(57)【要約】【課題】ボビンに線材を巻回する作業効率の向上を図った昇圧トランスを提供する。【解決手段】昇圧トランスとスイッチング素子とを電気的に接続する基板を備え、昇圧トランスは、ボビンの一次側コイル巻回部に線径の細い素線を複数本撚った一次側コイルの線材を巻回し、該一次側コイルの引出し線の先端部を基板の穴に差し込んで電気的に接続し、ボビンには、一次側コイルの線材を挟み込むように一対の鉤状片よりなる爪を形成し、また、一次側コイル巻回部から一次側コイルの巻き始め側の引出し線と巻き終わり側の引出し線を爪に導く手前に、引出し線の位置を固定するための巻き始め側のガイド壁Ａ，Ｂと巻き終わり側のガイド壁Ａ，Ｂを夫々適宜間隔を保持して設け、巻き始め側のガイド壁Ａ，Ｂと、巻き終わり側のガイド壁Ａ，Ｂは、前記引出し線を挟み込むように一対の壁面によって形成し配置する。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高周波出力を発生するマグネトロンと、該マグネトロンで発生する高周波出力を設定する入力手段と、該入力手段にて設定された高周波出力を前記マグネトロンに発生させるための電源を供給するインバータ電源を備え、
該インバータ電源は、前記マグネトロンに供給する高周波出力の電源を生成するための電圧を昇圧する昇圧トランスと、該昇圧トランスへの通電をＯＮ−ＯＦＦし前記昇圧トランスの一次側コイルに電圧を印加するスイッチング素子と、前記昇圧トランスと前記スイッチング素子とを搭載し、前記昇圧トランスと前記スイッチング素子とを電気的に接続する基板を備え、
前記昇圧トランスは、ボビンの一次側コイル巻回部に線径の細い素線を複数本撚った一次側コイルの線材を巻回し、該一次側コイルの引出し線の先端部を前記基板の穴に差し込んで電気的に接続し、
前記ボビンには、前記一次側コイルの線材を挟み込むように一対の鉤状片よりなる爪を形成し、
また、前記一次側コイル巻回部から前記一次側コイルの巻き始め側の引出し線と巻き終わり側の引出し線を前記爪に導く手前に、前記引出し線の位置を固定するための巻き始め側のガイド壁Ａ，Ｂと巻き終わり側のガイド壁Ａ，Ｂを夫々適宜間隔を保持して設け、前記巻き始め側のガイド壁Ａ，Ｂと、巻き終わり側のガイド壁Ａ，Ｂは、前記引出し線を挟み込むように一対の壁面によって形成し、
かつ、前記巻き始め側のガイド壁Ａ，Ｂ及び巻き始め側の爪と、巻き終わり側のガイド壁Ａ，Ｂ及び巻き終わり側の爪によって前記引出し線を蛇行するように曲げて配置することを特徴とする高周波加熱装置。
【請求項２】
請求項１記載の高周波加熱装置において、前記引出し線を曲げるために、前記巻き始め側のガイド壁Ａと巻き始め側の爪を直線で結ぶ中心線と、前記巻き終わり側のガイド壁Ａと巻き終わり側の爪４５ｂを直線で結ぶ中心線上から、巻き始め側のガイド壁Ｂと巻き終わり側のガイド壁Ｂを左右いずれかに幾分ずらして形成することを特徴とする高周波加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マグネトロンに高周波出力を発生させるための電源を供給するインバータ電源において、該インバータ電源に用いる昇圧トランスの一次側コイルの巻回作業効率を向上させた高周波加熱装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の高周波加熱装置において、高周波を発生するマグネトロンへの電源の供給方法はインバータ電源に置き換わり、該インバータ電源を搭載した高周波加熱装置の台数も多くなってきた。
【０００３】
インバータ電源に使用される昇圧トランスは、二次側に１０００Ｖｒｍｓ以上の電圧を２０ＫＨｚ〜４０ＫＨｚの高周波で発生させる必要がある。
【０００４】
