JP4961908B2 - 誘導加熱式炊飯器 - Google Patents

Description

本発明は、音声報知機能を有する誘導加熱式炊飯器に関するものである。

従来、音声報知を備えた調理器では、音声合成装置を含めた音声出力部に特定の期間のみ電力を供給することで、消費電力低減、スピーカノイズ防止をしているものがある（例えば、特許文献１参照）。
特開昭５９−４８２８号公報

しかしながら、前記従来の構成で、誘導加熱式炊飯器を実現しようとすると、音声出力中に直流電源の電圧が変動するため、例えば、直流電源の電圧を基準にして、ＡＤ変換器を構成していると、ＡＤ変換時に誤差が生じるなどの問題があった。特に、炊飯器では、鍋の温度をサーミスタと抵抗の分圧回路から出力される電圧や、入力電流をカレントトランスで変換した電圧や、交流電源の電圧を抵抗分圧回路で分圧した電圧を、ＡＤ変換器で読み取るので、鍋の温度や、入力電力がばらつくという問題があった。

また、１つの直流電源で制御手段の消費電流とスピーカの駆動電流を許容しようとすると電源回路の各部品の発熱が大きくなり、放熱用の金属板などを取り付ける必要が生じ、実装面積が大きくなるという問題があった。

本発明は上記従来の課題を解決するもので、音声出力時の電源電圧変動により制御手段の基準電圧が変動するのを防止し、音声の出力に関わらず制御手段への入力電圧の検知精度を維持するとともに、音声を出力しないときの消費電流を低減することを目的としている。

本発明は上記目的を達成するために、鍋を誘導加熱する加熱コイルをスイッチング手段により導通、遮断し、制御手段により駆動手段を通してスイッチング手段をオンオフ制御し、制御手段の信号をうけて音声信号出力手段より所定の音声信号を出力し、音声信号出力手段の信号を音声信号増幅回路により増幅し、音声信号増幅回路の出力信号をスピーカにより音声に変換し、第１の直流電源よりスイッチング手段に電力を供給し、第２の直流電源より制御手段に電力を供給し、第３の直流電源より音声信号増幅回路に電力を供給し、第３の直流電源への電流経路をスイッチ回路により導通、遮断するよう構成し、第２の直流電源と第３の直流電源は第１の直流電源より電力を供給され、制御手段は音声を出力しないときはスイッチ回路を遮断状態にして第３の直流電源をオフし、音声信号増幅回路への電源供給を停止するよう構成したものである。

これにより、制御手段に電力を供給する第２の直流電源と、音声信号増幅回路に電力を供給する第３の直流電源とを分けることで、音声出力時の電源電圧変動により制御手段の基準電圧が変動するのを防止することができ、音声の出力に関わらず制御手段への入力電圧の検知精度を維持することができるとともに、音声を出力しないときの消費電流を低減することができる。

本発明の誘導加熱式炊飯器は、制御手段に電力を供給する第２の直流電源と、音声信号増幅回路に電力を供給する第３の直流電源とを分けることで、音声出力時の電源電圧変動により、制御手段の基準電圧が変動するのを防止することができ、音声の出力に関わらず制御手段への入力電圧の検知精度を維持することができるとともに、音声を出力しないときの消費電流を低減することができる。

第１の発明は、鍋を誘導加熱する加熱コイルと、前記加熱コイルを導通、遮断するスイッチング手段と、前記スイッチング手段をオンオフする駆動手段と、前記駆動手段を通して前記スイッチング手段をオンオフ制御する制御手段と、前記制御手段の信号をうけて所定の音声信号を出力する音声信号出力手段と、前記音声信号出力手段の信号を増幅する音声信号増幅回路と、前記音声信号増幅回路の出力信号を音声に変換するスピーカと、前記スイッチング手段に電力を供給する第１の直流電源と、前記制御手段に電力を供給する第２の直流電源と、前記音声信号増幅回路に電力を供給する第３の直流電源と、前記第３の直流電源への電流経路を導通、遮断するスイッチ回路とを備え、前記第２の直流電源と第３の直流電源は前記第１の直流電源より電力を供給され、前記制御手段は音声を出力しないときは前記スイッチ回路を遮断状態にして第３の直流電源をオフし、前記音声信号増幅回路への電源供給を停止するよう構成したものであり、制御手段に電力を供給する第２の直流電源と、音声信号増幅回路に電力を供給する第３の直流電源とを分けることで、音声出力時に第３の直流電源の電圧が低下しても、第２の直流電源の電圧は低下しないので、制御手段の基準電圧は安定し、入力電圧の検知精度を維持することができる。この結果、鍋の温度の検知ばらつき、入力電流の検知ばらつき、交流電源電圧の検知ばらつきを抑えることできる。また、音声を出力しないときは第３の直流電源をオフするので、第３の直流電源の消費電力を抑えるとともに、第３の直流電源の発熱を抑えることができる。従って、検知ばらつきが小さく、省エネルギで、操作のわかりやすい炊飯器を提供できる。

第２の発明は、上記第１の発明において、第１の直流電源はスイッチング電源の構成とし、第２の直流電源と第３の直流電源はエミッタフォロア回路の構成としたものであり、スイッチング電源のスイッチングノイズが第２の直流電源を構成するトランジスタと定電圧ダイオードによりクランプされるので、制御手段がスイッチングノイズで誤動作するのを防止できる。また、第３の直流電源を構成するトランジスタと定電圧ダイオードにより、第１の直流電源のスイッチングノイズがクランプされるので、音声出力時にスイッチングノイズがノイズ音となって聞こえるのを防止できる。第１の直流電源をスイッチング電源にすると電源立ち上がり時に電源電圧が変動するが、スイッチ回路により第３の直流電源への電流経路を遮断しているので、スイッチング電源の電圧変動がスピーカから音となって出力されるのを防止することができる。従って、スピーカからノイズ音でにくい使いやすい炊飯器を提供できる。

