JPH043639B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は、一般的には、導波管内のマイクロ波
伝播エネルギーの位相を変位させる装置に、より
特定的には、マイクロ波調理機器に応用されるマ
イクロ波エネルギー用移相装置に関する。

〔従来技術〕

電子レンジ（Microwave Oven）の調理用空
胴内のマイクロ波エネルギーの空間的分布状態の
不均一は、長い間、本器についての問題とされて
きたところである。

この問題解決については、一つの試みとして、
給電用導波管内に、移相回路を使用する方法があ
る。このような方法の一例として、本願と同一の
譲受人による米国特許4301347号がありここでは、
移相器は円偏波素子と組み合せて使用され、マイ
クロ波エネルギーは調理用空胴内に楕円偏波とし
て放射されるようになつている。ここに記述され
ている移相器は機械的な移相器で、導波管短辺面
に軸受け部を有するシヤフトに固定された共振ル
ープより成り、そのシヤフトはマグネトロン冷却
用の空気流により回転する、また、従来の電子式
位相器（固体素子によるもの、又はフエライトに
よるもの）の使用についても言及されている。

本願と同一譲受人による審査中の米国特許出願
（米国特許出願番号第411153号、1982年８月25日
受理、発明者バカノフスキー（Bakanowski）
他）においては、導波管に沿つてスロツト列が配
列され、導波管内に定在波についての第１位相関
係が存在するときは、スロツト列は実質的には定
常状態的な第１放射パターンを保持し、また、導
波管内に（定在波の）第２位相関係が存在すると
きは（スロツト列）は第２の放射パターンを保持
するようになつている。周期的に位相関係を変化
させ、調理用空胴内の放射パターンを切り換える
ために、移相手段が用いられている。バカノフス
キー（Bakanowski）等により使用された機械的
位相手段は、一つはソレノイドにより駆動された
プランジヤーを用いるもの、他の一つは回転自在
の導電性平面より成る翼状部材を用いるものであ
る。ここで前記プランジヤーは、導波管終端より
１／４波長のところに位置し、導波管内に挿入され
て短絡点を終端壁面からプランジヤーの位置まで
物理的に移動させる。また、前記翼状部材は導波
管長辺面と平行となるとき、定在波位相に及ぼす
影響は最少であるが、長辺面と垂直になるときに
短絡点を形成する。

バカノフスキー（Bakanowski）のシステムに
用いられたような機械式移相器は所望の移相特性
を提供するものではあるが、若干の望ましくない
特徴もある。金属性のプローブ又は翼状部材を物
理的に移動させることは導波管壁面と金属的に接
触し、又はこれと著しく接近することとなり、電
流アーク又は接触による磨耗を生ずるおそれがあ
る。

軸方向に移動する金属製の短絡装置は、導波管
の導電性壁面を実質上移動させるものであり、導
波管内の定在波の位相変位を選択的に変化させる
ことに使用することができる。しかし、電流アー
クの問題は、導波管側壁の内面において重大とな
り、特に典型的な電子レンジの導波管の形状で
は、高さ対幅の比が小さく、単位長さ当りに電圧
勾配が比較的高くなる結果となる。更に、金属と
金属との接触運動は比較的高い摩擦係数に打ち勝
つことが必要であり、相当の摩耗は避られない。
最後に、これにより得られた移相量は金属短絡装
置の軸方向変位量に相等しい。このようにして、
１／４波長の移相量を得るためには、短縮装置は1/4
波長に等しい距離を移動しなければならない。し
ばしば、このような変位には、複雑な移動手段が
必要となりまた、装置移動手段に適合するために
は、望ましい容積以上の容積が必要となることが
ある。

導波管内の位相を変えるために、管内に誘電体
を挿入することは周知の技術である。しかし、誘
電材料より比較的離れた導波管領域内での移相量
は、管内に誘電体が有るか無いかによつて定ま
り、誘電体の線路軸方向の相対的管内位置とは無
関係である。従つて、典型的な導波管内で誘電体
を線路軸方向に移動させても、誘電体より比較的
離れた導波管領域内では認め得る程度の移相量は
ないであろう。従つて、誘電体は、移動可能な金
属製部品に不可欠な電流アークの問題、摩擦及び
機械的摩耗の問題を避けることができるが、誘電
体を従来の形で使用することによつては、導波管
中で誘電体を移動させ、導波管内全長に亘つて定
在波の位相を選択的に変化させることができな
い。

マイクロ波調理機器内のエネルギー分布不均一
の問題解決における移相器利用の利点に着目し、
且つ、このような目的における既存の機械的移相
器の欠点を考慮すれば、低価格で、導波管中の定
在波の位相を選択的に変位させるための非金属の
可動部分を使用した機械的位相器の出現は極めて
望ましい。

〔発明の目的及び構成〕

従つて、本発明の目的は、所望の移相量が得ら
れる低価格の非導電性可動部分を有し、且つ機器
用導波管内の大電流アーク及び高電圧破壊の発生
を本質的に減少させるような、マイクロ波調理機
器用の移相器を提供することにある。