そのために、昇圧トランスの一次側コイルには、線径の細い銅線にワニスで絶縁した素線を複数本撚った太い撚り線を巻回し、該撚り線の巻き始め側と巻き終わり側の先端部を直接基板に挿入して半田で電気的に接続する構成をとっている。
【０００５】
そして、一次側コイルは、太い撚り線をボビンに巻回してコイルを作る時に、巻きムラを無くすように、太い撚り線に張力をかけながら巻回するため、巻き始め側の引出し線が巻回する方向に引込まれ、引出し線の先端部が短くなり基板に挿入できなくなる不具合がある。
【０００６】
また、巻き始めの引出し線が巻回する方向に引込まれるのを想定して、巻き始め側の引出し線の基板へ挿入する先端部の長さを長めに設定すると、引込まれ具合に応じて昇圧トランスの完成時に先端部の長さにバラツキが生じ、長めに設定した分を無駄に切断する手間が発生していた。
【０００７】
以上のような不具合を防止するために、特許文献１には、ボビンの鍔部に端線の側面を圧接するように複数の楔状の突起を有した係止部を一体形成したコイルの端線係止構造が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】実開平４−４６５２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１に記載されたものは、コイルの端線を係止する係止部に複数の楔状突起を設け、該楔状突起により端線を圧接して位置ずれを防止するものであるため、絶縁用のワニスを施した線径の細い素線を複数本撚り合わせた撚り線では、撚り線の断面形状が周囲からの応力により変化し易いため、楔状突起を圧接した時に素線がつぶれ、確実に位置ずれを防止をすることができない。
【００１０】
また、昇圧トランスは温度が上昇して高くなるので、耐熱温度などを考慮してボビンの材料に、ポリエチレンテレフタレートにガラス繊維を約３０％程度混ぜたものを使用しているため、成形後のボビンの表面は硬く、係止部に設けた複数の楔状突起によって線材を圧接して固定しようとすると、線材を挿入して固定する時に撚りあわせた線径の細い素線に傷を付けてしまい、部品の信頼性を低下させてしまう。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は上記の問題を解決するためになされたものであり、請求項１では、高周波出力を発生するマグネトロンと、該マグネトロンで発生する高周波出力を設定する入力手段と、該入力手段にて設定された高周波出力を前記マグネトロンに発生させるための電源を供給するインバータ電源を備え、該インバータ電源は、前記マグネトロンに供給する高周波出力の電源を生成するための電圧を昇圧する昇圧トランスと、該昇圧トランスへの通電をＯＮ−ＯＦＦし前記昇圧トランスの一次側コイルに電圧を印加するスイッチング素子と、前記昇圧トランスと前記スイッチング素子とを搭載し、前記昇圧トランスと前記スイッチング素子とを電気的に接続する基板を備え、前記昇圧トランスは、ボビンの一次側コイル巻回部に線径の細い素線を複数本撚った一次側コイルの線材を巻回し、該一次側コイルの引出し線の先端部を前記基板の穴に差し込んで電気的に接続し、前記ボビンには、前記一次側コイルの線材を挟み込むように一対の鉤状片よりなる爪を形成し、また、前記一次側コイル巻回部から前記一次側コイルの巻き始め側の引出し線と巻き終わり側の引出し線を前記爪に導く手前に、前記引出し線の位置を固定するための巻き始め側のガイド壁Ａ，Ｂと巻き終わり側のガイド壁Ａ，Ｂを夫々適宜間隔を保持して設け、前記巻き始め側のガイド壁Ａ，Ｂと、巻き終わり側のガイド壁Ａ，Ｂは、前記引出し線を挟み込むように一対の壁面によって形成し、かつ、前記巻き始め側のガイド壁Ａ，Ｂ及び巻き始め側の爪と、巻き終わり側のガイド壁Ａ，Ｂ及び巻き終わり側の爪によって前記引出し線を蛇行するように曲げて配置するものである。
