JP4647549B2 - 高周波加熱装置 - Google Patents

Description

本発明は、本体と扉との間の隙間からの電波漏洩を防止するチョーク構造を有する高周波加熱装置、特に加熱室の容積を縮少することなく四隅からの高周波の漏洩を確実に防止することができる高周波加熱装置に関する。

前面に矩形状の開口部が設けられた加熱室を有するとともに、矩形状開口部の周辺部に額縁状の開口部板金を設けた筐体からなる本体と、この本体に取り付けられてその矩形状開口部を開閉自在に覆う扉とを備えた高周波加熱装置は知られている。このような高周波加熱装置では、加熱調理のために高周波（オーブンレンジの場合２．４５ＧＨｚのマイクロ波）が用いられる。

ところで、加熱調理中に高周波が外部に漏れると人体に好ましくない影響が及ぶので、高周波の漏洩を防止するさまざまな対策が施されている。その中でも特に扉と本体間の隙間から漏洩しようとする高周波への対策は重要である。なお、オーブンレンジに必要な漏洩電力の仕様としては、法規制値により、筐体外５０mm周辺における高周波漏洩量が電力密度にして扉閉時は１．０mW/cm²、扉開時は５．０mW/cm²となるように定められており、完全に遮蔽する必要はないものの、漏洩する高周波はできるだけ小さく抑える方が望ましいことは言うまでもない。

扉と本体間の隙間から漏洩する高周波の漏洩量を抑制する手法としては、従来より本体の額縁状の開口部板金に対向する扉の周辺部（４辺）を袋小路形状に折曲形成するとともに、周期的にスリットを設けて櫛歯状に構成してなるチョーク構造が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０００−２９１９５９号公報（図１３、図１９）

ところで、高周波加熱装置は、扉が通常一枚の板金をプレス成形して製造される。そのため、チョーク構造の四隅部分は、一定のアールをつけないとプレス加工が不可能である。一方、本体も板金をプレス加工して製造されるが、扉ほど複雑な加工は必要としないため、本体の矩形状開口部の四隅部は扉に比し、きわめて小さいアールですむ。そのため、額縁状の開口部板金と扉の当接面が重なる部分から矩形状開口部の四隅部がはみだして、チョーク構造の溝内に直接連通する非ラップ部が発生する。非ラップ部が発生すると、本体の加熱室とチョーク構造の溝とが直接連通し、高周波漏洩量が多くなり、高周波漏洩量抑制効果が得られなくなる。したがって、全周にわたりラップ部は必要である。

このような四隅部のアールの違いによる非ラップ部発生の問題を回避するため、従来は矩形状開口部の四隅部がチョーク構造の四隅部分のアール内に収まるまで矩形状開口部全体を小さくしている。そのため、加熱室の容積が小さくなり、本体容積効率（加熱室容積／本体外形容積）を向上させることができないという難点があった。

本発明の技術的課題は、本体の矩形状開口部を小さくすることなく、矩形状開口部の四隅部からの高周波漏洩量を抑制できるようにして、本体容積効率（加熱室容積／本体外形容積）を向上させ得るようにすることにある。

本発明に係る高周波加熱装置は、下記の構成からなるものである。すなわち、前面に矩形状の開口部が設けられ内部に高周波が供給される加熱室を有するとともに、矩形状開口部の周辺部に額縁状の開口部板金を設けた筐体からなる本体と、本体に取り付けられて矩形状開口部を開閉自在に覆うとともに、開口部板金に対向する部位に電波漏洩を防止するチョーク構造を有する扉とを備えた高周波加熱装置であって、矩形状開口部の四隅部の円弧半径Ｚを、扉側に設置されたチョーク構造の開口部板金と当接する扉当接面における四隅部分の円弧半径よりも大きくしたものである。

本発明の高周波加熱装置によれば、矩形状開口部の四隅部の円弧半径Ｚを、扉側に設置されたチョーク構造の開口部板金と当接する四隅部分の円弧半径よりも大きくしたので、矩形状開口部全体を小さくする必要がなくなって、非ラップ部が発生していた分だけ矩形状開口部の四隅部のみをチョーク構造の四隅部分のアール内に収まるように調整することができる。このため、本体の矩形状開口部を小さくすることなく、矩形状開口部の四隅部からの高周波漏洩量を抑制することができる。その結果、本体外形容積を変えることなく従来よりも加熱室の容積を大きくすることができ、本体容積効率（加熱室容積／本体外形容積）を向上させることができる。

