電熱機器の通電状態報知回路及び電熱機器の電源プラグ
【課題】電熱機器に備えられた電熱性負荷への通電状態を正確に報知することが可能な技術を提供する。
【解決手段】電熱機器５０に備えられた電熱性負荷５への通電状態を報知する電熱機器の通電状態報知回路１０は、交流電源９に対して直列に電熱性負荷５が接続された主回路６の導電路６０を一次側として設けられたカレントトランス４と、主回路６に流れる交流電流に応じてカレントトランス４の二次側に生じる誘導電流により発光する発光素子７を有して構成される発光回路３とを備える。
【解決手段】電熱機器５０に備えられた電熱性負荷５への通電状態を報知する電熱機器の通電状態報知回路１０は、交流電源９に対して直列に電熱性負荷５が接続された主回路６の導電路６０を一次側として設けられたカレントトランス４と、主回路６に流れる交流電流に応じてカレントトランス４の二次側に生じる誘導電流により発光する発光素子７を有して構成される発光回路３とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電熱機器に備えられた電熱性負荷への通電状態を適切に報知する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
卓上で調理を行いながら食事を取ることも可能なホットプレートなどの卓上型の電熱調理器が普及している。このような電熱調理器は、それぞれ分離可能である、洗浄可能なプレート部と、ヒーターを備えた本体部と、この本体部に電源を供給する電源コードとを備えて構成されることが多い。特開２００３−３３９５５０号公報（特許文献１）に開示されているように、この電源コードには、プレート部の温度を計測する感熱棒を備え、本体部のヒーターへの電力の供給量を調節する機能を備えた温度調節器付きプラグが設けられたものがある（第８〜１４段落、図１〜３等）。
【０００３】
このような電熱調理器では、電源コードの温度調節器付きプラグに設けられた２つの電源用接点と、本体部のプラグ受け部に設けられた２つの電源用接点とのそれぞれが接触することによって、本体部に電源が供給可能となる。ここで、温度調節器付きプラグに設けられた、例えばダイヤル式の温度調節スイッチを操作することによって、本体部に電源が供給される。この際、感熱棒により計測された温度が、温度調節スイッチにより設定された温度未満であるときに、本体部に電源が供給される。感熱棒により計測された温度が、温度調節スイッチにより設定された温度未満であり、本体部に電源が供給されていることをユーザーに報知するために、温度調節器付きプラグには、しばしばパイロットランプやパワーインジケーターなどの表示灯が備えられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−３３９５５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような表示灯は、温度調節スイッチのダイヤル位置が電源オフ位置以外の位置に設定され、且つ、感熱棒により計測された温度が温度調節スイッチにより設定される設定温度未満である場合に点灯するように、電源に対して本体部のヒーターと並列に接続されて構成されている場合が多い。このため、例えば、温度調節器付きプラグと、本体部のプラグ受け部とのそれぞれの電源用接点の接触が充分ではない場合であっても、上記ダイヤル位置及び計測される温度の条件を満たせば、表示灯が点灯する場合がある。但し、この場合には、表示灯が点灯していても、本体部のヒーターには電力が供給されないことになる。この際、ユーザーは、表示灯の点灯状態から、電熱調理器の温度が上がっていくものと理解するが、実際には温度が上がらないことになる。その結果、ユーザーは、電熱調理器の故障を疑ったり、温度調節器プラグの再挿抜を試みたりすることとなり、利便性が損なわれる。
【０００６】
また、電熱調理器の本体部において配線に断線が生じており、ヒーターに電力が供給できない場合にも、同様に温度調節器付きプラグの表示灯が点灯することとなる。この場合には、本体部が故障しているにも拘わらず、ユーザーが故障に気づくのが遅れてしまい、利便性が損なわれることになる。同様の事象は、ホットプレートなどの電熱調理器に限らず、例えば電気カーペットや電気毛布など暖房器具においても発生することが考えられる。つまり、電熱調理器や暖房器具など、電熱性負荷を熱源とする電熱機器において、上述したような事象によってユーザーの利便性が低下する可能性がある。
【０００７】
上記背景に鑑みて、電熱機器に備えられた電熱性負荷への通電状態を正確に報知することが可能な技術の提供が望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題に鑑みた本発明に係る電熱機器の通電状態報知回路の特徴構成は、
電熱機器に備えられた電熱性負荷への通電状態を報知する電熱機器の通電状態報知回路であって、
交流電源に対して直列に前記電熱性負荷が接続された主回路の導電路を一次側として設けられたカレントトランスと、
前記主回路に流れる交流電流に応じて前記カレントトランスの二次側に生じる誘導電流により発光する発光素子を有して構成される発光回路と、
を備える点にある。
【０００９】
この特徴構成によれば、主回路の導電路を一次側として設定されたカレントトランスの二次側に生じる誘導電流により発光素子が発光する。ユーザーは、この発光素子の発光状態により、電熱機器に備えられた電熱性負荷へ通電されていることを認知することができる。一方、例えば、断線や主回路内の接触不良等によって、交流電源に対して直列に電熱性負荷が接続された主回路が閉回路を形成できていないときには、主回路に電流が流れないので、カレントトランスの二次側には誘導電流が生じない。従って、発光素子が発光することもなく、ユーザーはこの発光素子の発光状態により、電熱機器に備えられた電熱性負荷へ通電されていないことを認知することができる。このように、本特徴構成によれば、電熱機器に備えられた電熱性負荷への通電状態を正確に報知することが可能な技術を提供することが可能となる。また、カレントトランスは、変圧器などと比べて一次側の回路、つまり主回路におけるインピーダンスが低い。従って、電熱機器の中核となる電熱性負荷に印加される電圧の低下を抑制することができ、加熱性能に対する影響が少なく好適である。
【００１０】
ところで、カレントトランスは、二次側に生じる誘導電流が比較的小さいため、発光素子には発光効率の良い素子を用いることが好ましい。好適な態様として、例えば、発光素子として発光ダイオードを用いるとよい。但し、発光ダイオードは、電流を流す方向が一方向（順方向）に固定されている。順方向とは反対の逆方向に電流を流そうとすると、発光ダイオードに逆方向電圧が掛かってしまうので好ましくない。つまり、交流電流である誘導電流を単純に発光ダイオードに流すことは好ましくない。そこで、発光ダイオードの逆方向に電流が流れないように、整流用のダイオード（保護ダイオード）などで通流方向を制限するとよい。つまり、１つの好適な態様として、本発明に係る電熱機器の通電状態報知回路は、以下のように構成することができる。即ち、前記発光素子は、交流の前記誘導電流の第１通流方向を順方向として接続される少なくとも１つの発光ダイオードであり、前記発光回路は、前記発光素子としての発光ダイオードを有する第１アームと、前記誘導電流の通流方向が前記第１通流方向とは逆方向の第２通流方向の際に、逆方向電圧から前記第１アームの発光ダイオードを保護する保護ダイオードを有する第２アームとを備えて構成されると好適である。
【００１１】
上述した形態では、交流の誘導電流の内のほぼ半分（半周期分の電流）は、保護ダイオードによって遮断されて発光回路で利用されないことになる。ここで、発光ダイオードに逆方向電圧が掛かることが抑制できればよいことを考慮すれば、逆方向電圧が掛かる際に、当該発光ダイオードと並列に、当該発光ダイオードの逆方向インピーダンスよりも低いインピーダンスの回路を設ければよい。そして、この回路として、発光ダイオードを適用すると好適である。具体的には、上述した第１アーム及び第２アームがそれぞれ発光ダイオードを有して構成され、各発光ダイオードの順方向が互いに逆方向となる状態で第１アームと第２アームとが並列接続されて、上述した発光回路が構成されると好適である。各アームの各発光ダイオードは、交流の誘導電流の通流方向に応じて相補的に点灯及び消灯して、点灯時に発光素子として機能する。従って、交流の誘導電流の内のほぼ全てが発光回路で利用でき、総合的に発光素子の輝度を向上させることが可能となる。また、相補的に点灯及び消灯する各アームの各発光ダイオードは、点灯中は消灯中の発光ダイオードに対する保護ダイオードとしても機能する。
【００１２】
このように、１つの態様として、本発明に係る電熱機器の通電状態報知回路は、前記保護ダイオードが、発光ダイオードであり、前記発光回路が、前記第１アーム及び前記第２アームの各発光ダイオードの順方向が互いに逆方向となる状態で前記第１アームと前記第２アームとが並列接続されて構成され、前記第１アーム及び前記第２アームの各発光ダイオードは、交流の前記誘導電流の通流方向に応じて相補的に、前記発光素子としての発光ダイオード及び前記保護ダイオードとして機能するように構成されると好適である。
【００１３】
