(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加熱物を収納する加熱室と、高周波発振器と、該高周波発振器から発振された高周波を該加熱室内に伝搬する導波管と、前記加熱室の背面に該導波管と前記加熱室の境界となる給電口を備え、該給電口へ繋がる前記導波管の壁面の一部を可動壁とし、該可動壁を回転もしくは移動させる駆動手段を設けて前記給電口と前記導波管の形状を同時に変化させるようにするとともに、前記被加熱物の加熱状況を検知する検知手段を設け、該検知手段からの信号をもとに該駆動手段により前記被加熱物に対する高周波の照射を制御し、前記給電口は単数とし、前記可動壁は、前記給電口の形状と略一致する柱体で、高さは前記導波管の高さの断面における高さと略一致するように形成したムーバで、該ムーバは前記柱体の平らな側面が前記導波管の可動壁として機能するようにしたことを特徴とする高周波加熱装置。
【請求項２】
前記加熱室の底板と略平行に配された複数個の載置台と、各々の該載置台に載置された被加熱物の加熱状況を検知する検知手段とを前記加熱室内に設け、該検知手段の信号に基づいて、前記駆動手段により前記可動壁を回転もしくは移動させ、各々の被加熱物に対する高周波の照射を制御するように構成した請求項１記載の高周波加熱装置。
【請求項３】
前記被加熱物の種類・形状に関する情報を入力する入力手段を設け、該入力手段からの信号をもとに該駆動手段により前記被加熱物に対する高周波の照射を制御するように構成したことを特徴とする請求項１または２記載の高周波加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、加熱室に収納した被加熱物に高周波を照射して誘電加熱を行う高周波加熱装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図５は従来の高周波加熱装置における要部の縦断面図である。図において１は前面に開口部を有する略箱形の加熱室であり、前面に開口部を有する高周波加熱装置（図示せず）の本体内に形成されている。１ａは加熱室１の右側板であり、上部および下部に給電口２が設けてある。
【０００３】
３は加熱室１の一方の側に設けられた３００ＭＨｚから３０ＧＨｚまでの周波数帯にある高周波を発振させる高周波発振器である。４は高周波発信器３のアンテナであり、給電口２へ連通する導波管５の内部に配されている。高周波発振器３およびアンテナ４からの高周波を加熱室１へ伝播するため、導波管５は高周波発振器３と加熱室１の右側板１ａの間に設けてある。
【０００４】
６は被加熱物７が載置される載置台であり、ガラス等の低誘電率材料によって略円板状に形成されている。８は加熱室１の底板１ｂ近傍に回転可能に設けられた載置台６を支持するロータリプレートであり、金属材料によって略円板状に形成されている。またロータリプレート８は、加熱室１の下部に設けたモータ９と軸部９ａを介して連結されている。
【０００５】
なお高周波加熱装置の本体前面には、開閉自在の図示されていないドアが取り付けてある。このドアにより本体および加熱室１の開口部は適宜閉塞される。また本体前面の右側には表示部、操作ボタンなどが配された図示されていない操作パネルが設けてある。
【０００６】
次に動作について説明する。
被加熱物７を加熱調理する場合、まず、ドアを開けて加熱室１内に設置された載置台６上に被加熱物７を載置し、ドアを閉じる。次に、本体に設けられた操作パネルにより調理メニューを選択して調理時間を設定して調理をスタートさせる。このスタートにより高周波発振器３が稼動して高周波を発振する。
この高周波はアンテナ４を介して導波管５を伝播し、二つの給電口２から加熱室１内に放射される。同時にモータ９が稼動し、ロータリプレート８とロータリプレート８に支持された載置台６と被加熱物７を回転させる。
【０００７】
加熱室１内に放射された高周波は、加熱室１内で拡散して加熱室１内の壁面によって逐次反射され、被加熱物７に照射される。これにより、被加熱物７は加熱される。
【０００８】
