(57)【要約】【課題】  扉が薄くされた高周波加熱装置と該装置の電波漏れシールド効果のシミュレーション方法を提供する。【解決手段】  電子レンジの本体と扉の隙間からの電波漏れを計算機の数値計算にて求められるようにシミュレーションするための方法およびチョーク溝をモデル化する手法を考案し、該解析方法を用いて種々の寸法でチョーク溝のモデルを作成しそのシールド効果を解析する。その結果、溝の深さが約半分（１１ｍｍ）で従来と同等のシールド効果を奏する構造が見出された。得られた寸法（Ｌ１とＬ２）の組み合わせは、例えば（１２．０，７．０）、（１２．５，６．５）、（１３．０，５．５）、（１３．５，４．５）、（１４．０，３．０）および（１４．５，２．０）の６ポイントとなって設計値として採用される。【選択図】        図１３
2005093429.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高周波加熱装置のための電波もれ防止のシール構造を設計するために適用されて、前記シール構造による電波シールド効果をＦＤＴＤ法（Finite Difference Time Domain：有限差分時間領域法）を用いて解析するための電波シールド効果のシミュレーション方法であって、
前記シール構造を、当該構造の形状を規定するために可変設定される形状データに基づいて前記ＦＤＴＤ法が適用される空間モデルに設定するモデル設定ステップと、
前記モデル設定ステップにより設定された前記空間モデルに関して、前記空間モデルに供給される電波源のデータを含む１つ以上のデータを入力して前記ＦＤＴＤ法に従い電磁界分布を解析する解析ステップと、
前記解析ステップの解析結果に基づいて、前記電波漏れを観測するための前記空間モデルにおける所定観測面における漏洩電力を算出する漏洩電力算出ステップと、
前記漏洩電力算出ステップにより算出された前記漏洩電力と基準漏洩電力との比に基づき前記シールド効果を決定して出力するシールド効果出力ステップとを備える、電波シールド効果のシミュレーション方法。
【請求項２】
前記電波源のデータは、
前記シール構造が設けられない前記高周波加熱装置の構造に対応して前記モデル設定ステップにより設定された前記空間モデルにおいて、前記解析ステップにより解析された前記電磁界分布に基づいて決定される、請求項１に記載の電波シールド効果のシミュレーション方法。
【請求項３】
前記基準漏洩電力は、
前記シール構造の基準構造に対応して前記モデル設定ステップにより設定された前記空間モデルにおいて、前記解析ステップおよび前記漏洩電力出力ステップにより算出された前記漏洩電力である、請求項１または２に記載の電波シールド効果のシミュレーション方法。
【請求項４】
前記解析ステップでは前記電波源のデータが可変設定される、請求項１ないし３のいずれかに記載の電波シールド効果のシミュレーション方法。
【請求項５】
前記可変設定される形状データにより規定される前記シール構造の形状は、チョーク溝の形状であって、
前記チョーク溝の形状は、長手方向に一様である一様構造の形状および前記溝が長手方向に櫛歯状の周期構造を有する櫛歯構造の形状を含む、請求項１ないし４のいずれかに記載の電波シールド効果のシミュレーション方法。
【請求項６】
前記可変設定される形状データは、
前記チョーク溝の幅方向の一方端部分であって溝の内部に折り曲げられる部分の溝の底面に対する配置角度を示すデータを含む、請求項５に記載の電波シールド効果のシミュレーション方法。
【請求項７】
前記配置角度を約３０°とした場合に、前記シールド効果出力ステップにより出力される前記シールド効果は最適である、請求項６に記載の電波シールド効果のシミュレーション方法。
【請求項８】
前記高周波加熱装置は、内部空間に前記電波が供給される本体と、前記本体に前記内部空間を開閉自在とするように取付けられた周辺部が金属板の扉とを含み、
前記チョーク溝は前記金属板の９０°の折り曲げが５回行なわれた構造を有し、
前記可変設定される形状データは、
１回目の折り曲げ部と２回目の折り曲げ部間の寸法を１１ｍｍとして２回目の折り曲げ部と３回目の折り曲げ部間の寸法を１６ｍｍとした場合の、４回目の折り曲げ部と５回目の折り曲げ部間の第１寸法および５回目の折り曲げ部と前記金属板の端間の第２寸法のデータを含む、請求項５に記載の電波シールド効果のシミュレーション方法。
【請求項９】
前記第１寸法と前記第２寸法について、１２．０ｍｍと７．０ｍｍ、１２．５ｍｍと６．５ｍｍ、１３．０ｍｍと５．５ｍｍ、１３．５ｍｍと４．５ｍｍ、１４．０ｍｍと３．０ｍｍ、および１４．５ｍｍと２．０ｍｍの組合せのいずれかを用いて値がそれぞれ設定された場合に、前記シールド効果出力ステップにより出力される前記シールド効果は最適となる、請求項８に記載の電波シールド効果のシミュレーション方法。
【請求項１０】
高周波加熱装置のための電波もれ防止のシール構造を設計するために適用されて、前記シール構造による電波シールド効果をＦＤＴＤ法（Finite Difference Time Domain：有限差分時間領域法）を用いて解析するための電波シールド効果のシミュレーション装置であって、
前記シール構造を、当該構造の形状を規定するために可変設定される形状データに基づいて前記ＦＤＴＤ法が適用される空間モデルに設定するモデル設定手段と、
前記モデル設定手段により設定された前記空間モデルに関して、前記空間モデルに供給される電波源のデータを含む１つ以上のデータを入力して前記ＦＤＴＤ法に従い電磁界分布を解析する解析手段と、
前記解析手段の解析結果に基づいて、前記電波漏れを観測するための前記空間モデルにおける所定観測面における漏洩電力を算出する漏洩電力算出手段と、
