(57)【要約】【課題】同一平面上の２つの回転アンテナ６、７で大きな食品２０を加熱する場合に、食品底部の中央の加熱が進み過ぎるのを防ぎ、より均一に加熱する。【解決手段】制御手段１５は、二つの回転アンテナ６、７の先端（放射指向性の強い部位）１４が互いに向き合わないように反転駆動する構成とする。これによって、二つの回転アンテナ６、７両方から大きな食品２０の底部中央に集中的に照射されるマイクロ波を減らすことができるので、食品底部の中央の加熱が進み過ぎるのを防ぎ、より均一に加熱することができる。【選択図】図１
2007234503.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロ波発生手段と、前記マイクロ波発生手段からマイクロ波を伝送する導波管と、前記導波管の上部に接続された加熱室と、被加熱物を載置するため前記加熱室内に配置された回転しない載置台と、前記加熱室内の前記載置台より上方に形成される被加熱物収納空間と、前記加熱室内の前記載置台より下方に形成されるアンテナ空間と、前記導波管内のマイクロ波を前記加熱室内に放射するため、前記導波管から前記アンテナ空間にわたって配置された二つの回転アンテナと、前記二つの回転アンテナを回転駆動する駆動手段と、前記駆動手段を制御して前記二つの回転アンテナの向きを制御する制御手段とを有し、前記制御手段は、前記二つの回転アンテナの放射指向性の強い部位が互いに向き合わないように反転駆動する構成としたマイクロ波加熱装置。
【請求項２】
制御手段は、二つの回転アンテナの放射指向性の強い部位が互いに向き合わないように反転駆動する第一の制御パターンと、前記二つの回転アンテナの放射指向性の強い部位が互いに向き合うように反転駆動する第二の制御パターンを有する構成とした請求項１記載のマイクロ波加熱装置。
【請求項３】
制御手段は、第一の制御パターンと第二の制御パターンを加熱途中に切り替える構成とした請求項２記載のマイクロ波加熱装置。
【請求項４】
被加熱物の温度を検出する温度検出手段を有し、制御手段は、前記温度検出手段が検出した被加熱物の温度により制御パターンを切り替える構成とした請求項３記載のマイクロ波加熱装置。
【請求項５】
使用者が設定する設定手段を有し、制御手段は、前記設定手段で設定された内容により制御パターンを切り替える構成とした請求項３記載のマイクロ波加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被加熱物をマイクロ波で加熱する加熱装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
代表的なマイクロ波加熱装置である電子レンジは、代表的な被加熱物である食品を直接的に加熱できるので、なべや釜を準備する必要がない簡便さでもって生活上の不可欠な機器になっている。また、電子レンジで食品を均一に加熱するために、かつては食品自体を回転させるターンテーブル方式が主流であったが、この場合は円形のターンテーブルを丁度収めるようにするには加熱室底面を略正方形に設計せざるを得なかった。ところが近年はより利便性を高めるために食器を複数個並べても加熱できるようにと横幅が広い加熱室形状の製品が実用化されている。これはターンテーブルではなく回転アンテナ方式と言われるもので、食品は動かさず、食品よりも下側でマイクロ波の方向を変更可能なアンテナを回転させることによって均一に加熱する構成であり、特に最近ではアンテナを複数配置することも考えられている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−２５９６４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、前記従来の構成は、回転速度の異なる二つの回転アンテナをそれぞれ一定回転させることにより、電界分布の変化パターンを多様化するというものであった。しかし、両方の回転アンテナにまたがるような大きな食品を配置すると、食品底部の中央は両方のアンテナからのマイクロ波で加熱されるため加熱が早いが、食品底部の周囲はどちらか一方のアンテナからのマイクロ波しか届かなくなって加熱が遅くなってしまう傾向があった。
【０００４】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、二つの回転アンテナで、大きな食品でも均一に加熱できるマイクロ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】
【０００５】
前記従来の課題を解決するために、本発明のマイクロ波加熱装置は、マイクロ波発生手段と、前記マイクロ波発生手段からマイクロ波を伝送する導波管と、前記導波管の上部に接続された加熱室と、被加熱物を載置するため前記加熱室内に配置された回転しない載置台と、前記加熱室内の前記載置台より上方に形成される被加熱物収納空間と、前記加熱室内の前記載置台より下方に形成されるアンテナ空間と、前記導波管内のマイクロ波を前記加熱室内に放射するため、前記導波管から前記アンテナ空間にわたって配置された二つの回転アンテナと、前記二つの回転アンテナを回転駆動する駆動手段と、前記駆動手段を制御して前記二つの回転アンテナの向きを制御する制御手段とを有し、前記制御手段は、前記二つの回転アンテナの放射指向性の強い部位が互いに向き合わないように反転駆動する構成としている。
【０００６】
これによって、二つの回転アンテナ両方から大きな食品の底部中央に集中的に照射されるマイクロ波を減らすことができるので、食品底部の中央の加熱が進み過ぎるのを防ぎ、より均一に加熱することができる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のマイクロ波加熱装置によれば、二つの回転アンテナ両方から大きな食品の底部中央に集中的に照射されるマイクロ波を減らすことができるので、食品底部の中央の加熱
が進み過ぎるのを防ぎ、より均一に加熱することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
第１の発明のマイクロ波加熱装置は、マイクロ波発生手段と、前記マイクロ波発生手段からマイクロ波を伝送する導波管と、前記導波管の上部に接続された加熱室と、被加熱物を載置するため前記加熱室内に配置された回転しない載置台と、前記加熱室内の前記載置台より上方に形成される被加熱物収納空間と、前記加熱室内の前記載置台より下方に形成されるアンテナ空間と、前記導波管内のマイクロ波を前記加熱室内に放射するため、前記導波管から前記アンテナ空間にわたって配置された二つの回転アンテナと、前記二つの回転アンテナを回転駆動する駆動手段と、前記駆動手段を制御して前記二つの回転アンテナの向きを制御する制御手段とを有し、前記制御手段は、前記二つの回転アンテナの放射指向性の強い部位が互いに向き合わないように反転駆動する構成としている。これによって、二つの回転アンテナ両方から食品の底部中央に集中的に照射されるマイクロ波を減らすことができるので、食品底部の中央の加熱が進み過ぎるのを防ぎ、より均一に加熱することができる。
【０００９】
第２の発明のマイクロ波加熱装置は、特に第１の発明において、制御手段は、二つの回転アンテナの放射指向性の強い部位が互いに向き合わないように反転駆動する第一の制御パターンと、前記二つの回転アンテナの放射指向性の強い部位が互いに向き合うように反転駆動する第二の制御パターンを有する構成としている。これによって、二つの回転アンテナの放射指向性の強い部位が互いに向き合わないようにして食品の底部中央に集中的に照射されるマイクロ波を減らしたり、二つの回転アンテナの放射指向性の強い部位が互いに向き合うようにして食品の底部中央に集中的に照射されるマイクロ波を増やしたり、目的に応じて加熱分布を制御することができる。
【００１０】
第３の発明のマイクロ波加熱装置は、特に第２の発明において、制御手段は、第一の制御パターンと第二の制御パターンを加熱途中に切り替える構成としている。これによって、食品の底部中央に集中的に照射されるマイクロ波が少ない状態から多い状態へと切り替えたり、逆に多い状態から少ない状態へと切り替えたり、よりきめこまやかに目的に応じた加熱分布制御ができる。
【００１１】
第４の発明のマイクロ波加熱装置は、特に第３の発明において、被加熱物の温度を検出する温度検出手段を有し、制御手段は、前記温度検出手段が検出した被加熱物の温度により制御パターンを切り替える構成としている。これによって、被加熱物の温度に応じて加熱分布を変更できるので、より正確に目的に応じた加熱分布制御ができる。
【００１２】
