(57)【要約】【課題】本発明はマグネトロンを駆動する高周波加熱装置に関するものであり、グローバル化が進む昨今、異なる電源電圧地域帯（例えば１００Ｖ、１２０Ｖ、２２０−２４０Ｖ）に対応するため、異なる昇圧比・ターン数の昇圧トランスを容易に作り分ける方式を提案するものである。【解決手段】昇圧トランスを構成する巻き線するためのボビンを１次巻線１３用、２次巻線１５用、ヒーター巻線２０用に分割して巻き線することにより、個別生産が可能となる。すなわち、生産の柔軟性が増すことと、仮に不良が発生したとしても不良ブロックのみを交換することで対応できるというメリットが生まれる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電源と前記交流電源を整流素子にて全波整流する整流回路と、少なくとも１個の半導体スイッチング素子と、前記整流素子と半導体スイッチング素子を取り付けた放熱板と、前記半導体スイッチング素子をオン・オフすることにより前記整流回路からの電圧を高周波電圧に変換するインバータ部と、前記インバータ部の出力電圧を昇圧する昇圧トランスと、前記昇圧トランスの出力電圧を倍電圧整流する高圧整流回路と、前記高圧整流回路の出力を電磁波として放射するためのマグネトロンとを具備する高周波加熱装置において、前記昇圧トランスに使用するボビンは１次巻線用、２次巻線用、ヒーター巻線用に分割されていることを特徴とする高周波加熱装置。
【請求項２】
前記ボビンの各々が回路基板との保持補強の爪を有することを特徴とする請求項１記載の高周波加熱装置。
【請求項３】
前記ボビンの各々が連結保持補強の形状を有していることを特徴とする請求項１記載の高周波加熱装置。
【請求項４】
前記ボビンの分割は１次巻線用、２次巻線、ヒーター巻線用の２分割であることを特徴とする請求項１記載の高周波加熱装置。
【請求項５】
前記高圧整流回路は分割ボビンの２次巻線、ヒーター巻線用側と一体化させたことを特徴とする請求項４記載の高周波加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子レンジのようにマグネトロンを駆動して誘電加熱を行う高周波加熱装置の分野で、グローバル化する仕向け地に対応するべく、異なる電源電圧地域帯でも、容易に使い分け可能な昇圧トランス形態をした備えた高周波加熱装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般家庭で使用される電子レンジ等の高周波加熱調理機器に用いられる電源としては、その性質上（持ち運びが容易で且つ調理室を大きくするために電源が内蔵される機械室スペースは小さいものが望まれる）、小型で軽いものが望まれてきた。そのため、電源のスイッチング化による小型軽量化、低コスト化が進められ、省エネ・高効率という観点でもインバータ電源が主流になりつつある。
【０００３】
また、調理器具という面ではヒーターを用いたオーブン調理を可能としたオーブン電子レンジも普及しており、利用範囲は広がっている。
【０００４】
近年のグローバル市場拡大と共に、１００Ｖ、１２０Ｖの電源電圧地域帯のみならず、２２０−２４０Ｖ地域へのインバータ化が進んでおり、当然異なる昇圧比・ターン数の昇圧トランスが必要となってくる。この課題に対してトランスにタップ切り替えを備えた方式（例えば特許文献１参照）や、追加でもう一段電圧変換を設ける方式（例えば特許文献２参照）が提案されている。
【０００５】
しかしながら、純粋に異なる昇圧比・ターン数の昇圧トランスにて対応する場合、ものづくりを柔軟に効率良く対応するには１つのボビンに巻き線することに限界が来ていた。
【０００６】
インバータ電源の一例を図６に示す回路図を用いて説明する。
【０００７】
商用電源１は整流器２で整流され直流電圧に変換され、商用電源１から電力が供給される。直流電圧は、チョークコイル９とコンデンサ１０よりなるフィルタ回路１１を介して、コンデンサ４と昇圧トランス６の１次巻線１３、半導体スイッチング素子３のインバータ共振回路５に印加される。インバータ共振回路５では、半導体スイッチング素子３が、２０〜４５キロヘルツの周波数でスイッチングし、高周波交流を作り出す。昇圧トランス６の１次巻線１３となるインダクタに発生した高周波交流は、昇圧トランス６で高電圧に昇圧される。
【０００８】
また、昇圧トランス６で昇圧された高電圧（２次巻線１５の電圧）は、高圧整流回路７で直流高電圧に整流される。制御回路部１４は、カレントトランス１２より得た入力電流情報を反映した形で、半導体スイッチング素子３に所望の高周波出力を得るための信号を与え、これを駆動する。
【０００９】
所望の出力を決定する指令信号は、外部からマイコン１９にて、フォトカプラなどの絶縁インターフェイス（図示せず）にて制御回路部１４に与えられ、１０００Ｗ、８００Ｗ、６００Ｗ等の高周波出力を得ている。これらの電気要素部品が、インバータ電源１８を構成する。