中空の矩形導波管内の定在波の位相を変化さ
せ、特にマイクロ波調理機器に応用される、改良
された移相器が提供されている。マイクロ波発生
源から遠い方の導波管端末に金属製分離部材を設
け、該部材は、これと隣接する導波管終端壁面か
ら、短辺面と平方に導波管内部へ向けて伸び、上
下の長辺面を電気的に結合させ、従つて、導波管
を２つの小導波管に分割すると共に、これら小導
波管は使用周波数において遮断特性を示すもので
ある。分離部材の先端は導波管の基準短絡点とな
る。可動部分は一対の誘電体プラグ（plug、導波
管の略々全断面積を栓状に満たす部材）より成
り、その各々は夫々小導波管内に収容され、一列
に並んで基準位置（ここで、プラグは小導波管内
に完全に収納される）から１又はそれ以上の移相
位置（ここでは、プラグは分離部材先端の前方に
マイクロ波発生源に向つて伸びる形となる）へ選
択な運動をする。定在波の移相量は、プラグが分
離部材の先端から前方に変位する量と共に直線的
に変化する。また、所望の移相量を得るために、
一列に並んだプラグを、小導波管内の基準位置と
相対的に選択的に運動させる手段が提供されてい
る。

〔実施例〕

特に、添付特許請求の範囲に示された発明（機
構及び内容に関する発明）の新規な特徴は、各図
面と関連してなされている以下の発明の詳細な発
明から、充分に理解され、評価されるであろう。

以下の説明では、本発明の移相器は、本発明を
特に効果的に利用する用途であるマイクロ波調理
用具における励起装置と組合せて図示されてい
る。図示の方法は本装置の有用性がその種の用途
に限定されるように示唆することを意図するもの
ではない。第１図から第４図を参照すると、１０
でマイクロ波オーブンが示されている。外部のキ
ヤビネツトは上壁及び下壁１２，１４と、後壁１
６と、２つの側壁１８，２０と、部分的に蝶番支
持されるドア２２および制御パネル２３によつて
部分的に形成された前壁を有する。外部キヤビネ
ツト内の空間は調理用空胴２４と制御部２６に分
割されている。調理用空胴２４は導電性上壁２８
と、導電性下壁３０と、導電性側壁３２，３４
と、キヤビネツト壁１６である導電性後壁と、ド
ア２２の内面３６によつて形成される前壁を有す
る。空胴２４の公称寸法は幅40.54cm（16イン
チ）、高さ34.64cm（13.67インチ）、深さ33.98
（13.38インチ）である。

「ピロセラム」（Pyroceram）あるいは「ネオ
セラム」（Neoceram）という商標で商業的に入
手できるような材質のマイクロ波侵透誘電体材料
の支持板３７がキヤビネツトの底壁１４に実質的
に平行な空胴２４の下方領域に位置している。支
持板３７は、空胴２４で加熱される食料物を支持
する手段を提供する。空胴２４を取り囲む支持板
３７は支持部材３８で支持されている。支持部材
３８は空間側壁３２，３４に沿つて前後に且つ底
壁３０と側壁３２，３４の前後のうちに沿つて間
隔を有する小さな孔（図示せず）を通つて突出す
る伸縮可能なタブ（図示せず）によつて底壁３２
幅方向に固定されている。

空胴２４のマイクロ波エネルギー源は制御部２
６に設けられているマグネトロン４０である。マ
グネトロン４０は、家庭用壁面リセプタクルから
利用できる120V交流電源のような適当な電源
（図示せず）に接続された場合、その出力プロー
ブ４２において約2450メガヘルツの中心周波数を
有する。マグネトロン４０に関して、ブロアー
（図示せず）がマグネトロン冷却フアン４４に冷
却気流を提供する。制御部２６の前面開口は制御
パネル２３によつて閉塞されている。完成したマ
イクロ波オーブンにとつて他の多くの部品が必要
になるが、図示説明を明瞭にするため、本発明を
適当に理解するのに必要な部品だけが示され、説
明されている。そのような他のエレメントは従来
から存在し、当該技術分野の者にとつて周知であ
る。

マイクロ波エネルギーは導波管を介してマグネ
トロン４０から調理空胴２４へ供給される。導波
管は、水平に伸びる上部の給電分岐あるいは給電
部４６と、垂直に位置する側方分岐あるいは側方
部４８と、底の給電分岐５０を有する。底の給電
分岐５０は調理空胴２４の底を横切つて水平方行
に伸びた底部５１と側壁３４を部分的に越えて垂
直に伸びた終端部５２を有する。

導波管部４６，４８，５０はTE₀₁モードにお
いて2450メガヘルツのマイクロ波エネルギーを伝
播するように寸法的に設計されている。これは導
波管部の幅（オーブンの前後の寸法）を1/2管内
波長よりも大きく、１管内波長よりも小さくし、
導波管部の高さ（隣設する空間壁に垂直に突出す
る寸法）を1/2管内波長以下にすることによつて
実現される。図示の実施例では、導波管部４６，
４８，５０の高さは公称1.90cm（0.75インチ）で
あり、幅は公称9.30cm（3.66インチ）である。

導波管の上方分岐４６は調理用空胴２４の上壁
２８に溶接の如き適当な手段によつて取り付けら
れる一般にＵ字状の断面を有する延長部材５４に
よつて形成されている。導波管分岐４６は壁２８
に位置する２つの供給孔５６を有し、それを介し
てマイクロ波エネルギーは調理用空胴２４の上方
領域に伝達される。開孔部５６は導波管部４６の
軸方向に平行に伸びている。

