JP2014110183A - 加熱調理器 - Google Patents

Abstract

【課題】待機電力を抑制しつつ、マイコン暴走するような使用環境下で静電容量型タッチキーの電源スイッチが利いて加熱手段への通電を遮断すること。
【解決手段】電源スイッチ５に指が触れて変化する静電容量を電源スイッチ変換回路６が電圧変化にして出力し、サンプルホールド回路２４は間欠駆動回路２３が間欠的に電源スイッチ変換回路６を駆動した所定時間後の出力電圧を保持して出力し、微分回路７がその出力電圧変化の正負および変化量を出力し、比較増幅回路８が微分回路７からの入力と所定値の大小に基づきＨ／Ｌ信号を出力し、電源状態切替回路９が比較増幅回路８からの入力に基づき電源オン状態と電源オフ状態を交互に切り替え、電源オン状態で電源リレー２へ駆動電源を供給し、電源オフ状態で電源リレー２への駆動電源の供給を遮断して、待機電力を抑制し、マイコン暴走でも電源スイッチ５で加熱手段３への通電を遮断する。
【選択図】図１

Description

本発明は、一般キッチンや業務用等に用いられる加熱調理器に関するものである。

近年、この種の加熱調理器、特に、誘導加熱調理器は安全・清潔・高効率という優れた特徴が認知され、普及されている。その中には、機器の上面にあたるトッププレートに静電容量式のタッチキーを設け、タッチキーと大地間の静電容量を直流電圧に変換し、マイコン等のソフトウェア処理で前記直流電圧の相対変化を検知してタッチキーに指が触れたことを検知するものがある（例えば、特許文献１参照）。

さらに、主電源をオンオフする電源スイッチと加熱手段の出力に関する指示を行う加熱関連スイッチをともに静電容量式のタッチキーで構成し、マイコン等のソフトウェア処理で前記電源スイッチに指が触れたことを検知する手段と、マイコン等のソフトウェア処理で前記加熱関連スイッチに指が触れたことを検知する手段を別々に設けたものもある（例えば、特許文献２参照）。

特開２００６−１２１１６８号公報 特開２０１０−２６１６５６号公報

しかしながら、前記従来の構成では、電源スイッチを静電容量式タッチキーで構成し、かつマイコン等のソフトウェア処理にて電源スイッチに指が触れたことを検知するので、外来ノイズ等でマイコンが暴走するような使用環境下で電源スイッチが利かなくなり、いざというときに加熱手段への通電を遮断できな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、待機電力を抑制しつつ、ソフトウェア処理を伴う手段を使用せずに、静電容量型タッチキーなる電源スイッチのオンオフを検知し加熱手段への通電を遮断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、電源と加熱手段との接続を開閉する電源リレーと、前記電源リレーの接点を開閉するための駆動電源と、トッププレートに設けた電極で構成される静電容量式タッチキーなる電源スイッチと、高周波信号を印加して前記電源スイッチに指が触れて変化する静電容量を電圧変化に変換し出力する電源スイッチ変換回路と、前記電源スイッチ変換回路を前記高周波信号よりも長い所定周期で間欠的に駆動する間欠駆動回路と、前記間欠駆動回路が前記電源スイッチ変換回路を駆動した所定時間後から前記電源スイッチ変換回路の駆動をオフするまでの間で前記電源スイッチ変換回路の出力電圧を入力し、前記間欠駆動回路が前記電源スイッチ変換回路を駆動していないときは前記入力した電源スイッチ変換回路の出力電圧を保持し出力するサンプルホールド回路と、前記サンプルホールド回路より入力する電圧変化の正負および変化量を検出し出力する微分回路と、前記微分回路からの入力と所定値との大小に基づきＨ／Ｌ信号を出力する比較増幅回路と、前記比較増幅回路からの入力に基づき電源オン状態と電源オフ状態を交互に切り替えて、前記電源オン状態のときは前記電源リレーと前記駆動電源を接続し、前記電源オフ状態のときは前記電源リレーと前記駆動電源の接続を遮断す
る電源状態切替回路とを備え、前記比較増幅回路は、前記微分回路より入力する信号が前記電源スイッチに指が触れたときの極性でかつ変化量が第１の所定値よりも大きいときに出力論理を反転し、前記微分回路より入力する信号が前記電源スイッチから指が離れたときの極性でかつ変化量が第２の所定値よりも大きいときに出力論理を元に戻すようにしたものである。

これによって、間欠駆動回路が、電源スイッチ変換回路で使用する高周波信号よりも長い所定周期で電源スイッチ変換回路を間欠的に駆動し、サンプルホールド回路が、間欠駆動回路が電源スイッチ変換回路を駆動した所定時間後から前記電源スイッチ変換回路の駆動をオフするまでの間で電源スイッチ変換回路の出力電圧を入力し、間欠駆動回路が電源スイッチ変換回路を駆動していないときは入力した電源スイッチ変換回路の出力電圧を保持し出力することによって、電源スイッチに指が触れたか否かを検知するために要する電力を削減し、電源オフ時の待機電力を抑制するとともに、ソフトウェア処理を伴う手段を使用することなく、電源スイッチ変換回路→サンプルホールド回路→微分回路→比較増幅回路→電源状態切替回路によって、電源オン状態のときに静電容量型タッチキーなる電源スイッチに指が触れると、電源リレーと駆動回路との接続を遮断し、電源リレーの接点を開にする。

