JPS628918B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電波漏洩防止装置に改良を加えた高周
波加熱装置を提案したものである。

代表的高周波加熱装置である電子レンジの扉は
その加熱室との間隙からの電波漏洩を極力防止す
る構造とする必要があり、その手段としては例え
ば金属接触方式、電波吸収材を使用する方式、チ
ヨーク方式等が提案されている。これらの方式は
夫々に難点を有しているために実用上はこれらを
組合せた形で使用されているが、構造の複雑化、
高価格化が避けられず何らかの解決が望まれてい
た。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであ
つて、扉、加熱室の構造に制約されることなく、
また複雑且つ高精度な加工を要することなく、良
好な電波漏洩防止を可能とした高周波加熱装置を
提供することを目的とする。

以下本発明を電子レンジにおける実施例を示す
図面に基いて詳述する。第１図は扉１を横開き
（右開き）の構造とした電子レンジの扉左端部を
示す平面断面図、第２図は扉を上方から見た状態
の破断斜視図であつて、扉１は図示しない右端部
を枢支点として白抜矢符方向に開閉され、図示の
状態でレンジ本体２の加熱室３を閉塞するように
してある。図中４はレンジ本体２のフレーム、５
はキヤビテイ（加熱室）前面板、６は同じく側板
を示している。

扉１は図示の端部その他の周縁部においてチヨ
ーク溝（電磁波減衰溝）７を形成すべく扉の外壁
板８を外方へ曲成加工して空間を形成してあり、
加熱室３に対向する部分は加熱室３の開口側へ接
近させてあり、内部の監視を可能とするパンチン
グ板９を重ね合せてある。

パンチング板９の周縁の扉外壁板８に覆われて
いる部分は無穿孔部分としてあり、端末部は扉の
内方（外壁板８側）に向けて折曲げてある。

１０はポリプロピレン等誘電体損失が少くしか
つ耐熱性に優れた材料からなるチヨーク誘電体で
あつて、扉の左側面等の外周側面を形成する外壁
板８の部分と前述したパンチング板９の折曲げ端
部との間を閉塞する態様で取付けられており、チ
ヨーク誘電体１０の右端末は平面視でＬ型に曲成
してパンチング板９の析曲げ端部と衝き合せてあ
る。このチヨーク誘電体１０は扉閉塞時にキヤビ
テイ前面板５と当接する。

外壁板８の内周縁部と、これに対向するパンチ
ング板９の部分との間にその一端部を挾みこんだ
状態でパンチング板９の外壁板８に覆われた部分
にてビス止めされ、他端部を外壁板８の内面に固
着したチヨーク基板１１はその中央部を外壁板８
の中央側（パンチング板９による覗き窓側）の側
面と略々平行にしてあり、このチヨーク基板１１
上にはチヨーク基板１１同様に外壁板８、パンチ
ング板９及びチヨーク誘電体１０にて形成される
空間を区画する平面視でＬ字状の仕切板１２が固
着してあり、扉内の一部空間をチヨーク溝７とし
ている。

而してこの装置の特徴はチヨーク誘電体１０の
内面（扉周縁の空間側の面）におけるチヨーク溝
７以外の部分において導電体１４を固着して、電
波漏洩経路にマイクロストリツプ共振器を形成し
た点にある。

第１図、第２図に示す実施例においては、適宜
の位置決め用突起１５を予めチヨーク誘電体１０
に形成しておき、導電体１４を突起１５にて位置
決め嵌着してあり、矩形状の導電体１４は長手方
向を上下方向として相互に適長離隔させて略々縦
１列となるように配してある。なお扉１の上下周
縁では導電体１４はその長手方向を横方向とする
ようにしてあることは勿論である。

次に上述の如く導電体１４を配することによる
電波漏洩防止原理につき説明する。第２図に示す
如く導電体１４の長手方向（扉の周方向）にｙ軸
を、またこれと直交する方向をｘ軸とする直交座
標系を考えると、加熱室３内からパンチング板９
とキヤビテイ前面板５との間を経て外部へ漏出せ
んとする電波のうちＸ方向の電波成分Exはチヨ
ーク溝７によつて減衰するため、チヨーク溝７を
通過する電波の主成分はｙ方向に伝播速度をもつ
電波成分Eyである。そして導電体１４、チヨー
ク誘電体１０及びキヤビテイ前面板５はマイクロ
ストリツプ共振器を形成し、Eyの外部への漏出
を有効に防止する。

