(57)【要約】【課題】回転アンテナ方式の電子レンジにおいて、従来の利点を保持しながら、グリル加熱やオーブン加熱による加熱効率を高め、また微妙な加熱均一性を得られるようにする。【解決手段】加熱室１と、高周波発生装置２と、導波管３と、アンテナ４と、このアンテナ４を回転させるためのモータ５と、アンテナ４の上方近傍に前記加熱室内を仕切る形で設けられた、誘電体からなる載置台６とを備え、被加熱物Ｓを載置するための回転部材７を載置台６上に配置する。そして、アンテナ４に第１の磁石４３を配置すると共に、回転部材７における第１の磁石４３に対応する位置に第２の磁石７３を配置し、第１の磁石４３と第２の磁石７３との磁気的結合を利用してアンテナ４の回転に対応させて回転部材７を回転させる一方、アンテナ４及び載置台６の少なくとも一方に規制部材４７を設けアンテナ４の軸方向の移動を規制する。【選択図】　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加熱物を加熱する加熱室と、高周波を発生する高周波発生装置と、この高周波発生装置で発生した高周波を前記加熱室に形成された開口に導く導波管と、この導波管内の高周波を前記開口を介して加熱室に供給する、受信部と放射部とを有する回転自在のアンテナと、このアンテナを回転させるためのモータと、前記アンテナの上方近傍に前記加熱室内を仕切る形で設けられた、誘電体からなる載置台とを備えた高周波加熱装置において、
前記載置台上に回転部材を配置し、
この回転部材及び前記アンテナの双方に磁石を設ける、又は一方に磁石を設けると共にもう一方に磁性体を設け、
前記アンテナと前記回転部材と間の磁気的結合を利用して、前記アンテナの回転に対応して前記回転部材を回転させると共に、
前記アンテナ及び前記載置台の少なくとも一方に前記アンテナの軸方向の移動を規制する規制部材を設けたことを特徴とする高周波加熱装置。
【請求項２】
前記規制部材がアンテナの前記放射部の上面に形成された凸部である請求項１記載の高周波加熱装置。
【請求項３】
前記規制部材がアンテナの前記放射部に取り付けられた車輪である請求項１記載の高周波加熱装置。
【請求項４】
前記アンテナは、円筒状の受信部の上端に略円盤状の放射部を同軸状に取り付けたものであって、前記凸部又は前記車輪が前記放射部に円周方向に等角度で取り付けられた請求項１〜３のいずれかに記載の高周波加熱装置。
【請求項５】
前記アンテナの軸方向の移動距離が５ｍｍ以下である請求項１〜４のいずれかに記載の高周波加熱装置。
【請求項６】
電熱ヒータがさらに備えられた請求項１〜５のいずれかに記載の高周波加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は高周波加熱装置（以下、「電子レンジ」と記すことがある）に関し、より詳細には回転アンテナ方式の高周波加熱装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子レンジの加熱室における均一加熱方式としては大きく分けて、ターンテーブル方式とスタラー方式、回転アンテナ方式とがある。これらの均一加熱方式について以下に簡単に説明しておく。まずターンテーブル方式は、加熱室の底面に配置したターンテーブルに被加熱物を載せ、ターンテーブルを回転させることにより、加熱室の側壁面又は天上面に設けられた開口から放射される高周波を、被加熱物全体に均一に照射し加熱するものであって、電子レンジの中では現在最も広く用いられている方式である。図１０及び図１１に、この方式の電子レンジの一例を示す断面図及び斜視図を示す。加熱室１の底外面にモータ５が配設され、このモータ５の軸５１は加熱室１の底面に穿設された貫通孔を通って加熱室１の底面に突出している。そして、加熱室１の底面に突出したこの軸５１に円盤状のターンテーブルＴが軸支され、モータ５の駆動によりターンテーブルＴは回転する。一方、マグネトロン（高周波発生装置）２から放射された高周波は、導波管３３を通り加熱室１側面の開口１０１から加熱室１に放射され、回転するターンテーブルＴ上の被加熱物（不図示）を照射し加熱する。この他にもターンテーブルＴの回転駆動方式として磁気結合を利用するものが、例えば特公昭６１−１３３５９号公報や特開昭５８−２２０３８７号公報、特開昭５９−１４２９４号公報に開示されている。
