JP3925342B2 - 電磁波遮蔽装置および電子レンジ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、閉空間の境界で電磁波の出入を防ぐ電磁波遮蔽装置に関するものであり、また加熱室とドアの間から外部に漏れようとする電磁波を遮蔽するために電磁波遮蔽装置を電子レンジに適用したものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の電子レンジの加熱室とドアの間に設けられた電磁波遮蔽装置について説明する。
【０００３】
まず第１の方法として、金属接触方式が挙げられる。加熱室とドアの対向面のいずれか一方に弾性を有する金属からなる遮蔽部材を配し、電気的に接触させることで電磁波を遮蔽するものである。しかしこの方法は、加熱室とドアの間にたとえば布巾などの絶縁体を挟んだ場合に電気的な接触が無くなるので遮蔽性能が悪くなる欠点があった。
【０００４】
次に第２の方法として、加熱室とドアの間に若干の隙間があっても遮蔽性能を確保できるように考えられた電磁波減衰溝を遮蔽部材として用いる方法がある。この方法は分布定数回路で良く用いられるλ／４インピーダンス反転の考え方に基づくものである。
【０００５】
以下に図を用いて説明する。図１０は電子レンジ全体の図、図１１は図１０の加熱室１とドア２に関するＡ−Ａから見た断面図である。電子レンジ内部の電磁波は加熱室１とドア２の隙間３を通って図の右側から左側（ｚ方向）へと伝搬しようとするが、ドア２には導体４を折り曲げて構成した電磁波減衰溝５を有し、電磁波減衰溝５の深さＬを使用周波数における波長λの１／４（＝約３０ｍｍ）にすることで電磁波減衰溝５の中をみたインピーダンスＺｉｎを無限大にしてｚ方向への電磁波を減衰させるというものである。これは例えば特開昭５９−３７６９２号公報の従来の技術として記載されている。ただし電磁波はｚ方向を向いているとは限らず、ｘ、ｙ、ｚの方向成分からなる合成ベクトルと考えた時のｚ方向成分のみを電磁波減衰溝５で減衰させると考えてよい。
【０００６】
もしｚ成分を完全に０にできれば、ｘ成分やｙ成分が大きくても小さくても関係無いが、ｚ成分を０にするのが難しい場合は注意を要する。隙間３は加熱室１本体とドア２とでｘ―ｚ平面を形成することになり、ｙ成分は隙間３のギャップＧが波長に対して極端に狭いので無視できるが、ｘ成分については加熱室内の寸法がある程度大きいので考慮しなければならない。ｚ成分がわずかであっても、ｘ成分が大きくなり、合成ベクトルとしての漏洩量が大きくなる可能性があるためである。
【０００７】
よってｘ成分を減衰させるために以下の構成を用いることがある。図１２は図１１の電磁波減衰溝５をＢ方向から見た図であり、ｘ成分を減衰させるために幅ｓで深さＬのスリット６を切っている。このため、幅ａの切片７がピッチＰで配列された周期構造となり、ａ、Ｐ、ｓを適切に選定することで遅波回路を構成でき、ｘ方向に対する電磁波の伝搬を遮断することができる。さてこのｘ方向の構成は電磁波減衰溝５の形状にはあまり影響しないので、結局、電磁波遮蔽装置としての断面形状は図１１に示すＬ×ｂの部分である。ｂは減衰溝５を形成する導体４間の距離であり、電界集中によるスパークなどの防止のため絶縁距離として７〜１５ｍｍ程度（概ね１０ｍｍ）に選ぶことが多い。よって平均的には断面形状Ｌ×ｂ＝３０ｍｍ×１０ｍｍ（即ち、λ／４×λ／１２）程度となる。
【０００８】
次に第３の方法として、電磁波減衰溝を浅くする方法（λ／４未満でインピーダンスを反転する方法）がある。これは、前述の特開昭５９−３７６９２号公報に発明として示されたもので、溝の深さをλ／４よりも浅くするために、電磁波減衰溝の開口部側の特性インピーダンスと短絡部側の特性インピーダンスを異ならせる構成を示している。図１３、図１４は電磁波減衰溝５の幅ｂ１、ｂ２を異ならせることで特性インピーダンスを変化させた構成である。電磁波減衰溝５の深さ方向のほぼ中央部で開口部８側と短絡部９側とを区分するもので、開口部８側の深さをＬ１、短絡部９側の深さをＬ２とするとＬ１＋Ｌ２≒２０［ｍｍ］程度でλ／４よりも浅くすることができる。またｂ１は従来の第１の方法と同様に７〜１５ｍｍ程度（概ね１０ｍｍ）に選び、ｂ２≒２×ｂ１と選ぶことが多い。
【０００９】
よって平均的には断面形状（Ｌ１＋Ｌ２）×ｂ２＝２０ｍｍ×２０ｍｍ（即ち、λ／６×λ／６）程度となる。この場合、スリット１０を構成しているが、スリット１０自体の長さおよびスリット１０で区切られた導体片１１の長さＬ３＋Ｌ４＋Ｌ５がλ／４程度（２５〜２８ｍｍ）となっている。また図１３、図１４の場合は導体片１１を電磁波減衰溝５の内側に向かってニ回ほぼ直角に曲げているが、特開平８−２１９４６９号公報によれば図１５のように先端部１２側の曲げ角度θを浅くすることで、遮蔽性能が調整できることが示されている。また特開平４−１０３８７号公報には、図１６のように曲げる部分に長孔１３を設けることで曲げやすくした構成が示されている。
【００１０】
次に第４の方法として、電磁波減衰溝５の壁面に構成された導体片を一回しか曲げない方法がある。これは特開昭６２−２６８０８８号公報によれば図１７のように示され、特開平６−２４１４７０号公報によれば図１８のように示されている。これは前述の第３の方法（図１３参照）で示した開口部８側の深さＬ１に相当する部分を縮めて、最終的に導体片の板厚ｔにまで縮めた場合に相当すると考えられる。ただし図１８の場合は、導体１４ａに導体１４ｂをスポットすることで電磁波減衰溝５を構成しており、導体１４ｂにより導体片１１を形成している。
【００１１】
次に第５の方法として、遮蔽部材として電磁波吸収体を用いる方法がある。これは実開平２−４２３９４号公報によれば、図１９のように示され、電磁波減衰溝の開口部を電磁波吸収体１５で覆った構成である。
【００１２】
以上、電子レンジの電磁波遮蔽装置について説明したが、電子レンジ以外にも、最近ではマイクロ波の領域を通信に用いる場合が出てきている。特にブルートゥースやＩＥＥＥ８０２．１１ｂなどの規格は電子レンジと同じ２４５０ＭＨｚを用いている。あるいはマイクロ波の透過や反射を利用したセンサも開発されている。このような環境においては、互いに干渉したりノイズになる可能性があり、電磁波を遮蔽する技術が重要になってくると考えられる。特に電子レンジは通信機器と比べるとはるかに大きな電力（１ｋＷオーダー）を扱うので、通信機器に影響を与えないためには、より高性能な遮蔽性能が必要となるであろう。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
たとえば電子レンジのドアの場合、電磁波の遮蔽性能を上げるためには、従来の電磁波遮蔽装置を多段に構成する方法が考えられる。しかし多段にすると形状が少なくとも２倍程度に大きくなるとか、構成が複雑になり作りにくくなるなどの課題が生じる。
【００１４】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、簡単でコンパクトな構成で電磁波の遮蔽性能を向上させた電磁波遮蔽装置と、電磁波遮蔽装置を用いた電子レンジを提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
前記従来の課題を解決するために、本発明の電磁波遮蔽装置は、電磁波の出入りを防ぐために閉空間の境界に少なくとも２種類の遮蔽部を有し、第１の遮蔽部は波長の１／４に満たない長さの導体片を有し、第２の遮蔽部は電磁波減衰溝を有し、前記導体片と前記電磁波減衰溝をオーバーラップさせずに交互に配置する構成としている。
