(57)【要約】【課題】加熱室内の載置面、特にその中央領域に載置された被加熱物に対して均一加熱すること。【解決手段】導波管構造アンテナ（５）は、導波管構造部（８）を規定する天井面（９）および側壁面（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ）、ならびに前方開口（１３）を有し、マイクロ波を、前方開口（１３）から被加熱物に対して放射する。導波管構造部（８）は天井面（９）と接合され、マイクロ波を導波管構造部（８）の内部空間に結合させる結合部（７）を有する。導波管構造部（８）は、天井面（９）に形成された少なくとも一つのマイクロ波吸出し開口（１４）から加熱室内に円偏波を放射する。結合部（７）と導波管構造部（８）との接合部分は、管軸方向（Ｖ）の長さが管軸方向（Ｖ）に直交する方向の長さより短く構成される。【選択図】図３
2019079830.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加熱物を収納する加熱室と、
マイクロ波を生成するマイクロ波生成部と、
導波管構造部を規定する天井面および側壁面を有し、前記天井面と接合され、前記マイクロ波を前記導波管構造部の内部空間に結合させる結合部を有する導波管構造アンテナと、を備え、
前記導波管構造部は、前記天井面に形成された少なくとも一つのマイクロ波吸出し開口を有して、前記マイクロ波吸出し開口から前記加熱室内に円偏波を放射し、
前記結合部と前記導波管構造部との接合部分は、前記導波管構造部の管軸方向の長さが、前記管軸方向に直交する方向の長さより短く構成されたマイクロ波加熱装置。
【請求項２】
前記導波管構造アンテナを回転させる駆動部をさらに備え、
前記結合部が、前記駆動部に連結され、前記導波管構造アンテナの回転中心を含む結合軸と、前記結合軸の周りに設けられ、前記接合部分を構成するフランジと、を有し、
前記フランジが、前記管軸方向に直交する方向の長さより短い前記管軸方向の長さを有する請求項１に記載のマイクロ波加熱装置。
【請求項３】
前記導波管構造アンテナを回転させる駆動部をさらに備え、
前記結合部が、前記駆動部に連結され、前記導波管構造アンテナの回転中心を含む結合軸を有し、
前記接合部分における前記結合部の断面が、前記管軸方向に直交する方向の長さより短い前記管軸方向の長さを有する請求項１に記載のマイクロ波加熱装置。
【請求項４】
前記マイクロ波吸出し開口が、二つのスリットが交差するクロススロット形状を有し、前記管軸からずれた位置に設けられた請求項１に記載のマイクロ波加熱装置。
【請求項５】
前記導波管構造部が、前記管軸に関して対称な少なくとも二つのマイクロ波吸出し開口を有し、
前記結合部の付近の領域における前記二つのマイクロ波吸出し開口の距離が、前記結合部から離間した領域における前記二つのマイクロ波吸出し開口の距離より長い請求項１に記載のマイクロ波加熱装置。
【請求項６】
前記天井面が、前記接合部分に設けられた凹部を有する請求項１に記載のマイクロ波加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、食品などの被加熱物をマイクロ波によりマイクロ波加熱する電子レンジなどのマイクロ波加熱装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
代表的なマイクロ波加熱装置である電子レンジにおいては、代表的なマイクロ波生成部であるマグネトロンにより生成されたマイクロ波を金属製の加熱室の内部に供給し、加熱室内に載置された被加熱物をマイクロ波加熱する。
【０００３】
近年、加熱室内の平坦な底面全体が載置台として利用可能な電子レンジが実用化されている。このような電子レンジにおいては、載置台全体にわたって被加熱物を均一に加熱するために、載置台の下方に回転アンテナが設けられる（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に開示された回転アンテナは、マグネトロンからのマイクロ波を伝搬する導波管に磁界結合された導波管構造を有する。
【０００４】
図１２は、特許文献１に開示された電子レンジ１００の構成を示す正面断面図である。図１２に示すように、電子レンジ１００において、マグネトロン１０１により生成されたマイクロ波は、導波管１０２を伝搬して結合軸１０９に到達する。
【０００５】
回転アンテナ１０３は、上方からの平面視で扇形状を有し、結合軸１０９により導波管１０２と連結され、モータ１０５に駆動されて回転する。結合軸１０９は、導波管１０２内を伝搬してきたマイクロ波を導波管構造の回転アンテナ１０３に結合するとともに、回転アンテナ１０３の回転中心として機能する。
【０００６】
回転アンテナ１０３は、マイクロ波を放射する放射口１０７と低インピーダンス部１０６とを有する。放射口１０７から放射されたマイクロ波は、加熱室１０４内に供給され、加熱室１０４の載置台１０８上に載置された被加熱物（図示せず）をマイクロ波加熱する。
【０００７】
回転アンテナ１０３を載置台１０８の下方で回転させて、加熱室１０４内の加熱分布の均一化が図られている。
【０００８】
加熱室内の全体を均一に加熱する機能（均一加熱）とは別に、例えば、冷凍の食品と室温の食品とが加熱室内に載置された場合において、これらの食品に対する加熱を同時に完了させるためには、冷凍食品が載置された領域に対して局所的かつ集中的にマイクロ波を放射する機能（局所加熱）が必要である。
【０００９】
局所加熱を実現するために、赤外線センサで検出した加熱室内の温度分布に基づき、回転アンテナの停止位置を制御する電子レンジが提案される（例えば、特許文献２参照）。
【００１０】
図１３は、特許文献２に開示された電子レンジ２００の構成を示す正面断面図である。図１３に示すように、電子レンジ２００において、マグネトロン２０１により生成されたマイクロ波は、導波管２０２を介して導波管構造の回転アンテナ２０３に到達する。
【００１１】
回転アンテナ２０３は、上方からの平面視において、その一辺に形成されてマイクロ波を放射する放射口２０７と、その他の三辺に形成された低インピーダンス部２０６とを有する。放射口２０７から放射されたマイクロ波は、給電室２０９を経由して加熱室２０４
内に供給され、加熱室２０４内に載置された被加熱物をマイクロ波加熱する。
【００１２】
特許文献２に開示された電子レンジは、加熱室２０４内の温度分布を検出するために赤外線センサ２１０を有する。制御部２１１は、赤外線センサ２１０により検出された温度分布に基づいて、回転アンテナ２０３の回転と位置、および、放射口２０７の向きを制御する。
【００１３】
