JPH05190264A - コードレス機器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明はコードレスで動作する調理用器具を
提供することを目的としている。 【構成】 磁気発生部７と、磁気発生部７の上に載置可
能な負荷部８からなり、磁気発生部７は、トッププレー
ト９と、トッププレート９の下に設けた一次コイル１０
と、インバータ１３を有し、負荷部８は磁気発生部７の
上に載置された状態で、一次コイル１０の磁界を受けて
誘導加熱される金属製の発熱部１６と、発熱部１６の下
方に設けた二次コイル１７と、二次コイル１７から電力
を供給される負荷回路１８を有し、二次コイル１７の直
径は、一次コイル１０の外径と内径の和のおよそ半分で
あるコードレス機器とするものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は一般家庭においてコード
レスで使用される加熱機器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えばジャーポットのような加熱
器具は、電源コードを家屋の壁などに設けたコンセント
に差し込んで、商用電源で動作するものであった。

【０００３】図４にこのような従来の技術におけるジャ
ーポットを示している。１はＡＣ１００Ｖの商用電源を
引き込むための電源コードである。２は貯水のためのタ
ンク、３はヒータ、４は水温を検知するサーミスタであ
る。また５はサーミスタ４の検知温度情報からヒータ３
を制御する制御回路である。６は電源回路であり、前記
制御回路５に電源を供給する。

【０００４】使用に際して使用者は、電源コード１を壁
等に設けたコンセントに接続する。タンク２内の水の温
度が低い場合には、サーミスタ４の抵抗値が大きく、制
御回路５は、ヒータ３にパワーを供給してタンク２内の
水を加熱する。タンク２内の水温が上昇してくると、サ
ーミスタ４の抵抗値が低下し、制御回路５はヒータ３の
電流を切るように作用する。こうしてタンク２内の水温
は制御され、湯沸しが行われる。制御回路５は一般にマ
イコンなどによって構成され、それに必要な低電圧を変
圧器を用いた電源回路６から供給するものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前記従来の構成のジャ
ーポットは、器具に電力を供給するための電源コード１
を有しており、使用する際には必ず電源コード１をコン
セントに接続しなければならない。このため取扱いが面
倒であり、また使用後の後かたずけの際にも電源コード
１の始末が煩わしく、かつデザイン的にも電源コード１
がネックになるものである。また、ジャーポットをはじ
めとする各種の調理用器具においては、各熱器具毎にヒ
ータを内蔵しているので、重量が大となるという課題も
あった。

【０００６】本発明はこのような課題を解決しようとす
るものであって、コードレスで動作する機器を提供する
ことを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に本発明は、磁気発生部と、磁気発生部の上に載置可能
な負荷部からなり、前記磁気発生部は、トッププレート
と、前記トッププレートの下に設けた一次コイルと、イ
ンバータを有し、前記負荷部は前記磁気発生部の上に載
置された状態で、前記一次コイルの磁界を受けて誘導加
熱される金属製の発熱部と、前記発熱部の下方に設けた
二次コイルと、前記二次コイルから電力を供給される負
荷回路を有し、前記二次コイルの直径は、前記一次コイ
ルの外径と内径の和のおよそ半分であるコードレス機器
とするものである。

【０００８】

【作用】上記の構成により本発明のコードレス機器は、
負荷部を磁気発生部の上にセットすれば、磁気発生部に
設けたインバータが動作して、一次コイルに高周波電流
を供給し、負荷部が誘導加熱される。同時に一次コイル
と磁気結合している二次コイルにも電圧が発生し、これ
が負荷回路に供給されて、温度検知回路・送信回路が動
作して、使いがっての良い機器として作用するものであ
る。

【０００９】

【実施例】図１に本発明の一実施例における湯沸かし機
能を有するコードレス機器を示す。７は負荷部８を加熱
する磁気発生部、８は磁気発生部７の上に載置可能な負
荷部であり、本実施例であるジャーポットを示してい
る。

