JPH0513247A - 高周波加熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明はインバータ回路を有する高周波加熱
装置に関するもので、インバータ電源の高周波化にとも
なう昇圧トランス２次巻線発熱の増加を抑え、前記昇圧
トランスを小型化し、小型軽量な高周波加熱装置を得る
ことを目的とする。 【構成】 商用電源１より得た電力を高周波電力に変換
するインバータ回路２と、昇圧トランス３と、前記昇圧
トランス３の出力により附勢しオーブン７内にマイクロ
波を発生するマグネトロン６とからなり、昇圧トランス
３の２次巻線５を、ポリウレタン９で被覆した銅線を７
本まとめ、さらにその上をポリウレタン１０で被覆する
構成とする。この構成で絶縁耐圧を確保しつつ、発熱を
抑えることができるため、昇圧トランスを小型にするこ
とができた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、インバータ回路を電源
回路に備えた、食品などの液体や固体を加熱する高周波
加熱装置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は、図４に示すよ
うに、商用電源、あるいはバッテリーなどの電源１１よ
り得た電力を高周波電力に変換するインバータ回路１２
と、前記高周波電力を１次巻線１３に入力し、２次巻線
１４から高圧電力を取り出す構成とした昇圧トランス１
５と、前記昇圧トランス１５の出力により附勢しオーブ
ン１６内にマイクロ波を供給するマグネトロン１７を備
え、２次巻線１４が、図５に示すように、銅線１８を絶
縁物１９で被覆した構成からなっていた。インバータ回
路１２の動作周波数は３０ＫHz前後であり、２次巻線１
４の表皮効果による損失はほとんど無視することができ
た。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の構成では、インバータ電源の動作周波数を高周波化
し、昇圧トランスやコンデンサなどの電気要素部品の小
型化を行なうとき、前記昇圧トランスの小型化設計が以
下に述べる理由により困難であった。

【０００４】一つは、動作周波数の高周波化にともな
い、昇圧トランス巻線の表皮効果が無視できなくなる。
そのため、巻線の交流抵抗分が大きくなり前記昇圧トラ
ンス巻線の発熱が大きくなるという問題。二つめには、
高周波化による同電圧を発生させるのに必要なインダク
タンスの低減によって巻線の巻数が減り、その結果隣接
する線間の電位差が大きくなり、絶縁耐圧を確保できな
いという課題がある。

【０００５】一つ目の問題を解決するために２次巻線の
線径を太くすることも考えられるが、トランスボビンが
大きくなり、小型化という高周波化を行う目的と相反す
る。また、表皮効果の影響を小さくするために、被覆さ
れた複数の電線からなるより線を使用した場合、前記よ
り線を構成する電線の一本一本に所望の耐圧のある被覆
を施さなくてはならず、結果として２次巻線の線径が太
くなる。そのためトランスボビンが大型化し、小型化と
いう高周波化を行う目的と相反するという課題があっ
た。さらに、このような複数の電線をより合せただけで
は、トランスボビンに巻きつける工程において変形し、
隣接する電線間の電位差が最少となるように順次整列に
巻くことが困難であった。

【０００６】本発明は上記課題を解決するもので、イン
バータ電源の高周波化にともなう昇圧トランス２次巻線
発熱の増加を抑えつつ、前記昇圧トランスを小型化し、
小型軽量、安全な高周波加熱装置を実現することを目的
としたものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、商用電源、あるいはバッテリーなどの電源よ
り得た電力を高周波電力に変換するインバータ回路と、
前記高周波電力を１次巻線に入力し、２次巻線から高圧
電力を取り出す構成とした昇圧トランスと、前記昇圧ト
ランスの２次巻線出力により附勢しマイクロ波を発生す
るマグネトロンを備え、前記昇圧トランスの２次巻線
が、導電性のある素線を絶縁物で被覆し、この線を複数
本まとめ、さらにその上を絶縁性の物質で被覆したもの
を巻線材としたトランスを設けた構成としてある。

【０００８】

【作用】本発明は上記構成により、昇圧トランスの２次
巻線が、導電性のある一本または複数の電線を絶縁物で
被覆し、この線を複数本まとめ、さらにその上を絶縁性
の物質で被覆したものを巻線材としたトランスを設けた
構成としており、同一断面積の単線よりも表皮効果によ
る損失が少なくなり発熱を抑えることができる。また、
巻線を構成する一本一本に必要な耐圧を持たせるように
被覆を行った場合と比べ、素線をたばねた巻線材の線径
を細くすることができる。さらに巻線材がトランスボビ
ンに巻きつける工程において変形することがなく、容易
に順次整列巻きをすることができる。このため、前記昇
圧トランス２次巻線の発熱を抑えつつ小型軽量な昇圧ト
ランスを実現することができる。