【００１２】
請求項２では、前記引出し線を曲げるために、前記巻き始め側のガイド壁Ａと巻き始め側の爪を直線で結ぶ中心線と、前記巻き終わり側のガイド壁Ａと巻き終わり側の爪４５ｂを直線で結ぶ中心線上から、巻き始め側のガイド壁Ｂと巻き終わり側のガイド壁Ｂを左右いずれかに幾分ずらして形成するものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、銅線に絶縁用のワニスを施した線径の細い素線を複数本撚りあわせた撚り線でも確実に固定でき、撚り線をボビンに巻回する時でも巻き始め部の線端部が引き込まれることがなく、これによって、作業効率が向上する。
【００１４】
また、撚り線の巻き始め部の線端部を長めにする必要がなくなるので、撚り線を固定した後から余分な線材を切断する無駄も無くすことができる。
【００１５】
さらに、巻き始め側と巻き終り側の撚り線の線材に傷を付ける事が無いので、昇圧トランスの信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の高周波加熱装置を前面側から見た斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】本発明の高周波加熱装置のインバータ電源の説明図である。
【図４】同高周波加熱装置の昇圧トランスに巻回した一次側コイルの線材の断面図である。
【図５】同高周波加熱装置のインバータ電源の概略斜視図である。
【図６】同高周波加熱装置のインバータ電源に使用する昇圧トランスの側面図である。
【図７】図６のＢ−Ｂ断面図である。
【図８】本発明の高周波加熱装置のインバータ電源に使用する昇圧トランスの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施例を添付図面に従って説明する。
【００１８】
図１から図２において、高周波加熱装置の本体について簡単に説明する。
【００１９】
高周波加熱装置の本体１は、加熱室１７に加熱調理する食品を入れ、マイクロ波やヒータの熱，飽和水蒸気，過熱水蒸気を使用して食品を加熱調理する。
【００２０】
ドア２は、加熱室１７の開口部を開閉し、食品を出し入れできるようにするもので、ドア２を閉めることで加熱室１７を密閉状態にし、食品を加熱調理する時に使用するマイクロ波の漏洩を防止し、ヒータの熱や過熱水蒸気を封じ込め、効率良く加熱調理することを可能にする。
【００２１】
取っ手７は、ドア２に取り付けられ、ドア２の開閉を容易にするもので、手で握りやすい形状になっている。
【００２２】
操作パネル３は、加熱調理時の熱の影響を受け難いようにドア２の下部に設けられ、そこに入力手段５が設けられている。
【００２３】
入力手段５には、マイクロ波加熱やヒータ加熱等の加熱手段や加熱する時間などを入力する操作部５ｂと入力された内容や加熱の進行状態を表示する表示部５ａが設けられている。
【００２４】
機械室１８は、加熱室底面１７ａと本体１の底板２４との間の空間部に設けられ、底板２４上には操作部５ｂからの入力を表示部５ａに表示し、入力された情報に基づいて加熱調理の制御を司る制御部４，食品を加熱するためのマグネトロン３１，マグネトロン３１に接続された導波管２１，インバータ電源３０、その他後述する各種部品等が取り付けられている。
【００２５】
被加熱物を加熱するためのマイクロ波エネルギーは、マグネトロン３１に接続されたインバータ電源３０から電源が供給されることでマグネトロン３１より放射する。
【００２６】
