JPH0624983Y2 - 高周波加熱装置の昇圧トランス - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、調理材料等を加熱するための高周波加熱装置
に設けられて、高周波を発生するマグネトロンに高圧の
電力を供給する昇圧トランスに関するものである。

〔従来の技術〕

高周波加熱装置には、商用電源をもとにして、高周波を
発生するマグネトロンに供給するための高圧の電力を得
るために、昇圧トランス１１が設けられている。この昇
圧トランス１１は、高透磁率のフェライトコアにおいて
は、マグネトロン制御特有のマグネトロン電流を制御す
る目的で、２次漏洩を持たせながら１次コイル１２と２
次コイル１３との間でパワー伝達を行わせるため、例え
ば第７図に示すように、１次コイル１２と２次コイル１
３とが互いに隣接して設けられている。

上記２次コイル１３は、相当な高電圧が発生するため、
同数の巻線数、および同一のコイル径の複数個のブロッ
クに分割されたコイル１３ａ…によって形成され、それ
ぞれのコイル１３ａ…ごとに発生する電圧を低く抑える
ことにより、昇圧トランス１１の信頼性を向上させ得る
ようになっている。

また、互いに隣り合うコイル１３ａ…は、それぞれ、第
８図および第９図に示すように、巻線１５のわたり部１
５ａを介して接続されるようになっていた。

〔考案が解決しようとする課題〕

昇圧トランス１１における１次コイル１２に電流が流れ
ると、第７図に２点鎖線で示すような磁気回路が形成さ
れ、磁束が２次コイル１３を通過する。また、１次コイ
ルによって発生した磁束の一部は、漏洩して巻線１５を
横切り、渦電流による発熱が巻線１５に生じる。

ところが、上記従来の高周波加熱装置の昇圧トランス１
１では、２次コイル１３における複数のコイル１３ａ…
が、いずれも同数の巻線数、および同一のコイル径に形
成されているため、１次コイル１２に隣接した最も漏洩
磁束の多い位置に設けられるコイル１３ａにおいて発熱
が著しく、巻線１５が焼損したり、絶縁被膜の劣化を引
き起こしがちであるという問題点を有していた。

また、例えば第１０図に示すように、１次コイル１２と
２次コイル１３との間に長さｌの間隙を設けて、巻線１
５の発熱量の低減を図ったものもあるが、磁界の強さ
は、１次コイル１２からの距離に反比例するので、巻線
１５の発熱が抑えられる程度の長さにｌに設定したので
は、昇圧トランス１１の効率が低下することになる。

〔課題を解決するための手段〕

請求項第１項の考案に係る高周波加熱装置の昇圧トラン
スは、上記の課題を解決するために、１次コイルと２次
コイルとが互いに隣接して設けられ、高周波を発生する
マグネトロンに高圧の電力を供給する昇圧トランスにお
いて、上記１次コイルと２次コイルとのうち、少なくと
も何れか一方における他方のコイルに近接した部分の巻
線数が、他方のコイルから離れた部分の巻線数よりも少
なくなるように構成されていることを特徴としている。

請求項第２項の考案に係る高周波加熱装置の昇圧トラン
スは、上記の課題を解決するために、１次コイルと２次
コイルとが互いに隣接して設けられ、高周波を発生する
マグネトロンに高圧の電力を供給す昇圧トランスにおい
て、上記１次コイルと２次コイルとのうち、少なくとも
何れか一方における他方のコイルに近接した部分のコイ
ル径が、他方のコイルから離れた部分のコイル径よりも
大きくなるように構成されていることを特徴としてい
る。

〔作用〕

請求項第１項の構成によれば、一方のコイルにおける他
方のコイルに隣接する部分、すなわち、漏洩磁束が最も
多い位置に位置する部分では、巻線数が少なくなるよう
に構成されているので、１次コイルと２次コイルとの間
の間隙を大きくしなくても、渦電流による総発熱量を小
さく抑えることができる。