前記漏洩電力算出手段により算出された前記漏洩電力と基準漏洩電力との比に基づき前記シールド効果を決定して出力するシールド効果出力手段とを備える、電波シールド効果のシミュレーション装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は電子レンジなどの高周波加熱装置における電波シールド効果のシミュレーション方法および装置に関し、特に、電波シール構造が設けられた高周波加熱装置の当該電波シール構造に関する電波シールド効果のシミュレーション方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より電子レンジでは、加熱調理のために２．４ＧＨｚの電磁波であるマイクロ波が用いられる。以下、マイクロ波を電波または電磁波と呼ぶ。電子レンジに用いられる電波が加熱調理中に外部に漏れると漏れた電波により人体に好ましくない影響が及ぼされるので加熱調理中に電波が電子レンジの外部に漏れ出さないようにさまざまな対策が施される。
【０００３】
図１７は、この発明の実施の形態および従来の技術を説明するために適用される電子レンジの外観斜視図である。図示されるように電子レンジは、食品が収容されてマイクロ波が照射されて加熱調理されるための内部空間である加熱室３を有する本体１と、加熱室３を開閉自在とするように本体１に取付けられた扉２を含む。なお、本体１には図示されないがマグネトロンとこれに接続された導波管が内蔵される。マグネトロンから発振されたマイクロ波は導波管を通って加熱室３の壁面から加熱室３内に照射されて食品が加熱調理される。
【０００４】
加熱中にマイクロ波は電子レンジの本体１と扉２との合わせ目のわずかな隙間からの漏れが最も多い。ここで電波漏れを防ぐために、従来はチョーク溝と呼ばれる電波漏れを防止するための溝が扉２の周辺部の金属板を成形して設けられる。
【０００５】
図１８は、チョーク溝の構造を説明するための図１７の扉２の周囲における横断面図である。図１８に示されるようなチョーク溝４は扉２の周囲に一様に設けられる。チョーク溝４は２．４５ＧＨｚの周波数に対して共振器となるように溝の深さ方向の寸法Ａは約２０ｍｍ、幅方向の寸法Ｂは約１６ｍｍを有して、幅方向はポリプロピレン樹脂からなるチョークカバー５で覆われて溝内にごみが侵入するのが防止される。図１９は図１８のチョーク溝の立体構造を示す図である。図１９ではチョーク溝は櫛歯状の構造を有する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来のチョーク溝４の構造では、深さ方向の寸法Ａが約２０ｍｍも必要であり、扉２を薄くして軽量とし電子レンジの使い勝手を良くしようとした場合に、チョーク溝４の深さ方向の寸法により扉２を薄くすることは困難であった。
【０００７】
それゆえにこの発明の目的は、高周波加熱装置の電波シールド効果を簡単に解析するための電波シールド効果のシミュレーション方法および装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明のある局面に従う電波シールド効果のシミュレーション方法は、高周波加熱装置のための電波もれ防止のシール構造を設計するために適用されて、シール構造による電波シールド効果をＦＤＴＤ法（Finite Difference Time Domain：有限差分時間領域法）を用いて解析するための方法であって、シール構造を、当該構造の形状を規定するために可変設定される形状データに基づいてＦＤＴＤ法が適用される空間モデルに設定するモデル設定ステップと、モデル設定ステップにより設定された空間モデルに関して、空間モデルに供給される電波源のデータを含む１つ以上のデータを入力してＦＤＴＤ法に従い電磁界分布を解析する解析ステップと、解析ステップの解析結果に基づいて、電波漏れを観測するための空間モデルにおける所定観測面における漏洩電力を算出する漏洩電力算出ステップと、漏洩電力算出ステップにより算出された漏洩電力と基準漏洩電力との比に基づきシールド効果を決定して出力するシールド効果出力ステップとを備える。
【０００９】
この構成によれば、高周波加熱装置に設けられるシール構造をモデル設定ステップによりＦＤＴＤ法が適用される各種の空間モデルに設定して、設定された各種の空間モデルについて電波源のデータを含む１つ以上の入力データを設定しながらＦＤＴＤ法の解析ステップにより電磁界分布がシミュレーションにより解析される。それとともに、シールド効果出力ステップにより所定観測面についての電波漏れ、すなわち当該シール構造について、該構造を通過して講習は加熱装置外部に漏洩する電波に対するシールド効果をシミュレーションして得ることができる。
【００１０】
したがって、当該シミュレーション方法を用いれば、電波漏れに対して最適なシールド効果を有するシール構造の空間モデル、すなわち形状を決定できるから、高周波加熱装置における電波漏れに対するシール構造の設計が容易となる。
【００１１】
好ましくは、電波源のデータが、シール構造が設けられない高周波加熱装置の構造に対応してモデル設定ステップにより設定された空間モデルにおいて、解析ステップにより解析された電磁界分布に基づいて決定される。
【００１２】
この構成によれば、電波源データは電波漏れに対するシール構造が設けられていない高周波加熱装置を空間モデルにして解析して得られた電磁界成分に基づいて決定される。
【００１３】
したがって、高周波加熱装置の空間モデルに応じて該電波源データを容易に求めることができるから、各種のシール構造における電磁界分布および電波漏れに対するシールド効果を容易に求めることができる。
【００１４】
好ましくは、基準漏洩電力は、シール構造の基準構造に対応してモデル設定ステップにより設定された空間モデルにおいて、解析ステップおよび漏洩電力出力ステップにより算出された漏洩電力である。
【００１５】
この構成によれば、シールド効果を決定するための基準電力を当該シミュレーション方法により容易に求めることができる。それゆえに各種シール構造におけるシールド効果も容易に求めることができる。
