(57)【要約】【課題】発生したマイクロ波電力を導波管から回転アンテナに効率良く供給して結合させることができる高周波加熱装置を提供する。【解決手段】高周波加熱装置１の回転アンテナ１００は、遮蔽面である短絡壁１０２と、導波管５０と隣接した短絡壁１０２と略垂直な壁面（下面壁１０４）に設けられた結合孔１０８と、結合孔１０８を貫通して挿入され、矩形筒管内壁に接触して支持される内導体１０１と、を備える。回転アンテナ１００は、短絡壁１０２を有底とする矩形筒管形状である。また、回転アンテナ１００は、マイクロ波エネルギの放射口となる開放面を有し、開放面１０７は、内導体１０１を挟んで短絡壁１０２と対面している。【選択図】図２
2015162321.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加熱物を収容する加熱室と、
前記加熱室の一面に設けた高周波供給室と、
マイクロ波エネルギを発生するマイクロ波供給源と、
前記マイクロ波供給源で発生したマイクロ波エネルギを伝える導波管と、
前記高周波供給室と前記導波管とを結合する結合孔と、
前記結合孔を貫通して一方の側が前記高周波供給室内に他方の側が前記導波管内に臨んで設けられる内導体と、
前記高周波供給室に収納される箱型の金属製の回転アンテナと、
前記回転アンテナを、前記内導体を中心に回転駆動する駆動部と、を備え、
前記回転アンテナは、
前記結合孔に対応した位置に前記内導体が貫通する孔部と、
前記内導体と前記孔部により当該回転アンテナ内に導入されたマイクロ波エネルギを遠心方向に放射する放射口と、を有する
ことを特徴とする高周波加熱装置。
【請求項２】
前記回転アンテナは、遮蔽面である短絡壁と、前記導波管と隣接した前記短絡壁と略垂直な壁面に設けられた前記孔部と、当該孔部を貫通して挿入され、内壁に接触して支持される前記内導体と、を備え、
前記短絡壁を有底とする矩形筒管形状である
ことを特徴とする請求項１に記載の高周波加熱装置。
【請求項３】
前記回転アンテナは、
マイクロ波エネルギの放射口となる開放面を有し、当該開放面は、前記内導体を挟んで前記短絡壁と対面する
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の高周波加熱装置。
【請求項４】
前記回転アンテナは、
前記短絡壁の短辺の長さが、マイクロ波供給源の発振波長λの略λ／２以下である
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の高周波加熱装置。
【請求項５】
前記短絡壁から前記結合孔の中心までの距離は、マイクロ波供給源の発振波長λに対する管内波長λｇの略λｇ／８である
ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の高周波加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロ波電力を被加熱物に照射する高周波加熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
マイクロ波エネルギを加熱室内に放射し、食品などを加熱する高周波加熱装置がある。マイクロ波電力を応用した加熱方法は、マイクロ波エネルギが被照射物の内部に直接伝達され、迅速で高効率の加熱を実現することができる。マイクロ波発振デバイスには、一般的にマグネトロンが利用される。
【０００３】
最近では、加熱室の有効容積の拡大や装置の小型化の観点からターンテーブルを用いずに、被加熱物自体を回転させる代わりに回転アンテナを用いる方式が多く採用されている。回転アンテナを用いてマイクロ波を加熱室内に供給する技術としては、マイクロ波を伝送する導波管を備え、導波管から加熱室へと貫通する開口部に回転アンテナを設けて、マイクロ波を加熱室内に導出して放射する。
【０００４】
