JP3583816B2 - 電子レンジの安全回路 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、電子レンジにおけるプリント基板上に構成された安全回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、高周波発振器により食品を加熱する電子レンジは、２〜３ＧＨｚの超極短波を発振させるためこの電波放射に対する安全性においては、様々な工夫がなされている。たとえば、ドアハンドルに備えられたドアスイッチは、高周波発振器の電源供給ラインに挿入されたラッチスイッチと連動されており、食品の加熱中に誤ってドアが開けられても、ドアの開成に伴ってラッチスイッチが開いて高周波発振器への電源供給が停止され、その発振を瞬時に止める機能が持たされている。
【０００３】
また、高周波発振器を駆動させるリレーは、ドアが開けられるとリレー自身の駆動電圧が供給されない回路構成になっており、ラッチスイッチと共に電子レンジの二重の安全装置の役目を担っている。ところで、リレーへの駆動電源供給回路は、通常電子レンジの内部に備えられたプリント基板上に構成されている。しかし、このプリント基板上のパターン、特に電源パターンは、その電子レンジの置かれる環境条件、たとえば高温高湿、水滴、ゴキブリ等の虫の死骸等によって絶縁劣化が生じることがある。この絶縁劣化が生じると、食品の加熱中に誤ってドアが開けられても、リレーはオフせず励磁状態のままとなり、安全装置の役目を果たさない。
【０００４】
この問題に関するものに、特開平６─４５０６３号公報に開示されている電子レンジの安全回路がある。
この電子レンジの安全回路を図３および図４により説明する。図３は、プリント基板上のパターン図を含む電子レンジの回路図の一例である。まず、ドアが閉められている場合では、電源パターン１８には、商用電源３から供給される電圧が、降圧トランス９で降圧され、電源パターン１７、本体回路１内のドアスイッチ５を介してリレーコイル８ｂに駆動用の電源電圧として印加される。ドア検出回路１５は、この電圧によりドアが閉められていると判定し、その信号がマイクロコンピュータ１４に送られる。マイクロコンピュータ１４はこの信号を受け、食品等を加熱するための利用者の運転指令等によりスイッチングトランジスタ１６へ駆動信号を送信する。この信号によりリレーコイル８ｂが励磁され、本体回路１側のリレー接点８ａが閉じられ高周波発振器７より高周波が発振され、食品等が加熱される。
【０００５】
食品加熱中にドアが開けられると、ドアスイッチ５が開となり、リレーコイル８ｂへは駆動用電源電圧が供給されなくなるので、本体回路１側のリレー接点８ａは開いて高電圧発生回路６へは電源供給が停止され、高周波発振器７より高周波が発振されなくなる。また、同時にドアスイッチ５が開となれば、それと連動されるラッチスイッチ４が開かれるので、高電圧発生回路６へは電源供給がされなくなり、この作用によっても高周波の発振が停止される。上記の二つの機能が、この電子レンジの二重の安全機能として構成されるものである。
【０００６】
しかし、このとき電源パターン１７と１８とが絶縁劣化を起こし短絡状態となると、ドアの開閉にかかわらず、リレーコイル８ｂには常に電源電圧が供給される。また、ドア検出回路１５にも電源電圧が印加される。よって、ドア検出回路１５はドアが閉じられていると判定する。マイクロコンピュータ１４はこの信号をうけ利用者の運転指令があると、高周波を発振させる信号を出力する。このような場合に、ラッチスイッチ４が故障して閉じられたままになっていると、ドアが開けられても高周波発振器７からは電波が発振されたままになる。
【０００７】
そこで、特開平６─４５０６３号公報に開示の発明では、この回路のパターンにおいて、図４に示すようにプリント基板上のコネクタ１３の片側の端子から高周波発振器７を駆動させるリレーコイル８ｂおよびドア検出回路１５にいたる電源パターン１８の周囲に、ドア開時と同電位（０Ｖ）のパターン１９（以下、安全保護パターンという。）を設ける。こうすることにより、プリント基板の電源パターン１８と安全保護パターン１９において絶縁劣化が発生した場合でも、ドア検出回路１５からの信号によりマイクロコンピュータ１４は、ドアが開けられていると認識し高周波発振器７の電波の発振が止められることになる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記の電子レンジの安全回路では、ドアが開けられているとき、換言すればドアスイッチ５が開のときは上述の安全性を有する。しかしながら、ドアが閉められているとき、換言すればドアスイッチ５が閉のときには、電源パターン１７の電圧はドアスイッチ５を介して電源パターン１８および安全保護パターン１９へと短絡電流が流れる。これにより、降圧トランス９および整流ダイオード１０等は発熱し、場合により素子が損傷する可能性があると推測される。
