JPH02158088A - 高周波加熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、食品又は流体等を加熱する電子レンジ等の高
周波加熱装置に関し、さらに詳しく言えば、その電源装
置の改良に関するものである。

従来の技術 従来、電子レンジの電源装置は、周知のように第８図に
示すような鉄共振型トランス２を中心に構成された電源
回路より成っている。マグネトロン５は通常３〜４ｋＶ
の動作電圧であるので、昇圧トランス２の２次側回路の
回路電圧は非常に高く危険であった。したがって、電子
レンジの筺体６は、常に大地アース７に接地されて使用
されていた。

発明が解決しようとする課題 前述したような従来の電子レンジの電源装置の構成では
、第８図に示すように、もし高圧巻線８と１次巻！！１
１９とが何らかの故障により混触してしまった場合（例
えば、点Ｐと点Ｑとが接触した場合）、アースｖＡ１０
が設けられていれば、筺体６はアース電位に保たれ、か
つ、ヒユーズ１１が溶断するので、これに人間が触れて
も危険は生じない。

ところが、このアース線ｌＯが設けられていない場合、
もしくは、アース線の設は方が不完全であった場合には
、点Ｐ、Ｑの接触事故が生じると、筺体６は非常に高い
電位（例えば２ｋＶ）になり、これに人間が触れると感
電死してしまうことになる。従って、アース線ｌＯが必
要不可欠であり、かつ、その設置工事も十分な低インピ
ーダンス接地を保証する必要があるので面倒なものであ
った。

すなわち、従来の技術では、電子レンジは厳重なアース
接地が不可欠であり、このため設置工事が面倒であるこ
と、設置後の移動も面倒であるので使い勝手が悪いこと
などの不都合があった。

課題を解決するための手段 本発明は、上記不都合を解決するためになされたもので
あり、以下に述べる構成により成る。

すなわち、商用電源又はバッテリー等よりの電力を受け
る電源部と、前記電源部の電力を高周波電力に変換する
周波数変換器と、前記周波数変換器の出力を昇圧する昇
圧トランスと、前記昇圧トランスの出力により付勢され
るマグネトロンと、実質的に筺体に接続され、前記昇圧
トランスの１次巻線と２次巻線との間に設けられた非磁
性導電材料より成る遮へい部材とを備えると共に、前記
遮へい部材に、一端が開放され任意の間隔で配置された
溝部分を設け、かつ、前記遮へい部材が前記１次巻線の
巻き方向に沿って電気的開路となるよう構成したもので
ある。

また、溝部分の幅をその配室間隔の１／２又はそれ以下
とした遮へい部材を２個設け、これら遮へい部材を、溝
部分が互いに重ならない位置関係とし、かつ絶縁空間又
は絶縁材料より成る絶縁層を介して昇圧トランスに設け
る構成としたものである。

さらにまた、複数個の遮へい部材を絶縁空間又は絶縁材
料より成る絶縁層を介して設け、かつ、これらの遮へい
部材の溝部分を異る相対位置関係に配置して、実質上１
次および２次Ｓ線間を開口のない遮へい部材で遮へいす
る構成としたものである。

作用 上記構成により、昇圧トランスの１次巻線と２次巻線の
間に実質的に筺体と同電位の遮へい部材を設けることが
でき、昇圧トランスの２次側の高圧回路を筺体と同電位
の遮へい空間内に閉じこめることが可能となる。しかも
周波数変換器により高周波化された電力を昇圧する昇圧
トランスであるので、極めて小型の構造であり、容易に
高圧回路を遮へい空間内に閉じこめることができる。そ
して遮へい部材は、一端が開放され任意の間隔で設けら
れた溝部分を有する非磁性導電材料で構成され、かつ、
１次巻線の巻き方向に沿って電気的開路となるよう構成
されているので、１次巻線によって生しる高周波磁束に
よりこの遮へい部材に生じるうずＴＭ、流を穫めて小さ
く押えることができる。したがって、遮へい部材そのも
のが誘導前払されて高温になったり、無駄な電力消費が
生じたりするのを防ぐと共に、周波数変換器への悪影響
をも防止することができる。

また、間隔の１／２又はそれ以下の幅の溝部分とし、絶
縁層を介して２つの遮へい部材をそれらの溝部分が重な
らないように設けることにより、遮へい部材の開口を実
質的に無くし、異常時などに高圧リード線などが１次巻
線側に遮へい部材を貫通して達する等の不都合、不安定
性を完全に防止することができる。

