(57)【要約】【課題】上ヒータなどの他部品の構成を妨げないようにするために、導波管の管軸が加熱室の壁面の中央部を通らない構成であっても、複数の開口により食品の加熱分布を均一にできる高周波加熱装置を提供する。【解決手段】マグネトロン２０から放射されるマイクロ波を、管軸Ｃが加熱室壁面の中央部Ｄからずれた導波管１７の中央側開口１５と周囲側開口１６から加熱室１８内に放射する。中央側開口１５から放射されるマイクロ波は加熱室中央に向かうので食品の上面に直接的に照射されることになり、周囲側開口１６から放射されるマイクロ波は加熱室中央から離れる側（つまり加熱室壁面側）に向かうので壁面で反射されて反射波となり食品の周囲に照射されることになる。よって食品の正面から周囲にかけてマイクロ波を全体的に照射することができる。【選択図】図１
2005183065.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マグネトロンから放射されるマイクロ波を導波管と開口を介して加熱室に導き、前記導波管の管軸は前記加熱室の壁面の中央部を通らず、前記開口は前記加熱室の壁面の中央部に近い開口（中央側開口）と前記加熱室の壁面の中央部に遠い開口（周囲側開口）とを有する構成とした高周波加熱装置。
【請求項２】
中央側開口が周囲側開口よりも大きい形状とした請求項１記載の高周波加熱装置。
【請求項３】
中央側開口が周囲側開口よりも導波管の幅方向に広い形状とした請求項２記載の高周波加熱装置。
【請求項４】
中央側開口が周囲側開口よりも導波管の伝送方向に長い形状とした請求項２記載の高周波加熱装置。
【請求項５】
中央側開口は、加熱室の壁面の中央部に近い方の導波管の側端部に至る形状とした請求項１記載の高周波加熱装置。
【請求項６】
周囲側開口は、加熱室の壁面の中央部に遠い方の導波管の側端部から離れた形状とした請求項５記載の高周波加熱装置。
【請求項７】
中央側開口は、導波管の幅方向よりも伝送方向に長い形状とした請求項１記載の高周波加熱装置。
【請求項８】
中央側開口は、前記導波管の管内波長をλｇとしたとき、導波管の伝送方向の長さをλｇ／８以上かつ２λｇ以下とした請求項７記載の高周波加熱装置。
【請求項９】
中央側開口は、導波管の伝送方向の長さをλｇ／４以上かつλｇ以下とした請求項８記載の高周波加熱装置。
【請求項１０】
中央側開口は、導波管の伝送方向に対しては、加熱室壁面の略中央に構成した請求項１記載の高周波加熱装置。
【請求項１１】
開口の近傍に補強用のしぼりを設けた請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の高周波加熱装置。
【請求項１２】
中央側開口と周囲側開口の間に補強用のしぼりを設けた請求項１１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、マイクロ波により被加熱物を加熱する高周波加熱装置の加熱分布の均一化に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
代表的な高周波加熱装置である電子レンジでは、マイクロ波による加熱分布の均一化のためにさまざまな構成が実用化されている。たとえば、被加熱物を載せる載置台を回転させる構成（ターンテーブル）、アンテナを回転させてマイクロ波の放射方向を変える構成（回転アンテナ）、マイクロ波を加熱室内の金属羽根の回転により攪拌する構成（回転スタラ）などである。
【０００３】
またターンテーブルを用いる例の中で、導波管と加熱室をつなぐ開口の形状について言及しているものがある。
【０００４】
それについて、図１０、図１１を用いて説明する。図１０は電子レンジを正面から見た構成で、右側壁面側にマグネトロン１と導波管２を有している。図１１は図１０のＡ方向から見た図であり、形の異なる二つの開口３ａ、３ｂを形成している（たとえば特許文献１参照）。
【０００５】
