(57)【要約】  【課題】マイコンに所定電圧以上のノイズが加わることを防止できる電気機器を提供する。  【解決手段】電源用の本体制御基板38と、マイコン106を搭載し本体制御基板38よりも電圧が低い制御基板40とを、複数のリード線39により電気的に接続する。制限基板40のコネクタ101に、それぞれのリード線39の電圧を本体制御基板38の電圧より小さい所定値以下に制限するツェナダイオードZDを設ける。リード線39に重畳したノイズの電圧をツェナダイオードZDで本体制御基板38の電圧より小さい所定値以下に制限することで、リード線39を介して制御基板40のマイコン106に所定電圧以上のノイズが加わることを防止できる。  【選択図】図１
2007050012.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源用の電源基板と、
論理回路が搭載され前記電源基板よりも電圧が低い低電圧基板と、
この低電圧基板と前記電源基板とを電気的に接続する複数の電気的接続手段と、
これら電気的接続手段の少なくとも一部に対応して前記低電圧基板に設けられ、それぞれの電気的接続手段の電圧を前記電源基板の電圧より小さい所定値以下に制限する電圧制限素子と
を具備したことを特徴とした電気機器。
【請求項２】
電源基板側から論理回路へと入力される電気的接続手段に対応する電圧制限素子に対して並列に接続された容量素子を具備した
ことを特徴とした請求項１記載の電気機器。
【請求項３】
請求項１または２記載の電気機器と、
この電気機器により駆動されるモータと、
これら電気機器およびモータを収納する通電性のケースと
を具備したことを特徴とする回転調理機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源基板と低電圧基板とを複数の電気的接続手段で電気的に接続する電気機器およびこれを備えた回転調理機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、回転調理機器は、モータを内部に収納した筐体と、この筐体の上部にモータにより回転されるカッター部を有するボトルサポートを介して着脱可能なボトルとを備えている。筐体内には、モータを駆動制御するマイクロコンピュータ（マイコン）を含む各種制御回路を有する電気機器を備えた基板が内蔵され、これら基板はリード線により電気的に接続されている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００２−３０６３５０号公報（第２−３頁、図１−３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
一般に、ミキサの筐体は合成樹脂製であるが、モータの駆動時に筐体を回りにくくするためには、筐体をダイキャスト製として重くし、また、筐体の底部に滑り止め用のゴム足を設けることが好ましい。
【０００４】
しかしながら、このように筐体を金属製とすると、静電気などにより帯電した使用者がケースに触れることでケースが同電位となり、かつ、このケースがゴム足によりアースに対して電気的に浮いているため、ケースの電圧が雑音信号すなわちノイズとして電気機器に印加されるおそれがある。
【０００５】
そして、上述の回転調理機器のように、制御回路にマイコンを搭載したものでは、通常の信号の送受信では問題が生じ難いものの、ノイズが混入されると、マイコンが誤動作し、動作上影響が出る場合がある。
【０００６】
特に、静電気によるＥＳＤ(Electrostatic Discharge)などは、短時間に高圧が生じるため、配線上にも載り易い。
【０００７】
このようなノイズは、電源電圧以下である場合には、マイコンのソフトウェア上の処理により何らかのバックアップが考慮されることが多く、多少の影響で済み、動作が正常に復帰されることがあるものの、制御手段の電源電圧を越えている場合には、マイコンの動作が復帰せず、電気機器の動作が停止してしまうおそれがある。
【０００８】
このため、マイコンに所定電圧以上のノイズが加わることを防止する電気機器の一層の改善が望まれている。