特許文献１には、加熱室の天井壁面に外部側に突出状態で回転アンテナ収納部を形成し、この回転アンテナ収納部に回転アンテナを収納した高周波加熱装置が記載されている。特許文献１に記載の高周波加熱装置は、固定導波管により導かれるマイクロ波エネルギを回転アンテナに結合させた後、回転アンテナの励振口部より加熱室内に放射し、載置台に載置された食品などを高周波加熱する。
上記回転アンテナは、上面が開口された箱形のもので、回転アンテナ収納部の電波給電口と固定導波管の電波給電口を貫通して、該電波給電口に略垂直に臨んで設けられた誘電体製の回転軸が回転アンテナの底面に固着され、回転アンテナの上面開口部が回転アンテナ収納部の上面と対向して上向き状態で回転軸により保持されている。また、回転アンテナの底面には回転軸が固定されている側の端部と反対側の端部側に励振口が形成され、マグネトロンで発生し固定導波管内を伝送されてきたマイクロ波を結合させた後、回転アンテナの励振口からマイクロ波を加熱室内に放射するようになっている。また、回転アンテナの底面に垂直な幅狭面端には固定導波管収納部の上面と対向して幅狭面端と直角に回転アンテナ外側方向にフランジを設け、結合されたマイクロ波がフランジ部とこれと対向する固定導波管収納部上面隙間から漏洩するのを抑制しようと試みている。
特許文献１では、固定導波管の電波給電口は、回転アンテナの上面開口部と互いに対向して設けられている。回転アンテナを回転させるために固定導波管と一定の距離をおいて、誘電体製の回転軸で回転アンテナを回転自在に支える構成としている。
【０００５】
特許文献２には、略円錐台形状のアンテナドームに、該アンテナドーム天面の導出孔を貫通して設けた軸素子及び軸素子に結合された略円形の平板素子を有した回転アンテナを配したマイクロ波加熱装置が記載されている。特許文献２に記載のマイクロ波加熱装置は、回転アンテナである金属製の平板素子に金属製の軸素子が固着され、該軸素子は導出孔を貫通して導波管内に突出して導波管を貫通した回転自在の誘電体からなる回転子に導波管上面壁に接触されることなく導波管内で保持されると記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】実開昭６２−６７４９５号公報
【特許文献２】特開２０１３−３７７９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載の高周波加熱装置は、回転アンテナを回転させるために固定導波管と一定の距離をおいて、誘電体製の回転軸で回転アンテナを回転自在に支える構成であったので、この誘電体製回転軸が固定導波管の電波給電口から放射されたマイクロ波を回転アンテナの電波給電口に結合させることが難しく、回転アンテナにマイクロ波が結合されても回転アンテナ外側方向に設けたフランジとこれと対向する回転アンテナ収納部上面隙間から殆どのマイクロ波が漏洩するという問題がある。また、マイクロ波を回転アンテナ内で伝送させるために必要なＴＥモード（Transverse Electric mode）の波が発生しないので、回転アンテナの励振口からマイクロ波を加熱室内に放射することができないという問題点がある。
【０００８】
特許文献２に記載のマイクロ波加熱装置は、平板素子に金属製の軸素子を固着した回転アンテナを用いる構成であったので、実験等によれば、マイクロ波電力の結合度が劣り、マグネトロンで発生したマイクロ波電力を回転アンテナに効率よく結合させることができないことが判明した。
【０００９】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、発生したマイクロ波電力を導波管から回転アンテナに効率良く供給して結合させることができる高周波加熱装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明の高周波加熱装置は、被加熱物を収容する加熱室と、前記加熱室の一面に設けた高周波供給室と、マイクロ波エネルギを発生するマイクロ波供給源と、前記マイクロ波供給源で発生したマイクロ波エネルギを伝える導波管と、前記高周波供給室と前記導波管とを結合する結合孔と、前記結