(57)【要約】      （修正有）【課題】部分加熱が可能なマイクロ波加熱装置であって、安価で高出力なマイクロ波加熱装置を提供する。【解決手段】第１のアンテナ部１４２の放射電極１４２ａより、Ｙ方向の直線偏波のマイクロ波が放射されると、放射電極１４４ａの長手方向がＹ方向と平行となっている第３のアンテナ部１４４に入射する。第３のアンテナ部１４４にマイクロ波が入射すると、同軸線１６４ａを介し、第４のアンテナ部１４５に伝送され、第４のアンテナ部１４５の放射電極１４５ａより、Ｙ方向の直線偏波のマイクロ波が放射される。第４のアンテナ部１４５の放射電極１４５ａより放射されたマイクロ波は、放射電極１４３ａの長手方向がＹ方向と平行となっている第２のアンテナ部１４３に入射し、同軸線１６３ａを介し、パッチアンテナに供給される。パッチアンテナに供給されたマイクロ波は、マイクロ波加熱装置の加熱室内に放射され、被加熱物が加熱される。【選択図】図３
2020155276.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナより放射されたマイクロ波を被加熱物に照射することにより、前記被加熱物を加熱するマイクロ波加熱装置であって、
マイクロ波を発生させるマイクロ波発生源と、
前記マイクロ波発生源と前記アンテナとの間に設けられたスイッチと、
を有し、
前記スイッチは、
前記マイクロ波発生源に接続された直線偏波の第１のアンテナ部と、
前記アンテナに接続された直線偏波の第２のアンテナ部と、
前記第１のアンテナ部と前記第２のアンテナ部との間に設けられた直線偏波の回転アンテナ部と、
を有することを特徴とするマイクロ波加熱装置。
【請求項２】
前記第１のアンテナ部の偏波方向と、前記第２のアンテナ部の偏波方向とは、同じ方向であって、
前記回転アンテナ部における偏波方向を前記第１のアンテナ部及び前記第２のアンテナ部の偏波方向と平行にするか直交させるかにより、前記アンテナより放射されるマイクロ波のオンオフを制御することを特徴とする請求項１に記載のマイクロ波加熱装置。
【請求項３】
前記第１のアンテナ部の偏波方向と、前記第２のアンテナ部の偏波方向とは、同じ方向であって、
前記回転アンテナ部を回転させることにより、前記アンテナより放射されるマイクロ波の出力を制御することを特徴とする請求項１に記載のマイクロ波加熱装置。
【請求項４】
前記第１のアンテナ部、前記第２のアンテナ部及び前記回転アンテナ部は、金属により形成された筒状の筐体内に入れられていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のマイクロ波加熱装置。
【請求項５】
アンテナより放射されたマイクロ波を被加熱物に照射することにより、前記被加熱物を加熱するマイクロ波加熱装置であって、
マイクロ波を発生させるマイクロ波発生源と、
前記マイクロ波発生源と前記アンテナとの間に設けられたスイッチと、
を有し、
前記スイッチは、
前記マイクロ波発生源に接続された直線偏波の第１のアンテナ部と、
前記アンテナに接続された直線偏波の第２のアンテナ部と、
を有し、
前記第１のアンテナ部の偏波方向と、前記第２のアンテナ部の偏波方向と平行にするか直交させるかにより、前記アンテナより放射されるマイクロ波のオンオフを制御することを特徴とするマイクロ波加熱装置。
【請求項６】
前記第１のアンテナ部及び前記第２のアンテナ部は、金属により形成された筒状の筐体内に入れられていることを特徴とする請求項５に記載のマイクロ波加熱装置。
【請求項７】
前記アンテナは、前記マイクロ波加熱装置の加熱室に複数配置されていることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載のマイクロ波加熱装置。
【請求項８】
入力側の直線偏波の第１のアンテナ部と、
出力側の直線偏波の第２のアンテナ部と、
前記第１のアンテナ部と前記第２のアンテナ部との間に設けられた直線偏波の回転アンテナ部と、
を有し、
前記第１のアンテナ部の偏波方向と、前記第２のアンテナ部の偏波方向とは、同じ方向であって、
前記回転アンテナ部における偏波方向を前記第１のアンテナ部及び前記第２のアンテナ部の偏波方向と平行にするか直交させるかにより、オンオフを制御することを特徴とするスイッチ。
【請求項９】
前記第１のアンテナ部、前記第２のアンテナ部及び前記回転アンテナ部は、金属により形成された筒状の筐体内に入れられていることを特徴とする請求項８に記載のスイッチ。
【請求項１０】
入力側の直線偏波の第１のアンテナ部と、
出力側の直線偏波の第２のアンテナ部と、
を有し、
前記第１のアンテナ部の偏波方向と、前記第２のアンテナ部の偏波方向とを平行にするか直交させるかにより、オンオフを制御することを特徴とするスイッチ。
【請求項１１】
前記第１のアンテナ部及び前記第２のアンテナ部は、金属により形成された筒状の筐体内に入れられていることを特徴とする請求項１０に記載のスイッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロ波加熱装置及びスイッチに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
