(57)【要約】  アイロンシステム５００は、誘導加熱可能な材料を含む底面プレート５１２を有する、アイロン５１０を含んでいる。アイロンシステム５００はさらに、少なくとも１つの誘導コイル５４０と１つの装置５５０とを含む、ユニット５２０、５３０を含んでいる。誘導コイル５４０は、アイロン５１０を充電し、装置５５０は、誘導コイル５４０を流れる電流の変化または誘導コイル５４０にかかる電圧の変化を検知することにより、底面プレート５１２の温度を検出する。底面プレート５１２の温度の関数として、底面プレート５１２の透磁率が変化するのに伴い、誘導コイル５４０の自己インダクタンスが変化すると、電流または電圧が変化する。装置５５０は、検出された温度に依存して、誘導コイル５４０をオン状態またはオフ状態に切り換える。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘導加熱可能な材料を含む底面プレートを有するアイロン、および
少なくとも１つの誘導コイルと１つの装置とを含むユニットであって、前記誘導コイルは前記アイロンを充電するように構成されており、前記装置は、前記誘導コイルを流れる電流の変化もしくは前記誘導コイルにかかる電圧の変化を検知することにより、前記底面プレートの温度を検出するように構成されており、電流もしくは電圧の前記変化は、前記誘導コイルの自己インダクタンスの変化により生じるものであり、前記自己インダクタンスの変化は、前記底面プレートの温度の関数としての、該底面プレートの透磁率の変化により生じるものであり、前記装置はさらに、前記温度に依存して前記誘導コイルをオン状態もしくはオフ状態に切り換えるように構成されているユニット
を含むことを特徴とするアイロンシステム。
【請求項２】
前記装置が、
前記誘導コイルに接続された電流／電圧検知回路であって、前記誘導コイルを流れる電流の変化もしくは前記誘導コイルにかかる電圧の変化を検知する電流／電圧検知回路、
前記誘導コイルをオン状態もしくはオフ状態に切り換える電流スイッチ回路、および
前記電流／電圧検知回路によって検知された電流／電圧に依存して、前記電流スイッチ回路を制御する温度制御回路を含んでいることを特徴とする請求項１記載のアイロンシステム。
【請求項３】
前記誘導加熱可能な材料が、アイロンがけの温度に実質的に近いキュリー温度を有する強磁性体材料であることを特徴とする請求項１記載のアイロンシステム。
【請求項４】
前記強磁性体材料が、Ｐｈｙｔｈｅｒｍ２３０またはＰｈｙｔｈｅｒｍ２６０であることを特徴とする請求項３記載のアイロンシステム。
【請求項５】
前記誘導加熱可能な材料の前記キュリー温度が、１００から３００°Ｃの範囲内であることを特徴とする請求項３記載のアイロンシステム。
【請求項６】
前記キュリー温度を有する前記底面プレートが、１００から２５０°Ｃの範囲内の温度でアイロンがけをするのに適していることを特徴とする請求項５記載のアイロンシステム。
【請求項７】
前記底面プレートに、装蹄部材が取外し可能な態様で取付可能とされていることを特徴とする請求項１記載のアイロンシステム。
【請求項８】
少なくとも１つの誘導コイルと前記装置とを含む前記ユニットが、アイロン台および／または充電台を含んでいることを特徴とする請求項１記載のアイロンシステム。
【請求項９】
請求項１から８いずれか１項記載のアイロンシステムに使用するための、少なくとも１つの誘導コイルと１つの装置とを含むユニットであって、前記誘導コイルは前記アイロンを充電するように構成されており、前記装置は、前記誘導コイルを流れる電流の変化または前記誘導コイルにかかる電圧の変化を検知することにより、前記底面プレートの温度を検出するように構成されており、電流または電圧の前記変化は、前記誘導コイルの自己インダクタンスの変化により生じるものであり、前記自己インダクタンスの変化は、前記底面プレートの温度の関数としての、該底面プレートの透磁率の変化により生じるものであり、前記装置はさらに、前記温度に依存して前記誘導コイルをオン状態またはオフ状態に切り換えるように構成されていることを特徴とするユニット。
【請求項１０】
請求項９記載のユニットに使用するための装置であって、
前記誘導コイルに接続された電流／電圧検知回路であって、前記誘導コイルを流れる電流の変化もしくは前記誘導コイルにかかる電圧の変化を検知する電流／電圧検知回路、
前記誘導コイルをオン状態もしくはオフ状態に切り換える電流スイッチ回路、および
前記電流／電圧検知回路によって検知された電流／電圧に依存して、前記電流スイッチ回路を制御する温度制御回路を含むことを特徴とする装置。
