JP2563529B2 - 誘導加熱式アイロン - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は一般家庭において使用する誘導加熱式アイロ
ンに関するものである。

従来の技術 従来の誘導加熱式アイロンを第13図〜第15図により説
明する。図において、１はアイロン本体、２はアイロン
台で、アイロン台２は、セラミック板３、セラミック板
３の下に設けられた昇温用加熱コイル４、フェルト５、
補助加熱コイル６、補助加熱コイル７で構成されてい
る。８は昇温用加熱コイル４に高周波電流を供給する昇
温用インバーター、９はアイロン本体１のアイロンベー
ス13の回りに設けられた結合コイル、10は結合コイル９
から電力を供給される制御回路、11は水タンク12からの
水の滴下の入り切りを制御するスチームボタンである。
15は電源回路で、整流器14、二次電池16で構成されてい
る。

以上の構成において従来の誘導加熱式アイロンの動作
を説明する。アイロンがけを行う場合、まずアイロン本
体１を昇温用加熱コイル４の上に置いて昇温用インバー
タ８を働かせ加熱を行う。

アイロン本体１のアイロンベース13の温度が約200度
に達すると、スチームを使ってアイロンがけができるよ
うになる。従って使用者はフェルト５の上にアイロンが
けをしたい衣類やハンカチなどを置き、ここでアイロン
がけを行う。このときには、補助加熱コイル６と補助加
熱コイル７がアイロン本体１のアイロンベース13の温度
の低下を防ぐために補助的な加熱を行う。

アイロンがけの途中で衣類をさばくときや手を休める
場合には、使用者はアイロン本体を昇温用加熱コイル４
の上に戻すと、昇温用加熱コイル４の作用により加熱が
行われ、アイロンベース13の温度が約200度になるよう
に加熱が行われる。

すなわち昇温用インバータ８は、例えば温度センサ等
の作用により、アイロンベース13の温度を検知し、それ
が200度以下の場合には昇温用加熱コイル４に高周波電
流を供給し、200度以上に上がった場合には昇温用加熱
コイル４に高周波電流を供給しない。昇温用加熱コイル
４から発生する磁束は、アイロンベース13を誘導加熱す
ると同時に結合コイル９に鎖交するため、結合コイル９
の両端には高周波の電圧が発生し、それが整流器14によ
って直流に変換される。

直流に変換された電気エネルギーは、二次電池16と制
御回路10に供給される。したがって昇温用加熱コイル４
に高周波電流が供給されている場合には、制御回路10に
電流が供給されると同時に二次電池16が充電され、昇温
用加熱コイル４に高周波電流が供給されていない時や、
アイロン本体１を持ち上げた場合などにおいては、二次
電池16から制御回路10に電力が供給される。

またスチームを使ってアイロンがけをしたい場合は、
スチームボタン11を一回押すことにより、水タンク12か
ら水が滴下されてスチームが出る。フェルト５の上でス
チームを吹かせてアイロンがけをしている途中で衣類を
さばく場合は、もう一度スチームボタン11を押すと、再
び水タンク12からの水の滴下が止まり、スチームの発生
がストップし、使用者はアイロン本体１を昇温用加熱コ
イル４の上に置くものである。

発明が解決しようとする課題 以上の従来の誘導加熱式アイロンの第１の課題につい
て述べる。結合コイル９が昇温用加熱コイル４からの磁
束によって働いているため、例えば室温のアイロン本体
１を昇温用加熱コイル４に乗せて昇温させる場合には、
はじめの２分間は、昇温用加熱コイル４に高周波電流が
供給されるので、結合コイル９から制御回路10と二次電
池16に電流が供給されるが、約２分でアイロンベース13
の温度が約200度に達すると、昇温用インバータ８は昇
温用加熱コイル４に高周波電流を供給しなくなり、その
後は保温動作すなわちアイロンベース13から対流・伝導
・輻射によってわずかずつ失われていく熱を補充するた
め、昇温用インバータ８は短時間の加熱動作と長時間の
停止を繰り返すことになる。

