JP2009170335A - 高周波加熱装置 - Google Patents

Abstract

【課題】加熱ムラを抑制することのできるアンテナを備えた高周波加熱装置を得る。
【解決手段】高周波を放出するアンテナの平板と、導波管からの高周波給電部となるアンテナのシャフトとを２分岐した導電経路で接続することにより、アンテナ平板上の広範な領域において強電界を放出し、加熱室内の広範な領域を相対的にムラなく加熱する。
【選択図】図４

Description

この発明は、電子レンジなどの高周波加熱装置に関するものである。

電子レンジなどの高周波加熱装置においては、加熱室と、加熱室の前面開口を開閉自在に覆うドアと、マイクロ波を発振する高周波発振器とを備え、高周波発振器（マグネトロン）が発振した高周波（マイクロ波）を導波管により加熱室内に供給することによって食品を加熱している。このような高周波加熱装置では従来より、加熱室内にマイクロ波を拡散させてより効率よく加熱を行うための手段として、例えば、「基部導体の内面に重心を支点として回転自在に対向配置され、かつマイクロ波伝送路から伝播されたマイクロ波を加熱室内に拡散させる複数のラインスロットを有する円盤状のスロット板と、基部導体の外部に設置され、かつスロット板に回転駆動力を付与する駆動手段と、スロット板の周縁部と対向する基部導体の内壁面に配設されたリング状のチョークと、スロット板の周縁部と対向する基部導体の内壁面にチョークよりも外周部に配設され、かつスロット板の回転を支持させる複数のガイドローラとを設けることにより、スロット板のマイクロ波の放出口であるラインスロットと被加熱物との位置を変化させ、均一なマイクロ波電力分布」を付与する、というものもあった（例えば、特許文献１参照）。

特開２００４−３２７２７３公報（第４−７頁、第２図、第４図） 特開２００１−２５０６７２公報（第３−７頁、第４図）

図１は、家庭用などに用いられる一般的な高周波加熱装置の主要部断面図である。図１に示すとおり、高周波加熱装置の本体１は、略直方体に設けられた加熱室２と、高周波を発振する高周波発振器３と高周波を伝播する導波管４と導波管４内の高周波を加熱室内１に拡散させるアンテナ５を備え、アンテナ５の上面には、アンテナ５の保護と被加熱物９の設置板を兼ねた高周波透過板８が設置されている。

高周波を加熱室２および被加熱物９に拡散させる手段であるアンテナ５については、図１１又は図１２に示す従来例が存在する。
図１１はスロットアンテナを平板上に設けたもの（特許文献１）、図１２はダイポールアンテナを平板内の一部に設けたもの（特許文献２）であり、それぞれ円盤略中心に設けたシャフト接続部１６から高周波の給電を行い、アンテナ表面に設置されているスロットまたはダイポールに局所的に強い高周波を発生させることで、被加熱物９の加熱を実現しているものである。

このような従来のアンテナ形状を用いた場合、導波管４と接続されているシャフト接続部１６より高周波が給電され、この高周波が円盤上で高周波電流となり、シャフトを給電部として入射と反射を繰り返すのみとなるため、局所的に高電界を発生する部分とそうでない部分の分布がアンテナ上にできることになる。
具体的には、スロットを設置したアンテナ（図１１）においてはスロット部分２０に、ダイポールを設けたアンテナ（図１２）においてはダイポール先端部分２１に高周波を強く伝播する。したがって、この位置の被加熱物９は強く加熱されることとなる。
この事象を逆説的かつ相対的に表現すると、アンテナ上に強く加熱されない部分が存在することを意味する。すなわち、被加熱物９への高周波の照射が強い部分と弱い部分が存在することであり、よく加熱される部分とあまり加熱されない部分、すなわち加熱ムラが存在するという課題がある。
また、上記のような加熱ムラを緩和する目的で、アンテナ５を回転させて加熱するものもあるが、結局は同心円状に強電界部分が移動するものであり、同心円状に加熱の強弱が発生するという課題は残る。