放射したマイクロ波エネルギーは、導波管２１，回転アンテナ駆動手段２３の出力軸２３ａが貫通する開孔部２２を通し、加熱室底面１７ａの略中央部に設置した回転アンテナ１９の下面に流入し、該回転アンテナ１９で拡散されて加熱室１７に放射される。
【００２７】
回転アンテナ１９は、回転アンテナ駆動手段２３の出力軸２３ａに連結されている。
【００２８】
加熱室１７の後部には、熱風ユニット１１が取り付けられ、該熱風ユニット１１内には加熱室１７の空気を効率良く循環させる熱風ファン１５が取り付けられ、加熱室奥壁面１７ｂには空気の通り道となる熱風吸気孔と熱風吹出し孔が設けられている。
【００２９】
熱風ファン１５は、熱風ユニット１１の外側に取り付けられた熱風モータ１３の駆動により回転し、熱風ヒータ１４で循環する空気を加熱する。
【００３０】
加熱室１７の天面の裏側には、ヒータよりなるグリル加熱手段１２が取り付けられている。グリル加熱手段１２は、マイカ板にヒータ線を巻き付けて平面状に形成し、加熱室１７の天面裏側に押し付けて固定し、加熱室１７の天面を加熱して加熱室１７内の食品を輻射熱によって焼くものである。
【００３１】
また加熱室１７の後部上方には、加熱室１７の温度を検出する温度検出手段１６が設けられている。該温度検出手段１６は、グリル加熱手段１２及び熱風ユニット１１のからの熱の影響を直接受けない位置に設けられている。
【００３２】
一方、加熱室底面１７ａには、食品を載置するためのテーブルプレート２０が載置されている。
【００３３】
テーブルプレート２０は、食品を載置するためのもので、ヒータ加熱とマイクロ波加熱の両方に使用できるように耐熱性を有し、かつ、マイクロ波の透過性が良く、衛生面でも問題がない磁器等の材料で成形されている。
【００３４】
次に、図３〜図７のインバータ電源に関して詳細な構造を説明する。
【００３５】
図３はインバータ電源の説明用に簡易的な回路図を示したものである。
【００３６】
４０は商用電源を表し、一般家庭では１００Ｖ（５０Ｈｚ／６０Ｈｚ）の電源を示す。
【００３７】
インバータ電源３０では、商用電源４０を整流し、平滑した後にスイッチング素子３７を使用して昇圧トランス３２の一次側コイル３４に高周波の電源を供給し、ＯＮ−ＯＦＦ制御する。そして共振コンデンサと昇圧トランス３２の一次側コイル３４のインダクタンスによってスイッチング素子３７がＯＮからＯＦＦした後も、昇圧トランス３２の一次側コイル３４に電流を交流的に流し、昇圧トランス３２の二次側コイル３５に電圧を誘起する。
【００３８】
昇圧トランス３２の二次側コイル３５には、高電圧（１０００Ｖｒｍｓ以上）・高周波（２０ＫＨｚ〜４０ＫＨｚ）の電圧が誘起される。そして、昇圧トランス３２の二次側コイル３５に発生した電圧は倍電圧回路５０で倍電圧整流した後マグネトロン３１に供給される。
【００３９】
マグネトロン３１は、電気的構成としては、カソード（ヒータと兼用）とアノードからなり、ヒータに電流を流して発熱させ、ヒータが温まると、カソードとアノード間に陽極電流が流れ、マグネトロン３１は発振を開始して高周波エネルギーを放射して食品を加熱する。
【００４０】
そして、マグネトロン３１の高周波出力の調整は、スイッチング素子３７のＯＮ時間とＯＦＦ時間の比率を変更することで行われ、制御部４は、操作部５ｂより入力された高周波出力の情報をインバータ電源３０の制御手段３８に伝達し、制御手段３８は、設定された高周波出力となるようにスイッチング素子３７のＯＮ−ＯＦＦの時間を決定し、駆動回路３９を介してスイッチング素子３７を駆動する。
【００４１】
この時の駆動周波数は、２０ＫＨｚ〜４０ＫＨｚの高周波である。
【００４２】
高周波加熱装置で必要とされる高周波出力は概ね５００Ｗ〜１０００Ｗで、昇圧トランス３２の一次側コイル３４に流れる電流は、全体の効率を約５５〜７０％とした場合に約１０〜１４Ａ前後流れることになる。