導波管は一般に、マイクロ波の波長λに対して幅ａをλ／２＜ａ＜λ、厚みｂをｂ＜λ／２とすることで、マグネトロン１のアンテナ４から放射されたマイクロ波を図１０、図１１の上向き（導波管におけるマイクロ波の伝送方向）に伝送することができる。（一般にはλ＝１２０ｍｍでａ＝８０〜１００ｍｍ、ｂ＝１５〜４０ｍｍ）そしてこの例では導波管２の上方側の終端に構成された開口３ａ、３ｂを介して導波管２内のマイクロ波を加熱室５に導くものである。
【０００６】
ただし図示しないが、最も一般的な開口は単一の開口を長方形状に形成するものであり、導波管の幅ａそのものを長辺（８０〜１００ｍｍ程度）とし、マイクロ波の伝送方向に短辺（２０〜５０ｍｍ程度）を選ぶことが多い。
【０００７】
また一般の開口は、導波管の幅方向の中心線Ｂ（これを管軸と呼ぶ）に対して対称形状となっていることと、導波管２の終端に形成されるものがほとんどである。（ただし図１１の開口は非対称）さらに一般の導波管は、幅ａの面（Ｈ面）とＨ面に垂直な厚みｂ方向の面（Ｅ面）からなる断面が長方形状の構成で、これを伝送方向に必要なだけ引き伸ばして構成されている。このとき図１０、図１１と同様に、Ｈ面でマグネトロン１や加熱室５壁面と接続することが多く、開口もＨ面に形成されている。
【０００８】
また、図１０、図１１の場合、開口３ａ、３ｂは、導波管の幅方向には狭くなっているが、マイクロ波伝送方向には長くして（Ｌ１、Ｌ２）導波管２の幅ａ程度の長さを有しており、マイクロ波を充分加熱室５内に伝送可能であると考えられる。
【特許文献１】特開平８−１２４６７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら前記従来の構成では、導波管が加熱室の壁面に対してどのような位置関係であるかについては説明されていない。しかし最も一般的な単一の開口の場合、通常は導波管の管軸が加熱室の壁面の中央部を通るように構成するのが自然であると考えられる。なぜならば、加熱室内に導かれるマイクロ波は開口を基準として四方に拡散していくと考えられ、開口を加熱室の壁面の中央部に設けることで各方向に均等にマイクロ波を送ることができるからである。開口を加熱室の壁面の中央部に設けるためには、導波管の管軸が加熱室の壁面の中央部を通る構成とするのがもっとも簡単な方法であるため、一般的には導波管の管軸が加熱室の壁面の中央部を通るように構成するものである。
【００１０】
ところが、近年のオーブンレンジやトースターレンジに見られるように、電子レンジの多機能化が進むと、機能向上のために必要な部品（たとえばヒータ）が壁面に配置されることが増えてきた。このような他の部品の最適配置を優先するならば、導波管の管軸が加熱室の壁面の中央部を通るように構成できないことも起こり得る。このとき、導波管の管軸が加熱室の壁面の中央部を通らないことにより、開口からのマイクロ波の拡散が不均一となり、結果的に食品の加熱ムラが生じる問題がある。
【００１１】
本発明はこれらの課題を解決するもので、導波管の管軸が加熱室の壁面の中央部を通らない構成であっても、複数の開口により食品の加熱分布を均一にできる高周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】
【００１２】
前記従来の課題を解決するために、本発明の高周波加熱装置は、マグネトロンから放射されるマイクロ波を導波管と開口を介して加熱室に導き、前記導波管の管軸は前記加熱室の壁面の中央部を通らず、前記開口は、前記加熱室の壁面の中央部に近い開口（中央側開口）と、前記加熱室の壁面の中央部に遠い開口（周囲側開口）とを有する構成としている。
【００１３】
これによって、中央側開口から放射されるマイクロ波は加熱室中央に向かうので食品の正面に直接的に照射されることになり、周囲側開口から放射されるマイクロ波は加熱室中央から離れる側（つまり加熱室壁面側）に向かうので壁面で反射されて反射波となり食品の周囲に照射されることになる。よって食品の正面から周囲にかけてマイクロ波をバランス良く照射することがことができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の高周波加熱装置は、他部品の構成を妨げないように導波管の管軸が加熱室の壁面の中央部を通らない構成であっても、食品の正面から周囲にかけてバランス良くマイクロ波を照射することができ、食品の加熱分布を均一にできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