【００１６】
これによって、第１の遮蔽部の性能と第２の遮蔽部の性能の組合せから推測される性能からは想像もつかない、遥かに遮蔽性能の良い電磁波の遮蔽を実現することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載の発明の電磁波遮蔽装置は、電磁波の出入りを防ぐために閉空間の境界に少なくとも２種類の遮蔽部を有し、第１の遮蔽部は波長の１／４に満たない長さの導体片を有し、第２の遮蔽部は電磁波減衰溝を有し、前記導体片と前記電磁波減衰溝をオーバーラップさせずに交互に配置する構成としている。これによって、第１の遮蔽部の性能と第２の遮蔽部の性能の組合せから推測される性能からは想像もつかない、遥かに遮蔽性能の良い電磁波の遮蔽を実現することができる。
【００１８】
特に請求項２に記載の電磁波遮蔽装置は、電磁波減衰溝は導体壁面から終端に延びる第２の導体片を折り曲げて形成し、導体片は導体壁面のうち第２の導体片に対向しない部位を切り起こして形成する構成としている。これによって、高性能の電磁波遮蔽装置を一枚の金属板で簡単に構成することができる。
【００１９】
また、請求項３に記載の電磁波遮蔽装置は、第２の導体片は、波長の１／４程度の長さとしている。これによって容易に電磁波減衰溝を実現できる。
【００２０】
また、請求項４に記載の電磁波遮蔽装置は、第２の導体片は、電磁波減衰溝の内側に向かって少なくとも一回折り曲げることで、前記電磁波減衰溝の底部と平行な部分を有する構成としている。この構成により遮蔽性能を維持しつつ電磁波減衰溝の深さを浅くすることができ、電磁波遮蔽装置を小型化することができる。
【００２１】
また、請求項５に記載の電磁波遮蔽装置は、第２の導体片は、電磁波減衰溝の内側に向かってニ回折り曲げる構成としている。この構成により、遮蔽性能を維持しつつさらに一回折り曲げる時と比べて電磁波減衰溝の深さを浅くすることができ、電磁波遮蔽装置を極めて小型化することができる。この場合、電磁波減衰溝の深さと幅を同程度の寸法にできるので、最も小さくできる可能性が高い。
【００２２】
さらに、請求項６に記載の電子レンジは、加熱室とドアとで閉空間を構成し、前記閉空間内の食品を加熱する電磁波が外部に漏れるのを防ぐために、前記加熱室と前記ドアとの少なくとも一方に請求項１ないし５のいずれか１項に記載の電磁波遮蔽装置を有する構成としている。これによって電磁波の遮蔽性能が格段に向上し、かつ従来の遮蔽部を二段に組み合わせたものよりも小型なサイズで済むので、加熱室やドアをさほど大きくすること無く、加熱室とドアの隙間から外部へ漏洩しようとする電磁波をより一層遮蔽することができる。
【００２３】
【実施例】
以下本発明の実施例について、図面を参照しながら説明する。
【００２４】
（実施例１）
図１〜図７は、本発明の第１の実施例における電磁波遮蔽装置および電子レンジについて説明するものである。
【００２５】
まず、図１から図４を用いて本実施例の構成について説明する。電子レンジの概観は従来と同じ図１０であるとする。図１は図１０の加熱室１とドア２に関してＡ−Ａから見た断面図、図２は主要部の斜視図、図３は図１とは別の位置で切った断面図、図４は導体片に向かって見た構成図である。
【００２６】
電子レンジは、ドア２の開閉により食品を出し入れできる加熱室１と、加熱室１内に電磁波（本実施例では２４５０ＭＨｚのマイクロ波。波長λは約１２０ｍｍ）を供給して食品を加熱するための電源やマグネトロンや導波管からなる電磁波供給手段１６（図１０参照）を有している。
【００２７】
一方ドア２は、金属板からなるドア本体１７の周囲には、ドア本体１７の導体壁面１９より切り起こした導体片１８を有し、導体壁面１９には導体片１８を切り起こすために生じた抜き孔２０が形成されている。導体片１８と抜き孔２０は導体壁面１９により図中のｘ方向に周期的に配列されており、この周期構造全体として第１の遮蔽部２１を構成している。
【００２８】
導体片１８については、マイクロ波の伝搬方向（ｚ）である加熱室内から外部に向けて、まず導体片１８と加熱室１側の対向面２２が平行な部分の距離ｂ６≒８ｍｍ（≒λ／１５）、ついで対向面２２と垂直な部分の距離Ｌ６≒８ｍｍ（≒λ／１５）とを合わせて、導体片１８の長さは１６ｍｍ（≒λ／８）としている。一方マイクロ波の伝搬と直交する方向（ｘ）に関しては、導体片１８の幅ａ６≒１０ｍｍ（≒λ／１２）、導体片間の隙間の距離ｓ６≒２０ｍｍ（≒λ／６）、より周期Ｐ６≒３０ｍｍ（≒λ／４）としている。ちなみに２３は誘電体からなるカバーであり、各導体片１８間などの隙間を覆うためのものである。カバー２３を配しても対向面２２側に出っ張らないようにドア本体１７と導体片１８の間に段２４を設けている。
【００２９】
また抜き孔２０については、少なくとも導体片１８以上の大きさにはなるが、本実施例ではできるだけ導体片１８と同等の大きさになるようにした。図４には導体片１８に向かって見た時の断面を示すが、抜き孔２０の長さＬ７≒ｂ６＋Ｌ６≒１６ｍｍ（≒λ／８）、幅ｃ７≒ａ６≒１０ｍｍ（≒λ／１２）、抜き孔２０間の距離ｓ７≒ｓ６≒２０ｍｍ（≒λ／６）、周期Ｐ７≒Ｐ６≒３０ｍｍ（≒λ／４）である。
【００３０】
また導体壁面１９は、従来の電磁波遮蔽装置（図１３、１４）に用いられていた遮蔽部を一体化した構成である。第２の遮蔽部２５は、第２の導体片２６を図中のｘ方向に周期的に配列したもので、これにより電磁波減衰溝２７を形成している。また抜き孔２０を有することで、導体片１８や第２の導体片２６を１枚の金属板のみで構成できるものである。
【００３１】
このとき、従来と同様に電磁波減衰溝２７の内部を見たインピーダンスは無限大であり、インピーダンス無限大の位置近傍にインピーダンスの異なる導体片１８が存在していることになる。
【００３２】
電磁波の伝搬方向ｚに平行な断面において、導体片１８を含む断面（図１）は抜き孔２０を通るが、導体片１８間の隙間にある第２の導体片２６を含む断面（図３）は抜き孔２０を通らない。よって電磁波の伝搬方向に垂直な方向（ｘ方向）に関して、第２の導体片２６による電磁波減衰溝２７が周期的に存在していると考えることもできる。さらに本実施例は、導体片１８の周期構造からなる第１の遮蔽部２１と、第２の導体片２６による電磁波減衰溝２７の周期構造を備えた第２の遮蔽部２５が極めて近傍に存在することで遮蔽効果を発揮する構成とも考えられる。本実施例では、第１の遮蔽部２１と第２の遮蔽部２５とを合わせて、電磁波遮蔽装置２８を構成している。
【００３３】
次に動作について説明する。電子レンジは使用者が食品を出し入れしやすいようにするために、ドア２を簡単に開けられる構成としている。このため加熱室１とドア２の対向面の間にはわずかながら隙間３があり、加熱室内の電磁波が外部に伝搬する可能性がある。隙間３の形状は、ｙ方向には狭く、ｘ、ｚ方向には広いので、電磁波をｘ、ｙ、ｚ方向への合成ベクトルと考えると、ｘ方向成分とｚ方向成分が大きくなりｙ方向成分は無視できる。よって外部への電磁波を遮蔽するためには、ｚ方向成分とｘ方向成分を遮蔽しなければならない。ただしｚ方向成分を完全に０にできれば外部には伝搬しないことになり、その場合はｘ方向成分を気にしなくても良いと考えられる。
【００３４】
本実施例では、ｚ方向成分に関しては、長さｂ６＋Ｌ６の導体片１８と、第２の導体片２６による電磁波減衰溝２７とにより、２重に遮蔽している。またｘ方向成分に関しても、幅ａ６の導体片１８をピッチＰ６で配列した周期構造と、第２の導体片２６をピッチＰ６で配列した周期構造とにより、２重に遮蔽していることになる。
【００３５】
