(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加熱物を収納する加熱室と、前記加熱室を形成する加熱壁の周囲に設けられ前記被加熱物を高周波加熱および／または電熱加熱で加熱する加熱手段と、金属製の枠に金属線材を簀の子状または網状に固着し前記加熱室壁に直接当接せずかつ着脱自在に保持された被加熱物載置台と、前記被加熱物載置台の前記金属線材の一部を下方に折り曲げて形成した凹部と、前記凹部に設けられた誘電体で形成した電波集中体と、を備え、前記電波集中体は、上面の外周部に、周囲の金属よりも上方に突出したリブ状の突出部を有するヒータ付き高周波加熱装置。
【請求項２】
凹部に、下方を凸状に形成する電波集中体を設ける構成とした請求項１記載のヒータ付き高周波加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は被加熱物を高周波加熱と電熱加熱で行う高周波加熱装置に関し、特に被加熱物載置台の構成に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子レンジによる電波加熱時の被加熱物載置台の構成について、例えば特開平１０−２２８９７８号公報に記載されているような物があった。この被加熱物載置台は、図６に示されているように、本体１内の被加熱物２を加熱する加熱室３内に、低誘電率材料によって構成した被加熱物載置台４を設け、その表面の一部に電波集中体５を設ける構成となっており、この電波集中体５に電波が集中し、被加熱物２の中央部がよく加熱され、周囲からの熱と相まって均一に加熱することができる様になっていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の被加熱物載置台４では材料が低誘電率材料なので、近年多用されているヒータ付きの高周波加熱装置では使用が困難な場合が多かった。即ち、低誘電率材料で一般的なものとしては樹脂材料があげられるが、被加熱物に焦げ目をつける場合の庫内、被加熱物載置台の温度は２００℃〜３００℃になる事から、材料は高周波中で使用で
き、且つ、この温度に耐えることも必要となり、一般産業用として存在せず、そのため、同一の被加熱物載置台４を用いて高周波加熱とヒータ加熱は行なえないという問題を有していた。その点、セラミックやガラス材を使用した場合は、高周波特性、および耐熱温度については問題なかったが、仮に、異なるセラミック材を使用しても電波集中体との誘電率に差が少なくなり、電波の集中効果が薄れる。又、熱容量的にも大きくなり、ヒータ加熱時の加熱効率が低下したり、予熱に時間がかかるといった問題を有していた。
【０００４】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、高周波加熱でも電熱加熱でも使用でき、かつ、高周波加熱時は被加熱物を集中的に加熱できる被加熱物載置台を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために、金属製の簀の子状または網状の被加熱物載置台を着脱自在に設け、前記被加熱物載置台の一部に電波集中体を設け、前記電波集中体が、被加熱物の底部に近接或いは当接する構成としたものである。
【０００６】
上記発明によれば、被加熱物載置台が、金属性の簀の子状または網状で構成されるため、耐熱温度を充分に確保でき、ヒータ加熱時にも使用できる。又、簀の子状または網状の金属部分の誘電率は誘電体の誘電率より遥かに小さいため、誘電体の電波集中効果も確保できる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載の発明は、被加熱物を収納する加熱室と、前記加熱室を形成する加熱壁の周囲に設けられ前記被加熱物を高周波加熱および／または電熱加熱で加熱する加熱手段と、金属製の枠に金属線材を簀の子状または網状に固着し前記加熱室壁に直接当接せずかつ着脱自在に保持された被加熱物載置台と、前記被加熱物載置台の前記金属線材の一部を下方に折り曲げて形成した凹部と、前記凹部に設けられた誘電体で形成した電波集中体と、を備え、前記電波集中体は、上面の外周部に、周囲の金属よりも上方に突出したリブ状の突出部を有する構成としたものである。
