JP5355205B2 - 加熱調理器 - Google Patents

Description

本発明は、加熱室に放射されたマイクロ波が扉の隙間から外部へ漏洩することを抑制するチョーク手段を備えた加熱調理器に関する。

従来、扉の背面において窓部を囲繞する部位に環状のチョーク溝を設け、チョーク溝内を周方向に伝播する電波を遅延させる周期構造片を配置することにより、外部への電波漏洩を抑制していた（特許文献１参照）。

特開昭５９−３７６９５号公報

ところで、チョーク溝は扉の４辺（上辺、右辺、左辺、下辺）に対応する各チョーク溝を連結することにより１つのチョーク溝として構成しており、４辺全体で周期構造片の構造寸法を調整していた。つまり、４辺それぞれの構造寸法の調整が、他の全ての辺に対しても影響するため、各辺ごとに最適化するのではなく、各辺（区間）ごとに見ると、必ずしも最適な構造寸法にはなっておらず、４辺全体を見たときに最適化できるような全体最適解をもって設計していた。これは、各辺に対応するチョーク溝内を伝播する電波がつながっているために起こるためで、全体最適解を求める作業が極めて面倒である。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、加熱室に放射されたマイクロ波が扉の隙間から漏洩することを抑制するチョーク手段の構造寸法を簡単に最適化する作業を容易となる加熱調理器を提供することにある。

本発明の加熱調理器は、本体に設けられ、食品を出し入れするための開口部を有した加熱室と、前記加熱室にマイクロ波を放射する加熱手段と、前記本体の前面において前記開口部を囲繞するように設けられた環状の前板部と、前記開口部を開閉可能に設けられ、閉鎖状態で前記前板部と対向する扉と、前記扉において前記前板部と対向する部位に環状に設けられ、前記加熱室から外部への電波漏洩量を抑制するチョーク手段と、前記チョーク手段の周方向に伝播する電波を反対方向に反射する反射手段と、を備え、
前記チョーク手段は、複数の辺を角部で連結して構成され、前記反射手段は、前記角部に設けられていることを特徴とするものである。

本発明によれば、チョーク手段を伝播するマイクロ波を反射手段により反対方向に反射するので、チョーク手段を反射手段により区切ることができる。これにより、区切られた区間毎にチョーク手段を部分最適化することができるので、結局、全体最適化を容易に図ることができる。

本発明の一実施形態における扉の背面板を示す斜視図 背面板の角部を拡大して示す斜視図 電子レンジの斜視図 扉の開放状態で示す電子レンジの正面図 扉の要部を示す破断面図 反射部材の取り付けを概略的に示すチョーク溝の斜視図 チョーク溝を縦断面図 図６相当図 図７相当図 図６相当図 図２相当図 図７相当図 前板部の幅と電波漏洩量との対応関係を示す図

以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。図３は電子レンジの斜視図、図４は扉の開放状態で示す電子レンジの正面図である。電子レンジ１（加熱調理器に相当）の本体２には加熱室３が設けられており、開口部４を通じて加熱室３に食品を出し入れすることができる。本体２の前面において開口部４を囲繞するように環状の前板部５が設けられている。本体２の下部には扉６がヒンジ７により上下方向に回動可能に支持されており、扉６の閉鎖状態では、扉６の背面側が前板部５に僅かな隙間（例えば０．５ｍｍ）を存して対向する。

本体２の背部には図示しない機械室が形成されており、この機械室の下部に、マグネトロン（加熱手段に相当）の他、マグネトロンの電源装置、マグネトロンや電源装置を冷却する冷却ファン装置などが配設されている。マグネトロンから発生した高周波は、本体２の底部に配置されたガラス板或はセラミックス板等の誘電体からなる底板８を通じて加熱室３に放射される。本体２において底板８の下方となる空間には、マグネトロンから放射された高周波を反射撹拌するための回転アンテナが配設されている。この回転アンテナを囲繞するようにシースヒータなどからなる下ヒータが配設されていると共に、本体２において加熱室３の上方となる空間には、面状ヒータなどからなる上ヒータが配設されている。これらの上下両ヒータは、オーブンヒータとして機能する。