【０００９】

【実施例】以下本発明の実施例を図１及び図２を参照し
て説明する。

【００１０】図１において、１は商用電源、２は商用電
源１より得た電力を高周波電力に変換するインバータ回
路である。３は前記高周波電力を１次巻線４に入力し、
２次巻線５から高圧電力を取り出す構成とした昇圧トラ
ンスである。６は前記昇圧トランス３の２次巻線５の出
力により附勢しオーブン７内にマイクロ波を供給するマ
グネトロンである。２次巻線５の構成は、厚さ０.0０５
mmのポリウレタン９で被覆したφ０.1mmの銅線８を７本
束ね、その外周に充分な耐圧が得られるようにさらに
０.0２８mmの厚さのポリウレタン１０で被覆した。図２
にその断面図を示す。

【００１１】上記構成において、商用電源１より得た電
力をインバータ回路２により高周波電力に変換し、その
出力を昇圧トランス３によって高圧電力に変換し、マグ
ネトロン６に供給している。マグネトロン６は供給され
た高圧電力によって、オーブン７内にマイクロ波を供給
し、被加熱物を加熱する。

【００１２】ここで、２次巻線５の直流に対する抵抗を
測定したところ、２.8０オームであった。また３００Ｋ
Hzの交流に対する抵抗を測定したところ２.8５オームで
あり、表皮効果によって、０.0５オーム抵抗が増えてい
ることがわかる。同様な測定を、２次巻線５とほぼ同じ
断面積をもつ０.2６mmの銅線に対して行なったところ、
表皮効果による抵抗の増加は０.1４オームであった。こ
の結果より、本高周波加熱装置では２次巻線の表皮効果
による抵抗の増加を１／３に低減することが出来た。

【００１３】また、上記結果と同様な効果を得るために
２次巻線５を図３に示すような各巻線の被覆１１の厚さ
を０.0３３mmとした場合、２次巻線５に本発明の巻線と
同等の耐圧をもたせると線径が０.4９８mmとなるのに対
して、本高周波加熱装置では０.3８６mmでよく、１００
から２００ターン必要な２次巻線において昇圧トランス
３の大幅な小型化が実現できるという効果がある。

【００１４】また本発明の電線において実施例のように
最少限の被覆を施した巻線を外側の被覆内の中心に円形
にまとめることによって、巻線材の線径を細くすること
ができるという効果がある。

【００１５】

【発明の効果】以上説明したように本発明の高周波加熱
装置は、昇圧トランス２次巻線を導電性のある一本また
は複数の電線を絶縁物で被覆し、この線を複数本まと
め、さらにその上を絶縁性の物質で被覆するという構造
とし、昇圧トランス２次巻線の耐圧を確保しつつ発熱を
抑えることによって、簡単な構成により、容易に小型軽
量で安全な高周波加熱装置を実現できるという効果があ
る。またこのように、電線のまわりをまとめて被覆して
いるため凸凹がなく、トランスへの巻付け時にキズをつ
け、絶縁耐圧を下げてしまうことがないという効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における全体のブロック図

【図２】同昇圧トランス２次巻線の断面図

【図３】２次巻線により線を用いた場合の断面図

【図４】従来の高周波加熱装置の全体のブロック図

【図５】同昇圧トランス２次巻線の断面図

【符号の説明】

１ 商用電源 ２ インバータ回路 ３ 昇圧トランス ４ １次巻線 ５ ２次巻線 ６ マグネトロン ７ オーブン ８ φ０.1mmの銅線 ９ ０.0０５mmのポリウレタン １０ ０.0２８mmのポリウレタン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松本 孝広 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 渋谷 誠 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 商用電源、あるいはバッテリーなどの電
   源より得た電力を高周波電力に変換するインバータ回路
   と、前記高周波電力を１次巻線に入力し、２次巻線から
   高圧電力を取り出す構成とした昇圧トランスと、前記昇
   圧トランスの２次巻線出力により附勢されるマグネトロ
   ンを備え、前記昇圧トランスの２次巻線は絶縁された電
   線を複数本束ねたリッツ線とし、前記リッツ線をさらに
   絶縁物で被覆する構成とした高周波加熱装置。