JP2010009767A - 加熱調理器および加熱調理器への電源供給方法 - Google Patents

加熱調理器および加熱調理器への電源供給方法 Download PDF

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Abstract

【課題】軽いタッチの電源スイッチを備えた構成で各部へ供給する電源系統の制御を制御回路によって行う場合であっても、回路構成が複雑化することなくフェイルセーフ対策を行うことができる加熱調理器を提供する。
【解決手段】電源オンスイッチ9および電源オフスイッチ10をモーメンタリタイプのスイッチで構成する。電源オンスイッチ9の操作状態を検出するオン操作検出部35と、電源オフスイッチ10の操作状態を検出するオフ操作検出部36とを設ける。制御マイコン33から出力されるインバータ駆動信号を発振許可回路49を介してインバータ回路30、31に与える。発振許可回路49は、電源オフスイッチ10の操作状態に応じてインバータ駆動信号の伝達を許可または禁止する。
【選択図】図1

Description

本発明は、調理器本体への電源供給を開始および停止するための電源操作部を備えた加熱調理器およびこの加熱調理器への電源供給方法に関する。
誘導加熱や電気ヒータを用いて鍋などの被加熱物を加熱し調理する加熱調理器は、火を使わず安全で温度制御機能があるなどの利点があり、システムキッチンに組み込まれるIHクッキングヒータとして急速に普及しつつある。このような加熱調理器においては、調理器本体に商用電源を供給するための電源スイッチが設けられており、この電源スイッチは機械式のものが使用されることが多かった。
しかし、機械式の電源スイッチは、通常操作に一定以上の力が必要であるから操作性が良くない。このため、例えばマイクロスイッチのようにモーメンタリ動作する軽いタッチで操作可能なスイッチを用いることが考えられている(例えば、特許文献1参照)。また、特許文献1記載の加熱調理器は、電源オフスイッチが操作された場合には、制御部(マイコン)の制御状態にかかわらず加熱コイルや電気ヒータなどの加熱手段による加熱動作を強制的に停止することを可能としている。つまり、制御部のマイコンなどの電子部品が故障または暴走した場合のフェールセーフ対策についても考慮されている。
特開2007−200657号公報
しかしながら、特許文献1記載の加熱調理器は、商用電源が印加される保持回路を形成し、その保持回路の保持状態に応じて電源オフスイッチの操作状態を検出する構成となっている。そして、この保持回路を形成するために商用電源を直接通断電できる複数のリレーを使用している。このため、上記加熱調理器は、回路構成が複雑化し、コストが高くなるという問題を有しており、この点において改善の余地があった。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、軽いタッチの電源スイッチを備えた構成で各部へ供給する電源系統の制御を制御部によって行う場合であっても、回路構成が複雑化することなくフェイルセーフ対策を行うことができる加熱調理器およびこの加熱調理器への電源供給方法を提供することにある。
本発明の加熱調理器は、調理器本体と、加熱を行う加熱手段と、前記加熱手段による加熱を制御する制御部と、商用電源から動作用電源を生成し前記制御部へ供給する電源部と、前記調理器本体への前記商用電源の供給を開始するために操作されるものであってその操作状態で前記商用電源から前記電源部に至る第1給電経路を形成する電源オンスイッチと、前記電源オンスイッチの操作状態を検出するオン操作検出部と、前記制御部により制御され前記第1給電経路と並列して設けられた前記商用電源から前記電源部に至る第2給電経路の通電状態を保持する自己保持手段と、前記調理器本体への前記商用電源の供給を停止するために操作されるものであってその操作状態で操作信号を出力可能な電源オフスイッチと、前記電源オフスイッチから前記操作信号が出力されると前記加熱手段による加熱を禁止する加熱禁止手段とを備えていることを特徴とする。
また、本発明の加熱調理器への電源供給方法は、加熱を行う加熱手段と、前記加熱手段による加熱を制御する制御部と、商用電源から動作用電源を生成し前記制御部へ供給する電源部と、調理器本体への前記商用電源の供給を開始するために操作されるものであってその操作状態で前記商用電源から前記電源部に至る第1給電経路を形成する電源オンスイッチと、前記電源オンスイッチの操作状態を検出するオン操作検出部と、前記制御部により制御され前記第1給電経路と並列して設けられた前記商用電源から前記電源部に至る第2給電経路の通電状態を保持する自己保持手段と、前記調理器本体への前記商用電源の供給を停止するために操作されるものであってその操作状態で操作信号を出力可能な電源オフスイッチと、前記加熱手段による加熱を禁止または許可する加熱禁止手段とを備えた加熱調理器への電源供給方法であって、前記電源オンスイッチが操作されると、前記電源部は動作用電源を生成して前記制御部に供給し、前記制御部は前記動作用電源の供給を受けて動作を開始して前記自己保持手段を保持状態として調理器本体への前記商用電源の供給を開始し、前記電源オフスイッチが操作されると、前記加熱禁止手段は前記加熱手段による加熱を禁止し、前記制御部は前記自己保持手段の保持状態を解除して前記調理器本体への前記商用電源の供給を停止することを特徴とする。
本発明によれば、操作状態で所定の作用をする軽いタッチのスイッチにより電源オンスイッチおよび電源オフスイッチを構成したので、電源スイッチの操作性が向上する。そして、制御部が故障したり暴走した場合でも、電源オフスイッチを操作すれば加熱を強制的に停止させることができる。つまり、回路構成を複雑化することなく、フェールセーフ対策を行うことができる。
以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。
図4は、キッチンに組み込んだ状態の加熱調理器の外観を示す斜視図である。加熱調理器1は、キッチン台2の開口部2aに収納された矩形箱状の本体3と、本体3の上面を覆うように装着されキッチン台2上に露出した状態で配置される耐熱ガラス製のトッププレート4とから構成されている。