合孔を貫通して一方の側が前記高周波供給室内に他方の側が前記導波管内に臨んで設けられる内導体と、前記高周波供給室に収納される箱型の金属製の回転アンテナと、前記回転アンテナを、前記内導体を中心に回転駆動する駆動部と、を備え、前記回転アンテナは、前記結合孔に対応した位置に前記内導体が貫通する孔部と、前記内導体と前記孔部により当該回転アンテナ内に導入されたマイクロ波エネルギを遠心方向に放射する放射口と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、発生したマイクロ波電力を導波管から回転アンテナに効率良く供給して結合させることができる高周波加熱装置を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る高周波加熱装置の構成を示す断面図である。
【図２】上記第１の実施形態に係る高周波加熱装置の回転アンテナの要部断面斜視図である。
【図３】上記第１の実施形態に係る高周波加熱装置の回転アンテナの斜視図である。
【図４】上記第１の実施形態に係る高周波加熱装置の回転アンテナ給電部の拡大断面図である。
【図５】上記第１の実施形態に係る高周波加熱装置の回転アンテナの内導体と短絡壁距離によるカップリング特性解析結果を示す図である。
【図６】上記第１の実施形態に係る高周波加熱装置の内導体の形状をＬ型にした回転アンテナの要部断面斜視図である。
【図７】上記第１の実施形態に係る高周波加熱装置の内導体の形状をＴ型にした回転アンテナの要部断面斜視図である。
【図８】上記第１の実施形態に係る高周波加熱装置の回転アンテナと従来例の結合電力の解析結果を示す図である。
【図９】本発明の第２の実施形態に係る高周波加熱装置の回転アンテナの斜視図である。
【図１０】上記第２の実施形態に係る高周波加熱装置の垂直壁を曲面にした回転アンテナの平面図である。
【図１１】上記第２の実施形態に係る高周波加熱装置の他の開口部を有する回転アンテナの平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る高周波加熱装置の構成を示す断面図である。本実施形態の高周波加熱装置は、被加熱物を収納する金属加熱箱内にマイクロ波発振デバイスからのマイクロ波電力を伝送する導波管を有する電子レンジに適用した例である。
【００１４】
図１に示すように、高周波加熱装置１は、被加熱物Ｓを収容する加熱室１０と、加熱室１０の底面１０ａに設置された誘電体からなる被加熱物載置板２０と、被加熱物載置板２０の下方で加熱室１０の底面略中央部に配置された高周波供給室３０と、高周波供給室３０の下方側部に設置され、マイクロ波エネルギを発生するマグネトロン４０（マイクロ波供給源）と、マグネトロン４０で発生したマイクロ波電力を伝送する導波管５０と、を備える。また、高周波加熱装置１は、導波管５０に導かれたマイクロ波エネルギを高周波供給室３０に放射するために高周波供給室３０の底面３０ａの略中央部に開口した結合孔３１と、結合孔３１の中心を貫通して高周波供給室３０内へ略垂直に臨んで設けられた内導体１０１と、高周波供給室３０に収納され、内導体１０１の一端に連結した金属製の回転アンテナ１００と、導波管５０内で内導体１０１に連結した誘電体軸６０と、誘電体軸６０を回転駆動する駆動部７０と、を備える。
【００１５】
本実施形態の高周波加熱装置１は、加熱室１０の下部（底部）に加熱室１０内における定在波を解消する回転アンテナ１００を収納する高周波供給室３０を設け、さらにこの高周波供給室３０の下部にマグネトロン４０及び導波管５０を配置した例である。高周波加熱装置１は、回転アンテナ１００を収納する高周波供給室３０を、加熱室１０の上部又は側面部に備える構成でもよい。
【００１６】
<回転アンテナ>
図２は、本実施形態に係る高周波加熱装置の回転アンテナの要部断面斜視図である。図３は、図２の回転アンテナの斜視図である。