【００１０】
高圧整流回路７で整流された直流高電圧は、マグネトロン８のアノード部１７とカソード部（フィラメント部）１６間に印加される。昇圧トランス６には、もう一つのヒーター巻線２０が設けられており、このヒーター巻線２０は、マグネトロン８のカソード部（フィラメント部）１６に、加熱電流として電力供給を行う。
【００１１】
マグネトロン８は、カソード部（フィラメント部）１６に電流供給を受け、カソード温度が上昇し、かつアノード部１７とカソード部（フィラメント部）１６間に高電圧が印加されると発振し、マイクロ波を発生する。マグネトロン８で発生されたマイクロ波は、加熱室に入れられた食品などの被加熱物に照射され、誘電加熱調理を行う。
【００１２】
図７は、一般的な昇圧トランス６の構造を示している。同一ボビンに１次巻線１３、２次巻線１５、ヒーター巻線２０が、巻き線されている。２次巻線１５は高電圧のため、巻き崩れ時の絶縁距離確保のため、２層以上にするのが一般的である。同一のターン数で１種類の昇圧トランスを作成するのであれば、このスタイルでも問題はない。実際には、ボビン中心部にフェライトコアを挿入して、インダクタンスを有する昇圧トランスとするわけだが、図示を割愛した。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開平２−２８２６１７号公報
【特許文献２】特開平８−１３８８５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、前記従来の構成では、グローバル市場拡大と共に１００Ｖ、１２０Ｖの電源電圧地域帯のみならず２２０−２４０Ｖ地域へのインバータ化が進んでおり、当然異なる昇圧比・ターン数の昇圧トランスが必要となってくる。これらのものづくりを柔軟に効率良く対応しなければならないという課題を有していた。
【００１５】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、昇圧トランス用ボビンを分割することで効率的なものづくりのできる高周波加熱装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
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は、昇圧トランス用ボビンを分割することで効率的なものづくり方式を提案している。すなわち、１次巻線、２次巻線、ヒーター巻線を各々別々のボビンに巻き線して組み合わせることで昇圧トランスを完成させる方式である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の高周波加熱装置は、グローバル化が進む昨今において必要とされる、異なる昇圧比・ターン数の昇圧トランスを分離されたボビンを用いることにより、１次巻線、２次巻線、ヒーター巻線と別々に作成できるため、ブロック毎に個別の作成が可能となり、完成品に対するものづくりの柔軟性が生みだすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態１における昇圧トランスのボビン構造を示す正面図
【図２】本発明の実施の形態２における昇圧トランスのボビン構造を示す正面図
【図３】本発明の実施の形態３における昇圧トランスのボビン構造を示す正面図
【図４】本発明の実施の形態４における昇圧トランスのボビン構造を示す正面図
【図５】本発明の実施の形態５における昇圧トランスのボビン構造を示す正面図
【図６】従来の高周波加熱電源装置の回路図
【図７】従来の昇圧トランスのボビン構造を示す正面図
【発明を実施するための形態】
【００１９】
第１の発明は、交流電源と前記交流電源を整流素子にて全波整流する整流回路と、少なくとも１個の半導体スイッチング素子と、前記整流素子と半導体スイッチング素子を取り付けた放熱板と、前記半導体スイッチング素子をオン・オフすることにより前記整流回路からの電圧を高周波電圧に変換するインバータ部と、前記インバータ部の出力電圧を昇圧する昇圧トランスと、前記昇圧トランスの出力電圧を倍電圧整流する高圧整流回路と、前記高圧整流回路の出力を電磁波として放射するためのマグネトロンとを具備する高周波加熱装置において、前記昇圧トランスに使用するボビンは１次巻線用、２次巻線用、ヒーター巻線用に分割されていることを特徴とする。
【００２０】
第２の発明は、特に第１の発明において、前記ボビンの各々が回路基板との保持補強の爪を有することを特徴とする。
【００２１】
第３の発明は、特に第１の発明において、前記ボビンの各々が連結保持補強の形状を有していることを特徴とする。
【００２２】
