JP4867101B2 - 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、電磁波を遮蔽する電磁波遮蔽装置に関するものであり、またその中でも特に加熱室とドアの間から外部に伝搬しようとする電磁波を遮蔽するために電磁波遮蔽装置を用いた電子レンジに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の第１の方法は、電子レンジ用の電磁波遮蔽装置の最も基本的な考え方としてドアに減衰溝を形成するλ／４インピーダンス反転方法が用いられる。図１１は電子レンジ全体の図、図１２は図１１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減衰溝５を有し、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方向成分のみを減衰溝５で減衰させると考えてよい。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。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１３は図１２の減衰溝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１２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。
【０００３】
次に従来の第２の方法は、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よりも浅くする他の方法として、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１４は減衰溝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。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。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。
【０００４】
その他に、より遮蔽性能が高い方法として、図１５に示すように、二つの導体１０、１１で減衰溝１２を形成し、加熱室側の導体１１にのみスリット１３を入れる構成がある。図１５は、ＵＳＰ５，０３６，１７１に示された構成で、Ｌ３をλ／４（≒３０ｍｍ）に選んでいる。このような例は古くから有り、たとえば特公昭５２−３０７３３号公報も同様のものと考えられる。これらの構成は、遮蔽性能は良いが導体が２つになり、両者の接続部分１４にスポットやかしめなどが必要になるという作りにくさの問題がある。
【０００５】
以上、電子レンジの電磁波遮蔽装置では、加熱室とドアの隙間からの電磁波の漏洩を防ぐために減衰溝を用いており、ドアの厚みが薄いことと作りやすいということから、現在では図１４（従来の第２の方法）を用いたものが主流となっている。
【０００６】
さらに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。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来の構成では、たとえば電子レンジのドアの場合、減衰溝を有する構成であり、電磁波の遮蔽性能を上げるためには図１５のような構成にするとか、あるいは減衰溝を多段に組み合わせるなどの方法が考えられる。しかしいずれの場合も導体部分を１つだけで作るのは困難であり、２つ以上の導体をスポットやかしめで一体化させなければならない。
【０００８】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、従来以上の電磁波の遮蔽性能を達成し、かつ、１つの導体で構成できる作りやすい電磁波遮蔽装置および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。
【０００９】
【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および電子レンジは、電磁波が伝搬する対向面の少なくとも一方を形成する導体部が単一の導体から成り、前記導体部から切り起こして波長の１／４に満たない長さの導体片と、前記導体片を除く導体壁面で形成される減衰溝とを、交互に周期的に配列したものである。
【００１０】
これによって、従来以上の電磁波の遮蔽性能を達成し、かつ、１つの導体で構成できる作りやすい電磁波遮蔽装置を実現することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
第１の発明の電磁波遮蔽装置は、電磁波が伝搬する対向面の少なくとも一方を形成する導体部が単一の導体から成り、前記導体部から切り起こして波長の１／４に満たない長さの導体片と、前記導体片を除く導体壁面で形成される減衰溝とを、交互に周期的に配列したものである。これによって、従来以上の電磁波の遮蔽性能を達成し、かつ、１つの導体で構成できる作りやすい電磁波遮蔽装置を実現することができる。
【００１２】