導波管部４６はマグネトロン４０の方向に空胴
２４を越えて伸びる部分５８，６０を有し、プロ
ーブ４２を起源とするマイクロ波エネルギーの励
振領域として作用する領域６１を形成している。
導電性壁６０は導波管領域６１の短絡終端として
作用し、プローブ４２と約1/6管内波長の間隔を
有することが従来より知られている。

導波管の側方分岐４８は調理空胴の側壁３２の
中心を垂直方向に伸び、マグネトロン４０からの
マイクロ波エネルギーを導波管の下方給電分岐５
０へ結合するように作用する。導波管分岐４８は
空間側壁３２と、一般にＵ字状の断面を有して側
壁３２に取り付けられる適当なフランジを有する
延長部材６２によつて形成されている。導波管部
４８からのエネルギーを導波管部５０に効率的に
結合させるために導波管部４８の下方端において
壁部４９によつて直角に曲げられている。

マグネトロン４０のプローブ４２に近設する励
振領域６１からのマイクロ波エネルギーは、導波
管部４６，４８の間で安定した電力を分割するよ
うに作用する二分枝体８０によつて両導波管部４
６，４８間に分けられる。二分枝体８０は導波管
部４６，４８および励振領域６１を有する３つの
導波管部の接合部に位置する。水平に伸びる分割
器８２の上方面８１と段部８３を有する二分枝体
８０の上方部分は、最大電力の伝達が得られるよ
うに、導波管部４６のインピーダンスを励振領域
６１へ効率的に整合させる1/4波長変成器として
機能する。この目的のために、上方面８１の水平
長は1/4管内波長である。断部８３の高さは、従
来の1/4波長変成器の設計に基いて導波管部４６
と励振領域６１の高さの関数として選定されてい
る。二分枝体８０の下方部は８４において一体に
される縁部を有し、それによつて導波管側部４８
と適当に整合をとる。

底部給電導波管部５０の水平方向に伸びる導波
管部５１は上方導波管部４６の下方の空胴２４の
底壁３０の中心を水平に横切つて伸び、導波管側
部４８をほぼ横切つて側壁３４の一部上方まで伸
びる垂直端５２で終端している。

底部導波管部５１は調理用空胴２４の底壁３０
の中心平坦部７０に取り付けられるＵ字状の断面
部材６８より構成される。Ｕ字状の部材６８は上
壁７２を有し、上壁７２は、底壁３０の平坦部７
０とともに、平行に対面する広辺面と、広辺面７
２，７０を結合する平行に対面した狭辺面を提供
する調理用空胴２４の底壁３０に向つて下方に伸
びる一体の側壁７４を提供する。側壁７４は、溶
接のような従来の方法で、底壁３０に対する取り
付けを容易にする適当なフランジ７６を有する。
導波管部５１の開放端６４は側方分岐４８と通じ
てマイクロ波エネルギーを受ける。導波管部５１
の反対端は垂直方向に伸びる端部５２へエネルギ
ーを効率的に結合するため壁部６６によつて直角
に曲げられている。

第３図にもつともよく示されているように、導
波管部５０の上方壁７２は８８で示される放射孔
のアレイを有している。放射孔８８は導波管内に
発生する電界の定在波の位相関係に依存しながら
調理用空胴２４内に実質的に静止した異なつた放
射パターンを提供するように配置されている。本
発明による移相器は導波管５０の定在波の位相関
係を変えるように採用されており、それによつて
調理面における導波管５０からの放射パターンを
変える。

従来技術のところで簡単に述べたように、導波
管内へ単一の誘電体スラブを挿入すると、伝搬定
在波の位相が変化する。しかし、一旦挿入される
と、導波管内でスラブを移動させたとしても、誘
電体スラブから比較的遠い、すなわち約1/2管内
波長の位置の導波管領域では定在波の位相は変化
しない。しかし、導波管の端部を２つの小導波管
に分割する導電性分離部材で導波管を終端させる
ことによつて、導波管の主伝播モードを阻止する
モードフイルターとして本質的に機能し、且つ小
導波管の各々に一対の誘電体プラグを挿入して導
波管軸方向に並列にプラグを移動させると、分離
部材の始端に対してプラグが前方に移動すると線
形に且つ１以下の比例乗数で位相を変化させるこ
とがわかつた。

本発明の移相器は、導波管５０の領域５２で実
施される。導波管領域５２は狭辺面９４，９６に
平行した領域５２の壁端９２から内方に伸びる金
属分離部材あるいは分割壁９０によつて終端し、
導波管部５２の端部を２つの小導波管９８，１０
０に分割する。分離部材９０は、溶接のような適
当な低抵抗接続手段によつて対面する広辺面１０
２および壁面３４の一部である広辺面１０４と、
導波管部５２の壁端９２とに接続され、それらの
間に低抵抗電気的接続を与える。上述されたよう
に、導波管部４６，４８，５０は基本TE₀₁モー
ドを伝播するために選定されている。分離部材９
０によつて形成される小導波管９８，１００の幅
はTE₀₁モードを伝播しないように狭くなつてお
り、従つて2450メガヘルツの動作周波数で遮断特
性をあらわす。