図２及び図３に示すように、回転アンテナ１００は、断面が長方形の矩形状で一端面に短絡壁１０２を有する矩形導波管構造である。具体的には、回転アンテナ１００は、遮蔽面である短絡壁１０２を有底とする金属製の矩形筒管形状であり、短絡壁１０２と略垂直な壁面（下面壁１０４）に設けられた結合孔（孔部）１０８と、結合孔１０８を貫通して挿入され、矩形筒管内壁に接触して支持される内導体１０１と、を備える。
【００１７】
短絡壁１０２は、上下辺が左右辺より長い長方形形状である。回転アンテナ１００は、この短絡壁１０２の４辺に、それぞれ直角に上面壁１０３と下面壁１０４とこれらを上下に繋ぐ垂直壁１０５，１０６とを設けた構成である。より詳細には、回転アンテナ１００は、短絡壁１０２の長方形形状の４辺からマイクロ波放出側（開放面１０７側）に向かって上面壁１０３と下面壁１０４と垂直壁１０５，１０６とが延出するように構成されている。回転アンテナ１００は、直方体形状であるため、開放面１０７は、短絡壁１０２と同じ大きさの長方形形状に構成されている。
【００１８】
回転アンテナ１００は、短絡壁１０２を有底とする矩形筒管形状であり、この矩形筒管の開口部がマイクロ波エネルギの放射口となる開放面１０７である。開放面１０７は、内導体１０１を挟んで短絡壁１０２と対面しており、回転アンテナ１００内に導入されたマイクロ波エネルギを遠心方向に放射する放射口である。
【００１９】
下面壁１０４は、導波管５０から上方に離間して設けられ、短絡壁１０２から所定距離離隔して孔部である円形の結合孔１０８を形成し、結合孔１０８には、その中心を貫通して内導体１０１が挿入される。内導体１０１は、導波管５０の結合孔５１と高周波供給室３０の底面３０ａの結合孔３１と下面壁１０４の結合孔１０８とを貫通している。内導体１０１の一端は、直方体形状（箱状）の回転アンテナ１００の上面壁１０３の内面に接触し、内導体１０１は上面壁１０３内面に略垂直に固定される。内導体１０１の他端は、導波管５０内で連結した誘電体軸６０で支持される。内導体１０１の一端が、回転アンテナ１００の上面壁１０３の内面に接触して略垂直に固定されるので、回転アンテナ１００は、導波管５０内で連結した誘電体軸６０によって支持される。
【００２０】
このように、回転アンテナ１００は、開放面１０７を一つ有する略直方体状の回転アンテナである。回転アンテナ１００は、マイクロ波エネルギの放射口となる四角形の開放面１０７と下面壁１０４に形成された結合孔１０８のみが開口し、他の面が金属壁で覆われた構成である。また、回転アンテナ１００の内導体１０１は、結合孔１０８を貫通して回転アンテナ１００の上面壁１０３の内面に固定される。
なお、回転アンテナ１００の短絡壁１０２の短辺の長さ、及び短絡壁１０２から結合孔１０８の中心までの距離については後記する。
【００２１】
以下、上述のように構成された高周波加熱装置１の動作について説明する。
図１乃至図３に示すように、内導体１０１は、回転アンテナ１００の上面壁１０３の内面に接触して略垂直に固定される。ここで、内導体１０１は、回転アンテナ１００の内壁に固定されるものであればよく、固定位置や固定箇所数には限定されない。
【００２２】
図１に示すように、マグネトロン４０で発生したマイクロ波エネルギは、導波管５０に導かれ、導波管５０の結合孔５１と高周波供給室３０の底面３０ａの結合孔３１を貫通する内導体１０１との同軸モード結合により回転アンテナ１００に伝搬される。導波管５０は、マグネトロン４０で発生したマイクロ波をＴＥモード（Transverse Electric mode）で伝送する。ここで、内導体１０１の部分、すなわち、導波管５０から内導体１０１を介して回転アンテナ１０１に至る経路は、同軸導波管変換器を構成している（伝搬モードはＴＥＭモード（Transverse Electro Magnetic mode）となる）。そして、回転アンテナ１００に伝搬されたマイクロ波エネルギ（再びＴＥモードとなる）は、高周波供給室３０と被加熱物載置板２０を通じて回転アンテナ１００の開放面１０７から加熱室１０内に放射される。回転アンテナ１００は、駆動部７０により回転制御されるので、回転アンテナ１００からのマイクロ波は、開放面１０７から外方（遠心方向）に放射される。
