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    公开号:WO1992002111A1
    申请号:PCT/JP1991/000998
    申请日:1991-07-25
    公开日:1992-02-06
    发明作者:Yuji Nakabayashi；Naoyoshi Maehara；Daisuke Bessyo；Takahiro Matsumoto
    申请人:Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.；
    IPC主号:H05B6-00
    专利说明:
    [0001] 明 細 書
    [0002] 発明の名称 .
    [0003] 高周波加熱装置
    [0004] 技術分野
    [0005] 本発明は、 自動車、 船舶などの移動機関に搭載された、 食 品、 流体等を加熱する電子レンジや、 廃棄物の加熱処理装置、 あるいは触媒などを加熱する高周波加熱装置に関する。
    [0006] 背景技術
    [0007] 従来電子レンジに代表されるこの種の高周波加熱装置は、 商 用電源を利用するよう構成された一般家庭用のいわゆる電子レ ンジを流用し、 所定の周波数でかつ所定の交流電圧の専用交流 発電機と組み合わせて使用されていた。
    [0008] 第 22図は従来の高周波加熱装置の構成図である。 同図は、 観 光バス等に用いられる場合の構成図である。
    [0009] 図において、 車体 1内には輸送用の動力を発生するエンジン
    [0010] 2が設けられ、 タイヤ 3にその動力が伝達されて旅客の輸送を 行う構成となっている。
    [0011] このような車内において食品 4をマイク口波加熱するため に、 いわゆる電子レンジ 5が搭載されている。 この電子レンジ 5は、 鉄共振型昇圧トランス 6、 共振コンデンサ 7、 高圧ダイ オード 8より成る電源装置 9と、 マグネ トロン 1 0、 および、 オーブン 1 1 より構成されており、 家庭用の商用電源を端子
    [0012] 1 2， 1 3に接続して使用することができる。 このため、 所定 の周波数 （例えば 6 0 H z ) で所定の電圧 （例えば 1 0 0 V ) をこの端子 1 2， 1 3に供給することが、 正常機能を発揮せし めるために不可欠である。
    [0013] したがって、 従来は、 専用の動力発生機 1 4とそれにより附 勢される発電機 1 5を備えた交流電圧発生装置 1 6を用い、 こ の交流電圧発生装置 1 6と家庭用電子レンジ 5とで図のような 構成のマイクロ波加熱装置を実現し、 車内使用に用いていた。 一方、 近年では、 車の普及が大きく進み、 長距離輸送ゃ長距 離ドライブ、 あるいは、 ヨッ ト、 キャンプなどのアウ ト ドアレ ジャ一等がさかんとなり、 車内等商用電源のない場所での飲食 への要望が強まってきた。
    [0014] また、 特に、 ディーゼル等のエンジンの排ガス浄化触媒の性 能向上の為に、 マイク口波加熱を利用することが必要となりつ つめる。
    [0015] このように、 特に、 商用電源の利用できない場所で手軽に利 用できる高周波加熱装置の必要性が増大してきていた。
    [0016] しかしながら、 前述したような従来の技術では、 拡大する商 用電源の利用できない場所での高周波加熱装置の利用需要に対 して、 十分対応することが困難であった。 すなわち、 従来の技 術では、 特別な （商用電源と同等の電源周波数や電圧の安定性 を保証できる） 交流安定化電源が必要であり、 どうしても専用 の高精度交流安定化電源が必要であった。 これは、 マグネ トロ ン駆動用電源装置として鉄共振型トランスを用い、 共振コンデ ンサとの共振によるマグネト口ン動作の安定化と出力の安定化 を図る電源装置であるためである。
    [0017] このため従来の高周波加熱装置は、 交流安定化電源が必要で あること、 鉄共振用トランスが必要であることなどの理由によ り、 非常に大きく、 重く、 かつ、 高価であり、 しかも、 制御性 が悪いので扱いにくいものであった。 特に、 鉄共振型トランス を用いることは専用交流安定化電源を必要とすることを意味 し、 このため、 上述の不都合を避けることが不可能であった。 したがって、 車、 ョッ トなどの移動空間内など、 商用電源の 利用困難な場所で容易に使用できる高周波加熱装置を安価に実 現することが困難であった。
    [0018] 発明の開示
    [0019] そこで本発明の目的は、 人や物、 動物などの輸送手段に搭載 された出力安定精度が良くない直流電源を用いても、 マグネト 口ンに高圧電力を容易に供給することができ、 商用電源の利用 が困難な場所においても、 必要とされる安定な誘電加熱機能を 容易に実現することができ、 拡大する高周波加熱装置の利用需 要を満たすことができるようにすることと、 信頼性の向上、 安 全性の向上、 快適な操作性を提供することである。
    [0020] 上記目的は、 直流電源と、 前記直流電源から得た直流電力を 受けるインバ一タ電源と、 前記インバータ電源の出力により附 勢されるマグネ トロンと、 前記直流電源出力の大きさを直接又 は間接的に検出する直流出力検知手段と、 前記直流出力検知手 段の信号に基づき前記ィンバータ電源の動作を制御するィンバ 一夕制御部とを設け、 前記直流電源の直流出力の大きさに応じ て前記ィンバ一タ電源の動作状態を制御する構成としたもので、 出力安定精度が低く、 簡単な構成で低価格の動力発生機及び発 電機を用いても、 必要な誘電加熱機能を安定に発揮することが 容易に実現できる。 また電池等の直流電源と、 前記直流電源から電力供給を受け るィンバータ電源と、 前記ィンバータ電源の半導体スィッチン グ素子を駆動する発振器と、 前記発振器を制御する制御回路と、 前記発振器への電力供給をオン ·オフする発振器用スィツチと、 前記制御回路の信号により前記発振器用スィツチのオン，オフ 動作を行わせるスィッチ動作手段とを備え、 前記発振器への電 力供給をおこなう前記発振器用スィツチのオン ·オフにより前 記ィンバータ回路の制御を行う構成とし、 前記発振器への電力 供給をおこなう発振器用スィツチのオン ·オフにより前記ィン バータ回路の制御を行う構成したもので、 前記発振器に必要な 電力供給を行う リ レースィツチである前記発振器用スィツチを、 接点容量の小さい小型で安価なリレースィッチとすることがで きる。