さらに、複数の遮へい部材を絶縁層を介して設け、かつ
、それらの溝部分の相対位置関係が異るように配置して
、実質的に１次および２次９に１間に開口のない遮へい
部材を設ける構造とすることにより、前記と同様の作用
効果を果すことができ実施例 以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明する。

第１図は、本発明の一実施例を示す高周波加熱装置の回
路図である。

図において、商用型ｔＡ１、ヒユーズ１１、ダイオード
ブリッジ２０．インダクタ２１、コンデンサ２２により
電源部２３が形成され、単方向電源が作られている。抵
抗器２４により制御回路２５にその電源電力が供給され
、制御回路２５は、トランジスタ２６を例ｔハ２０ｋ　
Ｈｚ　−Ｉ　ＭＨｚの高周波でスイッチング動作させる
。２７はダイオード、２８は共振コンデンサであって、
これらは、共振型インバータ（周波数変換器）２９を構
成している。従って、昇圧トランス３０の１次巻ｖＡ３
１には、トランジスタ２６のスイッチング周波数に等し
い周波数の高周波電力が供給され、コア３２を介して６
ｎ気的に結合された２次巻線３３に高圧出力を発生する
。この出力は、コンデンサ３４、ダイオード３５により
整流されて、マグネトロン５に供給される。ヒータ巻線
３６によりマグネトロン５のカソードが加熱されるので
、マグネトロン５は発振し、電波出力が発生して誘電加
熱が可能となる。共振型インバータ２９の詳しい動作に
ついては、すでに周知であるので省略する。

昇圧トランス３０の１次巻線３１と２次巻線３３、ヒー
タ巻線３６の間には、１次巻線側に近い位置に、遮へい
部材３７が設けられ、この遮へい部材３７は、コア３２
に接続されており、実質的に高周波加熱装置の筺体６に
接続されている。したがって、高圧２次Ｓ線３３より出
ツノ例の高圧回路は、遮へい部材３７の存在により、実
質上、筺体６と同電位の遮へい空間内に閉じこめられた
構成となる。このため、高圧２次巻線に何らかの故障が
生じ、絶縁が破壊されたとしても、１次Ｓ　ｂ’Ａ　３
１に接触していわゆる１次２次間の混触が生しることを
防止できる。特に、昇圧トランス３０は、共振型インバ
ータ２９の出力を昇圧する構成であるので非常にコンパ
クトであるため、遮へい部材３７の構成も簡単で小型の
もので良く、高圧回路を遮へい空間内に閉しこめること
が極めて簡単である。　第２図は、昇圧トランス３０の
構造を示す断面図である。図において、第１図と同符号
のものは相当する構成要素であり詳しい説明を省略する
。遮へい部材３７は、１次巻線３１のボビン４０に図の
ように取９りっけられ、２次巻線３３のボビン４１との
空間層４２を介して、２次巻線３３を遮へいしている。

この遮へい部材３７はコア３２にその内径部分４３で接
続され、リード線４４により筺体６に接続されている。

この構造により２次巻線３３、ヒータＳ線３６は１次巻
線３１より鵡へいされ、もし２次巻線３３が何らかの原
因で故障し絶縁が破壊しても、１次巻線３１と２次巻線
３３が混触し筺体６の電位が異常な高電位になることが
防止できる。したがって、１体６をさらに大地アースに
アース線で接地する必要がなく、安全でしかも使い勝手
の良い高周波加熱装置を提供することができる。

遮へい部材３７は、図のように１次巻線３１と２次巻線
３３の間に置くことが不可欠であるので、それらにより
発生する高周波磁束による悪影響が極めて大きくならざ
るを得ない。

第３図は、この高周波磁束による悪影響を防止するため
の遮へい部材３７の構造を示す図である。

第３図（ａ）および（ｂ）において、遮へい部材３７は
、溝部分５０を一定の間隔で設け、かつ、１次巻線の巻
き方向（図中の矢印）に沿って電気的開路を構成するだ
めのスリット部５１を設けられたステンレス、アルミニ
ニウム、銅などより成る遮へい板５２．５３および絶縁
紙などより成る絶縁層５４により構成されている。２つ
の絶縁板５２および５３は、この実施例の場合、全く同
一の形状を成し、かつ、溝部分５０の幅ｌ、はその配置
間隔１２．の１／２よりも小さく選ばれている。そして
それらの相互の配π関係は、遮へい板５２の溝部分５０
の中心線Ｐ。