特許文献２に開示された回転アンテナ２０３は、モータ２０５により加熱室２０４の載置台２０８の下方に形成された給電室２０９の内部を回転しながら円弧状の軌道上を移動するように構成される。電子レンジ２００によれば、回転アンテナ２０３の放射口２０７が回転しつつ移動して、赤外線センサ２１０により検出された被加熱物の低温部分を集中的に加熱することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特公昭６３−５３６７８号公報
【特許文献２】特許第２８９４２５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
特許文献１に開示された電子レンジ１００においては、回転アンテナ１０３が、載置台１０８の下方に配置された結合軸１０９を中心に回転するように構成される。マイクロ波は、回転アンテナ１０３の先端の放射口１０７から放射される。
【００１６】
この構成により、載置台１０８の中央領域に載置された被加熱物に対しては、直接的にマイクロ波を照射することができず、必ずしも均一加熱が可能ではなかった。
【００１７】
特許文献２に開示された電子レンジ２００によれば、被加熱物に対する均一加熱と局所加熱とが可能である。しかしながら、本構成は、回転アンテナ２０３を載置台２０８の下方で回転させながら移動させるための機構を必要とするため、構造が複雑になり、装置が大型化するという問題を有していた。
【００１８】
本開示は、上記従来の問題点を解決するものであり、加熱室内の載置面、特にその中央領域に載置された被加熱物に対する均一加熱が可能な、より小型のマイクロ波加熱装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本開示の一態様のマイクロ波加熱装置は、被加熱物を収納する加熱室と、マイクロ波を生成するマイクロ波生成部と、導波管構造部を規定する天井面および側壁面を有し、天井面と接合され、マイクロ波を導波管構造部の内部空間に結合させる結合部を有する。
【００２０】
導波管構造部は、天井面に形成された少なくとも一つのマイクロ波吸出し開口を有して、マイクロ波吸出し開口から加熱室内に円偏波を放射する。結合部と導波管構造部との接合部分は、管軸方向の長さが、管軸方向に直交する方向の長さより短く構成される。
【発明の効果】
【００２１】
本態様によれば、加熱室内の載置面、特にその中央領域に載置された被加熱物に対して均一加熱が可能な、より小型のマイクロ波加熱装置を構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は、本開示の実施の形態に係るマイクロ波加熱装置の概略構成を示す断面図である。
【図２Ａ】図２Ａは、本実施の形態に係るマイクロ波加熱装置における給電室を示す斜視図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、本実施の形態に係るマイクロ波加熱装置における給電室を示す平面図である。
【図３】図３は、本実施の形態に係るマイクロ波加熱装置における回転アンテナを示す分解斜視図である。
【図４】図４は、一般的な方形導波管を示す斜視図である。
【図５Ａ】図５Ａは、直線偏波を放射する長方形スロット形状の開口を有する導波管のＨ面を示す平面図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、円偏波を放射するクロススロット形状の開口を有する導波管のＨ面を示す平面図である。
【図５Ｃ】図５Ｃは、導波管と被加熱物との位置関係を示す正面図である。
【図６Ａ】図６Ａは、図５Ａに示す導波管の場合の実験結果を示す特性図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、図５Ｂに示す導波管の場合の実験結果を示す特性図である。
【図７】図７は、「負荷有り」の場合における実験結果を示す特性図である。
【図８Ａ】図８Ａは、本実施の形態における吸出し効果を模式的に示す断面図である。
【図８Ｂ】図８Ｂは、本実施の形態における吸出し効果を模式的に示す断面図である。
【図９Ａ】図９Ａは、実験で用いられた回転アンテナの一例の平面形状を示す模式図である。
【図９Ｂ】図９Ｂは、実験で用いられた回転アンテナの一例の平面形状を示す模式図である。
【図９Ｃ】図９Ｃは、実験で用いられた回転アンテナの一例の平面形状を示す模式図である。
【図１０Ａ】図１０Ａは、実験で用いられた回転アンテナの一例の平面形状を示す模式図である。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、実験で用いられた回転アンテナの一例の平面形状を示す模式図である。
【図１１】図１１は、本実施の形態に係る導波管構造部を示す平面図である。
【図１２】図１２は、特許文献１に開示された電子レンジを示す正面断面図である。
【図１３】図１３は、特許文献２に開示された電子レンジを示す正面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本開示の第１の態様のマイクロ波加熱装置は、被加熱物を収納する加熱室と、マイクロ波を生成するマイクロ波生成部と、導波管構造部を規定する天井面および側壁面、ならびに前方開口を有し、マイクロ波を前方開口から加熱室に放射する導波管構造アンテナと、を備える。導波管構造部は、天井面と接合され、マイクロ波を導波管構造部の内部空間に結合させる結合部を有する。
【００２４】
導波管構造部は、天井面に形成された少なくとも一つのマイクロ波吸出し開口を有して、マイクロ波吸出し開口から加熱室内に円偏波を放射する。結合部と導波管構造部との接合部分は、管軸方向の長さが、管軸方向に直交する方向の長さより短く構成される。
【００２５】
本態様によれば、加熱室内の載置面、特にその中央領域に載置された被加熱物に対して均一に加熱することが可能な、より小型のマイクロ波加熱装置を構成することができる。
【００２６】
第２の態様のマイクロ波加熱装置は、第１の態様に加えて、導波管構造アンテナを回転
させる駆動部をさらに備える。結合部は結合軸とフランジとを有する。結合軸は、駆動部に連結され、導波管構造アンテナの回転中心を含む。フランジは、結合軸の周りに設けられ、接合部分を構成する。フランジは、管軸方向に直交する方向の長さより短い管軸方向の長さを有する。
【００２７】
本態様によれば、載置面の中央領域に載置された被加熱物をより均一に加熱することが可能となる。
【００２８】
第３の態様のマイクロ波加熱装置は、第１の態様に加えて、導波管構造アンテナを回転させる駆動部をさらに備える。結合部は、駆動部に連結され、導波管構造アンテナの回転中心を含む結合軸を有する。接合部分における結合部の断面は、管軸方向に直交する方向の長さより短い管軸方向の長さを有する。