マイクロ波加熱装置は、加熱対象となる被加熱物を加熱室内に載置し、マイクロ波発生源において発生させたマイクロ波を被加熱物に照射して、被加熱物に吸収させることにより、被加熱物を加熱する装置である。このようなマイクロ波加熱装置においては、加熱室内に放射されたマイクロ波は、加熱室の壁面等において反射を繰り返し、被加熱物に照射される。一般的には、マイクロ波加熱装置においては、マイクロ波発生源として真空管の一種であるマグネトロンが用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−１６９５１号公報
【特許文献２】特開２０００−８２９１６号公報
【特許文献３】国際公開第２００８／０５６４７６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
マイクロ波加熱装置は、通常、被加熱物を均一に加熱することを目的としているが、被加熱物の一部だけを加熱したい場合がある。例えば、食品であるサラダ、ご飯、肉等が入った弁当を暖める場合、ご飯と肉は暖めたいが、サラダは暖めたくない場合等がある。この場合、マイクロ波加熱装置において弁当全体を均一に加熱すると、暖めたくないサラダまで温まってしまう。
【０００５】
このため、被加熱物の一部を部分的に加熱することのできるマイクロ波加熱装置として、マイクロ波を発生させるための複数のアンテナが設けられているものが検討されている。このようなマイクロ波加熱装置では、各々のアンテナにマイクロ波を供給するか否かを制御するためのスイッチが、各々のアンテナに対応して設けられている。このスイッチに、半導体素子を用いた場合、高出力のマイクロ波のオンオフを制御するためには、高価な半導体素子が必要となるため、マイクロ波加熱装置が高価なものとなってしまう。
【０００６】
よって、部分加熱が可能なマイクロ波加熱装置であって、安価で高出力なマイクロ波加熱装置が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本実施の形態の一観点によれば、アンテナより放射されたマイクロ波を被加熱物に照射することにより、前記被加熱物を加熱するマイクロ波加熱装置であって、マイクロ波を発生させるマイクロ波発生源と、前記マイクロ波発生源と前記アンテナとの間に設けられたスイッチと、を有し、前記スイッチは、前記マイクロ波発生源に接続された直線偏波の第１のアンテナ部と、前記アンテナに接続された直線偏波の第２のアンテナ部と、前記第１のアンテナ部と前記第２のアンテナ部との間に設けられた直線偏波の回転アンテナ部と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
開示のマイクロ波加熱装置によれば、部分加熱が可能な高出力なマイクロ波加熱装置を安価で提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】マイクロ波加熱装置の構造図
【図２】第１の実施の形態におけるマイクロ波加熱装置の構造図
【図３】第１の実施の形態における回転スイッチの説明図（１）
【図４】第１の実施の形態における回転スイッチの説明図（２）
【図５】第２の実施の形態における回転スイッチの説明図（１）
【図６】第２の実施の形態における回転スイッチの説明図（２）
【図７】第３の実施の形態における回転スイッチの説明図（１）
【図８】第３の実施の形態における回転スイッチの説明図（２）
【図９】第４の実施の形態におけるマイクロ波加熱装置の説明図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施するための形態について、以下に説明する。尚、同じ部材等については、同一の符号を付して説明を省略する。尚、本願においては、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向を相互に直交する方向とし、Ｘ方向及びＹ方向を含む面をＸＹ面と記載し、Ｙ方向及びＺ方向を含む面をＹＺ面と記載し、Ｚ方向及びＸ方向を含む面をＺＸ面として説明する場合がある。
【００１１】
〔第１の実施の形態〕
最初に、被加熱物の一部を部分的に加熱することのできる複数のアンテナが設けられているマイクロ波加熱装置について、図１に基づき説明する。尚、このマイクロ波加熱装置により加熱される被加熱物１００については、便宜上、破線で示している。
【００１２】
このマイクロ波加熱装置は、複数、例えば４つのパッチアンテナ１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄが、マイクロ波加熱装置の加熱室２０内の底面２０ａに設けられている。各々のパッチアンテナ１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄは、スイッチ４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄを介し、マイクロ波発生源３０に接続されている。即ち、マイクロ波発生源３０とパッチアンテナ１０ａとの間にはスイッチ４０ａが設けられており、マイクロ波発生源３０とパッチアンテナ１０ｂとの間にはスイッチ４０ｂが設けられている。また、マイクロ波発生源３０とパッチアンテナ１０ｃとの間にはスイッチ４０ｃが設けられており、マイクロ波発生源３０とパッチアンテナ１０ｄとの間にはスイッチ４０ｄが設けられている。尚、マイクロ波発生源３０の出力部分は導波管３１が形成されており、マイクロ波発生源３０の導波管３１に、各々のスイッチ４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄが接続されている。
