JP3615436B2 - 高周波加熱装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高周波加熱装置に関し、特に、マイクロ波を加熱室内にまんべんなく供給するための回転アンテナを備える高周波加熱装置に関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
図８は、従来の高周波加熱装置の一例である電子レンジ２００の全体構成を概略的に示す正面断面図である。図８を参照して、電子レンジ２００は、外装パネル２２２と、被加熱物２１７を収容する加熱室２１１と、被加熱物２１７を載置するテーブル２１９と、テーブル２１９に取付けられた回転軸２２０と、回転軸２２０を回転する回転モータ２２１とを備えている。
【０００３】
さらに図８を参照して、従来の電子レンジ２００は、高周波発振器の一例であるマグネトロン２１６およびマグネトロンアンテナ２１５と、導波管２１０と、放射アンテナ支持板２１４に固定された放射アンテナ２１３とを備えている。
【０００４】
電子レンジ２００は、加熱室２１１の側壁２１２に設けられた給電口２２３に面して導波管２１０を備えている。導波管２１０は、加熱室２１１の方向に円錐台形状に広がり、その一側面には、マグネトロン２１６が取付けられている。
【０００５】
マグネトロン２１６は、高周波発振用の電子管の一種であり、マイクロ波を発生させる。マグネトロンアンテナ２１５は、導波管２１０の一側面から導波管２１０内に突出した円筒状のアンテナである。放射アンテナ２１３は、マグネトロンアンテナ２１５の周囲に配置された円形平板状のアンテナである。放射アンテナ２１３は、加熱室２１１に供給するマイクロ波を拡散させ、その広がりを大きくするために、設けられている。
【０００６】
図８に示す電子レンジ２００において、導波管２１０は、加熱室２１１に近づくにつれてその断面積が大きくなるような円錐台形状を有している。これは、マグネトロンアンテナ２１５付近と加熱室２１１とのインピーダンス整合を図り、電子レンジ２００における加熱効率を向上させるためである。
【０００７】
しかしながら、図８に示すような導波管２１０では、ほぼ全体にわたって、マグネトロン２１６の発生させるマイクロ波の進行方向に垂直な断面の面積が変化している。このため、マグネトロン２１６と導波管２１０の位置関係が、上記のインピーダンス整合に大きく影響することになる。すなわち、図８の電子レンジ２００では、マグネトロン２１６の取付位置の誤差により、その加熱性能が影響を受け、その加熱性能が安定しない、という問題があった。
【０００８】
また、従来の高周波加熱装置には、図８の電子レンジ２００に、衛生上の理由等から、放射アンテナ２１３と加熱室２１１との間に、給電口２２３を覆うカバー（図８では省略）をさらに備えさせたものがあった。なお、このカバーは、通常、マイカ板等のマイクロ波を通す材料から構成されていた。
【０００９】
しかしながら、このようなカバーは、不透明であったため、放射アンテナ２１３が回転していなくとも、ユーザがそれに気づかずに、当該装置を運転させることがあった。
【００１０】
つまり、このようなタイプの高周波加熱装置でも、放射アンテナ２１３が回転していなくても、そのことが認識されずに運転されることがあったため、放射アンテナ２１３の回転の有無によって加熱性能が影響を受け、その加熱性能が安定しない、という問題があった。
【００１１】
以上説明した従来の高周波加熱装置では、いずれも、加熱むらを抑えるために放射アンテナを備えているにもかかわらず、肝心の、高周波発振器による加熱についての加熱性能が安定しないという問題があった。
【００１２】
本発明は、かかる実情に鑑み考え出されたものであり、その目的は、放射アンテナを備えながら、加熱性能の安定した、高周波加熱装置を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明にかかる高周波加熱装置は、マイクロ波を発生させることにより、被加熱物を加熱する高周波発振器と、被加熱物を収容する加熱室と、前記高周波発振器が発振したマイクロ波を拡散させる放射アンテナと、前記高周波発振器が発生させたマイクロ波を前記加熱室に導く導波管とを含み、前記導波管は、一端が前記高周波発振器に接続され、マイクロ波の伝播についてインピーダンスの変化しない第１の部分と、前記第１の部分の他端と前記加熱室に接続され、前記第１の部分との接続部分から前記加熱室との接続部分に向けて、マイクロ波の伝播についてインピーダンスが、前記第１の部分のインピーダンスに近いものから前記加熱室のインピーダンスに近いものに変化する第２の部分とを有し、さらに前記第１の部分には、横長の板状形状の反射板を、該反射板の長手方向が前記第１の部分の断面の長辺方向に沿うように配置することを特徴とする。
