JP3609536B2 - microwave - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子レンジに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来の電子レンジとしては、例えば図6に示すようなものがある。同図において、11は筐体であり、筐体11には被加熱食品を格納するためのオーブン12が設けられ、その側方には、操作パネル13が形成されている。オーブン12の前面部には、被加熱食品を出し入れするための扉14が開閉自在に設けられ、扉14の周囲部には、扉14とオーブン前板15の間の隙間からの電波漏洩を防止するために、図7に示すような扉14と前板15からなるチョーク構造16が形成されている。チョーク構造16に所望の電波シール性能を持たせるため、前板15の幅はおよそ37mm必要になっている。そのため、筐体11の外形寸法体積に対するオーブン12内の有効体積の割合(以下、有効体積率と云う)は、およそ37%となっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
従来の電子レンジにおいて、チョーク構造に所望の電波シール性能を持たせるためには、チョーク構造が占めるスペースを必要な分だけ確保しなければならず、前板の幅はおよそ37mm必要になっていた。このため、オーブンの有効体積率が小さくなってしまうという問題点があった。
【0004】
本発明は、上記に鑑みてなされたもので、オーブン内の複数のマイクロ波モードの中で扉チョーク構造でシールし難いモードの励振を妨げることで、所望の電波シール性能を得るために必要なオーブン前板の幅を小さくし、オーブンの有効体積率を大きくすることができる電子レンジを提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項1記載の発明は、オーブン開口に前板を有し、扉と該前板からなるチョーク構造を備えた電子レンジにおいて、前記オーブン開口の横幅寸法と高さ寸法のそれぞれを、発振マイクロ波の自由空間波長に対して(1/2)・(n+a)(0.3≦a<1,nは自然数)倍の範囲としてなることを要旨とする。この構成により、オーブン内に励振されるマイクロ波モードの一周期の幅は、オーブンのサイズにより規定され、このマイクロ波モードの一周期の幅が発振マイクロ波の自由空間波長λに近付くほど扉チョーク構造の電波シール性能が劣化する。オーブン開口の横幅と高さを上式以外の範囲の寸法とすることで、一周期の幅が発振マイクロ波の自由空間波長λに近いマイクロ波モードの励振が妨げられて扉チョーク構造の電波シール性能が向上する。この結果、所望の電波シール性能を得るために必要なオーブン前板の幅を小さくすることができて、オーブンの有効体積率を大きくすることが可能となる。
【0006】
請求項2記載の発明は、上記請求項1記載の電子レンジにおいて、前記横幅寸法と高さ寸法のそれぞれを、発振マイクロ波の自由空間波長λに対して(1/2)・(n+0.5±0.2)倍としてなることを要旨とする。この構成により、オーブン開口の横幅寸法と高さ寸法のそれぞれは、請求項1記載の発明で規定される範囲であって、かつ上式で規定される範囲内とすることで、オーブン内に被加熱食品等のマイクロ波モードを乱す因子が存在する場合であっても、扉チョーク構造でシールし難い一周期の幅を持つマイクロ波モードの励振を妨げることが可能となる。
【0007】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【0008】
図1乃至図4は、本発明の第1の実施の形態を示す図である。図1は、電子レンジ及びオーブン内のマイクロ波モードの一例を模式的に示している。図1の(a),(b)において、1は筐体、2はオーブン、3は操作パネル、5はオーブン前板である。
【0009】
このような構成の電子レンジにおいて、オーブン2内では、複数のマイクロ波モードが励振され、直方体共振器の理論から、マイクロ波のモードは三次元的な定在波であり、次式の共振条件を満たすような定在波が存在する。
【0010】
【数1】
(1/λ)2 =(m/2W)2 +(l/2T)2 +(p/2D)2 …(1)
W:直方体共振器(オーブン)の横幅(m)
T:直方体共振器(オーブン)の高さ(m)
D:直方体共振器(オーブン)の奥行き(m)
λ:発振マイクロ波の自由空間波長
m:定在波の横幅方向の腹の数(整数)
l:定在波の高さ方向の腹の数(整数)
p:定在波の奥行き方向の腹の数(整数)
直方体共振器の理論から、オーブン2内のマイクロ波モードの一周期の幅Sは、横幅方向について言えば、
S=2W/n (nは整数) …(2)