上述した電熱機器の通電状態報知回路は、電熱機器の本体部に着脱自在に結合される電源プラグにおいて構成されると好適である。例えば、本体部とのインターフェースが共通であれば、ユーザーは、電源プラグだけを交換することによって、本発明に係る通電状態報知回路を簡単に利用することができる。その結果、ユーザーの利便性が飛躍的に向上することが期待できる。
【００１４】
１つの好適な態様として、本発明に係る電熱機器の電源プラグは、
前記電熱性負荷を有する本体部に対して着脱自在に結合される電熱機器の電源プラグであって、
上述した前記電熱機器の前記通電状態報知回路と、
前記本体部との結合状態において前記本体部の電熱性負荷と共に前記主回路を形成し、前記主回路の前記導電路を構成する配線部とを備え、
前記配線部は、前記カレントトランスの一次側において、前記カレントトランスを構成する環状のコアに巻回されて構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】ホットプレートの構成を示す分解斜視図
【図２】電源プラグのダイヤルとパイロットランプの配置を模式的に示す上面図
【図３】本発明の通電状態報知回路の一例を含む電熱機器の回路構成を模式的に示す等価回路図
【図４】カレントトランスの構成を模式的に示す説明図
【図５】発光回路の他の構成例を模式的に示す等価回路図
【図６】電源プラグの断面図
【図７】一般的な電熱機器の回路構成を模式的に示す等価回路図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面に基づき、電熱機器としての電熱調理器に本発明を適用した場合を例として、本発明の実施形態を説明する。図１は、電熱調理器の一例であるホットプレートの構成を示す分解斜視図である。本実施形態では、図１に示すように、ホットプレート５０は、電源コード５１と、本体部５２と、本体ガード５３と、プレート５４とを備えて構成される。本体部５２は、ホットプレート５０の中核となる部分であり、ヒーター５（電熱性負荷）が備えられている。電源コード５１は、商用電源を配給するコンセントに結合される差し込みプラグ５８と、コード部５９と、本体部５２に結合される電源プラグ２０とを備えて構成されている。電源コード５１は、本体部５２のプラグ受け部６１に電源プラグ２０を結合させてヒーター５に交流電力を供給する。本体部５２は、実質的に回路部品としてヒーター５のみが備えられた単純な構造であり、温度調節や電源のオン・オフなどの制御は、電源プラグ２０において行われる。電源プラグ２０は、温度調節器あるいは電源制御器として機能する。
【００１７】
本体ガード５３は、本体部５２の下部を覆うケースである。本体部５２の底部には、遮熱板が設けられているが、高熱となる本体部５２を覆って安全性を確保するために本体ガード５３が設けられている。本体ガード５３の周壁に設けられたプラグ受け部挿入孔６２を通って、本体部５２のプラグ受け部６１が本体ガード５３の周壁から外へ出るように、本体ガード５３と本体部５２との位置を合わせて、本体ガード５３に本体部５２が収容される。電源コード５１の電源プラグ２０は、本体ガード５３と本体部５２とがセットされた状態で、本体部５２のプラグ受け部６１と結合される。プレート５４は、鍋や鉄板などの調理具として機能する部分である。プレート５４は、本体ガード５３と本体部５２とがセットされた状態で、本体部５２のヒーター５に近接あるいは接触して配置される。調理具として使用されるプレート５４は、調理の後、単独で水等による洗浄が可能である。
【００１８】
図１に示すように、電源プラグ２０は、ダイヤル２１、パイロットランプ２２（パワーインジケータ、表示灯）、感熱棒２３を備えて構成されている。ダイヤル２１は、ユーザーが温度調節及び電源のオン・オフを行うための操作部である。パイロットランプ２２は、点灯状態によって本体部５２（ヒーター５）に電力が供給されている状態であるか否かをユーザーに報知する。例えば、パイロットランプ２２が点灯状態の際は、ヒーター５に給電されてプレート５４が加熱されていることを示し、消灯状態の際は、ヒーター５への給電が行われておらずプレート５４が加熱されていないことを示す。
【００１９】
感熱棒２３は、電源プラグ２０と本体部５２とが結合された状態において、本体部５２の内部に挿入され、プレート５４と直接あるいは間接的に接触してプレート５４の温度を感知する。電源プラグ２０の内部には、感熱棒２３に接続されたバイメタルなどの温度調節器８が備えられている（図３、図６、図７等参照。）。温度調節器８は、電源プラグ２０の内部において電力の供給経路を接続あるいは遮断するスイッチとして機能する。ダイヤル２１によって設定される設定温度と、感熱棒２３によって感知されたプレート５４の温度とに基づいて、温度調節器８は、電力の供給経路を接続あるいは遮断する。例えば、プレート５４の温度が設定温度以上となると、ヒーター５による加熱は不要であるから、温度調節器８は電力の供給経路を遮断する。この際、パイロットランプ２２は消灯状態となる。一方、プレート５４の温度が設定温度に達していない場合には、ヒーター５による加熱が必要であるから、温度調節器８は電力の供給経路を接続状態にする。この際、パイロットランプ２２は点灯状態となる。尚、ダイヤル２１による設定温度及び感熱棒２３による感知温度は、当然ながら所定の許容差を有する値であり、上述した「設定温度以上」、「設定温度に達していない」等の表現は、厳格に適用されるものではない。
【００２０】
図２は、電源プラグ２０の上面視であり、ダイヤル２１とパイロットランプ２２とを模式的に示している。パイロットランプ２２は、電源プラグ２０の上面に楕円形状に設けられ、その長軸が円形のダイヤル２１の中心に向かうようにダイヤル２１の近傍に配置されている。つまり、ダイヤル２１の径方向に沿ったパイロットランプ２２の長軸は、ダイヤル２１による設定位置をユーザーに示す基準となっている。図２は、ダイヤル２１による設定位置が「切」位置である場合を例示している。ダイヤル２１の設定位置が「切」の位置の際には、温度調節器８は電力の供給経路を遮断している。例えば、本体部５２に電源プラグ２０を結合させてダイヤル２１を図２に示すように時計回りに回転させると、ダイヤル２１による設定位置は、「切」の位置から何れかの設定温度の位置に変位する。ダイヤル２１による設定位置が、「切」から任意の設定温度の位置に変位すると、温度調節器８は電力の供給経路を接続する。そして、電力の供給経路が接続されたことによって、パイロットランプ２２が点灯する。
【００２１】
このような温度調節器８による電源供給状態をパイロットランプ２２の点灯によりユーザーに報知するための回路は、一般的には図７に等価回路を示す構成によって実現可能である。この等価回路においては、温度調節器８は単純なスイッチとして図示されている。パイロットランプ２２の光源となるランプ７０は、ヒーター５と並列に接続されている。ランプ７０には、ランプ７０に流れる電流を制限する制限抵抗７１が直列に接続されている。ここで、温度調節器８（スイッチ）がオン状態となり、交流電源９からの電力の供給経路が接続されると、ヒーター５及びランプ７０の双方に電力が供給される。その結果、ヒーター５は発熱してプレート５４を加熱し、ランプ７０は点灯してパイロットランプ２２を介してユーザーに通電状態を報知する。
【００２２】
ところで、電源プラグ２０と本体部５２のプラグ受け部６１との結合が充分ではない場合には、図７の等価回路における２箇所の接点Ｐ（Ｐ１，Ｐ２）の何れかにおいて回路が切断状態となる可能性がある。この場合に、温度調節器８によって電力の供給経路が接続されていれば、ヒーター５には電力が供給されないにも拘わらず、ランプ７０には電力が供給されてランプ７０が点灯する。このため、ユーザーは、パイロットランプ２２の状態からヒーター５に通電されていると理解してプレート５４の温度が所望の温度まで上昇するのを待つが、一向にプレート５４の温度が上昇しないことになる。その結果、ユーザーは、ホットプレート５０の故障を疑ったり、電源プラグ２０の再挿抜を試みたりすることとなり、利便性が損なわれる。また、このような事象は、本体部５２において断線が生じた場合にも起こり得るが、この場合もユーザーが迅速に断線故障に気づくための妨げとなる可能性がある。
【００２３】
そこで、本実施形態においては、図３に等価回路を示すような回路構成を採用している。図３は、パイロットランプ２２の光源を有する通電状態報知回路１０の一例を含むホットプレート５０（電熱機器）の回路構成を模式的に示す等価回路である。この等価回路においても、温度調節器８はスイッチとして図示している。温度調節器８によって交流電源９からの電力の供給経路が接続されると、ヒーター５に電力が供給される。ここで、図３に示すように、交流電源９に対して直列にヒーター５（電熱性負荷）が接続された閉回路を主回路６と称する。本実施形態においては、この主回路６の導電路６０（交流電源９からの電力の供給経路）を一次側としてカレントトランス４が設けられている。つまり、交流電源９に対して直列にヒーター５が接続された閉回路を流れる電流が一次側電流となるように、カレントトランス４が設けられている。
【００２４】
カレントトランス４の二次側には、主回路６を流れる交流電流、つまりヒーター５を流れる交流電流に応じて誘導電流が生じる。本実施形態では、この誘導電流によって発光する発光素子７を有して構成される発光回路３が備えられる。この発光回路３と、主回路６の導電路６０を一次側として設けられるカレントトランス４とにより、通電状態報知回路１０が構成される。カレントトランス４は、一般的には強磁性体の環状のコアと、互いに絶縁されて当該コアの異なる場所に巻回された一次側コイル及び二次側コイルとにより構成される。そして、一次側コイルに流れる電流に基づき、一次側コイルと二次側コイルとの巻線比に応じた電流が二次側コイルに誘導される。