第２の発明は、前記導体片は中央部分で対向面から離れる方向に垂直に曲げられる構成とし、前記導体片のうち前記対向面に平行な部分の距離を波長の１／１５、前記対向面に垂直な部分の距離を波長の１／１５としたものである。
【００１３】
本発明によれば、従来以上の電磁波の遮蔽性能を達成しつつ、１つの導体で構成できる作りやすい電磁波遮蔽装置を実現することができる。
【００１４】
第３の発明の電子レンジは、ドアの開閉により食品を出し入れできる加熱室と、前記加熱室内に電磁波を供給して前記食品を加熱する電磁波供給手段と、前記加熱室と前記ドアとの対向面上に第１または第２の発明にかかる電磁波遮蔽装置を有する構成としている。よって電子レンジにおいても、従来以上の電磁波の遮蔽性能を達成しつつ、電磁波遮蔽装置のある加熱室やドアを作りやすくすることができる。
【００１５】
【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。
【００１６】
（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。
【００１７】
まず、図１から図４により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１１であるとする。図１は図１１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。
【００１８】
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１５（図１１参照）を有している。一方ドア２は、金属板からなるドア本体１６の周囲には、ドア本体１６より切り起こした導体片１７と、残りの導体壁面１８とを有し、導体壁面１８には導体片１７を切り起こすために生じた抜き孔１９が形成されている。
【００１９】
導体片１７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１７と加熱室１側の対向面２０が平行な部分の距離ｂ４≒８ｍｍ（≒λ／１５）、ついで対向面２０と垂直な部分の距離Ｌ４≒８ｍｍ（≒λ／１５）とを合わせて、導体片１７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１７の幅ａ４≒１０ｍｍ（≒λ／１２）、導体片間の隙間の距離ｓ４≒２０ｍｍ（≒λ／６）、より周期Ｐ４≒３０ｍｍ（≒λ／４）としている。ちなみに２１は誘電体からなるカバーであり、導体片１７間などの隙間を覆うためのものである。カバー２１を配しても対向面２０側に出っ張らないようにドア本体１６と導体片１７の間に段２２を設けている。
【００２０】
また抜き孔１９については、少なくとも導体片１７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１７と同等の大きさになるようにした。図４には導体片１７に向かって見た時の断面を示すが、抜き孔１９の長さＬ５≒ｂ４＋Ｌ４≒１６ｍｍ（≒λ／８）、幅ｃ５≒ａ４≒１０ｍｍ（≒λ／１２）、抜き孔１９間の距離ｓ５≒ｓ４≒２０ｍｍ（≒λ／６）、周期Ｐ５≒Ｐ４≒３０ｍｍ（≒λ／４）である。
【００２１】
また導体壁面１８については、抜き孔１９間の位置の先端に従来の電磁波遮蔽装置（図１４）の切片２３を配置して減衰溝を形成している。また従来の構成の図１５とは異なり抜き孔１９を有することで、導体片１７や切片２３を含めて１枚の金属板のみで構成できるものである。
【００２２】
電磁波の伝搬方向ｚに平行な断面において、導体片１７を含む断面（図１）は抜き孔１９を通るが、導体片１７間の隙間にある切片２３を含む断面（図３）は抜き孔１９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、切片２３による減衰溝が周期的に存在していることはあきらかである。さらに本実施例は、導体片１７の周期構造と切片２３による減衰溝の周期構造が２重に存在して遮蔽効果を発揮する構成とも考えられる。本実施例では、導体片１７と切片２３による減衰溝とを合わせて、電磁波遮蔽装置２４を構成している。
【００２３】
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。
【００２４】
本実施例では、ｚ方向成分に関しては、長さｂ４＋Ｌ４の導体片１７と、切片２３による減衰溝とにより、２重に遮蔽している。またｘ方向成分に関しても、幅ａ４の導体片１７をピッチＰ４で配列した周期構造と、切片２３をピッチＰ４で配列した周期構造とにより、２重に遮蔽している。
【００２５】