と、遮へい板５３の溝部分５５の中心線Ｐ２とが、図に
示すようにθだけずれた構成となっている。すなわち、
絶縁ｌ１１５４を介して、お互いの溝部分５０および５
５は、それら全てが互いに溝のない部分でおおわれるよ
う配置されているわけである。従って、第３図（ｂ）の
上下方向にこの遮−・い部材を見た時、もし絶縁層５４
が無くともコア３２を通すための穴５６以外には全く開
口が存在しないわけである。

もし、この方向に開口が存在した場合は、次のような不
都合が生じる。すなわち、第４図のように、例えば２次
巻＆ｌ１１３３のボビン４１が何らかの原因でそのツバ
部分５７が図のように溶けた様な場合、２次巻線の１部
５８が遮へい部材３７の開口５９を通って１次巻線３１
に接近し、いわゆる１次２次巻線の混触を生じてしまう
結果となり、極めて光陰である。

ところが本発明の場合には、導電体の遮へい部材３７に
より、完全に１次２次巻線間には開口５９が存在しない
状態を実現し、しかも高周波磁束による悪影響を防止す
ることができる。すなわち、第３図（ａ）のような溝部
分５０を設け、かつ、スリット部５１を設けて１次巻線
の巻き方向に電気的開路を構成することにより、いわゆ
る誘導電流の発生を小さく押え、そこに発生する損失を
極めて小さくすることができる。コア３２をフェライト
で作成し、遮へい板５２を約０　、５　ａｓ程度かもし
くはそれ以下の厚さの非磁性ステンレス板で構成するこ
とにより、１００ｋｔ（ｚ前後の周波数の電力を昇圧す
る場合においても、遮へい板５２の損失を著しく小さな
ものとすることができた。もちろん、このような構成は
他の材料を用いても構成することができる。例えば、絶
！ｉ層５４をセラミック仮で構成し、遮へい板５２．５
３の形状の導電膜をこのセラミック板の両面に印刷する
構成としても同様の効果を得ることができる。

第５図（ａ）、　　（ｂ）は、３枚の遮へい板５２ａ５
２ｂ、および５２Ｃを２つの絶縁１１５４ａおよび５４
ｂにて絶縁する構成とした遮へい部材３７の部分的な平
面図および正面図あり、これらの遮へい板５２ａ〜５２
Ｃは、第３図に示した遮へい板５２と形状は同様である
。ただし、第５図（ａ）より明らかなように、この場合
の遮へい板５２ａ〜５２Ｃの溝部分は、その幅が広くな
っている（第３図の１１に相当する長さ）。したがって
、第５図（ｂ）の正面図のように、３枚の遮へい板を絶
縁層５４ａ、５４ｂを介して重ね合わせ、かつ、同図（
ａ）のように少しづつその溝部分の位置をずらせること
により、全体として実質上開口の無い遮へい部材３７を
構成しているのである。

第６図は、本発明の他の実施例を示す昇圧トランス３０
の部分的断面図であり、第２図および第３図と同符号の
ものは相当する構成要素である。この昇圧トランス３０
は、コア３２に対し、２次巻線３３のボビン４１が設け
られ、絶縁筒６０を介した外側に、遮へい板５２．５３
、絶縁層５４より成る遮へい部材３７が設けられ、さら
にその外側に１次巻線３１を有するボビン４０が設けら
れている。遮へい板５２．５３は、その部分図を示した
第７図（ａ）あるいは（ｂ）に示すような溝部分５０を
有し、同図（Ｃ）のように、スリット部５１を形成する
ように作られている。

このような形状の遮へい板５２をその内径が異るように
作製すれば、第６図に示したような遮へい部材３７を構
成することができる。そして、溝部分５０がお互いに重
ならないように遮へい板５２．５３の相対位置関係を構
成すれば、第２図および第３図を用いて説明した実施例
と同様の作用および効果を得ることができる。

