KR0152841B1 - 전자레인지의 고주파 누설 차폐장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전자레인지의 고주파 누설 차폐장치에 관한 것으로서, 각각의 내,외측판체를 용접하지 않고 한장의 차폐판으로 도어를 제작하여 가공공수의 간소화로 원가 절감과 생산성 향상 및 도어의 두께를 얇게 함은 물론 고주파의 누설을 효과적으로 차단하도록 한 것이다.

이와 같은 본 발명은 도어의 주연부를 따라 설치되어 본체의 전면판넬과 접촉되고 일단을 내,외향으로의 다단 절곡하여 일정한 폭과 길이를 갖는 대략 구형(矩形)의 쵸크시일을 형성하여 가열실에서 누설되는 X방향, Z방향의 고주파에너지를 차단하는 차폐판과; 상기 차폐판의 중앙부에 가열실을 투시하도록 형성된 피어싱부와; 상기 차폐판의 절곡부위에 취부되어 쵸크시일로의 이물질 유입을 방지하는 쵸크커버로 이루어짐으로 달성된다.

Description

전자레인지의 고주파 누설 차폐장치

제1도는 일반적인 전자레인지의 사시도.

제2도는 종래 고주파 누설 방지장치를 보인 도어의 부분 확대단면도.

제3도는 제2도를 설명하기 위한 전송선로의 임피던스 관계도.

제4도는 본 발명 고주파 누설 차폐장치를 보인 전자레인지 도어의 부분 확대 단면도.

제5도는 본 발명 고주파 누설 차폐장치를 보인 전자레인지 도어의 부분 절결 사시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

200 : 도어 201 : 본체

201' : 전면판넬 202 : 차폐판

203 : 피어싱부 204 : 쵸크시일

205 : 쵸크커버 206 : 접촉면

207 : 제1단차부 208 : 제1절곡부

209 : 제2단차부 210 : 개구부

본 발명은 전자레인지에 있어서의 고주파의 누설방지를 위한 도어쵸크시일(Choke Seal) 구조에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 도어의 프레임(frame)형성을 한장의 철판으로 제작하여 생산성 향상과 원가절감은 물론 가열실 전면판넬과 도어 사이의 틈새를 통하여 외부로 누설되는 고주파를 효과적으로 차단하도록 하는 전자레인지의 고주파 누설 차폐장치에 관한 것이다.

전자레인지는 잘 알려진 바와 같이, 마그네트론에서 발생되는 고주파 에너지를 가열실 내부의 음식물에 조사하여 음식물 자체에서 열이 발생하게 함으로써 음식물을 조리하는 편리한 주방기기이나, 마그네트론에서 발생되는 고주파는 인체에 소정량이상 조사되는 경우 인체에 치명적인 해를 입히게 되므로 고주파가 가열실로부터 외부로 누설되는 것을 방지하여야 한다.

통상적으로 사용되고 있는 전자레인지는 그 구조상 가열실의 전면판넬과 도어사이에 소정의 틈새가 생기도록 되어 있다.

따라서, 그 틈새를 통하여 고주파가 누설되는 것을 방지하기 위하여 일반적으로 커패시티브시일(capacitive seal), λg/4 쵸크시일(λg/4는 관내의 고주파 파장임) 그리고, 고주파 흡수체인 페라이트고무(ferrite rubber)를 부착하는 구조등이 널리 알려져 사용되어 왔다.

이러한 종래의 고주파 누설 차폐장치를 제1도 및 제2도를 참조하여 설명한다.

먼저 제1도는 일반적인 전자레인지의 사시도로서, 이에 도시한 바와 같이, 본체(100)내에 형성되어 마그네트론(도면에 미도시)에서 발생되는 고주파 에너지로 음식물을 가열하는 가열실(102)과; 상기 가열실(102)에 음식물을 인출할 수 있도록 가열실(102)의 전면판넬(104)에 접촉 및 비접촉으로 개폐되는 도어(101)와; 상기 도어(101)에 부착되어 가열실(102)내를 투시할 수 있도록 한 내,외부 투시창(103)(103')으로 구성되어 있다.