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２５の開口面に対向するようにＬ字状の遮蔽装置取付板２６、２６ａを配置している。加熱室２５と遮蔽装置取付板２６、２６ａの間には厚み２ｍｍでコ字状のスペーサ２７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２５、遮蔽装置取付板２６、２６ａ、スペーサ２７ともにステンレスで構成することで、加熱室２５から外部へ伝搬しようとする電磁波は図５の矢印２８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２５の上側の壁面と遮蔽装置取付板２６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。さらに加熱室２５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２６上に２９として図１１に示した従来の減衰溝を有する遮蔽構成を配置したもの、図７は本実施例の電磁波遮蔽装置２４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２６ａを２６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。参考までに、図７で切片２３を無くした場合の測定値は２．２であり、この時点で従来よりも良いレベルであった。
【００２６】
以上、本実施例の電磁波遮蔽装置は、波長の１／４に満たない長さ（具体的にはλ／８程度）の導体片１７と、導体片１７から分かれる導体壁面１８を有する構成としている。これによって、従来以上の電磁波の遮蔽性能を達成しつつ、１つの導体で構成できる作りやすい電磁波遮蔽装置を実現することができる。特に、導体片１７と導体壁面１８のいずれか一方を切り起こす構成の場合は極めて容易に実現できる。
【００２７】
また、導体片１７により、導体壁面１８には抜き孔１９が形成される構成としており、特に抜き孔の長さを波長の１／４に満たない長さ（具体的にはλ／８程度）、長さ方向と直交する方向に幅５ｍｍ以上かつ１波長以下（具体的にはλ／１２程度）、抜き孔間の距離を５ｍｍ以上１波長以下（具体的にはλ／６程度）、抜き孔の配置の周期を５ｍｍ以上１波長以下（具体的にはλ／４程度）としている。見方を変えれば電磁波の伝搬方向に平行な断面において、導体片１７を含む断面には抜き孔１９が有り、導体片１７間の隙間を含む断面には抜き孔１９が無い構成としている。
【００２８】
以上により、従来以上の電磁波の遮蔽性能を達成しつつ、１つの導体で構成できる作りやすい電磁波遮蔽装置を実現することができる。
【００２９】
さらに、特に電子レンジにおいて、加熱室とドアとの対向面上でドア内部に電磁波遮蔽装置を有する構成としたので、ドアを作りやすくすることができる。なお、加熱室側に構成することも可能である。
【００３０】
（参考例１）
図８、図９は、本発明の参考例における電磁波遮蔽装置を示すものである。導体片３０は抜き孔からの切り起こしではなく、導体壁面３１と交互に存在している。導体片３０はフラットであり、導体壁面３１の方を折り曲げた構成である。本参考例では胴体壁面３１の先端３２が外向きに曲げられているので、極めて加工しやすい効果がある。
【００３１】
（参考例２）
図１０は、本発明の参考例における電磁波遮蔽装置を示すものである。本参考例は、ドア本体１６よりも導体片３３および導体壁面３４が対向面２０側に突出したような構成である。
【００３２】
なお、導体片や導体壁面に関しては、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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
なお、導体片を金属板で構成した例のみ示したが、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。
【００３６】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、従来以上の電磁波の遮蔽性能を達成し、かつ、１つの導体で構成できる作りやすい電磁波遮蔽装置を実現することができる。よって電子レンジにおいても、従来以上の電磁波の遮蔽性能を達成し、かつ、電磁波遮蔽装置のある加熱室やドアを作りやすくすることができる。
【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】 本発明の参考例における電磁波遮蔽装置の斜視構成図
【図９】 同、電磁波遮蔽装置と電子レンジの断面構成図
【図１０】 本発明の参考例における電磁波遮蔽装置と電子レンジの断面構成図
【図１１】 従来の電子レンジの構成図
【図１２】 同、Ａ―Ａ線の断面構成図
【図１３】 同、Ｂからみた構成図
【図１４】 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１５】 従来の他の電磁波遮蔽装置と電子レンジの断面構成図
【符号の説明】
１、２５ 加熱室
２ ドア
１５ 電磁波供給手段
１７、３０、３３ 導体片
１８、３１、３４ 導体壁面
１９ 抜き孔
２４ 電磁波遮蔽装置
【発明の属する技術分野】
