JPH04309720A - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、マイクロ波を利用して
食品や、触媒などの誘電体の加熱を行う高周波加熱装置
に関するもので、詳しくいえば、マイクロ波を発生させ
るマグネトロンを駆動するためにインバータ電源を用い
た高周波加熱装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の高周波加熱装置の構成を図５に示
す回路図を用いて説明する。同図において、商用電源２
１は整流器２２で整流され直流電圧に変換される。商用
電源２１から電力が供給される。前記直流電圧は、フィ
ルタ回路２３を介してコンデンサ２４とインダクタ２５
からなる共振回路と、半導体スイッチング素子２６に印
加される。半導体スイッチング素子２６は数１０キロヘ
ルツ以上の周波数でスイッチングし前記共振回路ととも
に高周波交流を作り出す。インダクタ２５はトランス２
７の一次巻線を兼ねているので、インダクタ２５に発生
した高周波交流はトランス２７で高電圧に昇圧される。 トランス２７昇圧された高電圧は高圧整流回路２８で直
流高電圧に整流される。制御回路３２は半導体スイッチ
ング素子２６に信号を与え、これを駆動する。これらの
電気要素部品が、インバータ電源３１を構成する。高圧
整流回路２８で整流された直流高電圧はマグネトロン２
９のアノードとカソード間に印加される。トランス２７
には、もう一つの巻線３０が設けられており、この巻線
３０はマグネトロン２９のカソードに電力供給を行って
いる。マグネトロン２９は、カソードに電力供給を受け
、カソード温度が上昇し、かつ、アノードとカソード間
に高電圧を印加されると発振しマイクロ波を発生するこ
とができる。マグネトロンで発生されたマイクロ波は食
品などの被加熱物に照射され誘電加熱を行う。

【０００３】インバータ電源３１は、高出力の電力を扱
うめ、それを構成する電気要素部品はかなり大きな損失
を伴う。例えば、電気要素部品のうち、整流器２３や半
導体スイッチング素子２６は放熱効率を良くするためア
ルミでできたフィンを取り付け、他の電気要素部品と共
に、強制空冷を行う必要がある。強制空冷はモーター３
３でファン３４を回転させ冷却風を発生させて行うよう
にしている。

【０００４】図６は高周波加熱装置本体３５にインバー
タ電源３１と、マグネトロン２９と、モーター３３と、
ファン３４がそれぞれ単独で取り付けられている様子を
示すものである。同図からわかるように、インバータ電
源３１やマグネトロン２９を強制冷却するため、広い範
囲にわたって風の供給をする必要がある。このため比較
的大きな風量が取れるプロペラファンがファン３４に用
いられる。また、ファン３４を回転させるためのモータ
ー３３に交流モーターが用いられる。このように交流モ
ーターとプロペラファンの組合せで強制冷却を行うため
、その冷却構成が、非常に大型となる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の構成では、以下に示す課題があった。

【０００６】第一に、インバータ電源やモーターをそれ
ぞれ単独で高周波加熱装置に装着するので、組立工数が
かかるという課題があった。すなわち、インバータ電源
やモーターなどの構成要素に必要な電力を供給するため
に、それぞれにリード線を用いて、電力源と接続する必
要がある。このため、一旦インバータ電源やモーターな
どの構成要素を高周波加熱装置に装着し、これらをリー
ド線を用いて、電力源と接続するようにしていた。しか
しながら、これらのリード線の配線は、狭いスペースに
人手によって行わなければならず、人手がかかり、かつ
、配線し難いという課題があった。また、インバータ電
源やモーターなどの構成要素を高周波加熱装置に装着す
る際に、それぞれの構成要素が色々な形状をしており、
かつ、それぞれの構成要素にリード線による配線を行わ
なければならないので、ロボットによる自動組立が難し
く、組立工数の削減が困難であった。