加熱室３の背面には図示しない熱風発生装置が設けられている。この熱風発生装置は、遠心型のファンおよび熱風用ヒータを有して構成されている。加熱室３の奥壁には、ファンの中心側に対応位置して多数の吸気口９が形成されていると共に、吸気口９の上下両側部分に位置して多数の吐気口１０が形成されている。オーブン調理時には熱風発生装置が駆動され、ファンにより加熱室３の空気が吸気口９から熱風発生装置内に吸引され、熱風用ヒータにより加熱されて上下の吐気口１０から加熱室３に吐出される。このような熱風の循環によって加熱室３が加熱されてオーブン調理が行われる。

扉６の前面上部には取手部１１が設けられ、下部には複数の操作部１２および表示部１３を有する操作パネル１４が設けられている。操作部１２は、加熱調理の調理モードや調理時間，調理に関する庫内温度（設定温度）などを設定するためのものである。表示部１３は、選択された調理モードや調理時間などを表示するためのものである。

図５は、扉６の要部を示す破断面図である。扉６は、当該扉６の筐体をなす扉本体１５、この扉本体１５と一体化された金属製の背面板１６、この背面版１６の窓部１６ａの背面側に固定された内側ガラス板１７、背面板１６の前面側に固定され、マイクロ波を遮断する大きさの多数の孔が形成されたパンチングメタル１８、扉本体１５の前面に固定された外側ガラス板１９を有して構成されている。

図１は背面板１６を示す斜視図である。背面板１６の背面側の窓部１６ａの周縁部には環状のチョーク溝２０（チョーク手段に相当）が形成されている。このチョーク溝２０は所謂スリットチョーク溝であり、内側にコ字形状に折曲形成された多数の周期構造片２１を有して構成されている。この周期構造片２１はチョーク溝２０の周方向の電波の伝播特性を調整するもので、外部への電波漏洩量が規定以下となるように抑制する。チョーク溝２０は図５に示す扉カバー２２により覆われており、さらに背面板１６と扉カバー２２との間には矩形枠状のパッキン２３が装着されている。このパッキン２３は、扉６を閉じたときに、扉６と前板部５との隙間を気密に遮断するものである。

さて、チョーク溝２０の周方向の電波の伝播特性をチョーク溝形状および周期構造片２１の形状にて調整することで、外部への電波漏洩量が規定値以下となるように抑制しているが、上下左右の各辺のチョーク溝はつながっており、４辺の特性が影響しあっているため、一部の形状を変更すると、チョーク構造の全周に影響が及ぶ。このため、各辺ごとに最適化することができず、全体のバランスをとりながら調整することになるため、各辺ごとの最適な形状とは若干ずれた条件にて設計して、全体として最適な設計を行っている。これは、各辺に対応するチョーク溝２０内を電波がつながって伝播するために起こる。

そこで、本実施形態では、この点に着目し、チョーク溝２０内に反射部材２４（反射手段に相当）を挿入することで、この周方向の伝播を抑制するようにした。この反射部材２４は、チョーク溝２０を伝播する電波を反対側に反射するもので、チョーク溝２０の周方向に直交する方向となるようにチョーク溝２０に挿入することにより電波の伝播経路を区切るように機能する。

ここで、反射部材２４の材質、大きさ、配置などについて考察する。
反射部材２４としては電波を反射する導電性部材を用い、チョーク溝２０に溶接、接着、ネジ止めなどにより固定する。このように反射部材２４を配置することで、チョーク溝２０を周方向に伝播する電波の大部分が反射されて（若干は透過伝播するが、比率として影響が少なくなるため、各区間ごとの独立性が向上する）、反射部材２４で区切られた区間内で、独立したチョーク空間を形成することができる。これにより、反射部材２４で区切られた区間内で最適なチョーク構造をそれぞれ構築することができるので、全体のチョーク性能を向上させることができる。

