JPS6345792A - 高周波加熱装置 - 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 本発明は高周波加熱装置のドア構造の改良に関する。

従来の技術 高周波加熱装置のドア周縁に特性インピーダンスの異な
る溝を深さ方向に設け、この溝の深さ方向の特性インピ
ーダンスを不連続にすることにより、実質的深さが使用
波長の４分の１より小さくしても、溝の入口でのインピ
ーダンスが最大となり、チョーク溝と同様に漏洩電波を
少なくすることができるという提案が特開昭６０−２５
１９０号公報にある。この従来例では、溝の深さ方向に
幅の異なる溝を設けたり、溝の周壁の形状を深さ方向に
変形するなどかなり形状が複雑である。また、特性イン
ピーダンスの不連続部における反射防止を考慮する必要
がある。

また、第７図で示すように、ドア５の外周に電波漏洩防
止用の空胴共振器１２を屈曲形成して口字状断面とし、
空胴共振器１２の一周壁である張出面１１の端部切口と
空胴共振器１２の他の壁面（第１の壁面８）とを対向さ
せた入口２５を有する構造が実開昭６１−７９５号公報
に示されている。この従来例では空胴共振器１２の周壁
が複数の導体片に分割されていることは記載されていな
い。したがって空胴共振器１２内には進行方向がｙｚ面
以外にも生じる高次モードの電波が入ってくるため、空
胴共振器１２が共振状態から外れ、電波漏洩防止効果が
小さくなる。仮りに第７図の空胴共振器１２の立上り面
２３と張出面１１を長手方向（Ｘ方向）に使用波長の１
７２より小さい幅の導体片に分割したと考える。この場
合、空胴共振器１２を等価容量Ｃと等価インダクタンス
Ｌとから成る並列共振素子をドア５の長手方向（Ｘ方向
）に複数個並べたものとみなせる。各並列共振素子にお
いて、後述の（２）式で示すように、空胴共振器１２の
入口２５と空胴断面のめんせき中心０の距ｌｉＱＭと、
入口寸法Ｇとの比ｎＭ／Ｇが大きいほど等価容量Ｃが大
きくなる。第７図の空胴共振器１２ではＱｕ／Ｇ＝１．
０で、後述する本発明のＡＭ／Ｇ≧１．５に比べて等価
容量Ｃが小さくなる。その分だけ後述の（３）式より等
価インダクタンスＬを大きくして漏洩電波の周波数に共
振させるようにしなければならない。そのため、後述の
（１）式から明らかなように、空胴共振器１２の断面Ａ
Ｂを大きくする必要があるので、従来例の空胴共振器１
２は大形となり、ドアの小形化、低コスト化には不向き
である。なお、第７図は実開昭６１−７９５号公報の明
細書の図面の各部首法を同一比率で示したものであり、
また、構成要素の名称および番号は本発明と対応する部
分は同じにしである。

発明が解決しようとする問題点 溝の深さ方向に、複雑な形状をした溝を設ける必要があ
り、また特性インピーダンスの不連続部における反射防
止に手間が掛かかったり、ドアの小形化に不向きな点で
ある。

問題点を解決するための手段 ドア周囲に口字状断面を持つ漏洩電波防止用の空胴共振
器を設け、この空胴共振器の壁面の一部を多数のコ字状
導体片で形成し、又空胴共振器に漏洩電波を導き入れる
入口をコ字状導体片の一部と他の壁面の一部とで形成し
、かつこの入口と空胴断面の面積中心の距離ＱＭと、入
口寸法Ｇとの比Ｑｙ／Ｇを１．５以上とし、更に又、入
口両端部に２個の容量調整素子を設け、他の壁面側の容
量調整素子をコ字状導体片側のものより大きくしたもの
である。

作用 上記のように構成することにより、コ字状導体片により
漏洩しようとする電波はＴＥＭ波として口字状断面の空
胴共振器内に導き入れられる。この空胴共振器は、近似
的に１巻きの筒状コイルとして空胴断面積に比例した等
価インダクタンスＬと、空胴の入口付近の乱れ電界に基
づく等価容量Ｃから成る並列共振素子を形成する。空胴
の入口を小さくし２個の容量調整素子を設けるとＣが大
きくなり、その分だけＬを小さくできる。すなわち空胴
断面積を小さくできる口字状断面の各辺がそれぞれ使用
波長の４分の１よりも小さい寸法で、電波シール効果が
最大となる。

