JPH084673B2 - 誘導加熱式アイロン - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、一般家庭において使用される誘導加熱式ア
イロンに関するものである。

従来の技術 第９図に、従来の技術における誘導加熱式アイロンの
断面図を示す。第９図に於て、１はアイロン本体、２は
アイロン本体１を誘導加熱するアイロン台である。アイ
ロン台２は、渦巻状に巻かれた加熱コイル３、加熱コイ
ル３に高周波の電流を供給するインバータ４、アイロン
本体１からの電波を受信し、インバータ４の出力を加減
する受信器15、加熱コイル３の上部を覆うフェルト５で
構成されている。アイロン本体１は、アイロンベース
６、加熱コイル３に磁気結合した結合コイル７、結合コ
イル７から直流電源を作り出す電源回路８、電源回路８
からの電力を消費する制御回路９を備えている。

第10図は、従来の技術のアイロン台の上面図である。
第10図に示しているように、結合コイル７は、アイロン
台の内部、アイロンベース６の上面に設けられている。

第11図は、従来の技術のアイロン本体１の内部に設け
られた回路の回路図である。第11図に於て、電源回路８
は、結合コイル７と、全波の整流器10、平滑コンデンサ
11によって構成されている。また、電源回路８の出力
は、制御回路９に接続され制御回路９に電源を供給して
いる。制御回路９は、アイロンベース６の温度を検知す
るためのサーミスタ12と、電波を送り出す送信器13に接
続され、送信器13の出力は送信アンテナ14に接続されて
いる。制御回路９は、サーミスタ12によって得られた温
度の情報を、送信器13に出力し、温度情報によって変調
された電波が送信アンテナ14から出力される。

以上の構成に於て従来の技術の誘導加熱式アイロンの
動作を説明する。

アイロン台は、加熱コイル３から発生する高周波の交
番磁界によってアイロンベース６が誘導加熱され、同時
に結合コイル７によって加熱コイルからの磁界の一部が
拾われ電流を発生する。結合コイル７の出力電圧は、加
熱コイル３と同様に高周波で振動しているため、整流器
10によって直流に変換され、平滑コンデンサで平滑され
て、制御回路９に出力される。制御回路９は、アイロン
ベース６の温度をサーミスタ12からの信号によって検知
し、その信号に応じた信号を送信器13に出力する。送信
器13は、制御回路９からの信号によって変調された約30
0メガヘルツの電波をアンテナ14から出力し、その電波
はアイロン台内部に設けられた受信器15に受信され、ア
イロンベース６の温度が高い場合には、インバータ４の
出力を絞るという動作を行う。その結果、加熱コイル３
による加熱のパワーが低下し、アイロンベースの温度
は、常にほぼ一定の値に制御される。

発明が解決しようとする課題 上記の従来の技術においては、電源回路から制御回路
に出力される電圧が不安定であり、それを安定化しよう
とする場合には、大きな電力損失が生じるという課題が
あった。

すなわち加熱コイルと結合コイルとの係合状態が変化
して、その出力電圧の値が大きく変化した場合には、平
滑コンデンサの電圧が不安定になり、制御回路にも不安
定な電源電圧が供給されるという課題があった。

また、アイロン本体の位置が変動しても平均した電源
電圧が制御回路に加わるように、例えば電気二重層キャ
パシタンスのように静電容量が大きいコンデンサを平滑
コンデンサに用いた場合には、アイロン本体を長時間加
熱コイルに近い場所で加熱した場合に、平滑コンデンサ
が過充電となり、平滑コンデンサ及び制御回路に過電圧
が印加され、場合によっては破壊するという問題があっ
た。

他の従来の技術においては、第12図に示すような、シ
リーズレギュレータを用いたものもあった。

第12図は、電源回路８の回路図で、結合コイル７の出
力に整流器10と平滑コンデンサ11を接続し、その後にシ
リーズレギュレータ15を接続している。この構成によ
り、一定の電圧を制御回路９に出力しようとすると、結
合コイルと加熱コイルとの結合がよい場合においては、
結合コイル７の出力電圧が非常に高くなるために、平滑
コンデンサの電圧も高くなり、シリーズレギュレータ15
の電力損失がきわめて大となり、シリーズレギュレータ
からの発熱による温度上昇が問題になる。

