JPS59230290A - 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】 産業上の利用分野 この発明は、高周波電波を遮蔽する電波シール装置に関
するものである。

従来例の構成とその問題点 従来、この種の電波シール装置として、たとえ２　ペー
ジ ば高周波により調理物を誘電加熱して調理する電子レン
ジを例に挙げて説明する。電子レンジは調理物を収納し
て高周波加熱する加熱庫と、この加熱庫の調理物出入用
の開口部を開閉自在に覆う扉とを備えたものであるが、
調理物の出入時に扉を開ける際、加熱庫内の高周波電磁
波が庫外へ漏洩して人体に弊害を及ぼさないように電波
シール対策が施されている。

従来の一例として米国特許第３，１８２，１６４号を第
１図に示す。第１図において、１は電子レンジの加熱庫
であわ、この加熱庫１の開口部２を開閉自在に覆う取手
３を有する扉４が設けられている。この扉４の周縁部に
は加熱庫１側に向いて開口した隙間部５を有する空胴の
チョーク部６が形成されている。このチョーク部６の奥
行７は、使用される高周波の波長の実質的に４分の１に
設計されている。この場合扉４の厚みも４分の１波長で
ある。すなわち従来電子レンジで使用されている電磁波
の周波数は２４５０　ＭＨｚであるので、４分の１波長
は約３０ＭＭとなる。この長さのチヨー３ページ ク部６と対向させるために、加熱庫１の開口部２に形成
した周縁部８の厚さ９は４分の１波長より大きい値とな
る。したがって加熱庫１の開口部２の有効大きさは周縁
部８の分だけひとまわシ小さい。

次に従来の他の一例として、米国特許第２，５００゜６
７６号を第２図ａ、ｂに示す。この例も電子レンジの構
成を示したものであわ、マグネトロン１０の発振によっ
て得た高周波を加熱庫１１に供給し、調理物１２を電磁
誘導により加熱調理するものである。この加熱庫１１の
開口部１３にはこの開口部１３を開閉自在に覆う扉」４
が設けられている。

この扉１４０周縁部にも溝状のチョーク部１５が形成さ
れ、高周波が外部へ漏洩するのをこのチョーク部１５で
防いでいる。このチョーク部１６の深さ１６もやはり使
用周波数の４分の１波長で設計されている。このため開
口部１３の有効大きさは第１図同様、加熱庫１１よりも
ひとまわり小さい。

上述のとおり従来のチョーク部は４分の１波長符開昭５
９−２３０２９０（２） の深さとして高周波を減衰させるという技術思懇に基づ
いている。

すなわち、チョーク部の特性インピーダンスをＺｏ、深
さをＬとし、終端部を短絡したときにチョーク部開口部
でのインピーダンスｚＩＮは、２πＬ ＺＩＮ　＝　：ｌ　Ｚｏ　ｔａｎ　（、、）（λＯは自
由空間波長） となる。

チョーク方式の電波減衰手段は、チョーク部の深さＬを
４分の１波長に選定することによシ、ＩＺ　ＩＮ　ｌ　
＝　ＺＯｔａｎ　（）　＝”□を達成するという原理に
基づいている。

もし、チョーク部内に誘電体（比誘電率εｒ）を充填す
ると、電波の波長λ′は、 λｌ≠λｏ７ｐコ に圧縮される。この場合チョーク部の深さＬ′はＬ′≠
　Ｌｉ（”ｌτ ５ページ と短くなる。しかしながらＬ／−λ／／４とすることに
変りはなく、チョーク方式においては、深さを実質的に
４分の１波長よシも小さくすることができず、チョーク
部の小□型化に限界のあるものであった。

近年、固体発振器の開発が進み実用化の時代が到来した
。電子レンジも例外ではなく、従来のマグネトロン発振
器から固体発振器へと移行しつつある。

電子レンジにおいて発振器の固体化による長所は次のと
おりである。

（１）マグネトロンの駆動電圧は約３ｋｖであるのに対
し、トランジスタ等による固体発振器の駆動電圧は約４
００７以下でよく、実際には約４０７が使用されている
。よって電源電圧が低いので人体にとって安全であシ、
たとえリークしても感電事故が発生しにくいものである
。とのためアースレス化が可能となシ、ポータプル化の
展開も図れる。

