(57)【要約】  高周波加熱装置（１Ａ）は、平板状の第１電極（１１）と、平板状の複数の第２電極（１２）と、高周波電源（２０）と、整合部（３０）と、制御部（４０）と、電界調整部（５０）とを備える。複数の第２電極（１２）は、第１電極（１１）に対向して配置される。高周波電源（２０）は、第１電極（１１）に高周波電圧を印加する。整合部（３０）は、第１電極（１１）と高周波電源（２０）との間に配置され、高周波電源（２０）とのインピーダンス整合を取る。制御部（４０）は、高周波電源（２０）を制御する。電界調整部（５０）は、第１電極（１１）と複数の第２電極（１２）との間に形成された複数の領域における電界強度を個別に調整する。本態様によれば、加熱ムラを低減することができる。
2020027240.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平板状の第１電極と、
前記第１電極に対向して配置された平板状の複数の第２電極と、
前記第１電極に高周波電圧を印加する高周波電源と、
前記第１電極と前記高周波電源との間に配置され、前記高周波電源とのインピーダンス整合を取る整合部と、
前記高周波電源を制御する制御部と、
前記第１電極と前記複数の第２電極との間に形成された複数の領域における電界強度を個別に調整する電界調整部と、を備えた、高周波加熱装置。
【請求項２】
前記電界調整部が、それぞれ前記複数の第２電極とグランドとの間に配置された複数のインピーダンス素子を備え、前記複数のインピーダンス素子により前記複数の第２電極と前記グランドとの間のインピーダンスを調整する、請求項１に記載の高周波加熱装置。
【請求項３】
前記電界調整部が、それぞれ前記複数の第２電極と前記グランドとの間に配置された複数の切替部をさらに備え、
前記複数の切替部がそれぞれ、前記複数の第２電極を、前記複数のインピーダンス素子を介して前記グランドに接続するか、または、前記グランドに直接接続するかを切り替える、請求項２に記載の高周波加熱装置。
【請求項４】
前記電界調整部が、前記複数の切替部により、前記複数の領域のうち中央の領域に対応する第２電極を前記グランドに直接接続するとともに、前記複数の領域のうち中央以外の領域に対応する前記第２電極を、前記複数のインピーダンス素子の一つを介して前記グランドに接続する、請求項３に記載の高周波加熱装置。
【請求項５】
前記複数の第２電極のすべてが接地され、
前記電界調整部が、前記複数の領域のうち中央の領域に対応する第２電極と前記第１電極との距離と、前記複数の領域のうち中央以外の領域に対応する前記第２電極と前記第１電極との距離とを異ならせることで、前記複数の領域における前記電界強度を調整する、請求項１に記載の高周波加熱装置。
【請求項６】
前記電界調整部が、前記複数の第２電極をそれぞれ接地する複数の棒状部材を備え、前記複数の棒状部材のそれぞれの長さにより、前記中央の領域に対応する前記第２電極と前記第１電極との距離と、前記中央以外の領域に対応する前記第２電極と前記第１電極との距離とを異ならせる、請求項５に記載の高周波加熱装置。
【請求項７】
前記電界調整部が、前記複数の第２電極をそれぞれ接地する複数の可動部を有し、
前記複数の可動部が、前記第１電極と直交する方向に前記複数の第２電極をそれぞれ移動させる、請求項５に記載の高周波加熱装置。
【請求項８】
前記電界調整部が、前記複数の可動部により、前記中央の領域に対応する前記第２電極と前記第１電極との間隔を、前記中央以外の領域に対応する前記第２電極と前記第１電極との間隔より狭くする、請求項７に記載の高周波加熱装置。
【請求項９】
前記第１電極と前記複数の第２電極との間に配置された加熱対象物の形状を検知する検知部をさらに備え、前記制御部は、前記検知部により検知された前記加熱対象物の前記形状に基づいて前記電界調整部を制御する、請求項１に記載の高周波加熱装置。
【請求項１０】
前記第１電極と前記複数の第２電極との間に配置された加熱対象物の温度を検知する検知部をさらに備え、前記制御部は、前記検知部により検知された前記加熱対象物の前記温度に基づいて前記電界調整部を制御する、請求項１に記載の高周波加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、対向する二つの平板状の電極間に配置された加熱対象物を、当該電極間に高周波電圧を印加することにより誘電加熱する高周波加熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の高周波加熱装置において、以下の構成が知られている（例えば、特許文献１および２参照）。【０００３】
特許文献１は、上部電極と、上部電極の下方に配置された下部電極と、上部電極と下部電極との間に高周波電圧を印加する電圧印加部とを備えた高周波加熱装置を開示する。上部電極の周囲には補助電極が設けられる。電圧印加部は、下部電極と補助電極との間に、上部電極と下部電極との間に印加する高周波電圧とは異なる電圧を印加する。【０００４】
特許文献２は、第１の電極と、第２の電極と、高周波供給部とを備え、一定の厚さに加工された冷凍食材を誘電加熱により解凍する高周波解凍装置を開示する。第１の電極は、冷凍食材の挟持された面の形状より小さい板面形状を有する。第２の電極は、第１の電極より大きい板面形状を有する。高周波供給部は、第１の電極を介して冷凍食材に高周波電力を供給した後に、第２の電極を介して冷凍食材に高周波電力を供給する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１７−１８２８８５号公報
【特許文献２】日本国特許第４６３０１８９号明細書
【発明の概要】
【０００６】
しかしながら、特許文献１、２に記載の高周波加熱装置では、加熱ムラを低減するという観点において未だ改善の余地がある。本開示の目的は、加熱ムラを低減することができる高周波加熱装置を提供することである。
【０００７】
本開示の一態様に係る高周波加熱装置は、平板状の第１電極と、平板状の複数の第２電極と、高周波電源と、整合部と、制御部と、電界調整部とを備える。
【０００８】
複数の第２電極は、第１電極に対向して配置される。高周波電源は、第１電極に高周波電圧を印加する。整合部は、第１電極と高周波電源との間に配置され、高周波電源とのインピーダンス整合を取る。制御部は、高周波電源を制御する。電界調整部は、第１電極と複数の第２電極との間に形成された複数の領域における電界強度を個別に調整する。
【０００９】
本態様によれば、第１電極と複数の第２電極との間に載置された加熱対象物における加熱ムラを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本開示の実施の形態１に係る高周波加熱装置の構成を示す概略図である。
【図２】図２は、実施の形態１に係る高周波電源の構成を示す概略図である。
【図３】図３は、実施の形態１に係る整合部の構成を示す概略図である。