シリーズレギュレータの代わりにスイッチングレギュ
レータを用いた場合には、損失は小さくなるが回路が著
しく複雑になるという問題があった。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、
比較的簡単な電源回路の構成で、電源回路の出力電圧を
効率よく安定化するものである。

課題を解決するための手段 上記の課題を解決するための手段は、アイロン本体と
前記アイロン本体を誘導加熱する加熱コイルを有するア
イロン台からなり、前記アイロン本体は制御回路と前記
制御回路に電源を供給する電源回路を有し、前記電源回
路は前記加熱コイルまたは前記アイロン台に設けられた
電源供給コイルと磁気結合した結合コイルと前記結合コ
イルに並列接続された共振コンデンサと、前記結合コイ
ルに接続された整流器と平滑コンデンサと、短絡手段を
有し、前記短絡手段は前記平滑コンデンサの電圧が所定
の値以上の時に前記結合コイルを短絡する構成の誘導加
熱式アイロンとするものである。

作用 以上の構成によって本発明の誘導加熱式アイロンは、
比較的簡単な電源回路構成で、その出力電圧を効率よく
安定化することが可能となる。

実施例 第１図は、本発明の一実施例における誘導加熱式アイ
ロンの断面図である。第１図に於て、21はアイロン本
体、23はアイロン本体21を誘導加熱する加熱コイル22を
含んだアイロン台である。アイロン台23は、加熱コイル
22に高周波電流を供給する加熱用インバータ29、アイロ
ン本体１からの電波を受信する受信器32、電源供給コイ
ル26、電源供給コイル26に電流を供給する電源供給用イ
ンバータ28を備えている。アイロン本体21は、アイロン
ベース70・制御回路24、アイロンベース70の温度を制御
回路24に知らせるサーミスタ30、制御回路24からの信号
により変調された電波を発信する発信器31、制御回路24
に電源を供給する電源回路25を有し、電源回路25はアイ
ロン台23に設けられた電源供給コイル26に磁気的に結合
した結合コイル27を有している。第２図は、電源供給コ
イル26と結合コイル27の結合を示す上面図、第３図は、
第２図のＢ矢視図である。第２図と第３図に示した様
に、電源供給コイル26は、コの字形のフェライトコア34
に巻かれ、結合コイル27は、棒状のフェライトコア35に
巻かれている。第４図は、アイロン本体21の内部の回路
図である。第４図に示したように、電源回路25は、結合
コイル27、結合コイルの両端に接続された共振コンデン
サ６、結合コイルの中間端子に接続されたダイオードに
よる整流器７、平滑コンデンサ38と短絡手段39で構成さ
れている。短絡手段39は、抵抗41・抵抗43・抵抗44・ツ
ェナダイオード42・コンパレータ45・ツェナダイオード
46・トランジスタ49・トランジスタ49のドライブ用の抵
抗48と抵抗47、コンパレータ45のヒステリシス動作のた
めの抵抗52・ツェナダイオード53・共振コンデンサ36の
両端を短絡するためのサイリスタ54、サイリスタ54のド
ライブのための抵抗50と抵抗51、サイリスタ54がノイズ
等により誤オンするのを防ぐためのコンデンサ55によっ
て構成されている。制御回路24は、電源回路25の出力Vb
に接続され、サーミスタ30から得た温度情報を送信器25
に送っている。送信器25は、制御回路24からの信号によ
って変調された電波をアイロン台に送信する。