実際の遮蔽性能については、図５から図７に示した試作品の断面構成図を用いながら、実験結果について記載する。ほぼ直方体の加熱室２９の開口面に対向するようにＬ字状の遮蔽装置取付板３０、３１を配置している。加熱室２９と遮蔽装置取付板３０、３１の間には厚み２ｍｍでコ字状のスペーサ３２を上面が開口となる向きで介在させている。よってギャップＧ１は２ｍｍとなる。また加熱室２９、遮蔽装置取付板３０、３１、スペーサ３２ともにステンレスで構成することで、加熱室２９から外部へ伝搬しようとする電磁波は図５の矢印３３のように上向きにのみ伝搬する構成である。ちなみに加熱室２９の上側の壁面と遮蔽装置取付板３０が平行となる部位の距離ｋは、１０ｍｍ（≒λ／１２）程度以下としている。
【００３６】
さらに加熱室２９内に電磁波を供給するのは天面からとしている。図５は電磁波遮蔽装置が無い状態、図６は遮蔽装置取付板３０上に図１３、図１４に示した従来の電磁波遮蔽装置３４を配置したもの、図７は本実施例の電磁波遮蔽装置２８を配置したものである。図７の場合には導体片と抜き孔を形成する必要があるので、遮蔽装置取付板３１を３０とは少し変更して一体化している。それぞれの場合に外部に伝搬するマイクロ波を電力密度（ｍＷ／ｃｍ２）として測定して相対比較すると以下のようになる。図５では１３、図６では２．５、図７では０．０１以下である。即ち、本実施例の図７の構成は、図６の従来の構成よりも１／２５０以下の伝搬量しかない、即ち遮蔽性能が２５０倍以上高いという効果がある。また遮蔽部の無い図５の構成を基準として考えると、図７の構成は１／１３００以下にまで抑えることができる。
【００３７】
参考までに、遮蔽部の無い図５の構成を基準として考えると、第２の遮蔽部だけを用いた従来構成（図６）では、１３を２．５に引き下げるのだから１／５．２に引き下げる遮蔽効果がある。一方、図７から第２の遮蔽部２５を無くして第１の遮蔽部２１のみにした場合の測定値は２．２で、第１の遮蔽部２５単独の効果は、１３を２．２に引き下げるのだから１／５．９に引き下げる遮蔽効果となる。単純計算では第１の遮蔽部２１と第２の遮蔽部２５を組み合わせると、１／５．９×１／５．２≒１／３０．６８になると推測できる。
【００３８】
しかし、実際は上述の通り、１／１３００以下にまで下げることができるのである。このことは、第１の遮蔽部２１の近傍に第２の遮蔽部２５を構成することは、単純に組み合わせた以上の新たな遮蔽効果があることを示している。これは従来技術からは到底推測できないことである。
【００３９】
以上、本実施例の電磁波遮蔽装置２８は、電磁波の出入りを防ぐために加熱室１とドア２からなる閉空間のドア２側の境界に第１の遮蔽部２１と第２の遮蔽部２５を有し、第１の遮蔽部は波長の１／４に満たない長さの導体片１８からなる構成としている。これによって、電磁波の遮蔽性能が格段に向上し、かつ従来の遮蔽部を二段に組み合わせたものよりも小型なサイズで済む。サイズに関しては、第１の遮蔽部２１は波長の１／４に満たない長さの導体片１８なのでλ／４未満×板材の厚み程度の形状であり、λ／４未満≒３０ｍｍ未満で板材の厚み１ｍｍ以下となり、断面積は３０ｍｍ未満×１ｍｍ以下となる。
【００４０】
一方従来の遮蔽部の電磁波減衰溝の断面積は図１１のようにλ／４×λ／１２＝３０ｍｍ×１０ｍｍとか図１３のようにλ／６×λ／６＝２０ｍｍ×２０ｍｍとなるので、本発明の構成の方があきらかに断面積を小さくできる効果が有る。特に本実施例の電磁波遮蔽装置２８は、第２の遮蔽部２５は電磁波減衰溝２７の入口から見てインピーダンス無限大としたので、庫内からインピーダンス無限大の方向には電磁波が伝搬しにくいので、第１の遮蔽部２１による導体片１８での遮蔽と、第２の遮蔽部２５によるインピーダンス無限大での遮蔽とを合わせることで遮蔽性能を向上することができる。
【００４１】
また、本実施例の電磁波遮蔽装置２８は、第２の遮蔽部２５のインピーダンス無限大の位置近傍にインピーダンスの異なる第１の遮蔽部２１を周期的に配置する構成である。これによって、第２の遮蔽部２５だけの時よりも電磁波の遮蔽性能が格段に向上する。
【００４２】
特に第２の遮蔽部２５の性能と第１の遮蔽部２１の性能との組合せから推測される性能からは想像もつかない、遥かに遮蔽性能の良い電磁波の遮蔽を実現することができる。特に、本実施例の電磁波遮蔽装置２８は、第１の遮蔽部２１は波長の１／４に満たない長さの導体片１８からなる構成なので、電磁波の遮蔽性能が格段に向上し、かつ従来の遮蔽部を二段に組み合わせたものよりも小型なサイズで済む。
【００４３】
また、本実施例の電磁波遮蔽装置２８は、第２の遮蔽部２５が電磁波減衰溝２７を有する構成なので、容易に電磁波減衰溝２７の入口から溝内部を見たインピーダンスを無限大にすることができ、電磁波の伝搬を妨げることができる。
【００４４】
また、本実施例の電磁波遮蔽装置２８は、電磁波減衰溝２７を形成する一つの壁面に、波長の１／４程度の長さの第２の導体片２６を有する構成としている。よって第２の導体片２６の先端部側がインピーダンス無限大となるような電磁波減衰溝２７を容易に提供できて、電磁波の伝搬を妨げることができる。
【００４５】
また、本実施例の電磁波遮蔽装置２８は、第２の導体片２６は、電磁波減衰溝２７の内側に向かって少なくとも一回折り曲げることで、前記電磁波減衰溝２７の底部と平行な部分を有する構成としている。この構成により遮蔽性能を維持しつつ電磁波減衰溝２７の深さを浅くすることができ、電磁波遮蔽装置２８を小型化することができる。
【００４６】
また、本実施例の電磁波遮蔽装置２８は、第２の導体片２６は、電磁波減衰溝２７の内側に向かってニ回折り曲げる構成としている。この構成により、遮蔽性能を維持しつつさらに一回折り曲げる時と比べて電磁波減衰溝２７の深さを浅くすることができ、電磁波遮蔽装置２８を極めて小型化することができる。この場合、電磁波減衰溝の深さと幅を同程度の寸法にできるので、最も小さくできる可能性が高い。
【００４７】
さらに、本実施例の電子レンジは、加熱室１とドア２とで閉空間を構成し、前記閉空間内の食品を加熱する電磁波が外部に漏れるのを防ぐために、ドア２に電磁波遮蔽装置２８を有する構成としている。これによって電磁波の遮蔽性能が格段に向上し、かつ従来の遮蔽部を二段に組み合わせたものよりも小型なサイズで済むので、加熱室１やドア２をさほど大きくすること無く、加熱室１とドア２の隙間から外部へ漏洩しようとする電磁波をより一層遮蔽することができる。
【００４８】
なお、本実施例では電磁波遮蔽装置２８の大きさは従来の構成と同程度であるし、導体片１８から分かれる導体壁面１９には抜き孔２０があり１つの導体で構成できる作りやすい電磁波遮蔽装置２８を実現することができる。
【００４９】
なお、電磁波遮蔽装置２８をドア２側ではなく加熱室１側に構成することも可能である。
【００５０】
なお、導体片１８、第２の導体片２６はそれぞれ曲げられる部位があるので、図１６のように長孔を構成しても良い。この場合は曲げやすくなる効果が有る。
【００５１】
なお、導体片１８、第２の導体片２６の曲げの角度をほぼ直角で示したが、これに限定するものではない。図１５のように傾斜させることも可能である。電磁波減衰溝の深さや幅の寸法を変更しなければならない場合には、曲げの傾斜を調整することで遮蔽性能を維持できる可能性がある。
【００５２】
なお、曲げの回数については、導体片１８は一回、第２の導体片は２回曲げているが、これのみに限定するものではない。たとえば第２の導体片については図１７、図１８のような一回曲げでも良い。
【００５３】
なお、曲げという表現を使ったが、これは板金を折り曲げる加工が必要ということでは無い。曲げに限定することなく注型や押し出しやその他の加工方法で構成しても差し支えない。