【図４】図４は、実施の形態１に係る電界調整部の構成を示す概略図である。
【図５Ａ】図５Ａは、電界分布の解析に用いた解析モデルの模式的斜視図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、電界分布の解析に用いた解析モデルの模式的正面図である。
【図６】図６は、比較例１における加熱対象物の上面の電界分布を模式的に示す図である。
【図７】図７は、実施例１における加熱対象物の上面の電界分布を模式的に示す図である。
【図８】図８は、吸収電力分布の解析に用いる加熱対象物の幅方向における位置の定義を示す図である。
【図９】図９は、実施例１および比較例１における加熱対象物の吸収電力分布を示すグラフである。
【図１０】図１０は、実施の形態１の変形例に係る電界調整部の構成を示す概略図である。
【図１１】図１１は、本開示の実施の形態２に係る高周波加熱装置の構成を示す概略図である。
【図１２】図１２は、本開示の実施の形態２に係る電界調整部の構成を示す概略図である。
【図１３】図１３は、実施の形態２の変形例に係る電界調整部の構成を示す概略図である。
【図１４】図１４は、本開示の実施の形態３に係る高周波加熱装置の構成を示す概略図である。
【図１５】図１５は、実施の形態３に係る高周波加熱装置において、電界強度を調整せずに加熱対象物を加熱した場合における加熱対象物の温度分布を模式的に示す図である。
【図１６】図１６は、実施の形態３に係る高周波加熱装置において、電界強度を調整せずに加熱対象物を加熱する状態を模式的に示す図である。
【図１７】図１７は、実施の形態３に係る高周波加熱装置において、電界強度を調整して加熱対象物を加熱する状態を模式的に示す図である。
【図１８】図１８は、電界分布の解析に用いた解析モデルの模式的正面図である。
【図１９】図１９は、比較例２における加熱対象物の上面の電界分布を模式的に示す図である。
【図２０】図２０は、実施例２における加熱対象物の上面の電界分布を模式的に示す図である。
【図２１】図２１は、吸収電力分布の解析に用いる加熱対象物の幅方向における位置の定義を示す図である。
【図２２】図２２は、実施例２および比較例２における加熱対象物の吸収電力分布を示すグラフである。
【図２３】図２３は、本開示の実施の形態４に係る高周波加熱装置の構成を示す概略図である。
【図２４】図２４は、本開示の実施の形態４に係る高周波加熱装置において、電界強度を調整せずに加熱対象物を加熱する状態を示す図である。
【図２５】図２５は、本開示の実施の形態４に係る高周波加熱装置において、電界強度を調整して加熱対象物を加熱する状態を示す図である。
【図２６】図２６は、本開示の実施の形態５に係る高周波加熱装置の構成を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（本開示の基礎となった知見）
対向する平板状の電極間に配置された加熱対象物を、当該電極間に高周波電圧を印加することにより加熱する高周波加熱装置においては、電極間に発生する電界の強度にばらつきが生じる。
【００１２】
例えば、電極の中央付近よりも電極の周辺部付近に電界が集中し、電極の中央付近よりも周辺部付近の電界強度が大きくなる。加熱対象物の形状によって、電界が集中する箇所が変化する。このため、このような構成の高周波加熱装置では、加熱ムラが生じる。
【００１３】
本発明者らは、対向する電極間に発生する電界の強度を調整する方法を見出し、以下の開示技術に至った。
【００１４】
本開示の第１の態様の高周波加熱装置は、平板状の第１電極と、平板状の複数の第２電極と、高周波電源と、整合部と、制御部と、電界調整部とを備える。
【００１５】
複数の第２電極は、第１電極に対向して配置される。高周波電源は、第１電極に高周波電圧を印加する。整合部は、第１電極と高周波電源との間に配置され、高周波電源とのインピーダンス整合を取る。制御部は、高周波電源を制御する。電界調整部は、第１電極と複数の第２電極との間に形成された複数の領域における電界強度を個別に調整する。
【００１６】
本開示の第２の態様の高周波加熱装置において、第１の態様に加えて、電界調整部は、それぞれ複数の第２電極とグランドとの間に配置された複数のインピーダンス素子を備える。電界調整部は、複数のインピーダンス素子により複数の第２電極とグランドとの間のインピーダンスを調整する。
【００１７】
本開示の第３の態様の高周波加熱装置において、第２の態様に加えて、電界調整部は、それぞれ複数の第２電極とグランドとの間に配置された複数の切替部をさらに備える。
【００１８】
複数の切替部はそれぞれ、複数の第２電極を、複数のインピーダンス素子を介してグランドに接続するか、または、グランドに直接接続するかを切り替える。
【００１９】
本開示の第４の態様の高周波加熱装置において、第３の態様に加えて、電界調整部は、複数の切替部により、複数の領域のうち中央の領域に対応する第２電極を前記グランドに直接接続するとともに、複数の領域のうち中央以外の領域に対応する第２電極を、複数のインピーダンス素子の一つを介してグランドに接続する。
【００２０】
本開示の第５の態様の高周波加熱装置において、第１の態様に加えて、複数の第２電極のすべては接地される。電界調整部は、複数の領域のうち中央の領域に対応する第２電極と第１電極との距離と、複数の領域のうち中央以外の領域に対応する第２電極と第１電極との距離とを異ならせることで、複数の領域における電界強度を調整する。
【００２１】
本開示の第６の態様の高周波加熱装置において、第５の態様に加えて、電界調整部は、複数の第２電極をそれぞれ接地する複数の棒状部材を備える。電界調整部は、複数の棒状部材のそれぞれの長さにより、中央の領域に対応する第２電極と第１電極との距離と、中央以外の領域に対応する第２電極と第１電極との距離とを異ならせる。
【００２２】
本開示の第７の態様の高周波加熱装置において、第５の態様に加えて、電界調整部は、複数の第２電極をそれぞれ接地する複数の可動部を有する。複数の可動部は、第１電極と直交する方向に複数の第２電極をそれぞれ移動させる。
【００２３】
本開示の第８の態様の高周波加熱装置において、第７の態様に加えて、電界調整部は、複数の可動部により、中央の領域に対応する第２電極と第１電極との間隔を、中央以外の領域に対応する第２電極と第１電極との間隔より狭くする。
【００２４】
本開示の第９の態様の高周波加熱装置は、第１の態様に加えて、第１電極と複数の第２電極との間に配置された加熱対象物の形状を検知する検知部をさらに備える。制御部は、検知部により検知された加熱対象物の形状に基づいて電界調整部を制御する。
【００２５】
本開示の第１０態様の高周波加熱装置は、第１の態様に加えて、第１電極と複数の第２電極との間に配置された加熱対象物の温度を検知する検知部をさらに備える。制御部は、検知部により検知された加熱対象物の温度に基づいて電界調整部を制御する。
【００２６】