【０００９】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、論理回路に所定電圧以上のノイズが加わることを防止できる電気機器およびこれを備えた回転調理機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、電源用の電源基板と論理回路が搭載され電源基板よりも電圧が低い低電圧基板とを電気的に接続する複数の電気的接続手段の少なくとも一部に対応して、それぞれの電気的接続手段の電圧を電源基板の電圧より小さい所定値以下に制限する電圧制限素子を低電圧基板に設けるものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、電気的接続手段に重畳されたノイズの電圧を電圧制限素子で電源基板の電圧より小さい所定値以下に制限することで、電気的接続手段を介して低電圧基板の論理回路に所定電圧以上のノイズが加わることを防止する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施の形態の構成を図１ないし図５を参照して説明する。
【００１３】
図３ないし図５において、１は回転調理機器としてのミキサで、このミキサ１は、食品などの各種被調理物を収納する容器２と、この容器２が上部に着脱可能に取り付けられる本体３とを備えている。
【００１４】
容器２は、上端部に投入口11を開口し、下端部にこの投入口11より小径の連結口12を開口する略筒状の調理槽であるボトル13と、このボトル13に着脱可能に装着されて投入口11を液密に閉塞する略円板状の蓋体14と、ボトル13に着脱可能に装着されて連結口12を液密に閉塞するとともに本体３に装着される調理部であるボトルサポート15とを有している。
【００１５】
ボトル13は、透光性を有したガラスや硬質合成樹脂などにて内部の状況が確認可能に形成され、外周面にはハンドル部17が設けられている。また、このボトル13の下端部の外周面には、ボトルサポート15に嵌合される雄ねじ状の嵌合突部18が設けられている。
【００１６】
蓋体14の外周縁部には、投入口11に取り付けた蓋体14を取り外し可能とする突出部21が径方向に突設されている。また、この蓋体14の突出部21の下部には、図示しないパッキンが取り付けられ、ボトル13の投入口11に対して液密となるように構成されている。
【００１７】
ボトルサポート15は、本体３に載置可能な略円筒状の本体部23を有している。この本体部23の内周面には、中心に向けてフランジ状に突出する略円板環状の閉塞板24が一体に設けられている。また、閉塞板24には、本体部23の軸方向に沿って中心軸を有するシャフト25が閉塞板24を貫通するように回転自在に設けられている。このシャフト25の上端部には、周方向に向けて傾斜状に突出する複数のブレード26が一体に設けられ、これらシャフト25とブレード26とにより、回転体であるカッター部27が構成されている。また、本体部23の上側の内周面には、ボトル13の嵌合突部18がリング状のパッキン28を挟持して螺合可能な雌ねじ状の嵌合凹部29が設けられている。
【００１８】
カッター部27は、ボトル13とボトルサポート15とを接続した状態で上端部がボトル13内に挿入され、回転によりブレード26を介してボトル13内の被調理物を攪拌あるいは切削するものである。
【００１９】
一方、本体３は、本体上部ケースとしての通電性を有する例えば金属製のケース31および本体底蓋としての樹脂製の土台部32を備えた筐体33を備え、この筐体33内には、駆動手段としてのモータ35と、電源プラグ36aを先端部に有する電源線としての電源コード36を介して図示しない外部電源に接続される電源基板としての本体制御基板38、この本体制御基板38に複数の電気的接続手段としてのリード線39を介して電気的に接続され、本体制御基板38を介してモータ35の駆動を制御する低電圧基板としての制御基板40などが収納され、これらモータ35、本体制御基板38、リード線39および制御基板40などにより、電気機器41が構成されている。
【００２０】
