(57)【要約】【課題】整合素子と導波管の長辺長面との隙間で発生するスパーク、異常加熱を防止する。【解決手段】食品１を収納する加熱室２と、この加熱室２の外部に設置されたマグネトロン３と、加熱室２とマグネトロン３を結ぶ導波管６からなり、この導波管６内に整合素子７を備えてなる高周波加熱装置において、前記導波管６の高周波供給口５近傍における導波管６の短辺長Ｗ２をマグネトロン３が結合された導波管６近傍の短辺長Ｗ１より短く構成し、前記整合素子７を少なくとも２つの異なる直径φ１、φ２を有する凸型円柱形状とし、この整合素子７の最小直径φ１面側を高周波供給口５側壁面と相対する導波管６の壁面６ａに固着する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
食品（１）を収納する加熱室（２）と、この加熱室（２）の外部に設置されたマグネトロン（３）と、加熱室（２）とマグネトロン（３）を結ぶ導波管（６）からなり、この導波管（６）内に整合素子（７）を備えてなる高周波加熱装置において、前記導波管（６）の高周波供給口（５）近傍における導波管（６）の短辺長（Ｗ２）をマグネトロン（３）が結合された導波管（６）近傍の短辺長（Ｗ１）より短く構成し、前記整合素子（７）を少なくとも２つの異なる直径（φ１）、（φ２）を有する凸型円柱形状とし、この整合素子（７）の最小直径（φ１）面側を高周波供給口（５）側壁面と相対する導波管（６）の壁面（６ａ）に固着することを特徴とする高周波加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高周波エネルギーを利用して食品を加熱する高周波加熱装置に用いられる整合素子形状に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、食品を加熱する目的の高周波加熱装置では特開平５−２６６９７６号公報に見られるように導波管内に円柱状の整合素子（マッチング素子）を設けて整合をとる手法が用いられているものがあった。
【０００３】
この手法は導波管の短辺長（一般には導波管長辺長の約１／２）が十分に長い場合は円柱状の整合素子の直径や高さ、導波管内の設置位置を可変する事により整合がとれるものであった。
【０００４】
【特許文献１】
特開平５−２６６９７６号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが上記のような整合素子を設置する導波管の短辺長が極端に短くなった場合、例えば導波管の長辺長のおよそ１／５以下となった場合などは円柱ポストのような単純な形状の整合素子ではもはや整合をとることが困難となる。
【０００６】
仮に整合がとれたとしても、整合素子と導波管の長辺壁面の隙間を十分にとることが出来ず両者が異常に接近してしまうという構造となる。
【０００７】
この結果、整合素子と導波管の長辺壁面の隙間でスパークが発生したり、異常加熱が生じたりする問題があった。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の課題を解決するために、食品を収納する加熱室と、この加熱室の外部に設置されたマグネトロンと、加熱室とマグネトロンを結ぶ導波管からなり、この導波管内に整合素子を備えてなる高周波加熱装置において、前記導波管の高周波供給口近傍における導波管の短辺長をマグネトロンが結合された導波管近傍の短辺長より短く構成し、前記整合素子を少なくとも２つの異なる直径を有する凸型円柱形状とし、この整合素子の最小直径面側を高周波供給口側壁面と相対する導波管の壁面に固着したものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施例について図面を用いて説明する。
【００１０】
図１は本発明の一実施例における高周波加熱装置の要部断面図で、１は食品である。２は食品１を収納する加熱室である。２ａは食品１を載置する載置台で、誘電体からなり加熱室２の底部に設けられている。３は高周波エネルギーを発振するマグネトロンである。４は平板状の導体からなるアンテナである。２ｂは空隙で、アンテナ４を備え、上面は加熱室２の底部の載置台２ａを共用し、下面は高周波エネルギーを遮断する金属板で覆われている。５は高周波供給口で、空隙２ｂの下部に設けられ開口部となっていて、高周波エネルギーを空隙２ｂ内へ放射するところである。
【００１１】
６は導波管で、一端近傍にはマグネトロン３が固定され、他端近傍には高周波供給口５が空隙２ｂのものと同一寸法で設けられ、マグネトロン３で発振した高周波エネルギーを高周波供給口５へ導くもので、Ｌ型状のＥ面コーナ導波管を構成している。そして、マグネトロン３が固定されている側の導波管６の短辺長Ｗ１は、高周波供給口５が設けられている導波管６の短辺長Ｗ２よりも大きくとっている。
【００１２】
本発明では、マグネトロン３が固定されている導波管６の短辺長Ｗ１は約３８ｍｍ、高周波供給口５が設けられている導波管６の短辺長Ｗ２は導波管６の長辺長が約８５ｍｍのおよそ１／５以下の約１５ｍｍにとっている。この寸法は導波管６近傍の他の部品（図示せず）の取り付け制約から決まったものである。なお、上記の長辺長とは図１のＰ部断面図である図３に示したＳ部である。
【００１３】
７は導波管６を伝播する高周波エネルギーを調整する整合素子で、図２の拡大図で示すように２つの直径φ１、φ２が設けられた凸型円柱形状となっている。尚、本発明では２つの異なった直径φ１、φ２から構成されているものであるが、図４における整合素子７の他の例で示すように異なる直径がφ１、φ２、φ３の３つの場合も考えられ、直径の数は限定されるものではない。