導波管通路でマグネトロン４０に一番近いエツ
ヂ部となる分離部材９０の低インピーダンスの始
端１０６は、導波管部５０に短絡終端基準点を与
える。壁端９２から始端１０６までの分離部材の
長さが1/4から1/2管波長の範囲に入ると、満足す
べき結果が得られていることが実験的にわかつ
た。

一対の誘電体プラグあるいは誘電体ブロツク１
０８，１１０は、導波管部５２内で軸方向に並列
移動できるように、各々小導波管９８，１００内
に移動できるように設けられている。図示される
実施例において、プラグはテトラフルオロエチレ
ン（テフロン）によつて構成される。他の案とし
て、もし非導電性材料が4.2以上の誘電体定数を
有するとすれば、他の従来型の非導電性材料が容
易に使用される。プラグが対応する小導波管内に
充分挿入されたときプラグ１０８，１１０が容易
にスライドするのに必要な間〓（クリアランス）
をもつて小導波管を実質的に充たすように形状が
決められる。そのように挿入されるとき、プラグ
１０８，１１０の露出面１１２，１１４は分離部
材９０の始端１０６と実質的に一線になる。第５
図に示されるプラグの位置（以下第１位置と称
する）では、プラグは導波管５０の定在波に対し
て実質的に移相効果を有さず、導波管内の定在波
は分離始端１０６の物理的位置によつて決定され
る。

簡単に上述したように、導波管内の定在波の移
相はプラグを始端１０６に対して前方に変位させ
ると、１以下の比例定数で線形に変化することが
わかつている。図示の実施例では、比例定数は
0.3〜0.4の値であることが判つた。要求される変
位が小さくなるとストロークの小さなソレノイド
アクチユエータあるいは小さなカムのカム駆動構
成を使用することができるので、本発明の少し驚
くような結果が、特にスペースに制限がある構造
において有意義な効果をもたらす。

ここでは、プラグ１０８，１１０の表面１１
２，１１４が各々始端１０６の前方に、すなわち
始端１０６よりも導波管内のマグネトロン４０に
近い方に位置するようにプラグを位置させること
を前方変位と称する。従つて、本発明による導波
管部５０内の定在波の位相関係は始端１０６に対
する誘電体プラグの適当な前方変位によつて選択
的に変化させられる。図示の実施例では、零移相
の放射パターンを形成するためと、1/4管内波長
だけ位相を変える時の第２のパターンを形成する
ためにスロツトが設けられている。1/4管内波長
の所望の移相を提供するためにプラグ９８，１０
０の所定の位置が決められ、その位置ではプラグ
は始端１０６から充分に前方に変位して1/4管内
波長の移相をもたらす。図示の実施例では、1.52
cm（0.6インチ）だけ変位すると、希望する1/4管
内波長（4.06cm（1.6インチ））の移相を提供する
のに充分であることがわかつている。プラグ９
８，１００の第２のこの位置は第５Ｂ図に示され
ている。

導波管５０内の定在波の位相を選択的に変える
ために、選択的あるいは周期的にプラグ１０８，
１１０を移動させる図示実施例の手段を以下説明
する。主駆動器はモータ取付ブラケツト１１８で
空間側壁３４の外表面に支持される電気タイマー
モーター１１６である。取付ブラケツト１１８は
溶接のような適当な手段で壁面３４に固定され
る。モータ１１６はネジ１２０によつてブラケツ
ト１１８に固定される。モータ駆動軸１２２はギ
アハウジング１２８内に収納された通常のギア列
（図示せず）によつて偏芯カム１２６の駆動軸１
２４に駆動的に結合されている。プラグ駆動ロツ
ド１３０，１３２は壁端９２の孔１３６，１３８
を通つて各々突出し、プラグ１０８，１１０に設
けられた孔１４０，１４２に接着剤等を使用して
適当に固定される。プラグ駆動軸１３０，１３２
を結合する帯バー１３４はプラグ駆動軸１３０，
１３２のひとつを取り囲む一対の圧縮バネ１４４
によつて偏芯カム１２６とカム係合する方向に付
勢されている。カム１２６はプラグの希望する移
動パターンを提供するように形状が決められてい
る。図示の形状は比較的長い期間にわたつて第５
Ａ図、第５Ｂ図に示される第１及び第２の位置に
プラグを安定させることを可能にし、且つカムが
定速で回転するとき、比較的迅速に両者の間で相
対的に移動させる。モータ１１６は連続的に付勢
されて第１及び第２の位置の間でプラグ１０８，
１１０を連続的に移動させるか、あるいは間隔的
に付勢されて特定の位置に希望する時間だけ位置
させる。所定の各位置における所定の滞在時間は
適当な遊休時間ギアの結合によつて提供される。

タイマーモータを使用するとプラグの変位によ
る位相の線形変化を効果的に、かなり弾力的に使
用することができる。しかし、プラグを移動させ
るのに多くの他の手段が使用できる。例えば、２
つの異なつた位置の間で移動することが望まれれ
ば、ソレノイドのプランジヤーがプラグを選択的
に位置させるために容易に使用できる。