【００２３】
高周波加熱装置１は、開放面１０７を一つ有する略直方体状（箱型）の回転アンテナ１００を備えることで、高周波供給室３０の底面３０ａと、これと対向する回転アンテナ１００の下面壁１０４の結合孔１０８の隙間からのマイクロ波の漏洩を低減でき、マグネトロン４０で発生したマイクロ波をＴＥモードで伝送する導波管５０から一旦モードを別モードにした後、回転アンテナ１００に同じＴＥモードの基本波のマイクロ波を供給することができ、両者の結合度が高くなる。このため、加熱室１０の内部に効率よくマイクロ波が照射されて被加熱物Ｓを加熱するので、高い省エネ効果が得られる。また、回転アンテナ１００を回転させているので、定在波も解消されムラなく被加熱物Ｓを加熱できる。
【００２４】
次に、回転アンテナ１００の形状及びアンテナ特性について説明する。
図３に示すように、回転アンテナ１００は、断面が長方形の矩形状で、一端面に短絡壁１０２を有する矩形導波管構造である。回転アンテナ１００は、回転アンテナ１００内でマイクロ波エネルギがＴＥモードで伝搬するように長方形断面の長辺の長さをλ／２（λは、マイクロ波の波長）より長く、かつλより短くする。また、回転アンテナ１００は、短辺の高さをλ／２より短くする。
【００２５】
図４は、高周波加熱装置１の回転アンテナ給電部の拡大断面図である。
図４に示すように、回転アンテナ１００は、内導体１０１の中心と短絡壁１０２の距離を略λｇ／８（λｇは、回転アンテナ１００内を伝搬するマイクロ波の管内波長）とする。
【００２６】
図５は、回転アンテナ１００の内導体１０１と短絡壁距離によるカップリング特性の解析結果を示す図であり、図５（ａ）は内導体と短絡壁距離ａを、図５（ｂ）は、内導体と短絡壁距離ａによるカップリング特性Ｓ２１（ｄＢ）の解析結果をそれぞれ示す。
導波管５０と回転アンテナ１００の結合度は、カップリング特性Ｓ２１により表される。図４に示すように、カップリング特性Ｓ２１は、導波管５０のポート１に給電されたマイクロ波Ｐｉｎと、回転アンテナ１００のポート２から放射されるマイクロ波Ｐｏｕｔの比の対数を取ったものである。
【００２７】
図５（ｂ）に示すように、カップリング特性Ｓ２１は、０ｄＢに近づくほど途中での損失が小さく、すなわち導波管５０と回転アンテナ１００の結合度が大きくなる。図４に示すように、本実施形態の回転アンテナ１００は、内導体１０１と短絡壁１０２の距離がλｇ／８のとき、カップリング特性Ｓ２１が−０．３５（ｄＢ）となり結合度が最大となることが分かる。なお、本解析では、印加マイクロ波の周波数fは２４６０（ＭＨｚ）、波長換算でλ=１２２ｍｍを用いた。
【００２８】
以上述べたように、本実施形態の高周波加熱装置１は、被加熱物を収容する加熱室１０の一面に設けた高周波供給室３０と、発生したマイクロ波電力を伝送する導波管５０と、高周波供給室３０の一面に設けた結合孔３１と、結合孔３１を貫通して高周波供給室３０内へ略垂直に臨んで設けた内導体１０１と、高周波供給室３０に収納されるとともに内導体１０１で支持された回転アンテナ１００と、導波管５０内で内導体１０１に連結した軸６０を回転駆動する駆動部７０と、を備える。回転アンテナ１００は、前記した構成を有する。
この構成により、マグネトロン４０で発生したマイクロ波エネルギを導波管５０ではＴＥモードで伝送し、導波管５０から内導体１０１を介して回転アンテナ１０１に至る経路ではＴＥＭモードで伝送し、回転アンテナ１００内の内導体１０１から回転アンテナ１００に再びＴＥモードの基本波のマイクロ波エネルギとして供給する。このように、内導体１０１を有する回転アンテナ１００は、効率の良い同軸導波管変換器を構成している。
【００２９】
したがって、マグネトロン４０で発生したマイクロ波をＴＥモードで伝送する導波管５０から回転アンテナ１００に同じＴＥモードの基本波のマイクロ波として供給することができるので、両者の結合度が高くなる。このため、加熱室内に効率よくマイクロ波が照射されて被加熱物を加熱することができ、高い省エネ効果を得ることができる。また、回転アンテナ１００の回転により、回転アンテナ１００内の定在波を解消して被加熱物Ｓをムラなく加熱することができる。
