(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
オーブン開口に前板を有し、扉と該前板からなるチョーク構造を備えた電子レンジにおいて、前記オーブン開口の横幅寸法と高さ寸法のそれぞれを、発振マイクロ波の自由空間波長に対して（１／２）・（ｎ＋ａ）（０．３≦ａ＜１，ｎは自然数）倍の範囲としてなることを特徴とする電子レンジ。
【請求項２】
前記横幅寸法と高さ寸法のそれぞれを、発振マイクロ波の自由空間波長λに対して（１／２）・（ｎ＋０．５±０．２）倍としてなることを特徴とする請求項１記載の電子レンジ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子レンジに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の電子レンジとしては、例えば図６に示すようなものがある。同図において、１１は筐体であり、筐体１１には被加熱食品を格納するためのオーブン１２が設けられ、その側方には、操作パネル１３が形成されている。オーブン１２の前面部には、被加熱食品を出し入れするための扉１４が開閉自在に設けられ、扉１４の周囲部には、扉１４とオーブン前板１５の間の隙間からの電波漏洩を防止するために、図７に示すような扉１４と前板１５からなるチョーク構造１６が形成されている。チョーク構造１６に所望の電波シール性能を持たせるため、前板１５の幅はおよそ３７ｍｍ必要になっている。そのため、筐体１１の外形寸法体積に対するオーブン１２内の有効体積の割合（以下、有効体積率と云う）は、およそ３７％となっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の電子レンジにおいて、チョーク構造に所望の電波シール性能を持たせるためには、チョーク構造が占めるスペースを必要な分だけ確保しなければならず、前板の幅はおよそ３７ｍｍ必要になっていた。このため、オーブンの有効体積率が小さくなってしまうという問題点があった。
【０００４】
本発明は、上記に鑑みてなされたもので、オーブン内の複数のマイクロ波モードの中で扉チョーク構造でシールし難いモードの励振を妨げることで、所望の電波シール性能を得るために必要なオーブン前板の幅を小さくし、オーブンの有効体積率を大きくすることができる電子レンジを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、オーブン開口に前板を有し、扉と該前板からなるチョーク構造を備えた電子レンジにおいて、前記オーブン開口の横幅寸法と高さ寸法のそれぞれを、発振マイクロ波の自由空間波長に対して（１／２）・（ｎ＋ａ）（０．３≦ａ＜１，ｎは自然数）倍の範囲としてなることを要旨とする。この構成により、オーブン内に励振されるマイクロ波モードの一周期の幅は、オーブンのサイズにより規定され、このマイクロ波モードの一周期の幅が発振マイクロ波の自由空間波長λに近付くほど扉チョーク構造の電波シール性能が劣化する。オーブン開口の横幅と高さを上式以外の範囲の寸法とすることで、一周期の幅が発振マイクロ波の自由空間波長λに近いマイクロ波モードの励振が妨げられて扉チョーク構造の電波シール性能が向上する。この結果、所望の電波シール性能を得るために必要なオーブン前板の幅を小さくすることができて、オーブンの有効体積率を大きくすることが可能となる。
【０００６】
請求項２記載の発明は、上記請求項１記載の電子レンジにおいて、前記横幅寸法と高さ寸法のそれぞれを、発振マイクロ波の自由空間波長λに対して（１／２）・（ｎ＋０．５±０．２）倍としてなることを要旨とする。この構成により、オーブン開口の横幅寸法と高さ寸法のそれぞれは、請求項１記載の発明で規定される範囲であって、かつ上式で規定される範囲内とすることで、オーブン内に被加熱食品等のマイクロ波モードを乱す因子が存在する場合であっても、扉チョーク構造でシールし難い一周期の幅を持つマイクロ波モードの励振を妨げることが可能となる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【０００８】
図１乃至図４は、本発明の第１の実施の形態を示す図である。図１は、電子レンジ及びオーブン内のマイクロ波モードの一例を模式的に示している。図１の（ａ），（ｂ）において、１は筐体、２はオーブン、３は操作パネル、５はオーブン前板である。
【０００９】
このような構成の電子レンジにおいて、オーブン２内では、複数のマイクロ波モードが励振され、直方体共振器の理論から、マイクロ波のモードは三次元的な定在波であり、次式の共振条件を満たすような定在波が存在する。
