KR100266033B1

KR100266033B1 - 고주파 가열장치

Info

Publication number: KR100266033B1
Application number: KR1019980007004A
Authority: KR
Inventors: 가즈히로 후루타; 다츠야 나카가와; 도시오 가키자와
Original assignee: 니시무로 타이죠; 가부시끼가이샤 도시바
Priority date: 1997-03-05
Filing date: 1998-03-04
Publication date: 2000-09-15
Also published as: CN1192520A; JP3492876B2; KR19980079848A; CN1140723C; JPH10247586A

Abstract

본 발명은 고주파 가열장치에 관한 것으로서, 소망하는 전파시일성능을 갖고 소형이며 내구성이 우수한 쵸크구조를 실현하는 것을 목적으로 하며,

어드미턴스 소자(4)를 쵸크홈벽을 구성하는 도체접촉편(1)의 외부둘레선에서 쵸크홈(10)의 내부에 뻗은 도체편(2)의 선단선에 부착한 도체판 또는 도체봉의 어느 한쪽에 의해 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

고주파 가열장치

본 발명은 고주파 가열장치, 특히 그 전파시일구조에 관한 것이다.

고주파 가열장치의 전파시일구조의 제 1 종래기술로서, 예를 들면 도 10∼도 12에 나타낸 바와 같은 쵸크홈 구조가 있다. 우선, 도 10은 고주파 가열장치의 전체 구성을 나타내고 있고, 본체(21)에는 피가열물을 수납하여 고주파가 공급되는 오븐(22)이 설치되고, 그 전면부에 피가열물을 내고 들이기 위한 문(24)이 개폐 자유롭게 설치되어 있다. "23"은 본체(21)의 전면 주위부에 설치된 전판이고, 이 전판(23)에 대향한 문(24)부분에 쵸크홈(25)이 형성되어 있다. 도 11은 쵸크홈(25)부분의 확대 단면도, 도 12는 쵸크홈(25)부분의 확대사시도이고, 쵸크홈(25)에는 전판(23)과 대향하여 쵸크홈 벽을 구성하는 도체접촉편(26)과 이 도체접촉편(26)의 외부둘레선에서 쵸크홈(25)의 내부에 뻗은 도체편(27)이 형성되어 있다. "28"은 쵸크홈(25)의 개구부이다. 이와 같은 쵸크홈(25)의 구조에 있어서 전파 시일로서 기능하기 위해서는 그 쵸크홈(25)의 입력 임피던스(Zin)가, Zin=∞의 조건이 될 필요가 있다. 지금 쵸크홈(25)의 특성 임피던스가 Z₀으로 일정할 때, 종단면 단락으로 할 때의 입력 임피던스(Zin)는

가 된다. β는 위상정수, l은 쵸크홈(22)의 깊이이다. 여기에서 l=λ/4로 하고, β·l=(2π/λ)·(λ/4)=π/2, Zin=jZ₀tan(π/2)=∞이 되고, Zin=∞이 되는 조건을 만족할 수 있다. 그러나, 이 제 1 종래기술에서는 쵸크홈(25)에 임피던스 조정용의 어드미턴스 소자가 없기 때문에 쵸크홈(25)의 성능은 그 구조길이에 그대로 영향을 준다. 이 때문에 이 구조로 쵸크홈(25)을 소형화하면 전파시일성능이 열화되어 버린다.

이에 대해 고주파 가열장치의 전파시일구조의 제 2 종래기술로서 도 13에 나타낸 바와 같이 쵸크홈(25)의 외벽면을 주기구조체(29)로 한 쵸크구조가 있다(일본국 특허공고 특공소 62-49715호 공보). 이 쵸크구조는 쵸크홈(25)을 구성하는 외벽면 그 자체에 주기구조체(29)를 형성하고, 이것을 임피던스 조정소자로서 길이 방향으로 배열하고 있다. 이 주기구조체(25)는 소위 의사(疑似)유전체 선로를 구성하고 있고, 주기구조체(25)의 의사유전체 선로에 전자계가 감기도록 하여 전자파가 전파된다. 이 작용에 의해 전파시일성능을 갖게 하는 것이지만, 주기구조체(25)의 의사유전체 선로에 전자계가 감기도록 분포되어 있기 때문에 쵸크홈(25)의 외측에 어느 정도의 범위에도 전계가 존재하게 된다. 그 때문에 이 구조에서는 쵸크구조의 구조체의 외측에 어느 정도의 공간이 필요하게 되어 쵸크구조 전체의 소형화는 어렵다.