【０００９】
そこで、この発明の目的は、上述の技術的課題を解決し、電源パターンの一箇所に抵抗素子を直列に挿入して短絡時の電流を制限することにより、より安全性の高い電子レンジを提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するため、請求項１にかかる電子レンジの安全回路は、加熱調理用の高周波発振器に電圧を供給する高周波発生回路と商用電源との間に接続されたリレー接点をオンオフ制御するリレーコイルが、プリント回路基板上にパターン形成された構成を含む電子レンジの安全回路において、商用電源に接続され、交流電源電圧を降圧する降圧トランスと、降圧トランスに接続され、降圧された交流電源電圧を整流するダイオード及び平滑コンデンサと、前記プリント回路基板上に形成され、前記ダイオードに接続され、電位が与えられる第１パターンと、ドアが開かれるとオフし閉じられるとオンするドアスイッチを介して前記第 1 パターンに接続した前記プリント回路基板上に接続した小パターンと、前記ドアが開かれ、前記ドアスイッチがオフしたとき前記プリント回路基板の０Ｖ電位を出力し、また前記ドアが閉じられ、前記ドアスイッチがオンしたとき前記ドアスイッチを介して前記第１パターンからの電圧が出力されるドア検出回路と、該ドア検出回路及び前記リレーコイルに接続され、前記プリント回路基板上に形成された第２パターンと、前記第１パターンと前記第２パターンとの間の絶縁劣化をおこし短絡状態となることを保護するために、前記第２パターンを取り囲むように前記プリント回路基板上に形成され、前記プリント回路基板の０Ｖ電位に接続された安全保護パターンと、前記第２パターンと前記小パターンとの間に接続し、前記第２パターンと前記安全保護パターンとの間で絶縁劣化をおこしパターン間が短絡状態となり前記ドアが閉じられても、短絡電流が流れて前記降圧トランスや前記ダイオードの発熱や損傷を防止する抵抗素子と、を備えることを特徴とするものである。
【００１３】
【作用】
上記請求項１にかかる発明によれば、プリント回路基板上に第１パターン、第２パターン、小パターン及びプリント回路基板の０Ｖ電位に接続され、前記第２パターンを取り囲むように安全保護パターンがパターン形成されている。
【００１４】
そして、第１パターンと小パターンとの間にドアスイッチが接続され、また小パターンと第２パターンとの間に抵抗素子が接続されている。
【００１７】
【実施例】
以下に、この発明の実施例を添付図面によって詳細に説明する。
図１は、この発明の一実施例にかかるパターン図を含む電子レンジの回路図である。
図１の電子レンジの回路は、本体回路１と制御回路２とに大別される。本体回路１には商用電源３（通常は家庭用コンセントから得る。）が接続され、ラッチスイッチ４を経て高電圧発生回路６に電源が供給される。また、高電圧発生回路６はリレー接点８ａにより通電が判別される。高電圧発生回路６に接続された高周波発振器７は、電圧が供給されることにより高周波を発振する。また、ラッチスイッチ４はドア（図示せず）に備えられたドアスイッチ５と連動し、ドアを開けるとこのラッチスイッチ４も開状態となる。
【００１８】
制御回路２は、全体が１枚のプリント基板上に形成されている。この制御回路２には、本体回路１より交流電源電圧が供給される。この交流電源電圧は降圧トランス９により降圧され、整流ダイオード１０および平滑コンデンサ１１により整流された後、レギュレータ１２を経てマイクロコンピュータ１４に駆動用の直流電圧として供給される。
【００１９】
また、ドア検出回路１５ならびにリレーコイル８ｂおよびリレーコイル８ｂの励磁制御用トランジスタ１６を含む回路が設けられ、これらはマイクロコンピュータ１４と接続されている。
ところで、ドア検出回路１５およびリレーコイル８ｂの回路へ電源電圧を印加するために、下記のパターンがプリント基板上に形成されている。すなわち、整流ダイオード１０および平滑コンデンサ１１により整流された電源電圧を取り出す第１パターンとしての電源パターン１７と、ドア検出回路１５およびリレーコイル８ｂに駆動電圧を導く第２パターンとしての電源パターン１８および電源パターン１８を取り囲むように形成され、かつプリント基板の０Ｖ電位と接続された安全保護パターン１９とがプリント基板上に形成されている。プリント基板の０Ｖ電位は、ドアが開かれたときの電位、すなわち、シャーシアースと同電位である。