【０００７】第二にインバータ電源やモーター、または
、マグネトロンなどの構成要素に必要な電力を供給する
リード線から、不要な電磁波が輻射され、高周波加熱装
置の周辺にあるテレビやラジオなどの機器に悪影響を及
ぼすという課題があった。

【０００８】第三に、インバータ電源を構成する半導体
スイッチングデバイスは、発熱が大きいので冷却のため
フィンを取りつける必要があった。このためフィンが大
型化し、プリント基板上に占める面積が広くなり、プリ
ント基板の小型化が困難であるという課題があった。

【０００９】本発明は上記課題を解決するもので、高周
波加熱装置の組立を簡略化し、組立工数の削減を行うと
とも、電磁波の不要輻射を低減し信頼性の高い、高周波
加熱装置を実現することを目的としたものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため以下に示す手段を設けたものである。

【００１１】第一に、インバータ電源を構成する電気要
素部品が配置されたプリント基板上に、前記インバータ
電源を冷却するファンと、前記ファンを駆動するモータ
ーと、前記ファンで発生された冷却風を導くためのガイ
ドとを設け、さらに前記プリント基板を導電性のあるケ
ースに納める構成としてある。

【００１２】第２に、モーターをプリント基盤に取りつ
ける際に、モーターを支持するための支持台を熱伝導の
よい材料を用いて構成し、前記支持台にインバータ電源
を構成する半導体スイッチング素子などの発熱を伴う電
気要素部品を取りつけ、かつ、前記支持台をファンで発
生した冷却風を導くためのガイドの一部として用いる構
成とする。

【００１３】

【作用】第一に、高周波加熱装置の構成要素の一部であ
る、前記インバータ電源と前記ファンと前記モーターな
どの複数の構成要素を導電性のあるケースに納めること
により、一つの構成要素とすることができる。このため
、高周波加熱装置に前記ケースを装着することにより、
一度に複数の構成要素を高周波加熱装置に装着すること
ができる。さらに、前記ケースの形状は任意の形状とす
ることができるので、自動組立をしやすい構造とするこ
とが容易にできるという作用がある。また、前記インバ
ータ電源や前記モーターを同一プリント基板上に設ける
ことにより、電力源とこれらの構成要素を接続するリー
ド線が不要となる。さらに、前記プリント基板や、マグ
ネトロンなどの構成要素を導伝性のある材料でできたケ
ースに納めるので、電磁波の不要輻射を遮蔽することが
できるという作用がある。

【００１４】第二に、モーターをプリント基盤に取りつ
ける際に、モーター支持を補強するための補強板を熱伝
導のよい材料を用いて構成し、前記補強板にインバータ
電源を構成する半導体スイッチング素子などの発熱を伴
う電気要素部品を取りつけ、かつ、前記補強板をファン
で発生された冷却風を導くためのガイドの一部として用
いる構成とすることにより、次の作用を有する。すなわ
ち、従来例でも述べたように、半導体スイッチング素子
の冷却を行うために用いていたフィンをなくすことがで
き、フィンが占めていたスペースを削減できるのでプリ
ント基板の小型化が図れる。このため、インバータ電源
を構成する電気要素品とモーターを取りつけたプリント
基盤と、マグネトロンなどの高周波加熱装置の構成要素
とともに、導電性のあるケースに納める際にも、前記ケ
ースを小型なものとすることができるという作用を有す
る。

【００１５】

【実施例】以下本発明の実施例を図を参照して説明する
。

【００１６】図１から図４は本発明の一実施例を示す図
で、１はプリント基板、２はモーターに取りつけられた
ファン、３はファン２で発生された風を導くガイド、４
及び５はインバータ電源を構成する電気要素部品の一部
である半導体スイッチング素子に取りつけられたフィン
、６はインバータ電源１を構成する電気要素部品の一部
、７は導電性のケース、８はケース７を高周波加熱装置
本体に装着する場合に用いる取っ手、９はマイクロ波を
発生させるマグネトロン、１０はファン２を回転させる
ためのモーター、１１はインバータ電源を構成する電気
要素部品、モーター、ファンとガイドが配置されたプリ
ント基板、１２はモーター１０を支持する支持台、１３
はインバータ電源を構成する電気要素部品の一部である
半導体スイッチング素子である。

