JPS5853180A - 高周波加熱装置 - 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】 本発明は高周波エネルギーによって食品などの　Ｐ 被加熱物を加熱処理するもので電波漏洩防止用チョーク
溝を備えた高周波加熱装置に関するものである。

近時、　　ＩＣ，マイコンなど小形で多機能を持つ電子
部品が高周波加熱装置の制御回路に積極的にとシ入れら
れ、操作パネルの小形化、薄形化が進んでおり、こうい
った操作パネルと釣合のとれた薄形ドアが要望されてい
る。また複雑な操作を自動化する傾向が多くなっておシ
、電子回路関係にコストが掛かるようになってきている
ので１機械部品特にドア機構の低コスト化が要望されて
いる。

それらの高周波加熱装置のドアとしては、チヨ、−り溝
と電波吸収材のフェライトを併用したものが多いが、フ
ェライトをドア全周にと９つけるためコストが高いもの
であった０さらにチョーク溝自体の減衰効果を増し、フ
ェライトを除去しようとする提案がなされている０゛ この提案は次に述べる通電である０ 使用波長λの士の深さを持つチョーク溝の一面を１の長
さの導体片、いわゆるスリットを周期的３　Ｐ に並べた電波伝搬方向規制装置として使いチョーク溝の
減衰効果を増す提案が米国特許２，７７２，４０２（１
９５６，１１，２７特許）、同２，８５０，７０６（１
９５Ｂ、９．２特許）においてなされている。上記特許
と同様な電波漏洩防止構造が同５，７６７．８８４Ｃ日
本特開昭４８−８１１４６、日本特公昭５３−４６６０
）に提案されているが、この提案ではスリット（スロッ
ト）がチョーク溝に入る前の電波伝搬経路の一面となっ
ておシ。

スリットと対向する金属面との間隔を誘電一体を充てん
することによシ強制的にとっているものである。これは
スリットが部分的に対向金属面と接触すると実質的にス
リットの長さが÷よシ短かくなシ、電波伝搬方向規制装
置（電磁エネルギーモード維持構造物）としての作用が
低下するためである。このものではドアと加熱室開口部
周縁の隙間に入射する電波が多くなシ、基本波および高
調波の漏洩を防止するには導電性ゴムを追加したシ。

漏洩電波の伝搬経路を複雑にして大きな減衰効果を出す
必要があり、ドアの薄形化、低コスト化には不向きであ
る。

λ また、約τのスリットを有する金属壁でチョーク溝を二
つに分割して減衰効果を増すことが英国特許１３９２４
９８　、　　日本特公昭５１−２２６６３等多数提案さ
れているが、これらでは実質的にチョーク溝が大形化し
、ドアの薄形化、低コスト化には不向きである。

さらに、チョーク溝内に上記のようなスリットでない別
の周期構造体を入れたものが２日本特公昭５４−２１５
７４．日本特公昭５２−４０４６１に提案されているが
、′ｆヨーク溝を形成する面そのものでなく別のものを
追加する必要があシ、さらに高調波に対しては考慮され
ていないので、実用にするためにはフェライト等の追加
も必要となり、コスト的に不利である。

上記のように従来のドアは薄形化、低コスト化には不向
きであった。

そこで１本発明は基本波用チョーク溝と高調波用チョー
ク溝とを逆向きに対向させて、一つの入口を持つ一つの
電波減衰空胴をドアの、ｌ縁に設け。

高調波用チョーク溝の壁面自体を複数の波板に分　Ｐ 割し、この波板の形状９寸法に特定の関係を与えること
によシ、基本波および高調波に対する電波漏洩を極力押
えるというように簡単な電波漏洩防止構造を持ち、薄形
化、低コスト化がはかれるドアを備えた高周波加熱装置
を提供することを目的とする。

次に本発明の一実施例を図面とともに説明する。

第１図は本発明の高周波加熱装置の一例を示す外観図で
ある。１は外箱で、２はドア、３゛はドア２の厚さと釣
合のとれた厚みの操作パネルである。

操作パネル３は用途によって種々様々に変えられるが、
自動加熱の場合を例にして説明する。４は高周波出力、
残存加熱時間などを示す表示装置。

５はメニューごとの最適加熱パターンを決めるメニュー
選定ボタン、６は仕上シの程度を好みに合わせて選ぶ仕
上シ調節つまみ、７は加熱を開始するときに押す加熱ボ
タン、８はドアを開けるためのドア開ボタンである。

第２図は第１図に対応する本発明の高周波加熱ｉｔの要
部断面略図である。９は高周波エネルギＰ −ｔ−発生する高周波発振器で、１０は高周波発振器９
からの高周波エネルギーを加熱室１１に伝送するための
導波管であるｏ１２は均一加熱を行なうためのターンテ
ーブルで、この上に被加熱物を置く。