또, 전파시일구조의 제 3 종래기술로서 도 14에 나타낸 바와 같은 쵸크홈 구조가 있다(일본국 실용신안공고 실공평 4-13521호 공보). 이 쵸크구조는 전판(23)과 대향하는 도체접촉편(26) 그 자체에 슬릿부(30)를 형성하고, 이것을 임피던스 조정소자로 한 구조가 되고 있다. 이것은 도체접촉편(26)을 주기구조체로 한 구조인데, 문을 닫은 경우에 이 도체접촉편(26)이 직접 전판(23)에 접촉하기 때문에 임피던스 조정소자로서의 슬릿부(30)가 노출된다. 이 때문에 사용중에 이물 등의 혼입 및 변형 등에 의해 전파시일성능이 열화될 우려가 있다. 또, 이 슬릿부(30)를 덮도록 유전체 등으로 구성한 커버를 부착하면, 그것이 예를 들어 얇은 커버여도 문 간격이 넓어지고, 전파시일성능을 열화시킨다. 문 간격의 넓이는 전파시일성능에 크게 영향을 준다.

그런데, 고주파 가열장치(전자렌지)는 피가열물을 넣는 오븐의 유효체적을 넓게 할 수 있고, 또 오븐의 유효체적이 같은 경우는 본체의 외형길이를 작게 하여 설치장소의 공간 절약화를 꾀할 수 있으며, 또한 외부인자에 의한 전파시일성능의 열화를 방지하여 연속적으로 실사용에 견딜 수 있는 쵸크구조를 갖는 것이 요망되고 있다.

그러나, 제 1 종래기술에서는 쵸크홈에 임피던스 조정용의 어드미턴스 소자가 없기 때문에 쵸크홈의 성능은 그 구조길이에 그대로 영향을 준다. 이 때문에 이 구조에서 쵸크홈을 소형화하여 전파시일구조가 점유하는 공간을 작게 하려고 하면 전파시일성능이 열화되어 버린다고 하는 문제점이 있었다. 제 2 종래기술에서는 주기구조체의 의사유전체 선로에 전자계가 감기도록 분포되어 있기 때문에 쵸크홈의 외측의 어느 정도의 범위에도 전계가 존재하게 된다. 그 때문에 이 구조에서는 쵸크구조의 구조체의 외측에 어느 정도의 공간이 필요하게 되어 쵸크구조 전체의 소형화가 어려운 문제점이 있었다. 또, 제 3 종래기술에서는 임피던스 조정소자로서의 슬릿부가 노출되기 때문에 사용중에 이물 등의 혼입 및 변형 등에 의해 전파시일성능이 열화될 우려가 있다. 또, 이 슬릿부를 덮도록 유전체 등으로 구성된 커버를 부착하면 그것이 예를 들어 얇은 커버여도 문 간격이 넓어져서 전파시일성능이 열화되어 버리는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 점을 감안하여 이루어진 것으로서, 소망하는 전파시일성능을 갖고 소형이며 내구성이 우수한 쵸크구조를 실현할 수 있는 고주파 가열장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 본 발명에 관련된 고주파 가열장치의 실시형태에 있어서 쵸크홈 부분의 구성을 나타낸 사시도,

도 2는 상기 실시형태에 있어서 어드미턴스 소자의 폭과 전파시일성능의 관계를 나타낸 도면,

도 3은 상기 실시형태에 있어서 어드미턴스 소자의 배열피치와 전파시일성능의 관계를 나타낸 도면,

도 4는 상기 실시형태에 있어서 오븐 내의 정상파를 설명하기 위한 도면,

도 5는 상기 실시형태에 있어서 어드미턴스 소자의 각 변마다의 배열피치와 전파시일성능의 관계를 나타낸 도면,

도 6은 상기 실시형태에 있어서 쵸크홈의 개구부에 유전체제의 커버를 부착한 상태를 나타낸 사시도,

도 7은 상기 도 6에 있어서 유전체제의 커버 이외의 부착방법을 나타낸 사시도,

도 8은 상기 실시형태에 있어서 쵸크구조의 제조방법을 설명하기 위한 도면,

도 9는 상기 실시형태에 있어서 쵸크홈의 원리적인 구성 및 작용을 설명하기 위한 도면,

도 10은 제 1 종래기술인 고주파 가열장치의 문 개방시의 외관도,

도 11은 상기 제 1 종래기술에 있어서 쵸크구조를 도 10의 A-A'의 확대단면으로 나타낸 도면,

도 12는 상기 제 1 종래기술에 있어서 쵸크홈 부분의 구성을 나타낸 확대사시도,

도 13은 고주파 가열장치의 제 2 종래기술에 있어서 쵸크홈 부분의 구성을 나타낸 사시도, 및

도 14는 고주파 가열장치의 제 3 종래기술에 있어서 쵸크홈 부분의 구성을 나타낸 사시도이다.

