JPH0799084A - 缶詰自動販売機用誘導加熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 缶詰１２２が導入される加熱コイル１２０と
コンデンサ１１８とでなるＣＬ発振部１１６；該コイル
に導入された缶詰の缶のインピーダンスに対応した高周
波電流を該発振部に出力する高周波電源部１１４；該発
振部からの出力高周波電流の周波数検出部１３０；該電
源部からの出力高周波電流の電流値検出部１３８；その
出力電流値を積分する積分器１４０；該周波数検出部と
積分器からの周波数と積分電流値とにより作動する缶種
判別部１３２；及びその判別された缶種に基づき、前記
電源部のＯＮ状態の時間制御を行う加熱時間制御部１３
４を備えた缶詰自動販売機用誘導加熱装置。 【効果】 加熱コイル１２０に導入された缶詰１２２の
缶種をその構造、材質、容量などまで正確に判別でき、
その缶種に適応した加熱時間で精度良く適温に加熱す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は缶詰、特に飲料缶詰用自
動販売機に用いられる誘導加熱装置、特にその缶種判別
機構及び加熱制御機構の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、温かい飲料缶詰の自動販売機に
は、販売時に所望の飲料缶詰のみを瞬時に加熱するため
の誘導加熱装置が備えられている。

【０００３】図２に、そのような誘導加熱装置の要部構
成を示す。この誘導加熱装置は、商用交流電源１０に接
続された整流回路１２と、整流回路１２に接続されたイ
ンバータ回路１４と、インバータ回路１４に接続された
ＣＬ発振回路１６と、を有し、ＣＬ発振回路１６は、コ
ンデンサ１８と加熱コイル２０との直列回路から構成さ
れている。なお、２４は位相制御回路である。

【０００４】缶詰の購買者がこの誘導加熱装置の備えら
れた自動販売機のボタンを押すと、缶詰２２が加熱コイ
ル２０内に導入されると共に、スイッチがＯＮ状態とな
り交流電源１０から高周波交流電流が流れる。

【０００５】その交流電流は整流回路１２により直流電
流に整流され、さらにインバータ回路１４において再び
高周波交流電流に変換される。このインバータ回路１４
からの高周波電流が、ＣＬ発振回路１６に印加されるこ
とによりＣＬ発振回路１６が発振を開始し、ＣＬ発振回
路１６から出力された高周波電流が、加熱コイル２０に
導通され、缶詰２２の金属缶に誘導電流が生じて缶自体
が発熱し、この熱が飲料に伝わるので、加熱コイル２０
に導入された缶詰２２全体が加熱される。

【０００６】缶詰２２が適温に加熱されるように加熱時
間を設定し、該加熱時間に基づいてインバータ回路１４
から加熱コイル２０に高周波電流を流すことにより缶詰
２２が適温に加熱されることとなる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記缶詰の
加熱時間は、一つの自動販売機で販売している缶詰の缶
種が一種類であれば、その缶種に適応した一定加熱時間
を設定しておけばよい。

【０００８】しかしながら、近時自動販売機で販売され
る缶詰の缶の種類は多く、構造、容量、材質など様々な
缶種が存在している。即ち、缶構造においては２ピース
缶や３ピース缶、缶容量においては１９０ｇ缶（直径約
５３ｍｍ、高さ約１０３ｍｍ）、２５０ｇ缶（直径約５
３ｍｍ、高さ約１３０ｍｍ）や３５０ｇ缶（直径約６６
ｍｍ、高さ約１２０ｍｍ）、また缶材質においてはアル
ミ缶やスチール缶などが存在する。

【０００９】誘導加熱装置において、前記缶種の異なる
缶詰を一律に一定時間加熱してしまうと、缶種によって
は缶詰温度が適正温度に加熱されないという問題があ
る。即ち、同じ容量ならば３ピース缶の方が２ピース缶
よりも高温になり、アルミ缶はスチール缶よりも加熱さ
れにくい。

