(57)【要約】【課題】テーブル、アンテナ、位相器の駆動部を用いない簡易的な構造で、被加熱物の加熱分布を均一化するマイクロ波加熱装置１０１を提供する。【解決手段】導波手段２０１の伝送および電界方向に対して直角方向２０９に複数のマイクロ波放射部１０２を配置し、このうちの少なくとも１つのマイクロ波放射部１０２を概腹位置２０５と概節位置２０６に配置することにより、導波手段２０１の伝送および電界方向に対して直角方向２０９と伝送方向２０７にそれぞれマイクロ波を放射することが可能となり、駆動部が無くても被加熱物の加熱分布をより均一化するマイクロ波加熱装置１０１を提供することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加熱物を収納する加熱室と、
マイクロ波を発生するマイクロ波発生手段と、
マイクロ波を伝送する導波手段と、
前記加熱室内にマイクロ波を放射するマイクロ波放射部を前記導波手段の伝送および電界方向に対して直角方向に複数有し、前記導波手段内の電界の概節位置および概腹位置に、少なくとも１つずつの前記マイクロ波放射部の中央部を配置する構成としたマイクロ波加熱装置。
【請求項２】
前記導波手段内に少なくとも１つのインピーダンス調整用の整合部を有し、少なくとも１つの前記マイクロ波放射部の中央部から、前記整合部までの、前記導波手段の伝送方向の距離を、前記導波手段内における管内波長の約１／２の整数倍とした請求項１に記載のマイクロ波加熱装置。
【請求項３】
前記導波手段内に少なくとも１つの整合部を有し、少なくとも１つの前記マイクロ波放射部の中央部から、前記整合部までの、前記導波手段の伝送方向の距離を、前記導波手段内における管内波長の約１／４の奇数倍とした請求項１に記載のマイクロ波加熱装置。
【請求項４】
少なくとも１つの前記マイクロ波放射部の中央部から、終端部までの、前記導波手段の伝送方向の距離を、前記導波手段内における管内波長の約１／２の整数倍とした請求項１に記載のマイクロ波加熱装置。
【請求項５】
少なくとも１つの前記マイクロ波放射部の中央部から、終端部までの、前記導波手段の伝送方向の距離を、前記導波手段内における管内波長の約１／４の奇数倍とした請求項１に記載のマイクロ波加熱装置。
【請求項６】
前記導波手段内に少なくとも１つの整合部と、前記整合部と終端部との間に、少なくとも１つの前記マイクロ波放射部の中央部を有し、前記マイクロ波放射部から前記整合部および前記終端部までの、前記導波手段の伝送方向の距離を、前記導波手段内における管内波長の約１／２の整数倍とした請求項１に記載のマイクロ波加熱装置。
【請求項７】
前記導波手段内に少なくとも１つの整合部と、前記整合部と終端部との間に、少なくとも１つの前記マイクロ波放射部の中央部を有し、前記マイクロ波放射部から前記整合部および前記終端部までの、前記導波手段の伝送方向の距離を、前記導波手段内における管内波長の約１／４の奇数倍とした請求項１に記載のマイクロ波加熱装置。
【請求項８】
前記導波手段内に少なくとも２つの整合部と、２つの前記整合部の間に、少なくとも１つの前記マイクロ波放射部の中央部を有し、前記マイクロ波放射部と前記マイクロ波放射部に隣接している２つの前記整合部までの、前記導波手段の伝送方向の距離を、それぞれ前記導波手段内における管内波長の約１／２の整数倍とした請求項１に記載のマイクロ波加熱装置。
【請求項９】
前記導波手段内に少なくとも２つの整合部と、２つの前記整合部の間に、少なくとも１つの前記マイクロ波放射部の中央部を有し、前記マイクロ波放射部と前記マイクロ波放射部に隣接している２つの前記整合部までの、前記導波手段の伝送方向の距離を、それぞれ前記導波手段内における管内波長の約１／４の奇数倍とした請求項１に記載のマイクロ波加熱装置。
【請求項１０】
少なくとも１つの前記マイクロ波放射部の中央部から、前記マイクロ波発生手段までの、
前記導波手段の伝送方向の距離が、前記導波手段内における管内波長の約１／４の奇数倍である構成とした請求項１に記載のマイクロ波加熱装置。
【請求項１１】
少なくとも１つの前記マイクロ波放射部の中央部から、前記マイクロ波発生手段までの、前記導波手段の伝送方向の距離が、前記導波手段内における管内波長の約１／２の整数倍である構成とした請求項１に記載のマイクロ波加熱装置。
【請求項１２】
少なくとも１つの前記マイクロ波放射部が、円偏波を放射する構成とした請求項１〜１１に記載のマイクロ波加熱装置。
【請求項１３】
円偏波を放射するマイクロ波放射部は、二つの長孔が交差する略Ｘ字状の構成とした請求項１２に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、被加熱物にマイクロ波を放射して誘電加熱する電子レンジ等のマイクロ波加熱装置に関し、特にマイクロ波放射部の構造に特徴を有するマイクロ波加熱装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
マイクロ波により対象物を加熱処理するマイクロ波加熱装置の代表的な装置としては、電子レンジがある。電子レンジにおいては、マグネトロンなどのマイクロ波発生器において発生したマイクロ波が金属製の加熱室の内部に放射され、加熱室内部の被加熱物が放射されたマイクロ波により誘電加熱される。
【０００３】
従来の電子レンジにおけるマイクロ波発生器としては、マグネトロンが用いられている。マグネトロンにより生成されたマイクロ波は、導波管を介して加熱室内部に放射される。加熱室内部におけるマイクロ波の電磁界分布が不均一であると、被加熱物を均一にマイクロ波加熱することができない。
【０００４】
被加熱物を均一に加熱する手段として、被加熱物を載置するテーブルを回転させて被加熱物を回転させる構成、被加熱物を固定してマイクロ波を放射するアンテナを回転させる構成、または位相器によってマイクロ波発生器から発生するマイクロ波の位相を変化させる構成など、何らかの駆動部を用いて被加熱物に放射されるマイクロ波の向きを変えながら加熱して、均一化を図る方法が一般的であった。
【０００５】
一方、構成を簡単にするために駆動部を持たずに均一加熱する方法が期待されており、時間的に電界の偏波面が回転する円偏波を利用する方法が提案されている。本来、誘電加熱は誘電損失を有する被加熱物をマイクロ波の電界によって加熱する原理に基づくため、電界が回転することは均一化に効果があるものと考えられる。
【０００６】
例えば、具体的な円偏波の発生方法としては、特許文献１には図１２のように導波管１上で交差するＸ字型の円偏波開口２を用いる方式が示され、特許文献２には図１３のように導波管１上で直交する向きの二つの長方スリット状の開口１３０１を対向させつつも離して配置する方法が示され、特許文献３には図１４のように導波管１に結合させたパッチアンテナ１４０１の平面形状に切り欠き１４０２を設ける方法が記載されている。
【０００７】
例えば、従来のマイクロ波加熱装置では、導波管内部に回転アンテナ、アンテナシャフトなどが配置されており、アンテナモータによって回転アンテナを回転させながらマグネトロンを駆動することで、加熱室内のマイクロ波分布の不均一さを低減している。
【０００８】
また、特許文献１に記載されているように、マグネトロンの上部に回転可能なアンテナを設け、該回転アンテナの羽根に送風ファンからの冷却風をあてることにより、該送風ファンの風力でアンテナを回転させ、加熱室内のマイクロ波分布を変化させているマイクロ波加熱装置が提案されている。
【０００９】
一方、位相器を有する例として、マイクロ波加熱による被加熱物の加熱ムラの低減と共にコストダウンおよび給電部の省スペース化を図った特許文献２に記載されているように、加熱室内部に円偏波を放射する単一のマイクロ波放射部１０２を有したマイクロ波加熱装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】米国特許第４３０１３４７号明細書
【特許文献２】特許第３５１０５２３号公報
【特許文献３】特開２００５−２３５７７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、前記従来の構成の電子レンジのようなマイクロ波加熱装置では、なるべく簡易的な構造で、被加熱物を効率良く、ムラ無く加熱することが求められているが、これまで提案されていた構成では下記の問題があった。
【００１２】
なお、マイクロ波加熱装置、特に電子レンジは、高出力化の技術開発が進み、日本国内では定格高周波出力１０００Ｗが商品化されており、熱伝導によって食品を加熱するのではなく、誘電加熱を用いて直接食品を加熱するため、加熱ムラが未解決の中での高出力化は加熱ムラの問題をより顕在化させることになる。
【００１３】
前記従来の駆動部を有するマイクロ波加熱装置が抱える構造上の問題としては、下記の３点が挙げられる。１点目は、加熱ムラを低減するためにテーブルまたはアンテナを回転させる機構を必要としており、このため回転スペースおよびテーブルまたはアンテナを回転させるモータなどの設置スペースを確保しなければならず、マイクロ波加熱装置の小型化を阻害していたことである。２点目は、テーブルまたはアンテナを安定的に回転させるために、該回転アンテナを加熱室の上部または下部に設ける必要があり、構造が制限されていたことである。３点目は、水蒸気加熱や熱風加熱などの種々の加熱機能を有する電子レンジの登場により、電子レンジの筐体内部に多くの構成部品が必要となることおよび、筐体内部の制御部品などの発熱量が多いため、十分な冷却性能を実現するために冷却用の風路を確保する必要となり、導波手段およびマイクロ波放射部１０２の設置位置が制限されるため、加熱室内のマイクロ波分布が不均一になってしまうことである。
【００１４】
さらに、マイクロ波加熱装置におけるマイクロ波照射室であるアプリケータ内にテーブルまたは位相器の回転機構などを設置することは、マイクロ波による放電現象を引起こし、信頼性を下げる。よって、これら機構を不要とするマイクロ波加熱装置が要求されている。
【００１５】
次に、前記従来の円偏波を利用したマイクロ波加熱装置は、特許文献１〜３のいずれの場合においても、駆動部を無しにできるほどの均一効果はないという問題があった。いずれの特許文献も、円偏波と駆動部の相乗効果で従来の駆動部のみよりも均一になるということを記載しているに過ぎない。
