JP5936960B2 - 電気機器 - Google Patents

Description

この発明は、電気機器に関し、より特定的には、二重絶縁が施された電気機器に関する。

商用電源などの交流電源からの電力を負荷に供給する電気機器においては、漏電による感電事故を防止するために、アースの施工が行なわれる。洗濯機や冷蔵庫などは据置き型の電気機器であるため、アースの施工が比較的容易である。その一方で、炊飯器のような可搬型の電気機器については、アースの施工が困難である。このようなアースの施工が困難な電気機器において、アースが要求される場合は、電気用品安全法の適用により、二重絶縁を施すことが必要とされている。二重絶縁とは、通常の絶縁である基礎絶縁に加えて、同等の絶縁性能を有する付加絶縁を施し、安全性を向上させたものである。

ここで、炊飯器においては、たとえば特開２００９−２３３２３１号公報（特許文献１）に示されるように、マイコン制御ユニットを備え、例えば白米、早炊き、炊き込み、おかゆ等の各種の炊飯メニューの選択設定と、それらに対応した炊飯制御および保温制御とを行なうものが普及している。このような炊飯器の場合、各種の炊飯メニューの選択設定は、入力および表示機能を有するタッチパネルを炊飯器本体前面の操作パネル部に設け、このタッチパネルを用いて行なわれるように構成されている。

特開２００９−２３３２３１号公報

上記の特許文献１に記載される炊飯器においては、ユーザは、炊飯器本体に設けられたタッチパネルに表示された各種の炊飯メニューのうち、必要とするメニューが表示される箇所を指で触れることにより、メニューを選択する。

このようにユーザが機器本体を触れる構成となっているため、水回りまたは室外で使用され、高電圧部を持つ一部の機器では、感電防止のために、機器本体の内部に収納される電気部品に二重絶縁または強化絶縁構造を施すことが行なわれてきた。しかしながら、炊飯器のような比較的小型の可搬型の電気機器では、本体が大型化、重量化してしまうという問題点があった。

この発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、二重絶縁が施された可搬型の電気機器を、小型軽量かつ簡易な構成で実現することである。

この発明のある局面では、電気機器は、絶縁トランスと、絶縁トランスの一次コイルに接続され、交流電源から電力の供給を受ける一次側回路と、絶縁トランスの二次コイルに接続される二次側回路とを備える。一次側回路は、交流電源からの電力を受けて駆動する負荷と、交流電源からの交流電力を二次側回路へ供給するための電力に変換して絶縁トランスの一次コイルに出力する第１の電源回路とを含む。二次側回路は、ユーザの操作に応じた操作信号を出力するユーザインタフェイス部と、絶縁トランスの二次コイルから出力される交流電力を直流電力に変換し、二次側回路の動作電圧を生成する第２の電源回路とを含む。

好ましくは、二次側回路は、ユーザインタフェイス部からの操作信号に応じて負荷の駆動を制御するための主制御部をさらに含む。一次側回路は、主制御部からの制御指令に従って交流電源から負荷への電力供給を制御するための副制御部をさらに含む。

好ましくは、電気機器は、主制御部と副制御部との間で無線通信を行なうための通信部をさらに備える。

好ましくは、一次側回路および二次側回路は、互いに別筺体に形成される。
好ましくは、一次側回路は、交流電源からの電力を受けるための接続部が設けられた本体部を構成する。二次側回路は、本体部に対して開閉可能に取り付けられ、かつ、表面にユーザインタフェイス部が設けられた蓋体を構成する。

好ましくは、負荷は、被加熱体を加熱するための加熱部を含む。一次側回路は、被加熱体の温度を検知して、検知信号を主制御部に出力するように構成された温度検知回路をさらに含む。

この発明によれば、二重絶縁が施された可搬型の電気機器を、小型軽量および簡易な構成で実現できる。

実施の形態に係る炊飯器の蓋体閉鎖時の概略斜視図である。 炊飯器の蓋体開放時の概略斜視図である。 炊飯器の回転体の概略下面図である。 第１，第２撹拌体の撹拌状態を説明するための概略斜視図である。 炊飯器の概略断面図である。 炊飯器の制御系の構成の概要を表わしたブロック図である。 図６の制御系構成のうちのメイン制御系の詳細を表わしたブロック図である。 図６の制御系構成のうちのサブ制御系の詳細を表わしたブロック図である。 図６の制御構成内の電源回路の詳細を表したブロック図である。 図６の制御構成内の通信部の詳細を表したブロック図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中の同一または相当する部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。