    [0021] また、 被加熱物を加熱する加熱室と、 インバータ電源に付勢 されるマグネトロンと、 このマグネトロンの出力を制御する出 力制御部とを有する装置本体と、 前記装置本体と着脱可能で前 記出力制御部に操作指令を与える操作部とよりなる構成とした もので、 装置本体は装置に適したところに設置できしかも走行 中に最も操作し易いところで操作できる。
    [0022] さらにまた、 装置本体に加わる重力を検出する検出手段と、 前記加速度検出手段の出力によって作動する加速度制御手段と を備え、 前記加速度制御手段が装置本体に加わる加速度を検出 すると、 加速度制御手段によって、 例えば、 前記インバータ電 源の動作を停止する、 あるいは、 前記制御回路の電源を切る、 あるいは、 加熱室の扉をロックする、 などによって、 移動中で あっても安全に高周波加熱を行なうことができる。
    [0023] 図面の簡単な説明
    [0024] 第 1図は本発明の一実施例における全体のプロック図、 第 2 図は同高周波加熱装置の回路図、 第 3図 (a)， （b), (c)は、 同高周 波加熱装置のインバー夕の動作波形図、 第 4図は同高周波加熱 装置のィンバー夕の動作特性図、 第 5図は同高周波加熱装置の ィンバ一タ制御部の第 2の実施例を示す回路図、 第 6図は同高 周波加熱装置の発電機回転数と出力電圧の特性図、 第 7図は同 高周波加熱装置の発電機出力電圧と高周波出力の特性図、 第 8 図 (a)， （b)は同高周波加熱装置の高周波加熱出力と加熱時間の特 性図、 第 9図は本発明の第 3の実施例における全体のプロック 図、 第 10図は、 本発明の第 4の実施例における全体のブロック 図、 第 1 1図同高周波加熱装置の外観斜視図、 第 12図は本発明の 第 5の実施例における全体のプロック図、 第 13図は同高周波加 熱装置を自動車に実装した図、 第 14図は同高周波加熱装置の操 作部の拡大斜視図および断面図、 第 15図は本発明の第 6の実施 例における断面図、 第 16図は同高周波加熱装置の全体の回路 図、 第 17図は本発明の第 7の実施例における本体の断面図、 第 18図は、 同高周波加熱装置の全体の回路図、 第 19図は本発明の 第 8の実施例における本体の断面図、 第 20図は、 本発明の第 9 の実施例における本体の断面図、 第 21図は本発明の第 10の実施 例における本体の断面図、 第 22図は自動車に搭載された高周波 加熱装置の構成図である。
    [0025] 発明を実施するための最良の形態
    [0026] 以下、 本発明の実施例について図面と共に説明する。 第 1図 は本発明の一実施例を示す高周波加熱装置のプロック図であ り、 車に適用した例である。
    [0027] 図において、 動力発生機であるエンジン 2 0の回転動力はタ ィャ 2 1に伝達される構成であるが、 同時に、 交流発電機 2 2 にもこの回転動力が伝達される。 この発電機 2 2の出力電圧は 整流手段 2 3に供給され、 この直流出力はィンバータ電源 2 4 へ電力を供給する電源となる。 このインバ一タ電源 2 4は、 ス イッチングトランジスタゃ共振コンデンサを含むスィツチング 回路 2 5 と共振ィンダクタを兼ねた昇圧トランス 2 6より成 り、 この高圧出力は整流器 2 7を介してマグネトロン 2 8に供 給される構成となっている。 マグネトロン 2 8の出力電波は、 オーブン 2 9内の食品 3 0に供給され、 食品 3 0の誘電加熱が 可能となる。
    [0028] ところで、 エンジン 2 0はその回転数を安定に制御するため には、 高度の燃料供給制御や燃焼状態制御が必要となる。 そし てこの実施例の場合のように、 車の輸送動力発生機を兼用した 動力発生機 2 0の場合は、 車の走行スピードに対応したタイヤ 2 1の必要回転数に応じて、 その回転数が大きく変動せざるを 得ない。 このため、 発電機 2 2の出力は電力発生機 2 0の回転 数に応じて大きく変化する。
    [0029] このような大きく変化する動力発生機 2 0の動作状態に対し て食品 3 0の誘電加熱を良好に行い、 かつ、 発電機 2 2に異常 な過負荷がかかり信頼性が低下するのを防止するために、 ィン バータ電源 2 4の動作状態、 すなわち、 電力変換量をなんらか の形で発電能力に応じて制御する必要がある。 このために、 発 電機 2 2の発電電力を整流手段 2 3の出力電圧として検出する 電圧検知手段 （発電出力検知手段） 3 1 と、 この電圧検知手段 3 1 の信号を受けィ ンバ一夕電源 2 4のスイ ツチング回路 2 5 を制御するィンバータ制御部 3 2が設けられており、 発電機 2 2の発電出力の大きさに応じたイ ンバータ電源 2 4の動作を 実現するよう構成されている。
    [0030] このような構成により、 発電機 2 2は動力発生機 2 0の回転 数変動範囲がいかに大きくても過負荷状態に陥って信頼性の低 下を生じることがなく、 しかも、 食品 3 0の良好なマイクロ波 加熱をも実現することができる。
    [0031] 第 2図は、 前述した第 1図の本発明の実施例のさらに詳しい 構成を示す回路図であり、 第 1図と同符号のものは相当する構 成要素であり詳しい説明を省略する。