第３の発明は、上記第１または第２の発明において、第１の直流電源と第３の直流電源の電流経路に電流制限手段を設けたものであり、第３の直流電源の電圧の立ち上がり速度が遅くなるので、第３の直流電源の立ち上がり時の電圧変動がスピーカのノイズ音となるのを防止することができる。また、電流制限手段で第１の直流電源から第３の直流電源に供給される電流を制限することができるので、第３の直流電源、音声信号増幅回路、スピーカが過電流、発熱で破壊するのを防止することができる。

第４の発明は、上記第１〜３のいずれか１つの発明において、制御手段から音声信号出力手段への送信は商用電源のゼロボルト電圧近傍で行うようにしたものであり、加熱コイルに流れる電流が小さいときに通信できるので、加熱コイルのノイズによる通信間違いのない信頼性の高い炊飯器を提供できる。

第５の発明は、上記第１〜４のいずれか１つの発明において、制御手段から音声信号出力手段への送信中はスイッチング手段をオフするようにしたものであり、スイッチング手段のスイッチングノイズで、制御手段と音声信号出力手段の通信ができなり、音声が出力しないという誤動作を防止することができ、使用者がストレスなく、使用することができる。

第６の発明は、上記第１〜５のいずれか１つの発明において、制御手段は、スイッチ回路を導通状態にした後で、音声信号出力手段に所定の音声信号の出力を命令する通信を行い、その後、スイッチング手段のオンオフ信号を駆動手段に出力するようにしたものであり、スイッチング手段のスイッチングノイズで、制御手段と音声信号出力手段の通信ができなり、音声が出力しないという誤動作を防止することができ、使用者がストレスなく、使用することができる。

第７の発明は、上記第１〜６のいずれか１つの発明において、制御手段から音声信号出力手段への送信は商用電源のゼロボルト電圧に同期して行うようにしたものであり、加熱コイルの電流が小さいときに通信を行うことができるので、加熱コイルのノイズによる通信間違いのない信頼性の高い炊飯器を提供できる。

第８の発明は、上記第１〜７のいずれか１つの発明において、スイッチング手段を冷却する冷却手段を備え、第１の直流電源から前記冷却手段に電力を供給するようにしたものであり、第２の直流電源と第３の直流電源の発熱を抑えることができる。また、第１の直流電源は、第２の直流電源と第３の直流電源に比べて電源電圧が高いので、冷却手段に流す電流は小さくなり、第１の直流電源の発熱を抑えることができる。また、第１の直流電源を利用するので、新たな電源の追加がなく、低コストにすることができる。

第９の発明は、上記第１〜８のいずれか１つの発明において、音声の周波数特性を切り替える切替手段を備え、使用者が選択することで任意の周波数特性の音声を出力するようにしたものであり、使用環境や使用者の年齢で聞き易い音質を選択できるので、使用者のストレスを抑えた信頼性の高い炊飯器を提供できる。

第１０の発明は、上記第９の発明において、使用者が選択した任意の周波数特性を意味する内容を表示する表示手段を備えたものであり、現在の音声の音質状態を目で認識できるので使い易い炊飯器を提供できる。

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における誘導加熱式炊飯器の一部ブロック化した回路図を示し、図２は、同誘導加熱式炊飯器の断面図を示すものである。なお、図面を簡潔にするために、電気的接続のためのリード線や、部品を固定するためのネジは省略している。

図１に示すように、鍋１は銅、ステンレス、アルミなどの複数の金属からなるクラッド鋼板で構成している。加熱コイル２は鍋１を誘導加熱するもので、図示しないが線径の小さい銅線を束ねたリッツ線で構成している。共振用コンデンサ３は、加熱コイル２と並列共振回路を構成している。共振用コンデンサ３は、高周波電流が流れても損失が低いメタライズドポリエステルコンデンサを使用している。

スイッチング手段４は、加熱コイル２を同通、遮断するもので、ＩＧＢＴ５とＩＧＢＴ５に逆接続した逆接続ダイオード６で構成している。一般的にＩＧＢＴは高速スイッチングと大電流を流すことができる半導体素子である。ＩＧＢＴ５が高周波スイッチングをすることで、加熱コイル２に高周波電流が流れ、高周波磁界が発生する。

駆動手段７は、スイッチング手段４をオンオフするもので、本実施の形態では、特に図示をしていないが、ＰＮＰトランジスタとＮＰＮトランジスタからなるプッシュプル回路で構成している。ダイオードブリッジ８とチョークコイル９とコンデンサ１０は商用電源１１を整流している。本実施の形態では、商用電源１１の周波数は約５０Ｈｚとするが、別に６０Ｈｚでも構わない。

入力手段１２は、複数のモーメンタリスイッチで構成しており、使用者が炊飯方法や炊飯の開始または停止などを選択することができる。表示手段１３は、液晶ディスプレイやＬＥＤで構成しており、使用者が設定した内容や、炊飯中、予約中などの炊飯器の状態、炊飯の経過時間を表示する。

制御手段１４は、駆動手段７を通してスイッチング手段４をオンオフ制御するもので、特に図示しないが、マイクロコンピュータや鍋１の底部分の温度を検知するサーミスタ、商用電源１１の電圧を検知する電圧検知回路、商用電源１１から入力される入力電流を検知するカレントトランスなどで構成しており、スイッチング手段４のオンオフ制御や、入力手段７からの信号を受けて、ＬＣＤ（表示手段１３）に設定された内容を表示し、設定された内容に基づいて炊飯シーケンス、保温シーケンスを動作させる。