（２）マグネトロンの寿命は約６０００時間であるの６
ページ に対し、固体発振器はその約１０倍以上であシ、長寿命
である。

（３）マグネトロンの発振周波数は固定であるのに対し
、固体発振器の発振周波数は可変可能であり、たとえば
９１５　ＭＨｚに対して上下１３Ｍ１−ＩＺの範囲で変
化させることができる。したがって、負荷（調理物）の
大きさで周波数を自動追尾させることによシ、共振周波
数が変わシ高効率動作を得ることができる。実験によれ
ば２４５０±５０　ＭＨｚ内で周波数を自動追尾させる
と、実用負荷効率を固定周波数に比べて約６０〜８０％
向上させることができた。

（４）固体発振器は大量生産により、将来マグネトロン
よシも低価格となり得る。

また現在高周波調理用として国際的に割り当てられてい
るＩＳＭ周波数（Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ　。

５ｃｉｅｎｔｉｆｉｃ　、　Ｍｅｄｉｃａ’Ｌ　）は６
８８０　Ｍ　ｌ−１ｚ　、　２４５０Ｍ　Ｈｚ　、　９
１５　Ｍｌ（ｚ　、　４００　ＭＨｚ　等であり、これ
を逸脱して使用してはならない。現在のマグネトロンは
上述のとおり２４５０　Ｍ　Ｔｌｚで発振させているが
、７ページ 固体発振器で、同一周波数２４５０　Ｍ　）ｌｚで発振
させると、十分な出力電力が得られずパワー不足となっ
てしまう。

そこで所望の出力電力を得るだめには必然的により低い
周波数を選定しなければならず、たとえば９１５　Ｍ　
Ｈｚが適当である。しかしながらこの周波数は従来の周
波数に比べて約２．７分の１であるので、波長は逆に約
２．７倍となり、４分の１波長は約８０醋となってしま
う。したがって、電子レンジの周波数として９１５　Ｍ
Ｈｚを選定すると、第１図。

第２図で説明したチョーク部の厚みは約８ｏｒｔｒｍを
超えることになり、加熱室の開口部の有効大きさは従来
例に比してきわめて小さくなシ、実用化はきわめて困難
となる不都合を有するものである。

一方、発振周波数を２４５０　Ｍ　Ｈｚから９１５　Ｍ
Ｈｚに変更する長所は次のとおりである。

１、波長が長くなったため、調理物の内部まで電波が浸
透し、加熱調理時間の速度を速くすることができた。た
とえば直径１２αの肉塊の中央部を約５０℃にするのに
、２４５０ＭＨｚ、６００Ｗで５゜分以」二要したのに
対し、９１５ＭＩ（ｚ　、　３００Ｗで５０分以下しか
かから力い。

２、焼けむらの原因は定在波であシ、定在波ピッチは波
長と相関がある。９１５Ｍ）（ｚを使用した場合は定在
波ピッチが大きく、調理物に焼けむらが目立ちにくいも
のである。

よって、電子レンジの使用周波数を９１５　Ｍ　！（ｚ
に変更するととの短所は、電波シール手段が大きくなっ
てしまうことである。

なお、千古−り部の厚さを小さくする手段の一つとして
、チョーク部に誘電体を充填する構成がある。との構成
によればチョーク部の誘電率が大きくなるので、チョー
ク部を４分の１波長よりも小さくでき、しかも４分の１
波長のチョーク部と同等の効果を奏する。しかしながら
誘電体が高価であるために電子レンジ全体の価格も高価
なものとなってしまい、また製造上手間とコストがかか
シ、実用化の妨げとなっていた。