本発明は、電磁波を遮蔽する電磁波遮蔽装置に関するものであり、またその中でも特に加熱室とドアの間から外部に伝搬しようとする電磁波を遮蔽するために電磁波遮蔽装置を用いた電子レンジに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の第１の方法は、電子レンジ用の電磁波遮蔽装置の最も基本的な考え方としてドアに減衰溝を形成するλ／４インピーダンス反転方法が用いられる。図１１は電子レンジ全体の図、図１２は図１１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減衰溝５を有し、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方向成分のみを減衰溝５で減衰させると考えてよい。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。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１３は図１２の減衰溝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１２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。
【０００３】
次に従来の第２の方法は、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よりも浅くする他の方法として、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１４は減衰溝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。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。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。
【０００４】
その他に、より遮蔽性能が高い方法として、図１５に示すように、二つの導体１０、１１で減衰溝１２を形成し、加熱室側の導体１１にのみスリット１３を入れる構成がある。図１５は、ＵＳＰ５，０３６，１７１に示された構成で、Ｌ３をλ／４（≒３０ｍｍ）に選んでいる。このような例は古くから有り、たとえば特公昭５２−３０７３３号公報も同様のものと考えられる。これらの構成は、遮蔽性能は良いが導体が２つになり、両者の接続部分１４にスポットやかしめなどが必要になるという作りにくさの問題がある。
【０００５】
以上、電子レンジの電磁波遮蔽装置では、加熱室とドアの隙間からの電磁波の漏洩を防ぐために減衰溝を用いており、ドアの厚みが薄いことと作りやすいということから、現在では図１４（従来の第２の方法）を用いたものが主流となっている。
【０００６】
さらに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。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来の構成では、たとえば電子レンジのドアの場合、減衰溝を有する構成であり、電磁波の遮蔽性能を上げるためには図１５のような構成にするとか、あるいは減衰溝を多段に組み合わせるなどの方法が考えられる。しかしいずれの場合も導体部分を１つだけで作るのは困難であり、２つ以上の導体をスポットやかしめで一体化させなければならない。
【０００８】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、従来以上の電磁波の遮蔽性能を達成し、かつ、１つの導体で構成できる作りやすい電磁波遮蔽装置および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。
【０００９】
【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および電子レンジは、電磁波が伝搬する対向面の少なくとも一方を形成する導体部が単一の導体から成り、前記導体部から切り起こして波長の１／４に満たない長さの導体片と、前記導体片を除く導体壁面で形成される減衰溝とを、交互に周期的に配列したものである。
【００１０】
これによって、従来以上の電磁波の遮蔽性能を達成し、かつ、１つの導体で構成できる作りやすい電磁波遮蔽装置を実現することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
第１の発明の電磁波遮蔽装置は、電磁波が伝搬する対向面の少なくとも一方を形成する導体部が単一の導体から成り、前記導体部から切り起こして波長の１／４に満たない長さの導体片と、前記導体片を除く導体壁面で形成される減衰溝とを、交互に周期的に配列したものである。これによって、従来以上の電磁波の遮蔽性能を達成し、かつ、１つの導体で構成できる作りやすい電磁波遮蔽装置を実現することができる。
【００１２】
第２の発明は、前記導体片は中央部分で対向面から離れる方向に垂直に曲げられる構成とし、前記導体片のうち前記対向面に平行な部分の距離を波長の１／１５、前記対向面に垂直な部分の距離を波長の１／１５としたものである。
【００１３】
本発明によれば、従来以上の電磁波の遮蔽性能を達成しつつ、１つの導体で構成できる作りやすい電磁波遮蔽装置を実現することができる。
【００１４】
