JPS6025186A - 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 ２”−゛ 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ｐ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２ｆ：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ｎ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２４５０ＭＨｚであるので、４分３　°　
〕 の１波長は約３０謔となる。この畏さのチョーク部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１０の発振によっ
て得た高周波を加熱庫１１１Ｃ供給し、調理物１２ケ電
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υも
ひとまわり小さい。

Ｆ述のと寂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ｉＬ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ＺＩＮｆｌ、２πＬ ＺＩＨ＝　１Ｚｏｔａｎ　（１，） （λ０は自由空間波長） となる。

チョーク方式の電波載乗手段は、チョーク部の深さＬを
４分の１波畏に選定することにより、ＩＺＩＮＩ　＝Ｚ
ｏｔａｎ　（５）　＝■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、電波の波長ス′は、 λ′ζλｏ／ｆｑ に圧縮さルる。この場合チョーク部の深さＬ′ハ、Ｌ”
；Ｌ／〆１７ 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１１’ｌ？いては、深さ５ど
２ 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ハナく、従来のマグオドロン発振
器から固体発振器へと移行しつつある。

電子レンジに２いて発振器の固体化による長所は次のと
２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
４００ｖ以Ｆ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、ポータプル化
の展開も図れる。

（２マグオドロンの寿命は約５ｏｏｏ時間であるのに対
し、固体発振器はその約１０倍以Ｆであり、畏寿命であ
る。

６ページ （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　Ｋ対して七Ｆ　１３　ＭＨｚ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ヲ得ることができる。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Ｖ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　。

５ｃｉｅｎｔ目ｉａ　、Ｍｅｄｉｃａｌ　）は５８８０
ＭＨｚ　、　２４５０Ｍ）（ｚ　、　９１５　ＭＨｚ　
、　４００　ＭＨｚ等であり、これを逸脱して使用して
はならない。現在のマグオドロンはと述のとおｔ）　２
４５０ＭＨｚ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ｎずパワー不足とな７　／’−’ ってしまう。そこで所望の出力電力ヲ得るためには必然
的により低い周波数を選定しなけｎＩｉならず、たとえ
ば９１５　ＭＨ２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　
ｍ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’に２４５０ＭＨｚから９１５ＭＨｚ
に変更する長所は次のとおりである。

（１）。波長が侵〈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？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６０℃に
するのに、２４６０ＭＨｚ　、　６００ｗで５０分以と
要したのに対し、９１５ＭＨｚ　、　３００Ｗで５０分
以Ｆ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　ＭＨ’ｚ　ｆ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ｆ　９１５ＭＨｚ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？充填する構成がある。この構成
によル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
波畏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Ｆ１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波侵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１Ｚｏｃ、溝の深さを９ページ ｔｃ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ｆＺｏｐ、漏波路１７の長さをｔｐ使用
波長をスとしたときに、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１
８の開孔部Ｂで２π ＺＢ　＝　ｊＺｏｃ　ｔａｎ７　ｔｃとなる。１９は電
子しλ ンジの加熱室、２０Ｆｉドアである。ここでｔＣ＝４と
選ぶことにより１Ｚ１３１＝■と変換できる。この開孔
部ＢのインピーダンスＺＢｔ線路始点Ａ部でみたときの
インピーダンスＺＡＨ λ ｔｐ＝４と選ぶことにより１ＺＡｌ＝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０１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εｒの誘電１０ｔ
”・−ジ 体を装荷することにより波長λ′は自由空間波長λのλ
／〆１７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 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全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ｔｉｌ′、・ する。

小型化を可能にする基本的考え方としては、以「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ｆ　Ｚｏ
ｌ　＋　Ｌ１ｒβ１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　、　Ａ２　、β２とする
溝の開孔端から短絡端までの距離〔溝の深さ〕ヲｔ（ｔ
ｏｔａｌ　）とするとｔ　（ｔｏｔａｌ　）　＝　１１
＋Ａ２となる。

