JPH02205996A - 自動販売機の誘導加熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、コーヒー等の缶入り飲料商品を誘導加熱して
加温販売（以後ＨＯＴ販売と呼ぶ）する自動販売機の誘
導加熱装置に関するものである。

従来の技術 近年、誘導加熱技術を応用し、缶入シ飲料商品を販売時
に瞬時加熱してＨＯＴ販売する自動販売機が提案されて
いる。これらの自動販売機の誘導加熱装置の加熱制御方
式は誘導加熱中の缶入シ飲料商品の直接温度検知が困難
なことから、はとんどがタイマー等による定時間制御方
式であった。

第６図に従来の自動販売機の誘導加熱装置の構成図を示
す。１は冷蔵あるいは常温にて保存された缶入シ飲料商
品２を誘導加熱する加熱コイル、３は加熱コイμｍに並
列に接続された共振コンデンサ、４は加熱コイＩＬ／１
及び共振コンデンサ３に直列に接続され−たパワースイ
ッチング半導体、６はパワースイッチング半導体４に逆
並列に接続された逆導通動作のためのダイオードで、こ
れらが電圧型共振インバータ回路６を構成する。リアク
タ７及びコンデンサ８はフィルりを構成する。電圧型共
振インバータ回路６は、整流ブリッジダイオード９にて
全波整流された商用電源１０を入力とし、この商用電源
電力を高周波電力に変換し、加熱コイｌＶ１に高周波電
力を供給することで加熱コイル１内の缶入シ飲料商品２
を誘導加熱する。

１１は電圧型共振インバータ回路６に流れる入力電流を
検出する入力電流検出回路で、差動増幅器１２の反転入
力端子に接続されている。差動増幅器１２の非反転入力
端子には、抵抗器１３．１４で構成され、一定電圧を供
給する基準電圧回路１６が接続されている。差動増幅器
１２は、反転入力端子と非反転入力端子との電圧が等し
い時出力は０ポルトとなるように構成されておシ、その
出力端子はパルス幅可変発振器１６に接続されている。

パルス幅可変発振器１６は差動増幅器１２からの出力信
号が０ポルトとなるようにパワースイッチング半導体４
の導通角を制御する。すなわち、パワースイッチング半
導体４をスイッチングするパルス幅を可変制御する。こ
れは基準電圧回路１５で設定された電圧で、電圧型共振
インバータ回路６への入力電流を規定する、いわゆる電
流リミッタ回路を構成する。パルス幅可変発振器１６の
出力はパワースイッチング半導体４をスイッチングする
駆動回路１７に接続されている。差動増幅器１２、パル
ス幅可変発振器１ｅ及び駆動回路１７が発振制御回路１
８を構成する。°１９は自動販売機（図示せず）の制御
回路で、商品販売スイッチ２０からの販売信号を受けて
発振制御回路１８を一定時間動作させる。

以上のように構成された自動販売機の誘導加熱装置の動
作を説明する。まず、商品販売スイッチ２０が押され販
売信号が制御回路１９に入力されると、制御回路１９は
予め決められた時間缶入シ飲料商品２を誘導加熱するべ
く発振制御回路１８に一定時間制御信号を出力する。発
振制御回路１８はこの制御信号を受けてパルス幅可変発
振器１６を起動し、駆動回路１７を介してパワースイッ
チング半導体４をスイッチングする。これにより電圧型
共振インバータ回路６が起動され、缶入り飲料商品２の
誘導加熱が開始される。誘導加熱が開始されると、電圧
型共振インバータ回路６には電流が流れ、入力電流検出
回路１１かも、この入力電流に比例した電圧信号が出力
される。差動増幅器１２はこの電圧信号と、基準電圧回
路１６で設定された基準電圧との差を出力する。そして
、パルス幅可変発振器１６は差動増幅器１２からの出力
信号が０ポルトトになるようにパルス幅（導通角）を可
変する。すなわち、入力電流検出回路１１からの出力信
号が基準電圧回路１６で設定された基準電圧値に等しく
なるようにパルス幅（導通角）を可変するもので、電圧
型共振インバータ回路６の入力電流が一定値になるよう
に制御している。