本発明の加熱調理器は、電源スイッチに静電容量型タッチキーを採用して機器のデザイン性を向上し、かつ待機電力を抑制しつつ、外来ノイズ等でマイコンが暴走するような使用環境下でも、電源スイッチが利いて加熱手段への通電を確実に遮断可能にし、機器の安全性を向上することができる。

本発明の実施の形態１における加熱調理器のブロック図 同、電源スイッチ変換回路６を示す図 同、間欠駆動回路２３およびサンプルホールド回路２４を示す図 同、微分回路７を示す図 同、比較増幅回路８を示す図 同、電源状態切替回路９を示す図 同、間欠駆動回路２３、電源スイッチ変換回路６、およびサンプルホールド回路２４の入出力タイミングを示す図 同、サンプルホールド回路２４、比較増幅回路８、および電源状態切替回路９の入出力タイミングを示す図

第１の発明は、加熱手段と、電源と前記加熱手段との接続を開閉する電源リレーと、前記電源リレーの接点を開閉するための駆動電源と、トッププレートと、前記トッププレートに設けた電極で構成される静電容量式タッチキーなる電源スイッチと、高周波信号を印加して前記電源スイッチに指が触れて変化する静電容量を電圧変化に変換し出力する電源スイッチ変換回路と、前記電源スイッチ変換回路を前記高周波信号よりも長い所定周期で間欠的に駆動する間欠駆動回路と、前記間欠駆動回路が前記電源スイッチ変換回路を駆動した所定時間後から前記電源スイッチ変換回路の駆動をオフするまでの間で前記電源スイッチ変換回路の出力電圧を入力し、前記間欠駆動回路が前記電源スイッチ変換回路を駆動していないときは前記入力した電源スイッチ変換回路の出力電圧を保持し出力するサンプルホールド回路と、前記サンプルホールド回路より入力する電圧変化の正負および変化量を検出し出力する微分回路と、前記微分回路からの入力と所定値との大小に基づきＨ／Ｌ信号を出力する比較増幅回路と、前記比較増幅回路からの入力に基づき電源オン状態と電源オフ状態を交互に切り替えて、前記電源オン状態のときは前記電源リレーと前記駆動電
源を接続し、前記電源オフ状態のときは前記電源リレーと前記駆動電源の接続を遮断する電源状態切替回路とを備え、前記比較増幅回路は、前記微分回路より入力する信号が前記電源スイッチに指が触れたときの極性でかつ変化量が第１の所定値よりも大きいときに出力論理を反転し、前記微分回路より入力する信号が前記電源スイッチから指が離れたときの極性でかつ変化量が第２の所定値よりも大きいときに出力論理を元に戻すようにすることにより、間欠駆動回路が、電源スイッチ変換回路で使用する高周波信号よりも長い所定周期で電源スイッチ変換回路を所定周期で間欠的に駆動し、サンプルホールド回路が、間欠駆動回路が電源スイッチ変換回路を駆動した所定時間後から前記電源スイッチ変換回路の駆動をオフするまでの間で電源スイッチ変換回路の出力電圧を入力し、間欠駆動回路が電源スイッチ変換回路を駆動していないときは入力した電源スイッチ変換回路の出力電圧を保持し出力して、電源スイッチに指が触れたか否かを検知するために要する電力を削減し、電源オフ時の待機電力を抑制することができる。

また、電源スイッチ変換回路→サンプルホールド回路→微分回路→比較増幅回路→電源状態切替回路によって、電源オン状態のときに電源スイッチに指が触れると、電源リレーと駆動回路との接続を遮断し、電源リレーの接点を開にして、外来ノイズ等でマイコンが暴走するような使用環境下でも、ソフトウェア処理を伴う手段を使用することなく電源スイッチが利いて加熱手段への通電を確実に遮断することができる。

第２の発明は、特に第１の発明において、前記電源状態切替回路は、前記電源オフ状態のときに前記比較増幅回路からの入力論理が反転し、その後に元に戻ったときに前記電源リレーと前記駆動電源を接続し、前記電源オン状態のときは前記比較増幅回路からの入力論理が反転すると直ちに前記電源リレーと前記駆動電源の接続を遮断するようにすることにより、電源オフ状態のときに電源スイッチ上に物を置いたり、または水をこぼしたりして、電源スイッチに指が触れたときと同様の状況になっても、電源状態切替回路は、電源スイッチから物をよける、またはこぼれた水を拭き取るまでは電源リレーと駆動電源の接続が遮断された状態を維持し、加熱手段への通電の遮断を維持して、製品の安全性を高めることができる。

第３の発明は、特に第２の発明において、前記電源オフ状態のときに前記電源スイッチに指が触れて前記比較増幅回路から前記電源状態切替回路への入力論理が反転しているときは、少なくとも前記加熱手段への通電を開始するための操作の受付を禁止するようにすることにより、電源オフ状態のときに電源スイッチ上に物を置いたり、または水をこぼしたりして、電源スイッチに指が触れたときと同様の状況になっても、電源スイッチから物をよける、またはこぼれた水を拭き取るまでは加熱手段への通電を開始するための操作の受付を禁止して、更に製品の安全性を高めることができる。