以下の例においては、本発明にかかる電気機器の具体例として加熱調理機器である炊飯器を挙げて説明する。もちろん、電気機器は炊飯器に限定されず、オーブンや電子レンジ等の他の加熱調理機器であってもよいし、加熱調理機器に限定されず、洗濯機や掃除機などの他の家電機器であってもよいし、家電機器に限定されずＣＤプレーヤや携帯電話機等の一般的な電気機器であってもよい。本発明に係る電気機器は、二重絶縁が必要とされる電気機器であれば、どのようなものであってもよい。

＜装置構成＞
図１は、本発明の実施の形態による炊飯器１００を斜め上方から見た概略斜視図である。

図１を参照して、炊飯器１００は、炊飯器本体１と、炊飯器本体１に開閉可能に取り付けられた蓋体２とを含む。炊飯器本体１は蓋体２に対して下部に位置する。

炊飯器本体１の前面には、蓋体２を開けるための開ボタン３が配される。炊飯器本体１の後面には電源コード４７が配される。この電源コード４７の大部分は、炊飯器本体１内のコードリール(図示せず)に引き出し可能に巻き付けられていている。電源コード４７のプラグが商用電源のコンセント（図示せず）に接続されることによって、商用電源からの交流電力が電源コード４７を介して炊飯器本体１に伝達される。すなわち、電源コード４７は、商用電源からの電力を受けるための「接続部」に対応する。

蓋体２の上面の前部には、炊き方や調理名などを表示する液晶表示部５と、複数の操作スイッチ６とが配され、さらに、操作スイッチ６には動作状態を表わすためのＬＥＤ（Light Emitting Diode）インジケータ６１が設けられている。操作スイッチ６は物理的な押下を受け付けるスイッチであってもよいし、静電容量式タッチキーであってもよい。操作スイッチ６が静電容量式タッチキーである場合には、インジケータ６１に替えてタッチキーのバックライトが用いられてもよい。なお、液晶表示部５は表示部の一例である。液晶表示部５および操作スイッチ６は、「ユーザインタフェイス部」に対応し、メニューの選択やキー入力操作を行なう。

蓋体２の上面の後部には、内鍋７（図２）内の蒸気を排出するための蒸気排出口２ａが設けられる。

図２は、蓋体２を開いた状態の炊飯器１００の概略斜視図である。
図２を参照して、炊飯器本体１には、被加熱物の一例としての米や水などを収容するための内鍋７が収納されている。

炊飯器本体１の上面の前部には被係止部８が設けられており、蓋体２の下面の前部には係止部２３が設けられている。被係止部８には係止部２３が解除可能に係止する。

炊飯器本体１内には、蓋体２をロックするための蓋ロック部９が設けられている。蓋ロック部９が蓋体２をロックしていないときには、開ボタン３を押すと被係止部８が後方に移動するため、被係止部８に対する係止部２３の係止は解除される。蓋ロック部９が蓋体２をロックしているときは、開ボタン３を押しても被係止部８が後方に移動しないため、被係止部８に対する係止部２３の係止は解除されない。

蓋体２は、蓋体２を閉じたときに内鍋７側とは反対側に位置する外蓋２１と、蓋体２を閉じたときに内鍋７側に位置する内蓋２２とを含む。

外蓋２１内には撹拌モータ２４が設置されている。外蓋２１の中央部内には回転可能に連結軸（図示せず）が設置され、撹拌モータ２４が発生した回転駆動力を、プーリ（図示せず）やベルト（図示せず）を介して受けて回転する。

炊飯器本体１と蓋体２との間には回転体２５が回転可能に配置されて、蓋体２に着脱可能に取り付けられている。より詳しくは、回転体２５の蓋体２側の部分からは回転軸２９の一方の端部が突出している（図４参照）。回転軸２９は、一方の端部が外蓋２１の上記連結軸に着脱可能に連結されて、上記連結軸と一体に回転する。また、回転軸２９は回転体２５に対して回転可能となっている。

回転体２５には第１，第２撹拌体２６Ａ，２６Ｂ（これらを代表させて撹拌体２６とも称する）が取り付けられている。第１，第２撹拌体２６Ａ，２６Ｂは、それぞれ、径方向において回転体２５と隣り合って、内鍋７内の米などに接触した撹拌状態と、内鍋７内の米などから乖離した非撹拌状態とを切替可能になっている。すなわち、第１，第２撹拌体２６Ａ，２６Ｂのそれぞれは、一方の端部が回転体２５に回動可能に取り付けられて、他方の端部が、回転体２５から離れたり、回転体２５に近づいたりすることが可能になっている。なお、第１，第２撹拌体２６Ａ，２６Ｂは撹拌体の一例である。

