JPH0521151A - 高周波加熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】前回リレーを導通させたときの位相が交流電力
の正極側の位相であったときには、次にリレーを導通さ
せるときの位相が負極側の位相に設定される（ステップ
ｎ５，ｎ６）。また、前回リレーを導通させたときの位
相は交流電力の負極側の位相であったときには、次にリ
レーを導通させるときの位相は正極側の位相に設定され
る（ステップｎ５，ｎ７）。これにより、導通時の交流
電力の極性が、正極と負極とで交互に変化する。 【効果】リレーの接点材料の転移を抑制して、リレーの
寿命を長期化できる。これにより、長期にわたって加熱
手段への給電を良好に行える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子レンジなどのよう
に加熱手段への交流電力の給電をリレーを導通／遮断さ
せて制御する高周波加熱装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、マグネトロンから発生したマ
イクロ波を加熱室内に導き、この加熱室内に入れた食品
をマイクロ波加熱するようにした電子レンジなどと称さ
れる高周波加熱装置が広く用いられている。このような
高周波加熱装置では、商用交流電源からの電力の給電を
リレーにより制御し、リレーの導通時間と遮断時間との
比を変化させることで、調理の種類に応じたマイクロ波
出力が設定される。

【０００３】ところで、リレーの導通時の突入電流が大
きいと、リレーの接点材料の転移を生じたり、マグネト
ロンを駆動するための高圧トランスによる金属外部ボデ
ィの吸着に起因する大きな突入音が生じたりすることに
なる。このため、リレーの導通／遮断には位相制御が行
われる。すなわち、リレーの導通／遮断は、商用交流電
力の所定の位相で行われる。

【０００４】このような位相制御のための典型的な先行
技術は、特開平１−２７６５８８号公報に示されてい
る。この公開公報には、マグネトロンを駆動するための
高圧トランスへの商用交流電力の給電を制御するための
リレーは、経験的に得られた一方の極性の２種類の位相
で導通される。そして、加熱室のドアを開けることによ
り高圧トランスへの給電が強制的に停止された場合に
は、次にリレーを導通させる位相は、２７０度とされ
る。これは、リレー導通時の突入電流は前回のリレー遮
断時の位相にも依存するにも拘わらず、２７０度の位相
では前回のリレー遮断時の位相に依らずに突入電流が一
定値未満に抑制されるという経験的な事実に基づくもの
である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この先
行技術では、商用交流電圧が一方の極性のときにリレー
の導通動作が行われているため、リレーの接点材料の転
移が起こりやすく、リレー接点の寿命が短くなるという
問題がある。しかも、リレーコイルへの印加電圧の変化
やリレー自体のばらつきによりリレーの動作時間にはば
らつきが生じるから、導通時の位相が一方の極性で最適
位相からずれることになり、リレー接点の転移は一層生
じやすくなる。

【０００６】そこで、本発明の目的は、上述の技術的課
題を解決し、加熱手段への商用電力の給電を制御するた
めのリレーの耐久寿命を格段に向上することができる高
周波加熱装置を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明の高周波加熱装置は、加熱対象物を高周波加
熱するための加熱手段と、この加熱手段への交流電力の
給電を制御するためのリレーとを有する高周波加熱装置
において、上記リレーの導通時の位相を、上記交流電力
の正負各極性における所定の位相に交互に設定する位相
制御手段を備えたものである。

【０００８】

【作用】上記の構成によれば、リレー導通時の交流電力
の極性は正極側と負極側とで交互に変わり、各極性の所
定の位相でリレーが導通する。

【０００９】

【実施例】以下実施例を示す添付図面によって詳細に説
明する。図２は本発明の一実施例の高周波加熱装置であ
る電子レンジの基本的な構成を示すブロック図である。
この電子レンジは、加熱室内にマイクロ波を導入して、
加熱室内の食品などの加熱対象物をマイクロ波加熱する
ようにしたものであり、加熱室に設けたドアを開閉する
ことにより食品の出し入れが行われる。