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞

1: 도체접촉편 2: 도체편

3: 전판(前板) 4: 어드미턴스 소자

5: 개구부 6: 유전체제의 커버

10: 쵸크홈 11:꺾임부

상기 과제를 해결하기 위해 청구항 1에 기재한 발명은 내부에 고주파가 공급되는 본체와 상기 본체에 개폐가 자유롭게 설치된 문과의 대향하는 부분의 적어도 한쪽에 전파시일용의 쵸크홈을 설치하고, 상기 쵸크홈 내의 길이방향으로 상기 쵸크홈의 입력 임피던스 조정용의 어드미턴스 소자를 배치하여 이루어지는 고주파 가열장치에 있어서 상기 어드미턴스 소자는 상기 쵸크홈 벽을 구성하는 도체접촉편의 외부둘레선에서 상기 쵸크홈의 내부에 뻗은 도체편의 선단선에 부착된 도체판 또는 도체봉의 어느 한쪽에 의해 구성되어 이루어지는 것을 요지로 한다. 이 구성에 의해 누설전자파는 쵸크홈 내에 받아들여져서 쵸크홈 내를 전파한다. 이 쵸크홈내를 전파하는 전파에 대해 쵸크 홈 내에 배치된 어드미턴스 소자로 입력 임피던스가 효과적으로 조정되어 양호한 전파시일성능을 얻을 수 있다.

청구항 2에 기재한 발명은 상기 청구항 1에 기재한 고주파 가열장치에 있어서 상기 쵸크홈의 길이방향에 복수개 배열된 상기 어드미턴스 소자의 각 폭은 배열피치의 1/2를 넘지 않는 크기로 이루어지는 것을 요지로 한다. 이 구성에 의해 어드미턴스 소자가 쵸크홈 내를 전파하는 전자파에 대해 도파관에 있어서 스텁(stub)구조와 동등한 효과를 발휘하여 입력 임피던스를 조정하는데 매우 효과적으로 작용한다.

청구항 3에 기재한 발명은 상기 청구항 1에 기재한 고주파 가열장치에 있어서 상기 쵸크홈은 개구부 이외의 벽면이 모두 도체면으로 둘러싸이고, 상기 어드미턴스 소자 이외의 구성부분에서 길이방향으로 도파관 구조를 이루는 것을 요지로 한다. 이 구성에 의해 쵸크홈 내를 전파하는 전자파는 쵸크홈을 구성하는 벽면의 내측에 가두어서 확실하게 쵸크홈 내를 전파한다.

청구항 4에 기재한 발명은 상기 청구항 1에 기재한 고주파 가열장치에 있어서, 복수개 배열된 상기 어드미턴스 소자의 길이방향의 배열피치는 발진고주파의 자유공간파장의 1/4보다 길어지는 것을 요지로 한다. 이 구성에 의해 쵸크홈 공간을 전파하는 전자파의 관내 파장은 일반적으로 발진고주파의 자유공간 파장보다도 길어지는 것에서 배열피치가 최적화되어 전파시일성능이 향상된다.

청구항 5에 기재한 발명은 상기 청구항 1에 기재한 고주파 가열장치에 있어서, 복수개의 상기 어드미턴스 소자는 상기 본체의 주위부에 대응한 각 변의 중앙부근을 기점으로 하여 배치되어 이루어지는 것을 요지로 한다. 이 구성에 의해 오븐내에는 그 각 변에 주목하면 변의 길이의 정수 등분의 길이를 반파장으로 하는 정상파가 여진되고, 각 변의 중앙부근에 그 정상파의 "복" 또는 "절"이 위치한다. 이 점에서 누설전자파도 변의 중앙부근이 기점이 되어 분포되기 때문에 보다 효과적으로 입력 임피던스를 조절하는 것이 가능하다.

청구항 6에 기재한 발명은 상기 청구항 1에 기재한 고주파 가열장치에 있어서 복수개의 상기 어드미턴스 소자는 상기 본체의 주위부에 대응한 각 변마다 다른 피치로 배열되는 것을 요지로 한다. 이 구성에 의해 오븐 개구의 가로폭과 세로폭은 일반적으로는 같지 않기 때문에 변마다 오븐내의 정상파의 파장이 다르다. 각 변의 어드미턴스 소자의 배열피치를 조절하여 전파시일성능이 한층 개선된다.

청구항 7에 기재한 발명은 상기 청구항 1에 기재한 고주파 가열장치에 있어서 상기 쵸크홈의 개구부에 유전체제의 커버를 설치하는 것을 요지로 한다. 이 구성에 의해 어드미턴스 소자가 외부요인으로부터 완전하게 보호되고, 이물의 혼입, 외부요인에 의한 변형 등의 전파시일성능의 열화요인으로부터 완전하게 지켜진다.