本体3内には2つの誘導加熱コイル(図1に符号5、6を付して示す)および電気ヒータ(図1に符号7を付して示す)などからなる複数の加熱手段が配置されているとともに、その前面右側には調理のための操作やその操作に応じた各種の表示がなされる操作パネル部8(操作部に相当)が設けられている。また、操作パネル部8の右側上方に位置する部位に、モーメンタリタイプのスイッチで構成された電源オンスイッチ9および電源オフスイッチ10が設けられている。使用者は、これらのスイッチ9および10を操作することで加熱調理器1への電源供給の開始および停止を行うようになっている。
トッププレート4の上面には、鍋などの被加熱調理器具(図示せず)を加熱するために載置する位置を示す円形状の載置枠11、12、13が耐熱性のインクで印刷するなどの方法により表示されている。そのうち、前方左右2箇所の載置枠11、12内は、誘導加熱コイル5、6により被加熱調理器具を誘導加熱するための左IH加熱口14、右IH加熱口15となっている。一方、後方中央に位置する載置枠13内は、電気ヒータ7により被加熱調理器具を伝熱加熱するための中央ヒータ加熱口16となっている。使用者は前述した操作パネル部8を操作することで、各加熱口14〜16の加熱開始、加熱停止および火力(入力電力)を設定するようになっている。
左IH加熱口14、右IH加熱口15の前方には、これら加熱口14、15の火力を表示する火力表示部17、18がそれぞれ設けられている。火力表示部17、18は、本体3内に設けられた多数のLEDと、これらLEDから照射される光を透過するトッププレート4の透過部とを含んで構成されている。左IH加熱口14と右IH加熱口15との間には、加熱口が高温であることを使用者へ報知する高温注意表示部19が設けられている。高温注意表示部19は、本体3内に設けられたLEDと、このLEDから照射される光を透過するトッププレート4の透過部とを含んで構成されている。また、トッププレート4後方の左右には、誘導加熱コイル5、6や電気ヒータ7などの電気部品を冷却する空気を吸排気するための吸気口20および排気口21が形成されている。
図1は、加熱調理器の電気的構成を概略的に示すブロック図である。加熱調理器1は、左IH加熱口14および右IH加熱口15の下方に配置された誘導加熱コイル5および6に高周波電流を供給して誘導加熱を行うための左インバータ回路30および右インバータ回路31、中央ヒータ加熱口16の下方に配置された電気ヒータ7(ヒータに相当)、インバータ回路30、31(誘導加熱用インバータに相当)の制御や電気ヒータ7への通電制御などを行う制御回路32などを有している。また、この制御回路32は、制御マイコン33(制御部に相当)、制御マイコン33へ動作用電源を供給する電源回路34(電源部に相当)、電源オンスイッチ9の操作状態を検出するオン操作検出部35および電源オフスイッチ10の操作状態を検出するオフ操作検出部36を備えている。
一対の電源母線37、38は、加熱調理器1に交流電力を供給する商用電源39にノイズ除去用のノイズフィルタ40を介して接続されている。電源オンスイッチ9は、共通端子COM、常開端子NOおよび常閉端子NCを有する双投形(3点接点式)のマイクロスイッチである。電源オンスイッチ9は、使用者により押圧操作されている間には共通端子COMと常開端子NOとの間が導通し、押圧操作がなされていない間には共通端子COMと常閉端子NCとの間が導通する。電源オンスイッチ9の常開端子NOは、電源母線37に接続されている。
電源オフスイッチ10は、モーメンタリタイプのタクトスイッチであり、押圧操作されている間だけ閉状態になるように構成されている。電源オフスイッチ10の一方の端子はグランド(制御回路32側のグランド)に接続されており、他方の端子はオフ操作検出部36に接続されている。
電源オンスイッチ9の共通端子COMは電源母線41に接続されており、常閉端子NCは電源母線42に接続されている。電源母線42と電源母線38との間には、オン操作検出部35が接続されている。電源母線37と電源母線41との間には、DCリレー43が接続されている。従って、DCリレー43の接点が閉じている状態且つ電源オンスイッチ9が操作されていない状態において、オン操作検出部35へ交流電圧が印加される。
本実施形態では、商用電源39から電源母線37、電源オンスイッチ9、電源母線41を介して電源回路34に至る経路が第1給電経路に相当し、商用電源39から電源母線37、DCリレー43、電源母線41を介して電源回路34に至る経路が第2給電経路に相当する。また、DCリレー43が第2給電経路の通電状態を保持する自己保持手段に相当する。
電源母線41と電源母線38との間には、冷却ファン44(被制御部に相当)およびフォトカプラ45の直列回路と、電源回路34とが互いに並列に接続されている。従って、電源オンスイッチ9が操作されている状態、または、DCリレー43の接点が閉じている状態において、冷却ファン44およびフォトカプラ45の直列回路と電源回路34とに交流電圧が印加され、制御マイコン33が動作するようになっている。また、冷却ファン44は、この状態において、制御マイコン33から出力されるファン駆動信号によってフォトカプラ45がオンされると動作を開始するようになっている。DCリレー43の接点の開閉は、制御マイコン33からのリレー駆動信号によって制御され、リレー駆動回路46を介して行われる。
右インバータ回路31には電源母線37、38が接続されている。このうち、一方の電源母線37にはDCリレー47が接続されており、DCリレー47は、制御マイコン33からの駆動信号によって制御され、リレー駆動回路48を介して駆動される。すなわち、制御マイコン33は、DCリレー47の開閉を制御することで、右インバータ回路31への電源供給を制御するようになっている。
右インバータ回路31の発振動作は、制御マイコン33から発振許可回路49を介して入力されるインバータ駆動信号によって制御されている。この発振許可回路49には、オフ操作検出部36から出力される電源オフスイッチ10の操作状態に応じて変化するオフ操作信号Saが与えられている。発振許可回路49は、オフ操作信号Saが「許可」に対応するアクティブレベルになることで、インバータ駆動信号を右インバータ回路31に対して出力可能にする。
なお、DCリレー50とリレー駆動回路51とを有して構成される左インバータ回路30も、右インバータ回路31と同様の構成となっている。発振許可回路49は、インバータ駆動信号をインバータ回路30、31へ伝達するか否かを制御することで、インバータ回路30、31の発振動作を許可または禁止するものであり、本発明でいう加熱禁止手段に相当する。また、これらのインバータ回路30、31は、いずれも上アームスイッチング素子および下アームスイッチング素子(いずれも図示せず)からなるハーフブリッジインバータとして構成されている。