【０００３】
スタラー方式は一般に、図１２及び１３に示すように、加熱室１の天上面に設けた開口１０１の加熱室側近傍に金属製の電波拡散羽根３２を設け、これをモータ３１で回転させることによりマグネトロン２から放射された高周波の電界の強弱を変化させて開口１０１から加熱室１内に放射する方式である。この方式によれば、被加熱物を移動させることなく均一に加熱することができる。被加熱物は略四角形の誘電体（通常はガラス、セラミック等で構成される）からなる載置台Ｔ’に載置される。
【０００４】
回転アンテナ方式は、例えば図１４に示すように、マグネトロン２から放射された高周波を導波管３により加熱室１の外底部に導く一方、加熱室１の底面に形成した開口１１にアンテナ４の受信部４１を挿通し導波管３内に突出させ、導波管３内の高周波をこの受信部４１から放射部４２へと伝搬させ、そしてこのアンテナ４の放射部４２をモータ５で回転させることにより高周波で被加熱物を均一に加熱する方式である（例えば特開平１１−８０５７号公報）。被加熱物は、アンテナ４の上方近傍で加熱室１を仕切る形で設けられた、誘電体（通常はガラス、セラミック等）で構成される載置台６に載置される。この方式は、高周波が放射されるアンテナ４の放射部４２の近傍に被加熱物を載置できるため、他の方式に比べて一般に加熱効率に優れる。現在、業務用・コンビニエンスストアー等で用いる電子レンジとして普及しつつある方式である。
【０００５】
以上の被加熱物の均一加熱方式において、ターンテーブル方式は被加熱物の回転移動させて加熱するのに対し、スタラー方式及び回転アンテナ方式は被加熱物を静止させた状態で加熱する。加熱の均一性の観点からはターンテーブル方式、回転アンテナ方式、スタラー方式の順で優れていると一般に言われている。
【０００６】
一方、加熱室内の被加熱物を載置し得る領域は、ターンテーブル方式では円形のターンテーブル領域のみであるのに対し、スタラー方式及び回転アンテナ方式では、被加熱物を移動させる必要がないので加熱室の底面全体となる。したがって、後者の方が加熱室を有効に利用することができ、加熱室の容積が同じ場合には、加熱可能な被加熱物の量は後者の方が多くなる。
【０００７】
また加熱室底面の清掃性の観点からは、磁気結合によるターンテーブル方式、及びスタラー方式では加熱室底部に貫通孔を穿設する必要がなく、ターンテーブルや載置台を取り除けば加熱室の底面はほぼ平面となり比較的簡単に清掃ができる。一方、回転アンテナ方式の場合も、アンテナの上に固定配置された載置台が実用上は加熱室の底壁に相当し、この載置台の表面は平面で、しかもターンテーブル方式やスタラー方式と異なり、その材質がガラスやセラミックなどの誘電体材料であるため極めて清掃性に優れる。
【０００８】
近年、加熱効率、加熱室内の有効利用容積、加熱室の清掃の容易さの観点が重要視されるようになり、回転アンテナ方式の電子レンジが一般家庭用としても見直されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、最近の電子レンジでは高周波加熱による加熱方式に加えて、ヒータによるグリル加熱やオーブン加熱等もできる複合機能を備えたものが開発されている。グリル加熱は、加熱室天上部の中心を外した位置にガラス管ヒータやシーズヒータを配設し、これらのヒータを表面温度で６００℃以上に加熱し、被加熱物を回転移動させて全体を均一に高速で焼き上げるものである。
【００１０】
一方、従来の回転アンテナ方式の電子レンジの場合には、被加熱物は載置台上に静止しているため、前記複合機能化、例えばグリル加熱機能を付加するには図１５に示すように、加熱室１の天井面全体にヒータＨを配置する必要がある。しかし天井面全体にヒータＨを配設すると、占有面積が広がるためにヒータＨの発熱温度が低下し加熱時間が増加する。また、加熱時間を短くしようとすればヒータの消費電力が増加する問題点がある。
【００１１】
また、被加熱物が静止していることに起因して回転アンテナ方式では、微妙な加熱均一性が要求される茶碗蒸などの卵料理において満足な仕上がり状態が得られないことがあった。
【００１２】
