(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車に搭載された直流電源から得られるエネルギーを蓄える蓄電手段と、前記蓄電手段に充電するための第１のコンバータ手段と、前記直流電源と前記第１のコンバータを接続するための接続ケーブルと、前記蓄電手段の電圧から昇圧を行うための第２のコンバータ手段と、前記第２のコンバータ手段で得られた直流電力を交流電力に変換するためのインバータ手段と、前記インバータ手段の出力を高電圧化するためのトランスと、前記トランスの出力を整流するための整流手段と、前記整流手段から出力される高電圧のエネルギーにより加熱を行うためのマグネトロンとを有し、前記直流電源は太陽電池で構成するとともに当該太陽電池の電圧を検出するための入力電圧検出手段と電流を検出する入力電流検出手段とを設け、前記制御手段は、前記入力電圧検出手段と入力電流検出手段により、入力電圧および入力電流を取得し、日照に応じた最大電力点を追尾して太陽電池からエネルギーを取り出し、蓄電手段へ充電を行う構成とし、かつ、前記蓄電手段を内装した筐体内の温度を検出する温度検出手段と、当該温度検出手段の温度検出により動作する冷却手段とを備え、前記制御手段は前記蓄電手段の充電や放電動作中、前記温度検出手段により筐体内の温度を常に監視し、温度が所定温度を越えた間だけ、冷却手段を動作させて冷却を行わせる構成とした車載用電子レンジ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車の中で食品などの加熱に用いる車載用電子レンジに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の車載用電子レンジの一例を図８に基づいて説明する。車載用電子レンジは、直流電源１、接続ケーブル２、コンバータ手段３、インバータ手段４、トランス５と、整流手段６、マグネトロン７、および制御手段８から構成されている。使用者から動作指令が与えられると、制御手段８は、コンバータ手段３とインバータ手段４を動作させる。まず、直流電源１から供給される直流電力は、接続ケーブル２を通してコンバータ手段３に伝えられる。直流電力はコンバータ手段３で昇圧され、インバータ手段４により交流電力へ変換された後、トランス５により高電圧の直流電力となる。高電圧の直流電力は、整流手段６で整流された後にマグネトロン７に与えられ、加熱が行われる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来の車載用電子レンジは次のような課題を有している。従来の車載用電子レンジで、コンバータ手段３に１２００Ｗの電力を入力しようとした場合、一般的な自動車の直流電源は１２Ｖであるため、流れる電流は１００Ａとなる。このような大電流は自動車内に通常ついている直流電源ソケットからは取ることができないという課題があった。
【０００４】
また、このような大電流を流すためには、接続ケーブル２として径が非常に太い導線を用いなければならないため、直接直流電源１に配線を行う際の配線が困難となるという課題があった。
【０００５】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、自動車内にある標準の直流電源ソケットに接続して使用することが可能な車載用電子レンジを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明の車載用電子レンジは、自動車に搭載された直流電源から得られるエネルギーを蓄える蓄電手段と、前記蓄電手段に充電するための第１のコンバータ手段と、前記直流電源と前記第１のコンバータを接続するための接続ケーブルと、前記蓄電手段の電圧から昇圧を行うための第２のコンバータ手段と、前記第２のコンバータ手段で得られた直流電力を交流電力に変換するためのインバータ手段と、前記インバータ手段の出力を高電圧化するためのトランスと、前記トランスの出力を整流するための整流手段と、前記整流手段から出力される高電圧のエネルギーにより加熱を行うためのマグネトロンとを有し、前記直流電源は太陽電池で構成するとともに当該太陽電池の電圧を検出するための入力電圧検出手段と電流を検出する入力電流検出手段とを設け、前記制御手段は、前記入力電圧検出手段と入力電流検出手段により、入力電圧および入力電流を取得し、日照に応じた最大電力点を追尾して太陽電池からエネルギーを取り出し、蓄電手段へ充電を行う構成とし、かつ、前記蓄電手段を内装した筐体内の温度を検出する温度検出手段と、当該温度検出手段の温度検出により動作する冷却手段とを備え、前記制御手段は前記蓄電手段の充電や放電動作中、前記温度検出手段により筐体内の温度を常に監視し、温度が所定温度を越えた間だけ、冷却手段を動作させて冷却を行わせる構成としてあり、接続ケーブルに流れる電流を少なくする事ができるため、自動車内にある標準の直流電源ソケットに接続して使用することが可能な上に、自動車に搭載された蓄電池に負担をかけずに使用可能とすることができ、また蓄電手段の充電や放電動作中、前記温度検出手段により筐体内の温度を常に監視し、温度が所定温度を越えた間だけ、冷却手段を動作させて冷却を行わせることができるとともに、使用温度範囲を広くすることができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載した発明は、自動車に搭載された直流電源から得られるエネルギーを蓄える蓄電手段と、前記蓄電手段に充電するための第１のコンバータ手段と、前記直流電源と前記第１のコンバータを接続するための接続ケーブルと、前記蓄電手段の電圧から昇圧を行うための第２のコンバータ手段と、前記第２のコンバータ手段で得られた直流電力を交流電力に変換するためのインバータ手段と、前記インバータ手段の出力を高電圧化するためのトランスと、前記トランスの出力を整流するための整流手段と、前記整流手段から出力される高電圧のエネルギーにより加熱を行うためのマグネトロンとを有し、前記直流電源は太陽電池で構成するとともに当該太陽電池の電圧を検出するための入力電圧検出手段と電流を検出する入力電流検出手段とを設け、前記制御手段は、前記入力電圧検出手段と入力電流検出手段により、入力電圧および入力電流を取得し、日照に応じた最大電力点を追尾して太陽電池からエネルギーを取り出し、蓄電手段へ充電を行う構成とし、かつ、前記蓄電手段を内装した筐体内の温度を検出する温度検出手段と、当該温度検出手段の温度検出により動作する冷却手段とを備え、前記制御手段は前記蓄電手段の充電や放電動作中、前記温度検出手段により筐体内の温度を常に監視し、温度が所定温度を越えた間だけ、冷却手段を動作させて冷却を行わせる構成とした車載用電子レンジとすることにより、第一のコンバータ手段により蓄電手段に蓄えたエネルギーを用いて電力を供給することで、接続ケーブルに流れる電流を少なくすることができるため、自動車内にある標準の直流電源ソケットに接続して使用することができるとともに、自動車に搭載された蓄電池に負担をかけずに使用可能とすることができる。また、前記蓄電手段の充電や放電動作中、前記温度検出手段により筐体内の温度を常に監視し、温度が所定温度を越えた間だけ、冷却手段を動作させて冷却を行わせることができるとともに、使用温度範囲を広くすることができる。
【０００８】
【実施例】
（参考例１）
図１は本発明の実施例の参考となる参考例１における電力変換装置を示すものである。図において、１０は自動車に搭載された直流電源、１１は直流電源１０から得られるエネルギーを蓄える蓄電手段、１２は蓄電手段１１に充電するための第１のコンバータ手段、１３は直流電源１０と第１のコンバータ１２を接続するための接続ケーブル、１４は蓄電手段１１の電圧から昇圧を行うための第２のコンバータ手段、１５は第２のコンバータ手段１４で得られた直流電力を交流電力に変換するためのインバータ手段、１６はインバータ手段１５の出力を高電圧化するためのトランス、１７はトランス１６の出力を整流するための整流手段、１８は整流手段１７から出力される高電圧のエネルギーにより加熱を行うためのマグネトロン、１９は蓄電手段１１に流れる電流を検出する蓄電手段電流検出手段、２０は蓄電手段１１の電圧を検出する蓄電手段電圧検出手段、２１は車載電子レンジの動作を制御する制御手段、２２は車載電子レンジの筐体である。
【０００９】
なお、直流電源１０には定格１２Ｖの鉛蓄電池、蓄電手段１１には単セル１．２Ｖのニッカド電池を４０直列した組電池、制御手段２１にはマイクロコンピュータを用いることでこの構成を容易に実現できる。
【００１０】
以上のように構成された電力変換装置について、以下その動作、作用を説明する。筐体２２が、接続ケーブル１３を通して直流電源１０に接続されると、制御手段２１は第１のコンバータ手段１２を動作させ、直流電源１０の電圧を蓄電手段１１より高い電圧に昇圧し、蓄電手段電圧検出手段２０の検出値が所定電圧（例えば６０Ｖ）または充電開始から所定時間（例えば４時間）が経過するまで蓄電手段１１の充電を行う。ここで、本参考例に用いている蓄電手段１１は、１Ｃ＝１．６Ａ、単セル１．２Ｖのニッカド電池が４０直列された定格電圧４８Ｖの組電池である。ニッカド電池の場合、電池への充電は通常０．３Ｃ以内で行われるため、蓄電手段１１への充電は、蓄電手段電流検出手段１９の電流が０．４８Ａ（＝１．６Ａ＊０．３Ｃ／１Ｃ）となるように制御される。よって、充電に用いられる電力は定格付近で２３Ｗ（＝０．４８Ａ×４８Ｖ）であり、通常自動車に用いられている直流電源である１２Ｖの鉛蓄電池から、充電時に接続ケーブル１３を通る充電電流は、約１．９Ａ（＝２３Ｗ／１２Ｖ）となり、自動車内に設けられた直流電源ソケットに接続が可能な電流量での充電が可能となる。