スピーカ１５は、音声信号増幅回路２４の出力信号を音声に変換するもので、特に図示しないが、本実施の形態では、巻線と磁石を用いて、巻線に流れる電流と磁石の磁界でコイルを振動させる構成にしている。なお、本実施の形態では、スピーカに流す電流を小さくするために、スピーカのインピーダンスを８Ωより大きくしている。なお、スピーカ１５は入力端子のうちの一つをグランド電位に接続している。

音声信号出力手段１６は、制御手段１４の信号を受けて所定の音声信号を出力するもので、音声データを４ｂｉｔデータとして記憶したメモリ１７と、メモリ１７から出力されるデジタル信号をアナログ信号に変換するＤＡ変換器１８を有する音声合成ＩＣを用いた構成としている。フィルタ回路１９は、抵抗２０とコンデンサ２１の直列回路からなるハイパスフィルタと、抵抗２２とコンデンサ２３の並列回路からなるローパスフィルタで構成しており、音声信号出力手段１６の出力信号の低周波成分と高周波成分を減衰させる。

音声信号増幅回路２４は、音声信号出力手段１６の信号を増幅するもので、市販のオペアンプで構成しており、フィルタ回路１９の出力電圧を所定の増幅率で増幅する。コンデンサ２５は音声信号増幅回路２５の出力信号のうち、直流成分を除去するもので、スピーカ１５に直流電圧が印加しないようにしている。

第１の直流電源２６は、少なくともスイッチング手段４に電力を供給するもので、特に図示しないが、スイッチング電源で構成し、商用電源１１を半波整流した電圧を約２０Ｖの直流電源に変換している。第１の直流電源２６の出力電圧２０ＶはＩＧＢＴ５をオンするために必要な電圧で、駆動手段７を介してＩＧＢＴ５に供給され、ＩＧＢＴ５はオンする。

第２の直流電源２７は、ＮＰＮトランジスタ２８と定電圧ダイオード２９と抵抗３０とコンデンサ３１からなるエミッタフォロア回路で構成しており、第１の直流電源２６より電力を供給され、第１の直流電源２６を約５Ｖに降圧している。第２の直流電源２７は、制御手段１４を構成するマイクロコンピュータ、音声信号出力手段１６を構成する音声合成ＩＣの電源となっている。

第３の直流電源３２は、ＮＰＮトランジスタ３３と定電圧ダイオード３４と抵抗３５とコンデンサ３６からなるエミッタフォロア回路で構成しており、第１の直流電源２６より電力を供給され、第１の直流電源２６を約１０Ｖに降圧している。第２の直流電源２７と第３の直流電源３２の電源電圧が異なるのは、スピーカ１５に印加する電圧が約８Ｖと高いことと、スピーカ１５を駆動するときにＮＰＮトランジスタ３３に流れる電流が大きいので、ＮＰＮトランジスタのコレクタエミッタ間の電圧を小さくし、発熱を減らすためである。

スイッチ回路３７は、抵抗内蔵型のＰＮＰトランジスタ３８とＮＰＮトランジスタ３９で構成されており、制御手段１４からハイまたはローの信号を出力することで、第１の直流電源２６と第３の直流電源２７の電流経路を導通または遮断する。

ここで、制御手段１４は音声を出力しないときはスイッチ回路３７を遮断状態にして第３の直流電源３２をオフし、音声信号増幅回路２４への電源供給を停止するよう構成している。

冷却手段４０は、スイッチング手段４を冷却するもので、本実施の形態では、ファンモータで構成している。このファンモータを駆動する電源は第１の直流電源２６より供給され、制御手段１４を構成するマイクロコンピュータよりオンオフ信号を送信することで、ファンモータをオンオフ制御する。

つぎに、図２に示すように、炊飯器本体４１は、その上面を覆う蓋４２を開閉自在に設置している。炊飯器本体４１の収納部４３には、その底部に加熱コイル２を配設している。加熱コイル２の外周側にフェライトコア４４を配設している。加熱コイル２は、鍋１の底部の中心が中心になるように渦巻状に巻かれた巻線である。

鍋１は上端開口部に外側にせり出したフランジを有し、フランジを収納部４３の上端から浮き上がった状態で載置することにより、収納部４３に着脱自在に収納される。したがって、鍋１は収納時に収納部４３との間に隙間を有する。鍋１の材質については、図１で説明したとおりであり、ここでは省略する。蓋４２には着脱自在な蓋加熱板４５を設定している。蓋加熱板４５はステンレスなどの金属で形成している。蓋加熱コイル４６は、図１では記載していないが、蓋４２に内蔵され、蓋加熱板４５を誘導加熱する。

第１の回路基板４７は、入力手段１２を構成するスイッチ、表示手段１３を構成するＬＣＤ、ＬＥＤ、制御手段１４を構成するマイクロコンピュータ、音声信号出力手段１６を構成する音声合成ＩＣ、第３の直流電源３２、スイッチ回路３７などを実装している。第２の回路基板４８は、スイッチング手段４や、駆動手段７、ダイオードブリッジ８、チョークコイル９、コンデンサ１０、第１の直流電源２６、第２の直流電源２７などを実装している。スイッチング手段４とダイオードブリッジ８はアルミで成形された放熱フィンにねじ止めされており、この放熱フィンには冷却手段としてファンモータがねじ止めされている。