反射部材２４としては、少なくとも表面が導電性部材であればよいため、樹脂表面を金属メッキした材料等でも構成可能であるが、本実施形態のように電子レンジ１にオーブン機能を付加した製品においてはチョーク構造部分の温度が高くなる可能性があることから、反射部材２４を金属で形成することが望ましい。また、耐久性の観点でも金属が望ましく、さらには、金属の中でも、可能な限り表面抵抗の小さい材料、特には発熱損失が小さい例えばアルミ部材、或いは耐腐食性の高いステンレス等を用いることが望ましい。

一方、反射部材２４の大きさを、図８及び図９に示すようにチョーク溝２０の幅よりも大きくした場合は、周方向に伝播する電波を抑制する効果は大であるが、トレードオフの関係として、反射部材自身を伝わって、電波が反射部材２４の先端から外部に漏洩しやすくなる。このような事情から、反射部材２４の大きさは、チョーク溝２０の幅よりも小さくすることが望ましい。また、チョーク溝２０の開口部の幅での電界が強いため、反射部材２４の大きさしては、チョーク溝２０を断面にして示す図６、及びチョーク溝２０を縦断して示す図７に示すように、チョーク溝２０の開口部の幅をカバーしつつ、当該開口部の幅よりも小さくすることが望ましい。実際の反射部材２４の大きさについては、設計事項ではあるが、チョーク溝２０の開口部の幅と略同じ程度とすることで、所望の性能を発揮させることができる。

一方、チョーク構造において、周期構造片２１のある位置と、周期構造片２１の間の位置とを比較すると、周期構造片２１の間の位置の周方向と直交する方向の電界成分が比較的小さいことから、周方向に直交する方向に反射部材２４を挿入することで、反射部材２４の周方向と直交する方向の電界を理論上は零にすることで反射させている。このため、反射部材２４を、周方向に直交する方向の電界が小さい位置に挿入することで、反射部材２４における電界の乱れを抑制し、反射部材２４からの漏洩電波の発生を抑制することができる。つまり、チョーク溝２０を伝播する電波を無理やり反射させるのではなく、電波の強さが小さい位置で反射させることで、反射部材２４の挿入によるチョーク溝２０内の電波の不連続性を極小化するのである。
また、周期構造片２１の間に反射部材２４を取り付けることで、周期構造片２１自体の形状を変更する必要がないため、周期構造片２１が反射部材２４によって一部だけ形状が異なることがなくなり、局所的な不整合を抑制することができる。

ところで、加熱室３からチョーク構造に流入する電波は、加熱室３のマイクロ波の強度分布に影響される。この強度分布は主に加熱室３の寸法によって決まるため、加熱室３の高さ寸法と横幅寸法が異なる場合は、左右辺に流入する電波の分布と、上下辺に流入する電波の分布が異なることが一般的である。また、チョーク構造内には、扉６のヒンジ７やアームと取り付けるための凹みや、形状の異なる部分があるため、各辺ごとに、チョーク溝２０内を伝播する電波の特性が異なり、それぞれ最適化することが望ましい。

そこで、反射部材２４によりチョーク溝２０の周方向を複数の区間に分割することが望ましく、そのためには、複数の反射部材２４を挿入する。複数の反射部材２４によりチョーク溝２０を複数の区間に区切ることで、それぞれの区間で最適なチョーク構造に調整することができる。

さらに、このようにチョーク溝２０を複数の区間で区切る場合、各辺ごとに流入する電波の分布が異なるため、各辺ごとのチョーク構造を独立して調整できることが望ましい。そこで、扉６の背面板１６の角部を拡大した図２に示すように、チョーク溝２０の４辺を連結する４つの角部２０ａに反射部材２４を設けることが極めて有効である。この場合、チョーク溝２０の角部は、加熱室３から比較的離れており、加熱室３から直接流入するマイクロ波の量が比較的に少ないため、加熱室３の電波が反射部材２４を伝って外部に直接漏洩する量を抑制することができ、この点でも極めて好適である。