【００５４】
（実施例２）
図８は、本発明の第２の実施例における電磁波遮蔽装置を示すものである。
【００５５】
本実施例では第２の遮蔽部３５は電磁波吸収体３６を有している。電磁波吸収体３６は、誘電体で構成することが容易に考えられる。誘電体の場合、電磁波を吸収して誘電損失を発生させることで熱に変える機能がある。
【００５６】
本実施例の電磁波遮蔽装置は、第２の遮蔽部３５を電磁波吸収体３６を有する構成としたので、第１の遮蔽部２１で遮蔽しきれない近傍の電磁波を吸収することができるので、遮蔽性能を向上することができる。
【００５７】
また電磁波吸収体３６は、一般にシールド材料として知られているフェライトのような磁性材料でも良い。
【００５８】
また本実施例では、抜き孔の無い構成としている。この場合、導体片１８をドア本体１７にスポットするとか、かしめるとか、あるいは注型や押し出し成型で構成することが考えられる。
【００５９】
（実施例３）
図９は、本発明の第３の実施例における電磁波遮蔽装置を示すものである。
【００６０】
本実施例では第２の遮蔽部３７は導電性および弾性を有する部材３８を有している。図９はドア２を少し開けた状態を示しているが、ドアを閉めた場合には導電性および弾性を有する部材３８がドア本体１７に接触することで、電磁波を遮蔽するものである。
【００６１】
本実施例の電磁波遮蔽装置は、第２の遮蔽部３７を導電性および弾性を有する部材を用いて構成したので、容易に閉空間の境界面を電気的接触により密閉できるので、第１の遮蔽部２１との相乗効果で遮蔽性能を向上することができる。
【００６２】
なお、導電性および弾性を有する部材３８は、バネ材でも良いし、導電ゴムのようなものでも良い。ただし第２の遮蔽部３７は、加熱室１とドアの間にたとえば布巾などの絶縁体を挟んだ場合には電気的な接触が無くなる。このときは第２の遮蔽部３７の遮蔽効果は無くなるが、第１の遮蔽部２１のみの遮蔽効果により、電磁波の漏洩をある程度抑えることができる。
【００６３】
以上、本発明の実施例について説明してきたが、上記各実施例の構成は互いに限定されることなく、各々を組み合わせても良い。
【００６４】
なお、波長の１／４に満たない長さの導体片に関しては、いまだ原理的にも不明確なところがあり、形状の最適値がわかっているのではない。よって各実施例に示した以外にも、導体片の幅が一定でなくて徐々に変えたり、向きがｚ方向にまっすぐではなくｘ方向に変位していたり、ピッチが一定で無かったりというアレンジも可能と考えられる。
【００６５】
なお、上記実施例の電磁波遮蔽装置は、主に電子レンジに応用した例として説明したが、これに限られるものではない。電磁波を用いた通信機器（携帯電話、無線ＬＡＮなど）や治療器や計測器や加熱機器やその他の機器の筐体に用いることで外部への電磁波の伝搬を遮蔽することができる。またこれらの機器とは関係の無い機器であっても、電子部品を用いているもので、電磁波による外来ノイズを防止したい場合のシールド装置として使用することも考えられる。さらに他の電磁波遮蔽装置としては、シールドルームなどの設備や建物、あるいは開口部とドアを有するもの全般への応用展開が考えられる。
【００６６】
なお、波長の１／４に満たない長さの導体片、および第２の導体片を、主として金属板で構成した例について示したが、基板上のパターンで構成したり、導電ゴム、導電性ペイントなどで構成することも可能である。導電性を有するものであれば応用可能と考えられる。
【００６７】
【発明の効果】
以上のように、本発明の電磁波遮蔽装置によれば、電磁波の出入りを防ぐために閉空間の境界に少なくとも２種類の遮蔽部を有し、第１の遮蔽部は波長の１／４に満たない長さの導体片からなる構成としている。
【００６８】
これによって、電磁波の遮蔽性能が格段に向上し、かつ従来の遮蔽部を二段に組み合わせたものよりも小型なサイズで済む。サイズに関しては、第１の遮蔽部は波長の１／４に満たない長さの導体片なのでλ／４未満×板材の厚み程度の形状であり、電子レンジの場合は一般的に、λ／４未満≒３０ｍｍ未満で板材の厚み１ｍｍ以下となり、断面積は３０ｍｍ未満×１ｍｍ以下となる。一方従来の遮蔽部の電磁波減衰溝の断面積はλ／４×λ／１２＝３０ｍｍ×１０ｍｍとかλ／６×λ／６＝２０ｍｍ×２０ｍｍとなるので、本発明の構成の方があきらかに断面積を小さくできる効果が有る。
【００６９】
また、本発明の電磁波遮蔽装置は、電磁波の出入りを防ぐために閉空間の境界に少なくとも２種類の遮蔽部を有し、第２の遮蔽部のインピーダンス無限大の位置近傍にインピーダンスの異なる第１の遮蔽部を周期的に配置する構成としている。
【００７０】
これによって、第２の遮蔽部だけの時よりも電磁波の遮蔽性能が格段に向上する。また第２の遮蔽部の性能と第１の遮蔽部の性能との組合せから推測される性能からは想像もつかない、遥かに遮蔽性能の良い電磁波の遮蔽を実現することができる。
【００７１】
さらに、本発明の電子レンジは、加熱室とドアとで閉空間を構成し、前記閉空間内の食品を加熱する電磁波が外部に漏れるのを防ぐために、前記加熱室と前記ドアとの少なくとも一方に電磁波遮蔽装置を有する構成としている。これによって電磁波の遮蔽性能が格段に向上し、かつ従来の遮蔽部を二段に組み合わせたものよりも小型なサイズで済むので、加熱室やドアをさほど大きくすること無く、加熱室とドアの隙間から外部へ漏洩しようとする電磁波をより一層遮蔽することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施例１における電磁波遮蔽装置と電子レンジの断面構成図
【図２】 同、電磁波遮蔽装置の斜視構成図
【図３】 同、電磁波遮蔽装置と電子レンジの他の断面構成図
【図４】 同、電磁波遮蔽装置の導体片に向かって見た断面構成図
【図５】 同、試作品の構成図
【図６】 同、試作品に従来の電磁波遮蔽装置を取付けた構成図
【図７】 同、試作品に本実施例の電磁波遮蔽装置を取付けた構成図
【図８】 本発明の実施例２における電磁波遮蔽装置と電子レンジの断面構成図
【図９】 本発明の実施例３における電磁波遮蔽装置と電子レンジの断面構成図
【図１０】 従来の電子レンジの構成図
【図１１】 同、Ａ―Ａ線の断面構成図
【図１２】 同、Ｂからみた構成図
【図１３】 従来の他の電磁波遮蔽装置と電子レンジの断面構成図
【図１４】 同、電磁波遮蔽装置の斜視構成図
【図１５】 従来の他の電磁波遮蔽装置と電子レンジの斜視構成図
【図１６】 従来の他の電磁波遮蔽装置と電子レンジの斜視構成図
【図１７】 従来の他の電磁波遮蔽装置の斜視構成図
【図１８】 従来の他の電磁波遮蔽装置の断面構成図
【図１９】 従来の他の電磁波遮蔽装置と電子レンジの斜視構成図
【符号の説明】
１、２９ 加熱室
２ ドア
１６ 電磁波供給手段
１８ 導体片
２１ 第１の遮蔽部
２５、３５、３７ 第２の遮蔽部
２６ 第２の導体片
２７ 電磁波減衰溝
２８ 電磁波遮蔽装置
３６ 電磁波吸収体
３８ 導電性および弾性を有する部材
【発明の属する技術分野】
本発明は、閉空間の境界で電磁波の出入を防ぐ電磁波遮蔽装置に関するものであり、また加熱室とドアの間から外部に漏れようとする電磁波を遮蔽するために電磁波遮蔽装置を電子レンジに適用したものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の電子レンジの加熱室とドアの間に設けられた電磁波遮蔽装置について説明する。
【０００３】