本発明はこのような従来の問題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、回転アンテナ方式の電子レンジにおいて従来の利点を保持しながら、グリル加熱やオーブン加熱による加熱効率を高め、また高周波加熱時の微妙な加熱均一性を得られるようにすることにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため本発明に係る高周波加熱装置では、被加熱物を加熱する加熱室と、高周波を発生する高周波発生装置と、この高周波発生装置で発生した高周波を前記加熱室に形成された開口に導く導波管と、この導波管内の高周波を前記開口を介して加熱室に供給する、受信部と放射部とを有する回転自在のアンテナと、このアンテナを回転させるためのモータと、前記アンテナの上方近傍に前記加熱室内を仕切る形で設けられた、誘電体からなる載置台とを備えた高周波加熱装置において、前記載置台上に回転部材を配置し、この回転部材及び前記アンテナの双方に磁石を設ける、又は一方に磁石を設けると共にもう一方に磁性体を設け、前記アンテナと前記回転部材と間の磁気的結合を利用して前記アンテナの回転に対応して前記回転部材を回転させると共に、前記アンテナ及び前記載置台の少なくとも一方に前記アンテナの軸方向の移動を規制する規制部材を設けた構成とした。かかる構成により、回転アンテナ方式の電子レンジでありながら被加熱物の回転載置が可能となり、グリル加熱やオーブン加熱の加熱効率が向上すると共に、被加熱物を均一に高周波加熱することができる。
【００１４】
また、上記構成の電子レンジでは、回転部材とアンテナとが磁気的結合しているとき、磁石の引力によりアンテナは軸方向上方向に引き上げられる。ここでアンテナが軸方向上方に制限なく上昇すると、アンテナの放射部が載置台の下面に面接触し、摩擦により回転に不具合が生じるおそれがある。加えて、高周波の安定放射のためには、アンテナの放射部と加熱室底面との距離及び導波管への受信部の突出量を厳密に制御する必要があり、上記のように磁気的結合によってアンテナが軸方向に大きく移動すると、高周波を安定して放射できないおそれがあるところ、本発明の電子レンジでは、アンテナの軸方向の移動を規制する規制部材を設けているので、このような不具合は生じない。
【００１５】
このような規制部材として、アンテナの放射部の上面に凸部を形成してもよいし、あるいは放射部に車輪を取り付けてもよい。
【００１６】
アンテナとしては、円筒状の受信部の上端に略円盤状の放射部を同軸状に取り付けたものであって、前記凸部又は前記車輪を円周方向に等角度で前記放射部に取り付けたものが好ましい。また、高周波の安定放射などの観点から、アンテナの軸方向の移動距離を５ｍｍ以下とするのが望ましい。
【００１７】
また使用の範囲を広げる等の観点から電熱ヒータをさらに設けてもよい。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の高周波加熱装置（電子レンジ）について図に基づいて説明する。ただし、本発明はこれらの実施形態に何ら限定されるものではない。
【００１９】
本発明の電子レンジの外観斜視図を図１に示す。そしてその正面断面図を図２に示す。この発明の電子レンジは、金属材から構成された略直方体形状の加熱室１と、この加熱室１の底面外側に加熱室１と隣接する形で設けられた導波管３とを備える。導波管３の一方側端部にはマグネトロン（高周波発生装置）２が取り付けられ、そしてもう一方端部には、加熱室に連通する開口１１が形成されている。一方、加熱室１の底部にはアンテナ４が配設されている。アンテナ４は、円筒状の受信部４１と、受信部４１の上端部に同軸状に取り付けられた円盤状の放射部４２とを備え、放射部４２の上面には円周方向に等角度に第１の磁石４３と凸部（規制部材）４７が配置され、第１の磁石４３を覆うように保護部材４４が取り付けられている。
【００２０】
円筒状の受信部４１は、加熱室１の底面に穿設された開口１１に挿通されて、導波管３内に突出し、その下端部は導波管の外底面に配設されたモータ５の軸５１に接続している。これにより、アンテナ４はモータ５の駆動により回転する。
【００２１】
加熱室１内のアンテナ４の上方近傍には、加熱室１内を仕切る載置台６が取り付けられている。この載置台６はガラスやセラミックなどの誘電体からなり高周波を透過する。後述するように、高周波加熱のみで被加熱物を加熱する場合には、この載置台６に被加熱物Ｓを直接載置してもよい。ガラスやセラミックなどからなる載置台６は、金属部材に比べその表面が平滑で清掃性が格段に優れている。