これにより、入力電流で規定された加熱出力で制御回路
１９で設定された時間缶入シ飲料商品２を誘導加熱して
ＨＯＴ販売するものである。

発明が解決しようとする課題 しかしながら上記のような構成では、電圧型共振インバ
ータ回路６の入力電圧が変動した場合、誘導加熱後の缶
入り飲料商品２の最終到達温度が変動する。第７図に電
圧型共振インバータ回路６の入力電流を一定とし、入力
電圧を２００ｖ±１６チ変動させた時（自動販売機の使
用電圧範囲）の加熱出力の特性を示す。図において、ａ
が入力電流、ｂが加熱出力の特性を示す。電力（加熱出
力）は入力電流と入力電圧の積に力率（効率）をかけた
もので求オるから、入力電流を一定とすれば当然第７図
に示すような加熱出力は入力電圧に比例した特性となる
。従来の自動販売機の誘導加熱装置では、たとえば第７
図に示すように、定格２００Ｖの時に加熱出力が２．Ｏ
ＫＷ得られるように入力電流を約１２Ａに設定、すなわ
ち入力電流が約１２Ａになるように基準電圧回路１６の
電圧を設定すると、入力電圧が±１６％変動した時加熱
出力は約１，７ＫＷ〜２．３ＫＷ変動し、加熱効率はほ
ぼ一定であるから缶入り飲料商品２の温度上昇が±１６
チ変動することになる。例えば、３０℃で保存した缶入
シ飲料商品２を一定時間加熱し、３０ｄｅｇ上昇させ、
８０℃（ＨＯＴ販売温度）で販売すると、すると±４．
５℃のばらつきが生じることになる。実際には、３０℃
の保存温度も約±３．０℃のばらつきがあシ、自動販売
機全体で±７．６℃のばらつきとなシ、常に安定した温
度で缶入シ飲料商品２を販売できないという課題を有し
ていた。

本発明は上記課題に濫み、入力電圧に影響されることな
く加熱出力を一定とし、安定した温度で缶入シ飲料商品
を販売する自動販売機の誘導加熱装置を提供するもので
ある。

課題を解決するための手段 上記課題を解決するために本発明の自動販売機の誘導加
熱装置は、缶入シ飲料商品を誘導加熱する加熱コイμと
、加熱コイル及び共振コンデンサ及びパワースイッチン
グ半導体よ構成る電圧型共振インバータ回路と、電圧型
共振インバータ回路の入力電流を検出する入力電流検出
回路と、電圧型共振インバータ回路の入力電圧を検出す
る入力電圧検出回路と、加熱出力を一定とした時の電圧
型共振インバータ回路の入力電流特性を近似する入力電
圧検出回路で検出される電圧特性を補正する少なくとも
２つの補正回路及び補正回路のいずれか１つを選択する
選択回路と、入力電流検出回路と選択回路からの出力信
号を受けて電圧型共振インバータ回路の発振を制御する
発振制御回路と、商品販売スイッチからの販売信号を受
けて発振制御回路を一定時間動作させる制御回路とを備
えたものである。

作　　用 本発明は上記した構成により、入力電圧検出回路で検出
した電圧型共振インバータ回路の入力電圧特性を複数の
補正回路で特性を補正し、選択回路でその補正した特性
を選択し、組み合わせ電圧型共振インバータ回路の加熱
出力が一定となる時の入力電流特性を近似し、その近似
した特性を用い発振制御回路で入力電流を制御すること
で加熱出力が一定となり、入力電圧の影響を受けること
なく、一定加熱出力で一定時間缶入シ飲料商品を加熱す
ることを可能としている。