第４の発明は、特に第１〜第３の発明において、前記電源リレーの接点が開のときよりも、前記電源リレーの接点が閉のときの方が、前記第１の所定値を小さくなるようにすることにより、前記電源リレーの接点が閉で加熱手段が通電されているときの電源スイッチの受付感度を、前記電源リレーの接点が開で加熱手段が通電されていないときの電源スイッチの受付感度よりも良くして、誘導加熱するための手段で構成された加熱手段が通電されている際のノイズで電源スイッチの受付感度が鈍くなるのを防ぐ、または電波塔近傍等の電界強度が高い地域において、電源スイッチの操作により電源リレーを閉にできるが開にできないといった現象を防ぐことができる。

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における加熱調理器のブロック図である。

図２は、同、電源スイッチ変換回路６を示す図である。

図３は、同、間欠駆動回路２３およびサンプルホールド回路２４を示す図である。

図４は、同、微分回路７を示す図である。

図５は、同、比較増幅回路８を示す図である。

図６は、同、電源状態切替回路９を示す図である。

図７は、同、間欠駆動回路２３、電源スイッチ変換回路６、およびサンプルホールド回路２４の入出力タイミングを示す図である。

図８は、同、サンプルホールド回路２４、比較増幅回路８、および電源状態切替回路９の入出力タイミングを示す図である。

図１に示すように、本発明の実施の形態１における加熱調理器は、電源リレー２を介して商用電源１と加熱手段３を接続する。

加熱手段３は、加熱コイル３ａ、インバータ回路３ｂで構成され、インバータ回路３ｂ内のスイッチング素子をオンオフして、加熱コイル３ａに数十ｋＨｚの高周波電流を印加し、加熱コイル３ａと磁気結合するようにトッププレート４上に載置された鍋２２を誘導加熱する。

電源スイッチ変換回路６は、トッププレート４上に配置された静電容量式タッチキーである電源スイッチ５の容量変化を直流電圧変化に変換し出力する。

間欠駆動回路２３は、電源スイッチ変換回路６を所定周期で間欠的に駆動するとともに、
電源スイッチ変換回路６の駆動に関連付けてサンプルホールド回路２４が入力信号を入力または保持するための信号を出力する。

サンプルホールド回路２４は、間欠駆動回路２３より入力する信号に基づき、間欠駆動回路２３が電源スイッチ変換回路６を駆動した所定時間後から電源スイッチ変換回路６の駆動をオフするまでの間で電源スイッチ変換回路６の出力電圧を入力し、間欠駆動回路２３が電源スイッチ変換回路６を駆動していないときは以前に入力した電源スイッチ変換回路６の出力電圧を保持し出力する。

微分回路７は、サンプルホールド回路２４より入力する直流電圧変化の正負および変化量を検出し出力する。

比較増幅回路８は、微分回路７より入力する直流電圧変化が負でかつ変化量が△Ｖ１よりも大きいことを検知して出力信号をＬ→Ｈに反転し、その後、微分回路７より入力する直流電圧変化が正でかつ変化量が△Ｖ２よりも大きいことを検知して出力信号をＨ→Ｌに戻す。

電源状態切替回路９は、電源オフ状態、電源オン状態（電源スイッチ５オン）、電源オン状態（電源スイッチ５オフ）の３つの状態と、Ｆ信号とＬ信号の２つの出力を備え、電
源オフ状態のときに比較増幅回路８より入力する信号がＬ→Ｈに反転することを検知して電源オン状態（電源スイッチ５オン）に移行し、その後、比較増幅回路８より入力する信号がＨ→Ｌに戻ることを検知して電源オン状態（電源スイッチ５オフ）に移行し、更に、電源オン状態（電源スイッチ５オフ）のときに比較増幅回路８より入力する信号がＬ→Ｈに反転することを検知して電源オフ状態に移行する。

そして、電源状態切替回路９は、電源オフ状態ではＦ信号＝ＬとＬ信号＝Ｌを、電源オン状態（電源スイッチ５オン）ではＦ信号＝ＨとＬ信号＝Ｌを、電源オン状態（電源スイッチ５オフ）ではＦ信号＝Ｈ、Ｌ信号＝Ｈを出力する。

第１の定電圧回路１０は、商用電源１を入力源としてＤＣ２０Ｖを生成・出力し、第１の定電圧制御回路１１は、電源状態切替回路９のＦ信号＝Ｈのときに第１の定電圧回路１０より入力するＤＣ２０Ｖを出力し、第２の定電圧回路１２は、第１の定電圧制御回路１１よりＤＣ２０Ｖを入力してＤＣ５Ｖを生成・出力し、第２の定電圧制御回路１３は、電源状態切替回路９のＬ信号＝Ｈのときに第１の定電圧回路１０より入力するＤＣ２０Ｖを出力し、第３の定電圧回路１４は、第１の定電圧回路１０よりＤＣ２０Ｖを入力してＤＣ５Ｖを生成・出力する。

そして、第１の定電圧回路１０の出力ＤＣ２０Ｖは、電源スイッチ変換回路６、微分回路７、比較増幅回路８、電源状態切替回路９、間欠駆動回路２３の駆動電源として供給され、第３の定電圧回路１４は、微分回路７、比較増幅回路８、間欠駆動回路２３、サンプルホールド回路２４の駆動電源として供給される。

