JP2007299757A - 被覆されたマイクロ波プラグコネクタおよび該マイクロ波プラグコネクタを用いた調理機器 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、エミッタユニットとレシーバユニットを含むマイクロ波プラグコネクタと該マイクロ波プラグコネクタを有する調理機器に関する。
【解決手段】マイクロ波プラグコネクタにおいて、前記エミッタユニットは、波長λを有するマイクロ波を伝送するためのマイクロ波電源に接続され、前記レシーバユニットは、マイクロ波を伝送するためのエミッタユニットに接続され、誘電体が、エミッタユニットとレシーバユニット間の少なくとも一つの領域内に配置され、エミッタユニットは、金属性λ／４の構造体に接続されている少なくとも一つの金属導体を含み、レシーバユニットは、金属性λ／４の構造に接続されている少なくとも一つの金属導体を含み、これら二つのλ／４構造が、分離可能であるように、互いに積層または結束され、前記誘電体は、λ／４構造の互いに積層または結束された状態で接続されている領域において金属基板として作用する、λ／４構造のいずれか一つの少なくとも一部の誘電体被膜として設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、エミッタ（emitter)ユニットとレシーバユニットを含むマイクロ波プラグコネクタであって、該エミッタユニットが、波長λを有するマイクロ波を供給するためのマイクロ波電源に接続され、該レシーバユニットが、マイクロ波を伝送するために該エミッタユニットに接続され、誘電体がエミッタユニットとレシーバユニットとの間の少なくともいくつかの領域に配置されたマイクロ波プラグコネクタに係り、より詳細には、調理室と、少なくとも一つの調理室壁によって該調理室から隔てられた技術室と、本発明による該マイクロ波プラグコネクタと、を含む調理機器に関する。

マイクロ波生成装置を含む調理機器は、例えば、未公開の欧州特許出願05026912.5号に記載されている。この特許文献によれば、調理室の外側に配置されたマイクロ波生成装置に接続可能とするために、調理室内のアクセサリ内にマイクロ波を伝送するための同軸またはストリップ（帯状の）導体を一体的に成形することができ、さらに、接続装置および／または結合装置を設けることもでき、さらに、該接続装置および／または結合装置は、電気的または磁気的に遮蔽されており、蒸気が入らないように密封されており、および／または温度が２５０℃以下までは安定が確保され、さらに、プラグコネクタを含む。しかしながら、該プラグコネクタの更なる詳細については記載されていない。

特許文献１には、誘電体層が間に挿入された船体状部分を介して高周波のエネルギを送信するための一般的にコンタクトフリー（非接触の）マイクロ波プラグコネクタが開示されている。ここでは、特定の内部導体と外部導体との間と、二つのプラグ部品間と、の両方に誘電体材料が配置された二つの同軸プラグ部品が使用されている。誘電体材料は、接続用部品の金属が塩水により腐食したり、金属に海洋生物が繁殖したりすることを防止するために使用される。公知のマイクロ波プラグコネクタのインピーダンスは、損失をできるだけ抑えながら、波長λでのマイクロ波の送信ができるように、誘電体層の厚みによって調整される。テフロン（登録商標）は、各誘電体層に好適な材料として挙げられている。さらに、特許文献１によれば、マイクロ波λ／４の効果は、例えば、特定の同軸線の二つのプラグ部品間の誘電体からλ／４の位置に並列のコンデンサを配置することによって、反射防止するために発揮され得る。

これらの公知のマイクロ波プラグコネクタの欠点は、調理室の温度および温度変化、あるいは、業務用の大きな厨房において、毎日使用されている中で、コネクタが露出されるときの機械的な負荷に耐えられるように作られていないことである。短時間であっても、３００℃を超えることもある調理室の高い温度によって、例えば、テフロン（登録商標）などの有機誘電体が破壊されることもある。例えば、冷たい液体が熱いマイクロ波のプラグコネクタに接触した結果生じ得る熱応力によって、あるいは、単に、高いエネルギの入力によって調理室が加熱された時、金属と誘電体との熱膨張が異なルことによって生じる機械的にひずみによって、最終的に、マイクロ波のプラグコネクタが破壊され得る。調理室において急速に高く変化する温度による他の問題は、熱膨張の結果としてのマイクロ波プラグコネクタにおける形状寸法関係の変化である。これによって生じる最適なλ／４の形状寸法からずれが生じた結果、インピーダンスが増加し、これによって、マイクロ波プラグコネクタを介したエネルギ送信中の損失が生じることになる。
米国特許第5,977,841号 米国特許出願公開第2005／02601411号