【００２５】
ところで、主回路６を流れる電流を一次側コイルに流すためには、主回路６の導電路６０を切断してその間に一次側コイルを接続する必要がある。これに対して、本実施形態では、図４（及び図６）に示すように環状のコア４３の中を通って主回路６の導電路６０を配線することによって、導電路６０を切断することなく、巻線数が“１”の一次側回路（一次側コイル）が構成される。二次側コイル４２は、コア４３に所定の巻き線数で巻回され、発光回路３に接続される。二次側に誘導される電流は、発光回路３の駆動電流となる。
【００２６】
発光回路３は、発光素子７としての発光ダイオードと、電流の制限抵抗１５とを備えて構成されている。図３に例示する等価回路においては、発光回路３は、第１アーム１と第２アーム２との並列回路と、この並列回路に直列接続された制限抵抗１５との直並列回路として構成されている。第１アーム１及び第２アーム２は、それぞれ発光素子７としての発光ダイオードを備えて構成されている。第１アーム１には第１発光ダイオード１１が備えられ、第２アーム２には第２発光ダイオード１２が備えられている。第１アーム１と第２アーム２との並列回路は、各発光ダイオード（１１，１２）の順方向が互いに逆方向となる状態で構成されている。カレントトランス４の二次側の誘導電流は、交流電流であるから周期的に電流の方向が切り替わる。第１発光ダイオード１１と第２発光ダイオード１２の順方向が互いに逆方向であるから、周期的に切り替わる電流の方向に応じて何れかの発光ダイオードが順方向に接続されていることになる。つまり、一方の発光ダイオードが消灯している際には他方の発光ダイオードが点灯していることとなり、２つの発光ダイオードは誘導電流の通流方向（第１通流方向Ｄ１、第２通流方向Ｄ２）に応じて相補的に発光素子７として機能する。尚、図３では、第１発光ダイオード１１の順方向を第１通流方向Ｄ１、第２発光ダイオードの順方向を第２通流方向Ｄ２として図示しているが、通流方向の名称は便宜的なものである。
【００２７】
尚、発光回路３は、図３に例示した形態（発光回路３Ａ）に限定されることなく、図５のような形態で構成することもできる。この発光回路３Ｂ（３）は、発光素子７としての第１発光ダイオード１１と、制限抵抗１５と、保護ダイオード１３との直列回路によって構成されている。ここで、第１アーム１は第１発光ダイオード１１を有して構成される部分であり、第２アーム２は保護ダイオード１３を有して構成される部分である。保護ダイオード１３は、発光ダイオード（第１発光ダイオード１１）に印加される逆方向電圧から、当該発光ダイオードを保護する整流素子である。発光ダイオードに対して逆方向に電流を流そうとすると、当該発光ダイオードに逆方向電圧が印加されることになるが、一般的に発光ダイオードは逆方向電圧に対する耐性が高くない。このため、発光回路３Ｂ（３）では、第１発光ダイオード１１に対して逆方向に電流が流れないように、第１発光ダイオード１１と同じ方向を順方向として直列に保護ダイオード１３が接続されている。
【００２８】
即ち、図５に示す発光回路３Ｂ（３）を備えた通電状態報知回路１０は、以下のように構成される。交流電源９に対して直列にヒーター５（電熱性負荷）が接続され主回路６の導電路６０を一次側としてカレントトランス４が設けられる。発光回路３Ｂ（３）は、主回路６に流れる交流電流に応じてカレントトランス４の二次側に生じる誘導電流により発光する発光素子７を有して構成される。ここで、発光素子７は、交流の誘導電流の第１通流方向Ｄ１を順方向として接続される少なくとも１つの発光ダイオード（第１発光ダイオード１１）である。そして、発光回路３Ｂ（３）は、発光素子７としての第１発光ダイオード１１を有する第１アーム１と、保護ダイオード１３を有する第２アーム２とを備えて構成される。保護ダイオード１３は、誘導電流の通流方向が第１通流方向Ｄ１とは逆方向の第２通流方向Ｄ２の際に、誘導電流の通流を抑止し、逆方向電圧から第１アーム１の発光ダイオード（第１発光ダイオード１１）を保護するものである。好適な構成として、第１アーム１と第２アーム２とは、図５に示すように、第１発光ダイオード１１と保護ダイオード１３との順方向が同一方向となるように直列接続される。
【００２９】
尚、図３に示す発光回路３（３Ａ）も、発光素子７としての発光ダイオードと、保護ダイオード１３とを備えて構成されていると見ることができる。発光回路３Ａは、各発光ダイオード（１１，１２）の順方向が互いに逆方向となる状態で、第１アーム１と第２アーム２とが並列接続された構成である。従って、上述したように、２つの発光ダイオード（１１，１２）は誘導電流の通流方向に応じて相補的に発光素子７として機能する。誘導電流の通流方向が、第１アーム１の第１発光ダイオード１１に対して逆方向（第２通流方向Ｄ２）の場合には、第１発光ダイオード１１に逆方向電圧が印加される可能性がある。しかし、この場合、誘導電流の通流方向は、第２アーム２の第２発光ダイオード１２に対して順方向であるから、誘導電流のほぼ全量がインピーダンスの低い第２アーム２、即ち第２発光ダイオード１２を通って流れることになる。従って、ここで発光素子７として機能する第２発光ダイオード１２は、同時に、消灯中の第１発光ダイオード１１に流れ込む電流を迂回させて第１発光ダイオード１１を保護する保護ダイオード１３としても機能する。同様に、第１発光ダイオード１１が発光素子７として機能する際、第１発光ダイオード１１は同時に消灯中の第２発光ダイオード１２に対する保護ダイオード１３としても機能する。つまり、２つの発光ダイオード（１１，１２）は誘導電流の通流方向に応じて相補的に消灯中の発光素子７（発光ダイオード（１１，１２））に対する保護ダイオード１３として機能する。
【００３０】
即ち、図３に示す発光回路３Ａ（３）は、以下のように構成されていると言うことができる。発光回路３Ａ（３）は、第１アーム１及び第２アーム２の各発光ダイオード（１１，１２）の順方向が互いに逆方向となる状態で第１アーム１と第２アーム２とが並列接続されて構成される。第１アーム１及び第２アーム２の各発光ダイオード（１１，１２）は、交流の誘導電流の通流方向に応じて相補的に、発光素子７としての発光ダイオード及び保護ダイオード１３として機能する。より詳細には、各発光ダイオード（１１，１２）は、交流の誘導電流の通流方向に応じて相補的に点灯及び消灯して、点灯時に発光素子７として機能し、当該通流方向に応じて相補的に、消灯中の発光ダイオードに対する保護ダイオード１３として機能する。
【００３１】
ここで、図６を参照して電源プラグ２０の内部構造について説明する。図６は、本体部５２のプラグ受け部６１と、電源プラグ２０とが分離している状態を示している。また、図６は、電源プラグ２０をダイヤル２１が設けられる側とは逆側、つまり裏側から内部を見た裏面視の図である。プラグ受け部６１は、電源プラグ２０が挿入される凹部６３が形成されている。凹部６３の奥の中央には、電源プラグ２０に設けられた感熱棒２３を本体部５２の内部へ導くための貫通孔６６が形成されている。また、凹部６３の奥の中央からほぼ均等な位置、つまり貫通孔６６の両側には、ヒーター５に接続された一対のヒーター電極６５が設けられている。これらのヒーター電極６５は、図３の等価回路図における接点Ｐに相当する。
【００３２】
プラグ受け部６１と対向する側である電源プラグ２０の前面には、挿入時にプラグ受け部６１のヒーター電極６５と対向する位置に電極挿入孔２６が設けられている。電極挿入孔２６の内部には、プラグ受け部６１と電源プラグ２０とが結合された状態において、プラグ受け部６１のヒーター電極６５と接触する電源端子２５が設けられている。電源端子２５は、前方に向けて付勢されており、プラグ受け部６１と電源プラグ２０とが結合された状態において、ヒーター電極６５と電源端子２５との接触がより確実となるように構成されている。電源端子２５は、ヒーター電極６５と共に図３の等価回路図における接点Ｐに相当する。
【００３３】
電源プラグ２０の両側面には、可動部材２８が電源プラグ２０に対して揺動自在に設けられている。可動部材２８は、プラグ受け部６１と対向しない側である後部側（可動部材２８の後端部）において、電源プラグ２０に軸支されている。また、可動部材２８の前端部には、側方外側に向けて突出する爪部２７が形成されている。この爪部２７は、バネ２９によって側方外側に向けて付勢されている。プラグ受け部６１の凹部６３の両側面には、これら爪部２７に対向する係止部６７が形成されている。電源プラグ２０をプラグ受け部６１に挿入した際、爪部２７が係止部６７により係止され、電源プラグ２０とプラグ受け部６１とが結合される。
【００３４】
感熱棒２３は、温度調節器８に接続されている。交流の商用電源である交流電源９に接続されるコード部５９は、２本の電線により構成されている。当然ながら、撚り線により１本の電線が構成される場合を含む。一方の電線である第１コード３１は、図３及び図６に示すように、直接、一方の電源端子２５である第１電源端子２５ａ（第１接点Ｐ１）に接続される。他方の電線である第２コード３２は、温度調節器８の第１端子８１（入力側端子）に接続される。温度調節器８の第１端子８１と第２端子８２（出力側端子）とは、上述したダイヤル２１の設定位置及び感熱棒２３によって感知される温度によって導通状態となったり、切断状態となったりする。第２端子８２には、温度調節器８の第１端子８１と第２端子８２とが導通状態の時に、第２コード３２と導通して主回路６を構成する導電路６０となる第３コード３３が接続される。第３コード３３は、図４に示すように、カレントトランス４の環状のコア４３の環の中を通って、他方の電源端子２５である第２電源端子２５ｂ（第２接点Ｐ２）に接続される。