그리고, 제2도는 도어(101)의 주연부를 따라 형성되는 고주파 누설 방지용 쵸크시일의 구조를 보인 것으로, 이에 도시한 바와 같이, 금속재로 상호 용접되어 있는 내,외측 판체(105)(106)에 의해 소정길이(L)와, 폭(W)을 가지는 대략 구형(矩形)의 λg/4 쵸크시일(107)이 형성된다.

그리고 상기 내측판체(105)는 쵸크시일(107)의 중간쯤에서 쵸크시일(107)측으로 하단부가 절곡되어 그 하측에 개구부(107a)가 형성되고 그 개구부(107a)는 내측에 페라이트러버(108a)가 부착된 플라스틱 재질의 쵸크커버(108)가 폐쇄하도록 되어 있다.

또한, 가열실(102)의 전면판넬(104)과 쵸크시일(107)의 내측판체(105)사이에는 커패시티브 시일이 형성된다.

이러한 커패시티브시일이 형성되는 부위의 전송로는 웨이브 수(wave number)을 갖는다.

여기서, Ko=2π/λ, b는 전면판넬(104)과 내측판체(1-5) 사이의 간격을 나타낸다.

이때 b값이 매우 작으면 티이모드(TE:Transverse Electric Wave)와 티엠모드(TM:Transverse Magnetic Wave)는 차단되고, 티이엠모드(TEM:Transverse Electric Magnetic Wave)로만 전송이 가능하게 된다.

즉, 상기 티이엠모드(TEM)일 경우 평행 전송선로의 특정임피던스는 간격(b)× μ/ε에 비례하므로 그 간격(b)을 매우 작게 하거나, ε값(유전율)을 크게 하므로써 가열실(102)로부터 누설되는 고주파를 반사시킬 수 있다.

여기서 μ는 튜자율을 나타내고, ε 는 유전율을 나타낸다.

또한 쵸크시일(107)을 구성하는 외측판체(106)의 상측수평부(106a)는 임피던스가 제로(zero)인 쇼트면에서 쵸크시일을 전송선로로 본다면 제3도에서 보인 바와 같이, 부하(ZL)로부터 길이 L만큼 떨어진 지점에서의 입력 임피던스(Zin)는 다음식과 같이 표현할 수 있다.

로 표시된다.

여기서 Zo는 전송선로의 길이 및 높이에 따른 특성임피던스이고, β는 매질에 따른 전파상수(propagation costant)로서 전송경로의 구조에 의해서 결정되는 값이다.

상기 식에서, ZL=0이라고 가정하면 입력 임피던스 Zin=J Zo tan βL 이 되고, 여기서 L= λg/4이면 Zin은 무한대가 되며 L= λg/2가 되면 Zin=0이 되어 쇼트가 된다.

따라서 제2도와 같이 가열실(102) 내부의 고주파 에너지가 A지점에서 시작하여 C지점으로 누설되는 경우에 그 누설 고주파 에너지는 전면판넬(104)과 내측판체(105)와의 간격의 중앙부에 D지점에서 B방향의 경로를 가지고 쵸크시일(107) 내부로 유입된다고 하면, 임피던스가 0인 쇼트면(106a)으로부터 λg/4만큼 떨어진 지점에 상기 방향성의 D지점을 위치시킴으로서 D지점의 임피던스를 무한대로 만들 수 있다.

이에 따라 쵸크시일(107)은 공진을 일으키게 되고 그 공진된 고주파 에너지는 외측판체(106)에 수직으로 내향 절곡된 쵸크커버(108)에 의해 가열실(102) 측으로 반사되므로써, C방향으로의 고주파 에너지의 누설이 방지된다.

그리고, 상기 가열실(102)로의 반사된 고주파 에너지 이외의 고주파 에너지는 웨이브 흡수체인 페라이트러버(108a)에 흡수되어 고주파 에너지가 재차 차폐된다.