その結果、結合コイル９に発生する高周波電圧の時間
的な平均値はきわめて小となり、二次電池16の電圧が低
下して、制御回路10が働かなくなるという課題がある。

次に従来の誘導加熱式アイロンの第２の課題について
述べる。アイロンがけ中においても、昇温用加熱コイル
４の上に置かれている場合であっても、スチームボタン
11が押されている状態にあっては絶えず水タンク12から
の水の滴下が行われているので、スチームが出っぱなし
になる。しかし、昇温用加熱コイル４の上に置いている
場合においては、スチームは不必要であるばかりではな
く、スチームが出っぱなしになることによってアイロン
ベース13の熱が奪われ、アイロンベース13を温度を一定
に保つために無駄なエネルギーを昇温用加熱コイル４か
ら供給する必要が生じる。またセラミック板３の上も水
浸しになってしまう。

従って昇温用加熱コイル４にアイロン本体１を置く場
合は必ずスチームボタン１をもう一度押し、水タンク12
からの水の滴下が行われないようにしなければならず、
結果としてスチームボタン11の操作回数が極端に増加し
てしまい、使いにくいという課題があった。

本発明は上記した課題に鑑みてなされたものであり、
第１の目的は、昇温用加熱コイルの通電時間の割合が小
さい保温動作時においても十分な電力を制御回路に供給
することによって制御回路が働かなくなるのを防ぐもの
である。

また本発明第２の目的は、スチームを用いたアイロン
がけを行う場合に、昇温用加熱コイル上に置く度に自動
的にスチームを止めることにより、スチームボタンの操
作回数を少なくし、使いやすくするものである。

課題を解決するための手段 上記第１の目的を達成するための誘導加熱式アイロン
の構成は、アイロン本体とアイロン台からなり、前記ア
イロン本体は、制御回路と、結合コイルを有し前記制御
回路に電源を供給する電源回路とを備え、前記アイロン
台は、前記アイロン本体を誘導加熱する昇温用加熱コイ
ルと、昇温動作時に前記結合コイルに磁気的に結合する
電源供給コイルを備えたものである。

また第２の目的を達成するための誘導加熱式アイロン
の構成は、アイロン本体とアイロン台からなり、前記ア
イロン本体は、スチーム発生手段と、前記スチーム発生
手段のスチームを止めるスチーム停止手段と、結合コイ
ルと、前記結合コイルに直列または並列に接続した共振
コンデンサを有するとともに前記スチーム停止手段に電
源を供給する電源回路とを備え、前記アイロン台は、前
記アイロン本体を誘導加熱する昇温用加熱コイルと、前
記結合コイルと共振コンデンサの共振周波数と異なった
周波数で駆動される少なくとも１個の補助加熱コイル
と、昇温動作時に前記結合コイルに磁気的に結合し、前
記結合コイルと共振コンデンサの共振周波数付近の周波
数で駆動される電源供給コイルとを備えたものである。

作用 以上の構成により本発明の誘導加熱式アイロンは、昇
温用加熱コイルが通電されているか否かにかかわらず、
絶えず結合コイルから電力を取り出すことができるた
め、保温時であっても制御回路の電源電圧が下がってき
てその動作が停止したりすることがない。

また本発明の誘導加熱式アイロンは、スチームを用い
たアイロンがけを行う場合に、昇温用加熱コイル上に置
く度にスチーム停止手段により自動的にスチームを止
め、スチームボタンの操作回数を少なくし、使いやすい
ものである。

実施例 以下添付図面にもとづき本発明の一実施例について説
明する。第１図において、20はアイロン本体、21はアイ
ロン台である。アイロン本体20は、アイロンベース25、
結合コイル22、整流器23を含む電源回路24、制御回路2
6、サーミスタ27、発光ダイオード28〜31によって構成
されている。

