JPH03121593A - 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 近年特開昭６４−７６３９８号公報に見られるように、
誘導加熱技術を応用し缶入り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。

第５図、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。第５図において１は冷蔵あるいは常温にて
保存された缶飲料２を誘導加熱する加熱コイルである。

第５図（ａ）は加熱コイル１の斜視図であり（ｂ）は断
面図である。１は缶飲料２の缶壁にそうように円弧上に
巻設された加熱コイルであり２ａ、２ｂはそれぞれ径が
φ５３ｍ　ｍ　、φ６６ｍｍの缶飲料である。また１９
は径の異なる缶飲料２ａ、２ｂの最下面が同じ位置にな
るように設定する缶収納部である０次に第５図の８は加
熱コイル１に並列に接続された共振コンデンサ、４は加
熱コイル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、５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ｗｉ６を構成す
る。リアクタ７及びコンデンサ８はフィルタを構成する
。

電圧型共振型インバータ回ｌ！８６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を人力とし
、この商用電源電力を高周波電力に変換し、加熱コイル
１に高周波電力を供給することで加熱コイル１内の缶飲
′ｆ４２を誘導加熱する。１１は電圧型共振型インバー
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の非反転入力端子（＋）に接続され
ている。差動増幅器１２の反転入力端子（−）には、一
定電圧を供給する基準電圧回路１３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Ｏボルトとなるよう
に構成されており、その出力端子はパルス幅可変発振器
１４に接続されている。パルス幅可変発振器１４は差動
増幅器１２からの出力信号がＯボ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１３で設定さ
れた電圧で電圧型共振インバータ回路６への入力端子を
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１４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！１５に接続されている。

差動増幅器１２、パルス幅可変発振器１４及び駆動回路
１５が発振制御回路１６を構成する。１７は自動販売機
（図示せず）の制御回路で、商品販売スイッチ１８から
の販売信号を受けて発振制御回￥８１６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１８が押され販
売信号が制御回路１７に入力されると、制御回路１７は
冷蔵あるいは常温にて保存された缶飲料２を加熱コイル
１内に入れる。そして予め決められた時間缶飲料２を誘
導加熱するべく発振制御回路１６に一定時間制御信号を
出力する。発振制御回路１６はこの制御信号を受けてパ
ルス幅可変発振器１４を起動し、駆動回路１５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、缶飲″
Ｎ２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からこの入力電
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１８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１４は差動増幅器１２からの出力信号が０
ボル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１３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の入力端子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１７で設定された時間缶飲料２を誘導加熱してＨ
ＯＴ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缶飲料が加熱コイル
内にあり加熱されている時加熱コイルと缶飲料との距離
は径がφ６６　ｍ　ｍの缶飲料に比べて径がφ５３ｍｍ
の缶飲料の方が近くなる。これは径が６６６ｍｍの缶飲
料と径がφ５３の缶飲料に同一の加熱出力を得ようとす
れば距離が遠いほどパワースイッチング半導体に流れる
電流が増加し、損失が増加してしまい容量の大きなパワ
ースイッチング半導体を使用しなくてはならないという
課題を有していた。

本発明は上記課題に鑑み、異なる径の缶飲料をパワース
イッチング半導体の損失を増加させることなく誘導加熱
する自動販売機の誘導加熱装置を提供することを目的と
する。

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、缶飲料を誘導加熱し缶飲料の缶壁に沿うよう
に円弧上に巻設した加熱コイルと、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り成る電圧
型共振インバータ回路と、缶飲料が加熱コイル上にある
ときの缶飲料の底面側に設置され缶飲料の径を検出する
径判定回路と径判定回路の出力により共振コンデンサの
容量を切替る切替スイッチ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、径判定回路で加熱コイル
内にある缶飲料の径を判定し、切替スイッチで共振コン
デンサの容量が缶飲料の径により適切な値になるように
切替を行なうことにより異なる径の缶飲料をパワースイ
ッチング半導体の損失を増加させることなく誘導加熱す
る事ができるものである。