【００１６】
具体的には、特許文献１では図１２のように導波管１の終端に位相シフター１２０１と呼ばれる回転体を有し、特許文献２では被加熱物を回転させるターンテーブル（図示せず）を有し、特許文献３ではターンテーブル１４０３に加えてパッチアンテナ１４０１をも回転させて攪拌機として利用する構成を記載している。いずれも円偏波を用いれば駆動部無しにできるとは記載されていないのである。これは、もし円偏波で駆動部を無しにすると、一般的な駆動部を有した構成（たとえばテーブルを回転させるとかアンテナを回転させるなどの構成）に比べて均一性が劣るためである。
【００１７】
本発明は前記課題を解決するものであり、駆動部を用いないで、被加熱物を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。とりわけ、図１２や図１３のように導波管の開口から円偏波を放射する場合、導波管の幅よりも外側には開口が存在しえ
ないので、導波管の幅方向にマイクロ波を広げ、さらに導波管内のマイクロ波の伝送方向にもマイクロ波を広げることにより、加熱室内のマイクロ波分布の均一化を図り、被加熱物の均一加熱ができるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
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、被加熱物を収納する加熱室と、マイクロ波を発生させるマイクロ波発生手段と、マイクロ波を伝送する導波手段と、前記加熱室内にマイクロ波を放射するマイクロ波放射部を前記導波手段の伝送および電界方向に対して直角方向（導波手段の幅方向）に複数配置する構成としている。
【００１９】
上記構成により、導波手段の伝送および電界方向に対して直角方向に構成した複数のマイクロ波放射部から加熱室内にマイクロ波を放射するので、主に導波手段の伝送および電界方向に対して直角方向にマイクロ波が広がり、導波手段の幅よりも外側にもマイクロ波を放射することにより、駆動部が無くても被加熱物の加熱分布を均一化するマイクロ波加熱装置を提供することができる。
【００２０】
さらに、マイクロ波放射部が位置する導波手段内のマイクロ波の位相により、マイクロ波放射部から加熱室内に放射されるマイクロ波の広がる方向が変化する。特に、概腹位置にマイクロ波放射部を配置した場合、導波手段の伝送および電界方向に対して直角方向に指向性を持ったマイクロ波を放射し、概節位置にマイクロ波放射部を配置した場合、導波手段の伝送方向に指向性を持ったマイクロ波を放射する。
【００２１】
これを利用して、導波手段の伝送および電界方向に対して直角方向に複数のマイクロ波放射部を配置し、このうちの少なくとも１つのマイクロ波放射部を概腹位置に配置することにより、さらに導波手段の伝送および電界方向に対して直角方向にマイクロ波を広げることが可能となる。
【００２２】
さらに、少なくとも１つのマイクロ波放射部を概節位置に配置することにより、導波手段の伝送方向にマイクロ波を広げることが可能となる。
【００２３】
よって、導波手段の伝送および電界方向に対して直角方向と伝送方向にそれぞれマイクロ波を放射することが可能となり、駆動部が無くても被加熱物の加熱分布をより均一化するマイクロ波加熱装置を提供することができる。
【００２４】
また、円偏波を放射するマイクロ波放射部を配置することにより。マイクロ波放射部から円偏波の特徴である広がりを持ったマイクロ波が放射され、被加熱物へのマイクロ波の放射をより広い範囲で均一化することができる。特に、円偏波によるマイクロ波加熱は、周方向に対しての均一加熱が期待できる。
【００２５】
さらに、円偏波を放射するマイクロ波放射部を２本以上の長孔により構成される単純な形状とすることにより、被加熱物の均一加熱だけではなく、駆動部のない簡易な構成で信頼性の向上および給電部の小型化を実現することができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明のマイクロ波加熱装置は、導波手段の伝送および電界方向に対して直角方向に複数のマイクロ波放射部を配置し、このうちの少なくとも１つのマイクロ波放射部を概腹位置に配置し、さらに少なくとも１つのマイクロ波放射部を概節位置に配置することにより、導波手段の伝送および電界方向に対して直角方向と伝送方向にそれぞれマイクロ波を放射することが可能となり、駆動部が無くても被加熱物の加熱分布をより均一化するマイクロ波加熱装置を提供することができる。
【００２７】
また、円偏波を放射するマイクロ波放射部を配置することにより。マイクロ波放射部から円偏波の特徴である広がりを持ったマイクロ波が放射され、被加熱物へのマイクロ波の放射をより広い範囲で均一化することができる。特に、円偏波によるマイクロ波加熱は、周方向に対しての均一加熱が期待できる。
【００２８】
さらに、円偏波を放射するマイクロ波放射部を２本以上の長孔により構成される単純な形状とすることにより、被加熱物の均一加熱だけではなく、駆動部のない簡易な構成で信頼性の向上および給電部の小型化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施の形態１におけるマイクロ波加熱装置の斜視図
【図２】本発明の実施の形態１におけるマイクロ波放射部と被加熱物の上面図およびマイクロ波放射部と導波手段内の電界の関係説明図
【図３】本発明の実施の形態１におけるマイクロ波加熱装置の導波手段を説明する図
【図４】本発明の実施の形態１におけるマイクロ波加熱装置の導波手段内の電界と磁界と電流の関係説明図
【図５】本発明の実施の形態１における導波手段内の電界の位相とマイクロ波放射部から放射されるマイクロ波の指向性の関係説明図
【図６】本発明の実施の形態２におけるマイクロ波放射部と被加熱物の上面図およびマイクロ波放射部と導波手段内の電界の関係説明図
【図７】本発明の実施の形態２における導波手段内の電界の位相とマイクロ波放射部から放射されるマイクロ波の指向性の関係説明図
【図８】本発明の実施の形態３におけるマイクロ波放射部と被加熱物の上面図およびマイクロ波放射部と導波手段内の電界の関係説明図
【図９】本発明の実施の形態４におけるマイクロ波放射部と被加熱物の上面図およびマイクロ波放射部と導波手段内の電界の関係説明図
【図１０】本発明の実施の形態５におけるマイクロ波放射部と被加熱物の上面図およびマイクロ波放射部と導波手段内の電界の関係説明図
【図１１】本発明の実施の形態５におけるマイクロ波放射部の形状の説明図
【図１２】従来のＸ字型の開口で円偏波を発生させるマイクロ波加熱装置の構成図
【図１３】従来の直交する二つの長方スリットで円偏波を発生させるマイクロ波加熱装置の構成図
【図１４】従来のパッチアンテナで円偏波を発生させるマイクロ波加熱装置の構成図
【発明を実施するための形態】
【００３０】
第１の発明のマイクロ波加熱装置は、被加熱物を収納する加熱室と、マイクロ波を伝送する導波手段と、マイクロ波を発生するマイクロ波発生手段と、前記加熱室内にマイクロ波を放射するマイクロ波放射部を導波手段の伝送および電界方向に対して直角方向に複数有し、導波手段内の電界の概腹位置および概節位置に、少なくとも１つずつのマイクロ波放射部の中央部を配置する構成としている。これにより、導波手段の伝送方向と伝送および電界方向に対して直角方向にそれぞれマイクロ波を広げることが可能となり、駆動部を用いなくても被加熱物を均一に加熱することができる。
【００３１】
第２の発明のマイクロ波加熱装置は、導波手段内に少なくとも１つのインピーダンス調整用の整合部を有し、少なくとも１つのマイクロ波放射部の中央部から、整合部までの、導波手段の伝送方向の距離を、導波手段内における管内波長の約１／２の整数倍としている。これにより、正確かつ具体的にマイクロ波放射部を概節位置に配置することが可能となる。
【００３２】
第３の発明のマイクロ波加熱装置は、導波手段内に少なくとも１つのインピーダンス調整用の整合部を有し、少なくとも１つのマイクロ波放射部の中央部から、整合部までの、導波手段の伝送方向の距離を、導波手段内における管内波長の約１／４の奇数倍としている。これにより、正確かつ具体的にマイクロ波放射部を概腹位置に配置することが可能となる。
【００３３】
第４の発明のマイクロ波加熱装置は、少なくとも１つのマイクロ波放射部の中央部から、導波手段の伝送方向の終端部までの、導波手段の伝送方向の距離を、前記導波手段内における管内波長の約１／２の整数倍としている。これにより、正確かつ具体的にマイクロ波放射部を概節位置に配置することが可能となる。
【００３４】
第５の発明のマイクロ波加熱装置は、少なくとも１つのマイクロ波放射部の中央部から、導波手段の伝送方向の終端部までの、導波手段の伝送方向の距離を、前記導波手段内における管内波長の約１／４の奇数倍としている。これにより、正確かつ具体的にマイクロ波放射部を概腹位置に配置することが可能となる。
【００３５】
第６の発明のマイクロ波加熱装置は、導波手段内に少なくとも１つのインピーダンス調整用の整合部と、整合部と終端部との間に、少なくとも１つのマイクロ波放射部の中央部を有し、マイクロ波放射部から整合部および終端部までの、導波手段の伝送方向の距離を、それぞれ導波手段内における管内波長の約１／２の整数倍としている。これにより、マイクロ波放射部から、整合部または終端部までの導波手段の伝送方向の距離のみを、導波手段内における管内波長の約１／２の整数倍とする場合よりも、正確かつ具体的にマイクロ波放射部を概節位置に配置することが可能となる。
【００３６】
第７の発明のマイクロ波加熱装置は、導波手段内に少なくとも１つのインピーダンス調整用の整合部と、整合部と終端部との間に、少なくとも１つのマイクロ波放射部の中央部を有し、マイクロ波放射部から整合部および終端部までの、導波手段の伝送方向の距離を、それぞれ導波手段内における管内波長の約１／４の奇数倍としている。これにより、マイクロ波放射部から、整合部または終端部までの導波手段の伝送方向の距離のみを、導波手段内における管内波長の約１／４の奇数倍とする場合よりも、正確かつ具体的にマイクロ波放射部を概腹位置に配置することが可能となる。
