JPS59230291A - 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 従来、この種の電波シール装置として、たとえ２ページ 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６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
設計されている。この場合ｓ４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２４６（］１にであるので、４分の１波長は
約３０　ｍｎとなる。この長さのチョーク部３ベージ 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
の分だけひとまわシ小さい。

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。と（７）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１１に供給し、調理物１２を
電磁誘導により加熱調理するものである。この加熱庫１
１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
チョーク部１６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１６で防いでいる。このチョーク部１
６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よりもひとまわり小さい。

上述のとお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特開昭５９−２
３０２９１（２） 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
さをＬ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ｚＩＮハ、２πＬ Ｚ　Ｉ　Ｎ＝　ｊ　Ｚ　ｏｔａｎ（、、）（λ０は自由
空間波長） となる。

チョーク方式の電波減衰手段は、チョーク部の深さＬを
４分の１波長に選定することにより、ｌ　Ｚ　ＩＮ　Ｉ
　＝Ｚｏｔａｎ（１）　＝ｏ。

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λ′は、 λｌＬ：ｔλ０／ぎ に圧縮される。この場合チョーク部の深さＬ′は、Ｌ′
乳／厄 ６ページ と短くなる。しかしながらＬ’＝Ｌ’／４とすることに
変りはなく、チョーク方式においては、深さを実質的に
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０ 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はなく、従来のマグネトロン発振
器から固体発振器へと移行しつつある。

電子レンジにおいて発振器の固体化による長所は次のと
おりである。

０）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４０
０Ｖ以下でよく、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シ、ポータプル化の展
開も図れる。

（２）　　マグネトロンの寿命は約５０００時間である
の６ページ に対し、固体発振器はその約１０倍以上であり、長寿命
である。

（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
９１６犀に対して上下１３肌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
率動作を得ることができる。実験によれば２４６ｏ±５
０融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〜ｓｏ％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
よりも低価格となシ得る。

また現在高周波調理用として国際的に割り当てられてい
るＩＳＭ周波数（Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ　。

５ｃｉｅｎｔｉｆｉｃ　、　　Ｍｅｄｉｃａｌ　）は５
８８０Ｊ　２４５０石。

９１５Ｊ　　４００＆等であり、これを逸脱して使用し
てはならない。現在のマグネトロンは上述のとおり２４
６０＠で発振させているが、固体発振器で、同一周波数
２４５０＆Ｉｋで発振させると、十分な７ベジ 出力電力が得られずパワー不足となってしまう。

そこで所望の出力電力を得るためには必然的により低い
周波数を選定しなければならず、たとえば９１６１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　ｍｍとなってしまう。

したがって電子レンジの周波数として９１６融を選定す
ると、第１図、第２図で説明したチョーク部の厚みは約
８０閣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、発振周波数を２４５０ｍから９１５１に変更する
長所は次のとおりである。

１　波長が長くなったため、調理物の内部まで電波が浸
透し、加熱調理時間の速度を速くすることができた。た
とえば直径１２（−ｇの肉塊の中央部を約６０℃にする
のに、２４５０Ｊ　ｅｏｏｗで６゜分以上要したのに対
し、９１５Ｊ　３００Ｗで６０分以下しかかからない。

２　焼けむらの原因は定在波であ勺、定在波ピッチは波
長と相関がある。９１５■トを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を９１６馬に変更する
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を充填する構成がある。この構成
によれ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波長よりも小さくでき、しかも４分の１
波長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
なものと々ってしまい、また製造上手間とコストがかが
シ、実用化の妨げとなっていた。

以下、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、チョーク溝の特性イ
ンピーダンスをＺｏｃ、溝の深さを９ベージ ｔｏ　とし、加熱室からチョーク溝に至る漏波路１の特
性インピーダンスをＺｏｐ、漏波路１７の長さをｔｐ、
使用波長をλとしたときに、第３図の如くチョーク溝１
８の底Ｃの短絡インピーダンス（Ｚｃ＝Ｏ）はチョーク
溝１８の開孔部ＢでＺ　Ｂ　＝　ｊ　Ｚ　ｏ　ｃｔａｎ
　−Ｔ−ｌ　、　となる。１９は電子レンジλ の加熱室、２０はドアである。ここでｌ。−１と選ぶこ
とによりＩＺＢＩ＝■と変換できる。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
ダンス原理ハ と選ぶことによりｌ　Ｚｐ、　ｌ　＝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やチョーク溝１８に誘電率ε、の誘電体を°
装荷することにより波長λ′は自由空間波１０ページ 長λのノ／Ｐτになるが、４分の１波長（ＰＩ３）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、と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する。

