JP5768207B2 - 調理機器 - Google Patents

Description

本発明は、機器が加熱動作を実行していない待機状態における消費電力を低減するようにした調理機器に関するものである。

近年、調理機器を含む家庭用電化製品においては、消費電力の低減を図ることが重要な課題であり、特に機器が稼働していない時の消費電力、いわゆる待機電力の低減を目的とした技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

図４は、特許文献１に記載された調理機器の一種である従来の誘導加熱装置を示すものである。以下、その構成について説明する。

図４に示すように、第１の電源回路４１は、商用電源４２を半波整流した後に平滑した直流電圧を降圧チョッパーにより変換して直流電圧を出力するもので、この第１の電源回路４１の出力電圧はフィードバック回路の検出信号により制御されている。

フィードバック回路はフォトカプラ４３ａと、このフォトカプラ４３ａ内の発光ダイオードに接続された電圧設定部とで構成されている。電圧設定部の電圧にフォトカプラ４３ａ内の発光ダイオードの順電圧を加えた電圧を第１の電源回路４１の出力電圧が上回るとフォトカプラ４３ａ内のフォトトランジスタが導通し、フィードバック回路の検出信号が出力される。第１の電源回路４１はフィードバック回路の検出信号を受けると出力を停止する。よって、第１の電源回路４１の出力電圧は、電圧設定部の電圧にフォトカプラ４３ａ内の発光ダイオードの順電圧を加えた電圧で規定されることになる。

電源電圧変更手段４４は、第１の電源回路４１の出力電圧を第１の電圧設定値（例えば２０Ｖ）と第１の電圧設定値よりも低い第２の電圧設定値（例えば１０Ｖ）とに切り替えるためのものである。ツェナーダイオード４４ａ、ツェナーダイオード４４ｂ、トランジスタ４４ｃで構成された電圧設定部のトランジスタ４４ｃがオフすると、ツェナーダイオード４４ａとツェナーダイオード４４ｂとが直列接続となり、第１の電源回路４１の出力電圧の設定値はフォトカプラ４３ａ内の発光ダイオードとツェナーダイオード４４ａとツェナーダイオード４４ｂとで規定される第１の電圧設定値となる。一方、電圧設定部のトランジスタ４４ｃをオンさせると、ツェナーダイオード４４ｂがショート状態となり、第１の電源回路４１の出力電圧の設定値はフォトカプラ４３ａ内の発光ダイオードとツェナーダイオード４４ａとで規定される第２の電圧設定値となる。トランジスタ４４ｃのコレクタとツェナーダイオード４４ｂのカソードとの間に挿入している抵抗４４ｄは、第１の電源回路４１の出力電圧の設定値を第１の電圧設定値から第２の電圧設定値に切り替えた直後にツェナーダイオード４４ａに定格電流以上の電流が流れることを防止するための抵抗である。

マイコン４５には、電源電圧変更機能４５ａ、ウェイクアップ手段４５ｂが備えられており、電源電圧変更機能４５ａは、機器の状況に応じ、第１の電源回路４１の出力電圧の設定値切り替えのため、トランジスタ４４ｃにオン・オフ信号を出力する機能である。機器が加熱動作を実行していない待機中においては、第１の電源回路４１の出力電圧の設定値を第２の電圧設定値とし、待機中における機器の消費電力を低減させる。

ウェイクアップ手段４５ｂは、機器が加熱動作を実行していない待機中に利用者が操作部４６にて操作を行ったときに電源電圧変更機能４５ａへ信号を出力するもので、電源電
圧変更機能４５ａはウェイクアップ手段４５ｂからの信号を受け、第１の電源回路４１の出力電圧の設定値を第２の電圧設定値から第１の電圧設定値へ切り換える。

特開２００６−１５６１４７号公報

しかしながら、このような従来の構成では、第１の電源回路４１の出力電圧の設定値を第１の電圧設定値から第２の電圧設定値へと切り替えるたびにフィードバック回路のフォトカプラ４３ａ内の発光ダイオードに大きな電流が流れる。このことによりフォトカプラ４３ａ内の発光ダイオードの劣化が生じ、機器の信頼性が低下してしまうという課題があった。