マイクロ波オーブン１０で図示実施されている
本発明の有用性をもつと充分に理解するために、
導波管部５０の放射孔の構成をより詳細に以下説
明する。電界は導波管部５０の上壁及び底壁の間
で導波管部５０内に存在し、その電界は定在波と
して特徴付けられる。この定在波は導波管内の基
準点に対して定在波の節点の位置か、あるいは、
最大電界位置に関して定義されるある位相関係を
有する。図示の実施例では、この基準点は分離体
９０の始端１０６によつて提供される短絡基準点
である。始端１０６によつて提供される底壁フイ
ード導波管部５０の短絡終端の１つの効果は始端
１０６における定在波の節点あるいは最小電界点
を達成することである。これは導波管５０におけ
る定在波の第１の位相関係を定義する。この関係
が導波管内に存在すると、導波管５０におけるス
ロツトの特定の組合せが調理空胴２４における第
１の放射パターンを放射させるように励振され
る。定在波の移相が位相関係を変化させる。1/4
管内波長だけ移相させると、導波管内に第２の位
相関係が実現させる。この第２の位相関係が導波
管部５０内に存在すると、スロツトの異なつた組
合せが調理空胴２４に第２の放射パターンを放射
させるように励振させる。

再び第３図を参照して、２つの異なつた放射パ
ターンを提供する放射孔９０の構成を以下説明す
る。図示実施例の孔８８は一連のスロツトとして
構成されている。すなわち、スロツトの長さ方向
の軸は導波管部５０における波伝搬方向に対して
横切る方向に向けられている。スロツトの寸法は
放射室に沿つてエネルギーを均一に分布し、且つ
所定のインピーダンス整合を提供するように選定
される。具体的にいうと、スロツト長は非共振ス
ロツトを提供するように実質的に1/2管内波長以
下に選定された。これによつて、導波管部５０の
入口に一番近いスロツトから主として放射される
ことがなくなり、導波管部５０の長手に沿つて比
較的均一にエネルギーが分布される。

スロツト８８はＡ及びＢで示される２つの互い
違いの列に配置されている。各列内では、スロツ
ト間の横方向の間隔は1/4管内波長である。スロ
ツトＡ−１は始端１０６から１管内波長のところ
に位置している。従つて、列Ａの全てのスロツト
は始端１０６から1/4管内波長の整数倍の位置に
置かれる。導波管部５０が始端１０６における短
絡によつて、すなわち第１の位置のプラグ１０
８，１１０によつて終端すると、スロツトＡ−
１，Ａ−３，Ａ−５、及びＡ−７は一連のスロツ
トの最大電力結合点に相当する最小電界点あるい
は定在波の節点に中心を置き、一方、スロツトＡ
−２，Ａ−４及びＡ−６は一連のスロツトの最小
電力結合点に相当する最大電界点に位置する。導
波管部５０における定在波の位相が1/4管内波長
だけ移相されると、この状況が反転してスロツト
Ａ−２，Ａ−４、及びＡ−６が最大電力結合点に
中心を置き、スロツトＡ−１，Ａ−３，Ａ−５、
及びＡ−７が最小電力結合点に位置する。

スロツトＢ−１は始端１０６から7/8管内波長
のところに位置する。その結果スロツトＢ−１〜
Ｂ−７は壁端６０から1/8導波管波長の奇数倍の
ところに各々位置させられる。従つて、スロツト
Ｂ−１〜Ｂ−７は各々1/2電力結合点、すなわち
第１あるいは第２の位相関係が導波管部５０に存
在するとき隣接する最大最小の電力結合点の中間
点に位置する。

第６図〜第８図は図示実施例のオーブン用調理
面におけるエネルギー分布パターンを示すスケツ
チであり、第６図及び第７図は第１及び第２の位
相関係の導波管部５０からの調理面におけるエネ
ルギー分布をあらわしている。各図のハツチング
領域は比較的高いエネルギー密度の領域を表す。
調理面におけるこれらの放射パターンは列Ｂのス
ロツトからの放射と最大結合点に位置する列Ａの
スロツトとの干渉の結果である。もつと具体的に
いうと、列Ａの最大電力点からの放射は列Ｂのす
ぐとなりの1/2電力点のスロツトからの放射と干
渉して各３つのスロツト群上の調理面において高
いエネルギー密度の領域を形成する。

第６図はプラグ１０８，１１０が第１の位置
（第５Ａ図）にあるときの基本放射パターンを示
す。領域０−１はスロツトＡ−１とＢ−２の放射
によつて形成され、領域０−２はスロツトＡ−
３，Ｂ−３及びＢ−４からの放射によつて形成さ
れ、領域Ｏ−４はスロツトＡ−７及びＢ−７から
の放射によつて形成される。第７図はプラグ１０
８，１１０が第２の位置（第５Ｂ図）にあるとき
の放射基本パターンを示す。定在波の位相は1/4
管内波長だけ移相され、その結果高密度の領域Ｓ
−１はスロツトＢ−１からの放射によつて形成さ
れ、領域Ｓ−２はスロツトＡ−２，Ｂ−２、及び
Ｂ−３からの放射によつて形成され、領域Ｓ−３
はスロツトＡ−４，Ｂ−４、及びＢ−５からの放
射によつて形成され、領域Ｓ−４はスロツトＡ−
６，Ｂ−６、及びＢ−７からの放射によつて形成
される。第１及び第２の位置の間でプラグ９８，
１００を周期的に移動することによつて調理面に
おける放射パターンは第１及び第２のパターンに
切換えられる。