以下、本開示の実施形態について、添付の図面を参照しながら説明する。各図において、説明を容易にするため各要素を誇張して示す。
【００２７】
（実施の形態１）
［全体構成］
本開示の実施の形態１に係る高周波加熱装置１Ａについて説明する。図１は、高周波加熱装置１Ａの構成を示す概略図である。図１中のＸ、Ｙ、Ｚ軸はそれぞれ、高周波加熱装置１Ａの幅方向、奥行き方向、高さ方向を示す。
【００２８】
図１に示すように、高周波加熱装置１Ａは、第１電極１１、複数の第２電極１２、高周波電源２０、整合部３０、制御部４０および電界調整部５０を備える。実施の形態１では、第１電極１１、複数の第２電極１２および電界調整部５０は、加熱室１３の内部に配置される。複数の第２電極１２の上面には、加熱対象物９０を載置する載置台１４が配置される。加熱対象物９０は厚さが均一な誘電体、例えば、食材である。
【００２９】
高周波加熱装置１Ａでは、第１電極１１と複数の第２電極１２との間に配置された加熱対象物９０に、第１電極１１を介して高周波電圧が印加される。第１電極１１と複数の第２電極１２との間に発生した電界により、加熱対象物９０が誘電加熱される。
【００３０】
＜第１電極＞
第１電極１１は、ＸＹ平面に平行な平板状の電極である。具体的には、第１電極１１は、矩形形状を有する。本実施の形態では、第１電極１１は、加熱室１３内において複数の第２電極１２の上方に配置される。
【００３１】
＜複数の第２電極＞
複数の第２電極１２の各々は、ＸＹ平面に平行な平板状の電極である。具体的には、第２電極１２は矩形形状を有する。複数の第２電極１２の各々は、第１電極１１より小さい。複数の第２電極１２は、加熱室１３内において第１電極１１の下方に第１電極１１に対向するようにマトリクス状に配置される。具体的には、複数の第２電極１２は、３行×３列に配置されてもよく、４行×４列に配置されてもよい。
【００３２】
複数の第２電極１２の上面には、加熱対象物９０を載置する載置台１４が配置される。
【００３３】
＜高周波電源＞
高周波電源２０は、制御部４０に制御されて、第１電極１１に高周波電圧を印加する。図２は、高周波電源２０の構成を示す概略図である。図２に示すように、高周波電源２０は、発振器２１と増幅器２２と増幅器２３とを備える。発振器２１は、ＨＦ〜ＶＨＦの周波数帯の電圧信号を発振する。増幅器２２、２３は、発振器２１から送信された電圧信号を増幅する。これにより、高周波電源２０は、所望の高周波電圧を作り出すことができる。
【００３４】
高周波電源２０が第１電極１１に高周波電圧を印加すると、第１電極１１と複数の第２電極１２との間に電界が発生する。この電界が、第１電極１１と複数の第２電極１２との間に配置された加熱対象物９０を誘電加熱する。
【００３５】
＜整合部＞
整合部３０は、第１電極１１と高周波電源２０との間に配置され、高周波電源２０とのインピーダンス整合を取る。図３は、整合部３０の構成を示す概略図である。図３に示すように、整合部３０は、コイルＬ１、Ｌ２と、可変容量コンデンサＶＣ１、ＶＣ２とを備える。
【００３６】
整合部３０では、コイルＬ１とコイルＬ２と可変容量コンデンサＶＣ２とが直列に配置され、可変容量コンデンサＶＣ１が、コイルＬ１と可変容量コンデンサＶＣ２との間の端子とグランドとの間に配置される。図３に示す整合部３０の構成は一例であって、整合部３０の構成はこれに限定されない。
【００３７】
＜電界調整部＞
電界調整部５０は、第１電極１１と複数の第２電極１２のそれぞれとの間に形成される複数の領域における電界強度を個別に調整する。複数の領域とは、各々が第１電極１１と複数の第２電極１２のそれぞれとで挟まれた複数の三次元空間である。
【００３８】
図４は、電界調整部５０の構成を示す概略図である。図４に示すように、複数の第２電極１２は、第２電極１２ａ、１２ｂ、１２ｃを含む。電界調整部５０は、切替部５１ａ、５１ｂ、５１ｃおよびインピーダンス素子５２ａ、５２ｂ、５２ｃを有する。インピーダンス素子５２ａ、５２ｂ、５２ｃは、コンデンサなどの受動素子である。
【００３９】
切替部５１ａおよびインピーダンス素子５２ａは、第２電極１２ａとグランドとの間に配置される。切替部５１ｂおよびインピーダンス素子５２ｂは、第２電極１２ｂとグランドとの間に配置される。切替部５１ｃおよびインピーダンス素子５２ｃは、第２電極１２ｃとグランドとの間に配置される。
【００４０】
第１電極１１と複数の第２電極１２との間には、それぞれ領域Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３が形成されている。具体的には、領域Ｓ１は、第１電極１１と第２電極１２ａとの間に配置される。領域Ｓ２は、第１電極１１と第２電極１２ｂとの間に配置される。領域Ｓ３は、第１電極１１と第２電極１２ｃとの間に配置される。
【００４１】
切替部５１ａおよびインピーダンス素子５２ａは、領域Ｓ１における電界強度Ｐ１を調整する。切替部５１ｂおよびインピーダンス素子５２ｂは、領域Ｓ２における電界強度Ｐ２を調整する。切替部５１ｃおよびインピーダンス素子５２ｃは、領域Ｓ３における電界強度Ｐ３を調整する。
【００４２】
切替部５１ａをオンすると、第２電極１２ａがグランドに直接接続される。切替部５１ａをオフすると、第２電極１２ａがインピーダンス素子５２ａを介してグランドに接続される。この場合、第２電極１２ａとグランドとの間のインピーダンスは容量性のインピーダンスである。
【００４３】
これにより、第２電極１２ａがグランドに直接接続された場合と比較して、第１電極１１と第２電極１２ａの電位差が小さくなる。その結果、第１電極１１と第２電極１２ａの間に発生する電界強度を緩和することができる。
【００４４】
このように、切替部５１ａを用いて第２電極１２ａとグランドとの間のインピーダンスを調整することにより、第１電極１１と第２電極１２ａとの間の領域Ｓ１における電界強度Ｐ１を調整することができる。切替部５１ｂ、インピーダンス素子５２ｂ、領域Ｓ２、および、切替部５１ｃ、インピーダンス素子５２ｃ、領域Ｓ３についても同様である。
【００４５】
本実施の形態では、電界調整部５０は、切替部５１ｂをオンすることにより、複数の領域のうち中央の領域Ｓ２に対応する第２電極１２ｂをグランドに直接接続する。電界調整部５０は、切替部５１ａをオフすることにより、複数の領域のうち中央以外の領域Ｓ１に対応する第２電極１２ａを、インピーダンス素子５２ａを介してグランドに接続する。電界調整部５０は、切替部５１ｃをオフすることにより、複数の領域のうち中央以外の領域Ｓ３に対応する第２電極１２ｃを、インピーダンス素子５２ｃを介してグランドに接続する。
【００４６】
従来技術では、対向する二つの平板状の電極間に高周波電圧を印加すると、電極の中央付近よりも周辺部付近に電界が集中する。しかし、本実施の形態によれば、電極の周辺部付近に電界が集中することを抑制することができる。その結果、電極間に生じる電界の強度のばらつきを低減することができる。
【００４７】
［高周波加熱装置１Ａの解析］