    [0032] 発電機 2 2の出力は、 ダイオード 3 3、 3 4、 3 5、 コンデ ンサ 3 6よりなる整流回路 2 3により整流され、 直流電圧に変 換される。 そしてこの直流電圧は、 インダクタ一 3 7、 バイパ スコ ンデンサ一 3 8、 共振コ ンデンサ— 3 9、 昇圧トラ ンス 4 0、 トランジスタ一 （ I G B T ) 4 1、 ダイオード 4 2など よりなるイ ンバータ電源 2 4に供給される。 イ ンバータ電源 2 4の出力は、 昇圧トランス 4 0の 2つの 2次巻き線の出力と して、 マグネ トロン 2 8に供給される。 高圧 2次巻き線の出力 は、 コンデンサ 4 3、 ダイオード 4 4、 4 5より成る高圧整流 回路 2 7を介して直流高圧に変換された後、 マグネトロン 2 8 に供給され、 一方、 低圧 2次巻き線の出力は、 マグネ ト ロ ン 2 8のカソードに直接供給される構成となっている。 ィンバータ制御部 3 2は、 抵抗器 4 6、 4 7により I G B T 4 1のコレクタ電圧を同期信号として検出し、 共振コンデンサ 3 9と昇圧トランス 4 0よりなる共振回路の共振状態に同期し ながら I G B T 4 1 の導通時間 T o nを制御するィンバータ制 御回路 4 8を中心に構成されている。 第 3図 (a)、 （b)、 （c)は、 I G B T 4 1のコレクタ電圧 V c e、 コレクタ電流 I c d、 ゲー ト電圧 V gの波形図であり、 上述したインバー夕の動作状態を 示している。 すなわち、 ィンバータ制御回路 4 8は、 V c eと その電源電圧 V c c との交点 Pを検出し、 所定時間 T d後にゲ ート電圧 V gを出力する （同期発振制御という） 。 そして望ま しいマグネ トロン 2 8の電波出力が得られるようゲート電圧パ ルス幅 T 0 nを制御するものである。 なお、 4 9は電源回路で ある。 ィンバータ制御回路 4 8には、 抵抗器 5 0の端子電圧が マグネトロン 2 8のァノ一ド電流検出信号として帰還されてお り、 このフィードバック信号により、 T o nを制御してマグネ トロン 2 8の電波出力を任意の設定値に安定に制御できるもの であ。
    [0033] 発電機 2 2の発電出力の大きさは、 整流回路 2 3の直流出力 電圧として抵抗器 5 1、 5 2により検出され、 イ ンバータ制御 回路 4 8に供給される構成となっている。 したがって、 インバ 一夕制御回路 4 8は、 この検出信号に応じてィンバータ 2 4の 動作状態を制御することができ、 動力発生機 2 0の動作状態が 大きく変動しても発電機 2 2に過負荷状態を発生して信頼性の 低下を生じる事なく、 しかも、 マグネトロン 2 8による良好な 電波加熱を可能とすることができる。 すなわち、 動力発生機 2 0の回転数が著しく低下した時は発 電機出力が低下するので、 インバータ電源 2 4の安定動作がで きる範囲の発電機出力電圧となるよう I G B T 4 1の T o nを 小さく し、 その消費電力を発電機出力の大きさに見合ったもの に制御するものである。 T o nと P oの関係は、 第 4図に示す うであり、 T 0 nの 2乗に比例して P 0が変化する。 これは第 3図に示すィンバータ動作により、 マグネ トロン 2 8への供給 電力が I c dの 2乗にほぼ比例する為である。 また、 逆に発電 機出力が大きすぎる場合は、 同じ T 0 nのままでは P 0が大き くなりすぎるので加熱出力が過大になるばかりでなくィンバー タ電源 2 4の損失も大きくなりすぎてしまい、 I G B T 4 1等 が熱破壊に至ってしまう恐れが生じる。 このため、 この場合も T 0 nを小さく制御して、 ィンバータ電源 2 4の高信頼性と適 正な加熱出力とを実現するものである。
    [0034] 第 5図は本発明の第 2の実施例であり、 第 2図と同符号のも のは相当する構成要素である。
    [0035] 第 5図において、 ィンバータ制御部 3 2は、 第 3図にて説明 した同期発振制御機能を持ち T 0 n制御を行う P WM制御回路 5 3と、 マグネトロン 2 8のァノード電流検知信号と基準信号 発生器 5 4の信号との差信号を P WM制御回路 5 3に与える誤 差増幅器 5 5と、 発電機 2 2の出力電力の大きさを検出する発 電出力検知手段 3 1の信号を受け、 この信号に基づいて基準信 号発生器 5 4の発生する基準信号をそれに応じた値に制御する 加熱制御回路 5 6とにより構成されている。 この加熱制御回路 5 6は、 例えばマイク口コンピュータ等を用いて容易に構成す ることができ、 以下に述べるようなマグネト口ンの電波出力の 大きさの総合的な調節をあらかじめ定められたプログラムにし たがって行うものである。
    [0036] 発電機 2 2の回転数 Nが動力発生機 2 0の動作状態変化にし たがって変化すると、 発電出力検知手段 3 1の検知電圧 V o は、 第 6図に示すように変化し、 Nと V oとの間には一定の相 関がある。 したがって、 Nの代わりに V oを検出し第 5図の様 な構成を取ることができ、 信号検出回路が極めて簡単な構成と なる。
    [0037] 第 7図は、 加熱制御回路 5 6が、 発電機出力信号として検出 された V oに対してマグネトロン 2 8の出力 P 0をどのように 制御するかを示す一例である。 0が&、 b、 c、 と低下して いくと、 P oは A、 B、 Cと低く制御され、 そして V oが cよ り小さい領域では P 0は実質的に零 （すなわち、 P oがほぼ零 になる程の低入力電力でのインバータ動作状態も含む） に制御 され、 過渡に小さい V 0でィンバータ電源 2 4が動作し、 I G B T 4 1の破壊や発電機 2 2の故障などの不都合が生じるのを 防止している。 そして V oが再び上昇しても、 dに上昇するま では再び p 0を出力することを禁止している。 これは V oの値 が c近傍の値となるような動力発生機 2 0の動作状態のとき、 マグネトロン 2 8の出力 P 0が断続をく り返し、 マグネトロン 2 8の寿命を低下させたり、 イ ンバータ電源 2 4の信頼性低下 を生じたりするのを防止するためである。 このように加熱制御 回路 5 6は、 V oの変化に対して P 0が第 7図の様になるよう 基準電圧発生器 5 4を制御するよう構成されている。 加熱制御回路 5 6は、 マグネ トロン 2 8の出力 P 0の変化に 対して、 食品 3 0等の加熱時間 t cの調節を第 8図 (a)または (b) のように行うよう構成されている。 同図 (a)は、 P oが A、 B、 Cと変化するのに対して、 加熱時間 t cを比例的に大きく構成 の場合を示しており、 C以下ではインバータ電源 2 4の動作を 実質上停止させる制御構成である。 一方、 同図 (b)の場合は、 P 0の変化領域を A B間と B C間の 2つにわけ、 それぞれの領域 に対して一定の相異なる加熱時間 t cを割り当てる様に構成し た実施例であり、 実用上はこのような構成で加熱時間 t cの捕 正を行うことで、 P 0変化に対する十分な加熱補正制御を実現 することができる。