巻き取り式の電源コード収納部４９は、第２の回路基板４８にリード線を介して電気的に接続している。電源コード収納部４９はストッパーとばねを用いて電源コードを巻き取ることを可能にしている。

サーミスタ５０は、鍋１の底部の略中心に配置し、鍋１の温度を検知している。本実施の形態では、サーミスタ５０は制御手段１４の一部を構成している。サーミスタ５０は温度で抵抗値が変わるので、サーミスタ５０と所定の抵抗値を有する抵抗で分圧回路を構成し、第２の直流電源２７の電圧をこの分圧回路に供給することで、サーミスタ５０の抵抗値をアナログ電圧に変換できる。図１に示した制御手段１４を構成するマイクロコンピュータは、内蔵されたＡＤ変換器を用いてこのアナログ電圧から温度を推定する。

第１の回路基板４７と第２の回路基板４８は、リード線で電気的に接続しており、図１に示した回路構成を実現している。

スピーカ１５は、図２に示すように、炊飯器本体４１と加熱コイル１の間にできる隙間を利用して配置し、加熱コイル１の下にスピーカ１５の出力面を下向きに配置している。なお、スピーカ１５の向きや配置場所については、特に限定するものではなく、スピーカ１５の出力面を上向きにしてもよいし、スペースがあるのであれば、蓋４２に配置してもかまわない。

上記構成において図３を参照しながら動作、作用を説明する。なお、図３は、本実施の形態の音声出力時の主要部のタイミングチャートを示しており、（１）は商用電源１１の電圧波形、（２）は商用電源１１の０Ｖに同期してハイまたはローを出力する波形（図１には図示していない）、（３）はスイッチ回路３７のオン（導通）、オフ（遮断）状態、（４）は第３の直流電源３２の出力電圧波形、（５）は制御手段１４から音声信号出力手段１６への送信信号波形、（６）はスピーカ１５の入力電圧、（７）はスイッチング手段４のオンオフ状態をそれぞれ示している。

まず、使用者が第１の回路基板４７に設けたスイッチ（入力手段１２）を操作すると、制御手段１４が入力手段１２の信号を検知する。すると、図３の時刻Ｔ０では、制御手段１４は商用電源１１のゼロ電圧に同期して、スイッチ回路３７をオン状態にし、第３の直流電源３２を起動し、音声信号増幅回路２４へ直流電圧を供給する。このとき、第３の直流電源３２の出力電圧変動するため、音声信号増幅回路２４の出力電圧が変動し、この出力電圧の変動がコンデンサ２５を介してスピーカ１５に印加され、ノイズ音となって出力されることがある。

その後、図３の時刻Ｔ１で、制御手段１４は再び商用電源１１のゼロ電圧に同期して音声信号出力手段１６に音量設定データを送信する。その後、図３の時刻Ｔ２で、制御手段１４は商用電源１１のゼロ電圧に同期して所定の音声データを示したアドレスデータを、音声信号出力手段１６に送信する。

すると、図３の時刻Ｔ３で、音声信号出力手段１６を構成するメモリ１７が制御手段１４からの送信データに基づいて、所定の音声のデジタルデータをＤＡ変換器１８に出力し、ＤＡ変換器１８がアナログ電圧に変換された音声信号を出力し、フィルタ回路１９、音声信号増幅回路２４、コンデンサ２５を介して、スピーカ１５に音声信号が入力される。スピーカ１５は音声信号が入力されると振動し、この振動が音声となって、使用者に音声報知する。このとき、この音声信号の低周波成分と高周波成分はフィルタ回路１９で減衰され、減衰された音声信号が音声信号増幅回路２４で増幅され、増幅された音声信号がコンデンサ２５で直流成分を除去されている。

音声信号が出力されると、第３の直流電源３２の電圧が約０．２Ｖ低下するが、第２の直流電源２７の電圧は変動しないので、制御手段１４を構成するＡＤ変換器の基準電圧は変動しない。したがって、鍋１の温度検知、入力電流の検知、商用電源１１の電圧検知など、ＡＤ変換器を利用した検知手段への影響を防止することができる。

図３の時刻Ｔ４では、入力手段１２で設定されたメニューに従って、制御手段１４が駆動手段７を介してスイッチング手段４のオンオフ制御を開始し、加熱コイル２に高周波電力を供給し、鍋１を加熱する。また、本実施の形態では、制御手段１４は加熱コイル２を通電するのにあわせてファンモータ（冷却手段４０）を駆動する。

図３の時刻Ｔ５で、音声出力が終了し、第３の直流電源３２の出力電圧が元の値に戻る。図３の時刻Ｔ６で、制御手段１４がスイッチ回路３７を遮断し、第３の直流電源３２への電力供給を停止する。第３の直流電源３２が停止するので、音声信号増幅回路２４への電力供給も停止することになり、消費電力を低減し、第１の直流電源２６と、第３の直流電源３２の発熱を抑えることができる。また、本実施の形態では、制御手段１４は、予め音声データの時間を記憶しているので、その時間から所定時間を経過したら、スイッチ回路３７を遮断するようにしている。スイッチ回路３７の遮断タイミングを音声データの時間より十分に遅くするのは、音声信号出力手段１６の出力する音声信号の速度にばらつきがあるためである。

以上のように、本実施の形態では、駆動手段７に電力を供給する第１の直流電源２６と、制御手段１４に電力を供給する第２の直流電源２７と、音声信号増幅回路２４を介してスピーカに電力供給をする第３の直流電源３２を設けることで、音声出力時に制御手段１４の基準電圧が変動することを防止でき、鍋１の温度検知、入力電流の検知、商用電源１１の電圧検知を精度よく行うことができる。