【００１３】
これにより、スイッチ４０ａのオンオフにより、パッチアンテナ１０ａからマイクロ波を放射するか否かを制御することができ、スイッチ４０ｂのオンオフにより、パッチアンテナ１０ｂからマイクロ波を放射するか否かを制御することができる。また、スイッチ４０ｃのオンオフにより、パッチアンテナ１０ｃからマイクロ波を放射するか否かを制御することができ、スイッチ４０ｄのオンオフにより、パッチアンテナ１０ｄからマイクロ波を放射するか否かを制御することができる。従って、スイッチ４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄのオンオフを制御することにより、マイクロ波加熱装置の加熱室２０内の底面２０ａに置かれている被加熱物１００を選択加熱することができる。
【００１４】
このようなマイクロ波加熱装置では、マイクロ波発生源３０には、マグネトロンが用いられており、例えば、出力は８００Ｗである。図１に示されるマイクロ波加熱装置では、この出力が４つに分岐されており、分岐された各々の出力は、スイッチ４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄを介し、パッチアンテナ１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄに供給されている。このため、各々のスイッチ４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄは、２００Ｗ程度の高出力に対応したものであることが求められる。このようなスイッチ４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄに半導体素子を用いた場合、高出力に対応した半導体素子は極めて高価であるため、マイクロ波加熱装置が高価なものとなり実用的ではない。また、半導体素子は損失等もあるため、損失等が生じないように半導体素子が用いられていないものが好ましい。
【００１５】
このため、安価で高出力に対応した部分加熱をすることのできるマイクロ波加熱装置が求められている。
【００１６】
（マイクロ波加熱装置）
次に、第１の実施の形態におけるマイクロ波加熱装置について、図２に基づき説明する。本実施の形態におけるマイクロ波加熱装置は、複数のパッチアンテナ１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、加熱室２０、マイクロ波発生源３０、分配器１３０、回転スイッチ１４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃ、１４０ｄ、制御部１５０等を有している。尚、本実施の形態におけるマイクロ波加熱装置により加熱される被加熱物１００については、便宜上、破線で示している。本実施の形態におけるマイクロ波加熱装置は、パッチアンテナ１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄより、周波数が２．４５ＧＨｚのマイクロ波が放射され、被加熱物１００が加熱される。尚、２．４５ＧＨｚ帯は、ＩＳＭバンド（Industry  Science  Medicalバンド）である。
【００１７】
マイクロ波発生源３０の導波管３１と分配器１３０との間は同軸線１６１により接続されており、マイクロ波発生源３０において発生したマイクロ波となる高周波信号は、導波管３１、同軸線１６１を介し分配器１３０に供給され、分配器１３０において４分割される。分配器１３０と、各々のパッチアンテナ１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄとの間には、各々回転スイッチ１４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃ、１４０ｄが設けられている。具体的には、分配器１３０の第１の出力端子１３０ａは、回転スイッチ１４０ａの入力側と同軸線１６２ａにより接続されており、回転スイッチ１４０ａの出力側は、アンテナ１０ａと同軸線１６３ａにより接続されている。また、分配器１３０の第２の出力端子１３０ｂは、回転スイッチ１４０ｂの入力側と同軸線１６２ｂにより接続されており、回転スイッチ１４０ｂの出力側は、アンテナ１０ｂと同軸線１６３ｂにより接続されている。また、分配器１３０の第３の出力端子１３０ｃは、回転スイッチ１４０ｃの入力側と同軸線１６２ｃにより接続されており、回転スイッチ１４０ｃの出力側は、アンテナ１０ｃと同軸線１６３ｃにより接続されている。また、分配器１３０の第４の出力端子１３０ｄは、回転スイッチ１４０ｄの入力側と同軸線１６２ｄにより接続されており、回転スイッチ１４０ｄの出力側は、アンテナ１０ｄと同軸線１６３ｄにより接続されている。
