JPH044499B2

JPH044499B2 -

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Publication number: JPH044499B2
Application number: JP62113412A
Authority: JP
Priority date: 1986-05-09
Filing date: 1987-05-09
Publication date: 1992-01-28
Also published as: CA1279902C; DE3786370D1; EP0246041A2; BR8702358A; US4831224A; EP0246041A3; NZ220243A; DE3786370T2; ZA873246B; AU597976B2; JPS62293020A; EP0246041B1; ATE91106T1; AU7264387A

Description

【発明の詳細な説明】

(イ) 産業上の利用分野本発明は、主として、電子レンジ内にて、加熱
または調理する材料を保持する容器に関する。加
熱または、調理する材料は主として、食物である
が、本発明は、食物の加熱または調理にのみ限定
されるものではない。より具体的には、本発明の
容器は、加熱せんとする材料容積の全体にエネル
ギをより均一に分散させるものである。その結
果、上記材料は、その容積全体に亘つて、より均
一な温度に加熱される。材料中の特定部分の温度
を調節し、さらに均一なエネルギ分布を実現する
他の実施態様を採用することも可能である。本発明は、金属製（反射性）容器、およびマイ
クロ波透過性、マイクロ波半透過性（非反射性）
の容器双方に利用することができる。 (ロ) 従来の技術従来の容器は、平滑な底部および側壁を備えて
いる。これらは、主として、共振装置であり、マ
イクロ波エネルギの基本的共振モードの伝播を促
進させ得るものである。電子レンジ内のマイクロ
波エネルギは、例えば、容器の頂部を通じて、材
料を保持する容器に結合され、容器内を伝播して
いく。マイクロ波のエネルギは、減衰性材料また
は食物内に吸収され、熱エネルギに転換され、こ
のエネルギが材料または食物を加熱し、または調
理する。容器の境界状態によつて、マイクロ波が
エネルギは基本的モードに限定される。しかし容
器内には、ほとんどエネルギを伴わない振幅の他
のモードも存在する。 (ハ) 発明が解決しようとする問題点典型的容器において、対応する基本的モードに
おいて、マイクロ波エネルギの伝播によつて、局
所的な高エネルギ部分、即ち、高加熱部分が形成
されると同時に、低エネルギ部分、即ち、低加熱
部分も形成される。ほとんどの容器の場合、高加
熱部分は容器の周縁の環状部となり、低エネルギ
加熱部分は中央領域となる。かかるパターンは、
基本的モードの伝播を明らかに示すものである。こうした問題点は、容器内により高次モードの
マイクロ波エネルギを発生させることによつて緩
和することができる。これを達成する１方法は、
ここに引用するヨーロツパ出願第0206811号に開
示されている。本発明は、全体として、より高次
のモードを発生させる別の方法に関するものであ
る。 (ニ) 問題点を解決するための手段本発明に依れば、電子レンジ内で加熱せんとす
る材料を保持する容器が提供される。この容器
は、１または複数の側壁および底部を備え、容器
の基本的モードより高次のモードを有するマイク
ロウエーブフイールドパターンを発生させる手段
を備えて形成される。この容器は、より高次のモ
ード発生手段が、上記容器の表面から容器内側又
は外側へ突出した少なくとも１つの段付きの構造
体を備え、上記構造体が、上記より高次のマイク
ロ波エネルギを発生させる境界状態を画成する１
または複数の側壁を備えている。この容器は、上
記材料の保持する頂部が開放したトレーの形態と
し、このトレーには、トレーを覆い、閉成空洞部
を形成する蓋を設けることが望ましい。幾つかの
食物を同時に加熱するのに使用する多数室容器の
場合、ここで使用する「容器」という表現は、容
器の個々の区画室を意味するものとする。一般に
そうであるように、単一の蓋で全区画室を被う場
合、「蓋」という表現は、該区画室を被う蓋部分