【０００８】
そして、被加熱物載置台が、金属性の簀の子状または網状で構成されるため、耐熱温度を充分に確保でき、ヒータ加熱時にも使用でき、熱容量も全体をセラミックで構成したものに比べ、極めて小さく、ヒータ加熱時の加熱効率を高め、予熱時間を短くすることができる。更に、簀の子状または網状の金属部分の誘電率は誘電体性の電波集中体の誘電率よりはるかに小さいため、電波集中効果も確保できる。
【０００９】
そして、被加熱物載置台に部分的に形成した凹部を設け、前記凹部内に誘電体性の電波集中体を設けることで、被加熱物の設置、取り出し時に、前記電波集中体の端面と被加熱物との衝突を未然に防止する事が出来、使い勝手、安全性の向上を図る事が出来る。
【００１０】
そして、被加熱物の載置面側が周囲の金属よりも上方に突出した突出部を有する誘電体性の電波集中体を設けることで、いかなる大きさの被加熱物も、その底部が直接簀の子状または網状の金属部分に当接することなく加熱室内に載置でき、被加熱物の容器に金属を使用しても被加熱物載置台と被加熱物容器間で、高周波電界による放電現象や、異常温度上昇といった不具合を防止する。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、凹部に、下方を凸状に形成した電波集中体を設ける構成としたものである。
【００１２】
そして、電波集中体の外周部と中央部では、電波の集中効果が異なり、厚くすることで
、より中央部分に電波を集中し、中央部が厚い、或いは高密度に盛りつけられた被加熱物に対して、中央部の電波集中効果によりこの種の被加熱物に対して均一加熱が図れる。
【００１３】
【実施例】
以下本発明の実施例および参考例について図１から図５を参照して説明する。
【００１４】
（参考例）
図１（ａ）は本発明の参考例におけるヒータ付き高周波加熱装置の被加熱物載置台の断面図、図１（ｂ）は同被加熱物載置台の斜視図、図２は同ヒータ付き高周波加熱装置の側面断面図である。
【００１５】
図２において、本体１内に被加熱物２を加熱する加熱室３が形成されている。加熱室３内には従来例と同様、被加熱物載置台４を着脱自在に設け、その表面の一部に電波集中体５を設ける構成としている。更に全体的な構成として、加熱室３の前面には、開閉自在に軸支された扉６を設け、被加熱物２の加熱室３内への出入を可能にしている。
【００１６】
加熱室３を形成する加熱壁の周囲には加熱手段となる電熱装置、高周波発生装置とその供給手段が設けられている。本実施例においては加熱室後壁７の後部にシーズヒータ８ａ、８ｂとモータ９により回転する送風ファン１０を収納する隔室１１を設け、後壁７の中央部から加熱室３内の空気を吸入し、シーズヒータ８ａ、８ｂの熱により加熱した後、後壁７の周囲より加熱室３に吹き出す熱風循環型の加熱装置と、加熱壁上壁１２の上部には、小孔群１３を通して輻射熱を直接被加熱物２に放射するガラス管ヒータ１４ａ、１４ｂ等による輻射型の加熱装置を設けている。
【００１７】
加熱壁の底壁２０近傍にはモータ１５により回動自在に軸支された回転アンテナ１６が配置されている。この回転アンテナ１６は、加熱室３外に設けた高周波発生装置１７と導波管１８で高周波的に結合され、高周波発生装置１７の発生した高周波が回転アンテナ１６を通して加熱室３内へ照射する構成としている。
【００１８】