【００２９】
本態様によれば、載置面の中央領域に載置された被加熱物をより均一に加熱することが可能となる。
【００３０】
第４の態様のマイクロ波加熱装置によれば、第１から第３の態様のいずれかに加えて、マイクロ波吸出し開口が、二つのスリットが交差するクロススロット形状を有し、管軸からずれた位置に設けられたものである。本態様によれば、マイクロ波吸出し開口からより確実に円偏波を放射することが可能となる。
【００３１】
第５の態様のマイクロ波加熱装置によれば、第１から第４の態様のいずれかに加えて、導波管構造部が、管軸に関して対称な少なくとも二つのマイクロ波吸出し開口を有し、結合部の付近の領域における二つのマイクロ波吸出し開口の距離が、結合部から離間した領域における二つのマイクロ波吸出し開口の距離より長い。
【００３２】
本態様によれば、マイクロ波吸出し開口から放射される円偏波により加熱室内をより均一に加熱することが可能となる。
【００３３】
第６の態様のマイクロ波加熱装置によれば、第１から第５の態様のいずれかに加えて、導波管構造部の天井面が、接合部分に設けられた凹部を有する。本態様によれば、載置面の中央領域に載置された被加熱物をより均一に加熱することができる。
【００３４】
以下、本開示に係るマイクロ波加熱装置の好適な実施の形態について、添付の図面を参照しながら説明する。
【００３５】
以下の実施の形態において、本開示に係るマイクロ波加熱装置の一例として電子レンジを用いるが、これに限定されるものではなく、マイクロ波加熱を利用した加熱装置、生ゴミ処理機、あるいは半導体製造装置などを含むものである。本開示は、以下の実施の形態に示す具体的な構成に限定されるものではなく、同様の技術的思想に基づく構成を含む。
【００３６】
なお、以下の図面において、同一または同等の箇所には同一の符号を付し、重複する説明を省略することがある。
【００３７】
図１は、本開示の実施の形態に係るマイクロ波加熱装置である電子レンジの概略構成を示す正面断面図である。以下の説明において、電子レンジの左右方向とは図１における左右方向を意味し、前後方向とは図１における奥行き方向を意味する。
【００３８】
図１に示すように、本実施の形態に係る電子レンジ１は、加熱室２ａと、給電室２ｂと、マグネトロン３と、導波管４と、回転アンテナ５と、載置台６とを備える。載置台６は
、食品などの被加熱物（図示せず）を載置するための平坦な上面を有する。加熱室２ａは載置台６の上側空間であり、給電室２ｂは載置台６の下側空間である。
【００３９】
載置台６は、回転アンテナ５が設けられた給電室２ｂを覆って、加熱室２ａと給電室２ｂとを区画するとともに加熱室２ａの底面を構成する。載置台６の上面（載置面６ａ）が平坦であるため、被加熱物の出し入れが容易であり、載置面６ａに付着した汚れなどがふき取りやすい。
【００４０】
載置台６には、ガラス、セラミックなどのマイクロ波が透過しやすい材料が用いられるため、回転アンテナ５から放射されたマイクロ波は、載置台６を透過して加熱室２ａに供給される。
【００４１】
マグネトロン３は、マイクロ波を生成するマイクロ波生成部の一例である。導波管４は、給電室２ｂの下方に設けられ、マグネトロン３により生成されたマイクロ波を結合部７まで伝える伝搬部の一例である。回転アンテナ５は、給電室２ｂの内部空間に設けられ、導波管４と結合部とにより伝えられたマイクロ波を前方開口１３から給電室２ｂ内に放射する。
【００４２】
回転アンテナ５は、その内部空間をマイクロ波が伝搬する箱形の導波管構造を有する導波管構造部８と、導波管４内のマイクロ波を導波管構造部８の内部空間と結合させる結合部７とを有する導波管構造アンテナである。結合部７は、駆動部であるモータ１５に連結された結合軸７ａと、導波管構造部８と結合部７とを接合するフランジ７ｂとを有する。
【００４３】
モータ１５は、制御部１７からの制御信号に応じて駆動され、回転アンテナ５を、結合部７の結合軸７ａを中心に回転させ、所望の方向に停止させる。これにより、回転アンテナ５からのマイクロ波の放射方向が変更される。結合部７には、アルミメッキ鋼板などの金属が用いられ、結合部７に連結されるモータ１５の連結部分には、例えば、フッ素樹脂が用いられる。
【００４４】
結合部７の結合軸７ａは、導波管４と給電室２ｂとを連通する開口を貫通し、結合軸７ａは、貫通する開口との間に所定（例えば、５ｍｍ以上）のクリアランスを有する。結合軸７ａにより、導波管４と、回転アンテナ５の導波管構造部８の内部空間とが結合され、マイクロ波が導波管４から導波管構造部８に効率よく伝搬する。
【００４５】
加熱室２ａの側面上部には、赤外線センサ１６が設けられる。赤外線センサ１６は、加熱室２ａ内の温度、すなわち、載置台６に載置された被加熱物の表面温度を被加熱物の状態として検出する状態検出部の一例である。赤外線センサ１６は、仮想的に複数に区分された加熱室２ａの各領域の温度を検出し、それらの検出信号を制御部１７に送信する。
【００４６】
制御部１７は、赤外線センサ１６の検出信号に基づき、マグネトロン３の発振制御およびモータ１５の駆動制御を行う。
【００４７】
本実施の形態は、状態検出部の一例として赤外線センサ１６を有するが、状態検出部は、これに限定されるものではない。例えば、被加熱物の重量を検出する重量センサや、被加熱物の画像を撮影する画像センサなどを状態検出部として用いてもよい。状態検出部を設けない構成において、予め記憶されたプログラムと使用者による選択とに応じて、制御部１７がマグネトロン３の発振制御およびモータ１５の駆動制御を行ってもよい。
【００４８】
図２Ａは、載置台６が取り除かれた状況における給電室２ｂを示す斜視図である。図２Ｂは、図２Ａと同じ状況における給電室２ｂを示す平面図である。
【００４９】
図２Ａおよび図２Ｂに示すように、加熱室２ａの下方に配置され、載置台６により加熱室２ａと区分される給電室２ｂには、回転アンテナ５が設けられる。回転アンテナ５における結合軸７ａの回転中心Ｇは、給電室２ｂの前後方向および左右方向の中心、すなわち、載置台６の前後方向および左右方向の中心の下方に位置する。
【００５０】
給電室２ｂは、その底面１１と載置台６の下面とにより構成される内部空間を有する。給電室２ｂの内部空間は、結合部７の回転中心Ｇを含み、給電室２ｂの左右方向の中心線Ｊ（図２Ｂ参照）に関して対称な形状を有する。給電室２ｂの内部空間における側壁面には、内側に突出する凸部１８が形成される。凸部１８は、左側の側壁面に設けられた凸部１８ａと、右側の側壁面に設けられた凸部１８ｂとを含む。
【００５１】
凸部１８ｂの下方には、マグネトロン３が設けられる。マグネトロン３のアンテナ３ａから放射されたマイクロ波は、給電室２ｂの下方に設けられた導波管４内を伝搬し、結合部７により導波管構造部８に伝えられる。