ケース31は、例えばアルミダイキャストなどにより形成され、モータ35の駆動時に本体３が動いたりしないように所定の重量を有し、電気機器41の基準電位（ＧＮＤ）ともなっているものである。また、このケース31は、ボトルサポート15が載置される略円筒状の被載置部43と、この被載置部43の下部に一体に設けられたケース本体44とを備えている。そして、このケース31の内部では、図２に示すように、中央部にモータ35が回転軸35aを上下方向として配設され、前側の下端部に、制御基板40が略水平状に配設されるとともに、モータ35の一側方に、本体制御基板38が上下方向に沿って縦方向に配設されている。
【００２１】
被載置部43は、図３および図４に示すように、上端部に、上方に向けて複数の爪部46が突設されているとともに、ボトルサポート15の取り付けを検知する図示しない検知スイッチが突設されている。また、被載置部43の上端部の略中央部には、ボトルサポート15のシャフト25の下端部に設けられた従動カップリング48に係合しモータ35の回転により回転してカッター部27を回転させるカップリング49の下端部が嵌合する取付凹部51が設けられ、この取付凹部51には、モータ35の冷却用の複数の通気孔52が穿設されている。
【００２２】
爪部46は、周方向に互いに離間され、容器２のボトルサポート15の本体部23の下端部に設けられた係止凹部53に係止可能となっている。
【００２３】
検知スイッチは、ボトルサポート15を被載置部43に取り付けた状態で本体部23の下縁部により押圧されることでボトルサポート15の取り付けを検知可能となっている。
【００２４】
ケース本体44は、被載置部43に対して前側へと下側に傾斜するように突出し、この突出部分に、使用者が操作する操作パネル55が嵌合されて外部に露出する正面視四角形状の嵌合孔56が穿設されている。また、このケース本体44の下端部の側部には、電源コード36が外部に導出される導出孔57が穿設されている。また、ケース本体44の内部には、土台部32をこのケース31に螺子止めするためのボス58が内周縁部にて上下方向に沿ってそれぞれ設けられている。
【００２５】
土台部32は、ミキサ１の接地面に対向する平面視で円形状の底部61を備え、この底部61の中央部には、モータ35の冷却用の複数の通気孔62が穿設され、底部61の下面の通気孔62よりも外縁部寄りの位置には、モータ35の駆動時の本体３の滑り止めとなるとともに本体３をアースに対して電気的に浮かせるための絶縁部材であるゴム足63が嵌合される凹部64が、例えば４箇所に配設されている。
【００２６】
モータ35は、カップリング49を回転させることで、ボトル13の内部の被調理物を攪拌および切削などするためのもので、回転軸35aの上端部に、冷却用のファン66が取り付けられている。
【００２７】
電源コード36は、筐体33の後部にてコードリール68に基端側が巻き取られて収納され、電源プラグ36a側が導出孔57から導出されて進退可能となっている。
【００２８】
本体制御基板38は、略四角形状に形成され、例えばヒューズ、コイル、コンデンサ、ダイオード、抵抗、リレー、トランジスタ、あるいはトライアックなどの各種電気素子71が実装されている。さらに、この本体制御基板38は、図１および図２に示すように、コードリール68の後部に電気的に接続される電源入力手段72および各種配線73を介して電源コード36と電気的に接続されており、この電源コード36を介して外部電源から供給される電源が電源入力手段72および各種配線73を介して入力される。
【００２９】
また、この本体制御基板38は、配線73に対して保護手段74を介して接続され接続手段としてのコネクタ75を介してモータ35に接続される主電力制御手段76、保護手段74，77を介して配線73に接続されコネクタ75を介してモータ35に接続される第２電力制御手段81、コネクタ82を介して制御基板40側と電気的に接続された本体側制御手段83、主電力制御手段76と第２電力制御手段81とのそれぞれに電気的に接続された制御手段用電源手段84、および、モータ35の駆動状態などの各種情報を検知する図示しない検知手段などが、それぞれ形成されている。
【００３０】
主電力制御手段76および第２電力制御手段81は、例えばトライアックおよびリレーなどであり、制御基板40側から送信された制御信号に基づく本体側制御手段83からの指令により動作してモータ35に供給される電力を制御することで、モータ35の駆動を、安全確保のために前記２つの電力制御手段76，81により直接制御するものである。