被加熱物載置台４は金属製で、加熱室壁の一部に設けたコの字形をしたレール状のセラミックからなる受け具１９ａ、１９ｂにより、加熱室壁に直接当接せず、かつ着脱自在に保持される構成としている。これにより被加熱物載置台４と加熱室３とを電気的に絶縁している。更に、本体１前面上部にはこれら加熱手段の制御と、操作を行う操作盤２２、及び制御回路２３が設けられており、使用者は、操作盤２２より、被加熱物２の加熱手段の選択や加熱温度、加熱時間の設定を自由に行なえる構成としている。
【００１９】
被加熱物載置台４は図１（ａ）、（ｂ）に示すごとく、金属製の枠２４に金属線材２５を簀の子状に溶接等で固着している。電波集中体５は基本外形を１００ｍｍ角で、上面は被加熱物２を載置、或いは被加熱物２の底部に当接出来るように、平らな厚さ１０ｍｍの面とし、被加熱物載置台４の金属線材２５の上面に載置している。電波集中体５の材質は、本実施例では耐熱温度は５００℃以上、比誘電率が２以上で、且つ、誘電体損が少ないムライト磁器で形成しているが、他の実施例としては他の磁器材料、セラミック、結晶化ガラス等の誘電体で形成しても良い。
【００２０】
更に、本発明の実施例においては、電熱加熱の方式は、シーズヒータ８ａ、８ｂを加熱源とする熱風循環式、及び、ガラス管ヒータを加熱源とする輻射式の加熱装置について記載したが、この方式に限定するものではなく、一般に用いられる電熱加熱装置であれば、いずれにも適用できることは言うまでもない。
【００２１】
また、本発明の実施例における被加熱物載置台４は線材２５を簀の子状に固定している
が、他の実施例として、線材２５を網の目状とすることもできる。この場合、線材２５変形が少なくなり、質量の大きい物も安定して載置できる。更に、本発明の実施例における被加熱物載置台４の加熱室３内への保持にかかる受け具１９ａ、１９ｂの構成は、被加熱物載置台４が、加熱室３壁面に直接当接する事を防止する構成の絶縁体であればよい事は言うまでもない。更に、電波集中材５の外形寸法は、本参考例では、被加熱物２の種類、例えば、グラタンの加熱に併せて、上記寸法に設定しているが、他の被加熱物２の場合、適宜、外形寸法、厚みを変え、たものとする事もあり得ることもいうまでもない。
【００２２】
以上の構成で、使用者は操作盤２２より、被加熱物２の加熱手段を適宜選択して、被加熱物に応じた加熱が行える構成をなしている。なお、２１は扉６の把手である。
【００２３】
次に作用について説明する。上記構成で高周波加熱とヒータ加熱を同時に行った場合、加熱室３内に照射された高周波は簀の子状の被加熱物載置台４部分に照射されるが、簀の子状でまばらに配置された線材２５部分では、殆どの高周波が空間を素通りしてしまう。一方、誘電体性の電波集中体５部分では誘電率に応じて高周波の進行速度が制限され、何も無い空間に比べ、電界の密な部分を生じる性質があるので、結果として、電波集中体５近傍の電界強度が高くなり、この部分の被加熱物２がよく加熱される事になる。即ち、１００ｍｍ角の大きさ程度の被加熱物２の場合は全体の加熱効率が良くなり、それ以上の大きさの被加熱物２の場合は、通常電波の到達し難い底部中央付近が周辺部より強く加熱されるようになる。
【００２４】
また、加熱室３内に放射されたヒータからの熱エネルギーは、簀の子状の被加熱物載置台４に照射されるが、簀の子状でまばらに配置された線材２５部分では、殆どが空間を素通りしてしまう。金属で構成しているため、加熱室内温度が３００℃になっても問題にならず、更に、自由に空気が素通りできるため、熱風が吸収されたり、循環が妨げられたりしないので、上方からも被加熱物２を加熱できるため、電熱加熱の均一性を向上させる様に作用する。
【００２５】
そして、効果として、大半が空気部分で占められる簀の子状の金属部分と、誘電体の誘電率の差が高周波電界の集中効果に対し有効に作用し、誘電体の電波集中効果も確保でき、その結果、電波の到達し難い被加熱物底部中央付近を高周波加熱できるうえ、更に金属製なので耐熱温度を充分に確保でき、ヒータ加熱時にも使用できる。