【００１０】このため、加熱コイルに導入された缶種に
応じて加熱時間を制御しなければならないが、該缶種の
構造、容量、材質などを正確かつ迅速に自動判別するこ
とは非常に困難である。

【００１１】また、前記加熱コイルに流れる高周波電流
は、該加熱コイルに導入された缶詰の缶のインピーダン
スに依存する。即ち、その高周波電流が一定の場合、加
熱コイルに流れる電流値は、缶のインピーダンスが低い
ほど大きくなってしまう。そして、缶種が異なると図３
に示すようにインピーダンスも異なるため（なお、後
述）、加熱コイルに導入された缶詰の缶種によっては過
剰な高周波電流が加熱コイルに流れ、誘導加熱装置が故
障したり、或いは缶詰の過熱による内容液変質を来すと
いう問題もあった。

【００１２】本発明はこのような従来技術の課題に鑑み
なされたものであり、その目的は加熱コイルに導入され
る様々な缶詰の缶種を自動判別し、該缶種に対して適切
な加熱時間の制御が可能であり、またインバータ回路か
らの高周波電流が過剰とならないように電流制御が可能
な誘導加熱装置を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に本発明誘導加熱装置は、ＣＬ発振部と、高周波電源部
と、周波数検出部と、電流値検出部と、積分器と、缶種
判別部と、加熱時間制御部と、を備えたことを特徴とす
る。

【００１４】前記ＣＬ発振部は、被加熱物である缶詰が
導入される加熱コイル及び該加熱コイルに接続されたコ
ンデンサからなる。

【００１５】高周波電源部は、前記ＣＬ発振部が接続さ
れ、前記加熱コイルに導入された缶詰の缶のインピーダ
ンスに対応した高周波電流を該ＣＬ発振部に出力する。

【００１６】周波数検出部は、前記ＣＬ発振部から出力
された高周波電流の周波数を検出する。

【００１７】電流値検出部は、前記高周波電源部から出
力された高周波電流の値を検出する。

【００１８】積分器は、前記電流検出部において検出さ
れた出力電流値を積分する。

【００１９】缶種判別部は、前記周波数検出部において
検出された周波数と積分器において積分した電流積分値
とに基づき加熱コイルに導入された缶詰の缶の種類を判
別する。

【００２０】加熱時間制御部は、前記缶種判別部におい
て判別された缶種に基づき、前記高周波電源部のＯＮ状
態の時間制御を行う。

【００２１】なお、上記誘導加熱装置は、電流値検出部
において検出された出力電流値と予め設定しておいた所
定電流値とを比較し、該出力電流値が該所定電流値を越
えないように前記高周波電源部から出力される高周波電
流を制御する電流制御部を備えることができる。

【００２２】

【作用】缶詰が導入される加熱コイルに高周波電源部か
ら高周波電流が出力される場合、その高周波電流の周波
数及び積分電流値（実効電流値と同意）は加熱コイルに
導入された缶詰の缶のインピーダンスによって決定され
る。

【００２３】現在わが国で市販されている飲料缶詰は、
前述のように、大体、材料ではスチール缶とアルミニウ
ム缶、容量では１９０ｇ缶、２５０ｇ缶、３４０ｇ缶、
構造では２ピース缶、３ピース缶に分けられ、主なもの
はアルミニウム２ピース２５０ｇ缶、アルミニウム３ピ
ース３４０ｇ缶、スチール２ピース２５０ｇ缶、スチー
ル３ピース１９０ｇ缶、同２５０ｇ缶、同３４０ｇ缶の
６種であるが、これら缶詰の缶のインピーダンスは図３
に示されるように異なる。

【００２４】これらインピーダンスの異なる６種類の缶
をそれぞれ加熱コイルに導入したところ、そのコイルに
流れる高周波電流の周波数及び所定時間に流れる積分電
流値は、それぞれ図４に示すように測定された（図中、
（Ａ）〜（Ｆ）は図３の各缶に対応する）。なお、電源
は５ＫＶＡを使用した。

