(57)【要約】【課題】本発明は、商用周波数の電源を直接昇圧して整流するいわゆるＬＣ電源を備えた高周波加熱装置において、高電圧に係わる部品を簡単かつ安価な一体型構成とし、配線からの雑音の輻射を抑制すると共に、安全性と作業性の改善を図る。【解決手段】加熱庫１０２と、マグネトロン１０７と、高圧トランス１０４と、高圧ダイオード１０６と、複数の高圧コンデンサ１０５とを備えた高周波加熱装置において、前記高圧ダイオード１０６と前記複数の高圧コンデンサ１０５を一枚の基板上に一体に実装することにより、高圧部品を組み立ての容易な一体型構造とする。これによって配線材を削減して雑音の輻射を抑制し、組み立て作業性を大幅に改善し、安全性を高め、かつ水滴などによる絶縁劣化も防止する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加熱物を載置する加熱庫と、前記被加熱物を加熱する高周波電力を前記加熱庫に供給するマグネトロンと、商用電源に直接接続されて第一の二次コイルに商用周波数の高電圧を発生し、第二の二次コイルに前記マグネトロンのフィラメント用電圧を発生する高圧トランスと、前記高電圧を整流する高圧ダイオードと、整流された電流を充電して前記マグネトロンに供給する複数の高圧コンデンサとを備え、前記高圧ダイオードと前記複数の高圧コンデンサが一枚の基板上に一体に実装されていることを特徴とする高周波加熱装置。
【請求項２】
前記基板上に実装された前記高圧ダイオードと前記複数の高圧コンデンサを電気絶縁材料からなる筺体内に配する構成とした請求項１に記載の高周波加熱装置。
【請求項３】
前記第一の二次コイルと前記第二の二次コイルの導線を直接前記基板に半田付けすることにより前記高圧トランスから前記高圧ダイオードと前記複数の高圧コンデンサへの配線接続を成す構成とした請求項１に記載の高周波加熱装置。
【請求項４】
前記基板に一体に固定され、前記マグネトロンのフィラメント端子に接続可能に設けられた接続端子を有する請求項１に記載の高周波加熱装置。
【請求項５】
前記基板には一体に設けた固定用の孔を有し、前記マグネトロンの外郭または高周波加熱装置のシャーシのいずれかにねじで固定することにより前記高圧ダイオードの陰極の接続を成す構成とした請求項１に記載の高周波加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は高周波加熱装置に関し、特に商用周波数の電源を直接昇圧して整流するいわゆるＬＣ電源において、安全性と作業性を改善しかつ安価な構造を備えた高周波加熱装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子レンジなどの高周波加熱装置は、高周波発生源であるマグネトロンに印加する直流高電圧を発生するために、高圧トランス、高圧ダイオード、高圧コンデンサを組み合わせた高電圧回路を備えている。この高電圧回路としては、商用電源の周波数を高い周波数に変換した後に高電圧に変換する「インバータ電源」と、商用電源の周波数を変えることなく高電圧に変換する「ＬＣ電源」の二種類が一般的である。前者は高い周波数を利用することで高圧トランス等の部品を小型軽量化できる等の利点があるが、周波数変換のために多くの電子部品や複雑な回路を必要とするため、材料や組み立てのコストが高くなる。一方、後者については商用電源周波数を使用するため、大型の高圧トランスと高圧コンデンサが必要であり、それら部品の配置上において制約が課せられる。
【０００３】
図５は一般的なＬＣ電源の回路図を示し、図６はこのＬＣ電源を備えた従来の高周波加熱装置の内部の一例を示す斜視図である。図６において高圧トランス４はシャーシフレーム１の底面に固定され、その上部にはマグネトロン７が加熱庫２の側面に設けられた導波管３と結合するように取り付けられている。高圧トランス４の背後には高圧コンデンサ５と高圧ダイオード６が固定され、高圧リード線８により高圧トランス４とマグネトロン７に配線されている。さらに高圧トランス４とマグネトロン７の背後には、冷却ファン９が高圧トランス４やマグネトロン７を同時に冷却可能な位置に設けられている。なお高圧コンデンサ４や高圧ダイオード６は大きく発熱する部品ではないが、他の部品や調理庫２の壁面からの熱を受けるため、共に冷却されることが望ましい。
