JPH0630123Y2 - 調理器用ランプヒータの制御装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は調理器用ランプヒータの制御装置、具体的に
は、コーヒーメーカー、電気ポットその他の調理器の加
熱手段として採用されるハロゲンランプヒータへの供給
電力を制御する装置に関するものである。

（従来の技術） 従来、コーヒーメーカー、電気ポットその他の卓上型調
理器の加熱手段としては、シズヒータ、マイカヒータあ
るいはセラミックヒータ等が採用されている。これらの
卓上型調理器では、通常、ヒータを加熱板に固設し、該
加熱板を介してその上に搭載された容器を加熱する構
造、あるいはヒータを調理器の容器本体に直接接着して
加熱する構造が採用され、また、使用時の動作を表示す
るため、発光ダイオードその他の発光素子をヒータ回路
に挿入することが行なわれている。

（考案が解決しようとする課題） しかしながら、加熱板やセラミックヒータを使用した場
合、それらの熱容量が大きいため、ヒータオフ時の被加
熱物の温度変化を追従させがたいという問題があった。
これは、特に、サイフォン式コーヒーメーカーのよう
に、湯とコーヒー粉末との接触時間の長短によって味が
変化し易い調理器の場合に問題となる。

また、発光素子による動作表示では、使用者がその点灯
を識別し得る位置が制限され、しかも、視覚的に訴える
ものが無いため、沸騰若しくはそれに伴う音が聞こえる
まで使用者をいら立たせるという問題があった。この問
題は、団らん時あるいは歓談時、卓上で使用する場合に
著しい。

これらの問題を解決する手段として、本出願人は、実願
平１−２９９７０号（実開平２−１２２６３３号公報参
照）にて、加熱手段として、赤外線を放射し、発熱効率
がよく、発熱及び冷却が速いハロゲンランプヒータを用
いたサイフォン式コーヒーメーカーを提案した。

このコーヒーメーカーは、ハロゲンランプヒータが加熱
手段としてだけでは無く、表示手段としても使用するた
め、ハロゲンランプヒータから漏れる光によってその動
作を判別でき、しかも、ヒータを含む加熱手段の蓄熱量
が小さいため、通電のオン−オフに対する応答性が優れ
ているが、視覚的には無機的な印象を与える。

また、ハロゲンランプヒータは突入電流が極めて大きい
ため、電流容量の大きなトライアックを使用しなければ
ならず、コストアップの要因となっていた。

従って、本考案は、突入電流を軽減すると共に、アルコ
ールランプ等の炎のようにちらついた感じを演出して視
覚的に有機的な印象を与えることができるようにするこ
とを目的とする。

（課題を解決するための手段） 本考案は、前記課題を解決するための手段として、商用
電源の電圧が零ボルトになる毎にそれに同期してパルス
発生手段からパルスを出力するパルス発生手段と、該パ
ルス発生手段からのパルスを計数し、所定時間内に入力
されるあるパルスにそれぞれ同期して、かつ、同期する
パルスを変動させつつ駆動パルスを出力する第１及び第
２計数手段と、両計数手段からの駆動パルスによりハロ
ゲンランプヒータに通電する駆動回路とからなる調理器
用ランプヒータの制御装置を提供するものである。

（作用） 前記構成において、制御装置を動作させると、商用電源
の電圧が零ボルトになる毎にそれに同期してパルス発生
手段からパルスが出力され、このパルスを計数する第１
及び第２計数手段はそれぞれ所定時間内に入力されるあ
るパルスに同期して駆動パルスを出力し、この駆動パル
スを受ける毎に駆動回路がハロゲンランプヒータに通電
する。この時、ハロゲンランプヒータは、常に電源電圧
が０ボルトの状態から印加されるため、突入電流が抑制
される。また、第１及び第２計数手段は、同一又は異な
る所定時間を周期として、交互にパルス発生手段から入
力されるパルスを計数し、かつ、同期するパルスを変動
させつつ駆動パルスを出力する。

従って、大きな周期でみると、第１及び第２計数手段か
ら駆動回路に入力される駆動パルスの間隔は絶えず変化
するため、ハロゲンランプヒータ全体として無秩序にオ
ン−オフさせるようになり、使用者には、あたかも風で
煽られてちらつくアルコールランプ等の炎で加熱してい
るような印象を与える。

次に、添付の図面を参照して本考案の実施例について説
明する。

（実施例） 第１図は本考案に係る制御装置をサイフォン式コーヒー
メーカーに適用した実施例を示し、このコーヒーメーカ
ーは、装置本体３と、該装置本体の基部１に載置される
容器４とからなり、基部１の片側半分には、ミル装置が
組み込まれた搭部２が立設されている。