を意味するものとする。容器は主にアルミニウムのような金属材料にて
製造することができるが、現在、マイクロウエー
ブ容器を製造するのに主に使用する各種の電気絶
縁性プラスチツク材料を採用するか、あるいはそ
の双方を使用することもできる。本発明は、高次モードのマイクロ波エネルギを
容器内に同時に存在させるものであるが、高次モ
ードのマイクロ波エネルギは、異なるエネルギパ
ターンを有している。本発明は、基本的モードと
共に、少なくとも１つの高次モードのマイクロ波
エネルギが存在するようにし、また、容器内を伝
播する総マイクロ波エネルギを総モード数に分割
するものであるため、より均一な加熱を行なうこ
とができる。その結果、多数モードの伝播を強制
する容器により、食物は、電子レンジ内にてより
均一に調理される。この明細書において、多数モ
ードという表現は、基本的モードおよび少なくと
も１つのより高次のモードを意味するものとす
る。容器の形状、または加熱せんとする材料の性
質如何により、既に容器内には、より高次のモー
ドが存在する場合、本発明は、これらモードのエ
ネルギ量を増幅することができる。本発明は容器の境界状態を変化させ、より高次
のモードのマイクロ波エネルギを伝播させる作用
をする１または複数の構造体を容器の表面上に設
けることによつて、この多数モードの発生または
増幅を行うものである。上記構造体は、状況に応
じて、容器の１または複数の表面に形成すること
ができるが、底面にだけ形成することが望まし
い。容器内に存在し、または存在しないかも知れな
いより高次のモードの加熱効果を問題にする場
合、その特定の高次モードに応じた数および配設
方法により、容器を小室に区画することが必要で
ある。これら各小室は、マイクロ波の分布という
観点からすれば、容器自体と同様であり、小室の
端縁付近で高く、中心部で低いエネルギ分布を示
す。これら小室は物理的に小寸法であるため、調
理中、隣接する小室間の熱交換は改善され、材料
をより均一に加熱することができる。しかし、通
常の容器、即ち、本発明以外の容器の場合、これ
ら高次モードは、全く存在しないか、または、存
在しても食物を著しく加熱するのに十分な強度を
備えていない。このため、加熱効果は、主に、容
器の中央の定温部分の基本モードに左右される。上記問題点を認識した上で、本発明が全体とし
て目的とするのは、低温部分に加熱エネルギを導
入することにより、この低温部分を加熱すること
である。これは、次の２つの方法にて行うことが
できる。 (1) 容器の物理的形状により、設定された境界状
態に応じて、容器内に自然に存在するより高次
のモードを促進させることによつて、容器内の
マイクロ波磁界パターンを再分布させる。しか
し、エネルギ値は、著るしい加熱効果を生じた
り、自然の高次のモードが全く存在しない場合
（容器の形状により）、かかる自然のモードを発
生させるほど大きいものではないようにする。 (2) 上述のように、主として、基本的モードであ
る通常の磁界パターン上に、容器の形状と全く
関係がない特性を備え、加熱を増大させる必要
のある部分である、水平面内の容器の中心部に
エネルギを向かわせる、より高次の磁界パター
ンを重ね合わせ、または、「強制」すること。上記何れの場合でも、結果は同じである。容器
は、上述のように、各々、基本的モードと同様の
加熱パターンを備える幾つかの小領域に分割され
たと考えることができる。しかし、ここで、これ
ら領域は物理的に小さいため、比較的短かいマイ
クロ波調理時間中、食物中の熱対流は熱を均一に
再分配し、低温部分を回避する十分な時間を有す
る。実際上、特定の状態下では、上記両機構によ
り、より高次のモードの加熱は同時に行われる。本発明において、より高次のモードは、突出す
る段付き構造体により発生され、または促進され
る。例えば、金属製段または壁は、モードの電圧
モードを零とするか、またはその段、壁にて短絡
させる。この境界状態により、例えば、遮断とし
て公知の基本的モードを含む特定の下位モードを
強制し、自然に段または壁にて零電圧の高次のモ
ードのみが存在し得るようにする。換言すれば、
所定の基本的周波数において、１または複数の高
次のモードを定義する方程式は、段または壁の物
理的位置を制約する境界状態とする解答を有して
いる。容器の底部に各種の構造体を設けることによ