本発明は上記課題を解決するもので、機器が加熱動作を実行していない待機状態における消費電力を低減するようにした調理機器の信頼性を高めるためのものである。

本発明は上記目的を達成するために、本発明の調理機器は、入力電圧に応じた信号を出力する出力電圧検出手段からの信号により商用電源から供給される電力を所定の直流電圧に変換して出力する第１電源回路と、前記第１電源回路の出力電圧を第１の電圧設定値と前記第１の電圧設定値より低い第２の電圧設定値とに切り替える出力電圧切換手段と、前記第１電源回路の出力電圧を前記第２の電圧設定値から前記第１の電圧設定値へ切り替えてからの経過時間を計時する計時手段とを備え、前記計時手段の計時時間が所定時間以上となるまでは前記出力電圧切換手段が前記第１電源回路の出力電圧を前記第１の電圧設定値から前記第２の電圧設定値に切替できないようにしたものである。

これによって、第１電源回路の出力電圧検出手段であるフィードバック回路のフォトカプラ内の発光ダイオードに大電流が流れる回数に制限をかけることができ、大電流が流れることによるフォトカプラ内の発光ダイオードの劣化を防止することができるので、第１の電源回路の信頼性が向上し、その結果として調理機器の信頼性を向上させることができる。

本発明によれば、待機状態における消費電力を低減するようにした信頼性の高い調理機器を提供することができる。

本発明の実施の形態１における調理機器の本体構成図 本発明の実施の形態１における調理機器の一部ブロック化した回路図 本発明の実施の形態１における調理機器の要部動作フローチャート 従来の調理機器の一部ブロック化した回路図

第１の発明は、入力電圧に応じた信号を出力する出力電圧検出手段からの信号により商用電源から供給される電力を所定の直流電圧に変換して出力する第１電源回路と、前記第１電源回路の出力電圧を第１の電圧設定値と前記第１の電圧設定値より低い第２の電圧設
定値とに切り替える出力電圧切換手段と、前記第１電源回路の出力電圧を前記第２の電圧設定値から前記第１の電圧設定値へ切り替えてからの経過時間を計時する計時手段とを備え、前記計時手段の計時時間が所定時間以上となるまでは前記出力電圧切換手段が前記第１電源回路の出力電圧を前記第１の電圧設定値から前記第２の電圧設定値に切替できない構成とすることにより、出力電圧検出手段であるフィードバック回路に大電流が流れる回数に制限をかけることができ、フィードバック回路にかかる負荷を軽減できるので、調理機器の信頼性を向上させることができる。

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、本発明の第１の実施の形態における調理機器の本体構成図である。図２は、本発明の実施の形態２における調理機器の一部ブロック化した回路図である。図３は、本発明の実施の形態２における調理機器の要部動作フローチャートである。

図１に示すように調理器本体内部には、水や米などの被調理物を入れるための鍋１と、この鍋１を加熱するための加熱手段２と、電子回路を搭載した回路基板３が収納されている。

図２において、第１電源回路４は、商用電源６を降圧し、第１電源回路４の出力電圧（以下、ＶＣＣとする。）に応じた信号を出力するフィードバック回路（出力電圧検出手段）５からの信号により所定の直流電圧を加熱手段２を駆動するドライブ回路７や第２電源回路８に供給するもので、ダイオード４ａ、抵抗４ｂ、電解コンデンサ４ｃ、電源ＩＣ４ｄ、コイル４ｅ、還流ダイオード４ｆ、電解コンデンサ４ｇにより構成されている。ダイオード４ａのアノードは商用電源６に接続され、カソードは抵抗４ｂを介して電解コンデンサ４ｃの陽極端子と電源ＩＣ４ｄの入力端子に接続されている。電解コンデンサ４ｃの陽極端子はＧＮＤに接続されている。電源ＩＣ４ｄの出力端子にはコイル４ｅと還流ダイオード４ｆのカソードとが接続されている。電解コンデンサ４ｇの陽極端子にはコイル４ｅを介して電源ＩＣ４ｄの出力端子が接続されている。還流ダイオード４ｆのアノードと電解コンデンサ４ｇの陰極端子とは共にＧＮＤに接続されている。