【００１８】
（回転スイッチ）
次に、本実施の形態における回転スイッチ１４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃ、１４０ｄについて、回転スイッチ１４０ａを例に説明する。
【００１９】
図３及び図４に示されるように、本実施の形態における回転スイッチ１４０ａは、金属の筒状の筐体１４１内に、第１のアンテナ部１４２、第２のアンテナ部１４３、第３のアンテナ部１４４、第４のアンテナ部１４５等を有している。筐体１４１を金属により形成することにより、筐体１４１内の第１のアンテナ部１４２等から放射されるマイクロ波が、筐体１４１の外に漏れることを防ぐことができる。
【００２０】
第１のアンテナ部１４２、第２のアンテナ部１４３、第３のアンテナ部１４４、第４のアンテナ部１４５は、各々の放射電極１４２ａ、１４３ａ、１４４ａ、１４５ａと、円板状の接地電極１４２ｂ、１４３ｂ、１４４ｂ、１４５ｂとを有している。第１のアンテナ部１４２、第２のアンテナ部１４３、第３のアンテナ部１４４、第４のアンテナ部１４５は、各々の放射電極１４２ａ、１４３ａ、１４４ａ、１４５ａの長手方向の偏波のマイクロ波を放射及び入射させることができる。よって、第１のアンテナ部１４２、第２のアンテナ部１４３、第３のアンテナ部１４４、第４のアンテナ部１４５は、直線偏波のマイクロ波のアンテナである。
【００２１】
尚、本実施の形態においては、筐体１４１は、内径が約７０ｍｍよりも若干大きな筒状のものである。また、第１のアンテナ部１４２、第２のアンテナ部１４３、第３のアンテナ部１４４、第４のアンテナ部１４５の接地電極１４２ｂ、１４３ｂ、１４４ｂ、１４５ｂは、直径が約７０ｍｍであり、筐体１４１の開口部分の内径よりも若干小さく形成されている。よって、第１のアンテナ部１４２、第２のアンテナ部１４３、第３のアンテナ部１４４、第４のアンテナ部１４５の円板状の接地電極１４２ｂ、１４３ｂ、１４４ｂ、１４５ｂは、外周部分において、筐体１４１の内側と接している。また、波長をλとした場合、第１のアンテナ部１４２、第２のアンテナ部１４３、第３のアンテナ部１４４、第４のアンテナ部１４５の放射電極１４２ａ、１４３ａ、１４４ａ、１４５ａの長手方向の長さは、λ／２となるように形成されている。従って、周波数が２．４５ＧＨｚの場合では、放射電極１４２ａ、１４３ａ、１４４ａ、１４５ａの長手方向の長さは、３０ｍｍ〜３５ｍｍである。
【００２２】
第１のアンテナ部１４２は、回転スイッチ１４０ａの筐体１４１内の入力側に設けられており、同軸線１６２ａと接続されている。第２のアンテナ部１４３は、回転スイッチ１４０ａの筐体１４１内の出力側に設けられており、同軸線１６３ａと接続されている。筐体１４１内の第１のアンテナ部１４２と第２のアンテナ部１４３との間には、第３のアンテナ部１４４及び第４のアンテナ部１４５が設けられている。第３のアンテナ部１４４と第４のアンテナ部１４５とは連動回転軸１４６により接続されており、第３のアンテナ部１４４と第４のアンテナ部１４５とは連動して回転する。また、第３のアンテナ部１４４と第４のアンテナ部１４５とは同軸線１６４ａにより電気的に接続されており、第３のアンテナ部１４４から第４のアンテナ部１４５に、高周波信号を伝送することができる。
【００２３】
よって、回転スイッチ１４０ａは、円筒の開口部分がＺ方向に沿うように配置された筐体１４１内に、入力側より出力側に向かって、第１のアンテナ部１４２、第３のアンテナ部１４４、第４のアンテナ部１４５、第２のアンテナ部１４３の順に配置されている。尚、第１のアンテナ部１４２、第３のアンテナ部１４４、第４のアンテナ部１４５、第２のアンテナ部１４３は、ＸＹ面に平行となるように配置されており、第３のアンテナ部１４４及び第４のアンテナ部１４５は、Ｚ軸を中心に回転させることができる。
【００２４】
また、回転スイッチ１４０ａには、連動回転軸１４６を回転させるためのステッピングモータ等のモータ１４７が設けられている。モータ１４７の回転軸１４７ａの先端には、ギア等の回転伝達部１４７ｂが設けられており、回転伝達部１４７ｂは、連動回転軸１４６に設けられたギア等の回転伝達部１４６ａと噛み合っている。よって、モータ１４７の回転軸１４７ａを回転させることにより、回転伝達部１４７ｂ及び回転伝達部１４６ａを介し、連動回転軸１４６が回転し、更に、第３のアンテナ部１４４及び第４のアンテナ部１４５が回転する。尚、本願においては、連動回転軸１４６により接続された第３のアンテナ部１４４及び第４のアンテナ部１４５を回転アンテナ部と記載する場合がある。
【００２５】
本実施の形態においては、回転スイッチ１４０ａは、第１のアンテナ部１４２の放射電極１４２ａの長手方向及び第２のアンテナ部１４３の放射電極１４３ａの長手方向は、Ｙ方向と平行となるように配置されている。
【００２６】