【００２５】この測定結果から明らかなように、缶の構
造、材質、容量が異なると、その缶のインピーダンスも
変化するため、様々な缶種によって周波数や積分電流値
が異なることが多い。

【００２６】さて、図４から明らかなように、それぞれ
の缶種の缶詰を加熱コイルに導入した場合、該加熱コイ
ルに流れる高周波電流の周波数のうち、１９０ｇの３ピ
ーススチール缶（Ｃ）と２５０ｇの３ピーススチール缶
（Ｄ）とは共に７．０ＫＨｚ前後であり、また２５０ｇ
２ピーススチール缶（Ｆ）は６．９ＫＨｚ前後であるか
ら、周波数検出部により６．８〜７．１ＫＨｚの範囲の
周波数を検出した場合には、その缶種を特定することが
できない。

【００２７】一方、これらの缶種の缶詰を加熱コイルに
導入した場合に該加熱コイルに流れる高周波電流の出力
値を積分した積分電流値（実効電流値）のうち、２５０
ｇ２ピーススチール缶（Ｆ）のそれは６９Ａ前後であ
り、２５０ｇ２ピースアルミ缶（Ａ）のそれは６８Ａ前
後であるから、積分電流値が６８〜６９Ａの範囲の場合
には、２５０ｇ２ピース缶であることは判別できてもス
チール缶かアルミ缶かの判別はできず、同様に、２５０
ｇ３ピーススチール缶（Ｄ）の積分電流値と３４０ｇ２
ピースアルミ缶（Ｂ）の積分電流値も５７〜５８Ａの範
囲で重なっているから、この範囲の数値が得られた場合
には判別ができない。

【００２８】この点、本発明では、加熱コイルに流れる
高周波電流の周波数だけでなく出力電流値を積分した積
分電流値（実効電流値）をも缶種判別に使用するので、
それぞれ一方の数値だけでは判別できなかった缶種も確
実、簡便に判別できる。

【００２９】例えば、周波数だけでは判別が不可能であ
った１９０ｇ３ピーススチール缶（Ｃ）と２５０ｇ３ピ
ーススチール缶（Ｄ）と２５０ｇ２ピーススチール缶
（Ｆ）とは、図４から明らかなように、それぞれ積分電
流値がかなり相違しており、重なる範囲がないので、積
分電流値をも缶種判別部に取り込むことにより判別が可
能となり、一方、積分電流値だけでは判別不可能であっ
た２５０ｇ２ピーススチール缶（Ｆ）と２５０ｇ２ピー
スアルミ缶（Ａ）、同じく２５０ｇ３ピーススチール缶
（Ｄ）と３４０ｇ２ピースアルミ缶（Ｂ）とは、それぞ
れの周波数が大きく異なるから、周波数をも缶種判別に
取り込むことにより判別が可能となる。

【００３０】また、同一缶種の缶であっても、製缶メー
カーにより胴部形状や胴部板厚に若干の相違がある場合
があるので、缶詰を加熱コイルに導入した際に加熱コイ
ルに流れる高周波電流の周波数や積分電流値の範囲が少
し変動することが予想されるが、本発明では周波数と積
分電流値の両方を缶種判別に用いているので、判別の信
頼度はより高まる。

【００３１】そして、缶種の判別結果に基づき、それぞ
れの缶種に対して予め設定しておいた加熱時間だけ高周
波電源部がＯＮ状態となるように加熱時間制御部で制御
することで、加熱コイルに導入された構造、材質、容量
の一つでも異なる多数の缶種の缶詰でも、すべて適温に
加熱される。

【００３２】本発明では缶種の判別を電気的手段によっ
て行っており、機械的な可動部を有しないため、故障し
にくく耐久性の面でも優れている。

【００３３】なお、加熱コイルに流れる電流値を予め設
定しておいた所定電流値と比較し、該電流値が該所定電
流値を越えないように高周波電源部から出力される高周
波電流を制御することで、インピーダンスが低い缶であ
っても加熱コイルに過剰な電流が流れることはなくな
る。