第５の発明のマイクロ波加熱装置は、特に第３の発明において、使用者が設定する設定手段を有し、制御手段は、前記設定手段で設定された内容により制御パターンを切り替える構成としている。これによって、設定された内容に応じて加熱分布を変更できるので、より正確に目的に応じた加熱分布制御ができる。
【００１３】
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、この実施形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１４】
（実施の形態１）
図１から図４は本発明に係る代表的なマイクロ波加熱装置である電子レンジの構成図で、図１は回転アンテナの上から見た断面図、図２は右から見た断面図、図３、図４は食品の上から見た断面図である。
【００１５】
本実施の形態は、回転アンテナ方式を用いた電子レンジであり、食品を置く載置台１よ
りも下側からマイクロ波を供給するために、代表的なマイクロ波発生手段であるマグネトロン２から発生したマイクロ波を加熱室３の底面に設けた２つの結合孔４を介して加熱室３内に導く導波管５と、それぞれの結合孔４上に配されて結合孔４を中心に回転可能な回転アンテナ６、７を有し、代表的な駆動手段であるモータ８の駆動軸９を回転アンテナ６、７の結合軸１０に勘合させて、回転アンテナ６、７を回転させることでマイクロ波の放射方向を変更することができる。
【００１６】
特に本実施の形態においては、横長の加熱室３の左右方向に二つの回転アンテナ６、７を配置する例を示した。ただしマグネトロン２は一つで、導波管５をＴ字状に分岐させ、両側に回転アンテナ６、７を対称に配置している。
【００１７】
回転アンテナ６、７は、結合軸１０をはさんで対向する二辺を折り曲げた曲げ部１１、１２ともう一辺を折り曲げた曲げ部１３を有し、唯一曲げの無い先端１４側にのみ開放部を形成することで、主として先端１４側に指向性の強いマイクロ波を放射させることができる。よって先端１４は、回転アンテナ６、７の放射指向性の強い部位ということができる。
【００１８】
ここで二つの回転アンテナ６、７に、モータ８を個別に一つずつ備えても良いが、一つのモータ８とギアにより二つの回転アンテナ６、７を同時に回転させる構成も考えられる。個別に備えた方が回転アンテナ６、７をいろいろな向きで組み合わせることができて、加熱分布をさまざまに変えることができる。
【００１９】
いずれにしても回転アンテナ６、７を回転させるとか特定の向きで停止させるなどを適切に制御することで、マイクロ波の放射方向を変更して加熱分布を変更することができる。このため制御手段１５は、使用者がメニューや加熱時間を設定する設定手段１６からの設定情報、温度検出手段１７からの情報などをもとに、マグネトロン２を制御してマイクロ波の発生や停止を制御したり、モータ８を制御して回転アンテナ６、７の回転や停止を制御するものである。
【００２０】
また、加熱室３は、載置台１より上方に形成される被加熱物収納空間１８と、載置台より下方に形成されるアンテナ空間１９で構成されていると考えられ、使用者は、被加熱物収納空間１８の載置台１上に代表的な被加熱物である食品２０を配置するものである。
【００２１】
次に制御パターンについて説明する。
【００２２】
本実施の形態では、回転アンテナ６、７の放射指向性が強い部位が先端１４側なので、まず結合軸１０から先端１４向きのたとえば矢線２１、２２をマイクロ波の主な方向と考える。
【００２３】
そして、図１の右向きを基準として矢線の向きと成す角度でもって回転アンテナ６、７の向きを表すと、図１の場合は、回転アンテナ６は１８０度、回転アンテナ７は０度の向きにあることになる。そして回転アンテナ６は略４５度から３１５度の間のみを往復させる（軌跡は破線２３）ように制御するもので、具体的には４５度と３１５度のところでモータの回転方向を反転させるように制御を行う。
【００２４】
同様に回転アンテナ７は略２２５度から１３５度の間のみを往復させる（軌跡は破線２４）ように制御するもので、具体的には２２５度と１３５度のところでモータの回転方向を反転させるように制御を行う。
【００２５】
これにより、水平方向の形状が両方の回転アンテナにまたがる程度に大きな食品２０の
場合の加熱分布がどのように変わるかを図３、図４に示す。
【００２６】