【００３５】
カレントトランス４は、プリント配線基板３０に実装されており、二次側コイル４２に生じる誘導電流は、プリント配線基板３０の上に実装される発光回路３に供給される。発光回路３を構成する制限抵抗１５や発光素子７などは、カレントトランス４とは反対の面に実装されており、図６においては不図示である。
【００３６】
プリント配線基板３０は、電源プラグ２０のケースに固定される。例えば、図６に示すケース部材２０ｃに設けられた位置決めピン２０ｐにプリント配線基板３０に設けられた位置決め孔を係合させ、同様にケース部材２０ｃに設けられた位置決めリブ２０ｒによってプリント配線基板３０の端部を係止することによって、当該ケース部材２０ｃにプリント配線基板３０が位置決めされる。ケース部材２０ｃに不図示のカバー部材をかぶせることによって温度調節器が内蔵された電源プラグ２０が構成される。このカバー部材には、プリント配線基板３０の基板面に当接するリブが形成されており、ケース部材２０ｃにカバー部材が被せられた状態でプリント配線基板３０は、電源プラグ２０のケースに固定される。
【００３７】
カレントトランス４は、プリント配線基板３０に実装されて固定されており、コア４３はカレントトランス４を構成する成型部材に固定されている。この状態で、コア４３は、プリント配線基板３０に対して固定されていると共に、コア４３とプリント配線基板３０との間には所定の空隙が存在する。図６に示すように、この空隙を通って第３コード３３は、コア４３に巻回される。具体的には、第３コード３３は、方形状のコア４３の一辺側におけるプリント配線基板３０とコア４３との間の空隙を通ってコア４３の内側へ導かれる。そして、当該一辺側の対辺側においてコア４３に巻回され、再度、プリント配線基板３０とコア４３の当該一辺側との間を通って、コア４３の内側から外側へと配線される。つまり、コア４３に巻回される第３コード３３の両端部側は、プリント配線基板３０とコア４３との間に形成される空隙によって係止されることとなり、コア４３と第３コード３３との位置関係、特に巻回された第３コード３３の屈曲部におけるコア４３との位置関係もほぼ固定される。これによって、安定した一次側回路が形成されることになる。
【００３８】
ところで、図７に例示した一般的な回路構成の場合には、第３コード３３は、例えば、図６における温度調節器８の第２端子８２と、第２電源端子２５ｂ（第２接点Ｐ２）との間に単純に接続される。また、ランプ７０と制限抵抗７１との直列回路は、第１電源端子２５ａと第２電源端子２５ｂ（又は温度調節器８の第２端子８２）との間に接続されることになる。図４及び図６に示したように、本発明に係る通電状態報知回路１０も、第１コード３１〜第３コード３３の３本の電線によって構成される。つまり、本発明に係る通電状態報知回路１０は、図７に例示したような一般的な回路構成に比べて電源コードの数を増やすことなく、カレントトランス４を利用した発光回路３を付加することが可能である。
【００３９】
例えば、カレントトランス４に一次側コイルが設けられており、当該一次側コイルの両端がプリント配線基板３０に実装されていると、温度調節器８の第２端子８２とプリント配線基板３０（一次側コイルの一方端）とを接続するコードと、プリント配線基板３０（一次側コイルの他方端）と第２電源端子２５ｂ（第２接点Ｐ２）とを接続するコードとの２本のコードが必要となる。つまり、第３コード３３が２本に分割されるので、部品コスト及び生産コストが高くなる可能性がある。しかし、本発明に係る通電状態報知回路１０は、一般的な回路構成と同様に、第３コード３３は１本でよく、部品コスト及び生産コストの増加が抑制される。
【００４０】
尚、カレントトランス４に代えて、変圧器を用いる構成も考えられるが、変圧器はカレントトランス４に比べて一次側のインピーダンスが高い。このため、主回路６における変圧器の一次側での電圧降下が大きくなり、ヒーター５の両端に掛かる電圧が低下することになる。これにより、ヒーター５による加熱効率が低下してしまうため、変圧器を用いる構成は好ましくない。従って、上述したように、カレントトランス４を用いて通電状態報知回路１０を構成すると好適である。また、カレントトランス４は、変圧器に比べて小型の部品が多く提供されており、電源プラグ２０の内部に省スペースで格納することができる。例えば、図７に例示したような回路構成で一般的に利用されている電源プラグにおいてランプ７０が格納されているようなスペースにプリント配線基板３０と共にカレントトランス４を収容するようなことも可能である。
【００４１】
一次側のインピーダンスが小さいことからも理解されるように、カレントトランス４の二次側に生じる誘導電流は小さい。従って、発光素子７として機能する発光ダイオード（１１，１２）は、高輝度発光ダイオードであることが好適である。また、図３に例示したように交流の誘導電流に応じて、相補的に発光素子７と機能するように第１発光ダイオード１１と第２発光ダイオード１２とを並列接続すると、それぞれの発光ダイオードを発光素子７として使用することができ、輝度を向上させることが可能である。
【００４２】
〔その他の実施形態〕
以下、本発明のその他の実施形態について説明する。尚、以下に説明する各実施形態の構成は、それぞれ単独で適用されるものに限られず、矛盾が生じない限り、他の実施形態の構成と組み合わせて適用することも可能である。
【００４３】
（１）上記説明においては、電熱機器としてホットプレート５０（電熱調理器）を例として説明した。しかし、当然ながら本発明が適用可能な電熱機器は、このような電熱調理器に限定されるものではない。本発明は、例えば電気カーペットや電気毛布など暖房器具に適用することも可能である。
【００４４】
（２）上記説明においては、電源コード５１と本体部５２とが分離可能な形態を例として説明した。しかし、上述したように、電源コード５１と本体部５２との接触不良以外にも、本体部５２における断線等により、電源の供給状態とパイロットランプ２２により報知される内容とが異なる場合がある。従って、電源コード５１と本体部５２とが一体化されている電熱機器にも本発明を適用することが可能であり、当然ながらそのような形態も本発明の技術的範囲に属するものである。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明は、電熱機器に備えられた電熱性負荷への通電状態を報知する電熱機器の通電状態報知回路に利用することができる。
【符号の説明】
【００４６】
１ ：第１アーム
２ ：第２アーム
３，３Ａ，３Ｂ：発光回路
４ ：カレントトランス
５ ：ヒーター（電熱性負荷）
６ ：主回路
７ ：発光素子
９ ：交流電源
１０ ：通電状態報知回路
１１ ：第１発光ダイオード（発光ダイオード）
１２ ：第２発光ダイオード（発光ダイオード）
１３ ：保護ダイオード
２０ ：電源プラグ
３３ ：配線部
４３ ：コア
５０ ：ホットプレート（電熱調理器、電熱機器）
５２ ：本体部
６０ ：導電路
Ｄ１ ：第１通流方向
Ｄ２ ：第２通流方向
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電熱機器に備えられた電熱性負荷への通電状態を適切に報知する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
卓上で調理を行いながら食事を取ることも可能なホットプレートなどの卓上型の電熱調理器が普及している。このような電熱調理器は、それぞれ分離可能である、洗浄可能なプレート部と、ヒーターを備えた本体部と、この本体部に電源を供給する電源コードとを備えて構成されることが多い。特開２００３−３３９５５０号公報（特許文献１）に開示されているように、この電源コードには、プレート部の温度を計測する感熱棒を備え、本体部のヒーターへの電力の供給量を調節する機能を備えた温度調節器付きプラグが設けられたものがある（第８〜１４段落、図１〜３等）。
【０００３】
このような電熱調理器では、電源コードの温度調節器付きプラグに設けられた２つの電源用接点と、本体部のプラグ受け部に設けられた２つの電源用接点とのそれぞれが接触することによって、本体部に電源が供給可能となる。ここで、温度調節器付きプラグに設けられた、例えばダイヤル式の温度調節スイッチを操作することによって、本体部に電源が供給される。この際、感熱棒により計測された温度が、温度調節スイッチにより設定された温度未満であるときに、本体部に電源が供給される。感熱棒により計測された温度が、温度調節スイッチにより設定された温度未満であり、本体部に電源が供給されていることをユーザーに報知するために、温度調節器付きプラグには、しばしばパイロットランプやパワーインジケーターなどの表示灯が備えられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−３３９５５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような表示灯は、温度調節スイッチのダイヤル位置が電源オフ位置以外の位置に設定され、且つ、感熱棒により計測された温度が温度調節スイッチにより設定される設定温度未満である場合に点灯するように、電源に対して本体部のヒーターと並列に接続されて構成されている場合が多い。このため、例えば、温度調節器付きプラグと、本体部のプラグ受け部とのそれぞれの電源用接点の接触が充分ではない場合であっても、上記ダイヤル位置及び計測される温度の条件を満たせば、表示灯が点灯する場合がある。但し、この場合には、表示灯が点灯していても、本体部のヒーターには電力が供給されないことになる。この際、ユーザーは、表示灯の点灯状態から、電熱調理器の温度が上がっていくものと理解するが、実際には温度が上がらないことになる。その結果、ユーザーは、電熱調理器の故障を疑ったり、温度調節器プラグの再挿抜を試みたりすることとなり、利便性が損なわれる。