【００１１】
使用者により加熱開始が指示されると、制御手段２１は第２のコンバータ手段１４とインバータ手段１５を動作させ、蓄電手段１１に蓄えられた直流電力を用いて加熱を行う。蓄電手段１１に蓄えられた直流電力は、第２のコンバータ手段１４で昇圧され、インバータ手段１５により交流電力へ変換された後、トランス１６により高電圧の直流電力となる。高電圧の直流電力は、整流手段１７で整流された後にマグネトロン１８に与えられ、加熱が行われる。
【００１２】
以上のように、本参考例においては、第１のコンバータ手段１２により蓄電手段１１に蓄えたエネルギーを用いて電力を供給することで、接続ケーブル１３に流れる電流を少なくすることができるため、自動車内にある標準の直流電源ソケットに接続して使用することが可能な車載用電子レンジを提供できる。
【００１３】
（参考例２）
図２は本発明の参考例２における車載用電子レンジを示している。この参考例において参考例１と異なるところは、蓄電手段１１を交換可能とする接続手段２３を設けた点である。接続手段２３にはラッチ付きソケットを用いることでこの構成を容易に実現できる。
【００１４】
以下、本参考例の動作について説明する。本参考例における車載用電子レンジは、蓄電手段１１に蓄えられた直流電力を用いて加熱を行う。よって、蓄電手段１１が蓄えた直流電力を使い切ってしまった場合は、接続手段２３に接続されている蓄電手段１１を取り外し、既に充電済みの別の蓄電手段に交換することで、いつでも使用可能とすることができる。なお、蓄電手段への充電は、商用電源から直流電源を作るコンバータ手段に接続することで容易に実現可能である。
【００１５】
以上のように、蓄電手段１１を交換可能とする接続手段２３を備え、自動車外で充電した蓄電手段１１を利用可能とすることで、蓄電手段１１への充電が足りない時でも、予備の蓄電手段１１に交換すればすぐに使用することが可能な車載用電子レンジを提供できる。
【００１６】
（参考例３）
図３は、本発明の参考例３における車載用電子レンジを示している。この参考例において参考例１と異なるところは、蓄電手段１１の代わりに電気二重層コンデンサ２４を用いた点である。
【００１７】
電気二重層コンデンサ２４の充電に必要な時間は、（充電時間ｈ）＝（必要電力量Ｗｈ）／（第１のコンバータ手段の定格電力Ｗ）で計算できる。電気二重層コンデンサ２４の定格電圧を１２Ｖとし、自動車の直流電源ソケットの最大電流が１０Ａであったとすると、自動車の直流電源ソケットを用いる場合、第１のコンバータ手段１２の定格電力は１２０Ｗにまで設定できる。例えば、１２００Ｗで２分間加熱を行う場合は、４０Ｗｈ（＝１２００Ｗ＊２分／６０分）必要となるので、充電時間は２０分（＝０．３３ｈ＝４０Ｗｈ／１２０Ｗ）となる。参考例１で演算した、ニッカド電池を使用した場合の定格付近での充電電力は２３Ｗであるので、電気二重層コンデンサ２４を使用する場合は、約５倍（≒１２０Ｗ／２３Ｗ）高速に充電が可能となる。また、電気二重層コンデンサ２４は、充放電の繰り返しを１万回以上行うことができる。よって、１日３回の使用でも１０年近く使用することができる。
【００１８】
以上のように、本参考例においては、蓄電手段１１として電気二重層コンデンサ２４を用いることで、短時間で充電が行うことができ、長寿命な車載用電子レンジを提供できる。
【００１９】
（参考例４）
図４は本発明の参考例４における車載用電子レンジを示している。この参考例において参考例１と異なるところは、第１のコンバータ手段として定格が８４Ｗ以下の第１のコンバータ手段１２を用い、接続ケーブルとして導線径φ０．５ｍｍ２の接続ケーブル２６を用いている点である。
【００２０】
以下、本参考例の動作について説明する。一般に配線を行う場合は、細い線を用いる方が邪魔になりにくい。接続ケーブルとして導線径φ０．５ｍｍ２の接続ケーブル２６を、搭載されている鉛蓄電池の定格電圧が１２Ｖの自動車に用いた場合、電流は約７Ａまで許容される。よって、第１のコンバータ手段１２で充電を行う場合、第１のコンバータ手段１２の定格が８４Ｗ（＝１２Ｖ×７Ａ）までなら、充電を行うことが可能となる。
【００２１】
以上のように、本参考例においては、第１のコンバータ手段１２の定格が８４Ｗ以下、接続ケーブル２６の導線径φ０．５ｍｍ２の以下の細い電線とすることで、設置時に自動車の車内で配線が邪魔になりにくい車載用電子レンジを提供できる。
【００２２】
（実施例１）
図５は上記参考例の元に構成した本発明の実施例１における車載用電子レンジを示している。この実施例において第１の参考例と異なるところは、直流電源として太陽電池２７を用いている点である。なお、２８は太陽電池２７の電圧を検出するための入力電圧検出手段、２９は太陽電池２７の電流を検出する入力電流検出手段である。
