JPS59230294A - 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
であり、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ｓ４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３ページ ロした隙間部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２４５０１
ｉであるので、４分の１波長は約３ｏｗｎとなる。この
長さのチョーク部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の分だけひとまわり小さい。

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り、マグネトロン１ｏ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
誘導によシ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ｎ１４
が設けられている。この扉１４の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１５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よりもひと壕わり小さい。

上述のとおり従来のチョーク部は４分の１波長の深さと
して高周波を減衰させるという技術思想に基づいている
。

すなわち、チョーク部の特性インピーダンスをＺＯ１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Ｚ工Ｎは、（λ０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り、ｌ　ＺＩＮ　ｌ　
＝Ｚｏ　ｔ　ａｎ（−）　＝ｏ。

６ページ 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、 に圧縮される。この場合チョーク部の深さＬ′は、と短
くなる。しかしながらＬ′＝λ′／４とすることに変シ
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波長より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
おシである。

（１）マグネトロンの駆動電圧は約３ＫＶであるの６ペ
ージ 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４００Ｖ以下でよく、実際には約４０Ｖ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
り、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。このためアースレス化が可能となり、ボータプル
化の展開も図れる。

（２）マグネトロンの寿命は約５０００時間であるのに
対し、固体発振器はその約１０倍以上であり、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
９１５Ｉ４＋１に対して上下１３計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
り高効率動作を得ることができる。実際によれば２４５
ｏ±５０計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。

７ページ （４）固体発振器は大量生産によシ、将来マグネットロ
ンより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、　Ｍｅｄｉｃａｌ）は５８８０
Ｍ、２４５０庫。

９１５Ｍ、４００Ｍ等であり、これを逸脱して使用して
は々らない。現在のマグネトロンは上述のとおり２４５
０１４で発振させているが、固体発振器で、同一周波数
２４５０ｉ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
るた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計が適当である。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
８ｏｗｎとなってし甘う。したがって電子レンジの周波
数として９１５津を選定すると、第１図、第２図で説明
したチョーク部の厚みは約８０叫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
小さくなり、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計から９１５計に変更する
長所は次のとおりである。

１６　波長が長くなったため、調理物の内部寸で電波が
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１２ｃｍの肉塊の中央部を約５０’Ｃにす
るのに、２４５０１１［Ｈ，６００Ｗで５０分以上要し
たのに対し、９１５計、３００Ｗで５ｏ分以下しかかか
らない。

２、焼けむらの原因は定在波であり、定在波ピッチは波
長と相関がある。９１５計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９１５１１１ｋに変
更することの短所は、電波シール手段が大きくなってし
まうことである。

なお、チョーク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。この構成
によればチョーク部の誘電率が犬９　ページ 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り、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波長インピーダンス変換
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ｌ。とじ、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の長さをも使用波長を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λ ンジの加熱室、２ｏはドアである。ここでｌ。−一と選
ぶことによりＩＺＢｌ−Ｏｏと変換できる。この１０ベ
ージ 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 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ε１の誘電体を装
荷することにより波長λ′は自由空間波長λのλ／ｆ−
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シ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。

１１、・−ジ 発明の構成 この発明は、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たものである。

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
りである。

溝開孔部の特性インピーダンス、長さ位相定数をＺｏｌ
、　１１．β１とする。溝短絡部の特性インピーダンス
、長さ位相定数をＺＯ２，１２，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（ｔｏｔａｌ　
）とするとｌ　（ｔｏｔａｌ　）−７１＋ｌＪ２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
＝　Ｚｏ２／／Ｚｏ１） となることは、簡単な計算で導出できる。

従来例ではＺｏ２＝　Ｚｏｌ、β１−β２（即ちに＝１
）に相当するものである。従ってそのインピーダンスＺ
′は１式より ＝Ｚｏ１ｔａｎ（β１’１＋β２１！２）＝Ｚｏ１ｔａ
ｎ（β１”Ａ＋ｔｏｔａｌ　）・・・・・・（２） となり、ｄｔｏｔａｌ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２０２〉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よシ大きくなる。

インピーダンス２を無限大にす１３、・−ジ るためには１式の分母が零になればよいので１＝Ｋｔａ
ｎβ１’１・ｔａｎβ２１２を満たせばよく、特性イン
ピーダンス比にの値を１より大きくした分だけ寸法ｅ１
，１２を／Ｊ％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
りである。

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。

詳細には溝開孔部側の幅を８１　間隙をｂ１実効誘電体
をεｏｆｆとし、溝短絡部側の幅をａ２間隙をβ２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、 す°ｂ１ にの値を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。