【００３７】
第８の発明のマイクロ波加熱装置は、導波手段内に少なくとも２つのインピーダンス調整用の整合部と、２つの整合部の間に、少なくとも１つのマイクロ波放射部の中央部を有し、マイクロ波放射部とマイクロ波放射部に隣接している２つの整合部までの、導波手段の伝送方向の距離を、それぞれ導波手段内における管内波長の約１／２の整数倍としている。これにより、マイクロ波放射部から、１つの整合部までの導波手段の伝送方向の距離のみを、導波手段内における管内波長の約１／２の整数倍とする場合よりも、正確かつ具体的にマイクロ波放射部を概節位置に配置することが可能となる。
【００３８】
第９の発明のマイクロ波加熱装置は、導波手段内に少なくとも２つのインピーダンス調整用の整合部と、２つの整合部の間に、少なくとも１つのマイクロ波放射部の中央部を有し、マイクロ波放射部とマイクロ波放射部に隣接している２つの整合部までの、導波手段の伝送方向の距離を、それぞれ導波手段内における管内波長の約１／４の奇数倍としている。これにより、マイクロ波放射部から、１つの整合部までの導波手段の伝送方向の距離のみを、導波手段内における管内波長の約１／４の奇数倍とする場合よりも、正確かつ具体的にマイクロ波放射部を概腹位置に配置することが可能となる。
【００３９】
第１０の発明のマイクロ波加熱装置は、少なくとも１つのマイクロ波放射部の中央部から、マイクロ波発生手段までの、導波手段の伝送方向の距離が、導波手段内における管内
波長の約１／４の奇数倍である構成としている。これにより、正確かつ具体的にマイクロ波放射部を概節位置に配置することが可能となる。
【００４０】
第１１の発明のマイクロ波加熱装置は、少なくとも１つのマイクロ波放射部の中央部から、マイクロ波発生手段までの、導波手段の伝送方向の距離が、導波手段内における管内波長の約１／２の整数倍である構成としている。これにより、正確かつ具体的にマイクロ波放射部を概腹位置に配置することが可能となる。
【００４１】
第１２の発明のマイクロ波加熱装置は、少なくとも１つの前記マイクロ波放射部が、円偏波を放射する構成としている。マイクロ波放射部が円偏波を放射する構成の場合は、円偏波放射部の中心から渦を巻くようにマイクロ波が放射されるので、他の放射部に比べると円周方向に均一に被加熱物を加熱することができる。
【００４２】
第１３の発明のマイクロ波加熱装置は、円偏波を放射するマイクロ波放射部は、二つの長孔が交差する略Ｘ字状の構成としている。これにより、簡単な構成で確実に円偏波を放射することができる。
【００４３】
以下、本発明に係るマイクロ波加熱装置の好適な実施の形態について、添付の図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施の形態のマイクロ波加熱装置においては電子レンジについて説明するが、電子レンジは例示であり、本発明のマイクロ波加熱装置は電子レンジに限定されるものではなく、誘電加熱を利用した加熱装置、生ゴミ処理機、あるいは半導体製造装置などのマイクロ波加熱装置を含むものである。また、本発明は、以下の実施の形態の具体的な構成に限定されるものではなく、同様の技術的思想に基づく構成が本発明に含まれる。
【００４４】
（実施の形態１）
図１〜図５は、本発明の実施の形態１におけるマイクロ波加熱装置１０１の説明図である。
【００４５】
図１は、全体構成を示す斜視図である。図２の（ａ）は、導波手段２０１とマイクロ波放射部１０２とマイクロ波発生手段２０２の位置関係を説明する上面図であり、図２の（ｂ）は、マイクロ波放射部１０２と導波手段２０１内の電界４０１の位相および終端部２０３とマイクロ波発生手段２０２の位置関係を説明する関係説明図である。図３は、矩形導波管３０１の寸法と伝送モードの関係を説明するための斜視図である。図４は、矩形の導波手段２０１内に生じる電界４０１、磁界４０２、電流４０３の関係を説明するための関係説明図である。図５の（ａ）は、導波手段２０１の終端部２０３からの距離と電界４０１の位相の関係を説明するための関係説明図であり、図５の（ｂ）は、マイクロ波放射部１０２の位置する導波手段２０１内の電界４０１の位相により、放射されるマイクロ波の広がりが変化することを説明するための関係説明図であり、これらの結果は電磁界解析により求めた。
【００４６】
＜マイクロ波加熱装置の構成＞
代表的なマイクロ波加熱装置である電子レンジは、被加熱物（図示せず）を収納可能な加熱室１０３と、マイクロ波を発生させるマイクロ波発生手段２０２と、マイクロ波発生手段２０２から放射されたマイクロ波を加熱室１０３に導く導波手段２０１と、導波手段２０１のＨ面３０２に設けた導波手段２０１内のマイクロ波を加熱室１０３内に放射するマイクロ波放射部１０２を有している。
【００４７】
また、図１に示すように電子レンジは、マイクロ波放射部１０２の上部をカバーしつつ被加熱物を載置する載置台１０４と、被加熱物の出し入れのためのドア１０５を有する。
ここで、載置台１０４は、ガラスやセラミックなどマイクロ波が透過しやすい材料で構成する。
【００４８】
なお、マイクロ波発生手段２０２にはマグネトロン、導波手段２０１には矩形導波管３０１、マイクロ波放射部１０２には導波手段２０１に設けた開口部を用いることで上記の構成を容易に実現できる。
【００４９】
＜マイクロ波加熱装置の概略動作＞
最初にマイクロ波加熱装置の概略動作について説明を行なう。使用者により加熱室１０３内に被加熱物が置かれ、加熱開始指示が行われると、マイクロ波加熱装置１０１は、マイクロ波発生手段２０２であるマグネトロンから導波手段２０１内にマイクロ波を供給し、加熱室１０３と導波手段２０１とを接続しているマイクロ波放射部１０２を通じて、加熱室１０３内にマイクロ波を放射することで、マイクロ波加熱装置は被加熱物の加熱を行なう。
【００５０】
＜間接波・直接波の定義＞
なお、本発明において、マイクロ波放射部１０２から放射され被加熱物を直接加熱するマイクロ波を直接波と呼び、加熱室１０３の内壁で反射したマイクロ波を反射波と呼ぶ。
【００５１】
＜矩形導波管寸法、ＴＥ１０モードの説明＞
次に、図３を用いて電子レンジに搭載される代表的な導波手段２０１である矩形導波管３０１について説明する。最も単純で一般的な導波手段２０１は、図３のように一定の長方形の断面（幅ａ×高さｂ）を伝送方向２０７に伸ばした直方体からなり、マイクロ波の波長をλとしたときに、導波管の幅ａ（マイクロ波の波長λ＞ａ＞λ／２）、高さｂ（＜λ／２）の範囲に選ぶことにより、ＴＥ１０モードでマイクロ波を伝送することが知られている。
【００５２】
ＴＥ１０モードとは、矩形導波管３０１内において導波管の伝送方向２０７には磁界４０２成分のみが存在して電界４０１成分のない、Ｈ波（ＴＥ波；電気的横波伝送  Ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｗａｖｅ）における伝送モードのことを指す。なお、ＴＥ１０モード以外の伝送モードがマイクロ波加熱装置の導波手段２０１に適用されることは殆どない。
【００５３】
電子レンジでは波長λは約１２０ｍｍであり、一般的には幅ａを８０〜１００ｍｍ、高さｂを１５〜４０ｍｍ程度に選ぶことが多い。
【００５４】
このとき、図３の上下の面を磁界４０２が平行に渦巻く面という意味でＨ面３０２と呼び、左右の面を電界４０１に平行な面という意味でＥ面３０３と呼ぶ。なお、マイクロ波が導波管内を伝送されるときの波長は、管内波長λｇと表され、λｇ＝λ／√（１−（λ／（２×ａ））＾２）となり、幅ａ寸法によって変化するが、高さｂ寸法には無関係に決まる。
【００５５】
また、ＴＥ１０モードでは、導波手段２０１の幅方向の両端（Ｅ面３０３）で電界４０１が０、幅方向の中央で電界４０１が最大となる。よって、マグネトロンは電界４０１が最大となる導波手段２０１の幅方向の中央に結合させる構成とする。
【００５６】
＜矩形導波管内の進行波・定在波＞
次に、図２に示すように、導波手段２０１として矩形導波管３０１を用いている場合、マイクロ波発生手段２０２から発生した進行波と、導波手段２０１の終端部２０３で反射した反射波が互いに干渉し、導波管内に定在波２０４が生じる。
【００５７】
なお、マイクロ波放射部１０２の位置する導波手段２０１内の定在波２０４の電界４０１の位相によって、導波手段２０１から加熱室１０３へ放射されるマイクロ波の広がりは変化する。このマイクロ波の広がりが変化する原理については、以下で説明する。
【００５８】
まず、図４を用いて定在波２０４における電界４０１・磁界４０２・電流４０３の関係について説明する。進行波は電界４０１と磁界４０２の方向は９０°ずれており、位相は同一である。これに対し、定在波２０４は電界４０１と磁界４０２の方向は９０°ずれており、位相はπ／２ずれている。よって、定在波２０４が発生している矩形導波管３０１内の電界４０１と磁界４０２の関係は図４のようになる。これは、定在波２０４の場合は、進行波が導波手段２０１の終端部２０３で反射する際に、電界４０１の位相がπ／２ずれることが主な原因である。なお、電流４０３は導波手段２０１の表面を磁界４０２に直交する方向に流れる。
【００５９】
定在波２０４が発生している矩形導波管３０１のＨ面３０２にマイクロ波放射部１０２を配置した場合の、マイクロ波の指向性についての原理説明を行なう。
【００６０】
図４に示すように導波手段２０１内の定在波２０４について、概腹位置２０５と概節位置２０６にマイクロ波放射部１０２が配置された場合について考える。本発明における腹および節とは、導波手段２０１の伝送方向２０７における電界４０１の強弱を指しており、伝送および電界方向に対して直角方向２０９における電界４０１の強弱を意味してはいない。
【００６１】
マイクロ波放射部１０２における電流４０３の伝送方向２０７成分と伝送および電界方向に対して直角方向２０９成分を考えた場合、概腹位置２０５に置かれたマイクロ波放射部１０２における電流４０３には伝送および電界方向に対して直角方向２０９成分が多い。
【００６２】
