JPS5866284A - 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　Ｐ 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。ｔ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９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、チョーク溝と
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りっけるためコスト的に不利であ
った。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。

この提案は次に述べる通りである。

使用波長λのτの深さを持つチョーク溝の一面λ を７の長さの導体片、いわゆるスリットを周期的に並べ
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２，７７２．４　［］　２（１
９５Ｓ、１１．２７特許）やＵＳＦ２，８５０，７０６
（１９５Ｂ、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゜′
５　Ｐ ８８４（日本％自照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
一面となっており、スリットと対向する金属面との間隔
を誘電体を充てんすることにより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λ さが■より短かくなり、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
ためでおる。このものではドアと加熱室降口部周縁の隙
間に入射する電波が多くなり、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り、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。

また、約１のスリットを有する金属壁でチョーり溝を二
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特開昭５８−　ＧＧ
２８４（２）　４Ｐ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９日本特公昭５４−２１５
７４　、日本特公昭５２−４０４６１　　に提案されて
いるが、チョ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
追加も必要となシ、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第２高調波用チ
ヨ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周縁に設け、第２高調波用チ
ヨーク溝の壁面自体を複数の波板に分割し、この波板の
形状９枚数に特定の関係を与えることにょシ、基本波お
よび高調波に対する電波漏洩を極カ抑えるというように
簡単な電波漏洩防止構造を竺ち、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　Ｐ 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、６はドア２の厚さと釣合
のとれた厚みの轡作パネルである。

操作パネル６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、
残留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図に対応する高周波加熱装置の要部断面略
図である。９は高周波エネルギーを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臀伝送するための導波管である。１２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　Ｐ う１回転アンテナ、固定アンテナなどがあり、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１６けドアカバー１４によってドア前板１
５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。

２０は加熱室１１に面した第２の透明板で、２１は金網
（あるいは穴あき金属板）である。透明板１３．金網２
１および第２の透明板２０を通して加熱室１１内が覗け
るようになっている。２２はドア２をとシ囲むサツシで
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。誘電加熱周波数たとえば２，４５０　ＭＨに対
する電波漏洩を防止するための基本波用チョーク溝１９
ｇと上記周波数の第２高調波４，９００　ＭＨｚ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１
９ｂ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１９ａでは入口２３から短７　Ｐ 略画１５ａまでのＬ字形の電波伝搬経路を誘電加熱λ０ 周波数の自由空間波長λ０に対して約Ｔとしている。基
本波用チョー°り溝１９ａを加熱室１１に近い側に配置
すると共にこの溝１９ｍの一壁面１６ａ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１５ｂまλ０ でのＬ字形の電波伝搬経路を約１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１５ｗに分割し。

この波板１５ｗは電波減衰空胴１９の入口２５に先端を
持つと共に第７図に示すように入口寸法Ａよシ大きい空
隙寸法Ｂをあけて長手方向に並べられている。

次に９本発明の高周波加熱装置の作用を説明する。

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自体を整合ボス）　２４．２５　ｔ−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には導体丸棒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、直径９間隔などを適当に選ぶことにより、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内の二
方向の電波伝搬経路長を約すと約すにする８ ことにより、基本波および第２高調波に対してそれぞれ
人口２３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２６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
導体表面間距離を小さくして両導体２４．１８間を低イ
ンピーダンスとし、上記人口２３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よシも第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２
５の容積の分だけ小さくなるので、共振のＱが　Ｐ 小さくなり、減衰効果の点で不利となる。

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
ものを設すた高周波加熱装置を提供することを目的とす
る０その目的達成のために一実施例として第６図、第７
図に示した波板ｉ５ｗを設けたものである。

以下、第７図及び次の表によシミ波減衰空胴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（２，４５０ＭＨのとき１２２．５
ｍｍ）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）λＣＣ二 叉Ｘ方向電界最大位置ｘｍａＸ−２ｒｎ（Ｎ　”　１．
３．２　ｍ　−１）１ １１Ｐ 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１８とドア２との接触部の長手方向（Ｘ
方向）ＶＣいくつかの電界最大点Ｂｍａｘを持つ高次モ
ードである。例えば、　　３６５Ｘ２６０＋ａの開口を
持つ加熱室１′１の場合１表ＩＶＣ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
，４５０　Ｍｌｌｚ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５６５ｗｍに対してはＴ
　Ｅ、０〜ＴＥ５．までの５種の高次モードが伝搬可能
であシ、ａが２６０調に対してはＴＥ＋。〜Ｔ　Ｅ４１
１までの４種の高次モードが伝搬可能である。電界最大
点”’　ｍａｘの総数はａが３６５咽に対して１３で、
＋１が２６０調に対して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Ｅ　ｍａＸ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
ｔ）は加熱室１１内の共振モード、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、解析は困難である〇整合ポストとして
の波板１５ｗは電界最大位置ｘｍａｘ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１５
ｗを対応させるためには、加熱室１１の開口あ長手方向
（Ｘ方向）が３６５簡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が２６０’ｍｍに
対しては。

