JPS623447B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は１対の感熱抵抗素子を使用した電気
調理器の温度制御装置に関する。

従来、温度制御装置としては感熱抵抗素子たと
えばサーミスタを発熱体もしくはその発熱体の近
傍に設け、発熱体の温度を検知してその発熱体に
対する通電・非通電を制御するようにしたもの、
あるいはサーミスタを発熱体によつて加熱される
被加熱体の近傍に設け、その被加熱体の温度を検
知して発熱体に対する通電・非通電を制御するよ
うにしたものが知られている。

しかしながら前者のものでは第１図にヒータの
温度変化グラフを点線で、かつ被加熱体の温度
変化グラフを実線で示すように温度リツプルを
小さくできるが被加熱体の温度の立上がりがきわ
めて悪くなる欠点があり、又後者のものでは第２
図にヒータの温度変化グラフを点線で、かつ被
加熱体の温度変化グラフを実線で示すように被
加熱体の温度の立上がりを良くすることはできる
が温度リツプルが大きくなる欠点があつた。

この発明はこのような点にかんがみてなされた
もので、温度リツプルが小さく、しかも被加熱体
の温度の立上がりを良好にすることができる電気
調理器の温度制御装置を提供することを目的とす
る。

以下、この発明の実施例を図面を参照して説明
する。なお、この実施例はこの発明を天火に適用
したものについて述べる。

第３図は天火の概略構成図で、１はケース、２
はケース１内において調理室３と発熱室４とを区
分するしきり板である。前記発熱室４内にはヒー
タ５が設けられている。そして前記発熱室４内に
はヒータ５の近傍に第１の感熱抵抗素子として第
１の負特性サーミスタ６が設けられ、かつ前記調
理室３内には第２の感熱抵抗素子として第２の負
特性サーミスタ７が設けられている。

前記ヒータ５は第４図に示す温度制御回路によ
つて制御されるようになつている。すなわちこの
温度制御回路は商用交流電源８に双方向性３端子
サイリスタ９を介して前記ヒータ５を接続してい
る。また前記交流電源８に直流電源回路１０の入
力端子を接続している。そして上記直流電源回路
１０の出力端子間に発熱体制御回路１１が接続さ
れている。この発熱体制御回路１１は前記第１、
第２のサーミスタ６，７および可変抵抗１２を上
記順に直列接続してなる第１のバイアス回路、抵
抗１３，１４を直列接続してなる第２のバイアス
回路およびNPN形の第１、第２のトランジスタ
１５，１６からなる差動増幅器１７と、PNP形の
第３のトランジスタ１８およびNPN形の第４の
トランジスタ１９からなる出力回路２０とで形成
されている。前記差動増幅器１７は第１のトラン
ジスタ１５のベースを第１のバイアス回路の一方
の辺を構成する前記第１のサーミスタ６と第２の
サーミスタ７との直列回路と他方の辺を構成する
前記可変抵抗１２との接続点に接続するとともに
そのコレクタを抵抗２１を介して前記直流電源回
路１０の出力端子のプラス側に接続し、第２のト
ランジスタ１６のベースを第２のバイアス回路の
抵抗１３，１４の接続点に接続するとともにその
コレクタを抵抗２２を介して前記出力回路２０の
第３のトランジスタ１８のベースに接続し、かつ
第１、第２のトランジスタ１５，１６のエミツタ
を抵抗２３を共通に介して前記直流電源回路１０
の出力端子のマイナス側に接続している。前記出
力回路２０は第３のトランジスタ１８のエミツタ
を前記直流電源回路１０の出力端子のプラス側に
接続するとともにそのコレクタを抵抗２４，２５
を直列に介して上記直流電源回路１０の出力端子
のマイナス側に接続している。また前記出力回路
２０は第４のトランジスタ１９のベースを抵抗２
４，２５の接続点に接続し、そのコレクタを抵抗
２６を介して前記サイリスタ９のゲートに接続
し、かつそのエミツタを前記直流電源回路１０の
出力端子のマイナス側に接続している。