【００１０】商用交流電源１からの交流電力は、ヒュー
ズ２を介して、ドアスイッチ３，４およびリレー接点５
ａを介して加熱手段である高周波発振回路６に給電され
る。この高周波発振回路６は、高圧トランスやマグネト
ロンを有し、加熱室に供給すべきマイクロ波を発生する
ものである。また、ドアスイッチ３，４は、加熱室に設
けた上記のドアを開くことにより遮断し、閉じることに
より導通するスイッチであって、ドアを開いた状態でマ
イクロ波が供給されることを防止している。

【００１１】交流電力はまた、リレー接点７ａを介し
て、加熱室内を照明する庫内灯８と、主としてマグネト
ロンの冷却のために用いられるブロワファンを駆動する
ブロワモータ９とに供給されている。庫内灯８は、ドア
スイッチ３よりも電源に近い側に接続されているため、
ドアを開いた状態でも加熱室内は照明される。また、ブ
ロワモータ９は、ドアスイッチ３に関して電源とは反対
側に接続されているので、ドアを開いた状態では、ブロ
ワファンは停止される。

【００１２】商用交流電源１からの電力はさらに、降圧
トランス１０で降圧され、整流ダイオード１１で半波整
流され、さらに平滑コンデンサ１２で平滑化された後
に、定電圧発生回路１３に与えられる。この定電圧発生
回路１３は、リレー接点５ａ，７ａとともにそれぞれリ
レー５，７を構成するリレーコイル５ｂ，７ｂを励磁す
るための定電圧−Ｅ２を発生するものである。この定電
圧発生回路１３で作成された電圧−Ｅ２を用いて、位相
制御手段であるマイクロコンピュータ２０の動作電圧な
どとして用いられる定電圧−Ｅ１が定電圧発生回路１４
により作成される。

【００１３】整流ダイオード１１で半波整流された電圧
は、コンデンサ１５および抵抗１６を介してＮＰＮトラ
ンジスタ１７に入力される。このＮＰＮトランジスタ１
７は、上記の電圧−Ｅ１が与えられているエミッタとベ
ースとの間にダイオード１８を接続するとともに、抵抗
１９を介して接地したコレクタに現れる信号を、割込信
号としてマイクロコンピュータ２０の割込信号入力端子
ＩＮＴに与えるようにしたものである。この割込信号
は、商用交流電力の電圧波形に同期した信号となる。な
お、図中、記号ＩＮＴに付したオーバーラインは、当該
端子が負論理の信号を受け付けるものであることを表
す。

【００１４】マイクロコンピュータ２０には、リレーコ
イル５ｂ，７ｂを励磁または消磁するための駆動用トラ
ンジスタアレイ２１が接続されている。２２，２３は、
サージ吸収用ダイオードである。さらに、マイクロコン
ピュータ２０には、調理メニューの選択や、調理の開始
を指示したりするためのキースイッチにより構成された
操作パネル３０が備えられている。

【００１５】マイクロコンピュータ２０は静電気やサー
ジ電流に対して非常に弱いため、操作パネル３０は、人
体からの静電気からマイクロコンピュータ２０を保護す
ることができる構成となっている。この操作パネル３０
の構成例を図３に示す。すなわち、樹脂材料からなるコ
ントロールプレート３１の外表面に形成した凹部３１ａ
には、引出し線３２が一体となったキーボード基板３２
が装着されている。このキーボード基板３２の表面に
は、キーパターン３３が形成されており、さらにスペー
サ３４を介在させて電極３５を形成した絶縁シート３６
が固着されている。この絶縁シート３６には、導電性材
料からなる接地用電極部３７が積層され、さらに文字シ
ート３８が積層されている。文字シート３８は、各キー
の機能を表示したものであり、対応する部分の文字シー
ト３８を押圧して電極３５をキーパターン３３に接触さ
せることで各種の入力操作を行える。