このように構成された第１電源回路４は、ダイオード４ａと抵抗４ｂとで商用電源６を半波整流し、電解コンデンサ４ｃで平滑した直流電圧を電源ＩＣ４ｄに入力し、電源ＩＣ４ｄは内部スイッチング素子を発振させ、コイル４ｅと還流ダイオード４ｆ、電解コンデンサ４ｇにより直流電圧に変換して出力する。

フィードバック回路５はフォトカプラ５ａと、フォトカプラ５ａ内の発光ダイオード５ｂに接続された電圧設定部であるツェナーダイオード５ｄとで構成されている。ＶＣＣがツェナーダイオード５ｄのツェナー電圧ＶＺ１に発光ダイオード５ｂの順電圧ＶＦを加えた電圧を上回ると、フォトカプラ５ａ内のフォトトランジスタ５ｃが導通し、フィードバック回路５の検出信号が出力される。電源ＩＣ４ｄは、このフィードバック回路５の信号を受け、内部スイッチング素子の発振を停止させる。したがって、第１電源回路４の出力電圧ＶＣＣは、フォトカプラ５ａ内のフォトトランジスタ５ｃが導通し、フィードバック回路５の検出信号が出力される電圧であり、電圧設定部としてツェナーダイオード５ｄが動作しているときのＶＣＣを第１の電圧設定値（以下Ｖ１。例えば２０Ｖ。）とする。第２電源回路８はＶＣＣを降圧し、所定の電圧（以下ＶＤＤ。例えば５Ｖ。）を出力するものである。

出力電圧切換手段９は、第１電源回路４の出力電圧をＶ１とＶ１からそれより低い第２の電圧設定値（以下Ｖ２。例えば１０Ｖ。）とに切り替えるためのもので、抵抗９ａ、ツェナーダイオード９ｂ、トランジスタ９ｃ、抵抗９ｄ、抵抗９ｅで構成されている。ツェナーダイオード９ｂにはツェナーダイオード５ｄより小さいツェナー電圧のものが用いられ、ツェナーダイオード９ｂのカソードは抵抗９ａを介してツェナーダイオード５ｄのカソードに接続されている。ツェナーダイオード９ｂのアノードはトランジスタ９ｃのエミッタに接続されている。トランジスタ９ｃのエミッタは抵抗９ｄを介してトランジスタ９ｃのベースに接続されると共にＧＮＤにも接続されている。トランジスタ９ｃは制御手段１０により動作させるため、ベースが抵抗９ｅを介して制御手段１０に接続されている。

トランジスタ９ｃがオフしていると、抵抗９ａとツェナーダイオード９ｂには電流が流れないので、フィードバック回路５の電圧設定部はツェナーダイオード５ｄのみで構成される状態となり、このときのＶＣＣはＶ１となる。一方、トランジスタ９ｃがオンしていると、抵抗９ａとツェナーダイオード９ｂには電流が流せる状態となる。ツェナーダイオード９ｂにツェナーダイオード５ｄより小さいツェナー電圧のものが用いられているので、ＶＣＣがＶ１より低い電圧でツェナーダイオード５ｄに電流が流れない状態であっても、ＶＣＣがツェナーダイオード９ｂに抵抗９ａの電圧降下分を加えた電圧ＶＺ２に発光ダイオード５ｂの順電圧ＶＦを加えた電圧を上回ると、フォトカプラ５ａ内のフォトトランジスタ５ｃが導通し、フィードバック回路５の検出信号が出力される。したがって、トランジスタ９ｃがオンしているとき、電圧設定部としてツェナーダイオード９ｂが動作している状態となる。このツェナーダイオード９ｂが動作しているときのＶＣＣが第２の電圧設定値（例えば１０Ｖ。以下Ｖ２）である。