つぎに上述したように構成された本発明実施例
装置の作用について述べる。

差動増幅器１７において第１のトランジスタ１
５がオフで第２のトランジスタ１６がオン状態に
あるときは第３のトランジスタ１８および第４の
トランジスタ１９がオンしサイリスタ９が導通制
御される。したがつてこの場合はヒータ５への通
電動作が行なわれる。また、差動増幅器１７にお
いて第１のトランジスタ１５がオンで第２のトラ
ンジスタ１６がオフ状態にあるときは第３のトラ
ンジスタ１８および第４のトランジスタ１９がオ
ンしサイリスタ９が非導通制御される。したがつ
てこの場合はヒータ５への通電が停止される。

そこで今、調理室３内の温度およびヒータ５の
発熱温度が共に所定温度状態にあるときにおける
各サーミスタ６，７の抵抗値によつて差動増幅器
１７の第１のトランジスタ１５がオン動作するよ
うに可変抵抗１２の抵抗値を調節する。すなわち
調理室３内の温度が所定温度状態にあるときには
ヒータ５の発熱温度が所定温度に達すると第１の
バイアス回路から発熱体制御回路１１の差動増幅
器１７へ印加されるバイアス電圧が差動増幅器１
７の反転スレツシヨルドレベルに達するように可
変抵抗１２の抵抗値を調節する。

このように可変抵抗１２の抵抗値を調節した状
態で交流電源８を投入すると、この投入時におい
ては調理室３内の温度が低く、またヒータ５の発
熱もされていないので、各サーミスタ６，７の抵
抗値は大きく第１のバイアス回路から差動増幅器
１７の第１のトランジスタ１５に印加されるバイ
アス電圧は差動増幅器１７の反転スレツシヨルド
レベルよりも低くなつている。しかして交流電源
８を投入すると差動増幅器１７はその第１のトラ
ンジスタ１５がオフし第２のトランジスタ１６が
オンするから、出力回路２０の第３、第４のトラ
ンジスタ１８，１９がそれぞれオンしサイリスタ
９が導通する。したがつて先ずヒータ５への通電
が開始されヒータ５は発熱動作を開始する。する
とヒータ５の近傍はヒータ５の発熱により温度が
急激に上昇する。一方、調理室３内はヒータ５が
発熱しても温度を急激に上昇することはなくその
温度上昇はヒータ５近傍の温度上昇に比べて遅れ
る。したがつてヒータ５近傍の温度が所定温度に
達した時点では調理室３内の温度はまだ所定温度
よりも低い状態にあり、このときの各サーミスタ
６，７の抵抗値によつて第１のバイアス回路から
差動増幅器１７の第１のトランジスタ１５に印加
されるバイアス電圧は差動増幅器１７の反転スレ
ツシヨルドレベルより低い状態にある。したがつ
てヒータ５への通電はさらに持続されヒータ５近
傍の温度がさらに所定温度よりも上昇しその分第
１のサーミスタ６の抵抗値がさらに小さくなる。
すなわちヒータ５への通電を制御する温度が等価
的高くなつたことになる。そして第１のサーミス
タ６の抵抗値と第２のサーミスタ７の抵抗値との
トータルが丁度所定温度における両サーミスタ
６，７の抵抗値のトータルに等しくなると第１の
バイアス回路から差動増幅器１７へ印加されるバ
イアス電圧がその差動増幅器１７の反転スレツシ
ヨルドレベルに達し差動増幅器１７が反転動作す
る。こうして第３、第４のトランジスタ１８，１
９がオフし、サイリスタ９が非導通制御されヒー
タ５への通電が停止される。するとヒータ５近傍
の温度は急激に低下する。一方、調理室３内の温
度は所定温度に向かつて上昇し続ける。すなわち
第１のサーミスタ６の抵抗値は急激に大きくな
り、第２のサーミスタ７の抵抗値はその後も徐々
に小さくなる。しかしてヒータ５への通電停止に
よつて第１のバイアス回路のバイアス電圧が差動
増幅器１７の反転スレツシヨルドレベルより小さ
くなると差動増幅器１７は反転動作し元の状態す
なわち第１のトランジスタ１５がオフ、第２のト
ランジスタ１６がオンの状態に戻る。こうしてヒ
ータ５への通電は再び開始されヒータ５近傍の温
度は再び上昇する。そして第１のサーミスタ６の
抵抗値と第２のサーミスタ７の抵抗値のトータル
が所定温度における両サーミスタ６，７の抵抗値
のトータルに等しくなると第１のバイアス回路か
ら差動増幅器１７へ印加されるバイアス電圧がそ
の差動増幅器１７の反転スレツシヨルドレベルに
達し差動増幅器１７が反転動作する。すなわちヒ
ータ５への通電が再び停止される。このとき両サ
ーミスタ６，７の抵抗値の変化を最初に第１のバ
イアス回路のバイアス電圧が差動増幅器１７の反
転スレツシヨルドレベルに達したときの両サーミ
スタ６，７の抵抗値の変化と比べると、最初のと
きに比べ調理室３内の温度は上昇し第２のサーミ
スタ７の抵抗値は小さくなつているので、第１の
サーミスタ６の抵抗値が最初のとき程小さくなら
なくても第１のバイアス回路のバイアス電圧は差
動増幅器１７の反転スレツシヨルドレベルに達す
ることになる。すなわちヒータ５への通電を制御
する温度が最初のときに比べて等価的に低くなつ
たことになる。以後このような動作がくり返えさ
れ、その度にヒータ５への通電を制御する温度が
等価的に徐々に低くなりその温度が所定温度に近
ずく。そしてやがて調理室３内の温度が所定温度
に達するようになるとヒータ５への通電を制御す
る温度が等価的に所定温度近傍になる。すなわち
ヒータ５への通電が、そのヒータ５近傍の温度が
所定温度を若干上まわる程度で停止されるように
なり、調理室３内の温度は所定温度に略一定に保
持されるようになる。