電流４０３の流れる方向と電界４０１が広がる方向は同一であるので、導波手段２０１から加熱室１０３へ放射されるマイクロ波は、主に伝送および電界方向に対して直角方向２０９に広がる。
【００６３】
また、概節位置２０６に置かれたマイクロ波放射部１０２における電流４０３には伝送方向２０７成分が多い。このため、導波手段２０１から加熱室１０３へ放射されるマイクロ波は、主に導波手段２０１の伝送方向２０７に広がる。
【００６４】
＜位相−指向性のＣＡＥ＞
次に、マイクロ波放射部１０２の位置する導波手段２０１内の定在波２０４の電界４０１の位相と、導波手段２０１から加熱室１０３へ放射されるマイクロ波の広がりの関係を図５に示す。なお、図５は電磁界解析によって求めたものである。
【００６５】
図５においては、定在波２０４の節位置を位相０°および１８０°とし、腹位置を９０°および２７０°として、位相約０°から約１８０°まで約４５°刻みで、マイクロ波放射部１０２から放射されるマイクロ波の分布を電磁界解析により求めた。なお、本解析では導波手段２０１の終端部２０３からマイクロ波放射部１０２の中央部までの距離を変えることにより、マイクロ波放射部１０２の位置する導波手段２０１内の定在波２０４の電界４０１の位相を変化させている。なお、図５中のλｇは、導波手段２０１内の管内波長を示している。
【００６６】
図５の（ａ）および（ｂ）に示すように、位相が約０°（概節位置２０６）の場合は、
上述の原理説明と同様に主に伝送方向２０７にマイクロ波の広がりを有する。これに対して、位相を約４５°ずらしていくことによって、マイクロ波の指向性は、反時計回りに推移していき、位相が約９０°（概腹位置２０５）の場合に主に伝送および電界方向に対して直角方向２０９にマイクロ波の広がりを有する。これも上述の原理説明と一致している。
【００６７】
上記のようにマイクロ波放射部１０２を導波手段２０１内の概節位置２０６に配置することにより、導波手段２０１の幅よりも外側にマイクロ波を広げることができ、加熱室１０３内の被加熱物を均一に加熱することが可能となる。
【００６８】
次に、図５に示した解析結果の解析条件を以下に記載する。
【００６９】
本解析では、矩形導波管３０１を用いてマイクロ波発生手段２０２であるマグネトロンから発生したマイクロ波をＴＥ１０モードで伝送している。
【００７０】
本解析における矩形導波管３０１は、電界方向２０８の寸法が３０ｍｍ、伝送および電界方向に対して直角方向２０９の寸法が１００ｍｍとなっており、解析に用いたマイクロ波の周波数は２．４６ＧＨｚとした。
【００７１】
また、マイクロ波の広がり方向を９０°変化させるために必要なマイクロ波放射部１０２の移動距離は、管内波長の約半分（約λｇ／２）であり、解析に用いたマイクロ波の周波数は２．４６ＧＨｚであるので、マイクロ波の広がり方向を９０°変化させるために必要なマイクロ波放射部１０２の移動距離は、約７８．６ｍｍとなる。
【００７２】
また、本解析で用いたマイクロ波放射部１０２の形状は、２本の長孔を各長孔の中央で直交させ、伝送方向２０７に対して長孔を４５°傾けた構成とした。
【００７３】
また、マイクロ波放射部１０２の数は１個、各長孔の長さは５５ｍｍ、図５の（ｂ）における表示データは実効放射電界である。
【００７４】
＜定在波の腹節位置＞
次に、導波手段２０１内の電界４０１の節位置について説明する。図２に示すような終端部２０３を備えた導波手段２０１内をマイクロ波が伝送する場合、マイクロ波の伝送方向２０７に定在波２０４が形成される。導波手段２０１は終端部２０３で閉じられているため、終端部２０３における振幅は０となる。また、マイクロ波発生手段２０２の供給側は、図２の（ｂ）に示すように振幅最大値を示す自由端となる。
【００７５】
ここで、導波手段２０１内に存在する定在波２０４は、マイクロ波発生手段２０２が供給する発振周波数が基になった波である。したがって、導波手段２０１内に存在する定在波２０４の波長は、マイクロ波発生手段２０２の発振周波数によって生じる管内波長λｇの約１／２となる。
【００７６】
よって、導波手段２０１内には、終端部２０３を基点として、管内波長λｇの約１／２毎に定在波２０４の節位置が生じる。また、定在波２０４の腹位置は、隣り合う節位置のほぼ中間に存在する。
【００７７】
ただし、現実の導波手段２０１である導波管においては、マイクロ波発生手段２０２周辺の導波手段２０１内の電界４０１が安定しないことや、終端部２０３の状態が理想状態とならない場合が多く、理論値前後の管内波長λｇを生じることがある。よって、現実の正確な導波管内の定在波２０４の波長は導波手段２０１内の振幅を実測するのが確実であ
る。
【００７８】
＜放射マイクロ波の干渉＞
次に、マイクロ波放射部１０２を通して、導波手段２０１から加熱室１０３へ放射されるマイクロ波の干渉について説明する。
【００７９】
任意の点でのマイクロ波の相互干渉は、各マイクロ波放射部１０２からのマイクロ波の広がり方向と任意の点までの距離の差および加熱室１０３内でのマイクロ波の波長によって決定される。なお、加熱室１０３内での波長の１／２の偶数倍（０を含む）の時に強め合い、奇数倍の時に弱め合う。一般的なマイクロ波加熱装置に用いられるマイクロ波の周波数２．４５ＧＨｚの場合、加熱室１０３内などの空気中での波長は、約１２０ｍｍである。
【００８０】
図２に示す構成においては、概腹位置２０５および概節位置２０６に１つずつマイクロ波放射部１０２を配置しており、概腹位置２０５のマイクロ波放射部１０２ａからは主に伝送および電界方向に対して直角方向２０９に広がりを持ったマイクロ波が放射され、概節位置２０６のマイクロ波放射部１０２ｂからは主に伝送方向２０７に広がりを持ったマイクロ波が放射され、加熱室１０３内で相互干渉する。
【００８１】
上記の概腹位置２０５および概節位置２０６に配置している各マイクロ波放射部１０２から放射されたマイクロ波の相互干渉により、加熱室１０３内において局所的にマイクロ波の強弱が生じるが、各マイクロ波放射部１０２が有するマイクロ波の広がりが、顕著に変化することはない。
【００８２】
よって、加熱室１０３内のマイクロ波分布は、概腹位置２０５および概節位置２０６に配置している各マイクロ波放射部１０２から放射されたマイクロ波の広がりを足し合わせた分布に近いものとなる。
【００８３】
なお、マイクロ波放射部１０２間の距離により、干渉によるマイクロ波分布の強弱が生じる位置は変化する。
【００８４】
次に、図２に示す構成には含まれていないが、概腹位置２０５に複数のマイクロ波放射部１０２ａを配置している場合および概節位置２０６に複数のマイクロ波放射部１０２ｂを配置している場合のマイクロ波の相互干渉について説明する。
【００８５】
概腹位置２０５に複数のマイクロ波放射部１０２ａを配置している場合において、まず伝送方向２０７には距離を有さず、伝送および電界方向に対して直角方向２０９にのみ距離を有し、概腹位置２０５に配置している２つのマイクロ波放射部１０２ａから加熱室１０３へ、それぞれ放射されるマイクロ波の干渉について説明する。各マイクロ波放射部１０２ａは概腹位置２０５に配置しているため、主に伝送および電界方向に対して直角方向２０９に広がりを有している。
【００８６】
この場合、伝送および電界方向に対して直角方向２０９におけるマイクロ波の干渉を主に考えれば良い。
【００８７】
マイクロ波放射部１０２ａ間の距離により、干渉によるマイクロ波分布の強弱は生じるが、各マイクロ波放射部１０２ａが概腹位置２０５に配置されている場合においては、各マイクロ波放射部１０２ａから放射されるマイクロ波の合成波の広がりが、主に伝送および電界方向に対して直角方向２０９に強い指向性を有することに変わりはない。
【００８８】
同様にして、伝送および電界方向に対して直角方向２０９と伝送方向２０７にそれぞれ距離を有し、概腹位置２０５に配置している複数のマイクロ波放射部１０２ａについて考える。各マイクロ波放射部１０２ａは概腹位置２０５に配置しているため、主に伝送および電界方向に対して直角方向２０９に広がりを有している。
【００８９】
この場合、伝送および電界方向に対して直角方向２０９におけるマイクロ波の干渉を主に考えれば良いが、本配置においては、伝送方向２０７に距離を有しているため、伝送および電界方向に対して直角方向２０９におけるマイクロ波の干渉はほとんど生じない。
【００９０】
よって、２つのマイクロ波放射部１０２ａから放射されるマイクロ波の合成波の広がりは、それぞれのマイクロ波放射部１０２ａの有するマイクロ波の広がりと同様に、主に伝送および電界方向に対して直角方向２０９となる。
【００９１】
さらに、概節位置２０６に複数のマイクロ波放射部１０２ｂを配置している場合において、まず伝送方向２０７には距離を有さず、伝送および電界方向に対して直角方向２０９にのみ距離を有し、概節位置２０６に配置している２つのマイクロ波放射部１０２ｂから加熱室１０３へ、それぞれ放射されるマイクロ波の干渉について説明する。各マイクロ波放射部１０２ｂは概節位置２０６に配置しているため、主に伝送方向２０７に広がりを有している。
【００９２】
この場合、伝送方向２０７におけるマイクロ波の干渉を主に考えれば良いが、本配置においては、伝送方向２０７には距離を有していないため、伝送方向２０７におけるマイクロ波の干渉はほとんど生じない。よって、２つのマイクロ波放射部１０２ｂから放射されるマイクロ波の合成波の広がりは、それぞれのマイクロ波放射部１０２ｂの有するマイクロ波の広がりと同様に、主に伝送方向２０７となる。
【００９３】
同様にして、伝送および電界方向に対して直角方向２０９と伝送方向２０７にそれぞれ距離を有し、概節位置２０６に配置している複数のマイクロ波放射部１０２ｂについて考える。各マイクロ波放射部１０２ｂは概節位置２０６に配置しているため、主に伝送方向２０７に広がりを有しているため、伝送方向２０７におけるマイクロ波の干渉を主に考えれば良い。
【００９４】
マイクロ波放射部１０２ｂ間の距離により、干渉によるマイクロ波分布の強弱は生じるが、各マイクロ波放射部１０２ｂが概節位置２０６に配置されている場合においては、各マイクロ波放射部１０２ｂから放射されるマイクロ波の合成波の広がりが、主に伝送方向２０７に強い指向性を有することに変わりはない。