実施例 第１＠は本発明の一実施例を示す構成図である。

尚、従来例と同一部分についてはその詳細な説明を省略
する。２１は電圧型共振インバータ回路６の入力電圧を
検知する入力電圧検知回路で、その出力は第１の補正回
路２２ａ、第２の補正回路２２ｂ１第Ｎの補正回路２２
ｎに接続されている。

これらＮ個の補正回路の出力は選択回路２３に入力され
ている。選択回路２３はこれら補正回路の出力のいずれ
かを選択し、発振制御回路１８に入力するように構成さ
れている。

次に第２図、第３図にて加熱出カ一定の方法について説
明する。第２図は電圧型共振インバータ回路６において
、加熱出力を２．０ＫＷ一定とした時の入力電圧の変動
に対する入力電流の変化を示す。図に示すように、加熱
出力を一定とすれば入力電力は入力電圧に反比例する（
力率は程一定と考える）ので、この第２図に示す特性に
なるように入力電流を制御すれば、加熱出力は一定にな
るととに着目するものである。第３図はこの入力電流の
特性を近似する方法を示す図である。入力電流の特性を
、２００Ｖ以上は直線ａで、２００Ｖ以下は直線すで近
似することで精度良く一定の加熱出力を得ることができ
る。尚、この近似直線をふやせば、より精度良く一定加
熱出力が得られるのは明らかである。

第４図は要部の具体的な回路の一例を示す。電流検出回
路１１は電圧型共振インバータ回路６に流れる電流を電
圧値として取り出すためのカレントトランス２４と、カ
レントトランス２４に並列に接続されカレントトランス
２４の出力電圧を決める負荷抵抗２５と、出力電圧のピ
ーク値に保持するための４本のダイオードからなる整流
ブッリジダイオード２６と、抵抗器２７と、コンデンサ
２８で構成される。入力電圧検出回路２１は電圧型共振
インバータ回路ｅの入力電圧を低電圧に分圧する抵抗器
２９．３０と、その分圧された電圧をトランジスタ３１
のベースに入力し、入力電圧ノヒーク値を保持するため
のトランジスタ３１と抵抗器３２．３’３とコンデンサ
３４から成るエミッタフォヮヮ型のピークホールド回路
３６で構成される。ピークホールド回路３６の出力は第
１の補正回路２２ａと第２の補正回路２２ｂに接続され
ている。第１の補正回路２２＆はピークホールド回路３
５からの出力を受けるボルテージフォロワ回路３６と、
ボルテージフォロワ回路３６の出力を補正する反転差動
増幅回路３７から成る。ボルテージフォロワ回路３６は
第１の補正回路２２ａの入力を高インピーダンスにする
ものである。反転差動増幅回路３７はオペアンプ３８と
、ボルテージフォロワ回路３ｅの出力電圧特性の傾きを
第３図に示す直線ａに近似する抵抗器３９．４０と、オ
ペアンプ３８の非反転入力端子に入力する基準電圧を決
める抵抗器４１．４２から成る。第２の補正回路２２ｂ
も同様の構成で、ピークホールド回路３６からの出力を
受けるボルテージフォロワ回路４３と、ボルテージフォ
ロワ回路４３の出力を補正する反転差動増幅回路４４か
ら成る。ボルテージフォロワ回路４３は第２の補正回路
２２ｂの入力を高インピーダンスにするものである。反
転差動増幅回路４４はオペアンプ４６と、ボルテージフ
ォロワ回路４４の出力電圧特性の煩きを第３図に示す直
線すに近似する抵抗器４６．４７と。

