JPH02249098A - 自動販売機の誘導加熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、コーヒー等の缶入り飲料商品を誘導加熱して
加温販売（以後ＨＯＴ販売と呼ぶ）する自動販売機の誘
導加熱装置に関するものである。

従来の技術 近年、誘導加熱技術を応用し、缶入り飲料商品を販売時
に瞬時加熱してＩ（ＯＴ販売する自動販売機が提案され
ている。これらの自動販売機の誘導加熱装置の加熱制御
方式は誘導加熱中の缶入り飲料商品の直接温度検知が困
難なことから、はとんどがタイマー等による定時間制御
方式であった。

第５図に従来の自動販売機の誘導加熱装置の構成図を示
す。１は冷蔵あるいは常温にて保存された缶入り飲料商
品２を誘導加熱する加熱コイル、３は加熱コイル１に並
列に接続された共振コンデンサ、４は加熱コイル１及び
共振コンデンサ３に直列に接続されたパワースイッチン
グ半導体、５はパワースイッチング半導体４に逆並列に
接続された逆導通動作のためのダイオードで、これらが
電圧型共振インバータ回路６を構成する。リアク３ベー
ジ タフ及びコンデンサ８はフィルタを構成する。電圧型共
振インバータ回路６は、整流ブリッジダイオード９にて
全波整流された商用電源１０を入力とし、この商用電源
電力を高周波電力に変換し、加熱コイル１に高周波電力
を供給することで加熱コイル１内の缶入り飲料商品２を
誘導加熱する。

１１は電圧型共振インバータ回路６に流れる入力電流を
検出する入力電流検出回路で、差動増幅器１２の非反転
入力端子に接続されている。差動増幅器１２の反転入力
端子には、抵抗器１３．１４で構成され、一定電圧を供
給する基準電圧回路１５が接続されている。差動増幅器
１２は、反転入力端子と非反転入力端子との電圧が等し
い時出力はＯボルトとなるように構成されており、その
出力端子はパルス幅可変発振器１６に接続されている。

パルス幅可変発振器１６は差動増幅器１２からの出力信
号がＯポルトとなるようにパワースイッチング半導体４
の導通角を制御する。すなわち、パワースイッチング半
導体４をスイッチングするパルス幅を可変制御する。こ
れは基準電圧回路１５で設定された電圧で、電圧型共振
インバータ回路６への入力電流を規定する、いわゆる電
流リミッタ回路を構成する。パルス幅可変発振器１６の
出力はパワースイッチング半導体４をスイッチングする
駆動回路１７に接続されている。差動増幅器１２、パル
ス幅可変発振器１６及び駆動回路１７が発振制御回路１
８を構成する。１９は自動販売機（図示せず）の制御回
路で、商品販売スイッチ２０からの販売信号を受けて発
振制御回路１８を一定時間動作させる。

以上のように構成された自動販売機の誘導加熱装置の動
作を説明する。まず、商品販売スイッチ２０が押され販
売信号が制御回路１９に入力されると、制御回路１９は
予め決められた時間缶入り飲料商品２を誘導加熱するべ
く発振制御回路１８に一定時間制御信号を出力する。発
振制御回ｌ！８１８はこの制御信号を受けてパルス幅可
変発振器１６を起動し、駆動回ｊ！８１７を介してパワ
ースイッチング半導体４をスイッチングする。これによ
り電圧型共振インバータ回ｗＰ６が起動され、缶入り５
ページ 飲料商品２の誘導加熱が開始される。誘導加熱が開始さ
れると、電圧型共振インバータ回路６には電流が流れ、
入力電流積８回ｕ１１からこの入力電流に比例した電圧
信号が出力される。差動増幅器１２はこの電圧信号と、
基準電圧回路１５で設定された基準電圧との差を出力す
る。そして、パルス幅可変発振器１６は差動増幅器１２
からの出力信号が０ボルトになるようにパルス幅（導通
角）を可変する。すなわち、入力電流検出回路１１から
の出力信号が基準電圧回路１５で設定された基準電圧値
に等しくなるようにパルス幅（導通角）を可変するもの
で、電圧型共振インバータ回路６の入力端子が一定値に
なるように制御している。