実施例 第１図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。２０は缶飲料２の径を判定する径判定回路である
。この径判定回２０は反射型のホトインタラプタ２１と
抵抗２２で構成されている。

反射型のホトインタラプタ２１は発光ダイオードＬＥＤ
とホトトランジスタＴＲで構成されており発光ダイオー
ドＬＥＤの前面に反射物があればその反射光を受けてホ
トトランジスタＴＲが導通し、反射物がなければホトト
ランジスタＴＲは非導通の収態となっている。また抵抗
２２は発光ダイオードＬＥＤの電流制限用である。この
径判定回２０は第２図に示すように缶飲料２が加熱コイ
ル１内にある時の缶底部でしかも径が６６６ｍｍの缶飲
料２ｂの時には発光ダイオードＬＥＤの光が反射せず、
径が６５３ｍｍの缶飲料２ａの時には発光ダイオードＬ
ＥＤの光が反射する位置に設置されている。２３は切替
スイッチで接点２４を有しており、ホトトランジスタＴ
Ｆｔが導通すれば接点２４をＯＦＦ状態とするものであ
る。２５は第１の共振コンデンサ、２６は第２の共振コ
ンデンサで接点２４がＯＮ状態であれば共振コンデンサ
３の容量は第１の共振コンデンサ２５と第２の共振コン
デンサ２６をたしあわせた値となる。また接点２４がＯ
ＦＦ状態であれば共振コンデンサ２５のみの値となる。

以上のように構成された自動販売機の誘導加熱装置につ
いてその動作を説明する。

まず、商品販売スイッチ１８が押され販売信号が制御回
路１７に入力されると、制御回路１７は冷蔵あるいは常
温にて保存された缶飲料２を加熱コイル１内に入れる。

この時、径判定回２０は加熱コイル１内の缶飲料２が６
５３ｍｍの缶飲料２ａか６６６ｍｍの缶飲料２ｂかを判
定する。加熱コイル１内の缶飲料２が６５３ｍｍの缶飲
料２ａであれば発光ダイオードＬＥＤの光が反射するた
めホトトランジスタＴＲは導通し、切替スイッチの接点
２４がＯＦＦし共振コンデンサ３の容量は共振コンデン
サ２５のみの値となる。また加熱コイル１内の缶飲料２
が６６６ｍｍの缶飲料２ｂであれば発光ダイオードＬＥ
Ｄの光は反射しないためホトトランジスタＴＲは非導通
となり、切替スイッチの接点２４がＯＮＬ／共振コンデ
ンサ３の容量は共振コンデンサ２５と共振コンデンサ２
６をたし合わせた値となる。よって加熱コイル１内の缶
飲料２が６５３ｍｍの缶飲料２ａの時は６６６ｍｍの缶
飲料２ｂの時に比べて共振コンデンサ３の容量は小さく
なっていることとなる。そして制御回路１７は予め決め
られた時間缶飲料２を誘導加熱するべく発振制御回路１
６に一定時間制御信号を出力する。発振制御回路１６は
この制御信号を受けてパルス幅可変発振器１４を起動し
、駆動回路１５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、缶飲料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、入力電流積出回ｕ１１からこの入力電流
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１３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１４は
差動増幅器１２からの出力信号が０ボルトになるように
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１３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１６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１７で設定さ
れた時間缶飲料２を誘導加熱してＨＯＴ販売するもので
ある。