【０００６】
また、電熱調理器の本体部において配線に断線が生じており、ヒーターに電力が供給できない場合にも、同様に温度調節器付きプラグの表示灯が点灯することとなる。この場合には、本体部が故障しているにも拘わらず、ユーザーが故障に気づくのが遅れてしまい、利便性が損なわれることになる。同様の事象は、ホットプレートなどの電熱調理器に限らず、例えば電気カーペットや電気毛布など暖房器具においても発生することが考えられる。つまり、電熱調理器や暖房器具など、電熱性負荷を熱源とする電熱機器において、上述したような事象によってユーザーの利便性が低下する可能性がある。
【０００７】
上記背景に鑑みて、電熱機器に備えられた電熱性負荷への通電状態を正確に報知することが可能な技術の提供が望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題に鑑みた本発明に係る電熱機器の通電状態報知回路の特徴構成は、
電熱機器に備えられた電熱性負荷への通電状態を報知する電熱機器の通電状態報知回路であって、
交流電源に対して直列に前記電熱性負荷が接続された主回路の導電路を一次側として設けられたカレントトランスと、
前記主回路に流れる交流電流に応じて前記カレントトランスの二次側に生じる誘導電流により発光する発光素子を有して構成される発光回路と、
を備える点にある。
【０００９】
この特徴構成によれば、主回路の導電路を一次側として設定されたカレントトランスの二次側に生じる誘導電流により発光素子が発光する。ユーザーは、この発光素子の発光状態により、電熱機器に備えられた電熱性負荷へ通電されていることを認知することができる。一方、例えば、断線や主回路内の接触不良等によって、交流電源に対して直列に電熱性負荷が接続された主回路が閉回路を形成できていないときには、主回路に電流が流れないので、カレントトランスの二次側には誘導電流が生じない。従って、発光素子が発光することもなく、ユーザーはこの発光素子の発光状態により、電熱機器に備えられた電熱性負荷へ通電されていないことを認知することができる。このように、本特徴構成によれば、電熱機器に備えられた電熱性負荷への通電状態を正確に報知することが可能な技術を提供することが可能となる。また、カレントトランスは、変圧器などと比べて一次側の回路、つまり主回路におけるインピーダンスが低い。従って、電熱機器の中核となる電熱性負荷に印加される電圧の低下を抑制することができ、加熱性能に対する影響が少なく好適である。
【００１０】
ところで、カレントトランスは、二次側に生じる誘導電流が比較的小さいため、発光素子には発光効率の良い素子を用いることが好ましい。好適な態様として、例えば、発光素子として発光ダイオードを用いるとよい。但し、発光ダイオードは、電流を流す方向が一方向（順方向）に固定されている。順方向とは反対の逆方向に電流を流そうとすると、発光ダイオードに逆方向電圧が掛かってしまうので好ましくない。つまり、交流電流である誘導電流を単純に発光ダイオードに流すことは好ましくない。そこで、発光ダイオードの逆方向に電流が流れないように、整流用のダイオード（保護ダイオード）などで通流方向を制限するとよい。つまり、１つの好適な態様として、本発明に係る電熱機器の通電状態報知回路は、以下のように構成することができる。即ち、前記発光素子は、交流の前記誘導電流の第１通流方向を順方向として接続される少なくとも１つの発光ダイオードであり、前記発光回路は、前記発光素子としての発光ダイオードを有する第１アームと、前記誘導電流の通流方向が前記第１通流方向とは逆方向の第２通流方向の際に、逆方向電圧から前記第１アームの発光ダイオードを保護する保護ダイオードを有する第２アームとを備えて構成されると好適である。
【００１１】
上述した形態では、交流の誘導電流の内のほぼ半分（半周期分の電流）は、保護ダイオードによって遮断されて発光回路で利用されないことになる。ここで、発光ダイオードに逆方向電圧が掛かることが抑制できればよいことを考慮すれば、逆方向電圧が掛かる際に、当該発光ダイオードと並列に、当該発光ダイオードの逆方向インピーダンスよりも低いインピーダンスの回路を設ければよい。そして、この回路として、発光ダイオードを適用すると好適である。具体的には、上述した第１アーム及び第２アームがそれぞれ発光ダイオードを有して構成され、各発光ダイオードの順方向が互いに逆方向となる状態で第１アームと第２アームとが並列接続されて、上述した発光回路が構成されると好適である。各アームの各発光ダイオードは、交流の誘導電流の通流方向に応じて相補的に点灯及び消灯して、点灯時に発光素子として機能する。従って、交流の誘導電流の内のほぼ全てが発光回路で利用でき、総合的に発光素子の輝度を向上させることが可能となる。また、相補的に点灯及び消灯する各アームの各発光ダイオードは、点灯中は消灯中の発光ダイオードに対する保護ダイオードとしても機能する。
【００１２】
このように、１つの態様として、本発明に係る電熱機器の通電状態報知回路は、前記保護ダイオードが、発光ダイオードであり、前記発光回路が、前記第１アーム及び前記第２アームの各発光ダイオードの順方向が互いに逆方向となる状態で前記第１アームと前記第２アームとが並列接続されて構成され、前記第１アーム及び前記第２アームの各発光ダイオードは、交流の前記誘導電流の通流方向に応じて相補的に、前記発光素子としての発光ダイオード及び前記保護ダイオードとして機能するように構成されると好適である。
【００１３】
上述した電熱機器の通電状態報知回路は、電熱機器の本体部に着脱自在に結合される電源プラグにおいて構成されると好適である。例えば、本体部とのインターフェースが共通であれば、ユーザーは、電源プラグだけを交換することによって、本発明に係る通電状態報知回路を簡単に利用することができる。その結果、ユーザーの利便性が飛躍的に向上することが期待できる。
【００１４】
１つの好適な態様として、本発明に係る電熱機器の電源プラグは、
前記電熱性負荷を有する本体部に対して着脱自在に結合される電熱機器の電源プラグであって、
上述した前記電熱機器の前記通電状態報知回路と、
前記本体部との結合状態において前記本体部の電熱性負荷と共に前記主回路を形成し、前記主回路の前記導電路を構成する配線部とを備え、
前記配線部は、前記カレントトランスの一次側において、前記カレントトランスを構成する環状のコアに巻回されて構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】ホットプレートの構成を示す分解斜視図
【図２】電源プラグのダイヤルとパイロットランプの配置を模式的に示す上面図
【図３】本発明の通電状態報知回路の一例を含む電熱機器の回路構成を模式的に示す等価回路図
【図４】カレントトランスの構成を模式的に示す説明図
【図５】発光回路の他の構成例を模式的に示す等価回路図
【図６】電源プラグの断面図
【図７】一般的な電熱機器の回路構成を模式的に示す等価回路図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面に基づき、電熱機器としての電熱調理器に本発明を適用した場合を例として、本発明の実施形態を説明する。図１は、電熱調理器の一例であるホットプレートの構成を示す分解斜視図である。本実施形態では、図１に示すように、ホットプレート５０は、電源コード５１と、本体部５２と、本体ガード５３と、プレート５４とを備えて構成される。本体部５２は、ホットプレート５０の中核となる部分であり、ヒーター５（電熱性負荷）が備えられている。電源コード５１は、商用電源を配給するコンセントに結合される差し込みプラグ５８と、コード部５９と、本体部５２に結合される電源プラグ２０とを備えて構成されている。電源コード５１は、本体部５２のプラグ受け部６１に電源プラグ２０を結合させてヒーター５に交流電力を供給する。本体部５２は、実質的に回路部品としてヒーター５のみが備えられた単純な構造であり、温度調節や電源のオン・オフなどの制御は、電源プラグ２０において行われる。電源プラグ２０は、温度調節器あるいは電源制御器として機能する。
【００１７】
本体ガード５３は、本体部５２の下部を覆うケースである。本体部５２の底部には、遮熱板が設けられているが、高熱となる本体部５２を覆って安全性を確保するために本体ガード５３が設けられている。本体ガード５３の周壁に設けられたプラグ受け部挿入孔６２を通って、本体部５２のプラグ受け部６１が本体ガード５３の周壁から外へ出るように、本体ガード５３と本体部５２との位置を合わせて、本体ガード５３に本体部５２が収容される。電源コード５１の電源プラグ２０は、本体ガード５３と本体部５２とがセットされた状態で、本体部５２のプラグ受け部６１と結合される。プレート５４は、鍋や鉄板などの調理具として機能する部分である。プレート５４は、本体ガード５３と本体部５２とがセットされた状態で、本体部５２のヒーター５に近接あるいは接触して配置される。調理具として使用されるプレート５４は、調理の後、単独で水等による洗浄が可能である。
