JPS6316010B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はドアを備えた機器の操作盤の改良に関
し、例えば電子レンジや電気オーブンなどにおい
て、ドアに操作盤を埋め込む構造を革新するもの
である。

まず先行技術について記述する。ドアを具備
し、しかも操作盤を有する機器としては、電子レ
ンジや電気オーブン、あるいはこれらの複合機器
などがある。これらは被加熱物が載置される加熱
室を有し、その開口に開閉自在にドアが軸支され
る。操作盤にはマグネトロンなどの熱源を制御す
るための操作片が配される。かかる機器におい
て、この操作盤をドアに埋め込む構造がすでに多
数提案されている。その最も良き例が米国特許
USP4255640（Bressler）に示されている。これは
ドアに操作片とコントローラとを埋め込み、この
コントローラは本体側に配されたマグネトロンな
どを制御する。そしてコントローラとマグネトロ
ンなどの部品とは、しなやかなケーブルで接続さ
れ、このケーブルはドアのヒンジ近傍もしくはヒ
ンジを貫通する。このような構成により、ドアの
空間を有効に活用でき、コンパクトな設計が可能
となることはもちろんであるが、しなやかなケー
ブルをヒンジ近傍を貫通させることによつて、ド
アと本体との信号の伝送が容易になつた。

しかしこの方式にはケーブルの耐久性という根
本的な問題がなお残されたままである。電子レン
ジの場合にはドアの開閉寿命は10万回以上と定め
られている。フレキシブルなプリントケーブルや
光フアイバーで10万回の折り曲げの繰り返しに確
実に耐えられるものが期待できるだろうか。これ
が第１の問題点である。

次にもしケーブルが短絡したとき、危険はない
だろうか。マグネトロンが連続発振すると機体の
外かく温度は異常に高くなり、火災ややけどの危
険性がすこぶる高い。この点でケーブル方式はフ
エイル・セーフの点で難がある。これが第２の問
題点である。

また引例はドアと本体との信号の伝送が、コン
トローラのドア内蔵によつて、マイクロ波等に起
因するノイズに対して強くなつたと指摘してい
る。しかしヒンジ部というドアと本体との間隙、
マイクロ波が漏洩しやすい部位を、ケーブルを通
過させる構造が果してノイズに強いと言い切れる
だろうか。ケーブル自体がノイズを拾い、マグネ
トロンが誤動作する危険性は依然として高いまま
である。これが第３の問題点である。

本発明はこのような従来の問題点を鑑み、耐久
性に優れ、フエイル・セーフの面で考慮が為さ
れ、かつノイズにも強いシステムを実現するもの
である。

このため従来のようなケーブルを介した伝送系
に代り、発光ダイオード（LED）とフオトトラ
ンジスタといつたフオトカツプリング手段を用い
ている。

では本発明の実施例について、図面を用いて詳
述する。

第１図は本発明の一実施例を示す電子レンジの
本体斜視図である。本体１はさまざまな被制御部
と加熱室２とを収納する。その前面開口はドア３
によつて閉され、ドア３は回動自在に軸支されて
いる。オープンレバー４はこのドア３のロツクを
解除し、ドアを開かせるための作動片である。ド
アキー５は本体と係合し、ドア３を閉扉位置にロ
ツクする。

ドア３上には操作盤６が埋め込まれている。こ
の操作盤６には操作片７と表示部８とが含まれ、
ユーザの加熱指令がコントローラへ入力される。
コントローラは操作盤６の裏面に配置され、本体
１側のマグネトロンなどの被制御部とフオトカツ
プリングによつて接続される。カツプリング窓９
はこのためのLEDやフオトトランジスタなどの
発光素子および受光素子を配置した開口であり、
対向するドア３の内側にも同様のカツプリング窓
が設けられる。

第２図はかかる加熱装置のＸ―Ｘ断面を示す。
本体１側のカツプリング窓９に対向位置して、ド
ア３にもカツプリング窓９′が開口している。こ
の開口はカツトオフ以下の小孔群で形成される。
操作盤６はカード電卓のように薄く構成され、ス
クリーン１０が装着されている空間に固着され
る。操作盤６内にはコントローラが含まれてお
り、本体１側の被制御部１１とフオトカツプリン
グされる。この部分については第３図でさらに詳
述する。

