JPH0375992A - 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】 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１１０Ｔ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
導加熱中の缶入り飲料商品の直接温度検知が困難なこと
がら、はとんどがタイマー等による一定時間加熱の制御
方式であった。

第５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り飲料商
品２を誘導加熱する加熱コイル、３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３ページ 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はフィルタを構成する。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内の缶入り飲料商品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の非反転
入力電流（＋）に接続されている。

差動増幅器１２の反転入力電流（−）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１
５が接続されている。差動増幅器１２は、反転入力電流
（−）と非反転入力電流（＋）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、その出力電流
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Ｏ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１
７に接続されている。差動増幅器１２、パルス幅可変発
振器１６及び駆動回路１７が発振制御回路１８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からの販売信号な受けて発振制御回１
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り飲料商品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な起動し、駆動回路１７を介してバワースイツ
５ページ 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
１５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１５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り飲料商品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６ページ 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
６図に電圧型共振インバータ回！！８６の入力電流を一
定とし、入力電流を２００Ｖ±１５％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）をかけたもので求まるから、入力電流を一定とすれ
ば当然第６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６図に示すように、定格２００Ｖの時に加熱
出力が２．ＯＫＷ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ｗｒ１５の電圧を設定すると、入力電圧が±１５％
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±１５％変動することになる。例えば、３０℃
で保存した缶入り飲料商品２を一定時間加７ページ 熱し、３０℃上昇させ、６０℃（ＨＯＴ販売温度）で販
売すると±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
あり、自動販売機全体で±７゜５℃のばらつきとなり、
常に安定した温度で缶入り飲料商品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鑑み、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り飲料商品
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、缶入り飲料商品を誘導加熱する加熱コイルと
、加熱コイル及び共振コンデンサ及びパワースイッチン
グ半導体より戒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流な検出す
る入力電流検出回路と、あらかじめ決められた一定電圧
を出力する基準電圧回路と、基準電圧回路の出力を入力
電流検出回路の出力でわり算し出力する除算器と、除算
器と入力電流検出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、除算器で一定電圧を出力
する基準電圧回路の出力電圧を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の出力でわり
算し、入力電流検出回路の出力が除算器により決められ
た電圧となるよう発振制御回路により電圧型共振インバ
ータ回路のパルス幅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、−窓用熱出力
で一定時間缶入り飲料商品を加熱することを可能として
いる。

実施例 第１図は本発明の一実施例を示す構成国である。

９ページ 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の入力電流を
検知する入力電流検出回路で、抵抗２２、抵抗２３で構
成されており電圧型共振インバータ回路６の入力電圧に
比例した出力を送出するものである。２４は除算器で人
力はそれぞれ基準電圧回路１５、入力電流検出回路２１
に接続され、出力は差動増幅器１２の反転入力電流（−
）に接続されている。除算器２４の構成は第２図に示す
ように第１のＡ／Ｄ変換回路２５、第２のＡ／Ｄ変換回
路２６、演算回路２７、Ｄ／Ａ変換回路２８で構成され
ている。第１のＡ／Ｄ変換回路２５の人力は基準電圧回
路１５に接続されており、第２のＡ／Ｄ変換回路２６の
人力は入力電流検出回路２１に接続されている。第１の
Ａ／Ｄ変換回路２５、第２のＡ／Ｄ変換回路２６の出力
は演算回路２７に入力され、演算回路２７の出力はＤ／
Ａ変換回＃２８を介して差動増幅器１２の反転入力電流
（−）に人力されている。また第１のＡ／Ｄ変挽回路２
５は基準電圧回！ｉ’８１５の出力を第２１０ページ のＡ／Ｄ変換回路２６は入力電圧検出回路２１の出力を
２進符号化して演算回路２７に出力するものである。演
算回路２７は２進符号化された第１のＡ／Ｄ変換回路２
５の出力を第２のＡ／Ｄ変換回路２６の出力でわり算を
行ない、その結果を２進化符号でＤ／Ａ変換回路２８に
出力する。Ｄ／Ａ変換回路２８は演算回路２７がらの出
力をアナログ値に変換し差動増幅器１２の反転入力電流
（−）に出力するものである。

またこの除算器２４には市販のアナログ演算器のような
ＩＣを使用しても良い。一般にアナログ演算器ＩＣは入
力電流Ｘ、Ｚを有し出力電流０は１０Ｚ／Ｘが得られる
ものであり入力電流Ｘに基準電圧回路１５の出力を、入
力電流Ｚに入力電圧検出回路２１の出力を接続し出力電
流０を差動増幅器１２の反転入力電流（−）に接続すれ
ば良い。

次に第３図、第４図にて加熱出力を一定にする方法につ
いて説明する。第３図は入力電圧検出回路２１の出力特
性を示す。入力電流検出回路２１の出力特性は入力電流
が変化すればそれに比例し１１ページ て変化するものであり、たとえば入力電流が２０ＯＶ時
の出力を■１とすれば入力電流が１５％増加すれば出力
も１５％増加し１．１５ＸＶ１となり、入力電圧が１５
％減少すれば出力も１５％減少し０．８５ＸＶｚとなる
。よって基準電圧回路１５の出力をＶ　ＲＥＦとすれば
除算器２４の出力は入力電圧が２００Ｖ時にはＶ　ＲＥ
Ｆ／　Ｖ　１となり、入力電圧が１５％増加すれば出力
はＶＲＥＦ／　（１、１５Ｘ　Ｖｌ　）となり、入力電
圧が１５％減少すればＶＲＥＦ／　（０。