従来の高周波加熱装置は以上のように構成されており、給電口や導波管の形状・位置が固定されているため、加熱室内の定在波分布も固定化された状態になっている。このため、ロータリプレート８を使って固定化された定在波分布のなかを被加熱物が電界強度の強い場所と弱い場所を横切るように移動・回転させることにより加熱ムラを低減していた。
【０００９】
しかしながら、ロータリプレート８を回転させるだけでは、加熱ムラが完全に解消されることはなく、同心円上に、特に中心部が加熱不足になり易いという課題があった。
【００１０】
このような課題を解決するために、例えば特開平７−２６９８８１号では給電口の位置を変更する技術が開示されている。図６はそこで開示されている高周波加熱装置における要部の縦断面図である。
【００１１】
図において１３は円形状の開口部であり、これとほぼ同じ大きさの円板１４によって塞がれている。円板１４には開口１５が設けてあり、図示されていない円板用モータにより回転駆動される。ここで円板用モータはステッピングモータやサーボモータであって、開口１５は円板用モータの回転軸を中心とした適当な位置に配される。このようにして配された開口１５は給電口として働き、高周波発信器からの高周波を加熱室１内に放射する。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
従来の高周波加熱装置は以上のように構成されており、加熱ムラが大きかった。またこれを改善することを目的とした特開平７−２６９８８１号に示す高周波加熱装置では、導波管の開口部１３に対し、円板の開口１４の面積が小さいため高周波を効率良く加熱室内に伝搬させることができず、加熱効率が低いという問題が有った。さらに導波管の経路が変わらないため、導波管内の定在波分布も変化がなく、したがって加熱室内の定在波分布も大きな変化が望めず、加熱ムラの大幅な改善も困難であった。
【００１３】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、加熱ムラが少なく、加熱効率の高い、即ち均一加熱とスピード加熱の両方を満たす高周波加熱装置を提供することを目的としたものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る高周波加熱装置は、被加熱物を収納する加熱室と、高周波発振器と、該高周波発振器から発振された高周波を該加熱室内に伝搬する導波管と、前記加熱室の背面に該導波管と前記加熱室の境界となる給電口を備え、該給電口へ繋がる前記導波管の壁面の一部を可動壁とし、該可動壁を回転もしくは移動させる駆動手段を設けて前記給電口と前記導波管の形状を同時に変化させるようにするとともに、前記被加熱物の加熱状況を検知する検知手段を設け、該検知手段からの信号をもとに該駆動手段により前記被加熱物に対する高周波の照射を制御し、前記給電口は単数とし、前記可動壁は、前記給電口の形状と略一致する柱体で、高さは前記導波管の高さの断面における高さと略一致するように形成したムーバで、該ムーバは前記柱体の平らな側面が前記導波管の可動壁として機能するようにしたものである。
【００１５】
前記給電口は単数とし、前記可動壁は、前記給電口の形状と略一致する柱体で、高さは前記導波管の高さの断面における高さと略一致するように形成したムーバで、該ムーバは前記柱体の平らな側面が前記導波管の可動壁として機能するようにしたものである。
【００１６】
また、加熱室の底板と略平行に配された複数個の載置台と、各々の載置台に載置された被加熱物の加熱状況を検知する検知手段とを加熱室内に設け、検知手段の信号に基づいて、駆動手段により可動壁を回転もしくは移動させ、各々の被加熱物に対する高周波の照射を制御するように構成したものである。
【００１７】
前記被加熱物の種類・形状に関する情報を入力する入力手段を設け、該入力手段からの信号をもとに該駆動手段により前記被加熱物に対する高周波の照射を制御するように構成したものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１における要部の斜視図である。従来技術と同一または同一相当部分には同じ符号を付して表し、説明を省略する。
【００１９】