さて被制御部１１には加熱手段たるマグネトロ
ン１２への給電を制御するリレーや、チツプ部品
化できないコンデンサ、電源トランスなど操作盤
６に組み込みにくい部品が塔載される。

加熱室２内には回転載置台１３が設けられ、被
加熱物１４の焼きムラを改善する。１５はこの回
転載置台１３の駆動源たるモータである。

次にフオトカツプリング部の具体的な構成例に
ついて第３図を用いて説明する。第３図には４つ
の具体的な構造例を示した。

ａは光がチヨーク内を貫通する例である。操作
盤６の裏面には発光素子１６が配され、対向する
被制御部１１には発光素子１７が設けられてい
る。前者としては発光ダイオード、後者としては
フオトトランジスタなどが用いられる。チヨーク
１８内には導光管１９が設けられる。これは透明
樹脂や光フアイバーで形成され、発光された信号
を受光部へ導く。これは必要に応じて適宜用いれ
ばよい。

ｂはこれにさらにシヤツターを付加した例を示
す。シヤツター２０はドア３の開閉に応動して上
下する。閉扉状態では図示の位置にあり、フオト
カツプリングを何ら妨げない。そして開扉状態に
転ずると共に、矢印の如く下方に移動し、カツプ
リング窓９をふさぐ。このため受光素子１７が開
扉時に外光によつて誤動作することがない。なお
このシヤツター２０は本体側のドアスイツチをコ
ンシールするためにももちろん使える。２１はチ
ヨーク１８の開口をふさぐ低誘電体である。

ｃはチヨーク１８の空間を用いず、別に接続室
２２を設けた例である。信号はワイアー２３によ
つて発光素子１６に伝送される。これは導光管を
必要としない。

ｄはフオトカツプリングをサツシ２４を用いて
行う例である。この方法だと受光素子２４が外光
の影響を受けにくく、開扉時の誤動作防止に効果
を奏する。

さて以上の例はいずれも発光素子と受光素子を
伝送手段としたが、これ以外の無線手段ももちろ
ん適用可能である。例えば音波、FM波、赤外
線、超音波などが考えられる。しかしフオトカツ
プリングがコスト、信頼性、構造面で本発明にと
つて極めて有利な方式であると言える。すなわ
ち、至近距離における無線伝送手段としては、フ
オトカツプリングが最もすぐれた方法である。

なお第３図の例はいずれもチヨーク構造を有す
るドアのスクリーン取付面に操作盤を固定した
が、加熱室側にチヨークを備えたオーブンチヨー
ク構造のものにももちろん本発明は適用可能であ
る。

さて、以上の構成によつて信号線をなくすこと
ができた。しかしまだコントローラと本体とをワ
イアーなしで接続するためには問題が残つてい
る。一つは電源の問題である。そして残る一つは
ドアの開閉を検出するドアスイツチの問題であ
る。

第４図はかかる問題を解決する一つの実施例で
ある。操作盤に内蔵されたコントローラ２５と被
制御部１１とは、発光ダイオード１６とフオトト
ランジスタ１７とでカツプリングされている。コ
ントローラ２５には主制御部たるマイクロコンピ
ユータ２６が含まれ、システム全体の制御を司つ
ている。操作片７はマトリクスを組まれて、さま
ざまな操作指令をマイコン２６へ入力する。表示
部８は例えば液晶デイスプレイが用いられ、マイ
コン出力D₀〜₂₇によつてダイナミツク点灯され
る。

このコントローラ２５の電源は２７の電池であ
る。この電池としては一次電池のリチウム電池な
どが使用できる。太陽電池であつてももちろん構
わない。さてこの電池２７はマイコン２６、液晶
デイスプレイー８、発光ダイオード１６などに給
電する。