【００５２】
給電室２ｂの側壁面２ｃは、回転アンテナ５から水平方向に放射されたマイクロ波を、上方の加熱室２ａに向けて反射するための傾斜を有する。
【００５３】
図３は、回転アンテナ５の具体例を示す分解斜視図である。図３に示すように、導波管構造部８は、その内部空間を規定する天井面９と側壁面１０ａ、１０ｂ、１０ｃとを有する。
【００５４】
天井面９は、三つの直線状の縁部と、一つの円弧状の縁部と、結合部７が接合された凹部９ａとを含み、載置台６に対向して配置される（図１参照）。天井面９の三つの直線状の縁部からは、側壁面１０ａ、１０ｂ、１０ｃがそれぞれ下方に折曲して形成される。
【００５５】
円弧状の縁部には側壁面は設けられず、その下方に開口が形成される。この開口は、導波管構造部８の内部空間を伝搬したマイクロ波を放射する前方開口１３として機能する。すなわち、側壁面１０ｂは前方開口１３と対向して設けられ、側壁面１０ａ、１０ｃは互いに対向して設けられる。
【００５６】
側壁面１０ａの下縁部には、導波管構造部８の外方かつ側壁面１０ａに対して垂直方向に延在する低インピーダンス部１２が設けられる。低インピーダンス部１２は、給電室２ｂの底面１１と、わずかな間隙を隔てて平行に形成される。低インピーダンス部１２により、側壁面１０ａに対して垂直方向に漏洩するマイクロ波が抑制される。
【００５７】
給電室２ｂの底面１１との間の一定の間隙を確保するために、低インピーダンス部１２の下面に絶縁樹脂製スペーサ（図示せず）を装着するための保持部１９が形成されてもよい。
【００５８】
低インピーダンス部１２には、複数のスリット１２ａが一定間隔で周期的に側壁面１０ａから垂直方向に延出するように設けられる。複数のスリット１２ａにより、側壁面１０ａに平行な方向のマイクロ波の漏洩が抑制される。スリット１２ａ間の間隔は、導波管構造部８を伝搬する波長に応じて適宜決定される。
【００５９】
側壁面１０ｂおよび側壁面１０ｃに関しても同様に、下縁部に複数のスリット１２ａを有する低インピーダンス部１２がそれぞれ設けられる。
【００６０】
本実施の形態に係る回転アンテナ５は、円弧状に形成された前方開口１３を有するが、
本開示はこの形状に限定されるものではなく、直線状または曲線状の前方開口１３を有してもよい。
【００６１】
図３に示すように、天井面９は、複数のマイクロ波吸出し開口１４、すなわち、第１開口１４ａと、第１開口１４ａより小さな開口を有する第２開口１４ｂとを含む。導波管構造部８の内部空間を伝搬してきたマイクロ波は、前方開口１３と複数のマイクロ波吸出し開口１４から放射される。
【００６２】
結合部７に形成されたフランジ７ｂは、導波管構造部８の天井面９の下面に、例えば、カシメ、スポット溶接、ビス締め、または、溶接などにより接合され、回転アンテナ５が結合部７と固着される。
【００６３】
本実施の形態では、回転アンテナ５が後述するような導波管構造部８を有するため、載置台６に載置された被加熱物に対する均一加熱が可能となる。特に、回転アンテナ５の回転中心Ｇ（図２Ａ、図２Ｂ参照）の上方に位置する載置面６ａの中央領域において、効率よく、かつ、均一に加熱可能である。以下、本実施の形態における導波管構造について詳細に説明する。
【００６４】
［導波管構造］
まず、導波管構造部８の特徴を理解するために、図４を用いて、一般的な導波管３００について説明する。図４に示すように、最も単純で一般的な導波管３００は、幅ａと高さｂとを有する長方形の断面３０３と、導波管３００の管軸Ｖに沿った奥行きとを有する方形導波管である。管軸Ｖは、断面３０３の中心を通り、マイクロ波の伝送方向Ｚに延在する導波管３００の中心線である。
【００６５】
自由空間におけるマイクロ波の波長をλ０としたときに、幅ａおよび高さｂを、λ０＞ａ＞λ０／２、および、ｂ＜λ０／２の範囲内から選択すると、導波管３００内をＴＥ１０モードでマイクロ波が伝搬することが知られている。
【００６６】
ＴＥ１０モードとは、導波管３００内においてマイクロ波の伝送方向Ｚに、磁界成分は存在し電界成分は存在しない、Ｈ波（ＴＥ波；電気的横波伝送（Ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｗａｖｅ））における伝送モードを指す。
【００６７】
自由空間におけるマイクロ波の波長λ０は、式（１）により求められる。
【００６８】
【数１】
2019079830.tif 000003
【００６９】
式（１）において、光の速度ｃは約２．９９８×１０８［ｍ／ｓ］であり、発振周波数ｆは、電子レンジの場合には２．４〜２．５［ＧＨｚ］（ＩＳＭバンド）である。発振周波数ｆは、マグネトロンのばらつきや負荷条件によって変動するため、自由空間における波長λ０は、最小１２０［ｍｍ］（２．５ＧＨｚ時）から最大１２５［ｍｍ］（２．４ＧＨｚ時）の間で変動する。
【００７０】
電子レンジに用いる導波管３００の場合、自由空間における波長λ０の範囲などを考慮して、導波管３００の幅ａは８０〜１００ｍｍ、高さｂは１５〜４０ｍｍの範囲で設計されることが多い。
【００７１】
一般的に、図４に示した導波管３００において、その上面および下面である幅広面３０１を、磁界が平行に渦巻く面という意味でＨ面といい、左右の側面である幅狭面３０２を、電界に平行な面という意味でＥ面という。簡単のため、以下に示す平面図において、管軸ＶがＨ面上に投影されたＨ面上の直線を管軸Ｖと呼ぶことがある。
【００７２】
マグネトロンからのマイクロ波の波長を波長λ０、導波管内を伝搬するときのマイクロ波の波長を管内波長λｇとそれぞれ規定すると、λｇは式（２）で求められる。
【００７３】
【数２】
2019079830.tif 000004
【００７４】
従って、管内波長λｇは、導波管３００の幅ａによって変化するが、高さｂには無関係である。ＴＥ１０モードにおいては、導波管３００の幅方向Ｗの両端（Ｅ面）、すなわち、幅狭面３０２で電界が０、幅方向Ｗの中央で電界が最大となる。
【００７５】
本実施の形態では、図１および図３で示す回転アンテナ５に対して、図４に示す導波管３００と同様の原理を適用する。回転アンテナ５において、天井面９と給電室２ｂの底面１１とがＨ面となり、側壁面１０ａ、１０ｃがＥ面となる。
【００７６】
側壁面１０ｂは、回転アンテナ５内のマイクロ波を前方開口１３の方向へ全て反射させるための反射端となる。本実施の形態では、具体的には、導波管３００の幅ａは１０６．５ｍｍである。
【００７７】
天井面９には、複数のマイクロ波吸出し開口１４が形成される。マイクロ波吸出し開口１４は、二つの第１開口１４ａと二つの第２開口１４ｂとを含む。二つの第１開口１４ａは、回転アンテナ５の導波管構造部８の管軸Ｖに関して対称である。同様に、二つの第２開口１４ｂは管軸Ｖに関して対称である。第１開口１４ａおよび第２開口１４ｂは、管軸Ｖをまたがないように形成される。