ここで、高周波加熱装置１Ａにおける電界分布の解析について説明する。この電界分布の解析は、高周波加熱装置１Ａの解析モデルとＡＮＳＹＳ社のＨＦＳＳ（High Frequency Structure Simulator）とを用いて行われた。
【００４８】
図５Ａは、電界分布の解析に用いた解析モデル８０の模式的斜視図である。図５Ｂは、電界分布の解析に用いた解析モデル８０の模式的正面図である。図５Ａ、図５Ｂに示すように、解析モデル８０は、本実施の形態の高周波加熱装置１Ａの構成をモデル化したものである。
【００４９】
解析モデル８０において、複数の第２電極１２は、５行×５列のマトリクス状に配置された合計２５個の第２電極１２を含む。解析モデル８０の第１電極１１と複数の第２電極１２との間には、均一な厚さを有する加熱対象物９０が配置される。
【００５０】
解析モデル８０において、加熱室１３は、幅３０７．８ｍｍ×奥行き３３０ｍｍ×高さ２４３．８ｍｍの寸法を有する。第１電極１１は、幅２６０ｍｍ×奥行き２６０ｍｍ×厚さ４ｍｍの寸法を有する。第２電極１２は、幅４７ｍｍ×奥行き４７ｍｍ×厚さ５ｍｍの寸法を有する。隣り合う二つ第２電極１２の間隔は５ｍｍである。加熱対象物９０は、幅１５０ｍｍ×奥行き１５０ｍｍ×高さ２０ｍｍの寸法を有する。すなわち、第１の電極の大きさは複数の第２電極の全体の大きさとほぼ等しい。
【００５１】
解析モデル８０を用いて行った電界分布の解析結果について説明する。ここでは、電界強度を調整した場合の電界分布の解析結果を実施例１として説明する。実施例１との比較のため、電界強度を調整しない場合の電界分布の解析結果を比較例１とする。
【００５２】
実施例１では、第１電極１１と複数の第２電極１２との間の複数の領域のうち中央の領域に対応する第２電極１２のみがグランドに直接接続され、中央以外の領域に対応する第２電極１２がインピーダンス素子を介してグランドに接続される。比較例１では、すべての第２電極１２が、インピーダンス素子を介してグランドに接続される。
【００５３】
図６は、比較例１における加熱対象物９０の上面の電界分布を模式的に示す。図７は、実施例１における加熱対象物９０の上面の電界分布を模式的に示す。図６に示すように、比較例１では、加熱対象物９０の中央付近よりも周辺部付近に電界が集中している。図７に示すように、実施例１では、比較例１と比べて加熱対象物９０の全面にわたって、より均一に電界が分布している。
【００５４】
次に、実施例１と比較例１とにおける加熱対象物９０の吸収電力分布について説明する。図８は、吸収電力分布の解析に用いる加熱対象物９０の幅方向における位置の定義を示す。
【００５５】
図８に示すように、加熱対象物９０の幅方向、すなわち、Ｘ軸方向の位置をＢ（ｍｍ）で表す。上述のように、加熱対象物９０の幅は１５０ｍｍなので、Ｂ＝０ｍｍの位置が加熱対象物９０の左端となり、Ｂ＝１５０ｍｍの位置が加熱対象物９０の右端となる。
【００５６】
図９は、実施例１および比較例１における加熱対象物９０の吸収電力分布を示すグラフである。図９に示すように、比較例１では、加熱対象物９０の左端（Ｂ＝０ｍｍ）付近および右端（Ｂ＝１５０ｍｍ）付近の吸収電力が、加熱対象物９０の中央（Ｂ＝７５ｍｍ）付近の吸収電力より大きい。
【００５７】
実施例１では、比較例１と比べて、加熱対象物９０の左端付近および右端付近における吸収電力が小さい。実施例１では、加熱対象物９０の左端付近および右端付近における吸収電力は、加熱対象物９０の中央付近のそれと比べてそれほど大きくない。
【００５８】
このように、実施例１では、比較例１と比べて、加熱対象物９０の左端付近および右端付近における吸収電力が小さい。すなわち、実施例１では、加熱対象物９０全体がより均一に加熱されている。
【００５９】
［効果］
本実施の形態の高周波加熱装置１Ａによれば、以下の効果が得られる。
【００６０】
電界調整部５０は、第２電極１２とグランドとの間に配置された切替部５１ａ、５１ｂ、５１ｃおよびインピーダンス素子５２ａ、５２ｂ、５２ｃを有する。切替部５１ａ、５１ｂ、５１ｃはそれぞれ、第２電極１２ａ、１２ｂ、１２ｃを、インピーダンス素子５２ａ、５２ｂ、５２ｃを介してグランドに接続するか、または、グランドに直接接続するかを切り替える。
【００６１】
本実施の形態によれば、第２電極１２とグランドとの間のインピーダンスを調整することができる。これにより、第１電極１１と複数の第２電極１２との間に形成された領域Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３における電界強度を個別に調整することができる。
【００６２】
電界調整部５０は、切替部５１ａ、５１ｂ、５１ｃを切り替えることにより、領域Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３のうち中央の領域Ｓ２に対応する第２電極１２をグランドに直接接続するとともに、中央以外の領域Ｓ１、Ｓ３に対応する第２電極１２を、インピーダンス素子５２ａ、５２ｃを介してグランドに接続する。
【００６３】
本実施の形態によれば、第１電極１１および複数の第２電極１２の周辺部付近に電界が集中することを抑制することができる。これにより、第１電極１１と複数の第２電極１２との間に生じる電界の強度のばらつきを低減することができる。その結果、均一な厚さを有する加熱対象物９０における加熱ムラを低減することができる。
【００６４】
［変形例］
本実施の形態では、第１電極１１は矩形形状の電極である。しかし、第１電極１１は、例えば、円形、楕円形または多角形形状の電極でもよい。
【００６５】
本実施の形態では、複数の第２電極１２は、第２電極１２ａ、１２ｂ、１２ｃを含む。しかし、第２電極１２の数は三つに限定されない。
【００６６】
本実施の形態では、複数の第２電極１２はすべて、矩形形状の電極である。しかし、複数の第２電極１２は、例えば、円形、楕円形または多角形形状の電極を含んでもよい。
【００６７】
本実施の形態では、複数の第２電極１２は、ＸＹ平面においてマトリクス状に配置される。しかし、例えば、複数の第２電極１２が、上面視で中央に配置された円形状電極と、その円形状電極を環状に取り囲むように配置された複数の電極を有してもよい。
【００６８】
本実施の形態では、第１電極１１の下方に複数の第２電極１２が配置される。しかし、例えば、第１電極１１の上方に複数の第２電極１２が配置されてもよい。第１電極１１および複数の第２電極１２は、左右方向に対向して配置されてもよい。すなわち、第１電極１１と複数の第２電極１２とは、対向して配置されていればよい。
【００６９】
本実施の形態では、第１電極１１、複数の第２電極１２、電界調整部５０は、加熱室１３内に配置される。しかし、第１電極１１、複数の第２電極１２、電界調整部５０は、加熱室１３外に配置されてもよい。
【００７０】
本実施の形態では、図２に示すように、高周波電源２０は、発振器２１と、増幅器２２、２３とを備える。しかし、高周波電源２０は、高周波電圧を印加することができれば、他の構成を有してもよい。