청구항 8에 기재한 발명은 상기 청구항 1에 기재한 고주파 가열장치에 있어서 상기 도체접촉편, 상기 도체접촉편의 외부둘레선으로부터 상기 쵸크홈의 내부에 뻗은 도체편 및 상기 도체편의 선단선에 부착한 도체판 또는 도체봉의 어느 한쪽으로 이루어지는 상기 어드미턴스 소자는 꺾임구조에 의해 형성되는 것을 요지로 한다. 이 구성에 의해 쵸크구조의 소형화 가능과 용이한 제조성을 얻을 수 있다.

우선, 도 9의 (a), (b)를 이용하여 입력 임피던스 조정용의 어드미턴스 소자가 배치된 쵸크홈의 원리적인 구성 및 작용부터 설명한다. 도 9의 (a)에 있어서 "3"은 본체 전면의 주위부에 설치된 전판이고, 이 전판(3)에 대향한 문 부분에 쵸크홈(10)이 형성되어 있다. 그리고, 이 쵸크홈(10)의 전기적인 깊이의 중간위치에 어드미턴스 소자(4)가 삽입되어 있다. 도면에서는 일반적으로 특성 임피던스를 Z₁, Z₂로 기호를 달리하여 나타내고 있지만, 물론 Z₁=Z₂여도 좋다. β, l에 대해서도 같다. 쵸크홈(10)에 어드미턴스 소자(4)를 삽입하여 임의의 특성 임피던스(Z₁, Z₂, β, l)로 구성된 임의 길이의 쵸크홈(10)을 이 어드미턴스 소자(4)의 값을 조정하는 것만으로 소망하는 전파시일성능을 갖게 할 수 있다. 이것을 도 9의 (b)의 전기적 등가회로도를 이용하여 설명한다.

쵸크홈(10)에 어드미턴스 소자(4)를 삽입하여 전기적 등가회로에 있어서 전송선로중에 병렬로 어드미턴스(Y)를 삽입하게 된다. 이 때의 쵸크홈(10)의 입력단에서 본 입력 임피던스(Zin)를 이하에서 구한다.

사단자망 회로의 사고에서 입력전압, 입력전류, 출력전압, 출력전류를 각각 E₁, I₁, E₂, I₂로 할 때, 입력 임피던스(Zin)는 사단자 정수(a, b, c, d)를 이용하여

로 나타낸다. 여기에서는 종단면 단락으로 E₂=0으로 하면,

가 되어, 입력 임피던스(Zin)는 Zin=E₁/I₁=b/d가 된다.

다음에 도 9의 (b)의 등가회로의 사단자 정수를 구한다. 전송선로의 중간부에 병렬로 어드미턴스(Y)가 삽입되어 있기 때문에 다음과 같은 수학식 4가 된다.

여기에서 Z₁, Z₂는 선로의 특성 임피던스, β₁, β₂는 위상정수이다. 지금 일반식으로서 기술되어 있기 때문에 전송선로의 병렬 어드미턴스(Y)의 삽입위치의 전과 후에서 특성 임피던스 및 위상정수를 다른 기호로 나타내고 있는데, Z₁=Z₂, β₁=β₂의 경우도 당연히 포함된다. 이것으로 입력 임피던스(Zin)는

=[-Y·Z₁·Z₂tanβ₁l₁·tanβ₂l₂

+j(Z₁tanβ₁l₁+Z₂tanβ₂l₂)]

/[(l-(Z₂/Z₁)·tanβ₁l₁·tanβ₂l₂)

+jY·Z₂tanβ₂l₂]

가 된다. 이 수학식 5에 있어서 Zin=∞의 조건으로 하기 위해서는 분모가 0이 되면 좋다.

①Y=0인 경우; Y=0인 경우는 상기 제 1 종래기술의 경우에 상당한다. 즉 어드미턴스 소자를 삽입하지 않은 경우이다. 이 때, Zin=∞의 조건으로 하기 위해서는

을 만족할 필요가 있고, 특성 임피던스(Z₁, Z₂), 위상정수(β₁, β₂) 등을 조정하지 않으면 안 되어 임피던스 매칭이 비교적 곤란하다. 또, Y=0이고 Z₁=Z₂, β₁=β₂인 경우는 수학식 5는 수학식 1과 같은 식이 되고, l₁+l₂=λ/4일 때에만 Zin=∞의 조건을 만족한다.

②어드미턴스 소자(4)를 삽입한 경우 Y≠0; 한편, 본 실시형태에서는 병렬 어드미턴스(Y)를 삽입한 경우에 Zin=∞의 조건을 이끌려면 수학식 5의 분모가 0이 되도록 하면 좋기 때문에

+jY·Z₂tanβ₂l₂=0

을 만족시키면 좋다. 따라서, 이것에서

/Z₂tanβ₂l₂

을 만족하는 병렬 어드미턴스(Y)를 삽입하면 임의의 특성 임피던스, 위상정수 및 쵸크홈 물리장을 갖는 쵸크홈 구조에 대해 그 쵸크홈(10)을 전파시일성능을 갖는 Zin=∞ 조건으로 이끌 수 있다. 즉, 임의로 구성된 쵸크홈(10)에 대해 수학식 8을 만족하는 어드미턴스 소자(4)를 삽입하는 것에 의해 쵸크홈(10)의 Zin=∞이 되는 조건을 만족할 수 있는 것이다.