【００１８】
図１に示すように、電源プラグ２０は、ダイヤル２１、パイロットランプ２２（パワーインジケータ、表示灯）、感熱棒２３を備えて構成されている。ダイヤル２１は、ユーザーが温度調節及び電源のオン・オフを行うための操作部である。パイロットランプ２２は、点灯状態によって本体部５２（ヒーター５）に電力が供給されている状態であるか否かをユーザーに報知する。例えば、パイロットランプ２２が点灯状態の際は、ヒーター５に給電されてプレート５４が加熱されていることを示し、消灯状態の際は、ヒーター５への給電が行われておらずプレート５４が加熱されていないことを示す。
【００１９】
感熱棒２３は、電源プラグ２０と本体部５２とが結合された状態において、本体部５２の内部に挿入され、プレート５４と直接あるいは間接的に接触してプレート５４の温度を感知する。電源プラグ２０の内部には、感熱棒２３に接続されたバイメタルなどの温度調節器８が備えられている（図３、図６、図７等参照。）。温度調節器８は、電源プラグ２０の内部において電力の供給経路を接続あるいは遮断するスイッチとして機能する。ダイヤル２１によって設定される設定温度と、感熱棒２３によって感知されたプレート５４の温度とに基づいて、温度調節器８は、電力の供給経路を接続あるいは遮断する。例えば、プレート５４の温度が設定温度以上となると、ヒーター５による加熱は不要であるから、温度調節器８は電力の供給経路を遮断する。この際、パイロットランプ２２は消灯状態となる。一方、プレート５４の温度が設定温度に達していない場合には、ヒーター５による加熱が必要であるから、温度調節器８は電力の供給経路を接続状態にする。この際、パイロットランプ２２は点灯状態となる。尚、ダイヤル２１による設定温度及び感熱棒２３による感知温度は、当然ながら所定の許容差を有する値であり、上述した「設定温度以上」、「設定温度に達していない」等の表現は、厳格に適用されるものではない。
【００２０】
図２は、電源プラグ２０の上面視であり、ダイヤル２１とパイロットランプ２２とを模式的に示している。パイロットランプ２２は、電源プラグ２０の上面に楕円形状に設けられ、その長軸が円形のダイヤル２１の中心に向かうようにダイヤル２１の近傍に配置されている。つまり、ダイヤル２１の径方向に沿ったパイロットランプ２２の長軸は、ダイヤル２１による設定位置をユーザーに示す基準となっている。図２は、ダイヤル２１による設定位置が「切」位置である場合を例示している。ダイヤル２１の設定位置が「切」の位置の際には、温度調節器８は電力の供給経路を遮断している。例えば、本体部５２に電源プラグ２０を結合させてダイヤル２１を図２に示すように時計回りに回転させると、ダイヤル２１による設定位置は、「切」の位置から何れかの設定温度の位置に変位する。ダイヤル２１による設定位置が、「切」から任意の設定温度の位置に変位すると、温度調節器８は電力の供給経路を接続する。そして、電力の供給経路が接続されたことによって、パイロットランプ２２が点灯する。
【００２１】
このような温度調節器８による電源供給状態をパイロットランプ２２の点灯によりユーザーに報知するための回路は、一般的には図７に等価回路を示す構成によって実現可能である。この等価回路においては、温度調節器８は単純なスイッチとして図示されている。パイロットランプ２２の光源となるランプ７０は、ヒーター５と並列に接続されている。ランプ７０には、ランプ７０に流れる電流を制限する制限抵抗７１が直列に接続されている。ここで、温度調節器８（スイッチ）がオン状態となり、交流電源９からの電力の供給経路が接続されると、ヒーター５及びランプ７０の双方に電力が供給される。その結果、ヒーター５は発熱してプレート５４を加熱し、ランプ７０は点灯してパイロットランプ２２を介してユーザーに通電状態を報知する。
【００２２】
ところで、電源プラグ２０と本体部５２のプラグ受け部６１との結合が充分ではない場合には、図７の等価回路における２箇所の接点Ｐ（Ｐ１，Ｐ２）の何れかにおいて回路が切断状態となる可能性がある。この場合に、温度調節器８によって電力の供給経路が接続されていれば、ヒーター５には電力が供給されないにも拘わらず、ランプ７０には電力が供給されてランプ７０が点灯する。このため、ユーザーは、パイロットランプ２２の状態からヒーター５に通電されていると理解してプレート５４の温度が所望の温度まで上昇するのを待つが、一向にプレート５４の温度が上昇しないことになる。その結果、ユーザーは、ホットプレート５０の故障を疑ったり、電源プラグ２０の再挿抜を試みたりすることとなり、利便性が損なわれる。また、このような事象は、本体部５２において断線が生じた場合にも起こり得るが、この場合もユーザーが迅速に断線故障に気づくための妨げとなる可能性がある。
【００２３】
そこで、本実施形態においては、図３に等価回路を示すような回路構成を採用している。図３は、パイロットランプ２２の光源を有する通電状態報知回路１０の一例を含むホットプレート５０（電熱機器）の回路構成を模式的に示す等価回路である。この等価回路においても、温度調節器８はスイッチとして図示している。温度調節器８によって交流電源９からの電力の供給経路が接続されると、ヒーター５に電力が供給される。ここで、図３に示すように、交流電源９に対して直列にヒーター５（電熱性負荷）が接続された閉回路を主回路６と称する。本実施形態においては、この主回路６の導電路６０（交流電源９からの電力の供給経路）を一次側としてカレントトランス４が設けられている。つまり、交流電源９に対して直列にヒーター５が接続された閉回路を流れる電流が一次側電流となるように、カレントトランス４が設けられている。
【００２４】
カレントトランス４の二次側には、主回路６を流れる交流電流、つまりヒーター５を流れる交流電流に応じて誘導電流が生じる。本実施形態では、この誘導電流によって発光する発光素子７を有して構成される発光回路３が備えられる。この発光回路３と、主回路６の導電路６０を一次側として設けられるカレントトランス４とにより、通電状態報知回路１０が構成される。カレントトランス４は、一般的には強磁性体の環状のコアと、互いに絶縁されて当該コアの異なる場所に巻回された一次側コイル及び二次側コイルとにより構成される。そして、一次側コイルに流れる電流に基づき、一次側コイルと二次側コイルとの巻線比に応じた電流が二次側コイルに誘導される。
【００２５】
ところで、主回路６を流れる電流を一次側コイルに流すためには、主回路６の導電路６０を切断してその間に一次側コイルを接続する必要がある。これに対して、本実施形態では、図４（及び図６）に示すように環状のコア４３の中を通って主回路６の導電路６０を配線することによって、導電路６０を切断することなく、巻線数が“１”の一次側回路（一次側コイル）が構成される。二次側コイル４２は、コア４３に所定の巻き線数で巻回され、発光回路３に接続される。二次側に誘導される電流は、発光回路３の駆動電流となる。
【００２６】
発光回路３は、発光素子７としての発光ダイオードと、電流の制限抵抗１５とを備えて構成されている。図３に例示する等価回路においては、発光回路３は、第１アーム１と第２アーム２との並列回路と、この並列回路に直列接続された制限抵抗１５との直並列回路として構成されている。第１アーム１及び第２アーム２は、それぞれ発光素子７としての発光ダイオードを備えて構成されている。第１アーム１には第１発光ダイオード１１が備えられ、第２アーム２には第２発光ダイオード１２が備えられている。第１アーム１と第２アーム２との並列回路は、各発光ダイオード（１１，１２）の順方向が互いに逆方向となる状態で構成されている。カレントトランス４の二次側の誘導電流は、交流電流であるから周期的に電流の方向が切り替わる。第１発光ダイオード１１と第２発光ダイオード１２の順方向が互いに逆方向であるから、周期的に切り替わる電流の方向に応じて何れかの発光ダイオードが順方向に接続されていることになる。つまり、一方の発光ダイオードが消灯している際には他方の発光ダイオードが点灯していることとなり、２つの発光ダイオードは誘導電流の通流方向（第１通流方向Ｄ１、第２通流方向Ｄ２）に応じて相補的に発光素子７として機能する。尚、図３では、第１発光ダイオード１１の順方向を第１通流方向Ｄ１、第２発光ダイオードの順方向を第２通流方向Ｄ２として図示しているが、通流方向の名称は便宜的なものである。
【００２７】
尚、発光回路３は、図３に例示した形態（発光回路３Ａ）に限定されることなく、図５のような形態で構成することもできる。この発光回路３Ｂ（３）は、発光素子７としての第１発光ダイオード１１と、制限抵抗１５と、保護ダイオード１３との直列回路によって構成されている。ここで、第１アーム１は第１発光ダイオード１１を有して構成される部分であり、第２アーム２は保護ダイオード１３を有して構成される部分である。保護ダイオード１３は、発光ダイオード（第１発光ダイオード１１）に印加される逆方向電圧から、当該発光ダイオードを保護する整流素子である。発光ダイオードに対して逆方向に電流を流そうとすると、当該発光ダイオードに逆方向電圧が印加されることになるが、一般的に発光ダイオードは逆方向電圧に対する耐性が高くない。このため、発光回路３Ｂ（３）では、第１発光ダイオード１１に対して逆方向に電流が流れないように、第１発光ダイオード１１と同じ方向を順方向として直列に保護ダイオード１３が接続されている。