【００３４】

【実施例】以下、図面に基づき本発明の好適な実施例を
説明する。

【００３５】図１は、本実施例にかかる誘導加熱装置の
概略構成図である。図２と対応する部分には符号１００
を加えて示し説明を省略する。

【００３６】この誘導加熱装置は、商用交流電源１１０
と、整流回路１１２と、高周波電源部であるインバータ
回路１１４と、コンデンサ１１８と加熱コイル１２０の
直列回路からなるＣＬ発振回路１１６とを有する。

【００３７】インバータ回路１１４とＣＬ発振回路１１
６の接続点には電流検出器１３８が設けられていて、こ
の電流検出器１３８の検出信号の出力側には、周波数検
出部としてのゼロクロスカウンター１３０が設けられ、
さらにゼロクロスカウンター１３０からの信号が入力さ
れる缶種判別部１３２、及び缶種判別部１３２からの信
号が入力される加熱時間制御部１３４が設けられてい
る。

【００３８】加熱時間制御部１３４は、インバータ回路
１１４の出力電源をスイッチングする加熱ＯＮ／ＯＦＦ
スイッチ１３６が接続されている第１アンドゲート１３
７に接続されている。

【００３９】電流検出器１３８の検出信号は、積分器１
４０を介して缶種判別部１３２へ入力されると共に、位
相制御回路１２４及び電流制御回路１４２へも入力され
る。

【００４０】位相制御回路１２４からの位相制御信号は
第２アンドゲート１４４を介して、また電流制御回路１
４２からの信号は第３アンドゲート１４６及び第２ゲー
ト１４４を介してそれぞれインバータ回路１１４に入力
される。

【００４１】以上のように構成された誘導加熱装置が組
込まれた缶詰の自動販売機において、販売ボタンが押さ
れると、該ボタンに相当する缶詰１２２が加熱コイル１
２０に導入されると共に、加熱ＯＮ／ＯＦＦスイッチ１
３６がＯＮ状態となり、インバータ回路１１４から高周
波電流がＣＬ発振回路１１６に付加されることにより缶
詰１２２が加熱される。

【００４２】ここで、前述したように、缶詰１２２の缶
種は様々であり、加熱コイル１２０に導入された缶詰の
缶種を判別し、該缶種に応じた加熱時間で加熱制御しな
ければならないが、ＣＬ発振回路１１６の発振周波数及
び積分電流値（実効電流値）は加熱コイル１２０に導入
された缶詰１２２の缶の構造、材質、容量などによるイ
ンピーダンスの違いによってそれぞれ異なってくるの
で、その缶種判別は、加熱コイル１２０に流れる高周波
電流の周波数及び積分電流値に基づいて行われる。

【００４３】即ち、加熱コイル１２０に流れる高周波電
流の周波数をゼロクロスカウンター１３０で、またその
電流値を電流検出器１３８で、それぞれ検出し、それら
周波数及び電流値を缶種判別部１３２に入力し、それぞ
れの検出値の組合せに基づき缶詰１２２の缶種を判別す
る。なお、電流検出器１３８により検出された電流値
は、積分器１４０によって積分され該電流値の積分値が
求められ、缶種判別部１３２に入力される。

【００４４】缶種判別部１３２における判別信号はせ加
熱時間制御部１３４に入力され、該缶種に応じて加熱時
間制御部１３４において予め設定された加熱時間の指示
に基づき第１アンドゲート１３７に停止信号が出力され
る。このため、加熱ＯＮ／ＯＦＦスイッチ１３６側から
の電流が遮断され、インバータ回路１１４の出力が停止
する。

【００４５】このように、加熱コイル１２０に流れる高
周波電流の周波数及び電流値を組合せて缶種を判別する
ので、図４からも理解できるように缶の構造、材質、容
量などの違いを全て正確に判別することができ、該缶種
に応じた加熱時間をそれぞれ設定制御することができ
る。