【００３１】
コネクタ82は、リード線39の一端側が接続される部分であり、本体制御基板38上の所定位置に実装されている。
【００３２】
本体側制御手段83は、制御基板40側から送信された制御信号に基づいて主電力制御手段76を介してモータ35の駆動を制御するとともに、検知手段にて検知したモータ35の駆動状態などの各種情報を本体制御基板38側へと送出している。
【００３３】
制御手段用電源手段84は、主電力制御手段76と第２電力制御手段81とのそれぞれの動作に基づき、コネクタ82を介して制御基板40および操作パネル55側に電力を供給するものである。
【００３４】
また、リード線39は、本体制御基板38と制御基板40とを互いに電気的に接続するもので、互いに纏められて本体制御基板38と制御基板40との間に配設されている。したがって、これらリード線39は、制御基板40側からの各種制御信号の送出、あるいは、本体制御基板38側からの各種情報の取り入れなどの、各種微小信号の入出力経路となっている。
【００３５】
そして、リード線39は、本実施の形態において、例えば７本のリード線39a，39b，39c，39d，39e，39f，39gから構成され、各リード線39a〜39gの先端部は、ケース31にそれぞれ電気的に接続されている。
【００３６】
制御基板40は、接続手段としてのコネクタ101、リード線39およびコネクタ82を介して本体側制御手段83に電気的に接続され、この本体側制御手段83を制御する制御手段103、および、この制御手段103とコネクタ101とに電気的に接続された制御手段103の周辺回路である制御周辺手段104などを備え、これら制御手段103および制御周辺手段104は、本体制御基板38からリード線39を介して供給された電力により、本体制御基板38の電源電圧よりも低い、例えば５Ｖ程度の電圧で駆動する。
【００３７】
コネクタ101は、制御基板40の本体制御基板38側の部分に、制御基板40の縁部に沿って実装され、各リード線39の他端部が電気的に接続される。また、制御基板40のコネクタ101の端子がそれぞれ配線された配線パターン上には、保護手段を構成する電圧制限素子としての保護素子であるツェナダイオードZDが実装されている。すなわち、このツェナダイオードZDは、実質的にコネクタ101の端子に直接はんだ付けされている。
【００３８】
また、制御手段103は、論理回路としてのマイクロコンピュータ106（以下、マイコン106という）を備えている。このマイコン106は、ソフトウェアなどにより予めその動作が設定されており、本体制御基板38の制御手段用電源手段84から、コネクタ82、リード線39およびコネクタ101を介して電力が供給され、本体側制御手段83から、本体制御基板38側の各種検知情報などが入力されるとともに、モータ35のオン、オフ、および、複数の動作モードにそれぞれ対応する制御信号を、コネクタ101、リード線39およびコネクタ82を介して本体制御基板38の本体側制御手段83へと送出する。
【００３９】
そして、ツェナダイオードZDは、リード線39を介して本体制御基板38と制御基板40との間で入出力される各種微小信号に加わるノイズが制御基板40のマイコン106などの回路側へと侵入することを防止するもので、本実施の形態においては、ツェナダイオードZD1，ZD2，ZD3，ZD4，ZD5，ZD6がリード線39a，39b，39c，39d，39e，39fと基準電位との間にそれぞれ設けられている。
【００４０】
ここで、これらツェナダイオードZD1〜ZD6は、制御基板40の制御手段103および制御周辺手段104の駆動電圧よりも若干大きく、かつ、本体制御基板38の電圧よりも低い所定の抑止上限電圧、例えば６．２Ｖのツェナ電圧を有し、リード線39を介して入出力されるツェナ電圧以上の電圧を基準電位へとバイパスすることで制御基板40を保護するものである。また、マイコン106に対する入力系となるリード線39（本実施の形態では、例えばリード線39b，39c，39f）には、容量素子としてのコンデンサＣ（例えばコンデンサC1，C2，C3）がそれぞれ並列に接続されている。
【００４１】