【００２０】
また、電源パターン１７は、整流ダイオード１０のカソード側から外部信号との授受を司るコネクタ１３の一方端子へと形成され、このプリント基板の外に設けられ本体回路１側に備えられたドアスイッチ５の一方端子に接続される。また、ドアスイッチ５の他方端子は、前述のコネクタ１３の他方端子に接続されている。この端子を含むこの端子の近傍のプリント基板上には接続用の小パターン２１が形成されている。この小パターン２１と前述の電源パターン１８の間には、抵抗素子２０が接続されている。安全保護パターン１９は、実装された抵抗素子２０本体の下側をプリント基板上で通過し電源パターン１８を取り囲むように設けられる。
【００２１】
従来の技術の項で示した図４のパターン図を含む回路では、パターン同士が近接しているために電源パターン１８と安全保護パターン１９との間のみならず、電源パターン１７と安全保護パターン１９との間に絶縁劣化の可能性も十分に考えられる。
これに対し、この実施例では、電源パターン１７と安全保護パターン１９との間が絶縁劣化をおこさないように十分離された位置に各パターンが配置されている。
【００２２】
次にこの回路図の動作について説明する。
まず、ドアが閉じられている場合には、制御回路２の整流ダイオード１０および平滑コンデンサ１１により整流された直流電圧は、電源パターン１７で取出され、コネクタ１３の一方の端子を介し本体回路１のドアスイッチ５を経由して、コネクタ１３の他方端子、小パターン２１、抵抗素子２０および電源パターン１８を通り、制御回路２のドア検出回路１５およびリレーコイル８ｂに印加される。
【００２３】
ドア検出回路１５は、ドアスイッチ５の開閉により電源パターン１８から供給される電圧の有無によって、ドアが開閉されたことを判定する。たとえば、ドアスイッチ５が閉のときは、電源パターン１７からドアスイッチ５および抵抗素子２０を経て電源パターン１８に電圧が印加され、その結果、ドア検出回路１５には電源が供給される。よって、ドア検出回路１５はドアが閉じていると判定する。他方、ドアスイッチ５が開のときは、電源パターン１７から電源パターン１８へ与えられる電圧は、ドアスイッチ５によりしゃ断されるからドア検出回路１５には電源が供給されない。よって、ドア検出回路１５はドアが開かれていると判定する。
【００２４】
マイクロコンピュータ１４は、このドア検出回路１５からの検出信号によりドアの開閉状態を確認し、閉状態のときに利用者の運転指令等によりスイッチングトランジスタ１６へリレーコイル８ｂを駆動させる信号を送信する。この信号によってスイッチングトランジスタ１６はオンし、リレーコイル８ｂは電源パターン１８からの駆動電圧が印加されている場合に励磁される。リレーコイル８ｂが励磁されると、リレー接点８ａがオンし高電圧発生回路６に商用電源３が印加されるので、高周波発振器７から高周波が発振される。
【００２５】
また、ドアが開けられている場合には、ドアスイッチ５が開となり電源パターン１８へは電源電圧が供給されずリレーコイル８ｂは励磁されない。このため、リレー接点８ａがオフとなり、高周波発振器７からの高周波の発振は停止される。
同時に、ラッチスイッチ４はドアスイッチ５と連動されているため、このラッチスイッチ４も開状態となり、高周波発生回路６へ電源供給がなされなくなって、このラッチスイッチ４によっても高周波発振器７からの高周波の発振が停止され、これらは二重の安全機能を有している。
【００２６】
上記が通常のこの回路構成における基本的動作である。ところが、電源パターン１８と安全保護パターン１９との間の絶縁劣化が発生したとする。このとき、安全保護パターン１９は、プリント基板の０Ｖ電位、つまりドア検出回路１５の０Ｖ電位に接続されている。よって、絶縁劣化が発生すると、電源パターン１８の電位は０となる。このため、リレーコイル８ｂには電源供給がされなくなってリレー接点８ａはオフとなり、高周波発振器７からの高周波の発振は停止される。
【００２７】
さらに、電源パターン１８と安全保護パターン１９が何らかの原因で絶縁劣化をおこしパターン間が短絡状態となったとしても、電源パターン１８と小パターン２１との間に接続された抵抗素子２０により、電源パターン１７がアース電位に接続されないようになっている。このため、たとえドアが閉じられ、ドアスイッチ５が閉であっても、電源パターン１７に接続された降圧トランス９や整流ダイオード１０等が直接、接地されることはない。よって、接地により短絡電流が流れて、これら降圧トランス９や整流ダイオード１０が発熱、損傷等することはない。
【００２８】