電気ヒータ7の一端は、DCリレー52を介して電源母線37に接続されている。電気ヒータ7の他端はDCリレー53(ヒータ通電用リレーに相当)を介して電源母線38に接続されている。DCリレー52は、制御マイコン33からの駆動信号によって制御され、リレー駆動回路54を介して駆動される。すなわち、制御マイコン33は、DCリレー52の開閉を制御することで、電気ヒータ7への電源供給を制御するようになっている。
DCリレー53の開閉は、制御マイコン33からヒータ加熱許可回路55およびリレー駆動回路56を介して入力されるヒータ駆動信号によって制御される。このヒータ加熱許可回路55には、オフ操作検出部36から出力されるオフ操作信号Saが与えられている。ヒータ加熱許可回路55は、オフ操作信号Saが「許可」に対応するアクティブレベルになることで、ヒータ駆動信号をリレー駆動回路56に対して出力可能にする。制御マイコン33は、DCリレー53の開閉を制御することで、電気ヒータ7への通電量を制御するようになっている。ヒータ加熱許可回路55は、ヒータ駆動信号をリレー駆動回路56へ伝達するか否かを制御することで、電気ヒータ7による加熱を許可または禁止するものであり、本発明でいう加熱禁止手段に相当する。
制御マイコン33には、操作パネル部8から加熱開始、加熱停止、火力設定などの加熱調理に関する指示(設定)を示す信号が入力されるとともに、左IH加熱口14、右IH加熱口15、中央ヒータ加熱口16にそれぞれ設けられた温度センサ57、58、59からの温度検出信号が入力されている。
制御マイコン33は、誘導加熱、ヒータ加熱などの加熱動作の開始が可能であることを示す電源表示部97に対して、その点灯を制御する電源表示駆動信号を出力する。電源表示部97は、例えばランプ、LEDなどから構成される。加熱調理を行う際には、制御マイコン33から火力表示部17、18に対して使用中の加熱口の入力電力に応じた火力を表示するためのLED駆動信号が出力される。加熱口14〜16のいずれかが高温である場合、制御マイコン33から高温注意表示部19に対して高温注意表示を行うためのLED駆動信号が出力される。
続いて、加熱調理器1の誘導加熱動作に関連する構成について説明する。図2は、上記構成を詳細に示す図である。オン操作検出部35は、双方向入力型のフォトカプラ60を主体として構成されており、フォトカプラ60の一方の入力端子は、電流制限用の抵抗61を介して電源母線37に接続され、他方の入力端子は電源母線38に接続されている。フォトカプラ60の出力側トランジスタのエミッタは制御回路32側の基準電位(接地電位)となるグランド線62に接続され、コレクタは抵抗63および抵抗64を介して電源線65に接続されている。電源線65には、電源回路34により生成される動作用電源Vccが印加されている。本実施形態では、動作用電源Vccの電圧は、例えば+5Vとしている。
抵抗63、64の相互接続ノードN1とグランド線62との間には、コンデンサ66が接続されている。相互接続ノードN1は、電源オンスイッチ9の操作状態を示すオン操作信号Sbの出力端子として制御マイコン33のSWON端子に接続されている。制御マイコン33は、オン操作信号Sbのレベルに基づいて電源オンスイッチ9の操作状態を検出する。抵抗64の抵抗値は、抵抗63の抵抗値と比べて非常に高く設定されている。このような構成により、フォトカプラ60の入力端子間に交流電圧が印加された状態(電源オンスイッチ9=非操作状態)では、フォトカプラ60がオンするため、オン操作信号SbはLレベルとなる。一方、フォトカプラ60の入力端子間に交流電圧が印加されない状態(電源オンスイッチ9=操作状態)では、フォトカプラ60がオフするため、オン操作信号SbはHレベルとなる。
コンデンサ66は、上記交流電圧がゼロクロス付近の場合でも、オン操作信号SbをLレベルに維持するために設けられている。すなわち、フォトカプラ60がオン状態からオフ状態に変化した際に、コンデンサ66に対する充電が行われる構成となっており、オン操作信号Sbは、その充電時間に応じた所定時間だけLレベルに維持される。本実施形態では、交流電圧がゼロクロスの付近の状態において、オン操作信号SbがHレベルに変化しないように、コンデンサ66の静電容量および抵抗64の抵抗値を設定している。
オフ操作検出部36は、抵抗入りのトランジスタ67、抵抗68〜70およびコンデンサ71を備えている。電源オフスイッチ10の一方の端子はグランド線62に接続され、他方の端子は、抵抗68を介して電源線65に接続されている。すなわち、電源オフスイッチ10は、動作用電源Vccが印加される通電経路(検出用通電経路に相当)に介在するように設けられている。また、電源オフスイッチ10の他方の端子は、トランジスタ67のベースに接続されている。
トランジスタ67のエミッタはグランド線62に接続され、コレクタは抵抗69および抵抗70を介して電源線65に接続されている。抵抗69、70の相互接続ノードN2とグランド線62との間には、コンデンサ71が接続されている。相互接続ノードN2は、電源オフスイッチ10の操作状態を示すオフ操作信号Saの出力端子として、制御マイコン33のSWOFF端子および発振許可回路49に接続されている。制御マイコン33は、オフ操作信号Saのレベルに基づいて電源オフスイッチ10の操作状態を検出する。抵抗70の抵抗値は、抵抗69の抵抗値に比べて非常に高く設定されている。
このような構成により、電源オフスイッチ10が操作されている状態では、トランジスタ67がオフするため、制御マイコン33および発振許可回路49に出力されるオフ操作信号SaはHレベルになる。一方、電源オフスイッチ10が操作されていない状態では、トランジスタ67がオンするため、制御マイコン33および発振許可回路49に出力されるオフ操作信号SaはLレベルになる。
コンデンサ71(ノイズフィルタ部に相当)は、オフ操作検出部36に進入する外来ノイズなどによる操作状態の誤検出を防止するために設けられている。すなわち、トランジスタ67がオン状態からオフ状態に変化した際に、コンデンサ71に対する充電が行われる構成となっており、発振許可回路49に出力されるオフ操作信号Saは、その充電時間に応じた所定時間だけLレベルに維持される。本実施形態では、電源オフスイッチ10の操作に関係しないノイズによって、オフ操作信号SaがHレベルに変化しないように、コンデンサ71の静電容量および抵抗70の抵抗値を設定している。