さらに、効率的に電波を放射しようとした場合、スロットアンテナやダイポールアンテナの寸法は発振する高周波の波長により最適な長さが決まってくる。例えばスロットアンテナの場合はスロットの長手寸法が１／２波長のときに最も効率的に電波を放射する。また、図１２に示した従来例のダイポールアンテナの場合は給電部であるシャフト接続部からダイポール先端部分２１までの長さが１／２波長の長さの場合に、最も効率的に電波を放射する（特許文献１の第５頁）。
例えば、家庭用電子レンジに使われる高周波の波長である２．４５Ｇｈｚの場合、その波長は１２２．４ｍｍとなり、１／２波長は６１．２ｍｍとなる。家庭用の電子レンジの底面の寸法は大型のものでもおおよそ４００ｍｍ×３００ｍｍ程度であり、周辺部品を配置することを勘案すると、アンテナ５の平板の直径は大きくとも２００ｍｍ程度とする必要がある。
ここで、例えば図１１の従来例に示すようなラジアル状の多数のスロットアンテナを家庭用電子レンジに設置しようとした場合、効率的に高周波を発生する略１／２波長のスロット寸法のアンテナは配置不可能であり、結果的に被加熱物への加熱の効率化を図ることができない。

すなわち、被加熱物９へ効率的な加熱を促進させるとともに被加熱物９の加熱ムラを是正するためには、アンテナ上の広範な部分から均等な高周波を発生させることが重要となるが、従来の高周波加熱装置では強い電界を局所的にしか発生させることのできないアンテナ形状であったため、必ずしも加熱の効率化や加熱ムラ是正が十分に行われていないという課題があった。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、効率よく加熱でき、かつ、加熱ムラを抑制することのできる高周波加熱装置を提供するものである。

本発明に係る高周波加熱装置は、
被加熱物を収納する加熱室と、前記加熱室内の被加熱物を加熱するための高周波を発振する高周波発振器と、前記高周波発振器から発振された高周波を前記加熱室に導く導波管と、前記導波管から伝播された高周波を前記加熱室内に拡散させるアンテナとを備え、
前記アンテナは、前記高周波を放出する平板と、一端が前記導波管内に配置され他端に前記平板を接続して前記導波管の高周波を前記平板に伝播するアンテナシャフトとからなり、前記平板と前記アンテナシャフトとは、前記アンテナシャフト上部から２分岐された導電経路をもって接続されることを特徴としたものである。

本発明の高周波加熱装置は、高周波を放出するアンテナの平板と、導波管からの高周波給電部となるアンテナのシャフトとを２分岐した導電経路で接続することにより、アンテナ平板上の広範な領域において強電界を放出することができる。このため、効率よく、かつ、加熱室内の広範な領域を相対的にムラなく加熱することができる。

実施の形態１．
本発明を実施する形態として、図１〜図４を用いて説明する。図１は本発明の実施の形態１における高周波加熱装置の主要部断面図であり、図２は当該高周波加熱装置の外観斜視図である。図１、図２に示す構成は前述の従来技術と基本的に同じである。
図３は、本発明の実施の形態１における高周波加熱装置の加熱室底面の主要部の斜視図であり、加熱室内へ高周波を伝播させるための給電部の主要部を示している。図４は、図３の中央に示すアンテナ５の上面図である。

まず、本実施の形態１に係る高周波加熱装置の基本構成を説明する。
図２は、フラットキャビン型電子レンジの側断面図であり、本体１とその前面開口を開閉するドア１１とからなる筐体の前面（正面）上辺部に、各種の情報を入力するための操作パネル１０が設けられている。使用者が加熱を行う際には、ドア１１を開けて加熱室２内に被加熱物９を入れ、ドア１１を閉めた後、操作パネル１０を用いて加熱時間や加熱温度などの設定をして加熱調理を開始する。ドア１１には、パンチングメタルと該パンチングメタルを挟むガラスなどで構成されるドア視認窓１２が設けられており、加熱室２内の被加熱物９の調理状態を確認することができるようになっている。