１１ページ 小型化を可能にする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Ｚｏｌ
、１１．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Ｚｏ２　＋　１２　＋β２　とする溝
の開孔端から短絡端１での距離（溝の深さ）をｌ　（ｔ
ｏｔａｌ）とすると１（ｔｏｔａｌ）−Ａ１−１２とな
る。

上記条件で溝の開孔端のインピーダンスＺは、（但しに
＝Ｚ０２／ｚｏ１） となることは、簡単々計算で導出できを従来例ではＺｏ
ｚ＝Ｚｏ＋　、β１−β２（即ちに＝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 ＝Ｚｏ１ｔａｎ（β１’１＋β２Ａ２）＝Ｚｏ１ｔａｎ
（β１−１ｔｏｔａｌ　）・・・・・・・・・（２） トナリ、ｌ　ｔｏｔａｌをス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Ｚ０２〉ＺＯ４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−Ｋｔａｎβ１’１・ｔａｎβ２’
２を満たせばよく、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１１゜１２を小さくしても従来
と同様のインピーダンス反転がはかれるのである。

特性インピーダンスを不連続にする考え方は以下のとお
シである。

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を８１　間隙をｂｌ　　実効誘
電体をε。ｆｆ　とし、溝短絡部側の幅をａ２間隙をβ
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ページ 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を説明する。

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５図には第４図のＡ−Ａ線断面図、第６図には第５図
の斜視図を示している。

第６図、第６図において加熱室２６からの電波は本体２
３と扉（ドア）２２の間隙から外部に漏洩するものであ
る。

ドアには本体部材と対向する位置に本体周辺方向にのび
る凹部２７′を形成している。凹部の先端は折り曲げ部
２８を形成する。

また組合わせたときに溝２７の開孔部側をＢ。

短絡部側をＣと呼ぶことにする。

溝２７を構成する１つの壁面は、開孔部の線幅１４７．
−ジ ａｌが短絡部線幅ａ２より大きく、かつ開孔部側先端に
折り曲げ部を有する導体板２９−ａ、２９−ｂを溝の長
手方向にピッチＰで複数配列したものを共通部３０に配
した導体板壁面部材３１がら構成される。

溝２７のカバー３２はマイクロ波透過性の低損失誘電体
から構成され、扉２２に設けた孔３３に挿入固着されて
いる。

上記導体板壁面部材３１は、扉２２の折り曲げ部２８の
近くにおいて、開孔部溝幅ｂ１が短絡部溝幅ｂ２よりも
小さくなるような向きで、溶接などの手段で固着される
ものである。