また、本実施の形態では、音声を出力しないときはスイッチ回路３７で第１の直流電源２６から第３の直流電源３２への電流経路を遮断しているので、第３の直流電源３２の無負荷電流を抑えることになり、低電力化を実現している。また、余計な電流を流さないので、第１の直流電源２６と第３の直流電源３２の発熱も低減できる。

また、本実施の形態では、第１の直流電源２６をスイッチング電源にしているが、この第１の直流電源２６が立ち上がる際に出力電圧が変動した場合でも、スイッチ回路３７により第３の直流電源３２と音声信号増幅回路２４をオフ状態にしているので、出力電圧の変動によるノイズ音がスピーカ１５から出力されることがない。

また、本実施の形態では、第１の直流電源２６をスイッチング電源にしているので、第１の直流電源２６の損失を減らし、低電力化を実現できる。さらに、第２の直流電源２７と第３の直流電源３２をエミッタフォロア回路で構成しているので、第１の直流電源２６（スイッチング電源）からのスイッチングノイズを低減することができ、制御手段１４の誤動作や、音声出力時のノイズ音を防止することができる。

また、本実施の形態では、スイッチング手段４をオンオフ制御する前に、制御手段１４が音声信号出力手段１６に送信するので、スイッチングノイズや加熱コイル２に流れる高周波電流で送信波形が変動するのを防止でき、音声を出力しないなどの誤動作を防止できる。

また、本実施の形態では、冷却手段４０を構成するファンモータの駆動用電源を第１の直流電源２６から供給しているので、新たにファンモータを駆動する電源を必要としない。したがって、回路構成をコンパクトにすることができる。また、第１の直流電源２６の出力電圧は約２０Ｖであり、第２の直流電源２７の約５Ｖ、第３の直流電源３２の約１０Ｖに比べ高い電圧を出力できる。したがって、ファンモータの出力が同じ場合、第１の直流電源２６を使うと流す電流を一番少なくすることができ、第１の直流電源２６の発熱を抑えることができる。

なお、本実施の形態では、第２の直流電源２７と第３の直流電源３２をエミッタフォロア回路で構成しているが、第１の直流電源２６と同様にスイッチング電源にしても構わない。この場合、電源回路の効率が高まり、電源回路の損失が減るので、スピーカ１５に流す電流を増やしても電源回路が発熱しなくなり、その結果、スピーカ１５から出力される音声の音量を大きくすることができる。

（実施の形態２）
図４は、本発明の実施の形態２における誘導加熱式炊飯器の一部ブロック化した回路図を示すものである。

図４に示すように、抵抗５１とコンデンサ５２は低周波成分を減衰させるハイパスフィルタを構成し、抵抗５３とコンデンサ５４は高周波成分を減衰させるローパスフィルタを構成している。また、オペアンプ５５は入力信号を反転増幅し、オペアンプ５６はオペアンプ５５の出力を反転増幅している。オペアンプ５６の増幅率は抵抗５７、抵抗５８の比率で決定している。オペアンプ５５の増幅率は抵抗５１と抵抗５３の比率で決定している。オペアンプ５５の出力端子は直流成分カット用のコンデンサ５９を介してスピーカ１５の一方の端子に接続している。オペアンプ５６の出力端子はスピーカ１５のもう一方の端子に接続している。６０はオペアンプ５５、５６の基準電圧で、本実施の形態では、抵抗分圧回路で構成している。このように本実施の形態では、音声信号増幅回路を二つのオペアンプ５５、５６で構成している。

第３の直流電源６１は、図１に示した第３の直流電源と同じ回路構成であるが、出力電圧が約５Ｖとなっており、オペアンプ５５、５６だけでなく、音声信号出力手段１６にも電力を供給している。

電流制限手段６２は、抵抗で構成し、スイッチ回路３７と第３の直流電源６１の電流経路に接続している。つまり、電流制限手段６２は、第１の直流電源２６から第３の直流電源６１への電流経路に接続している。他の構成は、炊飯器の構成も含めて上記実施の形態１と同じであり、同一符号を付して説明を省略する。

上記構成において図５を参照しながら動作、作用を説明する。なお、図５は、本実施の形態の音声出力時の主要部のタイミングチャートを示しており、（１）は商用電源１１の電圧波形、（２）は商用電源１１の０Ｖに同期してハイまたはローを出力する波形（図１には特に図示していない）、（３）はスイッチ回路３７のオン（導通）、オフ（遮断）状態、（４）は第３の直流電源６１の出力電圧波形、（５）は制御手段１４から音声信号出力手段１６への送信信号波形、（６）はスピーカ１５の入力電圧、（７）はスイッチング手段４のオンオフ状態、（８）は加熱コイル２に流れる高周波電流の包絡線をそれぞれ示している。

まず、図５の時刻Ｔ０で、すでにスイッチング手段４をオンオフ制御し、加熱コイル２に高周波電流を流し、鍋１が加熱されている状態になっている。この状態で、使用者が第１の回路基板４７に備えられたスイッチ（入力手段１２）を操作すると、制御手段１４が入力手段１２の信号を検知する。すると、制御手段１４は商用電源１１のゼロ電圧に同期して、スイッチ回路３７をオン状態にし、第３の直流電源６１を起動し、オペアンプ５５、５６へ直流電圧を供給する。このとき、電流制限手段６２により第３の直流電源６１への電流が制限されるので、所定の電圧（約５Ｖ）に立ち上がるのに約２０ｍｓ要している。