【００１０】磁気発生部７は、以下の各部を備えてい
る。９は負荷部８等を載置するセラミック製のトッププ
レートである。１０はトッププレート９の下に設けた円
盤状の一次コイルで、高周波の磁界を発生する。１１は
一次コイル１０の両端の電圧と消費電力の関係からトッ
ププレート９の上に鍋が載置されているかどうかを検知
する鍋検知手段である。また１２は負荷部８からの送信
された300MHzの電波を受信する受信手段である。受信手
段１２は、300MHzの電波を受信して復調し、その出力が
１kHzであった場合にはインバータ１３を連続的に動作
させ、２kHzであった場合には、５秒に一回、200msec
間、間欠的にインバータ１３を動作させる。インバータ
１３は前記鍋検知手段１１の信号を受けて、これに応じ
て一次コイル１０に約２５kHzの高周波電流を供給す
る。１４は一次コイル１０やインバータ１３によって発
生する熱を磁気発生部７の外へ逃がすための冷却ファン
である。また１５は電源コードである。

【００１１】また負荷部８は、以下の各部を備えてい
る。１６は内部に溜めた水を加熱する磁性ステンレス製
の発熱部である。１７は負荷部８を磁気発生部７に載置
した状態で、発熱部１６の下方に設けた一次コイル１０
と磁気結合する二次コイルである。二次コイル１０の直
径は、一次コイル１０の外径と内径の和のおよそ半分と
なっている。１８は負荷回路であり、負荷回路１８は、
送信手段１９・制御回路２０・整流平滑回路２１・サー
ミスタ２２によって構成されている。また、湯を注ぐた
めの出湯ボタン２３、出湯口２４を備えている。

【００１２】二次コイル１７に発生した高周波の電圧
は、整流平滑回路２１によって直流に変換され、送信手
段１９・制御回路２０・サーミスタ２２に供給される。
特に本実施例においては整流平滑回路２１は、例えば電
気二重層コンデンサのような大容量の蓄電器を内蔵して
いる。このため、二次コイルに約150msec程度の短時間
だけ高周波磁界を受けた場合でも、その期間内に前記蓄
電器は充電される。そして、その後約７秒間は送信手段
１９・制御手段２０・サーミスタ２２に電力を供給し続
けることができる。制御回路２０は、サーミスタ２２に
接続されており、サーミスタ２２の温度が高く、その抵
抗値が所定の値以下である場合には、送信手段１９に対
して２kHzの信号を送信する。またサーミスタ２２の温
度が低く、その抵抗値が所定の値以上である場合には、
送信手段１９に対して１kHzの信号を送信する。送信手
段１９は、制御回路２０から送られた１kHzあるいは２k
Hzの信号によって、300MHzの搬送波を振幅変調し、電波
として出力するものである。

【００１３】出湯ボタン２３は、その上部を下方に押さ
えられることによって、発熱部１６の内部に空気を送り
込むもので、貯水されている湯はこの圧力の上昇によっ
て出湯口２４から外部に押し出される。

【００１４】以下本実施例の動作について説明する。磁
気発生部７を構成する電源コード１５は、コンセント等
に挿入されており商用電源で動作している。使用者が湯
沸しのために、負荷部８をトッププレート９の上に載置
する。この瞬間は、まだ二次コイル１７には高周波磁気
が供給されておらず、整流平滑回路２１の出力はゼロで
ある。従って制御回路２０および送信手段１９にも電力
が供給されず、負荷部８は動作しない。ところが鍋検知
手段１１は、トッププレート９の上に鍋が載置されてい
るかどうかを検知しており、インバータ１３を起動させ
る。インバータ１３が起動されると、鍋検知手段１１は
鍋の有無に応じた信号をインバータ１３に出力する。本
実施例では、負荷部８は発熱部１６の直径がかなり大き
く、鍋検知手段１１は、「鍋有り」の判断を下すことに
なる。なお、発熱部の直径が小さい場合や、発熱部が一
次コイル１０から離れた位置に設けられている場合など
においては、鍋検知手段１１は「鍋無し」の判断を下す
ことになる。しかし、鍋検知手段１６が「鍋無し」の判
断を下したとしても、約150msec後に鍋無し信号をイン
バータ１７に送るため、結果的に鍋検知手段１６の出力
の如何に関わらず、インバータ１７は連続的に一次コイ
ル１０に高周波電流を供給することになる。