図３は、回転体２５を内鍋７側から見た概略図である。
図３を参照して、回転体２５は、蓋体側部材２７と、この蓋体側部材２７の内鍋７側の表面に着脱可能に取り付けられた内鍋側部材２８とを有している。蓋体側部材２７と内鍋側部材２８との間には、第１，第２撹拌体兼用傘ギア３０と、第１撹拌体用ギア３１Ａ，３２Ａ，３３Ａと、第２撹拌体用ギア３１Ｂ，３２Ｂ，３３Ｂとが配置されている。回転軸２９の回転駆動は、第１，第２撹拌体兼用傘ギア３０および第１撹拌体用ギア３１Ａ，３２Ａ，３３Ａを介して第１撹拌体用回動軸３４Ａに伝わると共に、第１，第２撹拌体兼用傘ギア３０および第２撹拌体用ギア３１Ｂ，３２Ｂ，３３Ｂを介して第２撹拌体用回動軸３４Ｂに伝わる。これにより、回転軸２９が回転すれば、第１，第２撹拌体２６Ａ，２６Ｂを第１，第２撹拌体用回動軸３４Ａ，３４Ｂを中心に回動させて、図２，図３に示す非撹拌状態から図４に示す撹拌状態に切り替えたり、上記撹拌状態から上記非撹拌状態に切り替えたりすることが可能になっている。

なお、図４では、第１，第２撹拌体２６Ａ，２６Ｂを視認できるように、炊飯器本体１および蓋体２の図示を省略している。

図５は、炊飯器１００を鉛直面で切った断面の概略図である。
図５を参照して、炊飯器１００は、上記炊飯器本体１と、炊飯器本体１内に収納される内鍋７と、炊飯器本体１の上部に開閉可能に取り付けられ、内鍋７を覆うように閉じることが可能な蓋体２と、蓋体２を閉じたときに内鍋７側とは反対側に位置する外蓋２１と、蓋体２を閉じたときに内鍋７側に位置する内蓋２２と、内蓋２２を加熱するための蓋ヒータ４ａと、内鍋７の側面を加熱することで内鍋７内の被加熱物を保温するための保温ヒータ４ｂと、炊飯器本体１内の下側に配置され、内鍋７を誘導加熱するための誘導コイル４ｃと、内鍋７の温度を検知するための温度センサ１５ａと、内鍋７に収容された被加熱物の重量を検知するための重量センサ１５ｂと、蓋体２に着脱可能に取り付けられた回転体２５とを含む。なお、誘導コイル４ｃは「加熱部」の一例である。

外蓋２１内には撹拌モータ２４が設置されている。回転体２５の回転軸２９は内蓋２２を貫通し、その一方の端部が図示しないプーリやベルトを介して撹拌モータ２４に接続されている。

外蓋２１の表面には液晶表示部５および操作スイッチ６からなるユーザインタフェイス部が設けられ、外蓋２１内には、このユーザインタフェイス部と接続され、その操作に従って炊飯器１００全体を制御するためのメイン制御部が含まれる。メイン制御部には、メインＣＰＵ（Central Processing Unit）１０ａと、メインＲＯＭ（Read Only Memory）１１ａおよびメインＲＡＭ（Random Access Memory）１２ａなどである記憶部とが含まれる。

炊飯器本体１と内鍋７との間の空間には、メインＣＰＵ１０ａからの制御信号を受けて、誘導コイル４ｃによる誘導加熱など、炊飯器本体１に含まれる各部を制御するためのサブ制御部が含まれる。サブ制御部には、サブＣＰＵ１０ｂと、サブＲＯＭ１１ｂおよびサブＲＡＭ１２ｂなどである記憶部とが含まれる。

サブ制御部および誘導コイル４ｃ近傍には、これらの発熱を冷却するための冷却ファン１３が配置される。

＜制御系構成＞
図６は、炊飯器１００の制御系の構成の概要を表わしたブロック図である。

図６を参照して、炊飯器１００の制御系は、大きくは、蓋体２側のメイン制御系と炊飯器本体１側のサブ制御系とに分かれる。蓋体２側のメイン制御系はメインＣＰＵ１０ａを含み、炊飯器本体１側のサブ制御系はサブＣＰＵ１０ｂを含む。

