JP4453569B2

JP4453569B2 - 変圧器および変圧器を用いた高周波加熱装置

Info

Publication number: JP4453569B2
Application number: JP2005035610A
Authority: JP
Inventors: 崇任山口
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2005-02-14
Filing date: 2005-02-14
Publication date: 2010-04-21
Anticipated expiration: 2025-02-14
Also published as: JP2006222335A

Description

本発明は変圧器に関するもので、特に高周波加熱装置のマグネトロンへの高圧電力供給に有用な変圧器に関するものである。

従来、この種の高周波加熱装置の変圧器は鉄心よりも大きな面積の四角形の取り付け板が鉄心に締結され,高周波加熱装置に４本のビス締めにより取り付けられている（例えば、特許文献１参照）。

図５は、特許文献１に記載された従来の高周波加熱装置の変圧器を示すものである。図５に示すように鉄心１１と、取り付け板１２と、巻線１３から構成されている。

また、図６は、従来の高周波加熱装置に用いられている一般的な変圧器の底面斜視図を示すものである。図６に示すように取り付け板２はプレス加工により孔１４を設けた構成になっている。

また、図７は、従来の高周波加熱装置に用いられている一般的な変圧器の取り付け板を製造する際に一定幅の寸法（図７では１００ｍｍ）の材料からどのように材料を分割するかを表す材料分割図を示すものである。
特開平５−７９６３８号公報

しかしながら、前記従来の高周波加熱装置の変圧器は高出力化と共に重量も増加し、変圧器単体での重量が４Ｋｇを超える物が一般的になっている。前記従来の構成では、その重量を分散させるため四角形の取り付け板を用いて鉄心との接触面積を増加させているが、高周波加熱装置の工場から小売店までの輸送途上における振動や衝撃により変圧器の取り付け板に過大な応力がかかることが多く、取り付け板が変形する機会が多いのが実態である。その結果、変圧器の取り付け板と高周波加熱装置の間に微小な隙間が発生し、特に変圧器を高周波加熱装置に４本のビス締めにより取り付けた構造は取り付け板の平面度を確保しなければ４本同時に取り付け板と高周波加熱装置を密着させることが困難であるため、いずれか１箇所に微小な隙間が発生し、使用者が高周波加熱装置を動作させる際に変圧器が発生する磁束により取り付け板と高周波加熱装置の間の前記微小な隙間が接触し、周波数に応じた位相の切り替わりと同期して振動音を発生させる。この振動音は使用者に非常に耳障りで不快感を与えてしまうと同時に故障を連想させて恐怖心も与えてしまうという課題を有していた。

しかも従来の構造では取り付け板の平面度が必要であるため、取り付け板として板厚が１．６ｍｍ程の非常に厚い金属板を使用しなければならず、変圧器の重量が更に重くなってしまい、高周波加熱装置の組み立て時の作業者への肉体的な負担が増加すると共に、板厚が増すため取り付け板の材料コストも高くなるという課題も有していた。

さらに、従来の変圧器は通常巻線の放熱性を高め、磁気騒音などの変圧器内部の振動音を抑制するため、ワニス含浸しており、変圧器内部へのワニスの流入を容易にするため、取り付け板にプレス加工で孔をあけて鉄心を多く露出させるのが一般的である。その結果、プレス加工の際のスクラップ等の廃材が発生し、取り付け板の材料の効率的な利用を阻害していると同時に、スクラップ等の廃材の処理に作業者や多くの工数が必要になるという課題もあった。また、従来の変圧器は取り付け板にプレス加工で孔をあけない場合、変圧器内部へのワニスの流入が不充分になり易く、高周波加熱装置を通常に使っているだけでも変圧器の巻線の温度が異常に上昇し、巻線のレアショートを起こしたり、変圧器近傍の他の部品の温度をも上昇させてしまう課題があった。また、変圧器内部へのワニスの流入が不充分になると変圧器内部のシャントコアや巻線などの構造部品の固定が不充分になり、高周波加熱装置の動作と共に前記構造部品の振動音が発生するという課題も有していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、変圧器と高周波加熱装置との間で発生する振動音を抑制し、さらに変圧器内部へのワニスの流入を容易にすることにより巻線の放熱性を高め、変圧器内部の磁気騒音などの振動音も抑制し、さらに高周波加熱装置の組み立て時に変圧器を高周波加熱装置に取り付ける作業者の肉体的負担を軽減し、さらに変圧器の取り付け板に要するコストを低減した高周波加熱装置の変圧器を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の高周波加熱装置の変圧器は、一次巻線と、前記一次巻線で発生した磁束から所定の電圧の電力を生成する二次巻線と、前記一次巻線で発生した磁束を前記二次巻線に伝達する鉄心と、前記鉄心に締結された略Ｖ字形状の取り付け板とを備え、前記鉄心の締結面の外縁よりも外側に取り付け板が３個所出た形状にするとともに、前記取り付け板は、一枚の板材に同方向に連続してプレス加工することにより複数枚を製造できる構成としたものである。