第１の発明は、マグネトロンから放射されるマイクロ波を導波管と開口を介して加熱室に導き、前記導波管の管軸は前記加熱室の壁面の中央部を通らず、前記開口は、前記加熱室の壁面の中央部に近い開口（中央側開口）と、前記加熱室の壁面の中央部に遠い開口（周囲側開口）とを有する構成としている。
【００１６】
これによって、中央側開口から放射されるマイクロ波は加熱室中央に向かうので食品の正面に直接的に照射されることになり、周囲側開口から放射されるマイクロ波は加熱室中央から離れる側（つまり加熱室壁面側）に向かうので壁面で反射されて反射波となり食品の周囲に照射されることになる。よって食品の正面から周囲にかけてマイクロ波をバランス良く照射することがことができる。その結果、他部品の構成（上ヒータのような）を妨げないように導波管の管軸が加熱室の壁面の中央部を通らない構成であっても、食品の正面から周囲にかけて全体的にマイクロ波を照射することができ、食品の加熱分布を均一にできる。
【００１７】
第２の発明は、特に第１の発明の高周波加熱装置において、中央側開口が周囲側開口よりも大きい形状としている。これによって、中央側開口から放射されるマイクロ波の割合が高くなり、食品正面の加熱の割合を増やすことができる。もともと導波管の管軸が加熱室壁面の中央部を通らないので、食品を正面から加熱することが難しい構成なので、食品正面の加熱の割合を増やすことができれば、加熱分布が均一になりやすい。
【００１８】
第３の発明は、特に第２の発明の高周波加熱装置において、中央側開口が周囲側開口よりも導波管の幅方向に広い形状としている。これによって、容易に中央側開口から放射されるマイクロ波の割合を高くすることができる。
【００１９】
第４の発明は、特に第２の発明の高周波加熱装置において、中央側開口が周囲側開口よりも導波管の伝送方向に長い形状としている。これによって、容易に中央側開口から放射されるマイクロ波の割合を高くすることができる。
【００２０】
第５の発明は、特に第１の発明の高周波加熱装置において、中央側開口は、加熱室の壁面の中央部に近い方の導波管の側端部に至る形状としている。これによって、加熱室中央側へのマイクロ波の照射の指向性を最大にすることができる。よって最も良く食品の正面を加熱することができる。また導波管の側端部は導電電流が多いので、同じ大きさの開口でも導電電流の遮断量を多くできる、すなわち開口から加熱室へのマイクロ波の照射量を大きくすることができる。よって最も良く食品の正面を加熱することができる。
【００２１】
第６の発明は、特に第５の発明の高周波加熱装置において、周囲側開口は、加熱室の壁面の中央部に遠い方の導波管の側端部から離れた形状としている。これによって、加熱室周囲側へのマイクロ波の照射の指向性を下げることができる。また導波管の側端部から離れるにつれて（導波管の中央部に近づくにつれて）開口が横切る導電電流が少なくなるので、同じ大きさの開口でも導電電流の遮断量を少なくできる、すなわち開口から加熱室へのマイクロ波の照射量を小さくすることができる。よって食品の周囲の加熱を弱めることができる。
【００２２】
第７の発明は、特に第１の発明の高周波加熱装置において、中央側開口は、導波管の幅方向よりも伝送方向に長い形状としている。これによって、加熱室内のマイクロ波の照射の指向性は、導波管の伝送方向の指向性よりも導波管の幅方向の指向性が強くなるようにできる。よって確実に加熱室中央側にマイクロ波を放射することができる。
【００２３】
第８の発明は、特に第７の発明の高周波加熱装置において、中央側開口は、前記導波管の管内波長をλｇとしたとき、導波管の伝送方向の長さをλｇ／８以上かつ２λｇ以下としている。これによって、容易に中央側開口から加熱室内へマイクロ波を照射することができる。