したがって、昇圧トランスの効率の低下等を招くことな
く、コイルの発熱量を低減して、巻線の焼損や、絶縁被
膜の劣化を防止することができる。

請求項第２項の構成によれば、一方のコイルにおける他
方のコイルに隣接する部分、すなわち、漏洩磁束が最も
多い位置に位置する部分のコイル径が、他方のコイルか
ら離れた部分のコイル径よりも大きくなるように構成さ
れているので、コイルの当該部分に漏洩磁束が集中する
ことがない。

したがって、請求項第１項の考案に係る高周波加熱装置
の昇圧トランスと同様、昇圧トランスの効率の低下等を
招くことなく、コイルの発熱量を低減して、巻線の焼損
や、絶縁被膜の劣化を防止することができる。

〔請求項第１項の考案に係る実施例〕 本考案の一実施例を第１図ないし第３図に基づいて説明
すれば、以下の通りである。

高周波加熱装置２１には、例えば第２図に示すように、
ブリッジ整流回路２２、チョークコイル２３、および平
滑コンデンサ２４から成り、商用電源２５を整流、平滑
して直流電源にする整流平滑回路２６が設けられてい
る。

整流平滑回路２６には、後述するマグネトロン５１に高
圧の電力を供給する昇圧トランス３１、この昇圧トラン
ス３１に直列に接続されて共振回路を構成する共振コン
デンサ３２、ダイオード３３、およびスイッチング素子
３４から成るインバータ回路３５が接続されている。な
お共振回路は、上記のように昇圧トランス３１と共振コ
ンデンサ３２とが直列に接続されて構成されるものに限
らず、並列に接続されて構成されたものでもよい。

上記インバータ回路３５のスイッチング素子３４には、
このスイッチング素子３４を駆動する駆動回路３６が接
続されている。また、駆動回路３６、および昇圧トラン
ス３１における１次コイル４１の両端には、制御回路３
７が接続され、昇圧トランス３１における１次コイル４
１の両端の電圧に基づいて駆動回路３６が制御され、ス
イッチング素子３４がＯＮ、ＯＦＦ駆動されることによ
り、適正な加熱動作が行われるようになっている。

昇圧トランス３１における２次コイル４２には、マグネ
トロン５１を駆動するための高圧タイオード５２、高圧
コンデンサ５３、およびマグネトロン５１内部でフィラ
メント端子に接続されているフィルタ用コンデンサに高
周波電流が流れるのを防止するためのダイオード５４か
ら成り、マグネトロン５１を駆動して高周波を発生させ
るマグネトロン駆動回路５５が接続されている。

上記昇圧トランス３１の具体的な構成は、例えば第１図
に示すように、磁気コア４３に取りつけられたボビン４
４に１次コイル４１、および２次コイル４２が巻きつけ
られて成っている。

すなわち、ボビン４４には、１次コイル４１を巻きつけ
るための溝４４ａ、１次コイル４１と２次コイル４２と
の間に間隙を設けるための溝４４ｂ、および２次コイル
４２を４つのブロックに分割して巻きつけるための溝４
４ｃ…が形成されている。そして、ボビン４４に形成さ
れた溝４４ａには、１次コイル４１が巻きつけられる一
方、溝４４ｃ…のうち、１次コイル４１から離れた位置
にある３ヵ所の溝４４ｃ…には、同数の巻線数でコイル
４２ａ…が巻きつけられるとともに、１次コイル４１に
最も近接する溝４４ｃには、上記コイル４２ａ…よりも
少ない巻線数でコイル４２ｂが巻きつけられて、２次コ
イル４２が形成されている。

上記の構成において、制御回路３７の制御に基づく駆動
回路３６の駆動により、インバータ回路３５のスイッチ
ング素子３４がＯＮ状態になっているときには、昇圧ト
ランス３１の１次コイル４１と共振コンデンサ３２との
共振により、１次コイル４１に共振電流が流れ、２次コ
イル４２に高電圧が発生する。

２次コイル４２に高電圧が発生すると、マグネトロン５
１が発振して高周波加熱出力を生じ、被加熱物の加熱が
行われる。スイッチング素子３４は、制御回路３７に制
御されて、被加熱物の加熱状態等に応じて定まる時間の
ＯＮ状態と、あらかじめ設定された時間のＯＦＦ状態と
を繰り返し、適切な加熱状態が保される。