り、高次のモードが伝播する。従つて、マイクロ
波エネルギは、これら高次のモードに存在し、高
次のモードのパターンにて、材料または食物の加
熱が行われる。全体的な効果は、食物をさらに均
一に加熱し得ることである。金属製容器内の境界状態は、極めて強く且つ具
合良く設定されている。しかし、マイクロ波透過
性容器の場合、囲繞する自由スペースと絶縁定数
と損失の大きい収容された材料または食物間の境
界は、同様の理論および実際的解答を提供する。
マイクロ波透過性の張出し構造体をマイクロ波透
過性容器の底部に設けることにより、収容された
材料とする囲繞する自由スペース間の境界には、
壁および段が提供され、これにより、より高次の
モードが材料内を伝播し、食物をより均一に加熱
することができる。加熱せんとする材料の充填深さと容器の底部に
設けた構造体の高さ間には、一定の関係があるよ
うに考えられる。段の高さと充填深さの比が0.3
乃至0.7の場合、段の水平面真上の領域の温度が
著しく上昇することが分かつた。上記以外の比を
選択することにより、その他格別の効果が得られ
る。 (ホ) 実施例以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施
態様について詳細に説明する。第１図の曲線Ａは、容器に入れて加熱しようと
する材料の充填深さ、容器底部に固定した段の高
さおよび段上方部分における材料の温度間の関係
を示す。段の高さ対材料の充填深さの比が0.3乃
至0.7であるときに、段上方部分の温度は高温と
なる。特別の用途のため、段上方部分の材料の温
度を低く押えたい場合、上記比は、0.2乃至0.3と
することができる。第２図および第３図は、外方に湾曲した側壁１
４，１６，１８および２０、丸味を付けた隅部２
２、および略平担な底部２４を備えるトレーまた
は皿１２を示す。長方形の段付き構造体２６が、
底部２４の中央に設けられている。この構造体２
６は、側壁２８，３０，３２および３４、上表面
３６を備えている。基本的マイクロ波モードは、
側壁１４，１６，１８および２０によつて決まる
境界状態により、皿１２を伝播する。より高次の
モードのマイクロ波エネルギは、皿の側壁１４，
１６，１８，２０および構造体２６によつて決ま
る境界状態により、皿を伝播する。高次のモード
は、皿を水平方向に部分３８，４０，４２，４４
に分割するようなマイクロ波磁界パターンを発生
させる。マイクロ波エネルギの入る容器１２は、容器１
２内を同時に伝播する異なるモード間に分割され
る。従つて、容器の中央部分（周縁でなく）の加
熱温度は、構造体２６を設けない容器の場合と比
べ高温となり、マイクロ波エネルギ、即ち、熱エ
ネルギをより均一に分散させることができる。容器１２の底部の寸法は、一般に、13.5cm長さ
×10.5cm幅である。上記寸法の皿の場合、構造体
36の寸法は、一般に、4.5×3.5cm×１cm高さとす
る。段の高さは、加熱しようとする材料の総充填
深さの約1/2に設定するが、0.3乃至0.7の範囲と
すると都合よい。「充填深さ」という表現は、段に関係なく、容
器の底部の主要面上の比加熱材料、即ち、食物の
平均深さを意味するものとする。再使用可能な容
器として設計した容器の場合、およびその他特定
の状況時、容器端縁下方の特定の充填深さを指定
することもできる。同様の実施態様（図示せず）は、金属製容器お
よびプラスチツク製（マイクロ波透過性）容器双
方による略長方形の容器内に同様の段付き構造体
を配設している。何れの場合にも、より高次のモ
ードが存在することが観察された。かかる存在
は、熱マイクログラフによつて確認した。第４図および第５図には、二重段付き構造体が
示してある。この場合、長方形の皿１００は、側
壁１０２，１０４，１０６および１０８を備えて
いる。底面１１０の中央には、二重段付き構造体
１１２が位置している。この二重段付き構造体１１２は、第１側壁１１
４および１１６を備えている。第２側壁１１８お
よび１２０は、壁１１２および１２４と共に、略
長方形の張出部１２６を画成する。下部段１２８
及び１３０は、第１側壁１１４，１１６，１２２
および１２４によつて画成される。その結果、構
造体１１２は、昇降梯子の段と同様の外観を呈す
る。皿１００内に位置決めした段構造体１１２