８５ＸＶ１）となる。第４図（ａ）は入力電圧が変化し
た場合の加熱出力を２．０ｋｗに一定とする入力電流の
変化を、第４図（ｂ）は入力電流検出回路１１の出力特
性な示す。第４図（ａ）において入力電流は加熱出力を
一定とすれば、効率はほとんど変わらないため入力電圧
に反比例することとなる。第４図（ｂ）は第４図（ａ）
に示す入力電流の変化を入力電流検出回路１１により低
電圧に変換したものであり、入力電流が２００Ｖ時の入
力電流検出回路１１の出力をＶ２とすれば入力電圧が１
５％増加した時の出力はＶ２／１．１５となり、入力電
圧が１５％減少した時は出力はＶ２１０゜８５となる。

よって入力電圧が１．１５倍になれば入力電流を１／１
．１５倍に、入力電圧が０゜８５倍になれば入力電流を
１１０．８５倍にすれば精度良く一定の加熱出力を得る
ことができる。

それゆえ除算器２４の入力電圧が２００　Ｖ時の出力Ｖ
　ＲＥ　Ｆ　／　Ｖ　１を■２とすれば入力電圧が１．
１５倍になれば入力電流を１／１．１５倍に、入力電圧
が０．８５倍になれば入力電流を１１０．８５倍に制御
することができるものである。

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。

まず入力電圧が２００Ｖのときについて説明する。商品
選択スイッチ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
り飲料商品２を誘導加熱すべく発振制御回！！８１８に
制御信号を出力する。このとき入力電圧検出回路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３図に示す出力特性を出力する（Ｖｌ）。そして基
準電圧回１３ページ 路１５の出力は第１のＡ／Ｄ変換回路２５の入力電流に
入力さている。一方入力電圧検出回１１２１の出力は第
２のＡ／Ｄ変挽回路２６に人力されている。そして第１
のＡ／Ｄ変換回路２５、第２のＡ／Ｄ変換回路２６はこ
の人力を２進符号化して演算回路２７に出力する。演算
回路２７は２進符号化された第１のＡ／Ｄ変換回路２５
の出力を第２のＡ／Ｄ変換回路２６の出力でわりを算し
その結果をＤ／Ａ変換回路２８に出力し、Ｄ／Ａ変換回
路２８は２進符号化された演算結果を差動増幅器１２の
反転入力電流（−）に出力する。このときの除算器２４
の出力はＶＲＥＦ／Ｖ１＝Ｖ２になるよう設定しておく
。次に発振制御回路１８は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ｌ！８６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１４ペー
ジ 圧信号が出力され、差動増幅器１２の非反転入力電流（
＋）に人力される。そして差動増幅器１２は除算器２４
で決められた値と入力電流検出回路１１の出力との差を
出力し、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Ｏボルトになるようにパルス幅（導通角）
を可変する。ここで除算器２４の出力はＶ２であるから
パルス幅可変発振器１６は入力電流検出回路１１の出力
がＶ２となるまでパルス幅（導通角）を可変することと
なり、結局加熱出力２．０ｋｗが得られこととなる。次
に入力電圧が変化して２３０Ｖとなった時には入力電流
検出回路２１の出力は１．１５ＸＶ１となっている。ま
た基準電圧回路１５の出力はＶＲＥＦであり除算器２４
の出力はＶＲＥＦ／　（１、１５ＸＶｌ）となっている
。このような状態で商品選択スイッチ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ｌｉｔ’）
１９は同様に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
。除算器２４の出力はＶＲＥＦ／　（１、４５Ｘ　Ｖｓ
　）であり、パル１５ページ ス幅可変発振器１６は差動増幅器１２がらの出力信号が
０ポルトになるようにパルス幅（導通角）を可変するた
めパルス幅可変発振器１６は入力電流検出回路１１の出
力がＶＲＥＦ／（１，１５ＸＶ１）になるまでパルス幅
（導通角）で可変することとなり、入力電圧が１．１５
倍になれば入力電流を１／１．１５倍にすることができ
、加熱出力２゜０ｋｗが得られる。また入力電圧が低下
した時においても同様の動作となる。

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り
飲料商品２の温度は一定となり、常に安定した温度で缶
入り飲料商品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、缶入り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
体より成る電圧型共振インバータ回路の入力電流を入力
電流検出回路で検出し、除算器で基準電圧回路の出力を
入力電圧検出回路の出力でわり算し、入力電流を入力電
流検出回路で検出し、入力電流検出回路の出力が除算器
により決められた電圧となるよう発振制御回路により電
圧型共振インバータ回路のパルス幅を制御することで加
熱出力を一定とし、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、−足側熱出力で一定時間缶入り
飲料商品を加熱することが可能で、常に安定した温度で
缶入り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図は本実施例の除算器の構成図、第
３図は本実施例の入力電圧検出回路の出力特性図、第４
図（ａ）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４図（ｂ）は本実施例の
入力電流検出回路の出力特性図、第５図は従来の自動販
売機の誘導加熱装置の構成図、第ｉ図は同装置の入力端
１７ページ 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・・・・・・缶入り飲料
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、２０・・・・・・販売スイッチ、２１・・・・・
・入力電圧検出回路、２４・・・・・・除算器。

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、あらかじめ決められた一定
   電圧を出力する基準電圧回路と、前記基準電圧回路の出
   力を前記入力電圧検出回路の出力でわり算し出力する除
   算器と、前記除算器と入力電流検出回路の出力信号を受
   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。