一方、被制御部１１にはトランス整流回路から
成る直流電源２８が設けられている。これはリレ
ーやブザーなど比較的大きな電力を要するコンポ
ーネントに給電する。すなわちフオトトランジス
タ１７のレベル検出回路２９を介して出力された
信号により、ブザー３０、メインリレー３１、パ
ワー断続リレー３２が制御されるが、これらに要
する電力は100mAを越えてしまう。よつてこの
ような大電力負荷はすべて本体側へ配置し、コン
トローラ２５の消費電力を低減させることで、こ
れを電池によつて駆動することが可能となる。従
つて両者を結ぶ電源ケーブルが省略できる。なお
コントローラ２５はタイマー用にクロツク発振回
路３３を具備している。

次にドアの開閉を検出する方法について説明す
る。従来はドアスイツチを本体側に配し、ケーブ
ルでコントローラにこれを接続していた。本発明
はケーブルのない伝送系をめざすものであるか
ら、この点を改善しなければならない。被制御部
１１に配された発光ダイオード３４と、コントロ
ーラ３４に設けられたフオトトランジスタ３５と
が、このドアの開閉を検出する手段である。ここ
では発光素子と受光素子の位置が他の制御信号と
は逆になつている。すなわちコントローラ２５は
被制御部１１から信号をもらう形となつている。
かかる構成によつて、ドアが開かれるとコントロ
ーラ２５は発光ダイオード３４の光を検出しえな
くなるので、ドアが開かれたことを検知しうる。

以上説明したように本実施例はリレー等の制御
信号をフオトカツプルすること、コントローラの
消費電力を低く抑えて専用の電池を配すること、
ドアの開閉をやはりフオトカツプル手段を利用し
て行うことによつて、ワイアーのない伝送系を構
築している。

なお伝送信号とレベル検出器２９とは、本実施
例では各リレーやブザーごとに独立した専用回路
を設けているが、伝送信号数を減らすためには発
光素子１６の発光量を可変とし、受光素子１７で
受けた発光量をＡ／Ｄ変換等の手法によつて解読
する方法も考えられる。つまり本例では２個のリ
レーと１個のブザーが被制御部品であるから、伝
送系を例えば４値制御とする。無信号状態とメイ
ンリレー３１のみがオンする状態、メインリレー
３１およびパワー断続リレー３２が共にオンする
状態、ブザーがオンする状態の４値である。コン
トローラ２５はそれぞれのモードに応じた発光を
行い、レベル検出器はこれを解読する。このよう
な構成によれば伝送信号は１本でよい。なおブザ
ー３０をコントローラ側に配したり、パワー断続
リレー３２を廃して出力切換をやめるなどして伝
送信号が減らせるのは当然である。

さて次に本発明の別な実施例を第５図を用いて
説明する。第４図の例ではコントローラ２５上に
発光ダイオードが含まれており、電池２７に与え
る負担はなお大きい。第５図の例はコントローラ
２５の消費電力をより一層小さくするものであ
る。

まず被制御部１１上には反射型フオトセンサ３
６が設けられる。これは例えば東芝TLP901のご
ときセンサで、LEDとフオトトランジスタがペ
アになつており、LEDから出た光が検出体にあ
たり反射してくる光を検知する。一方、コントロ
ーラ２５上には第２の液晶デイスプレイ３７が配
され、３個のセグメント３８は無通電時に黒、通
電時に白くなるよう反射板が構成されている。か
かる構成によりフオトセンサ３６はセグメント３
８の点灯に伴なう反射光の増大を検知しうる。そ
して対応するリレーやブザーを動作させうる。す
なわちコントローラ２５は液晶３７という極めて
低い消費電力部品によつて、リレーなどを制御し
うる。ここで液晶デイスプレイ８と３７とは、一
体的に構成することも可能である。

次にドアの開閉を検出する別な方法について説
明する。３９はコントローラ２５上、もしくはド
ア内に配されたリードスイツチである。これは本
体側の磁石片４０によつて動作する。つまり閉扉
状態ではリードスイツチ３９は閉路し、開扉状態
では開路する。これによつて何ら電力を要さずド
アの開閉が検出できる。このリードスイツチは通
常のマイクロスイツチに置き換えうる。この場
合、機械的なアクチユエータによつてスイツチは
動作させられる。