以下、従来例の原理を理論的に説明する。

チョーク方式は周知の４分の１波長インピーダ９ページ ンヌ変換原理にもとづくものである。即ち、チョーク溝
の特性インピーダンスをＺｏｃ　、溝の深さをｌａとし
、加熱室からチョーク溝に至る漏波路１の特性インピー
ダンスをＺｏｐ　、漏波路１７の長さをｌｐ使用波長を
λとしたときに、第３図の如くチョーク溝１８の底Ｃの
短絡インピーダンス（Ｚｃ−ｏ）はチョーク溝１８の開
孔部ＢでＺＢ　＝　ｊ　Ｚｏｃｔａｎ　−Ｔ−１ｃ　と
なる。１９は電子レンと選ぶことによりＩＺＢｌ−ａ３
と変換できる。この開孔部ＢのインピーダンスＺＢを線
路始点Ａ部でみたときのインピーダンスＺＡは 変換できる。チョーク溝１８の底部Ｃでの゛短絡状態が
４分の１波長インピーダンス変換原理をたくみに利用す
ることで線路始点に現出することによ１ｏページ り電波シール装置として実用化°しているものである。

漏波路１７やチョーク溝１８に誘電率εｒの誘電体を装
荷することによシ波畏λ′は自由空間波長λのλ／、ｍ
７になるが、４分の１波長（λ′／４）インピーダンス
原理を用いることにより同様の効果を得られる。

発明の目的 この発明は、発振周波数を低くしても、チョーク部の大
きさが大きくならない電波シール装置を提供するもので
ある。

発明の構成 との発明は、新しいインピーダンス変換原理を用いた電
波シールであり、漏波路と溝のそれぞれが特性インピー
ダンス不連続構成をとることにより、４分の１波長相当
の寸法よりも小さい形状としだものである。

実施例の説明 本発明はたとえば電子レンジの本体又は扉の少くとも一
方に溝を少くとも２つ設け、この溝の形１１　ページ 状は短絡部側の特性インピーダンスを開孔部側のそれよ
りも大きく構成し、開孔端から短絡端までの溝深さは４
分の１波長未満である点に特徴を有する。

小型化を可能にする基本的考え方としては、以下のとお
シである。

溝開孔部の特性インピーダンス、長さ位相定数を”１　
ｒ　１１　ｒβ１とする。溝短絡部の特性インピーダン
ス、畏さ位相定数をｚ０２，１２．β２とする溝の開孔
端から短絡端までの距離（溝の深さ）を１（ｔＯｌＩＬ
ｌ）とすると１２　（ｔｏｔａｌ）−，６１＋１２とな
る。

上記条件で溝の開孔端のインピーダンス２は、（但しに
＝ｚ０２／ｚｏ１） となることは、簡単な計算で導出できる。

従来例ではＺ０２＝ｚ０１．β、＝β２（即ちに＝１）
に和尚するものである。従ってそのインピーダンスＺ′
は１式よシ ＝Ｚｏ１ｔ″ｎ（β１１１＋β２１２）””０１ｔａｎ
（β１−．５ｔｏｔａｌ）・・・・・・・・・（２） λ トナシ、（ｌ　ｔｏｔａｌを−とすることでインピーダ
ンス反転していた。

一方本発明の構成によれば構成要件よシ、特性インピー
ダンスがｚｏ２〉ｚｏｌ　であるから、１式において特
性インピーダンスの比にの値は必らず１より大きくなる
。インピーダンスＺを無限大にするためには１式の分母
が零になればよいので、１　＝　Ｋｔａｎβ、ｌ、−ｔ
ａｎβ２１２　を満たせばよく、特性インピーダンス比
にの値を１より大きくしだ分だけ寸法１１．１２　を小
さくしても従来と同様のインピーダンス反転がはかれる
のである。

特性インピーダンスを不連続にする考え方は以下のとお
シである。

本発明はシール装置の溝部を一方を接地導体とし間隙寸
法す離して幅寸法ａの導体板を配置した構成からなる。

１３ページ 詳細には溝開孔部側の幅をａｌ　間隙をｂｌ　実効誘電
体をεｅｆｆとし、溝短絡部側の幅をａ２間隙をｂ２と
した構成で特性インピーダンスの比Ｋを次式で計算し、 Ｋの値を１より大きくなるようにすることで特性インピ
ーダンスを不連続にする工夫をしている。