従って、本発明は、従来の技術水準における欠陥を克服した一般的なマイクロ波プラグコネクタを提供することを目的とする。特に、毎日の調理作業に使用される調理機器に用いることができる熱的および機械的に安定したマイクロ波プラグコネクタを提供する。更に、マイクロ波プラグコネクタはできるだけ簡素化され、できるだけ低コストで設計され、簡単な作業中での故障発生率が最小となるように設計される。また、マイクロ波プラグコネクタは、コネクタを介したマイロ波エネルギの送信による損失をできるだけ低く抑えることができる。

本発明によれば、上記課題は、エミッタユニットが、金属性λ／４構造と結合した少なくとも一つの金属導体を含み、レシーバユニットが、金属性λ／４構造と接続されている少なくとも一つの金属導体を含み、これら二つのλ／４構造が具体的には分離可能であり、または、相互接続および／または接続解除が可能であり、誘電体被膜としての誘電体が、λ／４構造が積層または結束されて接続される領域に設けられる金属基板として機能するλ／４構造の少なくとも一つを少なくとも部分的に含むことによって解決される。

本発明の一実施の態様では、誘電体被膜が金属基板に弾性的に接続されてもよい。

本発明の一実施の態様では、誘電体被膜が多孔性であってもよい。

本発明の一実施の態様では、誘電体被膜が少なくともいつくかの領域において安定化のために融解された無機化合物（mineral melt）によって封止されてもよい。

本発明の一実施の態様では、誘電体被膜がセラミック材料からなっていてもよい。

本発明の一実施の態様では、誘電体被膜が酸化アルミニウムを含んでいてもよい

本発明の一実施の態様では、誘電体被膜がλ／４構造間の中間スペースを実質完全に充填していてもよい。

本発明の一実施の態様では、誘電体被膜体がλ／４構造間の電界に影響すべく作用するようにしてもよい。

本発明の一実施の態様では、エミッタユニットが内部導体および外部導体を含む同軸線を含み、これによって、内部導体と外部導体とがそれぞれλ／４構造に接続していてもよい。金属導体として設計され、レシーバユニットが内部導体および外部導体を含む同軸線を含み、これによって、内部導体と外部導体とがそれぞれλ／４構造に接続していてもよい。金属導体として設計され、内部導体のλ／４構造および／または外部導体のλ／４構造が互いに積層または結束されて接続され、内部導体の少なくとも一つのλ／４構造の少なくともいくつかの領域において誘電体被膜体が設けられ、これによって、エミッタユニットの内部導体のλ／４構造の少なくともいくつかの領域において誘電体被膜体が設けられていてもよい。

本発明の一実施の態様では、エミッタユニットとレシーバユニットの外部導体が、電気的に相互接続され、あてもよい。いは、エミッタユニットの外部導体のλ／４構造の少なくともいくつかの領域において誘電体被膜体が設けられてもよい。

本発明の一実施の態様では、各内部導体や各外部導体や各λ／４構造がステンレス鋼、銅、または真鍮を含んでいてもよい。

本発明の一実施の態様では、エミッタユニットやレシーバユニットの少なくとも一つの誘電絶縁体が、少なくとも特定のλ／４構造の領域において、特定の外部導体から特定の内部導体を電気的に分離させてもよい。

本発明の一実施の態様では、誘電絶縁体が、好ましくは、少なくとも一つのＯ−リングシールを挿入することによって、少なくともマイクロ波電源から離間してこれに対向する誘電絶縁体の端部のエミッタユニットの同軸線を水分が入らないように封止されていてもよい。