【００４６】さらに、本実施例においては、電流制御回
路１４２において加熱コイル１２０に流れる高周波電流
が所定値を越えないように制御している。

【００４７】電流制御回路１４２は、所定の電流が設定
された電流設定器１４８と、電流比較用コンパレータ１
５０と、保持回路１５２とを有し、電流比較用コンパレ
ータ１５０に電流検出器１３８で検出された電流と電流
設定器１４８で設定された所定電流とが入力比較され、
電流検出器１３８の電流値が所定電流値に達した時点で
停止（Ｌｏｗ）信号が保持回路１５２を介して第３アン
ドゲート１４６に出力される。そして、該停止信号は位
相制御回路１２４の信号が出力される第２アンドゲート
１４４を介してインバータ回路１１４からＣＬ発振回路
１１６への電流供給を遮断する。

【００４８】その停止信号は、保持回路１５２により保
持され、インバータ回路１１４の出力電流周波数が半周
期経過した後に、位相制御回路１２４から停止信号を解
除する信号が保持回路１５２に出力され、第３アンドゲ
ート１４６は再びＯＮ作動し、再びＣＬ発振回路１１６
への電流供給が行われる。

【００４９】このように、例えば加熱コイル１２０に導
入された缶詰１２２の缶のインピーダンスが低く加熱コ
イル１２０に非常に大きな電流が流れようとした場合で
も、電流制御回路１４２により、所定以上の電流供給を
遮断することができる。

【００５０】

【発明の効果】以上説明したように本発明誘導加熱装置
によれば、加熱コイルに導入された缶詰の缶種をその構
造、材質、容量などまで正確に判別でき、該判別された
缶種に適応した加熱時間で加熱制御するため、缶種に拘
らず精度良く適温に加熱することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例にかかる誘導加熱装置の概略構成
の説明図。

【図２】従来の誘導加熱装置の要部構成の説明図。

【図３】種類の異なる缶種におけるインピーダンスの比
較説明図。

【図４】缶種別の加熱コイルに流れる電流の周波数及び
積分電流値の比較説明図。

【符号の説明】

１４、１１４ ・・・ インバータ回路 １６、１１６ ・・・ ＣＬ発振回路 １８、１１８ ・・・ コンデンサ ２０、１２０ ・・・ 加熱コイル ２２、１２２ ・・・ 缶詰 ２４、１２４ ・・・ 位相制御回路 １３０ ・・・ ゼロクロスカウンター １３２ ・・・ 缶種判別部 １３４ ・・・ 加熱時間制御部 １３８ ・・・ 電流検出部 １４０ ・・・ 積分器 １４２ ・・・ 電流制御回路。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被加熱物である缶詰が導入される加熱コ
   イル及び該加熱コイルに接続されたコンデンサからなる
   ＣＬ発振部と、 該ＣＬ発振部が接続され、該加熱コイルに導入された缶
   詰の缶のインピーダンスに対応した高周波電流を該ＣＬ
   発振部に出力する高周波電源部と、 該ＣＬ発振部から出力された高周波電流の周波数を検出
   する周波数検出部と、 該高周波電源部から出力された高周波電流の値を検出す
   る電流値検出部と、 該電流値検出部において検出された出力電流値を積分す
   る積分器と、 該積分器において積分された電流積分値と前記周波数検
   出部において検出された周波数とに基づき加熱コイルに
   導入された缶詰の缶の種類を判別する缶種判別部と、 該缶種判別部において判別された缶種に基づき、前記高
   周波電源部のＯＮ状態の時間制御を行う加熱時間制御部
   と、 を備えたことを特徴とする缶詰自動販売機用誘導加熱装
   置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の誘導加熱装置において、
   前記電流値検出部において検出された出力電流値と予め
   設定しておいた所定電流値とを比較し、該出力電流値が
   該所定電流値を越えないように前記高周波電源部から出
   力される高周波電流を制御する電流制御部を備えたこと
   を特徴とする誘導加熱装置。