    [0038] また第 9図は第 3の実施例であり、 バッテリー 5 7と、 送電 ケーブル 5 8と、 整流手段 2 3と、 ィンバータ電源 2 4と、 整 流器 2 7と、 マグネトロン 2 8と、 オーブン 2 9によって構成 している。 前記符号と同じ物は同様な動作をするものであり、 詳しい説明は省略する。
    [0039] 上記構成によって、 送電ケーブル 5 8は、 バッテリー 5 7よ り受けた電力の全てを整流手段 2 3を介してイ ンバータ電源 2 4に送電している。 そしてこの直流電力はイ ンバータ電源 2 4によって高圧電力に変換され、 整流器 2 7によって整流さ れた後マグネ トロン 2 8に伝わる。 前記高圧電力によってマグ ネ トロン 2 8はオーブン 2 9の中にマイク口波を照射し、 被加 熱物 3 0を加熱するようになっている。
    [0040] 上記構成とすることによって、 バッテリー 5 7より安定した 電力が得られ、 また送電ケーブル 5 8はインバータ電源 2 4以 外には電力を与えていないので、 送電ケーブルによる電圧降下 を最少限に抑え'ることができる。
    [0041] 第 10図は本発明の第 4の実施例の高周波加熱装置の構成を示 す回路図で、 電池などの低電圧の直流電源 5 9は、 過電流が流 れた場合に遮断する遮断手段 6 0、 例えばヒューズを介してィ ンバ一タ電源 6 1に接続される。 インバータ電源 6 1は、 直流 電源 5 9から得られた直流低電圧を、 直流高電圧及び、 交流高 電圧に変換し、 マグネ トロン 6 2を付勢する。 マグネ トロン 6 2はマイク口波を発生し、 このマイク口波は高周波加熱装置 の加熱室に導かれ、 加熱室内に収納された食品などの被加熱物 を加熱する。
    [0042] インバータ電源 6 1 には、 トランジスタなどの半導体スイツ チング素子 6 3が用いられており、 この半導体スィッチング素 子 6 3は発振器 6 4により駆動される。 発振器 6 4は高周波加 熱装置に被加熱物を収納するためのドアの開閉によりオン ·ォ フする ドアスィッチ 6 5と、 発振器用スィツチ 6 6と遮断手段 6 0を介して直流電源 5 9に接続され電力供給を受ける。
    [0043] 入力手段 6 7は、 高周波加熱装置の動作 ·停止 ·動作時間な どの情報を入力するための手段で、 入力手段 6 7からの情報 は、 制御回路 6 8に伝達される。 制御回路 6 8は、 入力手段 6 7からの情報により発振器 6 4の動作 ·停止 ·断続動作 ·連 続動作等の制御を行うと共に、 動作状態の情報を表示手段 6 9 に伝達する。
    [0044] 表示手段 6 9は、 制御回路 6 8からの情報により動作状態を 表示する。 制御回路 6 8は、 制御回路用スィツチ 7 0及び遮断手段 6 0 を介して直流電源 5 9に接続され電力供給を受ける。
    [0045] 制御回路用スィツチ 7 0がオンされ、 電力が供給されると制 御回路 6 8は動作を始める。 制御回路 6 8は入力手段 6 7から の情報に基づき、 発振器 6 4を制御するが、 高周波加熱装置の ドアが開いている場合、 ドアスィッチ 6 5に設けられたスイツ チのオン · オフ状態、 すなわち高周波加熱装置のドアの開閉状 態を検知する検知手段 7 1からの情報により、 発振器 6 4の動 作を停止する制御を行うと共にスィツチ動作手段 7 2を介し て、 発振器に電力を供給するための発振器用スィッチをオフし 電力の供給を遮断する。
    [0046] 何等からの原因で、 ドアが開いているのに、 発振器用スイツ チ 6 6をオンさせる信号が制御回路 6 8からスィツチ動作手段 7 2に与えられても、 ドアスィッチ 6 5 と発振器用スィッチ 6 6は、 直列に接続されており、 ドアスィッチ 6 5がオフして いるので電力が供給されず発振器 6 4は動作しない。 このため ィンバータ回路は動作しないのでマイク口波は発生せず安全で あ O。
    [0047] 制御回路 6 8及び発振器 6 4への電力の伝達を行うためのス イッチである、 制御回路用スィッチ 7 0と、 ドアスィッチ 6 5、 発振器用スィツチ 6 6は、 制御回路 6 8及び発振器 6 4に要す る電力が 1 ワッ トおよび 3ヮッ ト程度の小電力であるので、 非 常に小型のものが使用できる。
    [0048] ィンバータ電源 6 1は、 半導体スィツチング素子 6 3に加え られる発振器 6 4からの信号によりスイッチングし、 直流高電 圧及び交流電圧を発生しマグネ 卜ロン 6 2を付勢する。 従って ィンバ一タ電源 6 1の動作は、 制御回路 6 8に電力を供給する ための制御回路用スィツチ 7 0の開閉によって行われる。 何等 かの原因で、 半導体スイッチング素子 6 3に信号が与えられ続 けて過電流が流れると、 遮断手段 6 0によってインバータ電源 6 1への電力供給が遮断されるので過熱による火災などを防げ る。
    [0049] 第 11図は、 本発明の第 4の実施例の高周波加熱装置の構成を 示す外観斜視図である。 同図において、 制御回路用スィ ッチ 7 0、 入力手段 6 7、 表示手段 6 9は、 高周波加熱装置の正面 に設けられており、 操作しやすくかつ見やすく している。
    [0050] 制御回路用スィツチ 7 0のオン ·オフにより、 高周波加熱装 置の動作 ·停止の操作ができる。 ドアスィ ッチ 6 5は加熱室
    [0051] 7 4に被加熱物 7 5を収納するためのドア 7 3の開閉により、 オン，オフするように取りつけられている。