均一加熱装置としてはターンテーブル１２以外にもスタ
ーラ１回転アンテナ、固定アンテナなどがあシ、いずれ
を用いてもよい。１３はドア２の前面に取付けられた透
明板で、透明板１３はドアカバー１４によってドア前板
１５に固着されている。ドア前板１５にはドア後板１６
がネジ１７によって取付けられている。ドア前板１５と
ドア後板１６とはともに金属板から′成シ、加熱室１１
の開口部周縁１８に対向した電波減衰空胴１９を形成す
る０２０は加熱室１１に面した透明板で、２１は金網（
あるいは穴あき金属板）である。透明板１６．金網２１
および透明板２０を通して加熱室１１が覗けるようにな
っている０２２はドア２をとり囲むサツシである。

第３図は第２図で示した電波減衰空胴１９付近の拡大図
である。誘電加熱周波数次とえば２，４５０ＭＨｚに対
する電波漏洩を防止するための基本波用チョ７　Ｐ −り溝１９ｍと上記周波数の第２高調波４，９００　Ｍ
Ｈｚに対する電波漏洩を防止するための第２高調波用チ
ヨーク溝１９ｂを互いに逆向きに対向させて、一つの入
口２３を持つ一つの電波減衰空胴１９を形成している。

基本波用チョーク溝１９１Ｌでは入口２３から短絡面１
５ａまでのＬ字形の電波伝搬経路を誘電加熱周波数の自
由空間波長λｏＶｃ対して約ムとしている。基本波用チ
ョーク溝１９ａを加熱室１１に近い側に配置すると共に
この溝１９ａの一壁ｍ１１６ａを加熱室開口部周縁１８
との接触面としている。第２高調波用チヨーク溝１９ｂ
では入口２３から短絡面λ０ １５ｂまでのＬ字形の電波伝搬経路を約■としている。

第２高調波用チヨーク溝１９ｂの壁面１５ｃを第６図に
示すように複数のテーパ状の波板ｉ５ｗに分割し、この
波板１５ｗは電波減衰空胴１９の入口２３に先端を持つ
と共に第７図に示すように入口寸法Ａより大きい空隙寸
法Ｂをあけて長手方向（Ｘ方向）に並べられている。

次に１本発明の高周波加熱装置の作用を説明する０ 第４図、第５図および第６図は第２高調波用チヨーク溝
の壁面１５ｃ自体を整合ポスト２４．２５を変形して波
板１５ｗとした過程を説明するものである。第４図の電
波減衰空胴１９の入口２３　Ｋは導体丸棒２４すなわち
マイクロ波理論で整合素子として知られている整合ポス
トが複数個配置されている。

導体丸棒２４の長さ、長径２間隔などを適当に選ぶこと
によシ、外部に漏洩しようとする電波を能率よく電波減
衰空胴１９内に導き入れることができる。

さらに、第３図で示したように電波減衰空胴１９内λ０
　λ０ の２方向の電波伝搬経路長を約７と■にすることによυ
基本波および第２高調波に対してそれぞれ人口２５で高
インピーダンスを生じさせることができる。一部の電波
は電波減衰空胴１９の入口２３を通過して外部へ漏洩す
る。この外部へ漏洩する電波を少なくするには導体丸棒
２４と加熱室開口部周縁１８との平均的な導体濠面間距
離を小さくして両導体２４．１８　間を低インピンダン
スとし、上記入口２５の高インピーダンスとの間の反射
を大きくする必要がある。この点では、第４図の導体丸
棒２４　Ｐ よりも第５図のように導体角棒２５の方が適している。

しかし、導体角棒２５を多数並べて第２高調波用チヨー
ク溝１９ｂの一壁面を形成すると、第２高調波チヨーク
溝１９ｂ内の空間容積が導体角棒２５の容積の分だけ小
さくなるので共振のＱが小さくなり減衰効果の点で不利
となる。

そこで２本発明では′、導体丸棒２４や導体角棒２５の
上記有効な作用を保持し、欠点のみ除去した整合ポスト
として働くものとして第６図、第一７図に示した波板１
５ｗを用いている。第７図及びつぎの表により電波減衰
空胴１９の入口２３付近での波板１５ｗの作用を説明す
る。