第３の発明の電子レンジは、ドアの開閉により食品を出し入れできる加熱室と、前記加熱室内に電磁波を供給して前記食品を加熱する電磁波供給手段と、前記加熱室と前記ドアとの対向面上に第１または第２の発明にかかる電磁波遮蔽装置を有する構成としている。よって電子レンジにおいても、従来以上の電磁波の遮蔽性能を達成しつつ、電磁波遮蔽装置のある加熱室やドアを作りやすくすることができる。
【００１５】
【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。
【００１６】
（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。
【００１７】
まず、図１から図４により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１１であるとする。図１は図１１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。
【００１８】
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１５（図１１参照）を有している。一方ドア２は、金属板からなるドア本体１６の周囲には、ドア本体１６より切り起こした導体片１７と、残りの導体壁面１８とを有し、導体壁面１８には導体片１７を切り起こすために生じた抜き孔１９が形成されている。
【００１９】
導体片１７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１７と加熱室１側の対向面２０が平行な部分の距離ｂ４≒８ｍｍ（≒λ／１５）、ついで対向面２０と垂直な部分の距離Ｌ４≒８ｍｍ（≒λ／１５）とを合わせて、導体片１７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１７の幅ａ４≒１０ｍｍ（≒λ／１２）、導体片間の隙間の距離ｓ４≒２０ｍｍ（≒λ／６）、より周期Ｐ４≒３０ｍｍ（≒λ／４）としている。ちなみに２１は誘電体からなるカバーであり、導体片１７間などの隙間を覆うためのものである。カバー２１を配しても対向面２０側に出っ張らないようにドア本体１６と導体片１７の間に段２２を設けている。
【００２０】
また抜き孔１９については、少なくとも導体片１７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１７と同等の大きさになるようにした。図４には導体片１７に向かって見た時の断面を示すが、抜き孔１９の長さＬ５≒ｂ４＋Ｌ４≒１６ｍｍ（≒λ／８）、幅ｃ５≒ａ４≒１０ｍｍ（≒λ／１２）、抜き孔１９間の距離ｓ５≒ｓ４≒２０ｍｍ（≒λ／６）、周期Ｐ５≒Ｐ４≒３０ｍｍ（≒λ／４）である。
【００２１】
また導体壁面１８については、抜き孔１９間の位置の先端に従来の電磁波遮蔽装置（図１４）の切片２３を配置して減衰溝を形成している。また従来の構成の図１５とは異なり抜き孔１９を有することで、導体片１７や切片２３を含めて１枚の金属板のみで構成できるものである。
【００２２】
電磁波の伝搬方向ｚに平行な断面において、導体片１７を含む断面（図１）は抜き孔１９を通るが、導体片１７間の隙間にある切片２３を含む断面（図３）は抜き孔１９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、切片２３による減衰溝が周期的に存在していることはあきらかである。さらに本実施例は、導体片１７の周期構造と切片２３による減衰溝の周期構造が２重に存在して遮蔽効果を発揮する構成とも考えられる。本実施例では、導体片１７と切片２３による減衰溝とを合わせて、電磁波遮蔽装置２４を構成している。
【００２３】
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。
【００２４】
本実施例では、ｚ方向成分に関しては、長さｂ４＋Ｌ４の導体片１７と、切片２３による減衰溝とにより、２重に遮蔽している。またｘ方向成分に関しても、幅ａ４の導体片１７をピッチＰ４で配列した周期構造と、切片２３をピッチＰ４で配列した周期構造とにより、２重に遮蔽している。
【００２５】
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２５の開口面に対向するようにＬ字状の遮蔽装置取付板２６、２６ａを配置している。加熱室２５と遮蔽装置取付板２６、２６ａの間には厚み２ｍｍでコ字状のスペーサ２７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２５、遮蔽装置取付板２６、２６ａ、スペーサ２７ともにステンレスで構成することで、加熱室２５から外部へ伝搬しようとする電磁波は図５の矢印２８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２５の上側の壁面と遮蔽装置取付板２６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。さらに加熱室２５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２６上に２９として図１１に示した従来の減衰溝を有する遮蔽構成を配置したもの、図７は本実施例の電磁波遮蔽装置２４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２６ａを２６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。参考までに、図７で切片２３を無くした場合の測定値は２．２であり、この時点で従来よりも良いレベルであった。