図示された実施例において、スロツトアレイは
主として２つの放射パターンを提供するために配
置されているけれども、本発明の移相器は２つの
相反する位置の間の位相の線形変化を提供するこ
とから、位相が1/8管内波長だけ移相されるとき、
すなわちプラグが第１及び第２の位置の間の中間
点にあるときスロツトＢ−１〜Ｂ−７は最大電力
結合点に位置することになる。従つて、プラグの
変位はモータ１１６の適当な断続付勢によつて制
御されて３つの位置、すなわち前述された第１及
び第２の位置、及び２つの位置の間の第３の中間
点の位置においてポーズ（pause）を提供するこ
とができる。この第３の位置においては、ポーズ
期間中に導波管内において第３の位相関係を実現
し、それによつて第３の放射パターンをもたら
し、交互のＢスロツトは主放射器として、また隣
接するＡスロツトは1/2電力結合点に位置する。

連続する位相角の範囲にわたつて定在波の位相
を制御する本発明移相器により提供される機能に
基くと、開回路と閉回路終端の間で切換えること
によつて1/4管内波長の移相を提供する従来の機
械的移相器以上に、導波管内の定在波の位相の関
数として選択励起用スロツトアレイを構成する際
により大きな柔軟性を与えることができる。

ここで、図示説明された具体的な実施例はマイ
クロ波調理用オーブンと本発明の移相器を組み込
んだけれども、本装置は方形導波管における定在
波にとつて線形移相の機能を提供する手段を必要
とする他の用途に容易に適応できることが理解さ
れる。加えて、当該技術分野の者にとつて多くの
修正と変形を容易に行うことができる。従つて、
前述した特許請求の範囲はそのようなすべての修
正と、本発明の真の精神と、その範囲内に入る変
形をカバーしようとするものであることを理解さ
れたい。