【００１４】
請求項１に記載の発明によると、高周波発振器は、導波管のインピーダンスの変化しない第１の部分に接続され、かつ、導波管は、高周波発振器と加熱室のインピーダンス整合を図ることができる第２の部分を有することになる。
【００１５】
これにより、高周波発振器の取付位置が多少ずれても、高周波加熱装置における加熱性能に影響を与えることはない。また、第２の部分でインピーダンス整合が図れるため、高周波加熱装置において、高周波発振器において発生するマイクロ波の、高周波発振器に反射する割合を下げることができる。したがって、高周波加熱装置において、放射アンテナを用いて加熱むらを抑えつつ、加熱性能を安定させ、さらに、加熱効率を向上させることができる。
【００１６】
また、より効果的に、導波管と加熱室のインピーダンス整合を図ることができ、高周波 発振器が発生させたマイクロ波が当該高周波発振器に反射することを、極力回避することができる。したがって、高周波加熱装置において、加熱効率を向上させ、かつ、高周波発振器の損傷を抑えることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の一実施の形態を説明する。
【００１８】
図１は、本実施の形態の電子レンジの分解斜視図である。なお、図１では、加熱室の内面を示すために、加熱室前に備えられたドアを省略している。
【００１９】
図１を参照して、本実施の形態の電子レンジは、加熱室１を備えている。また、当該電子レンジの外殻を覆うように、外装部１０が設けられている。また、電子レンジの前面の右端には、当該電子レンジを操作するための、操作パネル１２および調整つまみ１３が備えられている。
【００２０】
図２は、図１の電子レンジの外装部１０をはずした状態の右側面図である。
さらに図２を参照して、本実施の形態の電子レンジでは、加熱室１は、枠体１８により、その外殻を構成されている。そして、枠体１８の右側面であり、操作パネル１２の後方には、マグネトロン２が取付けられている。また、本実施の形態の電子レンジは、マグネトロン２の下方に、マグネトロン２に高電圧を供給するためのトランス１７を備え、マグネトロン２の後方には、マグネトロン２を冷却するためのファン１４を備えている。
【００２１】
加熱室１の右側の側面１９には、給電口１１が形成されている。マグネトロン２の発振するマイクロ波は、導波管３，給電口１１を介して、加熱室１内に供給される。なお、本実施の形態の電子レンジは、加熱室１内にまんべんなくマイクロ波を供給するために、放射アンテナ５を備えている。
【００２２】
放射アンテナ５は、給電口１１に取付けられる。なお、本実施の形態では、放射アンテナ５を覆うカバー１５が、放射アンテナ５とユニット化されて、加熱室１の側面１９に、取付けられる。
【００２３】
放射アンテナ５は、円形の外枠と、中心から６枚の板体の延びる本体部分とからなる。なお、本体部分の中心から延びる６枚の板体には、それぞれ、羽根部５０が取付けられている。羽根部５０は、上記の板体に対して、ほぼ垂直に取付けられている。
【００２４】
放射アンテナ５は、その中央部に孔が形成されている。また、カバー１５は、その中央部に、取付軸１５ａを有している。そして、取付軸１５ａに、座金５ａ，放射アンテナ５の中央部の孔，座金５ｂ，止め座金５ｃを順に嵌め込むことにより、放射アンテナ５とカバー１５をユニット化することができる。そして、ユニット化された後、カバー１５を、側面１９に取付けることにより、放射アンテナ５とカバー１５は、側面１９に取付けられる。ここで、カバー１５は、その外周部に設けられたつめを、側面１９に設けられた取付け角窓に挿入することにより、側面１９に取付けられる。なお、カバー１５は、側面１９にネジ止されることにより、側面１９に取付けられてもよい。このように、本実施の形態では、放射アンテナ５を、カバー１５とユニット化して側面１９に取付けることができるため、放射アンテナ５の取付けが、より容易になる。