制御マイコン33は、オン操作検出部35から出力されるオン操作信号SbがHレベルであり、且つオフ操作検出部36から出力されるオフ操作信号SaがHレベルである場合には、オフ操作信号Saの認識を優先する。つまり、例えば、電源オンスイッチ9と電源オフスイッチ10とが同時に押圧操作された場合、制御マイコン33は、電源オフスイッチ10が押圧操作されたことを優先して認識するように構成されている。
操作パネル部8は、右IH加熱開始スイッチ72、左IH加熱開始スイッチ73の操作に応じて、制御マイコン33および発振許可回路49に加熱開始を示す信号を出力するように構成されている。また、これらのIH加熱開始スイッチ72、73(誘導加熱開始スイッチに相当)は、電源オフスイッチ10と同様に、モーメンタリ動作可能な常開型のスイッチで構成されている。
IH加熱開始スイッチ72、73の一端はいずれも電源線65に接続されており、他端はそれぞれ抵抗74、75を介してグランド線62に接続されるとともに制御マイコン33のRSB端子、LSB端子に接続されている。従って、例えば、右IH加熱開始スイッチ72が押圧操作されると、RSB端子に入力される加熱開始信号がLレベルからHレベルに変化する。制御マイコン33は、このような信号レベルの変化により、右IH加熱開始スイッチ72が操作されたことを検出するようになっている。なお、制御マイコン33は、左IH加熱開始スイッチ73の操作についても、上記と同様にして検出する。
IH加熱開始スイッチ72、73の他端は、それぞれダイオード76、77を介して抵抗入りNPNトランジスタ78のベースにも接続されている。このトランジスタ78のエミッタはグランドに接続され、コレクタは発振許可回路49に接続されている。従って、IH加熱開始スイッチ72、73のいずれかが押圧操作されるとトランジスタ78がオンすることで、発振許可回路49へ接続されたコレクタはLレベルとなる。なお、以下の各トランジスタは、このトランジスタ78と同様「抵抗入り」タイプである。
制御マイコン33により波形生成され、右インバータ回路31を駆動するためのインバータ駆動信号RU、RDは、制御マイコン33のRU端子、RD端子から出力され、それぞれ電流制限用の抵抗79、80を介して右インバータ回路31のNPNトランジスタ81、82のベースに与えられている。これらのトランジスタ81、82は、インバータ駆動信号RU、RDによって制御され、上アームスイッチング素子と下アームスイッチング素子とをフォトカプラからなる駆動回路(いずれも図示せず)を介して交互にオンオフ駆動させることで誘導加熱コイル6へ供給する高周波電流を発生させる。
また、左インバータ回路30を駆動するためのインバータ駆動信号LU、LDも、上記したインバータ駆動信号RU、RDの場合と同様に、制御マイコン33のLU端子、LD端子からそれぞれ電流制限用の抵抗83、84を介して左インバータ回路30のNPNトランジスタ85、86のベースに与えられている。
制御マイコン33は、RSB端子またはLSB端子に入力される加熱開始信号に応じて、インバータ回路30、31の発振を許可または禁止するためのENB信号をENB端子から出力するようになっている。このENB端子は、抵抗87を介してNPNトランジスタ88のベースに接続されるとともに、NPNトランジスタ89を介してグランド線62に接続されている。トランジスタ89のベースには、前述したオフ操作検出部36からオフ操作信号Saが与えられる。
従って、オフ操作信号SaがLレベルであればトランジスタ89はオフ状態となり、トランジスタ88はENB信号によってオンオフ制御される。一方、オフ操作信号SaがHレベルであればトランジスタ89はオン状態となり、トランジスタ88はENB信号のレベルにかかわらずオフ状態となる。
また、トランジスタ88のエミッタはグランド線62に接続され、コレクタはサイリスタ90(発振状態維持手段に相当)および抵抗91を介して電源線65に接続されている。サイリスタ90のゲートは、抵抗92およびPNPトランジスタ93を介して電源線65に接続されている。トランジスタ93のベースには、前述した操作パネル部8のトランジスタ78のコレクタが接続されており、IH加熱開始スイッチ72、73のいずれかが押圧操作されてトランジスタ78がオンすると、トランジスタ93もオン状態となりサイリスタ90のゲートにトリガ信号が与えられるようになっている。
各インバータ回路30、31内のトランジスタ81、85のベースは、それぞれダイオード94、95およびNPNトランジスタ96を介してグランド線62に接続されている。トランジスタ96のベースは、サイリスタ90のアノードに接続されている。従って、トランジスタ96のオンオフは、サイリスタ90およびトランジスタ88の導通状態により制御されるようになっている。
上記した構成により、トランジスタ89がオフされ且つENB信号のレベルがHレベルになると、トランジスタ88がオンされる。そして、トランジスタ88がオンされた状態でトランジスタ93がオンされ、サイリスタ90のゲートにトリガ信号が与えられるとサイリスタ90は導通状態となる。すると、トランジスタ96がオフし、インバータ駆動信号RUおよびLUがインバータ回路30、31へ伝達されるようになる。すなわち、発振許可回路49は、インバータ駆動信号RUおよびLUをインバータ回路30、31へ伝達するか否かを制御することで、インバータ回路30、31の発振動作を許可または禁止するようになっている。
続いて、加熱調理器1のヒータ加熱動作に関連する構成について説明する。図3は、上記構成を詳細に示す図である。なお、図2と同一の部分については同一符号を付して構成の説明を省略する。オフ操作検出部36より出力されるオフ操作信号Saは、ヒータ加熱許可回路55にも与えられている。
操作パネル部8には、電源オフスイッチ10と同様にモーメンタリ動作可能な常開型のスイッチで構成されたヒータ加熱開始スイッチ103が設けられている。操作パネル部8は、ヒータ加熱開始スイッチ103の操作に応じて、制御マイコン33のCSB端子およびヒータ加熱許可回路55に加熱開始を示す信号を出力する。また、当該信号を出力するための回路は、図2における抵抗74、ダイオード76およびNPNトランジスタ78に相当する抵抗104、ダイオード105およびNPNトランジスタ106により同様に構成されている。
従って、ヒータ加熱開始スイッチ103が押圧操作されると、制御マイコン33は、CSB端子に入力される信号レベルの変化により、ヒータ加熱開始スイッチ103が操作されたことを検出するようになっている。また、トランジスタ106がオンすることで、ヒータ加熱許可回路55に接続されるトランジスタ106のコレクタはLレベルとなる。