【００１６】接地用電極部３７は、絶縁シート３６の端
部付近で折り返され、コントロールプレート３１に形成
した孔３８を介してその内部空間に導かれ、内表面に沿
うように配置される。コントロールプレート３１の内表
面において接地用電極部３７に対向する位置には突起３
８が形成されている。コントロールプレート３１の内部
空間には、接地された導電板４０により静電遮蔽された
状態でマイクロコンピュータ２０などを搭載したプリン
ト基板４１が収容されている。導電板４０において、接
地用電極部３７に対向する位置には、上記の突起３８と
は逸れた位置に突起４２が形成されている。接地用電極
部３７は、コントロールプレート３１と導電板４０との
間に、突起３８，４２が形成された位置で挟持される。
すなわち、突起３８，４２により接地用電極部３７と導
電板４０との電気的接続が確実に達成され。これによ
り、操作者の体が帯電していても、操作者の手指からの
静電気を確実に放電して、マイクロコンピュータ２０へ
の影響を防止できる。

【００１７】図４は、リレー５，７の制御に関連する動
作を説明するためのタイミングチャートである。図４
(a) は商用交流電源１の電圧波形を示し、図４(b) はマ
イクロコンピュータ２０の割込信号入力端子ＩＮＴに与
えられる割込信号を示し、図４(c) は前回のリレー接点
５ａの導通が商用交流電圧波形の正極側の位相で行われ
た場合におけるリレーコイル５ｂの駆動信号を示し、図
４(d) は図４(c) の動作の場合のリレー接点５ａの両端
電圧の変化を示している。さらに、図２(e) は前回のリ
レー接点５ａの導通が商用交流電圧波形の負極側の位相
で行われた場合におけるリレーコイル５ｂの駆動信号を
示し、図４(f) は図４(e) の動作の場合のリレー接点５
ａの両端電圧の変化を示している。

【００１８】先ず、図４(a) 〜(d) を参照して、前回の
リレー接点５ａの導通時の位相が商用交流電圧の正極側
の位相であった場合の動作を説明する。時刻ｔ１に割込
信号が立ち下がると、これに同期してマイクロコンピュ
ータ２０内の図外のタイマがスタートし、所定の遅延時
間Ｔ１が計時される。この遅延時間Ｔ１が経過した時刻
ｔ２には、マイクロコンピュータ２０は出力端子Ｏ１に
ローレベルの信号を導出してリレーコイル５ｂを励磁す
る。これにより、リレー５の応答時間Ｔ３の後の時刻ｔ
３において、リレー接点５ａが導通する。これにより、
図２(d) に示すように、リレー接点５ａの両端電圧は時
刻ｔ３以前の期間には商用交流電圧そのものであり、時
刻ｔ３位後は零となる。

【００１９】上記の遅延時間Ｔ１はリレー５の応答時間
Ｔ３を考慮して定められており、割込信号が立ち下がっ
た後時間（Ｔ１＋Ｔ３）の経過時の商用交流電圧の位相
は、リレー接点５ａを導通させるための最適位相とな
る。このようにして、リレー接点５ａは、商用交流電圧
の負極側の所定の位相（たとえば９０度）で導通される
ことになる。

【００２０】次に、図４(a),(b),(e),(f) を参照して、
上記の図４(a) 〜(d) に示された動作によって前回のリ
レー接点５ａの導通が、商用交流電圧の負極側の所定の
位相で行われた場合の動作について説明する。時刻ｔ１
に割込信号が立ち下がると、これに同期してマイクロコ
ンピュータ２０内のタイマがスタートされ、所定の遅延
時間Ｔ２が計時される。そして、時刻ｔ１から遅延時間
Ｔ２が経過した後の時刻ｔ４において、マイクロコンピ
ュータ２０は出力端子Ｏ１にローレベルの信号を導出
し、リレーコイル５ｂを励磁する。この結果、リレー５
の応答時間Ｔ３だけ遅れて、時刻ｔ５にリレー接点５ａ
が導通する。このようにして、時刻ｔ５以後の期間に
は、リレー接点５ａの導通により、このリレー接点５ａ
の両端電圧は零になる。このようにして、リレー接点５
ａは、商用交流電圧の正極側の所定の位相（たとえば２
７０度）で導通されることになる。