実施例 本発明の一実施例による高周波加熱装置の構成および作
用を図面とともに説明する。

第１図および第２図において、１は加熱室で、２は加熱
室１の開口部を取り囲むフランジで、３は外箱である。

４は加熱室１内を覗くためにドア５の中央部にできるだ
け広範囲に設けた小穴群である。６は出の小穴群４の周
囲を取り囲む段部で、この段部６は小穴群４の内面に固
着した透光性のドア内カバー１５の端部が清掃の際など
にはがれるのを防ぐと共に、ドア５閉成時にフランジ２
と平面接触する封口面７の平面度を良くするものである
。８は封口面７の端部よりフランジ２に対して略直角に
折り曲げた第１の壁面である。９は第１の壁面８の端部
よりフランジ２に対して略平行に延長した第２の壁面で
ある。１０は第２の壁面９に溶接した多数の二字状導体
片である。このコ字状導体片１０は第２の壁面９に溶接
される取り付は面１９と、第１の壁面８にほぼ平行に対
向する立ち上がり面２３と、端部切口を第１の壁面８に
対向させた張出面１１との３面から成る。ドア５の周囲
の長平方向に対する各コ字状導体片１００幅Ｄ（Ｘ方向
）は使用波長の２分の１よりも小さくしている。

第１の壁面８とコ字状導体片１０とで囲まれた口字状断
面を持つと共に狭小な入口２５を有する空胴共振器１２
を形成する。この空胴共振器１２の入口をふさぐ不透明
の誘電体カバー１３から突き出した突起片１４はコ字状
導体片１０の立ち上がり面２３に設けた取り付は穴１８
に引っ掛かるようになっている。ドア５の前面を覆う透
光性のドア外カバー１６を保持するための誘電体製のド
ア外枠２４から突き出した突起片１７は第２の壁面９の
最外周縁端部２０に引っ掛かるようになっている。

また、第５図の様に張出面１１の端部近傍および第１の
壁面８近傍それぞれに誘電体カバー１３から突き出した
容量調製素子２６．２７をもうけ、かつ第１の壁面８近
傍の容量調整素子２７の突出寸法をもう一方の容量調整
素子２６よりも大きくしている。

次に上記のように構成した実施例の作用効果を説明する
。加熱室１開口部を取り囲むフランジ２と封口面７との
平面接触部に向かう入射電波に対して、第４図のような
簡易等価回路によって定性的に電波シール効果を説明す
る。２１はフランジ２と封口面７との平面接触部に対応
する容量で、一種のバイパスコンデンサとして作用する
。平面接触部は平行板線路と考えられ、この線路の容量
は平行板のギャップに比例するので容量２１は上記平面
接触部のギャップが小さいほど大きくなり、電波シール
効果が増す、コ字状導体片１０の幅Ｄ（第３図のＸ方向
）を使用波長の２分の１より小さくしているので、第１
の壁面８と各コ字状導体片１０とで形成された口字状断
面を持つ空胴共振器１２の内部に入り込んだ電波の進行
方向は第３図のｙｚ面内に限定される。張出面１１が無
ければ第６図のように電界が分布し、平行板線路の長さ
Ｑが自由空間波長λの約４分の１で並列共振を起こし、
インピーダンスが最大となり、電波漏洩を防止すること
ができるが、２４５０Ｍ＆の高周波加熱装置ではＱは３
０．６ａｍで、これをドアに実装しようとすると厚くな
り、意匠的にもコスト的にも不利である。

本発明のように、張出面１１を設けて１口字状断面を持
ち狭小な入口２５を有する空胴共振器１２を形成した場
合は、第５図のような電界分布となる。この場合、張出
面１１の端部切口付近と第１の壁面８との間に電気力線
の大部分が集まっている。空胴共振器１２は第４図にお
いて等価インダクタンスＬと等価容量Ｃとから成る並列
共振素子として表されている０等価インダクタンスＬは
、近似的に空胴共振器１２と同じ断面の１巻きの筒状コ
イルとして働き、そのコイルの定数としての等測的なイ
ンダクタンスを意味し、筒軸方向（Ｘ方向）の単位長あ
たりの値は（１）式のようになる。

また１等価容量Ｃは空胴共振器１２の入口２５付近の乱
れ電界に基づくもので、近似的に（２）式で４太られる
。

Ｌ＝μ、ＡＢ　　　　　　　　　　　　　・・・（１）
ここで ＡＢ：空胴共振器１２の口字状断面の面積μ。：空胴共
振器１２内の媒質の透磁率ｅ：２．７２ ＱＭ：空欄共振器１２の入口２５と空胴断面の面積中心
０との距雛 ε。：空胴共振器１２内の媒質の誘電率に：入口２５付
近の形状に関係する補正項Ｇ：入口２５の間隙（入口寸
法） 空胴共振器１２の共振周波数ｆ０は（３）式で表せる。

ｆ、＝□　　　　　　　　・・・（３）２πＶゴ丁で− （２）式より入口２５の間隙Ｇを小さくするほど、ある
いはＱＭ／Ｇを大きくするほど等価容量Ｃが大きくなる
ことがわかる。共振周波数ｆ０を一定とすると、等価容
量Ｃが大きくなるほど等価インダクタンスＬが小さくて
よいことが（３）式かられかる０等価インダクタンスＬ
を小さくするには（１）式より空胴共振器１２の口字状
断面の面積ＡＢを小さくすればよい。すなわち、空胴共
振器１２を小形にするためには、入口２５の間隙Ｇを狭
くして等価容量Ｃを大きくし、その分だけ空胴面積ＡＢ
を小さくして等価インダクタンスＬを小さくし、一定の
共振周波数ｆ、Ｃ高周波加熱装置の加熱周波数）で並列
共振を起こさせて、入口２５におけるインピーダンスを
最大にし電波漏洩を防止すればよい。