    [0052] また第 12図は本発明の第 5の実施例を示すもので、 電源 7 6、 装置本体 7 7および操作部 7 8より構成されている。 電源 7 6 はバッテリーまたは発電機などよりなる。 装置本体 7 7は前記 電源 7 6の出力を高周波電力に変換するインバータ電源 7 9 と、 このインバータ電源 7 9の出力で駆動されるマグネ トロン
    [0053] 8 0と、 このマグネトロン 8 0の出力で被加熱物 8 1を加熱す る加熱室 8 2と、 インバータ電源 7 9の動作状態を制御し前記 マグネ トロン 8 0の出力電波を調節する出力制御部 8 3とより 構成されている。
    [0054] ここで、 出力制御部 8 3は操作部 7 8からの赤外線による操 作指令を受け調理指令信号に変換する赤外線受信器 8 4と、 赤 外線受信器 8 4からの操作指令信号やドアの開閉を検知する ド ァスィツチ 8 5、 また加熱室 8 2の温度を検知する温度センサ 一 8 6からの情報を受けるマイクロコンピュータ 8 7と、 マイ クロコンピュータ 8 7からの調理指令によってィンバータ電源 7 9の動作状態を制御する制御回路 8 8と、 前記マイクロコン ピュータ 8 7からの調理情報を赤外線に変換し操作部に送信す る赤外線送信器 8 9より構成されている。
    [0055] また操作部 8 7は、 電池 9 0と、 電池 9 0より電力を受けて 動作するマイクロコンピュータ 9 1 と、 前記マイクロコンピュ 一夕 9 1に接続されキー入力を行うためのキー入力部 9 2と、 同じく前記マイクロコンピュータ 9 1に接続され少なくともキ 一入力または調理情報などの表示をおこなう液晶表示部 9 4 と、 同じく前記マイクロコンピュータ 9 1に接続され少なくと もキー入力や調理情報の送信または調理の終了を知らせるブザ 一 9 5と、 同じく前記マイクロコンピュータ 9 1 に接続され少 なく とも調理情報などの操作指令を本体に送信する赤外線送信 器 9 2と、 同じく前記マイクロコンピュータ 9 1 に接続され本 体 7 7から送信された調理情報などを受信する赤外線受信器 9 3によって構成されている。
    [0056] 上記構成において調理指令をキー入力部 9 3より入力する と、 それを受けたマイクロコンピュータ 9 1において操作指令 に変換され赤外線送信器 9 2に伝えられると同時に、 液晶表示 部 9 4によって操作指令内容を表示する。 操作指令を受けた赤 外線送信器 9 2は赤外線によって装置本体 7 7の赤外線受信器 8 4へ操作指令を送信する。 また装置本体 7 7では赤外線受信 器 8 4より操作指令信号を受けたマイクロコンピュータ 8 7に よつて制御回路 8 8を介してィンバータ電源 7 9が駆動され る。 そしてインバータ電源 7 9の電力を受けたマグネ トロン 8 0の高周波出力によって加熱室 8 2内の被加熱部 8 1を加熱 調理する。 また、 マイクロコンピュータ 8 7では、 ドアスイツ チ 8 5、 温度センサ一 8 6からの情報によって、 最適な調理が 行われるように制御回路 8 8をコントロールしているととも に、 操作指令の受信完了、 調理の終了、 調理の残り時間、 など の情報を赤外線送信器 8 9に送っている。 赤外線送信器 8 9よ り送信されたこれらの情報は赤外線受信器 9 3を経てマイクロ コンピュータ 9 1により処理された後にブザー 9 5または液曰
    [0057] B曰 表示部 9 4によって操作者に知らせるようになつている。
    [0058] このように本発明の乗り物用高周波加熱装置によれば、 装置 本体 7 7より操作部 7 8が着脱可能であるため、 第 13図に示す ように操作部 7 8を最も操作し易いところに設置できるので操 作性が向上するとともに、 装置本体 7 7の設置場所が操作部 7 8の位置にとらわれないため装置本体 7 7を運転者から見 え、 かつ手の届く位置におかなければならないということがな く、 小型の乗り物でも組込みが可能となるという効果がある。 また操作部 7 8と装置本体 7 7とに赤外線による受信手段又 は送信手段の少なく とも一方を設け、 空気中を通って操作指令 を送受信する構成とすることにより、 操作部 7 8 と装置本体 7 7との間の結線が不必要となり操作部 7 8の設置の際の結線 による設置位置の制約や煩わしさが無くなると同時に、 結線に より美観をそこねるということがなくなる。 さらに赤外線なの で乗り物内の電子機器に対するノィズの影響が無いという効果 がある。
    [0059] また、 表示部 9 4を操作部 7 8と一体化することにより装置 本体 7 7と離れた場所におかれた操作部 7 8を見ることにより キー入力の確認や調理の進行具合いがわかるため、 使いやすさ が向上するという効果がある。
    [0060] 第 14図に本発明の操作部の他の例を示す。 上記実施例と相違 する点は、 第 14図 aに示すように操作部 7 8の背面に磁石 9 6 による取り付け手段を設けたことである。 操作部 7 8を取付け る場所 （例えば乗り物ボディ） に磁石 9 6が吸着しない場合 は、 第 14図 bのように磁石 9 6が吸着する金属 9 7を、 乗り物 のボディ 9 8に両面接着テープを用いて接着する。 乗り物のボ ディ 9 8が金属製で、 磁石 9 6が吸着する場合は、 第 14図じの ように磁石 9 6の吸着により、 乗り物のボディ 9 8に直接設置 する。
    [0061] この構成によれば操作部 7 8を設置するため乗り物の一部に 穴を開けるなどの加工をすることなく、 乗り物の任意の場所に 前記操作部 7 8を吸着して設置することができると同時に操作 部 7 8を使用する場面に応じた最適な場所に設置して操作を行 うことができるという効果がある。
    [0062] なお取り付け手段はファスナーなど磁石以外の方法によって もよい。