これにより、入力電流で規定された加熱出力で制御回路
１９で設定された時間缶入り飲料商品２を誘導加熱して
ＨＯＴ販売するものである。

発明が解決しようとする課題 しかしながら上記のような構成では、電圧型共振インバ
ータ回路６の入力電圧が変動した場合、誘導加熱後の缶
入り飲料商品２の最終到達温度が６ページ 変動する。第７図に電圧型共振インバータ回路６の入力
電流を一定とし、入力電圧を２００Ｖ±１５％変動させ
た時（自動販売機の使用電圧範囲）の加熱出力の特性を
示す。図において、ａが入力電流、ｂが加熱出力の特性
を示す。電力（加熱出力）は入力電流と入力電圧の積に
力率（効率）をかけたもので求まるから、入力端子を一
定とすれば当然第６図に示すような加熱出力は入力電圧
に比例した特性となる。従来の自動販売機の誘導加熱装
置では、たとえば第６図に示すように、定格２００■の
時に加熱出力が２．ＯＫＷ得られるように入力電流を約
１２Ａに設定、すなわち入力電流が約１２Ａになるよう
に基準電圧回路１５の電圧を設定すると、入力電圧が±
１５％変動した時加熱出力は約１．７ＫＷ〜２．８ＫＷ
変動し、加熱効率はほぼ一定であるから缶入り飲料商品
２の温度上昇が±１５％変動することになる。例えば、
３０℃で保存した缶入り飲料商品２を一定時間加熱し、
３０℃上昇させ、６０℃（ＨＯＴ販売温度）で販売する
と±４．５℃のばらつきが生じること７ページ になる。実際には、３０℃の保存温度も約±３゜０℃の
ばらつきがあり、自動販売機全体で±７゜５℃のばらつ
きとなり、常に安定した温度で缶入り飲料商品２を販売
できないという課題を有していた。

本発明は上記課題に鑑み、入力電圧に影響されることな
く加熱出力を一定とし、安定した温度で缶入り飲料商品
を販売する自動販売機の誘導加熱装置を提供するもので
ある。

課題を解決するための手段 上記課題を解決するために本発明の自動販売機の誘導加
熱装置は、缶入り飲料商品を誘導加熱する加熱コイルと
、加熱コイル及び共振コンデンサ及びパワースイッチン
グ半導体より成る電圧型共振インバータ回路と、電圧型
共振インバータ回路の入力電流を検出する入力電流検出
回路と、電圧型共振インバータ回路の入力電圧を検出す
る入力電圧検出回路と、入力電流検出回路と入力電圧検
出回路の出力をかけ算し出力する乗算器と、あらかじめ
決められた一定電圧を出力する基準電圧回路と、乗算器
と基準電圧回路からの出力信号を受けて電圧型共振イン
バータ回路の発振を制御する発振制御回路と、商品販売
スイッチからの販売信号を受けて発振制御回路を一定時
間動作させる制御回路とを備えたものである。

作用 本発明は上記した構成により、入力端子検出回路で検出
した電圧型共振インバータ回路の入力電圧と入力電流検
出回路で検出した入力電流を乗算器によりかけ算し、乗
算器の出力が基準電圧回路により決められた電圧となる
よう発振制御回路により電圧型共振インバータ回路のパ
ルス幅を制御することで加熱出力が一定となり、入力電
圧の影響を受けることなく、−宝前熱出力で一定時間缶
入り飲料商品を加熱することを可能としている。

実施例 第１図は本発明の一実施例を示す構成図である。

尚、従来例と同一部分についてはその詳細な説明を省略
する。２１は電圧型共振インバータ回路６の入力電圧を
検知する入力電圧検知回路で、抵抗９ベージ ２２、抵抗２３で構成されている。２４は乗算器で入力
はそれぞれ入力電流検出回路１１、入力電圧検知回路２
１に接続され、出力は差動増幅器１２に接続されている
。乗算器２４の構成は第２図に示すように第１のＡ／Ｄ
変換回路２５、第２のＡ／Ｄ変換回路２６、演算回路２
７、Ｄ／Ａ変換回路２８で構成されている。第１のＡ／
Ｄ変換回路２５の入力は入力電圧検知回路２１に接続さ
れており、第２のＡ／Ｄ変換回路２６の入力は入力電流
検知回路１１に接続されている。第１のＡ／Ｄ変換回路
２５、第２のＡ／Ｄ変換回路２６の出力は演算回路２７
に入力され、演算回路２７の出、力はＤ／Ａ変換回路２
８を介して差動増幅器１２の非反転入力端子に入力され
ている。また第１のＡ／Ｄ変換回路２５は入力電圧検知
回路２１の出力を第２のＡ／Ｄ変換回路２６は入力電流
検知回路１１の出力を２進符号化して演算回路２７に出
力するものである。演算回路２７は２進符号化された出
力のかけ算を行ないその結果を２進化符号でＤ／Ａ変換
回路２８に出力する。Ｄ／Ａ変換回１０ページ 路２８は演算回路２７からの出力をアナログ値に変換し
差動増幅器１２の非反転入力端子に出力するものである
。