【請求項１１】
請求項１から８いずれか１項記載のアイロンシステムに使用するための、底面プレートを含むアイロンであって、前記底面プレートが、アイロンがけの温度に実質的に近いキュリー温度を有する強磁性体材料を含む、誘導加熱可能な材料を含んでいることを特徴とするアイロン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アイロンシステムに関するものであり、より詳細には、誘導式アイロンシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
誘導式アイロンシステムは、その底面プレートが誘導コイルからの電磁放射によって加熱される、アイロンからなる。この加熱方法は、底面プレートが誘導コイルのごく近傍に存在することを必要とする。このアイロンシステムは、通常、底面プレートが予め設定された温度を実現するにあたり、温度センサー（たとえばサーミスタまたはサーモスタット）からの入力に基づいて加熱手段（誘導コイル）のスイッチをオン／オフする、温度制御サブシステムを含む。しかしながら、センサーの配置は難しいことが多く、誘導式アイロンシステムの機械的構成に影響を及ぼす。さらに、（エアギャップや湿気等に起因する）センサーの応答時間は、温度制御サブシステムの不精確かつ遅い作用をもたらし、それにより底面プレートの温度範囲が広くなり、アイロンがけの性能を低下させてしまう。誘導コイルがアイロン台の中に配されている場合には、さらなる問題が生じる。アイロンがけ動作中のアイロンの動きのため、アイロンがセンサーの直上の位置に来て、底面プレートの温度を検出するのに十分な時間を与える状態が起こるのは、見込みに基づいたことでしかないので、センサーを任意の位置に配置することは難しい。さらには、アイロンがけされる衣服がアイロン台とアイロンとの間に置かれると、その衣服がセンサーの機能を妨害する。
【０００３】
英国特許出願ＧＢ２３９２１７１号は、複数の誘導コイルを有するアイロン台とアイロンとを含む、誘導式アイロンシステムを開示している。電磁場をトリガーするために、鉄を含むアイロンのベース面は、電磁コイルにより生成される電磁場に接している必要がある。アイロンの加熱プロセスを停止させるためには、アイロン台を流れる電流のスイッチをオフとするか、アイロンが電磁場の範囲外に出るまでアイロンを上に持ち上げなくてはならない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記の英国特許出願ＧＢ２３９２１７１号のシステムは、制御された温度を保証するものではなく、したがって生地の焦げ付きをもたらしかねない。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第１の側面によれば、アイロンシステムは、誘導加熱可能な材料を含む底面プレートを有するアイロン、および、少なくとも１つの誘導コイルと１つの装置とを含むユニットを含むものとされ、上記の誘導コイルは上記のアイロンを充電するように構成され、上記の装置は、上記の誘導コイルを流れる電流の変化もしくは同誘導コイルにかかる電圧の変化を検知することにより、底面プレートの温度を検出するように構成され、その電流もしくは電圧の変化は、上記の誘導コイルの自己インダクタンスの変化により生じるものであり、その自己インダクタンスの変化は、底面プレートの温度の関数としての、その底面プレートの透磁率の変化により生じるものであり、上記の装置はさらに、上記の温度に依存して上記の誘導コイルをオン状態もしくはオフ状態に切り換えるように構成される。アイロンは、ユニット内に配されている誘導コイルから、アイロンがけに必要なエネルギーを受け取る。誘導コイルにより生成される交番磁場は、底面プレート内に渦電流を誘導し、したがって底面プレートは加熱される。この状態を、アイロンが充電されているという。誘導加熱可能な材料は、温度とともに、その透磁率を変化させる。誘導コイルの自己インダクタンス、したがって誘導コイルを流れる電流は、この透磁率の関数として変化する。これが、所望の底面プレート温度と誘導コイルを流れる電流との予め決められた関係に基づいて、誘導コイルをオン状態またはオフ状態に切り換えるためのトリガーとして利用される。こうして、温度センサーを必要とせずに、底面プレートの温度を特定することができる。
【０００６】