【００１６】
好ましくは、解析ステップで、電波源のデータが可変設定される。
【００１７】
この構成によれば、電波源のデータは可変設定されるので、電波源データのレベルを変化させながら各種のシール構造についての電波漏れに対するシールド効果をシミュレーションして得ることができる。
【００１８】
好ましくは、可変設定される形状データにより示されるシール構造の形状は、チョーク溝の形状である。そして、チョーク溝の形状は、チョーク溝が長手方向に一様である一様構造の形状および溝が長手方向に櫛歯状の周期構造を有する櫛歯構造の形状を含む。
【００１９】
この構成によれば、シール構造がチョーク溝構造であって、このチョーク溝の構造の形状による種類を一様構造および櫛歯構造のそれぞれに設定した場合について、解析空間モデルを設定し電磁界分布を求め、電波漏れに対するシールド効果を決定することができて、最適なシールド効果を有するチョーク溝構造の種類とその形状を決定できる。
【００２０】
好ましくは、可変設定される形状データが、チョーク溝の幅方向の一方端部分であって溝の内部に折り曲げられる部分の溝の底面に対する配置角度を示すデータを含む。
【００２１】
この構成によれば、チョーク溝構造の形状を規定する形状データとして、溝内部に折り曲げられる部分の溝の底面に対する配置角度も設定することができるので、折り曲げ部分の配置角度を可変設定しながらシミュレーションして、最適なシールド効果を奏する配置角度を決定することができる。
【００２２】
好ましくは、配置角度を約３０°として形状データが設定された場合にシールド効果出力ステップにより出力されるシールド効果は最適となる。
【００２３】
この構成によれば、配置角度が約３０°と設定された場合にシールド効果出力ステップにより最適なシールド効果が出力される。この角度は現状の設計に用いられている配置角度の値と一致するので、当該シミュレーション方法による電波漏れに対するシールド効果の解析は正しいといえる。
【００２４】
好ましくは、高周波加熱装置が、内部空間に電波が供給される本体と、本体に内部空間を開閉自在とするように取付けられた周辺部が金属板の扉とを含み、チョーク溝は扉の金属板の９０°の折り曲げが５回行なわれた構造を有する。そして、可変設定される形状データは、１回目の折り曲げ部と２回目の折り曲げ部間の寸法を１１ｍｍとして２回目の折り曲げ部と３回目の折り曲げ部間の寸法を１６ｍｍとした場合の、４回目の折り曲げ部と５回目の折り曲げ部間の第１寸法および５回目の折り曲げ部と金属板の端間の第２寸法とのデータを含む。
【００２５】
この構成によれば、可変設定される形状データとして第１寸法および第２寸法のデータが設定されるので第１寸法および第２寸法を可変に設定しながらシミュレーションしてシールド効果を求めることができる。したがって、９０°の５回折り曲げという加工、検査工程において精度を維持するのに簡単な構造を有しながら深さが約半分で従来と同等の電波漏れに対するシールド効果を奏するチョーク溝構造をシミュレーションして得ることができる。
【００２６】
好ましくは、第１寸法と第２寸法について、１２．０ｍｍと７．０ｍｍ、１２．５ｍｍと６．５ｍｍ、１３．０ｍｍと５．５ｍｍ、１３．５ｍｍと４．５ｍｍ、１４．０ｍｍと３．０ｍｍ、および１４．５ｍｍと２．０ｍｍの組合せのいずれかをを用いて値がそれぞれ設定された場合に、シールド効果出力ステップにより出力されるシールド効果は最適となる。
【００２７】
この構成によれば、シミュレーションによる第１寸法と第２寸法について上述した６つ組合せの値をそれぞれを用いて得られるシールド効果が最適であることが判明する。これらの値はシールド効果を最適とするためのチョーク溝構造の設計に選択的に採用することができる。したがって、チョーク溝の形成に関しての高周波加熱装置の機種、サイズなどの各種の条件に適合した値の組み合わせを選択できて、チョーク溝の形成について高い自由度が得られる。
【００２８】
この発明の他の局面に従う電波シールド効果のシミュレーション装置は、高周波加熱装置のための電波洩れ防止のシール構造を設計するために適用されて、シール構造による電波シールド効果をＦＤＴＤ法を用いて解析するためのシミュレーション装置であって、シール構造を、当該構造の形状を規定するために可変設定される形状データに基づいてＦＤＴＤ法が適用される空間モデルに設定するモデル設定手段と、モデル設定手段により設定された空間モデルに関して空間モデルに供給される電波源のデータを含む１つ以上のデータを入力してＦＤＴＤ法に従い電磁界分布を解析する解析手段と、解析手段の解析結果に基づいて、電波漏れを観測するための空間モデルにおける所定観測面における漏洩電力を算出する漏洩電力算出手段と、算出された漏洩電力と基準漏洩電力との比に基づき、シールド効果を決定して出力するシールド効果出力手段とを備える。
【００２９】
この構成によれば、高周波加熱装置に設けられるチョーク溝構造をモデル設定手段によりＦＤＴＤ法が適用される各種の空間モデルに設定して、設定された各種の空間モデルについて、電波源のデータを含む１つ以上の入力データを可変に設定しながらＦＤＴＤ法の解析手段により電磁界分布がシミュレーションにより解析される。それとともにシールド効果出力手段により所定観測面についても電波漏れ、すなわち設定される該シール構造について、当該シール構造を通過して高周波加熱装置外部に漏洩する電波に対するシールド効果をシミュレーションして得ることができる。
【００３０】
したがって、当該シミュレーション装置を用いれば、電波漏れに対して最適なシールド効果を有するシール構造の空間モデル、すなわち形状を決定できるから、シール構造の設計が容易となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、この発明の実施の形態について説明する。