図３に示すように、回転スイッチ１４０ａがオンの状態では、第３のアンテナ部１４４の放射電極１４４ａの長手方向及び第４のアンテナ部１４５の放射電極１４５ａの長手方向はＹ方向と平行となっている。即ち、第３のアンテナ部１４４の放射電極１４４ａの長手方向及び第４のアンテナ部１４５の放射電極１４５ａの長手方向は、第１のアンテナ部１４２の放射電極１４２ａの長手方向及び第２のアンテナ部１４３の放射電極１４３ａの長手方向と平行である。
【００２７】
従って、第１のアンテナ部１４２の放射電極１４２ａより、Ｙ方向の直線偏波のマイクロ波が放射されると、放射電極１４４ａの長手方向がＹ方向と平行となっている第３のアンテナ部１４４に入射する。第３のアンテナ部１４４にマイクロ波が入射すると、同軸線１６４ａを介し、第４のアンテナ部１４５に伝送され、第４のアンテナ部１４５の放射電極１４５ａより、Ｙ方向の直線偏波のマイクロ波が放射される。第４のアンテナ部１４５の放射電極１４５ａより放射されたマイクロ波は、放射電極１４３ａの長手方向がＹ方向と平行となっている第２のアンテナ部１４３に入射し、同軸線１６３ａを介し、パッチアンテナ１０ａに供給される。パッチアンテナ１０ａに供給されたマイクロ波は、パッチアンテナ１０ａより、マイクロ波加熱装置の加熱室２０内に放射され、被加熱物１００が加熱される。
【００２８】
また、図４に示すように、回転スイッチ１４０ａがオフの状態では、第３のアンテナ部１４４の放射電極１４４ａの長手方向及び第４のアンテナ部１４５の放射電極１４５ａの長手方向はＸ方向と平行となっている。即ち、第３のアンテナ部１４４の放射電極１４４ａの長手方向及び第４のアンテナ部１４５の放射電極１４５ａの長手方向は、第１のアンテナ部１４２の放射電極１４２ａの長手方向及び第２のアンテナ部１４３の放射電極１４３ａの長手方向と直交している。具体的には、図３に示す状態から、モータ１４７の回転軸１４７ａを回転させ、回転伝達部１４７ｂ及び回転伝達部１４６ａを介し、連動回転軸１４６を回転させることにより、第３のアンテナ部１４４及び第４のアンテナ部１４５を９０°回転させる。これにより、図４に示す状態にすることができる。
【００２９】
この状態では、第１のアンテナ部１４２の放射電極１４２ａの長手方向と第３のアンテナ部１４４の放射電極１４４ａの長手方向とは直交している。よって、第１のアンテナ部１４２の放射電極１４２ａより、Ｙ方向の直線偏波のマイクロ波が放射されても、放射電極１４４ａの長手方向がＹ方向と直交している第３のアンテナ部１４４には入射しない。よって、マイクロ波は第１のアンテナ部１４２から第２のアンテナ部１４３には伝送されず、パッチアンテナ１０ａより、マイクロ波加熱装置の加熱室２０内に放射されない。
【００３０】
従って、本実施の形態における回転スイッチ１４０ａでは、モータ１４７により第３のアンテナ部１４４及び第４のアンテナ部１４５を回転させることにより、回転スイッチ１４０ａのオンオフ制御を行うことができる。これにより、アンテナ１０ａから放射されるマイクロ波の制御を行うことができる。また、本実施の形態は、回転スイッチ１４０ａに、半導体素子を用いていないため安価であり、アンテナを介してマイクロ波を伝送するため、高出力なマイクロ波であっても、殆ど損失が生じることなく伝送可能である。
【００３１】
尚、回転スイッチ１４０ｂ、１４０ｃ、１４０ｄも、回転スイッチ１４０ａと同一の構造のものである。本実施の形態においては、これらの回転スイッチ１４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃ、１４０ｄは、制御部１５０により接続されており、制御部１５０により制御される。具体的には、制御部１５０は、マイクロ波を放射するパッチアンテナに対応した回転スイッチをオンにし、マイクロ波を放射しないパッチアンテナに対応した回転スイッチをオフにする制御を行う。これにより、マイクロ波加熱装置の加熱室２０内に置かれている被加熱物１００を部分加熱することができる。
【００３２】
〔第２の実施の形態〕
次に、第２の実施の形態におけるマイクロ波加熱装置について説明する。本実施の形態におけるマイクロ波加熱装置は、図５及び図６に示される本実施の形態における回転スイッチ２４０を用いたものである。本実施の形態における回転スイッチ２４０は、図２に示されるマイクロ波加熱装置の回転スイッチ１４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃ、１４０ｄに代えて用いられる。
【００３３】
図５及び図６に示されるように、本実施の形態における回転スイッチ２４０は、金属の筒状の筐体１４１内に、第１のアンテナ部１４２、第２のアンテナ部１４３、第３のアンテナ部２４４等を有している。第３のアンテナ部２４４は、第１のアンテナ部１４２側に放射電極２４４ａ、第２のアンテナ部１４３側に放射電極２４４ｂ、円板状の接地電極２４４ｃを有している。第３のアンテナ部２４４においては、放射電極２４４ａと放射電極２４４ｂとは接続されており、放射電極２４４ａ及び放射電極２４４ｂは長手方向が同じ方向となっており、同じ方向の直線偏波のマイクロ波を放射及び入射させることができる。
【００３４】