【００１０】
【数１】
（１／λ）２  ＝（ｍ／２Ｗ）２  ＋（ｌ／２Ｔ）２  ＋（ｐ／２Ｄ）２  …（１）
Ｗ：直方体共振器（オーブン）の横幅（ｍ）
Ｔ：直方体共振器（オーブン）の高さ（ｍ）
Ｄ：直方体共振器（オーブン）の奥行き（ｍ）
λ：発振マイクロ波の自由空間波長
ｍ：定在波の横幅方向の腹の数（整数）
ｌ：定在波の高さ方向の腹の数（整数）
ｐ：定在波の奥行き方向の腹の数（整数）
直方体共振器の理論から、オーブン２内のマイクロ波モードの一周期の幅Ｓは、横幅方向について言えば、
Ｓ＝２Ｗ／ｎ    （ｎは整数）      …（２）
となる。高さ方向及び奥行き方向についても同様である。図１（ｃ）は、横幅方向に５次のモード（ｎ＝５）の電界の空間分布を示している。５次のモードの電界の空間分布は、オーブン横幅寸法Ｗを５等分した幅ごとに節をとる。以上より、直方体共振器の理論から、各モードの横幅方向、高さ方向及び奥行き方向のそれぞれの定在波の一周期の幅Ｓは、オーブン２のサイズによって決定される。これを逆に表現すれば、オーブン２のサイズによってオーブン２内のマイクロ波モードの一周期の幅Ｓを制限できる。
【００１１】
図２は、オーブン２の横幅、高さ又は奥行きの一辺の寸法がＬのときに発生し得る全てのモードの一周期の幅Ｓを示している。直方体共振器の理論より、モードの一周期の幅Ｓは、発振マイクロ波の自由空間波長λより短くなり得ず、理論上の一周期の幅Ｓの最小値はλである。オーブン２の一辺の寸法がＬのときのモードの最高次数Ｎは、Ｎ＝（２Ｌ／λの整数部分）であり、この最高次数Ｎのモードのとき、一周期の幅Ｓが最小値となる。図２から、例えばオーブン２の一辺の寸法が２２０ｍｍの場合、その辺には３次以下のモードが励振される可能性があり、３次のモードの一周期の幅Ｓはおよそ１４７ｍｍとなる。
【００１２】
いま、コンピュータシュミュレーションによって、オーブン２内のマイクロ波モードの一周期の幅Ｓの、扉と前板５からなるチョーク構造の電波シール性能への影響を調べたところ、密接な相関関係が明らかになった。図３は、このコンピュータシュミュレーション実験による、モードの一周期の幅Ｓがチョーク構造の電波シール性能に与える影響を示している。同実験の発振マイクロ波の周波数は２．５ＧＨｚで、その自由空間波長λは１２０ｍｍである。漏洩電波量相対値はλ＝１２０ｍｍのときを１としている。図３の結果から、モードの一周期の幅Ｓが長くなるほど、チョーク構造の電波シール性能がよくなっていることがわかる。また、モードの一周期の幅Ｓが、発振マイクロ波の自由空間波長λ程度まで短くなるにつれて漏洩電波量が急激に増大し、チョーク構造の電波シール性能が劣化している。この理由としては、チョーク構造は、それ自体一つの共振構造であり、チョーク構造の共振特性を利用することで電波シール性能を有しているのであるが、モードの一周期の幅Ｓが発振マイクロ波の自由空間波長λにほぼ等しくなるモードに対しては、チョーク構造の共振条件が電波シール特性において全通過の共振点となり、電波シール性能を劣化させているためである。オーブン２内の各モードの中で、この一周期の幅Ｓが発振マイクロ波の自由空間波長λに等しくなるマイクロ波モードの漏洩が最も大きい。
【００１３】
そこで、本実施の形態では、このチョーク構造の電波シール性能の劣化の主因となる、一周期の幅Ｓが発振マイクロ波の自由空間波長λにほぼ等しくなるモードの励振を妨げることで、チョーク構造の電波シール性能の向上を図り、前板５の幅を小さくしてオーブン２の有効体積率を大きくするようにしている。図４は、上記図２及び図３の結果から、オーブン２の一辺の寸法をＬ＝（λ／２）・（ｎ＋ａ）と表したときの変数ａに対するチョーク構造の電波シール性能を漏洩電波量で示している。前述のように、マイクロ波モードの一周期の幅Ｓは、オーブン２のサイズによって規定される。チョーク構造の電波シール性能を向上させるためには、モードの一周期の幅Ｓが、発振マイクロ波の自由空間波長λに近付くほど短くならないようにし、できる限りモードの一周期の幅Ｓを大きくすることが肝心である。そのためには、図４から、オーブン開口の横幅寸法Ｗと高さ寸法Ｔのそれぞれを、発振マイクロ波の自由空間波長λに対して（１／２）・（ｎ＋ａ）（０≦ａ＜０．３，ｎは自然数）倍以外の範囲とすることで、マイクロ波モードの一周期の幅Ｓがおよそ１２８ｍｍ以上となり、漏洩電波量はＳ＝１２０ｍｍ（発振マイクロ波の自由空間波長λに略等しい）のときに比べて、およそ半減できる。実際には、オーブン２内には、壁面の凹凸、焼き網、被加熱食品等のマイクロ波モードを乱す因子が存在するために、オーブン２内のモードが影響を受けて、オーブン開口の横幅寸法Ｗと高さ寸法Ｔのそれぞれが、発振マイクロ波の自由空間波長λに対して（１／２）・（ｎ＋ａ）（０．７＜ａ＜１，ｎは自然数）倍となる範囲については、１つ以上の適次数のモードが励振される可能性があるため、選択範囲としては、オーブン開口の横幅寸法Ｗと高さ寸法Ｔのそれぞれを、発振マイクロ波の自由空間波長λに対して（１／２）・（ｎ＋０．５±０．２）倍とするのが好ましい。