【００９５】
＜具体構成、作用・効果＞
以下に、本実施の形態における具体的な構成および作用、効果を説明する。
【００９６】
図２に示すように、本実施の形態のマイクロ波加熱装置１０１である電子レンジは、被加熱物を収納する加熱室１０３と、マイクロ波を発生させるマイクロ波発生手段２０２と、マイクロ波を伝送する導波手段２０１と、加熱室１０３内にマイクロ波を放射するマイクロ波放射部１０２を導波手段２０１の伝送および電界方向に対して直角方向２０９（幅方向）に複数配置する構成としている。また、各マイクロ波放射部１０２を導波手段２０１内の電界４０１の概腹位置２０５および概節位置２０６に少なくとも１つずつ配置している。
【００９７】
また、図２の（ｂ）を用いて上述した通り、導波手段２０１は終端部２０３で閉じられているので、終端部２０３における導波手段２０１内の電界４０１の振幅は０となるため
、２０６と同様の概節位置であり、マイクロ波発生手段２０２の供給側は、振幅最大値を示す自由端となるため、２０５と同様の概腹位置となる。
【００９８】
よって、終端部２０３からマイクロ波放射部１０２の中央部までの伝送方向２０７の距離が、導波手段２０１内の管内波長λｇの約１／４の奇数倍の位置は概腹位置２０５であり、マイクロ波発生手段２０２からマイクロ波放射部１０２の中央部までの伝送方向２０７の距離が、導波手段２０１内の管内波長λｇの約１／４の奇数倍の位置は概節位置２０６である。
【００９９】
本実施の形態における構成では、終端部２０３からの距離が管内波長λｇの約１／４の奇数倍となる概腹位置２０５に１つ、マイクロ波発生手段２０２からの距離が管内波長λｇの約１／４の奇数倍となる概節位置２０６に１つのマイクロ波放射部１０２を配置している。
【０１００】
よって、導波手段２０１の伝送および電界方向に対して直角方向２０９に複数のマイクロ波放射部１０２を有する構成により、加熱室１０３内に放射されるマイクロ波は、主に導波手段２０１の伝送および電界方向に対して直角方向２０９に広がりを有し、導波手段２０１の幅よりも外側にもマイクロ波を放射することが可能となる。
【０１０１】
さらに、概節位置２０６および概腹位置２０５に、少なくとも１つずつのマイクロ波放射部１０２の中央部を配置することにより、導波手段２０１の伝送方向２０７と伝送および電界方向に対して直角方向２０９にそれぞれマイクロ波を放射することが可能となる。
【０１０２】
以上より、駆動部が無くても被加熱物の加熱分布をより均一化するマイクロ波加熱装置１０１を提供することができる。
【０１０３】
さらに、終端部２０３またはマイクロ波発生手段２０２からマイクロ波放射部１０２の中央部までの伝送方向２０７の距離を、導波手段２０１内の管内波長λｇの約１／４の奇数倍とすることにより、正確かつ具体的にマイクロ波放射部１０２を概腹位置２０５および概節位置２０６に配置することが可能となる。
【０１０４】
＜腹のみ配置の否定＞
なお、図５により、マイクロ波放射部１０２を導波手段２０１の伝送および電界方向に対して直角方向２０９（幅方向）に複数配置し、さらに複数のマイクロ波放射部１０２を概腹位置２０５のみに配置することにより、被加熱物の均一加熱を実現する構成も考えられる。
【０１０５】
しかしながら、この構成では、導波手段２０１の伝送および電界方向に対して直角方向２０９に複数配置することによる、導波手段２０１の伝送および電界方向に対して直角方向２０９へのマイクロ波の広がりに加え、マイクロ波放射部１０２を概腹位置２０５に配置することによる導波手段２０１の伝送および電界方向に対して直角方向２０９へマイクロ波の広がり有するため、被加熱物の均一加熱を実現するには、伝送方向２０７に複数のマイクロ波放射部１０２を配置する必要があると推察できる。
【０１０６】
このように加熱室１０３と導波手段２０１間の加熱室１０３の内壁に多くのマイクロ波放射部１０２を設けると、各マイクロ波放射部１０２の開口面積の合計が大きくなり、以下の２点の問題が生じる。
【０１０７】
１点目は、加熱室１０３と導波手段２０１間の加熱室１０３の内壁の機械的強度が低下し、落下などによってマイクロ波加熱装置が破損する危険性が高まることである。２点目
は、マイクロ波放射部１０２から加熱室１０３内に放射され、被加熱物に吸収されず加熱室１０３の内壁などで反射したマイクロ波が、マイクロ波放射部１０２を通じて導波手段２０１内に返ってくることで、導波手段２０１内の定在波２０４が崩れてしまい、概腹位置２０５および概節位置２０６の位置が上述の位置からずれてしまい、マイクロ波の放射方向および放射量が不安定となることである。
【０１０８】
＜節のみ配置の否定＞
同様にして図５により、マイクロ波放射部１０２を導波手段２０１の伝送および電界方向に対して直角方向２０９（幅方向）に複数配置し、さらに複数のマイクロ波放射部１０２を概節位置２０６のみに配置することにより、被加熱物の均一加熱を実現する構成も考えられる。
【０１０９】
しかしながら、この構成では、各マイクロ波放射部１０２を概節位置２０６に配置しているため、主に導波手段２０１の伝送方向２０７へマイクロ波の広がりを有するので、導波手段２０１の伝送および電界方向に対して直角方向２０９へのマイクロ波の広がりは、導波手段２０１の伝送および電界方向に対して直角方向２０９に複数のマイクロ波放射部１０２を配置することで確保しなければならない。
【０１１０】
この場合、上述の通り、導波手段２０１によってＴＥ１０モードでマイクロ波を伝送するためには、導波手段２０１の伝送および電界方向に対して直角方向２０９の寸法は制限されるため、導波手段２０１の伝送および電界方向に対して直角方向２０９の上限の寸法に対して、加熱室１０３の同方向（導波手段２０１の幅方向）の寸法が大きい場合、導波手段２０１の伝送および電界方向に対して直角方向２０９へのマイクロ波の広がりが不十分となる問題が生じると推察できる。
【０１１１】
よって、複数のマイクロ波放射部１０２を導波手段２０１の伝送および電界方向に対して直角方向２０９に複数配置し、さらに概節位置２０６および概腹位置２０５に、少なくとも１つずつのマイクロ波放射部１０２の中央部を配置することは、導波手段２０１の伝送方向２０７と伝送および電界方向に対して直角方向２０９にそれぞれマイクロ波を放射し、駆動部が無くても被加熱物の加熱分布をより均一化することが可能となるだけではなく、マイクロ波加熱装置自体の機械的強度の向上および安定したマイクロ波の放射に関しても効果がある。
【０１１２】
なお、図２示した構成のように、全てのマイクロ波放射部１０２を概腹位置２０５または概節位置２０６に配置する必要はなく、概腹位置２０５および概節位置２０６に少なくとも１つずつマイクロ波放射部１０２を配置する構成であれば、本発明に含まれる。
【０１１３】
また、マイクロ波放射部１０２の数および位置が加熱室の中央２１０に対して非対称である場合や、マイクロ波放射部１０２の形状が長方形以外の場合や、全てのマイクロ波放射部１０２が同一形状でない場合、においても本発明に含まれる。
【０１１４】
（実施の形態２）
図６および図７は、本発明の実施の形態２におけるマイクロ波加熱装置の説明図である。
【０１１５】
図６は、マイクロ波放射部１０２と導波手段２０１内の電界４０１の位相および終端部２０３とマイクロ波発生手段２０２とインピーダンス調整用の整合部６０２との位置関係を説明する図である。
【０１１６】
図７の（ａ）は、インピーダンス調整用の整合部６０２から距離と、電界４０１の位相
の関係を説明するための図であり、図７の（ｂ）は、マイクロ波放射部１０２の位置する導波手段２０１内の電界４０１の位相により、放射されるマイクロ波の指向性が変化することを説明するための図であり、これらの結果は電磁界解析により求めた。
【０１１７】
なお、図面において、実施の形態１と同一動作を示す部分は同一番号を付与している。また、実施の形態２における基本的な動作は実施の形態１と同様であるとして、発明の主要点でない限り説明を省略し、以下その動作、作用を説明する。
【０１１８】
＜インピーダンス調整用の整合部＞
最初にインピーダンス調整用の整合部６０２について説明を行なう。
【０１１９】
図６に示すように、  整合部６０２を導波手段２０１内の概節位置２０６に配置すると、金属面が固定端と同様の役割を果たすことから整合部６０２の位置では振幅０となり、電界４０１の概節位置２０６が確実に形成される。
【０１２０】
したがって、整合部６０２を電界４０１の概節位置２０６に配置することで、マイクロ波放射部１０２からマイクロ波が放射され、導波手段２０１内の電界４０１分布が崩れる状態が発生し、再び安定した導波手段２０１内の電界４０１分布が形成される過程においても、概腹位置２０５および概節位置２０６を安定した位置に固定することが可能となる。
【０１２１】
また、導波手段２０１内の電界４０１分布が崩れる要因としては、他に加熱室１０３の内壁などで反射したマイクロ波がマイクロ波放射部１０２を通って、導波手段２０１内に戻ってくることが挙げられる。
【０１２２】
上記の整合部６０２の作用により、既述のマイクロ波放射部１０２と導波手段２０１内の壁電流４０３との交点の対称軸が安定するため、マイクロ波放射部１０２が導波手段２０１内の壁電流４０３を遮ることで放射されるマイクロ波の広がりを安定させることが可能となる。
【０１２３】
また、複数の整合部６０２を有している場合に，整合部６０２の間隔を導波手段２０１内の管内波長λｇの約１／２に設定することで、整合部６０２により維持される導波手段２０１内の電界４０１分布を、存在し易い波長で無理なく形成することができるため、高効率でのマイクロ波伝送が可能となり、高効率かつ安定したマイクロ波加熱が可能となる。
【０１２４】
なお、整合部６０２の位置では振幅０となり、２０６と同様の概節位置となることから、整合部６０２から導波手段２０１内の管内波長λｇの約１／２の整数倍の位置に概節位置２０６が存在し、管内波長λｇの約１／４の奇数倍の位置に概腹位置２０５が存在する。よって、整合部６０２からの距離を測定することにより、容易かつ確実にマイクロ波放射部１０２を概腹位置２０５および概節位置２０６に配置することができる。
【０１２５】