그러나, 이와 같은 종래 전자레인지의 고주파 누설 차폐장치에 있어서의 쵸크시일은 내측판과 가열실의 전면 판넬간의 간격이 커지는 경우 고주파 에너지는 TEM모드 뿐만이 아니라 TE모드 또는 TM모드로도 전송이 일어나게 되므로 λg/4 쵸크시일이 재기능을 발휘하지 못하게 되어 고주파 에너지의 누설이 현저하게 늘어나고, 또한 λg/4 쵸크시일과 고가의 페라이트러버를 함께 사용하고 특히 2개의 내,외측판체를 용접해서 도어의 쵸크시일을 형성함으로 인하여 원가상승의 요인이 되었고, 또한 가공공수(작업단위의 증가)의 증가 및 용접가공의 추가로 생산성이 저하되는 원인이 되었다.

따라서, 본 발명의 목적은 이와같은 종래의 문제점을 감안하여 각각의 내,외측판체를 용접하지 않고 하나의 차폐판으로 도어를 제작하여 가공공수의 간소화로 원가 절감 및 생산성을 향상시키고 고주파 누설을 효과적으로 차단하도록 하는 전자레인지의 고주파 누설 차폐장치를 제공함에 있다.

본 발명의 또다른 목적은 고가의 페라이트러버를 삭제한 대신 상기 차폐판의 양 단부를 다단 절곡하여 단차부와 절곡부를 형성하고 그 단차부 및 절곡부에 쵸크커버를 취부시켜 도어의 두께를 얇게하여 제품의 간소화에 기여하도록 하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 전자레인지의 고주파 누설 차폐장치는 도어의 주연부를 따라 설치되어 본체의 전면판넬과 접촉되고 일단을 내,외향으로의 다단 절곡하여 일정한 폭과 길이를 갖는 대략 구형(矩形)의 쵸크시일을 형성하여 가열실에서 누설되는 X방향, Z방향의 고주파에너지를 차단하는 차폐판과; 상기 차폐판의 중앙부에 가열실을 투시하도록 형성된 피어싱부와; 상기 차폐판의 절곡부위에 취부되어 쵸크시일로의 이물질 유입을 방지하는 쵸크커버로 이루어짐을 특징으로 한다.

이하, 본 발명을 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

제4도는 본 발명 고주파 누설 차폐장치를 보인 전자레인지 도어의 부분 확대 단면도이고, 제5도는 본 발명 고주파 누설 차폐장치를 보인 전자레인지 도어의 부분 절결 사시도로서, 이에 도시한 바와 같이, 전자레인지의 본체(201)와 ; 상기 본체(201)의 전면에 형성되는 전면판넬(201')과; 상기 본체(201)에 형성되어 음식물을 가열하는 가열실(211)과; 상기 본체(201)의 전면판넬(201')과 접촉 및 비접촉으로 개폐되는 도어(200)와; 상기 도어(200)의 주연부를 따라 설치되어 본체(201)의 전면판넬(201')과 접촉되고 일단이 내,외향으로의 다단 절곡에 기인해서 일정한 폭(W)과 일정한 길이(h)를 갖는 대략 구형(矩形)상의 쵸크시일(204)(204')이 형성되어 가열실(211)에서 누설되는 X방향, Z방향의 고주파에너지를 차단하는 차폐판(202)과 ; 상기 차폐판(202)의 중앙부에 피어싱되어 상기 가열실(211)을 투시할 수 있도록 형성된 피어스부(203)와; 상기 차폐판(202)의 중앙부에 피어싱된 부분에 끼워지는 투시창(도면에 미도시)과; 상기 차폐판(202)의 절곡부위에 취부되어 쵸크시일(204)(204')로의 이물질 유입을 방지하는 쵸크커버(205)(205')로 구성한다.