まず、本発明の実施の形態の説明の前に、チョーク構造の動作原理について説明する。
図１は高周波加熱装置のチョーク構造を有する扉周辺部とこの扉周辺部に対向する本体矩形状開口部の周辺部（以下、これを「開口部板金」と称す）との関係を示す要部縦断面図、図２はその扉のチョーク構造を示す要部縦断面図、図３及び図４はいずれもチョークにおける高周波伝播経路を示す模式図、図５はチョーク構造側の扉当接面と本体側の開口部板金との非ラップ部（コーナ部）の説明図、図６はチョーク構造側の扉当接面と本体側の開口部板金とのコーナ部の従来のラップ部の説明図、図７は扉当接面と開口部板金とのラップ寸法と高周波漏洩量との関係を示すグラフである。

高周波加熱装置は、前面に矩形状開口部１ａが設けられて内部に高周波が供給される加熱室１を有する筐体からなる本体２と、この本体２に取り付けられてその加熱室１の矩形状開口部１ａを開閉自在に覆う扉３とを備え、図示しないマグネトロンから発振する高周波を導波管を介して加熱室１内に伝播させ、これによって加熱室１内の被加熱物を加熱できるようになっている。

本体２の矩形状開口部１ａの周辺部には、額縁状の開口部板金２ａが設けられ、開口部板金２ａに対向する扉３側の周辺部には、周期的にスリット８が形成された袋小路形状の櫛歯からなるチョーク構造４が全周（４辺）に亘り設けられているとともに、そのチョーク構造４の周辺が、高周波を吸収する誘電損失係数が少ない素材からなる樹脂製カバー５によって覆われていて、樹脂製カバー５によるチョーク性能への影響が小さくなるように考慮されている。

チョーク構造４は、扉３の周辺部の金属板を４回、９０°ずつ折り曲げることにより形成される。すなわち、１回目の折り曲げは本体２の開口部板金２ａに対し反対方向へ曲げられ、つづく２回目の折り曲げは扉３の面に平行でかつ扉３の外側延長方向に（外向きフランジを形成する如く）曲げられ、つづく３回目の折り曲げは本体２の開口部板金２ａに向かう方向に曲げられ、つづく４回目の折り曲げは扉３の面に平行でかつ扉３の内側方向に（内向きフランジを形成する如く）曲げられることにより形成されている。そして、１回目の折り曲げを行う直前の面が扉当接面４ａとして、１回目の折り曲げ部と２回目の折り曲げ部との間の面がチョーク第一面４ｂとして、２回目の折り曲げ部と３回目の折り曲げ部との間の面がチョーク第二面４ｃとして、３回目の折り曲げ部と４回目の折り曲げ部との間の面がチョーク第三面４ｄとして、４回目の折り曲げ部から先の面がチョーク第四面４ｅとして、それぞれ構成され、チョーク第四面４ｅからチョーク第三面４ｄの一部にかけてスリット８が切り欠いて形成され、このスリット８がチョーク長手方向に対して周期的に配置されているとともに、チョーク第四面４ｅの先端とチョーク第一面４ｂとの間に開口寸法Ｗの空間が形成されている。

なお、扉３の内面側には耐熱性の内側ガラス６が、また扉３の外面側には同じく耐熱性の外側ガラス７が、それぞれ設置されている。

高周波加熱装置は、扉３のチョーク構造４が以上のように構成され、図３及び図４に示すように扉３の周辺部と本体２の開口部板金２ａとの間の隙間ｇから漏洩しようとする高周波に対してチョーク構造４の袋小路の端部（Ｃ点）からの反射波をぶつけて合成し、チョーク入り口部分（Ｂ点）にて電圧最大、電流最小となり、みかけのインピーダンスが∞となることで、扉３と本体２の間からマイクロ波の漏洩がなくなる、あるいは小さくなることを利用している。つまり、隙間ｇの入り口部分（Ａ点）からチョーク入り口部分（Ｂ点）間の伝播経路の長さと、チョーク入り口部分（Ｂ点）から袋小路の端部（Ｃ点）間の伝播経路の長さが、それぞれ使用波長の１／４程度となるように設定されていて、Ｂ点にてＣ点からの反射波とＡ点から進入し漏洩しようとする高周波とが逆位相となって合成されるように構成されている。