【００２８】
即ち、図５に示す発光回路３Ｂ（３）を備えた通電状態報知回路１０は、以下のように構成される。交流電源９に対して直列にヒーター５（電熱性負荷）が接続され主回路６の導電路６０を一次側としてカレントトランス４が設けられる。発光回路３Ｂ（３）は、主回路６に流れる交流電流に応じてカレントトランス４の二次側に生じる誘導電流により発光する発光素子７を有して構成される。ここで、発光素子７は、交流の誘導電流の第１通流方向Ｄ１を順方向として接続される少なくとも１つの発光ダイオード（第１発光ダイオード１１）である。そして、発光回路３Ｂ（３）は、発光素子７としての第１発光ダイオード１１を有する第１アーム１と、保護ダイオード１３を有する第２アーム２とを備えて構成される。保護ダイオード１３は、誘導電流の通流方向が第１通流方向Ｄ１とは逆方向の第２通流方向Ｄ２の際に、誘導電流の通流を抑止し、逆方向電圧から第１アーム１の発光ダイオード（第１発光ダイオード１１）を保護するものである。好適な構成として、第１アーム１と第２アーム２とは、図５に示すように、第１発光ダイオード１１と保護ダイオード１３との順方向が同一方向となるように直列接続される。
【００２９】
尚、図３に示す発光回路３（３Ａ）も、発光素子７としての発光ダイオードと、保護ダイオード１３とを備えて構成されていると見ることができる。発光回路３Ａは、各発光ダイオード（１１，１２）の順方向が互いに逆方向となる状態で、第１アーム１と第２アーム２とが並列接続された構成である。従って、上述したように、２つの発光ダイオード（１１，１２）は誘導電流の通流方向に応じて相補的に発光素子７として機能する。誘導電流の通流方向が、第１アーム１の第１発光ダイオード１１に対して逆方向（第２通流方向Ｄ２）の場合には、第１発光ダイオード１１に逆方向電圧が印加される可能性がある。しかし、この場合、誘導電流の通流方向は、第２アーム２の第２発光ダイオード１２に対して順方向であるから、誘導電流のほぼ全量がインピーダンスの低い第２アーム２、即ち第２発光ダイオード１２を通って流れることになる。従って、ここで発光素子７として機能する第２発光ダイオード１２は、同時に、消灯中の第１発光ダイオード１１に流れ込む電流を迂回させて第１発光ダイオード１１を保護する保護ダイオード１３としても機能する。同様に、第１発光ダイオード１１が発光素子７として機能する際、第１発光ダイオード１１は同時に消灯中の第２発光ダイオード１２に対する保護ダイオード１３としても機能する。つまり、２つの発光ダイオード（１１，１２）は誘導電流の通流方向に応じて相補的に消灯中の発光素子７（発光ダイオード（１１，１２））に対する保護ダイオード１３として機能する。
【００３０】
即ち、図３に示す発光回路３Ａ（３）は、以下のように構成されていると言うことができる。発光回路３Ａ（３）は、第１アーム１及び第２アーム２の各発光ダイオード（１１，１２）の順方向が互いに逆方向となる状態で第１アーム１と第２アーム２とが並列接続されて構成される。第１アーム１及び第２アーム２の各発光ダイオード（１１，１２）は、交流の誘導電流の通流方向に応じて相補的に、発光素子７としての発光ダイオード及び保護ダイオード１３として機能する。より詳細には、各発光ダイオード（１１，１２）は、交流の誘導電流の通流方向に応じて相補的に点灯及び消灯して、点灯時に発光素子７として機能し、当該通流方向に応じて相補的に、消灯中の発光ダイオードに対する保護ダイオード１３として機能する。
【００３１】
ここで、図６を参照して電源プラグ２０の内部構造について説明する。図６は、本体部５２のプラグ受け部６１と、電源プラグ２０とが分離している状態を示している。また、図６は、電源プラグ２０をダイヤル２１が設けられる側とは逆側、つまり裏側から内部を見た裏面視の図である。プラグ受け部６１は、電源プラグ２０が挿入される凹部６３が形成されている。凹部６３の奥の中央には、電源プラグ２０に設けられた感熱棒２３を本体部５２の内部へ導くための貫通孔６６が形成されている。また、凹部６３の奥の中央からほぼ均等な位置、つまり貫通孔６６の両側には、ヒーター５に接続された一対のヒーター電極６５が設けられている。これらのヒーター電極６５は、図３の等価回路図における接点Ｐに相当する。
【００３２】
プラグ受け部６１と対向する側である電源プラグ２０の前面には、挿入時にプラグ受け部６１のヒーター電極６５と対向する位置に電極挿入孔２６が設けられている。電極挿入孔２６の内部には、プラグ受け部６１と電源プラグ２０とが結合された状態において、プラグ受け部６１のヒーター電極６５と接触する電源端子２５が設けられている。電源端子２５は、前方に向けて付勢されており、プラグ受け部６１と電源プラグ２０とが結合された状態において、ヒーター電極６５と電源端子２５との接触がより確実となるように構成されている。電源端子２５は、ヒーター電極６５と共に図３の等価回路図における接点Ｐに相当する。
【００３３】
電源プラグ２０の両側面には、可動部材２８が電源プラグ２０に対して揺動自在に設けられている。可動部材２８は、プラグ受け部６１と対向しない側である後部側（可動部材２８の後端部）において、電源プラグ２０に軸支されている。また、可動部材２８の前端部には、側方外側に向けて突出する爪部２７が形成されている。この爪部２７は、バネ２９によって側方外側に向けて付勢されている。プラグ受け部６１の凹部６３の両側面には、これら爪部２７に対向する係止部６７が形成されている。電源プラグ２０をプラグ受け部６１に挿入した際、爪部２７が係止部６７により係止され、電源プラグ２０とプラグ受け部６１とが結合される。
【００３４】
感熱棒２３は、温度調節器８に接続されている。交流の商用電源である交流電源９に接続されるコード部５９は、２本の電線により構成されている。当然ながら、撚り線により１本の電線が構成される場合を含む。一方の電線である第１コード３１は、図３及び図６に示すように、直接、一方の電源端子２５である第１電源端子２５ａ（第１接点Ｐ１）に接続される。他方の電線である第２コード３２は、温度調節器８の第１端子８１（入力側端子）に接続される。温度調節器８の第１端子８１と第２端子８２（出力側端子）とは、上述したダイヤル２１の設定位置及び感熱棒２３によって感知される温度によって導通状態となったり、切断状態となったりする。第２端子８２には、温度調節器８の第１端子８１と第２端子８２とが導通状態の時に、第２コード３２と導通して主回路６を構成する導電路６０となる第３コード３３が接続される。第３コード３３は、図４に示すように、カレントトランス４の環状のコア４３の環の中を通って、他方の電源端子２５である第２電源端子２５ｂ（第２接点Ｐ２）に接続される。
【００３５】
カレントトランス４は、プリント配線基板３０に実装されており、二次側コイル４２に生じる誘導電流は、プリント配線基板３０の上に実装される発光回路３に供給される。発光回路３を構成する制限抵抗１５や発光素子７などは、カレントトランス４とは反対の面に実装されており、図６においては不図示である。
【００３６】
プリント配線基板３０は、電源プラグ２０のケースに固定される。例えば、図６に示すケース部材２０ｃに設けられた位置決めピン２０ｐにプリント配線基板３０に設けられた位置決め孔を係合させ、同様にケース部材２０ｃに設けられた位置決めリブ２０ｒによってプリント配線基板３０の端部を係止することによって、当該ケース部材２０ｃにプリント配線基板３０が位置決めされる。ケース部材２０ｃに不図示のカバー部材をかぶせることによって温度調節器が内蔵された電源プラグ２０が構成される。このカバー部材には、プリント配線基板３０の基板面に当接するリブが形成されており、ケース部材２０ｃにカバー部材が被せられた状態でプリント配線基板３０は、電源プラグ２０のケースに固定される。
【００３７】
カレントトランス４は、プリント配線基板３０に実装されて固定されており、コア４３はカレントトランス４を構成する成型部材に固定されている。この状態で、コア４３は、プリント配線基板３０に対して固定されていると共に、コア４３とプリント配線基板３０との間には所定の空隙が存在する。図６に示すように、この空隙を通って第３コード３３は、コア４３に巻回される。具体的には、第３コード３３は、方形状のコア４３の一辺側におけるプリント配線基板３０とコア４３との間の空隙を通ってコア４３の内側へ導かれる。そして、当該一辺側の対辺側においてコア４３に巻回され、再度、プリント配線基板３０とコア４３の当該一辺側との間を通って、コア４３の内側から外側へと配線される。つまり、コア４３に巻回される第３コード３３の両端部側は、プリント配線基板３０とコア４３との間に形成される空隙によって係止されることとなり、コア４３と第３コード３３との位置関係、特に巻回された第３コード３３の屈曲部におけるコア４３との位置関係もほぼ固定される。これによって、安定した一次側回路が形成されることになる。
【００３８】