なお、抵抗９ａは、第１電源回路４の出力電圧の設定値をＶ１からＶ２に切り替えた直後にツェナーダイオード９ｂに定格電流以上の電流が流れることを防止するための抵抗である。

制御手段１０は、第２電源回路８から電力供給を受け、利用者が機器の操作を行う操作手段１１からの信号に基づき、ドライブ回路７、出力電圧切換手段９、表示手段１２、報知手段１３に信号を出力するものである。表示手段１２は、利用者に機器の状態を表示して知らせるためのものある。報知手段１３はブザー音や音声などで機器の状態を利用者に知らせるためのもので、第１電源回路４から電力供給を受けて動作するものであるが、ドライブ回路７と同じくＶＣＣがＶ１では正常に動作するが、ＶＣＣがＶ２では正常に動作しないものである。

電圧切換出力手段１０ａは、制御手段１０内にあって、機器の状況に応じてＶＣＣをＶ１とＶ２とに切り替えるための信号をトランジスタ９ｃに出力する機能である。計時手段１０ｂは、制御手段１０内にあって、ＶＣＣをＶ２からＶ１に切り替えてからの経過時間を計時するもので、この計時手段１０ｂの計時時間が所定時間以上となるまでは電圧切換出力手段１０ａはＶＣＣをＶ１からＶ２に切替できない。

なお、第１電源回路４、フィードバック回路５、ドライブ回路７、第２電源回路８、出力電圧切換手段９、制御手段１０、操作手段１１、表示手段１２はいずれも回路基板３上に実装されている。

以上のように構成された調理機器について、以下その動作、作用を説明する。

ドライブ回路７や報知手段１３は、第１電源回路４から電力供給を受け動作するものではあるが、ＶＣＣがＶ２では正常に動作しないものである。よって、加熱シーケンスを実行しているときには加熱手段２を駆動するドライブ回路７を動作させる必要があるので、ＶＣＣをＶ１とする必要がある。このため加熱シーケンス実行中には制御手段１０は、電圧切換出力手段１０ａよりトランジスタ９ｃをオフする信号を出力する。加熱シーケンスを実行していない待機中には、加熱手段２を駆動することはないのでドライブ回路７を動作させる必要はなく、ＶＣＣをＶ１とする必要はない。よって、ＶＣＣをＶ１よりも低いＶ２とし、ドライブ回路７や第２電源回路８での消費電流を抑え、機器全体の消費電力を低減させている。しかしながら、待機中であっても利用者が操作手段１１を操作すると、制御手段１０は操作手段１１での操作を受け付けたことを利用者に報知するため、報知手段１３の動作させる場合がある。よって、待機中でＶＣＣがＶ２であるときに操作手段１１を操作された場合には、ＶＣＣをＶ１とする必要がある。ＶＣＣがＶ１からＶ１よりも
低いＶ２に切り換えるときには、フィードバック回路５のフォトカプラ５ａ内の発光ダイオード５ｂに大きな電流が流れる。したがって、待機中に頻繁に操作手段１１の操作が行われるほどＶＣＣをＶ１からＶ２にする頻度が増えることとなり、その分だけ部品劣化が進むこととなる。

このような部品劣化を防止するため、制御手段１０内に計時手段１０ｂを備え、計時手段１０ｂによりＶＣＣがＶ２からＶ１に切り替わってからの経過時間を計時し、この計時手段１０ｂの計時時間が所定時間Ｔ以上となるまで制御手段１０は出力電圧切換手段９にＶＣＣをＶ２とする信号を出力しないようにしている。