つぎに、図５の時刻Ｔ１で、制御手段１４は再び商用電源１１のゼロ電圧に同期して音声信号出力手段１６に音量設定データを送信する。制御手段１４は、データを送信している間、スイッチング手段４をオフする信号を駆動手段７に送信し、駆動手段７がスイッチング手段４をオフ状態にしている。音声信号出力手段１６へのデータ送信が終了すると、制御手段１４は再びスイッチング手段４をオンオフ制御し、加熱コイル２に高周波電流を供給する。なお、データ送信速度は約３２ｋｂｐｓで、８ｂｉｔのデータを送信しているので、スイッチング手段４をオフする期間は２５０μｓである。

つぎに、図５の時刻Ｔ２で、制御手段１４は商用電源１１のゼロ電圧に同期して所定の音声データを示したアドレスデータを、音声信号出力手段１６に送信する。このときも、時刻Ｔ１のときと同様に、音声信号出力手段１６にデータ送信する間、スイッチング手段４をオフし、加熱コイル２に高周波電流を供給するのを停止する。

つぎに、図５の時刻Ｔ３で、音声信号出力手段１６を構成するメモリ１７が制御手段１４からの送信データに基づいて、所定の音声のデジタルデータをＤＡ変換器１８に出力し、ＤＡ変換器１８がアナログ電圧に変換された音声信号を出力し、オペアンプ５５、５６、コンデンサ５７を介して、スピーカ１５に音声信号が入力される。スピーカ１５は音声信号が入力されると振動し、この振動が音声となって使用者に音声報知する。

音声信号が出力されると、第３の直流電源３２の電圧が約０．２Ｖ低下するが、第２の直流電源２７の電圧は変動しないので、制御手段１４を構成するＡＤ変換器の基準電圧は変動しない。したがって、鍋１の温度検知、入力電流の検知、商用電源１１の電圧検知など、ＡＤ変換器を利用した検知手段への影響を防止することができる。

図５の時刻Ｔ４では、音声出力が終了し、第３の直流電源６１の出力電圧が元の値に戻る。図５の時刻Ｔ５で、制御手段１４がスイッチ回路３７を遮断し、第３の直流電源６１への電力供給を停止する。第３の直流電源６１が停止するので、音声信号出力手段１６、オペアンプ５５、５６への電力供給も停止することになり、消費電力が低減し、第１の直流電源２６と、第３の直流電源６１の発熱を抑えることができる。また、本実施の形態では、制御手段１４は予め、音声データの時間を記憶しているので、その時間から所定時間を経過したら、スイッチ回路３７を遮断するようにしている。スイッチ回路３７の遮断タイミングを音声データの時間より十分に遅くするのは、音声信号出力手段１６の出力する音声信号の速度にばらつきがあるためである。

以上のように、本実施の形態では、音声信号出力手段１６に制御手段１４がデータ送信する間、スイッチング手段４をオフすることにより、加熱コイル２に高周波電流が流れなくなるので、加熱コイル２による高周波ノイズが送信波形を乱して、音声を出力しないことや、本来のものとは異なる音声を出力することがなくなる。したがって、使用者がストレスなく使用できる信頼性の高い誘導加熱式炊飯器を提供できる。

また、商用電源１１の電圧が０Ｖ近傍のところでは、高周波電流が小さいので、高周波電流を停止しても、鍋１の加熱に与える影響が小さく、安定した加熱性能を得ることができる。

また、本実施の形態では、電流制限手段６２で第３の直流電源６１に供給する電流を制限しているので、第３の直流電源６１の出力電圧が緩やかに上昇することになり、第３の直流電源６１の電圧変動で、オペアンプ５５、５６の出力電圧が変動しても、スピーカ１５に電圧が印加されなくなり、スピーカ１５からノイズ音が発生しなくなる。

また、電流制限手段６２を設けることで、過電流が第３の直流電源６１、オペアンプ５５、５６、スピーカ１５に流れ込まなくなるので、過電流による熱破壊や、高温動作による経年劣化速度が速くなることを抑えることができる。

なお、本実施の形態では、電流制限手段６２を抵抗で構成しているが、特に限定するものではない。例えば、定電流ダイオードを用いてもよい。また、第３の直流電源６１を構成するＮＰＮトランジスタのベース電流を制限することで電流を制限しても構わない。例えば、図１の回路構成図の場合では、第３の直流電源３２を構成する抵抗３５の値を変更することでＮＰＮトランジスタ３３のコレクタ電流の上限を変更できることになる。

なお、本実施の形態では、２つのオペアンプ５５、５６で音声信号増幅回路を構成している。２つのオペアンプ５５、５６を用いて、反転増幅をすることで、オペアンプ５５、５６の電源電圧と殆ど同じ電圧をスピーカ１５に印加することができるので、オペアンプ５５、５６の電源電圧を下げて、音声信号出力手段１６の電源電圧と同じにすることができる。したがって、音声出力時のみに使用する部品の電源を全てオフすることができるので、省電力化を実現できる。また、２つのオペアンプの出力電圧が殆ど同時に立ち上がるので、スピーカ１５にオペアンプ５５、５６の電源がオンしたときのノイズ音が印加されることがなくなり、使用者に不快感を与えることがない。ただし、これは一例であり、１つのオペアンプで音声信号増幅回路を構成しても構わない。

（実施の形態３）
図６は、本発明の実施の形態３における誘導加熱式炊飯器の一部ブロック化した回路図を示し、図７は、同誘導加熱式炊飯器の表示手段と入力手段の正面図を示すものである。