図において加熱室１の背面板１ｅの略中央には円形状の給電口１６が設けてあり、アンテナ４からの高周波を給電口１６まで導くように背面板１ｅに沿って給電口１６を覆うように導波管５が設けてある。
【００２０】
１７はムーバであり、給電口１６に繋がる導波管の壁面の一部を形成している。より詳細にはムーバ１７は、給電口１６の形状と略一致する円の一部からなる半円もしくは扇形を断面形状とした柱体であり、高さは導波管の断面における高さと略一致している。したがってこの柱体の平らな側面が導波管の可動壁として機能する。またムーバ１７は円形状の給電口１６の中心を通り、この面に垂直な軸に固定され、モータによって軸の回りに回動するように構成されている。ここでモータはムーバ１７の位置を微妙に制御するためステッピングモータ、サーボモータなどが使われる。
【００２１】
なお、加熱室の底面には被加熱物７と載置台６を回転させるロータリプレート、前面側には本体および加熱室１の開口部を閉塞する開閉自在のドア、前面の右側には操作パネルが取り付けられている点は従来例で説明した通りである。
【００２２】
以上のような構成において、被加熱物７を加熱室１内の載置台６上にセットしてドアを閉じ、操作パネルより調理時間を設定して高周波発振器３をスタートさせる。高周波はアンテナ４を介し、ムーバ１７によって形状を変えられた導波管５を伝搬し、さらにムーバ１７によって形状を変えられた給電口１６から加熱室１内に放射される。
【００２３】
加熱室１内に放射された高周波は、加熱室１内で拡散して被加熱物７を直接照射するとともに、加熱室１の壁面、即ち右側板１ａ、底板１ｂ、左側板１ｃ、天板１ｄ、背面板１ｅと、前面のドアを閉じた時に背面板１ｅと対向する位置関係になる前面板１ｆによって逐次反射され、被加熱物７を間接照射する。この直接照射と間接照射の両方により被加熱物７は加熱される。
【００２４】
ここで、ムーバ１７を回動させるようにしたので、高周波が伝搬される導波管５形状と共に給電口形状が変化し、加熱室１内には複数の定在波分布が存在することになる。このため被加熱物７は複数の照射パターンによって加熱され、加熱ムラが改善される。
【００２５】
特開平７−２６９８８１号のように導波管内を伝搬してきた高周波のエネルギの一部を取り出して利用するのではなく、全てを利用するようにしたので、被加熱物７へ吸収される高周波の量が増え、スピード加熱が可能となる。
【００２６】
ここでミルク・酒燗などの液体の被加熱物７には、ムーバ１７を上に回転移動させることで、下方に移動した導波管５と給電口から加熱室１の下の方に高周波が放射し、被加熱物７の下部を集中的に加熱し、対流で全体を均一に加熱することで、スピード加熱ができる。また、ピザなどの広い被加熱物７には、ムーバ１７を下に回転移動させることで、上方に移動した導波管５と給電口から加熱室１の上の方に高周波が放射し、被加熱物７の上面を全体的に加熱し、略均一に加熱することができる。このように被加熱物の形状や種類とムーバの動作・位置との関係は予めプログラムしておけば、ユーザが操作パネルの簡単な操作で被加熱物７を略均一に加熱することが出来る。
【００２７】
さらにまた加熱室１内に被加熱物７の仕上がり（加熱状況）を検知する検知手段を設け、被加熱物７の仕上がり状況をモニターしながら、加熱不足の部位に集中的に高周波を照射するようにムーバ１７を制御すればよりきめ細かな均一加熱を実現することができる。
【００２８】
なお上記の実施の形態１では給電口が壁面の中央に設置した場合を示したが、給電口が中央にない場合であっても加熱室１内の定在波分布を大幅に変えることができ、加熱ムラを改善することができる。
【００２９】
また、上述実施の形態１ではムーバ１７が半円の断面形状を有す柱体の場合を示したが、図２に示すように縦横の長さがそれぞれ導波管５の幅、給電口の直径と略一致する矩形状の金属板（図ではくの字に折り曲げ加工している）であっても同様の効果を奏する。図のケースでは１８がムーバであり、１９、１９ａがそれぞれムーバ１８を回動するためのモータと、ムーバ１８が取り付けられたモータ１９の軸である。
【００３０】
さらにまた高周波を反射させる可動壁として金属柱体あるいは金属板による平らな面を取り上げたが、金属メッシュからなる面であってもよい。この場合、高い反射率を得るためメッシュの目のサイズ、即ち一辺の長さは使われている高周波の波長の１／４以下にすることが望ましい。