回転スイッチ２４０は、円筒の開口部分がＺ方向に沿うように配置された筐体１４１内に、入力側より出力側に向かって、第１のアンテナ部１４２、第３のアンテナ部２４４、第２のアンテナ部１４３の順に配置されている。尚、第１のアンテナ部１４２、第３のアンテナ部２４４、第２のアンテナ部１４３は、ＹＺ面に平行になるように配置されており、第３のアンテナ部２４４は、Ｚ軸を中心に回転させることができる。
【００３５】
また、回転スイッチ２４０には、第３のアンテナ部２４４を回転させるためのステッピングモータ等のモータ２４７が設けられている。モータ２４７の回転軸２４７ａには回転伝達部２４７ｂが設けられており、回転伝達部２４７ｂと第３のアンテナ部２４４との間には、回転伝達部２４８が設けられている。従って、モータ２４７の回転軸２４７ａを回転させることにより、回転伝達部２４７ｂ及び回転伝達部２４８が回転し、更に、第３のアンテナ部２４４が回転する。尚、本願においては、第３のアンテナ部２４４を回転アンテナ部と記載する場合がある。
【００３６】
本実施の形態においては、回転スイッチ２４０は、第１のアンテナ部１４２の放射電極１４２ａの長手方向、第２のアンテナ部１４３の放射電極１４３ａの長手方向は、Ｙ方向と平行となるように配置されている。
【００３７】
図５に示すように、回転スイッチ２４０がオンの状態では、第３のアンテナ部２４４の放射電極２４４ａの長手方向及び放射電極２４４ｂはＹ方向と平行となっている。即ち、第３のアンテナ部２４４の放射電極２４４ａ及び放射電極２４４ｂの長手方向は、第１のアンテナ部１４２の放射電極１４２ａの長手方向及び第２のアンテナ部１４３の放射電極１４３ａの長手方向と平行である。
【００３８】
従って、第１のアンテナ部１４２の放射電極１４２ａより、Ｙ方向の直線偏波のマイクロ波が放射されると、放射電極２４４ａの長手方向がＹ方向と平行となっている第３のアンテナ部２４４に入射し、更に、放射電極２４４ｂよりマイクロ波が放射される。第３のアンテナ部２４４の放射電極２４４ｂより放射されたＹ方向の直線偏波のマイクロ波は、放射電極１４３ａの長手方向がＹ方向と平行となっている第２のアンテナ部１４３に入射し、同軸線１６３ａを介し、パッチアンテナ１０ａに供給される。パッチアンテナ１０ａに供給されたマイクロ波は、パッチアンテナ１０ａより、マイクロ波加熱装置の加熱室２０内に放射され、被加熱物１００が加熱される。
【００３９】
また、図６に示すように、回転スイッチ２４０がオフの状態では、第３のアンテナ部２４４の放射電極２４４ａの長手方向及び放射電極２４４ｂの長手方向はＸ方向と平行となっている。即ち、第３のアンテナ部２４４の放射電極２４４ａ及び放射電極２４４ｂの長手方向は、第１のアンテナ部１４２の放射電極１４２ａの長手方向及び第２のアンテナ部１４３の放射電極１４３ａの長手方向と直交している。具体的には、図５に示す状態から、モータ２４７の回転軸２４７ａを回転させ、回転伝達部２４７ｂ及び回転伝達部２４８を介し、第３のアンテナ部２４４を９０°回転させることにより、図５に示す状態にすることができる。
【００４０】
この状態では、第１のアンテナ部１４２の放射電極１４２ａの長手方向と第３のアンテナ部２４４の放射電極２４４ａの長手方向とは直交している。よって、第１のアンテナ部１４２の放射電極１４２ａより、Ｙ方向の直線偏波のマイクロ波が放射されても、放射電極２４４ａの長手方向がＹ方向と直交している第３のアンテナ部２４４には入射しない。よって、マイクロ波は第１のアンテナ部１４２から第２のアンテナ部１４３には伝送されず、パッチアンテナ１０ａより、マイクロ波加熱装置の加熱室２０内に放射される。
【００４１】
従って、本実施の形態における回転スイッチ２４０では、モータ２４７により第３のアンテナ部２４４を回転させることにより、回転スイッチ２４０におけるオンオフ制御をすることができ、アンテナ１０ａ等から放射されるマイクロ波の制御を行うことができる。
【００４２】
尚、上記以外の内容については、第１の実施の形態と同様である。
【００４３】
〔第３の実施の形態〕
次に、第３の実施の形態におけるマイクロ波加熱装置について説明する。本実施の形態におけるマイクロ波加熱装置は、図７及び図８に示される本実施の形態における回転スイッチ３４０を用いたものである。本実施の形態における回転スイッチ３４０は、図２に示されるマイクロ波加熱装置の回転スイッチ１４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃ、１４０ｄに代えて用いられる。
【００４４】
図７及び図８に示されるように、本実施の形態における回転スイッチ３４０は、金属の筒状の筐体１４１内に、第１のアンテナ部１４２、第２のアンテナ部３４３等を有している。第１のアンテナ部１４２は各々の放射電極１４２ａと、円板状の接地電極１４２ｂとを有しており、第２のアンテナ部３４３は放射電極３４３ａと、円板状の接地電極３４３ｂとを有している。各々の放射電極１４２ａ、３４３ａの長手方向の偏波のマイクロ波を放射及び入射させることができる。
【００４５】
第１のアンテナ部１４２は、回転スイッチ１４０ａの筐体１４１内の入力側に設けられており、同軸線１６２ａと接続されている。第２のアンテナ部３４３は、回転スイッチ１４０ａの筐体１４１内の出力側に設けられており、同軸線１６３ａと接続されている。