ところで、昇圧トランス３１の１次コイル４１と共振コ
ンデンサ３２との共振によって１次コイル４１に共振電
流が流れると、第１図に２点鎖線で示すような磁気回路
が形成され、磁束が２次コイル４２を通過する。この磁
束の変化によって２次コイル４２に高電圧が発生する一
方、１次コイル４１によって発生した磁束の一部は、漏
洩して２次コイル４２の巻線を横切り、渦電流による発
熱が生じる。

ここで、最も漏洩磁束の多い位置に設けられるコイル４
２ｂは、コイル４２ａ…よりも巻線数が少なくなるよう
に形成されている。そして、コイル４２ｂの上昇温度
は、例えば第３図に示すように、巻線数が少ないほど高
くならない。それゆえ、渦電流による発熱によって、巻
線の焼損や絶縁被膜の劣化を引き起こすことはない。ま
た、１次コイル４１と２次コイル４２との間に設けられ
る間隙の長さｌをあまり大きくする必要はないので、昇
圧トランス３１の効率が低下することもない。

なお、本実施例においては、２次コイル４２における最
も１次コイル４１に近接した部分の巻線数を小さくした
例について説明したが、これとは逆に、１次コイル４１
における２次コイル４２に最も近接した部分の巻線数を
小さくしても同様の効果は得られる。

〔請求項第２項の考案に係る実施例〕 本考案の一実施例を第２図、および第４図ないし第６図
に基づいて説明すれば、以下の通りである。

本実施例に係る高周波加熱装置は、前記の高周波加熱装
置と同様、第２図に示す構成を成すとともに、同様の動
作が行われるようになっている。

また、高周波加熱装置に用いられる昇圧トランス３１
は、例えば第４図に示すように、磁気コア４３に取りつ
けられたボビン４４に１次コイル４１、および２次コイ
ル４２が巻きつけられて成っている。

すなわち、ボビン４４には、一旦側に溝４４ａが形成さ
れて１次コイル４１が巻きつけられている。また、ボビ
ン４４における他端側には、１次コイル４１に近接した
部分の溝底の外径が１次コイル４１から離れた部分の溝
底の外径よりも大きくなるように、階段状に３つの溝４
４ｃ…が形成され、２次コイル４２が、３つのブロック
のコイル４２ａ…に分割されて巻きつけられている。

また、上記２次コイル４２は、巻線４５が、１次コイル
４１より遠い側の溝４４ｃから順に巻きつけられて成っ
ている。つまり、第５図および第６図に示すように、１
次コイル４１より遠い側のコイル４２ａにおける最外層
を形成する巻線４５が、わたり部４５ａを介して１次コ
イル４１に近い側のコイル４２ａにおける最内層を形成
するようになっている。

上記の構成において、２次コイル４２における１次コイ
ル４１に隣接する部分、すなわち、１次コイル４１が発
生する磁束における漏洩磁束が最も多い位置に設けられ
るコイル４２ａは、１次コイル４１から離れた部分にお
けるコイル４２ａよりも、コイル径が大きくなるように
構成されている。

それゆえ、１次コイル４１に隣接するコイル４２ａに漏
洩磁束が集中することはないので、コイル４２ａの上昇
温度はあまり高くならず、巻線４５の焼損や絶縁被膜の
劣化を引き起こすことはない。

さらに、２次コイル４２は、１次コイル４１に近接した
部分のコイル径が、１次コイル４１から離れた部分のコ
イル径よりも大きくなるように構成されているので、第
６図に示すように、巻線４５におけるわたり部４５ａ
が、１次コイル４１から遠い側のコイル４２ａにおける
内層側の巻線４５や、１次コイル４１に近い側のコイル
４２ａにおける外層側の巻線４５等、大きく異なる電位
を有する部分の巻線４５に接することがない。