【００３０】
本実施形態では、回転アンテナ１００は、短絡壁１０２の短辺の長さが、マグネトロン４０の発振波長λの略λ／２以下である。より具体的には、回転アンテナ１００は、長辺の長さをλ／２より長くかつλより短く、短辺の高さをλ／２より短くする。これにより、垂直壁１０５，１０６に垂直方向の電界が生じないために、高次モードのマイクロ波を発生することがない。マグネトロン４０で発生したマイクロ波をＴＥモードで伝送する導波管５０から回転アンテナに同じＴＥモードの基本波のマイクロ波を供給することができるので、結合度が上がり、高周波供給室底面３０ａと、これと対向する回転アンテナ１００の下面壁１０４の隙間からのマイクロ波の漏洩を低減できるという効果がある。
【００３１】
本実施形態では、短絡壁１０２から結合孔１０８中心までの距離は、マグネトロン４０の発振波長λに対する管内波長λｇの略λｇ／８である。結合孔１０８の中心と短絡壁１０２の距離をλｇ／８にすることで、開放面１０７方向にマイクロ波が伝搬し易くなるので、回転アンテナ１００の内導体１０１と短絡壁１０２間でのマイクロ波損失が少なくなる。よって、図５（ｂ）に示すように、結合電力（Ｗ）を大きく取ることができ、マグネトロン４０で発生させたマイクロ波エネルギを効率良く回転アンテナ１００に伝送できるという効果がある。
【００３２】
[変形例]
<Ｌ型内導体>
図６は、第１の実施形態に係る高周波加熱装置１の内導体の形状をＬ型にした回転アンテナの斜視断面図である。
図６に示すように、回転アンテナ１１０は、図１乃至図３に示す直線型の内導体１０１に代えて、先端部が直角に屈折したＬ型形状のＬ型内導体１１１を備える。なお、回転アンテナ１１０を収納する構成は、図１と同様である。
Ｌ型内導体１１１は、短絡壁１０２と略垂直な壁面に設けられた結合孔１０８を貫通して挿入された垂直内導体１１１ａと、垂直内導体１１１ａと垂直な水平内導体１１１ｂと、を備える。Ｌ型内導体１１１は、垂直内導体１１１ａの先端部と水平内導体１１１ｂとが直角に結合され、さらに水平内導体１１１ｂの先端が短絡壁１０２に固着された構成となっている。
【００３３】
<Ｔ型内導体>
図７は、第１の実施形態に係る高周波加熱装置１の内導体の形状をＴ型にした回転アンテナの斜視断面図である。
図７に示すように、回転アンテナ１２０は、図１乃至図３に示す直線型の内導体１０１に代えて、先端部がＴ型形状のＴ型内導体１２１を備える。なお、回転アンテナ１２０を収納する構成は、図１と同様である。
Ｔ型内導体１２１は、短絡壁１０２と略垂直な壁面に設けられた結合孔１０８を貫通して挿入された垂直内導体１２１ａと、垂直内導体１２１ａと垂直な水平内導体１２１ｂと、を備える。Ｔ型内導体１２１は、水平内導体１２１ｂの中央に垂直内導体１２１ａの先端部が直角に結合され、水平内導体１２１ｂの一方の先端と他方の先端が垂直壁１０５，１０６の内壁に固着された構成となっている。
【００３４】
図８は、本実施形態の回転アンテナ１００，１１０，１２０と従来例の結合電力（Ｗ）のマイクロ波解析結果を比較する説明図である。図８中、結合電力（Ｗ）とは、図４に示す導波管５０のポート１にマイクロ波電力Ｐｉｎ=１０００（Ｗ）を給電した場合の回転アンテナ１００，１１０，１２０の開放面１０７のポート２から放射されるマイクロ波電力Ｐｏｕｔ（Ｗ）である。
回転アンテナ１００（図１乃至図３参照）の結合電力（Ｗ）のマイクロ波解析結果は、図８の二点鎖線で示され、回転アンテナ１１０（図６参照）の結合電力（Ｗ）のマイクロ波解析結果は、図８の鎖線で示される。また、回転アンテナ１２０（図７参照）の結合電力（Ｗ）のマイクロ波解析結果は、図８の実線で示され、特許文献１の従来例（公知例）の結合電力（Ｗ）のマイクロ波解析結果は、図８の丸点線で示される。
【００３５】
