中に所定時間状態の遷移がないと前記電力供給部の電力供給を停止して待機状態とする構成としてあり、待機状態では、制御手段及び漏電判定部への電力の供給がオフされることになるため制御手段及び漏電判定部での電力消費をなくすことができる。

第２の発明は、制御手段が記憶手段を備え、漏電判定部の信号が正常でない場合には記憶手段に漏電情報を記憶させる構成としてあり、漏電の発生状況の解析、あるいは過去の漏電情報の活用に役立てることができる。

第３の発明は、制御手段が、漏電の発生情報を記憶手段に記憶させている間は、待機状態にはせず、記憶作業を継続する構成としてあり、漏電があった場合には点検しないと使用できず安全性が確保できる。

第４の発明は、記憶手段として着脱可能な記憶媒体を用いる構成としてあり、他の装置により漏電情報を読み出すことができ、漏電情報の活用に役立てることができる。

第５の発明は、報知手段を備えた攻勢としてあり、漏電の発生時は警報を報知することにより、使用者が加熱装置に触れないよう促し、感電の防止に役立てることができる。

第６の発明は、報知手段として音声を発する構成としてあり、漏電の発生時は警報を音声で報知することにより、使用者が確実に危険を認識することができるため、感電の防止に役立てることができる。

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。

（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における電子レンジの外観図を示すものである。図1において、本体１の前面にはドア2が開閉自在に設けてある。３は操作パネルであり、表示素子４、キーボード５を設けている。本体１に設けたアース端子６にはアース線７を接続して本体１を接地している。８は電源ケーブルである。

図2は同実施の形態１における電子レンジの回路図を示すものである。図2において、１０ａ、１０ｂは負荷で、被加熱物である食品を加熱するためのマイクロ波を発生させるマグネトロン等から構成される高周波発生器及び加熱源であるヒーターを示している。これらの負荷の電源は、電源ケーブル８から引き込まれた商用電源の電路から本発明の制御手段を構成する開閉器であるリレー１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄを介して供給される。また、全ての負荷はリレー１１ａ、１１ｂにより電源に対し両切りとしている。リレー１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄは、トランジスタ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄをオンすることでリレーのコイルに電流が流れることで動作するようにしてある。これらのトランジスタは、制御手段を構成するマイクロコンピュータ１３からの制御信号に基づき動作する。

１４は制御手段の動作に必要なＤＣ電源（＋５Ｖ）をつくる電源部を構成するＡＣ／ＤＣコンバータである。ＡＣ／ＤＣコンバータ１４は、電源ケーブル８から供給される商用電源の電路に繋がれている。この種の電源は、電源の出力を全く取らない状態では、消費電力を１０ｍＷ以下に抑えたものもでてきている。こうしたＡＣ／ＤＣコンバータを用いて待機時の不要な電力消費を削減することにより、ＡＣ／ＤＣコンバータ自身の待機時の省電力化の特性を生かし、加熱調理器の待機電力を減らすことができる。

電源ケーブル８から引き込まれた電路には、本発明の実施の形態１の電源検出部である零相変流器１５が設けられ、これにより電路の不平衡電流の発生を検出する。不平衡電流は、零相変流器１５以降の電路から供給される電流が、電路及び電路に繋がれた負荷および制御手段等の絶縁劣化或いは短絡により、本体１の外郭及び外郭に接続されたアースより漏れることにより発生する。１６は零相変流器１５の出力をマイクロコンピュータ１３が判定できる信号レベルに変換する漏電判定部である。例えば、漏電判定部１６は、不平衡電流が１０ｍＡを超える場合には、マイクロコンピュータ１３の電源電圧であるＶｄｄレベルの出力電圧が出力される。１０ｍＡ以下の場合には、マイクロコンピュータ１３の基準電位の０Ｖの出力電圧が出力されるようにしてある。この漏電判定部１６の出力信号に基づきマイクロコンピュータ１３で漏電の有無を判定している。また、この不平衡電流の電流値は、漏電を検出してからリレー１１ａ、１１ｂの接点が開するまでの動作時間等の条件を加味し、人体への影響がない値に設定されるものである。