【００７８】
第１開口１４ａおよび第２開口１４ｂが、導波管構造部８の管軸Ｖ（正確には、管軸Ｖを天井面９に投影した天井面９上の直線）からずれた位置に配置された構造により、マイクロ波吸出し開口１４からより確実に円偏波を放射することができる。円偏波のマイクロ波が放射されることにより、載置面６ａの中央領域に対する均一加熱が可能となる。
【００７９】
なお、第１開口１４ａおよび第２開口１４ｂを管軸Ｖの左右いずれの領域に設けるかにより電界の回転方向、すなわち、右旋偏波（ＣＷ：Ｃｌｏｃｋｗｉｓｅ）または左旋偏波（ＣＣＷ：Ｃｏｕｎｔｅｒｃｌｏｃｋｗｉｓｅ）が決定される。
【００８０】
本実施の形態では、マイクロ波吸出し開口１４の各々が、管軸Ｖをまたがないように設けられる。しかし、本開示はこれに限るものではなく、これらの開口の一部分が管軸Ｖをまたぐ構成においても、円偏波を放出することは可能である。この場合、歪んだ円偏波が発生する。
【００８１】
［円偏波］
次に、円偏波について説明する。円偏波は、移動通信および衛星通信の分野で広く用いられている技術である。身近な使用例としては、例えば、ＥＴＣ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ
Ｔｏｌｌ  Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ）、すなわち、ノンストップ自動料金収受システムが挙げられる。
【００８２】
円偏波は、電界の偏波面が進行方向に対して時間に応じて回転するマイクロ波であり、電界の方向は時間に応じて変化し続け、電界強度の大きさは変化しないという特徴を有する。
【００８３】
この円偏波をマイクロ波加熱装置に適用すれば、従来の直線偏波によるマイクロ波加熱と比較して、特に円偏波の周方向に関して、被加熱物を均一に加熱することが期待できる。なお、右旋偏波および左旋偏波のいずれであっても、同様の効果が得られる。
【００８４】
円偏波はもともと通信の分野での利用が主であり、開放空間への放射を対象とすることから、反射波のない、いわゆる進行波で論じられるのが一般的である。一方、本実施の形態では、閉空間である加熱室２ａ内で反射波が発生し、発生した反射波と進行波とが合成されて定在波が発生する可能性がある。
【００８５】
しかし、食品がマイクロ波を吸収することで反射波も減少するのに加えて、マイクロ波吸出し開口１４からマイクロ波が放射される瞬間に定在波のバランスがくずれ、再び定在波が発生するまでの間は進行波が発生すると考えられる。従って、本実施の形態によれば、前述の円偏波の特長を利用することが可能となり、加熱室２ａ内の均一加熱が可能となる。
【００８６】
ここで、開放空間における通信の分野と、閉空間における誘電加熱の分野とにおける相違点を説明する。
【００８７】
通信分野では、的確な情報の送受信のため、右旋偏波か左旋偏波のどちらか一方が用いられ、受信側では、それに適した指向性を有する受信アンテナが用いられる。
【００８８】
一方、マイクロ波加熱の分野では、指向性を有する受信アンテナの代わりに、食品などの指向性のない被加熱物がマイクロ波を受けるため、マイクロ波が被加熱物全体に対して照射されることが重要となる。従って、マイクロ波加熱の分野においては、右旋偏波か左旋偏波かは重要ではなく、たとえ右旋偏波と左旋偏波とが混在する状態でも問題ない。
【００８９】
［マイクロ波の吸出し効果］
ここで、本実施の形態の特徴である回転アンテナからのマイクロ波の吸出し効果について説明する。本実施の形態において、マイクロ波の吸出し効果とは、食品などの被加熱物が近くにある場合、マイクロ波吸出し開口１４から導波管構造内のマイクロ波が吸出されることをいう。
【００９０】
図５Ａは、直線偏波を発生するための開口が設けられたＨ面を有する導波管４００の平面図である。図５Ｂは、円偏波を発生するための開口が設けられたＨ面を有する導波管５００の平面図である。図５Ｃは、導波管４００または５００と被加熱物２２との位置関係を示す正面図である。
【００９１】
図５Ａに示すように、開口４０１は、導波管４００の管軸Ｖに交差するように設けられた長方形スリットである。開口４０１は直線偏波のマイクロ波を放射する。図５Ｂに示すように、二つの開口５０１はそれぞれ、直角に交差する二つの長方形スリットで構成されたクロススロット（Ｃｒｏｓｓ  ｓｌｏｔ）形状の開口である。二つの開口５０１は、導波管５００の管軸Ｖに関して対称である。
【００９２】
いずれの開口も、導波管の管軸Ｖに関して対称であり、幅が１０ｍｍ、長さがＬｍｍである。これらの構成において、被加熱物２２が配置されない「負荷無し」の場合と、被加熱物２２が配置された「負荷有り」の場合とについて、ＣＡＥを用いて解析した。
【００９３】
「負荷有り」の場合、図５Ｃに示すように、一定の被加熱物２２の高さ３０ｍｍと、２種類の被加熱物２２の底面積（１００ｍｍ角、２００ｍｍ角）と、３種類の被加熱物２２の材質（冷凍牛肉、冷蔵牛肉、水）とにおいて、導波管４００、５００から被加熱物２２の底面までの距離Ｄをパラメータとして測定した。
【００９４】
「負荷無し」の場合における開口からの放射電力を基準とするために、「負荷無し」の場合における開口の長さと放射電力との関係を、図６Ａおよび図６Ｂに示す。
【００９５】
図６Ａは、図５Ａに示す開口４０１の場合の特性を表し、図６Ｂは、図５Ｂに示す開口５０１の場合の特性を表す。図６Ａおよび図６Ｂにおいて、横軸は、開口の長さＬ［ｍｍ］であり、縦軸は、導波管内を伝搬する電力を１．０Ｗとしたときの、開口４０１、５０１からそれぞれ放射されるマイクロ波の電力［Ｗ］である。
【００９６】
「負荷有り」の場合と比較するために、「負荷無し」の場合に放射電力が０．１Ｗとなる長さＬ、すなわち、図６Ａに示すグラフにおいては長さＬが４５．５ｍｍの場合を選択し、図６Ｂに示すグラフにおいては長さＬが４６．５ｍｍの場合を選択した。
【００９７】
図７は、長さＬが上記長さ（４５．５ｍｍ、４６．５ｍｍ）、および、「負荷有り」の場合において、２種類の底面積（１００ｍｍ角、２００ｍｍ角）を有する３種類の食品（冷凍牛肉、冷蔵牛肉、水）に対して行った解析結果を示す六つのグラフを含む。
【００９８】
図７に含まれた各グラフにおいて、横軸は、被加熱物２２から導波管までの距離Ｄ［ｍｍ］であり、縦軸は、「負荷無し」時の放射電力を１．０としたときの相対的な放射電力である。すなわち、「負荷無し」の場合と比較して、「負荷有り」の場合、被加熱物２２がどの程度のマイクロ波を導波管４００、５００から吸出すかを示すものである。
【００９９】