なお、図６に示す構成においては、整合部６０２を導波手段２０１の伝送および電界方向に対して直角方向２０９の寸法の中央に配置しているが、中央からずれていても同様の効果が得られる。また、整合部６０２には円筒形状の金属を用いることで、この構成を容易に実現できる。なお、整合部６０２は、振幅が０となる点を作り出す構成であれば良い。例えば、導波手段２０１の内壁に凹凸をつけた構成や、四角柱形状，球形状を用いても良い。
【０１２６】
＜位相−指向性のＣＡＥ＞
次に、図７に関する説明は実施の形態１の図５の説明と同様であり、整合部６０２からの距離が管内波長λｇの約１／８長くなる毎に、導波手段２０１内の電界４０１の位相が約４５°変化することおよび、導波手段２０１内の電界４０１の位相に準じて加熱室１０３内に放射されるマイクロ波の主な広がり方向も変化することを示している。
【０１２７】
＜具体構成、作用・効果＞
図６に示すように、本実施の形態のマイクロ波加熱装置である電子レンジは、被加熱物を収納する加熱室１０３と、マイクロ波を発生させるマイクロ波発生手段２０２と、マイクロ波を伝送する導波手段２０１と、加熱室１０３内にマイクロ波を放射するマイクロ波放射部１０２を導波手段２０１の伝送および電界方向に対して直角方向２０９（幅方向）に複数配置する構成としている。また、マイクロ波放射部１０２を導波手段２０１内の電界４０１の概腹位置２０５および概節位置２０６に少なくとも１つずつ配置している。
【０１２８】
さらに、図６の（ｂ）に示すように、終端部２０３およびインピーダンス調整用の整合部６０２における導波手段２０１内の電界４０１の振幅は、０となるため２０６と同様の概節位置となる。
【０１２９】
よって、導波手段２０１の終端部２０３およびインピーダンス調整用の整合部６０２からマイクロ波放射部１０２の中央部までの伝送方向２０７の距離が、導波手段２０１内の管内波長λｇの約１／４の奇数倍の位置は概腹位置２０５であり、導波手段２０１内の管内波長λｇの約１／２の整数倍の位置は概節位置２０６である。
【０１３０】
本実施の形態における構成では、終端部２０３からの距離が管内波長λｇの約１／２の整数倍となる概節位置２０６に３つのマイクロ波放射部１０２ｂを配置し、インピーダンス調整用の整合部６０２からの距離が管内波長λｇの約１／４の奇数倍となる概腹位置２０５に１つのマイクロ波放射部１０２ａを配置している。また、概腹位置２０５および概節位置２０６でない位置に１つの、その他の位置に配置したマイクロ波放射部６０１を配置している。
【０１３１】
よって、導波手段２０１の伝送および電界方向に対して直角方向２０９に複数のマイクロ波放射部１０２を有する構成により、加熱室１０３内に放射されるマイクロ波は、主に導波手段２０１の伝送および電界方向に対して直角方向２０９に広がりを有し、導波手段２０１の幅よりも外側にもマイクロ波を放射することが可能となる。
【０１３２】
さらに、概節位置２０６および概腹位置２０５に、少なくとも１つずつマイクロ波放射部１０２の中央部を配置することにより、導波手段２０１の伝送方向２０７と伝送および電界方向に対して直角方向２０９にそれぞれマイクロ波を放射することが可能となる。
【０１３３】
以上より、駆動部が無くても被加熱物の加熱分布をより均一化するマイクロ波加熱装置を提供することができる。
【０１３４】
さらに、終端部２０３からマイクロ波放射部１０２の中央部までの伝送方向２０７の距離を、導波手段２０１内の管内波長λｇの約１／２の整数倍とすること、およびインピーダンス調整用の整合部６０２からマイクロ波放射部１０２の中央部までの伝送方向２０７の距離を、導波手段２０１内の管内波長λｇの約１／４の奇数倍とすることにより、正確かつ具体的にマイクロ波放射部１０２を概節位置２０６および概腹位置２０５に配置することが可能となる。
【０１３５】
なお、図６に示したその他の位置に配置したマイクロ波放射部６０１を含む構成のように、全てのマイクロ波放射部１０２を概腹位置２０５および概節位置２０６に配置する必
要はなく、概腹位置２０５および概節位置２０６に、少なくとも１つずつマイクロ波放射部１０２の中央部を配置する構成であれば、本発明に含まれる。また、マイクロ波放射部１０２の数および位置が加熱室の中央２１０に対して非対称である場合や、マイクロ波放射部１０２の形状が楕円形以外の場合や、全てのマイクロ波放射部１０２が同一形状でない場合、においても本発明に含まれる。
【０１３６】
（実施の形態３）
図８は、本発明の実施の形態３におけるマイクロ波加熱装置の説明図である。
【０１３７】
図８は、マイクロ波放射部１０２と導波手段２０１内の電界４０１の位相および終端部２０３とマイクロ波発生手段２０２とインピーダンス調整用の整合部６０２の位置関係を説明する図である。
【０１３８】
なお、図面において、実施の形態１および実施の形態２と同一動作を示す部分は同一番号を付与している。また、実施の形態３における基本的な動作は実施の形態１および実施の形態２と同様であるとして、発明の主要点でない限り説明を省略し、以下その動作、作用を説明する。
【０１３９】
＜具体構成、作用・効果＞
図８に示すように、本実施の形態のマイクロ波加熱装置である電子レンジは、被加熱物を収納する加熱室１０３と、マイクロ波を発生させるマイクロ波発生手段２０２と、マイクロ波を伝送する導波手段２０１と、加熱室１０３内にマイクロ波を放射するマイクロ波放射部１０２を導波手段２０１の伝送および電界方向に対して直角方向２０９（幅方向）に複数配置する構成としている。また、マイクロ波放射部１０２を導波手段２０１内の電界４０１の概腹位置２０５および概節位置２０６に少なくとも１つずつ配置している。
【０１４０】
さらに、上述した通り、図８の（ｂ）に示すインピーダンス調整用の整合部６０２における導波手段２０１内の電界４０１の振幅は、０となるため２０６と同様の概節位置であり、マイクロ波発生手段２０２の供給側は、振幅最大値を示す自由端となるため、概腹位置２０５である。
【０１４１】
よって、インピーダンス調整用の整合部６０２からマイクロ波放射部１０２の中央部までの伝送方向２０７の距離が、導波手段２０１内の管内波長λｇの約１／２の整数倍の位置は概節位置２０６であり、マイクロ波発生手段２０２からマイクロ波放射部１０２の中央部までの伝送方向２０７の距離が、導波手段２０１内の管内波長λｇの約１／２の整数倍の位置は概腹位置２０５である。
【０１４２】
本実施の形態における構成では、インピーダンス調整用の整合部６０２からの距離が管内波長λｇの約１／２の整数倍となる概節位置２０６に２つのマイクロ波放射部１０２ｂを配置し、マイクロ波発生手段２０２からの距離が管内波長λｇの約１／２の整数倍となる概腹位置２０５に４つのマイクロ波放射部１０２ａを配置している。また、概腹位置２０５および概節位置２０６でない位置に４つの、その他の位置に配置したマイクロ波放射部６０１を配置している。
【０１４３】
なお、図８に示すように、複数のマイクロ波放射部１０２を導波手段２０１の伝送および電界方向に対して直角方向２０９（幅方向）にのみ距離を有するように、概同位相に配置することで、単一のマイクロ波放射部１０２を配置した場合と比較して、各マイクロ波放射部１０２が位置する導波手段２０１内の電界４０１の位相に応じた方向に、強いマイクロ波の広がりを得ることが可能となる。
【０１４４】
よって、導波手段２０１の伝送および電界方向に対して直角方向２０９に複数のマイクロ波放射部１０２を有する構成により、加熱室１０３内に放射されるマイクロ波は、主に導波手段２０１の伝送および電界方向に対して直角方向２０９に広がりを有し、導波手段２０１の幅よりも外側にもマイクロ波を放射することが可能となる。
【０１４５】
さらに、概腹位置２０５および概節位置２０６に、少なくとも１つずつマイクロ波放射部１０２の中央部を配置することにより、導波手段２０１の伝送方向２０７と伝送および電界方向に対して直角方向２０９にそれぞれマイクロ波を放射することが可能となる。
【０１４６】
以上より、駆動部が無くても被加熱物の加熱分布をより均一化するマイクロ波加熱装置を提供することができる。
【０１４７】
さらに、インピーダンス調整用の整合部６０２からマイクロ波放射部１０２の中央部までの伝送方向２０７の距離を、導波手段２０１内の管内波長λｇの約１／２の整数倍とすること、およびマイクロ波発生手段２０２からマイクロ波放射部１０２の中央部までの伝送方向２０７の距離を、導波手段２０１内の管内波長λｇの約１／２の整数倍とすることにより、正確かつ具体的にマイクロ波放射部１０２を概腹位置２０５および概節位置２０６に配置することが可能となる。
【０１４８】
なお、図８示したその他の位置に配置したマイクロ波放射部６０１を含む構成のように、全てのマイクロ波放射部１０２を概腹位置２０５および概節位置２０６に配置する必要はなく、概腹位置２０５および概節位置２０６に、少なくとも１つずつのマイクロ波放射部１０２の中央部を配置する構成であれば、本発明に含まれる。また、マイクロ波放射部１０２の数および位置が加熱室の中央２１０に対して非対称である場合や、マイクロ波放射部１０２が２本の長孔を交差させた形状以外の場合や、全てのマイクロ波放射部１０２が同一形状でない場合、においても本発明に含まれる。
【０１４９】
（実施の形態４）
図９は、本発明の実施の形態４におけるマイクロ波加熱装置の説明図であり、マイクロ波放射部１０２と導波手段２０１内の電界４０１の位相および終端部２０３とマイクロ波発生手段２０２とインピーダンス調整用の整合部６０２の位置関係を説明する図である。
【０１５０】
なお、図面において、（実施の形態１）〜（実施の形態３）と同一動作を示す部分は同一番号を付与している。また、（実施の形態４）における基本的な動作は（実施の形態１）〜（実施の形態３）と同様であるとして、発明の主要点でない限り説明を省略し、以下その動作、作用を説明する。
【０１５１】
＜具体構成、作用・効果＞
図９に示すように、本実施の形態のマイクロ波加熱装置である電子レンジは、被加熱物を収納する加熱室１０３と、マイクロ波を発生させるマイクロ波発生手段２０２と、マイクロ波を伝送する導波手段２０１と、複数のインピーダンス調整用の整合部６０２と、加熱室１０３内にマイクロ波を放射するマイクロ波放射部１０２を導波手段２０１の伝送および電界方向に対して直角方向２０９（幅方向）に複数配置する構成としている。また、マイクロ波放射部１０２を導波手段２０１内の電界４０１の概腹位置２０５および概節位置２０６に少なくとも１つずつ配置している。
