JPS58216389A - 電波シ−ル装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は民生用高周波加熱装置、いわゆる一般に電子レ
ンジと呼ばれるものの電波シールに関するものである。

電子レンジは、被加熱物を高周波エネルギーによって加
熱、調理するものとして便利なものである。一方電子レ
ンジは、加熱室壁面と開閉自在のドア壁面の間隙（以下
電波通路と呼ぶ。）から電電が外部へ漏洩するので人体
への安全性の見地から許容範囲以下に抑え込丑なければ
ならず、上述のような電波漏洩を防止するために、電波
通路に電波シールを施している。

一般によく知られている電波シール装置としては、チョ
ークシールと呼ばれるものがある。チョークシールとい
うのは、加熱室本体壁面とドア壁面で形成される電波通
路入口から電波共振溝までの寸法と電波共振溝の長さを
共に使用している高周波発生源の４分の１波長にとるこ
とにより、電波通路入口が短絡されたことと等価になり
理想的な電波ノール機能を有する。

また、最近の電子レンジは加熱効率の向上を図るため、
スタラーファンなどで電界を乱しているので、チョーク
シール゛だけでは複雑な電波伝搬方向に対する電波シー
ル機能を果さない。従って電波通路や電波共振溝に周期
的構造をもつスリットを施し、電波伝搬方向に規制を加
えた電波シール装置もある。

さらに電波共振溝に誘電体を装荷し、電波共振溝の長さ
を縮少し、コンパクト化を図った例も周知のことである
。

以上において、従来のチョークシールは電波通路入口か
ら電波共振溝までの寸法と電波共振溝の長さ寸法を共に
使用している高周波発生源の４分の１波長にすることが
必要条件であり、電子レンジの電波シール装置のコンパ
クト化には、おのずと限界があった。

本発明は、電波通路をＴ分岐終端した伝送線路で周期的
に配列し、またＴ分岐開孔部から電波通路終端までの伝
送線路部分の線路巾を変えることによって電波シール装
置のコンパクト化と電波シール性能の向上を目的とする
高周波加熱装置の電波シール装置を提供するものである
。

本発明は電波通路にＴ分岐を施すことによってＴ分岐回
路の重要な特性の１つである。

［Ｔ分岐回路のもつ３ポートのうちの１つのポートを適
当な位置で短絡することにより他の２つのポート間には
電力が伝送されない」ことに注目し、かつＴ分岐した伝
送線路を同期配列することによって配列方向への電波伝
搬を規制するものである。

また電波漏“洩防止機構のコンパクト化：Ｃあたっては
、従来のチョーク方式でみられたような単に電波通路入
口から電波共振溝までの長さと電波共振溝の長さを共に
４分の１波長にすることにより電波通路入口のインピー
ダンスを小さくする（理想的には短絡状態）考え方では
なく、Ｔ分岐を有する電波通路を、すべてインピーダン
スに置換し、電波漏洩量そのものを少くする電波通路系
を定量解析する方法を導入、したことである。

もう少しこの解析法を詳細に述べると、電波通路を形成
する伝送線路終端にＺＬなるインビーダン？を仮定する
。電波通路終端にＺ、（損失インピーダンスと呼ぶこと
にする）なるインピーダンスを導入するのは、加熱室壁
面とドアの間隙、すなわち電波通路の間隙が必ず存在す
るわけであり、電波通路を通ってきた電波は、伝送線路
終端から外部空間へ漏洩する場合、ｚＬなるインピーダ
ンスでエネルギーを消費するという考えである。ＺＬが
ある有限な値をとる場合、電波通路を通ってきたエネル
ギーが大きければＺＬで消費されるエネルギーは多いの
で電波漏洩量が多ぐ、エネルギーが小さければ、逆に少
くなる。従来のチョーク方式では、このような電波通路
終端のＺＬなるインピーダンスは、Ｚ　、−ｏと考えて
おり、単に電波通路入口のインピーダンスを小さくする
という定性的な考え方であった。

そこで、電波通路を通った電波がＺＬ″′Ｃ消費される
エネルギーを少なくする（電波漏洩量を少くする）には
、前述のような、Ｔ分岐回路の特性の１つである２つの
ポート間に電力伝送できない状態構成にしくすなわちＴ
分岐部を４分の１波長近くに選ぶ）、電波通路入口から
Ｔ分岐開孔部首では４分の１波長より小さい方がよいと
いうチョーク方式には見られない結果を見い出し実験的
にも確認した。

さらにＴ分岐開孔部から電波通路終端までの寸法におい
てもこの定量解析法を用いると、この部分の伝送線路の
線路巾を変えることによって、この部分においても４分
の１波長より小さい方が電波漏洩量が少くなることも理
論的にかつ実験的にも確認した。