【００７１】
本実施の形態では、図３に示すように、整合部３０は、コイルＬ１、Ｌ２と、可変容量コンデンサＶＣ１、ＶＣ２とを備える。しかし、整合部３０は、高周波電源２０とのインピーダンス整合を取ることができれば、他の構成を有してもよい。
【００７２】
本実施の形態では、制御部４０は、高周波電源２０を制御する。しかし、制御部４０は、高周波電源２０を制御するだけでなく、使用者により入力された情報に基づいて、電界調整部５０を制御してもよい。
【００７３】
具体的には、使用者は入力部（図示せず）を用いて、加熱対象物９０のうち強く加熱したい領域と弱く加熱したい領域とを含む情報を入力する。制御部４０は、入力部により得られた情報に基づいて、切替部５１ａ、５１ｂ、５１ｃを切り替える。本構成により、使用者により入力された情報に基づいて、電界強度を調整することができる。
【００７４】
本実施の形態では、電界調整部５０において、一つの第２電極１２が、一つの切替部と一つのインピーダンス素子とに接続される。しかし、一つの第２電極１２が、複数の切替部と複数のインピーダンス素子とに接続されてもよい。本構成により、多段階で電界強度を調整することができる。
【００７５】
本実施の形態では、切替部５１ａ、５１ｂ、５１ｃがそれぞれ、第２電極１２ａ、１２ｂ、１２ｃを、インピーダンス素子５２ａ、５２ｂ、５２ｃを介してグランドに接続するか、または、グランドに直接接続するかを切り替える。しかし、本開示はこれに限定されない。
【００７６】
切替部５１ａ、５１ｂ、５１ｃを切り替えることにより、第２電極１２ａ、１２ｂ、１２ｃとグランドとの間のインピーダンスを調整することができればよい。例えば、切替部５１ａを切り替えると、第２電極１２ａが、インピーダンス素子５２ａとは異なるインピーダンスを有するインピーダンス素子に接続されるようにしてもよい。
【００７７】
本実施の形態では、インピーダンス素子５２ａ、５２ｂ、５２ｃはコンデンサである。しかし、インピーダンス素子５２ａ、５２ｂ、５２ｃはコイルなどであってもよい。
【００７８】
本実施の形態では、電界調整部５０は、切替部５１ａ、５１ｂ、５１ｃを備える。しかし、電界調整部５０は、切替部５１ａ、５１ｂ、５１ｃを備えなくてもよい。
【００７９】
図１０は、本実施の形態の変形例に係る電界調整部５０ａの構成を示す概略図である。図１０に示すように、電界調整部５０ａは切替部を有しない。電界調整部５０ａは、領域Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３のうち中央の領域Ｓ２に対応する第２電極１２をグランドに直接接続するとともに、領域Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３のうち中央以外の領域Ｓ１、Ｓ３に対応する第２電極１２をそれぞれインピーダンス素子５２ａ、５２ｃを介してグランドに接続する。
【００８０】
本変形例によれば、本実施の形態に係る電界調整部５０と同様の効果を得ることができる。
【００８１】
電界調整部５０ａにおいて、中央の第２電極１２ｂは常に接地される。しかし、電界調整部５０ａにおいて、中央の第２電極１２ｂが、インピーダンス素子５２ａ、５２ｃより小さいインピーダンスを有するインピーダンス素子（図示せず）を介してグランドに接続されてもよい。
【００８２】
本実施の形態では、電界調整部５０はインピーダンス素子５２ａ、５２ｂ、５２ｃを備える。しかし、インピーダンス素子５２ａ、５２ｂ、５２ｃは浮遊容量で構成してもよい。第２電極１２に何も接続しなくても、第２電極１２とグランドとの間、または、第２電極１２と加熱室１３の壁面との間に生じる浮遊容量でインピーダンス素子を構成することができる。本構成により、インピーダンス素子５２ａ、５２ｂ、５２ｃを省くことができ、低コスト化と省スペース化とを図ることができる。
【００８３】
（実施の形態２）
本開示の実施の形態２に係る高周波加熱装置１Ｂについて説明する。本実施の形態では、主に実施の形態１と異なる点について説明する。本実施の形態において、実施の形態１と同一または同等の要素については同じ符号を付し、重複する記載は省略する。
【００８４】
図１１は、高周波加熱装置１Ｂの構成を示す概略図である。図１２は、本実施の形態の電界調整部５３の構成を示す概略図である。図１１、図１２に示すように、本実施の形態が実施の形態１と異なるのは、電界調整部５３が、第１電極１１と複数の第２電極１２のそれぞれとの間隔を調整可能である点である。
【００８５】
＜電界調整部＞
電界調整部５３は、第２電極１２ａ、１２ｂ、１２ｃとグランドとをそれぞれ接続する可動部５４ａ、５４ｂ、５４ｃを備える。可動部５４ａ、５４ｂ、５４ｃは、第１電極１１と直交する方向に第２電極１２ａ、１２ｂ、１２ｃをそれぞれ移動させる。本実施の形態では、可動部５４ａ、５４ｂ、５４ｃは、第２電極１２ａ、１２ｂ、１２ｃを高さ方向、すなわち、Ｚ方向にそれぞれ移動させる。
【００８６】
可動部５４ａ、５４ｂ、５４ｃはそれぞれ、長さが調整可能な棒状部材５５ａ、棒状部材５５ｂ、棒状部材５５ｃを有する。可動部５４ａ、５４ｂ、５４ｃはそれぞれ、棒状部材５５ａ、５５ｂ、５５ｃの長さを調整することにより、第２電極１２ａ、１２ｂ、１２ｃを移動させる。
【００８７】
すなわち、棒状部材５５ａ、５５ｂ、５５ｃの長さを長くすると、第２電極１２ａ、１２ｂ、１２ｃはそれぞれ第１電極１１に近づく。棒状部材５５ａ、５５ｂ、５５ｃの長さを短くすると、第２電極１２ａ、１２ｂ、１２ｃはそれぞれ第１電極１１から遠ざかる。
【００８８】
本構成により、第１電極１１と第２電極１２ａ、１２ｂ、１２ｃとの間隔を変化させることができる。その結果、第１電極１１と第２電極１２ａ、１２ｂ、１２ｃとの間に発生する電界強度を個別に調整することができる。
【００８９】
具体的には、可動部５４ａが、第２電極１２ａを第１電極１１に近づけると、電極間の電界強度Ｐ１は大きくなる。可動部５４ａが第２電極１２ａを第１電極１１から遠ざけると、電極間の電界強度Ｐ１は小さくなる。このようにして、可動部５４ａは、第１電極１１と第２電極１２ａとの間の領域Ｓ１における電界強度Ｐ１を調整する。
【００９０】
同様に、可動部５４ｂは、第１電極１１と第２電極１２ｂとの間の領域Ｓ２における電界強度Ｐ２を調整する。可動部５４ｃは、第１電極１１と第２電極１２ｃとの間の領域Ｓ３における電界強度Ｐ３を調整する。
【００９１】
本実施の形態では、電界調整部５３は、領域Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３のうち中央の領域Ｓ２に対応する第２電極１２ｂと第１電極１１との間隔を、中央以外の領域Ｓ１、Ｓ３に対応する第２電極１２ａ、１２ｃと第１電極１１との間隔より狭くする。これにより、電界強度Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３を同等にすることができる。