また、この抵抗素子２０は、自身が破壊されない程度の電力許容値をもち、かつドア開閉時の検出電位が正常に検出でき、リレーコイル８ｂを駆動できる範囲の抵抗値であれば自由に選択してよい。
また、図２に、この発明の他の実施例のパターン図を含む回路図を示す。
図２の回路図は、前述の図１の回路図からさらに改良を加えたもので、回路構成および回路動作は後述する以外、図１の回路図と同様のため省略する。
【００２９】
図２は、図１の回路図において、電源パターン１８の途中からリレーコイル８ｂへのパターンの間、および電源パターン１８の途中からドア安全回路１５へのパターンの間に、それぞれ第１のダイオード２２と第２のダイオード２３を挿入する。安全保護パターン１９は、抵抗素子２０の片側端子から第１のダイオード２２と第２のダイオード２３のそれぞれのアノード側にいたる電源パターン１８を取り囲むように設けられる。
【００３０】
なお、挿入されたダイオードは、電源パターン１８に供給される電圧、電流に対し、自己が損傷されない程度の定格値をもつものであれば、自由に選択してよい。
これらのダイオードにより挿入された箇所以降の電源パターン、すなわち第１のダイオード２２のカソード側からリレーコイル８ｂの片側端子までのパターン、および第２のダイオード２３のカソード側からドア検出回路１５内の抵抗の片側端子までのパターンには、隣接するパターンが存在しないため、絶縁劣化の可能性のある電源パターン１８のパターン範囲をせばめられることとなる。このことにより、絶縁劣化に注意しなければばらない領域を少なくすることができる。
【００３１】
その他、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
【００３２】
【発明の効果】
以上のように請求項１の電子レンジの安全回路によれば、プリント基板上のリレーの駆動電圧電位である電源パターンの周囲に安全保護パターンを備え、電源パターンの一部に抵抗素子を挿入させ短絡時の電流を制限することにより、電源パターンと安全保護パターンが絶縁劣化により短絡状態になっても、ドアの開閉にかかわらず、制御回路や回路素子に短絡電流が流れず、回路や素子が発熱、損傷しない、安全性の高い電子レンジを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例にかかるパターン図を含む電子レンジの安全回路である。
【図２】この発明の他の実施例にかかるパターン図を含む電子レンジの安全回路である。
【図３】従来の電子レンジのパターン図を含む安全回路である。
【図４】従来の改良された電子レンジのパターン図を含む安全回路である。
【符号の説明】
１ 本体回路
２ 制御回路
４ ラッチスイッチ
５ ドアスイッチ
７ 高周波発振器
８ａ リレー接点
８ｂ リレーコイル
１５ ドア検出回路
１８ 電源パターン
１９ 安全保護パターン
２０ 抵抗素子
２１ 小パターン
２２ 第１のダイオード
２３ 第２のダイオード

Claims (1)

1. 加熱調理用の高周波発振器に電圧を供給する高周波発生回路と商用電源との間に接続されたリレー接点をオンオフ制御するリレーコイルが、プリント回路基板上にパターン形成された構成を含む電子レンジの安全回路において、
   商用電源に接続され、交流電源電圧を降圧する降圧トランスと、
   降圧トランスに接続され、降圧された交流電源電圧を整流するダイオード及び平滑コンデンサと、
   前記プリント回路基板上に形成され、前記ダイオードに接続され、電位が与えられる第１パターンと、
   ドアが開かれるとオフし閉じられるとオンするドアスイッチを介して前記第 1 パターンに接続した前記プリント回路基板上に接続した小パターンと、
   前記ドアが開かれ、前記ドアスイッチがオフしたとき前記プリント回路基板の０Ｖ電位を出力し、また前記ドアが閉じられ、前記ドアスイッチがオンしたとき前記ドアスイッチを介して前記第１パターンからの電圧が出力されるドア検出回路と、
   該ドア検出回路及び前記リレーコイルに接続され、前記プリント回路基板上に形成された第２パターンと、
   前記第１パターンと前記第２パターンとの間の絶縁劣化をおこし短絡状態となることを保護するために、前記第２パターンを取り囲むように前記プリント回路基板上に形成され、前記プリント回路基板の０Ｖ電位に接続された安全保護パターンと、
   前記第２パターンと前記小パターンとの間に接続し、前記第２パターンと前記安全保護パターンとの間で絶縁劣化をおこしパターン間が短絡状態となり前記ドアが閉じられても、短絡電流が流れて前記降圧トランスや前記ダイオードの発熱や損傷を防止する抵抗素子と、を備えることを特徴とする電子レンジの安全回路。

Images