加熱周波数が２４５０ＭＨｚ、高周波出力が５゜Ｏｗの
高周波加熱装置において、フランジ２と封口面７との間
の間隙を２１１ｎ、張出面１１と封口面７との段差を３
１ｍ、コ字状導体片の幅りを１５ｍとし、水２７５ｍＱ
を加熱してドア５の周囲から５０の距離で電波漏洩量を
測定してみた。その結果、Ｇ＝５ｎａのときＡＢ＝１５
．４Ｘ１５．９ｍｍ、ＱＭ／Ｇ＝２．１で、電波漏洩量
がＯ，１ｍｗ／ｄ以下となり、Ｇ　＝　８　ｍｍと大き
くすると、上記と同程度に少ない電波漏洩量に抑えるた
めにはＡＢ＝２０．４Ｘ１８．４ｒｍ、Ｑ　Ｍ／Ｇ＝１
．７５というように口字状断面の面積も大きくなる。こ
のような実験により、入口２５の間隙Ｇを４〜８ｍｎ位
と狭小にしてＱＭ／Ｇを１．５以上にすることにより、
口字状断面の空胴共振器１２の寸法Ａおよび寸法Ｂをそ
れぞれ使用波長λの４分の１である３０．６ｍｍよりも
かなり小さくできることが明らかとなっている。

また、容量調整素子２６．２７により等価容量Ｃを調整
して並列共振を確実に生じるようにし、電波シール効果
を増す。さらに第１の壁面８近傍の容量調整素子２７の
方が張出面１１の端部近傍の容量調整素子２６より突出
寸法が長いので、誘電体カバー１３をはめこむとき、ま
ず容量調整素子２７が第１の壁面８に沿って挿入され、
位置決めされた後で容量調整素子２６が入口２５に入っ
ていく。したがって容量調整素子２６が張出面１１をｙ
ｚ力方向ら押して変形する恐れがない。なお容量調整素
子２６は誘電体カバー１３の固着状態において、２方向
からの外力に対して張出面１１の変形を最小限に抑える
役目も果たしている。

発明の効果 以上のように本発明によると、多数のコ字状導体片と第
１の壁面とで囲まれた口字状断面の空胴共振器の入口を
コ字状導体片の張出面の端部切口と第１の壁面を対向さ
せた構成で狭小なものとし、かつＱＭ／Ｇ≧１．５のよ
うに寸法を選び、２個の容量調整素子によって並列共振
をより確実に生じるようにすることにより空胴共振器の
断面寸法ＡおよびＢを使用波長λの４分の１よりも小さ
くできるので、空胴共振器の形状が簡単となり、ドアの
小形化、薄形化が図れ、組立容易なコンパクトな高周波
加熱装置を提供でき、経済的波及効果も大なるものがあ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による高周波加熱装置のドア
５の金属部だけを示す要部斜視図、第２図は同ドア周囲
の電波シール部を示す要部断面図、第３図は同電界方向
を示す図、第４図はドア５の電波シール部簡易等価回路
図、第５図は同電波シール部の電界分布図、第６図は同
終端を短絡した平行板線路の電界分布図、第７図は従来
の電波シール構造を示す構成説明図、第８図は同電界方
向を示す図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 加熱室（１）開口部を開閉するドア（５）の周縁に位置
   しドア（５）閉成時には加熱室（１）開口部のフランジ
   （２）に平面接触する封口面（７）と、この封口面（７
   ）端部よりフランジ（２）に対して略直角の第１の壁面
   （８）と、この第１の壁面（８）と略直角の第２の壁面
   （９）と、この第２の壁面（９）と略直角の立ち上がり
   面（２３）と、この立ち上がり面（２３）と略直角の張
   出面（１１）とを備えた高周波加熱装置において、第２
   の壁面（９）に端面が接した多数のコ字状導体片（１０
   ）を設け、第１の壁面（８）とコ字状導体片（１０）と
   によりロ字状断面を持つと共に入口（２５）を有する空
   胴共振器（１２）を形成し、かつ入口（２５）と空胴断
   面の面積中心（０）の距離（ｌ＿Ｍ）と、入口寸法（Ｇ
   ）との比ｌ＿Ｍ／Ｇを１．５以上とし、第１の壁面（８
   ）に向かって張り出したコ字状導体片（１０）の張出面
   （１１）の端部近傍および第１の壁面（８）近傍それぞ
   れに入口（２５）をふさぐ誘電体カバー（１３）から突
   き出した容量調整素子（２６）、（２７）を設け、かつ
   第１の壁面（８）近傍の容量調整素子（２７）の突出寸
   法をもう一方の容量調整素子（２６）よりも大きくした
   ことを特徴とする高周波加熱装置。