次に図１を用いて、加熱を行うための構成及びそのしくみを説明する。
図１において、本体１の加熱室２の底部には、２．４５ＧＨｚのマイクロ波を発振する高周波発振器３（マグネトロン）が設置されている。高周波発振器３により発振されたマイクロ波は、導波管４を伝播して加熱室２の底面に設けられた丸穴（給電部１３）を通じてアンテナ５に伝わり、さらに高周波透過板８を介して、被加熱物９に照射される。導波管４は導電体で閉塞・構成されたものであり、一端を高周波発振器３に、他端をアンテナ５のアンテナシャフト５２に接続されている。
アンテナ５は、アンテナ平板５１と、アンテナシャフト５２と、後述の導電経路（図１には図示せず。図４参照。）とで構成されており、アンテナ収納部１５に格納されている。また、アンテナシャフト５２は、アンテナ５の下部に設けたアンテナモータ６と接続されている。アンテナモータ６は、アンテナ５を回転させるための駆動手段である。なお、本実施の形態１に係る発明は、アンテナ５に特徴があるものであり、その構成の詳細については後述する。
アンテナ収納部１５と加熱室２を区切る位置には、高周波透過板８が設けられている。高周波透過板８は、セラミック等の非誘電部材から成り高周波を透過するとともに、被加熱物９を設置するための台となっている。
また、加熱室２の上方には、加熱室２内の温度を検知するための手段として、赤外線センサ等の温度検知手段７が設けられている。

ここで、上記のような構成において、高周波発振器３から発振されたマイクロ波が被加熱物９へ照射されるに至るしくみについて説明する。
例えば電子レンジの場合、高周波発振器３からは、２．４５ＧＨｚのマイクロ波が発振される。これにより、家庭用の電子レンジにおいては、約１０００Ｗの出力を得ることができる。
発振されたマイクロ波は、導波管４内において空間を伝播する。導波管４と加熱室２とは、加熱室２の底面に設けられた丸穴（給電部１３）で結合されており、導波管４内の空間を伝播しているマイクロ波は、丸穴（給電部１３）を経由して加熱室２内へ伝播する。

しかし、加熱室２の底面に単に丸穴（給電部１３）を設けただけでは、導波管１４内のマイクロ波は加熱室２内に効率よく流れこまない。そこで、導電性のアンテナ平板５１とアンテナシャフト５２とで構成されるアンテナ５を設け、加熱室２内にマイクロ波を拡散させるのである。アンテナ５のアンテナ平板５１とアンテナシャフト５２とは、同軸結合で互いに接続されており、アンテナ平板５１が加熱室２側に配置されている。
以上のように構成されたアンテナ５において、導波管４内に伝播するマイクロ波は、アンテナ５のアンテナシャフト５２で表面電流に変換される。変換された電流はアンテナ５表面を流れ、マイクロ波による電流の時間変化に伴って、この電流により磁界が励起され、励起された磁界により電界が発生する。磁界と電界の時間変化が高周波の位相に伴って増減することにより、電磁波が放射されることとなる。
すなわち、アンテナ５表面には電流が流れるため、マイクロ波の時間変化（位相変化）における表面電流の流れ方により、アンテナ平板５１部分から加熱室２内に伝播する高周波の振る舞いは変化することになる。したがって、アンテナ５の表面に流れる電流および電流の時間変化をより広範な領域で起こすことにより、アンテナ平板５１上の広い領域から高周波を発生させることができる。この現象が本発明の根幹を成す部分である。

次に図４により、本発明の実施の形態１に係るアンテナ５の構成について詳細に説明する。
図４はアンテナ５を鉛直方向から見た図である。アンテナ平板５１とアンテナシャフト５２とは、アンテナシャフト接続部１６から２分岐した導電経路１４ａ及び導電経路１４ｂにより接続されている。アンテナシャフト５２から供給された電流は、導電経路１４ａと導電経路１４ｂを介して、個別の電流として、アンテナ平板５１上にて合流する。図４の矢印線は、この電流の流れを示す。

アンテナ５を上面から見ると、導電経路１４ａは図４の図面下方から、導電経路１４ｂは図４の図面右側から、それぞれアンテナ平板５１に略直角に入射するよう構成している。
また、導電経路１４ａと導電経路１４ｂとは異なる経路長を形成しており、具体的には、導電経路１４ａの長さをＬ、もう一方の導電経路１４ｂの長さをＬ＋マイクロ波の波長の１／４となるよう構成している。また、経路を確保するため、図４に示すように、円形であるアンテナ平板５１に対して迂回するように曲げを形成している。
なお、導電経路１４ａ及び導電経路１４ｂの曲げ部分には、角アール１７を形成している。これにより、高出力時に電界が集中してスパークを起こすおそれを低減することが可能となる。