アイロン台21は、昇温用加熱コイル32、昇温用加熱コ
イル32に高周波電流を供給する昇温用インバータ33、電
源供給コイル34、電源供給コイル34に高周波電流を供給
する電源供給コイル用インバータ35で構成している。

第２図において、36は直流電源で、電源供給コイル34
のセンタンタップに接続している。37はスイッチング用
のトランジスタで、発振器39からの信号によってオンオ
フする。38はダイオードである。

アイロン本体20の回路は、結合コイル22と結合コイル
22に直列に接続した共振コンデンサ40、整流器23による
電源回路24、ニカド電池による二次電池41、マイコンに
よる制御回路26、発光ダイオード28〜31、アイロンベー
ス25の温度を検知するサーミスタ27によって構成されて
いる。

以上の構成において動作を説明する。第３図（ア）は
トランジスタ37のベース・エミッタ間電圧Vbe、（イ）
はトランジスタ37のコレタ電流Ic、（ウ）はダイオード
38の電流Idの波形である。ここで、T1において発振器39
からの信号によってトランジスタ37がオンすると、直流
電源36からの電流が電源供給コイル34を通ってトランジ
スタ37のコレクタに流れるが、共振コンデンサ40の作用
によってIcの波形は（イ）にみられるような波形にな
る。またT2においてトランジスタ37がオフすると、
（ウ）に見られるように結合コイル34のインダクタンス
によってオン期間中に蓄えられた励磁エネルギーがダイ
オード38を通って直流電源36に回生され、T3において回
生が完了する。

以上の動作が400マイクロセコンドを周期として繰り
返されることにより、結合コイル22に25kHzの高周波の
起電力が発生し、共振コンデンサ40との共振現象によ
り、結合コイル22と共振コンデンサ40の直列回路から大
きな高周波電流が整流器23に供給され、これが整流器23
によって直流に変換されて、二次電池41、制御回路26、
発光ダイオード28〜31に供給される。

本実施例においては、制御回路26はサーミスタ27から
の温度情報を検知し、その温度に応じて発光ダイオード
28〜31を点灯させるものである。すなわちアイロンベー
ス25の温度が約80度以下の場合には、発光ダイオード28
のみを点灯し、アイロンベース25の温度が80度〜120度
の場合には発光ダイオード28と29を点灯し、アイロンベ
ース25の温度が120度〜160度の場合には発光ダイオード
28から30を点灯し、アイロンベース25の温度が160度か
ら200度の場合には発光ダイオード28から31をすべて点
灯させるものである。

ただし制御回路26は、必ずしもこのような発光ダイオ
ードを制御するものである必要はなく、例えば温度設定
用の押しボタンスイッチと電波を発信する無線送信器を
備え、アイロンベース25の温度が設定値よりも低いとき
に加熱要求信号をアイロン台側に送信するようなもので
あってもよい。

また本実施例においても二次電池41を設けているが、
これはアイロン本体20が昇温用加熱コイル53の上にない
時、すなわちアイロンがけの時間中に制御回路26に電力
を供給するものであり、通常のアイロンがけではこの時
間が10から20秒程度であることから、二次電池41の容量
もこの時間だけ制御回路26に電力を供給できるものであ
ればよい。

本実施例においては二次電池41はニカド電池を用いて
いるが、例えば電気二重層キャパシタンスなどでもよ
い。すなわち本発明においては、昇温用加熱コイル32が
通電されているか否かにかかわらず、絶えず結合コイル
22から電力を取り出すことができるため、保温時であっ
ても制御回路26の電源電圧が下がってきてその動作が停
止したりすることがない。

また本実施例においては、共振コンデンサ40を備えて
いるため、電力の伝達が効率よく行われ、電源供給コイ
ル34と結合コイル22のギャップが大きい場合にも十分な
電力を供給することが可能である。

第４図は電源供給コイル34と結合コイル22の位置関係
を示しており、42は電源供給コイル34を有するコの字形
のフェライトコア、43はコの字形のフェライトコア42と
対向する棒状のフェライトコアである。