【００２１】図１はマイクロコンピュータ２０でのリレ
ー５の制御に関する処理を説明するためのフローチャー
トである。電源投入に伴って、ステップｎ１では、所定
の入力操作により調理モードとなるまで待機される。調
理モードとなると、ステップｎ２では、リレー５を導通
するかどうかが判断される。リレー５を導通するのでな
ければ、ステップｎ３でリレー５を遮断するかどうかが
判断される。リレー５を遮断するのでなければステップ
ｎ１に戻り、リレー５を遮断する場合には、ステップｎ
４で所定の位相制御が行われてリレー５が遮断される。
このリレー遮断時の位相制御は、上記の割込信号に基づ
いて出力端子Ｏ１に導出される信号をローレベルからハ
イレベルに反転させるタイミングを設定することにより
達成できる。

【００２２】ステップｎ２でリレー５を導通させるもの
と判断されると、ステップｎ５において、前回リレー５
を導通したときの商用交流電圧の位相は正極側の位相で
あったかどうかが判断される。そして、前回の位相が正
極側であったときには、ステップｎ６において、割込信
号を受け付けた後遅延時間Ｔ１が経過した後に、リレー
コイル５ｂが励磁される。これにより、上記の図２(c),
(d) に示された動作が実現できる。

【００２３】またステップｎ５で前回リレー５を導通し
たときの商用交流電圧の位相が負極側であったと判断さ
れたときには、ステップｎ７に進む。そして、割込信号
の受付後遅延時間Ｔ２の経過後に、リレーコイル５ｂが
励磁される。これにより、上記の図４(e),(f) に示され
た動作が実現される。以上の動作によって、本実施例の
構成では、リレー５の導通時の商用交流電圧の位相は、
導通の度ごとに、正極側の位相と負極側の位相とで交互
に切り換えられる。このため、リレーの接点材料の転移
が生じ難くなる。しかも、リレーコイルへの印加電圧の
ばらつきやリレー自体の個体間のばらつきのために、導
通時の位相が最適位相から多少ずれた場合でも、導通時
の位相を交互に正極側と負極側とで切り換えて設定する
ことで、リレーの接点材料の転移が抑制される。このよ
うにして、リレーの信頼性が向上され、ひいてはリレー
の耐久寿命を格段に長期化することができるようにな
る。

【００２４】なお、本発明は上記の実施例に限定される
ものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の
設計変更を施すことが可能である。

【００２５】

【発明の効果】以上のように本発明の高周波加熱装置に
よれば、リレー導通時の交流電力の極性は、正極側と負
極側とで交互に変わることになる。これにより、リレー
の導通が一方の極性の位相のみで行われていた従来技術
に比較して、リレーの接点材料の転移を格段に抑制する
ことができる。この結果、リレーの耐久寿命を長期化す
ることができ、ひいては長期間に渡って加熱手段への交
流電力の給電を良好に行うことができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の高周波加熱装置である電子
レンジにおけるリレーの制御のための処理を説明するた
めのフローチャートである。

【図２】電子レンジの電気的構成を示す電気回路図であ
る。

【図３】操作パネルの構造を示す断面図である。

【図４】動作を説明するためのタイミングチャートであ
る。

【符号の説明】

１ 商用交流電源 ５ リレー ５ａ リレー接点 ５ｂ リレーコイル ６ 高周波発振回路（加熱手段） ２０ マイクロコンピュータ（位相制御手段）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】加熱対象物を高周波加熱するための加熱手
   段と、この加熱手段への交流電力の給電を制御するため
   のリレーとを有する高周波加熱装置において、 上記リレーの導通時の位相を、上記交流電力の正負各極
   性における所定の位相に交互に設定する位相制御手段を
   備えたことを特徴とする高周波加熱装置。