１４ページ 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。本体には操作パネル２４が設けられドア把手２５
は上記ドアに装着されている。

第５図には第４図のＡ−Ａ線断面図、第６図には第５図
の斜視図、第７図には導体片群のみの斜視図を示してい
る。第５図、第６図において、第１の溝３４と第２の溝
３５を仕切る導体板群２６は全体がコの字形に折り曲げ
られたａ　、　ｂ　、　ｃ　、　ｄ。

ｅ部から成る。第１の溝３４と第２の溝３５をカバーす
る溝カバー２７は抜は防止の構造となっていて、’　＋
　ｑ＋　ｈｔ　ｉ＋　］部から成る。第１．第２の溝３
４．３５の開口部側溝はＩ、ｉｌｌ、短絡部側溝は■、
■で示される。

第１，２溝３４．３６の開口端と短絡端はそれぞれ２８
．２９．３０．３１で示される。パンチング板２１とド
ア２２は止め具３２とともにビス３３でしめつけである
。

導体板２６はピッチＰで幅ａ１のす、ｃ、ｄ部と幅ａ２
のａ、ｄ部から構成されている（第７図１５　ページ 参照）。第１の溝３４における特性インピーダンスの比
に１は ２ となり第２の溝の値に２は ２ となり、いずれもに１．に２を１よりも大きくすること
により溝の深さく　’１１　＋’１２）及び（１２１十
１２２）を４分の１波長よりも小さく構成している。

第７図で示した導体片群を用いて説明を行ってきたが、
第８図ａｌｂの２６ａ　、２６ｂ、第９図の２６ｃ、第
１０図の２６ｄで示したような他の構成方法でも同様の
ことがいえる。また、第１の溝に対する導体片壁と第２
の溝に対する導体片壁は、同じ形でなくとも同等の効果
が得られ、溝の幅も同間隔でなくてよい。

溝の開孔部の特性インピーダンスを短絡部の特性インピ
ーダンスよりも小さくするために、溝を構成する導体片
の短絡部側に長方形の孔を用いているが、この孔の形は
、台形、三角形、半円形等でも、導体片幅が短くするこ
とができるので、当然、同様の効果が得られる。また、
短絡部の導体片が２つの線路によって構成される例を示
したがこれは、１つまたは３つ以上でもよい。

第１１図ａには２つの溝の共振周波数をずらした時の電
波漏洩量を示し、第１１図すには、２つの溝の共振周波
数を一致させたときの電波漏洩量を示す。

前記のことは周波数が９１５馬のときだけでなく、２４
５０用の場合でも当然成りたつ。

また、導体片群は板金で構成する以外に、プラスチック
樹脂にメッキすることで構成することも可能である。

２つの溝を仕切っている１対の導体片は一部だけ接続し
てもよいことは申すまでもない。

発明の効果 発明の目的である小型化を実現できる効果に加１７　’
：＝り えて次の効果が出る。

（１）小型化するとそれに伴ってシール構造の寸法精度
を高くする必要があるが、２つの溝の共振周波数特性を
わずかにずらすことにより、精度の管理が簡単化できる
。（第１１図ａ）（２）２つの溝の共振周波数を一致さ
せることにより、単一の溝よりシール性能の向上がはか
れる。（第１１図ｂ） （３）機械強度が強く、初期性能が長期にわたって保証
できる。