    [0063] 第 15図と第 16図は本発明の第 6の実施例であり、 第 15図およ び第 16図において、 9 9は被加熱物が収納された容器、 1 0 0 は容器に付帯された磁性材料からなる構造体、 1 0 1は被加熱 物が収納される加熱室、 1 0 2は加熱室の底面に近接して設け られた電磁石、 1 0 3は加熱室に給電するマイクロ波を発生す るマグネ トロン 1 0 4および電磁石 1 0 2を駆動制御する電源 部である。 なお、 1 0 5は導波管、 1 0 6は電波攪拌手段、 1 0 7は低マイク口波損失材料からなる仕切り板、 1 0 8は被 加熱物を加熱室 1 0 1 に出し入れする扉、 1 0 9は操作パネ ル、 1 1 0は本体ボディ、 1 1 1は本体支持部である。
    [0064] 1 1 2はバッテリー、 1 1 3は内燃機関によって交流電力が 発電されるオイルネ一タでありその出力はダイオード 1 1 4〜 1 1 6によって整流されバッテリー 1 1 2 と並列接続されて高 周波加熱装置を駆動させる直流電源部 1 1 7を形成する。 この 直流電源部の直流電圧は平滑コンデンサ 1 1 8、 昇圧トランス 1 1 9、 共振コンデンサ 1 2 0、 トランジスタ 1 2 1などか なるィンバータ電源 1 2に供給される。 ィンバータ電源 1 2 2の出力は昇圧トランス 1 1 9の 2つの二次巻き線の出力とし てマグネ トロン 1 0 4に供給される。 高圧二次巻き線の出力 は、 コンデンサ 1 2 3、 ダイオード 1 2 4、 1 2 5よりなる高 圧整流回路 1 2 6を介して直流高圧に変換された後、 マグネ ト ロンに供給される。 一方、 低圧二次巻き線の出力はマグネ トロ ンのカソー ドに供給される。 また、 直流電源部 1 1 7の直流電 圧は電磁石 1 0 2に供給される電圧を発生させる電磁石駆動回 路 1 2 7に入力される。
    [0065] 1 2 8は加速度検出手段であり、 磁性重錘と差動コイルを用 いた方式や重錘磁石と磁気変換素子を用いた方式などで構成さ れ、 本装置が搭載される自動車、 船舶などの移動機関に配設さ れている。 1 2 9は遠心力検出手段あるいは角速度検出手段で あり、 移動機関への配設においては主に操舵角速度を回転スリ ッ 卜とフォ トカプラーで検出する方式から構成され、 本装置へ の内蔵においては重錘と差動コイルあるいは磁気変換素子を用 いた構成からなる。 制御部 1 3 0は、 高周波加熱装置の操作パ ネルより入力される被加熱物の加熱情報のデータ入力信号 1 3 1に基づいて昇圧トランス 1 1 9と共振コンデンサ 1 2 0とか らなる共振回路の共振状態に同期しながらトラ ンジスタ 1 2 1 の導通時間を制御するイ ンバータ電源制御部と、 加速度検出手 段 1 2 8および遠心力検出手段あるいは角速度検出手段 1 2 9 の出力に基づいて電磁石駆動回路 1 2 7を動作させ電磁石 1 0 2を作動させる制御部とを中心に構成されている。 上記した構 成により、 被加熱物が収納あるいは載置された容器は磁性材料 からなる構造体と一体的に組み合わされて加熱室の底面上に載 置されている。 発進時、 加速時、 急停車時、 カーブ走行時ある いは追突時など （以下この状態を非安定状態と称する） に対応 して加速度検出手段と遠心力検出手段あるいは角速度検出手段 とはそれぞれ独自の出力信号を制御部 1 3 0に入力する。 制御 部 1 3 0はこれらの信号の時間的変化量を演算し、 いずれか一 方の入力信号変化があらかじめ記憶された基準変化量を越える とただちに電磁石 1 0 2を作動させる命令を電磁石駆動回路 1 2 7に伝送し容器に付帯された磁性材料構造体を加熱室の底面 に吸引する。 さらに、 トランジスタ 1 2 1へ出力している駆動 信号を停止し、 加熱動作を停止する。 この結果、 被加熱物が収 納された容器の転倒を防止できる。 また水分などが電気回路上 にふりかかった時の異状動作を事前に防止できる。
    [0066] なお、 この種の装置は扉の閉成状態に基づいてマグネトロン の駆動電源の動作が制御されるが扉の閉成信号と独立に電磁石 の作動を制御させても構わない。
    [0067] また、 電磁石の作動時間は非安定状態を知らせる信号に基づ いて予め決められた時間だけ作動させる構成の場合、 電磁石作 動中にさらに非安定状態を知らせる信号が各検出手段から送ら れて来たときには電磁石の作動時間を更新される。 この更新時 間は非安定状態を知らせる最終の信号が送られて来た時刻によ つて決定されるようにすればよい。
    [0068] さらにまた、 容器に付帯される磁性材料は予め磁化させてお いても構わない。 この場合、 異常状態になるとより強固に吸引 保持できる。
    [0069] 第 17図および第 18図は、 本発明の第 7の実施例を示すもので あり、 第 6の実施例との相違する構成は、 電磁石 1 3 2， 1 3 3を扉 1 0 8が対面する本体壁面 1 3 4に近接して設けた点で ある。 これにより、 電磁石が作動すると扉が本体側に磁気吸引 保持され非安定状態に被加熱物が加熱室から本装置外に飛散す るのを防止している。 なお、 第 15図および第 16図と相応する構 成要素は同一番号で示す。
    [0070] また、 扉を磁気吸引保持する構成と被加熱物の収納容器を磁 気吸引保持する構成とは併用しても構わない。 この場合、 移動 機関において本装置の利便性は二重に強調されることになる。 さらにまた、 重力検出手段と制御部は本装置に加わる重力の変 化を時々刻々把握していることから、 その変化量に基づいて将 来の重力変化を予測することもできる。 本装置の利用者にとつ て、 非安定状態を感じなくても扉を開けることができないとか 被加熱物を取り出すことができないとかの状態は利用者にとつ て非安定状態を感覚的に知らせる手段である。 たとえば、 温か くなつたコーヒーを取り出したとたんに非安定状態になつてコ —ヒーをこぼしてしまうようなことを未然に回避させることが できる。
    [0071] さらに、 また第 19図は本発明の第 8の実施例を示すものであ る。
    [0072] 第 19図において、 1 3 5は被加熱物を収納する加熱室、 1 3 6は加熱室の底面に設けられ略中央部が凹状加工された第一の 部材、 1 3 7は第一の部材の凹状部の外周と組み立てられる円 筒状の第二の部材である。 この第一の部材と第二の部材とはね じ組立構成である。 1 3 8は加熱室に給電されるマイクロ波を 発生するマグネトロン、 Γ 3 9は導波管、 1 4 0は加熱室内に 給電されたマイクロ波を攪拌するスターラー、 1 4 1は仕切り 板、 1 4 2はドア一、 1 4 3は操作パネル、 1 4 は本体ボデ ィ、 1 4 5は自動車電源によって動作する電子レンジの駆動電 源部、 1 4 6は流動食品が収容された容器である。