【００１４】
以上のことから、オーブン２のサイズを上記の適した範囲に制限することで、チョーク構造でシールし難いモードの発生を妨げてチョーク構造の電波シール性能を向上させることができ、その結果、所望の電波シール性能を得るために必要な前板５の幅を、従来よりも小さい３０ｍｍ以下にすることができ、オーブン２の有効体積率を大きくすることができる。これを具体例で示すと、電子レンジの外形寸法が、Ｗ＝４７０ｍｍ，Ｔ＝３８０ｍｍ，Ｄ＝２９０ｍｍ（５１．８  ｌｉｔｅｒ）のとき、従来の前板幅３７ｍｍのときにオーブンサイズは、Ｗ＝３１０ｍｍ，Ｔ＝１８７ｍｍ，Ｄ＝３１０ｍｍ（１７．８  ｌｉｔｅｒ）で、有効体積率はおよそ３５％である。これに対し、本実施の形態では、前板幅２８ｍｍとすることで、オーブンサイズは、Ｗ＝３２８ｍｍ，Ｔ＝２０５ｍｍ，Ｄ＝３１０ｍｍ（２０．８  ｌｉｔｅｒ）となり、有効体積率はおよそ４０％にまで向上する。
【００１５】
図５には、本発明の第２の実施の形態を示す。本実施の形態は、チョーク構造の電波シール性能を一層向上させるために、図５の（ａ），（ｂ）に示すように、上記第１の実施の形態の構成に加えて、前板５と導通した筐体カバー又は独立した金属片からなる突き出し片７を前板５の面から前方へ全周にわたって突き出した構造としたものである。突き出し片７の突き出し長さは、５ｍｍ以上１３ｍｍ以下程度とするのがよい。図５（ｃ）に示すように、操作パネル３の辺にも、突き出し片７に相当する、前板５と導通した導体片８を設置する。
【００１６】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１記載の発明によれば、オーブン開口の横幅寸法と高さ寸法のそれぞれを、発振マイクロ波の自由空間波長λに対して（１／２）・（ｎ＋ａ）（０．３≦ａ＜１，ｎは自然数）倍の範囲としたため、オーブン内に扉チョーク構造でシールし難い一周期の幅を持つマイクロ波モードの励振が妨げられて扉チョーク構造の電波シール性能を向上させることができる。この結果、所望の電波シール性能を得るために必要なオーブン前板の幅を小さくすることができて、オーブンの有効体積率を大きくすることができる。
【００１７】
請求項２記載の発明によれば、前記横幅寸法と高さ寸法のそれぞれを、発振マイクロ波の自由空間波長λに対して（１／２）・（ｎ＋０．５±０．２）倍としたため、オーブン内の被加熱食品等のマイクロ波モードを乱す因子が存在する場合であっても、扉チョーク構造でシールし難い一周期の幅を持つマイクロ波モードの励振を妨げることができ、扉チョーク構造の電波シール性能を確実に向上させることができる。この結果、上記と同様に、所望の電波シール性能を得るために必要なオーブン前板の幅を小さくすることができて、オーブンの有効体積率を大きくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電子レンジの第１の実施の形態の構成及びオーブン内のマイクロ波モードの一例を示す図である。
【図２】上記第１の実施の形態においてオーブンの一辺の寸法と励振されるマイクロ波モードの一周期の幅との関係を示す図である。
【図３】上記第１の実施の形態においてマイクロ波モードの一周期の幅とチョーク構造からの漏洩電波量との関係を示す図である。
【図４】上記第１の実施の形態においてオーブンの一辺の寸法とチョーク構造からの漏洩電波量との関係を示す図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態の構成図である。
【図６】従来の電子レンジの扉開放時の外観図である。
【図７】上記従来の電子レンジにおける扉チョーク構造を図６のＡ−Ａ′断面で示す図である。
【符号の説明】
２  オーブン
５  オーブン前板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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