（４）導体幅の異なる部分を溝カバーの抜は防止に利用
できる。

（５）機械強度が強いので、より薄い板金で導体片を作
成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図ａ、ｂ、第３図はそれぞれ従来例の電波
シール装置の断面図、第４図は一般的な電子レンジの斜
視図、第５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１、第６図は第５図の斜視図、第７図は導体
片部分の斜視図、第８１８ページ 図ａ、ｂ、第９図、第１ｏ図は導体片群の構成の仕方の
別例、第１１図ａｌｂは２つの溝による電波漏洩特性図
である。 ２１・・・・・・扉、２６・・・・・・導体片、３４・
・・・・・第１の溝、３５・・・・・・第２の溝、ａｌ
・・・・・・開口部の導体片幅、ａ２／２・・・・・・
短絡部の導体片幅。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 ８ 第２＠ α　　　　　　　　　　　　　　　　　ｆｆ／４　　　
　　１５ 第３図 第４図　　　２３ ４ 第５図 第６図 第７図 第８図 α　　　　　　　　　　　ｂ 第９図 第１０図 第１１図 ＄１め溝 液長 波展 手続補正書 １事件の表示 昭和５８年特許願第１０３１０５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　　大
佐　所　　大阪府門真市大字門真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 ６、補正の内容 （１）明細書第１３頁第５行目の「はかれるのでちる。 」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
するために、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。 溝は開孔側よシ短絡側の溝幅を２倍にしている。 Ａ点を同一条件で励振し、溝の深さｌＴを変化させたと
き、伝送路内の電界は、ａ、ｂＳＣ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
ｌＴ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（ａＳｃの場
合）、ｂにくらべて電波がよく洩れる。これは１ｌ−１
２＝ｌＴ／２＝λ／１ｏ、２．に−ｂ２／ｂ１−２を１
４；Ｋ　ｔａｎβ１１・ｔａｎβ１２に代入すルコトテ
確３ページ 認できる。」 （２）同第１３頁第１９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、溝カッく−のスペース（Ｔ
ＯＰｌ）や折り曲げ補強スペース（ｌｘｌ）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。 ＴＯＰ　１の寸法を２ｍｍにした場合と／Ｘ１を５〜６
ｒＩｒＩｎにした場合の例を示す。 第５図は９１５ＭＨｚ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１〜３ｒｒｒｍにするとｌＴは１〜６哩深くなる
。 第６図は、２４５０ＭＨ２のシール装置の検討例でＴＯ
Ｐｌ　＝２ｍｍと固定し補強スペース（ｌＸ１　）で溝
の深さｌＴが変化する関係を示す。スペース／Ｘ１を２
〜６ｒｒｒｍにすることで溝の深さｌＴは１〜３胴深く
なる。」 ４・＼−／ （３）同第１４頁第１行目、第６行目の「第４図」を「
第７図」に補正します。 （４）同第１４頁第６行目、第６行目、第７行目の「第
５図」を「第８図」に補正します。 （５）同第１４頁第６行目、第７行目の「第６図」を「
第９図」に補正します。 （６）同第１４頁第６行目、第２０行目、第１６頁第１
３行目の「第７図」を「第１０図」に補正します。 （ア）同第１５頁第１４行目の「第８図」を「第１１図
」に補正します。 （８）同第１６頁第１４行目の「第９図」を「第１２図
」に補正します。 （９）同第１５頁第１５行目の「第１０図」を「第１３
図」に補正します。 （１０）同第１６頁第８行目、第９行目、第１７頁第５
行目、第８行目の「第１１図」を「第１４図」に補正し
ます。 （１１）同第１７頁第１７行目〜第１８頁第３行目の「
第４図は〜特性図である。」を次のとお５べ一／ り補正します。 「第４図ａ、ｂＳｃは本発明における溝部の電界解析図
、第５図ａ、ｂ、ｃは９１５ＭＨｚにおける装置の断面
図、側面図、特性図、第６図ａ、ｂＳＣは２４５０ＭＨ
ｚ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１ｏ図は導体片部分の斜視図、第１１図ａ、ｂ
、第１２図、第１３図は導体片群の構成の斜視図、第１
４図ａ、ｂは２つの溝による電波漏洩特性図である。」 （１２）図面第４図、第６図、第６図、第７図、第８図
、第９図、第１０図、第１１図の図面番号を別紙朱書の
通り第７図、第８図、第９図、第１０図、第１１図、第
１２図、第１３図、第１４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。 特開昭５９−２３０２９４　（９） 第七図　　　　２３ 第６図 ｂ２２　　　／２ 第１！口 α　　　　　　　　　　　ｂ 第９図 第一回 ８　　都ぢ譬欠甲 丘　　　　（ 趣叛慢賓密 （２１μり／ＡＩＮ鉢）　筆　Ｙ 第６図 （２Ｌ） ｔｓ　　　　　　　　　２θ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （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扉
   の周辺方向に平行な２つの溝を設け、各港は少くとも一
   部が接続された一対の導体片で仕切られ前記導体片は溝
   の長手方向に複数個、間隔をあけて連続設置され、前記
   導体片群の各々の導体片は開口部の幅の方が短絡部の幅
   よシも大きく設け、溝の開口部の特性インピーダンスを
   短絡部の特性インピーダンスよりも小さくし、使用波長
   をλとしたとき、溝の深さがλ／４よりも短くした電波
   シール装置。
2. （２）導体片群を１枚の板をほぼコ字状に曲げた特許請
   求の範囲第１項記載の電波シール装置。
3. （３）２つの溝の開口部と短絡部の導体片幅の寸法比を
   ほぼ同一にした特許請求の範囲第１項記載の２ページ 電波シール装置。