【図面の簡単な説明】

第１図……電子レンジの概念的前面図。第２図
……第１図の線２−２に沿つて切断した電子レン
ジの前面切断面。第３図……第２図の線３−３に
沿つて切断し、底部導波管のスロツトの詳細を示
すために一部を取り除いた断面図。第４図……電
子レンジの区分を部分的に詳細に説明するため
に、その一部を取り除いた側面図。第５Ａ、及び
第５Ｂ図……電子レンジの移相装置を、説明のた
めに一部を取り除いて示した第４図の機構を示す
拡大図。Ａ，Ｂはそれぞれ本装置の第１位置及び
第２位置に対応する。第６図……移相装置が第１
位置にあるとき、底部導波管よりの放射パターン
を調理面上において示す説明図。第７図……移相
装置が第２位置にあるとき、底部導波管よりの放
射パターンを調理面上において示す説明図。第８
図……第７図の放射パターンを第８図の放射パタ
ーンの上に重ね、両パターンの合成を示す説明
図。 符号の説明、１２……上部壁面、１４……下部
壁面、１６……背部壁面、１８，２０……側部壁
面、２２……ドア、２４……調理用空胴、２６…
…制御区間、２８……導電性頭壁面、３０……導
電性底部壁面、３２，３４……導電性側部壁面、
３６……ドア内面、３７……支持プレート（調理
面）、３８……支持部材、４２……プローブ、４
６……頭部給電用分岐（又は区間）、４７……側
部分岐（又は区間）、４８……底部給電用分岐
（又は区間）、５１……底部区間、５２……終端分
岐、５４……長尺部材、５６……結合開口面、
（スロツト）、５８……６１の１部分、６０……導
電性壁面、６１……励振面積、６２……長尺部
材、６４……開放端、６５……終端部壁面、６６
……壁面部分、６８……Ｕ形部材、７０……３０
の平坦区間、７２……５０の上部壁面、７４……
組合された側部壁面、７６……フランジ、８０…
…２分割部材、８１……８２の上面、８２……分
離部材、８３……ステツプ、８６……Ｕ字形断面
部材、８８……放射開口面（スロツト）の列、９
０……分離壁面、９２……５２の終端壁面、９
４，９６……導波管短辺壁面、９８……１００…
…５２の小導波管、１０２，１０４……５２の長
辺壁面、１０６……９０の低インピーダンス先端
部、１０８，１１０……誘電体プラグ（又はブロ
ツク）、１１２，１１４……誘電体プラグ端面、
１１６……モーター、１１８……モーター取附用
ブラケツト、１２０……ネジ、１２２……モータ
ーの駆動シヤフト、１２４……１２６の駆動シヤ
フト、１２６……偏心カム、１２８……ギヤハウ
ジング、１３０……プラグ駆動用ロツド、１３６
……結合部材、１３８，１４０……１０８，１１
０にあけられた孔。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 平行に対向する一対の短辺面により結合され
   た、平行に対向する一対の長辺面により構成さ
   れ、ここに予め定められたマイクロ波エネルギー
   伝播モードを支持するように周辺形状を形成さ
   れ、且つその一端において外部エネルギー源より
   マイクロ波エネルギーを受け取り、定在波状の電
   界パターンにより特徴附けられる内部電界を確立
   するように前記一端を構成された、一般には矩形
   状断面を有する中空導波管内を伝播するマイクロ
   波エネルギーの移相装置において、 前記導波管の他の一端において、短辺面と平行
   に前記導波管内部に伸長するように形成され、且
   つ上下の長辺面を電気的に接続し、これにより前
   記導波管を２箇の小導波管に分割し、前記小導波
   管は、各々の幅が予め定められた伝播姿態を支持
   するのに不充分であり、且つその先端部が前記導
   波管の前記一端に向けて配置され、該先端部が導
   波管の短絡点を確定する分離部材と、 一対の誘電体プラグであつて、各々が前記小導
   波管の夫々の中に取り附けられ、前記分離部材の
   前記先端部に対し相対的に、軸方向に該一対が揃
   つて移動し、且つ、前記先端部に対し相対的に前
   記導波管の前記一端に向かう前方変位により、前
   記定在波の位相を実質的に直線的に変化させる、
   一対の誘電体プラグと、 前記誘電体プラグを前記先端部に対し相対的に
   移動させて、導波管内の定在波の電界分布パター
   ンの位相を変位させるプラグ移動手段とを有する
   ことを特徴とする、マイクロ波エネルギー用移相
   装置。 ２ 前記プラグ移動手段は、前記プラグを、前記
   分離部材の前記先端部と同一平面上にある第１位
   置と、前記導波管の前記一端に向かつて前記先端
   部よりも前方の第２位置との間を周期的に揃つて
   移動させ、これにより、導波管内の定在波電界パ
   ターンの位相を周期的に変位させる手段を有する
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のマ
   イクロ波エネルギー用移相装置。 ３ 前記プラグの前記前方変位の変位量と定在波
   の移相量との比は１以下であることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載のマイクロ波エネルギ
   ー用移相装置。 ４ 前記第２位置と前記第１位置の間隔は導波管
   内に管内波長の４分の１の移相量を生ぜしめるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第２項記載のマイ
   クロ波エネルギー用移相装置。 ５ 前記小導波管が実質的に同じ幅を有し、前記
   第１位置の前記プラグが前記小導波管を実質的に
   充たすことを特徴とする特許請求の範囲第２項記
   載のマイクロ波エネルギー用移相装置。 ６ 平行に対向する一対の短辺面により結合され
   た、平行に対向する一対の長辺面により構成さ
   れ、ここに予め定められたマイクロ波エネルギー
   伝播モードを支持するように周辺形状を形成さ
   れ、且つその一端において外部エネルギー源より
   マイクロ波エネルギーを受け取り、定在波状の電
   界パターンにより特徴附けられる内部電界を確立
   するように前記一端を構成された、一般には矩形
   状断面を有する中空導波管内を伝播するマイクロ
   波エネルギーの移相装置において、 前記導波管の他の一端において、短辺面と平行
   に前記導波管内部に伸長するように形成され、且
   つ上下の長辺面を電気的に接続し、これにより前
   記導波管を２箇の小導波管に分割し、前記小導波
   管は使用周波数において遮断特性を有し、且つそ
   の先端部において前記導波管の短絡点を供給する
   分離部材と、 その各々が前記小導波管の夫々一方に受け入れ
   られ、前記小導波管から前記導波管の内部に向つ
   て揃つて移動し、且つ、導波管中の定在波の位相
   は前記先端部よりのその相対的変位量の関数とし
   て変化するような一対の誘電体プラグと、 前記プラグを前記小導波管より前記導波管内部
   へ向けて選択された位置に、揃つて移動させる手
