JPS6025185A - 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２ページ 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３Ａ８２，１６４号を第１
図に示す。第１図に寂いて、ＩＦｉ、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を有する扉４が設けられている。この扉４０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、使用さル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２４５０Ｍ）（ｚであるので、４分の１波
長は約３０１＋＋＋＋１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３１°−
ジ 形成した周縁部８の厚さ９は４分の１波畏より大きい値
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８０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゜
６７６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１
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１５
の深さ１６もやハシ使用周波数の４分の１波畏で設計さ
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υもひとまわり小さい。

と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　ｕ、２πＬ ＺＩＮ＝　１Ｚｏｔａｎ（−１，） （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、１ＺＩＨｌ＝Ｚｏ
ｔａｎ、（５）　＝Ｏ）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εｘ）’に充填
すると、電波の波長ス′は、 λ′≠λ０／〆Ｔ１ に圧縮される。この場合チョーク部の深さＬ’ｄ、Ｌ’
　＝　Ｌ／〆Ｔ１ 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２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５ページ 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
２夛である。

（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
４００ｖ以丁でよく、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ぐいものであ
る。このためアースレス化が可能となり、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５０００時間であるのに
対し、固体発振器はその約１０倍以Ｅ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、６１；−
ジ たとえば９１５　ＭＨｚに対してｈ　’Ｆ　１３　Ｍ）
（ｚ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
より、共振周波数が変わり高効率動作を得ることができ
る。実験によれば２４５０±５０ＭＨｚ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シ当てらｎてい
るＩＳＭ周波数（Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ　。

５ｃｉａｎｔ　ｉ　ｆ　ｉｃ　、　Ｍｅｄｉｃａｌ　）
　Ｆｉ５８８０ＭＨｚ　、　２４５０ＭＨｚ　、　９１
５　ＭＨｚ　、　４００　ＭＨｚ等であり、こｎを逸脱
して使用してはならない。現在のマグネトロンはト述の
と２．り２４５０ＭＨｚで発振させているが、固体発振
器で、同一周波数２４５０ＭＨｚ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７１′−ジ゛ ず、たとえば９１５　ＭＨｚ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波畏
は約８０ｍ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　ＭＨｚ　ｆ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８０ｍ＋’ｅ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２４５０ＭＨｚから９１５ＭＨｚに
変更する長所は次のと＞Ｖ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１２ｃｒｎの肉塊の中央部を約５０℃に
するのに、２４５０ＭＨｚ　、６００　ｗで６０分以と
要したのに対し、９１５　ＭＨｚ　、３００ｗで５０分
以「しかかからない。

更）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　ＭＨｚ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　ＭＨｚ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ｐ１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大きくなるので、チョー
ク部を４分の１波侵よりも小さくでき、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Ｅ手間とコストがかか
り、実用化の妨げとなっていた。

以Ｆ、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波畏インピーダンス変換
原坦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１Ｚｏｃ、溝の深さをｔｏ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ｅ　
Ｚｏｐ　ｅ漏波路１７の長さ９ページ をｔｐ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（Ｚｏ＝Ｏ）はチ
ョーク溝１８の開孔部ＢでＫ Ｚ　Ｂ　＝　ｊ　Ｚｏｃ　ｔ　ａｎ−７−Ｌｃとなる。

１９は電子しλ ンジの加熱室、２０はドアである。ここでＺｃ　ｆｆ１
４と選ぶことにより１ＺＢｌ＝ωと変換できる。この開
孔部ＢのインピーダンスＺｓｔ線路始点Ａ部でみたとき
のインピーダンスＺＡｆｌ λ ４と選ぶことによりＩＺＡＩ＝Ｏと変換できる。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ととて線路始点に現
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ε！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／Ｖ１
１−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１０ページ 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 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ｎｊｖ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Ｆのとお
りである。

１１１＋−５ 溝開孔部の特性インピーダンス、長さ位相定数をＺｏｌ
　＋　１１ｒβ１とする。溝短絡部の特性インピーダン
ス、畏さ位相定数ｋ　Ｚｏ２１　ｔ２　＋β２とする溝
の開孔端から短絡端までの距離（溝の深さ）をｔｌ　ｔ
ｏｔａｌ　）とするとＬ　（ｔｏｔａｌ　）　＝　１１
＋ｔ２となる。

と記条件で溝の開孔端のインピーダンスＺば、（但しＫ
　＝　ｚ０２／Ｚ０１　） となることは、簡単な計算で導出できる。

従来例ではＺｏ２＝Ｚｏ１　、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 ＝　Ｚｏｌ　ｔａｎ（β１／−１＋β２１２）＝Ｚｏ１
　ｔａｎ（β１・Ａｔｏｔａｌ　）　−−（２） λ となり、Ｚ　ｔ　ｏ　ｔ　ａ　ｌ　ｆ　＋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ｎば構成要件より、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υ大きくなる。