この構成においては、（ｂ）の破線に示すような磁路
ができる。この構成では、フェライトコア42の幅ａが大
きい場合には、フェライトコア43の位置がかなりフェラ
イトコア42の長手方向にバラついても磁気係合が良好で
ある。従ってアイロン本体20の置き位置がかなり左右に
バラついても制御回路26に電源が供給できる。つまり、
アイロン台の昇温用加熱コイル32部分とアイロン本体20
のはまりに左右の余裕を設けることができることになる
ために、アイロン本体20を昇温用加熱コイル32に置く際
に置きやすい誘導加熱式アイロンを提供することができ
るという効果がある。

この実施例においては、共振コンデンサ40を設けたが
これは必ずしも必要なものではない。また本実施例では
共振コンデンサ40は、結合コイル22に直列接続したが、
別に並列接続してもよい。

第５図は共振コンデンサ40を結合コイル22に並列接続
した例を示し、第６図は共振コンデンサ40を結合コイル
22の両端子間に接続し、整流器23を結合コイル22の中間
端子と一方の端の間に並列接続した例を示し、第７図は
結合コイル22を同じ位置に２個設け、その一方のコイル
に共振コンデンサ40を接続した例を示している。

第６図に示すように結合コイル22に中間端子を設け、
共振コンデンサ40をその両端に設け、結合コイル22の一
方の端子と中間端子との間に整流器23を接続した場合に
は、結合コイル22の両端子間と共振コンデンサ40の閉回
路に高周波大電流が流れ、結合コイル22の両端には高周
波の高電圧が発生する。

したがって、この実施例では共振コンデンサ40の両端
に発生する電圧のうち、制御回路26に必要な電圧だけを
結合コイル22の中間端子から取り出すことができる。

すなわち例えば制御回路26に必要な電圧が5Vである場
合には、結合コイル22の中間端子を1/10の所から引き出
すことにより、共振コンデンサ40にかかる電圧は約50V
となり、コンデンサの耐圧としては市場において一般的
な50から100V品を用いることができる。

なお共振コンデンサ40の耐圧が第５図の場合の10倍に
なっても、結合コイル22との共振周波数が一定であるの
で、共振コンデンサ40の静電容量は1/100ですみ、コン
デンサの体積・コストはほぼ同じである。つまり市販の
コンデンサの耐圧に合わせることが可能となり、設計が
やり易くなるという利点がある。

第６図においては、結合コイル22の両端に共振コンデ
ンサ40を接続し、中間端子から整流器23に電源を取り出
したが、逆に結合コイル22の両端から電源を取り出し、
中間端子に共振コンデンサ40を接続してもよく、この場
合には共振コンデンサ40の耐圧より高い電圧を整流器23
に供給することができる。

また第７図の場合も共振コンデンサ40を第５図に示し
たように結合コイル22に並列接続したのと等価な動作を
するが、この実施例においても、各コイルのターン数の
比を変えることにより制御回路26に供給する電圧と共振
コンデンサ40の耐圧の比を変えることができるので、市
販のコンデンサの耐圧の定格に合わせて設計することが
できる。

第８図は別の形状の結合コイル22と、電源供給コイル
34を用いた実施例における結合コイル22と電源供給コイ
ル34の関係を示したものであり、44はコの字型のフェラ
イトコア、45はコの字型のフェライトコア44と対向した
棒状のフェライトコアである。

この実施例では、電源供給コイル34のｂの長さが長い
ためにフェライトコア44とフェライトコア45の間のギャ
ップを大きくとった場合でも磁気結合が良好であるとい
う特長がある。

次に本実施例の他の実施例について説明する。第９図
において、50はアイロン本体、51はアイロン台で、アイ
ロン台51は、セラミック板52、セラミック板52の下に設
けられた楕円形の昇温用加熱コイル53、フェルト54の、
円形の補助加熱コイル55、円形の補助加熱コイル56、電
源供給コイル57で構成されている。