加熱切／入キー１５ａ、アップキー１５ｂ、ダウンキー１５ｃもまたトッププレート４上に配置され、加熱切／入キー１５ａにて加熱手段３への通電有無を切り替え、アップキー１５ｂにて加熱手段３の出力を増加、ダウンキー１５ｃにて加熱手段３の出力を減少させるために操作される。

加熱スイッチ検知手段１６は、加熱切／入キー１５ａ、アップキー１５ｂ、ダウンキー１５ｃに指が触れて変化する静電容量を電圧変化に変換して出力する。

操作マイコン１７は、加熱スイッチ検知手段１６より入力する信号に基づき、加熱切／入キー１５ａ、アップキー１５ｂ、ダウンキー１５ｃに指が触れたことを検知し、加熱手段３の通電有無や火力大小に関する設定を制御して、加熱手段３の出力に関する表示を行い、加熱手段３の出力に関する情報を制御マイコン１８へ送信する。

また、操作マイコン１７は、第１の電圧変換回路２０および第２の電圧変換回路２１を介して電源状態切替回路９の出力するＦ信号およびＬ信号を入力し、電源オフ状態、電源オン状態（電源スイッチ５オン）、電源オン状態（電源スイッチ５オフ）の３つの状態を識別して、電源リレー２の接点をオフまたはオンの何れにすべきかを示す電源状態に関する情報を制御マイコン１８へ送信する。

制御マイコン１８は、操作マイコン１７より受信する電源状態に関する情報に基づき、電源リレー駆動回路１９へ電源リレー２の接点をオンするための信号を出力し、操作マイコン１７より受信する加熱手段３の出力に関する情報に基づき、加熱手段３の通電有無や火力大小を制御する。

そして、第１の定電圧制御回路１１の出力ＤＣ２０Ｖは、加熱スイッチ検知手段１６の駆動電源として供給され、第２の定電圧回路１２の出力５Ｖは、操作マイコン１７、制御マイコン１８、第１の電圧変換回路２０、および第２の電圧変換回路２１の駆動電源とし
て供給される。

図２に示すように、電源スイッチ変換回路６は、インバータＩＣ６１、抵抗Ｒ６１１、Ｒ６１２、コンデンサＣ６１１で構成される回路にて数百ｋＨｚの高周波信号を形成し、トランジスタＱ６１を介して間欠駆動回路２３より入力する電圧を使用して電源スイッチ５へ数百ｋＨｚの高周波電圧を印加して、電源スイッチ５と大地間の静電容量を直流電圧に変換し、抵抗Ｒ６２１、Ｒ６２２，Ｒ６２４、Ｒ６２５の定数を同一値としてオペアンプＩＣ６２等による回路で所定電圧Ｖａだけ減圧した電圧を出力する。

図３に示すように、間欠駆動回路２３は、インバータＩＣ２３１、抵抗Ｒ２３０１、Ｒ２３０２、コンデンサＣ２３１で構成される発振回路にて１０ＨｚのＨ／Ｌ信号（周期１００ｍｓ、Ｈ信号＝５０ｍｓ、Ｌ信号＝５０ｍｓ）を形成し、Ｈ信号のときは、抵抗Ｒ２３０３、ダイオードＤ２３１を介してコンデンサＣ２３２に充電し、Ｌ信号のときは、ダイオードＤ２３１によって通電遮断して抵抗Ｒ２３０４を介してコンデンサＣ２３２を放電する。

そして、発振回路の出力がＨのときは、オペアンプＩＣ２３２およびＩＣ２３３は、それぞれＬおよびＨを出力し、発信回路の出力がＬになると、抵抗Ｒ２３０４を介して放電されるコンデンサＣ２３２の電圧に基づき、４０ｍｓ後にオペアンプＩＣ２３２の出力はＬ→Ｈとなり、さらに５ｍｓ後にオペアンプＩＣ２３３の出力はＨ→Ｌになる。

また、サンプルホールド回路２４は、アナログスイッチＩＣ２４１が、間欠駆動回路２３のＩＣ２３３の出力がＬのときに、電源スイッチ変換回路６より入力するアナログ信号と抵抗Ｒ２４２とを接続してコンデンサＣ２４１へ充電または放電し、間欠駆動回路２３のＩＣ２３３の出力がＨのときに、電源スイッチ変換回路６より入力するアナログ信号と抵抗Ｒ２４２とを遮断してコンデンサＣ２４１の電圧を保持するとともに、コンデンサＣ２４１の電圧を出力する。

図４に示すように、微分回路７は、サンプルホールド回路２４より入力する電圧の変化を、ＤＣ５Ｖを抵抗Ｒ７３とＲ７４で分圧したバイアス電圧に重畳して出力する。

図５に示すように、比較増幅回路８は、オペアンプＩＣ８１にて、微分回路７より入力する信号＜（ＤＣ５Ｖを抵抗Ｒ８１１とＲ８１２で分圧した電圧）を検知すると出力をＬ→Ｈに反転するとともに、トランジスタＱ８１およびＱ８２がオンとなって、ＩＣ８１の＋入力は、ＤＣ５Ｖを（抵抗Ｒ８１１とＲ８１８の並列抵抗）と抵抗Ｒ８１２で分圧した電圧となる。

