JP2008070044A - 加熱調理器 - Google Patents

Abstract

【課題】加熱部のスイッチングノイズが電気配線リードに及ぼす影響を安定化させ、伝導ノイズ低減性能のバラツキや悪化を抑制した加熱調理器を提供することを目的とする。
【解決手段】交流電源１と、抵抗負荷２の両端に接続した第１、第２のリレー３、４の直列体と、スイッチング手段５ａと負荷コイル５ｂを含む誘導加熱方式などの加熱部５と、第１、第２のリレー３、４と加熱部５を駆動する駆動回路６とを有し、抵抗負荷２への通電時は、第１のリレー３を駆動して導通状態とするとともに第２のリレー４の導通・非導通により抵抗負荷２の加熱出力を可変させ、加熱部５の駆動時にも、第１のリレー３を導通状態にするように構成した。これによって、交流電源の電位に対する抵抗負荷と電気配線リードの電位の不確定さを解消し、スイッチングノイズが電気配線リードに及ぼす影響を安定化させ、伝導ノイズ低減性能のバラツキや悪化を抑制することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は一般家庭やレストランおよびオフィスなどで使用される加熱調理器に関するものである。

従来、抵抗負荷（ヒータ）の両端に接続されたリレーの開閉により、抵抗負荷の加熱出力を可変させるとともに、一方のリレーが溶着故障をした場合には、他方のリレーを開くことにより、抵抗負荷への意図しない通電を防止する電気加熱器の抵抗負荷駆動装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特許第２７３８１４６号公報

しかしながら、前記従来の構成では、誘導加熱方式または誘電加熱方式の加熱部を設けている場合、この加熱部にて加熱している時は、スイッチング手段のスイッチングノイズなどが、伝導ノイズとして電気配線リードなどを伝搬して交流電源に影響を与え易い。このため、機器の開発初期段階より電気配線リードの引き回しや、ノイズフィルタ回路の搭載やそのフィルタ構成の検討を行うことで、交流電源への影響を低減することが一般的である。しかし、現実は、量産間際での機器の仕様変更や、組立性・サービス性改善などのための配線仕様変更が有り、それまで検討していた伝導ノイズ低減効果が低下して、所望の性能が得られなくなることが発生する。こうした場合、伝導ノイズ低減対策に時間がかかったり、その対策がフィルタ構成の大きな変更や、配線仕様の再見直しなどで機器の製造コストが増加したり、量産日程に狂いが生じたりするという課題がある。

また、抵抗負荷の非加熱時にはその両端のリレーが開状態であるため、抵抗負荷自体や、リレーと抵抗負荷を接続する電気配線リードの金属部品が不安定な電位となり、交流電源に与える伝導ノイズの影響のバラツキが大きくなり、伝導ノイズ低減性能が、抵抗負荷の組み付けバラツキや電気配線リードの長さや引き回しの些細な違いで変化してしまう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、誘導加熱方式または誘電加熱方式の加熱部のスイッチングノイズが電気配線リードに及ぼす影響を安定化させ、伝導ノイズ低減性能のバラツキや悪化を抑制した加熱調理器を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の加熱調理器は、交流電源と、抵抗負荷の両端にそれぞれ接続した第１および第２のリレーの直列体と、前記直列体と前記交流電源との並列体に並列接続された、スイッチング手段と負荷コイルを含む誘導加熱方式または誘電加熱方式の加熱部と、前記第１および第２のリレーと加熱部を駆動する駆動回路とを有し、前記抵抗負荷への通電時は、前記第１のリレーを駆動して導通状態とするとともに前記第２のリレーの導通・非導通により抵抗負荷の加熱出力を可変させ、前記加熱部の駆動時にも、前記第１のリレーを駆動して導通状態にするように構成したものである。

これによって、交流電源の電位に対する抵抗負荷と電気配線リードの電位の不確定さを、誘導加熱方式または誘電加熱方式の加熱部が動作を行っている際にも固定することで解消し、スイッチングノイズが電気配線リードに及ぼす影響を安定化させ、伝導ノイズ低減性能のバラツキや悪化を抑制することができる。

本発明の加熱調理器は、誘導加熱方式または誘電加熱方式の加熱部のスイッチングノイズが電気配線リードに及ぼす影響を安定化させ、伝導ノイズ低減性能のバラツキや悪化を抑制することができる。

