JPS5840794A - 高周波加熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、高周波加熱装置の動作制御に関するもので、
高周波の発生源であるマグネトロンの故　−障にともな
う事故の発生を未然に防止することを目的としたもので
ある。

マグネトロンは、比較的に簡易な構成により大出力のマ
イクロ波を発生し得るということから、一般にこの種の
高周波発生手段として用いられていることは周知のごと
くである。一方、いわゆる真空管としての寿命の問題は
他の例と同様である。

加熱動作を繰返すたびに、ヒータのエミッション不足に
なった沙、真空度の低下にともない１発振不良になって
くる。従って出力は低下し、この状態でさらに使用する
と加熱時間が長くなり、マグネトロンの自己損失の増加
による発熱との相互作用により、ついには真空度が極端
に低下したり。

電極間で放電をはじめる。

通常はこの状態になれば、使用者は加熱作用が行なわれ
なくなることから故障であることを知ることになるが、
近年の傾向によれば、この種の装置に用いられる加熱時
間の設定にかかるタイマーは比較的長時間のものが多く
なっていること、特３、−。

に、ディジタルタイマー等９９分以上の設定も可能とな
っており、使用者も加熱時間中に本体の近くにいるとは
限らず、この間故障の発見が出来ない状態も発生してい
る。このマグネトロンの放電からアノード、カソード間
のショートを生じた場合、これを知らずに数十分間加熱
動作（実際には加熱しない）を本体装置に行なわせた場
合は非常に大きな問題が発生する。一般にマグネトロン
の駆動電源は高周波出力の入力電圧変動に対する安定性
の確保を目的とする。商用電源をマグネトロンの動作に
必要とする電圧まで昇圧する漏洩磁束型変圧器と、この
変圧器の２次出力を整流するダイオードさらにマグネト
ロンに流れる電流を決めるコンデンサよりなる鉄共振型
安定化電源よりなるが、この鉄共振型安定化電源の特長
として、ダイオード両端をショート、すなわちマグネト
ロンのアノード、カソード間をショートすると、゛漏洩
磁束型トランスの２次巻線電流は１．５倍〜２倍に増加
し、１次コイルに流れる電流は数分の−に減少すること
が知られている。２次コイルの電流増加は２次コイルの
異常加熱を生じ時間とともに温度が上昇、発生電圧の高
いこととあいまってついにはコイルのレアーシ冒−トを
生じる。この間１次コイルは逆に電流が減少しているた
め通常用いられる電源にシリーズに接続されたヒユーズ
は溶断することはない。その結果、漏洩磁束型トランス
の２次コイルは完全に焼損してしまうまで本体は動作状
態を保つことになり１本体内部は、この焼損の熱、炎に
より破壊にいたることもしばしば発生する。この状態は
本体外部の焼損、又感電の危険を生じせしめ、大きな事
故の発生となるのである。

本発明はかかる危険の発生を未然に防止することを目的
としたもので、マグネトロンがリーク。

ショート状態を生じた場合、即座にマグネトロンへの電
力の供給を断ち、同時に外部に故障を報知するものであ
る。以下、本発明の一実施例について、添付図とともに
説明する。

第１図は、本発明の実施例の構成を示す側断面略図であ
る。

本体１内部に加熱室２を設け、この中に受皿３とともに
載置された被加熱物４は、加熱室２の構成に必要とする
加熱室壁５の一部に設けた穴６より、アンテナ７を突出
したマグネトロン８から発生する高周波、すなわちマイ
クロ波により、加熱が行なわれるようにしてりる。又本
体１内で加熱室２外部には、マグネトロンを駆動する鉄
共振型安定化電源を構成する漏洩磁束型変圧器９．コン
デンサ、ダイオード（図示せず）が設けられている。実
施例の回路図を第２図に示す。漏洩磁束型変圧器９の２
次コイル１ｏの一端１１はコンデンサ１２に接続される
。コンデンサ１２の他端の１つは整流用のダイオードス
タック１３のアノードに、もう一方はマグネトロン８の
カソードを形成するヒータ端子１４．１５の一方に接続
される。

マグネトロン８のアノードは直接加熱室壁６に機械的に
接続されている。加熱室壁６は金属で構成しており、そ
のフランジの一部は本体１の底部をなすシャシ−１６に
接続されている。漏洩磁束型変圧器の２次コイル１ｏの
もう一つの一端１７は−−５ 逆方向電流を検出する検流装置１８の１つの接続端子１
９に接続されている。検流装置１８は分流用の抵抗２Ｑ
、２１．ダイオード２２，２３．発光ダイオード２４．
２５に流れる電流の制限用の抵抗２６．２７を第２図斜
線部に示す如く接続している。

ダイオード２２は、ダイオードスタック１３と直列に順
方向に接続される。ダイオード２３はマグネトロン８の
７ノードに直列に順方向に接続される。抵抗２０．２１
はそれぞれダイオード２２゜２３に並列に接続されてお
り、ダイオードに規定以上の電流が流れたり、ダイオー
ド２２の回りでの断続による故障に備えている。発光ダ
イオード２４．２１５はそれぞれ過電流制限用の抵抗２
６゜２７と直列罠接続された上で、ダイオード２２゜２
３と逆並列に接続されている。