その後、比較増幅回路８は、微分回路７より入力する信号＞（ＤＣ５Ｖを（抵抗Ｒ８１１とＲ８１８の並列抵抗）と抵抗Ｒ８１２で分圧した電圧）を検知すると出力をＨ→Ｌに戻す。

また、比較増幅回路８は、出力信号＝ＬかつＬ信号＝Ｈのときは、トランジスタＱ８３およびＱ８４がオンになって、ＩＣ８１の＋入力は、ＤＣ５Ｖを（抵抗Ｒ８１１とＲ８２３の並列抵抗）と抵抗Ｒ８１２で分圧した電圧となる。

図６に示すように、電源状態切替回路９は、第１の定電圧回路１０よりＤＣ２０Ｖを印加されると、トランジスタＱ９１３→Ｑ９１４の順でオンとなり、電圧（ＤＤｍ−ＦＦ）＝２０Ｖとなる。なお、このとき、Ｆ信号＝Ｌ、Ｌ信号＝Ｌが出力される。また、商用電源１を投入および遮断する過渡的状況で、第１の定電圧回路１０より入力するＤＣ電圧が低くなる場合は、ツェナーダイオードＺＤ９１やコンパレータＩＣ９２等によってトラン
ジスタＱ９１５をオンにして、電圧（ＤＤｍ−ＦＦ）を抵抗Ｒ９３０とＲ９３１の分圧電圧まで大幅低下させるようにしている。

そして、比較増幅回路８より入力する信号がＬ→Ｈになると、電圧（ＭＳＷ）＝Ｌとなって、トランジスタＱ９１８→Ｑ９１９→Ｑ９２０の順でオンし、Ｆ信号＝Ｈとなるとともに、ダイオードＤ９４を介してトランジスタＱ９１９およびＱ９２０はオン状態を維持する。

さらに、この後、比較増幅回路８より入力する信号がＨ→Ｌに戻ると、電圧（ＭＳＷ）はＬ→Ｈとなって、抵抗Ｒ９５０とダイオードＤ９６を介してトランジスタＱ９２１→Ｑ９２２の順でオンし、Ｌ信号＝Ｈとなるとともに、コンパレータＩＣ９１の−入力に、電圧（Ｌ−Ｌｕ）（＝ＤＣ２０Ｖ）を抵抗Ｒ９１３とＲ９１４で分圧した電圧が印加される。

そして、この後、比較増幅回路８より入力する信号がＬ→Ｈになると、コンパレータＩＣ９１の＋入力は、ＤＣ２０Ｖを抵抗Ｒ９１５とＲ９１６で分圧した電圧となって、コンパレータＩＣ９１の出力＝Ｌとなり、ダイオードＤ９２を介してトランジスタＱ９１３→Ｑ９１４の順でオフとなり、電圧（ＤＤｍ−ＦＦ）＝０Ｖとなるとともに、トランジスタＱ９１６がオフ→Ｑ９１７がオン→Ｑ９１９がオフ→Ｑ９２０がオフとなって、Ｆ信号＝Ｌ、Ｌ信号＝Ｌとなる。

以上のように構成された加熱調理器について、図７および図８を用いて、その動作、作用を説明する。

機器に商用電源１を印加すると、第１の定電圧回路１０はＤＣ２０Ｖを生成・出力し、第３の定電圧回路１４はＤＣ５Ｖを生成・出力して、微分回路７、比較増幅回路８、電源状態切替回路９、間欠駆動回路２３、およびサンプルホールド回路２４は動作を開始する。

そして、間欠駆動回路２３は、図７に示すように、インバータＩＣ２３１、抵抗Ｒ２３０１、Ｒ２３０２、コンデンサＣ２３１で構成される発振回路の１０ＨｚのＨ／Ｌ信号（周期１００ｍｓ、Ｈ信号＝５０ｍｓ、Ｌ信号＝５０ｍｓ）の内、Ｈ信号（５０ｍｓ）を出力のときは、オペアンプＩＣ２３２の−入力およびオペアンプＩＣ２３３の＋入力に印加されるコンデンサＣ２３２の充電電圧と、オペアンプＩＣ２３２の＋入力またはオペアンプＩＣ２３３の−入力に印加される電圧との関係に基づき、オペアンプＩＣ２３２はＬを出力し、オペアンプＩＣ２３３はＨを出力する。

また、前記発振回路がＬ信号（５０ｍｓ）を出力のときに、オペアンプＩＣ２３２の−入力およびオペアンプＩＣ２３３の＋入力に印加されるコンデンサＣ２３２の放電電圧と、オペアンプＩＣ２３２の＋入力またはオペアンプＩＣ２３３の−入力に印加される電圧との関係に基づき、前記発振回路の出力がＬになってから、４０ｍｓ後にオペアンプＩＣ２３２の出力がＬ→Ｈになって電源スイッチ変換回路６は動作を開始し、更にその５ｍｓ後にオペアンプＩＣ２３３の出力がＨ→Ｌになって、サンプルホールド回路２４のアナログスイッチＩＣ２４１は電源スイッチ変換回路６より入力するアナログ信号と抵抗Ｒ２４２とを接続してコンデンサＣ２４１へ充電または放電する。