【００２５】
なお、放射アンテナ５は、後述する機構により、回転させることができる。そして、本実施の形態の電子レンジでは、マグネトロン２による加熱調理の際に、放射アンテナ５を回転させて、マイクロ波を、加熱室１内に、より拡散させて供給しようとしている。カバー１５は、たとえばポリサルフォンのような、透明で、かつ、マイクロ波を透過させる物質より構成される。これにより、放射アンテナ５が回転すべき時に回転していなかったり、破損していたりした場合、ユーザは、それを視認し、早期に、放射アンテナ５の修理等をすることができる。
【００２６】
マグネトロン２は、その前方にダクト１６が取付けられ、その後方に風誘導部材４が取付けられている。ファン１４において発生する風は、風誘導部材４により、マグネトロン２に導かれた後、ダクト１６内を通って、加熱室１内に導かれる。枠体１８の、ダクト１６に覆われた部分には、吸気孔（後述する吸気孔２２）が形成されている。
【００２７】
図３は、マグネトロン２がどのように枠体１８に取付けられるかを説明するための、枠体１８およびマグネトロン２の側面図である。マグネトロン２は、枠体１８の右側面に取付けられている。マグネトロン２の下には、導波管３が取付けられている。導波管３は、直方体である矩形部３１と、円錐台形の円形部３２とを含む。
【００２８】
図４は、導波管３の構造を説明するための、枠体１８，放射アンテナ５，マグネトロン２および導波管３の正面図である。
【００２９】
マグネトロン２は、その下部に、マグネトロンアンテナ２１を備えている。そして、マグネトロンアンテナ２１は、矩形部３１内に、配置されている。そして、マグネトロンアンテナ２１から発振させるマイクロ波は、矩形部３１，円形部３２を順に通って、加熱室１に供給される。つまり、図４では、マイクロ波は、マグネトロンアンテナ２１を起点に、右から左に、伝播する。
【００３０】
矩形部３１は、マイクロ波の伝播に際して、インピーダンスが変化しない。すなわち、矩形部３１は、直方体であるので、図４の左右方向には、紙面に垂直な断面についての面積は変化しない。これにより、マグネトロン２の取付位置が多少ずれても、導波管３と加熱室１のインピーダンス整合に影響を及ぼすことがない。
【００３１】
一方、円形部３２は、その一端を矩形部３１に接続され、他端を加熱室１（枠体１８）に接続されている。円形部３２は、図４の右から左にいくほど、その断面積が広くなるような構造を有している。つまり、円形部３２は、図４の右から左にいくほど、そのインピーダンスが、矩形部３１に近いものから、加熱室１に近いものに変化することになる。
【００３２】
放射アンテナ５は、円形部３２の中に、位置している。また、円形部３２の側面の上部には、図４の奥側と手前側に、それぞれ、複数の孔が形成されている。そして、ファン１４から送られる風は、円形部３２の奥側の孔から、円形部３２内に導入され、放射アンテナ５の羽根部５０にあたって、放射アンテナ５を回転させた後、円形部３２の手前側の孔から円形部３２外に排出される。
【００３３】
また、本実施の形態の電子レンジでは、図４に示すように、矩形部３１の高さ中心と、放射アンテナ５の回転中心の高さ位置は、ずれている。具体的には、矩形部３１の高さ中心は、放射アンテナ５の回転中心の高さ位置よりも、高い所に位置している。これにより、マグネトロンアンテナ２１から矩形部３１を介して供給されるマイクロ波は、放射アンテナ５のより外周部分に、すなわち、放射アンテナ５が回転した場合、より単位時間あたりの移動量が多い場所に、多く誘導される。これにより、放射アンテナ５は、より激しく、加熱室１にマイクロ波を拡散させて供給できる。したがって、本実施の形態の電子レンジにおける加熱むらを、より確実に抑制できる。つまり、本実施の形態では、矩形部３１の、放射アンテナ５と対向する端部（図４であれば左端）により、導波管の中の放射アンテナに対向する部分である対向部が構成されている。
【００３４】
再び図２を参照して、上記したように、風誘導部材４は、ファン１４から送られる風を、マグネトロン２に導く。その一方、風誘導部材４は、ファン１４から送られる風を、放射アンテナ５に導くこともできる。ここで、風誘導部材４の構造を説明する。図５は、風誘導部材４の斜視図である。