【００２４】
第９の発明は、特に第８の発明の高周波加熱装置において、中央側開口は、導波管の伝送方向の長さをλｇ／４以上かつλｇ以下としている。これによって、より確実に中央側開口から加熱室内へマイクロ波を照射することができる。
【００２５】
第１０の発明は、特に第１の発明の高周波加熱装置において、中央側開口は、導波管の伝送方向に対しては、加熱室壁面の略中央に構成している。これによって、加熱室内のマイクロ波の分布を、導波管の伝送方向に関して対称にすることができるので、導波管の伝送方向に関して均一にしやすい。
【００２６】
第１１の発明は、特に第１ないし１０のいずれか１項の発明の高周波加熱装置において、開口の近傍に補強用のしぼりを設けた構成としている。これによって、開口が複数であるがゆえに強度が弱いという欠点をカバーし、衝撃や温度変化による開口、導波管、および加熱室の変形を防ぐことができる。その結果、所望のマイクロ波分布を常に維持することができる。
【００２７】
第１２の発明は、特に第１１の発明の高周波加熱装置において、中央側開口と周囲側開口の間に補強用のしぼりを設けた構成としている。これによって、複数の開口に囲まれて最も強度が弱くなる部分を補強することになるので、より効果が高い。
【００２８】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００２９】
（実施の形態１）
図１〜図５は本発明の第１の実施の形態で、図１は高周波加熱装置を構成する部品を示す斜視図、図２は高周波加熱装置を正面から見た断面構成図、図３は右から見た断面構成図、図４は上から見た構成図、図５は特に導波管の断面で開口近傍の構成図であり、図５（ａ）は上から見た図、図５（ｂ）は図５（ａ）のＥ−Ｅ断面である。
【００３０】
左側壁面６と後壁面７と右側壁面８とを共通の壁面部材で構成しているが、この部材はあらかじめフッ素コーティングを施した材料から構成し、各壁面が汚れにくくまた汚れをふき取りやすくしている。底壁面９の中央下部には横長の管ヒータ１０（発熱体）を装着し、周囲を反射板１１で覆うことで、下方からの輻射加熱の均一化を図っている。天井壁面１２は、手前の横長のしぼり１３の中に管ヒータ１４（発熱体）を装着し、しぼり１３の形状により、上方からの輻射加熱の均一化を図っている。底壁面９と天井壁面１２は、いずれも管ヒータ１０、１４により温度が高くなるので、フッ素コーティングしていない別の部材で構成している。
【００３１】
また天井壁面１２の後方でかつ左右方向のほぼ中央には、加熱室中央側の中央側開口１５と加熱室周囲側の周囲側開口１６とを配置している。導波管１７内を伝送されてきたマイクロ波は、上面に形成された中央側開口１５、周囲側開口１６から加熱室１８内に照射される構成である。ここで加熱室１８は、５つの壁面（左側壁面６、後壁面７、右側壁面８、底壁面９、天井壁面１２）により形成され、被加熱物（図示せず）を加熱するための空間を構成している。加熱室１８を形成する左側壁面６、後壁面７、右側壁面８、底壁面９、天井壁面１２と、導波管１７は、電気抵抗溶接（プロジェクション溶接、スポット溶接）やカシメにより機械的かつ電気導通的に接合されている。また図３のドア１９は、加熱室１８を開閉自在に構成される。マグネトロン２０は、放射アンテナ２１からマイクロ波を発生するもので、マイクロ波は導波管１７、中央側開口１５、周囲側開口１６を介して、天井壁面１２の中央後方から加熱室１８内に伝送され、加熱室１８内に配置された被加熱物（図示せず）を加熱する構成である。
【００３２】
