JPS6046794B2 - 加熱装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は例えば高周波加熱装置に使用して好適な加熱
装置に関する。

以下、本発明を高周波加熱装置に適用した一実施例に
ついて説明するに、高周波加熱装置は、第１図に示すよ
うにスイッチング素子としてのＧＣＳ（ゲート・コント
ロール・スイッチ）１のゲートに発振器２からの例えば
２０〜３０〔ＫＨ２〕の高周波信号をドライブ回路３を
介して供給し、このＧＣＳＩのアノードに接続された加
熱コイル４に高周波電流を流し、第２図に示すように加
熱コイル４に近接して被加熱体としての調理用のなべ５
がおかれているときは、このなべにうず電流を発生させ
て加熱するようにしたものである。

調理用のなべ５はうず巻状の加熱コイル４の上面に配さ
れたセラミックよりなるプレート６上に載置される。ま
た、７はＧＣＳＩがオフしているときの電流路を形成す
るためのダンパーダイオード、８は共振用のコンデンサ
である。これらＧＣＳＩ、加熱コイル４等からなる出力
回路には、商用電源を整流回路９で整流した電源電圧が
フィルタ回路 １０を介して供給されている。 整流回
路９は商用電源の正の期間の電流路かＳＣＲ１１ａ及び
ダイオード１２ａで形成され、その負の期間の電流路が
ＳＣＲ１１ｂ及びダイオ”−ド１２ｂで形成されてなる
ブリッジ構成のものである。

このＳＣＲ１１ａ及び１１ｂのゲートはトリガ−回路１
３の出力端子に接続されている。トリガ−回路１３は商
用電源に同期してＳＣＲＩｌａ、ｌｌｂに対するトリガ
−パルスを発生する・ものであり、出力制御回路１４又
は保温制御回路 １５からの制御電圧によつてＳＣＲ１
１ａ及び１ １ｂを３通りの動作状態とするトリガ−パ
ルスが発生する。即ちその１つは、ＳＣＲｌｌａ及び１
１ｂに対して全くトリガ−パルスが供給されず、従つて
出力回路に電源が供給されない出力オフの状態である。
第２の動作状態は出力オンの状態でＳＣＲｌｌａ又は１
１ｂの一方のみがターンオンして整流回路９が半波整流
動作を行なうものであり、第３の動作状態は出力オンの
状態でＳＣＲｌｌａ及び１１ｂが夫々商用電源の正及び
負の期間でターンオンする全波整流動作を行なうもので
ある。出力制御回路１４には出力調整用の可変抵抗器１
６が設けられている。

又、後に詳細説明される保温制御回路１５には保温温度
調整用可変抵抗器１７が設けられていると共に、可変抵
抗器１６と連動する調理及び保温モード切換用スイッチ
Ｓ１と保温モードにおける天ぷらモードスイッチＳ２が
設けられている。更に、保温制御回路１５に設けられた
制御電圧出力端子３７には保温モードの時の出力制御回
路１４の制御電圧が得られ、オンオフ制御電圧出力端子
４４にはトリガー回路１３の制御電圧が得られる。また
保温制御回路１５には温度調整用可変抵抗器１７と天ぷ
らモードスイッチＳ２が設けられている。そして第２図
に示すようになべ５の温度を検出するためのサーミスタ
１８がプレート６に取り付けられると共に、加熱コイル
４の温度を検出するためのサーミスタ１９がこの加熱コ
イル４の下面に取り付けられ、これらサーミスタ１８及
び１９が保温制御回路１５の端子１８ａ及び１９ａに接
続されている。これらの端子１８ａ，１９ａは各々、保
温制御回路１４に設け．られた保温温度調整用可変抵抗
器１７と、後述のシユミツト回路３９に接続される。第
１図において可変抵抗器１６とスイッチＳ１とは連動し
ている。