本発明の一実施の態様では、内部導体の一つが、突起部、特に、ピン状突起部と作動接続するとともに、それに接続され得る他の内部導体が、突起部に合致する凹部を有し、これによって、好ましくは、突起部がλ／４構造であるとともに、凹部がλ／４構造であってもよい。

本発明の一実施の態様では、突起部が、凹凸固定によって対応する内部導体に接続される接触手段の一部を構成していてもよい。

本発明の一実施の態様では、誘電絶縁体が、好ましくは、少なくとも一つのＯ−リングシールが挿入された、接触手段とそれに接続された内部導体に含まれる外部導体との間に配置されていてもよい。

本発明の一実施の態様では、エミッタユニットとレシーバユニットの外部導体のλ／４構造が、互いに接続、即ち、平面的に結束されて接続されていてもよい。

本発明の一実施の態様では、調理室と、少なくとも一つの調理室壁によって調理室から隔てられて設けられる技術室と、エミッタユニットが技術室に配置され、レシーバユニットが調理室に配置された本発明によるマイクロ波プラグコネクタと、を有していてもよい。

本発明の一実施の態様では、エミッタユニットが、機械的に、あるいは、分離可能に、調理室壁に接続されてもよい。

本発明の一実施の態様では、エミッタユニットの外部導体のλ／４構造がネジを有していてもよい。

最後に、本発明の一実施の態様では、レシーバユニッが、好ましくは、調理品担体構造のための支柱である調理機器のアクセサリによって囲まれていてもよい。

このように、本発明は、マイクロ波プラグコネクタが、業務用の大きな厨房の調理機器に使用された場合でも熱的および機械的に安定しているという驚くべき調査結果に基づいて提供される。即ち、誘電体が、同軸線に取り付けられた金属基板に固着される被膜形態で付与され、λ／４構造を有する。また、同軸線は、波長λのマイクロ波を伝送するために別の（同軸）ラインと接続しているいくつかの領域においては電気的な分離をもたらすべく作用する。また、他のラインにこのような誘電体被膜を設けてもよい。

本発明による接続は、被膜が弾性的および多孔性において基板に塗布されることによって熱的に安定化したものとなる。また、接続の機械的な安定は、誘電性被膜が、セラミック材料、好ましくは、酸化アルミニウムからなることで向上し、融解した無機化合物によって封止されることにより有利となる。

調理室と、設備室とも呼ばれる技術室と、を有する調理機器に本発明によるマイクロ波プラグコネクタを使用した場合、調理室側のレシーバユニットまたは技術室側のエミッタユニットには、誘電体被膜がもたらされる。さらに、技術室側のエミッタユニットの内部導体および外部導体間には流体密封のために他の誘電体が配置され、これが、エミッタユニットの内部導体と外部導体とを互いから電気的に分離させる。

本発明によれば、レシーバユニットとエミッタユニットとは、固く保持され、かつ、分離可能なプラグの部品として設計されている。エミッタユニットの外部導体のλ／４構造の領域におけるネジ山の補助によって、プラグは、調理室の壁にきっちりとネジ止めされる。ここで、誘電体被膜の厚みがコネクタの形状寸法λ／４の相当していることに注目されたい。

本発明の更なる特徴および利点は、以下の好ましい実施の形態において、概略的な図面を参照することによってより詳細に説明される。

図１は、調理室と技術室とが調理室壁１０で隔てられた、即ち、調理室側にレシーバユニット１０１の形態でコネクタを有し、技術室側にエミッタユニット１０２の形態でコネクタを有する調理機器（図示しない）に使用される本発明によるマイクロ波プラグコネクタ１００を示す。