図３は本実施の形態のような制御をおこなったときに、食品２０の温度が高くなる部位（加熱部位２５）を示し、図４は回転アンテナ６、７ともに反転させずに回転を続けた場合の食品２０の温度が高くなる部位（加熱部位２６、２７、２８）を示した。
【００２７】
図４のように回転を続けると、回転アンテナ６が右を向くとき（０度）に食品２０の底部が集中的に加熱され、同様に回転アンテナ７が左を向くとき（１８０度）にも食品２０の底部が集中的に加熱され、底部ばかり温度が上がりすぎるのである。つまり加熱部位２８よりも加熱部位２６、２７の加熱が速く進む。
【００２８】
よって図３の本実施の形態のように、回転アンテナ６が右を向く状態や回転アンテナ７が左を向く状態を起こさないように反転制御することで、食品２０の底部への加熱を弱めることが可能である。
【００２９】
以上本実施の形態では、二つの回転アンテナ６、７の放射指向性の強い部位（先端１４）が互いに向き合わないように反転駆動する構成としている。
【００３０】
これによって、二つの回転アンテナ６、７両方から食品２０の底部中央に集中的に照射されるマイクロ波を減らすことができるので、特に両方の回転アンテナにまたがるような大きな食品の底部中央の加熱が進み過ぎるのを防ぎ、より均一に加熱することができる。（実施の形態２）
図５、図６は電子レンジの構成図で、図５は回転アンテナの上から見た断面図、図６は右から見た断面図である。本実施の形態では回転アンテナ２９、３０が金属板に開口３１を有するアンテナで構成し、開口３１側にマイクロ波が伝送されやすくなるので、開口３１を放射指向性の強い部位と考えることができる。
【００３１】
本実施の形態では、回転アンテナの構成が異なるものの、結合軸１０から開口３１の中央向きのたとえば矢線３２、３３をマイクロ波の主な方向と考えれば、実施の形態１と同様に、図５の右向きを基準として矢線の向きと成す角度でもって回転アンテナ２９、３０の向きを表すことができる。
【００３２】
このため実施の形態１と同様の制御ができるが、ここではそれに加えて別の制御ができることを説明する。具体的には食品３４として牛乳などの飲み物を加熱する場合を想定している。使用者が設定手段１６で牛乳を選択した場合、牛乳は対流が起こりやすい食品のため、底部のみを加熱すれば対流で自然と均一な仕上がりになること、逆にマイクロ波を均一に照射するとどうしても上部の温度が高めになることが知られている。
【００３３】
よって設定手段１６の設定内容から判断して、底部を集中的に加熱するように制御することが望ましい。よって本実施の形態ではなるべく食品３４の底部を加熱するために、回転アンテナ２９は略３１５度から４５度の間のみを往復させる（軌跡は破線３５）ように制御するもので、具体的には３１５度と４５度のところでモータの回転方向を反転させるように制御を行う。
【００３４】
同様に回転アンテナ３０は略１３５度から２２５度の間のみを往復させる（軌跡は破線３６）ように制御するもので、具体的には１３５度と２２５度のところでモータの回転方向を反転させるように制御を行う。これにより、食品３４は図６の加熱部位３７のようなイメージで底部を加熱することができる。
【００３５】
以上本実施の形態では、二つの回転アンテナ２９、３０の開口３１（放射指向性の強い
部位）が互いに向き合わないように反転駆動する第一の制御パターンと、互いに向き合うように反転駆動する第二の制御パターンを有する構成としている。
【００３６】
これによって、二つの回転アンテナ２９、３０の開口３１（放射指向性の強い部位）が互いに向き合わないようにして食品３４の底部中央に集中的に照射されるマイクロ波を減らしたり、二つの回転アンテナ２９、３０の開口３１（放射指向性の強い部位）が互いに向き合うようにして食品３４の底部中央に集中的に照射されるマイクロ波を増やしたり、目的に応じて加熱分布を制御することができる。
【００３７】
また、使用者が設定する設定手段１６を有し、制御手段１５は、設定手段１６で設定された内容により制御パターンを切り替える構成としている。
【００３８】
これによって、設定された内容に応じて加熱分布を変更できるので、より正確に目的に応じた加熱分布制御ができる。
【００３９】
（実施の形態３）