【００１５】つまり、まず一次コイル１０から発生した
高周波磁界が二次コイル１７と鎖交して、二次コイル１
７の両端子間には高周波電圧が発生する。この高周波電
圧は、整流平滑回路２１に加えられ、直流電圧に変換さ
れる。この直流電圧が送信手段１９に加えられ、送信手
段１９が動作を開始する。送信手段１９は、約300MHzの
搬送波を3kHzのパルスで振幅変調した電波を出力する。
この電波は受信手段１２に受信され、この信号がインバ
ータ１３に送られる。こうして、インバータ１３は動作
を継続する。一旦このような状態に入ると、インバータ
１３・整流平滑回路２１・送信手段１９・受信手段１２
は引き続いて動作を継続する。従って発熱部１６は、一
次コイル１０からの高周波磁界を受けて誘導加熱され、
その中の水は加熱される。ここで発熱部１６内の水の温
度が低い場合には、サーミスタ２２の抵抗値が高いの
で、制御回路２０は１kHzの信号を送信手段１９に出力
する。従って送信手段１９からは、約300MHzの搬送波が
１kHzのパルスで振幅変調された電波を出力することに
なる。この電波は磁気発生部７の受信回路１２に受信さ
れ、インバータ１３が動作を継続することになる。

【００１６】発熱部１６内の水温が上昇して、サーミス
タ２２の抵抗値が所定の値以下になると、制御回路２０
は送信手段１９に対して２kHzの信号を送るようにな
る。送信手段１９からの信号を受信した受信手段１２
は、この信号を復調する。インバータ１３はこの復調し
た信号が２kHzであることから、５秒に１回、200msec
間、間欠的に動作する。ここでインバータ１３の停止期
間中は、一次コイル１０には高周波磁界が供給されず装
置は停止することになるが、本実施例では、整流平滑回
路２１に内蔵されている大容量の蓄電器が作用して、停
止期間中においても送信手段１９および制御回路２０へ
の電力の供給が行なわれている。従って、制御回路２０
と送信手段１９は、引き続き動作を継続する。こうして
間欠的に、一次コイル１０に高周波電流が供給されるの
で、その間に前記の大容量蓄電器が充電され、一定以上
の電圧を保持することができる。なお、発熱部１６にも
間欠的に誘導加熱パワーが供給されるが、この時に供給
される平均パワーの大きさは、本実施例においては、発
熱部１６内の水温を維持するために必要な熱量以下とな
るように設計されている。従って発熱部１６内の水温は
徐々に低下する。水温が所定の温度よりも低下すると、
サーミスタ２２の抵抗値が所定の値を越え、再び制御回
路２０から送信手段１９に１kHzの信号が出力される。
こうして、受信手段１２は再び送信手段１９からの電波
を受信し、インバータ１３が再び動作する。従って、発
熱部１６での加熱も連続的に行なわれるようになる。以
下このような動作を繰り返して、発熱部１６内の水温は
ほぼ一定値に保たれるものである。

【００１７】使用者は、必要に応じて出湯ボタン２３を
押して、出湯口２４から土瓶、きゅうす、湯呑、カップ
式のインスタントラーメンなどに熱湯を注ぐことができ
る。

【００１８】従って本実施例のコードレス機器は、従来
の技術においては必要であった電源コードを負荷部から
なくし、負荷部を使用する際の煩わしさがなく、使用後
に電源コードを始末する必要がなく、またデザイン的に
もすっきりとしたものとすることができる。また、当然
のことながら負荷部８にはヒータが不要である。

【００１９】また本実施例においては、送信手段１９及
び制御回路２０の電源を、二次コイル１７に発生する電
圧を利用している。このため、負荷部８側には乾電池等
の別電源を使用する必要がない。このため、電池交換等
のメンテナンスは不要である。また二次コイル１７を発
熱部１６の下方に設け、その直径を一次コイル１０の外
径と内径の和のおよそ半分の大きさにしていることか
ら、少ない巻数で負荷回路１８に電力を供給することが
できるという特徴を有している。

【００２０】以下この理由を図２・図３に基づいて説明
する。図２は図１のコードレス機器の一次コイル１０と
二次コイル１７の部分の断面を示したものである。一次
コイル１０の外径は180mm、内径は50mmである。そして
二次コイル１７の直径は、この両者の和の半分である11
5mmとしている。図３は一次コイル１０周辺の磁束の分
布を示した断面図である。図３に示すように、二次コイ
ル１７の位置を一次コイル１０のちょうど中間としたこ
とによって、二次コイル１７と鎖交する磁力線は、左右
にそれぞれ４本ずつ計８本となり、最高値となってい
る。一般に二次コイルの誘起電圧は、そのコイルと鎖交
する磁力線の数、すなわち磁束の大きさに比例する。本
実施例では、一次コイルから発生する磁力線の数が最大
となるように二次コイル１７の直径を設定しているの
で、二次コイル１７の１ターン当りの誘起電圧は一番大
きい。従って、負荷回路１８に必要な電圧を供給するた
めに必要な二次コイル１７のターン数を少なく抑えるこ
とができる。

