JPS6316874B2 - - Google Patents

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JPS6316874B2
JPS6316874B2 JP17730983A JP17730983A JPS6316874B2 JP S6316874 B2 JPS6316874 B2 JP S6316874B2 JP 17730983 A JP17730983 A JP 17730983A JP 17730983 A JP17730983 A JP 17730983A JP S6316874 B2 JPS6316874 B2 JP S6316874B2
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JP
Japan
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groove
opening
characteristic impedance
short
depth
Prior art date
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Expired
Application number
JP17730983A
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English (en)
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JPS6070689A (ja
Inventor
Takahiro Matsumoto
Shigeru Kusuki
Masaaki Yamaguchi
Tomotaka Nobue
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS6070689A publication Critical patent/JPS6070689A/ja
Publication of JPS6316874B2 publication Critical patent/JPS6316874B2/ja
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  • Constitution Of High-Frequency Heating (AREA)
  • Shielding Devices Or Components To Electric Or Magnetic Fields (AREA)

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3182164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を有する空胴のチヨーク部6が形成され
ている。このチヨーク部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
磁波の周縁部は2450MHz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。したがつて加熱庫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
2500676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の発振によつて得た高周波を加熱庫11に供
給、調理物12を電磁誘電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14が設けられて
いる。この扉14の周縁部にも溝状のチヨーク部
15が形成され、高周波が外部へ漏洩するのをそ
のチヨーク部15で防いでいる。このチヨーク部
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よりひとまわり
小さい。
上述のとおり従来のチヨーク部は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、チヨ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チヨ
ーク部開口部でのインピーダンスZINは、 ZIN=jZotan(2πL/λo) (λoは自由空間波長) となる。
チヨーク方式の電波減衰手段は、チヨーク部の
深さLを4分の1波長に選定することにより、 |ZIN|=Zotan(π/2)=∞ を達成するという原理に基づいている。
もし、チヨーク部内に誘電体(比誘電率εr)を
充填すると、電波の波長λ′は、 λ′≒λo/√r に圧縮される。この場合チヨーク部の深さL′は、 L′≒L/√r 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、チヨーク方式においては、深さを
実質的に4分の1波長の奇数倍に限定され、その
チヨーク部によりシール効果のある周波数は基本
周波の奇数倍に限られていた。従つて、例えば基
本周波と2倍周波の誘電体を行う場合、別々にチ
ヨーク部を設けなければならず、製造上、手間と
コストがかかるものであつた。
以下、従来例の原理を理論的に説明する。
チヨーク方式は周知の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、チヨ
ーク溝の特性インピーダンスをZoc、溝の深さを
lcとし、加熱室からチヨ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図の如くチヨ
ーク溝18の底Cの短絡インピーダンス(Zc=
0)はチヨーク溝18の開孔部Bで ZB=jZoctan2π/λlcとなる。19は電子レンジの加 熱室、20はドアである。ここでlc=λ/4と選ぶ ことにより|ZB|=∞と交換できる。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 ZA=−jZop1/tan2π2π/λlpとなる。ここでlp=λ
/4と 選ぶことにより|ZA|=0と変換できる。チヨ
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やチヨーク溝18に誘電率εr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/√r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、任意の2種類の電波を一つの構造
でシールでき、かつ簡単な構成の電波シール装置
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、任意の2種類の周波数を電波シールを可能に
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1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
それと異なるように構成してある点に特徴を有す
る。
任意の2種類の周波数電波の漏洩防止の基本的
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Zo1、l1、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Zo1、l2、β2とする
溝の開孔端から短絡端までの距離(溝の深さ)を
l(total)とするとl(total)=l1+l2となる。
上記条件で溝の開孔端のインピーダンスZは、 Z=jZo1・tanβ1l1+Ktanβ2l2/1−Ktanβ1l1・tan
β2l2…(1) (但しK=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=Zo1、β1=β2(即ちK=1)に
相当するものである。従つてそのインピーダンス
Z′は1式より Z′=Zo1・tanβ1l1+tanβ2l2/1−tanβ1l1・tanβ2
l2 =Zo1tan(β1l1+β2l2) =Zo1tan(β1・ltotal) …(2) となり、ltotalをλ/4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により、特