【０００４】
【特許文献１】
特開平８−２０３６６４号公報（第１図）
【特許文献２】
特開平６−５２９８０号公報（第１、８図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の構造においては、高圧トランス４と高圧コンデンサ５の形状が大きいため、それらを平面上に配置する場合に広いスペースが要求される。またそれらの部品を１台の冷却ファン９で効率よく冷却しようとすると、冷却風のよく通る位置に配置する必要があるので、その場所はおのずから限定される。このように各部品が平面上に配置されているので、これらの部品を互いに接続する高圧リード線８が長くなり、かつ高圧リード線８の接続を主に手作業に依存しているので、生産性が悪いという課題を有している。これらの高圧リード線８は高電圧が架かっているため、安全上の観点から各端子部分を絶縁材料で覆い、もしくは高圧リード線８全体を大きな絶縁カバーで覆う必要がある（例えば特許文献１参照）。さらにこれらの配線が長いため、配線から輻射する高周波雑音が装置内部を通っている電源ケーブル（図示せず）から外部に伝搬し易くなる。このため、外部に伝わる雑音を抑制して他の通信機器や電気器具のマイクロコンピュータ等に与える影響を防止する各種の手段、例えば電源ノイズフィルタや金属シールドが必要となる（例えば特許文献２参照）。
【０００６】
また上述した以外にも、スペース上の制約から高圧コンデンサ５や高圧ダイオード６を調理庫２壁面に接近して配置した場合に、これらの部品が調理庫の熱を受けて高温になる可能性がある。さらに、多くの高圧部品が平面上に配置されていると装置の上部から液体がこぼされた場合に絶縁不良を生じる危険性も増加する。
【０００７】
本発明は上記した従来の課題を解決するもので、商用周波数の電源を直接昇圧して整流するいわゆるＬＣ電源を備えた高周波加熱装置において、高圧ダイオードと複数の高圧コンデンサを一枚の基板上に一体に実装することにより、高圧部品を簡単かつ安価な一体型構成とし、配線材を削減して雑音の輻射を抑制すると共に作業性を改善することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記従来の課題を解決するため、本発明の高周波加熱装置は、被加熱物を載置する加熱庫と、前記被加熱物を加熱する高周波電力を前記加熱庫に供給するマグネトロンと、商用電源に直接接続されて第一の二次コイルに商用周波数の高電圧を発生し、第二の二次コイルにマグネトロンのフィラメント用電圧を発生する高圧トランスと、前記高電圧を整流する高圧ダイオードと、整流された電流を充電して前記マグネトロンに供給する複数の高圧コンデンサとを備え、前記高圧ダイオードと前記複数の高圧コンデンサを一枚の基板上に一体に実装したものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、被加熱物を載置する加熱庫と、前記被加熱物を加熱する高周波電力を前記加熱庫に供給するマグネトロンと、商用電源に直接接続されて第一の二次コイルに商用周波数の高電圧を発生し、第二の二次コイルにマグネトロンのフィラメント用電圧を発生する高圧トランスと、前記高電圧を整流する高圧ダイオードと、整流された電流を充電して前記マグネトロンに供給する複数の高圧コンデンサとを備えた高周波加熱装置であって、前記高圧ダイオードと前記複数の高圧コンデンサを一枚の基板上に一体に実装した構成である。高圧部品を簡単かつ安価な一体型構成として小型化を図ると共に、配線を削減することにより雑音の輻射を抑制し、かつ安全性と作業性を改善することができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、前記基板上に実装された高圧ダイオードと複数の高圧コンデンサを電気絶縁材料からなる筺体内に配する構成とした高周波加熱装置である。