その後、前記発振回路がＨ信号（５０ｍｓ）の出力に変わると、オペアンプＩＣ２３２の−入力およびオペアンプＩＣ２３３の＋入力に印加されるコンデンサＣ２３２の充電電圧と、オペアンプＩＣ２３２の＋入力またはオペアンプＩＣ２３３の−入力に印加される電圧との関係に基づき、オペアンプＩＣ２３２の出力はＨ→Ｌになって電源スイッチ変換
回路６は動作を停止し、オペアンプＩＣ２３３の出力はＬ→Ｈになって、サンプルホールド回路２４のアナログスイッチＩＣ２４１は電源スイッチ変換回路６より入力するアナログ信号と抵抗Ｒ２４２とを遮断してコンデンサＣ２４１の電圧を保持する。

そして、機器を使用する者が、電源スイッチ５に指が触れると、図８のＡ点に示すように、サンプルホールド回路２４の出力電圧は低下し、微分回路７の出力電圧は、ＤＣ５Ｖを抵抗Ｒ７３とＲ７４で分圧したバイアス電圧に前記電圧低下分を重畳した出力となった後にＣＲ時定数で元の電圧に戻り、比較増幅回路８のＩＣ８１の−入力と＋入力（＝ＤＣ５Ｖを抵抗Ｒ８１１とＲ８１２で分圧した電圧）との差が△Ｖ１よりも大きいことよりＩＣ８１の出力がＬ→Ｈとなって、電源状態切替回路９のＦ信号がＬ→Ｈになるとともに、ＩＣ８１の＋入力は、トランジスタＱ８１およびＱ８２がオンしてＤＣ５Ｖを（抵抗Ｒ８１１とＲ８１８の並列抵抗）と抵抗Ｒ８１２で分圧した電圧となり、ＤＣ５Ｖを抵抗Ｒ７３とＲ７４で分圧したバイアス電圧よりも△Ｖ２だけ高くなる。

そして、第１の定電圧制御回路１１は、Ｆ信号＝Ｈを入力し、トランジスタＱ１１１→Ｑ１１２の順でオンしてＤＣ２０Ｖを出力し、第２の定電圧回路１２はＤＣ５Ｖを出力して、加熱スイッチ検知手段１６、操作マイコン１７、および制御マイコン１８は動作を開始する。

そして、操作マイコン１７は、第１の電圧変換回路２０および第２の電圧変換回路２１を介して、Ｆ信号＝ＨかつＬ信号＝Ｌを検知し、電源スイッチ５に指が触れたと判定して、その旨の表示および音による報知を行う。

その後、機器を使用する者が、電源スイッチ５から指を離すと、図８のＢ点に示すように、サンプルホールド回路２４の出力電圧は上昇し、微分回路７の出力電圧は、ＤＣ５Ｖを抵抗Ｒ７３とＲ７４で分圧したバイアス電圧に前記電圧上昇分を重畳した出力となった後にＣＲ時定数で元の電圧に戻り、比較増幅回路８のＩＣ８１の−入力と＋入力（＝ＤＣ５Ｖを（抵抗Ｒ８１１とＲ８１８の並列抵抗）とＲ８１２で分圧した電圧）との差が△Ｖ２よりも大きいことよりＩＣ８１の出力がＨ→Ｌとなって、電源状態切替回路９のＬ信号がＬ→Ｈになるとともに、ＩＣ８１の＋入力は、トランジスタＱ８１およびＱ８２がオフしＱ８３およびＱ８４がオンしてＤＣ５Ｖを（抵抗Ｒ８１１とＲ８２３の並列抵抗）と抵抗Ｒ８１２で分圧した電圧となり、ＤＣ５Ｖを抵抗Ｒ７３とＲ７４で分圧したバイアス電圧よりも△Ｖ３だけ低くなる。

そして、第２の定電圧制御回路１３は、Ｌ信号＝Ｈを入力し、トランジスタＱ１３１→Ｑ１３２の順でオンしてＤＣ２０Ｖを出力し、電源リレー駆動回路１９へ駆動電源を供給する。

また、操作マイコン１７は、第１の電圧変換回路２０および第２の電圧変換回路２１を介して、Ｆ信号＝ＨかつＬ信号＝Ｈを検知し、電源スイッチ５から指が離れたと判定して、制御マイコン１８へ電源リレー２をオンすべきであることを示す情報を送信し、制御マイコン１８は、電源リレー駆動回路１９へ電源リレー２の接点をオンするための信号を出力する。

そして、操作マイコン１７は、加熱スイッチ検知手段１６より入力する信号に基づき、加熱切／入キー１５ａ、アップキー１５ｂ、およびダウンキー１５ｃが操作されたことを検知して、加熱手段３の出力有無や出力量に関する設定を変更するとともに、この情報を制御マイコン１８へ送信し、制御マイコン１８は操作マイコン１７より受信する信号に基づき加熱手段３の出力を制御する。