【００２６】
以上、本実施例の電磁波遮蔽装置は、波長の１／４に満たない長さ（具体的にはλ／８程度）の導体片１７と、導体片１７から分かれる導体壁面１８を有する構成としている。これによって、従来以上の電磁波の遮蔽性能を達成しつつ、１つの導体で構成できる作りやすい電磁波遮蔽装置を実現することができる。特に、導体片１７と導体壁面１８のいずれか一方を切り起こす構成の場合は極めて容易に実現できる。
【００２７】
また、導体片１７により、導体壁面１８には抜き孔１９が形成される構成としており、特に抜き孔の長さを波長の１／４に満たない長さ（具体的にはλ／８程度）、長さ方向と直交する方向に幅５ｍｍ以上かつ１波長以下（具体的にはλ／１２程度）、抜き孔間の距離を５ｍｍ以上１波長以下（具体的にはλ／６程度）、抜き孔の配置の周期を５ｍｍ以上１波長以下（具体的にはλ／４程度）としている。見方を変えれば電磁波の伝搬方向に平行な断面において、導体片１７を含む断面には抜き孔１９が有り、導体片１７間の隙間を含む断面には抜き孔１９が無い構成としている。
【００２８】
以上により、従来以上の電磁波の遮蔽性能を達成しつつ、１つの導体で構成できる作りやすい電磁波遮蔽装置を実現することができる。
【００２９】
さらに、特に電子レンジにおいて、加熱室とドアとの対向面上でドア内部に電磁波遮蔽装置を有する構成としたので、ドアを作りやすくすることができる。なお、加熱室側に構成することも可能である。
【００３０】
（参考例１）
図８、図９は、本発明の参考例における電磁波遮蔽装置を示すものである。導体片３０は抜き孔からの切り起こしではなく、導体壁面３１と交互に存在している。導体片３０はフラットであり、導体壁面３１の方を折り曲げた構成である。本参考例では胴体壁面３１の先端３２が外向きに曲げられているので、極めて加工しやすい効果がある。
【００３１】
（参考例２）
図１０は、本発明の参考例における電磁波遮蔽装置を示すものである。本参考例は、ドア本体１６よりも導体片３３および導体壁面３４が対向面２０側に突出したような構成である。
【００３２】
なお、導体片や導体壁面に関しては、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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
なお、導体片を金属板で構成した例のみ示したが、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。
【００３６】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、従来以上の電磁波の遮蔽性能を達成し、かつ、１つの導体で構成できる作りやすい電磁波遮蔽装置を実現することができる。よって電子レンジにおいても、従来以上の電磁波の遮蔽性能を達成し、かつ、電磁波遮蔽装置のある加熱室やドアを作りやすくすることができる。
【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】 本発明の参考例における電磁波遮蔽装置の斜視構成図
【図９】 同、電磁波遮蔽装置と電子レンジの断面構成図
【図１０】 本発明の参考例における電磁波遮蔽装置と電子レンジの断面構成図
【図１１】 従来の電子レンジの構成図
【図１２】 同、Ａ―Ａ線の断面構成図
【図１３】 同、Ｂからみた構成図
【図１４】 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１５】 従来の他の電磁波遮蔽装置と電子レンジの断面構成図
【符号の説明】
１、２５ 加熱室
２ ドア
１５ 電磁波供給手段
１７、３０、３３ 導体片
１８、３１、３４ 導体壁面
１９ 抜き孔
２４ 電磁波遮蔽装置
Claims (3)
- 電磁波が伝搬する対向面の少なくとも一方を形成する導体部は単一の導体から成り、前記導体部から切り起こして波長の１／４に満たない長さの導体片と、前記導体片を除く導体壁面で形成される減衰溝とを、交互に周期的に配列した電磁波遮蔽装置。
- 前記導体片は中央部分で対向面から離れる方向に垂直に曲げられる構成とし、前記導体片のうち前記対向面に平行な部分の距離を波長の１／１５、前記対向面に垂直な部分の距離を波長の１／１５とした請求項１に記載の電磁波遮蔽装置。
- ドアの開閉により食品を出し入れできる加熱室と、前記加熱室内に電磁波を供給して前記食品を加熱する電磁波供給手段と、前記加熱室と前記ドアとの対向面上に請求項１または２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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