ダイオード２２はアノード側をダイオードスタック１３
のカソード側に、カソード側は端子１９に接続されてい
る。ダイオード２３はアノードを端子１９に接続、カソ
ードは前述のごとく回路的乙−５ にはマグネトロンのアノードに接続、構造的にはシャー
シー１６に接続している。

発光ダイオード２４．２５部、すなわち検流装置１８の
出力手段部の構造を第３図に示している。

発光ダイオード２４．２５は、それぞれペレット部分を
透明な樹脂にてモールドした一般的なものであるが、そ
の引き出しリード部分は電気的絶縁被覆を設けることな
くシャーシー１６の一部と電気的に同電位を保つ金属ブ
ラケット２８にナツト２９により固定された金属円筒３
０の底部３１の貫通口３２を通る様に構成している。貫
通口３２と引き出しリードとの絶縁距離は正常時、端子
１９に生じる電圧に十分耐えるレベルに保っている。金
属円筒３ｏの底部の外側表面は貫通口３２と同様の位置
に穴３３をもつ固定用の樹脂ブラケット３４を設け、こ
の穴３３の部分をエポキシ樹脂にてモールドすることで
、発光ダイオード２４．２５全体を固定している。

この検流装置１８の出力部としての金属円筒３ｏの底面
３１と反対側の端部には、樹脂円筒３６の一端が前記金
属円筒３０の一部に設けたツメ３６により引っかけられ
た状態で固定されている。この樹脂円筒３６の他の端部
には発光ダイオード２４．２Ｅ５の発する光を検出する
フォトトランジスタ３スの受光面が設けられている。樹
脂用。

筒３６は不透明で外部光を遮断し、フォトトランジスタ
３了は発光ダイオードとリード線部分の発する光のみに
より動作するようにしている。さらに、樹脂円筒３６の
長さは十分に長くとり、このマグネトロン８の駆動電源
が故障時もふくめ発生する対シャーシ間電圧の最高値に
も十分耐えるようにしている。上記構成により発光ダイ
オード２４．２５のリード線に生じた電圧はいかなる絶
縁破壊を生じてもフォトトランジスタ３７の引き出しリ
ード線にその電圧が印加されることがないようにしてい
る。すなわち、フォトトランジスタ３７と発光ダイオー
ド２４．２５間の絶縁耐圧は発光ダイオード２４．２５
の耐圧シャーシ間耐圧よりも、はるかに大きく仮になん
らかの異常を生じ発光ダイオード２４．２５に高い電圧
が発生した場合もフォトトランジスタ３７に印加される
以前に必らずシャーシ１６に落ちてしまうのである。

さて、フォトトランジスタ３７のコレクタ、エミッタ回
路は漏洩磁束型変圧器の１次コイル３８と電源間に直列
に常開接点３９を有する制御リレーのコイル４０に直列
に接続された常閉接点４１ヲ有するリレーのコイル４２
と直列に接続されており５．Ｉ−えダイオ−゛）−＃２
４　、２５が発光すると、フォトトランジスタ３７がＯ
Ｎ状態となり、リレーのコイル４２が通電され、常閉接
点４１を開き、制御リレー゛のコイル４０の通電を断ち
常開接点３９を開き、結果漏洩磁束型トランスの入力電
力を断にする構成としている。同時にリレーのコイル４
２は常開接点４３．４４も駆動し、常開接点４３は電源
との間に本体表面の一部に点灯状態を表示する構成を有
するネオンランプ４６および抵抗４６を直列に負荷を有
し、又常開接点４３はフォトトランジスタと並列に接続
されており。

コイル４２の一端に通電されると常開接点４３が閉じ、
その後、フォトトランジスタ３了がＯＦＦとなっても、
コイル４２は通電がつづき、同時に制御リレーのコイル
４０の電流は遮断状態を保ち又、その間ネオンランプ４
５は点灯をつづける。

本体１を電源から切り離さない限りこの状態をつづける
構成となっている。

さて、ここでフォトトランジスタ３７が瞬時でもＯＮと
なるのは以下の場合である。つまり、発光ダイオード２
４．２５のいずれか一方あるいは同時に両方に順方向の
電流を生じる場合と、発光ダイオード２４．２５部分で
電極相互間あるいは前述の充電金属部とシャーシ間の放
電により発光を生じた時である。発光ダイオード２４は
スタックダイオード１３に逆向きの電流を生じた時のみ
に発光する。つまシスタックタイオードがショート状態
あるいは絶縁破壊を生じた時である０発光ダイオード２
６はマグネトロンのカソード側よりアノード側に電流を
生じたとき、すなわち寿命がきて、リーク電流を生じた
り、ム一に間の放電、ショートの故障を生じた時である
。

こうして、この回路によればマグネトロン８が継続して
使用できなくなった時、又、スタックダイオード１３が
ショートして高周波の発生が不可能となった時のみに発
光ダイオード２４．２５が発光し、この光によってマグ
ネトロン８の駆動電源の入力電力を制御リレーの常開接
点３９を開することにより断し、漏洩磁束型変圧器の２
次コイルの異常温度上昇を未然に防ぎ又、ネオンランプ
４６を点灯させ、使用者に故障を知らせるようにするこ
とができるのである。

以上が本発明の実施例における構成である。そしてこの
発明の実施はつぎのような特長を有し効果を生じた。

まず、本発明の故障の検出手段はスタックダイオードな
り、マグネトロンに正常時にはほとんど生じない、ある
いはその値が数フタ以上順方向電流に比し少ない逆方向
電流を検出することで検出の精度を大幅に増加すること
ができた。従来よりこの種の故障を検出する方法は他に
もあったが。

それらはすべて単に電流の変化を見たり、コイルの温度
上昇を検出したりする方法であり、これらは入力電圧の
変化、外部雰囲気の変化に対する補正がされておらず、
時として誤動作を生じ、信頼性の向で実用にたえがたか
った。検出装置の精度の大幅な向上が第１の特長、効果
である。

さらに、本発明にあってはリレーのコイル４２の電源を
他のいろいろな制御回路を通さず電源に直接接続したこ
とで、マグネトロン８．ダイオードスタック１３の故障
が使用者に認識され、電源が切られるまでその表示を続
けるため、この面でも、他の方式に比ベセットとしての
信頼性が高い０さらに検流装置１８の出力の手段として
、発光ダイオードによる光を媒体とし空間伝送させたこ
とで５次の効果を得た。

１つは、非常に高圧を発生する漏洩磁束型変圧器の２次
回路の変化を電気的絶縁を保った状態で１次回路に信号
を送り、かつ制御できることで２次−１次回路の混触と
言うこの種の装置にあって最も危険性の高い事故を完全
に防ぐことが出来た。

単に２次回路の抵抗に生じる電圧をそのまま１次回路に
トランスや抵抗等、電気的素子にて伝送し１３　　。

た場合、検流装置そのものが故障した場合に高圧部分を
生じ、これが１次に伝わり、本体が接地されていなけれ
ば確実に感電事故を生じるといった危険は全く生じない
。本発明の実施例とは特にこの点を配慮し、検流装置１
８の出力部分と、制御リレーの入力であるフォトトラン
ジスタ３７の間の絶縁耐圧を検流装置の出力部分すなわ
ち発光ダイオード２４，２５．シャーシ１６間の耐圧よ
りもはるかに高くする構成をもたせ、その効果をさらに
絶対的なものとしている。

又、何らかの故障により発光ダイオード２４゜２６部分
に高圧が印加されたシ、発火した場合でも、この発火時
の光、放電の光そのものでフォトトランジスタ３７が動
作（ＯＮ）Ｌ結果、入力を遮断できこの面でも安全性、
信頼性は高い。

そしてこの発明の効果はマグネトロン８を複数個使用し
た加熱装置にあって、その威力を発揮した。すなわち複
数個のマグネトロンを使用した装置例えば第２図回路に
一部記すごとく、漏洩磁束型変圧器以後の回路を複数個
備える装置にあっては、いずれか１個の高周波発生装置
が故障しても他の部分が正常動作しておればこの故障は
気付かれず最初に述べた危険な状態になる確率が非常に
高くなる。本発明の検流装置を各、漏洩磁束型変圧器の
２次回路にそれぞれ接続し、発光ダイオードを同一の金
属円筒内に設置するのみで、この危険の状態を完全にな
くす事が出来た。

又、近年マイクロプロセッサ−等の使用で、加熱開始時
後の設定を可能とする装置も実用化されているが、これ
らの装置の場合、加熱時使用者がそばにいるとは限らず
思わぬ事故ヴ生じる可能性が高い。

これらの機器にあっても本発明を実施することで少なく
とも故障時本体の動作を停止させ事故を未然に防ぐこと
ができるようになったのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す高周波加熱装置の縦断
面図、第２図は同電気回路図、第３図は同要部検流装置
の出力部の断面図である。 １・・・・・一本体、２・・・・・・加熱室、８・・・
・・・マグネトロン、９・・・・・・漏洩磁束型変圧器
、１２・・・・・・コンデンサ、１３・・・・・・ダイ
オードスタック、１８・・・・・・検流装置、２２・・
・・・・ダイオード、２４．２５・・・・・・発光ダイ
オード、３７・・・・・・フォトトランジスタ。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 第２図 第３図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）被加熱物を収納する加熱室と、この加熱室内に高
   周波エネルギーを供給するマグネトロンと。 このマグネトロンを駆動する鉄共振型安定化電源と、こ
   の安定化電源を制御する制御回路と。 前記マグネトロンの動作時に安定化電源の一部を構成す
   る整流用ダイオードおよび前記マグネトロンのアノード
   に流れる逆方向電流の大小を検出する検流装置とを備え
   、前記検流装置の出力に対応して前記安定化電源の入力
   を制御する手段および前記検流装置の出力状態を外部に
   報知する手段のうち少くとも一方の手段を有する高周波
   加熱装置。
2. （２）前記検流装置の報知手段は光を用いた特許請求の
   範囲第１項に記載の高周波加熱装置。