この結果に基づいて、電波シール性能がすぐれコンパク
トな高周波加熱装置の電波シール装置を可能にした。

以下図面を用いて説明する。

第１図は、従来の電子レンジのチョークシールを示して
いる。加熱室本体壁面１とドア６で形成される電波通路
２、入口３から外部へ電波が伝搬するがチョークシール
の場合、電波通路の入口から電波共振溝入口４寸でと電
波共振溝５の長さを共に４分の１波長とすることで理想
的な電波シールを構成する。

第２図は本発明一実施例を示す電波通路の電波シール機
構断面形状である。電波通路７人口８からＴ分岐開孔部
９までと、Ｔ分岐開孔部から伝送線路終端１１までは共
に４分の１波長よりも小さい。Ｔ分岐部１０は４分の１
波長近くに選び、１２は誘電体である。

第３図は、第２図の紙面に垂直方向に周期配列しＴ分岐
開孔部から伝送線終端までをテーパ状にした伝送線路１
３を示したものである。

第４図は第２図の電波通路７を等価的なインピーダンス
で置換した図である。電波通路入口８から加熱室側を見
たインピーダンスＺφ１４．電波通路終端における損失
、インピーダンスをＺＬ　１５　。

伝送線路の特性インピーダンスＺ。１６としている。

第５図は、本発明一実施例によるところのＴ分岐開口部
から伝送線終端までの長さと、その伝送線路の特性イン
ピーダンスＺ。と損失インピーダンスＺＬとの関係を示
したグラフである。

第６図は、第４図の電波通路人口からＴ分岐部をまとめ
て７１１７と置き換え、第７図は、第６図においてＺｌ
が無限大としたときの等価回路であり、２３はＴ分岐開
孔部９から伝送線路終端１１までの長さである。

上記構成において電波通路７を通って外部へ漏洩しよう
とす電波はＴ分岐部１Ｑが４分の１波長近くに選んでい
るので８−１１の間では伝搬しにくく、周期配列方向に
も電波は伝搬を規制している。

電波漏洩量の定量解析には、電波通路人口８から加熱室
側を見たイレピーダンスＺφ１４．損失インピーダンス
ＺＬを含めた電波通路の系のインピーダンスＺを抵抗分
（Ｒｅａ１分）とりアクタンス分（Ｉｍａｇｅｎａ１分
）とに分けＺ＝Ｒ＋　ｉＩとし、電波漏洩量ＰＬが、 ＰＬ■ＲＸＺφ／（Ｒ＋Ｉ　　＋ＲｘＺφ）−・・・・
１１）に比例する考えを見い出した。この電波漏洩量の
定量解析法によれば、電波通路人口８からＴ分岐開孔９
部までは、必ずしも４分の１波長にとる必要はなく、む
しろ４分の１辣長よりも小さい方が電波シール機能とし
ても充分満足することを実験的にも確認した。

さらに第６図においてＴ分岐開孔部９から伝送線路終端
１１までの長さ２３と伝送線路終端における損失インピ
ーダンスＺＬ１５と電波通路系の特性インピーダンスＺ
０１６に電波漏洩量の定量解析法を連装させると以下に
示すような結果を得る。

第６図において、伝送線路終端部の損失インピーダンス
ＺＬ１５を距離２３（Ｔ分岐開孔部から伝送線路の終端
まで）離れて見た場合のインピーダンスＺ３は、伝送線
路の特性インピーダンスをＺ。

１６すれば、 −２ ＋ｊ（ＺｏＺＬ）ｔａｎｉ３１−・・・・（２）今、第
６図におけるＺｌ　１７が無限大（すなわちＴ分岐部１
０を４分の１波長近くにする）状態にした場合、第７図
に示す如く回路的オーブンであり、回路にわずかの定電
流工が流れた場合、損失インピーダンスＺＬ１５を含む
Ｚ３のインピーダンスが大きい方が電′ｅ漏洩量が多く
なることはＰＬ＝ｌ　Ｚ３１１　Ｉ　１２　　　・・・
・・・・・・・・−・・・・・・・・・・・・・（３）
の式より容易に想像できる。

そこで２３なるインピーダンスの大小を決定するのは、
（２式において、伝送線路の特性インピーダンスＺ０１
６と損失インピーダンスＺＬ１６とのパラメータの大小
関係によって電波漏洩量が２３の長さを短くするほど増
えたり、又は減じられるというのである。