は、例えば、部分１３２，１３４，１３６，１３
８，１４０，１４２，１４４，１４６および１４
８を画成する。容器の壁１０２，１０４，１０６および１０
８、並びに構造体１１２の壁１１４，１１６，１
１８，１２０，１２２および１２４によつて形成
される境界状態は、容器内に多数の高次モードを
発生させ、その結果、容器を点線で示した部分に
仕切ること、また、構造体１１２自体により加熱
パターンが得られる。かかる部分の例は、１３
２，１３４，１３６，１３８，１４０，１４２，
１４４，１４６および１４８で示してある。この
実施態様は、底部寸法が９×13.5cmの長方形の容
器１００を採用する。構造体１１２は、容器底部
から１cmの位置に、９×３×0.5cmの下部構造体
および4.5×３cmの上部構造体を備えている。第６図および第７図は、内部に２つの段付き構
造体を備える長方形の容器を示す。第６図および
第７図は、底部２１０と共に、側壁２０２，２０
４，２０６および２０８を備える容器２００を示
している。高次のモードを発生させる２つの構造
体２１２，２１４は、皿２００の底部２１０上の
対称状に配設されている。これら高次モード構造
体は、構造体２１２に対する側壁２１６，２１
８，２２０および２２２並びに構造体２１４に対
する側壁２２４，２２６，２２８および２３０を
備えている。構造体２１２は、上表面２３２を備
え、構造体２１４は、上表面２３４を備えてい
る。２つの高次モード構造体は、容器２００の内部
を点線で示した多数の部分に分割する。典型的な
部分は、第６図に、２３６，２３８，２４０，２
４２，２４４，２４６，２４８，２５０および２
５２で示してある。これ以外の部分も存在する。
しかし、これら部分についてこれ以上詳細に説明
する必要はない。高次モード発生構造体の側壁２０８は、側壁２
１６と共に、高次のモードが部分２３８内を伝播
するのを許容する境界状態を画成する。同様の高
次のモードは、部分２４２，２４４および２４６
内を伝播する。高次のモードは、高次モード発生
構造体２１２および２１４の側壁２２０および２
２４によつて、画成した境界状態により部分２５
０内を伝播する容器内には他の高次モードも存在する。かかる
高次モードの１つは、多数モード構造体２１２の
側壁２０２，２０４，２０８および２１６によつ
て定めた境界状態により部分２３６，２３８およ
び２４０内を伝播する。第６図および第７図から明らかなように、多く
の高次モードは、容器２００の多数の部分を経
て、容器２００内を伝播する。こうした高次モー
ドは、各々、高次モード発生構造体２１２，２１
４の側壁または、容器自体の側壁２０２，２０
４，２０６および２０８何れかによつて設定され
た境界状態に従つて伝播する。この実施態様は、加熱しようとする材料中の温
度分布を特別に設定し、構造体２１４，２１４の
部分上方の温度が高温となるようにすることがで
きる。各高次モード構造体２１２，２１４は、2.5×
３×１cmの寸法を備えている。構造体２１２，２
１４は、4.5cm間隔を置いて配設されている。第８図および第９図は、丸形皿３００と共に使
用する本発明の円形容器を示す。丸形皿３００
は、テーパ付きの円筒状側壁３０２および底部３
０４によつて構成される。高次モード発生構造体
３０６は、皿３００の底部３０４の中央に位置決
めされている。高次モード発生構造体３０６は、
円筒状側壁３０８および上表面３１０を備えてい
る。高次モード発生構造体３０６の皿３００およ
び３０８の側壁３０２によつて設定された境界状
態は、容器３００内に２つの部分３１２および３
１４を形成する。基本的モードは、皿３００の側壁３０２の境界
状態によつて、皿３００内を伝播する。第１高次
モードは、容器３００の側壁３０２および高次モ
ード発生構造体３０６の側壁３０８によつて、設
定された境界状態により、環状部分３１２内を伝
播する。第２高次モードは、側壁３０８によつて
設定した境界状態により、部分３１４内に存在す
る。その結果、基本的モードに加えて、少なくと
も２つの高次モードが円筒状容器３００内を同時
に伝播する。従つて、高次モード発生構造体３０
６は、容器３００内により均一にマイクロ波エネ
ルギを分散させ、その結果、中に入れる材料をよ
り均一に加熱することができる。本例において、皿３００の直径は10cm、構造体