【００２６】
（実施例１）
図３（ａ）は本発明の実施例１におけるヒータ付き高周波加熱装置の被加熱物載置台の断面図、図３（ｂ）は同被加熱物載置台の平面図、図３（ｃ）は同被加熱物載置台の裏面図である。参考例と異なる点は、電波集中材５を被加熱物載置台４へ着脱自在に係合したことである。尚参考例と同一符号のものは同一構造を有し、説明は省略する。
【００２７】
図３において、被加熱物載置台４は金属製の枠２４に２種類の金属線材ａ２５および金属線材ｂ２６を簀の子状に溶接等で固着している。金属線材ａ２５は一部に長さ約１００ｍｍの間１０ｍｍ下方に配設される折り曲げ部２７を設け、これを４本等間隔で平行に並べ、その外側に折り曲げ部分の無い直線形の金属線材ｂ２６を配設し、１００ｍｍ角の凹部２８を形成している。誘電体性の電波集中体５は、基本外形を１００ｍｍ角よりわずかに小さい寸法とし、上面は被加熱物２を載置、或いは被加熱物２の底部に当接出来るように、平らな面とし、更に厚さ１０ｍｍとして、この凹部２８に嵌り込む様にしている。
【００２８】
そして、外周側面には突起２９を電波集中体５の上面より金属線材ｂ２６の線径分下方に２カ所設け、この突起２９を金属線材ｂ２６で上方より押さえ、一方、前記の折り曲げ部２７で、電波集中体５の下面３０を下方より挟むことで、この凹部２８に電波集中体５
を狭持するようにしている。
【００２９】
そして、突起２９の突出寸法は金属線材ｂ２６を横方向へ押した時、撓む距離よりも小さくし、使用者が必要に応じて金属線材ｂ２６と直角方向に押せば、金属線材ｂ２６からの引っかかりを外し、電波集中体５を被加熱物載置台４より取り外せるように構成している。直角方向へ押す力を無くすと、金属線材ｂ２６は元の直線に戻り、突起２９の上部に位置する。これらの構成により、被加熱物２底部がこの電波集中体５の上面に近接、或いは当接する様に配設できるようにしている。
【００３０】
電波集中体５の材質は、本実施例では耐熱温度は５００℃以上、比誘電率が２以上で、且つ、誘電体損が少ないムライト磁器で形成しているが、第１の実施例同様、他の磁器材料、セラミック、結晶化ガラス、等の誘電体で形成する場合もあり得る。
【００３１】
次に作用について説明する。この場合の作用は、第１の実施例と同様であるが、電波集中体５の上面を被加熱物載置台４の金属線材ａ２５の位置と、同一の高さとなるため、被加熱物の装填、取り出し時に、被加熱物載置台上を滑らせる事が出来るようになり、使い勝手や安全性の向上という効果を得ることが出来る。
【００３２】
（実施例２）
図４（ａ）は本発明の実施例２におけるヒータ付き高周波加熱装置の被加熱物載置台の断面図、図４（ｂ）は同被加熱物載置台の平面図、図４（ｃ）は同被加熱物載置台の裏面図である。参考例と異なる点は、実施例１と同様に、電波集中体５を被加熱物載置台４へ着脱自在に係合した点と、電波集中体５の形状を中央部が周辺に比べ厚肉に構成した点である。尚参考例、実施例１と同一符号のものは同一構造を有し、説明は省略する。
【００３３】
参考例と同じく、被加熱物載置台４は、金属製の枠２４に２種類の金属線材ａ２５および金属線材ｂ２６を簀の子状に溶接等で固着している。金属線材ａ２５は一部に長さ約１００ｍｍの間１０ｍｍ下方に配設される折り曲げ部分２７を設け、これを４本等間隔で平行に並べ、その外側に折り曲げ部分の無い直線形の金属線材ｂ２６を配設し、１００ｍｍ角の凹部２８を形成している。電波集中体５は基本外形を１００ｍｍ角よりわずかに小さい寸法で、上面は被加熱物２を載置、或いは被加熱物２の底部に当接、出来るように、平らな面とし、更に厚さ１０ｍｍとして、この凹部２８に嵌り込む様にしている。
【００３４】