第１の発明は、交流電源と、抵抗負荷の両端にそれぞれ接続した第１および第２のリレーの直列体と、前記直列体と前記交流電源との並列体に並列接続された、スイッチング手段と負荷コイルを含む誘導加熱方式または誘電加熱方式の加熱部と、前記第１および第２のリレーと加熱部を駆動する駆動回路とを有し、前記抵抗負荷への通電時は、前記第１のリレーを駆動して導通状態とするとともに前記第２のリレーの導通・非導通により抵抗負荷の加熱出力を可変させ、前記加熱部の駆動時にも、前記第１のリレーを駆動して導通状態にするように構成した加熱調理器とすることにより、交流電源の電位に対する抵抗負荷と電気配線リードの電位の不確定さを、誘導加熱方式または誘電加熱方式の加熱部が動作を行っている際にも固定することで解消し、スイッチングノイズが電気配線リードに及ぼす影響を安定化させ、伝導ノイズ低減性能のバラツキや悪化を抑制することができる。

第２の発明は、特に、第１の発明において、第２のリレーの接点溶着を検知する溶着検知手段を有し、第２のリレーの接点溶着検知時には、抵抗負荷の加熱を停止し、第１のリレーを非導通状態にするように構成したことにより、第２のリレーの接点溶着による意図しない抵抗負荷への連続通電状態を回避することができる。

第３の発明は、特に、第２の発明において、第２のリレーの接点溶着検知時にその旨を報知する報知手段を有したことにより、第２のリレーの接点が溶着しているために、抵抗負荷による加熱動作が停止されていることを使用者が認識できるので、製造者に連絡して修理するなど使用者に適切な対処を促すことができる。

第４の発明は、特に、第１または第２の発明において、駆動回路が駆動信号を出力しているにもかかわらず第１のリレーが非導通の場合これを検知する接点異常検知手段を有し、第１のリレーの非導通を検知時には、加熱部の加熱出力を低下または停止するように構成したことにより、第１のリレーの接点が非導通状態で加熱部を最高加熱出力で動作させない、あるいは停止させることができるので、加熱部が動作することにより発生する交流電源に及ぼす伝導ノイズの影響が規定のレベルを超えることを防止できる。

第５の発明は、特に、第４の発明において、第１のリレーの非導通検知時にその旨を報知する報知手段を有したことにより、第１のリレーの接点が導通するべき状態で有るにもかかわらず導通していないために、加熱部による加熱出力が制限あるいは加熱動作が停止されていることを使用者が認識できるので、製造者に連絡して修理するなど使用者に適切な対処を促すことができる。

第６の発明は、特に、第１、第２、第４のいずれか１つの発明において、第２のリレーの開閉回数をカウントし且つ記憶するカウント・記憶手段を有し、カウント・記憶手段に記憶している開閉回数が所定の回数に達すると、抵抗負荷の加熱を停止し、第１および第２のリレーを非導通状態にするように構成したことにより、第２のリレーの開閉回数をカウントして、第２のリレーの接点耐久性限界となり溶着すると予測される回数未満に予め設定した所定の回数と比較して、これに達したら第１および第２のリレーを非導通状態にすることができ、意図しない抵抗負荷の連続通電による過熱を防止することができる。

第７の発明は、特に、第６の発明において、溶着検知手段、接点異常検知手段およびカウント・記憶手段との対応報知のうち、少なくともカウント・記憶手段に記憶している開閉回数が所定の回数に達するとその旨を報知する報知手段を有したことにより、第２のリレーの開閉回数が所定の値に達し、第１および第２のリレーを非導通状態にして抵抗負荷への通電が停止されていることを使用者が認識できるので、製造者に連絡して修理するなど使用者に適切な対処を促すことができる。なお、加えて溶着検知手段、接点異常検知手段の対応報知を一つの報知手段で一括して行うこともできるものである。

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）
図は、本発明の実施の形態における加熱調理器の回路ブロック図を示すものである。

図に示すように、加熱調理器は、交流電源１と、抵抗負荷（ヒータ）２の両端にそれぞれ接続した第１および第２のリレー３、４の直列体と、前記直列体と前記交流電源１との並列体に並列接続された、スイッチング手段５ａと負荷コイル５ｂを含む誘導加熱方式または誘電加熱方式の加熱部５と、スイッチなどからなる操作手段１１から得た信号を基に、前記第１および第２のリレー３、４と加熱部５を駆動する駆動回路６とを有する。

また、溶着検知手段７は第２のリレー４の導通・非導通状態をモニタリングし、接点異常検知手段８は第１のリレー３の導通・非導通状態をモニタリングするものである。報知手段９はブザー、スピーカあるいはＬＣＤやＬＥＤからなり、所望の情報を音声や文字・図形として出力する。また、カウント・記憶手段１０は第２のリレー４の１開閉を１回として随時カウントするとともに、それを累積して予め定めた回数に到達すれば、それを駆動回路６に伝達する。