ところで、チョーク溝２０内においては、開口部の幅、特にはチョーク溝２０の開口部の入口付近の電界強度が強い。このため、反射部材２４を挿入する部位、特に開口部において、反射部材２４とチョーク溝２０の内側壁面２０ｂとの間に隙間空間が存在すると、その隙間空間を電波が透過し、さらには、挿入した反射部材２４がチョーク溝２０内で浮いた状態となり、むしろチョーク性能を劣化させる要因になる恐れがある。

そこで、反射部材２４とチョーク溝２０の内側壁面２０ｂとは電気的（高周波的に）導通していることが望ましい。一方、チョーク溝２０の底面付近は電界強度が比較的弱いため、隙間の影響は小さいが、反射部材２４とチョーク溝２０の底面との間も、隙間がないのが望ましい。この場合、反射部材２４とチョーク溝２０の内側壁面２０ｂとの電気導通をさらに確実にするため、図１０に示すように反射部材２４に折曲部２４ａを一体形成し、その折曲部２４ａを内側壁面２０ｂに沿って固定することにより両者がラップする部分を設けることが望ましい。このように構成することで、反射部材２４と内側壁面２０ｂとを確実に導通させることができる。この場合、本実施形態のように反射部材２４をチョーク溝２０の角部２０ａに設けるには、図１１に示すように折曲部２４ａを湾曲形成し、湾曲状の内側壁面２０ｂに周方向に沿って密着させた状態で固定する。

一方、チョーク構造を保護するために樹脂等による扉カバー２２（カバー部材に相当）を設けているが、従来では、この扉カバー２２は、周期構造片２１と扉本体１５によって保持している。しかしながら、周期構造片２１はその構造形状上、倒れやすい形状となっており、この周期構造片２１により扉カバー２２を保持する構造においては、製造時等に周期構造片２１に力が加わる恐れがあった。このため、周期構造片２１に力が加わり変形するとチョーク性能が低下するため、製造時の管理に手間がかかっていた。これに対して、図１２に概略的に示すように扉カバー２２を強度の高い金属製の反射部材２４で保持することにより、周期構造片２１に力が加わらないようにすることで、上記の製造時の煩わしさがなくなり、チョーク性能が安定し、製造性が向上する。この場合、反射部材２４は扉カバーの取付方向に対して直交する方向に設けられているので、扉カバー２２による力が加わっても、変形する恐れは極めて小さい。

以上のことから、図１に示すようにチョーク溝２０の角部２０ａにおいて、反射部材２４を周期構造辺２１の間に挿入することで、全体のチョーク性能を向上させることができる。この場合、反射部材２４の大きさをチョーク溝２０の開口部の幅よりも小さくしたり、チョーク溝２０の内側壁面２０ｂにラップした状態で固定することで、さらにチョーク性能を向上することができる。

さて、経験上、本体２側の前板部５の幅（周方向と直交する方向の寸法）を小さくすると、チョーク性能が低下していくため、従来の構造においては、前板部５の幅をマイクロ波の波長の１／４以下に設定することは難しかった。しかしながら、本実施形態では、上述したようにチョーク性能を向上させた結果、前板部５の幅をマイクロ波の波長の１／４以下に設定するにしても、所望のチョーク性能を発揮させることができる。

本発明者は、前板部５の幅と電波漏洩量との対応を実験により求めた。図１３は、前板部５の幅と電波漏洩量との対応関係を示している。この図１３から、本実施形態によれば、前板部５の幅をマイクロ波の波長の１／４である３０．５ｍｍ以下に設定するにしても、電波漏洩量を許容値以下に抑制できることが分った。従って、加熱室３の全周に必要な前板部５の幅を小さくすることができるので、製品の外形寸法を小さくすることができ、もって製品の設置性を向上させることができる。