オペアンプ４５の非反転入力端子に入力する基準電圧を
決める抵抗器４１．４２から成る。基準電圧は２つの補
正回路２２ａ　、２２ｂで共通にしている。選択回路２
３はカソードコモンに接続された２つのダイオード４８
．４９とそのカソードをプルダウンする抵抗器６ｏから
成り、ダイオード４８．４９のアノードにはそれぞれ反
転差動増幅回路３７．４４の出力が接続されている。カ
ソードは発振制御回路１８内の差動増幅器１２の非反転
入力端子に接続されている。この構成により、選択回路
２３は２つの反転差動増幅回路３７．４４の出力電圧の
高い方の電圧を選択して出力することになる。制御回路
１９はマイクロコンピュータ６１及び周辺回路から構成
される。ここに示すマイクｏ＝＋ンピ、−夕５１は、Ｃ
ＰＵ、ＲＯＭ。

ＲＡＭ及び入出力部を有する、いわゆるワンチップマイ
コンである。商品販売スイッチ２０は押されたかどうか
判断するようにマイクロコンピュータ６１に入力される
。また、マイクロコンピュータ６１は商品販売スイッチ
２０からの販売信号を受けて、一定時間パルス幅可変発
振器１ｅを発振させるための出力が発振制御回路１８内
のパルス幅可変発振器１６に接続されている。

以上のように構成された自動販売機の誘導加熱装置の動
作を説明する。

商品選択スイッチ２０のいずれかが押され販売信号がマ
イクロコンピュータ６１に入力されると、マイクロコン
ピュータ６１は内部のＲＯＭに記載している予め決めら
れた時間、缶入り飲料商品２を誘導加熱すべく発振制御
回路１８に制御信号を出力する。発振制御回路１８はこ
の制御信号を受けてパルス幅可変発振器１６を起動し、
駆動回路１７を介してパワースイッチング半導体４をス
イッチングする。これによりミ圧型共振インバータ回路
６が起動され、缶入シ飲料商品２の誘導加熱が開始され
る。誘導加熱が開始されると、電圧型共振インバータ回
路ｅに電流が流れ、カレントトランス２４等から成シ入
力電流のピーク値を保持する入力電流検出回路１１から
この入力電流に比例した電圧信号が出力される。一方、
エミッタフォロワ型のピークホールド回路３６で構成さ
れる入力電圧検出回路２１は電圧型共振インバータ回路
６の入力電圧の変化に比例した第６図に示す電圧特性を
出力する。この電圧特性を第１の補正回路２２ａは反転
差動増幅回路３７で抵抗器３９゜４０で第３図ａに示す
逆特性に補正する。同様に、第２の補正回路２２ｂは反
転差動増幅回路４４で抵抗器４６．４７で第３図すに示
す逆特性に補正する。すなわち、２つの異なる傾きを持
った直線と、直線すに補正する。また、オペアンプ３８
゜３９の非反転入力端子に接続された抵抗器４１゜力電
圧が２００Ｖに設定している。選択回路２３は２つの反
転差動増幅回路３７．４４の出力電圧の高い方の電圧を
選択して出力するので、選択回路２３の出力電圧特性は
２００Ｖ以上は直線ａで、２００Ｖ以下は直＃ｊ！ｂの
特性となる。これによって、加熱出力を一定（２，０Ｋ
Ｗ）　　とした時の入力電流を近似したことになる。こ
の出力は発振制御回路１８内の差動層＠器１２の非反転
入力端子に入力される。パルス幅可変発振器１６は差動
増幅器１２からの出力信号が０ポμトになるようにパル
ス幅（導通角）を可変する。すなわち、入力電流検出回
路１１からの出力信号が選択回路２３の出力電圧に等し
くなるようにパルス幅（導通角）を可変するものである
から、電圧型共振インバータ回路６０入力電流は加熱出
力を一定（２，０ＫＷ）とした時の入力電流を近似した
電流特性となり、入力電圧の変動に対してほぼ一定の加
熱出力（２，０ＫＷ）となる。これにより、常に一定の
加熱出力でマイクロコンピュータ５１で設定された一定
時間缶入夛飲料商品２を誘導加熱してＨＯＴ販売するも
のである。