지금, 구체적으로 병렬로 삽입하는 어드미턴스(Y)의 값을 컨덕턴스(G)와 서셉턴스(B)로

로 나타낼 때, 수학식 8은

=j(l-(Z₂/Z₁)·tanβ₁l₁·tanβ₂l₁)

/Z₂tanβ₂l₂

B=(l-(Z₂/Z₁)·tanβ₁l₁·tanβ₂l₂)

/Z₂tanβ₂l₂

가 된다. 일반적으로 컨덕턴스(G)는 작은 값이고, G는 대략 0으로 무시할 수 있다. 지금 서셉턴스(B)를 용량성 리액턴스(ωC)와 유도성 리액턴스(l/ωL)로, B=[ωC-(l/ωL)]로 나타내면 수학식 10은

=j[ωC-(l/ωL)]

=j[(l-(Z₂/Z₁)·tanβ₁l₁·tanβ₂l₂)

/Z₂tanβ₂l₂]

이 된다. 쵸크홈(10)을 Zin=∞이 되는 조건으로 이끌려면 수학식 12를 만족시키면 좋다. 즉, 수학식 11을 만족하는 어드미턴스 Y=jB=j[ωC-(l/ωL)]을 쵸크홈(10)의 전기적 깊이 방향의 중간부에 삽입하여 임의의 쵸크홈(10)의 입력 임피던스를 Zin=∞의 조건으로 이끌 수 있다.

다음에, 본 발명의 실시형태를 도 1 내지 도 8을 이용하여 설명한다.

도 1은 본 실시형태의 전파시일구조를 나타내고 있다. 본건 발명자는 쵸크홈의 개구부 이외의 구성벽면을 전부 연속하는 도체판으로 구성하고, 쵸크홈의 길이방향에 쵸크가 도파관 구조를 구성하는 형상으로 하고, 이 쵸크홈 내를 전파하는 전파에 대해 임피던스를 조정하기 위한 어드미턴스 소자를 삽입하여 시일성능을 향상시킬 수 있는 것을 발견했다. 즉, 도 1에 나타낸 바와 같이 어드미턴스 소자(4)가 전판(3)과 대향하여 쵸크홈벽을 구성하는 도체접촉편(1)의 외부둘레선에서 쵸크홈(10)의 내부에 뻗은 도체편(2)의 선단에 부착된 도체판 또는 도체봉에 의해 구성되어 있다. "5"는 쵸크홈(10)의 개구부이다. 이 기구는 상기 제 2 종래예의 쵸크구조의 길이방향의 전자파전파기구와는 다르다. 제 2 종래예에서는 쵸크홈의 외측벽면 자체를 주기구조체로 하여, 그 주기구조체의 선로군이 의사유전체 선로를 구성하고, 전파가 이 주기구조체에 감기도록 전파한다. 따라서, 전파관의 개념은 없다. 이 때문에 제 2 종래예에서는 주기구조체에 감기어 전계가 쵸크구조체의 외측에도 분포되어 있기 때문에 쵸크홈 구조의 외측이 어느 정도의 범위에도 전계가 분포되어 버린다. 이에 대해 본 실시형태에서는 쵸크홈(10) 내부 공간을 도파관으로 하여 전자파가 전파하는 구조로 했기 때문에 제 2 종래예와 같이 쵸크구조체의 외측에 전계가 분포되지 않고, 쵸크홈(10)을 구성하는 각 벽면내에 있어서 닫힌 공간을 구성하고 쵸크홈(10)내를 전파하는 전자파는 쵸크홈을 구성하는 벽면의 내측에 가둔다. 그 때문에 쵸크홈 구조체의 외측에 공간이 불필요하게 되고, 쵸크구조를 소형화할 수 있다. 그 결과, 쵸크구조에 대응하는 오븐 개구부 주변의 전판(3)부분의 폭도 작아질 수 있고, 그 만큼 오븐 내를 넓게 할 수 있다. 예를 들면 종래의 고주파 가열장치(전자렌지)의 유효체적율(본체의 외형길이 체적에 대한 오븐 내의 유효체적의 비율)은 35%정도였지만, 본 실시형태에서는 약 45%까지 향상될 수 있다. 이것을 더 구체적 수치예로 나타내면 본체의 외형길이가 가로폭 W=470㎜, 높이 T=290㎜, 안길이 D=380㎜(51.8 liter)일 때, 종래는 전판 폭 37㎜이고, 오븐길이는 W=310㎜, T=187㎜, D=310㎜(17.8 liter)이고, 유효체적율은 약 35%이다. 이에 대해 본 실시형태에서는 전판 폭은 25㎜까지 작게 할 수 있고, 오븐길이는 W=334㎜, T=211㎜, D=334㎜(23.5 liter)가 되어 유효체적율은 약 45%까지 향상된다.