更にその後、機器を使用する者が、主電源オフするために、電源スイッチ５に指が触れると、図８のＣ点に示すように、電源スイッチ変換回路６の出力電圧は低下し、微分回路７の出力電圧は、ＤＣ５Ｖを抵抗Ｒ７３とＲ７４で分圧したバイアス電圧に前記電圧低下分を重畳した出力となった後にＣＲ時定数で元の電圧に戻り、比較増幅回路８のＩＣ８１の−入力と＋入力（＝ＤＣ５Ｖを（抵抗Ｒ８１１とＲ８２３の並列抵抗）と抵抗Ｒ８１２で分圧した電圧）との差が△Ｖ３よりも大きいことよりＩＣ８１の出力がＬ→Ｈとなって、電源状態切替回路９のＦ信号およびＬ信号がともにＨ→Ｌになるとともに、ＩＣ８１の＋入力は、トランジスタＱ８１およびＱ８２がオンしＱ８３およびＱ８４がオフしてＤＣ５Ｖを（抵抗Ｒ８１１とＲ８１８の並列抵抗）と抵抗Ｒ８１２で分圧した電圧となり、ＤＣ５Ｖを抵抗Ｒ７３とＲ７４で分圧したバイアス電圧よりも△Ｖ２だけ高くなる。

そして、第１の定電圧制御回路１１は、Ｆ信号＝Ｌを入力し、トランジスタＱ１１１→Ｑ１１２の順でオフしてＤＣ２０Ｖの出力を遮断し、第２の定電圧回路１２はＤＣ５Ｖの出力を遮断して、加熱スイッチ検知手段１６、操作マイコン１７、および制御マイコン１８は動作を停止する。

また、第２の定電圧制御回路１３は、Ｌ信号＝Ｌを入力し、トランジスタＱ１３１→Ｑ１３２の順でオフしてＤＣ２０Ｖの出力を遮断し、電源リレー駆動回路１９への駆動電源の供給を遮断する。

その後、機器を使用する者が、電源スイッチ５から指を離すと、図８のＤ点に示すように、サンプルホールド回路２４の出力電圧は上昇し、微分回路７の出力電圧は、ＤＣ５Ｖを抵抗Ｒ７３とＲ７４で分圧したバイアス電圧に前記電圧上昇分を重畳した出力となった後にＣＲ時定数で元の電圧に戻り、比較増幅回路８のＩＣ８１の−入力と＋入力（＝ＤＣ５Ｖを（抵抗Ｒ８１１とＲ８１８の並列抵抗）とＲ８１２で分圧した電圧）との差が△Ｖ２よりも大きいことよりＩＣ８１の出力がＨ→Ｌとなって、ＩＣ８１の＋入力は、トランジスタＱ８１およびＱ８２がオフしてＤＣ５Ｖを抵抗Ｒ８１１と抵抗Ｒ８１２で分圧した電圧となり、ＤＣ５Ｖを抵抗Ｒ７３とＲ７４で分圧したバイアス電圧よりも△Ｖ１だけ低くなる。

以上の構成により、間欠駆動回路２３が、電源スイッチ変換回路６を周期１００ｍｓの内で１０ｍｓだけ駆動し、サンプルホールド回路２４が、間欠駆動回路２３が電源スイッチ変換回路６を駆動した５ｍｓ後から電源スイッチ変換回路６の駆動をオフするまでの間で電源スイッチ変換回路６の出力電圧を入力し、間欠駆動回路２３が電源スイッチ変換回路６を駆動していないときは入力した電源スイッチ変換回路６の出力電圧を保持し出力して、サンプルホールド回路２４は、間欠駆動回路２３が電源スイッチ変換回路６を駆動した後に電源スイッチ変換回路６の出力が安定したタイミングで入力および保持し、電源スイッチ変換回路６の駆動比率＝１／１０と大幅低減しつつ電源スイッチ５と大地間の静電容量に対応した直流電圧を出力するので、電源スイッチ５に指が触れたか否かを検知するために要する電力を削減し、電源オフ時の待機電力を抑制することができる。

また、電源オン状態のときに電源スイッチ５に指が触れると、電源スイッチ変換回路６→サンプルホールド回路２４→微分回路７→比較増幅回路８→電源状態切替回路９によって、電源リレー駆動回路１９への駆動電源を遮断して電源リレー２の接点を開にし、外来ノイズ等で操作マイコン１７や制御マイコン１８が暴走するような使用環境下でも、ソフトウェア処理を伴う手段を使用することなく、機器を使用する者が電源スイッチ５を操作して加熱手段３への通電を確実に遮断することができる。

また、電源オフ状態のときに電源スイッチ５上に物を置いたり、または水をこぼしたりして、電源スイッチ５に指が触れたときと同様の状況になっても、電源スイッチ５から物
をよける、またはこぼれた水を拭き取るまでは、電源状態切替回路９のＦ信号＝ＨかつＬ信号＝Ｌなので、第２の定電圧制御回路１３は電源リレー駆動回路１９へＤＣ２０Ｖを供給せず、かつ制御マイコン１８は電源リレー駆動回路１９へ電源リレー２の接点をオンするための信号を出力しないので、多重で加熱手段３への通電の遮断を維持するとともに、操作マイコン１７は、電源スイッチ５から物をよける、またはこぼれた水を拭き取るまでは、加熱手段３への通電を開始するための操作の受付を禁止して、製品の安全性を高めることができる。

さらに、電源オン状態のときの電源スイッチ５の受付感度△Ｖ３を、電源オフ状態のときの電源スイッチ５の受付感度△Ｖ１よりも良くして、加熱手段３が通電されている際のノイズで電源スイッチ５の受付感度が鈍くなるのを防ぐ、または電波塔近傍等の電界強度が高い地域において、電源スイッチ５の操作により電源リレー２を閉にできるが開にできないといった現象を防ぐことができる。