インピーダンスｚｌ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＝Ｋｔａｎβ１ｔ１’ｔａＨβ２
ｔ２　ｋ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ｔ１ｒｔ２に小さくしても
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「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ａ１間隙をｂ１実効誘電体を
εｅｆｆとし、溝短絡部側の幅ｅａ２間隙をｂ２とした
構成で特性インピーダンスの比Ｋｉ次式で計算し、 ２ａｂ１ にの値を１より大きくなるようにすることで特性１３ペ
ージ 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。本体には操作パネル２４が設けられドア把手２５
は上記ドアに装着さルている。

第５図は第４図のＡ−Ａ線断面図、第６図は第５図のＢ
−Ｂ線矢視図を示す。加熱室２８を囲う本体２７は開口
部平面に凸部３４を設けて、扉２１は封口板２６、台板
２９、封口板と合板で形成さルる溝３０、溝開口に装着
する誘電体３１、ガラス板３２、ガラス押え３３などか
ら成っている。

溝内は比誘電率ε、の誘電体３１のある部分と溝底部に
２分されている。それぞれの部分の特性インピーダンス
ｆ　Ｚｏ１＋　２０２とすると、特性インピーダンスの
比には となるっ １４ページ 図で導線路３６の群は開孔部幅ａ１で短絡部幅ａ２の導
線路をピッチｐで連続配置している構成をとっている。

図から明らかなように特性インピーダンスの比ＫＶｉ、
？よりも大きく、実効波長の４分の１未満の溝深さｔで
インピーダンス反転ができるのである。

実施例とは別に溝を本体側に設けてもよいことはいうま
でもない。

発明の効果 実施例から明らかなように発明の目的である小型化を実
現できる効果に加えて次の効果が出る。

（１）　ドア体と本体の斜めに重なる部分は、ドア開成
時に隙間Ｇが長く保たれる。従ってドアと本体の密着度
管理ｔＣ気をつかう必要がない。

（２）　ドア体厚み、本体幅、ともに小さくでき、デザ
イン的に自由度が高い。

（３）開ロ部溝中ｂ１ヲ小さくするための台板の折り曲
げはドアの強度補強となる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図ａ、ｂ、第３図は従来の電波シ１５ベー
う 一ル装置の断面図、第４図は一般的な電子レンジの斜視
図、第５図、第６図は本発明の一実施例の電波シール装
置の断面図である。 ２１・・・・・・扉、２６・・・・・・封口板、３０・
・・・・溝、３４・・・・・・開口平面の凸部、３６・
・・・・・導線路、ｔ・・・・・・溝の最大寸法 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 目寸 （’Ｑ　鵬 ん ＼ 第６図 第５図 手続補正書 昭和６９年　７月）７日 昭和６８年特許願第　１３３８０２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 住　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補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄　イ；コ〉、２　ベーン ６、補正の内容 （１）明細書第１２頁第８行目の［はかれるのである。 」の次に法文を挿入します。 ［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、ム端を励振源とし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ｌＴ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
端の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８０％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（氏、Ｃの場
合）、ｂにくらべて電波がよく洩れる。これはｌ、＝１
　＝ｌＴ／２−λ／１０．２　、　Ｋ＝ｂ　２／ｂ　、
−２を１−。 Ｋｔａｎβｌ、・ｔａｎβ１２　に代入することで確認
できる。」 （２）同第１３頁第３行目、第７行目の「第４図」を「
第６図」に補正します。 （３）同第１３頁第７行目、第７〜８行目の１第６図」
を「第６図」に補正します。 （４）同第１３頁第７行目の「第６図」を「第７図」に
補正します。 （６）同第１６頁第１行目〜第３行目の［第４図は〜断
面図である。」を次のとおり補正します。 ［第４図ａ、ｂ、ｃは本発明における溝部の電界解析図
、第６図は一般的な電子レンジの斜視図、第６図、第７
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
である。］（６）図面第４図、第６図、第６図の図面番
号を別紙朱書の通り第６図、第６図、第７図に補正し、
別紙のとおり第４図を追加します。 ４

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 開閉自在なドアを有する高周波加熱器のドア又は本体の
   少なくとも一方に、溝を設け、前記本体の開口部に凸部
   ？設け、前記溝を前記ドアと前記凸部の相対する部分に
   設け、前・記構は前記ドアと前記凸部の相対する部分に
   開口部を有するように構成し、かつ、導線路幅、又は溝
   幅の少ｌくとも一方を前記溝内で変化させることにより
   前記溝の断面の最大寸法を使用波長の４分の１未満にし
   た電波シール装置。