ここで第２図に示すような、径がφ６６ｍｍの缶飲料２
ｂに缶壁が沿うように円弧状に巻設した加熱コイル１″
′Ｑ％径の異なる缶飲料２ａ、２ｂの最下面が同じ位置
になるように設定する缶収納部１９を用いたときの電圧
共振型インバータ回路６の動作について説明する。この
時の加熱コイル１と径の異なる缶飲料２ａ、２ｂとの位
置関係は第２図に示す通りである。図から明らかなよう
に、加熱コイル１に対してφ５３　ｍ　ｍの缶飲料２ａ
はφ６６ｍｍの缶飲料２ｂに比べて距離が離れているこ
とがわかる。加熱コイル１と負荷である缶飲料との距離
が増大すると、負荷（缶飲′ｆ４）に吸収される電力が
低下して（加熱効率の低下）加熱コイル１の交流等価抵
抗が減少するとともに、缶壁に発生する渦電流による磁
束の打ち消し効果が低下して交流等価インダクタンスが
増大する。このため第１図においてパワースイッチング
半導体４の両端の電圧をＶ。Ｅｓそのピーク値をＶＣＩ
！Ｐとし、パワースイッチング半導体４に済れる電流を
ＩＣその電流のピーク値をＩＣＰとすると第３図に示す
ようにφ５３ｍｍの缶飲料２ａの方がパワースイッチン
グ半導体４に流れる電流が増大する（第３図において、
Ａがφ５３ｍｍの缶飲料２ａ、Ｂがφ６６ｍｍの缶飲料
２ｂを加熱した時の値）。このことから、誘導加熱時の
パワースイッチング半導体４の損失はφ６６のｍｍの缶
飲料２ｂに比べてφ５３のｍｍの缶飲料２ａの方が増大
することになる。このためパワースイッチング半導体４
は電流の大きいφ５３の缶飲料２ａの特性に合わせた定
格のものを使う必要がある。しかしながら電圧共振型イ
ンバータ６は第４図に示すように共振コンデンサ３の容
量によりパワースイッチング半導体４に流れる電流ＩＣ
Ｐは変化する。共振コンデンサ３の容量が大きくなれば
ＩＣＰは増加し、小さくなれば減少する特性を有してい
る。このことから加熱コイル１内にある缶飲料２がφ５
３のｍｍの缶飲料２ａであれば共振コンデンサ３の容量
を減少させれば加熱コイル１内にある缶飲Ｎ２がφ６（
３ｍｍの缶飲料２ｂである時と同様の電流値で加熱する
ことができφ５３ｍｍ径の缶飲料２ａの誘導加熱時のパ
ワースイッチング半導体４の損失を減らし、径によらず
パワースイッチング半導体４の損失を増加させることな
く加熱することができる。この時ＶＣＥＰも上昇するが
この時はパワースイッチング半導体４がＯＦＦ状態であ
るから損失には関係しない。

上記実施例の構成によれば、加熱コイル１内の缶飲料２
がφ５３ｍｍの缶飲料２ａかφ６６ｍｍの缶飲料２ｂか
を判定しそれぞれに適した共振コンデンサ３の容量で加
熱できるためパワースイッチング半導体４の損失を増加
させることなく加熱することができる。

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、缶飲料を誘導加熱し缶飲料の缶壁に
沿うように円弧上に巻設した加熱コイルと、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り
成る電圧型共振型インバータ回路と、缶飲料が加熱コイ
ル内にあるときの缶飲料の底面側に設置され缶飲料の径
を検出する径判定回路と前記径判定回路の出力により前
記共振コンデンサの容量を切替る切替スイッチとにより
加熱コイル内の缶飲料がφ５３　ｍ　ｍの缶飲料かφ６
６ｍｍの缶飲料かを判定しそれぞれに適した共振コンデ
ンサの容量で加熱できるためパワースイッチング半導体
の損失を増加させることなく加熱することができる。

【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（ａ）は本実施例の径判定回路を
有した誘導加熱コイルの斜視図、第２図販売機の誘導加
熱装置の構成図、第６図／ａ）は従来の加熱コイルの斜
視図、第６図／ｂ）は同第６図（ａ）の側面図である。 １・・・・・・加熱コイル、２・・・・・・缶飲料、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、２０・・・・・・径判定回路、２３・・・・・
・切替スイッチ、２５・・・・・・第１の共振コンデン
サ、２６・・・・・・第２の共振コンデンサ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 缶飲料を誘導加熱し缶飲料の缶壁に沿うように円弧上に
   巻設した加熱コイルと、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
   型インバータ回路と、前記缶飲料が加熱コイル内にある
   ときの缶飲料の底面側に設置され缶飲料の径を検出する
   径判定回路と前記径判定回路の出力により前記共振コン
   デンサの容量を切替る切替スイッチ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。