【００１７】上記構成において、図１はインバータ電源
１と、インバータ電源１を構成する電気要素部品４、５
、６とモーター及びファン２、ガイド３が配置されたプ
リント基板１を、一つの導電性のケース７に納められた
状態を示す。モーター及びファン２の小型化を図るため
、従来の交流モーターから直流モーターを、またファン
はプロペラファンからシロッコファンを用いるようにし
ている。

【００１８】部品の実装密度を上げて小型化を行ってい
るプリント基板１を冷却するには、風圧を大きく取るこ
とができるシロッコファンが適している。また、直流モ
ーターを用いるため低圧の直流電源が必要となる。この
ため、インバータ電源１を構成する電気要素部品の中の
トランス６に巻線を設け、低圧の交流電力を取り出し、
これを整流し直流電源を得る構成としている。

【００１９】前述したように、インバータ電源１を構成
する電気要素部品であるトランス６とモーター１０は、
同一のプリント基板１上に配置するため、トランス６か
ら得られた電力をモーター１０に供給するには、プリン
ト基板１に設けられたパターンを介して伝達すればよい
ので、リード線は不要である。また、トランス６や、半
導体スイッチング素子とその冷却用のフィン４、５を含
む電気要素部品とモーター１０から輻射される不要な電
磁波は導電性のケース７によって遮蔽されるので、テレ
ビやラジオなどの機器に悪影響をおよぼすことがなくな
る。さらに、導電性のケース７には、取っ手８が取りつ
けてある。高周波加熱装置本体に装着する場合はこの取
っ手を本体にビスじめによって取りつければよいので、
簡単に自動組立機を使用して組立てることができる。

【００２０】図２は、他の一実施例を示す。同図におい
て、導電性のケース７にインバータ電源１を構成する電
気要素部品４、５、６、モーター、ファン２およびガイ
ド３が配置されたプリント基板１１と、マグネトロン９
とを一つの導電性のケース７に納めた状態を示す。マグ
ネトロン９はマイクロ波を発生し、このマイクロ波は被
加熱物を収納したオーブンに導かれ、被加熱物を加熱す
るが、一部のマイクロ波は外部に漏れる。外部に漏れる
マイクロ波は主にマグネトロンを付勢するインバータ電
源とマグネトロンを接続するリード線から輻射される。 このため、マグネトロン９とインバータ電源１とを導電
性のケース７に納めれば、マイクロ波による不要輻射を
低減することができ、より信頼性を向上できる。

【００２１】図３はインバータ電源を構成する電気要素
部品の一つである半導体スイッチング素子が取りつけら
れているフィン４、５と、トランス６と、これらを冷却
するためのファン２と、ファン２を回転させるためのモ
ーター１０およびファン２で発生した風を導くためのガ
イド３とを同一プリント基板１１上に構成する方法を示
したものである。同図に示すように電気要素部品やモー
ター１０をプリント基板１１の同じ面（図では上面）か
ら挿入する構成としている。このため、このプリント基
板１を半田槽に一度通すだけで、電気要素部品とモータ
ーの半田づけができる。また、ファン２をモーター１０
の軸に上面から挿入し、またガイド３をファン２の上面
からセットする構成とすることにより、上下方向の動作
だけで電気要素部品、モーター１０、ファン２、および
ガイド３をプリント基板１１に挿入できるので、自動組
立が容易となる。