本発明の別の実施形態によれば、上記の装置は、上記の誘導コイルに接続された電流／電圧検知回路であって、誘導コイルを流れる電流の変化または誘導コイルにかかる電圧の変化を検知する電流／電圧検知回路を含むものとされる。当該装置はさらに、上記の誘導コイルをオン状態またはオフ状態に切り換える電流スイッチ回路を含む。当該装置は加えて、上記の電流／電圧検知回路によって検知された電流／電圧に依存して、上記の電流スイッチ回路を制御する温度制御回路を含む。そのため、当該装置は、自己が検知することのできるコイルの電流／電圧に基づいて、誘導コイルをオン状態またはオフ状態に切り換えることができる（この電流／電圧は、底面プレートの温度に対して、予め確立されてシステム内に予めプログラミングされている関係を有する）。したがって、従来型の温度センサーの助けを借りることなく、底面プレートの温度を制御することができる。
【０００７】
本発明の１つの実施形態によれば、上記の誘導加熱可能な材料は、アイロンがけの温度に実質的に近いキュリー温度を有する強磁性体材料とされる。そのような市販の材料／合金の例としては、Ｐｈｙｔｈｅｒｍ合金が挙げられる。Ｐｈｙｔｈｅｒｍ２３０またはＰｈｙｔｈｅｒｍ２６０を、誘導加熱可能な材料として使用することができる。底面プレートの誘導加熱可能な材料のキュリー温度は、１００から３００°Ｃの範囲内とされる。かかるキュリー温度を有する底面プレートは、１００から２５０°Ｃの範囲内の温度でアイロンがけをするのに適している。しかしながら、絹のようなデリケートな衣服のアイロンがけを安全に行うことを保証するため、別の実施形態では、底面プレートに、装蹄部材（ｓｈｏｅ）が取外し可能な態様で取付可能とされ、５０−１５０°Ｃの温度範囲内でのデリケートな衣服のアイロンがけが可能とされてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の１つの実施形態に係るアイロンシステムの装置の概略図
【図２】温度制御回路の出力を表したグラフ
【図３】高インダクタンス値につき、スイッチが開状態とされた際に誘導コイルにかかる応答を示したグラフ
【図４】高インダクタンス値につき、電流／電圧検知回路を流れる電流を示したグラフ
【図５】高インダクタンス値につき、電流／電圧検知回路にかかる電圧を示したグラフ
【図６】低インダクタンス値につき、スイッチが開状態とされた際の誘導コイルにかかる応答を示したグラフ
【図７】低インダクタンス値につき、電流／電圧検知回路を流れる電流を示したグラフ
【図８】低インダクタンス値につき、電流／電圧検知回路にかかる電圧を示したグラフ
【図９】本発明の１つの実施形態に係る、アイロンと、１つ以上の誘導コイルを有するアイロン台とを含む、アイロンシステムを示した図
【図１０】本発明の１つの実施形態に係る、アイロンと、アイロン台と、１つ以上の誘導コイルを有する充電台とを含むアイロンシステムを示した図
【図１１】本発明の１つの実施形態に係る、アイロンがけ装蹄部材（ｉｒｏｎｉｎｇ  ｓｈｏｅ）を有するアイロンを示した図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、特定の実施形態に関して、かつ特定の図面を参照しながら本発明を説明するが、本発明はそれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲によってのみ限定されるものである。特許請求の範囲中のいずれの参照符号も、本発明の技術的範囲を限定するものと捉えられるべきではない。以下で説明される図面は、単なる概略図であり、本発明を限定するものではない。図解の目的のため、図中の要素のいくつかは、サイズが誇張され、正しい縮尺で描かれていないかもしれない。本説明および特許請求の範囲において使用される「含む」または「備える」との語は、他の要素または工程の存在を排除するものではない。単一の名詞を指して不定冠詞または定冠詞が使用されている際は（たとえば「１つの」や「その」等）、特に別途言及しない限り、その名詞のものが複数存在する状態も含む。
【００１０】
さらに、本説明および特許請求の範囲における「第１の」、「第２の」、「第３の」等の語は、類似の要素を区別するために用いられているものであって、必ずしも一連のまたは時系列的な順序を表すものではない。そのように使用される語は、適当な状況下では互いに置換可能なものであり、ここで説明する本発明の実施形態は、ここで説明または図解する順序と異なる順序での動作も可能なものである点を理解されたい。
【００１１】