도 2에는 어드미턴스 소자(4)의 폭과 전파시일성능의 관계를 나타낸다. 어드미턴스 소자(4)의 폭을 길이방향의 피치(P)의 1/2보다도 좁게 하여 쵸크홈(10)내를 전파하는 전자파에 대해 도파관에서 말하는 스텁구조와 동등한 효과를 발휘하고, 임피던스를 조정하는 상에서 매우 효과적으로 작용하는 것을 발견했다. 도 2는 그 실험값을 나타내고 있다. 상기 도면은 문 쵸크구조와 대향하는 전판(3)의 폭을 25㎜까지 작게 할 때의 실험값이다. 어드미턴스 소자(4)의 폭을 길이방향의 피치(P)의 1/2보다도 좁게 하여 전판(3)의 폭을 25㎜까지 좁게할 때도 JIS에 의해 결정된 규정값을 만족할 수 있다. 또 바람직하게는 어드미턴스 소자(4)의 폭을 7㎜이하로 하면 보다 효과를 발휘한다. 어드미턴스 소자(4)의 폭을 7㎜이하로 하여 JIS규정값의 1/√2까지 시일성능을 향상시킬 수 있다. 또, 도 2의 어드미턴스 소자(4)의 폭이 0㎜일 때(즉, 어드미턴스 소자를 삽입하지 않은 경우→제 1 종래기술, 도 12에 상당한다)는 전판 폭이 25㎜까지 좁아지면 시일성능이 JIS규정값을 만족할 수 없게 된다. 임피던스 조정소자가 없으면 쵸크홈의 구조길이가 그대로 시일성능에 영향을 주기 때문에 전판 폭 25㎜까지 쵸크구조를 소형화하면 쵸크홈의 구조길이도 작아지고, 시일성능이 열화되어 버리는 것이다. 어드미턴스 소자(4)의 폭을 7㎜보다도 더 좁게 하면 시일성능은 더 향상되지만, 폭이 0㎜에 매우 가까워지면 급격하게 시일성능이 열화된다. 어드미턴스 소자(4) 폭의 하한값은 제조성 또는 구조강도의 점에서 결정된다.

도 3에는 어드미턴스 소자(4)의 배열피치와 전파시일성능의 관계를 나타낸다. 쵸크홈 공간을 전파하는 전자파의 관내 파장은 일반적으로 발진전파의 자유공간 파장보다도 길어지기 때문에 그 전파전자파에 효과적으로 어드미턴스 소자(4)를 배치하기 위해서는 관내 파장의 1/4피치로 배치하면 좋기 때문에 결과적으로 어드미턴스 소자(4)의 길이방향의 배열피치의 최적값은 자유공간 파장의 1/4보다도 길어진다. 도 3은 그 실험값을 나타내고 있다.

도 4는 오븐 내의 정상파를 설명하기 위한 도면이다. 어드미턴스 소자(4)의 길이방향의 배열방법에 대해 각 변의 중앙부근에 기점이 되는 어드미턴스 소자(4)를 설치하고, 그것을 기점으로 하여 길이방향에 어드미턴스 소자(4)를 배열하는 것이 효과적이다. 이것은 이하와 같은 이유에서 말할 수 있다. 전자렌지의 오븐 내에는 마이크로파의 3차원 정상파가 여진되기 때문에 한 변에 주목하여 보면 양벽면의 위치에서는 정상파의 "절" 또는 "복"이 되고, 변의 길이의 정수등분의 길이를 반파장으로 하는 정상파가 여진되고 있다. 도 4는 그 일례를 나타내고 있다. 도 4의 예에서는 오븐의 가로폭 방향에 5개의 정상파가 여진되고 있다. 변의 중앙을 보면 정상파의 "복"의 위치가 되고 있다. 마찬가지로 생각하면 변의 중앙부근에는 정상파의 "복" 또는 "절"이 위치하게 되어 이 오븐 내의 정상파가 쵸크홈(10)에 진입하기 위해 결국 누설전파도 변의 중앙부근이 기점이 되어 분포되고 있다. 이에 대해 마찬가지로 이 변의 중앙부근을 기점에 어드미턴스 소자(4)를 배열하면 보다 효과적으로 입력 임피던스를 조절할 수 있는 것이다.