第３図はマイクロストリツプ共振器の説明図で
あつて、導体３１の上に比誘電率ε_rの誘電体３
２を置き、更にその上に幅Ｗ、長さＬ、厚さｔの
細長い導体３３を設置してある。このような組合
せ体において Ｌ＝（ｎ／２）・λｇ ……(1) 但し、ｎは整数 λｇは使用電波の管内波長 なる条件を満たす場合には、該組合せ体はマイク
ロストリツプ共振器を形成する。これはマイクロ
ストリツプ線路を長さＬで切断した場合、両端開
放の線路はその長さＬが（ｎ／ｚ）×使用電波波
長で共振する事を利用したものである。但し実際
には両端開放とはならず静電容量Copが入るた
め、Ｌは(1)式の値より僅かに短かくなる。この共
振系は下記(2)〜(5)の条件式にて設計できる。

Ｌ＝−λｇ／π・cot^-1Xco／Zc ……(2) Xco＝１／ωCop ……(3) Zc≒Zo／√_w ……(4) λｇ≒λ_０／√_w ……(5) 但し、ωは角周波数 Zcはマイクロストリツプ共振器の特性インピ
ーダンス Zoはチヨーク誘電体の比誘電率ε_r＝１である
場合のマイクロストリツプ共振器の特性インピー
ダンス ε_wはマイクロストリツプ共振器の実効比誘電
率 λ_０は自由空間波長 なお、上掲の(2)〜(5)式はマイクロストリツプ共
振器の基板、即ち誘電体３２の厚みｈ（cm）が ｈ≪6.79tan^-1ε_r／ｆ√_r−１ ……(6) 但し、ｆは周波数（GHz） を満足するような十分薄い場合に成立する。

而して叙又の如き関係を本発明装置の扉に適用
して考察すると、第３図の導体３１はキヤビテイ
前面板５に、誘電体３２はチヨーク誘電体１０に
また導体３３は導電体１４に夫々相当するから、
導電体１４の寸法を、前掲の式を満たすように選
択することによつて、電波成分Eyはマイクロス
トリツプ共振を起こすところとなり、その外部へ
の漏洩が防止できる。いま導電体１４の幅Ｗ＝４
mm、厚さｔ＝0.5mm、使用周波数ｆ＝2.45GHz、
チヨーク誘電体１０の厚さｈ＝３mmとして導電体
１４の最適長さＬを算出するものとする。なおチ
ヨーク誘電体１０はポリプロピレン製としε_r＝
2.3とする。(3)式より Xco＝１／２π×2.45×10⁹×1.035 (4)式より Zc≒140／√2.07＝97.2（Ω） (5)式より λｇ≒120／√2.07＝83.4mm これらを(2)式に代入すると Ｌ≒41.7mm となる。また(6)式の右辺は 6.79tan^-12.3／2.45×10⁹√2.3−１≒28mm となりｈ＝３mmよりも十分大であるから、要する
にＬ＝41.1mm、Ｗ＝４mm、ｔ＝0.5mm、ｈ＝３
mm、ε_r＝2.3、ｆ＝2.45GHzのマイクロストリツ
プ共振系が形成されていることになる。

上述の数値は単なる一例にすぎず、小型の共振
系を構成することが可能であることは言うまでも
ない。また導電体１４を加熱室３の開口部周縁に
沿つて複数個配しているのは開口部の全周に亘る
漏洩を防止するためであり、導電体１４間相互の
間隔は各共振系の相互作用を排する為にλｇ／４
以上とするのが望ましい。これは次のような理由
による。即ちｙ方向の伝播に対しては共振器が並
置されていることになり第４図に示す如き等価回
路の存在が考えられる。従つて伝播波によつて共
振器が励振され、共振モードをもつと、その等価
インピーダンスは直列共振ならば零、並列共振な
らば無限大となつて伝播波を全反射させる。とこ
ろが共振器間には相互結合Ｍが存在し、共振周波
数が単体の場合に比して低くなるので、共振器相
互の間隔をλｇ／４以上に選択するのが好適とな
る。

また電子レンジは多くの伝播モードを有するが
斯かる電子レンジについても遮蔽が可能であるの
は以下の理由による。即ち周期構造体を伝播する
波は一般に基本波と多数の空間高調波とからな
る。いま共振器相互の間隔（導電体相互の間隔）
をＰとすると位相定数βは下記(7)式にて与えられ
る。