加えて、本説明および特許請求の範囲における「上部」、「底部」、「上方」、「下方」およびそれらに類似の語は、説明目的で使用されているものであり、必ずしも相対的な位置を記述するために用いられているものではない。そのように使用される語は、適当な状況下では互いに置換可能なものであり、ここで説明する本発明の実施形態は、ここで説明または図解する配向と異なる配向での動作も可能なものである点を理解されたい。
【００１２】
図１は、本発明の第１の実施形態を概略的に示した例である。図１に示されているように、装置１３０は、誘導コイル１２０に接続されている。さらに図１に示されているように、装置１３０は、電流／電圧検知回路１５０、電流スイッチ回路１４０、および温度制御回路１６０を含んでいる。電流／電圧検知回路１５０は、スイッチ１５１、抵抗器１５２、および信号調整装置１５３を含んでいる。電流スイッチ回路１４０は、ブリッジ整流器１４１を含んでおり、電圧供給源１４２に接続されている。誘導コイル１２０およびキャパシタ１２１は、協働して、並列共振回路１２５を形成している。底面プレート１８０は、誘導コイル１２０からの電磁放射で加熱される。
【００１３】
アイロンがけ動作中または休止中においてアイロンが充電されている間は、誘導コイル１２０により生成される交番磁場が、底面プレート１８０内に渦電流を誘導する。底面プレート１８０の誘導加熱可能材料の磁性は、その使用温度に依存する。これらの磁性は、ある特徴温度を超えると漸減し、最終的には消滅する。この温度は、一般的にはその材料の「キュリー温度」と呼ばれる。
【００１４】
電流／電圧検知回路１５０は、底面プレート１８０の温度がキュリー温度未満である際に、温度制御回路１６０が電流スイッチ回路１４０をアクティブ化することを可能にする。底面プレート１８０の温度がキュリー温度を超えると、誘導コイル１２０の自己インダクタンスが変化する。これは、温度がキュリー温度を超えると、底面プレート１８０の材料の透磁率が、１に近い低い値まで落ちるためである。この変化は、電流／電圧検知回路１５０により計測され、温度制御回路１６０がディスエーブル状態とされる。電流スイッチ回路１４０は非アクティブ状態となり、誘導コイル１２０もオフ状態に切り換えられる。底面プレート１８０は冷却される。底面プレート１８０の温度がキュリー温度未満に下がると、底面プレート１８０の磁性が回復される。
【００１５】
誘導コイル１２０を流れる電流は、式
【数１】
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を用いて計算することができる。ここで、ｉは誘導コイル１２０を流れる電流であり、Ｌは誘導コイル１２０の自己インダクタンスであり、ｕは誘導される電圧であり、ｔは時間である。自己インダクタンスＬは透磁率μの関数であり、透磁率μは温度Ｔの関数である。強磁性体材料については、温度Ｔがキュリー温度を超えると、μが温度とともに急激に変化する。そのため、底面プレート１８０の温度Ｔの関数として底面プレート１８０の透磁率μが変化するのに伴って、自己インダクタンスＬも変化する。誘導コイル１２０の自己インダクタンスＬの変化に伴い、誘導コイル１２０を流れる電流ｉも、式（１）に従って変化する。
【００１６】
誘導コイル１２０を流れる電流ｉは、抵抗器１５２によって計測される。誘導コイル１２０とキャパシタ１２１とによって形成されている並列共振回路１２５は、スイッチ１５１を介して、供給電圧源１４２に接続されている。スイッチ１５１が閉状態とされると、線形増加する電流が、並列共振回路１２５、スイッチ１５１、および抵抗器１５２を流れる。この電流ｉは、抵抗器１５２にかかる電圧ｕに変換され、信号調整装置１５３を介して、温度制御回路１６０にフィードバックされる。信号調整装置１５３は、抵抗器１５２にかかる電圧ｕに対して、信号調整（たとえば低域通過フィルタリングや増幅）を提供する。温度制御回路１６０は、スイッチ１５１に、矩形波信号を供給する。この制御信号のデューティサイクルが変化し、パワー調整を可能とする。パワー調整が必要でない場合には、このデューティサイクルは固定デューティサイクル（たとえば５０％）であってもよい。その場合、単純にパワーのオン／オフ制御がなされる。スイッチ１５１は、図２に示すような矩形波によって制御される。これは、スイッチ１５１の制御に利用される、温度制御回路１６０の出力を表したものである。高信号レベルにおいて、スイッチ１５１は閉状態となる。スイッチ１５１が閉状態となるとすぐに、電流ｉが、誘導コイル１２０、そのコイルに並列接続されたキャパシタ１２１、スイッチ１５１、および抵抗器１５２を流れる。