アンテナ平板５１は、直径をマイクロ波の略１／２波長とする円形状であり、従来例で示したアンテナと比較すると小型化している。
また図４に示すとおり、アンテナ５の重心はアンテナシャフト５２上になく偏心状態であることから、特に加熱室２内が高温となった場合の剛性を確保するため、アンテナ５の板厚は０．３ｍｍ以上、好ましくは０．５〜２ｍｍにて構成する。

上記のような２分岐した導電経路を設けることで、導電経路１４ａを経由して流入、つまりアンテナ５を上面から見たときの下方から流入する高周波電流と、導電経路１４ｂを経由して流入、つまりアンテナ５を上面から見たときの右側から流入する高周波電流とが、アンテナ平板５１上でベクトル的に合成される。したがって、アンテナ平板５１上では、多様な電流が流れることとなり、発生する電磁波も多様化する。
さらに、導電経路１４ａと導電経路１４ｂをアンテナ平板５１における電流源と見た場合、これらの導電経路はアンテナ平板５１に対して略直角に入射するため、幾何学的な電流源の配置が両者で９０°ずれていることになる。加えて、両導電経路の経路長に、マイクロ波の１／４波長分の違いを設けたため、アンテナ平板５１に入射する電流の位相も、両導電経路で９０°ずれている。これら配置のずれと位相のずれとを利用することで、アンテナ平板５１において、円環状に高電界を放射することのできる円偏波を発生させることができる。

次に、円偏波発生原理について、図５を用いて説明する。
図５は、アンテナ平板５１上を流れる電流を模式図的に示したものであり、アンテナ平板５１上を流れる電流を実線で、導電経路１４ａ・１４ｂから入射する電流を破線で表したものである。また、破線の長さは電流の大きさを示しており、長いほど電流が大きい。
マイクロ波によって励起された電流は、位相９０°ごとに流れる方向が逆転するよう変化する。例えば位相０°において、導電経路１４ａからの入射は下向きに大きく流れているが、位相２２．５°、４５°と位相が変わるにつれてその電流は小さくなっていき、その後電流の流れる方向は逆転しはじめ（位相６７．５°）、位相９０°においては位相０°と同じ大きさで逆方向に流れる電流となる。
これはアンテナ５を上面から見たときの右側から流入する導電経路１４ｂからの入射においても同じ現象となるが、電流源であるアンテナシャフト５２からアンテナ平板５１への流入距離が導電経路１４ａとは異なるため、同時刻におけるアンテナ平板５１へ流入する電流の大きさは、導電経路１４ａと導電経路１４ｂとでは異なることとなる。

導電経路１４ａと導電経路１４ｂとから入射した電流は、図５のアンテナ平板５１上に実線で示す合成電流として、位相ごとにその流れる方向を順次変化させていくこととなる。結果として、位相が１８０°変化するうちにアンテナ平板５１上に流れる電流の方向は１回転することとなる。
すなわち電流の動きに伴い、アンテナ平板面鉛直方向に発生する電磁波は、強電界部分を円環状の位相に伴って移動していくこととなる。

本現象は、家庭用電子レンジでは周波数２．４５ＧＨｚで行われる事象であるので、強電界部分が平板上を１回転する時間は２４億５０００万分の１秒である。
この時間オーダーは、被加熱物９を加熱する際の加熱時間（通常数十秒〜数十分）やアンテナ５の回転速度（通常５〜６ｒｐｍ程度）と比較して、はるかに小さい。したがって、被加熱物９は、事実上、アンテナ平板５１によって円環状に強い電界を与えられているのと等しいこととなる。
図６（Ａ）と（Ｂ）に、アンテナ５により生ずる電界の模式図を示す。図６（Ａ）が本発明に係るアンテナであり、（Ｂ）は従来のダイポールアンテナである。図に示すとおり、従来のアンテナ（Ｂ）では、ダイポール先端部及び上部、下部、左側の空間部分にしか強い電界を生じていない。これに対し、本発明にかかるアンテナ（Ａ）では、円環状に強い電界が生じている。