メインＣＰＵ１０ａはメイン制御系に含まれる各機能を制御する他、サブＣＰＵ１０ｂに対して制御信号を出力して、サブＣＰＵ１０ｂにサブ制御系に含まれる各機能の制御を実行させる。また、サブＣＰＵ１０ｂは各種信号をメインＣＰＵ１０ａに対して出力する。

メインＣＰＵ１０ａとサブＣＰＵ１０ｂとは電気的に分離（絶縁）されている。そのため、メインＣＰＵ１０ａとサブＣＰＵ１０ｂとの間の上記信号のやり取りは、好ましくは無線通信が利用される。一例として、フォトカプラが用いられてもよい。すなわち、メイン制御系およびサブ制御系は、それぞれ、通信部５４ａ，５４ｂを含み、上記信号をやり取りする。通信部５４ａ，５４ｂは好ましくは無線通信を行ない、一例として、フォトカプラが挙げられる。

メイン制御系には電源回路５０ａ、サブ制御系には電源回路５０ｂ，５０ｃが含まれる。炊飯器本体１に含まれる電源コード４７（図示せず）を介して商用電源４７０から供給された交流電力は、サブ制御系の電源回路５０ｂ，５０ｃにもたらされる。

サブ制御系の電源回路５０ｃは供給された交流電力を直流電力に変換してサブＣＰＵ１０ｂに供給する。サブ制御系の電源回路５０ｂはメイン制御系への電源供給用の電源回路であって、供給された交流電力を直流電力に変換した後に、メイン制御系に供給するための交流電力に変換して絶縁トランス４０に渡す。交流電力は絶縁トランス４０において変圧された後にメイン制御系の電源回路５０ａに入力される。メイン制御系の電源回路５０ａは、入力された交流電力を直流電力に変換してメインＣＰＵ１０ａに供給する。

図７は、図６の制御系構成の内のメイン制御系の詳細を表わしたブロック図である。一部、説明のためにサブ制御系の構成も図示されている。

図７を参照して、メイン制御系にはメインＣＰＵ１０ａが含まれる。メインＣＰＵ１０ａは電源回路５０ａから電力供給を受けて動作する。

メインＣＰＵ１０ａには、メインＣＰＵ１０ａで実行されるプログラムを記憶するためのＲＯＭ１１ａと、プログラム実行の際の作業領域となるＲＡＭ１２ａとが電気的に接続される。

メインＣＰＵ１０ａには、さらに、通信部５４ａ、液晶表示部５、操作スイッチ６、ＬＥＤインジケータ６１、ブザー１４、タイマー１６、着脱検知部５５、モータ駆動回路５７、蓋開閉検知部５６、および炊飯器本体１内の温度検知回路４１が電気的に接続されている。

メインＣＰＵ１０ａは操作スイッチ６からの操作信号の入力を受け付けることで対応するプログラムを選択し、実行する。メインＣＰＵ１０ａは、プログラムを実行することで液晶表示部５での表示、ＬＥＤインジケータ６１の点灯／消灯、ブザー１４の鳴動を制御する。また、サブ制御系に含まれる各部のうち上記プログラムの実行に基づいて制御対象となる構成を制御するための制御信号を通信部５４ａに渡すことで、サブＣＰＵ１０ｂに対して出力する。

モータ駆動回路５７は撹拌モータ２４を駆動させるための機構であり、メインＣＰＵ１０ａは上記プログラムの実行に従って、必要なタイミングで必要な駆動量で撹拌モータ２４を駆動させるよう、モータ駆動回路５７を制御する。なお、モータ駆動回路５７には、後述する蓋開閉検知部５６からの検知信号も入力され、その検知に応じて撹拌モータ２４を駆動／非駆動するようにしてもよい。

着脱検知部５５は、蓋体２に着脱可能に構成されている回転体２５の着脱を検知するための機構である。具体的な構成は特定の構成に限定されるものではないが、一例として、回転体２５の回転軸２９に動力を伝える撹拌モータ２４のパルス信号に基づいてその回転量を判断し、回転体２５の着脱を検知する構成が挙げられる。他の構成として、たとえば着脱を検知するためのセンサを用いてもよい。

蓋開閉検知部５６は蓋体２の炊飯器本体１に対する開閉状態を検知するための機構である。具体的な構成は特定の構成に限定されるものではないが、一例として、被係止部８に対する係止部２３の係止を検知するためのセンサを用いてもよい。