ここで、オーブンレンジで使用するマイクロ波（２．４５ＧＨｚ）の波長は約１２２mmであり、波長の１／４は約３１mmである。したがって、例えばチョーク入り口部分（Ｂ点）から袋小路の端部（Ｃ点）間の見掛け上の距離（直線距離）と、実際の伝播経路の距離が一致すると仮定した場合、１回目の折り曲げ部と２回目の折り曲げ部間の寸法（以下、これをチョーク第一面幅という）Ｕを２１mmとすると、２回目の折り曲げ部と３回目の折り曲げ部間の寸法（以下、これをチョーク第二面幅という）Ｖも２１mmとなり、これによってＢ点からＣ点間の伝播経路の長さを、使用するマイクロ波の波長の１／４である約３１mmとすることができる。

そして、チョーク構造４を、周期的にスリット８が形成された袋小路形状の櫛歯に構成することで、チョーク構造４の溝延長方向に伝播する高周波の漏洩量をスリット８により抑制することができる。

既述したように、高周波加熱装置は、扉３が通常一枚の板金をプレス成形して製造される。そのため、図５のようにチョーク構造４の四隅部分４ｆは、一定のアールをつけないとプレス加工が不可能である。一方、本体２も板金をプレス加工して製造されるが、扉３ほど複雑な加工は必要としないため、本体２の矩形状開口部１ａの四隅部１ｂ（図６）は扉３に比し、きわめて小さいアールですむ。そのため、額縁状の開口部板金２ａと扉当接面４ａが重なる部分から矩形状開口部１ａの四隅部１ｂがはみだして、図５の如くチョーク構造４の溝内に直接連通する非ラップ部分９が発生する。非ラップ部９が発生すると、本体２の加熱室１とチョーク構造４の溝とが直接連通し、高周波漏洩量が多くなり、高周波漏洩量抑制効果が得られなくなる。したがって、全周にわたりラップ部は必要である。

このような四隅部のアールの違いにより発生する非ラップ部９は、図６のように矩形状開口部１ａの四隅部１ｂがチョーク構造４の四隅部分４ｆのアール内に収まるまで、矩形状開口部１ａを小さくすることで（非ラップ最大寸法Ｘ以上、矩形状開口部全体を小さくする）吸収してラップさせることができる。しかし、この場合、加熱室１の容積が小さくなるのを避けられない。

図７のグラフは、チョーク第一面幅Ｕを２３．６mm、チョーク第二面幅Ｖを１４mmに固定してラップ寸法のみを変えた場合の高周波漏洩量を示している。図７から明らかなように、ラップ寸法の相関はほとんど見受けられない。つまり、僅かでもラップしておれば高周波の漏洩量抑制効果が得られており、ラップ寸法が６mmであっても、また０．５mmであっても、これらの間で高周波漏洩量の差はみられない。以上のように、チョーク構造の動作原理が明らかになったところで、次に、本発明の実施の形態を説明する。

実施の形態１．
図８は本発明の実施の形態１に係る高周波加熱装置のチョーク構造側の扉当接面と本体側の開口部板金とのコーナ部のラップ部の説明図であり、図中、前述のチョーク構造の動作原理の説明図（図５及び図６）と同一機能部分には同一符号を付してある。

本実施の形態１の高周波加熱装置は、図８のように本体の矩形状開口部１ａの四隅部１ｂの円弧半径Ｚを、扉３側に設置されたチョーク構造の開口部周辺板１ａと当接する扉当接面４ａにおける四隅部分４ｆの円弧半径よりも大きくしたものである。

