JPH08153440A - ヒータ制御装置およびこのヒータ制御装置を利用した電気炊飯器並びに電気ポット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 放熱装置を付加せずに、装置の信頼性を高め
るとともに、単独の加熱用ヒータにより出力を可変制御
できるようにする。 【構成】 加熱用ヒータ２の通電時には、無接点開閉器
３にオン信号を出力後、有接点開閉器４にオン信号を出
力する。加熱用ヒータ２の通電遮断時には、有接点開閉
器４にオフ信号を出力後、無接点開閉器３にオフ信号を
出力する。このオン，オフ信号のデューティーを、デュ
ーティー制御手段６により可変する。 【効果】 無接点開閉器３の電力消費を抑えることで、
放熱装置を不要にできる。また、無接点開閉器３の通電
中に有接点開閉器３が開閉するため、有接点開閉器４に
大電流が流れない。しかも、単独の加熱用ヒータ２を用
いて出力を可変できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、加熱用ヒータを制御す
るヒータ制御装置、およびこのヒータ制御装置を利用し
た電気炊飯器並びに電気ポットに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の例えば電気炊飯器においては、炊
飯用にワット数の大きい高ワットヒータを設けるととも
に、保温用にワット数の小さい低ワットヒータを設け、
これらの各ヒータをそれぞれ通断電制御しながら、炊飯
から保温に至る一連の動作を行なうようにしている。こ
の場合、各ヒータを通断電する手段として、いわゆる二
方向性三端子サイリスタ（以下、トライアックと称す
る。）などの無接点開閉器、あるいは、リレーなどの有
接点開閉器が、これらの各ヒータに選択的に直列接続さ
れる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術におい
て、高ワットヒータを無接点開閉器で通断電制御しよう
とすると、無接点開閉器からの発熱が大きくなり、それ
に見合うだけの放熱装置を付加しなければ対応ができな
い。したがって、高ワットヒータを通断電制御するに
は、有接点開閉器を用いざるを得ないが、接点の開閉時
に大電流が流れるため、アークの発生により接点が短絡
状態となったり、接点寿命が限られたものとなり、信頼
性の面で問題がある。また、従来の構成では、炊飯用と
保温用とにそれぞれワット数の異なるヒータを設けなけ
ればならないため、経済的に不利でコスト高を招くとい
う問題もある。

【０００４】そこで本発明は上記問題点に鑑み、加熱用
ヒータの出力が大きくても放熱装置を付加する必要がな
く、装置の信頼性を高めることができ、単独の加熱用ヒ
ータにより小出力から大出力まで可変制御することが可
能なヒータ制御装置、および、このヒータ制御装置を利
用した電気炊飯器並びに電気ポットを提供することを目
的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明におけるヒータ制
御装置は、有接点開閉器と無接点開閉器とからなる並列
回路と単一の加熱用ヒータとを直列に接続して電源ライ
ンの両端に接続するとともに、前記加熱用ヒータの通電
時には前記有接点開閉器よりも先に前記無接点開閉器に
オン信号を出力し、前記加熱用ヒータの遮断時には前記
無接点開閉器よりも先に前記有接点開閉器にオフ信号を
出力するマイクロコンピュータを設け、このマイクロコ
ンピュータに前記有接点開閉器および前記無接点開閉器
へのオン，オフ信号のデューティーを可変するデューテ
ィー制御手段を備えて構成される。

【０００６】また、本発明における電気炊飯器は、前記
請求項１記載のヒータ制御装置を搭載して、前記デュー
ティー制御手段により前記加熱用ヒータを炊飯と保温で
異なる出力に可変するように構成したものである。

【０００７】さらに、本発明における電気ポットは、前
記請求項１記載のヒータ制御装置を搭載して、前記デュ
ーティー制御手段により前記加熱用ヒータを湯沸かしと
保温で異なる出力に可変するように構成したものであ
る。

【０００８】

【作用】請求項１の構成によれば、加熱用ヒータを通断
電する際の無接点開閉器の電力消費は、無接点開閉器が
オンしてから有接点開閉器がオンするまでの期間と、有
接点開閉器がオフしてから無接点開閉器がオフするまで
の期間の必要最小限に抑えられる。また、無接点開閉器
の通電中に有接点開閉器が開閉するため、有接点開閉器
の開閉時に大電流が流れない。しかも、デューティー制
御手段により、無接点開閉器および有接点開閉器に出力
するオン，オフ信号のデューティーを可変することで、
単一の加熱用ヒータの出力を可変することができる。

【０００９】また、請求項２の構成によれば、デューテ
ィー制御手段により加熱用ヒータを高出力と低出力の２
段階に切換えることができ、これにより炊飯と保温の各
動作を単独の加熱用ヒータで行なえる。