制御マイコン33により出力され、DCリレー53を駆動するためのヒータ駆動信号は、制御マイコン33のHEAT端子から出力され、電流制限用の抵抗107を介してリレー駆動回路56を構成するNPNトランジスタのベースに与えられている。このトランジスタのエミッタはグランド線62に接続され、コレクタは、DCリレー53のリレーコイル53bを介して電源線65に接続されている。また、DCリレー53のリレー接点53aの一端は電気ヒータ7およびDCリレー52を介して電源母線37に接続され、他端は電源母線38に接続されている。
制御マイコン33は、ヒータ駆動信号によってリレー駆動回路56のトランジスタをオンオフさせることで、DCリレー53の開閉を制御する。制御マイコン33のENB端子はヒータ加熱許可回路55に接続されており、CSB端子に入力される加熱開始信号に応じて電気ヒータ7への通電を許可または禁止するためのENB信号を出力する。
ヒータ加熱許可回路55は、発振許可回路49の抵抗87、91、92、NPNトランジスタ88、89、96、サイリスタ90、PNPトランジスタ93およびダイオード94に相当する抵抗108、109、110、NPNトランジスタ111、112、113、サイリスタ114、PNPトランジスタ115およびダイオード116により発振許可回路49と同様に構成されている。
リレー駆動回路56のトランジスタのベースは、図2におけるトランジスタ81のベースと同様に、ダイオード116およびNPNトランジスタ113を介してグランド線62に接続されており、トランジスタ113のオンオフは、サイリスタ114およびトランジスタ111の導通状態により制御されるようになっている。
上記した構成により、トランジスタ112がオフされ且つENB信号がHレベルになると、トランジスタ111がオンされる。そして、トランジスタ111がオンされた状態で、トランジスタ115がオンされサイリスタ114のゲートにトリガ信号が与えられると、サイリスタ114は導通状態となる。すると、トランジスタ113がオフし、ヒータ駆動信号がリレー駆動回路56へ伝達されるようになる。すなわち、ヒータ加熱許可回路55は、ヒータ駆動信号をリレー駆動回路56へ伝達するか否かを制御することで、電気ヒータ7による加熱を許可または禁止するようになっている。
次に、本実施形態の作用について説明する。
[1]誘導加熱動作
加熱調理器1への電源供給を開始するため、電源オンスイッチ9が押圧操作されると、電源オンスイッチ9の共通端子COMと常開端子NOとが接続され、電源回路34に交流電圧が印加される。これにより、制御マイコン33は、動作用電源Vcc(+5V)が供給されて起動する。すると、制御マイコン33は、直ちにリレー駆動回路46を介して自己保持用のDCリレー43を閉じる。これにより、以後は電源オンスイッチ9が押圧操作されなくても、制御マイコン33へ動作用電源Vccが供給され続け、制御マイコン33は、必要に応じて自ら動作用電源Vccを遮断できるようになる。また、このとき、制御マイコン33は電源表示部97を点灯させる。
上記のような電源が投入されただけの待機状態においては、オフ操作検出部36から発振許可回路49に出力されるオフ操作信号SaはLレベルでありトランジスタ89はオフしているが、制御マイコン33から出力されるENB信号がLレベルであるため、発振許可回路49のトランジスタ96はオンしている。従って、制御マイコン33が誤ってインバータ駆動信号RU、RDまたはLU、LDを送出した場合であっても、インバータ回路31、30は発振動作を行うことができない発振禁止状態となっている。また、制御マイコン33は、オフ操作信号SaがLレベルであるため、電源オフスイッチ10が操作されていない状態と判断する。
続いて、例えば右IH加熱口15を使用した加熱調理を開始するため、右IH加熱開始スイッチ72が押圧操作されると、制御マイコン33のRSB端子に入力される加熱開始を示す信号がHレベルに変化する。このとき、右IH加熱開始スイッチ72が押圧されている間はトランジスタ78がオンするので、トランジスタ93もオン状態となりサイリスタ90のゲート端子にトリガ信号が与えられる。また、制御マイコン33は、RSB端子に入力される信号レベルの変化により右IH加熱口15の加熱開始指令を検出すると、ENB信号をHレベルに変化させてトランジスタ88をオンさせる。このトランジスタ88をオンさせるまでの時間は、例えば使用者が右IH開始スイッチ72を押してから離すまでの時間に比べて十分短い。
すなわち、サイリスタ90のゲート端子にトリガ信号が与えられている間にトランジスタ88をオンさせることで、サイリスタ90が導通状態となる。そして、サイリスタ90は、導通状態になれば右IH加熱開始スイッチ72がオフしてもトランジスタ88がオンされている限りその状態を保持する。サイリスタ90が導通状態になるとトランジスタ96はオフする。これにより、右インバータ駆動信号RU、RDは、強制的にLレベルに落とされることがなくなり、右インバータ回路31は、発振動作を行うことができる発振許可状態となる。
上記の状態において、制御マイコン33は、リレー駆動回路48を介してDCリレー47を閉じて右インバータ回路31に交流電源を供給し、インバータ駆動信号RU、RDを送出する。そして、制御マイコン33は、誘導加熱コイル6への入力電力(火力)が使用者により設定された値になるようにインバータ駆動信号RU、RDをオンオフ制御する。また、このように誘導加熱が開始されると同時に、制御マイコン33は、フォトカプラ45をオンさせて冷却ファン44を駆動する。
続いて、加熱調理を終了させるため、右IH加熱停止スイッチ(図示せず)が操作されると、制御マイコン33は、右IH加熱停止スイッチが操作されたことを検出し、インバータ駆動信号RU、RDの送出を停止し、その後、ENB信号をLレベルに変化させてトランジスタ88をオフさせる。これにより、サイリスタ90は非導通状態となりトランジスタ96がオンして前述の待機状態に戻る。なお、加熱調理器1は、左IH加熱口14を使用して加熱調理を行う場合についても、上述した右IH加熱口15の場合と同様の動作を行う。