【００２３】
以下、本実施例の動作について説明する。本実施例の動作が、参考例１と異なる点は、蓄電手段１１への充電方法である。太陽電池２７には図６に示すような電流−電圧特性があり、日照に応じた最適動作点が存在する。よって、直流電源として太陽電池２７を用いる場合は、太陽電池２７の電圧が最適動作点における電圧に制御されることが、エネルギーを最大限に引き出すために必要である。制御手段２１は、第１のコンバータ手段１２を制御し、所定時間毎に動作電圧を方向ａへ動かすと同時に、入力電圧検出手段２８と入力電流検出手段２９により、入力電圧および入力電流を取得し、これを掛け算することで入力電力を得る。ここで、次に述べる動作電圧を方向ｂへ動かす条件がなければ、この動作点を方向ａへ動かす動作が行われる。
【００２４】
動作電圧を方向ｂへ動かす条件としては、次の２つが存在する。１つは、動作電圧を方向ａに動かしたにも関わらず電力が低下した場合であり、この時は、最大電力点を発見したとみなして動作電圧を方向ｂへ戻す。また、もう１つは、動作電圧を方向ｂへ戻したにも関わらず、電力がさらに下がった場合であり、この時は、まだ最大電力点まで戻し切れていないとみなして、動作電圧を更に方向ｂへ戻す。この動作を繰り返すことで、日照に応じた最大電力点を追尾し、効率良く太陽電池２７からエネルギーを取り出し、蓄電手段１１へ充電を行うことができる。
【００２５】
以上のように、本実施例においては、自動車に搭載した太陽電池を電源とすることで、自動車に搭載された蓄電池に負担をかけずに使用可能な車載用電子レンジを提供できる。
【００２６】
（実施例６）
図７は本発明の第２の実施例における電力変換装置を示している。この実施例において参考例１と異なるところは、筐体２２内の温度を測定するための温度検出手段３０と、筐体２２内部を冷却するための冷却手段３１を設けた点である。なお、温度検出手段３０にはサーミスタ、冷却手段３１にはＤＣファンを用いることでこの構成を容易に実現できる。
【００２７】
以下、本実施例の動作について説明する。蓄電手段１１は、温度が高くなると充電や放電がしにくくなる特性がある。よって、制御手段２１は充電や放電動作中は、温度検出手段３０により筐体２２内の温度を常に監視し、温度が所定温度（例えば４０℃）を越えた間だけ、冷却手段３１に指令を出し、筐体２２内部の冷却を行う。
【００２８】
以上のように、本実施例においては、温度検出手段３０で筐体２２内の温度が高いことを認識した場合、冷却手段３１により冷却を行うことで、使用温度範囲が広い車載用電子レンジを提供できる。
【００２９】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、第１のコンバータ手段により蓄電手段に蓄えたエネルギーを用いて電力を供給することで、接続ケーブルに流れる電流を少なくすることができるため、自動車内にある標準の直流電源ソケットに接続して使用することが可能な車載用電子レンジを提供できるとともに、自動車に搭載された蓄電池に負担をかけずに使用可能とすることができ、また蓄電手段の充電や放電動作中、前記温度検出手段により筐体内の温度を常に監視し、温度が所定温度を越えた間だけ、冷却手段を動作させて冷却を行わせることができて使用温度範囲を広くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の参考例１における車載用電子レンジの構成を示すブロック図
【図２】  本発明の参考例２における車載用電子レンジの構成を示すブロック図
【図３】  本発明の参考例３における車載用電子レンジの構成を示すブロック図
【図４】  本発明の参考例４における車載用電子レンジの構成を示すブロック図
【図５】  本発明の実施例１における車載用電子レンジの構成を示すブロック図
【図６】  同車載用電子レンジにおける太陽電池の特製図
【図７】  本発明の実施例２における車載用電子レンジの構成を示すブロック図
【図８】  従来例である車載用電子レンジの構成を示すブロック図
【符号の説明】
１０  直流電源
１１  蓄電手段
１２、２５  第１のコンバータ手段
１３、２６  接続ケーブル
１４  第２のコンバータ手段
１５  インバータ手段
１６  トランス
１７  整流手段
１８  マグネトロン
１９  蓄電手段電流検出手段
２０  蓄電手段電圧検出手段
２１  制御手段
２２  筐体
２３  接続手段
２４  電気二重層コンデンサ
２７  太陽電池
２８  入力電圧検出手段
２９  入力電流検出手段
３０  温度検出手段
３１  冷却手段
【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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