また、加熱調理中（マイクロ波発振中）には、図４に示すアンテナモータ６を駆動させて、アンテナ５を回転させることができる。
図６（Ｃ）（Ｄ）に、アンテナを回転させた場合の電界強度分布の模式図を示す。図６（Ｃ）が本発明に係るアンテナであり、（Ｄ）は従来のダイポールアンテナである。網掛け部分はアンテナが３６０度１回転したと仮定して合成した電界強度分布である。網掛け部分が濃いほど、より強い電界が生じていることを表す。
前述の通り、本発明のアンテナでは平板上に円環状の強い電界が放出されるため、アンテナを回転させた場合、分布としては広い領域において加熱が可能となる。これに対して、従来品では局所的に強電界が放出されるアンテナのため、同心円状に電界強部分と弱部分が生じ、さらに弱電界部分が広い。（Ｃ）と（Ｄ）の強電界部分（網掛け部分）の面積を比較すると、本発明に係るアンテナがより広範囲で強電界を生じさせていることは明らかである。
さらに本発明に係るアンテナ５では、導電経路１４ａ、Ｂ１５双方にも電流源であるシャフトから電流が流れているので、ここからも電磁波は放出される。したがって、中心にシャフトをおいた従来品では、アンテナ中央部は弱加熱傾向が大きかったが（図６（Ｄ））、本発明に係るアンテナ５ではこれを緩和することが可能となっている。

以上のようにアンテナ平板５１とアンテナシャフト５２とを２分岐した導電経路で接続したので、アンテナ平板５１上の強電界部分を高周波の位相ごとに移動させることができる。このため、アンテナ平板５１の広範な領域において強電界放出を実現することができ、加熱室２の広範な領域を相対的にムラなく加熱することが可能となる。
また、２分岐した導電経路をそれぞれ略直角に入射するよう構成したので、強電界部分の移動効果が大きくなり、アンテナ平板５１上に流れる電流をより多様化することが可能となる。

また、２分岐した導電経路のうち、一方を他方より１／４波長分だけ長くして、平板に流入する高周波電流の位相が１／４波長分だけずれるようにしたので、相差９０°の電流をアンテナ平板５１に流入させることが可能となる。すなわち、シャフト状で同時に励起された電流が、それぞれの位相を変化させた状態でアンテナ平板５１に流入する。したがって、平板に流れる電流の合成ベクトルが周期的に変化すると、アンテナ平板から加熱室内上方向に対して螺旋的に強い電波を放出する、いわゆる円偏波を生じさせることができる。これにより、食品の吸収範囲を広げることが可能となり、ひいては被加熱物に対して、効率的かつ均一な温度上昇効果を与える効果を得ることができる。

また、アンテナ回転を併用することで、より広範な範囲に対して、更に均一な加熱ができる。

実施の形態２．
前述の実施の形態１ではアンテナ５を１本設けた場合の例について示したが、本実施の形態２では、複数のアンテナ５を設置する場合の例について示す。なお、本実施の形態２に係る高周波加熱装置は、アンテナ５の配置を除き実施の形態１と基本的に同じであるので、以下、実施の形態１と異なる部分について説明する。

図７は、実施の形態２に係る高周波加熱装置の内部底面の、アンテナ５の配置の模式図である。図７に示すように、本実施の形態２における高周波加熱装置は、アンテナ５を４本設けている。従来のアンテナ（図１１、図１２）は、前述のようにスロットアンテナやダイポールアンテナが１／２波長の長さであるときに効率よく電波を発生させるという特性を生かしたものである。したがって、前述のとおりアンテナをある程度大型化せざるをえない。そのため、一般的な家庭用電子レンジの底面寸法（４００ｍｍ×３００ｍｍ程度）を考慮すると、４本のアンテナを設置しようとしても、アンテナ同士の干渉を起こしてしまい、設置することができない。
これに対し本発明に係るアンテナ５は、アンテナ平板４と導電経路１４ａ及び導電経路１４ｂで構成され、従来のものと比べて寸法が小さいため、４本のアンテナを設置することが可能である。
以上のように４本のアンテナを設置することにより、１本の場合と比較して、より広範かつ均一な強電界を放出できる。