以上のように構成された加熱調理器について、その動作、作用を説明する。

使用者が操作手段１１のスイッチ（図示せず）の押下操作により、抵抗負荷２または加熱部５の動作開始の信号を駆動回路６に送る。それを受けた駆動回路６は、抵抗負荷２に通電する際には、まず第１のリレー３を駆動して第１のリレー３の接点を閉じて導通状態にする。この後、本実施の形態では約２秒後に、第２のリレー４を駆動して第２のリレー４の接点を閉じて導通状態にする。これにより、交流電源１と抵抗負荷２が導通状態となり抵抗負荷２の通電が開始される。この約２秒は第１のリレー３の接点が、バウンシングなどが完全に終了し、安定して接触する時間に余裕を加えた時間である。

この時、抵抗負荷２の加熱出力を可変させる場合は第２のリレー４の接点を所望のデューティ比で導通・非導通を繰り返すことで実現している。すなわち、抵抗負荷２への電力制御は第２のリレー４でのみ実行され、第１のリレー３は電力制御には関与しない。これは、第１のリレー３の接点には導通・非導通時のアークなどによる接点劣化を伴うストレスを印加させず、これらのストレスは全て第２のリレー４の接点に印加されるようにするためである。これにより、第２のリレー４の接点は抵抗負荷２の最大通電電流レベルより大きく、開閉時のストレスに耐えうる電流容量とするため接点および場合によりリレー外形自体の大型化、高コスト化を伴うが、第１のリレー３の接点電流容量は、抵抗負荷２の最大通電電流レベルにすることができ、第１のリレー３と第２のリレー４の両方が大型若しくは高コストとなることを防止している。

加熱部５を加熱動作する際（誘導加熱方式の場合）には、駆動回路６は、まず抵抗負荷２の時と同様に、第１のリレー３を駆動して第１のリレー３の接点を閉じて導通状態にする。この後、本実施の形態では約２秒後に、スイッチング手段５ａをオンオフ駆動して負荷コイル５ｂに高周波電流を供給することで、加熱対象となる金属製の負荷鍋（図示せず）に高周波交番磁界を印加し、負荷鍋の底に渦電流を発生させそのジュール熱で負荷鍋を誘導加熱する。

この時、第１のリレー３を駆動して第１のリレー３の接点を閉じて導通状態にするのは、第１のリレー３を閉じて第１のリレー３の接点側における抵抗負荷２との接続点を交流電源１の片側電位とするので、抵抗負荷２自身と、抵抗負荷２と第１のリレー３の接点を電気接続する電気配線リードの電位を確定して安定化でき、機器本体への抵抗負荷２の組み付け位置ばらつきや、電気配線リードの取り回し・長さのバラツキに起因する、加熱部５が動作してスイッチング手段５ａがオンオフしている時のスイッチングノイズによる交流電源１への伝導ノイズ低減性能の影響を抑制するためである。

一般的に第１のリレー３の接点を開いて非導通状態のままだと、抵抗負荷２自身と、抵抗負荷２と第１のリレー３の接点を電気接続する電気配線リードの電位は不確定かつ不安定となり、スイッチング手段５ａがオンオフすることに起因する交流電源１に与える伝導ノイズのレベルも、抵抗負荷２の組み付けバラツキや、抵抗負荷２と第１のリレー３の接点を電気接続する電気配線リードの長さや引き回しのバラツキにより変動するため、機器が放出する伝導ノイズを一定化させることが困難となり機器の量産性が著しく低下されるのである。

また、駆動回路６は溶着検知手段７より得た抵抗負荷２の第２のリレー４との接続側の電圧をモニタするなどして、出力した第２のリレー４への駆動信号論理との一致・不一致を判断し、溶着と判断された場合には、抵抗負荷２の加熱を停止し、第１のリレー３を非導通状態にして、第２のリレー４の接点溶着による意図しない抵抗負荷２への連続通電状態を回避するとともに、この状態である旨を報知手段９にて使用者に報知して、製造者に連絡して修理するなど適切な対処を促すことができる。

同様に、駆動回路６は接点異常検知手段８より得た抵抗負荷２の第１のリレー３との接続側の電圧をモニタするなどして、出力した第１のリレー３への駆動信号論理との一致・不一致を判断し、導通信号を出力しているにもかかわらず、第１のリレー３の接点が導通していないと判断された場合には、第１のリレー３の接点が非導通状態で加熱部５を最高加熱出力で動作させない、あるいは停止させて、加熱部５が動作することにより発生する交流電源１に及ぼす伝導ノイズの影響が、第１のリレー３が導通状態時よりも大きくなり、規定のレベルを超える恐れを防止するとともに、この状態である旨を報知手段９にて使用者に報知して、製造者に連絡して修理するなど適切な対処を促すことができる。