３０６の寸法は４cm径×１cm高さである。前述の
ように、構造体３０６の高さは、加熱せんとする
材料の充填深さによつて決まる。第１０図および第１１図は、長方形の容器と共
に使用する本発明の別の実施態様を示す。これら
第１０図および第１１図を参照すると、長方形の
容器４００は、側壁４０２，４０４，４０６，４
０８および底部４１０を備えている。高次モード
発生構造体４１２，４１４，４１６および４１８
は、容器４００内に対称状に配設され、容器の底
面に取付けられている。高次モード発生構造体４
１２，４１４，４１６および４１８は、各々、容
器４００内にて縦方向に配合された細長の構造体
を構成する。構造体４１２，４１４，４１６およ
び４１８を皿４００の側壁４０２，４０４，４０
６および４０８を組合せることで、皿４００の下
部に高次モードを伝播させることができる。かゝ
る高次モードによつて、皿４００の下部を強力に
加熱することができる。皿４００は、その他の皿
と比べて比較的浅く、皿４００は、ペーストリー
のような食物を載せる皿を代表するものである。
上述のように、第１０図および第１１図に示した
本発明の形態は、皿の下面を強力に加熱し、皿４
００の底部４１０および高次モード伝播要素４１
２，４１４，４１６および４１８に近接するペー
ストリーの下面をより強力により調理することが
できる。この実施態様の高次モード発生構造体は、
各々、15×10×1.5cmの寸法の皿４００内にて典
型的に13×１×0.5cmの寸法となる。第１２図は、本発明のさらに別の実施態様を示
す。長方形の皿５００は、側壁５０２，５０４，
５０６および５０８、並びに囲繞するリツプ片５
１０を備えている。この容器は、また、20の多数
モード発生構造体を対称状に配列させた底部５１
２を備えている。典型的な構造体は、５１４で示
してある。構造体５１４は、各々４つの構造体を
５列に配設している。寸法15×10×1.5cmの皿に
おいて、各構造体５１４は、約１cm平方で、その
高さは0.5乃至0.8cmである。かかる構造体によ
り、例えば、ころもを付けた鶏肉または魚といつ
た食物の下面に焦げ目を付けることができること
を確認した。図示した構造体は、皿の底部に集中
的に多くの高次モード部分を生じさせることがで
きる。この作用により、焦げ目を付けるのに必要
な高温が得られる。かかる容器は特殊な蓋を使用すると都合よいこ
とを確認した。この蓋は、皿５００に入るマイク
ロ波エネルギを効率的な方法にて結合させ、焦げ
目を付けるのに必要な高温を得ることができる。
かかる特殊の蓋は、第１２図に６００で示してあ
る。この蓋は、マイクロ波透過性材料で製造し、
皿５００のリツプ片５１０と契合し得る凹状縁辺
部６０４に接続する平担な上表面６０２を備えて
いる。その結果、上表面６０２は、容器５００の
頂部より上方に間隔を置いた位置にある。上表面
６０２には、典型的に６０６で示した20の金属製
隆起部がある。これら金属製隆起部６０６は、多
数モード構造体５１４の上表面に整合する。かか
る配列により、大量のマイクロ波エネルギ容器５
００内に結合され、高温の焦げ目付け温度を得る
ことができる。蓋６００は、皿５００を使用する
場合には必しも必要でない。しかし、蓋６００を
使用すれば、皿５００の効率は向上する。上述のように、本発明の好適実施態様は、金属
製容器および金属製の高次モード発生構造体を使
用するものである。しかし、本発明は、金属製構
造体にのみ限定されるものではない。明確に上述
したように、食物とマイクロ波透過性容器内に設
けたマイク波透過性の高次モード発生構造体が画
成した自由スペースとの境界には、境界状態が存
在する。マイクロ波透過性の高次モード発生構造
体と共に、マイクロ波透過性容器を使用すること
により、マイクロ波透過構造体内に入れた食物内
にマイクロ波エネルギをより均一に分散させ、従
つて、マイクロ波透過性構造体内に入れた食物を
より均一に加熱することができる。この実施態様
は、20の多数モード発生構造体および関係する金
属製隆起部を使用する容器および蓋を備えてい
る。協働する任意の数の多数モード構造体および
関係する金属製隆起部を備える容器も本発明の範
囲に属する。一般的に、ｎ個の多数モード発生構
造体および関係する金属製隆起部がある。本発明のさらに別の実施態様が、第１３図乃至