高圧用電子部品をコンパクトにまとめて筺体内に収納するこの構造により、配置する位置の自由度を高め、かつ絶縁材料の筺体によって高電圧部品に対する安全性を高めることができる。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、高圧トランスの第一の二次コイルと第二の二次コイルの導線を基板に直接半田付けすることにより前記高圧トランスから高圧ダイオードと複数の高圧コンデンサへの配線接続を可能にした高周波加熱装置である。この構造により雑音の輻射を抑制し、かつ組み立て時の作業性を改善することができる。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、マグネトロンのフィラメント端子に直接接続可能な接続端子を前記基板に一体に固定したものである。この構造により高圧用電子部品の取り付けとマグネトロンへの配線を容易にし、作業性を改善することができる。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、前記基板に一体に基板固定用の孔を設け、前記基板をマグネトロンの外郭または高周波加熱装置のシャーシのいずれかにねじで固定することによって高圧ダイオードの陰極とシャーシとの接続を可能にしたものである。この構造により基板の取り付けを容易かつ強固にすることができる。また高圧ダイオードとアース間の配線を無くすことができる。
【００１４】
【実施例】
以下本発明の実施例について添付図面を参照して説明する。
【００１５】
図１は本発明の第１の実施例による高周波加熱装置の内部の斜視図である。図１において、高周波加熱装置の調理庫１０２側面にはマグネトロン１０７が導波管１０３と結合するように取り付けられ、発生する高周波エネルギーが調理庫１０２の内部に導かれる。マグネトロン１０７に電力を供給する高圧トランス１０４はシャーシフレーム１０１の底面に固定されている。高圧トランス１０４の背後には高圧部品ユニット１１０が取り付けられ、高圧リード線１０８により高圧トランス１０４とマグネトロン１０７に配線されている。さらに高圧トランス１０４とマグネトロン１０７の背後には、高圧トランス１０４やマグネトロン１０７を同時に冷却可能な位置に冷却ファン１０９が設けられている。
【００１６】
図２は高圧部品ユニット１１０の一例を示す斜視図であり、内部構造を現わすために筐体の一部を切り欠いている。高圧部品ユニット１１０は基板１１１と電気絶縁樹脂製の筐体１１２で構成され、基板１１１上には複数の高圧コンデンサ１０５Ａ，１０５Ｂと高圧ダイオード１０６が取り付けられている。従来の高周波加熱装置においては、高圧コンデンサは１個のみ使用されているが、本実施例の高圧部品ユニット１１０では複数の高圧コンデンサ１０５Ａ，１０５Ｂを並列に接続して使用する。この結果、個々の高圧コンデンサの形状を小さくすることができ、部品装填機を使用した自動組み立てが可能となると共に、高圧部品ユニット１１０の高さ寸法も小さくすることができる。基板１１１への配線は高圧トランス１０４とマグネトロン１０７からの高圧リード線１０８を基板１１１の裏面から直接半田付けにより行うので、接続部分が基板１１１に隠されており、作業者が不用意に接触して感電するなどの事故の可能性を低減することができる。さらに、高圧部品ユニット１１０には固定用の孔１１３が設けられた金属金具が基板１１１に固定されている、この金属金具と高圧ダイオード１０６の陰極は接続されているので、この孔１１３を介してシャーシフレーム１０１にねじを固定すれば、高圧部品ユニット１１０の固定を確実にすると同時に高圧ダイオード１０６の配線も片付けることができる。このような構造により、組み立て時の安全性と作業性を大幅に改善することが可能であり高圧ダイオード１０６の配線のためのリードセンがいらなくなるので雑音の放射を抑制できる。また、筐体１１０で高圧部品全体を覆うようにしたので外部から水が侵入したとしても絶縁が確保でき安全性を保つことができる。なお、本高圧部品ユニット１１０には筐体１１２を設けているが、これは必ずしも必要ではなく、機器内部の配置する環境に応じて省略し、もしくは異なる形状のものを採用することも可能である。また、この筐体１１２の適切な位置に高電圧に関する注意を印字やラベルなどの手段で表示することで、更なる安全を確保できる。