도 5에는 어드미턴스 소자(4)의 각 변마다 배열피치와 전파시일성능의 관계를 나타낸다. 쵸크홈(10)의 각 변(상변, 하변, 좌변, 우변)의 어드미턴스 소자(4)의 배열피치를 각각 조절하여 전파시일성능의 개선을 꾀할 수 있는 것을 발견했다. 도 5는 그 실험값을 나타내고 있고, 상하변 피치를 a, 좌우변 피치를 b로 조절한 경우에 전파시일성능이 가장 양호하게 되는 것을 나타내고 있다. 전체둘레 피치(a) 또는 전체둘레 피치(b)는 전체둘레 피치를 일률적으로 a 또는 b로 할 때이고, 이 경우 전파시일성능은 상기에 비해 열화된다. 이것은 오븐개구의 가로폭과 세로폭이 일반적으로는 같지 않기 때문에 변마다 오븐내의 정상파의 파장이 다르고, 그것에 대한 쵸크구조내의 어드미턴스 소자의 최적 배열피치도 변마다 다르기 때문이다.

도 6, 도 7에는 쵸크홈(10)의 개구부에 유전체제의 커버(6)를 부착한 상태를 나타낸다. 제 1 실시형태의 쵸크구조에 있어서 쵸크홈(10)의 개구부(5)에 유전체의 커버(6)를 부착하여 임피던스 조정용의 어드미턴스 소자(4)는 외부요인에 대해 완전하게 보호되고, 이물의 혼입 및 외부요인에 의한 변형 등의 시일성능을 열화시키는 요인에서 완전하게 보호되고, 내구성이 우수한 쵸크구조를 실현할 수 있다. 또, 제 1 실시형태의 쵸크구조에 의하면 임피던스 조정용의 어드미턴스 소자(4)의 작용이 쵸크홈(10)내의 닫힌 공간에서 완결되기 때문에 쵸크홈(10)을 전파하는 전자파는 쵸크구조를 구성하는 벽면의 내측에 모두 들어간다. 이 때문에 쵸크구조를 구성하는 벽면의 외측에 공간이 불필요하게 되고 쵸크구조 전체의 공간 절약화가 가능하게 된다. 또, 도 7은 이 유전체 커버(6)의 부착방법의 일례를 나타낸 것이다. 유전체 커버(6)가 쵸크홈(10)내에 빠지지 않도록 걸림부(7)를 설치하고, 또 반대로 외측에 벗어나지 않도록 쵸크구조체에 고정하기 위한 돌기(8)를 설치하고 있다. 유전체 커버(6)가 쵸크홈(10)내에 빠지지 않도록 유전체 커버(6)의 일부를 늘려서 쵸크홈(10)의 바닥부에 접촉시켜 고정하는 방법도 있다.

도 8에는 도체접촉편(1), 도체편(2) 및 어드미턴스 소자(4) 등의 제조방법예를 나타낸다. 쵸크구조의 제조방법에 대해 도체접촉편(1)에서 어드미턴스 소자(4)까지 종래는 도 8의 (a)와 같은 형에서 프레스에 의한 제조방법을 취하고 있다. 이에 대해 본 실시형태에서는 새롭게 꺾임구조에 의한 제조방법을 채용하고 있다. 도 8의 (b)는 이 제조방법을 나타내고 있다. 마치 코너부분(9)의 구부린 부분을 삭제한 형상이다. "11"은 꺾임부, "12"는 펀칭 메탈이다. 이렇게 하여 종래에 비해 제조방법을 간소화할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이 청구항 1에 기재한 발명에 의하면 어드미턴스 소자는 쵸크홈벽을 구성하는 도체접촉편의 외부둘레선에서 상기 쵸크홈의 내부에 뻗은 도체편의 선단선에 부착한 도체판 또는 도체봉의 어느 한쪽에 의해 구성되었기 때문에 누출전자파는 쵸크홈 내에 들어가서 쵸크홈 내를 전파하고, 입력 임피던스가 어드미턴스 소자로 효과적으로 조정되기 때문에 쵸크구조체의 외측에 전계가 분포되지 않고, 쵸크구조체의 외측에 공간이 불필요하게 되어 소형의 쵸크구조로 소망하는 전파시일성능을 갖게 할 수 있다.

청구항 2에 기재한 발명에 의하면 상기 쵸크홈의 길이방향에 복수개 배열한 상기 어드미턴스 소자의 각 폭은 배열피치의 1/2를 넘지 않는 크기로 했기 때문에 어드미턴스 소자가 도파관에 있어서 스텁구조와 동등한 효과를 발휘하여 입력 임피던스를 조정하는데 매우 효과적으로 작용하기 때문에 쵸크구조체의 한층 소형화가 가능하게 된다.