発明の効果 以上のように本発明によれば、周波数変換器の出力を昇
圧トランスで昇圧しマグネトロンに供給する構成とし、
昇圧トランスの１次巻線と２次巻線との間に非磁性導電
材料より成る遮へい部材を設けると共に、この遮へい部
材に、一端が開放され任意の間隔で設けられた溝部分を
設け、かつ、この遮へい部材が前記１次巻線の巻き方向
に沿って電気的開路となるよう構成したので、昇圧トラ
ンスが小型であるため極めて簡単でコンパクトな構造で
１次２次巻線間の遮へいを実現し、高圧回路を遮へい空
間内に閉じ込めることができる。したがって、筺体を大
地アースに接地しなくても高い安全性を保証することが
できるので、アース工事が不要で掻めて使い勝手の良い
高周波加熱装置を実現することができる。特に、遮へい
部材に、一端が開放された溝部分を任意の間隔で設け、
かつ、１次Ｓ線の巻き方向に沿って電気的に開路となる
構成としたので、遮へい部材が高周波磁束によって誘導
加熱され、極度に過熱したり、多大の電力損失が生じた
りする不都合を防止し、しかも周波数変換器の動作を不
安定にするという課題の発生をも防止し、アース工事が
不要で、かつ、高い安全性と高効率性を維持した使い勝
手の良い高周波加熱装置を提供することができる。

また、この溝部分の幅をその配置間隔の１／２又はそれ
以下とした遮へい部材を２個設け、それらの溝部分が互
いに重ならない相対位置関係で絶縁層を介して設ける構
成とすることにより、実質的に開口の全くない遮へい部
材を１次巻線と２次巻線の間に設けることができるので
、異常時においても、安全に１次２次Ｓ線の混触を防止
し、極めて高い安全性を保証することができる。

さらにまた、複数個の遮へい部材の溝部分が互いに異る
相対位置関係となるよう絶縁層を介して配置し、実質上
、１次２次巻線間に開口のない構成とすることにより、
溝部分の幅に制約を受けることなく実質上開口のない遮
へい部材を実現し、高い安全性を有する高周波加熱装置
を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す高周波加熱装置の回路
図、第２図は同装置の昇圧トランスの構造を示す断面図
、第３図（ａ）（ｂ）は同装置の遮へい部材の平面図お
よび断面図、第４図は同装置の異常時に生じる不都合を
説明する昇圧トランスの部分的断面図、第５図（ａ）（
ｂ）は同装置の遮へい部材の他の構成を示す部分的平面
図および正面図、第６図は同装置の他の実施例を示す昇
圧トランスの断面図、第７図（ａ）（ｂ）（ｃ）は、同
昇圧トランスの遮へい部材の溝部分の構成を示す部分図
、同地の構成を示す部分図、および斜視図、第８図は従
来の高周波加熱装置の回路図である。 ５・・・・・・マグネトロン、６・・・・・・筺体、２
３・・・・・・電源部、２９・・・・・・周波数変換器
、３０・・・・・・昇圧トランス、３１・・・・・・１
次巻線、３２・・・・・・コア、３３・・・・・・２次
巻線、３７・・・・・・遮へい部材、５０・・・・・・
溝部分、５１・・・・・・スリット部、５９・・・・・
・開口。 代理人の氏名　弁理士　粟野重孝　ばか１名第　４　図 第 図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）商用電源又はバッテリー等よりの電力を受ける電
   源部と、前記電源部の電力を高周波電力に変換する周波
   数変換器と、前記周波数変換器の出力を昇圧する昇圧ト
   ランスと、前記昇圧トランスの出力により付勢されるマ
   グネトロンと、実質的に筺体に接続され、前記昇圧トラ
   ンスの１次巻線と２次巻線との間に設けられた非磁性導
   電材料より成る遮へい部材とを備え、前記遮へい部材に
   、一端が開放され任意の間隔で配置された溝部分を設け
   、かつ前記遮へい部材が前記１次巻線の巻き方向に沿っ
   て電気的開路となるよう構成した高周波加熱装置。
2. （２）溝部分の幅をその配置間隔の１／２又はそれ以下
   とした遮へい部材を２つ設け、前記２つの遮へい部材を
   、溝部分が互いに重ならない位置関係とし、かつ絶縁空
   間又は絶縁材料より成る絶縁層を介して昇圧トランスに
   設けた特許請求の範囲（１）項記載の高周波加熱装置。
3. （３）複数個の遮へい部材を絶縁空間又は絶縁材料より
   成る絶縁層を介して設け、かつ前記複数の遮へい部材の
   溝部分を異る相対位置関係に配置して、実質上、１次お
   よび２次巻線間を開口のない遮へい部材で遮へいする構
   成とした特許請求の範囲（１）項記載の高周波加熱装置
   。