となる。高さ方向及び奥行き方向についても同様である。図1(c)は、横幅方向に5次のモード(n=5)の電界の空間分布を示している。5次のモードの電界の空間分布は、オーブン横幅寸法Wを5等分した幅ごとに節をとる。以上より、直方体共振器の理論から、各モードの横幅方向、高さ方向及び奥行き方向のそれぞれの定在波の一周期の幅Sは、オーブン2のサイズによって決定される。これを逆に表現すれば、オーブン2のサイズによってオーブン2内のマイクロ波モードの一周期の幅Sを制限できる。
【0011】
図2は、オーブン2の横幅、高さ又は奥行きの一辺の寸法がLのときに発生し得る全てのモードの一周期の幅Sを示している。直方体共振器の理論より、モードの一周期の幅Sは、発振マイクロ波の自由空間波長λより短くなり得ず、理論上の一周期の幅Sの最小値はλである。オーブン2の一辺の寸法がLのときのモードの最高次数Nは、N=(2L/λの整数部分)であり、この最高次数Nのモードのとき、一周期の幅Sが最小値となる。図2から、例えばオーブン2の一辺の寸法が220mmの場合、その辺には3次以下のモードが励振される可能性があり、3次のモードの一周期の幅Sはおよそ147mmとなる。
【0012】
いま、コンピュータシュミュレーションによって、オーブン2内のマイクロ波モードの一周期の幅Sの、扉と前板5からなるチョーク構造の電波シール性能への影響を調べたところ、密接な相関関係が明らかになった。図3は、このコンピュータシュミュレーション実験による、モードの一周期の幅Sがチョーク構造の電波シール性能に与える影響を示している。同実験の発振マイクロ波の周波数は2.5GHzで、その自由空間波長λは120mmである。漏洩電波量相対値はλ=120mmのときを1としている。図3の結果から、モードの一周期の幅Sが長くなるほど、チョーク構造の電波シール性能がよくなっていることがわかる。また、モードの一周期の幅Sが、発振マイクロ波の自由空間波長λ程度まで短くなるにつれて漏洩電波量が急激に増大し、チョーク構造の電波シール性能が劣化している。この理由としては、チョーク構造は、それ自体一つの共振構造であり、チョーク構造の共振特性を利用することで電波シール性能を有しているのであるが、モードの一周期の幅Sが発振マイクロ波の自由空間波長λにほぼ等しくなるモードに対しては、チョーク構造の共振条件が電波シール特性において全通過の共振点となり、電波シール性能を劣化させているためである。オーブン2内の各モードの中で、この一周期の幅Sが発振マイクロ波の自由空間波長λに等しくなるマイクロ波モードの漏洩が最も大きい。
【0013】
そこで、本実施の形態では、このチョーク構造の電波シール性能の劣化の主因となる、一周期の幅Sが発振マイクロ波の自由空間波長λにほぼ等しくなるモードの励振を妨げることで、チョーク構造の電波シール性能の向上を図り、前板5の幅を小さくしてオーブン2の有効体積率を大きくするようにしている。図4は、上記図2及び図3の結果から、オーブン2の一辺の寸法をL=(λ/2)・(n+a)と表したときの変数aに対するチョーク構造の電波シール性能を漏洩電波量で示している。前述のように、マイクロ波モードの一周期の幅Sは、オーブン2のサイズによって規定される。チョーク構造の電波シール性能を向上させるためには、モードの一周期の幅Sが、発振マイクロ波の自由空間波長λに近付くほど短くならないようにし、できる限りモードの一周期の幅Sを大きくすることが肝心である。そのためには、図4から、オーブン開口の横幅寸法Wと高さ寸法Tのそれぞれを、発振マイクロ波の自由空間波長λに対して(1/2)・(n+a)(0≦a<0.3,nは自然数)倍以外の範囲とすることで、マイクロ波モードの一周期の幅Sがおよそ128mm以上となり、漏洩電波量はS=120mm(発振マイクロ波の自由空間波長λに略等しい)のときに比べて、およそ半減できる。実際には、オーブン2内には、壁面の凹凸、焼き網、被加熱食品等のマイクロ波モードを乱す因子が存在するために、オーブン2内のモードが影響を受けて、オーブン開口の横幅寸法Wと高さ寸法Tのそれぞれが、発振マイクロ波の自由空間波長λに対して(1/2)・(n+a)(0.7<a<1,nは自然数)倍となる範囲については、1つ以上の適次数のモードが励振される可能性があるため、選択範囲としては、オーブン開口の横幅寸法Wと高さ寸法Tのそれぞれを、発振マイクロ波の自由空間波長λに対して(1/2)・(n+0.5±0.2)倍とするのが好ましい。
【0014】