図面に基づき実施例の詳細を説明する。

第４図は電子レンジの斜視図でパッチング板２１を有す
る扉２２が本体カバー２３で覆われた本体に装着されて
いる。本体には操作バネ１Ｖ２４が設けられドア把手２
５は上記ドアに装着されている。

第５図には第４図のムー人断面図、第６図には第６図の
斜視図を示している。

第５図、第６図において、加熱室２６は本体部材２７で
形成され、開孔をドア２８で閉成している。

ドア２８にはシール装置を有する。シール装置は２つの
溝２９．３０の仕切部材３１からなる上記１４６−ツ 仕切部材は溝の深さ方向に切欠き部３２を施こしている
。又、合溝の開孔をカバーし、かつ、抜は防止を有する
誘電体カバー３３を設けている。

第６図に示すように仕切部材３１は切欠部３２を施こす
ことによりその導体幅は溝開孔部で２Ｌ１溝短絡部側で
ａ２＝ｔ、＋ａ’２　と異なる寸法でかつａｌ〉＆２と
している。

従って溝開孔部の特性インピーダンスｚ０１はとなるの
で寸法Ａ１．１２　をそれぞれ１　＝　Ｋｔａｎβ１１
１ｔａｎβ２１２となるように選んでやることにより寸
法ｌ、＋７？２が４分の１波長よりも短かい寸法でイン
ピーダンス反転ができる。（β１β２計れぞれ溝開孔部
、短絡部の位相定数である）第７図には、仕切部の別の
実施例を示す。相隣る立上り部３４ａ、３４ｂの一方の
みに切欠き部を施こした例である。第８図には別の切欠
き法を示している。実施例では立上シ部３４４，３４ｂ
を平行にし線路間の幅すは一定としているが、この寸法
１５ページ は溝の開孔側と短絡側とで変化させてもよいことはもち
ろんである。切欠き形状についての変形も数シミると思
うが、それらはいずれも本発明に含まれるものである。