この動作を図３を用いて説明する。ステップ３０１ではＶＣＣがＶ１となるまでこのステップ３０１を繰り返す。ステップ３０１でＶＣＣがＶ１となるとステップ３０２に進み、ステップ３０２で制御手段１０がＶＣＣをＶ２とする信号を出力することを禁止するＶ２禁止フラグを立てる。このＶ２禁止フラグが立てられている限り、制御手段１０はＶＣＣをＶ２とする信号を出力しない。つづくステップ３０３では、計時手段１０ｂでＶＣＣがＶ１なってからの経過時間の計時を開始するために経過時間ｔを初期化する。ステップ３０４では経過時間ｔを加算する。ｔが所定時間Ｔ（例えば３０秒）以上であるかステップ３０５で判断し、ｔが所定時間Ｔ未満の間はステップ３０４とステップ３０５を繰り返す。ｔが所定時間Ｔ以上となるとステップ３０５からステップ３０６に進み、ステップ３０６でＶ２禁止フラグを下ろした後、ステップ３０７へと進む。ステップ３０７ではＶＣＣがＶ２となっているかを確認する。ＶＣＣがＶ２となるまではこのステップ３０７を繰り返し、ＶＣＣがＶ２となるとステップ３０１に戻る。

以上のように、本実施の形態においては、ＶＣＣがＶ２からＶ１に切り替わってからの経過時間を計時する計時手段１０ｂを制御手段１０内に備える構成とし、制御手段１０は、計時手段１０ｂの計時時間が所定時間Ｔ以上となるまで出力電圧切換手段９にＶＣＣをＶ１からＶ２とする信号を出力しないものとした。このことにより、ＶＣＣをＶ１からＶ１よりも低いＶ２に切り換えるときにフィードバック回路５のフォトカプラ５ａ内の発光ダイオード５ｂに大きな電流が流れる頻度を減らすことができるので、フォトカプラ５ａの部品劣化を防ぐことができ、機器の信頼性を向上させることが可能となる。

なお、本実施の形態ではＶ１を２０Ｖ、Ｖ２を１０Ｖとしたが特にこの電圧に限定する必要はなく、Ｖ２がＶ１よりも低い電圧であればよい。

また、本実施の形態では所定時間Ｔを３０秒としたが、特に、Ｔを３０秒に限定する必要はない。

また、本実施の形態では電圧設定部としてツェナーダイオードを用いたが、シャントレギュレータＩＣや、その他の電源用ＩＣなどを用いてもよい。

また、本実施の形態のＶＣＣ出力はＶ１とＶ２の２種類としたが、特に２種類に限定する必要はなく、出力電圧を複数に切り換える電源回路に適用できるものである。

以上のように、本発明にかかる調理機器は、待機状態における消費電力を低減でき信頼性の高い調理機器を提供することが可能となるので、調理機器のみならず他の商用電源を利用した家庭電化製品にも適用できる。

１ 鍋
２ 加熱手段
３ 回路基板
４ 第１電源回路
４ａ ダイオード
４ｂ 抵抗
４ｃ 電解コンデンサ
４ｄ 電源ＩＣ
４ｅ コイル
４ｆ 還流ダイオード
４ｇ 電解コンデンサ
５ フィードバック回路（出力電圧検出手段）
５ａ フォトカプラ
５ｂ 発光ダイオード
５ｃ フォトトランジスタ
５ｄ ツェナーダイオード
６ 商用電源
７ ドライブ回路
８ 第２電源回路
９ 出力電圧切換手段
９ａ 抵抗
９ｂ ツェナーダイオード
９ｃ トランジスタ
９ｄ 抵抗
９ｅ 抵抗
１０ 制御手段
１０ａ 電圧切換出力手段
１０ｂ 計時手段
１１ 操作手段
１２ 表示手段
１３ 報知手段

Claims (1)

1. 入力電圧に応じた信号を出力する出力電圧検出手段からの信号により商用電源から供給される電力を所定の直流電圧に変換して出力する第１電源回路と、前記第１電源回路の出力電圧を第１の電圧設定値と前記第１の電圧設定値より低い第２の電圧設定値とに切り替える出力電圧切換手段と、前記第１電源回路の出力電圧を前記第２の電圧設定値から前記第１の電圧設定値へ切り替えてからの経過時間を計時する計時手段とを備え、前記計時手段の計時時間が所定時間以上となるまでは前記出力電圧切換手段が前記第１電源回路の出力電圧を前記第１の電圧設定値から前記第２の電圧設定値に切替できないようにした調理機器。