【００３１】
なお、上記実施の形態１では導波管５と給電口を加熱室１の背面板に設けた場合を示したが、加熱室１の側面板に設けてもよい。この場合も同様の効果を奏する。また上記実施の形態１では可動壁が回動する場合について説明したが、これに限る必要はなく、その他の移動によっても同様の効果を奏する。
【００３２】
実施の形態２．
図３は本発明の実施の形態２における要部の斜視図である。従来例もしくは実施の形態１と同一または同一相当部分には同じ符号を付し、説明を省略する。
【００３３】
図において加熱室１の底板１ｃの略中央には円形状の給電口２０が設けてあり、アンテナ４からの高周波を給電口２０に導くように底板１ｃに沿って給電口２０を覆うように導波管５が設けてある。
【００３４】
また給電口２０の形状は載置台の形状と略一致し、給電口２０と密接してムーバが設置され、ムーバの平らな面が導波管の可動壁としている点は実施の形態１と同じである。
また被加熱物をセットして加熱をスタートさせるまでの動作は実施の形態１と同じであるので、説明を省略する。
【００３５】
本構成では給電口を底面板に設け、給電口２０の形状が載置台の形状と略一致するように構成したので、ムーバ１７を回動させて高周波の放射方向を振るだけで、載置台６上の被加熱物７を均一に加熱することができる。このようにムーバ１７を回動させることにより被加熱物７を回転させるというロータリプレートの機能を満たすことが可能となる。したがってロータリプレート、及びこれを回動させるためのモータや駆動機構などは不要となり、部品点数が低減された組立て作業性の向上した安価な高周波加熱装置を提供することが可能となる。
【００３６】
さらに、加熱室１内の上部に被加熱物７の加熱状況を検知する検知手段を設け、被加熱物７の仕上がり状況を判断してもよい。このように構成することにより、加熱不足の部位を検出し、この部位に集中的に高周波が照射されるようにムーバ１７を動かせば、均一加熱を実現することが出来る。
【００３７】
このような検知手段として赤外線センサ、蒸気センサ、温度センサなどが挙げられる。これらセンサのいずれかを走査系と組合せる、アレイ状にする、あるいは異なる種類のセンサを組合せて総合的に判断するなどの手法を用いることによって被加熱物７の各部位に対する仕上がり状況をきめ細かく検出することが可能である。
【００３８】
なお、本実施の形態では導波管５と給電口を加熱室１の底板１ｂに設けた場合を示したが、加熱室１の天井板１ｄに設けてもよく、底板１ｂに給電口を設けた場合と同様の効果が期待できる。
【００３９】
実施の形態３．
図４は本発明の実施の形態３における要部の縦断面図である。
従来例または実施の形態１、２と同一または同一相当部分には同じ符号を付し、説明を省略する。
図において６ａ、６ｂは加熱室の上段と下段に設置された載置台であり、それぞれの載置台には被加熱物７ａ、７ｂが置かれている。２１ａ、２１ｂはそれぞれ加熱室１の上段と下段に設置された仕上がりを検知する検知手段であり、これら検知手段によって加熱室内における被加熱物７ａ、７ｂの加熱状況がモニターされる。また、２２は給電口である。
【００４０】
このような構成において、上段と下段の被加熱物７ａ、７ｂを同時に加熱させる場合を考える。
加熱室１内に設置された二つの載置台６ａ、６ｂの上にそれぞれ被加熱物７ａ、７ｂを載置した後、ドアを閉じて操作パネルより調理時間を設定し、調理をスタートさせると、高周波発振器３が稼動し、高周波が発振する。この高周波はアンテナ４からムーバ１７によって形状を変えられた導波管５を介し、給電口２２から加熱室１内に放射され、被加熱物７ａ、７ｂを直接照射するとともに、加熱室１の壁面で反射され、被加熱物７a、７ｂを間接照射する。
【００４１】
ここで仕上がりを検知する検知手段２１ａ、２１ｂによりそれぞれ加熱室１の上段と下段に載置された被加熱物の仕上がり状況は同時モニターされており、上段に載置された被加熱物６ａと下段に載置された被加熱物６ｂの仕上がり状況を比較している。