発明の効果 電波シール装置を小型にできることに加えて以下の効果
を有する。

（１）溝の数が１つなので、本体とドアの隙間の変化に
対して安定したシール性能を発揮する。

（複数溝では溝間の干渉で、不安定になる場合が多い） （１つ　ドアの折シ曲げ部はドアと本体の結合部材１６
ページ をとりつける面として利用できる。

（１１）　　ドアの折り曲げ部は溝の深さより短いので
の 材料の節約になるし、又ドアの開閉零ときの動きがスム
ーズに実施できる。

（ｌｉＤ　　ドアの凹部全体に１つの溝を形成している
ので溝幅寸法ｂ２が凹部一杯に確保できるのでコンパク
トでＱの高いシール溝が実現できる。

（ＩＶ）　　折り曲げ部があるのでドアの全体強度はつ
よい。

（Ｖ）　　導体板壁面部材は共通部を有するのでドアに
固着する前の部品の状態でも比較的強度が保たれる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図ａ、　　ｂ、第３図は従来の電波装置を
示す断面図、第４図は電子レンジの斜視図、第６図は本
発明の一実施例の電波シール装置の断面図、第６図ａ、
　　ｂは同要部の拡大斜視図である。 ２７・・・・・・溝、２７′・・・・・・凹部、２８・
・・・・・凹部先端折り曲げ部、Ｂ・・・・・・溝の開
孔部、Ｃ・・・・・・溝の短絡部、２９−ａ、２９−ｂ
・・・・・・導体板、３０・・・・・・共通部、３１・
・・・・・導体板壁面部材。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 θ 第２図 １ 第３図 Ｃ 第４図 ４ 第５図 １ 第６図 手続補正書 昭和６９年　７月７７日 昭和５８年特許願第１０２０４０　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 ５補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄　　（ゴ１１２式）明細
書の図面の簡単な説明の掴 図面 ２ベー。 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
。」の次に次文を挿入します。 ［本発明は電波シールの分野で歴史的に用いられていだ
λ／４線路では々く、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、理解しやすくするだめに、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ｌＴ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
ｅＴが、４分の１波長の約８ｏ％のとき（λ／４未満線
路）であシ、それよシ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１１＝
１１２＝（ＩＴ／２−λ／１ｏ、２．に＝ｂ２／ｂ１＝
２全２／ｂｔａｎβ４１・ｔａｎβ１２　に代入するこ
とで確認３　＼−７ できる。」 （２）同第１３頁第４行目の「工夫をしている。」の次
に法文を挿入します。 「実際の応用にあたっては、溝カバーのスペース（ＴＯ
Ｐｌ）や折り曲は補強スペース（ｌｘｌ）を設けること
が少なくない。これらは原理説明をした場合にくらべ電
波の乱れが発生し計算寸法から多少ずれるものである。 ずれの内容を以下に示す。 １０２１０寸法を２１１ｆｆにした場合と４Ｘ１を５〜
６闘にした場合の例を示す。 第５図は９１６　ＭＨｚのシール装置検討例でＴＯＰｌ
の寸法で溝の深さｌＴが変化する関係を示す。ＴＯＰｌ
の寸法を１〜３朋にするとｌＴは１〜６問深くなる。 第６図は、２４５０　ＭＨｚのシール装置の検討例でＴ
ＯＰ１＝２πｍと固定し補強スペース１’Ｘ１　）で溝
の深さ４Ｔが変化する関係を示す。スペースｌＸ１を２
〜６闘にすることで溝の深さ７Ｔは１〜３羽深くなる。 」 （３）同第１３頁第６行目、第１０行目の「第４図」を
「ぷ７図」に補正し捷す。 （４）同第１３頁第１０行目、第１１行目、第１２行目
の１第５図」を「第８図」に補正します。 （５）同第１３頁第１０行目、第１２行目、「第６図」
を「第９図」に補正します。 （６）同第１５頁第１５行目〜第１７行目の「第４図は
〜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５図ａ％ｂ、ｃは９１５ＭＨ２における装置の断面
図、側面図、特性図、第６図ａ、ｂ、ｃは２４６ｏＭＨ
ｚにおける装置の断面図、側面図、特性図、第７図は一
般的な電子レンジの斜視図、第８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９図ａ、ｂは同要
部の拡大斜視図である。」 （７）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７図、第８図、第９図に補正し、別紙のと
おり第４図、第５図、第６図を追加します。 第キ図 ４ とＺリク／＾ν番フ　γ　ジオｒ ｅＯＩＬ−一二一 １丁 ４４３−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 開孔部を有し電波が供給される本体を設け、この本体の
   前記開孔部を開閉自在に覆う扉を設け、前記本体本扉が
   対向する部分の少なくとも一方に溝の深さよりも短い先
   端折り曲げ部のある四部を設け、開孔部の線幅が短絡部
   線幅より大きく、かつ開孔部側先端に折シ曲げ部を有す
   る導体板を複数個配列した共通部をもつ導体板壁面部材
   を備え、前記凹部先端近り曲げ部に開孔部溝幅が短絡部
   溝幅より小さくなる方向に導体板壁面部材を固着した電
   波シール装置。