実施例１と異なる点は、電波集中体５の下面３０を平面ではなく、周辺部に比べ中央部を凸状すなわち厚肉に形成している点である。具体的には、電波集中体５の外形約１００ｍｍ角に対し、上面から４ｍｍ〜７ｍｍ下は直径８０ｍｍの円形、７ｍｍ〜１０ｍｍ下は直径６０ｍｍの円形、更にその下１０ｍｍ〜１３ｍｍの間は１６ｍｍ×３０ｍｍの直方体に形成している。そして、外周側面には実施例１と同様、突起２９を電波集中材５の上面より金属線材ｂ２６の線径だけ下方に２カ所設け、この突起２９を金属線材ｂ２６で上方より押さえる一方、前記の折り曲げ部２７で電波集中体５の下面３０で直径６０ｍｍの円形に形成されている面を下方より挟むことで、この凹部２８に電波集中体５を狭持するようにしている。
【００３５】
更に、電波集中体５の上面から１０ｍｍ〜１３ｍｍの間の１６ｍｍ×３０ｍｍの直方体部分は金属線材ａ２５の折り曲げ部２７の隙間に挟み込まれる構成とし、電波集中体５が回転して金属線材ｂ２６が容易に電波集中体５の上部に乗り上げないようにしている。
【００３６】
次に作用について説明する。上記構成で高周波加熱とヒータ加熱を同時に行った場合、加熱室３内に照射された高周波は簀の子状の被加熱物載置台４の凹部２８に配設された電波集中体５部分では実施例１と同様、誘電率に応じて高周波の進行速度が制限され、何も
無い空間に比べ、電界の密な部分を生じる性質があるので、結果として電波集中体５近傍の電界強度が高くなるが、本実施例の場合、中央部分は、周囲に比べ厚いため、高周波の通過による時間が更に長くなり、いわば、凸レンズが光を集める作用を行うのと同様、電磁波を誘電体が中央に集中させる作用で、電波集中体５中央部分により電界が密な部分を生じ、この部分の被加熱物２がよく加熱される事になる。
【００３７】
即ち、被加熱物２の形状により、或いは盛り付けが中央部に集中したものなどでも、高周波の到達しがたい底部中央付近が、一層周辺部より強く加熱されるよう作用する。ヒータ加熱エネルギーは実施例１と同様に作用する。
【００３８】
尚、本実施例では、電波集中体５の下面３０の形状を段階的に変化させているため、電界の集中も段階的になっているが、被加熱物の形状、材質に応じ、外形寸法、厚みを変えたり、厚みの変化を連続的に変化させる、即ち、円錐形にしたり、球面に形成し、より高周波の電界集中をなめらかに変化させたり、中心部への集中を図る場合もある。
【００３９】
本実施例によれば、高周波に対する誘電体のレンズ効果を得ることが出来、被加熱物２の形状が、中央で厚く形成された物や、中央部分の密度が高い物などでも高周波電波の到達し難い中央部分の電界を高め、結果均一に加熱できる。
【００４０】
（実施例３）
図５（ａ）は本発明の実施例３におけるヒータ付き高周波加熱装置の被加熱物載置台の断面図、図５（ｂ）は同被加熱物載置台の平面図である。参考例と異なる点は、電波集中体５を被加熱物載置台４へ着脱自在に係合した事と、誘電体の上面外周部に突出部３１を設けた事である。尚参考例、実施例１と同一符号のものは同一構造を有し、説明は省略する。
【００４１】
実施例１と同じく、被加熱物載置台４は、金属製の枠２４に２種類の金属線材ａ２５およびｂ２６を簀の子状に溶接等で固着している。金属線材ａ２５は一部に長さ約１００ｍｍの間１０ｍｍ下方に配設される折り曲げ部分２７を設け、これを４本等間隔で平行に並べ、その外側に折り曲げ部分の無い直線形の金属線材ｂ２６を配設し、１００ｍｍ角の凹部２８を形成している。電波集中体５は基本外形を１００ｍｍ角よりわずかに小さい寸法で、上面は被加熱物２を載置、或いは被加熱物２の底部に当接出来るように平らな面とし、更に厚さ１０ｍｍとして、この凹部２８に嵌り込む様にしている。
【００４２】
参考例と異なり、電波集中体５の上面には幅５ｍｍ、高さ５ｍｍのリブで構成される突出部３１を外周全体に沿って設けている。そして、外周側面には実施例２と同様、突起２９を電波集中体５の上面より金属線材ｂ２６の線径だけ下方に２カ所設け、この突起２９を金属線材ｂ２６で上方より押さえ、一方、前記の折り曲げ部２７で電波集中体５の下面３０を下方より挟むことで、この凹部２８に電波集中材５を狭持するようにしている。