【００１０】さらに、請求項３の構成によれば、デュー
ティー制御手段により加熱用ヒータを高出力と低出力の
２段階に切換えることができ、これにより湯沸かしと保
温の各動作を単独の加熱用ヒータで行なえる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１乃至図３に基
づき説明する。図１において、１は所定の交流電圧ある
いは直流電圧を供給する電源であり、これは、商用交流
電源や直流安定化電源などが用いられる。また、２は被
制御負荷（以下、単に負荷と称する。）であり、例え
ば、電気炊飯器，保温ポット，電気アイロン，ホットプ
レート，電気温風器などの家庭用電子機器に用いられる
加熱用ヒータなどの抵抗負荷や、送風用モータなどの誘
導負荷などがこれに該当する。３はトライアックあるい
は逆阻止三端子サイリスタ（ＳＣＲ）などの半導体素子
からなる機械的接点を有しない無接点開閉器、４はリレ
ーなどの機械的接点を有する有接点開閉器であり、この
無接点開閉器３と有接点開閉器４とからなる並列回路と
前記負荷２とを直列接続した回路が、電源ラインの両端
に接続される。５は、所定の制御シーケンスを実行する
プログラムを予め図示しない記憶装置に記憶したマイク
ロコンピュータであり、これは、無接点開閉器３および
有接点開閉器４に各々オン，オフ信号を出力すること
で、これらの無接点開閉器３と有接点開閉器４、ひいて
は、負荷２に対する通断電を制御するものである。マイ
クロコンピュータ５は、電源１からの電力供給により起
動するが、負荷２の通電時には有接点開閉器４よりも先
に無接点開閉器３にオン信号を出力し、負荷２の通電遮
断時には無接点開閉器３よりも先に有接点開閉器４にオ
フ信号を出力するように、プログラム上でタイミング設
定される。また、このマイクロコンピュータ５は、無接
点開閉器３および有接点開閉器４に出力されるオン，オ
フ信号のデューティーを可変して、負荷２を所望の出力
に切換えるデューティー制御手段６を備えている。さら
に、８はマイクロコンピュータ５に接続されるスイッチ
であり、このスイッチ８をオンまたはオフ状態に切換え
ることにより、マイクロコンピュータ５から無接点開閉
器３および有接点開閉器４に、所定のオン，オフ信号が
出力されるようになっている。

【００１２】７は、無接点開閉器３，有接点開閉器４，
マイクロコンピュータ５およびスイッチ８とからなる加
熱用ヒータ２を通断電制御するヒータ制御装置である。
このヒータ制御装置７は、前述の各種家庭用電子機器に
搭載されるが、特に電気炊飯器にヒータ制御装置７を搭
載した場合、デューティー制御手段６は炊飯と保温とで
加熱用ヒータ２を異なる出力に可変制御する。また、保
温ポットにヒータ制御装置７を搭載した場合、デューテ
ィー制御手段６は湯沸かしと保温とで加熱用ヒータ２を
異なる出力に可変制御する。このように、デューティー
制御手段６はマイクロコンピュータ５で定められた各動
作に応じて、無接点開閉器３および有接点開閉器４に出
力するオン，オフ信号のデューティーを切換えるように
している。

【００１３】次に、上記構成に付き、その作用を図２お
よび図３のタイムチャートを参照して説明する。なお、
図２は加熱用ヒータ２の出力を大きくした大パワー時に
おけるタイムチャート、図３は加熱用ヒータ２の出力を
小さくした小パワー時におけるタイムチャートを示して
いる。

【００１４】先ず、大パワー時における動作を説明する
と、加熱用ヒータ２への通電を行なう場合、先ず、マイ
クロコンピュータ５は無接点開閉器３にオン信号を出力
する。無接点開閉器３は直ちにオン状態となり、加熱用
ヒータ２には電源１からの電源電圧が供給される。次い
で、マイクロコンピュータ５は、無接点開閉器３に対し
てオン信号を出力した時点から所定時間Ｔ１を経過した
後に、有接点開閉器４に対してオン信号を出力する。こ
のとき、有接点開閉器４の両端間は無接点開閉器３によ
ってすでに短絡しているので、有接点開閉器４のスパー
ク発生は起こらない。有接点開閉器４がオン状態に切換
わると、この有接点開閉器４を介して加熱用ヒータ２の
通電が行なわれ、以後無接点開閉器３にはオン信号が引
き続き出力されるものの、無接点開閉器３自体はオフ状
態を保持する。