このフェーズの間、誘導コイル１２０にエネルギーが蓄積される。スイッチ１５１が開状態とされると、エネルギーが放出され、コイル１２０にかかる（誘導）電圧応答がもたらされる。この応答の周波数は、コイル１２０の自己インダクタンスＬと、キャパシタ１２１の静電容量とによって決まる。誘導コイル１２０の高い自己インダクタンス値Ｌにつき、スイッチ１５１が開状態とされた際に誘導コイル１２０にかかる電圧応答が、図３に示されている。低い自己インダクタンス値Ｌに対して、誘導コイル１２０にかかる電圧応用は、図６に示されている。図４および図５は、誘導コイル１２０の高い自己インダクタンス値Ｌにつき、抵抗器１５２に流れる電流ｉおよび同抵抗器１５２にかかる電圧ｕを示している。一方、図７および図８は、誘導コイル１２０の低い自己インダクタンス値Ｌにつき、抵抗器１５２に流れる電流ｉおよび同抵抗器１５２にかかる電圧ｕを示している。
【００１７】
スイッチ１５１が閉状態とされると、電流ｉが抵抗器１５２を流れ、その結果この抵抗器１５２に電圧ｕがかかる。この電圧ｕの振幅が、温度制御回路１６０をオン状態またはオフ状態に切り換えるのに利用される。電流ｉの振幅は、温度制御回路１６０のトリガー点を決定する。誘導コイル１２０の自己インダクタンスＬは、主として、加熱されるべき底面プレートのμによって決定されることは明らかである。底面プレートがキュリー温度まで加熱されると、底面プレートのμは顕著に落ち込み、その結果、自己インダクタンスＬが低くなる。誘導コイル１２０の自己インダクタンスＬが減少するのに伴い、スイッチ１５１および抵抗器１５２を流れる電流ｉは増大する。このことはさらに、抵抗器１５２にかかる電圧ｕの増大、およびスイッチ１５１が開放された際に誘導コイル１２０にかかる応答電圧の増大をもたらす。これら２つのいずれも、温度制御回路１６０をトリガーするのに利用することができる。
【００１８】
Ｐｈｙｔｈｅｒｍ  ２３０またはＰｈｙｔｈｅｒｍ  ２６０のような、キュリー温度をカスタマイズすることのできる市販の合金を用いてもよい。Ｐｈｙｔｈｅｒｍ  ２３０は、５０重量％がＮｉ、１０重量％がＣｒ、残りがＦｅという組成を有しており、キュリー温度は２３０°Ｃである。Ｐｈｙｔｈｅｒｍ  ２６０は、５０重量％がＮｉ、９重量％がＣｒ、残りがＦｅという組成を有しており、キュリー温度は２６０°Ｃである。
【００１９】
図９は、アイロンシステム２００の１つの実施形態を示している。図９に示したアイロンシステム２００は、アイロン２１０と、アイロン台２３０とを含んでいる。アイロン２１０には、誘導加熱可能な材料を含む底面プレート２１２が付与されている。アイロン台２３０は、コンパクトタイプの台でも、フルサイズタイプの台でもよい。アイロン台全体の内部に配された１つ以上の誘導コイル２２０は、アイロンがけの動作中において常に、アイロン２１０に充電を行うことができる。
【００２０】
図１０は、アイロン５１０と、アイロン台５３０と、１つ以上の誘導コイル５４０を有する充電台５２０とを含む、アイロンシステム５００を示している。アイロンは、底面プレート５１２を有しており、この底面プレート５１２は、アイロンがけの温度（すなわち１００−３００°Ｃの範囲内）に実質的に近いキュリー温度を有する材料から作られている。アイロン５１０は、充電のため、充電台５２０に戻されなくてはならない。誘導コイル５４０により生成される交番磁場が、底面プレート５１２内に渦電流を誘導し、底面プレート５１２が加熱される。底面プレートの温度がキュリー温度を超えると、装置５５０が誘導コイル５４０をオフ状態に切り換え、アイロン５１０は使用準備ができた状態となる。
【００２１】
図１１は、アイロンがけ装蹄部材６２０を有するアイロン６１０を示している。底面プレート６１２には穴が設けられており、その穴にアイロンがけ装蹄部材６２０が挿し込まれている。上記で述べたすべての実施形態は、単一温度でのアイロンがけに適している。すなわち、アイロンの底面プレート用材料としてある特定の材料が選択されると、そのキュリー温度は固定であり、そのアイロンの使用可能な温度範囲も固定となる。選択された温度が高温であれば、絹のようなデリケートな衣服はアイロンがけできない。アイロンがけ装蹄部材６２０は、デリケートな衣服に対し、低い温度でのアイロンがけを可能とする。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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