図８に示すように、本実施形態の回転アンテナ１００，１１０，１２０は、従来例（図８の丸点線参照）と比較して周波数２４５０（ＭＨｚ）〜２４７０（ＭＨｚ）において約２００（Ｗ）結合電力が向上していることが分かる。また、図８に示すように、Ｔ型内導体１２１を有する回転アンテナ１２０（図７参照）の結合電力（Ｗ）が最も大きく、Ｌ型内導体１１１を有する回転アンテナ１１０（図６参照）と内導体１０１を有する回転アンテナ１００（図３参照）がそれに次ぐ。結合電力（Ｗ）の向上の観点からは、Ｔ型内導体１２１を有する回転アンテナ１２０（図７参照）を用いるのがよいことは言うまでもないが、構造が簡素な直線型の内導体１０１を有する回転アンテナ１００（図３参照）又は先端部が直角に屈折したＬ型内導体１１１を有する回転アンテナ１１０（図６参照）を用いても、従来例（公知例）と比較して大幅な結合電力（Ｗ）の向上を図ることができる。
【００３６】
なお、箱形の回転アンテナ１００，１１０，１２０の折り曲げ部は、必ずしも直角ではなく曲面の折り曲げでよい。また、深絞りやプレス加工により、筒部や一面が開口された箱部を制作し開口面（開口部）に平板を溶接する等をして制作してもよい。また、矩形管の開口面に平板を溶接して制作してもよい。
【００３７】
（第２の実施形態）
図９は、本発明の第２の実施形態に係る高周波加熱装置の回転アンテナの斜視断面図である。
図９に示すように、回転アンテナ１３０は、内導体１０１を貫通させる結合孔１０８を有する下面壁１３４と、下面壁１３４に略平行で内導体１０１が固着された上面壁１３３と、を備え、下面壁１３４と上面壁１３３の二面が台形形状の平面で構成されている。すなわち、回転アンテナ１３０は、図１乃至図３の回転アンテナ１００の上面壁１０３と下面壁１０４を、開放面１３７が台形底部となる台形形状で構成したものである。回転アンテナ１３０は、開放面１３７と短絡壁１０２の断面が長辺の異なる大きさの長方形で構成され、開放面１３７の長辺は、短絡壁１０２の長辺より長くなっている。特に、短絡壁１０２の長辺の長さは、供給するマイクロ波の波長の１／２以上の長さとしている。
なお、下面壁１３４と上面壁１３３と垂直壁１０５，１０６により開放面１３７に向かう箱状の断面は長方形である。また、下面壁１３４と短絡壁１０２、及び上面壁１３３と短絡壁１０２は互いに直角に連結されている。
【００３８】
以上のように、本実施形態の回転アンテナ１３０は、下面壁１３３と上面壁１３３を台形形状の平面で構成することで、導波管５０と回転アンテナ１３０間でのマイクロ波損失をより少なくすることができる。また、反射波も抑制することができ、結合度の向上を図ることができる。
よって、図１に示すように、マグネトロン４０で発生させたマイクロ波エネルギを効率よく回転アンテナ１３０に伝送することができる。
【００３９】
図１０は、回転アンテナの垂直壁を曲面にした回転アンテナの平面図である。
図１０に示すように、回転アンテナ１４０は、内導体１０１を貫通させる結合孔１０８を有する下面壁１４４と、下面壁１４４に略平行で内導体１０１が固着された上面壁１４３と、下面壁１４４と上面壁１４３とを繋ぐ曲面の垂直壁１４５，１４６と、を備える。垂直壁１４５，１４６は、内面が凹部となる曲面であり、下面壁１３４と上面壁１３３は、垂直壁１４５，１４６の曲面形状に合わせるようにして端部が曲線である。
ここで、回転アンテナ１４０は、短絡壁１０２の横幅Ａが、供給するマイクロ波の波長の１／２以上の長さとする。
【００４０】
図１１は、回転アンテナの短絡壁、下面壁、上面壁、垂直壁のいずれかに他の開放面を設けた回転アンテナの平面図である。
図１１に示すように、回転アンテナ１５０は、上面壁１０３に開口面１０７の他に他の開口部１５１をさらに備える。図１１では、開口部１５１は、上面壁１０３に設けられ、数量は３である。
例えば、回転アンテナ１５０は、開放面１０７以外にも導波管形状の回転アンテナ１５０の被加熱物Ｓと対向する壁面側（ここでは上面壁１０３）に遮断波長の１／２以上の長さを有するスリット状の開口部１５１をマイクロ波の伝搬方向に対して直角、もしくは０から９０度内の適度の角度で複数設けている。