【００２２】図４は、モーター１０を支持する支持台１
２に電気要素部品の一部である半導体スイッチング素子
１３を取りつけた構成を示している。支持台１２はアル
ミのように熱伝導に優れた材料を用いているので、半導
体スイッチング素子１３の熱は支持台１２を通して放熱
される。支持台１２はファン２の下部にあり、ファン２
の風を導くガイドの一部の働きをする。従って、支持台
１２上部には充分な風が通っているので、支持台１２の
熱を効率的に放熱する。すなわち、半導体スイッチング
素子１３を効率よく冷却できる。また、半導体スイッチ
ング素子１３を冷却するためのフィン（例えば、図３の
５のフィン）を無くすことができ、プリント基板のスペ
ースを有効に使用することができる。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように本発明の高周波加熱
装置は以下に示す効果がある。

【００２４】第一に、高周波加熱装置の構成要素の一部
である、インバータ電源と、マグネトロンと、それらを
冷却するファンと、前記ファンを回転させるモーターと
、前記ファンで発生された風を導くためのガイドを導電
性のあるケースに納めることにより、これらを一つの構
成要素とすることができる。このため、高周波加熱装置
に前記ケースを装着することにより、一度に複数の構成
要素を高周波加熱装置に装着することができる。さらに
、前記ケースの形状は任意の形状とすることができるの
で自動組立をしやすい構造とすることが容易にできる。 このため、組立工数削減ができコストの低減が実現する
という効果がある。また、前記インバータ電源や前記モ
ーターを同一プリント基板上に設けることにより、電力
源とこれらの構成要素を接続するリード線が不要となる
。さらに、前記プリント基板や、マグネトロンなどの構
成要素を導伝性のある材料でできたケースに納めるので
、電磁波の不要輻射を遮蔽することができ、信頼性を向
上できるという効果がある。

【００２５】第二に、モーターをプリント基板に取りつ
ける際に、モーター支持を補強するための補強板を熱伝
導のよい材料を用いて構成し、前記補強板にインバータ
電源を構成する半導体スイッチング素子などの発熱を伴
う電気要素部品を取りつけ、かつ、前記補強板をファン
で発生された冷却風を導くためのガイドの一部として用
いる構成とすることにより、半導体スイッチング素子の
冷却を行うために用いていたフィンをなくすことができ
る。従って、フィンが占めていたスペースを削減できる
のでプリント基板の小型化が図れる。このため、インバ
ータ電源を構成する電気要素品とモーターを取りつけた
プリント基板と、マグネトロンなどの高周波加熱装置の
構成要素とともに、導電性のあるケースに納める際にも
、前記ケースを小型なものとすることができるという効
果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における高周波加熱装置の一
部断面外観斜視図

【図２】本発明の他の実施例における高周波加熱装置の
一部断面外観斜視図

【図３】本発明の他の実施例における高周波加熱装置の
プリント基板の組立構成を示す外観斜視図

【図４】本発
明の他の実施例における高周波加熱装置のプリント基板
の組立構成を示した外観斜視図

【図５】従来の高周波加
熱装置の回路構成を示した回路図

【図６】従来の高周波加熱装置の斜視図

【符号の説明】

１　　インバータ電源 ２　　ファン ３　　ガイド ４、５　　フィン ６　　トランス ７　　ケース ９　　マグネトロン １０　　モーター １１　　プリント基板 １２　　モーター支持台 １３　　半導体スイッチング素子

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】マグネトロンを駆動するためのインバータ
   電源と、インバータ電源を冷却するファンを駆動するモ
   ーターと、前記ファンで発生された冷却風を導くための
   ガイドからなり、前記インバータ電源を構成する電気要
   素部品と、前記モーターと前記ガイドを同一のプリント
   基板上に配置し、かつ、前記プリント基板を、導電性の
   ある材料でできたケースに納める構成とした高周波加熱
   装置。
2. 【請求項２】前記モーターを支持するための支持台を熱
   伝導のよい材料を用いて構成し、前記支持台にインバー
   タ電源を構成する半導体スイッチング素子などの発熱を
   伴う電気要素部品を取りつけ、かつ、前記支持台をファ
   ンで発生された冷却風を導くためのガイドの一部として
   用いる構成とした請求項１記載の高周波加熱装置。