なお、比較的低電圧のツェナダイオードZDの動作開始の電圧、すなわちツェナ電圧の幅は、０．４Ｖ程度、上下のランクで０．６Ｖ〜０．８Ｖ程度の幅があるので、このツェナ電圧を所望の抑止上限電圧とするために、例えばマイコン106の電源電圧に対して＋２％〜＋５０％までのツェナダイオードZDを選択することが好ましい。
【００４２】
操作パネル55は、制御基板40に電気的に接続され、嵌合孔56に嵌合可能な略四角形状に形成され、図５に示すように、使用者がミキサ１の駆動を複数の動作モードに操作する複数のボタン108と、ミキサ１の駆動状態などを表示する表示部109とがそれぞれ設けられている。
【００４３】
次に、上記一実施の形態の動作を説明する。
【００４４】
ミキサ１を使用する際には、ボトル13の嵌合突部18をボトルサポート15の本体部23の嵌合凹部29に嵌合させてボトルサポート15にボトル13を取り付け、このボトル13の投入口11から被調理物、例えば果物、水、氷などを投入した後、蓋体14にて投入口11を閉塞し、この容器２のボトルサポート15の爪部46に、ボトルサポート15の本体部23の下端部を係止させて本体３の上部に取り付ける。
【００４５】
次いで、電源コード36の電源プラグ36aを図示しないコンセントに接続した状態で、蓋体14を押さえつつ、所定のボタン108を操作する。
【００４６】
このとき、電源コード36を介して供給された電源を本体制御基板38の制御手段用電源手段84により所定の電力に変換し、この電力がコネクタ82、リード線39およびコネクタ101を介して制御基板40のマイコン106などへと供給されてこのマイコン106が駆動され、ボタン108の操作に応じてマイコン106から制御信号が出力され、この出力された制御信号がコネクタ101、リード線39およびコネクタ82を介して本体制御基板38の所定の駆動回路へと伝達され、モータ35が所定の動作モードで駆動する。
【００４７】
ここで、静電気などを帯電した使用者がケース31に触れることなどにより、リード線39に雑音信号であるＥＳＤ(Electrostatic Discharge)ノイズ、高周波ノイズなどが載ると、ツェナダイオードZDの動作により、ツェナ電圧以上の電圧を制御基板40の入出力が集中する接続点であるコネクタ101近傍から基準電位となるケース31へとバイパスし、ノイズが制御基板40側へと侵入することを防止する。
【００４８】
そして、モータ35の駆動により回転軸35aを介してカップリング49が回転されることで、このカップリング49の上端部に係合したカッター部27が回転し、このカッター部27のブレード26により、ボトル13内に投入された被調理物が攪拌および切削されるとともに、ファン66が回転することで、ケース31の通気孔52および土台部32の通気孔62を介して外気が筐体33内を通過して、モータ35が冷却される。
【００４９】
攪拌あるいは切削が終了すると、作業者は再度ボタン108を操作して、モータ35の駆動を停止させ、電源コード36の電源プラグ36aをコンセントから抜き、ハンドル部17を把持して容器２を本体３から取り外し、蓋体14を開けてボトル13を傾け、攪拌および切削された内部の被調理物を投入口11から取り出す。
【００５０】
上述したように、上記一実施の形態では、本体制御基板38と、マイコン106が搭載され本体制御基板38よりも電圧が低い制御基板40とを電気的に接続するリード線39に対応して、それぞれのリード線39の電圧を本体制御基板38の電圧より小さいツェナ電圧以下に制限するツェナダイオードZDを制御基板40に設ける構成とした。
【００５１】
ここで、本体制御基板38と制御基板40とでは、互いに目的が異なるため、異なる位置に別個に配置されてリード線39により微小信号を送受信することを余儀なくされ、結果として、リード線39などを介してノイズが載りやすくなってしまう。一方で、各基板38，40全体をシールドしたり、リード線39を含む全てをシールド線としたりしても効果的ではあるものの、例えばミキサ１などの家電製品のように、使用者に広く、より求めやすい価格提供を要求されるものの場合には、更なる合理的な方法が必要となる。
【００５２】