【０１５２】
さらに、図９の（ｂ）に示すように、終端部２０３およびインピーダンス調整用の整合部６０２における導波手段２０１内の電界４０１の振幅は、０となるため２０６と同様のである概節位置。
【０１５３】
よって、終端部２０３およびインピーダンス調整用の整合部６０２からマイクロ波放射部１０２の中央部までの伝送方向２０７の距離が、導波手段２０１内の管内波長λｇの約１／２の整数倍の位置は概節位置２０６であり、導波手段２０１内の管内波長λｇの約１／４の奇数倍の位置は概腹位置２０５である。
【０１５４】
本実施の形態における構成では、終端部２０３とインピーダンス調整用の整合部６０２との間にあり、さらに終端部２０３およびインピーダンス調整用の整合部６０２からの距離がそれぞれ管内波長λｇの約１／２の整数倍となる概節位置２０６に３つのマイクロ波放射部１０２ｂを配置し、２つのインピーダンス調整用の整合部６０２の間にあり、さらに各インピーダンス調整用の整合部６０２からの距離がそれぞれ管内波長λｇの約１／４の奇数倍となる概腹位置２０５に２つのマイクロ波放射部１０２ａを配置している。また、上記以外の概腹位置２０５に４つのマイクロ波放射部１０２を配置し、上記以外の概節位置２０６に２つのマイクロ波放射部１０２を配置している。
【０１５５】
よって、導波手段２０１の伝送および電界方向に対して直角方向２０９に複数のマイクロ波放射部１０２を有する構成により、加熱室１０３内に放射されるマイクロ波は、主に導波手段２０１の伝送および電界方向に対して直角方向２０９に広がりを有し、導波手段２０１の幅よりも外側にもマイクロ波を放射することが可能となる。
【０１５６】
さらに、概腹位置２０５および概節位置２０６に、少なくとも１つずつマイクロ波放射部１０２の中央部を配置することにより、導波手段２０１の伝送方向２０７と伝送および電界方向に対して直角方向２０９にそれぞれマイクロ波を放射することが可能となる。
【０１５７】
以上より、駆動部が無くても被加熱物の加熱分布をより均一化するマイクロ波加熱装置を提供することができる。
【０１５８】
さらに、マイクロ波放射部１０２を終端部２０３とインピーダンス調整用の整合部６０２との間かつ、終端部２０３およびインピーダンス調整用の整合部６０２からの距離がそれぞれ管内波長λｇの約１／２の整数倍となる概節位置２０６に配置することにより、終端部２０３または整合部６０２単独からマイクロ波放射部１０２までの距離を管内波長λｇの約１／２の整数倍とする場合と比較して、より正確かつ具体的にマイクロ波放射部１０２を概節位置２０６に配置することが可能となる。
【０１５９】
また、マイクロ波放射部１０２を２つのインピーダンス調整用の整合部６０２との間かつ、各インピーダンス調整用の整合部６０２からの距離がそれぞれ管内波長λｇの約１／４の奇数倍となる概腹位置２０５に配置することにより、１つの整合部６０２からマイクロ波放射部１０２までの距離を管内波長λｇの約１／４の奇数倍とする場合と比較して、より正確かつ具体的にマイクロ波放射部１０２を概腹位置２０５に配置することが可能となる。
【０１６０】
なお、図９示した構成のように、全てのマイクロ波放射部１０２を概腹位置２０５および概節位置２０６に配置する必要はなく、概腹位置２０５および概節位置２０６に、少なくとも１つずつのマイクロ波放射部１０２の中央部を配置する構成であれば、本発明に含まれる。また、マイクロ波放射部１０２の数および位置が加熱室の中央２１０に対して非対称である場合や、マイクロ波放射部１０２が２本の長孔を交差させた形状以外の場合や、全てのマイクロ波放射部１０２が同一形状でない場合、においても本発明に含まれる。
【０１６１】
（実施の形態５）
図１０および図１１は、本発明の実施の形態５におけるマイクロ波加熱装置の説明図である。図１０は、マイクロ波放射部１０２と導波手段２０１内の電界４０１の位相および
終端部２０３とマイクロ波発生手段２０２とインピーダンス調整用の整合部６０２の位置関係を説明する図である。図１１は、円偏波を放射するマイクロ波放射部１０２の形状の例を示した図である。
【０１６２】
なお、図面において、実施の形態１〜実施の形態４と同一動作を示す部分は同一番号を付与している。また、実施の形態５における基本的な動作は実施の形態１〜実施の形態４と同様であるとして、発明の主要点でない限り説明を省略し、以下その動作、作用を説明する。
【０１６３】
＜円偏波、直線偏波とは＞
最初に、円偏波の特徴および円偏波を用いたマイクロは加熱の利点について説明する。
【０１６４】
円偏波とは、移動通信および衛星通信の分野で広く用いられている技術である。身近な使用例としては、ＥＴＣ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｔｏｌｌ  Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ）「ノンストップ自動料金収受システム」などが挙げられる。円偏波は、電界４０１の偏波面が電波の進行方向に対して時間に応じて回転するマイクロ波であり、円偏波を形成すると電界４０１の方向が時間に応じて変化し続けるので、加熱室１０３内に放射されるマイクロ波の放射角度も変化し続け、時間的に電界４０１強度の大きさが変化しないという特徴を有している。
【０１６５】
前記の特徴により、従来のマイクロ波加熱装置に用いられている直線偏波によるマイクロ波加熱と比較して、広範囲にわたってマイクロ波が分散放射されて、被加熱物を均一に加熱することができるようになる。特に、円偏波の周方向に対して均一加熱の傾向が強い。
【０１６６】
なお、円偏波は回転方向から右旋偏波（ＣＷ：ｃｌｏｃｋｗｉｓｅ）と左旋偏波（ＣＣＷ：ｃｏｕｎｔｅｒ  ｃｌｏｃｋｗｉｓｅ）の２種類に分類されるが、加熱性能に違いはない。
【０１６７】
なお、円偏波に対して、導波手段２０１内のマイクロ波の電場および磁場の振動方向が一定方向であるのが直線偏波である。直線偏波を加熱室１０３内に放射する従来のマイクロ波加熱装置においては、マイクロ波分布の不均一さを低減するために、被加熱物を載置するテーブルを回転させる構造や、導波手段２０１から加熱室１０３へマイクロ波を放射するアンテナを回転させる構造などを設置する必要がある。
【０１６８】
よって、従来の直線偏波を用いたマイクロ波加熱装置によるマイクロ波加熱で問題とされていた、直接波と反射波の干渉によって加熱室１０３内に生じる定在波２０４を緩和することが可能となり、均一なマイクロ波加熱を実現することができる。
【０１６９】
＜楕円偏波も含む＞
なお、本発明における円偏波とは、マイクロ波放射部１０２からのマイクロ波の広がりが正確な真円となっている場合のみを意味しているのではなく、マイクロ波の広がりが楕円となっているなどの場合も含んでいる。つまり、電界４０１の方向が時間に応じて変化し続けることで、加熱室１０３内に放射されるマイクロ波の放射角度も変化し続け、時間的に電界４０１強度の大きさが変化しないという特徴を有しているものも円偏波と呼んでいる。
【０１７０】
＜円偏波の活用方法の違い（通信−加熱調理）＞
次に、円偏波の利用において、開放空間の通信分野と閉空間の加熱の分野では、いくつか異なる点があるので説明を加える。通信分野では、他のマイクロ波との混在を避けて必
要な情報のみを送受信する必要があるため、送信側は右旋偏波か左旋偏波のどちらかに限定して送信し、受信側もそれに合わせた最適な受信アンテナを選ぶことになる。
【０１７１】
一方、加熱の分野では、指向性を有する受信アンテナの代わりに、特に指向性のない食品などの被加熱物がマイクロ波を受けるので、マイクロ波が全体に均等に当たることのみが重要となる。
【０１７２】
よって、加熱の分野では右旋偏波と左旋偏波が混在しても問題はないが、逆に被加熱物の置き位置や形状によって不均等な分布になるのをできるだけ防ぐ必要がある。例えば、単一の円偏波開口の場合、被加熱物を円偏波開口の真上に置くと良いが、前後あるいは左右にずらして置くと、円偏波開口に近い部位が加熱されやすく、遠い部位は加熱されにくく、結果として加熱ムラが生じてしまう。よって、複数の円偏波開口を配置することが望ましい。
【０１７３】
本実施の形態では、図１０のように、導波手段２０１の伝送方向２０７に距離を有さず、導波手段における伝送方向の中心軸２１１に対して対称となるように。２組（計４つ）の円偏波開口を配置している。
【０１７４】
本実施の形態のようにＴＥ１０モードでマイクロ波を伝送している場合において、導波手段における伝送方向の中心軸２１１を境界にして、円偏波開口から放射される円偏波の方向が逆（右旋偏波および左旋偏波）になるが、このように配置することは通信分野では考えられないことであり、本発明で初めて実現させた加熱分野ならではの配置である。
【０１７５】
＜円偏波開口形状＞
次に、円偏波を放射するマイクロ波放射部１０２のその他の形状について説明する。特にここでは、少なくとも２つ以上の長孔により構成されるマイクロ波放射部１０２について述べる。
【０１７６】
形状の例を示した図１１（ａ）〜（ｇ）のように、２つ以上の長孔により構成されており、このうちの少なくとも１つの長孔の長辺をマイクロ波の伝送方向２０７に対して傾いた形状となっていれば良い。よって、図１１の（ｅ）および（ｆ）のように交差していない形状や、図１１の（ｄ）のように３つの長孔により構成されている形状でも良い。
【０１７７】
なお、図１１に示すように２つの長孔により構成されている円偏波を放射するマイクロ波放射部１０２の最良な形状の条件としては以下の３点が挙げられる。
【０１７８】
１点目は、各長孔の長辺の長さは導波手段２０１内の管内波長λｇの約１／４以上であることである。２点目は、２つの長孔はお互いに直交していることおよび伝送方向２０７に対して各長孔の長辺が４５°傾いていることである。３点目は、導波手段２０１の伝送方向２０７に平行かつマイクロ波放射部１０２の中心を通る直線を軸として、電界４０１の分布が軸対照とならないことである。