又、実施例は１枚の腋で立上シ部を連続的に固着してい
るが立北り部はそれぞれ独立させてもよい。

発明の効果 溝の形状を小型化できることはもちろんであるが、さら
に （１）各立上り部は、全体コの字形に折り曲げ固定され
るので機械的に丈夫である。

（２）　　（１）と同じ理由で長期にわたり高いシール
性能が維持できる。

（３）仕切部の各立上シ部の特性インピーダンスの比を
それぞれ少し異ならせることで寸法の変化に対して強い
シール装置にできる。

特にこの特徴は、小型化をはかるときに、寸法管理精度
は高める必要が出るのが普通であるが、本発明によれば
この問題解決も容易である。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は従来例を示す断面図、第４図は電子レ
ンジの全体斜視図、第５図は本発明の一実施例の電波シ
ール装置の断面図、第６図は第５図の斜視図、第７図、
第８図は他の実施例を示す断面図、斜視図である。 ２９．３０・・・・・・第１の溝、第２の溝、３１・・
・・・・仕切部、３４１，３４ｂ−””立上り部、ＩＬ
、、＆’２゜１！Ｌ’２．＆２　　・・・・・・導体幅
。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名兜１
図 第２図 α 第３図 Ｃ 第４図 ？４ 第６図 第７図 箇８図 手続補正書 昭和５９年７　月７７日 １事件の表示 昭和６８年特許願第１０２０３８号 ２発明の名称 電波シール装置 ３補正をする者 事件との関係　　　　　　特　　許　　　出　　　願　
　人任　所　　大阪府門真市太字門真１００６番地名　
称　（５８２）松下電器産業株式会社代表者　　　　山
　　下　　俊　　彦 ４代理人　〒５７１ 住　所　　大阪府門真市大字門真１００６番地松下電器
産業株式会社内 ２　べ−・ ６、補正の内容 （１）明細書第１２頁第１５行目の「はかれるのである
。」の次に次文を挿入します。 「本発明は電波シールの分野で歴史的に用いられていた
λ／４線路ではなく、λ／４未満線路でインピーダンス
反転を実施するものである。 この原理を、理解しやすくするだめに、解析結果の一部
を第４図に示す。第４図は、Ａ端を励振源としＤ端を開
放した伝送路の１部に、先端Ｃが短絡された開孔Ｂを有
する溝を設けている。 溝は開化側より短絡側の溝幅を２倍にしている。 Ａ点を同一条件で励振し、溝の深さ４Ｔを変化させたと
き、伝送路内の電界は、ａ、ｂ、ｃのように変化し、Ｄ
端に電波がとどかないのはｂの場合、すなわち溝の深さ
４Ｔが、４分の１波長の約８ｏ％のとき（λ／４未満線
路）であり、それよりも長くても短くても（ａ、ｃの場
合）、ｂにくらべて電波がよく洩れる。これはＬ　＝Ｌ
＝ｎＴ／２＝λ／１０．２　、　Ｋ　＝　ｂ２／ｂ１＝
　２を１ξＫ　ｔａｎβｌ、・ｔａｎβ１２に代入する
ととで確認できる。」 （２）同第１３頁第９行目の「工夫をしている。」の次
に次文を挿入します。 「実際の応用にあたっては、溝カバーのスペース（ＴＯ
’Ｐ１）や折り曲げ補強スペース１Ｘ１）を設けること
が少なくない。これらは原理説明をした場合にくらべ電
波の乱れが発生し計算寸法から多少ずれるものである。 ずれの内容を以下に示す。 ＴＯＰｌの寸法を２酊にした場合とｌＸ１を５〜６問に
した場合の例を示す。 第５図は９１５ＭＨ７のシール装置検討例でＴＯＰｌの
寸法で溝の深さｌＴが変化する関係を示す。ＴＯＰｌの
寸法を１〜３朋にするとｌＴは１〜６頭深くなる。 第６図は、２４５０ＭＨ７のシール装置の検討例でＴＯ
Ｐ１＝２ｍｍと固定し補強スペース１Ｘ１）で溝の深さ
ｌＴが変化する関係を示す。スペースｌｘ１を２〜６闘
にすることで溝の深さｌＴは１〜３πｍ深くなる。」 ４　べ−／ （３）同第１３頁第１１行目、第１６行目の「第４図」
を「第７図」に補正します。 （４）同第１３頁第１６行目、第１６行目、第１７行目
の「第５図」を「第８図」に補正します。 （５）同第１３頁第１５行目、第１７行目、第１４頁第
４行目の「第６図」を「第９図」に補正します。 （６）同第１４頁第１６行目の「第７図」を「第１０図
」に補正します。 （７）同第１６頁第２行目〜第６行目の「第４図は・・
・・・・斜視図である。」を次のとおり補正し１す。 「第４図ａ、ｂ、ｃは本発明における溝部の電界解析図
、第６図ａ、ｂ、ｃは９１６ＭＨ７における装置の断面
図、側面図、特性図、第６図ａ、ｂ、ｃは２４６０ＭＨ
２における装置の断面図、側面図、特性図、第７図は一
般的な電子レンジの斜視図、第８図は本発明の一実施例
における電波シール装置の断面図、第９図は第８図の斜
視図、第１０図、第１１図は他の実施例を示す断面図、
斜視図である。」 ５　ベーラ （８）図面第４図、第６図、第６図、第７図、第８図の
図面番号を別紙朱書の通シ、第７図、第８図、第９図、
第１０図、第１１図に補正し、別紙のとおり第４図、第
５図、第６図を追加します。 第さ図 第７０図 命七凹” （、ｗフ／ＪＭ４）　　Ｊ　　”１Ｍ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 開口部を有し電波が内部に供給される本体を設け、この
   本体の前記開口部を開閉自在に覆う扉を設け、前記本体
   と前記扉とが対向する部分の少なくとも一方に第１の溝
   と第２の溝とを平行に設け、前記溝の間には溝の長手方
   向と略直角をなす立上がり部をもつ仕切部を設け、前記
   立上り部は溝の深さ方向に導体幅を変え、かつ前記導体
   幅は溝の開孔側が短絡部よりも広くすることにより溝の
   深さを使用波長の４分の１よシも小さく構成した電波シ
   ール装置。