本発明の高周波加熱装置によれば、矩形状開口部１ａの四隅部１ｂの円弧半径Ｚを、扉３側に設置されたチョーク構造における額縁状の開口部板金２ａと当接する扉当接面４ａにおける四隅部分４ｆの円弧半径よりも大きくしたので、矩形状開口部１ａ全体を小さくする必要がなくなって、図８の如く非ラップ部が発生していた分だけ矩形状開口部１ａの四隅部１ｂのみをチョーク構造の四隅部分４ｆのアール内に収まるように調整することができる。このため、図６と図８の比較からも明らかなように、本体の矩形状開口部１ａを小さくすることなく、矩形状開口部１ａの四隅部１ｂからの高周波漏洩量を抑制することができる。更に、四隅部１ｂも含み額縁状の開口部板金２ａの形状を扉当接面４ａの形状に近づけることができる。また、図７から明らかなようにラップ寸法は小さくすること、換言すれば矩形状開口部１ａを大きくすることが可能であるため、前述のように開口部板金２ａと扉当接面４ａの形状を近づけることで、本体外形容積を変えることなく従来よりも加熱室の容積を大きくすることができ、本体容積効率（加熱室容積／本体外形容積）を向上させることができる。

実施の形態２．
図９は本発明の実施の形態２に係る高周波加熱装置のチョーク構造を有する扉周辺部とこの扉周辺部に対向する本体の開口部板金との関係を示す要部縦断面図であり、図中、前述のチョーク構造の動作原理の説明図（図１）と同一機能部分には同一符号を付してある。なお、ここでは説明にあたって前述の図８を参照するものとする。

本実施の形態２の高周波加熱装置は、前面に矩形状開口部１ａが設けられて内部に高周波が供給される加熱室１を有する筐体からなる本体２と、この本体２に取り付けられてその加熱室１の矩形状開口部１ａを開閉自在に覆う扉３とを備え、図示しないマグネトロンから発振する高周波を導波管を介して加熱室１内に伝播させ、これによって加熱室１内の被加熱物を加熱できるようになっている。なお、導波管は加熱室底部に設置され、導波管の内部には、回転軸を有し高周波を加熱室１内に拡散させる回転アンテナ（図示せず）が設けられている。

本体２の矩形状開口部１ａの周辺部には、額縁状の開口部板金２ａが設けられ、開口部板金２ａに対向する扉３側の周辺部には、周期的にスリット８が形成された袋小路形状の櫛歯からなるチョーク構造４０が全周（４辺）に亘り設けられているとともに、そのチョーク構造４０の周辺が、高周波を吸収する誘電損失係数が少ない素材からなる樹脂製カバー５によって覆われていて、樹脂製カバー５によるチョーク性能への影響が小さくなるように考慮されている。

チョーク構造４０は、扉３の周辺部の金属板を４回、折り曲げることにより形成される。すなわち、１回目の折り曲げは本体２の開口部板金２ａに対し反対方向へ曲げられ、つづく２回目の折り曲げは扉３の面に平行でかつ扉３の外側延長方向に（外向きフランジを形成する如く）曲げられ、つづく３回目の折り曲げは本体２の開口部板金２ａに向かう方向に曲げられ、つづく４回目の折り曲げは扉３の面に平行でかつ扉３の内側方向に（内向きフランジを形成する如く）曲げられることにより形成されている。そして、１回目の折り曲げを行う直前の面が扉当接面４０ａとして、１回目の折り曲げ部と２回目の折り曲げ部との間の面がチョーク第一面４０ｂとして、２回目の折り曲げ部と３回目の折り曲げ部との間の面がチョーク第二面４０ｃとして、３回目の折り曲げ部と４回目の折り曲げ部との間の面がチョーク第三面４０ｄとして、４回目の折り曲げ部から先の面がチョーク第四面４０ｅとして、それぞれ構成され、チョーク第一面４０ｂの折り曲げ角度が９０度以下に設定されている。また、チョーク第四面４０ｅからチョーク第三面４０ｄの一部にかけてスリット８が切り欠いて形成され、このスリット８がチョーク長手方向に対して周期的に配置されているとともに、チョーク第四面４０ｅの先端とチョーク第一面４０ｂとの間に開口寸法Ｗ（図２参照）の空間が形成されている。

なお、扉３の内面側には耐熱性の内側ガラス６が、また扉３の外面側には同じく耐熱性の外側ガラス７が、それぞれ設置されている。

本実施の形態２の高周波加熱装置のように、プレス加工する際の扉３のチョーク構造４０の四隅部分４ｆのアール寸法は、チョーク第一面４０ｂに傾斜をつけることにより緩和することが可能である。このため、チョーク構造４０の四隅部分４ｆの円弧半径を小さくでき、本体２の矩形状開口部１ａの四隅部１ｂの円弧半径Ｚに近づけることができる。そして、四隅部分４ｆも含み扉３のチョーク構造４０における額縁状の開口部板金２ａと当接する扉当接面４０ａの形状を額縁状の開口部板金２ａの形状に近づけることができる。このため、本体２の矩形状開口部１ａを小さくすることなく、矩形状開口部１ａの四隅部１ｂからの高周波漏洩量を抑制することができる。そして、このようにして開口部板金２ａと扉当接面４０ａの形状を近づけることで、本体外形容積を変えることなく従来よりも加熱室１の容積を大きくすることができ、本体容積効率（加熱室容積／本体外形容積）を向上させることができる。