可変抵抗器１６の摺動子の位置が端部以外の位置にある
調理モードでは、スイツ．チＳ１の可動接点ａは固定接
点ｃに接続される。この時、出力制御回路１４には可変
抵抗器１６より制御電圧が供給される。次に可変抵抗器
１６の摺動子が端部に来た時には保温モードとなりスイ
ッチＳ１の可動接点ａは固定設定ｂに接続される。こ・
の時可変抵抗器１６がらは制御電圧は得られず、端子３
７に可変抵抗器１７て設定される制御電圧が得られ、こ
れが出力制御回路１４に供給される。この保温制御回路
１５の詳しい構成と動作は後に説明される。第３図は本
例の高周波加熱装置の操作面の要部を示すものであつて
、同図において、２６は出力調整つまみを示し、２７は
温度調整つまみを示し、２８は天ぷら釦を示す。出力調
整つまみ２６は時計方向に回すことによつて可変抵抗器
１６の摺動子の位置が変わり、例えば出力パワーが３０
０Ｗから１２００Ｗの範囲て連続的に可変されるように
なされる。この出力調整つまみ２６を左に一ノ杯回すと
（第３図はこの状態を示す）、可変抵抗器１６の摺動子
が端部に位置し、調理及び保温モード切換用のスイッチ
Ｓ１が第１図に示す調理モード側から保温モード側に切
り換わる。この出力調整つまみ２６の左方に温度調整つ
まみ２７が設け・られており、温度調整つまみ２７を回
すことによつて可変抵抗器１７の摺動子の位置が可変さ
れて、保温の温度が例えば６０′Ｃ〜１００゜Ｃの範囲
て可変される。更に天ぷら釦２８が押されると、天ぷら
モードスイッチＳ２が切り換わつてこのときは、”保温
の温度が通常のものに対して１００℃加えられたものに
切り換わり、１６０゜Ｃ〜２００゜Ｃの範囲の保温温度
となる。この温度は一般の理料又は天ぷらのときに良く
使われる範囲のものてある。更に出力表示用の表示ラン
プ群２９、保温モード表示用の表示ランプ３０、天ぷら
モード表示用の表示ランプ３１が設けられている。かか
る高周波加熱装置において、スイッチＳ１が第１図に示
す調理モード側と接続されている状態で出力調整つまみ
２６を回すことによる出力パワーの制御は、可変抵抗器
１６に関連して出力制御回路１４から発生する制御電圧
によつて行なわれている。

この場合、発振器２を可変周波数発振器の構成とし、第
１の制御電圧によつて発振周波数即ちＧＣＳｌのスイッ
チング周波数を切り換えると共に、トリガー回路１３に
供給される第２の制御電圧によつて整流回路９の整流動
作を全波整流と半波整流とに切り換えることによつて出
力パワーを制御するようになされる。第４図はかかる出
力パワーの制御を説明するためのものである。

まず、可変抵抗器１６が最低出力の位置から最高出力の
位置まて連続して回転させたとすると、出力制御回路１
４から第４図Ａに示すように、例えば６００Ｗに対応す
るある回転位置迄はＶ１のレベルからＶ２のレベルに連
続して変化し、更に回転させると再びＶ１のレベルから
Ｖ２のレベルに連続して変化する第１の制御電圧が発生
する。この第１の制御電圧が発振器２に制御電圧として
加えられ、その発振周波数が第４図Ｂに示すようにＦ２
からｆ１迄低下し、再びＦ２に上昇してｆ１迄低下する
ように変化する。そして第１の制御電圧が一旦Ｖ２迄上
昇してＶ１に下がるときに、第４図Ｃに示すように低レ
ベルＶＬから高レベルＶＨに立上がる第２の制御電圧が
発生する。そして第２の制御電圧がトリガー回路１３に
供給されることによつて整流回路９は、第２の制御電圧
が■，のときは半波整流動作をなし、これがＶ９ときは
全波整流動作をなすように制御される。以上のようにし
て第４図Ｄに示すように出力パワーは、（Ｐ１一Ｐ２−
Ｐ３）と連続的に上昇される。一例として（Ｐ１＝３０
０Ｗ．．Ｐ２＝６００Ｗ，，Ｐ３＝１２００Ｗ）とされ
る。このような出力パワーの制御がなされる調理モード
から、第３図の様に出力調整つまみが左に一杯に回され
、第１図の可変抵抗器１６の摺動子が端部に位置すると
、調理及ひ保温モード切換用スイッチＳ１が第１図に示
す調理モードから保温モードに切換わる。

この保温モードては保温制御回路１５に設けられた可変
抵抗器１７から得られる制御電圧か制御電圧出力端子３
７より出力制御回路１４に供給される。これと共にオン
オフ制御電圧出力端子４４からトリガー回路に制御電圧
が供給され、これによつて出力パワーのオン・オフが制
御され、その結果、なべ５の温度が略々一定の設定保温
温度に保持される。この保温モードにおける保温制御回
路１５の働きを第５図を参照しながら説明する。

