JP2003203755A - 高周波加熱装置 - Google Patents

高周波加熱装置

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JP2003203755A
JP2003203755A JP2002003088A JP2002003088A JP2003203755A JP 2003203755 A JP2003203755 A JP 2003203755A JP 2002003088 A JP2002003088 A JP 2002003088A JP 2002003088 A JP2002003088 A JP 2002003088A JP 2003203755 A JP2003203755 A JP 2003203755A
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fins
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Koji Yamamoto
孝二 山本
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
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  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
  • Constitution Of High-Frequency Heating (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は電子レンジ等の高周波加熱装置に関
するもので、インバーターの放熱フィンの放熱効果を向
上させ、半導体スイッチング素子を効率良く冷却するこ
とにより熱破壊を防ぎ、高出力化を達成することを目的
とする。 【解決手段】 電子レンジの電源部であるインバーター
35を保持する保持台36の立ち壁53aに、断面略く
字の壁54を設け、この断面略く字の壁54を放熱フィ
ン47に設けた短手フィン47aに隣接させて隙間を構
成した。これにより隙間が狭くなった分と放熱フィン4
7の上方向からの冷却風の逃げが無いため、冷却風の風
速が速くなり、放熱フィン47の放熱効果が向上され、
放熱フィン47に取付けた半導体スイッチング素子4
4、45が効率良く冷却できるため、半導体スイッチン
グ素子44、45の熱破壊を防ぐことができ、高出力化
が達成できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子レンジ等の高
周波加熱装置に関し、特に高周波駆動装置の電源部であ
るインバーターの放熱フィンに取付けられた半導体スイ
ッチング素子の冷却に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の高周波加熱装置を、図5、図6、
図7に示す。
【0003】図5は高周波加熱装置の外装を取り外した
状態の外観斜視図で、加熱室1に結合されたマグネトロ
ン2があり、マグネトロン2の下部にマグネトロン2を
駆動するための電源であるインバーター3が保持台4に
保持され、図6に示すようにビス5a、5bにより、本
体外装の一部を構成した底板6に固定されている。マグ
ネトロン2の後方には冷却ファン7とオリフィス8があ
り、冷却ファン7の吹出す風により、マグネトロン2、
インバーター3等の電気部品を冷却するように構成して
いる。
【0004】図6および図7は高周波加熱装置を駆動す
るための電源部であるインバーター3のプリントベース
9上への電気部品の配置を示す。図6、図7において、
プリントベース9の表面の左側には、放熱フィン10が
あり、その放熱フィン10の片側には多数のフィン10
aが設けてあり、もう片側の平面部には半導体スイッチ
ング素子11、12とダイオードブリッジ13が取付け
られている。その放熱フィン10の左隣りには昇圧トラ
ンス14が設けられている。さらに、プリントベース9
の表面には電子部品(図示せず)や電気部品(図示せ
ず)が設けてあり、これらの電子部品や電気部品は図7
に示すように、プリントベース9の裏面の銅箔パターン
に半田15にて電気的に接続されている。
【0005】保持台4の底面にはインバーター3のプリ
ントベース9を受けるリブ16a、16bとボス17
a、17bがあり、四方には立ち壁18a、18b、1
8c、18dが設けてある。その内二方の立ち壁18
b、18cには爪19b、19cを設け、インバーター
3のプリントベース9の外周に引っ掛ける形状とし、リ
ブ16a、16b、ボス17a、17bと爪19b、1
9cとの間で保持され、ビス20a、20bにより固定
されている。保持台4に設けられた立ち壁18aは、プ
リントベース9に設けられた放熱フィン10の多数のフ
ィン10aに沿って覆うように大きな壁となっていて、
冷却ファン7から吹出される冷却風は、立ち壁18aと
放熱フィン10で構成された隙間を流れるようにして放