図７に示す各グラフにおいて、破線が直線形状（Ｉ字形状）の開口４０１の場合の特性（図中の「Ｉ」で示す）を示し、実線が二つのクロススロット形状（Ｘ字形状）の開口５０１の場合の特性（図中の「２Ｘ」で示す）を示す。
【０１００】
六つのグラフのいずれにおいても、開口４０１より開口５０１の方が放射電力が多く、特に、距離Ｄが２０ｍｍ以下という、実際の電子レンジの場合と同等の距離において、２倍程度の差があると認識できる。従って、被加熱物２２の種類や底面積に関わらず、円偏波を発生させる開口の方が、直線偏波を発生させる開口よりマイクロ波の吸出し効果が高いことは明らかである。
【０１０１】
詳細に検討すると、被加熱物２２の種類については、特に、距離Ｄが１０ｍｍ以下では、誘電率および誘電損失がより小さい冷凍牛肉の方が吸出し効果が大きく、誘電率および誘電損失がより大きい水の方が吸出し効果は小さい。
【０１０２】
冷蔵牛肉または水の場合、距離Ｄが大きくなると、特に、直線偏波では放射電力が１以下に落ち込んでいる。これは、被加熱物２２からの反射電力により、放射電力が相殺されたことが原因と考えられる。被加熱物２２の底面積については、１００ｍｍ角と２００ｍｍ角で放射電力がほとんど同じであるため、マイクロ波の吸出し効果に対する影響は少ないと考えられる。
【０１０３】
発明者らは、いろいろな開口形状を用いた実験により、円偏波を放射できる開口の条件について検討した。その結果、以下の結論に至った。円偏波を発生させる好ましい条件は、開口を導波管の管軸Ｖからずらして配置すること、および、開口形状がクロススロット形状の開口を含むことである。円偏波のマイクロ波を最も効率よく放射する、すなわち、吸出し効果が高いのは、クロススロット形状を有する開口である。
【０１０４】
図８Ａおよび図８Ｂは、本実施の形態における吸出し効果を模式的に示す断面図である。回転アンテナ５の前方開口１３は、図８Ａおよび図８Ｂの両方において、図中の左方向を向いている。被加熱物２２は、図８Ａでは結合部７の上方に配置され、図８Ｂでは載置面６ａの左隅に載置される。つまり、図８Ａおよび図８Ｂに示す二つの状態では、結合部７から被加熱物２２までの距離が異なる。
【０１０５】
図８Ａに示す状態においては、被加熱物２２がマイクロ波吸出し開口１４、特に第１開口１４ａに近接し、第１開口１４ａからの吸出し効果が発生すると考えられる。その結果、結合部７から前方開口１３に向かって進行するマイクロ波の大部分が、第１開口１４ａから円偏波のマイクロ波となって被加熱物２２に対して放射され、被加熱物２２を加熱する。
【０１０６】
一方、図８Ｂに示す状態においては、被加熱物２２がマイクロ波吸出し開口１４から離間するため、マイクロ波吸出し開口１４からの吸出し効果はあまり発生しないと考えられる。その結果、結合部７から前方開口１３に向かって進行するマイクロ波の大部分が、直線偏波のマイクロ波のまま前方開口１３から被加熱物２２に対して放射され、被加熱物２２を加熱する。
【０１０７】
以上のように、本実施の形態に係るマイクロ波吸出し開口１４により、マイクロ波吸出し開口１４に近接して食品が配置された時には放射電力が多くなり、マイクロ波吸出し開口１４から離間した位置に食品が配置された時には放射電力が少なくなるという特殊な現象を引き起こすと考えられる。
【０１０８】
［導波管構造部による均一加熱］
以下、本実施の形態に係る導波管構造部による均一加熱について説明する。発明者らは、各種形状の導波管構造を有する回転アンテナを用いて実験を行い、均一加熱に最適な導波管構造を見出した。
【０１０９】
図９Ａ、図９Ｂ、図９Ｃは、実験で用いられた回転アンテナの三つの例の平面形状をそれぞれ示す模式図である。
【０１１０】
図９Ａに示すように、導波管構造部６００は、二つの第１開口６１４ａと二つの第２開口６１４ｂとを有する。第１開口６１４ａは、クロススロット形状を有し、各長方形スリットが、導波管構造部６００の管軸Ｖに対して４５度の角度をなすように、結合部７の近傍に設けられる。第２開口６１４ｂは、第１開口６１４ａより小さく、結合部７から離間して設けられる。
【０１１１】
図９Ｂに示すように、導波管構造部７００は、導波管構造部６００と異なり、第１開口６１４ａと同様のクロススロット形状を有する一つの第１開口７１４ａを有する。
【０１１２】
図９Ｃに示すように、導波管構造部８００は、導波管構造部６００と異なり、Ｔ字形状を有する二つの第１開口８１４ａを有する。すなわち、第１開口８１４ａは、第１開口６１４ａと異なり、二つの長方形スリットの一方において交差部分から結合部７の方向に延在する部分を有しない。
【０１１３】
図９Ａ〜図９Ｃに示す導波管構造部に共通するのは、複数のクロススロット形状のマイクロ波吸出し開口が設けられること、および、同様の大きさの第１開口が同様の場所に設けられ、同様の大きさの第２開口が同様の場所に設けられることである。特に、第２開口６１４ｂと第２開口７１４ｂと第２開口８１４ｂとは同一である。
【０１１４】
図９Ａ〜図９Ｃに示す導波管構造を有する回転アンテナを用いて、載置面６ａの中央領域に載置された冷凍お好み焼きを用いて同じ加熱条件下で実験を行い、ＣＡＥにより検証した。お好み焼きとは、様々な材料を含んだ練り粉を焼いたパンケーキ状の料理である。
【０１１５】
図９Ａに示す導波管構造部６００の場合、これらの開口から出力される円偏波が干渉して、結合部７上方の載置面６ａの中央領域に位置する被加熱物の部分の温度が、その周囲の部分に比べて異常に上がらないという現象（以下、結合部７付近の温度低下という）が起こることが分かった。
【０１１６】
図９Ｂに示す導波管構造部７００の場合、結合部７付近の温度低下を抑制することができた。図９Ｃに示す導波管構造部８００の場合でも、同様に、結合部７の近傍における温度低下を抑制することができた。
【０１１７】
以上のように、結合部７の近傍には開口が設けられない、または、結合部７の近傍に一つの開口のみが設けられた導波管構造により、結合部７付近の温度低下を抑制し、加熱室２ａ内における均一加熱が可能であることが確認できた。
【０１１８】
さらに、発明者らは、マイクロ波吸出し開口の形状について実験を行い、加熱分布のさらなる均一化が可能な導波管構造を見出した。
【０１１９】
図９Ｃに示す導波管構造部８００の第１開口８１４ａによれば、クロススロット形状の開口により形成される円形状の円偏波とは異なる、いわば歪んだ円偏波を放射するため、加熱室２ａにおける均一加熱という観点では好ましい結果が得られなかった。
【０１２０】
そこで、二つの円偏波の干渉を抑制するとともに、可能な限り円に近い形状の円偏波を形成するために、図１０Ａ、図１０Ｂに示す形状を有する第１開口９１４ａについて検討した。
【０１２１】
以下、第１開口９１４ａを有する導波管構造部について、図面を用いて詳述する。