β＝β_０＋２ｎπ／Ｐ ……(7) 但し、βは基本波 ｎは０、１、２…… 従つて第ｎ高調波の位相速度Vpnは となつて各高調波の位相速度は異なつてくる。し
かし乍らこれら伝播波の群速度vg＝１／（ｄ
β／ｄω）を考えると ｖ_g＝〔ｄ（β＋２ｎπ／Ｐ）／ｄω〕^-1＝（ｄβ／ｄ
ω）^-1 となり群速度はどの空間高調波についても同様で
あり、単に周波数ωにのみ依存する。従つてある
周波数にて共振器が共振して伝播波をトラツプす
る場合はすべての空間高調波を含むエネルギーを
遮蔽することになる。けだしエネルギー速度は群
速度に等しいからである。

以上の説明から明らかな如く本発明装置はｙ方
向に伝播する波を有効に遮蔽することができる。

而して一般に電波はｘ−ｙ方向に夫々単独に伝
播するのではなく、汎ゆる方向へ伝播していく。
ところが扉とキヤビテイ前面板との間の伝播は２
次元方向の伝播と考えてよく、伝播方向をｘ成
分、ｙ成分に分けて考えることができ、合成比が
一定でなくとも共振器を励振する成分を有する場
合はｙ方向の伝播は遮蔽されることになる。本発
明装置の挙動はこのような点で従来の遅波モード
による遮蔽と異つている。

第５図乃至第７図は本発明の他の実施例を示し
ている。第５図に示すものはマイクロストリツプ
共振器をｙ方向のみならずＸ方向についても形成
したものであつて、長手方向をチヨーク誘電体の
幅方向に一致させた導電体１４′を設けている。
斯かる構造による場合はマイクロストリツプ共振
器のみにてｘ、ｙ両方向の電波成分の漏洩を防止
できる。第１，２図に示すものと同じものは同符
号を付して説明を省略する（以下同じ）。第６図
に示すものは導電体１４の位置決めに爪付きの突
起１５′をチヨーク誘電体１０に形成したもの、
また第７図は導電体１４をチヨーク誘電体１０に
溶着したものを示している。この溶着はチヨーク
誘電体１０にピンを、または導電体１４にピンを
挿通するための孔を形成しておき、ピン挿通後そ
の頭部を溶融することによつて行なわれる。な
お、第６図、第７図はチヨーク誘電体１０の表裏
を反転して示してある。その他導電体１４として
はアルミ箔の貼着又は金属膜被着によるものも用
い得る。

以上のように本発明に係る高周波加熱装置は、
加熱室開口部を覆う扉と、加熱室壁面との間に形
成される電波通路に、金属板と重合された誘電体
上に導電体を配してなるマイクロストリツプ共振
器を形成したことを特徴とするものであるから、
構造が簡単であつて、扉、加熱室の構造に拘らず
実施可能であり、複雑且つ高精度な加工を要せ
ず、また高価な材料も使用せず、安価に構成で
き、それ単独で、またチヨーク溝との併用により
電波漏洩を有効に防止できる等、本発明は優れた
効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図は本発明
に係る電子レンジの扉左端部を示す平面断面図、
第２図は扉を上方から見た状態の破断斜視図、第
３図はマイクロストリツプ共振器の説明図、第４
図は導電体間離隔寸法の説明図、第５図は他の実
施例を示す扉の斜視図、第６，７図は更に他の実
施例を示すチヨーク誘電体の裏面図である。 １……扉、３……加熱室、５……キヤビテイ前
面板、７……チヨーク溝、１０……チヨーク誘電
体、１４……導電体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 加熱室の開口部を覆う扉と、加熱室壁面との
   間に形成される電波通路に、金属板と重合された
   誘電体上に導電体を配してなるマイクロストリツ
   プ共振器を形成したことを特徴とする高周波加熱
   装置。 ２ 前記金属板は前記加熱室壁面を形成する金属
   板である特許請求の範囲第１項記載の高周波加熱
   装置。 ３ 前記誘電体は前記加熱室壁面に対向する扉部
   分形成材である特許請求の範囲第１項記載の高周
   波加熱装置。 ４ 前記誘電体は扉に設けたチヨーク溝を構成す
   べく設けられており、前記導電体は扉内部におけ
   るチヨーク溝外に配してある特許請求の範囲第１
   項又は第３項記載の高周波加熱装置。