０Ｐ λ０：自由空間波長（２，４５０ＭＨｚのとき１２２．
３ｍ＋）ｍ：各モードのＸ方向の電界最大点の数しゃ断
波長（Ｘ方向の波長）λｃ＝　２ａ１１Ｐ 加熱室１１から外部へ漏洩しようとする電波は一般に加
熱室開口部周縁１日とドア２との接触部の長手方向（Ｘ
方向）にいくつかの電界最大点Ｅｍａｘを持つ高次モニ
ドである。例えば、　　５６５×２６０ｖａｎの開口を
持つ加熱室１１の場合９表　に示すように電波の漏洩方
向に対応する２方向を伝搬方向とする導波管内を２，４
５０　ＭＨｚの電波が伝搬すると想定してみる。この場
合、長手方向の寸法ａが５６５１１ＩＩに対してはＴＥ
、、〜ＴＥ、。までの５種の高次モードが伝搬可能であ
シ、１が２６０ｍに対してはＴＥ、。〜ＴＥ４゜までの
４種の高次モードが伝搬可能である。電界最大点Ｅｍ＆
Ｘの総数はａが３６５■に対して１３で、ａが２６０ｍ
に対して１０である。加熱室１１内にはターンテーブル
１２あるいは回転アンテナ等の電界攪拌装置が加熱むら
を少なくするために設けられ、電界最大点Ｅｒｌ１ａ工
が時間と共に変化している。さらに。

どの高次モードが漏洩電波として２方向に侵入してくる
かは加熱室１１内の共振モ・−ド、導波管１０の結合位
置、負荷の位置や量、高周波発振器の動作点等の種々の
要因に左右され、解析は困難である。整合ポストとして
の波板１５ｗは電界最大位置ｘｌＴ１１Ｋに設けるのが
最も効果的である。しかし、上記のように実際にはその
位置が流動的である。そこで等間隔に置くことにすると
、あらゆる高次モードの各電界最大位置ｘｍａｘに波板
１５ｗを対応させるためには、加熱室１１の開口の長手
方向（Ｘ方向）が５６５ｍに対してはこの長さを電界最
大点の総数１６で割った２８簡ピツチ以下で波板１５ｗ
を並べる必要がある。同様にして長手方向（Ｘ方向）が
２６０＋ｗ＋に対しては、この長さを電界最大点の総数
１０で割った２６■以下で波板１５ｗを並べる必要があ
る。

隣り合う波板１５ｗの間の空隙寸法Ｂは波板１５ｗの先
端１５ｗ′付近において、電波減衰空胴１９の入口寸法
Ａより大きくとっているので、波板１５ｗの先端１５ｗ
′に２方向の電界が集中し易い。これは、人口２３付近
において電界は散乱状態にあるが、電波減衰空胴１９内
へ伝搬する２方向の電界成分（第７図内の実線矢印）を
増し、電波減衰空胴１９内へ伝搬できないＸ方゛向の電
界成分（第７図の点線矢印）を減らす作用を波板１５ｗ
が持つことを意味する。

３Ｐ つまシ、波板１５ｗは加熱室開口部周縁１８とトニア２
との間を漏洩するあらゆる高次モードの電波を電波減衰
空胴１９内に′能率よく入れる整合ポストの作用を持ち
、外部へ漏洩する電波を減少させる。さらに、第３図で
示したように電波減衰空胴１９内の２方向の電波伝搬経
路長を約りと約りにして基８ 本渡および第２高調波に対してそれぞれ高インピーダン
スにしている。加熱室開口部周縁１８と基本波用チョー
ク溝１９ａの壁面１６ａとがドア２）閉成時に平面接触
するようになっておシ、実質的に両者の相互間の間隙は
少ないので、この接触部に入シ込む漏洩電波自体も少な
い０また。接触部は低インピーダンス（伝送線路として
の特性ボンピーダンス）で、上記人口２３の高インピー
ダンスとの反射が大きいので、波板１５ｗに達する電波
も微少になっている０この微少電波を波板１５ｗの整合
ポストの作用により、電波減衰空胴１９内へ能率よく導
き入れ、との空胴１９内の空間の蓄積エネルギーとして
保持し、一部は壁面での損失電力として消費される。

４Ｐ 一方、空隙寸法Ｂ〉入口寸法Ａという寸法関係を保ち、
かつ加熱室開口部周、緑１８に対向する波板１５ｗの導
体面を多くして１両導体間のインピーダンスを低くする
ためた。波形１５ｗは根本１５Ｗ″の幅が広く、先端１
５ｗ′で幅の狭いテーパ状にしている。