【００２２】
そしてこの載置台６の上面には、被加熱物Ｓを載置した回転部材７が配置されている。回転部材７は円盤状の支持体７１とテーブル７２とを備える。支持体７１の周壁には複数の車輪７５が軸７６で支持されていると共に、支持体７１の底面には第１の磁石４３に対応する位置に第２の磁石７３が取り付けられ、これを覆うように保護部材７４が設けられている。一方テーブル７２は、支持体７１の周壁に取り付けられた車輪７５によって接触・支持されている。また、加熱室１の天井壁の中央から外れた位置には、グリル加熱に用いるヒータＨが取り付けられている。
【００２３】
図２に示すように、ここで回転部材７を載置台６の上に設置すると、第１の磁石４３と第２の磁石７３との磁気的吸引力によりアンテナ４が上方に移動するが、アンテナ４の放射部４２上面に形成された凸部４７により、載置台６の下面に放射部４２が面接触するのが防止されている。
【００２４】
このような構成の電子レンジを用いて、高周波加熱のみの場合及び高周波加熱に加えてグリル加熱やオーブン加熱を行う場合、マグネトロン２を作動させると、マグネトロン２から発生した高周波は、導波管３を通ってアンテナ４の受信部４１に至る。そして受信部４１から放射部４２に伝わり加熱室１内に放射される。このときアンテナ４はモータ５により回転する。このアンテナ４の回転に起因して、第１の磁石４３と第２の磁石７３との磁気的結合により支持体７１はアンテナ４と同じ速度で回転する一方、車輪７５に支持されるテーブル７２はアンテナ４の回転速度の２倍の速度で回転する。したがって、テーブル７２上に載置された被加熱物Ｓには放射部４２から放射された高周波やヒータＨからの熱が均一に当射される。なお、第１の磁石４３及び第２の磁石７３のいずれか一方を磁性体としても磁気的結合が生じ同様の作用が得られる。またアンテナ４は載置台６と凸部４７で点接触するだけなので回転に伴う摩擦は小さく抑えられる。
【００２５】
なお、高周波のみで被加熱物Ｓを加熱する場合には、図３に示すように、回転部材７を加熱室１から外し、載置台６上に被加熱物Ｓを直接載置して高周波加熱を行ってもよい。これにより従来の回転アンテナ方式の特徴はそのまま維持される。すなわち、前記の通り、被加熱物Ｓを置いた載置台６の直下でアンテナ４が回転して高周波を被加熱物Ｓに均一に照射するので、被加熱物Ｓはムラなく加熱される。また、この場合には加熱室１内の空間全部を有効に使える。この場合、磁気的吸引力は発生しないので、アンテナ４は自重により軸方向下方に移動し、凸部４７は載置台６とは接触しない状態となる。
【００２６】
また、グリル加熱やオーブン加熱を行う場合には、テーブル７２の回転速度をアンテナ４の回転速度と同じとしても加熱性能に影響を与えないため、支持体７１の車輪７５にテーブル７２の下面を接触させない状態で、テーブル７２を支持体７１に支持させても構わない。
【００２７】
図４に、図２の電子レンジで使用しているアンテナの斜視図を示す。このアンテナにおいて高周波は、放射部４２に形成された開口部４５，４６の端部から主に放射される。アンテナ４の形状はもちろんこれに限定されるものではなく、例えば放射部４２が棒状や長板状であっても構わない。
【００２８】
図５に、本発明で使用するアンテナの他の形態を示す。このアンテナでは、規制部材として、円盤状の放射部４２の外周に軸支した車輪４８を用いている。すなわち、車輪４８の上端が放射部４２および保護部材４４の上面から突出するように車輪４８が放射部４２に取り付けられている。このアンテナを電子レンジに配置したときの部分断面図を図６に示す。この図から明らかなように、載置台６の上に回転部材を配置していないときには、車輪４８の上端と載置台６との間には隙間ｄがある。一方、車輪４８の下端は加熱室１の底面に接触している。この状態で電子レンジを使用すると、例えば高周波加熱だけを行うと、モータ５の駆動によりアンテナ４が回転し、これに伴い車輪４８は加熱室１の底面を転動する。これにより放射部４２と加熱室１の底面との平行性が確保される。もちろん、車輪４８が加熱室１の底面と接触しない状態であっても本発明の技術的範囲には含まれる。
【００２９】