熱フィン10を冷却している。しかし、放熱フィン10
の上側が壁で囲われていないこともあって冷却風の一部
は、放熱フィン10の上方向から逃げてしまうため、冷
却風の風速は減少してしまうことになる。また、立ち壁
18aと放熱フィン10で構成された隙間を流れる冷却
風の風速度分布は、立ち壁18a側の方が速く流れる傾
向にあるため、放熱フィン10は効率良く冷却されてい
ないことになる。この状態でインバーター3の出力を上
げると半導体スイッチング素子11、12は熱破壊を起
こし易くなる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の構成では、インバーター電源を高出力化するに伴
い、半導体スイッチング素子のスイッチングロスによる
熱損失が大きくなるが、その大きくなった熱損失分を充
分に冷却することが出来ていないため、半導体スイッチ
ング素子が熱破壊を起こし易くなっていた。よって、放
熱フィン全体を大きくする必要が生じ、このことにより
インバーター電源が大きくなり、強いては製品全体が大
きくなるという課題があった。
【0007】従来は課題解決のため、インバーター電源
の出力を一定時間経過後から下げる工夫、別のエアーガ
イドを設けて放熱フィン全体を覆い冷却風量を増すこと
により冷却効果を得たり、冷却ファンの送風能力を上げ
る等を行なっているが、調理時間が犠牲になったり、部
品追加のためコストUPや組立工数UPとなったり、風
切り音が高くなる等の弊害が生じていた。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記従来の課
題を解決するもので、保持台に設けた略く字の壁を放熱
フィンに設けた短手フィンに隣接させて隙間を構成した
ことにより、隙間を狭くした分と放熱フィンの上方向に
は冷却風を逃がさなくしたことにより、冷却風の風速を
速くすることができる。また、半導体スイッチング素子
の背面にある短手フィンを直撃して、急速に冷却するこ
とにより、放熱フィンから放熱効果が向上できることに
なり、半導体スイッチング素子のスイッチングロスによ
る熱破壊を防止できる効果を得ることができ、インバー
ター電源を大きくすることなく、高出力化を達成するこ
とを目的とする。
【0009】
【発明の実施の形態】請求項1または2に記載の発明
は、保持台に設けた略く字の壁を放熱フィンに設けた短
手フィンに隣接して隙間を構成したことにより、前記隙
間を流れる冷却風の速度が速くなり、放熱フィンからの
放熱効果を向上させることができる。
【0010】請求項3に記載の発明は、保持台に設けた
略く字の壁を、放熱フィンに係合する構成とすることに
より、保持台に設けた略く字の壁と放熱フィンとの間で
構成された隙間を常に安定的に確保できるため、放熱フ
ィンからの放熱効果を安定できるものである。
【0011】請求項4に記載の発明は、保持台に設けた
略く字の壁を保持台に設けた薄肉状の溝からなる屈曲部
を折り曲げて、放熱フィンに近接し隙間を確保する構成
としたことにより、簡単な構造で保持台に設けた略く字
の壁と放熱フィンとの間に隙間を確保できるものであ
る。
【0012】請求項5に記載の発明は、保持台に設けた
略く字の壁に放熱フィンに対し平行となる突起を構成し
たことにより、保持台に設けた略く字の壁と放熱フィン
との間で構成された隙間を流れる冷却風の風速が更に速
くなることにより、更に冷却効果を向上させることがで
きる。
【0013】
【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を用い
て説明する。
【0014】図1は実施例1の高周波加熱装置の要部斜
視図を示す。図2は実施例1の高周波加熱装置の外装
(図示せず)を取り外した状態の外観斜視図、図3は実
施例1の高周波加熱装置の一部切り欠き要部断面図であ
る。
【0015】図2において、加熱室31の前面には開閉
自在に設けたドア32があり、その横には加熱出力、加
熱時間等を設定、操作するための操作部33があり、加
熱室31の右側面にはマグネトロン34が結合されてい
る。このマグネトロン34の下部に、マグネトロン34
を駆動するための電源部であるインバーター35が保持
台36に保持されて、本体外装の下部を形成する底板3
7に固定されており、高圧リード線38でマグネトロン
34へ高圧電源を供給するように接続されている。
【0016】インバーター35は低圧リード線39によ
って操作部33の制御基板(図示せず)に接続してお
り、操作部33の制御のより、マグネトロン34を駆動
している。マグネトロン34とインバーター35の後方
には冷却ファン40とオリフィス41を設けて、冷却フ
ァン40から吹出す冷却風により、マグネトロン34、
インバーター35、電子部品(図示せず)、電気部品
(図示せず)を冷却するように構成している。マグネト
ロン34の前方にはエアーガイド42があり、マグネト
ロン34を冷やした風を加熱室31に取り入れ、加熱さ
れた食品から出た蒸気を加熱室31の外へ排出するよう
になっている。
【0017】図1、図3において、インバーター35の