ｈ記条件で溝の開孔端のインピーダンスＺ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ｄ　Ｚｏ２　＝　Ｚｏｌ）β１＝β２（即ちに
一１〕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（β１ｔ１＋β２ｔ２）＝Ｚｏ１　
ｔａｎ（β１・Ｌｔ　ｏ　ｔ　ａ　ｌ　）　−−（２１
λ となり、／＝ｔｏｔａｌ　ｆ　２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り、特性インピー
ダンスがＺ　ｏ　２　＞　Ｚ　ｏ　１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。インピンダンスＺ？無限大にするためには
１式の分母が零にな几ばよいので１＝Ｋ　ｔ　ａ　ｎβ
１ｔ１・ｔａｎβ２ｔ２　’ｆｒ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Ｌ
１ｔ　Ａ２　ｋ小さくしても従来と同様のインピーダン
ス反転がはかｎ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Ｆ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’Ｔｈａ１間隙ヲｂ１　実効誘
電体をεｅｆｆとし、溝短絡部側の幅Ｔｈａ２間隙をＡ
２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、 １３ペ−コメ 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ケ説明する。

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九て
いる。本体には操作パネル２４が設けられドア把手２５
ばｔ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図にばＢ−Ｂ
線矢視図ケ示す。加熱室２６を囲う本体２７に前面開口
面を有する。加熱室内への突出部２８を有する扉２９を
設ける。扉２９は台板３０封板３１などからなり１溝３
２を構成している。

溝は誘電体３３で開口部を充填している。

導線路３４は開口部線幅ａ１短絡側線幅ａ２のもの全ヒ
ツチＰで周期配置した例？示している。

溝の特性インピーダンスの比にはこの場合、１４ページ よりも短かい寸法でインピーダンス反転できるのである
。

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）溝壁の１つは導線路群で構成しているので導線路
方向への電波伝搬を防止できシール性能が向丘する。

（２）溝を加熱室開口平面よりも加熱室内装着した構成
は、ドア開成時の漏波特性が比較的低く保てる。ただし
、唯一の欠点として加熱室内有効容積がせまくなること
があったが、本発明ではその欠点を少なくできる。

（ａ　加熱室内突き出し寸法が小さいためにドア開成が
楽で、従来のこの種ドアで必要とさルていた本体壁とド
ア側との間のクリアランスを小さくできる。従って漏波
量はさらに少なくできる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図ａ　、　ｂ、第３図は従来の電波シール
装置の断面図、第４図は一般的な電子レンジ１５１°−
ジ の斜視図、第５図、第６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。 ２８・・・・・・突出部、２９・・・・・・扉、３２・
・・・・・溝、３４・・・・・・導線路、ｔ・・・・・
・溝の深さ代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほ
か１名第１図 汐 ４５３ 第５図 範６図 ３θ 手続補正書 昭和５９年　７月１７日 ｌ事件の表示 昭和６８年特許願第　１３３８０３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 ２　ベーノ ６、補正の内容 （１）明細書第１２頁第１１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、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ＩＴ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（ａ、ｃの場
合）、ｂにくらべて電波がよく洩れる。これは４１−ｅ
　２　＝　（Ｊ　Ｔ　／　２　＝　λ／　１０．２　、
　Ｋ　＝　ｂ　２　／　ｂ　１＝２を１　”−、Ｋ　ｔ
ａｎβｌ　１　、ｔａｎβｅ２に代入することで確認で
きる。」 （２）同第１３頁第６行目、第１０行目の「第４図」を
「第６図」に補正します。 （３）同第１３頁第１０行目の「第６図」を「第６図」
に補正します。 （４）同第１３頁第１０行目の「第６図」を「第７図」
に補正します。 （６）同第１４頁第２０行目〜第１５頁第２行目の「第
４図は〜断面図である。」を次のとおシ補正します。 「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。 第夕図 キ事１ ３ ４ ３θ

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加熱室を有する本
   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、前記界は閉成時に前記開口部の平面より前記加熱
   室内に突き出す突出部を有し、本体か扉の少なくとも一
   方に本体と突出部の対向する面に開口部を有する溝を設
   け、溝壁の１つはドア周辺方向に並べた導線路で構成し
   、溝内で誘電率導線路幅、溝幅のうち少なくともいずｎ
   か１つケ変化させることにより溝の深さを使用波長の４
   分の１未満でインピーダンス反転させた電波シール装置
   。