【０１２２】
図１０Ａ、図１０Ｂは、上述した第１開口９１４ａが設けられた導波管構造部９００Ａ、導波管構造部９００Ｂの平面形状をそれぞれ示す模式図である。
【０１２３】
図１０Ａ、図１０Ｂに示すように、導波管構造部９００Ａ、９００Ｂは、ともに同一の第１開口９１４ａおよび第２開口９１４ｂを有する。
【０１２４】
第１開口９１４ａは、二つの長方形スリットの一方において、交差部分から結合部７の方向に延在する部分が、交差部分から結合部７の反対方向に延在する部分より短い長さを有するクロススロット形状を有する。検討の結果、第１開口９１４ａによれば、二つの円偏波の干渉を抑制して均一加熱が可能となるのに加えて、図９Ｃに示す第１開口８１４ａに比べて前述の吸出し効果も高くなることが確認できた。
【０１２５】
第１開口９１４ａにおける、交差部分から結合部７の方向に延在する部分の長さについては、二つの円偏波の干渉が発生しないように、仕様に応じて適宜設定される。
【０１２６】
導波管構造部９００Ａは全体的に平坦な天井面を有する。一方、導波管構造部９００Ｂは、フランジ７ｂが天井面に接合される接合部分に、下方にへこむ凹形状の接合領域（段差領域である凹部９０９ａ）が形成される（例えば図３参照）。そのため、導波管構造部９００Ｂの天井面において、接合領域と載置台との距離は他の部分に比べて長い。
【０１２７】
上記導波管構造を有する回転アンテナを用いて、同様に、載置面６ａの中央領域に載置された冷凍お好み焼きを用いて同じ加熱条件下で実験を行い、ＣＡＥにより検証した。
【０１２８】
その結果、導波管構造部９００Ａは、第１開口９１４ａが実質的にクロススロット形状を有するため、二つの円偏波の干渉を抑制するとともに、円に近い形状の円偏波を発生させることができた。
【０１２９】
また、第１開口９１４ａにより、吸出し効果が高くなり、結合部７付近の温度低下を抑制することができた。その上、導波管構造部９００Ｂの天井面に形成された凹形状の接合領域により、結合部７付近の温度低下を抑制できることが分かった。
【０１３０】
［本実施の形態に係る導波管構造部］
上記のような各種実験からの知見に基づく、本実施の形態に係る回転アンテナの具体的構成例について以下に説明する。上記の知見に基づき、マイクロ波加熱装置の仕様などに応じて各種の変形例が利用可能である。
【０１３１】
図１１は、本実施の形態に係る導波管構造部８を有する回転アンテナを示す平面図である。
【０１３２】
図１１に示すように、導波管構造部８は、天井面９に設けられた複数のマイクロ波吸出し開口１４を有する。複数のマイクロ波吸出し開口１４は、第１開口１４ａと、第１開口１４ａより小さな開口を有する第２開口１４ｂとを含む。第１開口１４ａおよび第２開口１４ｂは、実質的にクロススロット形状を有する。
【０１３３】
第１開口１４ａの中心点Ｐ１および第２開口１４ｂの中心点Ｐ２が、導波管構造部８の管軸Ｖからずれた位置に配置された構造により、マイクロ波吸出し開口１４は円偏波を放射することができる。ここで、第１開口１４ａの中心点Ｐ１および第２開口１４ｂの中心点Ｐ２は、それぞれ第１開口１４ａおよび第２開口１４ｂを形成する二つのスリットの交差領域の中心点である。
【０１３４】
本実施の形態においては、第１開口１４ａおよび第２開口１４ｂが、導波管構造部８の管軸Ｖをまたがないように配置される。第１開口１４ａ、第２開口１４ｂの各長方形スリットの長手方向は、管軸Ｖに対して実質的に４５℃の傾斜を有する。
【０１３５】
図１１に示すように、第１開口１４ａは、天井面９の凹部９ａに近接して形成される。凹部９ａは、第１開口１４ａから放射されるマイクロ波の進行方向と反対方向（下方向）に、天井面９から突出するように設けられた段差領域である（図３参照）。二つの第１開口１４ａは、管軸Ｖに関して対称である。
【０１３６】
第２開口１４ｂは、第１開口１４ａより結合部７から離間して、前方開口１３の近傍に形成される。第１開口１４ａと同様、二つの第２開口１４ｂは管軸Ｖに関して対称である。
【０１３７】
第１開口１４ａは、二つのスロットにおいて、中心点Ｐ１から管軸Ｖに向かう方向に延
在する部分の長さが、中心点Ｐ１から側壁面１０ａの方向に延在する部分の長さより短いという特徴を有する。
【０１３８】
図３に示すように、結合部７に設けられたフランジ７ｂは、マイクロ波の伝送方向Ｚの長さが、導波管構造部８の幅方向Ｗの長さがより短い形状を有する。すなわち、結合部７は、マイクロ波の伝送方向Ｚの長さが、伝送方向Ｚに直交する方向の長さより短い。フランジ７ｂによれば、中心点Ｐ１から結合部７に向かって延在するスリットの先端を、より結合部７の近くに形成することが可能となる。
【０１３９】
本実施の形態においては、凹部９ａの裏側にフランジ７ｂが接合されるため、凹部９ａは、例えば、ＴＯＸカシメの突き出し、溶接痕、ビス、ナットの頭など、フランジ７ｂの接合により凹部９ａの表側に生じる突起の高さより深くなるように構成される。本実施の形態によれば、突起が載置台６の下面に接触するなどの問題が生じない。
【０１４０】
図１１に示す導波管構造部８は、結合部７の上方の天井面９に設けられた凹部９ａを有し、図１０Ｂに示す導波管構造部９００Ｂと同様の構成を有する。図１１に示す導波管構造部８によれば、導波管構造部９００Ｂと同様に、結合部７近傍の温度低下を抑制することができる。その理由として、次の二つのことが考えられる。
【０１４１】
一つ目として、第１開口１４ａの上方に被加熱物が載置された場合、第１開口１４ａから放射され円偏波となったマイクロ波の一部が被加熱物で反射される。反射したマイクロ波は、凹部９ａの上面と載置台６の下面との間に形成された空間において反射を繰り返し、その結果、被加熱物をより強く加熱する。
【０１４２】
二つ目として、本実施の形態では、凹部９ａが形成された部分の導波管構造部８の内部空間は、他の部分より狭い。結合軸７ａから導波管構造部８内に伝搬するマイクロ波の大部分が、凹部９ａ付近の狭い空間から、凹部９ａから離間した広い空間に向かって進行する際、吸出し効果により第１開口１４ａから放射され、載置面６ａの中央領域に載置された被加熱物を強く加熱する。
【０１４３】
以下、本実施の形態における第１開口１４ａの形状について詳述する。
【０１４４】
図１１に示すように、第１開口１４ａは、スリット２０ａ、２０ｂを含み、これらが中心点Ｐ１で交差するクロススロット形状を有する。第１開口１４ａの各スリットの長軸は、管軸Ｖに対して４５度の角度を有する。
【０１４５】
スリット２０ａは、中心点Ｐ１の右下から左上まで延在し、中心点Ｐ１から右下の先端までの第１長さＡと、中心点Ｐ１から左上の先端までの第３長さＣとを有する。スリット２０ａの右下の先端は、結合部７に向けられて凹部９ａに近接する。