続いて、加熱調理終了後、加熱調理器1への電源供給を停止するため、電源オフスイッチ10が押圧操作されると、オフ操作信号SaがHレベルに変化する。制御マイコン33は、オフ操作信号Saのレベル変化により電源オフスイッチ10が操作されたと判断する。すると、制御マイコン33は、電源表示部97を消灯させるとともに、RSB端子およびLSB端子に入力される信号レベルの変化にかかわらずENB信号をLレベルに維持する状態(各IH加熱開始スイッチ72、73の操作を受け付けない状態)になる。制御マイコン33は、使用した右IH加熱口15の温度を温度センサ58により検出する。また、オフ操作信号SaがHレベルになるため、トランジスタ89がオンし、発振許可回路49は加熱禁止状態となる(仮に加熱が継続していた場合でも強制的に停止される)。
この検出温度が所定温度よりも高い場合、制御マイコン33は、DCリレー43のオン状態を継続させて高温注意表示部19にLED駆動信号を送出し、使用者に対して注意を促すとともに、フォトカプラ45のオン状態を継続させて冷却ファン44を駆動し続ける。そして、制御マイコン33は、検出温度が所定温度以下になったことを確認した後、DCリレー43を開放させる。これにより、制御マイコン33に対する動作用電源Vccの供給が停止され、加熱調理器1全体の電源が遮断される。なお、本実施形態において、上記所定温度は、使用者が加熱口に触れた場合に安全であるとされる温度としている。
ところで、上記動作において、検出温度が所定温度よりも高く冷却ファン44が継続して動作されている間に、電源オンスイッチ9が操作されたとしても、従来構成のものでは、その操作を検出できなかった。このため、例えば、使用者が一度電源オフスイッチ10を操作した後、加熱調理器1の温度が所定温度以下になる前に、再び加熱調理を実行しようとした場合でも、加熱調理を再開することができなかった。
これに対し、本実施形態では、DCリレー43がオンしている期間において、電源オンスイッチ9が操作されると、制御マイコン33は、オン操作検出部35から出力されるオン操作信号Sbのレベル変化により、その操作を検出することができる。そして、制御マイコン33は、電源オンスイッチ9の操作を検出すると、電源表示部97を再度点灯させるとともに、RSB端子およびLSB端子に入力される信号レベルの変化に応じてENB信号を変化させる状態(各IH加熱開始スイッチ72、73の操作を受け付ける状態)になる。つまり、制御マイコン33は前述した待機状態に戻るので、電源オフスイッチ10の操作後に加熱調理器1の温度が所定温度以下になる前であっても加熱調理を再開することができる。
また、加熱調理終了後、例えば使用者が電源オフスイッチ10を操作し忘れた場合などであっても、加熱調理器1は以下のように電源供給の停止動作を実行する。すなわち、加熱調理終了後、制御マイコン33は、前述した電源オフスイッチ10が操作された場合と同様にして、使用した加熱口の温度が十分低くなったことを確認する。その後、操作パネル部8における加熱開始などの操作、または電源オンスイッチ9の操作が所定時間(例えば1時間)行われなかった場合、制御マイコン33は、電源表示部97を消灯するとともにDCリレー43を開放し、加熱調理器1全体の電源供給を遮断する。
[2]ヒータ加熱動作
加熱調理器1への電源供給を開始するため、電源オンスイッチ9が押圧操作されると、誘導加熱動作の場合と同様にして待機状態となる。この待機状態においては、誘導加熱動作の場合と同様にヒータ加熱許可回路55のトランジスタ113がオンしているので、制御マイコン33が誤ってヒータ駆動信号を送出した場合であっても、電気ヒータ7による加熱を行うことができない通電禁止状態となっている。
続いて、中央ヒータ加熱口16を使用して加熱調理を行うために、ヒータ加熱開始スイッチ103が押圧操作されると、制御マイコン33のCSB端子に入力される信号がHレベルに変化する。このとき、ヒータ加熱開始スイッチ103が押圧されている間はトランジスタ106がオンするので、トランジスタ115もオン状態となりサイリスタ114のゲート端子にトリガ信号が与えられる。また、制御マイコン33は、CSB端子に入力される信号レベルの変化により中央ヒータ加熱口16の加熱開始指令を検出すると、ENB信号をHレベルに変化させてトランジスタ111をオンさせる。このトランジスタ111をオンさせるまでの時間は、例えば使用者がヒータ加熱開始スイッチ103を押してから離すまでの時間に比べて十分短い。
すなわち、サイリスタ114のゲート端子にトリガ信号が与えられている間にトランジスタ111をオンさせることで、サイリスタ114が導通状態となる。そして、サイリスタ114は、導通状態になればヒータ加熱開始スイッチ103がオフしてもトランジスタ111がオンされている限りその状態を保持する。このように、サイリスタ114が導通状態になるとトランジスタ113をオフさせるので、ヒータ駆動信号は、強制的にLレベルに落とされることがなくなり、電気ヒータ7による加熱を行うことができる通電許可状態となる。
上記の状態において、制御マイコン33は、リレー駆動回路54を介してDCリレー52を閉じて電気ヒータ7の一端を電源母線37に接続するとともに、ヒータ駆動信号を送出する。そして、制御マイコン33は、電気ヒータ7への入力電力(火力)が使用者によって設定された値になるようにヒータ駆動信号をオンオフ制御する。また、このようにヒータ加熱が開始されると同時に、制御マイコン33は、フォトカプラ45をオンさせて冷却ファン44を駆動する。
続いて、加熱調理を終了させるため、ヒータ加熱停止スイッチ(図示せず)が操作されると、制御マイコン33は、その操作状態を検出してヒータ駆動信号の送出を停止する。その後、制御マイコン33は、ENB信号をLレベルに変化させてトランジスタ111をオフさせる。これにより、サイリスタ114は非導通状態となるのでトランジスタ113がオンして前述の待機状態に戻る。
なお、加熱調理が終了した後、電源オフスイッチ10が押圧操作された場合、および使用者が電源オフスイッチ10を操作し忘れた場合における加熱調理器1の動作については、誘導加熱動作の場合と同様に行われる。
以上説明したように、本実施形態によれば次のような効果が得られる。
加熱調理器1は、電源オンスイッチ9および電源オフスイッチ10をモーメンタリ動作可能なスイッチで構成したので、使用者は、軽いタッチで電源の入り切り操作ができ、従来の機械式電源スイッチに比べて操作性が大幅に向上する。