図６に示すように、抵抗７１とコンデンサ７２は第１のローパスフィルタ７３を構成し、ＮＰＮトランジスタなどで構成される第１の切替手段（切替手段）７４によりオンオフするようにしている。抵抗７５とコンデンサ７６は第２のローパスフィルタ７７を構成し、ＮＰＮトランジスタなどで構成される第２の切替手段（切替手段）７８によりオンオフするようにしている。第１のローパスフィルタ７３の遮断周波数は第２のローパスフィルタ７７の遮断周波数より高くしている。制御手段７９は使用者が入力手段１２で所定の音質（低音または高音）を選択すると、選択内容に応じて所定のローパスフィルタをオンする。

表示手段１３は、図７に示すように、液晶装置９１により構成し、音質表示部９２、メニュー表示部９３、お米表示部９４、音量表示部９５、選択内容表示部９６、時刻表示部９７などを有している。

音質表示部９２には、「高」「低」という項目が単独で表示可能となっている。本実施の形態では、「高」は高めの声で音声出力することを意味し、「低」は低めの声で音声出力することを意味している。メニュー表示部９３には、「ふつう」「少量」「早炊き」「炊込み」「お手入れ」という５項目が単独で表示可能となっている。お米表示部９４は、「白米」「無洗米」「玄米」「発芽玄米」「雑穀米」という５項目が単独で表示可能となっている。音量表示部９５は、「大」「中」「小」という３項目が単独で表示可能となっている。選択内容表示部９６は、右三角が４つ縦方向に配置されており、音質表示部９２、メニュー表示部９３、お米表示部９４、音量表示部９５のいずれかの内、設定可能な表示部の横にある右三角のみを表示する。時刻表示部９７は、現在時刻を表示するだけでなく、炊飯炊き上がり時刻などを表示することができる。液晶囲い枠９８は、プラスチックで構成しており、その表面に設定可能内容を印刷している。

入力手段１２は、下三角キー９９、左三角キー１００、右三角キー１０１、確定キー１０２で構成している。それぞれのキーはモーメンタリスイッチで構成し、使用者が押すことで、図６の制御手段７９に信号が入力される。

下三角キー９９は、使用者が押すことにより選択内容表示部９６の三角が１つずつ下方向に移動するキーである。左三角キー１００は、使用者が押すことにより選択内容表示部９６の三角が示している表示部で、選択された項目を左方向に１つずつ移動するキーである。右三角キー１０１は、使用者が押すことにより選択内容表示部９６の三角が示している表示部で、選択された項目を右方向に１つずつ移動するキーである。確定キー１０２は、使用者が押すことにより、選択された項目を確定するキーである。他の構成は、炊飯器の構成も含めて上記実施の形態１と同じであり、同一符号を付して説明を省略する。

上記構成において図８を参照しながら動作、作用を説明する。なお、図８は、表示手段１３の表示状態の一例を示したものである。

図８（１）はメニュー選択中の表示状態を示している。選択内容表示部９６は、選択可能な表示部を三角で示している。つまり、メニュー表示部９３が選択されている。メニュー表示部９３において、丸状の点線で囲まれた文字「ふつう」は点滅状態になっており、現在選択されていることを示している。お米表示部９４、音量表示部９５、音質表示部９２は、現在選択されている内容のみを表示している。時刻表示部９７は現在時刻を表示している。使用者は左三角キー１００または右三角キー１０１でメニュー表示部内の項目を選択することができる。選択されている項目は点滅する。選択された項目を確定したい場合は、確定キー１０２を押せばよい。

図８（２）は音質選択中の表示状態を示している。（１）の状態から、使用者が下三角キー９９を３回押すと（２）の表示状態となる。選択内容表示部９６は選択可能な表示部を三角で示している。つまり、音質表示部９２の項目が選択可能になっている。丸状の点線で囲まれた文字「低」は点滅状態になっており、現在選択されていることを示している。メニュー表示部９３、お米表示部９４、音量表示部９５は、現在選択されている内容のみを表示している。選択内容表示部９６は、設定可能な表示部のところのみを表示している。時刻表示部９７は現在時刻を表示している。使用者は左三角キー１００または右三角キー１０１で音質表示部９２の項目「高」または「低」を選択し、確定キー１０２を押して確定する。本実施の形態では、音質表示部９２の項目が「低」を選択している時に、確定キー１０２を押すと、図６の制御手段７９は低音が選択されたと判断し、遮断周波数が低い第２のローパスフィルタを使う為に第２の切替手段７７をオンし、第１の切替手段７４をオフする。

図８（３）は、何も操作していないときの表示手段の表示状態を示している。音質表示部９２、メニュー表示部９３、お米表示部９４、音量表示部９５は、現在設定されている内容を表示している。選択内容表示部９６は、入力手段から何も信号が入力されないので、全て消灯した状態になっている。この状態から使用者が例えばメニューなどの項目を選択したいときは、下三角キー９９または左三角キー１００または右三角キー１０１を押す。すると選択内容表示部９６の三角のうち、一番上の三角が表示され、選択可能な状態になる。

初期設定では、調理中の台所を想定し、多少うるさい場所でも音声が通るように、遮断周波数を高くした第１のローパスフィルタ７３が選択されている。しかし、例えば、炊飯器を使用している場所が比較的静かな場所だと、音声の高音部分が耳障りになるときがある。そのような場合、使用者は入力手段１２で、図７、図８で示すように、音質を低音に選択する。すると制御手段７９が第１の切替手段７４をオフし、第１のローパスフィルタ７３をオフするとともに、第２の切替手段７８をオンし、第２のローパスフィルタ７７をオンする。