以上のことから、オーブン2のサイズを上記の適した範囲に制限することで、チョーク構造でシールし難いモードの発生を妨げてチョーク構造の電波シール性能を向上させることができ、その結果、所望の電波シール性能を得るために必要な前板5の幅を、従来よりも小さい30mm以下にすることができ、オーブン2の有効体積率を大きくすることができる。これを具体例で示すと、電子レンジの外形寸法が、W=470mm,T=380mm,D=290mm(51.8 liter)のとき、従来の前板幅37mmのときにオーブンサイズは、W=310mm,T=187mm,D=310mm(17.8 liter)で、有効体積率はおよそ35%である。これに対し、本実施の形態では、前板幅28mmとすることで、オーブンサイズは、W=328mm,T=205mm,D=310mm(20.8 liter)となり、有効体積率はおよそ40%にまで向上する。
【0015】
図5には、本発明の第2の実施の形態を示す。本実施の形態は、チョーク構造の電波シール性能を一層向上させるために、図5の(a),(b)に示すように、上記第1の実施の形態の構成に加えて、前板5と導通した筐体カバー又は独立した金属片からなる突き出し片7を前板5の面から前方へ全周にわたって突き出した構造としたものである。突き出し片7の突き出し長さは、5mm以上13mm以下程度とするのがよい。図5(c)に示すように、操作パネル3の辺にも、突き出し片7に相当する、前板5と導通した導体片8を設置する。
【0016】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1記載の発明によれば、オーブン開口の横幅寸法と高さ寸法のそれぞれを、発振マイクロ波の自由空間波長λに対して(1/2)・(n+a)(0.3≦a<1,nは自然数)倍の範囲としたため、オーブン内に扉チョーク構造でシールし難い一周期の幅を持つマイクロ波モードの励振が妨げられて扉チョーク構造の電波シール性能を向上させることができる。この結果、所望の電波シール性能を得るために必要なオーブン前板の幅を小さくすることができて、オーブンの有効体積率を大きくすることができる。
【0017】
請求項2記載の発明によれば、前記横幅寸法と高さ寸法のそれぞれを、発振マイクロ波の自由空間波長λに対して(1/2)・(n+0.5±0.2)倍としたため、オーブン内の被加熱食品等のマイクロ波モードを乱す因子が存在する場合であっても、扉チョーク構造でシールし難い一周期の幅を持つマイクロ波モードの励振を妨げることができ、扉チョーク構造の電波シール性能を確実に向上させることができる。この結果、上記と同様に、所望の電波シール性能を得るために必要なオーブン前板の幅を小さくすることができて、オーブンの有効体積率を大きくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る電子レンジの第1の実施の形態の構成及びオーブン内のマイクロ波モードの一例を示す図である。
【図2】上記第1の実施の形態においてオーブンの一辺の寸法と励振されるマイクロ波モードの一周期の幅との関係を示す図である。
【図3】上記第1の実施の形態においてマイクロ波モードの一周期の幅とチョーク構造からの漏洩電波量との関係を示す図である。
【図4】上記第1の実施の形態においてオーブンの一辺の寸法とチョーク構造からの漏洩電波量との関係を示す図である。
【図5】本発明の第2の実施の形態の構成図である。
【図6】従来の電子レンジの扉開放時の外観図である。
【図7】上記従来の電子レンジにおける扉チョーク構造を図6のA−A′断面で示す図である。
【符号の説明】
2 オーブン
5 オーブン前板[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a microwave oven.
[0002]
[Prior art]
An example of a conventional microwave oven is shown in FIG. In the figure, reference numeral 11 denotes a casing. The casing 11 is provided with an
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional microwave oven, in order to give the choke structure the desired radio wave sealing performance, it is necessary to secure a necessary space for the choke structure, and the width of the front plate is approximately 37 mm. . For this reason, there existed a problem that the effective volume ratio of oven became small.