最後にマルチCPU方式における実施例につい
て第６図を用いて述べる。これはセンサーを用い
た自動調理を行う回路例である。４１がかかるセ
ンサーであるが、センサーは本体側に配されるの
で、この検出電圧（アナログ値）をコントローラ
２５へ正確に伝送するのはかなり困難である。よ
つて本例では被制御部１１にサブコントローラと
して、マイコン４２を付加している。このサブコ
ントローラ４２は、コントローラ２５からの信号
をシリアル転送によつて受け取り、動作モードを
解読する。受信は反射型フオトセンサ３６によつ
て、送信はLED４３によつて行われる。つまり
コントローラ２５はSTROBE信号によつてサブ
コントローラ４２に割込みをかけ、CLOOK信号
で同期をとりながらOUT信号を出力する。そし
て同様にIN信号を取り込む。かかる構成により
いかにリレーの数が増えても、信号線は４本に抑
えることができる。本例ではセンサー４１のリフ
レツシユのため、リレー４４が追加されている。
そしてセンサー４１の制御はこのサブコントロー
ラ４２が一切引き受けるので、伝送に伴なうトラ
ブルを除きうる。すなわちシステムとしての信頼
性を向上させることができる。なおドアスイツチ
３９、タイマー用発振子３３もサブコントローラ
４２が制御し、加熱にまつわる一切を分担するの
で、メインコントローラ２６との役割分担が効率
良く行える。

さて本発明によれば次のような効果を奏する。
第１にコントローラと本体とをケーブルなしに接
続できるので、ドア開閉などの影響を受けず、寿
命が飛躍的に延びる。第２の光が媒体となるので
マイクロ波に起因するノイズの影響を受けない。
第３にコントローラとリレーなど商用電源に接続
される負荷とを電気的にアイソレートできる。従
つてコントローラを介しての感電の危険がない。
第４に従来のケーブル接続はコントローラおよび
被制御部に故障がなくとも、ケーブルが短絡して
リレーをオンさせ続けることが起りうる。一方、
本発明よれば信号の伝送媒体は導光管であり、あ
るいは空間であるから、コントローラならびに被
制御部に故障がなければ、光が届かないことはあ
つても、出力されていないのに光が伝送系に突然
現われることはあり得ない。すなわち伝送系の
“開放”はあり得ても、“短絡”はあり得ず、リレ
ーがオンし続けることはない。伝送系はフエイル
セーフである。第５にコントローラが専用の電池
を具備するので、瞬間停電等が起つて被制御部の
動作が障害を受けても、コントローラは支障なく
動作し続ける。そしてこのような本体側の障害
は、ドア開閉信号のダウンや被制御部からのIN
信号の異常によつてコントローラに検知される。
そこでかかる障害はコントローラによつて調理中
であれば開扉動作あるいは瞬停発生として処理さ
れうる。すなわち調理中の中断と障害復帰後の自
動再開などが可能となり、安全性はすこぶる高ま
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す加熱装置の本
体斜視図、第２図は同Ｘ―Ｘ断面図、第３図ａ，
ｂ，ｃ，ｄはフオトカツプル部の具体的な構成例
を示す図、第４図は回路の一構例を示す回路図、
第５図は別な実施例を示す回路図、第６図はさら
に別な実施例を示す回路図である。 １…本体、２…加熱室、３…ドア、６…操作
盤、７…操作片、１１…被制御部、１２…加熱手
段（マグネトロン）、１４…被加熱物、１６…発
光素子、１７…受光素子、２６…主制御部、２７
…電池、３６…反射型フオトセンサ、３７…液
晶。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 被加熱物を載置する加熱室と、この加熱室に
   結合された加熱手段と、これら加熱室や加熱手段
   等を内蔵した本体と、前記加熱室の開口に開閉自
   在に支持されたドアと、加熱時限等を設定する操
   作片と、この設定された加熱時限等を表示する表
   示部と、これら操作片と表示部を含む操作盤と、
   前記操作片より入力された信号を解読し、前記表
   示部に表示するとともに、前記加熱手段への給電
   を制御する主制御部と、この主制御部と前記加熱
   手段とを電気的に接続する発光素子と受光素子に
   より構成される接続手段とより成り、前記操作盤
   と前記主制御部とをドア内に配設し、前記主制御
   部は前記接続手段により閉扉時に前記加熱手段と
   電気的に接続され、開扉時にはその電気的接続を
   解除するよう構成した加熱装置。