【００３２】
本実施の形態では、電子レンジの電波の漏れを防止する効果（シールド効果という）を有するチョーク溝構造を形成するに際して、シールド効果を計算機による数値計算にて求めるようにシミュレーションプログラムおよびチョーク溝構造のモデル化手法が提案される。そして、シミュレーションプログラムを用いることにより種々の寸法を有したチョーク溝構造のモデルが作成されて、作成されたチョーク溝構造のモデルにてシールド効果が解析されて、その解析結果に基づいて好ましいシールド効果を有する寸法で構成された薄型のチョーク溝が形成される。
【００３３】
チョーク溝構造のシールド効果をシミュレーションするためにマクスウェルの方程式の解法として近年広く利用されているＦＤＴＤ（Finite Difference Time Domain：有限差分時間領域法）が適用される。
【００３４】
図１はこの発明の実施の形態によるチョーク溝構造の電波漏れに関するシールド効果をシミュレーションするための計算機の構成を示す図である。図１において計算機はＣＰＵ１００、各種データを入力するためのキーボードなどからなる入力部１０１、シミュレーション結果を出力するための表示装置またはプリンタなどからなる出力部１０２、シミュレーションのためのプログラムなどの各種プログラムおよび各種データが格納されるメモリ１０３を含む。
【００３５】
図２は、この発明の実施の形態に適用されるＦＤＴＤ法に従うシールド効果をシミュレーションするための概略手順を示すメインフローチャートである。図２のメイン処理のフローチャートおよび後述する各種フローチャートに従うプログラムは、予め図１の計算機のメモリ１０３に格納され、ＣＰＵ１００の制御のもとに実行される。
【００３６】
図２のメイン処理は、シミュレーションのための各種データを入力部１０１などを介して入力するための入力ステップ（ＳＴ１０）、入力された各種データを用いてＦＤＴＤ法を用いチョーク溝構造のシールド効果を解析するために後述する図３のフローチャートに従って処理するステップ（ＳＴ２０）、および解析処理ステップによる解析結果を出力部１０３を介して出力するための出力ステップ（ＳＴ３０）を含む。図３は、図２の解析処理の詳細フローチャートである。
【００３７】
図４（ａ）〜（ｃ）は、この発明の実施の形態に適用されるチョーク溝構造の解析モデルを示す図である。図４（ａ）にはチョーク溝が金属板で完全に塞がれた状態の断面構造（以下、基準構造と呼ぶ）が示され、図４（ｂ）にはチョーク溝が長手方向に一様である状態の断面構造（以下、一様構造と呼ぶ）と実際に電子レンジに適用されるチョーク溝のような櫛歯周期構造体を有した状態の断面構造（以下、櫛歯構造と呼ぶ）が示され、図４（ｃ）には、実線で一様構造について、破線で櫛歯構造についての外観斜視図がそれぞれ示される。
【００３８】
なお、図４（ｂ）のつめＳ２はチョーク溝を構成する金属板の一方端であり、溝内部方向に溝内部の底面に対して配置される角度θ（以下、配置角度θと呼ぶ）で折り曲げられる。また図４（ａ）と（ｂ）では、電子レンジの加熱室３内からの漏洩電波によるチョーク溝への入力電力Ｐ０が基準構造を通過した後に電子レンジの外部に漏洩する漏洩電力Ｐ１、およびチョーク溝構造を通過した後に電子レンジの外部に漏洩する漏洩電力Ｐ２がそれぞれ示される。
【００３９】
図５は、図４（ｂ）と（ｃ）で示される櫛歯構造の解析空間モデルを示す図である。
【００４０】
ＦＤＴＤ法は、マクスウェル方程式の直接解法として広く知られていて、簡単に説明すると、Ｙｅｅの格子と呼ばれるセルを定義することにより時間と空間を直接差分化するのを可能としている。そして、所定空間における電界と磁界を所定方式に従い計算を繰返すことにより当該所定空間における電磁界の時間応答を求めることができる。次に、図４（ａ）〜（ｃ）と図５を用いてＦＤＴＤ法の格子モデルについて説明する。
【００４１】
本実施の形態のＦＤＴＤ法による解析では、図４と図５で示されるチョーク溝構造の空間を解析対象として、該空間に複数の微小格子を割当て、それぞれの格子に電気常数を入力する。電磁波の加熱室３内とチョーク溝との入出力面であり、漏洩電波を観測する面である図５の外部境界Ｘ−Ｚ面には一次のＭｕｒ吸収境界条件が適用される。一方、励振データとして与える漏洩電波は種々の高次モードを含んでいるため、解析領域の両側面（チョーク溝の側面）である図５の境界Ｘ−Ｙ面においても同様に電磁波が放射することが考えられる。しかし、この両側面は漏洩電波を観測するＸ−Ｚ面に比べて極めて面積が小さいことや、この境界のすぐ外側には実際チョーク溝構造があるという理由から、境界Ｘ−Ｙ面については金属板で短絡することにより解析を行なう。
【００４２】
このような空間において、図５のように電子レンジの本体１と扉２の隙間ｇを２ｍｍと設定し、この隙間ｇを図中矢印方向にて４つの格子（Δｘ＝０．５ｍｍ）で構成する。また櫛型周期構造とつめＳ２をより正確に表現するためにΔｙ＝０．５ｍｍおよびΔｚ＝０．５ｍｍとし、チョーク溝を構成する金属板の厚さは便宜上、一様な０．５ｍｍとする。さらに、図５において開口面の位置に矢印で示されるように、Ｘ−Ｚ面のすべての格子点にΔｔ＝１．０×１０-12ｓｅｃとして各種の高次モードに対応する電界成分Ｅｘを与える。
【００４３】
次に、図２と図３のフローチャートに従い、この発明の実施の形態による漏洩電波に関するＦＤＴＤ法を用いたシールド効果の解析について説明する。
【００４４】
まず、図２のステップＳＴ１０にて、解析対象モデルとなるチョーク溝構造などの空間を規定する各種の寸法が入力部１０１を介して設定されることによりモデル形状が設定されて（ＳＴ１１）、モデルについて設定された各種の寸法に基づいて、ＣＰＵ１００により３次元の解析空間が設定される（ＳＴ１２）。
【００４５】