また、本実施の形態では、マグネトロン２０を右側壁面８側に配置しつつも、天井壁面１２がわからマイクロ波を加熱室１８内に導いている。マグネトロン２０を右側壁面８側に配置すると、従来と同様に右側壁面８側にまとめて部品を配置できるので、効率的な部品配置ができる。それとともに天井壁面１２側にはマグネトロン２０を配置しなくて良いので、天井壁面１２側のデッドスペースを少なくすることができ、特に上下方向にコンパクトな構成を実現できる。以上により庫内高さを低くしても弊害が少ないので、庫内高さの小型化によるヒータ性能の向上でトーストなどの焼き時間を短縮することが容易である。本実施例では、上側のヒータである管ヒータ１４に対してはしぼり１３形状を最適化し、下側のヒータである管ヒータ１０に対しては反射板１１を最適化するなどにより、上下ともヒータ分布を良くしつつ、庫内高さＨａを１４５ｍｍ程度にまで小さくして効率向上を実現している。（ちなみに庫内幅は２８５ｍｍ、奥行きは２７０ｍｍ）  そして、たとえばトースト（図示せず）は庫内に装着されたアミ２２上に載置され、上下両面から効率的に焼き上げることが可能であり、家庭用の商用電源（１００Ｖ、１５Ａ）でもトースト焼き時間をオーブントースター並みの３分程度にまで短縮することができる。またマイクロ波加熱時には、食品をアミ２２上に載置しても良いし、皿をアミ２２上に乗せてから食品を載置しても良い。
【００３３】
さて、マグネトロン２０から放射されるマイクロ波は中央側開口１５、周囲側開口１６を介して天井壁面１２から加熱室１８内に導かれるが、上側の管ヒータ１４としぼり１３のために、図４のように導波管１７の管軸Ｃが加熱室壁面の中央部Ｄからずれて後方に位置することになる。すなわち導波管がうしろにあるということである。よって通常であれば食品の後方ばかり加熱される加熱ムラが生じるところであるが、しかし本実施の形態によれば、開口は中央側開口１５と周囲側開口１６を有する構成としている。これによって、中央側開口１５から放射されるマイクロ波は加熱室の中央に向かうので食品の上面に直接的に照射されることになり、周囲側開口１６から放射されるマイクロ波は加熱室中央から離れる側（つまり加熱室後壁面側）に向かうので後壁面で反射されて反射波となり食品の周囲に照射されることになる。よって食品の上面（真上からみた正面）から周囲にかけてマイクロ波をバランス良く照射することがことができる。その結果、上側の管ヒータ１４の構成を妨げないように加熱室壁面の中央部Ｄからずれた位置からマイクロ波を照射する構成であっても、かつ回転駆動部が無くても、食品の上面から周囲にかけてバランス良くマイクロ波を照射することができ、食品の加熱分布を均一にできる。
【００３４】
特に、中央側開口１５が周囲側開口１６よりも導波管の幅方向に広い形状（図５のＬ３＞Ｌ４）としている。これによって、容易に中央側開口１５から放射されるマイクロ波の割合を高くすることができる。中央側開口１５から放射されるマイクロ波は加熱室１２の中央に向かうものなので、食品上面の加熱の割合を増やすことができる。もともと導波管の管軸Ｃが加熱室壁面の中央部Ｄを通らないので、食品を真上から加熱することが難しい構成なので、食品上面の加熱の割合を増やすことができれば、加熱分布が均一になりやすい。ちなみに、開口１５、１６とも導波管のマイクロ波伝送方向には同じ長さＬ５である。
【００３５】
また、図５によれば、中央側開口１５は、導波管１７の加熱室壁面の中央部Ｄに近い側端部２３に至る形状（開口が導波管の端まである形状）としている。これによって、これ以上に開口を端にずらすことはできないのだから、加熱室中央側へのマイクロ波の照射の指向性は最大となる。よって最も良く食品の上面を加熱することができる。また導波管の側端部は導電電流が多いので、同じ大きさの開口でも導電電流の遮断量を多くできる、すなわち開口から加熱室へのマイクロ波の照射量を大きくすることができる。（このことについては後ほど詳しく述べる）よって最も良く食品の上面を加熱することができる。
【００３６】
それに対して、周囲側開口１６は、導波管の加熱室壁面の中央部Ｄに遠い側端部２４からは少し離れた形状としている。これによって、加熱室周囲側へのマイクロ波の照射の指向性を下げることができる。また側端部２４から離れるにつれて（導波管の中央部に近づくにつれて）開口が横切る導電電流が少なくなるので、同じ大きさの開口でも導電電流の遮断量を少なくできる、すなわち開口１６から加熱室へのマイクロ波の照射量を小さくすることができる。よって食品の周囲の加熱を弱めることができる。
【００３７】