性インピーダンスがZo2≠Zo1であり、1式にお
いて特性インピーダンスの比Kの値は1ではな
い。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=Ktanβ1l1
tanβ2l2を満たせばよい。
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線路ではない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a,b,c
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か短絡された開孔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点を同一条件に励振
し、溝の深さlTを変化させたとき伝送路内の電界
は第4図a,b,cのように変化し、D端に電波
がとどかないのは第4図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(第
4図a,cの場合)、第4図bにくらべて電波が
よく洩れる。これはl1=l2=lT/2=λ/10.2、K= b2/b1=2を1≒Ktanβl1・tanβl2に代入するこ
とで確認できよう。
今、周波数fpと周波数fpのx倍(x>0)の2
種類の電波シールを考える。周波数fpの電波の波
長をλpとするとそのx倍の周波数の電波の波長は
λo/xである。
1=Ktanβ1l1・tanβ2l2 を供に満たすためには 1=Ktan2π/λol1・tan2π/λol2 …(3) 1=Ktan2π/λo/xl1・tan2π/λo/xl2 …(4) の両式を満たすl1、l2及びKを求めればよい。l1
=l2とすると(3)、(4)式は次のようになる。
1=tan2(2π/λol1) …(5) 1=Ktan2(2π/λo/xl1) …(6) この両式を満たすためのl1とKの組み合わせの1
つが、 l1=λo/2(x+1) …(7) K=1/tan22π・l1/λo …(8) であることは比較的容易に導くことができる。こ
の条件を満たすように溝の深さと特性インピーダ
ンスの比を決めてやれば、任意の2種類の周波数
で、インピーダンス反転が図れる溝の形状が構成
できる。
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の接地導体と
し間隙寸法b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隙間をb1実効誘電
率を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を次式で計算
し、 Kの値を求め、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5図は電子レンジの斜視図でパツチング板2
1を有するドア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6図には第5図のA−A線断面図、第7
図には溝26を構成する導体壁面の斜視図を示し
ている。第6図、第7図において、溝26の壁面
群を構成するドア板29は、溝幅が溝の深さのほ
ぼ半分の所で変化するように折り曲げてあり、外
周縁側にはピツチPで切り込みが設けてある構成
でa,b,c,d,e,f部からなる。溝の開孔
部を覆う溝カバー30はL字状をしている。ドア
外面は、ドアカバー31が覆い、シール構造を保
護している。溝26の開孔端と短絡端はそれぞれ
27,28で示され、深さl1の開孔部側溝と深さ
l2の短絡端側溝はそれぞれ,で示される。
ドア板29は、外周縁側においてl部が幅a2f
部が幅a1であり、a部とf部の間隙とc部とe部
の間隙がそれぞれb1,b2としてある。従つて溝2
6における特性インピーダンスの比Kは となり、a1,a2,b1,b2の値を変えることで、K
の値に任意に構成できる。この時、前述の(7)、(8)
式に従い、l1,l2及びKの値を決めてある。たと
えば915MHzと2450MHzの2つの周波数の電波
シール効果を得ようとする場合に915MHzを基本
波と考えると x=2450×106/915×106=2.68 となり、 l1=l2=λp/7.36=0.327/7.36=0.0455(cm) K≒0.7となる。
第8図、第9図には、ドアの厚みを薄く構成の
例を示している。第8図は、溝の断面図、封口板
32とドア板33で溝を構成し、溝の中には、実
質的な溝の深さ(l3+l4)を縮少するため誘電体
36を挿入している。溝の開孔端と短絡端は3
4,35で示し、開孔部側溝の深さはl3、短絡部
側溝はl4である。第9図には、第8図の溝部の斜
視図である。封口板32にいれる切り込み幅を溝
の深さ方向の途中で変化させることで、開孔部側
溝と短絡部側溝の特性インピーダンスをかえてい
る。
第10図は第6図に示す実施例の応用構造を示
している。溝幅をテーパー状に変化させて、ドア
板29′を製造の容易な構造としている。
なお、溝の構成は板金を折り曲げる以外に、プ
ラスチツク樹脂に金属メツキをする手段で構成と
しても同等の効果があることは、いうまでもな
い。
発明の効果 以上のように本発明によると簡単な構造で、任
意の2種類以上の周波数をシールできる効果に加
えて次の効果がでる。
(1) 溝で途中で特性インピーダンスを変化させる
という簡単な構造で構成できるので、低コスト
化に適する。
(2) 従来、2種類の周波数の漏洩防止をするため
に、2つの溝が必要であつたのが1つになるの
で、シール構造が小型化できる。
(3) たとえば915MHzと2450MHzの2つの周波
数に対して電波漏洩防止効果のあるシール構造
とすることにより加熱室内で2つの発振源を有
する高周波加熱器が実現できる。
よつて電子レンジにおいて、冷凍物の解凍の
ように低パワーでよい場合には915MHzの周波
数で調理し、高速加熱調理のように高パワーが
必要な場合には2450MHzの周波数で調理する
ことができ、しかもどちらの電波洩れをも十分
防止できる電波シール体を提供できるものであ
る。
(4) 基本波と2倍周波を1つの構造体でシールで
きるようにすることで、漏洩防止効果を顕著に
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
の電波シール装置の断面図、第4図a,b,cは
本発明における溝部の電界の解析図、第5図は一
般的な電子レンジの斜視図、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、第7図
は第6図において溝部を形成する導体壁面の斜視
図、第8図、第9図及び第10図は他の実施例に
おける構成断面図を示す。 22…ドア、23…本体、26…溝、P…ピツ
チ、a1,a2…導線幅、e,f…導体片、I…開孔
部側、…短絡部側。

Claims (1)

  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ド
    アを設け、前記本体と前記ドアとが対向する部分
    の少なくとも一方に溝を設け、前記溝は少なくと
    も一つの壁面の一部分又は全部が溝の長手方向に
    導線幅がピツチよりも少なくなるように連続配置
    された導体片群より構成され前記溝の開孔部側と
    短絡部側とで、溝幅、導体片幅及び、実効誘電率
    のうち一つ以上が異なる構成をとることにより、
    開孔部側の特性インピーダンスと短絡部側の特性
    インピーダンスを変化させ、前記短絡部側の特性
    インピーダンスを前記開孔部側の特性インピーダ
    ンスより小さくした電波シール装置。 2 短絡部側溝の特性インピーダンスを前記開孔
    部側溝の特性インピーダンスの3分の1とし、前
    記短絡部側溝と前記開孔部側溝の深さをそれぞれ
    実質的に使用波長の6分の1として溝全体の深さ
    を実質的に3分の1波長とした特許請求の範囲第
    1項記載の電波シール装置。
JP17730983A 1983-09-26 1983-09-26 電波シ−ル装置 Granted JPS6070689A (ja)

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