まず第１の方法として、金属接触方式が挙げられる。加熱室とドアの対向面のいずれか一方に弾性を有する金属からなる遮蔽部材を配し、電気的に接触させることで電磁波を遮蔽するものである。しかしこの方法は、加熱室とドアの間にたとえば布巾などの絶縁体を挟んだ場合に電気的な接触が無くなるので遮蔽性能が悪くなる欠点があった。
【０００４】
次に第２の方法として、加熱室とドアの間に若干の隙間があっても遮蔽性能を確保できるように考えられた電磁波減衰溝を遮蔽部材として用いる方法がある。この方法は分布定数回路で良く用いられるλ／４インピーダンス反転の考え方に基づくものである。
【０００５】
以下に図を用いて説明する。図１０は電子レンジ全体の図、図１１は図１０の加熱室１とドア２に関するＡ−Ａから見た断面図である。電子レンジ内部の電磁波は加熱室１とドア２の隙間３を通って図の右側から左側（ｚ方向）へと伝搬しようとするが、ドア２には導体４を折り曲げて構成した電磁波減衰溝５を有し、電磁波減衰溝５の深さＬを使用周波数における波長λの１／４（＝約３０ｍｍ）にすることで電磁波減衰溝５の中をみたインピーダンスＺｉｎを無限大にしてｚ方向への電磁波を減衰させるというものである。これは例えば特開昭５９−３７６９２号公報の従来の技術として記載されている。ただし電磁波はｚ方向を向いているとは限らず、ｘ、ｙ、ｚの方向成分からなる合成ベクトルと考えた時のｚ方向成分のみを電磁波減衰溝５で減衰させると考えてよい。
【０００６】
もしｚ成分を完全に０にできれば、ｘ成分やｙ成分が大きくても小さくても関係無いが、ｚ成分を０にするのが難しい場合は注意を要する。隙間３は加熱室１本体とドア２とでｘ―ｚ平面を形成することになり、ｙ成分は隙間３のギャップＧが波長に対して極端に狭いので無視できるが、ｘ成分については加熱室内の寸法がある程度大きいので考慮しなければならない。ｚ成分がわずかであっても、ｘ成分が大きくなり、合成ベクトルとしての漏洩量が大きくなる可能性があるためである。
【０００７】
よってｘ成分を減衰させるために以下の構成を用いることがある。図１２は図１１の電磁波減衰溝５をＢ方向から見た図であり、ｘ成分を減衰させるために幅ｓで深さＬのスリット６を切っている。このため、幅ａの切片７がピッチＰで配列された周期構造となり、ａ、Ｐ、ｓを適切に選定することで遅波回路を構成でき、ｘ方向に対する電磁波の伝搬を遮断することができる。さてこのｘ方向の構成は電磁波減衰溝５の形状にはあまり影響しないので、結局、電磁波遮蔽装置としての断面形状は図１１に示すＬ×ｂの部分である。ｂは減衰溝５を形成する導体４間の距離であり、電界集中によるスパークなどの防止のため絶縁距離として７〜１５ｍｍ程度（概ね１０ｍｍ）に選ぶことが多い。よって平均的には断面形状Ｌ×ｂ＝３０ｍｍ×１０ｍｍ（即ち、λ／４×λ／１２）程度となる。
【０００８】
次に第３の方法として、電磁波減衰溝を浅くする方法（λ／４未満でインピーダンスを反転する方法）がある。これは、前述の特開昭５９−３７６９２号公報に発明として示されたもので、溝の深さをλ／４よりも浅くするために、電磁波減衰溝の開口部側の特性インピーダンスと短絡部側の特性インピーダンスを異ならせる構成を示している。図１３、図１４は電磁波減衰溝５の幅ｂ１、ｂ２を異ならせることで特性インピーダンスを変化させた構成である。電磁波減衰溝５の深さ方向のほぼ中央部で開口部８側と短絡部９側とを区分するもので、開口部８側の深さをＬ１、短絡部９側の深さをＬ２とするとＬ１＋Ｌ２≒２０［ｍｍ］程度でλ／４よりも浅くすることができる。またｂ１は従来の第１の方法と同様に７〜１５ｍｍ程度（概ね１０ｍｍ）に選び、ｂ２≒２×ｂ１と選ぶことが多い。
【０００９】
よって平均的には断面形状（Ｌ１＋Ｌ２）×ｂ２＝２０ｍｍ×２０ｍｍ（即ち、λ／６×λ／６）程度となる。この場合、スリット１０を構成しているが、スリット１０自体の長さおよびスリット１０で区切られた導体片１１の長さＬ３＋Ｌ４＋Ｌ５がλ／４程度（２５〜２８ｍｍ）となっている。また図１３、図１４の場合は導体片１１を電磁波減衰溝５の内側に向かってニ回ほぼ直角に曲げているが、特開平８−２１９４６９号公報によれば図１５のように先端部１２側の曲げ角度θを浅くすることで、遮蔽性能が調整できることが示されている。また特開平４−１０３８７号公報には、図１６のように曲げる部分に長孔１３を設けることで曲げやすくした構成が示されている。
【００１０】
次に第４の方法として、電磁波減衰溝５の壁面に構成された導体片を一回しか曲げない方法がある。これは特開昭６２−２６８０８８号公報によれば図１７のように示され、特開平６−２４１４７０号公報によれば図１８のように示されている。これは前述の第３の方法（図１３参照）で示した開口部８側の深さＬ１に相当する部分を縮めて、最終的に導体片の板厚ｔにまで縮めた場合に相当すると考えられる。ただし図１８の場合は、導体１４ａに導体１４ｂをスポットすることで電磁波減衰溝５を構成しており、導体１４ｂにより導体片１１を形成している。
【００１１】
次に第５の方法として、遮蔽部材として電磁波吸収体を用いる方法がある。これは実開平２−４２３９４号公報によれば、図１９のように示され、電磁波減衰溝の開口部を電磁波吸収体１５で覆った構成である。
【００１２】
以上、電子レンジの電磁波遮蔽装置について説明したが、電子レンジ以外にも、最近ではマイクロ波の領域を通信に用いる場合が出てきている。特にブルートゥースやＩＥＥＥ８０２．１１ｂなどの規格は電子レンジと同じ２４５０ＭＨｚを用いている。あるいはマイクロ波の透過や反射を利用したセンサも開発されている。このような環境においては、互いに干渉したりノイズになる可能性があり、電磁波を遮蔽する技術が重要になってくると考えられる。特に電子レンジは通信機器と比べるとはるかに大きな電力（１ｋＷオーダー）を扱うので、通信機器に影響を与えないためには、より高性能な遮蔽性能が必要となるであろう。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
たとえば電子レンジのドアの場合、電磁波の遮蔽性能を上げるためには、従来の電磁波遮蔽装置を多段に構成する方法が考えられる。しかし多段にすると形状が少なくとも２倍程度に大きくなるとか、構成が複雑になり作りにくくなるなどの課題が生じる。
【００１４】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、簡単でコンパクトな構成で電磁波の遮蔽性能を向上させた電磁波遮蔽装置と、電磁波遮蔽装置を用いた電子レンジを提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
前記従来の課題を解決するために、本発明の電磁波遮蔽装置は、電磁波の出入りを防ぐために閉空間の境界に少なくとも２種類の遮蔽部を有し、第１の遮蔽部は波長の１／４に満たない長さの導体片を有し、第２の遮蔽部は電磁波減衰溝を有し、前記導体片と前記電磁波減衰溝をオーバーラップさせずに交互に配置する構成としている。
【００１６】
これによって、第１の遮蔽部の性能と第２の遮蔽部の性能の組合せから推測される性能からは想像もつかない、遥かに遮蔽性能の良い電磁波の遮蔽を実現することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載の発明の電磁波遮蔽装置は、電磁波の出入りを防ぐために閉空間の境界に少なくとも２種類の遮蔽部を有し、第１の遮蔽部は波長の１／４に満たない長さの導体片を有し、第２の遮蔽部は電磁波減衰溝を有し、前記導体片と前記電磁波減衰溝をオーバーラップさせずに交互に配置する構成としている。これによって、第１の遮蔽部の性能と第２の遮蔽部の性能の組合せから推測される性能からは想像もつかない、遥かに遮蔽性能の良い電磁波の遮蔽を実現することができる。