第５図は保温制御回路１５の接続構成を示すものてある
。温度調整用の可変抵抗器１７は、その固定子の一端が
電源電圧（＋■ＣＣ：１２■）の電源端子に抵抗器３２
を介して接続され、その他端が抵抗器３３及びサーミス
タ１８の直列回路を介して接地されている。この可変抵
抗器１７の摺動子はダイオード３４を介してエミッタホ
ロワ形のトランジスタ３５のベースに接続されると共に
、エミッタホロワ形のトランジスタ３６のベースに接続
される。トランジスタ３５のエミッタから制御電圧出力
端子３７が導出される。またトランジスタ３６のエミッ
タがダイオード３８を介してシユミツト回路３９の一方
のトランジスタ４０ａのベースに接続される。このトラ
ンジスタ４０ａのベースはダイオード４１を介して抵抗
器４２及びサーミスタ１９の接続点にも接続される。そ
してシユミツト回路３９のトランジスタ４０ｂのコレク
タにトランジスタ４３のベースが接続され、トランジス
タ４３のコレクタが出力オンオフ制御電圧出力端子４４
として導出される。スイッチＳ１は、保温モードでは図
示のように電源端子と接続された可動接点ａが一方の固
定接点ｂと接続され、調理モードでは可動接点ａが他方
の固定接点ｃと接続されるようになされている。このス
イッチＳ１の固定接点ｂが天ぷらスイッチＳ２の可動接
点ｄと接続される。天ぷらスイッチＳ２は通常の保温モ
ードでは可動接点ｄが固定接点ｅと接続され、天ぷらモ
ードでは可動接点ｄが固定接点ｆと接続されるようにな
されている。これらのスイッチＳ１及びＳ２の接続状態
によつてスイッチング素子としてのトランジスタ４５，
４６，４７のオン・オフ状態が制御されて可変抵抗器１
７を含む回路網の接続状態及びその合成抵抗の値が各モ
ードに応じて変化するようになされる。なお、スイッチ
Ｓ１″の固定接点ｃ及びスイッチＳ２の固定接点Ｅ，ｆ
は矢印で示すように表示制御回路（図示せず）に接続さ
れて、前述の操作面に設けられた保温モード表示ランプ
３０及び天ぷらモード表示ランプ３１を選択的に点灯す
るようになされている。まず、通常の保温モードでは図
示のようにスイッチＳ１の可動接点ａが固定接点ｂと接
続され、スノイツチＳ２の可動接点ｄが固定接点ｅと接
続される。

従つてこのときはトランジスタ４５，４６，４７は全て
オフであり、第６図に示す等価回路のものとなる。可変
抵抗器１７及び抵抗器３３の接続点とその摺動子間に挿
入された抵抗器４８は抵テ抗変化特性を補正するための
ものである。この可変抵抗器１７の摺動子の電圧はダイ
オード３４及びトランジスタ３５を介して出力端子３７
に制御電圧として取り出される。この制御電圧は前述の
出力パワーを制御のための第４図Ａに示す制御電フ圧に
相当するものである。またこの摺動子の電圧はトランジ
スタ３６及びダイオード３８を介してシユミツト回路３
９のトランジスタ４０ａのベースに供給される。かかる
通常の保温モードにおいて、なべ５の温度が最初は第９
図において破線で示すように設定保温温度ＴＯよりかな
り低いとする。

このときはサーミスタ１８の抵抗値は大で摺動子の電圧
は充分大である。このためシユミツト回路３９のトラン
ジスタ４０ａのベース電位は、抵抗器４９及び５０の抵
抗比で定まる基準電圧より高く、トランジスタ４０ａが
オンでトランジスタ４０ｂがオフとなる。従つてトラン
ジスタ４３はオフであり、出力端子４４に発生する出力
オンオフ制御電圧は０■であり、これがトリガー回路１
３に供給されることにより、出力オンの状態となる。一
方、ダイオード３４を介してトランジスタ３５のベース
に供給される電圧も高いから、出力端子３７に発生する
制御電圧も大きい。このため、整流回路９は全波整流動
作を行なつて第９図において実線で示すように出力パワ
ーは略々最大（１２００Ｗ）となる。これによつてなべ
５は急速に加熱されその温度が上昇する。なべ５の温度
上昇に伴なつてサーミスタ１８の抵抗値は低下し、可変
抵抗器１７の摺動子の電圧は低下し、出力端子３７に発
生する制御電圧は低下する。