なお、本実施の形態１では、電源状態切替回路９が電源オフ状態のときは、微分回路７、比較増幅回路８、電源状態切替回路９、間欠駆動回路２３、およびサンプルホールド回路２４のみ駆動している時点で、待機電力を削減しているといった効果もある。

また、本実施の形態１では、電源状態切替回路９が電源オン状態→電源オフ状態に移行したときは、第１の定電圧制御回路１１と第２の定電圧制御回路１３がともにＤＣ２０Ｖを出力しない構成としているが、操作マイコン１７または制御マイコン１８が第１の定電圧制御回路１１のトランジスタＱ１１２をオンするような回路を追加して、電源オフ状態になった後も暫くの間は第１の定電圧制御回路１１がＤＣ２０Ｖを出力できるようにし、トッププレート４が高温状態である旨の表示を行う、あるいはインバータ回路３ｂを冷却するためにファンモータを駆動することもできる。

更に、本実施の形態１に示す、加熱スイッチ検知手段１６、操作マイコン１７、制御マイコン１８の一部または全部を、１つのマイコンに統合した構成とすることもできる。

以上のように、本発明にかかる加熱調理器は、間欠駆動回路２３が、電源スイッチ変換回路６を所定周期で間欠的に駆動し、サンプルホールド回路２４が、間欠駆動回路２３が電源スイッチ変換回路６を駆動した所定時間後から電源スイッチ変換回路６の駆動をオフするまでの間で電源スイッチ変換回路６の出力電圧を入力し、間欠駆動回路２３が電源スイッチ変換回路６を駆動していないときは入力した電源スイッチ変換回路６の出力電圧を保持し出力することによって、電源スイッチ５に指が触れたか否かを検知するために要する電力を削減して待機電力を抑制し、電源スイッチ５→電源スイッチ変換回路６→サンプルホールド回路２４→微分回路７→比較増幅回路８→電源状態切替回路９の動作によって、電源リレー２の接点を開にし、外来ノイズ等で操作マイコン１７や制御マイコン１８が暴走するような使用環境下でも、加熱手段３への通電を確実に遮断することができるので、誘導加熱する手段や、ラジェントヒーター、ハロゲンヒーター、シーズヒーター等を使用、またはこれらを組み合わせた多口加熱調理器への用途にも適用できる。

１ 商用電源
２ 電源リレー
３ 加熱手段
４ トッププレート
５ 電源スイッチ
６ 電源スイッチ変換回路
７ 微分回路
８ 比較増幅回路
９ 電源状態切替回路
２３ 間欠駆動回路
２４ サンプルホールド回路

Claims (4)

1. 加熱手段と、電源と前記加熱手段との接続を開閉する電源リレーと、前記電源リレーの接点を開閉するための駆動電源と、トッププレートと、前記トッププレートに設けた電極で構成される静電容量式タッチキーなる電源スイッチと、高周波信号を印加して前記電源スイッチに指が触れて変化する静電容量を電圧変化に変換し出力する電源スイッチ変換回路と、前記電源スイッチ変換回路を前記高周波信号よりも長い所定周期で間欠的に駆動する間欠駆動回路と、前記間欠駆動回路が前記電源スイッチ変換回路を駆動した所定時間後から前記電源スイッチ変換回路の駆動をオフするまでの間で前記電源スイッチ変換回路の出力電圧を入力し、前記間欠駆動回路が前記電源スイッチ変換回路を駆動していないときは前記入力した電源スイッチ変換回路の出力電圧を保持し出力するサンプルホールド回路と、前記サンプルホールド回路より入力する電圧変化の正負および変化量を検出し出力する微分回路と、前記微分回路からの入力と所定値との大小に基づきＨ／Ｌ信号を出力する比較増幅回路と、前記比較増幅回路からの入力に基づき電源オン状態と電源オフ状態を交互に切り替えて、前記電源オン状態のときは前記電源リレーと前記駆動電源を接続し、前記電源オフ状態のときは前記電源リレーと前記駆動電源の接続を遮断する電源状態切替回路とを備え、前記比較増幅回路は、前記微分回路より入力する信号が前記電源スイッチに指が触れたときの極性でかつ変化量が第１の所定値よりも大きいときに出力論理を反転し、前記微分回路より入力する信号が前記電源スイッチから指が離れたときの極性でかつ変化量が第２の所定値よりも大きいときに出力論理を元に戻すようにした加熱調理器。
2. 前記電源状態切替回路は、前記電源オフ状態のときに前記比較増幅回路からの入力論理が反転し、その後に元に戻ったときに前記電源リレーと前記駆動電源を接続し、前記電源オン状態のときは前記比較増幅回路からの入力論理が反転すると直ちに前記電源リレーと前記駆動電源の接続を遮断するようにした請求項１に記載の加熱調理器。
3. 前記電源オフ状態のときに前記電源スイッチに指が触れて前記比較増幅回路から前記電源状態切替回路への入力論理が反転しているときは、少なくとも前記加熱手段への通電を開始するための操作の受付を禁止する請求項２に記載の加熱調理器。
4. 前記電源リレーの接点が開のときよりも、前記電源リレーの接点が閉のときの方が、前記第１の所定値を小さくなるようにした請求項１〜３の何れか１項に記載の加熱調理器。