また、設置した４本のアンテナを回転させることもできる。図８は、４本のアンテナのうち１本が回転する様子とその強電界部分を模式的に表したものである。４本のアンテナを便宜的にＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄとすると、Ａを一定時間回転させた後、これを他のアンテナの回転を干渉しない位置に停止させる。続けてＢを一定時間回転させた後、これを他のアンテナの回転を干渉しない位置に停止させる。これと同じ動作を、Ｃ、Ｄについても順番に行い、加熱中はＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの一連の回転動作を繰り返す。
上記の回転動作により、加熱室内の電界強度分布を全体として極めて平準化された状態にすることができる。したがって、実施の形態１と比較して、加熱室２内全域における加熱状態をより均一化することが可能となる。

なお、上記実施の形態２では、アンテナを４本設置する場合の例について示したが、アンテナの数はこれに限定するものではなく、各アンテナが互いに干渉しないように配置するものであれば本数は問わない。

実施の形態３．
前述の実施の形態１では、加熱中にアンテナ５を回転させ続ける例を説明したが、本実施の形態３では、加熱室２内の温度状況に合わせてアンテナ５の回転を制御する例について説明する。
なお、本実施の形態３に係る高周波加熱装置の構成は、実施の形態１と基本的に同じであるので、以下、実施の形態１と異なる部分について説明する。

図１に示す温度検知装置７は、加熱室２内の温度を検出するための非接触の赤外線センサである。特に、複眼の赤外線センサ、例えば４×４サーモパイルアレイセンサなどを使用すると、より精緻な温度検知が可能となる。
図９は、本発明の実施の形態３に係る高周波加熱装置の底面の模式図である。
図９では、高周波透過板８内を仮想的に１６分割しており、これらの領域を検知領域１８と称す。温度検知装置７は、この検知領域１８の各々の分割領域ごとに温度を検出することができる。
さらに本発明に係る高周波加熱装置は、図示しない制御手段を有しており、この制御手段は、温度検知装置７の検出温度に基づいてアンテナモータ６の駆動を制御することで、アンテナ５の回転と停止を制御する。

次に動作について説明する。加熱を開始すると、温度検知装置７は加熱室２内の検知領域１８の各々の温度を検出する。相対的に低温であると判定される低温領域１９を検知した場合、温度検知装置７は前記制御手段に低温領域１９の情報を伝達し、前記制御手段はその低温領域１９の真下にアンテナ５のアンテナ平板５１が配置されるよう、アンテナ５を回転させて平板１３を移動し、停止させる。
このような制御動作を行うことにより、加熱物の加熱状態が不均一で低温領域が生じている場合であっても、この低温領域を集中して加熱することができる。任意の特定領域の加熱効果を高めることができるので、加熱ムラを抑制するきめ細かな加熱制御の行える高周波加熱装置が実現できる。

なお、本実施の形態３では、アンテナが１本の場合の例について示したが、実施の形態２で示したように、複数のアンテナを設置した場合にも適用可能である。複数のアンテナを設置し、かつ、検出温度によりアンテナの回転を制御することで、より素早く、かつ、均一な加熱が可能となる。

なお、上記説明ではアンテナ平板５１が円形状である場合の例について説明したが、図１０に示す方形平板としてもよい。方形の形状は、一辺の長さを少なくとも高周波発振器から発信される高周波の１／２波長の長さとする。このようにしても、アンテナ表面上の電流合成が可能であり、円形のアンテナ平板と同様に多様な電界を発生させることができる。

なお、本発明に係る高周波加熱装置においては、加熱装置である輻射ヒータを加熱室天面に設けたり、背面に熱風ヒータを設けたり、蒸気生成装置などと組み合わせることも可能である。