エミッタユニット１０２において、外部導体１２および内部導体１３と同軸のマイクロ波供給同軸線とを介して、波長λのマイクロ波がマイクロ波電源（図示しない）からマイクロ波プラグコネクタ１００へ伝導される。接触手段１４を介して、マイクロ波供給内部導体１３からλ／４構造を有する内部導体エミッタ５へマイクロ波が伝導される一方、外部導体１２は、λ／４構造を有する外部導体エミッタ５へ延びる。エミッタ導体５および９の各λ／４構造は、水密誘電体７を用いて即ちＯ−リングシール１５を両導体間に挿入することによって、互いから電気的に、空間的に、分離される。このエミッタユニット１０２は装着素子１１を用いて調理室壁１０に接続される。エミッタ外部導体９のλ／４構造は、調理室側に誘電体被膜８を有する。同様に、エミッタ内部導体５のλ／４構造は、誘電体被膜６を有する。

レシーバユニット１０１は、エミッタユニット１０２の上に接続され得る。該レシーバユニット１０１は、各々が受信用λ／４構造３および４に接続されている連続マイクロ波内部導体１および連続マイクロ波外部導体３を有する。

図２は、接続された状態のマイクロ波プラグコネクタ１００を示す。この図において、レシーバユニット１０１は、例えば、ナットを用いた凹凸ロックで、エミッタユニット１０２に固定的に接続され得る。誘電体被膜６、８および誘電絶縁体７のλ／４構造２、４、５、９の幾何学的寸法は、エミッタユニット１０２に入力されるマイクロ波が損失を最小限に抑えるべく、レシーバユニット１０１へ伝達され得るように、設計される。これは、マイクロ波の波長λに合わせて構成部品の寸法を調整することによってもたらされる。

マイクロ波の電界および磁界は、非導電性の誘電体層または誘電体被膜６、８へ透過され、従って、そのエネルギをエミッタユニット１０２のλ／４構造５、９からレシーバユニット１０１のλ／４構造２、４へ伝送する。ここから、マイクロ波エネルギは、伝導マイクロ波同軸線１、３を介して、さらに、調理室へ伝送される。未公開の欧州特許出願第05026912号に記載されているように、調理室内の同軸レシーバライン１、２が、調理品担体構造（図示なし）の支持構造としても作用することが理想的である。次に、マイクロ波エネルギは、未公開の独国特許出願第102006007734.2号に提案されているように、好ましいアンテナ構造を用いて調理室内の調理品へ伝送される。

エミッタユニット１０２のλ／４構造５、９の被膜６、８は、気相蒸着（ＣＶＤ）によって、または、（例えば、酸化アルミニウム製の）多孔性セラミックの形態のプラズマ蒸着によって、生成され得る。このような被膜技術については、例えば、特許文献２に記載されている。このように塗布された誘電体被膜６、８の注目すべき特徴は、その機械的硬度および化学的安定性が極めて高いことであり、例えば、銅、鉄、真鍮またはステンレス鋼からなるマイクロ波プラグコネクタ１００の金属部分のそれらに比べて、はるかに優れている。多孔性のセラミック層をＣＶＤやプラズマ技術によって塗膜することによって、誘電体セラミックを金属基板に接続する際に機械的に極めて安定した接続が達成されるだけでなく、弾性的特性も付与される。このような弾性的接続によって、大規模な厨房で毎日の作業がもたらす機械的な負荷にも耐えることができる。これにより、本発明によるマイクロ波プラグコネクタは、特別な予防措置を必要とせずに、プラグを頻繁に抜き差しすることができる。更に、セラミック塗膜の使用によって、高温で化学的に攻撃性のある物質を使用した場合でも、マイクロ波プラグコネクタの金属に化学的分解が発生しないため、調理機器の運用が可能となる。更にまた、調理機器の使用中は避けることができない本発明によるマイクロ波プラグコネクタを通る高熱流速において、金属基板への多孔性弾性接続によって、基板および被膜が異なる割合で加熱および冷却されるので、二つの材料の異なる熱膨張率によって生じる機械的力の一部が吸収される。従って、高い熱応力が印加されても、被膜が金属基板から剥離することはない。

本発明による他の実施の形態において、被膜は融解された無機化合物によって塗布され、多孔性セラミックの孔を充填する。これによって、誘電特性を低下させることなく、誘電体層を一層安定化させることができる。