ところで以上の動作を両サーミスタ６，７の抵
抗値の変化の度合で見ると最初は調理室３内の温
度が低いので第２のサーミスタ７の抵抗値の変化
の度合は小さいからその分第１のサーミスタ６の
抵抗値の変化の度合が大きくならなければ差動増
幅器１７が反転動作してヒータ５への通電が停止
されることはない。その後調理室３内の温度が上
昇するにしたがつて第２のサーミスタ７の抵抗値
の変化の度合が大きくなるので、差動増幅器１７
が反転動作させるに必要な第１のサーミスタ６の
抵抗値の変化の度合は徐々に小さくなる。すなわ
ちヒータ５への通電を制御する温度が等価的に
徐々に小さくなる。そして調理室３内の温度が所
定温度に達するようになると、たとえば両サーミ
スタ６，７として温度−抵抗特性の略等しいもの
を使用したとすると、両サーミスタ６，７の抵抗
値の変化の度合が略等しい状態で差動増幅器１７
は反転動作を行なうようになる。このことは両サ
ーミスタ６，７の抵抗値のトータルが常に予め設
定された所定値に達したとき差動増幅器１７は反
転動作を行ないヒータ５への通電が停止されるこ
とになる。

したがつてこれらの動作における調理室３内温
度の変化およびヒータ５近傍温度の変化をグラフ
で見れば第５図に示すようになる。なお、図中点
線で示すグラフはヒータ５近傍の温度変化グラ
フ、図中実線で示すグラフは調理室３内の温度
変化グラフである。このグラフにおいて明らかな
ようにヒータ５への通電を制御する温度は図中二
点鎖線で示すように調理室３内の温度が図中一点
鎖線で示す所定温度よりも低い状態にあるときは
高く、調理室３内の温度が徐々に上昇するにした
がつて低下し、やがて調理室３内の温度が所定温
度に達するようになると所定温度に略等しくな
る。

このように調理室３内の温度が目標とする所定
温度よりも低いときはその低さに応じてヒータ５
への通電を制御する温度が高くなり、やがて調理
室３内の温度が目標とする所定温度に達するよう
になるとヒータ５への通電を制御する温度も略所
定温度になるので、調理室３内の温度の立上がり
は良好となり、従つて調理時間が短縮され省電力
化を図かることができる。しかもヒータ５への通
電制御は基本的にはヒータ５近傍の温度に応じて
行なうようにしているので温度リツプルを小さく
することができる。