実施の形態１、２の構成において、別の制御も可能であるので、説明を加える。図２、図６の温度検出手段１７を用いて、食品の温度分布を検出することが可能な場合以下のような制御方法が考えられる。たとえば最初は、図１のような放射指向性の強い部位が互いに向き合わないように反転駆動する第一の制御パターンで加熱を開始し、加熱が進むにつれて温度検出手段１７により食品の中央の温度が周囲より低いと判断したら、加熱途中で、放射指向性の強い部位が互いに向き合うように反転駆動する第二の制御パターンに切り替える、というような複合的な制御が可能である。実際の温度分布に応じて適切に回転アンテナを制御すれば、より均一に仕上げることができる。
【００４０】
以上本実施の形態では、制御手段１５は、第一の制御パターンと第二の制御パターンを加熱途中に切り替える構成としている。
【００４１】
これによって、食品の底部中央に集中的に照射されるマイクロ波が少ない状態から多い状態へと切り替えたり、逆に多い状態から少ない状態へと切り替えたり、よりきめこまやかに目的に応じた加熱分布制御ができる。
【００４２】
また、被加熱物の温度を検出する温度検出手段１７を有し、制御手段１５は、温度検出手段１７が検出した被加熱物の温度により制御パターンを切り替える構成としている。
【００４３】
これによって、被加熱物の温度に応じて加熱分布を変更できるので、より正確に目的に応じた加熱分布制御ができる。
【００４４】
なお上記の構成では、放射指向性の強い部位が互いに向き合わないように反転駆動する第一の制御パターンと、放射指向性の強い部位が互いに向き合うように反転駆動する第二の制御パターンを説明し、途中で一度だけ制御パターンを切り替える例を示したが、これに限定されること無く何度切り替えても良い。
【００４５】
また、回転アンテナを反転させる角度についても３１５度と４５度、１３５度と２２５度の例を示したが、これに限定されるものではない。第一の制御パターンとして、放射指向性の強い部位が互いに向き合わないという意味は、第一の回転アンテナは第二の回転アンテナに正対しないように制御し、第二の回転アンテナは第一の回転アンテナに正対しないように制御する、というような制御パターンを有するという意味である。
【００４６】
なお、回転アンテナの放射指向性については、本実施の形態のような簡単な形状のアン
テナだとわかりやすい。しかし実際には、開口がいくつもあるとか、回転軸に対して非対称であるとか、さまざまな形状が考えられるので、放射指向性の強い部位がどこなのか見ただけではわからない場合も考えられる。よってここでは、載置台１上に食品などの誘電体を敷き詰め、回転アンテナを１つだけにして停止させたまま加熱した時に、回転軸に対して誘電体の温度上昇が最も大きくなる方向に放射指向性があるものと判断する。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
以上のように本発明によれば、アンテナ位置の制御パターンを切り替えて被加熱物を均一に加熱することができるので、マイクロ波を使用する調理器具としての電子レンジ、オーブンレンジ、各種誘電体の加熱、解凍装置であるとか、マイクロ波を使用する半導体装置、乾燥装置などの工業分野での加熱装置、陶芸加熱、焼結あるいは生体化学反応等の用途に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の実施の形態１のマイクロ波加熱装置を上から見た断面図
【図２】同マイクロ波加熱装置を右から見た断面図
【図３】同マイクロ波加熱装置における回転アンテナの放射指向性の強い部位が互いに向き合わない場合を示す断面図
【図４】同マイクロ波加熱装置における回転アンテナを回転させた場合を示す断面図
【図５】本発明の実施の形態２のマイクロ波加熱装置を上から見た断面図
【図６】同マイクロ波加熱装置を右から見た断面図
【符号の説明】
【００４９】
１  載置台
２  マグネトロン（マイクロ波発生手段）
３  加熱室
５  導波管
６、７、２９、３０  回転アンテナ
８  駆動手段
１４  先端（放射指向性の強い部位）
１５  制御手段
１６  設定手段
１７  温度検出手段
１８  被加熱物収納空間
１９  アンテナ空間
２０、３４  食品（被加熱物）
３１  開口（放射指向性の強い部位）
【図１】
2007234503.tif 000003
【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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