청구항 3에 기재한 발명에 의하면 상기 쵸크홈은 개구부 이외의 벽면이 모두 도체면으로 둘러싸여 상기 어드미턴스 소자 이외의 구성부분에서 길이방향으로 도파관 구조를 이루도록 했기 때문에 쵸크홈 내를 전파하는 전자파를 쵸크홈을 구성하는 벽면의 내측에 가두어 확실하게 쵸크홈 내를 전파시킬 수 있다.

청구항 4에 기재한 발명에 의하면 복수개 배열한 상기 어드미턴스 소자의 길이방향의 배열피치는 발진고주파의 자유공간파장의 1/4보다 길게 했기 때문에 쵸크홈 공간을 전파하는 전자파의 관내파장은 일반적으로 발진고주파의 자유공간파장보다도 길어지게 되어 배열피치를 최적화하여 전파시일성능을 한층 향상시킬 수 있다.

청구항 5에 기재한 발명에 의하면 복수개의 상기 어드미턴스 소자는 상기 본체의 주위부에 대응한 각 변의 중앙부근을 기점으로 하여 배치되었기 때문에 누출전자파는 변의 중앙부근이 기점이 되어 분포되는 점에서 보다 효과적으로 입력 임피던스를 조절할 수 있다.

청구항 6에 기재한 발명에 의하면 복수개의 상기 어드미턴스 소자는 상기 본체의 주위부에 대응한 각 변마다 다른 피치로 배열했기 때문에 오븐 개구의 가로폭과 세로폭은 일반적으로 갖지 않고, 변마다 오븐 내의 정상파의 파장이 다른 점에서 배열피치를 한층 최적화하여 전파시일성능을 더욱 향상시킬 수 있다.

청구항 7에 기재한 발명에 의하면 상기 쵸크홈의 개구부에 유전체제의 커버를 설치했기 때문에 어드미턴스 소자가 외부요인에서 완전하게 보호되어 내구성이 우수한 쵸크구조를 실현할 수 있다.

청구항 8에 기재한 발명에 의하면 상기 도체접촉편, 상기 도체접촉편의 외부둘레선에서 상기 쵸크홈의 내부에 뻗은 도체편 및 상기 도체편의 선단선에 부착한 도체판 또는 도체봉의 어느 한쪽으로 이루어진 상기 어드미턴스 소자는 꺾임구조에 의해 형성되었기 때문에 쵸크구조의 소형화 등의 가능에 더하여 용이한 제조성을 얻을 수 있다.

Claims

내부에 고주파가 공급되는 본체와 상기 본체에 개폐가 자유롭게 설치된 문과의 대향하는 부분의 적어도 한쪽에 전파시일용의 쵸크홈을 설치하고, 상기 쵸크홈 내의 길이방향으로 상기 쵸크홈의 입력 임피던스 조정용의 어드미턴스 소자를 배치하여 이루어진 고주파 가열장치에 있어서, 상기 어드미턴스 소자는 상기 쵸크홈벽을 구성하는 도체접촉편의 외부둘레선에서 상기 쵸크홈의 내부에 뻗은 도체편의 선단선에 부착한 도체판 또는 도체봉의 어느 한쪽에 의해 구성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 고주파 가열장치.
제 1 항에 있어서, 상기 쵸크홈의 길이방향에 복수개 배열한 상기 어드미턴스 소자의 각 폭은 배열피치의 1/2을 넘지않는 크기로 하는 것을 특징으로 하는 고주파 가열장치.
제 1 항에 있어서, 상기 쵸크홈은 개구부 이외의 벽면이 모두 도체면으로 둘러싸이고, 상기 어드미턴스 소자 이외의 구성부분에서 길이방향으로 도파관 구조를 이루는 것을 특징으로 하는 고주파 가열장치.
제 1 항에 있어서, 복수개 배열한 상기 어드미턴스 소자의 길이방향의 배열피치는 발진고주파의 자유공간파장의 1/4보다 길어지는 것을 특징으로 하는 고주파 가열장치.
제 1 항에 있어서, 복수개의 상기 어드미턴스 소자는 상기 본체의 주위부에 대응한 각 변의 중앙부근을 기점으로 배치되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 고주파 가열장치.
제 1 항에 있어서, 복수개의 상기 어드미턴스 소자는 상기 본체의 주위부에 대응한 각 변마다 다른 피치로 배열하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 고주파 가열장치.
제 1 항에 있어서, 상기 쵸크홈의 개구부에 유전체제의 커버를 설치하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 고주파 가열장치.
제 1 항에 있어서, 상기 도체접촉편, 상기 도체접촉편의 외부둘레선에서 상기 쵸크홈 내부에 뻗은 도체편 및 상기 도체편의 선단선에 부착한 도체판 또는 도체봉의 어느 한쪽으로 이루어진 상기 어드미턴스 소자는 꺾임구조에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 고주파 가열장치.