JPH0534798B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、二重絶縁構造にして、アース工事を
不要にした、高周波加熱装置に関するものであ
る。

従来例の構成とその問題点 従来の例えばアース端子付高周波加熱装置（以
下単にレンジと云う）は、万一の絶縁劣化によつ
て、レンジの可触金属部分に漏電した場合、これ
を知らずに触れて感電することがあり、アース端
子に大地アース工事を施こし、感電々流をバイパ
スさせて人体に流れる感電々流を安全なレベルま
で減少させて安全を確保しようとするものであつ
た。

しかし、アース端子を設けていても、アース工
事はレンジを買つてから行う訳であり、種々の理
由により実施されない可能性があり、安全を確保
することが難しかつた。

即ち、高層マンシヨンの場合、コンセントにア
ース端子が設けられておれば良いが、これは現在
約30％程度しか設けられていない為に、大部分は
数メートルから十数メートルもアース線を延長し
て大地にアース極を打ち込む必要があり、工事代
がかさむ等の理由で実施されない。特に、転勤・
転宅時に、アース工事をやり直す必要があるの
で、益々、実施が難しくなる。

また、高層マンシヨンでなくとも、アルミサツ
シユの窓は密閉したいのでアース線を貫通させる
穴を壁にあけなければならないとか、大地に打ち
込もうとしても、コンクリートであるため、アー
ス極が打ち込めないと云つた理由でアース工事が
実施されないことも相当あるのが現状である。あ
る調査では、約40〜50％のレンジが、アース工事
されないまゝ使用されているのが現状である。

さらに、仮りにアース極が大地に打ち込まれ、
アース工事がされていたとしても、アース極を打
ち込む場所が乾いていたり造成工事の都合から、
表面にガラ石を敷いて水はけを良好にした場所等
であると低地抵抗が大きくなり、充分な安全が確
保出来なくなる。その他、アース極の腐触や、ア
ース線の断線の可能性もあり、アース端子を設け
る従来の方法は、信頼性の充分あるアース工事を
前提にし始めて、安全確保がなされる性質のもの
であつた。

一方、最近レンジの普及に伴い、軽量・小形化
されると伴に、使用場所も卓子の上に限らず自由
に選択でき、また固定せずに使えるものが求めら
れる傾向があり、この点からも、アース工事をし
なければならない従来のアース端子付レンジは、
不便なものであつた。

発明の目的 本発明は、上記従来の欠点を解消するもので、
絶縁トランスの高圧の２次側を電源側から完全に
分離し、しかも高圧の２次側は従来の絶縁仕様の
まゝで、レンジを感電防止を施こした構造にする
ことを目的とする。

発明の構成 上記目的を達するため、本発明は下記の構成と
した。

すなわち、高電圧側と低電圧側との間に金属を
介し、この金属をシヤーシに電気的に短絡するこ
とにより、例え高電圧側の絶縁が損傷しても高圧
が低圧側に漏電（高低圧混触）しないようにした
ものである。具体的には以下のようにした。

(1) コアーと高圧コイルとはコアーが金属である
ので、コアーをシヤーシに電気的に短絡する。

(2) 高圧コイルと低圧コイルとの間には金属板を
設け、この金属板をシヤーシに電気的に短絡す
る。

(3) 高圧２次側の部品と低圧電源側の部品（１次
コイルを含む）との間には金属隔壁を設け、こ
の金属隔壁をシヤーシに電気的に短絡する。

(4) 高圧２次コイルの一端をシヤーシに電気的に
接続する。

以上の構成とした。

この構成により高圧の２次側がシヤーシによつ
て、１次電源側から完全に分離しているため、万
一２次側の絶縁劣化が発生しても、２次側の高電
圧が、１次電源側に橋絡することを阻止し、レン
ジの高電圧による感電から、人体を安全に保護す
るという効果を有するものである。

実施例の説明 以下、本発明について説明する。

本願でいう二重絶縁構造とは下記の構造をい
う。

機器にアースをしていなくても感電事故を起さ
ない絶縁構造として二重絶縁構造が規定されてい
る。すなわち、二重絶縁とは機能絶縁と保護絶縁
との二つからなつている絶縁である。ここで、前
記機能絶縁とは機器本来に必要な絶縁であつて感
電に対して基礎的保護物となる絶縁であり、保護
絶縁とは機能絶縁が破壊された時に、確実に感電
防止ができるよう機能絶縁に付加して設けられた
独立した絶縁からなる構造をいう。