基部１の容器４が載置される部分には、内部にハロゲン
ランプヒータ５が装着された環状の台枠８が配設され、
その上端にはガラス製の円形の載置板９がパッキン１０
を介して嵌着されている。この載置板９の材料として
は、任意の色に着色されたガラスを採用できるが、ラン
プの炎で加熱しているような雰囲気を出すためには、赤
色に着色されたものを用いるのが好ましい。

ハロゲンランプヒータ５の下方には、断面略円弧状の金
属製反射板１１が配設され、その下側には遮熱板１２が
配設されている。また、前記台枠８の内面には、縦方向
に適当数の溝１４が形成され、反射板１１と遮熱板１２
の間の空間にこもった熱が、遮熱板１２に設けた通気穴
１５及びこの溝１４を通って容器４に向かって流出する
ようになっている。

また、ミル装置は、ミルケース１６内に収容されるコー
ヒー豆をミルモータ１７により回転するミル刃１８で粉
砕して、得られたコーヒー粉をフィルタ１９を通過させ
て容器４に投入するようになっている。なお、２０はミ
ルケース１６を蓋するミル蓋１６ａの開閉を検出するた
めのミル蓋スイッチである。

容器４は、下容器２１と上容器２４とからなり、上容器
２４の下部はサイフォン管２２を構成するため漏斗状に
形成され、そのサイフォン管２２の上端側段部にフィル
タ２３が装着されている。上容器２４は、その段部に外
嵌したゴムパッキン２５を介して下容器２１に着脱可能
にした装着されている。

本考案に係る制御装置７は、基部１の搭部２が立設され
ている部分に配設され、ハロゲンランプヒータ５及びミ
ルモータ１７への電力供給を制御する。

この制御装置７は、第２図に示すように、基本的には、
パルス発生手段３０と、第１及び第２計数手段を構成す
るマイクロコンピュータ３１と、ハロゲンランプヒータ
５を駆動する駆動手段３２とから構成され、フォトセン
サー６、ミル蓋スイッチ２０及びスタートスイッチ３３
その他の各種スイッチ（図示せず）を備えている。

パルス発生手段３０は、正弦波入力信号の零電圧を基準
として所定時間だけパルス信号を発生する零交差検出回
路で構成されている。

マイクロコンピュータ３１で構成される第１計数手段３
４は、具体的には、パルス発生手段からの出力パルスを
計数し、所定パルス数毎に信号を出力する第１アップカ
ウンタ３６と、該第１アップカウンタに同期して設定値
からカウントダウンし、演算値が所定値に達する毎に駆
動パルスを出力する第１ダウンカウンタ３７とで構成さ
れ、それと同様に、第２計数手段３５は、前記第１アッ
プカウンタの出力信号を受けて前記パルス発生手段から
入力されるパルスの計数を開始し、所定パルス数毎に前
記第１アップカウンタ３６に計数を開始させる信号を出
力する第２アップカウンタ３８と、該第２アップカウン
タに同期して設定値からカウントダウンし、演算値が所
定値に達する毎に駆動パルスを出力する第２ダウンカウ
ンタ３９とで構成され、これらのカウンターは前記所定
パルス数毎に、あるいは所定値に達する毎にリセットさ
れる。

なお、図中、Ｄはダイオード、Ｒは抵抗、Ｃはコンデン
サ、Ｑはトランジスタ、Ｅは電源、２８はトライアック
である。

以上の構成においては、コーヒーを入れる場合、コーヒ
ー豆をミルケース１６に入れた後、ミル蓋１６ａを閉
め、フィルタ２３を装着した上容器２４と水を入れた下
容器２１とを一体にした容器４を載置板９上に置き、ス
タートスイッチを押すと、まず、制御装置７はハロゲン
ランプヒータ５に短時間（例えば、約１秒）通電し、そ
の光をフォトセンサー６で検出することによって空焚き
か否か、即ち、容器４の有無並びに容器４内の水の有無
を検出し、両方が有りと判断した場合に、一定時間ミル
モータ１７を駆動し、ミル刃１８が回転してコーヒー豆
を粉砕し、粉砕されたコーヒー粉が上容器２４内に放出
される。

なお、容器４が無い場合あるいは容器４に水が所定量入
っていない場合、ハロゲンランプヒータ５からの光が直
接フォトセンサー６に入射するため、条件が満たされて
いないと判断して、前記動作を行う代わりに警告音およ
び／または警告ランプで報知する。