【００１７】
図３は高圧部品ユニット２１０をマグネトロン２０７のフィラメント端子に直接差し込んで取り付けた第２の実施例を示す斜視図である。また図４は図３における高圧部品ユニット２１０の拡大図でマグネトロン２０７との接続を説明する斜視図である。説明のため１部分切り欠いている。図４に示すように、高圧部品ユニット２１０には接続端子２１４を設けている。マグネトロン２０７は一般にフィラメント端子への接続用に雄型端子を備えており、これに適合する雌型の接続端子２１４を挿入することで、取り付け作業を極めて容易に行うことができる。さらに、高圧部品ユニット２１０には固定用の孔２１３が設けられた金属金具が基板２１１に固定されており、高圧ダイオード２０６の陰極に導通するように接続されているので、この孔２１３を介してマグネトロン２０７の外郭にねじを固定すれば、高圧部品ユニット２１０の固定を確実にすると同時に高圧ダイオード２０６の配線も片付けることができる。このような構造により、高圧リード線２０８の数や長さを削減して雑音の輻射を抑制し、かつ組み立て時の安全性と作業性を大幅に改善することが可能となる。
【００１８】
また、高圧部品ユニットはマグネトロン２０７と高圧トランス２０４の間に設置され、冷却ファン２０９の直前に位置するので冷却されやすく温度的な心配もなくなる。さらにマグネトロン２０７と高圧トランス２０４の隙間を塞ぐ位置なので従来例では風が前方に抜けていたのをマグネトロン２０７と高圧トランス２０４の方へ冷却風を集中させることができ、マグネトロン２０７と高圧トランス２０４の冷却効率を格段に高めることができる。
【００１９】
なお上記の実施例においては、図５に示した半波倍電圧整流回路を高圧部品ユニット１１０または２１０に組み込んだ例を示したが、これに限定されるものではない。基板１１１または２１１を採用することにより全波倍電圧整流回路も容易に組み立て可能となるので、その場合にはさらに効率（電源回路の力率）を改善することができる。
【００２０】
【発明の効果】
以上の説明のように、本発明によれば、従来は単品で構成されていた高圧コンデンサを複数の部品によって構成し、高圧ダイオードと共に一枚の基板上に一体に実装することにより、高圧部品を組み立ての容易な一体型構成にできる。これによって配線材を削減し、雑音の輻射を抑制すると共に、組み立ての作業性を大幅に改善することができる。また、この高圧部品ユニットに電気絶縁材料の筐体を設けることにより、安全性を高め、かつ水滴などによる絶縁劣化も防止することが可能となる。さらに接続端子や固定孔を設けて、マグネトロンのフィラメント端子への接続と、高圧ダイオードの配線を極めて容易にすることも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例による高周波加熱装置の内部を示す斜視図
【図２】本発明の第１の実施例の高圧部品ユニットを示す斜視図
【図３】本発明の第２の実施例による高周波加熱装置の内部を示す斜視図
【図４】本発明の第２の実施例の高圧部品ユニットを示す斜視図
【図５】一般的なＬＣ電源の回路図
【図６】従来の高周波加熱装置の内部の一例を示す斜視図
【符号の説明】
１０１  シャーシフレーム
１０２  加熱庫
１０３  導波管
１０４  高圧トランス
１０５  高圧コンデンサ
１０６  高圧ダイオード
１０７  マグネトロン
１０８  高圧リード線
１０９  冷却ファン
１１０  高圧部品ユニット
１１１  基板
１１２  筐体
１１３  固定用孔
２１４  接続端子
【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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