この長さを電界最大点の総数１０で割った２６間以下で
波板１５ｗを並べる必要がある。換言すると。

電界最大点の総数と同数以上の波板１５ｗを第２高調波
用チヨーク溝１９ｂの一壁面ｉ５ｃ自体から成形する。

さらに、隣シ合う波板１５ｗの間の空隙寸法Ｂは波板１
５ｗの先端１５ｗ′付近において、電波減衰空胴１９の
入口寸法Ａよシ大゛きくとることにょシ。

波板１５ｗの先端１５ｗ’に電界が集中し易くなる。こ
れは、入口３３付近において電界は一不連続状態にある
が、電波減衰空胴１９内へ伝搬する方向の電界成分（第
７図の実線矢印）を増し、電波減衰空胴１９５Ｐ 内へ伝搬できない方向の電界成分（第７図内の点線矢印
）を減らす作用を波板１５ｗが持つことを意味する。つ
まシ、波板１５ｗは加熱室開口部周縁１８とドア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６図で示した
ように電波減衰中λ。　　　　　λ。

胴１９内の二方向の電波伝搬経路長を約−と約■にして
基本波および第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の閉成時に平面接
触するようになっており、実質的にその相互間の間隙は
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。また、接触部は低インピーダンス（伝送線路として
の特性インピーダンス）で、上記人口２６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４Ｐ 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。　　　　　゛ 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縁１８に対向する波板１５ｗの導体
面を多くして１両溝体間のインピーダンスを低くするた
めに、波板１５ｗは根本１５Ｗ”が幅が広く、先端１５
ｖ′で幅の狭いテーパ状にしている。

この両溝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２５を通過し
て外部へ向かう漏洩電波をさらに少なく抑えている。− 第８図は５６５×２６０ｆｆｌＩＩ＋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２１箪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１６ａとの接触部の間隙を第８図の横軸のラップ側
ギャップとした。曲線Ａは第２高調波用チヨーク溝１９
ｂの加熱室開口部周縁１８と対向する壁面１５ｃを従来
のスリットや上記実施例１５Ｐ 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（同図Ａ′で断面斜視図を示す）場
合の電波漏洩特性である。曲線Ｂは上記壁面１５ｃにｂ
（１０唄）の長さのスリットを設けた（同２ 図Ｂ′で断面斜視図を示す）もので１曲線Ｃは上記壁面
１５ｃ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Ｂ１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を備えた本発明の高周
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り、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
が薄くてもよいので、電子化された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０ 以上のように２本発明によると、基本波用チョーク溝と
第２高調波用チヨーク溝とを逆向きに対向させた一つの
入口を持つ一つの電波減衰空胴をドアの周縁に設け、加
熱室開口寸法に応じて加熱室開口部周縁とドアとの接触
部の長手方向に存在し得るいくつかの高次モードの電界
最大点の総数と同数以上の整合ポストと等価なテーバ状
波板を。

上記第２高調波用チヨーク溝の一壁面自体から成型する
ことにより、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図に対応する高周波加熱装置の一実施
例を示す要部断面略図、第６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高調波用チヨーク噂
１ｑｂの壁面１５ｃ自体を整合ボス）　２４．２５を変
形して波板１５ｗとした過程を説明するための説７Ｐ 明図、第７図は電波減衰空胴１９の入口２３付近での波
板１５ｗの作用を説明する゛ための図、第８図はチョー
ク単独（曲線Ａ）、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る。 ２・・・ドア、１１・・・加熱室。 １５ｃ・・・第２高調波用チヨーク溝１９ｂの一壁面。 １５ｗ・波板、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。 １９ｂ・・・第２高調波用チヨーク溝。 ２６・・・電波減衰空胴１９の入口。 出願人　　日立熱器具株式会社 第１図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 加熱室開口部を開閉するドア（２）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Ｑを持つ一つの電
   波減衰空胴ＣＩすを構成し、加熱室開口寸法に応じて加
   熱室開口部周縁Ｑｅとドア（２）との接触部の長手力・
   向に存在し得るいくつかの高次モードの電界最大点の総
   数と同数以上の整合ポストと等価なテーバ状波板（１５
   ｗ）を、上記第２高調波用チヨーク溝（１９ｂ）の−壁
   面（１５ｃ）自体から成型したことを特徴とする高周波
   加熱装置。