他方、載置台６の上に回転部材を配置したときの部分断面図を図７に示す。このとき第１の磁石４３と第２の磁石７３との磁気的吸引力によりアンテナ４は軸方向上方に移動するが、放射部４２の外周に軸支された車輪４８の上端が載置台６の下面に当接することによりその移動が規制される。このアンテナの軸方向の移動距離は５ｍｍ以下とするのが好ましい。アンテナの移動距離が５ｍｍを超えると、アンテナの放射部と加熱室底面との距離及び導波管への受信部の突出量の変化が大きすぎ、安定して高周波を放射できないおそれがあるからである。より好ましい移動距離は１ｍｍ以下である。このアンテナの移動距離は、図６に示した車輪４８の上端面と載置台６下面との隙間ｄを調整することにより実質的に調整できる。
【００３０】
この状態で電子レンジを使用すると、例えば高周波加熱とグリル加熱を併用すると、モータ５の駆動によりアンテナ４が回転し、これに伴い車輪４８は載置台６の下面上を転動する。これにより、磁気的吸引力による放射部４２の周縁部の軸方向上方への撓みが防止され、放射部４２と載置台６との平行性が確保される。
【００３１】
本発明で使用する支持体７１はヒータ加熱時の耐熱性や強度などを考慮すると金属材料から構成するのが望ましい。しかし、この場合は金属材料は高周波を透過しないので、例えば図８に示すように高周波が通過できる開口部７７を設ける、あるいは図９に示すように支持体７１の骨格を残してそれ以外の部分を切り欠いて空間とするのが望ましい。
【００３２】
また本発明で使用するテーブル７２は高周波加熱のときには、高周波を透過するものであれば特に限定はなく、強度や清掃性の観点からはガラスやセラミックなどからなるものが推奨される。また、グリル加熱、コンベクション加熱のときには、非磁性体の金属製のテーブルが望ましい。
【００３３】
【発明の効果】
本発明に係る高周波加熱装置では、載置台上に回転部材を配置し、この回転部材及びアンテナの双方に磁石を設ける、又は一方に磁石を設けると共にもう一方に磁性体を設け、アンテナと回転部材と間の磁気的結合を利用して、アンテナの回転に対応して回転部材を回転させる構成としたので、回転アンテナ方式の電子レンジでありながら被加熱物を回転載置することができ、グリル加熱やオーブン加熱の加熱効率が向上すると共に、被加熱物を均一に高周波加熱することができる。
【００３４】
また、回転部材とアンテナとが磁気的結合しているとき、アンテナの軸方向の移動距離を規制部材で制限するので、アンテナの放射部が載置台の下面に面接触することがなく、アンテナを円滑に回転させることができる。また、アンテナの放射部と加熱室底面との距離及び導波管への受信部の突出量を厳密に制御でき、高周波を安定して放射できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電子レンジの外観図の一例である。
【図２】図１の電子レンジの正面断面図である。
【図３】回転部材を用いない場合の電子レンジの正面断面図である。
【図４】アンテナの一例を示す斜視図である。
【図５】アンテナの他の例を示す斜視図である。
【図６】図５のアンテナを電子レンジに配置したときの部分断面図である。
【図７】図６の装置おいて回転部材を配置したときの部分断面図である。
【図８】支持体の一例を示す斜視図である。
【図９】支持体の他の例を示す平面図である。
【図１０】従来のターンテーブル方式の高周波加熱装置を示す正面断面図である。
【図１１】従来のターンテーブル方式の高周波加熱装置を示す斜視図である。
【図１２】従来のスタラー方式の高周波加熱装置を示す正面断面図である。
【図１３】従来のスタラー方式の高周波加熱装置を示す斜視図である。
【図１４】従来の回転アンテナ方式の高周波加熱装置を示す側面断面図である。
【図１５】従来のヒータ付の回転アンテナ方式の高周波加熱装置を示す側面断面図である。
【符号の説明】
１　加熱室
２　マグネトロン（高周波発生装置）
３　導波管
４　アンテナ
５　モータ
６　載置台
７　回転部材
Ｓ　被加熱物
Ｈ　ヒータ
１１　開口
４１　受信部
４２　放射部
４３　第１の磁石
４７　凸部（規制部材）
４８　車輪（規制部材）
７１　支持体
７２　テーブル
７３　第２の磁石
７５　車輪
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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