【００１８】
特に請求項２に記載の電磁波遮蔽装置は、電磁波減衰溝は導体壁面から終端に延びる第２の導体片を折り曲げて形成し、導体片は導体壁面のうち第２の導体片に対向しない部位を切り起こして形成する構成としている。これによって、高性能の電磁波遮蔽装置を一枚の金属板で簡単に構成することができる。
【００１９】
また、請求項３に記載の電磁波遮蔽装置は、第２の導体片は、波長の１／４程度の長さとしている。これによって容易に電磁波減衰溝を実現できる。
【００２０】
また、請求項４に記載の電磁波遮蔽装置は、第２の導体片は、電磁波減衰溝の内側に向かって少なくとも一回折り曲げることで、前記電磁波減衰溝の底部と平行な部分を有する構成としている。この構成により遮蔽性能を維持しつつ電磁波減衰溝の深さを浅くすることができ、電磁波遮蔽装置を小型化することができる。
【００２１】
また、請求項５に記載の電磁波遮蔽装置は、第２の導体片は、電磁波減衰溝の内側に向かってニ回折り曲げる構成としている。この構成により、遮蔽性能を維持しつつさらに一回折り曲げる時と比べて電磁波減衰溝の深さを浅くすることができ、電磁波遮蔽装置を極めて小型化することができる。この場合、電磁波減衰溝の深さと幅を同程度の寸法にできるので、最も小さくできる可能性が高い。
【００２２】
さらに、請求項６に記載の電子レンジは、加熱室とドアとで閉空間を構成し、前記閉空間内の食品を加熱する電磁波が外部に漏れるのを防ぐために、前記加熱室と前記ドアとの少なくとも一方に請求項１ないし５のいずれか１項に記載の電磁波遮蔽装置を有する構成としている。これによって電磁波の遮蔽性能が格段に向上し、かつ従来の遮蔽部を二段に組み合わせたものよりも小型なサイズで済むので、加熱室やドアをさほど大きくすること無く、加熱室とドアの隙間から外部へ漏洩しようとする電磁波をより一層遮蔽することができる。
【００２３】
【実施例】
以下本発明の実施例について、図面を参照しながら説明する。
【００２４】
（実施例１）
図１〜図７は、本発明の第１の実施例における電磁波遮蔽装置および電子レンジについて説明するものである。
【００２５】
まず、図１から図４を用いて本実施例の構成について説明する。電子レンジの概観は従来と同じ図１０であるとする。図１は図１０の加熱室１とドア２に関してＡ−Ａから見た断面図、図２は主要部の斜視図、図３は図１とは別の位置で切った断面図、図４は導体片に向かって見た構成図である。
【００２６】
電子レンジは、ドア２の開閉により食品を出し入れできる加熱室１と、加熱室１内に電磁波（本実施例では２４５０ＭＨｚのマイクロ波。波長λは約１２０ｍｍ）を供給して食品を加熱するための電源やマグネトロンや導波管からなる電磁波供給手段１６（図１０参照）を有している。
【００２７】
一方ドア２は、金属板からなるドア本体１７の周囲には、ドア本体１７の導体壁面１９より切り起こした導体片１８を有し、導体壁面１９には導体片１８を切り起こすために生じた抜き孔２０が形成されている。導体片１８と抜き孔２０は導体壁面１９により図中のｘ方向に周期的に配列されており、この周期構造全体として第１の遮蔽部２１を構成している。
【００２８】
導体片１８については、マイクロ波の伝搬方向（ｚ）である加熱室内から外部に向けて、まず導体片１８と加熱室１側の対向面２２が平行な部分の距離ｂ６≒８ｍｍ（≒λ／１５）、ついで対向面２２と垂直な部分の距離Ｌ６≒８ｍｍ（≒λ／１５）とを合わせて、導体片１８の長さは１６ｍｍ（≒λ／８）としている。一方マイクロ波の伝搬と直交する方向（ｘ）に関しては、導体片１８の幅ａ６≒１０ｍｍ（≒λ／１２）、導体片間の隙間の距離ｓ６≒２０ｍｍ（≒λ／６）、より周期Ｐ６≒３０ｍｍ（≒λ／４）としている。ちなみに２３は誘電体からなるカバーであり、各導体片１８間などの隙間を覆うためのものである。カバー２３を配しても対向面２２側に出っ張らないようにドア本体１７と導体片１８の間に段２４を設けている。
【００２９】
また抜き孔２０については、少なくとも導体片１８以上の大きさにはなるが、本実施例ではできるだけ導体片１８と同等の大きさになるようにした。図４には導体片１８に向かって見た時の断面を示すが、抜き孔２０の長さＬ７≒ｂ６＋Ｌ６≒１６ｍｍ（≒λ／８）、幅ｃ７≒ａ６≒１０ｍｍ（≒λ／１２）、抜き孔２０間の距離ｓ７≒ｓ６≒２０ｍｍ（≒λ／６）、周期Ｐ７≒Ｐ６≒３０ｍｍ（≒λ／４）である。
【００３０】
また導体壁面１９は、従来の電磁波遮蔽装置（図１３、１４）に用いられていた遮蔽部を一体化した構成である。第２の遮蔽部２５は、第２の導体片２６を図中のｘ方向に周期的に配列したもので、これにより電磁波減衰溝２７を形成している。また抜き孔２０を有することで、導体片１８や第２の導体片２６を１枚の金属板のみで構成できるものである。
【００３１】
このとき、従来と同様に電磁波減衰溝２７の内部を見たインピーダンスは無限大であり、インピーダンス無限大の位置近傍にインピーダンスの異なる導体片１８が存在していることになる。
【００３２】
電磁波の伝搬方向ｚに平行な断面において、導体片１８を含む断面（図１）は抜き孔２０を通るが、導体片１８間の隙間にある第２の導体片２６を含む断面（図３）は抜き孔２０を通らない。よって電磁波の伝搬方向に垂直な方向（ｘ方向）に関して、第２の導体片２６による電磁波減衰溝２７が周期的に存在していると考えることもできる。さらに本実施例は、導体片１８の周期構造からなる第１の遮蔽部２１と、第２の導体片２６による電磁波減衰溝２７の周期構造を備えた第２の遮蔽部２５が極めて近傍に存在することで遮蔽効果を発揮する構成とも考えられる。本実施例では、第１の遮蔽部２１と第２の遮蔽部２５とを合わせて、電磁波遮蔽装置２８を構成している。
【００３３】
次に動作について説明する。電子レンジは使用者が食品を出し入れしやすいようにするために、ドア２を簡単に開けられる構成としている。このため加熱室１とドア２の対向面の間にはわずかながら隙間３があり、加熱室内の電磁波が外部に伝搬する可能性がある。隙間３の形状は、ｙ方向には狭く、ｘ、ｚ方向には広いので、電磁波をｘ、ｙ、ｚ方向への合成ベクトルと考えると、ｘ方向成分とｚ方向成分が大きくなりｙ方向成分は無視できる。よって外部への電磁波を遮蔽するためには、ｚ方向成分とｘ方向成分を遮蔽しなければならない。ただしｚ方向成分を完全に０にできれば外部には伝搬しないことになり、その場合はｘ方向成分を気にしなくても良いと考えられる。
【００３４】
本実施例では、ｚ方向成分に関しては、長さｂ６＋Ｌ６の導体片１８と、第２の導体片２６による電磁波減衰溝２７とにより、２重に遮蔽している。またｘ方向成分に関しても、幅ａ６の導体片１８をピッチＰ６で配列した周期構造と、第２の導体片２６をピッチＰ６で配列した周期構造とにより、２重に遮蔽していることになる。
【００３５】
実際の遮蔽性能については、図５から図７に示した試作品の断面構成図を用いながら、実験結果について記載する。ほぼ直方体の加熱室２９の開口面に対向するようにＬ字状の遮蔽装置取付板３０、３１を配置している。加熱室２９と遮蔽装置取付板３０、３１の間には厚み２ｍｍでコ字状のスペーサ３２を上面が開口となる向きで介在させている。よってギャップＧ１は２ｍｍとなる。また加熱室２９、遮蔽装置取付板３０、３１、スペーサ３２ともにステンレスで構成することで、加熱室２９から外部へ伝搬しようとする電磁波は図５の矢印３３のように上向きにのみ伝搬する構成である。ちなみに加熱室２９の上側の壁面と遮蔽装置取付板３０が平行となる部位の距離ｋは、１０ｍｍ（≒λ／１２）程度以下としている。
【００３６】