【０１７９】
例えば、ＴＥ１０モードでマイクロ波を伝送している場合においては、導波手段における伝送方向の中心軸２１１を対称軸として電界４０１が分布しているので、マイクロ波放射部１０２の形状が、導波手段における伝送方向の中心軸２１１に対して軸対照とならないように配置することが条件となる。
【０１８０】
＜正Ｘの円偏波開口＞
なお、本実施の形態では、円偏波を放射するマイクロ波放射部１０２を、二つの長孔が交差する略Ｘ字状の構成としている。これにより、簡単な構成で確実に円偏波を放射する
ことができる。
【０１８１】
＜潰れＸの円偏波開口＞
また、実施の形態３の図８に示したように、長孔を直交させずに傾斜させて構成することによりＸ字が押しつぶされたような形状のマイクロ波放射部１０２とした場合でも、真円から変形し楕円となるものの、円偏波を放射することができ、円偏波開口の長孔を小さくすることなく中心をより導波手段２０１の端部に寄せることができる。その結果、主に導波手段２０１の伝送および電界方向に対して直角方向２０９にマイクロ波をさらに広げることができ、駆動部を用いなくても被加熱物を均一に加熱することができる。
【０１８２】
＜円偏波開口その他の形状＞
また、図１１の（ｅ）および（ｆ）に示したように、Ｌ字型やＴ字型に構成することで、特許文献２のように離して配置するときにも応用できる可能性がある。特許文献２によれば図１３（ｂ）のように、二つの長孔は直交関係でなくても３０°程度なら傾けても良いとも示されている。
【０１８３】
また、図１１の（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）および（ｇ）に示したように、導波手段２０１の伝送方向２０７に平行な軸または、導波手段２０１の伝送および電界方向に対して直角方向２０９に平行な軸に対して、軸対称とならない形状のマイクロ波放射部１０２においても円偏波を放射することが可能である。
【０１８４】
また、長孔とは言うものの、長方形に限定されるものではない。開口のコーナー部にＲをつけるとか楕円状にするなどしても円偏波を発生することも可能である。基本的な円偏波開口の考え方としては、一方向に長めでその直角方向には短めである長細い形状のものを二つ組み合わせればよいと推察される。
【０１８５】
＜Ｈ面に開口を配置＞
なお、円偏波としては特許文献１や特許文献２のように導波手段２０１壁面のマイクロ波放射部１０２で構成するものや、特許文献３に示されたようなパッチアンテナで構成するものがあるが、本実施の形態の円偏波を放射するマイクロ波放射部１０２は、特許文献１に示されたものと同様に導波手段２０１のＨ面３０２に形成して円偏波を放射するものである。
【０１８６】
なお、上述の通り、直線偏波と比較して、円偏波による加熱は円周方向に均一に加熱することができる。特に導波手段２０１の伝送および電界方向に対して直角方向２０９に対称に配置すると渦の巻き方が互いに逆になるので、導波手段２０１の中央側での向きは同方向となり、打消し合うことがない。よって放射したマイクロ波を無駄にせずに広げることがでる。
【０１８７】
＜具体構成、作用・効果＞
図１０に示すように、本実施の形態のマイクロ波加熱装置である電子レンジは、被加熱物を収納する加熱室１０３と、マイクロ波を発生させるマイクロ波発生手段２０２と、マイクロ波を伝送する導波手段２０１と、複数のインピーダンス調整用の整合部６０２と、加熱室１０３内にマイクロ波を放射するマイクロ波放射部１０２を導波手段２０１の伝送および電界方向に対して直角方向２０９（幅方向）に複数配置する構成としている。また、マイクロ波放射部１０２を導波手段２０１内の電界４０１の概腹位置２０５および概節位置２０６に少なくとも１つずつ配置している。
【０１８８】
さらに、図１０の（ｂ）に示すように、終端部２０３およびインピーダンス調整用の整合部６０２における導波手段２０１内の電界４０１の振幅は、０となるため２０６と同様
の概節位置である。
【０１８９】
よって、終端部２０３およびインピーダンス調整用の整合部６０２からマイクロ波放射部１０２の中央部までの伝送方向２０７の距離が、導波手段２０１内の管内波長λｇの約１／２の整数倍の位置は概節位置２０６であり、導波手段２０１内の管内波長λｇの約１／４の奇数倍の位置は概腹位置２０５である。
【０１９０】
本実施の形態における構成では、終端部２０３とインピーダンス調整用の整合部６０２との間かつ、終端部２０３およびインピーダンス調整用の整合部６０２からの距離がそれぞれ管内波長λｇの約１／４の奇数倍となる概腹位置２０５に２つのマイクロ波放射部１０２ａを配置している。
【０１９１】
さらに、２つのインピーダンス調整用の整合部６０２の間かつ、各インピーダンス調整用の整合部６０２からの距離がそれぞれ管内波長λｇの約１／２の整数倍となる概節位置２０６に２つのマイクロ波放射部１０２ｂを配置している。また、上記以外の概腹位置２０５に２つのマイクロ波放射部１０２を配置している。
【０１９２】
よって、導波手段２０１の伝送および電界方向に対して直角方向２０９に複数のマイクロ波放射部１０２を有する構成により、加熱室１０３内に放射されるマイクロ波は、主に導波手段２０１の伝送および電界方向に対して直角方向２０９に広がりを有し、導波手段２０１の幅よりも外側にもマイクロ波を放射することが可能となる。
【０１９３】
さらに、概腹位置２０５および概節位置２０６に、少なくとも１つずつマイクロ波放射部１０２の中央部を配置することにより、導波手段２０１の伝送方向２０７と伝送および電界方向に対して直角方向２０９にそれぞれマイクロ波を放射することが可能となる。
【０１９４】
以上より、駆動部が無くても被加熱物の加熱分布をより均一化するマイクロ波加熱装置を提供することができる。
【０１９５】
さらに、マイクロ波放射部１０２を終端部２０３とインピーダンス調整用の整合部６０２との間かつ、終端部２０３およびインピーダンス調整用の整合部６０２からの距離がそれぞれ管内波長λｇの約１／４の奇数倍となる概腹位置２０５に配置することにより、終端部２０３または整合部６０２単独からマイクロ波放射部１０２までの距離を管内波長λｇの約１／４の奇数倍とする場合と比較して、より正確かつ具体的にマイクロ波放射部１０２を概腹位置２０５に配置することが可能となる。
【０１９６】
また、マイクロ波放射部１０２を２つのインピーダンス調整用の整合部６０２との間かつ、各インピーダンス調整用の整合部６０２からの距離がそれぞれ管内波長λｇの約１／２の整数倍となる概節位置２０６に配置することにより、１つの整合部６０２からマイクロ波放射部１０２までの距離を管内波長λｇの約１／２の整数倍とする場合と比較して、より正確かつ具体的にマイクロ波放射部１０２を概節位置２０６に配置することが可能となる。
【０１９７】
なお、１つの整合部６０２からマイクロ波放射部１０２までの距離が、導波手段２０１内の管内波長λｇの約１／２の０倍の場合とは、整合部６０２の上方にマイクロ波放射部１０２が有することを意味する。
【０１９８】
さらに、マイクロ波放射部１０２が円偏波を放射する構成であることにより、円偏波放射部の中心から渦を巻くようにマイクロ波が放射されるので、直線偏波を放射する従来のマイクロ波放射部１０２と比較して、均一加熱が可能となる。特に、円偏波を放射するマ
イクロ波放射部１０２によって、円周方向に均一に被加熱物を加熱することが期待できる。
【０１９９】
さらに、円偏波を放射するマイクロ波放射部１０２を、二つの長孔が交差する略Ｘ字状の構成とすることにより、簡単な構成で確実に円偏波を放射することができる。
【０２００】
なお、図１０示した構成のように、全てのマイクロ波放射部１０２を概腹位置２０５および概節位置２０６に配置する必要はなく、概腹位置２０５および概節位置２０６に、少なくとも１つずつのマイクロ波放射部１０２の中央部を配置する構成であれば、本発明に含まれる。また、マイクロ波放射部１０２の数および位置が加熱室の中央２１０に対して非対称である場合や、マイクロ波放射部１０２が２本の長孔を交差させた形状以外の場合や、全てのマイクロ波放射部１０２が同一形状でない場合、においても本発明に含まれる。
【０２０１】
さらに、概腹位置２０５および概節位置２０６に、少なくとも１つずつマイクロ波放射部１０２の中央部を配置してあり、複数のマイクロ波放射部１０２のうち、少なくとも１つのマイクロ波放射部１０２が、円偏波を放射するマイクロ波放射部１０２であれば、本発明に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０２０２】
以上のように、本発明のマイクロ波加熱装置は、被加熱物への均一照射ができるので、個食食品の加熱加工や殺菌などを行うマイクロ波加熱装置などに有効に利用することができる。
【符号の説明】
【０２０３】
１０１  マイクロ波加熱装置（電子レンジ）
１０２  マイクロ波放射部
１０３  加熱室
２０１  導波手段
２０２  マイクロ波発生手段
２０３  終端部
２０５  概腹位置
２０６  概節位置
２０７  伝送方向
２０９  伝送および電界方向に対して直角方向
４０１  電界
６０２  整合部
【図３】
2013191349.tif 000003
【図１１】
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【図１】
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【図２】
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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１２】
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【図１３】
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【図１４】
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