また、中央側開口１５、周囲側開口１６とも、導波管１７の幅方向（図５の上下方向）よりも伝送方向（図５（ａ）の左右方向）に長い形状としている。これによって、加熱室内のマイクロ波の照射の指向性は、導波管の伝送方向の指向性よりも導波管の幅方向の指向性が強くなるようにできる。これは開口周辺の電界の向きに依存するもので、電界は開口の対向する端面間に生じるが、距離の遠い端面間よりも距離の近い端面間に立ちやすい。よって開口形状が導波管の幅方向よりも伝送方向に長い形状なら、より距離が近い幅方向に電界が生じ、結果として幅方向に電界の指向性を持たせることができる。マイクロ波の場合は、電界によって磁界が生じ、磁界によって電界が生じるということを繰り返しながら伝送されていくのだから、全体として同様の指向性を持つことになる。よって確実に加熱室中央側と、加熱室周囲（後壁面）側にマイクロ波を放射することができる。具体的には、たとえばＬ３＝２０ｍｍ、Ｌ４＝１０ｍｍでＬ５＝８０ｍｍという組み合わせを採用可能である。
【００３８】
特に、導波管の伝送方向の長さＬ５は、導波管の管内波長をλｇとしたときに、少なくともλｇ／８以上かつ２λｇ以下とし、できればλｇ／４以上かつλｇ以下に選びたい。ここでλｇは、自由空間のマイクロ波の波長をλとし、導波管の幅をａとすると、（数１）のように定義される。
【００３９】
【数１】
2005183065.tif 000003
本実施の形態ではａ＝８０ｍｍなので、概ねλｇ＝１９０ｍｍとなり、λｇ／４以上かつλｇ以下というのは、４７．５ｍｍ以上１９０ｍｍ以下ということにほかならない。そして実際には、Ｌ５＝８０ｍｍとしてこの条件を満足させている。開口の長さがλｇ／４以上あれば、導波管内のマイクロ波の振幅の０から極値までの位相が開口上に同時に存在することになり、導波管から加熱室へと容易にマイクロ波を伝送することができる。また開口の長さがλｇを超えると、導波管が長くなるとか、開口近傍の機械的強度が弱くなるなど、他の課題が出てきやすい。よってλｇ以下を推奨したい。
【００４０】
また、図４のように、中央側開口１５、周囲側開口１６とも、導波管の伝送方向（図の左右方向）に対しては、天井壁面１２の略中央に構成している。これによって、加熱室内のマイクロ波の分布を、導波管の伝送方向（図の左右方向）に関して対称にすることができるので、導波管の伝送方向（図の左右方向）に関して均一加熱しやすい。特に中央側開口１５、周囲側開口１６とも長方形であり、天井壁面１２の中心線Ｆに対して略対称形状であるのに加えて、加熱室自体も概ね直方体で中心線Ｆに対して略対称形状なので、加熱分布も中心線Ｆに対してほぼ対称にできる。中心線Ｆを基準として対称な加熱分布の場合、中央と周囲のバランスがとれれば、ほぼ均一な加熱が実現できる。一方、前述の通り、開口自体の特性により、食品の上面（中央）と周囲のバランスをとることができるのだから、両方の効果を組み合わせてほぼ均一な加熱が実現できる。
【００４１】
また、図５のように、中央側開口１５と周囲側開口１６の間に補強用のしぼり２５を設けた構成としている。これによって、二つの開口に囲まれて最も強度が弱くなっている部分を補強することになるので、衝撃や温度変化によって中央側開口１５、周囲側開口１６、導波管１７、および加熱室１８の天井壁面１２の変形を防ぐことができる。特に想定されるのは、上側の管ヒータ１４の加熱時に天井壁面１２が高温になって、開口１５、１６間の板材が伸びてしまい、上向きか下向きかに沿ってしまうということであるが、これを防ぐことができる。その結果、中央側開口１５、周囲側開口１６、導波管１７、および加熱室１８の形状変化を防止し、所望のマイクロ波分布を常に維持することができる。
【００４２】
ここで本実施の形態によると、開口１５、１６を加熱室内から見えないようにふさぐカバー２６を装着しているが、補強用のしぼり２５を上向き（導波管内向き）に凸にしているので、カバー２６を天井壁面１２に密着させて固定することができるため、加熱室側の容積が狭くならない効果がある。
【００４３】