그리고, 상기 도어(200)의 주연부를 따라 설치되는 차폐판(202)은 전면판넬(201')과 접촉되게 차폐판(202)의 중앙을 중심으로 일정길이 부분에서 수평, 수직순으로 절곡하여 제1,제2접촉면(206)(206')을 형성하고 그 제1, 제2접촉면(206)(206')을 따라 각각 수평, 수직, 수평순으로 연장(延長) 절곡되어 구형상의 쵸크시일(204)(204')이 형성된 차폐판(202)의 양단부를 다시 수직,수평,수직순으로 다단 절곡하여 본체(201)의 전면판넬(201')과 접촉 및 비접촉되게 소정길이와 폭을 갖는 제1,제2단차부(207)(209)와, 제3,제4단차부(207')(209') 및 제1,제2절곡부(208)(208')를 형성하고 상기 제1,제2절곡부(208)(208')와 동일 길이를 갖는 쵸크커버(205)(205')를 각각 수직으로 취부하여 각 쵸크시일(204)(204')의 개구부(210)(210')를 폐쇄하도록 구성한다.

그리고, 상기 제1절곡부(208)와 제2단차부(209) 및 제2절곡부(208')와 제4단차부(209')는 제5도에서와 같이, 절결부(212)에 의해 도어(200)의 종방향으로 주기적인 구조를 갖도록 형성한다.

도면중 미 설명부호 202a는 쇼트면이다.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용 효과를 제4도 및 제5도를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 전자레인지에서 전술한 바와 같이, 2.45GHz의 초고주파를 사용하고 있고, 이러한 고주파가 전자레인지의 외부로 누출되지 않도록 규격으로 규제하고 있다.

따라서, 전자레인지의 도어(200)에 형성된 쵸크시일(204)(204')은 2.45GHz에 공진되는 구조가 되어야 하고, 그래야만 고주파 에너지가 외부로 누출되는 것을 막을 수가 있다.

그리고, 상기 가열실(211)내의 고주파 에너지는 본체(201)의 전면판넬(201)과 차폐판(202)의 제1,제3단차부(207)(207'), 제1,제2접촉면(206)(206')사이의 간격을 통하여 누출되려고 한다.

또한, 상기 본체(201)에 형성된 전면판넬(201')은 도어(200)와 접촉하여 일종의 전송선로를 형성하게 되고 이 전송선로는 도어(200)의 주연부를 따라 형성되는 쵸크시일(204)(204')의 특성에 의하여 고주파 에너지를 통과시키기도 하고 감쇠시키기도 하게 되는 것이다.

즉, 이를 구체적으로 설명하면 먼저, 제4도에서와 같이, 가열실(211)로부터 형성되는 고주파 에너지의 흐름을 벡터로 표시하여 보면 X성분, Y성분, Z성분으로 각각 표시할 수 있다.

이때, 실제적으로 고주파 누설의 원인이 되는 것은 X축 성분과 Z축 성분으로의 고주파 누설이다.

이와같은 고주파 에너지 성분을 차폐하기 위해서는 X축 방향으로의 고주파 에너지의 누설진행을 차폐하는 쵸크구조, 즉 차폐판(202)의 제1,제2단차부(207)(209) 및 제1절곡부(208)와 Z축 방향으로의 고주파 에너지의 누설진행을 막는 쵸크시일(204)(204') 구조가 각각 필요하게 된다.

즉, 상기 차폐판(202)의 양단부에 2단으로 절곡되고 소정길이를 갖으며 도어(200)의 종방향으로 주기적으로 형성된 제1, 제2단차부(207)(209)와 제3,제4 단차부(207')(209') 및 절개부(212)가 X축 방향으로 진행하는 고주파 에너지에 대하여 밴드 스톱 필터(Band Stop Pilter)로서 작용함으로서, X축 방향으로 진행하는 2.45GHz의 고주파 에너지의 누설을 차단시키게 된다.

즉 다시말해서, 상기 차폐판(202) 양단부의 제1,제2절곡부(208)(208')와 제2,제4단차부(209)(209')가 절개부(212)에 의해서 제5도와 같이 주기적인 구조에 따른 임피던스의 차이로 인하여 고주파 에너지의 위상 차이가 생기며, 따라서 고주파 에너지의 감쇠가 일어난다.

한편, Z축 방향으로의 누설되는 고주파 에너지의 차폐는 쵸크시일(204)(204')이 주 역할을 하게 되는데, 가열실(211)로부터 고주파 에너지의 흐름은 제4도와 같다.