これによって、鉄心の締結面の外縁よりも外側に３個所出た前記略Ｖ字型の取り付け板に設けたビス孔にビス締めすることにより変圧器を高周波加熱装置と３箇所で締結するため、変圧器と高周波加熱装置の間に隙間が発生することを防止し、使用者に不快感を与える振動音を抑制できる。つまり、従来の取り付け板のように四角形の取り付け板或いは４本のビスで取り付ける場合、取り付け板に微小な歪があるだけで４箇所の中で１箇所は高周波加熱装置に密着することができないが、本発明は略Ｖ字型にして３箇所で取り付けるため、仮に取り付け板に微小な歪があってもその歪に応じて変圧器を取り付けることができるため、変圧器と高周波加熱装置の間に隙間が発生せず、高周波加熱装置の動作音を抑制できる。そして、取り付け板に微小な歪があっても許容できるため、取り付け板の薄板化が可能となり、変圧器の重量を軽量化することができ、取り付け板の材料コストの低下と共に高周波加熱装置の組み立て時の作業者への肉体的な負担を軽減することができる。

さらに、前記のように取り付け板を略Ｖ字型にすることにより、従来の変圧器１個分の四角形の取り付け板の面積で複数個分の取り付け板を作製することができ、材料の単位面積あたりの変圧器の製造効率を向上させることができる。

また、前記のように取り付け板を略Ｖ字型にすることにより、鉄心と取り付け板の締結面に鉄心の露出面積が多くなり、変圧器内部へのワニスの流入を容易にすることができ、巻線の放熱性を高め、変圧器内部のシャントコアや巻線などの構造部品のこていが確実になり、磁気騒音などの振動音も抑制することができる。

本発明の変圧器および高周波加熱装置の変圧器は、使用者にとって不快な振動音を抑制し、巻線の放熱性を高め、変圧器の製造工程におけるワニス含浸に要する時間を短縮し、変圧器の軽量化に伴う組み立て作業者の肉体的負担の軽減と、材料コストの削減をすることができる。

第１の発明は、変圧器の取り付け板の外形を略Ｖ字型にすることにより、従来の変圧器１個分の四角形の取り付け板の面積で変圧器複数個分の取り付け板を作製することができ、材料の単位面積あたりの変圧器の製造効率を向上させることができる。また、取り付け板を略Ｖ字型にすることにより、鉄心と取り付け板の締結面に鉄心の露出面積が多くなり、変圧器内部へのワニスの流入を容易にすることができ、巻線の放熱性を高め、変圧器内部の磁気騒音などの振動音も抑制することができる。さらに、取り付け板を略Ｖ字型にすることにより、鉄心の締結面の面積より小さな面積で取り付け板を形成し、さらに鉄心の締結面の外縁よりも外側に３箇所出た形状の取り付け板にしたもので、取り付け板の小型化および軽量化によって高周波加熱装置の組み立て時の作業者への肉体的負担の軽減と、取り付け板の材料コストの低減ができる。つまり、ビス締め等により変圧器と高周波加熱装置とを前記３箇所で締結することが容易になるため、仮に取り付け板に微小な歪があってもその歪に応じて変圧器を取り付けることができ、変圧器と高周波加熱装置の間に隙間が発生せず、高周波加熱装置の振動音を抑制することができる。また、変圧器と高周波加熱装置を３箇所で締結するため、取り付け板に微小な歪があっても許容できるので従来は厚板によって歪を防止していた取り付け板の薄板化が可能となり、変圧器の重量を軽量化および取り付け板の材料コストの低下と共に高周波加熱装置の組み立て時の作業者への肉体的な負担を軽減することができる。