さらに加熱室２９内に電磁波を供給するのは天面からとしている。図５は電磁波遮蔽装置が無い状態、図６は遮蔽装置取付板３０上に図１３、図１４に示した従来の電磁波遮蔽装置３４を配置したもの、図７は本実施例の電磁波遮蔽装置２８を配置したものである。図７の場合には導体片と抜き孔を形成する必要があるので、遮蔽装置取付板３１を３０とは少し変更して一体化している。それぞれの場合に外部に伝搬するマイクロ波を電力密度（ｍＷ／ｃｍ２）として測定して相対比較すると以下のようになる。図５では１３、図６では２．５、図７では０．０１以下である。即ち、本実施例の図７の構成は、図６の従来の構成よりも１／２５０以下の伝搬量しかない、即ち遮蔽性能が２５０倍以上高いという効果がある。また遮蔽部の無い図５の構成を基準として考えると、図７の構成は１／１３００以下にまで抑えることができる。
【００３７】
参考までに、遮蔽部の無い図５の構成を基準として考えると、第２の遮蔽部だけを用いた従来構成（図６）では、１３を２．５に引き下げるのだから１／５．２に引き下げる遮蔽効果がある。一方、図７から第２の遮蔽部２５を無くして第１の遮蔽部２１のみにした場合の測定値は２．２で、第１の遮蔽部２５単独の効果は、１３を２．２に引き下げるのだから１／５．９に引き下げる遮蔽効果となる。単純計算では第１の遮蔽部２１と第２の遮蔽部２５を組み合わせると、１／５．９×１／５．２≒１／３０．６８になると推測できる。
【００３８】
しかし、実際は上述の通り、１／１３００以下にまで下げることができるのである。このことは、第１の遮蔽部２１の近傍に第２の遮蔽部２５を構成することは、単純に組み合わせた以上の新たな遮蔽効果があることを示している。これは従来技術からは到底推測できないことである。
【００３９】
以上、本実施例の電磁波遮蔽装置２８は、電磁波の出入りを防ぐために加熱室１とドア２からなる閉空間のドア２側の境界に第１の遮蔽部２１と第２の遮蔽部２５を有し、第１の遮蔽部は波長の１／４に満たない長さの導体片１８からなる構成としている。これによって、電磁波の遮蔽性能が格段に向上し、かつ従来の遮蔽部を二段に組み合わせたものよりも小型なサイズで済む。サイズに関しては、第１の遮蔽部２１は波長の１／４に満たない長さの導体片１８なのでλ／４未満×板材の厚み程度の形状であり、λ／４未満≒３０ｍｍ未満で板材の厚み１ｍｍ以下となり、断面積は３０ｍｍ未満×１ｍｍ以下となる。
【００４０】
一方従来の遮蔽部の電磁波減衰溝の断面積は図１１のようにλ／４×λ／１２＝３０ｍｍ×１０ｍｍとか図１３のようにλ／６×λ／６＝２０ｍｍ×２０ｍｍとなるので、本発明の構成の方があきらかに断面積を小さくできる効果が有る。特に本実施例の電磁波遮蔽装置２８は、第２の遮蔽部２５は電磁波減衰溝２７の入口から見てインピーダンス無限大としたので、庫内からインピーダンス無限大の方向には電磁波が伝搬しにくいので、第１の遮蔽部２１による導体片１８での遮蔽と、第２の遮蔽部２５によるインピーダンス無限大での遮蔽とを合わせることで遮蔽性能を向上することができる。
【００４１】
また、本実施例の電磁波遮蔽装置２８は、第２の遮蔽部２５のインピーダンス無限大の位置近傍にインピーダンスの異なる第１の遮蔽部２１を周期的に配置する構成である。これによって、第２の遮蔽部２５だけの時よりも電磁波の遮蔽性能が格段に向上する。
【００４２】
特に第２の遮蔽部２５の性能と第１の遮蔽部２１の性能との組合せから推測される性能からは想像もつかない、遥かに遮蔽性能の良い電磁波の遮蔽を実現することができる。特に、本実施例の電磁波遮蔽装置２８は、第１の遮蔽部２１は波長の１／４に満たない長さの導体片１８からなる構成なので、電磁波の遮蔽性能が格段に向上し、かつ従来の遮蔽部を二段に組み合わせたものよりも小型なサイズで済む。
【００４３】
また、本実施例の電磁波遮蔽装置２８は、第２の遮蔽部２５が電磁波減衰溝２７を有する構成なので、容易に電磁波減衰溝２７の入口から溝内部を見たインピーダンスを無限大にすることができ、電磁波の伝搬を妨げることができる。
【００４４】
また、本実施例の電磁波遮蔽装置２８は、電磁波減衰溝２７を形成する一つの壁面に、波長の１／４程度の長さの第２の導体片２６を有する構成としている。よって第２の導体片２６の先端部側がインピーダンス無限大となるような電磁波減衰溝２７を容易に提供できて、電磁波の伝搬を妨げることができる。
【００４５】
また、本実施例の電磁波遮蔽装置２８は、第２の導体片２６は、電磁波減衰溝２７の内側に向かって少なくとも一回折り曲げることで、前記電磁波減衰溝２７の底部と平行な部分を有する構成としている。この構成により遮蔽性能を維持しつつ電磁波減衰溝２７の深さを浅くすることができ、電磁波遮蔽装置２８を小型化することができる。
【００４６】
また、本実施例の電磁波遮蔽装置２８は、第２の導体片２６は、電磁波減衰溝２７の内側に向かってニ回折り曲げる構成としている。この構成により、遮蔽性能を維持しつつさらに一回折り曲げる時と比べて電磁波減衰溝２７の深さを浅くすることができ、電磁波遮蔽装置２８を極めて小型化することができる。この場合、電磁波減衰溝の深さと幅を同程度の寸法にできるので、最も小さくできる可能性が高い。
【００４７】
さらに、本実施例の電子レンジは、加熱室１とドア２とで閉空間を構成し、前記閉空間内の食品を加熱する電磁波が外部に漏れるのを防ぐために、ドア２に電磁波遮蔽装置２８を有する構成としている。これによって電磁波の遮蔽性能が格段に向上し、かつ従来の遮蔽部を二段に組み合わせたものよりも小型なサイズで済むので、加熱室１やドア２をさほど大きくすること無く、加熱室１とドア２の隙間から外部へ漏洩しようとする電磁波をより一層遮蔽することができる。
【００４８】
なお、本実施例では電磁波遮蔽装置２８の大きさは従来の構成と同程度であるし、導体片１８から分かれる導体壁面１９には抜き孔２０があり１つの導体で構成できる作りやすい電磁波遮蔽装置２８を実現することができる。
【００４９】
なお、電磁波遮蔽装置２８をドア２側ではなく加熱室１側に構成することも可能である。
【００５０】
なお、導体片１８、第２の導体片２６はそれぞれ曲げられる部位があるので、図１６のように長孔を構成しても良い。この場合は曲げやすくなる効果が有る。
【００５１】
なお、導体片１８、第２の導体片２６の曲げの角度をほぼ直角で示したが、これに限定するものではない。図１５のように傾斜させることも可能である。電磁波減衰溝の深さや幅の寸法を変更しなければならない場合には、曲げの傾斜を調整することで遮蔽性能を維持できる可能性がある。
【００５２】
なお、曲げの回数については、導体片１８は一回、第２の導体片は２回曲げているが、これのみに限定するものではない。たとえば第２の導体片については図１７、図１８のような一回曲げでも良い。
【００５３】
なお、曲げという表現を使ったが、これは板金を折り曲げる加工が必要ということでは無い。曲げに限定することなく注型や押し出しやその他の加工方法で構成しても差し支えない。
【００５４】
（実施例２）
図８は、本発明の第２の実施例における電磁波遮蔽装置を示すものである。
【００５５】
本実施例では第２の遮蔽部３５は電磁波吸収体３６を有している。電磁波吸収体３６は、誘電体で構成することが容易に考えられる。誘電体の場合、電磁波を吸収して誘電損失を発生させることで熱に変える機能がある。
【００５６】
本実施例の電磁波遮蔽装置は、第２の遮蔽部３５を電磁波吸収体３６を有する構成としたので、第１の遮蔽部２１で遮蔽しきれない近傍の電磁波を吸収することができるので、遮蔽性能を向上することができる。
【００５７】