次に、設定された解析空間に割当てられた上述の各格子（セル）について電気的特性（導電率など）に関する値が入力部１０１を介して設定されて物質特性値が設定される（ＳＴ１３）。
【００４６】
そして、入力部１０１を介して電磁波供給源の設定がされる（ＳＴ１４）。具体的には、図５の電界成分Ｅｘが電磁波供給源として設定される。つまり、解析空間に関してどこから電波が発生されて（入力されて）いるかが位置、成分（Ｅｘ、Ｅｙ、Ｅｚ）、連続波かパルス波かなどで設定される。
【００４７】
そして観測条件が入力部１０１を介して設定される（ＳＴ１５）。つまり、シミュレーションによる解析結果をたとえば図５のどの面の出力値で観測するかが設定される。
【００４８】
上述のようにしてステップＳＴ１０で各種のデータが設定されるとＣＰＵ１００により図３の解析処理のステップ（ＳＴ２０）が実行される。
【００４９】
まず、解析空間モデルにおいて電場の強さＥおよび磁場の強さＨが０にされるなどの各種の値（座標値（ｘ、ｙ、ｙ）、時間ｔの値など）が初期設定されて（ＳＴ２１）、電磁波源である電界成分Ｅｘが設定される（ＳＴ２２）。
【００５０】
その後、磁界（磁場の強さＨ）および電界（電場の強さＥ）が計算される（ＳＴ２３とＳＴ２４）。そして、必要に応じてＭｕｒ吸収境界条件が適用される（ＳＴ２５）。具体的には、座標値（ｘ、ｙ、ｚ）が解析空間の境界を示しているのならばＭｕｒ吸収境界条件が適用されるが、示していないのならば適用されない。
【００５１】
そして、解析空間に前述のようにして予め割当てられていたすべての格子（セル）についてＳＴ２３〜ＳＴ２５の計算が終了したかが判定される（ＳＴ２６）。計算終了でなければ、改めて座標設定して（ＳＴ２８）、同様に次の格子について計算が繰返される。このようにしてすべての格子についての計算が終了すると、所定の時間ステップに達したかが判定される（ＳＴ２７）。
【００５２】
なお、所定の時間ステップとは電場の強さＥと磁場の強さＨがそれぞれ定常状態に達するような時間ステップをいう。
【００５３】
所定時間ステップが経過していなければ、所定時間ステップが経過するまで時間ステップが更新されながら（ＳＴ２９）、同様にしてＳＴ２２〜ＳＴ２７の処理が繰返される。上述のようにして解析処理が終了すると次に出力ステップＳＴ３０が以下のように実行される。
【００５４】
まず電磁界分布が出力部１０２にて表示される（ＳＴ３１）。具体的には解析空間における解析処理結果による電場の強さＥと磁場の強さＨ、電流、ポインティングベクトルの分布が表示される。
【００５５】
そして、時間積分が出力部１０２にて表示される（ＳＴ３２）。つまり図３の解析処理においては、結果はΔｔ単位で出力されるから、ＣＰＵ１００はこれを時間積分して表示する。そして、ＣＰＵ１００は指定された観測面全体でポインティングベクトルを積分して解析空間を通過して外部に漏れている電力、すなわち漏洩電力Ｐ１とＰ２を算出し出力する（ＳＴ３３）。
【００５６】
図６は、この発明の実施の形態に適用される扉２の電波漏れに関するシール構造が設けられない電子レンジの庫内の解析モデル空間を示す図である。図７は、図２のフローチャートに従って得られる図６の電子レンジの庫内における電界分布を示す図である。
【００５７】
一般にチョーク溝に侵入する電子レンジの加熱室３内からの漏洩電波のモードは非常に複雑であるため、その波長も一概に予想することは困難である。一例として図６に示す電子レンジの本体１と扉２の隙間ｇのみが表現された漏洩電波のシール構造が扉２に設けられない解析空間モデルにおいて、図２のフローチャートに従いＦＤＴＤ法を用いて供給される電磁波源をＴＥ１０モードとして扉２の近傍の観察面（Ｙ−Ｚ面）における電界成分Ｅｘを解析した結果が図７に示される。
【００５８】
図７に示されるように電子レンジの扉２に関してシールド効果を有したシール構造が設計される場合、扉２のシール構造内に加熱室３内から漏洩する電波は各モードが混在した混成モードであり、解析処理においてもこのような混成波として取扱う必要性が観察される。したがって、電子レンジの本体１と扉２の全体を包含した電界分布のシミュレーションを行なうことができれば、この必要性を満たすことができるが、現在の計算機のメモリ容量と計算時間でこのようなシミュレーションを行なうことは、特に計算時間の面から実用的であるとはいえない。
【００５９】
そこで、本実施の形態では、上述の必要性を満たすために図６に示された解析空間モデルにおいて高次モードが混在している実際により近い電子レンジの本体１からの漏洩電波（電界）を図２のフローチャートに従い計算する。そして、計算して得られたこの漏洩電波を励振データ（以下、混成波と称す）とし、図４（ｂ）と（ｃ）に示されたチョーク溝の構造による解析空間モデルに入力して、図２のフローチャートに従いシミュレーションする。そして、シミュレーション結果得られたそれぞれのチョーク溝構造を通過後の漏洩電力Ｐ２と、この結果を比較するためのチョーク溝構造を設けない基準構造によるシミュレーション結果の漏洩電力Ｐ１とを計算し、これらの比較により、次の式を用いたシールド効果ＳＥ（Shield Effect）を算出する。
【００６０】
ＳＥ＝−１０・ｌｏｇ（Ｐ２／Ｐ１）      ［ｄＢ］
次に、上述した各チョーク溝構造におけるシールド効果ＳＥをシミュレーションによる解析の手順を混成波の成形過程も含めて具体的に説明する。
【００６１】
（ステップ１）  図６の扉２について漏洩電波のシール構造が設けられていない電子レンジの本体１と扉２の隙間ｇ（２ｍｍ）だけが表現された電子レンジ全体についての解析空間モデルにおいて、加熱室内の電界分布が定常状態になるまで図２のフローチャートに従い計算を繰返す。
【００６２】
（ステップ２）  次に、十分に電界分布が定常状態に達したところで図６の電子レンジの本体１の上部のギャップ（２８５ｍｍ×２ｍｍ）の電界成分Ｅｘをメモリ１０３に２０周期分保存して計算を終了する（ｃｕｔ  ｏｆｆよりＥｘ＝０で近似する）。