【００９２】
［効果］
実施の形態２の高周波加熱装置１Ｂによれば、以下の効果が得られる。
【００９３】
電界調整部５３は、可動部５４ａ、５４ｂ、５４ｃにより、中央の領域Ｓ２に対応する第２電極１２ｂと第１電極１１との間隔を、中央以外の領域Ｓ１、Ｓ３に対応する第２電極１２ａ、１２ｂと第１電極１１との間隔より狭くする。
【００９４】
本構成により、第１電極１１および複数の第２電極１２の周辺部付近に電界が集中することを抑制することができる。これにより、第１電極１１と複数の第２電極１２との間に生じる電界の強度のばらつきを低減することができる。その結果、均一な厚さを有する加熱対象物９０における加熱ムラを低減することができる。
【００９５】
［変形例］
図１３は、本実施の形態の変形例に係る電界調整部５３ａの構成を示す概略図である。図１３に示すように、電界調整部５３ａは、所定の長さを有して第２電極１２とグランドとを接続する棒状部材５６ａ、５６ｂ、５６ｃを備える。
【００９６】
具体的には、第２電極１２ｂを接地する棒状部材５６ｂは、第２電極１２ａ、１２ｃをそれぞれ接地する棒状部材５６ａ、棒状部材５６ｃより長い。本変形例によれば、本実施の形態に係る電界調整部５３と同様の効果を得ることができる。
【００９７】
電界調整部５３ａが、棒状部材５６ａ、５６ｂ、５６ｃの代わりに、厚さの異なる複数の第２電極１２を有してもよい。具体的には、第２電極１２ｂを第２電極１２ａ、１２ｃより厚くすれば、第２電極１２ｂと第１電極１１との間隔は、第２電極１２ａ、１２ｃと第１電極１１との間隔より狭くなる。本変形例によれば、本実施の形態に係る電界調整部５３と同様の効果を得ることができる。
【００９８】
（実施の形態３）
本開示の実施の形態３に係る高周波加熱装置１Ｃについて説明する。実施の形態３では、主に実施の形態１と異なる点について説明する。本実施の形態において、実施の形態１と同一または同等の要素については同じ符号を付し、重複する記載は省略する。
【００９９】
図１４は、高周波加熱装置１Ｃの構成を示す概略図である。図１４に示すように、本実施の形態が実施の形態１と異なるのは、検知部６０が設けられること、制御部４０が電界調整部５０を制御すること、および、加熱対象物９０ａが不均一な厚さを有することである。
【０１００】
＜検知部＞
検知部６０は、加熱室１３内の側壁上の、第１電極１１と複数の第２電極１２との間の高さに配置される。検知部６０は、第１電極１１と複数の第２電極１２との間に配置された加熱対象物９０ａの形状を検知する、例えば、カメラ、超音波センサなどである。
【０１０１】
＜制御部＞
制御部４０は、検知部６０で検知された加熱対象物９０ａの形状に関する情報を受信する。制御部４０は、加熱対象物９０ａの形状に基づいて、電界調整部５０を制御する。
【０１０２】
図１５は、高周波加熱装置１Ｃにおいて、電界強度を調整せずに加熱対象物９０ａを加熱した場合における加熱対象物９０ａの温度分布を模式的に示す。本解析では、加熱対象物９０ａとして牛肉のブロックを用いた。加熱後、加熱対象物９０ａを中央で縦に二等分し、その断面をサーモビュワにより温度分布を測定した。
【０１０３】
図１５に示すように、中央付近の肉厚部の温度が、周囲部付近の温度より高い。このことから、肉薄部より肉厚部に電界が集中したことがわかる。
【０１０４】
制御部４０は、加熱対象物９０ａの形状に基づいて、加熱対象物９０ａの肉厚部および肉薄部を特定する。制御部４０は、第１電極１１と複数の第２電極１２との間の複数の領域のうちの、加熱対象物９０ａの肉厚部が位置する領域の電界強度を小さくするように、電界調整部５０を制御する。または、制御部４０は、加熱対象物９０ａの肉薄部が位置する領域の電界強度を大きくするように、電界調整部５０を制御する。
【０１０５】
図１６は、高周波加熱装置１Ｃにおいて、電界強度を調整せずに加熱対象物９０ａを加熱する状態を模式的に示す。図１６に示すように、電界強度を調整せずに加熱対象物９０ａを加熱すると、中央の領域Ｓ２の電界強度Ｐ２は、周辺部の領域Ｓ１、Ｓ３の電界強度Ｐ１、Ｐ３に比べて大きくなる。
【０１０６】
図１７は、高周波加熱装置１Ｃにおいて、電界強度を調整して加熱対象物９０ａを加熱する状態を模式的に示す。
【０１０７】
図１７に示すように、制御部４０は、複数の領域Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３のうち、加熱対象物９０ａの肉厚部が位置する領域Ｓ２に対応する切替部５１ｂをオフする。制御部４０は、複数の領域Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３のうち、加熱対象物９０ａの肉薄部が位置する領域Ｓ１、Ｓ３にそれぞれ対応する切替部５１ａ、５１ｃをオンする。
【０１０８】
これにより、加熱対象物９０ａの肉薄部が位置する領域Ｓ１、Ｓ３の電界強度Ｐ１、Ｐ３を、加熱対象物９０ａの肉厚部が位置する領域Ｓ２の電界強度Ｐ２と同等にすることができる。その結果、不均一な厚さを有する加熱対象物９０ａにおける加熱ムラを低減することができる。
【０１０９】
［高周波加熱装置１Ｃの解析］
ここで、高周波加熱装置１Ｃにおける電界分布の解析について説明する。この電界分布の解析は、高周波加熱装置１Ｃの解析モデルとＡＮＳＹＳ社のＨＦＳＳとを用いて行われた。
【０１１０】
図１８は、電界分布の解析に用いた解析モデル８１の模式的正面図である。図１８に示すように、解析モデル８１は、高周波加熱装置１Ｃの構成をモデル化したものである。解析モデル８１における加熱室１３、第１電極１１、第２電極１２は、解析モデル８０のそれと同じである。本解析では、上面視において矩形状の加熱対象物９０ｂが使用される。
【０１１１】
加熱対象物９０ｂは、一定の厚さを有する平板部分９１と、Ｘ軸の正方向に向かって加熱対象物９０ｂの上面が下方向に傾斜し、厚さが徐々に薄くなる傾斜部分９２とを有する。加熱対象物９０ｂは、幅２００ｍｍ×奥行き２００ｍｍ×最大高さ２０ｍｍの寸法を有する。平板部分９１は、幅８５ｍｍ×奥行き２００ｍｍ×高さ２０ｍｍの寸法を有する。傾斜部分９２は、幅１１５ｍｍ×奥行き２００ｍｍの寸法を有し、厚さは２０ｍｍから１０ｍｍに徐々に減少する。
【０１１２】
解析モデル８１を用いて行った電界分布の解析結果について説明する。ここでは、電界強度を調整した場合の電界分布の解析結果を実施例２として説明する。実施例２との比較のため、電界強度を調整しない場合の電界分布の解析結果を比較例２とする。
【０１１３】
実施例２では、第１電極１１と複数の第２電極１２との間の複数の領域のうち、傾斜部分９２が位置する領域に対応する第２電極１２と中央の領域に対応する第２電極１２とがグランドに直接接続され、それ以外の領域に対応する第２電極１２が、インピーダンス素子を介してグランドに接続される。比較例２では、すべての第２電極１２が、インピーダンス素子を介してグランドに接続される。