第10図において、アイロン本体50は、結合コイル61と
整流器62からなる電源回路60、気化室63とアイロンベー
ス69とスチームボタン66と水タンク65からなるスチーム
発生手段64、ソレノイド68によるチーム停止手段67を有
している。

アイロン台51には、昇温用加熱コイル53に高周波電流
を供給するための昇温用インバータ58、電源供給コイル
57に高周波電流を供給するための電源供給コイル用イン
バータ59を備えている。

第11図はスチーム発生手段64とスチーム停止手段67の
働きを説明するものであり、棒72はスチームボタン66に
接続されており、スチームボタン66を一回おすと下に下
がって水タンク65からの水の滴下が停止し、もう一回押
すと上に上がって水がゴム管70を経て気化室63に滴下さ
れるものである。

スチーム停止手段67は、ソレノイド68、プランジャ7
4、スプリング71、金具73、74によって構成されてい
る。

第12図において、結合コイル61には直列に共振コンデ
ンサ76が接続されている。一方、アイロン台51側の中点
から端子を出した電源供給コイル57には、直流電源77、
トランジスタ78、ダイオード79、発振器80によって構成
される電源供給コイル用インバータ59が接続されてい
る。

以上の構成において本実施例の誘導加熱式アイロンの
動作を説明する。

まずアイロン本体50が、アイロン台51の昇温用加熱コ
イル53の上に置かれている場合は、昇温用インバータ58
から昇温用加熱コイル53に高周波電流が供給され、アイ
ロンベース69が加熱される。それと同時に、電源供給用
インバータ59から電源供給コイル57にも高周波電流が供
給され、アイロン本体50側の電源回路60に電気エネルギ
ーが供給される。すなわち、発振器80は約25kHzでトラ
ンジスタ78をオンオフされ、先に説明した第３図の動作
波形となる。したがって結合コイル61と共振コンデンサ
76が共振状態になり、ソレノイド68には電流が流れる。

ソレノイド68に電流が流れると、第11図にみられるよ
うに、磁力の作用によってスプリング71の張力に打ち勝
ってプランジャ74を引っ張り、その結果プランジャ74に
取り付けられた金具75も引っ張るので、金具73と金具75
の間でゴム管70が押しつぶされ、棒72の上下にかかわら
ず水タンク65からの水の滴下が止められる。

なお電源供給コイル57には、昇温用加熱コイル53とは
異なり、昇温用加熱コイル53に高周波電流が供給されて
いないときであっても高周波電流が供給されるため、例
えばアイロンベース69の温度が一定値に達したときに昇
温用ンバータ58を停止しても、引続きソレノイド68に電
流が供給され、水の滴下を停止させスチームの発生を抑
える働きがある。

次に補助加熱コイル55または補助加熱コイル56の上で
使用される場合の動作について述べる。

補助加熱コイル55と補助加熱コイル56は、それぞれ高
周波電流が供給されフェルト54の上を移動するアイロン
本体50を誘導加熱するが、これらのコイルに供給される
高周波電流の周波数は、結合コイル61と共振コンデンサ
76の共振周波数から外れているため、ソレノイド68がフ
ェルト上で誤動作することがないという特長がある。

なお、この実施例においては、共振コンデンサ76は、
結合コイル61に直列に接続したが、第５図〜第７図に挙
げたような接続をしても同様の効果を生む。

また電源供給コイル57と結合コイル61の形状に関して
も、第４図、第８図またはこれらに類する形状であって
もよい。

また本実施例においては、スチーム停止手段67はソレ
ノイドを用いているが、たとえば形状記憶合金やバイオ
メタルなどコイルでつくりそれに電流を供給して弁を閉
めるものであってもよく、要するに電力によってスチー
ムを止めるアクチュエータであってもよい。またアクチ
ュエータによっては交流で働くものであるが、この場合
には整流器62を省くこともでき、部品点数が少なくなり
小型軽量のアイロン本体とすることができる。