しかしながら、現在、2000V程度の高電圧に対
する二重絶縁については、明解な規格なり、設計
基準が定められているわけでなく、絶縁紙１８の
二重絶縁構造として国際的な定見は示されておら
ず、従つて二重絶縁構造のレンジもないのが現状
である。

そこで本発明では機能絶縁以外に電源側を金属
で遮蔽し、高圧の２次側が絶縁破壊したとして
も、２次高圧側と金属が橋絡して、１次電源側と
は橋絡しない構成すなわち、感電事故を起こさな
い構成とした。すなわち、本発明では感電事故を
起こさないという意味で前記構成を二重絶縁と表
記した。

以下、具体的な一実施例について図面に基づき
説明する。

第１図において、シヤーシ１には、マグネトロ
ン２が接続され、マグネトロン２の駆動電源とし
て絶縁トランス３、高圧コンデンサ４、高圧ダイ
オード５があり、これらは、レンジの後方にまと
められて取り付けられている。絶縁トランス３
は、電源側に接続される１次コイル６と高圧２次
コイル７とが分割巻きされ、この間に混触防止板
として金属板８が設けられている。この金属板８
は絶縁トランス３のコアー１６に電気的に短絡さ
れている。また、マグネトロン２から延出した金
属隔壁２２は低圧１次コイルと高圧２次配線の間
に介在して取付けられている。この金属隔壁２２
はマグネトロンのカソードと共にシヤーシに電気
的に短絡されている。また、絶縁トランス３の２
次コイル７の一端は絶縁トランス３のコアーに電
気的に短絡されている。さらに、前記絶縁トラン
ス３のコアー１６はシヤーシ１に電気的に短絡し
て取付けられている。したがつて、コアー１６、
金属板８、金属隔壁２２および高圧の２次コイル
７の一端はシヤーシ１を介して電気的短絡状態に
あり、したがつてこれらはほゞ同電位の状態にあ
る。

以上が高電圧側の構成である。

一方、低圧の１次電源側の構成は後記のごとく
である。

すなわち、電源コード９は、操作板１０に接続
され、制御回路駆動電源トランス１１や、冷却モ
ータ１２リレー１３等の１次電源に直結した部品
が、マグネトロン２や絶縁トランス３等の金属壁
で２次側高圧部から分離されて操作パネル（図示
せず）のある前面に近く取り付けられている。
尚、これら１次電源に直結された部品は、電源と
シヤーシ１等の可触部から二重絶縁されている。
前方には、被加熱物である食品を出し入れする扉
１４が設けられている。

第２図は、絶縁トランス３の斜視図で、１次コ
イル６には、電源回路に配線する端子１５があ
り、コアー１６との間には、絶縁紙１７により、
二重絶縁されている。高圧２次コイル７は、１次
コイル６と分割され、必要な空間距離、例えば10
mm以上離して分割されている。コアー１６との間
には同じく絶縁紙１８により絶縁されているが、
二重絶縁されてはいない。即ち、高圧２次回路に
は約2000Vの交流が発生するが、二重絶縁するに
は20mm以上の空間距離をコアー１６並びに１次コ
イル６との間にとる必要があるが、これは絶縁ト
ランス３が大きくなり過ぎ実用的でない。

本発明では、金属板８並びに金属隔壁２２等を
設け、２次コイル７からの金属板８の距離並びに
２次高圧側の部品と金属隔壁２２等との距離を、
２次コイル７から１次コイル６の距離並びに高圧
の２次側の部品と、低圧の１次電源側の部品との
距離にくらべ充分小さくすることにより、ほゞ従
来通りに寸法の絶縁トランス３並びに２次高圧側
の部品の従来通りの絶縁のまゝで２次高圧側を１
次電源側から完全に分離することができ、二重絶
縁構造のレンジを実現したものである。

以下上記構成における作用について説明する。

第３図に、本発明の一実施例の電気回路を示
す。

人体１９がレンジを操作していて例えば加熱庫
に触れているとする。加熱庫並びに箱体の金属部
はシヤーシ１を構成している。

今、柱上トランスから引込まれた電源にレンジ
を接続しているので、100Vの電源２０の１端２
１は、大地にアースされている。

100Vの電源回路に直結される冷却モータ１２、
リレー１３、制御回路駆動電源トランス１１、電
源コード９並びに絶縁トランス３の１次コイル６
等の電源側の部品は、シヤーシ１から全て二重絶
縁によつて保護されているので漏電の心配は、な
いと云える。