즉, 가열실(211)내부의 고주파 에너지가 A지점에서 시작하여 본체(201)의 전면판넬(201')과, 그 전면판넬(201')에 접촉되는 차폐판(202)의 제1접촉면(206)과 제1단차부(207) 사이의 미세한 간격을 통해 C지점으로 누설되는 경우에 그 누설 고주파 에너지가 전면판넬(201')과 제1단차부(207)와의 미세한 간격의 중앙부 D지점에서 B방향의 경로를 가지고 쵸크시일(204)내부로 유입된다고 하면, 임피던스가 0인 쇼트면(202a)으로부터 λg/4 만큼 떨어진 지점에 상기 방향성의 D지점을 위치시키므로서 D지점의 임피던스를 무한대로 만들 수 있다.

이에따라 상기 쵸크시일(204)은 소정의 폭(W)과 길이(h) 및 제1,제2단차부(207)(209), 제1절곡부(208)의 길이에 따라 공진을 하게 되고 그 공진된 고주파 에너지는 차폐판(202)의 제1, 제2단차부(207)(209)에 의해 가열실(102) 측으로 반사되므로서, C방향으로의 2.45GHz의 고주파 에너지의 누설이 방지된다.

그리고, 상기 쵸크시일(204)의 개구부(210)를 폐쇄하고 있는 쵸크커버(205)는 그 쵸크시일(204)에 이물질이 들어가는 것을 방지하기 위한 유전체로서, 물론 이 유전체에 의하여 쵸크의 공진 주파수가 이동되므로 이를 고려한 쵸크 설계가 필요하다.

또한, 상기 한장의 차폐판(202)에 피어싱을 하여 형성된 피어스부(203)에 유리를 끼워넣음으로서 캐비티 내부를 볼 수가 있다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 도어를 제작할 때 한장의 철판, 즉 차폐판에 피어싱을 하여서 캐비티 내부를 볼 수 있도록 가공하고 나머지 쵸크 파트는 금형 가공을 하여 제작함으로써 원가절감 및 생산성이 향상되고, 또한 차폐판의 제1절곡부의 길이에 해당하는 만큼 쵸크커버를 그 길이내에 삽입함으로써 쵸크커버에 의해 도어의 두께가 증가하는 것을 막을 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 도어의 주연부를 따라 설치되어 본체의 전면판넬과 접촉되고 일단이내,외향으로의 다단 절곡에 기인해서 소정의 폭과 길이를 갖는 대략 구형(矩形)상의 쵸크시일이 형성되어 가열실에서 누설되는 X방향, Z방향의 고주파 에너지를 차폐하는 차폐판과; 상기 차폐판의 중앙부에 가열실을 투시하도록 형성된 피어싱부와; 상기 차폐판의 절곡부위에 취부되어 쵸크시일로의 이물질 유입을 방지하는 쵸크커버로 구성함을 특징으로 한 전자레인지의 고주파 누설 차폐장치.
2. 제1항에 있어서, 도어의 주연부를 따라 설치되는 차폐판은 전면판넬과 접촉되게 중앙을 중심으로 일정길이 부분에서 수평, 수직 절곡하여 접촉면을 형성하고 그 접촉면을 따라 각각 수평, 수직으로의 연장(延長) 절곡되어 구형상의 쵸크시일이 형성되는 차폐판의 양단부를 수직,수평으로 다단 절곡하여 전면판넬과 접촉 및 비접촉되게 소정길이와 폭을 갖는 제1단차부, 절곡부, 제2단차부 순으로 형성하여 구성함을 특징으로 한 전자레인지의 고주파 누설 차폐장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 쵸크커버는 상기 절곡부의 길이만큼 하여 그 길이내에 삽입함을 특징으로 한 전자레인지의 고주파 누설 차폐장치.
4. 제2항에 있어서, 절곡부와 제2단차부는 도어의 종방향으로 주기적으로 형성된 것을 특징으로 한 전자레인지의 고주파 누설 차폐장치.