更になべ５の温度が上昇して、出力パワーが６００〜Ｖ
迄低下したときに、摺動子の電圧はトランジスタ３５が
オンする迄に低下する。このとき出力端子３７は接地さ
れる。この状態では出力制御回路１４及びトリガー回路
１３の働きによつて整流回路９は半波整流動作を行ない
、最小の出力パワーである３００Ｗの一定となされる。
そしてなべ５の温度が上昇して設定保温温度ＴＯに到る
と、シユミツト回路３９は反転してトランジスタ４０ａ
がオフでトランジスタ４０ｂがオンとなり、従つてトラ
ンジスタ４３がオンし、出力端子４４に発生する出力オ
ンオフ制御電圧は電源電圧＋Ｖｃｃとなる。これがトリ
ガー回路１３に供給されることにより、トリガー回路１
３から．トリガ−パルスが発生しなくなり、ＳＣＲｌｌ
ａ，ｌｌｂが共にオフとされる出力オフの状態となる。
また、このときは、トランジスタ４３がオンするために
抵抗器４９と並列にダイオード５１及び抵抗器５２の直
列回路が挿入されるから、トランジスタ４０ｂのベース
に供給される基準電圧はやや大となる。そしてなべ５の
温度が設定保温温度Ｔ。より若干低くなり、トランジス
タ４０ａのベース電圧が基準電圧より高くなると、シユ
ミツト回路３９が反転して、出力オンオフ制御電圧はＯ
■となり、出力オンの状態になり、３００Ｗの出力パワ
ーが発生する。これによつてなべ５が加熱され、設定保
温温度Ｔ。において出力オフとなる。以下、このような
動作が繰り返されてなべ５の温度は略々ＴＯに保たれる
。次に保温モードにおいて天ぷら釦２８を押して天ぷら
モードスイッチＳ２を接点ｆ側に接続する天ぷらモード
について説明する。

この場合は、トラノンジスタ３５及び４５のベースに電
源電圧が加わり、トランジスタ３５はオフとなり、トラ
ンジスタ４５及び４６はオンとなる。従つてこのときの
等価回路は第７図に示すように、抵抗器３２及ひ可変抵
抗器１７の直列回路に・対して並列にトランジスタ４５
のベース側に接続されたダイオード５３及び抵抗器５４
の直列回路が接続され、可変抵抗器１７に対して並列に
トランジスタ４５のコレクタに接続された抵抗器５５が
接続され、更にトランジスタ４６のコレクタ及”びエミ
ッタに接続された抵抗器５６及び４８が可変抵抗器１７
の摺動子とその固定子の両端間に挿入されるものとなる
。抵抗器４８，５６，５７は可変抵抗器１７の抵抗変化
特性を補正するためのものてあり、抵抗器５４の値は抵
抗器３２及び可変抵抗器１７の直列抵抗より充分小なる
ものてある。かかる等価回路で表わされる天ぷらモード
では、小さい値の抵抗器５４が抵抗器３２及び可変抵抗
器１７の直列回路に対して並列に接続されるために、通
常の保温モードと可変抵抗器１７の摺動子の位置が同じ
でも、この摺動子から取り出される電圧の大きさは所定
量たけ増大する。

このため、シユミツト回路３９のトランジスタ４０ａは
通常の保温モードに比してなべ５がより高温となつてサ
ーミスタ１８の抵抗値がより小とならなければ、オフし
にくくなる。従つて可変抵抗器１７の摺動子の電圧が通
常の保温モードに対して天ぷらモードて増大する所定量
を選定することにより、天ぷらモードでは設定保温温度
を通常のそれより１００′Ｃだけ高くすることができる
。またトランジスタ３５は天ぷらモードではオフするこ
とになるから、出力端子３７に得られる制御電圧は最大
となり、出力パワーは最大の１２００Ｗとなる。即ち天
ぷらモードは、第１０図において実線て示すように出力
パワーは１２００Ｗの一定とされ、同図において破線で
示すようになべ５の温度が上昇して設定保温温度Ｔ。に
なると、通常の保温モードと同様にシユミツト回路３９
による比較動作に基き出力端子４４に発生する制御電圧
によつて出力オンオフが制御され、設定保温温度Ｔ。に
略々一定に保たれる。なお、通常の保温モードでは、上
述の例のようになべ５の温度が設定保温温度よりかなり
低い場合には、出力パワーを大きくし、設定保温温度Ｔ
Ｏ近傍では、出力パワーを小さくするので、短時間のう
ちになべ５が所望の保温温度に達し、その後は小さい温
度変動とすることができる。