【００６３】
以上により、電子レンジ全体を解析空間モデルとしてレンジの加熱室３内から漏洩した電波が算出されたことになる。そして、算出された漏洩電波を用いて各チョーク溝構造について以降のステップが実行される。
【００６４】
図８は、この発明の実施の形態によるチョーク溝構造を通過して外部に漏洩する電力と経過時間との推移をグラフにして示す図である。ＦＤＴＤ法の特徴として、電波が入力開始された状態から解析開始されることになるので、図８に示されるように最初は過渡状態にあるが、十分な回数のステップ数の計算を繰返して定常状態、すなわち安定状態となったときに正しく解析が行なわれる。
【００６５】
（ステップ３）  メモリ１０３に保存された２０周期分の電界成分Ｅｘを図４（ｂ）と（ｃ）で示された扉２の上部のチョーク溝だけが表現された解析空間モデルに入力できるように時間と空間で補間する。具体的には時間と空間の補間方法は直線補間により行なわれる。時間の補間で示すと元のデータをＦ１（ｎ）、時間ステップをΔｔ１とすると時間ステップΔｔ２における補間データは（Δｔ１＞Δｔ２）として、以下の式で求められる。
【００６６】
【数１】
2005093429.tif 000003
【００６７】
ここでｉｎｔ（ｘ）はｘを整数に丸めた値を意味している。空間の補間は上述と同様であり、時間変数ｔを座標変数ｚで置換えればよい。
【００６８】
（ステップ４）上述のようにして補間されたデータを漏洩電波の入力モードとして各チョーク溝構造の解析空間モデルに代入し、電界成分Ｅｘが定常状態に達するまで計算を繰返す。
【００６９】
ここでは波源の電界成分ＥｘをＥｘ（ｔ，ｉ，ｊ，ｚ）＝Ｆ（ｔ，ｚ）とする。ここで、Ｆ（ｔ，ｚ）は補間されたデータである。
【００７０】
（ステップ５）次に、電界成分Ｅｘが十分に定常状態に達したところで、各チョーク溝構造を通過した後のポインティングベクトルを観測面全体で積分して通過電力Ｐ２を計算する。観測面のＸ−Ｚ面でポインティングベクトルを積分して通過電力を次の式に基づいて算出する。
【００７１】
【数２】
2005093429.tif 000004
【００７２】
ｎは観測面のｙ座標値である。
【００７３】
（ステップ６）そして、チョーク溝を金属板で塞いだ図４（ａ）の解析空間モデルにおける漏洩電力Ｐ１を基準値として種々の通過電力Ｐ２との比をとってシールド効果ＳＥを求める。
【００７４】
次に、解析空間モデルへの入力モードとしてＴＥ１０〜ＴＥ４０モードを含めたシールド効果の評価について説明する。
【００７５】
まず、実際の漏洩電波を設定した混成波を基準構造、一様構造および櫛歯構造の３つのタイプのチョーク溝構造に入力してシールド効果ＳＥを計算する。
【００７６】
一般に、共振器における電界成分が定常状態に達するまでに要する時間は共振器自体の大きさに比例する。チョーク溝も共振器の一種と考えることができるので、本解析においてチョーク溝のシールド効果ＳＥを検討する場合、チョーク溝を通過後の電力Ｐ１またはＰ２が時間変化に対してある一定値に収束する必要がある。扉２のチョーク溝の寸法から５〜１０周期程度で定常状態に達することがわかっている。図２のフローチャートにおいては、チョーク溝に与える励振データを２０周期として通過する漏洩電力Ｐ２の時間に対する収束性を検討した。そして、その収束性が確認されたうえで、定常状態における電力Ｐ２の時間平均を計算し、上述した各種のタイプのチョーク溝構造におけるシールド効果ＳＥを計算した。
【００７７】
図９は、この発明の実施の形態によるチョーク溝構造の解析空間モデルに関して各入力モードに対応するシールド効果をシミュレーションした結果をグラフにして示す図である。
【００７８】
図９では、励振データとして与える入力モードを変化させた場合のシールド効果ＳＥの変化が示される。入力モードは図示されるように、左からＴＥＭ（平面波）、ＴＥ（横波）１０、ＴＥ２０、…、ＤＡＴＡ（混成波）の順である。図９の２本の棒グラフのうち、左側は櫛歯構造を埋めた一様構造モデルの場合であり、右側は櫛歯構造を設けた場合を示している。
【００７９】
この結果、一様構造および櫛歯構造の各シミュレーション結果を比較すると入力モードがＴＥ１０モードについては、ほぼ同程度のシールド効果ＳＥを有しているのに対し、高次モードになるにつれて一様構造ではシールド効果ＳＥがほとんどなくなることが明確に観察できる。一方、櫛歯構造については広範囲の入力モードにわたり、ほぼ一様に大きなシールド効果ＳＥを有することがわかる。
【００８０】
また、混成波（ＤＡＴＡ）に対するシールド効果ＳＥに着目すると、一様構造ではそのシールド効果ＳＥにほとんど効果がないことから、漏洩電波はＴＥ３０でもＴＥ４０でもなく、種々の高次モードが混成したモードであることを確認でき、さらに櫛歯構造においては、このような混成波に対しても大きなシールド効果ＳＥを有することがわかる。
【００８１】
図１０は、この発明の実施の形態によるチョーク溝構造において図４（ｂ）の配置角度θの変化に対応してシールド効果をシミュレーションするためのフローチャートである。
【００８２】
図１１（ａ）と（ｂ）は、図５のチョーク溝構造のＸ−Ｙ面からみたつめＳ２を解析空間モデルで表現した状態を示す図である。
【００８３】
図１２は、この発明の実施の形態によるチョーク溝構造におけるつめＳ２の配置角度θとシールド効果との相対関係をグラフにして示す図である。
【００８４】
次にチョーク溝のつめＳ２の配置角度θがシールド効果ＳＥに与える影響を検討するために種々の角度θに対してシールド効果ＳＥを計算した結果が図１２に示される。
【００８５】
ここで、図１０を参照してつめＳ２の配置角度θとシールド効果ＳＥとの相対関係を計算するため配置角度変化に対応の処理ＳＴ４０を説明する。
【００８６】