このような本実施形態によれば、チョーク溝２０の周方向と直交する方向に金属製の反射部材２４を挿入することにより、チョーク溝２０を周方向に伝播する電波を反射部材２４により周方向に区切るようにしたので、チョーク溝２０を伝播する電波を部分的に遮断することが可能となる。従って、チョーク溝２０を部分最適化することができるので、結局、全体最適化を容易に図ることができ、従来よりも電波漏洩を抑制可能なチョーク構造を簡単に構築することができる。

また、チョーク性能が向上した結果、従来よりも省スペースで、従来と同等のチョーク構造を構成することが可能となるので、従来、経験的に扉と対向する前板部の周方向と直交する幅は、性能的な限界によりマイクロ波の波長λの１／４以上が必要であったものが、本発明によりチョーク性能が高性能化した結果、この前板部５の幅をλ／４以下とすることが可能となる。

本発明は、上記実施形態に限定されることなく、次のように変形または拡張できる。
チョーク手段としてはチョーク溝に限定されることはなく、マイクロ波を減衰する構成であればその形状が限定されることはない。
反射部材を、扉の背面板と一体に形成するようにしてもよい。
カバー部材を反射部材に当接するのに代えて、カバー部材の裏側に脚部を設け、周期構造片から離間させるようにしてもよい。

図面中、１は電子レンジ（加熱調理器）、２は本体、３は加熱室、４は前板部、６は扉、２０はチョーク溝（チョーク手段）、２０ａは角部、２０ｂは内側壁面、２４は反射部材（反射手段）である。

Claims (8)

1. 本体に設けられ、食品を出し入れするための開口部を有した加熱室と、
   前記加熱室にマイクロ波を放射する加熱手段と、
   前記本体の前面において前記開口部を囲繞するように設けられた環状の前板部と、
   前記開口部を開閉可能に設けられ、閉鎖状態で前記前板部と対向する扉と、
   前記扉において前記前板部と対向する部位に環状に設けられ、前記加熱室から外部への電波漏洩量を抑制するチョーク手段と、
   前記チョーク手段の周方向に伝播する電波を反対方向に反射する反射手段と、を備え、
   前記チョーク手段は、複数の辺を角部で連結して構成され、
   前記反射手段は、前記角部に設けられていることを特徴とする加熱調理器。
2. 前記反射手段は、金属からなることを特徴とする請求項１記載の加熱調理器。
3. 前記チョーク手段はチョーク溝であり、
   前記反射手段は、前記チョーク溝内に挿入されていることを特徴とする請求項１または２記載の加熱調理器。
4. 前記チョーク手段は内側壁面を有したチョーク溝であり、
   前記反射手段は、前記内側壁面に固定されていることを特徴とする請求項１にないし３のいずれかに記載の加熱調理器。
5. 前記チョーク手段は内側壁面を有したチョーク溝であり、
   前記反射手段は、当該反射手段と直交する方向に折曲された折曲部を有して構成され、
   前記折曲部は、前記内側壁面に周方向に沿って密接した状態で固定されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の加熱調理器。
6. 前記チョーク手段は、周方向に複数並んだ周期構造片を有したチョーク溝であり、
   前記反射手段は、前記周期構造片の間に設けられていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の加熱調理器。
7. 前記チョーク手段は、周方向に複数並んだ周期構造片を有したチョーク溝であり、
   前記チョーク溝を閉鎖するカバー部材を備え、
   前記反射手段は、前記周期構造片から前記前板部側に突出した状態で設けられ、
   前記カバー部材は、前記反射手段により保持されていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の加熱調理器。
8. 前記前板部の周方向と直交する幅は、前記加熱手段から放射されるマイクロ波の波長の１／４以下に設定されていることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の加熱調理器。

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