一方、絶縁トランス３の２次コイル７には、約
2000Vの高電圧が発生している。２次コイル７の
１端２２は、シヤーシ１にトランス３のコアー１
６を介して接続されている。コアー１６に直結さ
れた金属板８並びに第２図で延出した金属隔壁２
２が、実質的に低圧電源側と高圧側とを分離して
いるので、万一２次高圧側の例えば２次コイル７
のＡ点が絶縁劣化しても、２次コイル７からの高
電圧が直接１次コイル６に流れ込むような混触は
生じない。

例えば、絶縁劣化した結果、シヤーシ１に高電
圧が導通した場合を考える。導通したＡ点からシ
ヤーシ１に低抵抗ｒを介してつながつた場合、電
流は、シヤーシ１を通して流れるのみで人体１９
に流れることはない。

すなわち、２次コイル７の一端はシヤーシと電
気的に短絡された状態にあるので、２次コイルの
両端が抵抗ｒを介して短絡した状態となり短絡電
流が流れる。この短絡電流を補償するために１次
コイルに電流が流れる。通常の設計ではこのよう
な短絡により生じた電流値は定格電流に比して異
常に大きい。したがつて、この異常電流により安
全装置が働らき電源が切断される。この場合、シ
ヤーシ１は金属であるため、金属の抵抗が人体の
抵抗よりはるかに小さいため、コイル→シヤーシ
→コイルの閉回路は形成されるが、コイル→シヤ
ーシ→人体→シヤーシ→コイルの閉回路は形成さ
れない。したがつて人体に電流が流れないため、
感電事故は発生しない。

一方、第４図に示すように従来のアース端子付
レンジでは１次コイル６と２次コイル７の間で橋
絡が発生した場合は、人体１９を通して2000Vの
高電圧によつて、感電々流が流れ極めて危険な状
態になる。１次コイル６と２次コイル７が抵抗値
Ｒ（Ｒ≒０）で橋絡した場合、矢印の回路が形成
されて、電源100Vを含み、高圧２次電圧の
2000Vの電圧がこの回路に加わるために、例えば
人体抵抗が、500Ωに低下していると20A近い感
電々流が人体を通過し瞬時に死に至る。この時、
従来のレンジにアース端子を設け、仮りに規定通
り100Ωで大地にアース工事がされていたと仮定
しても、人体には約3.4Aの電流が流れることに
なる。この電流が人体に流れた場合現在国際的に
は、30ｍＡ・secの通電に流時間積が心臓シヨツ
ク死を起こさない安全限界と考えられているの
で、この場合は、何と、0.01秒以上感電状態が続
けば、危険となることがわかる。

従つて、現在のところ、大地アースをとつてい
ても、絶縁トランスの１次コイルと２次コイル間
で、絶縁不良によつて橋絡した場合には、極めて
危険であり、安全が保障できていないと云うこと
がいえる。

この点、本発明では、2000Vの２次高電圧で感
電する恐れは全てなくなるので、従来にくらべ、
極めて安全な構造であると云える。

又、第１図で、２次高電圧回路の部品である高
圧コンデンサ４や、高圧ダイオード５は、トラン
ス３のコアー６やマグネトロン２の金属ケース並
びに金属隔壁２２によつて、電源回路の部品から
分離されている。

即ち、高電圧２次側の部品とシヤーシとの距離
は、低圧の電源側の部品と高電圧２次側の部品と
の距離よりも短くなるよう、構成されているた
め、高電圧２次側が、低圧の電源側につながる恐
れは全てない。

第５図には、その他の金属隔壁として、冷却用
のエアーガイドを有効に活用して、高圧側電気部
品と低圧電源側部品とを分離した他の実施例を示
す。

通常、マグネトロン２や高圧トランス３との冷
却のため、冷却フアンモータ１２は、後方に配置
されている。冷却用をマグネトロン２、高圧トラ
ンス３に有効に導くため、オリフイス付エアーガ
イド２３や、マグネトロン２の冷却後の温風を加
熱庫に導いて温風のエネルギーを被加熱物の温度
上昇の補助や、蒸気を庫外に排出してマイクロ波
を有効に被加熱物に吸収させる為の通風を得てい
るが、このためのエアーガイド２４を金属で構成
し、この一部を延出したエアーガイドＢ２５によ
り、トランス３の裏側に冷風を導くように構成さ
れている。