   段とを有することを特徴とするマイクロ波エネル
   ギー用移相装置。 ７ 前記導波管内の定在波の位相は、前記プラグ
   が前記小導波管から前記導波管内へ移動するにつ
   れて、移動量の移相量に対する比が１以下の値を
   もつて、実質上直線的に変化することを特徴とす
   る特許請求の範囲第６項記載のマイクロ波エネル
   ギー用移相装置。 ８ 前記分離部材の前記導波管内へ伸長する長さ
   は、管内波長の1/4から1/2の範囲にあることを特
   徴とする特許請求の範囲第６項記載のマイクロ波
   エネルギー用移相装置。 ９ 前記誘電体を選択された位置に移動させる手
   段は、前記プラグが前記小導波管内に実質的に収
   容される第１位置と、前記プラグが前記小導波管
   より前記導波管内に予め定められた距離進入した
   第２位置との間を、前記プラグを移動させること
   を特徴とする特許請求の範囲第７項記載のマイク
   ロ波エネルギー用移相装置。 １０ 前記第１位置から前記第２位置への移動
   は、定在波の位相を４分の１管内波長変位させる
   ことを特徴とする特許請求の範囲第９項記載のマ
   イクロ波エネルギー用移相装置。 １１ 調理用空胴の１壁面に沿つて伸長する中空
   矩形状の給電用導波管と、前記導波管の一端に結
   合して前記導波管の対向する壁面間に予め定めら
   れた定在波パターンにより特徴づけられた界を確
   立するマイクロ波エネルギー源を有し、該導波管
   はその中に予め定められた伝播モードを支持する
   ように周辺形状を形成され、また、導波管内の定
   在波の位相変化の関数として変化する空胴内の放
   射パターンを支持する、導波管の長さ方向に沿つ
   て形成され、離隔的に配列された、複数の開口部
   の列を有し、且つ、定在波の位相を選択的に変化
   させて、異なつた複数の放射パターンを選択的に
   放射させる手段を有する型のマイクロ波調理用空
   胴の励振システムにおいて、 前記定在波の位相を選択的に変化させる手段
   は、 導波管の他の端部の近傍に形成され、矩形導波
   管の短辺面と平行に伸長し、その上下の長辺面を
   電気的に接続して、これにより導波管を２個の小
   導波管に分割する分離部材を有し、ここで各小導
   波管の幅は予め定められた伝播姿態を支持するの
   に不充分であり、前記分離部材は導波管の前記一
   端の方向を向いた先端部を有し、前記先端部は導
   波管の短絡部を確定し、 前記小導波管の夫々一方の内に取り付けられ
   て、前記先端部に対し相対的に揃つて移動する一
   対の誘電体プラグを有し、ここで、前記定在波の
   位相は前記移動の量の関数として変化し、且つ、 前記先端部に対して相対的に、前記誘電体プラ
   グを選択された位置に移動させ、これによつて、
   導波管内の定在波の位相を変位させる手段を有す
   ることを特徴とする、マイクロ波調理用空胴の励
   振システム。 １２ 前記定在波の位相は、前記プラグが前記マ
   イクロ波エネルギー源へ向けて前記先端部に対し
   相対的に移動することにより直線的に変化し、前
   記移動の量の前記位相変化の量に対する比が１以
   下であることを特徴とする特許請求の範囲第１１
   項記載のマイクロ波調理用空胴の励振システム。 １３ 前記プラグは、前記導波管の内部にその面
   を向けた前記各プラグの一の面が前記先端部と同
   一平面上になる第１位置と、前記一の面が前記先
   端部に対し前方に位置する第２位置との間を移動
   可能であり、これにより、導波管内に４分の１管
   内波長の移相量を生ぜしめることを特徴とする特
   許請求の範囲第１１項記載のマイクロ波調理用空
   胴の励振システム。 １４ 調理用空胴の１壁面に沿つて伸長する中空
   矩形状の給電用導波管と、前記導波管の一端に結
   合して前記導波管の対向する壁面間に予め定めら
   れた定在波パターンにより特徴づけられた界を確
   立するマイクロ波エネルギー源を有し、該導波管
   はその中に予め定められた伝播モードを支持する
   ように周辺形状が形成され、また、導波管内に第
   １位相関係が存在するときは前記空胴内に第１放
   射パターンを支持し、導波管内に第２位相関係が
   存在するときは前記空胴内に第２放射パターンを
   支持する、導波管の長さ方向に沿つて形成され、
   離隔的に配列された、複数の開口部の列と、定在
   波の位相を第１および第２位相関係の間で周期的
   に変位させる手段を含む型のマイクロ波調理用空
   胴の励振システムにおいて、 前記定在波の位相を周期的に変位させる手段
   は、 導波管の他の端部の近傍に形成され、矩形導波
   管の短辺面と平行に伸長し、その上下の長辺面を
   電気的に接続して、これにより導波管を２個の小
   導波管に分割する分離部材を有し、ここで各小導
   波管の幅は予め定められた伝播姿態を支持するの
   に不充分であり、前記分離部材は導波管の前記一
   端の方向を向いた先端部を有し、前記先端部は導
   波管の短絡部を確定し、 前記小導波管の夫々一方の内に取り付けられ、
   第１位置と第２位置の間で、前記第１位置の前方
   をマイクロ波エネルギー源に向かい、揃つて移動
   する一対の誘電体プラグを有し、ここで、前記第
   １位置は導波管内の定在波に第１位相関係を生ぜ
   しめる短絡点を提供し、前記第２位置は第２位相
   関係を生ぜしめる短絡点を提供し、且つ、 前記誘電体プラグを前記第１位置と前記第２位
   置の間を周期的に往復運動させ、導波管の中を伝
   播する定在波の位相関係を前記第１位相関係と前
   記第２位相関係の間で周期的に変位させる手段を
   有することを特徴とする、マイクロ波調理用空胴
   の励振システム。 １５ 前記分離部材の前記導波管内に向けての伸
   長の長さは、４分の１管内波長から２分の１管内
   波長の範囲にあることを特徴とする特許請求の範
   囲第１４項記載のマイクロ波調理用空胴の励振シ
   ステム。 １６ 前記第１位置と前記第２位置の間の変位は
   ４分の１管内波長の位相変位を導波管内に生ぜし
   めることを特徴とする特許請求の範囲第１４項記
   載のマイクロ波調理用空胴の励振システム。 １７ 前記定在波の位相は、前記プラグが前記第
   １及び第２位置の間を移動する際の変位量につい
   て直線的に変化することを特徴とする特許請求の
   範囲第１４項記載のマイクロ波調理用空胴の励振
   システム。 １８ 前記プラグは前記第１位置において、前記
   導波管の内部に面する１の表面を有し、前記プラ
   グは前記第１位置において、前記１の表面を前記
   先端部と同一平面にした状態で、これに対応する
   前記小導波管を満たすことを特徴とする特許請求
   の範囲第１７項記載のマイクロ波調理用空胴の励
   振システム。