温度検知回路４１は内鍋７内の温度を検知するための機構であり、温度センサ１５ａからのセンサ信号に基づいて温度を検知して、検知信号をメインＣＰＵ１０ａに入力する。

また、図７の構成の他、回転体２５に対する撹拌体２６の状態（撹拌状態、非撹拌状態）を検知するための機構が含まれてもよい。この機構の構成もまた特定の構成に限定されるものではないが、たとえば、センサを用いてもよいし、撹拌モータ２４のパルス信号に基づいてその回転量を判断することで撹拌体２６の状態を検知してもよい。

これらの検知信号はメインＣＰＵ１０ａに入力され、必要に応じて制御に用いられる。
図８は、図６の制御構成の内のサブ制御系の詳細を表わしたブロック図である。一部、説明のためにメイン制御系の構成も図示されている。

図８を参照して、サブ制御系にはサブＣＰＵ１０ｂが含まれる。サブＣＰＵ１０ｂは電源回路５０ｃから電力供給を受けて動作する。

サブＣＰＵ１０ｂには、同期検出部４３、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor：絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）４５、カレントトランス５９、リレー５１ａ，５１ｂ、パルス信号を発生させるための発振回路５２、蓋ロック駆動部４４、ファン駆動回路５８、およびリセット制御を行なうためのリセット回路５３が電気的に接続されている。

商用電源４７０からの電力線は、リレー５１ｃを経て整流回路４８に接続されている。商用電源４７０および整流回路４８を結ぶ電力線には、カレントトランス５９が介挿接続される。詳細には、カレントトランス５９は、電力線およびダイオードＤ１，Ｄ２の接続ノードと、電力線および整流回路４８の接続ノードとの間に配され、電力線に流れる電流を検出する。すなわち、カレントトランス５９は「電流検出部」に対応する。なお、任意の形式の電流検出部を、カレントトランス５９に代えて適用することができる。カレントトランス５９による電流検出値はサブＣＰＵ１０ｂに入力される。

整流回路４８は、ブリッジ接続された４つのダイオードを含み（図９参照）、商用電源４７０からの交流電圧を全波整流する。整流回路４８は、整流した直流電力をチョークコイル４２およびコンデンサ４９からなる平滑回路へ出力する。平滑回路は、整流された直流電力を平滑化して誘導コイル４ｃおよび共振コンデンサ４６の並列回路に供給する。

ＩＧＢＴ４５は、誘導コイル４ｃに供給する電力を制御するための「電力制御素子」を構成する。ＩＧＢＴ４５にはダイオードＤ７が逆並列に接続される。電力制御素子としては、ＩＧＢＴを例示するが、パワーＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor）等の電力スイッチング素子を用いてもよい。

ＩＧＢＴ４５は、サブＣＰＵ１０ｂからの制御信号に応答してオン／オフすることにより、誘導コイル４ｃへの電力の供給と遮断とを切替える。具体的には、ＩＧＢＴ４５をオンすると、整流回路４８から誘導コイル４ｃに電力が供給される。そして、ＩＧＢＴ４５をオフすると、誘導コイル４ｃおよび共振コンデンサ４６からなる共振回路の内部に電流が流れる。共振回路に共振が発生した状態で内鍋７が誘導加熱される。

さらに、商用電源４７０からの電力線は、ダイオードＤ１，Ｄ２を経て蓋ヒータ４ａおよび保温ヒータ４ｂの一方端子に接続される。蓋ヒータ４ａおよび保温ヒータ４ｂの他方端子は、ダイオードブリッジからなる整流回路４８の直流出力側の接地線に接続される。すなわち、誘導コイル４ｃと蓋ヒータ４ａおよび保温ヒータ４ｂとは接地線が共通に接続されている。

ダイオードＤ１，Ｄ２は、商用電源４７０からの交流電力を整流し、その整流した直流電力を蓋ヒータ４ａおよび保温ヒータ４ｂに供給する。蓋ヒータ４ａおよび保温ヒータ４ｂへの給電経路には、リレー５１ａ，５１ｂが接続される。リレー５１ａ，５１ｂはサブＣＰＵ１０ｂからの制御信号に応答してオン／オフされる。リレー５１ａ，５１ｂは、蓋ヒータ４ａおよび保温ヒータ４ｂへの給電経路を遮断可能な「開閉装置」を構成する。

サブＣＰＵ１０ｂにはさらに通信部５４ｂが電気的に接続され、メインＣＰＵ１０ａからの制御信号を通信部５４ｂで受信してその制御信号に従って各部を制御する。このとき、サブＣＰＵ１０ｂは、ＲＯＭ１１ｂに記憶されているプログラムを読み出してＲＡＭ１２ｂに展開しつつ実行するようにしてもよい。