以上の誘導加熱式アイロンの構成における動作の説明
を次に第５図の波形図を参照しながら行う。

第５図（ア）は共振コンデンサ36に発生する電圧Vaの
波形図、第５図（イ）は平滑コンデンサ38の端子間電圧
Vb（＝出力電圧）の波形図、第５図（ウ）はサイリスタ
54のゲート電圧Vcの波形図である。T1までの時間におい
ては、平滑コンデンサ38の電圧Vbがまだ低く、コンパレ
ータ45のプラス入力端子の電位よりもマイナス入力端子
の電位の方が低いため、コンパレータ45の出力は、オー
プンコレクタの状態になり、トランジスタ49がオフ状態
になって、サイリスタ54のゲート電圧Vcはほぼゼロとな
っている。このため共振コンデンサ36は、結合コイル27
と並列共振状態となり、共振コンデンサ36には高周波の
高電圧Vaが発生する。時刻T1において、Vb＝V1（スレッ
ショルド電圧）に達すると、コンパレータ45のマイナス
入力端子の電圧が、プラス入力端子の電圧より高くなる
ために、コンパレータ45の出力電圧がローに引き込ま
れ、トランジスタ49がオンになる。したがってサイリス
タ54のゲート電圧Vcも高くなり、サイリスタ54がオンす
る。すると、結合コイル27がサイリスタ54によって短絡
されるため、Vaはほとんどゼロボルトとなる。結合コイ
ル27が短絡されると、平滑コンデンサ38への充電も止ま
るので、平滑コンデンサ38から制御回路24に供給される
電流によって放電されて行くので、Vbは低下の一途を辿
る。また、トランジスタ49がオンすることによって、ダ
イオード53と抵抗52を経て、コンパレータ45のマイナス
入力端子が引き上げられるため、ヒステリシスが生じ、
次にコンパレータ45の出力がオープンコレクタ状態に移
るのはVb＝V2になったときである。時刻T2においてVb＝
V2になると、再びコンパレータ45の出力がオープンコレ
クタ状態になってトランジスタ49がオフになり、Vcもほ
とんどゼロボルトとなる。結合コイル27には絶えず高周
波の交番電流が流れているためVc＝０となれば、すぐに
サイリスタ54もオフする。そのため再び共振状態に入り
平滑コンデンサ38に充電が行われ、制御回路24にも電源
電流が供給される。

以上のようにこの実施例では、サイリスタ54のターン
オン時に、結合コイル27が短絡される時に共振コンデン
サ36も同時に短絡される。したがってその際にわずかな
損失が発生するが、制御回路24にかなり効率よく安定し
た電源電圧を供給することができる。

なお、本実施例においては、専用の電源供給コイルを
設けたが、従来の技術で述べたようにアイロンがけの最
中にアイロン本体を加熱する加熱コイルからの磁界を受
ける場合についても同様の効果を挙げることができる。

なお、結合コイル27が短絡された際に、専用の電源供
給コイルの電流が増加する傾向がみられるが、通常の誘
導加熱式アイロンでは、結合コイルと電源供給コイルの
間隙が５ミリメートル程度になるため、前記電流の増加
分は励磁電流よりもずっと小さくすることができるため
問題にはならない。

次に本発明の第２の実施例について説明する。

第６図は、本発明の第２の実施例における誘導加熱式
アイロンのアイロン本体の内部の回路図である。第６図
においては、前記の実施例に位相検知回路56、Ｄフリッ
プフロップ62、抵抗61、抵抗63、抵抗64をつけたもので
ある。位相検知回路56は、結合コイル27の電圧が負また
はゼロになっているときにハイを出力するもので、Ｄフ
リップフロップ62は、抵抗61に発生する電圧の有無を位
相検知回路56の出力電圧Vdが立ち上がるときに読み込ん
で、出力端子Ｑから出すものである。

以上の構成に於て、動作の説明を第７図を参照しなが
ら行う。第７図（ア）は結合コイル27および共振コンデ
ンサ36の電圧Vaの波形図、（イ）は位相検知回路56の出
力電圧Vdの波形図、（ウ）は抵抗61にかかる電圧Veの波
形図、（エ）はサイリスタ54のゲート電圧Vfの波形図で
ある。（イ）に見られるように、VdはVa＜０のときだけ
ハイになり、（ウ）に見られるようにVeはVaには無関係
にハイに立ち上がる。本実施例では、Ｄフリップフロッ
プ62の作用により、Vdがハイに立ち上がる瞬間のVeの状
態を読み込むので、Vfがハイに立ち上がるのは、Vfがほ
とんどゼロの状態の時になる。