トランス３には、コアー１６に直結して、マグ
ネトロン２への高圧配線２６を、低圧電源側のコ
イル６から分離するために、金属隔壁２６が取付
けられている。

以上の構成にすれば、冷却構造のために設けら
れたエアーガイド２３，２４、エアーガイドＢ２
５並びに、金属板８、金属隔壁２６及びマグネト
ロン２、トランスコアー１６で構成される金属隔
壁で、実質的に電源側の部品と、高圧２次側の部
品とを完全に分離出来ることになる。

従つて、第５図では、電源コード９、操作板１
０、制御回路駆動用電源トランス１１や、冷却モ
ータ１２、リレー１３等の１次電源側回路に直結
した部品のみを二重絶縁構造にすることにより、
レンジの二重絶縁を実現できることになる。

このように、本実施例によれば、高電圧２次側
の一端をシヤーシに直結した絶縁トランスにおい
て、高圧２次コイルと低圧の電源側１次コイルを
分割巻きし、かつ２次コイルと１次コイル間に、
コアーに直結した金属板設けると共に、当該金属
板と２次コイルとの距離を、２次コイルと１次コ
イルとの距離よりも短くし、かつ金属隔壁２６や
シヤーシに直結したその他の金属隔壁で高電圧２
次側の部品とシヤーシとの距離を、高電圧２次側
の部品と電源側の部品との距離よりも短くすると
共に、１次コイル並びに電源側につながる部品を
シヤーシから二重絶縁することにより、アース工
事を不要とするだけでなく、高電圧２次側の電圧
による万一の感電事故が防止でき、従来に較べ
て、極めて安全性の高いレンジを可能にするとい
う効果を有する。

発明の効果 以上のように本発明によれば、極めて簡単な構
造でありながら、二重絶縁構造のレンジを実現で
き、次のように安全性が高く、かつ使い勝手の良
いと云う多くの効果を得ることができる。

(1) アース工事が不要になるので、工事費用がい
らないだけでなく、次のような利点がある。

イ レンジの設置場所を自由に選択することが
可能となり、特に軽量・小形のレンジは、必
要な場所までレンジを移動して使用すること
ができるようになつた。

ロ アース工事では、工事そのものがレンジの
購入後の状況で左右されると共に、経年的
に、アース極の腐触やアース線の断線等の心
配があつたが、その心配は、全くなくなつ
た。

(2) 従来とほゞ同じ形状で、レンジを二重絶縁構
造とすることが可能なため、レンジの寸法が変
わらずコストも安く、簡単な対策で実施できる
ので、従来のアース極や、アース工事費を考え
た場合、却つてコストが安くできるようになつ
た。

(3) 従来のアース端子付のレンジでは、例えば２
次高電圧が１次コイルに橋絡した場合には、感
電防止が殆んど不可能であつたが、本発明のも
のであれば、この心配は全くなくなるため、極
めて安全性の高いレンジを実現することが出来
た。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例であるレンジの側面
図、第２図は同絶縁トランスの斜視図、第３図は
同実施例の回路図、第４図は従来のアース端子付
レンズの感電々流の経路を説明する図、第５図は
冷却用のエアーガイドによつて、有効に金属壁を
構成した一実施例を示す図である。 １……シヤーシ、２……マグネトロン、３……
絶縁トランス、６……１次コイル、７……２次コ
イル、８……金属板、１６……コアー、１９……
人体、２０……電源、２１……電源の大地アース
された一端、２２……金属隔壁、２３，２４……
エアーガイド、２５……エアーガイドＢ、２６…
…金属融壁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ コアーおよび分割巻きされている低圧１次コ
   イルと高圧２次コイルとからなる絶縁トランス
   と、前記１次コイルと前記２次コイルの間に設け
   られた金属板と、高圧２次側の部品と低圧電源側
   の部品との混触を防止するために設けられた金属
   隔壁とからなり、前記コアーと前記高圧コイルの
   一端と前記金属板と前記金属隔壁をシヤーシに電
   気的に短絡すると共に、高圧２次側の部品と前記
   金属隔壁との距離が、高圧の２次側の部品と低圧
   の電源側の部品との距離よりも小さくした構成か
   らなる高周波加熱装置。