[0004]
The present invention has been made in view of the above, and is necessary for obtaining desired radio wave sealing performance by preventing excitation of a mode that is difficult to seal with a door choke structure among a plurality of microwave modes in an oven. An object of the present invention is to provide a microwave oven that can reduce the width of the front plate of the oven and increase the effective volume ratio of the oven.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to
[0006]
According to a second aspect of the present invention, in the microwave oven according to the first aspect, each of the width dimension and the height dimension is set to (1/2) · (n + 0.5) with respect to the free space wavelength λ of the oscillation microwave. The gist is that it becomes ± 0.2) times. With this configuration, each of the width dimension and the height dimension of the oven opening is within the range defined by the invention according to
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0008]
1 to 4 are diagrams showing a first embodiment of the present invention. FIG. 1 schematically shows an example of a microwave mode in a microwave oven and an oven. In FIGS. 1A and 1B, 1 is a housing, 2 is an oven, 3 is an operation panel, and 5 is an oven front plate.
[0009]
In the microwave oven having such a configuration, a plurality of microwave modes are excited in the
[0010]
[Expression 1]
(1 / λ) 2 = (m / 2W) 2 + (l / 2T) 2 + (p / 2D) 2 (1)
W: width of rectangular parallelepiped resonator (oven) (m)
T: Height of rectangular parallelepiped resonator (oven) (m)
D: Depth (m) of rectangular parallelepiped resonator (oven)
λ: free space wavelength of the oscillating microwave m: number of antinodes in the width direction of the standing wave (integer)
l: Number of antinodes in the height direction of standing wave (integer)
p: number of antinodes in the depth direction of standing wave (integer)
From the theory of a rectangular parallelepiped resonator, the width S of one period of the microwave mode in the
S = 2W / n (n is an integer) (2)
It becomes. The same applies to the height direction and the depth direction. FIG. 1C shows the spatial distribution of the electric field of the fifth order mode (n = 5) in the lateral width direction. The spatial distribution of the electric field in the fifth mode takes a knot for each width obtained by dividing the oven width dimension W into five equal parts. From the above, from the theory of a rectangular parallelepiped resonator, the width S of one period of each standing wave in each of the width direction, height direction and depth direction of each mode is determined by the size of the
[0011]
FIG. 2 shows the width S of one period of all modes that can occur when the dimension of one side of the
[0012]
Now, by computer simulation, the influence of the width S of one period of the microwave mode in the
[0013]
Therefore, in the present embodiment, the choke structure is prevented by exciting the mode in which the width S of one period is substantially equal to the free space wavelength λ of the oscillation microwave, which is the main cause of the deterioration of the radio wave sealing performance of the choke structure. Therefore, the width of the
[0014]
From the above, by limiting the size of the
[0015]
FIG. 5 shows a second embodiment of the present invention. In the present embodiment, in order to further improve the radio wave sealing performance of the choke structure, as shown in FIGS. 5A and 5B, in addition to the configuration of the first embodiment, the
[0016]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, each of the horizontal width dimension and the height dimension of the oven opening is set to (1/2) · (n + a) (with respect to the free space wavelength λ of the oscillation microwave. 0.3 ≦ a <1, where n is a natural number) times the range , so that the microwave mode excitation with the width of one cycle that is difficult to seal with the door choke structure in the oven is hindered, and the radio wave sealing performance of the door choke structure Can be improved. As a result, the width of the oven front plate necessary for obtaining the desired radio wave sealing performance can be reduced, and the effective volume ratio of the oven can be increased.
[0017]
According to the second aspect of the invention, each of the width dimension and the height dimension is (1/2) · (n + 0.5 ± 0.2) times the free space wavelength λ of the oscillation microwave. Even if there is a factor that disturbs the microwave mode such as food to be heated in the oven, the door choke can prevent the excitation of the microwave mode with a width of one cycle that is difficult to seal with the door choke structure. The radio wave sealing performance of the structure can be improved reliably. As a result, similar to the above, the width of the oven front plate necessary for obtaining the desired radio wave sealing performance can be reduced, and the effective volume ratio of the oven can be increased.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an example of a configuration of a microwave oven according to a first embodiment of the present invention and a microwave mode in an oven.
FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the dimension of one side of the oven and the width of one period of the excited microwave mode in the first embodiment.
FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the width of one period of the microwave mode and the amount of leaked radio waves from the choke structure in the first embodiment.
FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the dimension of one side of the oven and the amount of leaked radio waves from the choke structure in the first embodiment.
FIG. 5 is a configuration diagram of a second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is an external view of a conventional microwave oven when the door is opened.
7 is a cross-sectional view of the door choke structure in the conventional microwave oven, taken along the line AA ′ of FIG.
[Explanation of symbols]
2
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