１７は本発明の電力供給部であり、電力供給部１７を構成するトランジスタ１８がオン・オフすることで、制御手段の各部への電力の供給を制御することができる。本発明の実施の形態１において、制御手段を構成するマイクロコンピュータ１３、漏電判定部１６、表示素子４及びキーボード５は、電力供給部より電力が供給されることにより動作するようにしている。１９は起動信号発生部であり、本体１の前面に設けられたドア２の開閉動作と連動してオン・オフするドア信号スイッチ２０が設けられている。起動信号発生部１９は、ドア信号スイッチ２０のオン・オフ動作により起動信号を発生させるようにしてある。電力供給部１７のオンは、起動信号発生部１９が出力する起動信号又は、マイクロコンピュータより出力される電源保持信号により、オン或いはオフが継続される。電力供給部１７のトランジスタ１８がオフしている状態においては、制御手段の各部への電力供給が停止しており、加熱調理器全体の制御を行っているマイクロコンピュータ１３は、停止状態となっている。さらにＡＣ／ＤＣコンバータ１４の出力に繋がったリレー１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄは、それぞれのリレーのコイル側に繋がれたトランジスタ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄがオフしているため、電力が消費されなくなっている。また、起動信号発生部１９においては、ドア２を閉めた状態ではドア信号スイッチ２０がオフしているため＋５Ｖから電力を消費しない。このようにしてＡＣ／ＤＣコンバータ１４の出力電流が最小となり、加熱調理器の消費電力も最小となる。

以上のように構成された電子レンジについて、以下その動作、作用を説明する。

まず、起動信号発生部１９の動作に関して、説明する。図３、図４は、ドア２の開閉操作における起動信号発生部１９の各部の電圧を表すタイミングチャート図であり、図３は、ドア２が閉でドア信号スイッチ２０がオフの場合のタイミングチャート図である。図４は、ドア２が閉でドア信号スイッチ２０がオンの場合のタイミングチャート図である。

図３は、待機状態でドアが閉じられた状態からドアが開されマイクロコンピュータ１３が動作し動作状態が継続されるまでの間を表している。ドア２とドア信号スイッチ２０の関係は、ドア２が閉の時にはドア信号スイッチ２０はオフし、ドア２が開の時にはドア信号スイッチ２０がオンしている。

待機状態から使用者がドア２を開くとドア信号スイッチ２０がオンしＶ１及びＶ２に＋５Ｖが発生する。Ｖ２に電圧が発生するとコンデンサ２１に充電電流が流れ、Ｖ３に充電電流が０になるまで図３Ｖ３に示す電圧が発生する。Ｖ３に発生する電圧により、トランジスタ２２がオンしＶ４が０Ｖレベルとなり、トランジスタ１７のベース電流が流れ、トランジスタ１８がオンする。このようにして、起動信号発生部１９の働きにより、電力供給部１７がオンし、マイクロコンピュータ１３が動作し始める。そして、マイクロコンピュータ１３は、電源保持信号（Ｖ５）を出力し、電力供給部１７のトランジスタ２３がオンし、Ｖｄｄに＋５Ｖの供給が継続され動作が継続される。