【００４３】
以上のことから、昇圧トランス３２の一次側コイル３４に使用される線材は、細い銅線からなる素線を複数本撚り集めた線材が使用される。
【００４４】
図４に本実施で使用される一次側コイル３４の線材３４ａの断面図を示す。
【００４５】
一次側コイルの線材３４ａは、素線３４ｂに絶縁用のワニスを施した線径が０.１８mmの銅線を使用し、この素線３４ｂを１５本束ねて撚った一次撚り線３４ｃをさらに７本束ねて撚ったものである。
【００４６】
次に、図５から図８によりインバータ電源と、該インバータ電源に使用する昇圧トランスの詳細について説明する。
【００４７】
４１は放熱フィンで、スイッチング素子３７などの発熱する部品の放熱面積を大きくして、部品の温度上昇率を低減するものであり、該部品の近傍に位置するように基板４２上に取り付けられている。基板４２は、表面に張られた銅箔によって、部品と部品とを電気的に接続するものである。
【００４８】
昇圧トランス３２のボビン３３には、一次側コイル３４の一次側コイルの線材３４ａを巻回するための一次側コイル巻回部４３と二次側コイル３５の線材を巻回するための二次側コイル巻回部４４を備えている。
【００４９】
一次側コイル巻回部４３に巻回する一次側コイルの線材３４ａは、銅線に絶縁用のワニスを施した線径が０.１８mmよりなる素線を用い、この素線を１５本の束ねて撚った一次撚り線３４ｃをさらに７本束ねて撚ったもので、その仕上り外径は約２.８５mmと太いものである。
【００５０】
そのため、昇圧トランス３２と基板４２の銅箔との接続は、昇圧トランス３２の一次側コイル３４の巻き始め側の引出し線３４ｄと、巻き終わり側の引出し線３４ｅの両方の先端部３４ｆを基板４２に設けた穴（図示せず）に挿入することで接続される。
【００５１】
昇圧トランス３２のボビン３３には、先端部３４ｆと基板４２に設けた穴の位置とが合致するように、一次側コイル３４の巻き始め側と巻き終わり側の先端部３４ｆの位置ズレを防止するための爪４５を一体的に設けている。
【００５２】
爪４５は、図７に示すように、一次側コイルの線材３４ａを挟み込むように相対向して形成された一対の鉤状片４５ｃよりなり、一次側コイルの線材３４ａを固定する時は、該線材３４ａを鉤状片４５ｃの先端から押し込み、各片が外方向に広がって線材３４ａを挿入可能とし、線材３４ａの挿入後は爪４５の鉤状片４５ｃが元に戻り、容易に抜けないようになっている。
【００５３】
また、一次側コイル巻回部４３から一次側コイル３４の巻き始め側の引出し線３４ｄと巻き終わり側の引出し線３４ｅを爪４５へと導く手前に、該引出し線３４ｄ，３４ｅの位置を固定するための巻き始め側のガイド壁Ａ４６ａ，Ｂ４７ａと巻き終わり側のガイド壁Ａ４６ｂ，Ｂ４７ｂを夫々適宜間隔を保持して設けている。
【００５４】
巻き始め側のガイド壁Ａ４６ａ，Ｂ４７ａと、巻き終わり側のガイド壁Ａ４６ｂ，Ｂ４７ｂは、巻き始め側の引出し線３４ｄと巻き終わり側の引出し線３４ｅを挟み込めるように相対向する一対の壁面によって形成され、かつ、図６のイ部に示すように、巻き始め側のガイド壁Ａ４６ａ，Ｂ４７ａ、巻き始め側の爪４５ａおよび巻き終わり側のガイド壁Ａ４６ｂ，Ｂ４７ｂ、巻き終わり側の爪４５ｂによって巻き始め側の引出し線３４ｄ、巻き終わり側の引出し線３４ｅを蛇行するように曲げて配置している。
【００５５】
具体的には、引出し線３４ｄ，３４ｅを複数回曲げるために、巻き始め側のガイド壁Ａ４６ａと巻き始め側の爪４５ａを直線で結ぶ中心線と、巻き終わり側のガイド壁Ａ４６ｂと巻き終わり側の爪４５ｂを直線で結ぶ中心線上から、巻き始め側のガイド壁Ｂ４７ａと巻き終わり側のガイド壁Ｂ４７ｂを左右いずれかに幾分ずらして形成している。