制御マイコン33から出力されるインバータ駆動信号を、発振許可回路49を介してインバータ回路30、31に与え、発振許可回路49では電源オフスイッチ10の操作状態に応じてインバータ駆動信号の伝達を許可または禁止するようにした。また、制御マイコン33から出力されるヒータ駆動信号を、ヒータ加熱許可回路55を介してリレー駆動回路56に与え、ヒータ加熱許可回路55では電源オフスイッチ10の操作状態に応じてヒータ駆動信号の伝達を許可または禁止するようにした。従って、例えば制御マイコン33に暴走や故障などが発生し、インバータ回路30、31にインバータ駆動信号が送出され続けた場合またはリレー駆動回路56にヒータ駆動信号が送出され続けた場合でも、使用者が電源オフスイッチ10を操作すれば、インバータ駆動信号およびヒータ駆動信号の伝達が禁止されるので、誘導加熱動作およびヒータ加熱動作を強制的に終了できる。
電源オンスイッチ9の操作状態を検出するオン操作検出部35を設けた。上記したとおり、電源オンスイッチ9は軽いタッチで操作可能なため、通常、その操作時間は短い。従って、オン操作検出部35から出力されるオン操作信号Sbが上記通常の操作時間よりも極めて長い時間Hレベルを維持している場合には、電源オンスイッチ9に異常が生じていると判断することができる。つまり、例えば、スイッチの操作部分の故障などにより、電源オンスイッチ9が押圧操作され続けるといった故障状態を検出することが可能となる。
電源オフスイッチ10が押圧操作されても、DCリレー43を介して制御マイコン33への電源供給を保持させ、制御マイコン33は、その後必要に応じてDCリレー43を開くことで自ら電源を遮断するようにした。従って、加熱調理が終了し、使用者によって電源オフスイッチ10が押圧操作された場合、制御マイコン33は、使用した加熱口14〜16の温度が高い間は、高温注意表示部19により注意を促して使用者が加熱口14〜16に触れてしまうことを防止できる。また、加熱口の温度が十分低くなるまで冷却ファン44を駆動させることにより、高温になった加熱口を短時間で冷却することができる。
DCリレー43がオンしている期間において、電源オンスイッチ9が操作されると、制御マイコン33は、オン操作検出部35から出力されるオン操作信号Sbのレベル変化により、その操作を検出することができる。このため、例えば、使用者が電源オフスイッチ10を操作した後、加熱調理器1の温度が所定温度以下になる前であっても、電源オンスイッチ9を操作することで加熱調理の再開が可能となる。従って、加熱調理器1の温度が所定温度以下になるのを待つことなく調理を再開でき、利便性が向上する。また、このときの電源オンスイッチ9の操作に応じて電源表示部97を再点灯させるので、使用者は、加熱調理の再開が可能になったことを視覚により認識できる。
制御マイコン33は、加熱調理終了後に使用者が電源オフスイッチ10を操作し忘れた場合、操作パネル部8における操作または電源オンスイッチ9の操作がしばらくの間、例えば1時間行われなかったときに、DCリレー43を開放して加熱調理器1全体への電源供給を遮断するので、無駄な電力の消費を極力抑えることができる。
電源オフスイッチ10を例えば+5Vの動作用電源Vccが印加される通電経路に介在するように設けた。従って、電源オフスイッチ10は、低耐圧、低電流容量のスイッチ、例えばタクトスイッチを用いることができ、マイクロスイッチを用いた従来構成のものと比べて、コストを低減することができる。
オフ操作検出部36において、トランジスタ67がオンからオフに切り替わる際のオフ操作信号Saを所定時間だけLレベルに維持するためのコンデンサ71を設けた。これにより、電源オフスイッチ10からノードN2に至る経路に重畳するノイズのオフ操作信号Saに対する影響を抑制できる。例えば、電源オフスイッチ10が操作パネル部8に配置される場合、その端子をオン操作検出部35に接続するための配線が長くなってしまい、この配線におけるノイズ対策が必要となる。このような場合でも、オン操作検出部35は、上記したように耐ノイズ性能が向上されているので、オフ操作信号Saの誤出力を防止できる。
電源オンスイッチ9と電源オフスイッチ10とが同時に押圧操作された場合、制御マイコン33は、電源オフスイッチ10が押圧操作されたことを優先して認識するので、安全性を向上することができる。
IH加熱開始スイッチ72または73が押圧操作されると、発振許可回路49のサイリスタ90が導通状態となることでインバータ回路30、31の発振動作を許可するようにした。また、ヒータ加熱開始スイッチ103が押圧操作されると、ヒータ加熱許可回路55のサイリスタ114が導通状態となることで電気ヒータ7への通電を許可するようにした。従って、IH加熱開始スイッチ72、73またはヒータ加熱開始スイッチ103が瞬間的に操作されても、発振動作許可状態または通電許可状態が継続されるので、IH加熱開始スイッチ72、73およびヒータ加熱開始スイッチ103を軽いタッチのスイッチで構成して操作性を向上できる。
商用電源が印加される入力側を構成する電源オンスイッチ9の操作状態を示す信号を、動作用電圧Vccが印加される制御回路32側の制御マイコン33および発振許可回路49へ与えるオン操作検出部35をフォトカプラ60を用いて構成したので、入力側のグランドと、制御回路32側のグランドとを分離できる。
なお、本発明は上記し且つ図面に記載した実施形態に限定されるものではなく、次のような変形または拡張が可能である。
加熱開始の操作を行うためのIH加熱開始スイッチ72、73、ヒータ加熱開始スイッチ103をモーメンタリ動作可能なスイッチで構成したが、これらについては、押し込み操作可能なロータリエンコーダ式のスイッチなどで構成し、火力を調整する機能を付加してもよい。このようにすれば、別途火力調整用のダイヤルを設ける必要がなくなり、操作パネル部8の構成を簡素化できる。
フォトカプラ60を主体としてオン操作検出部35を構成したが、入力側のグランドと制御回路32側のグランドとを分離する必要がない場合、トランジスタなどの半導体スイッチング素子を主体として構成してもよい。また、オン操作検出部35およびオフ操作検出部36は、上記実施形態に示した回路構成に限らず、電源オンスイッチ9および電源オフスイッチ10の操作状態を検出可能な構成であればよい。オフ操作検出部36のコンデンサ71は、オフ操作信号Saに対するノイズの影響度合いに応じて設ければよい。
自己保持手段は、DCリレー43に限らず、第2給電経路の通電状態を保持できるものであればよい。例えば半導体スイッチング素子を用いて自己保持手段を構成してもよい。
加熱調理終了後、使用した加熱口14〜16の温度が高い間は、高温注意表示部19により注意を促すとともに加熱口の温度が十分低くなるまで冷却ファン44を駆動させるように構成したが、これらは必要に応じて設ければよい。