さらに、カウント・記憶手段１０が記憶している第２のリレーの開閉回数が第２のリレー４開閉時にアークなどのストレスを受け、耐久性の限界となり溶着すると予測される回数未満（本実施の形態では５０万回）に達したら、抵抗負荷２の加熱を停止し、第１および第２のリレー３、４を非導通状態にして第２のリレー４の接点溶着を防止するとともに、この状態である旨を報知手段９にて使用者に報知して、製造者に連絡して修理するなど適切な対処を促すことができる。これは、製造者が想定した抵抗負荷２の使用頻度や使用環境よりも過酷な状態で使用された場合の、第２のリレー４の接点溶着を未然に防ぐ意味で有用となる。

なお、報知手段９としては、溶着検知手段７、接点異常検知手段８およびカウント・記憶手段１０との個別に対応したものでもよい。しかし、本実施の形態では、一つの報知手段でこれらを一括して報知する例を示している。なお、報知は一部の手段のみを報知するようにしてもよいし、全部の手段の報知を行ってもよく、必要に応じて適宜選択することができる。

以上のように、本実施の形態によれば、抵抗負荷２の両端にそれぞれ接続された第１および第２のリレー３、４のうち、第１のリレー３を通常使用時には閉じて、抵抗負荷２を交流電源１の一端に接続し、抵抗負荷２の電位を固定化することで、抵抗負荷２の両端の第１および第２のリレー３、４が開状態で、抵抗負荷２や第１および第２のリレー３、４と抵抗負荷２を電気接続する電気配線リードなどの金属部品の電位が不確定であることを解消し、この時の、加熱部５から発するスイッチングノイズが、電気配線に及ぼす影響を安定化させ、伝導ノイズ低減性能のバラツキや悪化を低減する。

また、抵抗負荷２を導通制御する第２のリレー４の接点が溶着した際、あるいは溶着の恐れのある回数迄開閉した際には、第１のリレー３を確実に開状態にすることで、抵抗負荷２の意図しない連続通電状態となることを回避することができる。

なお、本実施の形態では、抵抗負荷と誘導加熱部との組み合わせとして示しているが、抵抗負荷と誘電加熱部との組み合わせであっても同様の効果を得られることは言うまでもないことである。

以上のように、本発明にかかる加熱調理器は、誘導加熱方式または誘電加熱方式の加熱部のスイッチングノイズが電気配線リードに及ぼす影響を安定化させ、伝導ノイズ低減性能のバラツキや悪化を抑制することができるので、ロースタ用のシーズヒータや、ラジェントヒータを備えたＩＨクッキングヒータ、オーブン用のシーズヒータなどを備えたオーブン電子レンジなどの複合電気調理器などに適用できる。

本発明の実施の形態における加熱調理器の回路ブロック図

符号の説明

１ 交流電源
２ 抵抗負荷
３ 第１のリレー
４ 第２のリレー
５ 加熱部
５ａ スイッチング手段
５ｂ 負荷コイル
６ 駆動回路
７ 溶着検知手段
８ 接点異常検知手段
９ 報知手段
１０ カウント・記憶手段

Claims (7)

1. 交流電源と、抵抗負荷の両端にそれぞれ接続した第１および第２のリレーの直列体と、前記直列体と前記交流電源との並列体に並列接続された、スイッチング手段と負荷コイルを含む誘導加熱方式または誘電加熱方式の加熱部と、前記第１および第２のリレーと加熱部を駆動する駆動回路とを有し、前記抵抗負荷への通電時は、前記第１のリレーを駆動して導通状態とするとともに前記第２のリレーの導通・非導通により抵抗負荷の加熱出力を可変させ、前記加熱部の駆動時にも、前記第１のリレーを駆動して導通状態にするように構成した加熱調理器。
2. 第２のリレーの接点溶着を検知する溶着検知手段を有し、第２のリレーの接点溶着検知時には、抵抗負荷の加熱を停止し、第１のリレーを非導通状態にするように構成した請求項１に記載の加熱調理器。
3. 第２のリレーの接点溶着検知時にその旨を報知する報知手段を有した請求項２に記載の加熱調理器。
4. 駆動回路が駆動信号を出力しているにもかかわらず第１のリレーが非導通の場合これを検知する接点異常検知手段を有し、第１のリレーの非導通を検知時には、加熱部の加熱出力を低下または停止するように構成した請求項１または２に記載の加熱調理器。
5. 第１のリレーの非導通検知時にその旨を報知する報知手段を有した請求項４に記載の加熱調理器。
6. 第２のリレーの開閉回数をカウントし且つ記憶するカウント・記憶手段を有し、カウント・記憶手段に記憶している開閉回数が所定の回数に達すると、抵抗負荷の加熱を停止し、第１および第２のリレーを非導通状態にするように構成した請求項１、２、４のいずれか１項に記載の加熱調理器。
7. 溶着検知手段、接点異常検知手段およびカウント・記憶手段との対応報知のうち、少なくともカウント・記憶手段に記憶している開閉回数が所定の回数に達するとその旨を報知する報知手段を有した請求項６に記載の加熱調理器。