まず配置角度θを図１１に示される位置の０°に初期設定して（ＳＴ４１）、つめＳ２の配置角度θを考慮したチョーク溝構造ののモデル形状を設定する（ＳＴ４２）。
【００８７】
次に設定されたモデル形状に従う解析空間モデルに入力される電磁波源としてＴＥＭまたは混成波を設定する（ＳＴ４３）。
【００８８】
このようにして設定されたデータに従って、図２で示されたメイン処理が実行されて（ＳＴ４４）、配置角度θによる漏洩電力Ｐ（θ）が計算される（ＳＴ４５）。
【００８９】
そして図１０に示される位置の９０°になるまで（ＳＴ４６でＹＥＳ）、配置角度θがΔθでインクリメントされ（ＳＴ４７）、ＳＴ４２〜ＳＴ４６の処理が繰返されて、逐次漏洩電力Ｐ（θ）が計算される。
【００９０】
なお、図１０のメイン処理（ＳＴ４４）の入力ステップＳＴ１０の各種データの設定では、つめＳ２に関しては図１１（ａ）と（ｂ）で示された内容を用いた寸法や物質特性の設定が行なわれる。図１１（ａ）は、たとえば図７のチョーク溝をＸ−Ｙ面から見たときの配置角度θで折り曲げられた部分Ｓ１の先端のつめＳ２の部分（金属部分）を解析セル空間に表現したものである。図１１（ａ）では黒く塗りつぶされた部分のセルは金属を示し、他は空間を示している。したがって、黒く塗りつぶされた部分のセルについては金属に対応した物質特性値が設定される。
【００９１】
図１２では、図１０のフローチャートに従った解析結果がチョーク溝構造におけるつめＳ２の配置角度θとシールド効果ＳＥとの相対関係として示される。
【００９２】
図１１で実線は入力モードを混成波として櫛歯構造モデルに入力した場合を示し、点線は参考のために、入力モードをＴＥＭモードとして一様構造に入力した場合を示す。図示されるように配置角度θの変化に対応してシールド効果ＳＥは大きく変化しており、配置角度θが３３°付近、すなわち約３０°でシールド効果ＳＥが最適であることが確認できる。そして、実際に実験にて最適値として得られていて実用化されているチョーク溝構造のつめＳ２に関する配置角度θも約３０°であることに鑑みると、図１２に示される本実施の形態によるシミュレーションによる解析結果と良好な一致が見られるから本実施の形態によるこの解析方法は有効であることが確認できる。
【００９３】
図１３は、この発明の実施の形態によるチョーク溝構造における各部の寸法を示す図である。図１４は、図１３のチョーク溝構造における寸法の変化に対応してシールド効果をシミュレーションするためのフローチャートである。図１５は、図１４のシミュレーション結果に従う寸法の変化に対応したシールド効果をグラフにして示す図である。図１６は、図１５において示される各最良ポイント近辺のシールド効果が再シミュレーションされた結果を表形式にして示す図である。
【００９４】
次に、本実施の形態では図１３に示されるようにチョーク溝の深さを従来の約半分の１１ｍｍにして従来と同等のシールド効果ＳＥが得られる構造が上述のシミュレーションによる解析法にて求められた。この基本構造は図１３に示されて扉２の周辺部の金属板が９０°での折り曲げを５回行なうことにより形成される。
【００９５】
図１３において１回目の折り曲げは加熱室３の内部とは反対方向へ曲げられ、つづく２回目の折り曲げは金属板の扉２の外側延長方向と平行な方向に曲げられ、つづく３回目の折り曲げは加熱室３の内部方向に曲げられ、つづく４回目の折り曲げは金属板の扉２の内側延長方向と一致する方向に曲げられ、つづく５回目の折り曲げは当該溝の内部方向で２回目と３回目の折り曲げ部間の面方向に曲げられる。当該溝の構造において、深さ寸法および１回目の折り曲げ部と２回目の折り曲げ部間の寸法は従来の約半分である約１１ｍｍとして２回目と３回目の折り曲げ部間の寸法（溝の底面の幅方向の寸法）は約１６ｍｍとして、チョーク溝の先端の折り曲げ部の寸法Ｌ１とＬ２を種々変えたときのシールド効果ＳＥを図１４のフローチャートに従い解析した。なお、櫛型の周期ピッチは１８ｍｍとしている。
【００９６】
図１４を参照して、図１３の基本構造において寸法Ｌ１とＬ２の変化に対応するシールド効果ＳＥの解析処理（ＳＴ５０）について説明する。
【００９７】
まず、寸法Ｌ１とＬ２が初期設定（＝０）されて（ＳＴ５１とＳＴ５２）、図２のフローチャートに従うメイン処理が寸法Ｌ１とＬ２を有した解析空間モデルにて実行される（ＳＴ５３）。
【００９８】
その結果であるチョーク溝構造からの漏洩電力Ｐ（Ｌ１、Ｌ２）が計算されて（ＳＴ５４）、寸法Ｌ２＝７（ｍｍ）かつ寸法Ｌ１＝１６（ｍｍ）となるまで（ＳＴ５５およびＳＴ５６でＹＥＳ）、寸法Ｌ１とＬ２はそれぞれ０．５（ｍｍ）ずつインクリメントされながら（ＳＴ５７、ＳＴ５８）、ＳＴ５３〜ＳＴ５６の処理が繰返されて、漏洩電力Ｐ（Ｌ１、Ｌ２）が逐次計算される。
【００９９】
上述した図１４のフローチャートでは、電磁波供給源設定（図２のＳＴ１４）にて、電磁波源は平面波（ＴＥＭ）として解析がなされており、その結果が図１５にて１０ｄＢごとの等高線表示で示される。
【０１００】
図１５の結果を参照すると従来のチョーク溝構造と同等である３０ｄＢ以上のシールド効果ＳＥが得られる領域はポイントＰＯ１〜ＰＯ５近辺の５個所で確認される。それらの領域の中心点の座標（Ｌ１、Ｌ２）はチョーク溝構造の設計値として採用され得る。しかしながら、実際に電子レンジで漏洩する電磁波源は複雑でありＴＥＭとは異なるので、供給される電磁波源をＴＥ４０として、図１５で得られた最良のポイントＰＯ１〜ＰＯ５近辺を再度シミュレーションしてシールド効果ＳＥを計算した結果が図１６に示される。
【０１０１】
図１６に示されるように入力の電磁波源ＴＥ４０とした場合には、図１５のＴＥＭとした場合に比べて、最良のポイントが若干ずれている。実際の電界分布は前述したごとく複雑なモードであるから、入力の電磁波源としてはＴＥＭよりＴＥ４０での値を用いた方がより実際に近いといえる。
【０１０２】