プリントベース43の表面の左側には、半導体スイッチ
ング素子44、45、整流素子46が取付けられた放熱
フィン47、その左隣りには高圧電源を発生させるため
の昇圧トランス48が設けられている。さらに、プリン
トベース43の表面には電子部品(図示せず)や電気部
品(図示せず)が設けてあり、これらの電子部品、電気
部品は図3に示すように、プリントベース43の裏面の
銅箔パターンに半田49にて電気的に接続されている。
【0018】放熱フィン47の片側には短手のフィン4
7aと長手フィン47bが設けられ、短手フィン47a
近傍の背面側の平面部に半導体スイッチング素子44、
45と整流素子46が取付けられている。放熱フィン4
7は半導体スイッチング素子44、45と整流素子46
から発生した熱の放熱を良くするため、アルミを使用し
ている。保持台36の底面にはインバーター35のプリ
ントベース43を受けるためのリブ51a、51bとボ
ス52a、52bがあり、四方には立ち壁53a、53
b、53c、53dが設けてある。立ち壁53aの先の
方には略く字の壁54が形成されて、立ち壁53aの途
中には薄肉状の溝からなる屈曲部55を設け、前記屈曲
部55を折り曲げて、放熱フィン47に設けた短手フィ
ン47aの空間に収めて、隙間を構成するようになって
いる。略く字の壁54は放熱フィン47の長手フィンに
設けられた凹部56に引掛け固定された後、更に保持台
36の両端に設けられた爪57に引っ掛けて固定され
る。二方の立ち壁53b,53cには爪58b、58c
が設けてあり、爪58b、58cはインバーター35の
プリントベース43の外周を押さえる形状にして、リブ
51a、51b及びボス52a、52bとの間でインバ
ーター35が、保持台36に保持されるようになってい
る。その後、ビス59a、59bにより、プリントベー
ス43の部品が実装された方から、保持台36のボス部
52a、52bに締め付けて固定している。インバータ
ー35が保持された保持台36はビス60a、60bに
より底板37の底面と底板37のフランジ61に固定し
ている。
【0019】次にインバーター35の保持台36への組
立てについて説明する。
【0020】まず、インバーター35の昇圧トランス4
8がある方のプリントベース43の外周を、保持台36
の立ち壁53cにある爪58cの下に入れて引っ掛けた
後、立ち壁53bを外側に撓ませ、プリントベース43
の外周を、立ち壁54bにある爪58bの下に入れて引
っ掛ける。次に、保持台36に設けられた略く字の壁5
4を保持台36に設けられた薄肉状の溝からなる屈曲部
55を折り曲げて、放熱フィン47に設けた短手フィン
47aの空間部に入れ込んで、隙間を構成する。この時
略く字の壁54の先端を放熱フィン47の長手フィンに
設けられた凹部56に引掛けて固定した後、後略く字の
壁54の両端を保持台36の両端にある爪56a、56
bに引っ掛けて固定する。更に、プリントベース43と
保持台36の位置合わせをして、プリントベース43の
部品実装面より、ビス59a、59bでボス52a、5
2bに締め付けてきっちりと固定する。
【0021】次に動作、作用について説明する。
【0022】図3において、冷却ファン40から吹出だ
された冷却風は保持台36に設けられた略く字の壁54
と半導体スイッチング素子44、45が取付けられた放
熱フィン47との間に構成された隙間を流れていくが、
前記隙間が狭くなっている分と、放熱フィン47の上方
向からの冷却風の逃げが無いため、冷却風の風速はかな
り速くなることになる。しかも、半導体スイッチング素
子44、45の近傍の背面にある短手フィン47aを直
撃して流れていくため、半導体スイッチング素子44、
45から発生した熱を急速に奪うことができる。このこ
とにより放熱フィン47からの放熱効果を向上できる。
【0023】また、保持台36に設けた略く字の壁54
の先端を、放熱フィン47の長手フィン47aに設けら
れた凹部56に引っ掛けて固定することにより、保持台
36に設けた略く字の壁54と放熱フィン47の間にで
構成された隙間を常に安定的に確保できるため、放熱フ
ィン47からの放熱効果を安定して維持することができ
る。
【0024】更に、保持台36に設けた略く字の壁54
の根元部に、長手方向の薄肉状の溝からなる屈曲部55
を設け、前記屈曲部55を折り曲げて、略く字の壁54
を放熱フィン47の短手フィン47aに近接して隙間を
確保する構成にしたことにより、簡単な構造で保持台3
6に設けた略く字の壁54と放熱フィン47の間で構成
される隙間を得ることができる。
【0025】図4は実施例2の高周波加熱装置の要部断
面図である。
【0026】なお、実施例1と同符号のものは同一構造
を有し、説明は省略する。
【0027】保持台36に設けた略く字の壁54に放熱
フィン47の短手フィン47aに対し平行となる突起6
2を複数設け、保持台36に設けた略く字の壁54と放
熱フィン47の短手フィン47aとの間で構成された隙
間を更に狭くした。
【0028】次に動作、作用をについて説明する。