ところで、図７に例示した一般的な回路構成の場合には、第３コード３３は、例えば、図６における温度調節器８の第２端子８２と、第２電源端子２５ｂ（第２接点Ｐ２）との間に単純に接続される。また、ランプ７０と制限抵抗７１との直列回路は、第１電源端子２５ａと第２電源端子２５ｂ（又は温度調節器８の第２端子８２）との間に接続されることになる。図４及び図６に示したように、本発明に係る通電状態報知回路１０も、第１コード３１〜第３コード３３の３本の電線によって構成される。つまり、本発明に係る通電状態報知回路１０は、図７に例示したような一般的な回路構成に比べて電源コードの数を増やすことなく、カレントトランス４を利用した発光回路３を付加することが可能である。
【００３９】
例えば、カレントトランス４に一次側コイルが設けられており、当該一次側コイルの両端がプリント配線基板３０に実装されていると、温度調節器８の第２端子８２とプリント配線基板３０（一次側コイルの一方端）とを接続するコードと、プリント配線基板３０（一次側コイルの他方端）と第２電源端子２５ｂ（第２接点Ｐ２）とを接続するコードとの２本のコードが必要となる。つまり、第３コード３３が２本に分割されるので、部品コスト及び生産コストが高くなる可能性がある。しかし、本発明に係る通電状態報知回路１０は、一般的な回路構成と同様に、第３コード３３は１本でよく、部品コスト及び生産コストの増加が抑制される。
【００４０】
尚、カレントトランス４に代えて、変圧器を用いる構成も考えられるが、変圧器はカレントトランス４に比べて一次側のインピーダンスが高い。このため、主回路６における変圧器の一次側での電圧降下が大きくなり、ヒーター５の両端に掛かる電圧が低下することになる。これにより、ヒーター５による加熱効率が低下してしまうため、変圧器を用いる構成は好ましくない。従って、上述したように、カレントトランス４を用いて通電状態報知回路１０を構成すると好適である。また、カレントトランス４は、変圧器に比べて小型の部品が多く提供されており、電源プラグ２０の内部に省スペースで格納することができる。例えば、図７に例示したような回路構成で一般的に利用されている電源プラグにおいてランプ７０が格納されているようなスペースにプリント配線基板３０と共にカレントトランス４を収容するようなことも可能である。
【００４１】
一次側のインピーダンスが小さいことからも理解されるように、カレントトランス４の二次側に生じる誘導電流は小さい。従って、発光素子７として機能する発光ダイオード（１１，１２）は、高輝度発光ダイオードであることが好適である。また、図３に例示したように交流の誘導電流に応じて、相補的に発光素子７と機能するように第１発光ダイオード１１と第２発光ダイオード１２とを並列接続すると、それぞれの発光ダイオードを発光素子７として使用することができ、輝度を向上させることが可能である。
【００４２】
〔その他の実施形態〕
以下、本発明のその他の実施形態について説明する。尚、以下に説明する各実施形態の構成は、それぞれ単独で適用されるものに限られず、矛盾が生じない限り、他の実施形態の構成と組み合わせて適用することも可能である。
【００４３】
（１）上記説明においては、電熱機器としてホットプレート５０（電熱調理器）を例として説明した。しかし、当然ながら本発明が適用可能な電熱機器は、このような電熱調理器に限定されるものではない。本発明は、例えば電気カーペットや電気毛布など暖房器具に適用することも可能である。
【００４４】
（２）上記説明においては、電源コード５１と本体部５２とが分離可能な形態を例として説明した。しかし、上述したように、電源コード５１と本体部５２との接触不良以外にも、本体部５２における断線等により、電源の供給状態とパイロットランプ２２により報知される内容とが異なる場合がある。従って、電源コード５１と本体部５２とが一体化されている電熱機器にも本発明を適用することが可能であり、当然ながらそのような形態も本発明の技術的範囲に属するものである。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明は、電熱機器に備えられた電熱性負荷への通電状態を報知する電熱機器の通電状態報知回路に利用することができる。
【符号の説明】
【００４６】
１ ：第１アーム
２ ：第２アーム
３，３Ａ，３Ｂ：発光回路
４ ：カレントトランス
５ ：ヒーター（電熱性負荷）
６ ：主回路
７ ：発光素子
９ ：交流電源
１０ ：通電状態報知回路
１１ ：第１発光ダイオード（発光ダイオード）
１２ ：第２発光ダイオード（発光ダイオード）
１３ ：保護ダイオード
２０ ：電源プラグ
３３ ：配線部
４３ ：コア
５０ ：ホットプレート（電熱調理器、電熱機器）
５２ ：本体部
６０ ：導電路
Ｄ１ ：第１通流方向
Ｄ２ ：第２通流方向
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電熱機器に備えられた電熱性負荷への通電状態を報知する電熱機器の通電状態報知回路であって、
交流電源に対して直列に前記電熱性負荷が接続された主回路の導電路を一次側として設けられたカレントトランスと、
前記主回路に流れる交流電流に応じて前記カレントトランスの二次側に生じる誘導電流により発光する発光素子を有して構成される発光回路と、
を備える電熱機器の通電状態報知回路。
【請求項２】
前記発光素子は、交流の前記誘導電流の第１通流方向を順方向として接続される少なくとも１つの発光ダイオードであり、
前記発光回路は、前記発光素子としての発光ダイオードを有する第１アームと、前記誘導電流の通流方向が前記第１通流方向とは逆方向の第２通流方向の際に、逆方向電圧から前記第１アームの発光ダイオードを保護する保護ダイオードを有する第２アームとを備えて構成される請求項１に記載の電熱機器の通電状態報知回路。
【請求項３】
前記保護ダイオードは、発光ダイオードであり、
前記発光回路は、前記第１アーム及び前記第２アームの各発光ダイオードの順方向が互いに逆方向となる状態で前記第１アームと前記第２アームとが並列接続されて構成され、
前記第１アーム及び前記第２アームの各発光ダイオードは、交流の前記誘導電流の通流方向に応じて相補的に、前記発光素子としての発光ダイオード及び前記保護ダイオードとして機能する請求項２に記載の電熱機器の通電状態報知回路。
【請求項４】
前記電熱性負荷を有する本体部に対して着脱自在に結合される電熱機器の電源プラグであって、
請求項１から３の何れか一項に記載の電熱機器の通電状態報知回路と、
前記本体部との結合状態において前記本体部の電熱性負荷と共に前記主回路を形成し、前記主回路の前記導電路を構成する配線部とを備え、
前記配線部は、前記カレントトランスの一次側において、前記カレントトランスを構成する環状のコアに巻回されている電熱機器の電源プラグ。
【請求項１】
電熱機器に備えられた電熱性負荷への通電状態を報知する電熱機器の通電状態報知回路であって、
交流電源に対して直列に前記電熱性負荷が接続された主回路の導電路を一次側として設けられたカレントトランスと、
前記主回路に流れる交流電流に応じて前記カレントトランスの二次側に生じる誘導電流により発光する発光素子を有して構成される発光回路と、
を備える電熱機器の通電状態報知回路。
【請求項２】
前記発光素子は、交流の前記誘導電流の第１通流方向を順方向として接続される少なくとも１つの発光ダイオードであり、
前記発光回路は、前記発光素子としての発光ダイオードを有する第１アームと、前記誘導電流の通流方向が前記第１通流方向とは逆方向の第２通流方向の際に、逆方向電圧から前記第１アームの発光ダイオードを保護する保護ダイオードを有する第２アームとを備えて構成される請求項１に記載の電熱機器の通電状態報知回路。
【請求項３】
前記保護ダイオードは、発光ダイオードであり、
前記発光回路は、前記第１アーム及び前記第２アームの各発光ダイオードの順方向が互いに逆方向となる状態で前記第１アームと前記第２アームとが並列接続されて構成され、
前記第１アーム及び前記第２アームの各発光ダイオードは、交流の前記誘導電流の通流方向に応じて相補的に、前記発光素子としての発光ダイオード及び前記保護ダイオードとして機能する請求項２に記載の電熱機器の通電状態報知回路。
【請求項４】
前記電熱性負荷を有する本体部に対して着脱自在に結合される電熱機器の電源プラグであって、
請求項１から３の何れか一項に記載の電熱機器の通電状態報知回路と、
前記本体部との結合状態において前記本体部の電熱性負荷と共に前記主回路を形成し、前記主回路の前記導電路を構成する配線部とを備え、
前記配線部は、前記カレントトランスの一次側において、前記カレントトランスを構成する環状のコアに巻回されている電熱機器の電源プラグ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−２７５６０（Ｐ２０１３−２７５６０Ａ）
【公開日】平成２５年２月７日（２０１３．２．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１６５７５８（Ｐ２０１１−１６５７５８）
【出願日】平成２３年７月２８日（２０１１．７．２８）
【出願人】（０００００２４７３）象印マホービン株式会社 (440)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月７日（２０１３．２．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月２８日（２０１１．７．２８）
【出願人】（０００００２４７３）象印マホービン株式会社 (440)
【Ｆターム（参考）】
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