このため、例えば下段に載置されている被加熱物７ｂが上段に載置されている被加熱物７ａに比べて加熱不足の場合には、ムーバ１７を上に回転移動させ、導波管５経路と給電口を加熱室１の下方に導くようにし、上段に載置された被加熱物７ａより下段に載置された被加熱物７ｂに多量の高周波を照射させ、加熱不足を補い、上段と下段に載置された被加熱物７ａ、７ｂの仕上がりを同時に終了させることができる。
【００４２】
これによりユーザが上段と下段に載置された被加熱物７ａ、７ｂのそれぞれの加熱状況を見ながら先に仕上がった方を取り出し、残った方の調理時間を再設定してスタートさせるという手間のかかる作業が無くなり、利便性が向上する。
【００４３】
なお、上段に載置されている被加熱物７ｂが下段に載置されている被加熱物７ａに比べて加熱不足の場合は逆の動作となる。
また、仕上がり検知手段を各段に設けているが、加熱室内の適当な位置に一箇所設け、各段の仕上がり状況を見るように構成してもよい。
また、載置台が２段の場合について説明したが、これ以上の段数であっても同様である。
【００４４】
【発明の効果】
本発明に係る高周波加熱装置は、以上のように構成されており、以下に示す効果を有する。
【００４５】
加熱室の背面板壁に設けた給電口と繋がる導波管の壁の一部を可動壁とし、これを回転・移動させる駆動手段を設け、導波管と給電口の形状を同時に変化させるようにしたので、高周波を効率よく加熱室内に導入できるとともに、加熱室内の定在波分布を大幅に変更することが可能になり、加熱スピードを向上し、加熱ムラを低減することができる。
【００４６】
また、給電口を単数とし、可動壁は、給電口の形状と略一致する柱体で、高さは導波管の高さの断面における高さと略一致するように形成したムーバであって、このムーバを柱体の平らな側面が導波管の可動壁として機能するようにしたので、高周波を効率よく加熱室内に導入できるとともに、加熱室内の定在波分布を大幅に変更することが可能になり、加熱スピードを向上し、加熱ムラを低減することができる。
【００４７】
また、加熱室の底板と略平行に載置台を複数配し、各々に載置された被加熱物の加熱状況を検知する仕上がり検知手段を加熱室内に設け、仕上がり検知手段の信号に基づいて、駆動手段により適宜可動壁を回転もしくは移動させ、各々の被加熱物に対する高周波の照射を制御するようにしたので、複数の被加熱物の加熱を同時に終了することが可能となり、利便性の高い高周波加熱装置が得られる。
【００４８】
さらにまた、被加熱物の種類や形状に関する情報をもとに、高周波が被加熱物に対してムラなく、効率よく照射されるように可動壁を回転・移動させるようにしたので、加熱スピードを向上し、加熱ムラを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る高周波加熱装置の実施の形態１における要部の斜視図である。
【図２】  本発明に係る高周波加熱装置におけるムーバのもう一つの形態を示す斜視図である。
【図３】  本発明に係る高周波加熱装置の実施の形態２における要部の斜視図である。
【図４】  本発明に係る高周波加熱装置の実施の形態３における要部の縦断面図である。
【図５】  従来の高周波加熱装置における要部の縦断面図である。
【図６】  もう一つの従来の高周波加熱装置における要部の縦断面図である。
【符号の説明】
１  加熱室、１ａ  右側板、１ｂ  底板、１ｃ  左側板、１ｄ天井板、
１ｅ  背面板、１ｆ、２  給電口、３  高周波発振器、４  アンテナ、
５  導波管，５ａ  導波管、  ５ｂ  導波管、６  載置台、７  被加熱物、
８  ロータリプレート、９  モータ、９ａ  軸部、１０  給電口、
１１  給電口、１２  切替手段、１３  開口部、１４  開口、１５  円板、
１６  給電口、１７  ムーバ、１８  ムーバ、１９  モータ、
１９ａ  モータの回転軸、２０  給電口、２１ａ  仕上がり検知手段、
２１ｂ  仕上がり検知手段、２２  給電口
【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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