【０１１４】
図１９は、比較例２における加熱対象物９０の上面の電界分布を模式的に示す。図２０は、実施例２における加熱対象物９０の上面の電界分布を模式的に示す。図１９に示すように、比較例２では、平板部分９１に電界が集中している。図２０に示すように、実施例２では、比較例２と比べて平板部分９１の電界集中が抑制されており、加熱対象物９０ｂの全面にわたって、より均一に電界が分布している。
【０１１５】
次に、実施例２と比較例２とにおける加熱対象物９０ｂの吸収電力分布について説明する。図２１は、吸収電力分布の解析に用いる加熱対象物９０ｂの幅方向における位置の定義を示す。
【０１１６】
図２１に示すように、図８と同様に、加熱対象物９０ｂの幅方向、すなわち、Ｘ軸方向の位置をＢ（ｍｍ）で表す。上述のように、加熱対象物９０ｂの幅は２００ｍｍであるので、Ｂ＝０ｍｍの位置が加熱対象物９０ｂの左端となり、Ｂ＝２００ｍｍの位置が加熱対象物９０ｂの右端となる。平板部分９１は左側に配置され、傾斜部分９２は右側に配置される。
【０１１７】
図２２は、実施例２および比較例２における加熱対象物９０ｂの吸収電力分布を示すグラフである。本解析においては、実施例２と比較例２とで負荷とのインピーダンス整合が異なるため、図２２では、縦軸が次式で算出される吸収電力比を表す。
【０１１８】
（吸収電力比）＝（各位置の吸収電力）／（吸収電力の平均値）
図２２において、Ｂ＝０ｍｍからＢ＝８５ｍｍまでが加熱対象物９０ｂの平板部分９１に対応する。Ｂ＝８５ｍｍからＢ＝２００ｍｍまでが加熱対象物９０ｂの傾斜部分９２に対応する。図２２に示すように、比較例２では、平板部分９１における吸収電力比が傾斜部分９２のそれより大きい。
【０１１９】
すなわち、比較例２では、平板部分９１に電界が集中し、傾斜部分９２の電界強度は小さい。実施例２では、傾斜部分９２における吸収電力比は比較例２より大きく、平板部分９１における吸収電力比は比較例２より小さい。
【０１２０】
このように、実施例２では、平板部分９１より薄い傾斜部分９２における吸収電力比が比較例２より大きい。すなわち、加熱対象物９０ｂの形状に基づいて電界調整部５０と制御することにより、不均一な厚さを有する加熱対象物９０ｂにおける加熱ムラを低減することができる。
【０１２１】
［効果］
本実施の形態の高周波加熱装置１Ｃによれば、以下の効果が得られる。
【０１２２】
制御部４０は、第１電極１１と複数の第２電極１２との間において、加熱対象物９０ａの肉薄部が位置する領域Ｓ１、Ｓ３の電界強度を大きくするように、切替部５１ａ、５１ｃを制御する。
【０１２３】
または、制御部４０は、第１電極１１と複数の第２電極１２との間において、加熱対象物９０ａの肉厚部が位置する領域Ｓ２の電界強度を小さくするように、切替部５１ｂを制御する。その結果、不均一な厚さを有する加熱対象物９０ａにおける加熱ムラを低減することができる。
【０１２４】
［変形例］
制御部４０は、検知部６０による検知結果の代わりに使用者により入力された情報に基づいて、電界調整部５０を制御してもよい。例えば、使用者が入力部を操作して、加熱対象物９０ａのうち強く加熱したい領域と、弱く加熱したい領域とを指定する。制御部４０は、入力部からの情報に基づいて電界調整部５０の複数の切替部５１ａ、５１ｂ、５１ｃの切替を制御する。これにより、使用者により入力された情報に基づいて、電界強度を調整することができる。
【０１２５】
（実施の形態４）
本開示の実施の形態４に係る高周波加熱装置１Ｄについて説明する。本実施の形態では、主に実施の形態３と異なる点について説明する。本実施の形態において、実施の形態３と同一または同等の要素については同じ符号を付し、重複する記載は省略する。
【０１２６】
図２３は、高周波加熱装置１Ｄの構成を示す概略図である。図２３に示すように、本実施の形態が実施の形態３と異なるのは、本実施の形態が、電界調整部５０の代わりに、実施の形態２で説明した電界調整部５３を有する点である。
【０１２７】
＜制御部＞
図２４は、高周波加熱装置１Ｄにおいて、電界強度を調整せずに加熱対象物９０ａを加熱する状態を模式的に示す。図２４に示すように、電界強度を調整せずに加熱対象物９０ａを加熱すると、中央の領域Ｓ２の電界強度Ｐ２は、周辺部の領域Ｓ１、Ｓ３の電界強度Ｐ１、Ｐ３に比べて大きくなる。
【０１２８】
図２５は、高周波加熱装置１Ｄにおいて、電界強度を調整して加熱対象物９０ａを加熱する状態を模式的に示す。
【０１２９】
図２５に示すように、制御部４０は、加熱対象物９０ａの形状に基づいて、複数の領域Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３のうち、中央の領域Ｓ２に対応する第２電極１２ｂを、中央以外の領域Ｓ１、Ｓ３に対応する第２電極１２ａ、１２ｃより第１電極１１から遠ざけるように、電界調整部５３を制御する。
【０１３０】
これにより、第１電極１１と第２電極１２ａ、１２ｃとの間隔は、第１電極１１と第２電極１２ｂとの間隔より狭くなる。その結果、領域Ｓ１、Ｓ３における電界強度Ｐ１、Ｐ３を、加熱対象物９０ａの肉厚部が位置する領域Ｓ２の電界強度Ｐ２と同等にすることができる。すなわち、不均一な厚さを有する加熱対象物９０ａにおける加熱ムラを低減することができる。
【０１３１】
［効果］
本実施の形態の高周波加熱装置１Ｄによれば、加熱対象物９０ａの形状に基づいて、第１電極１１と複数の第２電極１２との間の電界強度を調整することにより、不均一な厚さを有する加熱対象物９０ａにおける加熱ムラを低減することができる。
【０１３２】
（実施の形態５）
本開示の実施の形態５に係る高周波加熱装置１Ｅについて説明する。本実施の形態では、主に実施の形態４と異なる点について説明する。本実施の形態において、実施の形態４と同一または同等の要素については同じ符号を付し、重複する記載は省略する。
【０１３３】
図２６は、高周波加熱装置１Ｅの構成を示す概略図である。図２６に示すように、本実施の形態が実施の形態４と異なるのは、本実施の形態が、検知部６０の代わりに検知部６０ａを有する点である。検知部６０ａは、赤外線センサで構成され、第１電極１１と複数の第２電極１２との間に配置された加熱対象物９０ａの温度を検知する。
【０１３４】
＜制御部＞
制御部４０は、検知部６０ａにより検知された加熱対象物９０ａの温度に基づいて、電界調整部５３を制御する。具体的には、制御部４０が、温度が高い領域の第２電極１２を加熱対象物９０ａから遠ざけて電界強度を小さくする。または、制御部４０が、温度が低い領域の第２電極１２を加熱対象物９０ａに近づけて電界強度を大きくする。
【０１３５】
［効果］
本実施の形態の高周波加熱装置１Ｅによれば、加熱対象物９０ａの温度分布に応じて、第１電極１１と複数の第２電極１２との間の電界強度を調整することにより、不均一な厚さを有する加熱対象物９０ａにおける加熱ムラを低減することができる。
【０１３６】
［変形例］