【００１４】
この整合素子７は、高周波供給口５側と相対する導波管６の壁面６ａ面における管軸中央付近に固着している。
【００１５】
また、前記アンテナ４には金属性の円柱状の結合棒４ａが垂直に固着され、この結合棒４ａは高周波供給口５のほぼ中心部に位置し導波管６内に挿入されている。８ａはアンテナ支持軸で、誘電体損失の少ない材料から構成され、一端は前記結合棒４ａと連結され、他端は導波管６の外部下側に設けられたモータ８に連結されている。
【００１６】
次に、上記構成からなる本発明の一実施例における動作について説明する。
【００１７】
食品１を加熱室２の載置台２ａに載置し、操作パネル（図示せず）において所定の操作を行い、加熱スタートする。加熱スタートすると同時にマグネトロン３から高周波エネルギーが発振する。また、モータ８が回転するとこれに連結されているアンテナ支持軸８ａ、このアンテナ支持軸８ａに連結されている結合棒４ａも回転することによりアンテナ４が回転する。
【００１８】
一方マグネトロン３から発振した高周波エネルギーは導波管６を通って空隙２ｂの下部に設けられた高周波供給口５から空隙２ｂ内に導かれる。このとき高周波供給口５の中央部にはアンテナ４に垂直に固着され、導波管６内に挿入された結合棒４ａにより、導波管６のＨモードから同軸のＴＥＭモードに変換されて、導波管６内に伝送されてきた高周波エネルギーを効率よくアンテナ４に導き、さらにアンテナ４がモータ８により回転することにより空隙２ｂ内で高周波エネルギーが拡散され、載置台２ａに載置された食品１にむらなく照射する。
【００１９】
上記のような給電方法を高周波加熱装置では一般に回転アンテナ方式と呼んでいる。一般的に回転アンテナ方式ではマグネトロン３と食品１などの負荷との整合は、アンテナ４の形状や結合棒４ａの直径、導波管６内への挿入長などでとっている。
【００２０】
ところが本発明の実施例に示すように、Ｌ型のＥ面コーナ導波管６を構成し、高周波供給口５が設けられている導波管６の短辺長Ｗ２が導波管６の長辺長Ｓのおよそ１／５以下と短い場合は、アンテナ４の形状や結合棒４ａの直径、導波管６内への挿入長などで整合をとることは困難である。
【００２１】
このため、導波管６内に整合用の金属円柱状ポストを整合素子として用いる方法がとられている。しかし、図５に示す従来のような円柱状金属ポストで整合をとろうとすると、整合素子７と導波管６の長辺面の隙間が極端に狭くなり両者が異常に接近してしまう。
【００２２】
そこで本発明の整合素子７は２つの異なる直径φ１、φ２が設けられた凸型円柱形状に構成し、この整合素子７の最小直径φ１面側を導波管６の高周波供給口５側壁面と相対する導波管６の壁面６ａに固着している。
【００２３】
凸型円柱形状の整合素子７とすることにより、整合素子７に流れる高周波電流経路を長くとることが出来、見かけ上金属ポストが長くなってみえるので、整合素子７の長さを従来の円柱状ポストと比較して短くでき、整合素子７と導波管６の長辺Ｓ面の隙間を十分にとることが出来る作用がある。
【００２４】
尚、本発明の実施例では整合素子が２つの異なった直径φ１、φ２から構成されているものであるが、図４における整合素子７のように異なる直径がφ１、φ２、φ３の３つの場合も考えられ、直径の数は限定されるものではない。
【００２５】
さらに、導波管６壁面と隙間を確保した凸型円柱形状の整合素子７の最大直径φ２側は、導波管６との対向面積が大きくなり両者に生じる電界強度を緩和する作用がある。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、食品を収納する加熱室と、この加熱室の外部に設置されたマグネトロンと、加熱室とマグネトロンを結ぶ導波管からなり、この導波管内に整合素子を備えてなる高周波加熱装置において、前記導波管の高周波供給口近傍における導波管の短辺長をマグネトロンが結合された導波管近傍の短辺長より短く構成し、前記整合素子を少なくとも２つの異なる直径を有する凸型円柱形状とし、この整合素子の最小直径面側を高周波供給口側壁面と相対する導波管の壁面に固着することにより、整合素子と導波管の長辺長面の隙間を十分にとることが出来、さらに、凸型円柱形状の整合素子の最大直径側は、導波管との対向面積が大きくなり両者に生じる電界強度が緩和されるので、整合素子と導波管の長辺長面の隙間でスパークを発生したり、異常加熱するという問題を防止する効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例における高周波加熱装置の要部側面断面図である。
【図２】本発明の一実施例における凸型円柱形状の整合素子の外観図である。
【図３】本発明の一実施例における導波管の外観図である。
【図４】本発明の一実施例における整合素子が３つの異なる直径がある場合の外観図である。
【図５】従来の円柱状金属ポストの外観図である。
【符号の説明】
１・・・・食品
２・・・・加熱室
３・・・・マグネトロン
５・・・・高周波供給口
６・・・・導波管
６ａ・・・壁面
７・・・・整合素子
【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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