すなわち、サブＣＰＵ１０ｂは、メインＣＰＵ１０ａからの制御信号に従ってＩＧＢＴ４５のオン／オフを制御することで、誘導コイル４ｃでの誘導加熱を制御する。このとき、同期検出部４３が商用電源４７０から供給される交流電力から同期信号を抽出し、サブＣＰＵ１０ｂに入力する。サブＣＰＵ１０ｂは、同期信号に基づくタイミングでＩＧＢＴ４５のオン／オフを制御する。

また、サブＣＰＵ１０ｂは、メインＣＰＵ１０ａからの制御信号に従ってリレー５１ａ，５１ｂのオン／オフを制御することで、蓋ヒータ４ａおよび保温ヒータ４ｂでの加熱および保温を制御する。

蓋ロック駆動部４４は蓋ロック部９を駆動させるための機構であり、サブＣＰＵ１０ｂはメインＣＰＵ１０ａからの制御信号に従って蓋ロック部９に施錠／解錠させるよう蓋ロック駆動部４４を制御する。

ファン駆動回路５８は冷却ファン１３を駆動させるための機構であり、サブＣＰＵ１０ｂはメインＣＰＵ１０ａからの制御信号に従って冷却ファン１３を駆動させるよう、ファン駆動回路５８を制御する。

リレー５１ｃは、商用電源４７０から供給された電力の、蓋ヒータ４ａ、保温ヒータ４ｂ、および誘導コイル４ｃへの供給を遮断する。リレー５１ｃの励磁コイルは、メイン制御系のメインＣＰＵ１０ａに接続される。メインＣＰＵ１０ａから励磁コイルに電力が供給されると、リレー５１ｃの接点が閉成（オフ）される。励磁コイルの非通電時には、リレー５１ｃに接点が開放（オン）される。すなわち、メイン制御系のメインＣＰＵ１０ａは、実行するプログラムに従って蓋ヒータ４ａ、保温ヒータ４ｂ、および誘導コイル４ｃへ電力の供給を直接遮断するための制御が可能となる。

図９は、図６の制御構成内の電源回路の詳細を表したブロック図である。
図９を参照して、炊飯器本体１側のサブ制御系には、サブＣＰＵ１０ｂに電力を供給するための電源回路５０ｃと、蓋体２側のメイン制御系に電力を供給するための電源回路５０ｂとが設けられる。具体的には、電源回路５０ｃは、ダイオードＤ１，Ｄ２により整流された直流電力からサブＣＰＵ１０ｂの動作電圧を生成する。

一方、電源回路５０ｂは、商用電源４７０からの交流電力をメイン制御系への供給電力に変換する。電源回路５０ｂは、たとえば、ダイオードブリッジからなる整流部６０と、平滑用のコンデンサＣ１と、ＤＣ／ＡＣ変換部６２とによって構成される。整流部６０は、商用電源４７０からの交流電力を整流して直流電力に変換する。コンデンサＣ１は、整流部６０の出力端子間に接続され、整流部６０から出力される直流電圧の変動を低減する。ＤＣ／ＡＣ変換部６２は、サブＣＰＵ１０ｂによって制御され、コンデンサＣ１から出力される直流電力を交流電力に変換して絶縁トランス４０の一次コイルに供給する。

絶縁トランス４０は、ＤＣ／ＡＣ変換部６２からの交流電圧を、一次コイルおよび二次コイルの巻線比に応じた電圧の交流電圧に変換する。

蓋体２側のメイン制御系には、メインＣＰＵ１０ａに電力を供給するための電源回路５０ａが設けられる。電源回路５０ａは、絶縁トランス４０の二次コイルからの交流電力を直流電力に変換してメイン制御系の動作電圧を生成する。電源回路５０ａは、例えば半波整流回路によって構成される。半波整流回路は、整流ダイオードＤ４と、平滑用のコンデンサＣ２と、チョークコイルＬ１およびコンデンサＣ３からなるＬＣフィルタとを含み、絶縁トランス４０の二次コイルからの交流電力を整流して直流電力に変換する。

このように、メイン制御系への電源供給用の電源回路は、炊飯器本体１側に設けられた電源回路５０ｂ、蓋体２側に設けられた電源回路５０ａ、および絶縁トランス４０によって構成される。そして、電源回路５０ｂおよび電源回路５０ａは、絶縁トランス４０によって電気的に絶縁されており、電磁誘導によって電源回路５０ｂから電源回路５０ａへ電気エネルギーを伝達する。