また電磁波吸収体３６は、一般にシールド材料として知られているフェライトのような磁性材料でも良い。
【００５８】
また本実施例では、抜き孔の無い構成としている。この場合、導体片１８をドア本体１７にスポットするとか、かしめるとか、あるいは注型や押し出し成型で構成することが考えられる。
【００５９】
（実施例３）
図９は、本発明の第３の実施例における電磁波遮蔽装置を示すものである。
【００６０】
本実施例では第２の遮蔽部３７は導電性および弾性を有する部材３８を有している。図９はドア２を少し開けた状態を示しているが、ドアを閉めた場合には導電性および弾性を有する部材３８がドア本体１７に接触することで、電磁波を遮蔽するものである。
【００６１】
本実施例の電磁波遮蔽装置は、第２の遮蔽部３７を導電性および弾性を有する部材を用いて構成したので、容易に閉空間の境界面を電気的接触により密閉できるので、第１の遮蔽部２１との相乗効果で遮蔽性能を向上することができる。
【００６２】
なお、導電性および弾性を有する部材３８は、バネ材でも良いし、導電ゴムのようなものでも良い。ただし第２の遮蔽部３７は、加熱室１とドアの間にたとえば布巾などの絶縁体を挟んだ場合には電気的な接触が無くなる。このときは第２の遮蔽部３７の遮蔽効果は無くなるが、第１の遮蔽部２１のみの遮蔽効果により、電磁波の漏洩をある程度抑えることができる。
【００６３】
以上、本発明の実施例について説明してきたが、上記各実施例の構成は互いに限定されることなく、各々を組み合わせても良い。
【００６４】
なお、波長の１／４に満たない長さの導体片に関しては、いまだ原理的にも不明確なところがあり、形状の最適値がわかっているのではない。よって各実施例に示した以外にも、導体片の幅が一定でなくて徐々に変えたり、向きがｚ方向にまっすぐではなくｘ方向に変位していたり、ピッチが一定で無かったりというアレンジも可能と考えられる。
【００６５】
なお、上記実施例の電磁波遮蔽装置は、主に電子レンジに応用した例として説明したが、これに限られるものではない。電磁波を用いた通信機器（携帯電話、無線ＬＡＮなど）や治療器や計測器や加熱機器やその他の機器の筐体に用いることで外部への電磁波の伝搬を遮蔽することができる。またこれらの機器とは関係の無い機器であっても、電子部品を用いているもので、電磁波による外来ノイズを防止したい場合のシールド装置として使用することも考えられる。さらに他の電磁波遮蔽装置としては、シールドルームなどの設備や建物、あるいは開口部とドアを有するもの全般への応用展開が考えられる。
【００６６】
なお、波長の１／４に満たない長さの導体片、および第２の導体片を、主として金属板で構成した例について示したが、基板上のパターンで構成したり、導電ゴム、導電性ペイントなどで構成することも可能である。導電性を有するものであれば応用可能と考えられる。
【００６７】
【発明の効果】
以上のように、本発明の電磁波遮蔽装置によれば、電磁波の出入りを防ぐために閉空間の境界に少なくとも２種類の遮蔽部を有し、第１の遮蔽部は波長の１／４に満たない長さの導体片からなる構成としている。
【００６８】
これによって、電磁波の遮蔽性能が格段に向上し、かつ従来の遮蔽部を二段に組み合わせたものよりも小型なサイズで済む。サイズに関しては、第１の遮蔽部は波長の１／４に満たない長さの導体片なのでλ／４未満×板材の厚み程度の形状であり、電子レンジの場合は一般的に、λ／４未満≒３０ｍｍ未満で板材の厚み１ｍｍ以下となり、断面積は３０ｍｍ未満×１ｍｍ以下となる。一方従来の遮蔽部の電磁波減衰溝の断面積はλ／４×λ／１２＝３０ｍｍ×１０ｍｍとかλ／６×λ／６＝２０ｍｍ×２０ｍｍとなるので、本発明の構成の方があきらかに断面積を小さくできる効果が有る。
【００６９】
また、本発明の電磁波遮蔽装置は、電磁波の出入りを防ぐために閉空間の境界に少なくとも２種類の遮蔽部を有し、第２の遮蔽部のインピーダンス無限大の位置近傍にインピーダンスの異なる第１の遮蔽部を周期的に配置する構成としている。
【００７０】
これによって、第２の遮蔽部だけの時よりも電磁波の遮蔽性能が格段に向上する。また第２の遮蔽部の性能と第１の遮蔽部の性能との組合せから推測される性能からは想像もつかない、遥かに遮蔽性能の良い電磁波の遮蔽を実現することができる。
【００７１】
さらに、本発明の電子レンジは、加熱室とドアとで閉空間を構成し、前記閉空間内の食品を加熱する電磁波が外部に漏れるのを防ぐために、前記加熱室と前記ドアとの少なくとも一方に電磁波遮蔽装置を有する構成としている。これによって電磁波の遮蔽性能が格段に向上し、かつ従来の遮蔽部を二段に組み合わせたものよりも小型なサイズで済むので、加熱室やドアをさほど大きくすること無く、加熱室とドアの隙間から外部へ漏洩しようとする電磁波をより一層遮蔽することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施例１における電磁波遮蔽装置と電子レンジの断面構成図
【図２】 同、電磁波遮蔽装置の斜視構成図
【図３】 同、電磁波遮蔽装置と電子レンジの他の断面構成図
【図４】 同、電磁波遮蔽装置の導体片に向かって見た断面構成図
【図５】 同、試作品の構成図
【図６】 同、試作品に従来の電磁波遮蔽装置を取付けた構成図
【図７】 同、試作品に本実施例の電磁波遮蔽装置を取付けた構成図
【図８】 本発明の実施例２における電磁波遮蔽装置と電子レンジの断面構成図
【図９】 本発明の実施例３における電磁波遮蔽装置と電子レンジの断面構成図
【図１０】 従来の電子レンジの構成図
【図１１】 同、Ａ―Ａ線の断面構成図
【図１２】 同、Ｂからみた構成図
【図１３】 従来の他の電磁波遮蔽装置と電子レンジの断面構成図
【図１４】 同、電磁波遮蔽装置の斜視構成図
【図１５】 従来の他の電磁波遮蔽装置と電子レンジの斜視構成図
【図１６】 従来の他の電磁波遮蔽装置と電子レンジの斜視構成図
【図１７】 従来の他の電磁波遮蔽装置の斜視構成図
【図１８】 従来の他の電磁波遮蔽装置の断面構成図
【図１９】 従来の他の電磁波遮蔽装置と電子レンジの斜視構成図
【符号の説明】
１、２９ 加熱室
２ ドア
１６ 電磁波供給手段
１８ 導体片
２１ 第１の遮蔽部
２５、３５、３７ 第２の遮蔽部
２６ 第２の導体片
２７ 電磁波減衰溝
２８ 電磁波遮蔽装置
３６ 電磁波吸収体
３８ 導電性および弾性を有する部材
Claims (6)
- 電磁波の出入りを防ぐために閉空間の境界に少なくとも２種類の遮蔽部を有し、第１の遮蔽部は波長の１／４に満たない長さの導体片を有し、第２の遮蔽部は電磁波減衰溝を有し、前記導体片と前記電磁波減衰溝をオーバーラップさせずに交互に配置する構成とした電磁波遮蔽装置。
- 電磁波減衰溝は導体壁面から終端に延びる第２の導体片を折り曲げて形成し、導体片は導体壁面のうち第２の導体片に対向しない部位を切り起こして形成する構成とした請求項１記載の電磁波遮蔽装置。
- 第２の導体片は、波長の１／４程度の長さとした請求項２記載の電磁波遮蔽装置。
- 第２の導体片は、電磁波減衰溝の内側に向かって少なくとも一回折り曲げることで、前記電磁波減衰溝の底部と平行な部分を有する構成とした請求項３記載の電磁波遮蔽装置。
- 第２の導体片は、電磁波減衰溝の内側に向かってニ回折り曲げる構成とした請求項４記載の電磁波遮蔽装置。
- 加熱室とドアとで閉空間を構成し、前記閉空間内の食品を加熱する電磁波が外部に漏れるのを防ぐために、前記加熱室と前記ドアとの少なくとも一方に請求項１ないし５のいずれか１項に記載の電磁波遮蔽装置を有する構成とした電子レンジ。
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