本実施の形態は、実施の形態１〜４のいずれとも組み合わせることが可能である。すなわち、実施の形態１〜４において、検知部６０の代わりに検知部６０ａを備え、制御部４０が、検知部６０ａにより検知された温度に基づいて電界調整部５０、５３を制御してもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１３７】
本開示に係る高周波加熱装置は、例えば、解凍機、加熱調理機、食材や木材の乾燥装置に適用可能である。
【符号の説明】
【０１３８】
１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ  高周波加熱装置
１１  第１電極
１２、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ  第２電極
１３  加熱室
１４  載置台
２０  高周波電源
２１  発振器
２２、２３  増幅器
３０  整合部
４０  制御部
５０、５０ａ、５３、５３ａ  電界調整部
５１ａ、５１ｂ、５１ｃ  切替部
５２ａ、５２ｂ、５２ｃ  インピーダンス素子
５４ａ、５４ｂ、５４ｃ  可動部
５５ａ、５５ｂ、５５ｃ、５６ａ、５６ｂ、５６ｃ  棒状部材
６０、６０ａ  検知部
８０、８１  解析モデル
９０、９０ａ、９０ｂ  加熱対象物
９１  平板部分
９２  傾斜部分
【図１】
2020027240.tif 000003
【図２】
2020027240.tif 000004
【図３】
2020027240.tif 000005
【図４】
2020027240.tif 000006
【図５Ａ】
2020027240.tif 000007
【図５Ｂ】
2020027240.tif 000008
【図６】
2020027240.tif 000009
【図７】
2020027240.tif 000010
【図８】
2020027240.tif 000011
【図９】
2020027240.tif 000012
【図１０】
2020027240.tif 000013
【図１１】
2020027240.tif 000014
【図１２】
2020027240.tif 000015
【図１３】
2020027240.tif 000016
【図１４】
2020027240.tif 000017
【図１５】
2020027240.tif 000018
【図１６】
2020027240.tif 000019
【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【手続補正書】
【提出日】令和2年12月9日(2020.12.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
本開示の第４の態様の高周波加熱装置において、第３の態様に加えて、電界調整部は、複数の切替部により、複数の領域のうち中央の領域に対応する、複数の第２電極の少なくとも一つの中央の第２電極を前記グランドに直接接続するとともに、複数の領域のうち中央の領域を除く中央以外の領域に対応する、複数の第２電極の少なくとも一つの外側の第２電極を、複数のインピーダンス素子の一つを介してグランドに接続する。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
本開示の第５の態様の高周波加熱装置において、第１の態様に加えて、複数の第２電極のすべては接地される。電界調整部は、複数の領域のうち中央の領域に対応する、複数の第２電極の少なくとも一つの中央の第２電極と第１電極との距離と、複数の領域のうち中央の領域を除く中央以外の領域に対応する、複数の第２電極の少なくとも一つの外側の第２電極と第１電極との距離とを異ならせることで、複数の領域における電界強度を調整する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
本開示の第６の態様の高周波加熱装置において、第５の態様に加えて、電界調整部は、複数の第２電極をそれぞれ接地する複数の棒状部材を備える。電界調整部は、複数の棒状部材が異なる長さの棒状部材からなることにより、少なくとも一つの中央の第２電極と第１電極との距離が、少なくとも一つの外側の第２電極と第１電極との距離と異なる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
本開示の第８の態様の高周波加熱装置において、第７の態様に加えて、電界調整部は、複数の可動部により、少なくとも一つの中央の第２電極と第１電極との間隔を、少なくとも一つの外側の第２電極と第１電極との間隔より狭くする。
【手続補正５】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項４】
前記電界調整部が、前記複数の切替部により、前記複数の領域のうち中央の領域に対応する、前記複数の第２電極の少なくとも一つの中央の第２電極を前記グランドに直接接続するとともに、前記複数の領域のうちの前記中央の領域を除く中央以外の領域に対応する前記複数の第２電極の少なくとも一つの外側の第２電極を、前記複数のインピーダンス素子の一つを介して前記グランドに接続する、請求項３に記載の高周波加熱装置。
【手続補正６】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項５】
前記複数の第２電極のすべてが接地され、
前記電界調整部が、前記複数の領域のうち中央の領域に対応する、前記複数の第２電極の少なくとも一つの中央の第２電極と前記第１電極との距離と、前記複数の領域のうち前記中央の領域を除く中央以外の領域に対応する、前記複数の第２電極の少なくとも一つの外側の第２電極と前記第１電極との距離とを異ならせることで、前記複数の領域における前記電界強度を調整する、請求項１に記載の高周波加熱装置。
【手続補正７】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項６】
前記電界調整部が、前記複数の第２電極をそれぞれ接地する複数の棒状部材を備え、前記複数の棒状部材が異なる長さの棒状部材からなることにより、前記少なくとも一つの中央の第２電極と前記第１電極との距離が、前記少なくとも一つの外側の第２電極と前記第１電極との距離と異なる、請求項５に記載の高周波加熱装置。
【手続補正８】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項８】
前記電界調整部が、前記複数の可動部により、前記少なくとも一つの中央の第２電極と前記第１電極との間隔を、前記少なくとも一つの外側の第２電極と前記第１電極との間隔より狭くする、請求項７に記載の高周波加熱装置。
【国際調査報告】
2020027240.tif 000030
2020027240.tif 000031
2020027240.tif 000032
2020027240.tif 000033