特に、ボビン４４における互いに隣り合う溝４４ｃ…間
の段差ｌ_２が、（コイル４２ａ…の直径方向の巻線層の
厚さｌ_１−巻線４５の直径ｄ）よりも大きくなるように
設定すると、巻線４５のわたり部４５ａは、巻線４５に
おける異なる電位を有する部分の巻線４５に全く接する
ことがないようにできる。

したがって、２次コイル４２に発生する電位差に起因す
るコロナ放電等によって、巻線の絶縁被膜が破壊され、
２次コイル４２が焼損するのを防止することができる。

〔考案の効果〕

請求項第１項の考案に係る高周波加熱装置の昇圧トラン
スは、以上のように、１次コイルと２次コイルとが互い
に隣接して設けられ、高周波を発生するマグネトロンに
高圧の電力を供給する昇圧トランスにおいて、上記１次
コイルと２次コイルとのうち、少なくとも何れか一方に
おける他方のコイルに近接した部分の巻線数が、他方の
コイルから離れた部分の巻線数よりも少なくなるように
構成された構成である。

これにより、昇圧トランスの効率の低下等を招くことな
く、コイルの発熱量を低減して、巻線の焼損や、絶縁被
膜の劣化を防止することができるという効果を奏する。

請求項第２項の考案に係る高周波加熱装置の昇圧トラン
スは、以上のように、１次コイルと２次コイルとが互い
に隣接して設けられ、高周波を発生するマグネトロンに
高圧の電力を供給する昇圧トランスにおいて、上記１次
コイルと２次コイルとのうち、少なくとも何れか一方に
おける他方のコイルに近接した部分のコイル径が、他方
のコイルから離れた部分のコイル径よりも大きくなるよ
うに構成された構成である。

これにより、請求項第１項の考案に係る高周波加熱装置
の昇圧トランスと同様、昇圧トランスの効率の低下等を
招くことなく、コイルの発熱量を低減して、巻線の焼損
や、絶縁被膜の劣化を防止することができる。しかも、
２次コイルに発生する電位差によって絶縁被膜が破壊さ
れるのも防止することができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は請求項第１項の考案の一実施例を示すものであ
って、昇圧トランスの構成を示す縦断面図、第２図は請
求項第１項および第２項の考案の一実施例を示すもので
あって、高周波加熱装置の構成を示す回路図、第３図は
請求項第１項の考案に係る昇圧トランスの巻線数と上昇
温度との関係を示すグラフ、第４図ないし第６図は請求
項第２項の考案の一実施例を示すものであって、第４図
は昇圧トランスの構成を示す縦断面図、第５図は第４図
におけるＡ矢視拡大図、第６図は第５図におけるＢ−Ｂ
矢視断面図である。 第７図ないし第１０図は従来例を示すものであって、第
７図は従来の昇圧トランスの構成を示す縦断面図、第８
図は第７図におけるＣ矢視拡大図、第９図は第８図にお
けるＤ−Ｄ矢視断面図、第１０図は従来の他の昇圧トラ
ンスの構成を示す縦断面図である。 ２１は高周波加熱装置、３１は昇圧トランス、４１は１
次コイル、４２は２次コイル、４５は巻線、５１はマグ
ネトロンである。

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】１次コイルと２次コイルとが互いに隣接し
   て設けられ、高周波を発生するマグネトロンに高圧の電
   力を供給する昇圧トランスにおいて、上記１次コイルと
   ２次コイルとのうち、少なくとも何れか一方における他
   方のコイルに近接した部分の巻線数が、他方のコイルか
   ら離れた部分の巻線数よりも少なくなるように構成され
   ていることを特徴とする高周波加熱装置の昇圧トラン
   ス。
2. 【請求項２】１次コイルと２次コイルとが互いに隣接し
   て設けられ、高周波を発生するマグネトロンに高圧の電
   力を供給する昇圧トランスにおいて、上記１次コイルと
   ２次コイルとのうち、少なくとも何れか一方における他
   方のコイルに近接した部分のコイル径が、他方のコイル
   から離れた部分のコイル径よりも大きくなるように構成
   されていることを特徴とする高周波加熱装置の昇圧トラ
   ンス。