カバー２６は、加工が容易で、強度があり、かつ高周波誘電損失の少ない材料で構成すれば良く、従来と同じくマイカでも良い。
【００４４】
次に本実施の形態の現象を理解する上で有効と考えられるので、図６〜図７の特性図を用いて説明を加える。
【００４５】
図６は開口から放射されるマイクロ波の電界強度分布のシミュレーション結果を示し、図６（ａ）は従来の一般的な開口の場合、図６（ｂ）は本実施の形態の開口の場合である。また図６は、上から見た構成図（シミュレーションした構成図）に、開口の下方５ｍｍ断面での等電界強度線（図中の曲線部）を重ねて示している。またこの場合の加熱室は、実際の加熱室のような空洞共振器とは異なり、マイクロ波が底面で反射して戻ってくることが無いように底面に吸収層を境界条件として設定してシミュレーションしているので、開口から放射されるマイクロ波の指向性を単純に示すものと考えられる。さらに加熱室の天井壁面２７の中心線Ｇと、導波管２８の管軸Ｃとを、距離ｋ＝λ／８（約１５ｍｍ）離して平行に配置する構成であり、導波管の管軸Ｃは壁面の中央部を通らない構成である。
【００４６】
まず図６（ａ）の従来の一般的な開口２９では、等電界強度線は開口２９の中央すなわち管軸Ｃ上を中心としており、加熱室の中心線Ｇからすると後ろ側（図６（ａ）の上側）が強い。このため実際に食品を加熱するときも食品の後ろ側の加熱が早く進み、食品の前側の加熱が遅くなり、加熱むらが発生することになる。管軸が中央からわずかλ／８ずれているだけで、このような結果となるのである。
【００４７】
一方図６（ｂ）の本実施の形態の中央側開口１５ａ、周囲側開口１６ａでは、等電界強度線が加熱室の中心にあることがわかる。この結果実際に食品を加熱するときも、加熱むらを抑えて均一加熱することができる。これは、中央側開口１５ａから放射されて加熱室の中央手前に向かうマイクロ波と、周囲側開口１６ａから放射されて加熱室中央から離れる側（つまり加熱室後壁面側）に向かうマイクロ波の組み合わせにより実現できたものと考えられる。結局は管軸が中央からλ／８ずれても均一加熱性能の問題が無い。ちなみに中央側開口１５ａは８０ｍｍ×２０ｍｍ、周囲側開口１６ａは８０ｍｍ×１０ｍｍ、両者は３０ｍｍ離して形成され、導波管の幅が８０ｍｍであるために周囲側開口１６ａから導波管の側端部までの距離は２０ｍｍである。
【００４８】
次に図７は導波管のＨ面の電磁界の様子を示す特性図である。図の実線矢線が導電電流、破線矢線が磁界の向き、丸中に記載しているのが電界の向きであり、時間とともに全体が右から左へ移動するものである。このとき開口により導電電流の流れを多く断ち切れば、すなわち開口が実線矢線を多く含めば、その開口からマイクロ波は出ていきやすくなる。たとえば導波管３０のＨ面に開口３１、３２、３３のいずれか一つを設けたとき、図７に示した電磁界分布の瞬間には、開口３１は実線矢線を５本、開口３２は実線矢線を３本、開口３１は実線矢線を１本含んでいる。つまり開口３１、３２、３３の順にマイクロ波を出しやすいのである。もちろん時間とともに電磁界は移動するが、開口３３は常に実線矢線の本数が少ない位置であり、他の開口に比べてマイクロ波が出にくい。これを本実施の形態に置き換えると、本実施の形態の中央側開口１５、周囲側開口１６、はいずれも導波管の伝送方向に長い開口なので、図７の開口３２、３３に近いものと考えてよい。特に中央側開口１５は導波管１７の加熱室の中央部に近い側端部２３に至る形状なので図７の開口３２に相当し、周囲側開口１６は導波管１７の加熱室の中央部に遠い側端部２４から離れた形状なので図８の開口３２と３３の間に相当する。よって導波管の側端部に設けた中央側開口１５の方が、側端部から離れた周囲側開口１６よりも（もし同じ大きさの開口だったとしても）導電電流の遮断量を多くできる、すなわち中央側開口１５の方が加熱室へのマイクロ波の照射量を大きくすることができるのである。実際はさらに導波管の幅方向の大きさにも差（Ｌ３＞Ｌ４）があるため、中央側開口１５と周囲側開口１６からの照射量の差はもっと大きくなると考えられる。
【００４９】
（実施の形態２）
図８は、本発明の第２の実施の形態で、加熱室の構成図である。