    [0073] 上記した構成により、 流動食品が収容された容器は第一の部 材の凹部に載地される。 この状態で第二部材を回転させること によって凹部の深さが可変される。 容器に応じた適当な凹部の 深さに設定できる。 容器はこの凹部空間に格納固定され流動食 品のこぼれ防止ができる。 なお、 第一部材と第二部材とで形成できる凹部の深さは容器 の半分以上が格納できるように加熱室の底面は予め適当な絞り 加工 1 4 7がなされている。 また、 第二部材の回転を利便性よ くするために第二部材の上面には回転用の指入れ穴を設けると よい。 さらには、 各部材は非金属材料としているので金属材料 からなる加熱室底面に対して被加熱物を上方に載地することに なるため厚みの薄い被加熱物であつても被加熱物の上下両面を 効果的に加熱できる。
    [0074] 次に第 20図について説明する。 図中第 19図と同一部材は同一 番号で示す。 図において、 1 4 8は被加熱物を収納する加熱 室、 1 4 9は加熱室の側壁に着脱自在に取り付けられるととも に加熱室内の底面上に格納される容器を挿入し支持できる所定 形状の穴 1 5 0が設けられた低マイクロ波損失の非金属材料か らなる部材である。
    [0075] 上記構成により、 流動食品が収容された容器 1 4 6は非金属 材料部材 1 4 9の所定穴に挿入され、 部材 1 4 9で支持され る。 この部材 1 4 9はドア一 1 4 2を含めた加熱室の四方でそ の動きが抑制されている。 従って、 容器 1 4 6は部材 1 4 9に よって加熱室内の空間に支持固定される。 このため、 自動車の 振動はより緩和された状態で容器に伝達される。
    [0076] なお、 この部材 1 4 9は使用しない時には加熱室の底面上に 載地して格納する。 この部材 1 4 9を加熱室の底面に格納した り取り出して使用する時には容器揷入用に設けた穴が活用でき る。 また、 加熱室の底面に格納している時には第 19図の説明中 も述べたとおり厚みの薄い被加熱物であつても被加熱物の上下 両面から効果的に加熱を促進できる。
    [0077] 第 21図においても第 19図と同一部材は同一番号で示す。 同図 において、 1 5 1は被加熱物を収納する加熱室、 1 5 2は加熱 室底面に近接して設けられた電磁石、 1 5 3は底面に磁性材料 1 5 4が設けられた容器である。
    [0078] 上記構成により、 流動食品が収容された容器 1 5 3が加熱室 内に収納された後、 電磁石を動作させることによって容器の底 面に設けた磁性材料が電磁石が生ずる磁場に吸引され容器 1 5 3は加熱室の底面に吸引固定される。
    [0079] なお、 電磁石の動作はドア一 1 4 2の開閉状態に連動した制 御、 独立した動作キア一をもうけたマニュアル制御、 自動車の 運転状態に基づいた自動制御などを単独あるいは複合に利用し て制御される。
    [0080] 産業上の利用可能性
    [0081] 以上のように本発明によれば、 動力発電機により附勢される 発電機の出力を整流して得られる直流電力をィンバータ電源に よりマグネ トロンに供給する構成とし、 発電出力検知手段とィ ンバータ制御部とにより発電出力の大きさに応じて前記ィンバ 一夕電源の動作状態を制御する構成とすることにより、 簡単な 構成で低価格であり、 しかも、 出力安定精度が良くない動力発 生機及び発電機およびバッテリーを用いても、 マグネトロンに 高圧電力を容易に供給することができ、 商用電源の利用が困難 な場所においても、 必要とされる安定な誘電加熱機能を容易に 実現することができ、 拡大する高周波加熱装置の利用需要を満 たすことができる。 特に、 発電機出力を直流電力に変換後、 ィ ンバータ電源によりマグネ トロンに供給する構成は、 供給電力 の高い制御性を実現することができるので、 ィンバータ制御部 による発電出力に応じた動作状態制御、 すなわち、 電力制御を 容易に行い、 発電機と動力発生機の安定で確実な動作および優 れた誘電加熱機能を同時に実現せしめるものである。
    [0082] また、 人や荷物などの輸送のための動力発生機により附勢さ れる発電機の出力を整流して得られる直流電力をィンバータ電 源によりマグネトロンに供給する構成とし、 発電出力検知手段 とィンバータ制御部とにより発電出力の大きさに応じて前記ィ ンバータ電源の動作状態を制御する構成とすることにより、 動 力発生機を兼用し、 しかも出力安定精度が低く簡単な構成で低 価格の発電機を用いて、 輸送用装置における誘電加熱装置を簡 単に実現し、 必要な誘電加熱機能を安定に発揮することができ o
    [0083] さらに、 発電機出力が所定値以下のとき、 インバータ制御部 がィンバー夕の動作を実質上停止する （電波出力が零となる程 度の低入力電力動作状態を含む） 構成とすることにより、 動力 発生機や発電機に対する電力的過負荷状態の発生と、 ィンバー 夕の異常動作や破壊を確実に防止し、 高い信頼性を実現した高 周波加熱装置を提供することができる。
    [0084] さらにまた、 直流電源としてバッテリ一を使用することによ り、 発電機等の電力発生機を不要とし、 動力機関のないところ でも自由に高周波加熱を行なうことができる。
    [0085] また、 バッテリーからィンバータ電源へ電力を送電する送電 線を他に分岐しない構成とすることにより、 送電線による電圧 降下を最少とし、 安定した電力をィンバータ電源に送ることが できる。 また、 インバータ電源のスイッチングノイズによる他 の機器の誤動作を防止することができる。
    [0086] また、 装置本体と操作部を着脱可能な構成とすることにより 小型の乗り物でも容易に本体を組み込みができ、 なおかつ走行 中で最も操作し易いところで操作できると同時に本体は設置に 適したところに設置できる乗り物用高周波加熱装置を実現でき る。 これにより レジャー用の車のような大きな乗り物でなくと も高周波加熱装置を組み込むことが可能となる。