なお、前記実施例においては第１のバイアス回
路をその一方の辺に第１の負特性サーミスタ６と
第２の負特性サーミスタ７との直列回路を設け、
その他方の辺に可変抵抗１２を設け、差動増幅器
１７に印加させるバイアス電圧を一方の辺と他方
の辺との接続点である第２の負特性サーミスタ７
と可変抵抗１２との接続点から取出すようにした
ものについて述べたが必ずしもこれに限定される
ものではなく、例えば第２の負特性サーミスタ７
の代わりに正特性サーミスタを使用した場合には
その正特性サーミスタを他方の辺に介挿し、バイ
アス電圧を第１の負特性サーミスタとその正特性
サーミスタとの接続点から取出すようにしてもよ
い。

この場合正特性サーミスタは調理室３内の温度
上昇によつて抵抗値を大きくさせる方に動作する
が、調理室３内の温度が低いときには正特性サー
ミスタの抵抗値の変化は小さくその分第１のサー
ミスタ６の抵抗値がより小さくなつてその第１の
サーミスタ６の抵抗値の変化が大きくなる必要が
あり、調理室３内の温度が所定温度に近づき正特
性サーミスタの抵抗値の変化が大きくなるにした
がつて第１のサーミスタ６の抵抗値の変化が小さ
くても差動増幅器１７は反転動作するようになり
前記実施例と同様の作用効果が得られる。

なお、前記実施例はこの発明をしきり板のある
天火に適用したものについて述べたがかならずし
もこれに限定されるものでないのは勿論で、しき
り板のない天火、その他の電気調理器にも適用で
きる。

以上詳述したようにこの発明によれば発熱体の
温度を検知する第１の感熱抵抗素子と上記発熱体
によつて加熱される調理室の室温を検知する第２
の感熱抵抗素子とを設け、両感熱抵抗素子の合成
抵抗値の変化に半導体スイツチング回路を応動さ
せ、そのスイツチング回路のスイツチング動作に
よりスイツチング素子を動作して発熱体を通電、
非導電制御し、発熱体温度を加熱初期には目標温
度より充分高く、その後徐々に目標温度に近づく
ように制御するとともに制御するとともに調理室
温度を目標温度に制御するようにしているので、
温度リツプルが小さく、しかも調理室温度の立上
がりを良好にできて調理時間の短縮による省電力
化を図かることができる電気調理器の温度制御装
置を提供できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は従来例におけるヒータの
温度変化および被加熱体の温度変化を示すグラ
フ、第３図はこの発明の実施例を示す天火の概略
構成図、第４図は同実施例における制御回路図、
第５図は同実施例におけるヒータの温度変化およ
び調理室の温度変化を示すグラフである。 ３……調理室、５……ヒータ、６……第１の負
特性サーミスタ、７……第２の負特性サーミス
タ、９……双方向性３端子サイリスタ、１１……
発熱体制御回路、１７……差動増幅器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 発熱体と、この発熱体の温度を検知する第１
   の感熱抵抗素子と、上記発熱体によつて加熱され
   る調理室の室温を検知する第２の感熱抵抗素子
   と、上記両感熱抵抗素子を直列に介挿してなるバ
   イアス回路と、このバイアス回路から出力される
   バイアス電圧に応動する半導体スイツチング回路
   と、この半導体スイツチング回路のスイツチング
   動作に応動して上記発熱体を通電、非通電制御す
   るスイツチング素子とを設け、前記バイアス回路
   は、前記両感熱抵抗素子が互いに同様の温度抵抗
   特性をもつ場合にはその両感熱抵抗素子の直列回
   路を含む一方の辺と他方の辺との接続点からバイ
   アス電圧を出力し、また前記両感熱抵抗素子が互
   いに異なる温度抵抗特性をもつ場合にはその各感
   熱抵抗素子を個々に含む一方の辺と他方の辺との
   接続点からバイアス電圧を出力し、前記発熱体温
   度を加熱初期には目標温度より充分高く、その後
   徐々に目標温度に近づくように制御するとともに
   前記調理室温度を目標温度において温度リツプル
   を小さく制御することを特徴とする電気調理器の
   温度制御装置。