図１６の表より、寸法Ｌ１とＬ２の組合せ（Ｌ１、Ｌ２）は、（１１．５ｍｍ〜１４．５ｍｍ、７．５ｍｍ〜１．０ｍｍ）で値設定される。好ましいシールド効果である３０ｄＢ付近となるのは（１２．０ｍｍ、７．０ｍｍ）、（１２．５ｍｍ、６．５ｍｍ）、（１３．０ｍｍ、５．５ｍｍ）、（１３．５ｍｍ、４．５ｍｍ）、（１４．０ｍｍ、３．０ｍｍ）および（１４．５ｍｍ、２．０ｍｍ）の６ポイントとなり、チョーク溝構造の設計値として採用することができる。なお、最終的に値としてどの組合せを採用するかは、現在得られているチョーク溝構造と同等のシールド効果ＳＥが得られるものが好ましく、すなわち約３０ｄＢのシールド効果ＳＥが得られるものが好ましく、図１６の表からは２９ｄＢ以上のシールド効果ＳＥに対応の組合せＬ１、Ｌ２が採用される。
【０１０３】
図１３の基本構造ではチョーク溝構造を形成するための金属板の折り曲げ角度はいずれも９０°としているが、これは実際のプレス加工・検査工程において精度を維持するのに最も容易な角度だからである。図１３に示される櫛歯構造の周期ピッチ（１０．５ｍｍおよび７．５ｍｍ）は直接にチョーク溝による共振回路に影響を与えるものではないので、加工においては記載された寸法に厳密に従う必要はなく、扉２の周囲の全体の長さから等間隔に、記載された寸法に近い値を設定して加工すればよい。
【０１０４】
上述したように本実施の形態によれば、従来と同等のプレス加工だけの簡単な製造工程で、薄型のチョーク溝構造が形成可能であるから、扉２について軽量化と薄型化が可能となって、扉２の開閉における操作性に優れ、かつ外観寸法に対して電子レンジの加熱室内容積の大きい、すなわち容積効率の高い電子レンジを提供することができる。
【０１０５】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【０１０６】
【図１】この発明の実施の形態によるチョーク溝構造の電波漏れに関するシールド効果をシミュレーションするための計算機の構成を示す図である。
【図２】この発明の実施の形態に適用されるＦＤＴＤ法に従うシールド効果をシミュレーションするための概略手順を示すメインフローチャートである。
【図３】図２の解析処理の詳細フローチャートである。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は、この発明の実施の形態に適用されるチョーク溝構造の解析モデルを示す図である。
【図５】図４（ｂ）と（ｃ）に示される櫛歯構造の解析空間モデルを示す図である。
【図６】この発明の実施の形態に適用される扉２の電波漏れに関するシール構造が設けられない電子レンジの庫内の解析モデル空間を示す図である。
【図７】図２のフローチャートに従って得られる図６の電子レンジの庫内における電界分布を示す図である。
【図８】この発明の実施の形態によるチョーク溝構造を通過して外部に漏洩する電力と経過時間との推移をグラフにして示す図である。
【図９】この発明の実施の形態によるチョーク溝構造の解析空間モデルに関して各入力モードに対応するシールド効果をシミュレーションした結果をグラフにして示す図である。
【図１０】この発明の実施の形態によるチョーク溝構造において図４（ｂ）の配置角度θの変化に対応してシールド効果をシミュレーションするためのフローチャートである。
【図１１】（ａ）と（ｂ）は、図５のチョーク溝構造のＸ−Ｙ面から見たつめＳ２を解析空間モデルで表現した状態を示す図である。
【図１２】この発明の実施の形態によるチョーク溝構造におけるつめＳ２の配置角度とシールド効果との相対関係をグラフにして示す図である。
【図１３】この発明の実施の形態によるチョーク溝構造における各部の寸法を示す図である。
【図１４】図１３のチョーク溝構造における寸法の変化に対応してシールド効果をシミュレーションするためのフローチャートである。
【図１５】図１４のシミュレーション結果に従う寸法の変化に対応したシールド効果をグラフにして示す図である。
【図１６】図１５において示される各最良ポイント近辺のシールド効果が再シミュレーションされた結果を表形式にして示す図である。
【図１７】この発明の実施の形態および従来技術を説明するために適用される電子レンジの外観斜視図である。
【図１８】チョーク溝構造を説明するための図１７の扉２の周囲における横断面図である。
【図１９】図１８のチョーク溝の立体構造を示す図である。
【符号の説明】
【０１０７】
Ｐ０  チョーク溝への入力電力、Ｐ１  基準構造通過後の漏洩電力、Ｐ２  チョーク溝通過後の漏洩電力、Ｓ２  つめ、ＳＥ  シールド効果、θ  配置角度、Ｅｘ  電界成分、Ｌ１，Ｌ２  寸法、１  電子レンジ、２  扉、３  加熱室、４  チョーク溝、ｇ  隙間。
【図１】
2005093429.tif 000005
【図２】
2005093429.tif 000006
【図３】
2005093429.tif 000007
【図４】
2005093429.tif 000008
【図５】
2005093429.tif 000009
【図６】
2005093429.tif 000010
【図７】
2005093429.tif 000011
【図８】
2005093429.tif 000012
【図９】
2005093429.tif 000013
【図１０】
2005093429.tif 000014
【図１１】
2005093429.tif 000015
【図１２】
2005093429.tif 000016
【図１３】
2005093429.tif 000017
【図１４】
2005093429.tif 000018
【図１５】
2005093429.tif 000019
【図１６】
2005093429.tif 000020
【図１７】
2005093429.tif 000021
【図１８】
2005093429.tif 000022
【図１９】
2005093429.tif 000023