次いで、制御装置７によりハロゲンランプヒータ５は、
第３図に示すフローチャートに従って、次のようにして
電力制御される。

いま、第１および第２ダウンカウンタが初期設定値Ａ，
Ｂをそれぞれ１１および１２とし、第１および第２アッ
プカウンタがリセットさせる所定パルス数を１０に設定
してあるものとすると、まず、ステップ１でレジスタ
Ａ，Ｂに初期設定値１１，１２が読みこまれ、次いでパ
ルス発生手段からゼロクロスパルスが一つ入力される
と、ステップ２，３で第１ダウンカウンタと第１アップ
カウンタは減算若しくは加算を開始し、ステップ４，５
を経てステップ２，３が繰り返される毎に、第１ダウン
カウンタの演算値Ａは一つづつ減少し、第１アップカウ
ンタの演算値Ｎは一つづつ増加していく。１０個目のパ
ルスが入力されると、第１ダウンカウンタの演算値Ａは
１となるが所定値に達しないため、その演算値を保持し
たまま、ステップ４で第１アップカウンタの加算の回数
Ｎが１０であると判断されるためステップ６へ移行す
る。

このため、第２計数手段での計数が開始される。即ち、
パルス発生手段からゼロクロスパルスが入力される毎
に、第２ダウンカウンタの演算値Ｂは一つづつ減少し、
第２アップカウンタの演算値Ｎは一つづつ増加していく
（ステップ６，７）。ここでも１０個目のパルスが入力
されると、第２アップカウンタの加算の回数Ｎが１０で
あると判断されるため、ステップ２へ移行する。この
時、第２ダウンカウンタの演算値Ｂは２となるが所定値
に達しないため、その演算値を保持したまま、第１計数
手段の周期に移行する。

第１ダウンカウンタは前回の周期での演算の終値１から
減算を開始するため、１個目のパルスが入力されると、
その演算値Ａが０となり、ステップ３からステップ１０
へ移行し、そこでトリガーパルスが出力される。このト
リガーパルスを受けてトライアック２８がターンオフ
し、ハロゲンランプヒータは商用電源の半サイクルだけ
通電される。ステップ１１で第１ダウンカウンタを初期
値にリセットした後、ステップ４に戻る。この時、第１
アップカウンタは減算を１回しか行っていないため、そ
の演算値Ｎが１０になるまでステップ２〜５の動作を繰
り返し、その後、ステップ６へ移行する。なお、この時
の第１ダウンカウンタの演算値Ａは２である。

この２回目の周期では、第２ダウンカウンタは前回の周
期での演算の終値２から減算を開始するため、２個目の
パルスでその演算値Ａが０となり、ステップ８からステ
ップ１２へ移行し、そこでトリガーパルスを出力する。
このトリガーパルスを受けてトライアック２８がターン
オフし、ハロゲンランプヒータ５は商用電源の半サイク
ルだけ通電される。ステップ１３で第２ダウンカウンタ
を初期値にリセットした後、ステップ９に戻る。この
時、まだ２回しか加算及び減算を行っていないため、ス
テップ６〜９で減算及び加算をそれぞれ８回繰り返した
後、第２ダウンカウンタの減算値Ｂが４となったまま、
ステップ２に戻り、以後、順次同様な動作を繰り返し、
第４図に示すような間隔でトリガーパルスが出力される
ことになる。

従って、第１ダウンカウンタの動作する周期では、２回
目の周期では１個目のパルスで、３回目の周期では２個
目のパルスで、４回目の周期では３個目のパルスでと、
トリガーパルスが出力されるパルスは一つづつ遅れて出
力され、同様に、第２ダウンカウンタの動作する周期で
は、トリガーパルスが出力されるパルスは２個づつ遅れ
ていくことになる。このため、全体としてみると、トリ
ガーパルス間の間隔Ｔ₁，Ｔ₂，Ｔ₃，・・・・Ｔ_nは絶え
ず変化し、あたかも無秩序な感じでトリガーパルスが出
力され、ハロゲンランプヒータ５に通電される。

このハロゲンランプヒータ５から放射される光（可視光
線及び赤外線）は、反射板１１で反射して上方に進み、
載置板９及び下容器２１の底壁を透過して下容器２１内
に進入し、水中を通過中に水に吸収される結果、下容器
２１内の水が加熱される。この時、載置板９及び容器４
を介して放射される光は、ハロゲンランプヒータ５が全
体として無秩序にオン−オフされる結果、使用者には、
あたかも風で煽られてちらつくアルコールランプ等の炎
で加熱しているような印象を与える。