【０１４６】
スリット２０ｂは、中心点Ｐ１の左下から右上まで延在し、中心点Ｐ１から左下の先端までの第２長さＢと、中心点Ｐ１から右上の先端までの第４長さＤとを有する。すなわち、第１長さＡは、中心点Ｐ１からスリット２０ａ、２０ｂの先端までの長さのうち、結合部７に最も近い先端までの長さである。
【０１４７】
第３長さＣと第４長さＤとは同じであり、これらは、導波管構造部８内を伝搬するマイクロ波の波長の実質的に１／４に相当する。第２長さＢは、第３長さＣおよび第４長さＤより短く、第１長さＡはこれらの中で最も短い。
【０１４８】
また、スリット２０ａと管軸Ｖとの距離Ｘは、スリット２０ｂと管軸Ｖとの距離Ｙより
長い。すなわち、天井面９は、二つの第１開口１４ａの間の、凹部９ａ付近の領域が、凹部９ａから離間した領域に比べて広い。
【０１４９】
二つの第１開口１４ａの間の領域が平坦でない場合、導波管構造部８内に乱れた電磁界が発生して、円偏波の形成に悪影響を及ぼすため、二つの第１開口１４ａの間に、より広い平坦な領域を設けることが好ましい。本実施の形態によれば、二つの第１開口１４ａの間に設けられたより広い平坦な領域により、乱れの少ない円偏波が形成されて、高い吸い出し効果が得られる。
【０１５０】
本実施の形態では、二つの第１開口１４ａの間の距離は、導波管構造部８内を伝搬するマイクロ波の波長の１／８以上である。発明者らの実験らによれば、二つの第１開口１４ａが、結合軸７ａの軸径（１８ｍｍ）に実質的に一致した距離を有するとき、好ましい結果が得られた。
【０１５１】
一方、第２開口１４ｂは、二つの同じ長さを有するスリットが、それぞれの中心で直交したクロススロット形状を有する。第２開口１４ｂの各スリットの長軸は、管軸Ｖに対して４５度の角度を有する。本実施の形態では、第２開口１４ｂの各スリットの長軸の長さは、第１開口１４ａの第３長さＣおよび第４長さＤと同等の長さである。
【０１５２】
本実施の形態に係る結合部７は上記形状のフランジ７ｂを有するが、フランジ７ｂの形状は、これに限定されるものではなく、仕様などに応じて適宜変更可能である。
【０１５３】
例えば、フランジ７ｂの、管軸Ｖに沿った方向の部分をより短くすれば、第１開口１４ａを結合部７により近接させて設けることが可能である。第１開口１４ａとの間に切り欠きを有するフランジ７ｂを用いるなど、フランジ７ｂの形状により、第１開口１４ａを結合部７により近接して設けることも可能である。
【０１５４】
フランジ７ｂの形状を工夫すれば、接合部分の面積を小さくすることなく、結合部７と導波管構造部８との接合を強化することが可能となり、製品のばらつきを抑制することができる。
【０１５５】
結合軸７ａが、例えば、半円、楕円、長方形の断面を有する場合、または、このような断面形状を有する結合軸７ａを、導波管構造部８に直接的に接合する場合でも、本実施の形態と同様の効果が得られる。フランジ７ｂを設けない構成によれば、第１開口１４ａを形成するためのスペースをさらに広げることができる。
【０１５６】
本実施の形態によれば、高い吸出し効果が得られることにより、結合部７付近の温度低下を抑制し、載置面６ａの中央領域における均一加熱が可能となる。
【０１５７】
本実施の形態では、マイクロ波吸出し開口がクロススロット形状を有するが、本開示のマイクロ波吸出し開口はこれに限定されるものではない。マイクロ波吸出し開口がクロススロット状以外でも、円偏波を発生させることができる形状であればよい。
【０１５８】
実験の結果、導波管構造部から円偏波を発生させるための必須条件は、管軸からずれた位置に、概ね細長い二つの開口を組み合わせて配置することであると推察される。
【０１５９】
マイクロ波吸出し開口１４を構成するスリットは、長方形に限定されるものではない。例えば、角に丸みのある開口や楕円形の開口の場合でも、円偏波を発生させることが可能である。
【０１６０】
むしろ、電界の集中を抑制するためには、開口の角が丸みをおびていることが好ましい。本実施の形態では、図３、図９Ａ〜図９Ｃ、図１０Ａ、図１０Ｂ、図１１に示すように、第１開口１４ａおよび第２開口１４ｂに含まれるスリットは、先端および交差部分に丸みをおびた角を有する。すなわち、マイクロ波吸出し開口１４に含まれる二つのスリットは、端部付近の幅より広い交差部分付近の幅を有する。
【０１６１】
本実施の形態では、凹部９ａが、天井面９の結合部７の上方に形成されるが、本開示の導波管構造部８はこれに限定されるものではない。
【０１６２】
例えば、開口から放射されたマイクロ波の伝搬状況などを考慮して、マイクロ波吸出し開口１４と導波管構造部８の回転中心との間に凹部９ａを設けてもよい。マイクロ波吸出し開口１４より導波管構造部８の回転中心に近い側の天井面９に、導波管構造部８の内部空間に突出する凸部を設けてもよい。
【０１６３】
すなわち、導波管構造部８が、マイクロ波吸出し開口１４より結合部７に近い側の天井面９の一部分に設けられ、天井面９の他の部分より高さが低い段差領域を有すればよい。
【産業上の利用可能性】
【０１６４】
本開示は、電子レンジの他に、乾燥装置、陶芸用加熱装置、生ゴミ処理機、半導体製造装置などの各種工業用途のマイクロ波加熱装置において利用可能である。
【符号の説明】
【０１６５】
１，１００，２００  電子レンジ
２ａ，１０４，２０４  加熱室
２ｂ，２０９  給電室
２ｃ，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ  側壁面
３，１０１，２０１  マグネトロン
３ａ  アンテナ
４，１０２，２０２，４００，５００  導波管
５，１０３，２０３  回転アンテナ
６，１０８，２０８  載置台
６ａ  載置面
７  結合部
７ａ，１０９  結合軸
７ｂ  フランジ
８，６００，７００，８００，９００Ａ，９００Ｂ  導波管構造部
９  天井面
９ａ，９０９ａ  凹部
１１  底面
１２，１０６，２０６  低インピーダンス部
１２ａ，２０ａ，２０ｂ  スリット
１３  前方開口
１４  マイクロ波吸出し開口
１４ａ，６１４ａ，７１４ａ，８１４ａ，９１４ａ  第１開口
１４ｂ，６１４ｂ，７１４ｂ，８１４ｂ，９１４ｂ  第２開口
１５，１０５，２０５  モータ
１６，２１０  赤外線センサ
１７，２１１  制御部
１８，１８ａ，１８ｂ  凸部
１９  保持部
２２  被加熱物
１０７，２０７  放射口
３００  導波管
３０１  幅広面
３０２  幅狭面
３０３  断面
４０１，５０１  開口
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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