尚、本実施例では２つの直線で加熱出力２．０ＫＷ一定
とした時の入力電流の近似を付なったが、この場合入力
電圧２００Ｖｆ１５％に対し、２ＫＷ±１チ（±０．０
２ＫＷ）の精度が得られ上昇温度のばらつきは±０．３
℃でほぼ一定の温度上昇特性となった。

上記実施例の構成によれば、入力電圧の変動に対しても
加熱出力は一定となるので一定時間加熱した後の缶入シ
飲料商品２の温度は一定となシ、常に安定した温度で缶
入シ飲料商品２を販売することができる。

発明の効果 以上、実施例からも明らかなように本発明の自動販売機
の誘導加熱装置は、缶入シ飲料商品を誘導加熱する加熱
コイル及び共振コンデンサ及びパワースイッチング半導
体よ構成る電圧型共振インバータ回路の入力電圧を入力
電圧検出回路で検出し、その電圧型共振インバータ回路
の入力電圧特性を複数の補正回路で特性を補正し、選択
回路でその補正した特性を選択し、組み合わせて電圧型
共振インバータ回路の加熱出力が一定となる時の入力電
流特性を近似し、その近似した特性を用い発振制御回路
で入力電流を制御することで加熱出力を一定制御し、制
御回路で一定時間発振制御回路を動作させるように構成
したものであるから、入力電圧の影響を受けることなく
、一定論熱出力で一定時間缶入シ飲料商品を加熱するこ
とが可能で、常に安定した温度で缶入シ飲料商品を販売
することができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す自動販売機の誘導加熱
装置の構成図、第２図は加熱出力を一定とした時の電圧
型共振インバータ回路の入力電流特性図、第３図は第２
図に示す入力電流特性を２つの直線で近似した図、第４
図は本実施例の要部の回路図、第ε図は本実施例の入力
電圧検知回路の検知電圧特性図、第６図は、従来の自動
販売機の誘導加熱装置の構成図、第７図は入力電流を一
定とした時の電圧型共振インバータ回路の加熱出力特性
図である。 １・・・・・・加熱コイル、２・旧・・缶入シ飲料商品
、３・・・・・・共振コンデンサ、４・・・・・・パワ
ースイッチング半導体、６・・・・・・電圧型共振イン
バータ回路、１１・・・・・・入力電流検出回路、１８
・・・・・・発振制御回路、１９・・・・・・制御回路
、２ｏ・・・・・・販売スイッチ、２１・・・・・・入
力電圧検出回路、２２ａ・・・・・・第１の補正回路、
２２ｂ・・・・・・第２の補正回路、２２ｎ・・・・・
・第Ｎの補正回路、２３・・・・・・選択回路。 代理人の氏名　弁理士　粟　野　重　孝　ほか１名第 図 第 図 や電夙 入力１！赤、 Ｉπ ＆Ｖ こり（Ｖ） 入オ范氏 １７ｔ） ＆砂 ２．５０（ｖ） へ麦を工 第 図 Ｕす （ｖ） へたＵ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 缶入り飲料商品を誘導加熱する加熱コイルと、前記加熱
   コイル及び共振コンデンサ及びパワースイッチング半導
   体より成る電圧型共振インバータ回路と、前記電圧型共
   振インバータ回路の入力電流を検出する入力電流検出回
   路と、前記電圧型共振インバータ回路の入力電圧を検出
   する入力電圧検出回路と、加熱出力を一定とした時の前
   記電圧型共振インバータ回路の入力電流特性を近似する
   ための前記入力電圧検出回路で検出される電圧特性を補
   正する少なくとも２つの補正回路及び前記補正回路のい
   ずれか１つを選択する選択回路と、前記入力電流検出回
   路と前記選択回路からの出力信号を受けて前記電圧型共
   振インバータ回路の発振を制御する発振制御回路と、商
   品販売スイッチからの販売信号を受けて前記発振制御回
   路を一定時間動作させる制御回路とを備えたことを特徴
   とする自動販売機の誘導加熱装置。