【0029】図4において、保持台36に設けた略く字
の壁54に放熱フィン47の短手フィン47aに対し平
行となる突起を複数設けることにより、保持台36に設
けた略く字の壁54と放熱フィン47の短手フィン47
aの近傍の隙間を更に狭くすることができるため、前記
隙間を流れる冷却風の風速を更に速くできることにな
り、放熱フィン47からの冷却効果を更に向上させるこ
とができる。
【0030】なお、保持台36に設けた略く字の壁54
は、放熱フィン47との関係において冷却風の風速を速
くできる隙間が確保できれば、図示の形状にこだわる形
状ではないことは言うまでもないことである。
【0031】なお、図及び本説明では保持台36に設け
られた略く字の壁54は樹脂を想定した説明としている
が、電気的な絶縁が、きちんととれる構成にすれば金属
でも良く、樹脂に限定されるものではないことは言うま
でもないことである。
【0032】なお、図及び本説明では保持台36に構成
された略く字の壁54は一体型で説明しているが別体型
で構成しても、同様の効果を得ることは言うまでもない
ことである。
【0033】
【発明の効果】以上のように、請求項1〜5に記載の発
明によれば、保持台に設けた略く字の壁を放熱フィンに
設けた短手フィンに隣接して構成された隙間を流れる冷
却風の風速を速くすることでき、また、半導体スイッチ
ング素子の背面にある短手フィンに冷却風を直撃して流
すことができため、放熱フィンからの放熱効果が向上で
きることになり、半導体スイッチング素子の熱破壊を防
止できる効果を得ることができため、インバーター電源
を大きくすることなく、高出力化を達成することができ
る。また、簡単な構造で保持台に設けられた略く字の壁
と放熱フィンとで構成された隙間を安定して確保できる
ため、長期に渡り、半導体スイッチング素子の熱破壊を
防止できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1における高周波加熱装置の要
部斜視図
【図2】本発明の実施例1における高周波加熱装置の外
装を取外した状態の外観斜示図
【図3】本発明の実施例1における高周波加熱装置の要
部断面図
【図4】本発明の実施例2における高周波加熱装置の要
部断面図
【図5】従来の高周波加熱装置の外装を取外した状態の
外観斜示図
【図6】従来の高周波加熱装置の一部切り欠き要部斜視
【図7】従来の高周波加熱装置の要部断面図
【符号の説明】
31 加熱室 34 マグネトロン(高周波発生装置) 35 インバーター(電源部) 36 保持台 44 半導体スイッチング素子 45 半導体スイッチング素子 47a 放熱フィンの短手フィン 54 略く字の壁
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 3K090 AA13 AB02 BA01 BB01 EB09 EB10 EB20 EB21 3L086 AA01 BE11 DA17 5E322 AA01 BA01 BA03 BA04 BB03 EA11 5F036 AA01 BA04 BA24 BB01 BB37 BC31

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被加熱物を収納する加熱室と、前記加熱
    室にマイクロ波を照射する高周波発生装置と、前記高周
    波発生装置を駆動する電源部と、前記電源部を冷却する
    冷却ファンと、前記電源部に設けた放熱フィンと、前記
    放熱フィンに設けた半導体スイッチング素子と、前記電
    源部を保持する保持台とを備え、前記保持台に設けた略
    く字の壁を前記放熱フィンに隣接して隙間を構成した高
    周波加熱装置。
  2. 【請求項2】 被加熱物を収納する加熱室と、前記加熱
    室にマイクロ波を照射する高周波発生装置と、前記高周
    波発生装置を駆動する電源部と、前記電源部を冷却する
    冷却ファンと、前記電源部に設けた放熱フィンと、前記
    放熱フィンに設けた半導体スイッチング素子と、前記電
    源部を保持する保持台とを備え、前記保持台に設けた略
    く字の壁を前記放熱フィンに設けた短手フィンに隣接し
    て隙間を構成した高周波加熱装置。
  3. 【請求項3】 保持台に設けた略く字の壁を、放熱フィ
    ンの一部に係合する構成とした請求項1または2に記載
    の高周波加熱装置。
  4. 【請求項4】 保持台に設けた略く字の壁は、保持台に
    設けた薄肉状の溝からなる屈曲部を折り曲げることによ
    り、放熱フィンに近接して隙間を構成した請求項1また
    は2に記載の高周波加熱装置。
  5. 【請求項5】 保持台に設けた略く字の壁に、放熱フィ
    ンに対し平行となる突起を構成した請求項1または2に
    記載の高周波加熱装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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