以下の説明では、絶縁トランス４０の一次コイルに電気的に接続される回路を「一次側回路」とも記し、絶縁トランス４０の二次コイルに電気的に接続される回路を「二次側回路」とも表記する。

本実施の形態による炊飯器１００においては、炊飯器本体１側のサブ制御系が一次側回路を構成し、蓋体２側のメイン制御系が二次側回路を構成する。そして、絶縁トランス４０を用いて一次側回路と二次側回路とを電気的に絶縁している。

このような構成とすることにより、ユーザが触れる可能性のあるユーザインタフェイス部（液晶表示部５および操作スイッチ６）および撹拌モータ２４については、一次側回路と電気的に絶縁された二次側回路に集められる。そして、二次側回路内の電源回路５０ａから電源が供給される。これにより、高電圧部となる一次側回路に直接手が触れることを防止できるため、一次側回路の漏電が生じた場合に高電圧による感電を避けることができる。

さらに、本実施の形態では、一次側回路および二次側回路を、互いに別筺体に形成された炊飯器本体１および蓋体２によって実現していることから、一次側回路に直接手が触れることを効果的に防止することができる。これにより、電気機器の安全性が向上する。

また、本実施の形態では、メインＣＰＵ１０ａからの制御信号により商用電源４７０からの供給電力が制御される負荷（蓋ヒータ４ａ、保温ヒータ４ｂ、誘導コイル４ｃ）を一次側回路に配置する一方で、ユーザインタフェイス部（液晶表示部５および操作スイッチ６）に接続されるメインＣＰＵ１０ａを二次側回路に配置する。これにより、商用電源４７０を電源とする高圧部品とユーザインタフェイス部との間の電気的絶縁をより確実にすることができる。

このように、本実施の形態による電気機器（炊飯器１００）においては、絶縁トランス４０が二重絶縁の付加絶縁となり、二重絶縁を満たすことができる。したがって、全ての電気部品に二重絶縁を施す必要がなく、小型軽量な可搬型の電気機器を簡易な構成で実現することができる。

なお、本実施の形態においては、図７および図８に示すように、温度検知回路４１がサブＣＰＵ１０ｂを介さずメインＣＰＵ１０ａに直接に接続されている。よって、温度検知回路４１は、温度センサ１５ａからのセンサ信号に基づいて内鍋７内の温度を検知し、その検知信号をメインＣＰＵ１０ａに直接に入力する。

ここで、温度検知回路４１をサブＣＰＵ１０ｂに接続する構成とした場合、温度センサ１５ａおよび温度検知回路４１は高圧部品となるため、各々に二重絶縁を施す必要が生じる。しかしながら、二重絶縁の方法として、温度センサ１５ａに二重被覆構造を採用すると、非二重被覆構造のものと比較して温度センサの感度が低下するため、正確な温度測定が困難となる可能性がある。本実施の形態では、温度検知回路４１をメインＣＰＵ１０ａに直接に接続したことにより、温度センサ１５ａに二重絶縁を施す必要がなく、正確な温度測定が可能となる。これにより、炊飯および保温の各工程において適切な加熱制御を実現できる。

図１０は、図６の制御構成内の通信部の詳細を表したブロック図である。
図１０を参照して、通信部５４ａ，５４ｂは、メインＣＰＵ１０ａおよびサブＣＰＵ１０ｂの間で無線通信を行なうための装置であり、たとえばフォトカプラ７０，７２により構成される。フォトカプラ７０では、サブＣＰＵ１０ｂからメインＣＰＵ１０ａに信号を送信するとき、フォトダイオードの発光を受光したフォトトランジスタが導通する。一方、フォトカプラ７２では、メインＣＰＵ１０ａからサブＣＰＵ１０ｂに信号を送信するとき、フォトダイオードの発光を受光したフォトトランジスタが導通する。

通信部５４ａ，５４ｂにフォトカプラ７０，７２を用いたことにより、一次側回路（炊飯器本体１）と二次側回路（蓋体２）との間の電気的絶縁が保たれている。このフォトカプラ７０，７２が強化絶縁として機能することにより、一次側回路と二次側回路との間の絶縁性能をより高めることができる。

このように、本実施の形態による電気機器によれば、交流電源から電力の供給を受ける一次側回路と、ユーザインタフェイス部および制御部が設けられた二次側回路との間に設けられた絶縁トランスが二重絶縁の付加絶縁となり、二重絶縁を満たすことができる。これにより、全ての電気部品に二重絶縁を施す必要がなく、小型軽量な可搬型の電気機器を簡易な構成で実現することができる。