従って、本実施例においては、第１の実施例に比べ多
少回路の構成部品が増加し、複雑にはなるが、共振コン
デンサが短絡されることによる損失が発生しなくなるた
め、第１の実施例の場合よりもさらに損失が少なく、高
効率の電源回路が実現できる。

なおこの実施例においては、Ｄフリップフロップを使
用した例を示したが、Ｄフリップフロップの代わりに例
えばAND回路を使用してもほぼ同様の効果が得られる。

次に別の結合コイルの例を第８図に示す。第８図にお
いては、結合コイルを同じ位置に二つ設け、その一方27
aに、共振コンデンサ36と短絡回路39設け、他方の27bに
は、整流器37、平滑コンデンサ及び制御回路24を接続し
たものである。

この実施例においても、前記の中間端子を用いたもの
と等価の効果が得られ、巻線に用いる銅量が多少多くな
る代わりに、エナメル線の処理が簡単になるという効果
がある。

また、共振コンデンサと整流器と短絡手段を同じ位置
に設けた３つの結合コイルに接続しても等価な動作を行
う。

なお、いずれの実施例においても電源回路の出力には
若干のリプル電圧が発生するので、必要であればシリー
ズレギュレータ等を設けてさらに安定化してもよく、こ
の場合でもシリーズレギュレータの損失は、非常に小さ
な値に抑えることができる。

発明の効果 以上の実施例によって明らかなように、本発明の誘導
加熱式アイロンは、特にアイロン本体と前記アイロン本
体を誘導加熱する加熱コイルを有するアイロン台からな
り、前記アイロン本体は制御回路と前記制御回路に電源
を供給する電源回路を有し、前記電源回路は前記加熱コ
イルまたは前記アイロン台に設けられた電源供給コイル
と磁気結合した結合コイルと前記結合コイルに並列接続
された共振コンデンサと、前記結合コイルに接続された
整流器と平滑コンデンサと、短絡手段を有し、前記短絡
手段は前記平滑コンデンサの電圧が所定の値以上の時に
前記結合コイルを短絡するという構成により、比較的簡
単な電源回路の構成で、電源回路の出力電圧を効率よく
安定化することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第一の実施例における誘導加熱式アイ
ロンの断面図、第２図はその電源供給コイルと結合コイ
ルの上面図、第３図は第２図のＢ矢視図、第４図は第１
図に示した誘導加熱式アイロンのアイロン本体の内部の
回路図、第５図はその動作波形図、第６図は本発明の第
２の実施例における誘導加熱式アイロンのアイロン本体
の内部の回路図、第７図はその動作波形図、第８図は本
発明の誘導加熱式アイロンのアイロン本体の内部に設け
られた結合コイルの別の例を示す回路図、第９図は従来
の技術における誘導加熱式アイロンの断面図、第10図は
従来の技術の誘導加熱式アイロンの上面図、第11図は従
来の技術の誘導加熱式アイロンのアイロン本体の内部の
回路図、第12図は従来の技術の誘導加熱式アイロンのア
イロン本体にシリーズレギュレータを設けた場合の回路
図である。 21……アイロン本体、22……加熱コイル、23……アイロ
ン台、24……制御回路、25……電源回路、26……電源供
給コイル、27・27a・27b……結合コイル、36……共振コ
ンデンサ、37……整流器、38……平滑コンデンサ、39…
…短絡手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】アイロン本体と前記アイロン本体を誘導加
   熱する加熱コイルを有するアイロン台からなり、前記ア
   イロン本体は制御回路と前記制御回路に電源を供給する
   電源回路を有し、前記電源回路は前記加熱コイルまたは
   前記アイロン台に設けられた電源供給コイルと磁気結合
   した結合コイルと前記結合コイルに並列接続された共振
   コンデンサと、前記結合コイルに接続された整流器と平
   滑コンデンサと、短絡手段を有し、前記短絡手段は前記
   平滑コンデンサの電圧が所定の値以上の時に前記結合コ
   イルを短絡する誘導加熱式アイロン。