この両導体間の低インピーダンスと上記入口２３の高イ
ンピーダンスとの反射を大きくして、入口２３を通過し
て外部へ向かう漏洩電波をさらに少なく押えている。

第８図は３６５×２６０１１ＩＩ＋の開口を持つ加熱室
１１に２’、４５０　ＭＨｚの周波数で７００Ｗの高周
波電力を供給し。

ターンテーブル１２に水２７５ｄを入れたビー力を載せ
て加熱した場合の電波漏洩量を示す。操作パネル側にお
いて加熱室開口部周縁１８と基本波用チョーク溝１９ａ
の壁面１６ｍとの接触部の間隙を第８図の横軸のラッチ
側ギャップとした。曲ＩｍＡは第２高調波用チヨーク溝
１９ｂの加熱室開口部周縁１８と対向する壁面１５＋Ｌ
を従来のスリットや上記実施例の整合ポストと等価な波
板１５ｗのない平面としたいわゆるチョーク単独の場合
【同図Ａ′で断面斜視１５Ｐ 図を示す）の電波漏洩特性である。曲線Ｂは上記壁面１
５ｃＶｃＮ（１０■）の長さのスリットを設けた（同図
Ｂ′で断面斜視図を示す）もので、ｅｓｃは上記壁面１
５ｃを波板１５ｗから構成した（同図Ｃ′で断面斜視図
を示す）ものである。第８図から曲線Ｃ１曲線Ｂ９曲線
Ａの順に電波漏洩量が少ないことが明らかである。すな
わち波板１５ｗを設けたドア２を備えた高周波加熱装置
が最も電波漏洩量が少なく、フェライトや導電性ゴム等
を除去し得るので低コスト化に適している。

さらに、電波減衰空胴１９は第３図で示したように基本
波用チョーク溝と第２高調波用チヨーク溝とを互いに逆
向きに対向させておシ、各チョーク溝における電波伝搬
経路長は加熱室開口部周縁１８と平行な方向（２方向）
の長さを適宜選定することによシ必要寸法が得られ、ド
ア２の厚さくｙ方向）が薄くてもよいので、薄形の操作
パネルと釣合のとれたデザイン上望ましい外観に仕上げ
ることができる。

以上のように１本発明によると、基本波用チ目−り溝と
第２高調波用チヨーク溝とを逆向きに対向させたークの
入口を持つ一つの電波減衰空胴をドアの周縁に設け、基
本波用チョーク・溝を加熱室に近い側に配置すると共に
この溝の一壁面を加熱室開口部周縁と平面接触させ、第
２高調波用チヨーク溝の加熱室開口部周縁と対向する壁
面を複数のテーパ状の波板に分割し、かつこの波板間の
空隙寸法を電波減衰空胴の入口寸法よシ大きくすること
によシ簡単な構成で電波漏洩を少なくシ、かつ薄形化、
低コスト化に適するドアを備えた高周波加熱装置を提供
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の高周波加熱装置の一実施例を示す外観
図、第２図は第１図に対応する本発明の高周波加熱装置
の一実施例を示す要部断面略図。 第５図は第２図における電波減衰空胴１９付近の拡大断
面図、第４図、第５図および第６図は第２高調波用チヨ
ーノ溝１９ｂの壁面１５ｃ自体を整合ボス）　２４．２
５を変形して波板１５ｗとした過程を説明する九めの説
明図、第７図は電波減衰空胴１９の入ロアＰ ２３付近での波板１５ｗの作用を説明するための図。 第８図はチョーク単独（曲ＭＡ）、スリット（曲線Ｂ）
および本発明の波板１５ｗ（曲線Ｃ）を備えた各ドアに
おける電波漏洩量を比較した図であ淋。 ２・・・ドア、１１・・・加熱室。 １５ｃ・・・第２高調波用チヨーク溝１９ｂの壁面。 １５ｗ・・・波板、１６ａ・・・基本波用チョーク溝１
９ａの壁面。 １８・・・加熱室開口部周縁、１９・・・電波減衰空胴
。 １９ａ・・・基本波用チョーク溝。 ２３・・・電波減衰空胴１９の入口。 Ａ・・・入口寸法、Ｂ・・・空隙寸法。 出願人　　日立熱器具株式会社 第１図 第２図 第３図 一第 ラヅチ例キ〜ツァ（ｍｍ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 加熱室開口部を開閉するドアの周縁に基本波用チョーク
   溝（１９ａ）と第２高調波用チヨーク溝（１９ｂ）とを
   逆向きに対向させて一つの入口（支）を持つ−９の電波
   減衰空胴αりを構成し、基本波用チョーク溝（１９ａ）
   を加熱室α力に近′い側に配置すると共にこの溝（１９
   ａ）の−壁面（１６ａ）を加熱室開口部局”縁（２）と
   平面接触させ、・第２高調波用チヨーク溝（１９ｂ）の
   加熱室開口部周縁（２）と対向する壁面（１５ｃ）を複
   数のテーパ状の波板（１５ｗ）に分割し、かつこの波板
   （１５ｗ）間の空隙寸法（Ｂ）を電波減衰空胴（イ）の
   入口寸法（ト）より大きくして、ドアと加熱室開口部周
   縁（２）との間を漏洩する微少電波に対して電波減衰空
   胴に能率よく導き入れる整合ポストの作用を波板（１５
   ｗ）に持たせたことを特徴とする高周波加熱装置０