なお、上記の実施の形態において、炊飯器本体１はこの発明における「一次側回路」の一実施例に対応し、蓋体２はこの発明における「二次側回路」の一実施例に対応する。また、電源回路５０ｂはこの発明における「第１の電源回路」の一実施例に対応し、電源回路５０ａはこの発明における「第２の電源回路」の一実施例に対応し、蓋ヒータ４ａ、保温ヒータ４ｂおよび誘導コイル４ｃはこの発明における「負荷」の一実施例に対応する。

今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 炊飯器本体、２ 蓋体、２ａ 蒸気排出口、３ 開ボタン、４ａ 蓋ヒータ、４ｂ 保温ヒータ、４ｃ 誘導コイル、５ 液晶表示部、６ 操作スイッチ、７ 内鍋、８ 被係止部、９ 蓋ロック部、１０ａ メインＣＰＵ、１０ｂ サブＣＰＵ、１１ａ，１１ｂ ＲＯＭ、１２ａ，１２ｂ ＲＡＭ、１３ 冷却ファン、１４ ブザー、１５ａ 温度センサ、１５ｂ 重量センサ、１６ タイマー、２１ 外蓋、２２ 内蓋、２３ 係止部、２４ 撹拌モータ、２５ 回転体、２７ 蓋体側部材、２８ 内鍋側部材、２９ 回転軸、３０ 撹拌体兼用傘ギア、３１Ａ，３２Ａ，３３Ａ 第１撹拌体用ギア、３１Ｂ，３２Ｂ，３３Ｂ 第２撹拌体用ギア、３４Ａ 第１撹拌体用回転軸、３４Ｂ 第２撹拌体用回転軸、４０ 絶縁トランス、４１ 温度検知回路、４２ チョークコイル、４３ 同期検出部、４４ 蓋ロック駆動部、４５ ＩＧＢＴ、４６ コンデンサ、４７ 電源コード、４８ 整流回路、４９ 共振コンデンサ、５０ａ，５０ｂ，５０ｃ 電源回路、５１ａ，５１ｂ，５１ｃ リレー、５２ 発振回路、５３ リセット回路、５４ａ，５４ｂ 通信部、５５ 着脱検知部、５６ 蓋開閉検知部、５７ モータ駆動回路、５８ ファン駆動回路、５９ カレントトランス、６１ インジケータ、７０，７２ フォトカプラ、１００ 炊飯器、４７０ 商用電源。

Claims (5)

1. 絶縁トランスと、
   前記絶縁トランスの一次コイルに電気的に接続され、交流電源から電力の供給を受ける一次側回路と、
   前記絶縁トランスの二次コイルに電気的に接続される二次側回路とを備え、
   前記一次側回路は、
   前記交流電源からの電力を受けて駆動する負荷と、
   前記交流電源からの交流電力を前記二次側回路へ供給するための電力に変換して前記絶縁トランスの一次コイルに出力する第１の電源回路とを含み、
   前記二次側回路は、
   ユーザの操作に応じた操作信号を出力するユーザインタフェイス部と、
   前記絶縁トランスの二次コイルから出力される交流電力を直流電力に変換し、前記二次側回路の動作電圧を生成する第２の電源回路とを含み、
   前記一次側回路および前記二次側回路は、互いに別筐体に形成される、電気機器。
2. 前記二次側回路は、前記ユーザインタフェイス部からの操作信号に応じて前記負荷の駆動を制御するための主制御部をさらに含み、
   前記一次側回路は、前記主制御部からの制御指令に従って前記交流電源から前記負荷への電力供給を制御するための副制御部をさらに含む、請求項１に記載の電気機器。
3. 前記主制御部と前記副制御部との間で無線通信を行なうための通信部をさらに備える、請求項２に記載の電気機器。
4. 前記一次側回路は、前記交流電源からの電力を受けるための接続部が設けられた本体部を構成し、
   前記二次側回路は、前記本体部に対して開閉可能に取り付けられ、かつ、表面に前記ユーザインタフェイス部が設けられた蓋体を構成する、請求項１に記載の電気機器。
5. 前記負荷は、被加熱体を加熱するための加熱部を含み、
   前記一次側回路は、前記被加熱体の温度を検知して、検知信号を前記主制御部に出力するように構成された温度検知回路をさらに含む、請求項２に記載の電気機器。

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