【００１５】一方、加熱用ヒータ２の通電を遮断する場
合、先ず、マイクロコンピュータ５は有接点開閉器４に
対してオフ信号を出力する。有接点開閉器４はオフ状態
となるが、マイクロコンピュータ５は無接点開閉器３に
引き続きオン信号を出力しているため、無接点開閉器３
はオン状態に切換わる。このため、有接点開閉器４の両
端間は無接点開閉器３によって短絡され、加熱用ヒータ
２の通電時と同様に有接点開閉器４のスパーク発生は起
こらない。その後、マイクロコンピュータ５は、有接点
開閉器４にオフ信号を出力してから所定の設定時間Ｔ２
が経過すると、無接点開閉器３にオフ信号を出力する。
無接点開閉器３はこの時点でオフ状態となり、加熱用ヒ
ータ２への通電が完全に遮断される。

【００１６】次に、図３に基づいて、小パワー時におけ
る動作を説明する。この場合、無接点開閉器３にオン信
号を出力してから有接点開閉器４のオン信号を出力する
までの時間Ｔ１、および、有接点開閉器４にオフ信号を
出力してから無接点開閉器３にオフ信号を出力するまで
の時間Ｔ２は、前記大パワー時と同一である。しかし、
無接点開閉器３および有接点開閉器４に出力される各オ
ン，オフ信号のデューティー、すなわち一周期に対する
オン時間の比率は、デューティー制御手段６により大パ
ワー時よりも小パワー時のほうが小さくなっている。し
たがって、加熱用ヒータ２への通電時間も、小パワー時
の場合には短くなり、加熱ヒータ２からの出力は小さく
なる。

【００１７】以上のように上記実施例によれば、加熱用
ヒータ２を通断電する際の無接点開閉器３の電力消費
は、加熱用ヒータ２の出力に拘らず、無接点開閉器３が
オンしてから有接点開閉器４がオンするまでの時間Ｔ１
と、有接点開閉器４がオフしてから無接点開閉器３がオ
フするまでの時間Ｔ２の必要最小限に抑えることができ
るため、加熱用ヒータ２の出力が大きくても、無接点開
閉器３に大がかりな放熱装置を付加する必要がない。

【００１８】また、無接点開閉器３の通電中に有接点開
閉器４を開閉させるようにマイクロコンピュータ５で制
御しているため、有接点開閉器４の開閉時における有接
点開閉器４への大電流の流れ込みは防止される。したが
って、アークの発生により接点が短絡したり、あるいは
接点寿命が短くなるようなことはなく、装置の信頼性を
高めることができる。

【００１９】さらに、マイクロコンピュータ５には、無
接点開閉器３および有接点開閉器４に出力するオン，オ
フ信号のデューティーを可変するデューティー制御手段
６を備えているので、このデューティー制御手段６によ
り加熱用ヒータ２の通電時間を可変することができる。
したがって、出力に応じた複数のヒータを備える必要が
なく、経済的に有利であるとともに、単独の加熱用ヒー
タ２を用いた簡単な構成でありながら、上記のような問
題を解決しつつ、小出力から大出力に至るまで、加熱用
ヒータ２の出力をデューティー制御手段６により任意に
可変制御することが可能となる。

【００２０】つまり、有接点開閉器４と無接点開閉器３
とからなる並列回路と単一の加熱用ヒータ２とを直列に
接続して電源ラインの両端に接続するとともに、加熱用
ヒータ２の通電時には有接点開閉器４よりも先に無接点
開閉器３にオン信号を出力し、加熱用ヒータ２の遮断時
には無接点開閉器３よりも先に有接点開閉器４にオフ信
号を出力するマイクロコンピュータ５を設け、このマイ
クロコンピュータ５に有接点開閉器４および無接点開閉
器３へのオン，オフ信号のデューティーを可変するデュ
ーティー制御手段６を備えることにより、加熱用ヒータ
２の出力が大きくても放熱装置を付加する必要がなく、
装置の信頼性を高めることができ、しかも、単独の加熱
用ヒータ２により小出力から大出力まで可変制御するこ
とが可能なヒータ制御装置７を得ることができる。

【００２１】また、このような構成のヒータ制御装置７
を電気炊飯器に搭載した場合、デューティー制御手段６
により加熱用ヒータ２を図２に示す高出力と、図３に示
す低出力の２段階に切換えるようにすれば、炊飯と保温
の各動作を単独の加熱用ヒータ２を用いて行なえるよう
になる。

【００２２】つまり、前記構成のヒータ制御装置７を搭
載して、デューティー制御手段６により加熱用ヒータ２
を炊飯と保温で異なる出力に可変するように構成すれ
ば、加熱用ヒータ２の出力が大きくても放熱装置を付加
する必要がなく、装置の信頼性を高めることができ、し
かも、小出力を必要とする保温および大出力を必要とす
る炊飯の各動作を、単独の加熱用ヒータ２で可変制御で
きる電気炊飯器が得られる。