第２のローパスフィルタ７７の遮断周波数は、第１のローパスフィルタ７３より低いので、高周波成分が除去され、高音部分の音量が低減し、使用者の不快感を低減できる。

使用環境以外にも、使用者の年齢により、聞きやすさが異なる。例えば、本実施の形態では高齢者でも聞きやすいように、遮断周波数を高くし、高音の音量を大きくしているが、若年者の場合、この高音が耳障りになるときがある。この場合にも、使用者が入力手段１２で音質を低音に選択すると、第２のローパスフィルタ７７が選択され、耳障りな高音の音量が低減する。

以上のように、本実施の形態では、周波数特性の異なる２つのフィルタ回路を設け、高音側と低音側に切り替えることで、使用環境、年齢に対応した快適な聞きやすい音声を提供することができる。また、現在設定されている音質が「低音」か「高音」かがわかるように表示手段１３で表示するので、使用者がどちらの音質か確認することができ、使用環境や使用者の年齢に応じた音質に自由に設定できる。

なお、本実施の形態では、２つのフィルタ回路としたが、２つに限定するものではない。また、音声信号出力手段のメモリに周波数特性の異なる音声データを予め記憶しておき、使用者が好きな周波数特性の音声データを選択できるようにしてもよい。

以上のように、本発明にかかる誘導加熱式炊飯器は、制御手段に電力を供給する第２の直流電源と、音声信号増幅回路に電力を供給する第３の直流電源とを分けることで、音声出力時の電源電圧変動により、制御手段の基準電圧が変動するのを防止することができ、音声の出力に関わらず制御手段への入力電圧の検知精度を維持することができるので、音声報知機能を有する誘導加熱式炊飯器として有用である。

本発明の実施の形態１における誘導加熱式炊飯器の一部ブロック化した回路図 同誘導加熱式炊飯器の断面図 同誘導加熱式炊飯器の音声出力時の主要部のタイミングチャート 本発明の実施の形態２における誘導加熱式炊飯器の一部ブロック化した回路図 同誘導加熱式炊飯器の音声出力時の主要部のタイミングチャート 本発明の実施の形態３における誘導加熱式炊飯器の一部ブロック化した回路図 同誘導加熱式炊飯器の表示手段と入力手段の正面図 （１）同誘導加熱式炊飯器の表示手段のメニュー選択中の表示状態を示す図（２）同誘導加熱式炊飯器の表示手段の音質選択中の表示状態を示す図（３）同誘導加熱式炊飯器の表示手段の何も操作していないときの表示状態を示す図

符号の説明

１ 鍋
２ 加熱コイル
４ スイッチング手段
７ 駆動手段
１４ 制御手段
１５ スピーカ
１６ 音声信号出力手段
２４ 音声信号増幅回路
２６ 第１の直流電源
２７ 第２の直流電源
３２ 第３の直流電源
３７ スイッチ回路

Claims (10)

1. 鍋を誘導加熱する加熱コイルと、前記加熱コイルを導通、遮断するスイッチング手段と、前記スイッチング手段をオンオフする駆動手段と、前記駆動手段を通して前記スイッチング手段をオンオフ制御する制御手段と、前記制御手段の信号をうけて所定の音声信号を出力する音声信号出力手段と、前記音声信号出力手段の信号を増幅する音声信号増幅回路と、前記音声信号増幅回路の出力信号を音声に変換するスピーカと、前記スイッチング手段に電力を供給する第１の直流電源と、前記制御手段に電力を供給する第２の直流電源と、前記音声信号増幅回路に電力を供給する第３の直流電源と、前記第３の直流電源への電流経路を導通、遮断するスイッチ回路とを備え、前記第２の直流電源と第３の直流電源は前記第１の直流電源より電力を供給され、前記制御手段は音声を出力しないときは前記スイッチ回路を遮断状態にして第３の直流電源をオフし、前記音声信号増幅回路への電源供給を停止するよう構成した誘導加熱式炊飯器。
2. 第１の直流電源はスイッチング電源の構成とし、第２の直流電源と第３の直流電源はエミッタフォロア回路の構成とした請求項１記載の誘導加熱式炊飯器。
3. 第１の直流電源と第３の直流電源の電流経路に電流制限手段を設けた請求項１または２記載の誘導加熱式炊飯器。
4. 制御手段から音声信号出力手段への送信は商用電源のゼロボルト電圧近傍で行うようにした請求項１〜３のいずれか１項に記載の誘導加熱式炊飯器。
5. 制御手段から音声信号出力手段への送信中はスイッチング手段をオフするようにした請求項１〜４のいずれか１項に記載の誘導加熱式炊飯器。
6. 制御手段は、スイッチ回路を導通状態にした後で、音声信号出力手段に所定の音声信号の出力を命令する通信を行い、その後、スイッチング手段のオンオフ信号を駆動手段に出力するようにした請求項１〜５のいずれか１項に記載の誘導加熱式炊飯器。
7. 制御手段から音声信号出力手段への送信は商用電源のゼロボルト電圧に同期して行うようにした請求項１〜６のいずれか１項に記載の誘導加熱式炊飯器。
8. スイッチング手段を冷却する冷却手段を備え、第１の直流電源から前記冷却手段に電力を供給するようにした請求項１〜７のいずれか１項に記載の誘導加熱式炊飯器。
9. 音声の周波数特性を切り替える切替手段を備え、使用者が選択することで任意の周波数特性の音声を出力するようにした請求項１〜８のいずれか１項に記載の誘導加熱式炊飯器。
10. 使用者が選択した任意の周波数特性を意味する内容を表示する表示手段を備えた請求項９記載の誘導加熱式炊飯器。

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