第２の発明は、特に、第１の発明の変圧器を、マグネトロンの駆動電力を供給する変圧器として高周波加熱装置に搭載することにより、高周波加熱装置自体の静音化と軽量化ができる。一般の高周波加熱装置にはレンジフード付きの商品や冷蔵庫の上に設置される商品も多く、特にそのような高周波加熱装置は使用者の目線の位置で動作するため、僅かな振動音でも不快な動作音として認識されるが、第５の発明により振動音の抑制と軽量化ができるため、高周波加熱装置を目線の位置に設置しても不快な振動音がなく、高い位置への設置作業も容易にすることができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における変圧器の底面斜視図を示すものである。

図１において、取り付け板２は外形を略三角形にしたものであり、鉄心１の締結面の面積よりも小さな面積で取り付け板２を形成している。さらに、取り付け板２の略三角形の其々の角部５は高周波加熱装置と締結するためのビス孔６を備え、鉄心１の締結面の外縁よりも外側に出た構成にしたものである。

また、図２は、本発明の第１の実施の形態における変圧器の取り付け板２を製造する際に一定幅の寸法（図２では１００ｍｍ）の材料からどのように材料を分割するかを表す材料分割図を示すものである。

図２において、取り付け板２を交互に略三角形の方向を反転させることにより、従来の取り付け板と同じ幅の寸法の材料で複数枚の取り付け板２を製造できる構成にしたものである。

以上のように構成された変圧器について、以下その動作、作用を説明する。

まず、高周波加熱装置と締結するためのビス孔６を備えた取り付け板２の略三角形の其々の角部５は、鉄心１の締結面の外縁よりも外側に出ているため、角部５のビス孔６で高周波加熱装置とビス締めすると３箇所で締結ができる。３箇所で締結することで、取り付け板２に微小な歪があってもその歪に応じて変圧器を取り付けることができ、高周波加熱装置と変圧器の間に隙間が発生せず、高周波加熱装置を動作させた際の高周波加熱装置と変圧器の間で発生する振動音を抑制することができる。また、変圧器と高周波加熱装置を３箇所で締結することで取り付け板２に微小な歪があっても許容できるため、厚板によって歪を防止していた取り付け板２を薄板化することが可能となり、変圧器の重量を軽量化することができ、取り付け板２の材料コストの低下と共に高周波加熱装置の組み立て時の作業者への肉体的な負担を軽減することができる。

また、本実施の形態の取り付け板２は、略三角形にして小型化した効果として、取り付け板２を交互に略三角形の方向を反転させることにより、従来の取り付け板と同じ幅の寸法の材料で複数枚の取り付け板２を製造できるため、材料に対する生産効率を向上させることができる。

また、本実施の形態では取り付け板２を略三角形としたことにより、鉄心１と取り付け板２の締結面における鉄心１の露出面積を多くすることが出来るため、ワニスの流入が容易になり、巻線３の放熱性を高め、変圧器内部のシャントコアや巻線３などの構造部品の固定が確実になり、磁気騒音などの振動音も抑制することができる。また、ワニスの流入が容易になることから、変圧器の製造工程におけるワニス含浸に要する時間を短縮できるメリットもある。さらに、取り付け板２に設けていたワニス含浸用の孔が不要であるため、その孔をプレス加工で成形する際のスクラップ等の廃材の発生が無く、スクラップ等の廃材の処理をしていた作業者や多くの工数を削減することができる。