下容器２１内の水温が低い間は、蒸気がサイフォン管２
２に設けた通気穴２６よりサイフォン管２２内を通って
上容器２４から外部に流出するため、下容器２１内の圧
力上昇はなく、水面は殆ど降下しない。そして、下容器
２１内の水の温度が沸点に近付き通気穴２６による減圧
作用が加熱による蒸気圧の上昇に追い付かなくなると、
そのときの蒸気圧により下容器２１内の熱湯はサイフォ
ン管２２を上昇してゆき、通気穴２６を塞いで急激に上
昇してフィルタ２３を通過し、上容器２４内に流入して
コーヒー粉に接触し、コーヒーを抽出する。

下容器２１の湯の減少に伴い、その水面がフォトセンサ
ー６より下方に降下すると、水面で散乱するハロゲンラ
ンプヒータ５の光線の一部がフォトセンサー６に入射す
るため、フォトセンサー６の出力信号が変化し、それに
よって制御装置７は加熱が完了したことを検知し、ハロ
ゲンランプヒータ５への通電を停止する。

ハロゲンランプヒータ５への通電が停止すると、下容器
２１が冷えて蒸気圧が低下するため、上容器２４内のコ
ーヒー液がフィルタ２３及びサイフォン管２２を経て下
容器２１内に流下する。ハロゲンランプヒータ５への通
電の停止後、所定時間経過すると、制御装置７は加熱時
のときより第１及び第２アップカウンタの切替わるまで
のパルスのカウント数Ｎ、即ち、周期を長くする一方、
第１及び第２ダウンカウンタの初期設定値Ａ，Ｂを大き
くすることにより、単位時間当たりのハロゲンランプヒ
ータ５への供給電力を減少させて、発熱量を減少させ、
ハロゲンランプヒータ５を保温用ヒータとして作動さ
せ、コーヒーを保温させる。

なお、保温時に炎で加熱している雰囲気を出す必要が無
ければ、ハロゲンランプヒータ５を位相制御するように
しても良く、また、別個独立の保温用ヒータを設けてコ
ーヒー液を保温するようにしても良い。

また、前記実施例では、説明の便宜上、第１及び第２ダ
ウンカウンタの初期値を１１および１２に設定し、第１
及び第２アップカウンタの終値を同じ１０に設定してい
るが、これらは両ダウンカウンタの初期値を同じにし、
両アップカウンタの終値を異ならしめても良く、また、
それぞれ同一若しくは異なる任意の値に設定できること
は言うまでもない。

さらに、前記実施例では、本考案に係る制御装置をサイ
フォン式コーヒーメーカーに適用した場合について説明
したが、これのみに限定されるものではなく、他の型式
のコーヒーメーカーは勿論、電気ポット、オーブントー
スターなど任意の調理器に適用できる。

（考案の効果） 以上の説明から明らかなように、本考案によれば、加熱
手段としてハロゲンランプヒータを採用する場合に、商
用電源の零交差に同期してハロゲンランプヒータをオン
−オフさせることによって、突入電流を抑制しているた
め、定格電流の小さなトライアックなどの電流制御整流
素子を採用でき、しかもハロゲンランプヒータを無秩序
にオン−オフさせることによって、アルコールランプ等
の炎のようにちらついた感じを演出して視覚的に有機的
な印象を与えることができると同時に、その動作常態を
使用者が任意の方向からも見えるので、発光素子など動
作表示用の部品を省略できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る調理器用ランプヒータの制御装置
を適用したコーヒーメーカーの正面断面図、第２図はそ
の制御装置を示す回路図、第３図はそのフローチャート
を示す図、第４図はその動作時のランプヒータへの通電
用パルスの出力タイミングを示す図である。 ５〜ハロゲンランプヒータ、７〜制御装置、３０〜パル
ス発生手段、３１〜マイクロコンピュータ、３２〜駆動
手段、３４〜第１計数手段、３５〜第２計数手段、３６
〜第１アップカウンタ、３７〜第１ダウンカウンタ、３
８〜第２アップカウンタ、３９〜第２ダウンカウンタ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０５Ｂ 3/00 ３３０ Ａ 7913−3Ｋ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】商用電源の電圧が零ボルトになる毎にそれ
   に同期してパルスを出力するパルス発生手段と、該パル
   ス発生手段からのパルスを計数し、所定時間内に入力さ
   れるあるパルスにそれぞれ同期して、かつ、同期するパ
   ルスを変動させつつ駆動パルスを出力する第１及び第２
   計数手段と、両計数手段からの駆動パルスによりハロゲ
   ンランプヒータに通電する駆動回路とからなる調理器用
   ランプヒータの制御装置。