図４は、ドア信号スイッチ２０のオン・オフの論理が逆の場合で、ドア２とドア信号スイッチの関係は、ドア２が閉の時にはドア信号スイッチ２０はオンとし、ドア２が開の時にはドア信号スイッチ２０がオフしている。待機状態から使用者がドア２を開くとドア信号スイッチ２０がオフしＶ１は＋５Ｖから０Ｖに変化する。Ｖ２はコンデンサ２１に蓄えられた電荷が抵抗２４を通して放電するに従い、＋５Ｖから０Ｖまで徐々に低下し、再びドアが閉じられるまで０Ｖを保持する。次に、ドア２が閉じられ、ドア信号スイッチ２０がオンすると、Ｖ２は＋５Ｖとなり、Ｖ２に電圧が発生するとコンデンサ２１に充電電流が流れ、Ｖ３に充電電流が０になるまで図４Ｖ３に示す電圧が発生する。Ｖ３に発生する電圧により、トランジスタ２２がオンしＶ４が０Ｖレベルとなり、トランジスタ１７のベース電流が流れ、トランジスタ１８がオンする。このようにして、起動信号発生部１９の働きにより、電力供給部１７がオンし、マイクロコンピュータ１３が動作し始める。そしてマイクロコンピュータ１３は、電源保持信号（Ｖ５）を出力し、電力供給部１７のトランジスタ２３がオンしＶｄｄに＋５Ｖの供給が継続され動作が継続される。

電力供給部１７がオンし、Ｖｄｄに＋５Ｖが供給されると、漏電判定部１６が動作する。零相変流器１５は、電路に発生する不平衡電流を検出することができ、この不平衡電流に比例した出力電圧をみて、検知電圧以上になると漏電と判定し、マイクロコンピュータ１３に対し、判定結果を出力する。漏電が発生していない正常状態では、マイクロコンピュータ１３は、予めプログラムされたシーケンスでリレー１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄをオン・オフし、高周波発生器及び加熱源をコントロールし、調理物を加熱調理する。そして調理が終了した後、所定時間状態が遷移しない場合に、マイクロコンピュータ１３は電源保持信号を０Ｖレベルに落とし、電力供給部１７をオフさせ、制御手段及び漏電判定部１６への電力供給を停止し、待機状態となる。

次に、漏電判定部１６が動作して漏電の発生を検出した場合の動作について説明する。リレー１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄをオン・オフし高周波発生器及び加熱源である負荷に電圧が印加されている場合は、マイクロコンピュータ１３は、直ちにリレーをオフし、電圧の印加を停止する。更に、表示素子４に漏電の発生を報知する表示を出し、使用者に漏電の発生を知らせ調理器の使用の中止を促す。

更に、報知手段に信号を与え、報知する。表示素子で報知する場合は、エラーコードで報知する方法でもよく、LED等の発光素子など、使用者に報知できるものであれば何でも構わない。ディスプレー等で文字にて報知するようにすると、より使用者に事態を正確に知らしめることができ、さらなる安全性を提供することができる。

音により報知する場合は、報知音はけたたましく鳴らすことで、より使用者に危険度を認知させることができる。なお報知手段は圧電ブザーや、スピーカーなど様々なものが使用でき、使用者に報知できるものであれば何でも構わない。

報知手段に音声を発する装置を用いると、より使用者に事態を正確に知らしめることができ、さらなる安全性を提供することができる。

また、漏電の発生を報知している間は、待機状態にはせず、報知を継続する。

（実施の形態２）
図５は本発明の実施の形態２における加熱装置の漏電検出制御処理のフローチャート図を示すものである。

この実施の形態２では、漏電判定部１６からの信号をモニタし、異常があれば、加熱の停止、異常の報知をするのはもちろん、漏電を検知した場合にその漏電情報を記憶手段に記憶させるものである。

図５を用いて説明していくと、まずステップＳ１において漏電判定部１６からの信号をモニタし、正常であれば、ステップＳ２の通常の機器制御を実施する。異常であれば、異常時の処理（ステップＳ３移行）に遷移する。

なお、ステップＳ１における漏電判定部１６からの信号のモニタは１回のみの信号で合否判定するのではなく、複数回判定し、全一致や多数決一致等の判定を行うことにより、外乱ノイズ等による誤判定を防ぐ措置をとるものである。

次に漏電判定部１６からの信号が異常である場合は、ステップＳ３の処理部に進み、加熱制御を停止する措置をとる。加熱を停止しないと、被加熱食品が発火したり発煙したりする危険があるためである。