【００４６】
回転スイッチ３４０は、円筒の開口部分がＺ方向に沿うように配置された筐体１４１内に、入力側より出力側に向かって、第１のアンテナ部１４２、第２のアンテナ部３４３の順に配置されている。尚、第１のアンテナ部１４２、第２のアンテナ部３４３は、ＸＹ面に平行になるように配置されており、第２のアンテナ部３４３は、Ｚ軸を中心に回転させることができる。
【００４７】
また、回転スイッチ３４０には、第２のアンテナ部３４３を回転させるためのステッピングモータ等のモータ３４７が設けられている。モータ３４７の回転軸３４７ａには回転伝達部３４７ｂが設けられており、回転伝達部３４７ｂと第２のアンテナ部３４３との間には、回転伝達部３４８が設けられている。よって、モータ３４７の回転軸３４７ａを回転させることにより、回転伝達部３４７ｂ及び回転伝達部３４８が回転し、更に、第２のアンテナ部３４３が回転する。
【００４８】
本実施の形態においては、回転スイッチ３４０は、第１のアンテナ部１４２の放射電極１４２ａの長手方向は、Ｙ方向となるように配置されている。
【００４９】
図７に示すように、回転スイッチ３４０がオンの状態では、第２のアンテナ部３４３の放射電極３４３ａの長手方向はＹ方向と平行となっている。即ち、第２のアンテナ部３４３の放射電極３４３ａの長手方向は、第１のアンテナ部１４２の放射電極１４２ａの長手方向と平行となっている。
【００５０】
従って、第１のアンテナ部１４２の放射電極１４２ａより、Ｙ方向の直線偏波のマイクロ波が放射されると、放射電極３４３ａの長手方向がＹ方向と平行となっている第２のアンテナ部３４３に入射し、同軸線１６３ａを介し、パッチアンテナ１０ａ等に供給される。パッチアンテナ１０ａ等に供給されたマイクロ波は、パッチアンテナ１０ａ等より、マイクロ波加熱装置の加熱室２０内に放射され、被加熱物１００が加熱される。
【００５１】
また、図８に示すように、回転スイッチ３４０がオフの状態では、第２のアンテナ部３４３の放射電極３４３ａの長手方向はＸ方向と平行となっている。即ち、第２のアンテナ部３４３の放射電極３４３ａの長手方向は、第１のアンテナ部１４２の放射電極１４２ａの長手方向と直交している。具体的には、図７に示す状態から、モータ３４７の回転軸３４７ａを回転させ、回転伝達部３４７ｂ及び回転伝達部３４８を介し、第２のアンテナ部３４３を９０°回転させることにより、図８に示す状態にすることができる。
【００５２】
この状態では、第１のアンテナ部１４２の放射電極１４２ａの長手方向と第２のアンテナ部３４３の放射電極３４３ａの長手方向とは直交している。よって、第１のアンテナ部１４２の放射電極１４２ａより、Ｙ方向の直線偏波のマイクロ波が放射されても、放射電極３４３ａの長手方向がＹ方向と直交している第２のアンテナ部３４３には入射しない。よって、マイクロ波は第１のアンテナ部１４２から第２のアンテナ部３４３には伝送されず、パッチアンテナ１０ａ等より、マイクロ波加熱装置の加熱室２０内に放射される。
【００５３】
従って、本実施の形態における回転スイッチ３４０では、モータ３４７により第２のアンテナ部３４３を回転させることにより、回転スイッチ３４０におけるオンオフ制御をすることができ、アンテナ１０ａ等から放射されるマイクロ波の制御を行うことができる。
【００５４】
尚、上記以外の内容については、第１の実施の形態と同様である。
【００５５】
〔第４の実施の形態〕
次に、第４の実施の形態について説明する。本実施の形態は、第１の実施の形態において、回転スイッチ１４０ａ等をオンオフ制御するだけではなく、回転アンテナ部となる第３のアンテナ部１４４及び第４のアンテナ部１４５の回転を０°を超え、９０°未満の角度範囲で回転させるものである。具体的には、図９に示されるように、モータ１４７を回転させることにより、第３のアンテナ部１４４の放射電極１４４ａの長手方向及び第４のアンテナ部１４５の放射電極１４５ａの長手方向をＹ方向に対し傾ける。Ｙ方向に対する角度が広がると、回転スイッチ１４０ａ等の内部を伝送するマイクロ波の強度は低下するため、パッチアンテナ１０ａ等より出力されるマイクロ波の強度は低下する。従って、回転スイッチ１４０ａ等における第３のアンテナ部１４４及び第４のアンテナ部１４５を回転させることにより、マイクロ波加熱装置の加熱室２０ａ内において、パッチアンテナ１０ａ等より放射されるマイクロ波の強度を制御することができる。このように、本実施の形態においては、制御部１５０における制御により、回転スイッチ１４０ａ等における第３のアンテナ部１４４及び第４のアンテナ部１４５が所望の角度となるように回転させる。
【００５６】
尚、上記以外の内容については、第１の実施の形態と同様である。また、本実施の形態は、第２の実施の形態にも適用可能である。
【００５７】
以上、実施の形態について詳述したが、特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。
【００５８】
上記の説明に関し、更に以下の付記を開示する。
（付記１）
アンテナより放射されたマイクロ波を被加熱物に照射することにより、前記被加熱物を加熱するマイクロ波加熱装置であって、