このため、上記のように、ツェナダイオードZDを、ノイズが最も悪影響を与えやすい位置である制御基板40の入出力が集中するコネクタ101の近傍に配置することで、マイコン106に本体制御基板38の電圧以上の電圧が加わることを防止でき、このような電圧の印加によるマイコン106の誤動作を確実に回避でき、かつ、比較的安価なツェナダイオードZDをはんだ付けするだけで済むため、他の保護回路などを設ける場合と比較して、電気機器41の製造性が良好になるとともに、電気機器41を安価に提供可能になる。
【００５３】
しかも、電気機器41に混入するノイズは、静電気によるＥＳＤなど、短時間に高圧が生じ高電圧かつ短パルス信号のものが多いため、保護手段の配置としては電気的インピーダンスが少なくなる配置であるほど効果の面で有利となるから、コネクタ101の端子がはんだ付けされるパターンにツェナダイオードZDをはんだ付けすることで、実質的にツェナダイオードZDをコネクタ101の端子に直接接続し、電気的インピーダンスを最も少なくして、最大限の効果を得ることができる。
【００５４】
さらに、制御基板40へ信号が入力されるリード線にノイズが載る場合には、マイコン106に直接影響を与えるおそれがあるので、コンデンサC1〜C3を、制御基板40側への入力用のリード線39b，39c，39fに対応するツェナダイオードZD2，ZD3，ZD6に対して並列に接続することで、コンデンサC1〜C3の充電作用によりツェナダイオードZD以下のノイズにも対応でき、動作の速いものに対する保護も掛かり易くなり、機能を向上できる。
【００５５】
そして、ツェナダイオードZDとして、マイコン106の電源電圧に対して＋２％〜１５０％のツェナ電圧を有するものを選択することで、個々のツェナダイオードZDのばらつきにより実際のツェナ電圧を所望の抑止上限電圧とすることができるとともに、使用可能なツェナダイオードZDの選択幅が広がり、量産上での部品の供給において有利となる。
【００５６】
また、ミキサ１では、その重心を低くするために金属製のケース31を用いており、このように金属製のケース31にモータ35および電気機器41を収納すると、マイコン106にノイズが載りやすくなってしまうので、上記一実施の形態の電気機器41を適用することにより、マイコン106にノイズが載ることを確実に抑制できる。
【００５７】
なお、上記一実施の形態において、電圧制限素子としては、ツェナダイオードZDに代えて、他の様々な素子を適用できる。
【００５８】
同様に、容量素子としては、コンデンサC1〜C3に代えて、他の様々な素子を適用できる。
【００５９】
また、ツェナダイオードZDは、コネクタ101の端子に直接接続してもよい。
【００６０】
さらに、本体制御基板38と制御基板40とは、リード線39以外でも、例えばコネクタ82，101同士で接続する構成など、他の任意の電気的接続手段で接続する構成とすることができる。
【００６１】
そして、ケース31は、例えば導電性プラスチックなど、通電性を有する他の任意の部材で形成することが可能である。
【００６２】
また、上記電気機器41は、ミキサ１以外の任意の機器に使用することが可能である。
【００６３】
さらに、電気機器41およびミキサ１の要部を除く細部は、上記構成に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の一実施の形態の回転調理機器を示すブロック図である。
【図２】同上回転調理機器の内部を示す下面図である。
【図３】同上回転調理機器を示す縦断面図である。
【図４】同上回転調理機器を示す分解斜視図である。
【図５】同上回転調理機器を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００６５】
１    回転調理機器としてのミキサ
31    ケース
35    モータ
38    電源基板としての本体制御基板
39    電気的接続手段としてのリード線
40    低電圧基板としての制御基板
41    電気機器
106   論理回路としてのマイクロコンピュータ
Ｃ    容量素子としてのコンデンサ
ZD    電圧制限素子としてのツェナダイオード
【図１】
2007050012.tif 000003
【図２】
2007050012.tif 000004
【図３】
2007050012.tif 000005
【図４】
2007050012.tif 000006
【図５】
2007050012.tif 000007