本発明の実施の形態１に係る高周波加熱装置の主要部断面図である。 本発明の実施の形態１に係る高周波加熱装置の外観斜視図である。 本発明の実施の形態１に係る高周波加熱装置の加熱室底面の主要部斜視図である。 本発明の実施の形態１に係る高周波加熱装置のアンテナの上面図である。 本発明の実施の形態１に係る高周波加熱装置のアンテナ上の表面電流の遷移図である。 本発明の実施の形態１に係る高周波加熱装置の加熱室底面における強電界分布図である。 本発明の実施の形態２に係る高周波加熱装置のアンテナ配置と強電界分布の模式図である。 本発明の実施の形態２に係る高周波加熱装置のアンテナを回転させた場合のアンテナ配置と強電界分布の模式図である。 本発明の実施の形態３に係る高周波加熱装置の加熱室底面における検知領域を示す上面図である。 本発明の他の実施形態に係る高周波加熱装置の方形アンテナの上面図である。 従来の高周波加熱装置のアンテナ上面図である。 別の従来の高周波加熱装置のアンテナ上面図である。

符号の説明

１ 本体、２ 加熱室、３ 高周波発振器、４ 導波管、５ アンテナ、５１ アンテナ平板、５２ アンテナシャフト、６ アンテナモータ、７ 温度検知装置、８ 高周波透過板、９ 被加熱物、１０ 操作パネル、１１ ドア、１２ ドア視認窓、１３ 給電部、１４ａ、１４ｂ 導電経路、１５ アンテナ収納部、１６ シャフト接続部、１７ 角アール、１８ 検知領域、１９ 低温領域。

Claims (13)

1. 被加熱物を収納する加熱室と、
   前記加熱室内の被加熱物を加熱するための高周波を発振する高周波発振器と、
   前記高周波発振器から発振された高周波を前記加熱室に導く導波管と、
   前記導波管から伝播された高周波を前記加熱室内に拡散させるアンテナとを備え、
   前記アンテナは、前記高周波を放出する平板と、一端が前記導波管内に配置され他端に前記平板を接続して前記導波管の高周波を前記平板に伝播するアンテナシャフトとからなり、
   前記平板と前記アンテナシャフトとは、前記アンテナシャフト上部から２分岐された導電経路をもって接続される
   ことを特徴とする高周波加熱装置。
2. 前記アンテナシャフト先端から２分岐された前記導電経路は、
   一方に対して他方が、前記高周波発振器から発振される高周波の１／４波長分長い
   ことを特徴とする請求項１記載の高周波加熱装置。
3. 前記アンテナシャフト先端から２分岐された前記導電経路は、
   前記平板面鉛直方向から見て略直角に接続されている
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２いずれか記載の高周波加熱装置。
4. 前記平板は、
   少なくとも１辺の長さを、前記高周波発振器から発振される高周波の略１／２波長とした方形形状とする
   ことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の高周波加熱装置。
5. 前記平板は、
   直径を、前記高周波発振器から発振される高周波の略１／２波長とした円形状とする
   ことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の高周波加熱装置。
6. 前記アンテナを駆動する駆動手段を設け、該駆動手段により前記アンテナを回転させる
   ことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の高周波加熱装置。
7. 被加熱物の温度を検知する検知手段と、
   該検知手段の検知温度に基づいて前記駆動手段を制御することで、前記アンテナの回転 と停止を制御する制御手段と、
   を備えることを特徴とする請求項６記載の高周波加熱装置。
8. 前記検知手段は、複数の領域を検知可能な複眼赤外線センサとしたことを特徴とする請求項７記載の高周波加熱装置。
9. 複数の前記アンテナを設けることを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれかに記載の高周波加熱装置。
10. 複数の前記アンテナを設け、
    前記制御手段は、前記複数のアンテナのうち一部を回転させ他を停止させるよう制御する
    ことを特徴とする請求項６〜請求項８のいずれかに記載の高周波加熱装置。
11. 前記加熱室内に、前記アンテナを収納するためのアンテナ収納部と、前記アンテナ収納部と前記加熱室とを仕切ってアンテナを保護するための高周波透過板と、
    を備えることを特徴とする請求項１〜請求項１０のいずれかに記載の高周波加熱装置。
12. 前記導電経路の曲げ部分には、アールをつけることを特徴とする請求項１〜請求項１１のいずれかに記載の高周波加熱装置。
13. 前記アンテナの平板部分の厚みを０．３ｍｍ以上とすることを特徴とする請求項１〜請求項１２のいずれかに記載の高周波加熱装置。

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