マイクロ波を発生させるマイクロ波発生源と、
前記マイクロ波発生源と前記アンテナとの間に設けられたスイッチと、
を有し、
前記スイッチは、
前記マイクロ波発生源に接続された直線偏波の第１のアンテナ部と、
前記アンテナに接続された直線偏波の第２のアンテナ部と、
前記第１のアンテナ部と前記第２のアンテナ部との間に設けられた直線偏波の回転アンテナ部と、
を有することを特徴とするマイクロ波加熱装置。
（付記２）
前記第１のアンテナ部の偏波方向と、前記第２のアンテナ部の偏波方向とは、同じ方向であって、
前記回転アンテナ部における偏波方向を前記第１のアンテナ部及び前記第２のアンテナ部の偏波方向と平行にするか直交させるかにより、前記アンテナより放射されるマイクロ波のオンオフを制御することを特徴とする付記１に記載のマイクロ波加熱装置。
（付記３）
前記第１のアンテナ部の偏波方向と、前記第２のアンテナ部の偏波方向とは、同じ方向であって、
前記回転アンテナ部を回転させることにより、前記アンテナより放射されるマイクロ波の出力を制御することを特徴とする付記１に記載のマイクロ波加熱装置。
（付記４）
前記第１のアンテナ部、前記第２のアンテナ部及び前記回転アンテナ部は、金属により形成された筒状の筐体内に入れられていることを特徴とする付記１から３のいずれかに記載のマイクロ波加熱装置。
（付記５）
アンテナより放射されたマイクロ波を被加熱物に照射することにより、前記被加熱物を加熱するマイクロ波加熱装置であって、
マイクロ波を発生させるマイクロ波発生源と、
前記マイクロ波発生源と前記アンテナとの間に設けられたスイッチと、
を有し、
前記スイッチは、
前記マイクロ波発生源に接続された直線偏波の第１のアンテナ部と、
前記アンテナに接続された直線偏波の第２のアンテナ部と、
を有し、
前記第１のアンテナ部の偏波方向と、前記第２のアンテナ部の偏波方向と平行にするか直交させるかにより、前記アンテナより放射されるマイクロ波のオンオフを制御することを特徴とするマイクロ波加熱装置。
（付記６）
前記第１のアンテナ部及び前記第２のアンテナ部は、金属により形成された筒状の筐体内に入れられていることを特徴とする付記５に記載のマイクロ波加熱装置。
（付記７）
前記アンテナは、前記マイクロ波加熱装置の加熱室に複数配置されていることを特徴とする付記１から６のいずれかに記載のマイクロ波加熱装置。
（付記８）
入力側の直線偏波の第１のアンテナ部と、
出力側の直線偏波の第２のアンテナ部と、
前記第１のアンテナ部と前記第２のアンテナ部との間に設けられた直線偏波の回転アンテナ部と、
を有し、
前記第１のアンテナ部の偏波方向と、前記第２のアンテナ部の偏波方向とは、同じ方向であって、
前記回転アンテナ部における偏波方向を前記第１のアンテナ部及び前記第２のアンテナ部の偏波方向と平行にするか直交させるかにより、オンオフを制御することを特徴とするスイッチ。
（付記９）
前記第１のアンテナ部、前記第２のアンテナ部及び前記回転アンテナ部は、金属により形成された筒状の筐体内に入れられていることを特徴とする付記８に記載のスイッチ。
（付記１０）
入力側の直線偏波の第１のアンテナ部と、
出力側の直線偏波の第２のアンテナ部と、
を有し、
前記第１のアンテナ部の偏波方向と、前記第２のアンテナ部の偏波方向とを平行にするか直交させるかにより、オンオフを制御することを特徴とするスイッチ。
（付記１１）
前記第１のアンテナ部及び前記第２のアンテナ部は、金属により形成された筒状の筐体内に入れられていることを特徴とする付記１０に記載のスイッチ。
【符号の説明】
【００５９】
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ      アンテナ
２０        加熱室
２０ａ      底面
３０        マイクロ波発生源
１００      被加熱物
１３０      分配器
１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ、１３０ｄ    出力端子
１４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃ、１４０ｄ    回転スイッチ
１４１      筐体
１４２      第１のアンテナ部
１４２ａ    放射電極
１４３      第２のアンテナ部
１４３ａ    放射電極
１４４      第３のアンテナ部
１４４ａ    放射電極
１４５      第４のアンテナ部
１４５ａ    放射電極
１４６      連動回転軸
１４７      モータ
１５０      制御部
【図１】
2020155276.tif 000003
【図２】
2020155276.tif 000004
【図３】
2020155276.tif 000005
【図４】
2020155276.tif 000006
【図５】
2020155276.tif 000007
【図６】
2020155276.tif 000008
【図７】
2020155276.tif 000009
【図８】
2020155276.tif 000010
【図９】
2020155276.tif 000011