発明の効果 以上の実施例によっても明らかように、本発明の誘導
加熱式アイロンは、特に昇温用加熱コイルが通電されて
いるか否かにかわらず、絶えず結合コイルから電力を取
り出すことができるため、保温時であっても制御回路の
電源電圧が下がってきてその動作が停止したりすること
がなく、制御回路に十分な電力を供給することができ
る。

また誘導加熱式アイロンは特に結合コイルと並列また
は直列に共振コンデンサを設け、昇温時に結合コイルと
磁気的に結合する電源供給コイルを前記結合コイルと共
振コンデンサの共振周波数に近い周波数で駆動し、前記
結合コイルと共振コンデンサの共振周波数と異なった周
波数で駆動される少なくとも１つの補助加熱コイルを設
けたことにより、昇温用加熱コイル上に置いた場合のス
チームを自動的に止める事によって使い勝手を向上し、
かつ補助加熱コイルによってアイロンがけ中も加熱を行
うことによってアイロンベースの温度の低下が小さく性
能のよいアイロンを提供するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における誘導加熱式アイロン
の断面図、第２図は同誘導加熱式アイロンの電源供給コ
イル・電源供給コイル用インバータ・アイロン本体の回
路図、第３図は同導電加熱式アイロンの電源供給コイル
用インバータの動作波形図、第４図は同誘導加熱式アイ
ロンの電源供給コイルと結合コイルの位置関係を示す
図、第５図は同誘導加熱式アイロンにおいて共振コンデ
ンサを並列接続したアイロン本体の回路図、第６図は同
共振コンデンサを中間端子を設けた結合コイルに接続し
たアイロン本体の回路図、第７図は同じ位置に結合コイ
ルを２つ設けそのうちの一つのコイルに共振コンデンサ
を接続したアイロン本体の回路図、第８図は電源供給コ
イルと結合コイルの第二の形状を表す図、第９図は本発
明の他の実施例における誘導加熱式アイロンの上面図、
第10図はその昇温状態における断面図、第11図は同アイ
ロン本体のスチーム発生手段とスチーム停止手段の説明
図、第12図は同電源供給コイル・電源供給コイル用イン
バータ・アイロン本体の回路図、第13図は従来の技術に
おける誘導加熱式アイロンの上面図、第14図は従来の技
術における誘導加熱式アイロンの昇温時の断面図、第15
図は従来の技術におけるアイロン本体の回路図である。 20……アイロン本体、21……アイロン台、22……結合コ
イル、24……電源回路、26……制御回路、32、53……昇
温用加熱コイル、34……電源供給コイル、50……アイロ
ン本体、51……アイロン台、55、56……補助加熱コイ
ル、57……電源供給コイル、60……電源回路、61……結
合コイル、64……スチーム発生手段、67……スチーム停
止手段、76……共振コンデンサ。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】アイロン本体とアイロン台からなり、前記
   アイロン本体は、制御回路と、結合コイルとを有し前記
   制御回路に電源を供給する電源回路とを備え、前記アイ
   ロン台は、前記アイロン本体を誘導加熱する昇温用加熱
   コイルと、昇温動作時に前記結合コイルに磁気的に結合
   する電源供給コイルを備えた誘導加熱式アイロン。
2. 【請求項２】アイロン本体とアイロン台からなり、前記
   アイロン本体は、スチーム発生手段と、前記スチーム発
   生手段のスチームを止めるスチーム停止手段と、結合コ
   イルと、前記結合コイルに直列または並列に接続した共
   振コンデンサを有するとともに前記スチーム停止手段に
   電源を供給する電源回路とを備え、前記アイロン台は、
   前記アイロン本体を誘導加熱する昇温用加熱コイルと、
   前記結合コイルと共振コンデンサの共振周波数と異なっ
   た周波数で駆動される少なくとも１個の補助加熱コイル
   と、昇温動作時に前記結合コイルに磁気的に結合し、前
   記結合コイルと共振コンデンサの共振周波数付近の周波
   数で駆動される電源供給コイルとを備えた誘導加熱式ア
   イロン。