実施の形態３．
前述の実施の形態１のものと前述の実施の形態２のものは組み合わせが可能である。すなわち、本体２と扉３の双方で四隅部１ｂ及び四隅部分４ｆの形状を互いに近づけることができる。そして、このように本体２と扉３の双方で互いの形状を近づけることで、相乗効果が生まれ、本体２の矩形状開口部１ａを小さくすることなく、矩形状開口部１ａの四隅部１ｂからの高周波漏洩量を抑制することが容易となり、本体外形容積を変えることなく従来よりも加熱室１の容積を一層大きくすることができ、本体容積効率（加熱室容積／本体外形容積）を更に向上させることができる。

チョーク構造の動作原理の説明図である。 チョーク構造の動作原理の説明図である。 チョーク構造の動作原理の説明図である。 チョーク構造の動作原理の説明図である。 チョーク構造の動作原理の説明図である。 チョーク構造の動作原理の説明図である。 チョーク構造の動作原理の説明図である。 本発明の実施の形態１に係る高周波加熱装置のチョーク構造側の扉当接面と本体側の開口部板金とのコーナ部のラップ部の説明図である。 本発明の実施の形態２に係る高周波加熱装置の要部縦断面図である。

符号の説明

１ 加熱室、１ａ 矩形状開口部、１ｂ 矩形状開口部の四隅部、２ 本体、２ａ 額縁状の開口部板金、３ 扉、４ａ，４０ａ 扉当接面、４ｆ 扉当接面の四隅部分、４０ チョーク構造、４０ｂ チョーク第一面、４０ｃ チョーク第二面、４０ｄ チョーク第三面、４０ｅ チョーク第四面。

Claims (2)

1. 前面に矩形状の開口部が設けられ内部に高周波が供給される加熱室を有するとともに、前記矩形状開口部の周辺部に額縁状の開口部板金を設けた筐体からなる本体と、
   前記本体に取り付けられて前記矩形状開口部を開閉自在に覆うとともに、前記開口部板金に対向する部位に電波漏洩を防止するチョーク構造を有する扉とを備えた高周波加熱装置であって、
   前記矩形状開口部の四隅部の円弧半径Ｚを、前記扉側に設置された前記チョーク構造の前記開口部板金と当接する扉当接面における四隅部分の円弧半径よりも大きくしたことを特徴とする高周波加熱装置。
2. 前面に矩形状の開口部が設けられ内部に高周波が供給される加熱室を有するとともに、前記矩形状開口部の周辺部に額縁状の開口部板金を設けた筐体からなる本体と、
   前記本体に取り付けられて前記矩形状開口部を開閉自在に覆うとともに、前記開口部板金に対向する部位に電波漏洩を防止するチョーク構造を有する扉とを備えた高周波加熱装置であって、
   前記矩形状開口部の四隅部の円弧半径Ｚを、前記扉側に設置された前記チョーク構造の前記開口部板金と当接する扉当接面における四隅部分の円弧半径よりも大きくするとともに、
   前記チョーク構造を、
   前記開口部板金に対し反対方向へ折り曲げられて該開口部板金から離れる方向に延びるチョーク第一面と、
   前記チョーク第一面の先端側を扉外側延長方向に折り曲げられて外向きフランジ状に形成されたチョーク第二面と、
   前記チョーク第二面の先端側を前記開口部板金に向かう方向に折り曲げられて該開口部板金に近づく方向に延びるチョーク第三面と、
   前記チョーク第三面の先端側を扉内側方向に折り曲げられて末端が前記チョーク第一面と空間を介して対向する内向きフランジ状に形成されたチョーク第四面とから構成し、
   かつ前記チョーク第一面の折り曲げ角度を９０度以下としたことを特徴とする高周波加熱装置。

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