（実施の形態２）
図３は、本発明の第２の実施の形態における変圧器の底面斜視図を示すものである。

図３において、取り付け板２は外形を略Ｖ字型にしたものであり、鉄心１の締結面の面積よりも小さな面積で取り付け板２を形成している。さらに、取り付け板２の略Ｖ字型の其々の角部７は高周波加熱装置と締結するためのビス孔６を備え、鉄心１の締結面の外縁よりも外側に出た構成にしたものである。

また、図４は、本発明の第２の実施の形態における変圧器の取り付け板を製造する際に一定幅の寸法（図４では１００ｍｍ）の材料からどのように材料を分割するかを表す材料分割図を示すものである。

図４において、取り付け板２を同方向に連続してプレス加工することにより、従来の取り付け板と同じ幅の寸法の材料で複数枚の取り付け板２を製造できる構成にしたものである。

まず、高周波加熱装置と締結するためのビス孔６を備えた取り付け板２の略Ｖ字型の其々の角部７は、鉄心１の締結面の外縁よりも外側に出ているため、角部７のビス孔６で高周波加熱装置とビス締めすると３箇所で締結ができる。３箇所で締結することで、取り付け板２に微小な歪があってもその歪に応じて変圧器を取り付けることができ、高周波加熱装置と変圧器の間に隙間が発生せず、高周波加熱装置を動作させた際の高周波加熱装置と変圧器の間で発生する振動音を抑制することができる。また、変圧器と高周波加熱装置を３箇所で締結することで取り付け板２に微小な歪があっても許容できるため、厚板によって歪を防止していた取り付け板２を薄板化することが可能となり、変圧器の重量を軽量化することができ、取り付け板２の材料コストの低下と共に高周波加熱装置の組み立て時の作業者への肉体的な負担を軽減することができる。

また、本実施の形態の取り付け板２は、略Ｖ字型にして小型化した効果として、取り付け板２を同方向に連続してプレス加工することにより、従来の取り付け板と同じ幅の寸法の材料で複数枚の取り付け板２を製造できるため、材料に対する生産効率を向上させることができる。

また、本実施の形態では取り付け板２を略Ｖ字型としたことにより、鉄心１と取り付け板２の締結面における鉄心１の露出面積を非常に多くすることが出来るため、ワニスの流入が容易になり、巻線３の放熱性を高め、変圧器内部のシャントコアや巻線３などの構造部品の固定が確実になり、磁気騒音などの振動音も抑制することができる。また、ワニスの流入が容易になることから、変圧器の製造工程におけるワニス含浸に要する時間を短縮できるメリットもある。さらに、取り付け板２に設けていたワニス含浸用の孔が不要であるため、その孔をプレス加工で成形する際のスクラップ等の廃材の発生が無く、スクラップ等の廃材の処理をしていた作業者や多くの工数を削減することができる。

以上のように、本発明にかかる変圧器は、使用者にとって不快な振動音を抑制し、巻線の放熱性を高め、変圧器の製造工程におけるワニス含浸に要する時間を短縮し、変圧器の軽量化に伴う組み立て作業者の肉体的負担の軽減と、材料コストの削減が可能となるので、高周波加熱装置のマグネトロン駆動電源や空気調和機のリアクタ等の用途にも適用できる。

本発明の実施の形態１における変圧器の底面斜視図本発明の実施の形態１における変圧器の取り付け板の材料分割図本発明の実施の形態２における変圧器の底面斜視図本発明の実施の形態２における変圧器の取り付け板の材料分割図従来の変圧器の斜視図従来の変圧器の底面斜視図従来の変圧器の取り付け板の材料分割図

符号の説明

１鉄心
２取り付け板
３巻線

Claims

一次巻線と、前記一次巻線で発生した磁束から所定の電圧の電力を生成する二次巻線と、前記一次巻線で発生した磁束を前記二次巻線に伝達する鉄心と、前記鉄心に締結された略Ｖ字形状の取り付け板とを備え、
前記鉄心の締結面の外縁よりも外側に取り付け板が３個所出た形状にするとともに、前記取り付け板は、一枚の板材に同方向に連続してプレス加工することにより複数枚を製造できる構成とした変圧器。
請求項１に記載の変圧器をマグネトロンへ高圧電力を供給する変圧器として用いた高周波加熱装置。