【００５６】
本実施例は、以上の構成からなり、次にボビン３３に一次側コイルの線材３４ａを巻回する作業について図６を用いて詳細に説明する。
【００５７】
始めに、巻き始め側の引出し線３４ｄを巻き始め側の爪４５ａに固定する。その時は、先端部３４ｆの長さを必要な長さだけ確保し、図７に示すように巻き始め側の爪４５ａの先端から巻き始め側の引出し線３４ｄを押し込むことで鉤状片４５ｃは外方向に広がり、中に線材が挿入されて固定される。
【００５８】
次に、巻き始め側の引出し線３４ｄを巻き始め側の爪４５ａから巻き始め側のガイド壁Ｂ４７ａに通すため、巻き始め側の引出し線３４ｄを巻き始め側のガイド壁Ｂ４７ａの方向に曲げ、ガイド壁Ｂ４７ａに設けられた一対の壁面の間を通し、次に巻き始め側のガイド壁Ａ４６ａに設けられた一対の壁面の間を通すように巻き始め側の引出し線３４ｄを曲げ、その後、一次側コイル巻回部４３へ一次側コイルの線材３４ａを巻回する。
【００５９】
このとき、巻き始め側の爪４５ａと巻き始め側のガイド壁Ｂ４７ａと巻き始め側のガイド壁Ａ４６ａとは夫々間隔を空けて設けているので、引出し線３４ｄｅを曲げるのに、曲げ易く、曲げた部分が膨らんでも線材に傷を付ける事なく配置できる。
【００６０】
一次側コイルの線材３４ａの巻回時は、巻回後のコイル部に巻きムラ（巻き緩み）などが発生しないように、一次側コイルの線材３４をある程度に引っ張りながら巻回する。
【００６１】
このとき、巻き始め側の引出し線３４ｄは、巻き始め側の爪４５ａと巻き始め側のガイド壁Ｂ４７ａと巻き始め側のガイド壁Ａ４６ａの壁を通す度に曲げられて固定されることで、巻回時の引っ張り力によって先端部３４ｆが引き込まれて短くなることは無い。
【００６２】
一次側コイル３４は、ボビン３３の一次側コイル巻回部４３に１８回巻回して巻き作業を終了し、巻き終り側の引出し線３４ｅの処理を行う。
【００６３】
巻き終り側の引出し線３４ｅの処理は、巻き始め時の流れを反対から進むもので、巻き終わり側のガイド壁Ａ４６ｂから巻き終わり側のガイド壁Ｂ４７ｂの各々に設けられた一対の壁面の間に線材を通し、最後に巻き終わり側の爪４５ｂの先端から鉤状片４５ｃ間に線材を押し込み固定する。固定後に先端部３４ｆを必要な長さに切断して、一次側コイル３４の巻回作業は終了する。
【００６４】
次にボビン３３の二次側コイル巻回部４４に二次側コイル３５を巻回し、フェライトコア３６などを取り付けて昇圧トランス３２の組み立ては完成する。
【００６５】
以上説明したように、本実施例によれば、銅線に絶縁用のワニスを施した線径の細い素線を複数本撚りあわせた撚り線でも確実に固定でき、撚り線をボビンに巻回する時でも巻き始め部の線端部が引き込まれることがなく、これによって、作業効率が向上する。
【００６６】
また、撚り線の巻き始め部の線端部を長めにする必要がなくなるので、撚り線を固定した後から余分な線材を切断する無駄も無くすことができる。
【００６７】
さらに、巻き始め側と巻き終り側の撚り線の線材に傷を付ける事が無いので、昇圧トランスの信頼性を向上させることができる。
【符号の説明】
【００６８】
３０  インバータ電源
３１  マグネトロン
３２  昇圧トランス
３４  一次側コイル
３４ａ  一次側コイルの線材
３５  二次側コイル
４５  爪
４５ｃ  鉤状片
４６ａ  巻き始め側のガイド壁Ａ
４６ｂ  巻き終わり側のガイド壁Ａ
４７ａ  巻き始め側のガイド壁Ｂ
４７ｂ  巻き終わり側のガイド壁Ｂ
【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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