第４の発明は、特に第１の発明において、前記ボビンの分割は１次巻線用、２次巻線・ヒーター巻線用の２分割であることを特徴とする。
【００２３】
第５の発明は、特に第４の発明において、前記高圧整流回路は分割ボビンの２次巻線・ヒーター巻線用側と一体化させたことを特徴とする。
【００２４】
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。
【００２５】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における昇圧トランスのボビン構成を示している。
【００２６】
同図において、昇圧トランスは、１次巻線１３、２次巻線１５、ヒーター巻線２０の構成であり、従来例では、同一ボビンに各々を巻き線していた。本発明でのボビンは、各々３分割されており、１次巻線１３、２次巻線１５、ヒーター巻線２０を、各々のボビンに、別々に巻いてストックしておくことを可能とした。
【００２７】
すなわち、従来は、１次巻線１３→２次巻線１５→ヒーター巻線２０のような順番で、巻き線する工程を流れていたが、個別に準備することを可能とした。故に、自動巻き線した際に不良が発生した場合は、全体を廃棄せざるを得なかったが、分離ボビンにすることで、不具合を生じた巻き線部位だけを交換すれば良い、というメリットが生まれる。
【００２８】
また、仕向け地の商用電源電圧により、異なる昇圧比のトランスが必要になるが、こちらも、各々で作成したターン数の１次巻線１３、２次巻線１５、ヒーター巻線２０を組み合わせることで、容易に対応できる。昇圧トランスの完成には当然コアを挿入する必要があるが、図面での詳細な説明は省略した。
【００２９】
（実施の形態２）
図２は、本発明の実施の形態２における昇圧トランスのボビン構成を示している。
【００３０】
同図において、３分割された各々のボビンに、基板実装された際の保持強化のための爪２１が、追加されている。３分割ボビンの接続自体は、上述した通り、コアの挿入によるものだけなので、従来の一体型に比べると弱くなる。
【００３１】
故に、基板との保持を爪２１を付加することで強化して、従来と同様以上の強度を確保することを可能とした。
【００３２】
（実施の形態３）
図３は、本発明の実施の形態３における昇圧トランスのボビン構成を示している。従来の一体型ボビンに対する接続強度の弱さをボスと孔により嵌合させる嵌合部２２を各々の分割ボビンに設けることで、横の接続強度を強化した。
【００３３】
これにより、接続面での回転・ズレ防止が可能となり、落下振動への耐性アップによる品質信頼性を高められる。
【００３４】
（実施の形態４）
図４は、本発明の実施の形態４における昇圧トランスのボビン構成を示している。
【００３５】
同図において、ボビンの分割において、１次巻線１３と２次巻線１５・ヒーター巻線２０の２ブロックにて、構成している。３分割では、分割数が多いというデメリットがある場合の構成である。１次巻線１３と２次巻線１５は、昇圧比に必要なターン数の違いや、流れる電流量の違いにより、異なる線径となる。
【００３６】
また、ヒーター巻線２０は、ターン数として少ないため、２次巻線１５と同一線種にて共用化することが可能であり、２次巻線１５とヒーター巻線２０用のボビンを同一とすることはなんら問題のない構成である。
【００３７】
（実施の形態５）
図５は、本発明の実施の形態５における昇圧トランスのボビン構成を示している。
【００３８】
同図において、高圧整流回路を構成する部品をボビン側面に配置している。各々の部品は、２次巻線１５、ヒーター巻線２０と接続する必要があるため、２次巻線用とヒーター巻線用が一体となったボビンが必要である。この構成では、高圧整流回路を昇圧トランスと一体にできるため、インバータユニットとしての基板サイズをコンパクトに実現できる。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
以上のように、本発明の高周波加熱装置によれば、グローバル化が進む昨今の異なる電源電圧地域帯での異なる昇圧比となる昇圧トランスの生産において、１次巻線、２次巻線、ヒーター巻線を各々別々のボビンへ巻き線することで柔軟なものづくりを実現できる。
【符号の説明】
【００４０】
１    商用電源
２    整流器
８    マグネトロン
１３  １次巻線
１４  制御回路部
１５  ２次巻線
１６  カソード部（フィラメント部）
１７  アノード部
１８  インバータ電源
１９  マイコン
２０  ヒーター巻線
２１  爪
２２  嵌合部
【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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