わかりやすい例として（２）式において２３−○　。

ｆｆ　３−３ｏ　、　５（財）を代入した場合、２二Ｑ
−＋Ｚ３＝ＺＬ　　　・・・・・・・・・・・・・・・
・・（４］２　＝３０゜５Ｍ−４Ｚ　１−Ｚ０２／ＺＬ
・・・・・・（５）３　　　　　　　　　　　　　３ したがって２３が短いほど電波漏洩量が少くなる条件は
　（Ｚ３〈Ｚ３） Ｚ３−２３＝ｚＬ−（Ｚｏ２／ＺＬ２）　　１ ｚ、（ＺＬ　＋２゜）（ＺＬ−Ｚｏ）〈○より なる条件が必要である。すなわち、伝送線の特性インピ
ーダンスＺ。が伝送線終端の損失インピーダンスＺＬよ
り大きければ、輸の寸法（Ｔ分岐開孔部より伝送線路終
端までの距離）は氾。−１波長をピークに短くするほど
電波漏洩量が、少くできるのである。

一方、ＺＬ＞Ｚｏの場合は、現象が起きる。つまり上述
の場合とは異なり、ａ３−３０．５ｉｎｍ付近で電波漏
洩量が最小になり、ａ３−○、または２分の１波長め時
、ピーク値をもつようになる。また２３部をヌリントに
しないと２３の長さが大きくなるとｉｐ調に減少するこ
とが実辿Ｉされた。

第５図に示すようにＺＬ＞ｚｏの場合の理論曲線と実測
値がほぼ一致する結果を得たが電波漏洩量が少ない氾。

＝３０口付近（４分の１波長）では、電波／−ル効果は
あってもコンパクト化には全く貢献していない。

そこで、電波シール効果がありコンパクト化も達成する
ために（６）式なる条件を作り出そうとするものである
。

さて、伝送線の特性インピーダンスＺ。の定義式は、 Ｚｏ＝１２０πＸ（ｂ／ａ）　　・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・（ア）で示される。ここ
でｂ１８は、電波通路７の間隙。

ａ１９は伝送線路輻である。６の条件を作り出すために
は７式の特性インピーダンスＺ０を大きくすればよいの
であるから、電波通路の間隙を大きくするか、伝送線路
輻を狭くすればよく、本発明では必。部分２０にテーパ
を施した。Ｊ２３＝１０ｍｍにしてテーパを施すと施す
前より電波漏洩量が約５分の１以下になった。第５図に
おいてＡ　−＋　Ａ’点になった。このことは、すなわ
ち（６）式なる条件を理論的かつ実験的に再現し、電波
シール効果もありコンパクト化も実現可能となったわけ
である。

なおこれは本発明一実施例に限定されるものではなく他
の実施例として第８図に示すような２３の形状などさま
ざま考えられる。

以上本発明は、加熱室壁面とドアとで形成される電波通
路を一部Ｔ分岐終端した伝送線路で周期的に配列し、Ｔ
分岐開口部から伝送線路終端までの伝送線路の線路中を
変えることによってコンパクトな電波シール装置が実現
でき（１）〜（４）に示す効果が得られる。

（１）　　コンパクトな電波シール装置が実現でき、高
周波加熱装置本体の省スペース化可能となる。

（２）　　伝送線路のインピーダンス２゜と電送線路終
端部の損失インピーダンスＺＬの大小関係で電波漏洩量
が定量解析でき、伝送線路の形状で電波シール性能が向
上する設計が可能である。

（３）電波シール部のコンパクト化に伴い従来より材料
が少くてすむ。

（４）　　ドアの軽量化が図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のチョークシール機構図、第２図は本発明
一実施例を示すＴ分岐部断面図、第３図は伝送線路の形
状図、第４図は電波通路のインピーダンス等価回路図、
第５図は本発明一実施例の結果のグラフ、第６図、第７
図は本発明を定量説明するための等価回路図、第８図は
本発明における他の実施例である。 １・・・・・・加熱室、６・・・・・・ドア、２，７・
・・・・・電波通路、３，８・・・・・・電波通路入口
、１ｏ・・・・・・Ｔ分岐部、１１・・・・・・伝送線
路終端、１２・・・・・・誘電体、１３・・・・・・伝
送線路、２０・・・・・・伝送線テーパ部分（２３）。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第５
図 、−・ＺＬ　＞　ＥＯ Ｘ　−−−Ｘ　１９（−（ｚ。 八−・−Δ１３ｇＰＴｏｌｉ、ｄ ３９９− １Ｎ６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）加熱室に被加熱物を出し入れする開閉自在のドア
   を有し、前記加熱室壁面と前記ドアとで形成される電波
   通路を一部、Ｔ分岐で終端した伝送線路で周期的に配列
   し、かつ前記Ｔ分岐の開孔口から前記電波通路終端まで
   の前記伝送線路の線路中の寸法、形状を変形し、前記電
   波通路から前記Ｔ分岐の開孔部せでの寸法を４分の１波
   長より小さい構成とした電波シール装置。 に））前記Ｔ分岐の部分に誘電体を装荷した特許請求の
   範囲第１項又は第２項記載の電波ソール装置。