【００３５】
風誘導部材４は、主に、上部にある上誘導板４１と、下部にある下誘導板４３と、上誘導板４１と下誘導板４３とをつなぐ接続枠体４７とからなる。下誘導板４３は、ファン１４の上部と対向し、垂直方向よりも少し、左上から右下に延びるような、傾斜を有した面で構成されている。下誘導板４３上には、ファン１４の外側から中心に向かうような傾斜を有した面を有する、振分け部材４２が備えられている。また、上誘導板４１と下誘導板４３との間には、分離板４４が設けられている。分離板４４により、上誘導板４１と下誘導板４３の間の空間は、マグネトロン２につながるマグネトロン導入口４５と、円形部３２および放射アンテナ５につながる放射アンテナ導入口４６に、区分けされる。そして、ファン１４から送られる風は、下誘導板４３上で、振分け部材４２により、マグネトロン導入口４５または放射アンテナ導入口４６に導かれる。これにより、ファン１４から送られる風によって、マグネトロン２を冷却することもできるし、放射アンテナ５を回転させることもできる。
【００３６】
図６は、加熱室１の右側の側面１９の正面図である。つまり、図６は、加熱室１の内部から側面１９を見た図である。
【００３７】
本実施の形態の電子レンジの前面（図６では右方）には、加熱室１を覆うドア９が設けられている。また、側面１９には、ダクト１６（図２参照）に対応する部分に、吸気孔２２が形成されている。なお、図６では、放射アンテナ５は破線で記載されているが、実際には、カバー１５が透明であるため、加熱室１の内部から放射アンテナ５は、視認可能である。
【００３８】
円形部３２の矩形部３１との接続面には、その中央よりも上方に、開口３２ａが形成されている。なお、開口３２ａ内には、矩形部３１に備えられた反射板３３が見える。ここで、反射板３３の構成について説明する。図７に、マグネトロン２，導波管３の断面図を示す。図６および図７を参照して、矩形部３１内部の上面および下面には、反射板３３，３４が備えられている。反射板３３，３４は、いずれも、水平方向に長辺を有する、つまり、横長（特に図６参照）の板状形状を有している。ここで、矩形部３１も、その断面が、横長の長方形となっている。これにより、本実施の形態では、反射板の長手方向は、導波管の断面である長方形の長辺の方向に沿っていることになる。
【００３９】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態の電子レンジの分解斜視図である。
【図２】図１の電子レンジの外装部をはずした状態の右側面図である。
【図３】図１の電子レンジの枠体およびマグネトロンの側面図である。
【図４】図１の電子レンジの枠体，放射アンテナ，マグネトロンおよび導波管の正面図である。
【図５】図２の風誘導部材の斜視図である。
【図６】図１の電子レンジの加熱室の右側の側面の正面図である。
【図７】図１の電子レンジのマグネトロン，導波管の断面図を示す。
【図８】従来の高周波加熱装置の一例である電子レンジの全体構成を概略的に示す正面断面図である。
【符号の説明】
１ 加熱室、２ マグネトロン、３ 導波管、４ 風誘導部材、５ 放射アンテナ、１４ ファン、２１ マグネトロンアンテナ、３１ 矩形部、３２ 円形部、３３ 反射板。

Claims (1)

1. マイクロ波を発生させることにより、被加熱物を加熱する高周波発振器と、
   被加熱物を収容する加熱室と、
   前記高周波発振器が発振したマイクロ波を拡散させる放射アンテナと、
   前記高周波発振器が発生させたマイクロ波を前記加熱室に導く導波管と、を備え、
   前記導波管は、
   一端が前記高周波発振器に接続され、マイクロ波の伝播についてインピーダンスの変化しない断面が横長の長方形の第１の部分と、
   前記第１の部分の他端と前記加熱室に接続され、前記第１の部分との接続部分から前記加熱室との接続部分に向けて、マイクロ波の伝播についてインピーダンスが、前記第１の部分のインピーダンスに近いものから前記加熱室のインピーダンスに近いものに変化する第２の部分とを有し、
   さらに前記第１の部分には、横長の板状形状の反射板を、該反射板の長手方向が前記第１の部分の断面の長辺方向に沿うように配置することを特徴とする高周波加熱装置。

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