本発明による他の実施の形態において、エミッタユニット１０２のλ／４構造５、９およびレシーバユニット１０１のλ／４構造２、４が誘電体被膜によって塗布される。あるいは、レシーバユニット１０１のλ／４構造のみが塗布されてもよい。いずれにしろ、塗布によって、本発明のマイクロ波プラグコネクタ１００の最適なλ／４構造の幾何学的寸法が大きく偏ることがないように注意されたい。

以上、明細書、請求の範囲および図面において本発明の特徴が開示されているが、本発明を実施するために、これらの特徴を単独であるいは組み合わせて用いることによって、本発明が実施され得ることが理解されよう。

非接続状態の本発明によるマイクロ波プラグコネクタのエミッタユニットおよびレシーバユニットを示す縦断面図である。 接続状態の図１のマイクロ波プラグコネクタの縦面図である。

符号の説明

１： 連続マイクロ波内部導体
２： λ／４構造、レシーバ内部導体
３： 連続マイクロ波外部導体
４： λ／４構造、レシーバ外部導体
５： λ／４構造、エミッタ内部導体
６： 内部導体の誘電体被膜
７： 誘電絶縁体
８： 外部導体の誘電体被膜
９： λ／４のエミッタ外部導体
１０： 調理室壁
１１： 装着素子
１２： マイクロ波供給外部導体
１４： マイクロ波供給内部導体
１５： 封止剤
１００： マイクロ波プラグコネクタ
１０１： 調理室側のレシーバユニット／プラグ
１０２： 技術室側のエミッタユニット／プラグ

Claims (20)