【００５０】
加熱室１８の側壁面に導波管１７が装着されている。中央側開口１５が加熱室の中央部Ｄに近い方の側端部２３から離れており、周囲側開口１６が加熱室の中央部Ｄに遠い方の側端部２４まで伸びている。また中央側開口１５、周囲側開口１６とも導波管１７の終端部３４から離れている。また周囲側開口１６は導波管の伝送方向よりも幅方向に長い形状であり、さらに伝送方向には中央側開口１５より短く、幅方向には中央側開口１５よりも長い。
【００５１】
特に本実施の形態によれば、中央側開口１５が周囲側開口１６よりも導波管の伝送方向に長い形状のため、容易に中央側開口１５から導波管１７の幅方向（紙面の右方向）に放射されるマイクロ波の割合を高くすることができる。これによって、ターンテーブル３５上に置かれる食品（図示せず）の正面（この場合は側面の真横）の加熱の割合を増やすことができる。もともと導波管の管軸Ｃが加熱室の側壁面の中央部Ｄからずれており、食品を正面（側面の真横）から加熱することが難しい構成なので、食品正面（側面の真横）の加熱の割合を増やすことができれば、加熱分布が均一になりやすい。
【００５２】
ちなみに、本実施の形態のマイクロ波の照射の指向性については、中央側開口１５からは導波管１７の幅方向（紙面の左右方向）に、周囲側開口１６からは紙面の上下方向に強くなるものである。
【００５３】
（実施の形態３）
図９は、本発明の第３の実施の形態で、導波管の断面で開口近傍の構成図である。
【００５４】
中央側開口１５が導波管１７の終端部３４に近づくにつれて広くなる形状であり、周囲側開口１６ｂ、１６ｃは長さが異なる二つの開口であり、補強用のしぼり２５を下向き（加熱室向き）に凸にしている。
【００５５】
本実施の形態においては、中央側開口１５からのマイクロ波の照射の指向性を紙面の左下方向に強くすることができる。
【００５６】
なお、開口の数や形状、補強用のしぼりの形状については、前述の実施の形態に限定されるものではなく、加熱室の各壁面や導波管の構成などに応じて適宜最適化すれば良い。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
以上のように、本発明にかかる高周波加熱装置は、壁面の中央部からずれた位置からマイクロ波を照射する構成であっても、被加熱物の加熱分布を均一にできるので、電子レンジ以外でも加熱、乾燥、殺菌、焼結、溶解するための機器にも応用可能である。またそれに限定することなく、プラズマ装置や、通信機器のようにマイクロ波の照射の均一化が望まれる分野に利用できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の実施の形態１における高周波加熱装置の斜視構成図
【図２】同、正面から見た断面構成図
【図３】同、右から見た断面構成図
【図４】同、上から見た構成図
【図５】同、開口近傍の構成図（ａ）上から見た断面構成図（ｂ）右から見た断面構成図
【図６】従来の開口と本発明の実施の形態１の開口に関してシミュレーションで求めた電界強度分布図（ａ）従来の開口下５ｍｍの電界強度分布図（ｂ）本発明の実施の形態１の開口下５ｍｍの電界強度分布図
【図７】本発明の実施の形態１に関し、導波管Ｈ面の電磁界を示す特性図
【図８】本発明の実施の形態２における高周波加熱装置を左からみた断面構成図
【図９】本発明の実施の形態３における高周波加熱装置を上からみた断面構成図
【図１０】従来の電子レンジの断面構成図
【図１１】同、開口の構成図
【符号の説明】
【００５９】
１５、１５ａ  中央側開口
１６、１６ａ、１６ｂ、１６ｃ  周囲側開口
１７、２８  導波管
１８  加熱室
２０  マグネトロン
２３  中央部に近い側端部
２４  中央部に遠い側端部
２５  補強用のしぼり
Ｃ  管軸
Ｄ  加熱室壁面の中央部
【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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