次に第３図、第４図にて加熱出力を一定にする方法につ
いて説明する。第３図は入力電圧検知回路２１の出力特
性を示す。入力電圧検知回路２１の出力特性は入力電圧
が変化すればそれに比例して変化するものであり、たと
えば入力電圧が２００Ｖ時の出力をＶｌとすれば入力電
圧が１５％増加すれば出力も１５％増加し１．１５ＸＶ
１となり、入力電圧が１５％減少すれば出力も１５％減
少し０．８５ＸＶ１となる。第４図（ａ）は入力電圧が
変化した場合の加熱出力を２．Ｏｋｗに一定とする入力
電流の変化を、第４図（ｂ）は入力電流積出回ｗ４１１
の出力特性を示す。第４図（ａ）において入力電流は加
熱出力を一定とすれば、効率はほとんど変わらないため
入力電圧に反比例することとなる。第４図（ｂ）は第４
図（ａ）に示す入力電流の変化を入力電流検出回路１１
により低電圧に変換したものであり、入力電圧が２００
１１ページ ７時の入力電流検出回路１１の出力をｖ２とすれば入力
電圧が１５％増加した時の出力はＶ２／１゜１５となり
、入力電圧が１５％減少した時は出力はＶ２１０．８５
となる。よって入力電圧が１゜１５倍になれば入力電流
を１／１．１５倍に、入力電圧が０．８５倍になれば入
力電流を１１０゜８５倍にすれば精度良く一定の加熱出
力を得ることができる。

以上のように構成された自動販売機の誘導加熱装置の動
作を説明する。

まず入力電圧が２００Ｖのときについて説明する。商品
選択スイッチ２０が押され販売信号が制御回路１９に入
力されると、制御回路１９は予め決められた時間、缶入
り飲料商品２を誘導加熱すべく発振制御回路１８に制御
信号を出力する。このとき入力電圧検出回路２１は電圧
型共振インバータ回路６の入力電圧の変化に比例した第
３図に示す出力特性を出力する（ｖｌ）。そして入力端
子検出回路２１の出力は第１のＡ／Ｄ変換回路２５に入
力され、第１のＡ／Ｄ変換回路２５はこの人力を２進符
号化して演算回路２７に出力している。

発振制御回路１８はこの制御信号を受けてパルス幅可変
発振器１６を起動し、駆動回路１７を介してパワースイ
ッチング半導体４をスイッチングする。これにより電圧
型共振インバータ回路６が起動され、缶入り飲料商品２
の誘導加熱が開始される。誘導加熱が開始されると、電
圧型共振インバータ回路６に電流が流れ、入力電流検出
回路１１からこの入力電流に比例した電圧信号が出力さ
れる。

入力電流検出回路１１の出力は第２のＡ／Ｄ変換回ｌｉ
！２６に入力され、第２のＡ／Ｄ変換回路２６はこの入
力を２進符号化して演算回路２７に出力する。演算回路
２７は２進符号化された入力電圧検出回路２１、入力電
流検出回路１１の出力をかけ算しその結果をＤ／Ａ変換
回路２８に出力し、Ｄ／Ａ変換回路２８は２進符号化さ
れた演算結果な差動増幅器１２に出力する。ここで基準
電圧口ｌ１Ｉ８１５の出力をＶＩＸＶ２に設定すれば、
差動増幅器１２は基準電圧回路１５で決められた値と乗
算器２４の出力との差を出力し、パルス幅可変光１３ペ
ージ 振器１６は差動増幅器１２からの出力信号が０ポルトに
なるようにパルス幅（導通角）を可変する。