上記実施形態では、誘導加熱コイル5、6を用いた誘導加熱調理を行う場合または中央電気ヒータ7を用いてヒータ加熱調理を行う場合の電源供給に関する制御を説明したが、その他の加熱手段のひとつであるロースタについても同様の構成を適用することで同様の効果を得ることができる。また、加熱調理器は、上記した加熱手段を全て備えている必要はなく、いずれか1つのみ備えていればよい。
本実施形態では、キッチン台2に組み込まれるビルトインタイプの加熱調理器1を例に挙げて説明したが、本発明は、これに限らず卓上に置いて使用される据置タイプの加熱調理器などにも適用できる。
本発明の一実施形態を示す加熱調理器の電気的構成を示すブロック図 誘導加熱動作に関連する構成を詳細に示す図 ヒータ加熱動作に関連する構成を詳細に示す図 加熱調理器の外観斜視図
符号の説明
図面中、1は加熱調理器(調理器本体)、5、6は誘導加熱コイル(加熱手段)、7は電気ヒータ(加熱手段)、8は操作パネル部(操作部)、9は電源オンスイッチ、10は電源オフスイッチ、33は制御マイコン(制御部)、34は電源回路(電源部)、35はオン操作検出部、36はオフ操作検出部、43はDCリレー(自己保持手段)、44は冷却ファン(被制御部)、49は発振許可回路(加熱禁止手段)、55はヒータ加熱許可回路(加熱禁止手段)、60はフォトカプラ、71はコンデンサ(ノイズフィルタ部)を示す。

Claims (9)

  1. 調理器本体と、
    加熱を行う加熱手段と、
    前記加熱手段による加熱を制御する制御部と、
    商用電源から動作用電源を生成し前記制御部へ供給する電源部と、
    前記調理器本体への前記商用電源の供給を開始するために操作されるものであってその操作状態で前記商用電源から前記電源部に至る第1給電経路を形成する電源オンスイッチと、
    前記電源オンスイッチの操作状態を検出するオン操作検出部と、
    前記制御部により制御され前記第1給電経路と並列して設けられた前記商用電源から前記電源部に至る第2給電経路の通電状態を保持する自己保持手段と、
    前記調理器本体への前記商用電源の供給を停止するために操作されるものであってその操作状態で操作信号を出力可能な電源オフスイッチと、
    前記電源オフスイッチから前記操作信号が出力されると前記加熱手段による加熱を禁止する加熱禁止手段とを備えていることを特徴とする加熱調理器。
  2. 請求項1記載の加熱調理器において、
    前記調理器本体を冷却するための冷却ファンを含む被制御部を備え、
    前記被制御部は、前記制御部により制御されることで作動し、前記電源オフスイッチから前記操作信号が出力された場合においても継続して作動することを特徴とする加熱調理器。
  3. 請求項1または2記載の加熱調理器において、
    調理に関する設定を行うための操作部を備え、
    前記制御部は、前記自己保持手段により前記第2給電経路の通電状態が保持されている状態において前記操作部が所定時間操作されない場合且つ前記オン操作検出部を介して前記電源オンスイッチの操作が所定時間検出されない場合、前記自己保持手段による前記通電状態の保持を解除することを特徴とする加熱調理器。
  4. 請求項1ないし3のいずれかに記載の加熱調理器において、
    前記電源オフスイッチは、前記動作用電源が印加される検出用通電経路に介在して設けられており、
    前記電源オフスイッチの端子電圧に基づいて当該電源オフスイッチの前記操作信号を検出するオフ操作検出部を備えていることを特徴とする加熱調理器。
  5. 請求項4記載の加熱調理器において、
    前記オフ操作検出部は、前記電源オフスイッチの端子電圧を入力とするノイズフィルタ部を備え、このノイズフィルタ部の出力に基づいて前記操作信号を検出することを特徴とする加熱調理器。
  6. 請求項4または5記載の加熱調理器において、
    前記制御部は、前記電源オンスイッチおよび前記電源オフスイッチが同時に操作された状態においては、前記オフ操作検出部による検出を優先することを特徴とする加熱調理器。
  7. 請求項1ないし6のいずれかに記載の加熱調理器において、
    前記オン操作検出部は、前記電源オンスイッチの操作状態を示す信号を前記制御部へ出力するフォトカプラを備えていることを特徴とする加熱調理器。
  8. 加熱を行う加熱手段と、前記加熱手段による加熱を制御する制御部と、商用電源から動作用電源を生成し前記制御部へ供給する電源部と、調理器本体への前記商用電源の供給を開始するために操作されるものであってその操作状態で前記商用電源から前記電源部に至る第1給電経路を形成する電源オンスイッチと、前記電源オンスイッチの操作状態を検出するオン操作検出部と、前記制御部により制御され前記第1給電経路と並列して設けられた前記商用電源から前記電源部に至る第2給電経路の通電状態を保持する自己保持手段と、前記調理器本体への前記商用電源の供給を停止するために操作されるものであってその操作状態で操作信号を出力可能な電源オフスイッチと、前記加熱手段による加熱を禁止または許可する加熱禁止手段とを備えた加熱調理器への電源供給方法であって、
    前記電源オンスイッチが操作されると、前記電源部は動作用電源を生成して前記制御部に供給し、前記制御部は前記動作用電源の供給を受けて動作を開始して前記自己保持手段を保持状態として調理器本体への前記商用電源の供給を開始し、
    前記電源オフスイッチが操作されると、前記加熱禁止手段は前記加熱手段による加熱を禁止し、前記制御部は前記自己保持手段の保持状態を解除して前記調理器本体への前記商用電源の供給を停止することを特徴とする加熱調理器への電源供給方法。
  9. 請求項8記載の加熱調理器への電源供給方法であって、
    調理に関する設定を行うための操作部と、
    前記調理器本体を冷却するための冷却ファンを含む被制御部とを備え、
    前記制御部は、前記操作部の操作に基づいて前記加熱手段による加熱を制御し、
    前記電源オフスイッチが操作された場合、前記制御部が前記操作部の操作を受け付けない状態になるとともに、前記被制御部を継続して作動させ、
    前記被制御部が継続して作動している期間に、前記オン操作検出部を介して前記電源オンスイッチの操作を検出すると、前記制御部が前記操作部の操作を受け付ける状態になること特徴とする加熱調理器への電源供給方法。
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