    [0087] 加速度検出手段、 遠心力検出手段あるいは角速度検出手段に より本装置に加わる重力変化を検出した構成により、 移動機関 の加速減速走行状態ゃ定速での力一ブ走行状態など本装置使用 環境における非安定状態を把握でき、 装置の安全使用環境を使 用者に明らかにすることができる。
    权利要求:
    Claims請 求 の 範 囲
    (1) 人や物、 動物などの輸送手段に搭載された高周波加熱装置 において、 直流電源と、 前記直流電源から得た直流電力を受け るィンバ一タ電源と、 前記ィンバータ電源の出力により附勢さ れるマグネトロンと、 前記直流電源の出力の大きさを直接又は 間接的に検出する直流出力検知手段と、 前記直流出力検知手段 の信号に基づき前記ィンバ一タ電源の動作を制御するインバー 夕電源制御部とを設け、 前記直流電源の直流出力の大きさに応 じて前記ィンバータ電源の動作状態を制御する構成とした高周 波加熱装置。
    (2) 前記直流電源は、 発電機と、 前記発電機の出力を整流する 整流手段からなる請求項 (1)記載の高周波加熱装置。
    (3) 前記直流電源は、 バッテリーからなる請求項 (1)記載の高周 波加熱装置。
    (4) 前記直流電源から前記ィンバ一タ電源への給電路には分岐 路を有しない構成とした請求項 (1)、 または請求項 (2)、 または請 求項 (3)記載の高周波加熱装置。
    (5) 電池または、 発電機から得られる交流を整流して得られる 直流電源と、 前記直流電源を高周波の交流に変換するインバー タ電源と、 前記インバータ電源の半導体スイッチング素子を駆 動する発振器と、 前記発振器を制御する制御回路と、 前記イ ン バータ電源の出力で付勢されるマグネトロンと、 被加熱物にマ ィクロ波を照射し加熱を行'う被加熱物を収納する加熱室と、 前 記発振器への電力供給を行う発振器用スィツチと、 前記制御回 路の信号により前記発振器用スィツチのオン ·オフ動作を行わ せるスィ ッチ動作手段とを備え、 前記発振器用スィッチのオン •オフにより前記ィンバータ電源の制御を行う高周波加熱装
    (6) 被加熱物を加熱室に出し入れする ドアの開閉により、 オン ·オフする ドアスィ ッチを設け、 この ドアスィッチのオン ·ォ フにより、 発振器への電力供給をオン ·オフする請求項 (5)記載 の高周波加熱装置。
    (7) ドアスィッチのオン ·オフを検知する検知手段を設け、 こ の検知手段の信号を制御回路に伝達する請求項 (6)記載の高周波 加熱装置。
    (8) 被加熱物を加熱する加熱室と、 インバータ電源により付勢 されるマグネトロンと、 このマグネ トロンの出力を制御する出 力制御部とを有する装置本体と、 前記装置本体と着脱可能で前 記出力制御部に操作指令を与える操作部よりなる乗り物用高 波加熱装置。
    (9) 操作部と出力制御部とに電磁波または疎密波である伝送信 号の受信手段または発信手段の少なく とも一方を設け、 空気中 を通って操作指令を送受信する構成とした請求項 (8)記載の乗り 物用高周波加熱装置。
    (10) 乗り物への取付け手段を操作部に設けた請求項 (8)記載の乗 り物用高周波加熱装置。
    (11) 操作部に表示部を設ける構成とした請求項 (8)または (9)記載 の乗り物用高周波加熱装置。
    (12) 乗り物への取付け手段をマグネッ 卜の吸着によって行なう 構成とした請求項 (10)記載の乗り物用高周波加熱装置。
    (13) 電池または、 発電機から得られる交流を整流して得られる 直流電源と、 前記直流電源を高周波.の交流に変換するィンバ一 タ電源と、 前記インバータ電源を制御する制御回路と、 前記ィ ンバータ電源の出力で附勢されるマグネトロンと、 前記マグネ ト口ンの出力によって加熱される被加熱物を収納する加熱室を 有する装置本体と、 この装置本体に内蔵あるいは併設され、 装 置本体に加わる加速度を検出する加速度検出手段と、 前記加速 度検出手段の出力によって作動する加速度制御手段を備え、 前 記加速度制御手段によって、 前記加速度検出手段の出力が所定 の値以上になった時、 前記インバータ電源の動作を停止する構 成とした高周波加熱装置。
    (14) 前記インバータ電源の動作を停止は、 前記制御回路の電源 を切る構成とした請求項 (13)記載の高周波加熱装置。
    (15) インバータ電源の出力で付勢されるマグネトロンと、 この マグネト口ンの出力によって加熱される被加熱物が収納される 加熱室と、 前記加熱室に被加熱物を出し入れする扉を有する装 置本体と、 この装置本体に内蔵あるいは併設され装置本体に加 わる加速度を検出する検出手段と、 前記加速度検出手段の出力 に基づいて作動し、 前記被加熱物又は前記扉の少なくとも一方 を固定する固定手段を備えた高周波加熱装置。
    (16) 前記固定手段は、 電磁石の磁力によって被加熱物または扉 の固定を行なう構成とした請求項 (15)記載の高周波加熱装置。
    (17) 直流電源と、 前記直流電源を高周波の交流に変換するイン バ一タ電源と、 前記ィンバータ電源の出力で附勢されるマグネ トロンと、 前記マグネト口ンの出力によって加熱される被加熱 物を収納する加熱室と、 前記被加熱物の加熱室内での移動抑止 手段を備えた高周波加熱装置。
    (18) 前記移動抑止手段は、 前記加熱室の一部に設けられた電磁 石と、 一部に磁性材料が設けられた容器から成る請求項 (Π)記載 の高周波加熱装置。
    (19) 前記移動抑止手段は、 前記加熱室の底面に設けられた略中 央部が凹状加工された第一の部材と、 前記第一の部材の凹状外 周と組立られ凹部の深さを可変できる円筒状の第二の部材より 成る請求項 (17)記載の高周波加熱装置。
    (20) 前記移動抑止手段は、 前記加熱室の側壁に着脱自在に取り 付けられるとともに加熱室の底面上に格納される所定形状の穴 が設けられた非金属材料からなる請求項 (17)記載の高周波加熱装
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