この場合、スリット状の開口部１５１をマイクロ波の伝搬方向に対して適度の角度を持たせて設けるように構成すれば、それぞれの開口部１５１から放射されるマイクロ波は、位相に関係なく、したがって打ち消されることはなく複数の開口部１５１から放射される。
【００４１】
なお、開口部１５１の形状や状態、又は配置や個数は、加熱室１０（図１参照）で加熱される被加熱物Ｓの加熱むらに関連して定められるものであり、これらの調整により加熱むらの抑制も行える。
例えば、開放面１０７以外にも導波管形状の回転アンテナ１００の被加熱物Ｓと対向する壁面側（上面壁１０３）に遮断波長の１／２以上の長さを有するスリット状の開口をマイクロ波の伝搬方向に対して直角、もしくは０から９０度内の適度の角度で複数設けてもよい。
この場合、スリット状の開口部をマイクロ波の伝搬方向に対して適度の角度を持たせて設ければ、それぞれの開口部から放射されるマイクロ波は、（位相に関係なく）打ち消されることはなく複数の開口部から放射される。
また、開放面の形状や状態、あるいは開口部の配置や個数は、加熱室１０で加熱される被加熱物Ｓの加熱むらに関連して定められるものであり、これらの調整により加熱むらの抑制も可能になる。
【００４２】
また、Ｌ型内導体１１１（図６参照）やＴ型内導体１２１（図７参照）を、第２の実施の形態に適用してもよく、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００４３】
なお、本発明は、上記各実施形態に記載した構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて、適宜その構成を変更することができる。
【００４４】
例えば、上記各実施形態では、マイクロ波エネルギを発生するマイクロ波供給源としてマグネトロンを用いたが、マイクロ波を発振出力する他のマイクロ波発振デバイスとしては、クライストロン、ジャイロトロンなどの電子管のほか、発振源として半導体を用いたマイクロ波発生装置でもよい。また、導波管や回転アンテナの材質、形状、構造などは一例であってどのようなものを適用してもよい。
【００４５】
また、例えば図２に示す回転アンテナ１００において、開放面１０７を短絡壁１０２と平行に設けない態様や、上面壁１０３と下面壁１０４の大きさが異なる態様、さらには開放面１０７を湾曲させる態様でもよく、同様の効果を得ることができる。
【００４６】
上記した実施形態例は本発明をわかりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態例の構成の一部を他の実施形態例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態例の構成に他の実施形態例の構成を加えることも可能である。また、各実施形態例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【符号の説明】
【００４７】
１  高周波加熱装置
１０  加熱室
３０  高周波供給室
３１  結合孔
４０  マグネトロン（マイクロ波供給源）
５０  導波管
６０  誘電体軸
７０  駆動部
１００，１１０，１２０，１３０，１４０，１５０  回転アンテナ
１０１  内導体
１０２  短絡壁
１０３，１３３，１４３  上面壁
１０４，１３４，１４４  下面壁
１０５，１０６，１４５，１４６  垂直壁
１０７，１３７  開放面（放射口）
１０８  結合孔（孔部）
１１１  Ｌ型内導体（内導体）
１１１ａ，１２１ａ  垂直内導体
１１１ｂ，１２１ｂ  水平内導体
１２１  Ｔ型内導体（内導体）
１５１  開口部（放射口）
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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