【００２１】また従来の技術においては、送信手段１９
や制御回路２０のための低電圧の電源を得るために、大
型で重量が大きい変圧器を使用したり、高価なスイッチ
ング電源を使用したりする方法が一般的であった。この
点本実施例では、送信手段１９と制御回路２０の電源を
二次コイル１７から供給しているので、構成が簡単で重
量・大きさ・コストの点で優れており、かつ制御回路２
０や送信手段１９に必要な電圧の大きさに見合うよう
に、二次コイル１７の巻数を自由に設定できるものであ
る。

【００２２】なお本実施例の構成は、磁気発生部７単独
ででも使用できるものである。すなわち、磁気発生部７
の上に負荷部８の代わりに、ホーローの鍋等を調理器と
して作用させることができる。

【００２３】この場合は以下のような動作となる。鍋検
知手段１１は、トッププレート９の上に鍋が存在してい
ることを検知し、この信号をインバータ１３に送る。イ
ンバータ１３はこの信号を受けて動作し、一次コイル１
０に高周波電流を連続的に供給する。こうして、トップ
プレート９の上に置かれた鍋は誘導加熱され、調理を行
なうことができる。

【００２４】また磁気発生部７の上に金属小物を置いた
場合は、やはり受信手段１２には信号が受信されず、ま
た鍋検知手段１１の出力も「鍋無し」となるため、前記
した間欠的に一次コイル１０に高周波電流が供給される
状態となる。しかし、この状態においては、前記の金属
小物の加熱パワーは小さく、使用者が手を触れた場合で
も火傷をするようなことはない。

【００２５】なお、本実施例では、送信手段１９と受信
手段１２は、電波によって通信を行なっているが、特に
電波に限るものではなく、例えば音声や、光・機械力な
どを送るものであってもよい。また、本実施例では負荷
回路１８は、サーミスタ２２で温度を検知し、磁気発生
部７との通信を行うものを設けているが、特に通信に限
るものではなく、アラームを鳴らしたり、ランプをつけ
たりする物であっても良い。

【００２６】また、一次コイルに供給される高周波電流
の周波数や大きさについても、受信手段からの信号に応
じて変化させる構成としてもよく、そのようにすること
により、負荷部の動作に最適な高周波磁界が供給するこ
とができる。

【００２７】

【発明の効果】以上の実施例からも明らかなように、本
発明は、磁気発生部と、磁気発生部の上に載置可能な負
荷部からなり、前記磁気発生部は、トッププレートと、
前記トッププレートの下に設けた一次コイルと、インバ
ータを有し、前記負荷部は前記磁気発生部の上に載置さ
れた状態で、前記一次コイルの磁界を受けて誘導加熱さ
れる金属製の発熱部と、前記発熱部の下方に設けた二次
コイルと、前記二次コイルから電力を供給される負荷回
路を有し、前記二次コイルの直径は、前記一次コイルの
外径と内径の和のおよそ半分であるコードレス機器とし
て、負荷機器に電源コードが不要となり使いがってが良
い装置とすることができるものである。また特に二次コ
イルの直径を、前記一次コイルの外径と内径の和のおよ
そ半分としたことにより、前記二次コイルから前記負荷
回路に有効に電力を供給することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例おける湯沸かし器を備えたコ
ードレス機器の断面図

【図２】同一次コイルと二次コイルの部分断面図

【図３】同一次コイル周辺の磁束の分布を示す説明図

【図４】従来の技術におけるジャーポットの断面図

【符号の説明】

７ 磁気発生部 ８ 負荷部 ９ トッププレート １０ 一次コイル １３ インバータ １６ 発熱部 １７ 二次コイル １８ 負荷回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁気発生部と、磁気発生部の上に載置可
   能な負荷部からなり、前記磁気発生部は、トッププレー
   トと、前記トッププレートの下に設けた一次コイルと、
   インバータを有し、前記負荷部は前記磁気発生部の上に
   載置された状態で、前記一次コイルの磁界を受けて誘導
   加熱される金属製の発熱部と、前記発熱部の下方に設け
   た二次コイルと、前記二次コイルから電力を供給される
   負荷回路を有し、前記二次コイルの直径は、前記一次コ
   イルの外径と内径の和のおよそ半分であるコードレス機
   器。