また天ぷらモードでは、保温温度が高いために、出力パ
ワーを大きくしているのである。更に、調理モードでは
スイッチＳ１″が接点ｃと接続されるから、トランジス
タ４７のベースにダイオード５７及ひ抵抗器５８を通じ
て順方向バイアスが加わり、トランジスタ４７がオンす
る。

従つてこのときの等価回路は第８図に示すように可変抵
抗器１７がトランジスタ４７によつて短絡されたものと
なる。このときに摺動子よりシユミツト回路３９のトラ
ンジスタ４０ａのベースに供給される電圧は、摺動子の
位置と無関係に抵抗器３２，３３，５８、サーミスタ１
８及びダイオード５７て定まるものとなる。そして抵抗
器５８の値は抵抗器３２に対して充分小に選ばれており
、なべ５の温度が高温例えば２５０゜Ｃ以上になつてサ
ーミスタ１８の抵抗値が充分小となるときに、シユミツ
ト回路３９から出力オフの制御電圧が発生するようにな
されていいる。これはなべ５が空だきによつて異常に高
温となることを防止するためのものてある。なお、加熱
コイル４の表面温度が高温例えば１８０℃以上になると
きはサーミスタ１９の抵抗値が充分小となつて出力オフ
の制御電圧が発生ずるようになされ、加熱コイル４の保
護が図られている。

上述の本発明の一実施例の各抵抗器の値の一例を下記に
示す。

但し単位はＫΩである。 可変抵抗器１７：５０抵抗
器３２：２７抵抗器３３：１ 抵抗器４８：抵抗
器５４：４．３抵抗器５５：２０ 抵抗器５６：２２抵抗器５８：１．８ また、サーミスタ１８，１９は、２０′Ｃて約２００Ｋ
Ω、４０′Ｃで約１００ＫΩ、１５００Ｃて２．８２Ｋ
Ωの特性である。

上述せる所から明なように、本発明に依れば、保温機能
を有すると共に、この保温温度を２通りにスイッチ操作
により切り換えることができ、特に調理用加熱装置に適
用するときは、通常の保温モードに加えて天ぷらにおけ
る油の温度を一定に保つ機能を実現することがてきる利
益がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の全体のブロック図、第２図
は加熱部の断面図、第３図は操作面の要部斜視図、第４
図は出力パワーの制御の説明に用いる路線図、第５図は
本発明の一実施例の要部の接続図、第６図〜第８図は第
５図の説明に用いる等価回路図、第９図及び第１０図は
保温動作の説明に用いる路線図である。 ２は発振回路、４は加熱コイル、９は整流回路、１３は
トリガー回路、１４は出力制御回路、ノ１５は保温制御
回路、１６は出力調整用可変抵抗器、１７は温度調整用
可変抵抗器、１８，１９はサーミスタ、３９はシユミツ
ト回路、Ｓｌ，Ｓｌ″は調理及ひ保温モード切換用のス
イッチ、Ｓ２は天ぷらモードスイッチである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 第１の抵抗器と被加熱体の近傍に設けられ該被加熱
   体の温度に応じてその抵抗値が変化する感温抵抗素子と
   可変抵抗器とから成り一対の電源の端子間に接続された
   第１の直列回路と、上記可変抵抗器に並列に接続された
   第１のスイッチング素子と第２の抵抗器を有する第２の
   直列回路と、上記可変抵抗器に並列に接続された第２の
   スイッチング素子と、上記可変抵抗器の摺動子に得られ
   る電圧を基準電圧と比較する比較回路と、該比較回路の
   出力によつて加熱部に対する電力の供給を制御する制御
   回路とを備え、上記第１、第２のスイッチング素子がオ
   フの時には上記被加熱体の温度を上記摺動子に得られる
   電圧で設定される温度に略々保つとともに、上記第１の
   スイッチング素子がオンの時には上記摺動子に得られる
   電圧を所定値だけ増大又は減少させ、上記被加熱体の温
   度が所定量だけ上昇又は下降するようになし、上記第２
   のスイッチング素子がオンの時には上記可変抵抗器を短
   絡させ上記被加熱体の温度を略々所定値に保つようにし
   た加熱装置。