このためパルス幅可変発振器１６は入力電流検出回路１
１の出力が■２となるまでパルス幅（導通角）を可変す
ることとなり、結局加熱出力２．０ｋｗが得られる。次
に入力電圧が変化して２３０■となった時には入力電圧
検出回路２１の出力は１．１５ＸＶ１となっている。こ
のような状態で商品選択スイッチ２０が押され販売信号
が制御回路１９に入力されると、制御回路１９は同様に
予め決められた時間、缶入り飲料商品２を誘導加熱すべ
く発振制御回路１８に制御信号を出力する。

入力端子検出回路２１の出力は１．１５ＸＶ１であり、
パルス幅可変発振器１６は差動増幅器１２からの出力信
号が０ポルトになるようにパルス幅（導通角）を可変す
るため、乗算器２４の出力と基準電圧回路１５の出力Ｖ
ＩＸＶ２との差をＯボルトになるようにするには入力電
流検出回路１１の出力なＶ２／１．１５になるまでパル
ス幅（導通角）を可変することとなり、加熱出力２．０
に１４ベージ Ｗが得られる。また入力電圧が低下した時においても同
様の動作となる。

上記実施例の構成によれば、入力電圧の変動に対しても
加熱出力は一定となるので一定時間加熱した後の缶入り
飲料商品２の温度は一定となり、常に安定した温度で缶
入り飲料商品２を販売することができる。

発明の効果 以上、実施例からも明らかなように本発明の自動販売機
の誘導加熱装置は、缶入り飲料商品を誘導加熱する加熱
コイル及び共振コンデンサ及びパワースイッチング半導
体より成る電圧型共振インバータ回路の入力端子を入力
端子検出回路で検出し、入力電流を検出入力電流検出回
路で検出し、乗算器により入力電流検出回路と入力電圧
検出回路の出力をかけ算することにより、乗算器の出力
が基準電圧回路により決められた電圧となるよう発振制
御回路により電圧型共振インバータ回路のパルス幅を制
御することで加熱出力を一定とし、制御回路で一定時間
発振制御回路を動作させるよ１５ページ うに構成したものであるから、入力端子の影響を受ける
ことなく、−足前熱出力で一定時間缶入り飲料商品を加
熱することが可能で、常に安定した温度で缶入り飲料商
品を販売することができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す自動販売機の誘導加熱
装置の構成５図、第２図は本実施例の乗算器の構成図、
第３図は本実施例の入力電圧検知回路の出力特性図、第
４図（ａ）は加熱出力を一定とした時の電圧型共振イン
バータ回路の入力電流特性図、第４図（ｂ）は本実施例
の入力電流検知回路の出力特性図、第５図は従来の自動
販売機の誘導加熱装置の構成図、第６図は同装置の入力
端子を一定とした時の電圧型共振インバータ回路の加熱
出力特性図である。 １・・・・・・加熱コイル、２・・・・・・缶入り飲料
商品、３・・・・・・共振コンデンサ、４・・・・・・
パワースイッチング半導体、６・・・・・・電圧型共振
インバータ回路、１１・・・・・・入力電流検出回路、
１８・・・・・・発振制御回路、１９・・・・・・制御
回路、２０・・・・・・販売スイッチ、２１・・・・・
・入力端子検出回路、２４・・・・・・乗算器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 缶入り飲料商品を誘導加熱する加熱コイルと、前記加熱
   コイル及び共振コンデンサ及びパワースイッチング半導
   体より成る電圧型共振インバータ回路と、前記電圧型共
   振インバータ回路の入力電流を検出する入力電流検出回
   路と、前記電圧型共振インバータ回路の入力電圧を検出
   する入力電圧検出回路と、前記入力電流検出回路と前記
   入力電圧検出回路の出力をかけ算し出力する乗算器と、
   あらかじめ決められた一定電圧を出力する基準電圧回路
   と、前記乗算器と前記基準電圧回路からの出力信号を受
   けて前記電圧型共振インバータ回路の発振を制御する発
   振制御回路と、商品販売スイッチからの販売信号を受け
   て前記発振制御回路を一定時間動作させる制御回路とを
   備えたことを特徴とする自動販売機の誘導加熱装置。