【００２３】一方、このような構成のヒータ制御装置７
を電気ポットに搭載した場合、同様にデューティー制御
手段６により加熱用ヒータ２を高出力と低出力の２段階
に切換えるようにすれば、湯沸かしと保温の各動作を単
独の加熱用ヒータ２を用いて行なえるようになる。

【００２４】つまり、前記構成のヒータ制御装置７を搭
載して、デューティー制御手段６により加熱用ヒータ２
を湯沸かしと保温で異なる出力に可変するように構成す
れば、加熱用ヒータ２の出力が大きくても放熱装置を付
加する必要がなく、装置の信頼性を高めることができ、
しかも、小出力を必要とする保温および大出力を必要と
する湯沸かしの各動作を、単独の加熱用ヒータ２で可変
制御できる電気ポットが得られる。

【００２５】なお、本発明は上記各実施例に限定される
ものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変
形実施が可能である。

【００２６】

【発明の効果】請求項１に記載のヒータ制御装置は、有
接点開閉器と無接点開閉器とからなる並列回路と単一の
加熱用ヒータとを直列に接続して電源ラインの両端に接
続するとともに、前記加熱用ヒータの通電時には前記有
接点開閉器よりも先に前記無接点開閉器にオン信号を出
力し、前記加熱用ヒータの遮断時には前記無接点開閉器
よりも先に前記有接点開閉器にオフ信号を出力するマイ
クロコンピュータを設け、このマイクロコンピュータに
前記有接点開閉器および前記無接点開閉器へのオン，オ
フ信号のデューティーを可変するデューティー制御手段
を備えたものであり、加熱用ヒータの出力が大きくても
放熱装置を付加する必要がなく、装置の信頼性を高める
ことができ、単独の加熱用ヒータにより小出力から大出
力まで可変制御することが可能となる。

【００２７】また、請求項２に記載の電気炊飯器は、前
記請求項１記載のヒータ制御装置を搭載して、前記デュ
ーティー制御手段により前記加熱用ヒータを炊飯と保温
で異なる出力に可変するように構成したものであり、加
熱用ヒータの出力が大きくても放熱装置を付加する必要
がなく、装置の信頼性を高めることができ、しかも、小
出力を必要とする保温および大出力を必要とする炊飯の
各動作を、単独の加熱用ヒータで可変制御することが可
能となる。

【００２８】さらに、請求項３に記載の電気ポットは、
前記請求項１記載のヒータ制御装置を搭載して、前記デ
ューティー制御手段により前記加熱用ヒータを湯沸かし
と保温で異なる出力に可変するように構成したものであ
り、加熱用ヒータの出力が大きくても放熱装置を付加す
る必要がなく、装置の信頼性を高めることができ、しか
も、小出力を必要とする保温および大出力を必要とする
湯沸かしの各動作を、単独の加熱用ヒータで可変制御す
ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すブロック構成図であ
る。

【図２】同上加熱用ヒータの出力を大きくした大パワー
時におけるタイムチャートである。

【図３】同上加熱用ヒータの出力を小さくした小パワー
時におけるタイムチャートである。

【符号の説明】

１ 電源 ２ 負荷 ３ 無接点開閉器 ４ 有接点開閉器 ５ マイクロコンピュータ ６ デューティー制御手段 ７ ヒータ制御装置

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 有接点開閉器と無接点開閉器とからなる
   並列回路と単一の加熱用ヒータとを直列に接続して電源
   ラインの両端に接続するとともに、前記加熱用ヒータの
   通電時には前記有接点開閉器よりも先に前記無接点開閉
   器にオン信号を出力し、前記加熱用ヒータの遮断時には
   前記無接点開閉器よりも先に前記有接点開閉器にオフ信
   号を出力するマイクロコンピュータを設け、このマイク
   ロコンピュータに前記有接点開閉器および前記無接点開
   閉器へのオン，オフ信号のデューティーを可変するデュ
   ーティー制御手段を備えたことを特徴とするヒータ制御
   装置。
2. 【請求項２】 前記請求項１記載のヒータ制御装置を搭
   載して、前記デューティー制御手段により前記加熱用ヒ
   ータを炊飯と保温で異なる出力に可変することを特徴と
   する電気炊飯器。
3. 【請求項３】 前記請求項１記載のヒータ制御装置を搭
   載して、前記デューティー制御手段により前記加熱用ヒ
   ータを湯沸かしと保温で異なる出力に可変することを特
   徴とする電気ポット。