次にステップＳ４に移り、表示素子にエラーの表示を行う。表示内容は英数字などからなるコード番号でも、文章や絵文字、ランプの点滅や、想像できるもの何でも構わない。

次にステップＳ５に移り、音声やブザー等で警報を発する。

最後にステップＳ６に移行し、この実施の形態の特徴である記憶手段に漏電情報を記憶する。この記憶手段は例えばＥＥＰＲＯＭのように着脱自在なものが好適であるが、マイクロコンピュータで構成してもよい。

Ｓ３からＳ６までの処理順序は本実施例に限定するものではない。またＳ３からＳ６までの処理は全てを実施する必要はなく、制御対象に応じて任意に選択し、実施することとしてよい。

以上のように、本発明にかかる加熱調理器は、漏電あるいは感電を防止する漏電遮断機能の効果を損ねることなく、待機時における漏電検出回路の消費電力をなくすことが可能
となり、漏電遮断機能を備え、待機時の消費電力を少なくすることが必要な家電機器や、従来、機器に備わっている漏電対策の代わりに、新たに漏電遮断機能を搭載し、且つ、待機時の消費電力を極力少なくする必要のある家電機器等の用途にも適用できる。

本発明の実施の形態１における加熱調理器の外観図 同実施の形態１における加熱調理器の回路図 実施の形態１におけるドア開閉操作における起動信号発生部の各部の電圧の一例を表すタイミングチャート 実施の形態１におけるドア開閉操作における起動信号発生部の各部の電圧の一例を表すタイミングチャート 本発明の実施の形態２における加熱調理器の動作を説明するフローチャート 従来の電子レンジの回路図

符号の説明

８ 電源ケーブル(電路)
１０ａ 高周波発生器(負荷)
１０ｂ ヒーター(負荷)
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ リレー(制御手段)
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１８，２２，２４ トランジスタ(制御手段)
１３ マイクロコンピュータ(制御手段)
１４ ＡＣ／ＤＣコンバータ(電源部)
１５ 零相変流器(電源検出部)
１６ 漏電判定部
１７ 電力供給部
１９ 起動信号発生部
２０ ドア信号スイッチ
２１ コンデンサ
２４ 抵抗

Claims (6)

1. 負荷と、前記負荷を制御する制御手段と、前記制御手段の電源部と、前記電源部から前記制御手段への電力の供給を行う電力供給部と、前記電力供給部に信号を与え電力の供給を開始させる起動信号発生部と、前記負荷と前記電源部に商用電源を供給する電路と、前記電路に流れる不平衡電流を検出する電源検出部と、前記電流検出部からの信号により漏電の有無を判定する漏電判定部とを備え、前記制御手段及び漏電判定部は、前記電力供給部が電力供給を行っていない待機状態中に前記起動信号発生部から信号があれば電源供給が開始されて動作を開始し、前記漏電判定部の信号が正常であれば前記電力供給部の電力供給を継続して以降の動作を継続すると共に、前記漏電判定部の信号が正常であって電力供給を継続している最中に所定時間状態の遷移がないと前記電力供給部の電力供給を停止して待機状態とする加熱調理器。
2. 制御手段は記憶手段を備え、漏電判定部の信号が正常でない場合には漏電の発生情報を前記記憶手段に記憶させるようにした請求項１記載の加熱調理器。
3. 制御手段は、漏電の発生情報を前記記憶手段に記憶させている間は、前記電力供給部の電力供給を停止しないようにした請求項２の加熱調理器。
4. 記憶手段として着脱可能な記憶媒体を用いた請求項２または３記載の加熱調理器。
5. 制御手段は報知手段を備え、漏電判定部の信号が正常でない場合には警報を報知するようにした請求項１記載の加熱調理器。
6. 報知手段として音声を発するようにした請求項５記載の加熱調理器。