1. 調理室と、
   少なくとも一つの調理室壁（１０）によって該調理室から隔てられた技術室と、
   エミッタユニット（１０２）とレシーバユニット（１０１）とを含むマイクロ波プラグコネクタ（１００）と、
   を有する調理機器であって、
   前記エミッタユニット（１０２）は、波長λを有するマイクロ波を供給するマイクロ波電源に接続され、前記技術室に配置され、金属λ／４構造（５、９）に接続されている金属導体（１２、ｌ３）を含み、
   前記レシーバユニット（１０１）は、マイクロ波を伝送するための前記エミッタユニット（１０２）に接続され、前記調理室内に配置され、金属λ／４構造（２、４）に接続されている少なくとも一つの金属導体（１、３）を含み、二つの前記金属λ／４構造（２、４、５、９）が分離可能に互いに重ねられまたは接続され、
   誘電体（６、８）が、前記エミッタユニット（１０２）と前記レシーバユニット（１０１）との間の少なくとも一つの領域内に配置され、
   前記誘電体は、前記λ／４構造（５、９）の少なくとも一部分に、誘電体被膜（６、８）として設けられ、前記λ／４構造（２、４、５、９）を接続し重ねるまたは互いに接続することによって、前記λ／４構造（２、４、５、９）が接続する領域において、金属基板となる、
   調理機器。
2. 誘電体被膜（６、８）が前記金属基板に弾性的に接続されることを特徴とする請求項１に記載の調理機器。
3. 前記誘電体被膜（６、８）が多孔性であることを特徴とする請求項１または２に記載の調理機器。
4. 前記誘電体被膜（６、８）が少なくともいくつかの領域において安定化のために融解された無機化合物によって封止されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の調理機器。
5. 前記誘電体被膜（６、８）がセラミック材料からなることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の調理機器。
6. 前記誘電体被膜（６、８）が酸化アルミニウムを含むことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の調理機器。
7. 前記誘電体被膜（６、８）が前記λ／４構造（５、９）間の中間スペースを実質完全に充填することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の調理機器。
8. 前記誘電体被膜体（６、８）が前記λ／４構造（２、４、５、９）間の電界に影響すべく作用することを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の調理機器。
9. 前記エミッタユニット（１０２）が、内部導体（１３）と外部導体（１２）とを有する同軸線を含み、
   前記内部導体（１３）と前記外部導体（１２）とが前記λ／４構造（５、９）に接続される金属導体として設計され、
   前記レシーバユニット（１０１）が、内部導体（１）と外部導体（３）とを有する同軸線を含み、
   前記内部導体（１）と前記外部導体（３）とが前記λ／４構造（２、４）に接続される金属導体として設計され、
   前記内部導体（１、１３）のλ／４構造（２、５）および／または前記外部導体（９、１２）のλ／４構造（４、９）が互いに重ねられまたは接続され、
   前記内部導体（１、１３）の少なくとも一つの前記λ／４構造（５）の少なくともいくつかの領域に誘電体被膜体（６）が設けられ、
   好ましくは、前記エミッタユニット（１０２）の前記内部導体（１３）の前記λ／４構造（５）の少なくともいくつかの領域に誘電体被膜体（６）が設けられる
   ことを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載の調理機器。
10. 前記エミッタユニット（１０２）と前記レシーバユニット（１０１）との前記外部導体（３、１２）が、電気的に相互接続され、あるいは、前記エミッタユニット（１０２）の前記外部導体（１２）の前記λ／４構造（９）の少なくともいくつかの領域において誘電体被膜体（８）が設けられることを特徴とする請求項９に記載の調理機器。
11. 各内部導体（１、１３）や各外部導体（３、１２）や各λ／４構造（２、４、５、９）がステンレス鋼、銅、または真鍮を含むことを特徴とする請求項９または１０に記載の調理機器。
12. 前記エミッタユニット（１０２）や前記レシーバユニット（１０１）の少なくとも一つの誘電絶縁体（７）が、少なくとも特定の前記λ／４構造（５、９）の領域において、特定の前記外部導体（１２）から特定の前記内部導体（１３）を電気的に分離させることを特徴とする請求項９〜１１のいずれか一項に記載の調理機器。
13. 前記誘電絶縁体（７）が、好ましくは、少なくとも一つのＯ−リングシール（１５）を挿入することによって、少なくとも前記マイクロ波電源から離間してこれに対向する前記誘電絶縁体の端部の前記エミッタユニット（１０２）の前記同軸線に水分が入らないように封止することを特徴とする、請求項１２に記載の調理機器。
14. 前記内部導体（１３）の一つが、突起部（５）、特に、ピン状突起部と作動接続するとともに、それに接続され得る他の内部導体（１）が、前記突起部（５）に合致する凹部を有し、これによって、好ましくは、前記突起部がλ／４構造（５）であるとともに、前記凹部がλ／４構造（２）であることを特徴とする、請求項９〜１３のいずれか一項に記載の調理機器。
15. 前記突起部が、押込み／非押込み固定によって対応する内部導体に接続される接触手段の一部を構成することを特徴とする、請求項１４に記載の調理機器。
16. 前記誘電絶縁体（７）が、好ましくは、少なくとも一つのＯ−リングシール（１５）が挿入された、前記接触手段（１４）とそれに接続された前記内部導体（１３）に含まれる前記外部導体（１２）との間に配置されることを特徴とする請求項１５に記載の調理機器。
17. 前記エミッタユニット（１０２）と前記レシーバユニット（１０１）との前記外部導体（３、１２）の前記λ／４構造（４、９）が、互いに積層されて、または平面的に結束されて、接続され得ることを特徴とする、請求項９〜１６のいずれか一項に記載の調理機器。
18. 前記エミッタユニット（１０２）が、機械的に、あるいは、分離可能に、前記調理室壁（１０）に接続されることを特徴とする、請求項１〜１７のいずれか一項に記載の調理機器。
19. 前記エミッタユニット（１０２）の前記外部導体（１２）の前記λ／４構造（９）がネジを有することを特徴とする、請求項１８に記載の調理機器。
20. 前記レシーバユニット（１０１）が、好ましくは、調理品ラック用の支柱である前記調理機器のアクセサリによって囲まれることを特徴とする、請求項１〜１９のいずれか一項に記載の調理機器。

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