【００４３】
この場合の作用は、突出部３１で容器の位置が規制され、繰り返しの加熱時に安定した加熱条件が設定出来るように作用する事と、被加熱物２の底部が金属線材ａ２５および金属線材ｂ２６に当接しないように作用する事である。即ち、図５（ａ）に示すごとく、リブ状の突出部３１で囲まれた範囲よりも底部が小さい被加熱物２は、平面上に載置される事になるが、リブ状の突出部３１よりも大きい場合は、この突出部３１に乗り上げることになり、リブ状の突出部３１が金属線材ａ２５及びｂ２６よりも上部に突出している限り、被加熱物２の底部が金属部分に当接する事はない様に出来る。尚、本実施例では、突出部３１は、電波集中体５の外周部全周に設けたが、被加熱物２の底部形状が平面に限定できる場合等では、全周でなく部分的な突出部を設けるだけでよい。
【００４４】
本実施例によれば、被加熱物２として金属容器に収納された物も安全に加熱出来る。近年市販されている冷凍食材で焦げ目をつけることが必要な食材は、耐熱の面から、アルミニゥム等の金属容器に収納されている場合も多い。この場合、容器が金属線材に接触すると、接触部分で、高周波電界による放電現象を呈する事が多々あった。容器に孔があき被加熱物がこぼれることがあった。本発明を実施することで、容器底面の線材との接触を無くす事が可能となり、放電現象防ぐことが出来るようになり、金属容器に収納された被加熱物も確実に加熱できる。
【００４５】
【発明の効果】
以上のように請求項１記載の発明によれば、被加熱物載置台が金属性の簀の子状または網状で構成されるため、耐熱温度を充分に確保でき、ヒータ加熱時にも使用でき、熱容量も全体をセラミックで構成したものに比べ、極めて小さく、ヒータ加熱時の加熱効率を高め、予熱時間を短くすることができる。
【００４６】
また、簀の子状または網状の金属部分の誘電率は誘電体性の電波集中体の誘電率よりはるかに小さいため、電波集中効果も確保でき、解凍から焦げ目付けまで、連続で熱効率よく加熱できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  （ａ）本発明の参考例におけるヒータ付き高周波加熱装置の被加熱物載置台の側面断面図
（ｂ）同ヒータ付き高周波加熱装置の被加熱物載置台の斜視図
【図２】  同ヒータ付き高周波加熱装置の側面断面図
【図３】  （ａ）本発明の実施例１におけるヒータ付き高周波加熱装置の被加熱物載置台の側面断面図
（ｂ）同ヒータ付き高周波加熱装置の被加熱物載置台の平面図
（ｃ）同ヒータ付き高周波加熱装置の被加熱物載置台の裏面図
【図４】  （ａ）本発明の実施例２におけるヒータ付き高周波加熱装置の被加熱物載置台の側面断面図
（ｂ）同ヒータ付き高周波加熱装置の被加熱物載置台の平面図
（ｃ）同ヒータ付き高周波加熱装置の被加熱物載置台の裏面図
【図５】  （ａ）本発明の実施例３におけるヒータ付き高周波加熱装置の被加熱物載置台の側面断面図
（ｂ）同ヒータ付き高周波加熱装置の被加熱物載置台の平面図
【図６】  従来の高周波加熱装置の構成を示す側面断面図
【符号の説明】
１  本体
２  被加熱物
３  加熱室
４  被加熱物載置台
５  電波集中体
８ａ、８ｂ  シーズヒータ（加熱手段）
１４ａ、１４ｂ  ガラス管ヒータ（加熱手段）
１７  高周波発生装置（加熱手段）
２５  金属線材ａ
２６  金属線材ｂ
２８  凹部
２９  突起
３１  突出部
【図１】
0004682400.tif 000002
【図２】
0004682400.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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