第１８図に示してあり、各図は、第３図の下方中
央部の変形部分を拡大したものである。第１３図において、段付き、または凹状形構造
体７２６は、第３図の構造体２６に対応する。但
し、この構造体７２６は、容器の平担な底部壁７
２４から下方に伸長し、従つて、容器の外側へ突
出するこの下方に伸長する構造体７２６は、ま
た、高次モードの振動を行わせ、第３図の上方伸
長構造体２６に対すると同様の方法であるが、幾
分異なる理由により、容器の中心部を高温で加熱
することができる。下方伸長構造体７２６は、側
壁７２８，７３２，７３４および第２図の壁３０
に対応する第４壁（図示せず）を備えるが、第３
図の上方伸長構造体２６と異なり、これら側壁
は、容器の側壁１４，１６，１８，２０と同一の
垂直高さでないため、高次モードのマイクロ波エ
ネルギを部分３８等内で伝播させる。他方、構造
体７２６は、それ自体の境界状態により、小型の
補助容器を形成する。かかる補助容器の境界状態
に対する基本的モードにて、この補助容器内で振
動するマイクロ波エネルギは、主容器に対する基
本的モードより高次のモードにて振動するエネル
ギを構成する。第１３図の構成は、加熱しようとする食物、そ
の他の材料が１または複数の上方突起によつて妨
害されない平担な内側底面を備える容器を必要と
する場合のような特定の適用例において、第３図
の構成より有利である。さらに、７２６で示すよ
うな凹状型構造体は、上に載せた食物を焼く性能
の点で優れている。第１４図にて、段付き構造体８２６は、第３図
の構造体２６と同様に、内側へ突出しているが、
さらに、材料８２７が充填されている。この充填
材料８２７は、底部壁８２４の材料と異なるが、
両方に同一の材料を使用し、充填材料と底部壁を
図示した方法にて単一構造体として成形し得るよ
うにすると都合良い。かかる充填構造体８２６が第３図の非充填構造
体２６より優利な点は、所定の高さの段に対し、
容器の中心部で局所的加熱を促進させ、または、
逆に、高さの低い段により、同一局所的加熱を行
ない得ることである。この効果は、さらに、絶縁
定数が10以上の材料を充填材として使用すること
により向上する。しかし、絶縁定数が10以下の材
料を使用しても、幾分かの局所的加熱効果が得ら
れる。例えば、容器および材料を一体に形成し、
ガラス、または通常のセラミツクスで製造する場
合、かかる材料の絶縁定数は、典型的に５乃至10
の範囲内となる。容器全体を同一の材料で成形する実際上の利点
が、極めて重要であり、充填材料が10乃至30の範
囲内の絶縁定数を備えなければならない場合、容
器全体をかる比較的絶縁定数の高い材料で製造す
ることができ、かかる容器の通常の製造に関する
限り、標準品となり得ない材料がある。かかる非
標準型の材料は、発泡またはゲル材料、チタン酸
塩を含む、セラミツク材料、または、例えば、ア
ルミニウム微粒子を含浸させたポリエチレンテレ
フタレートのような、金属粒子を含浸させたプラ
スチツクまたはセラミツク材料がある。別の方法として、容器は、例えば絶縁定数10以
下の標準的プラスチツク材料で製造し、充填材料
は、高い絶縁定数の材料とすることができる。絶
縁定数の上記上限値30は、絶縁定数の高い材料
は、主として、新種で高価であるという事実を基
にして、幾分任意に設定したものである。しか
し、電気的観点からして、絶縁定数が30以上の材
料を使用することが望ましく、容器が１回限りの
使い捨て型ではなく何回も反復使用可能なように
設計したものである場合、特に、経済的に有利で
ある。第１５図は、上記実施態様の変形例を示す図で
あり、段付き構造体９２６は充填され、容器の内
側および外側へ突出している。電気的性能および
材料の選択に関する限り、第１３図および第１４
図についての説明は、この実施態様にも当てはま
る。第１５図は、充填材料が上方および下方に同
時に伸長するが、その伸長程度を比較的小さく保
つことのできる構成例を示す。さらに別の態様として、全て下方に伸長する構
成、即ち、「充填」構造体を第１３図の全く下方
に伸長する段と組合せた構成と可能である。充填した第１３図の構造の場合、構造体７２６
は、容器に入れて加熱せんとする食物、その他の
材料を充填することができる。ほとんどの食物
は、水に近く、80程度の絶縁定数と備えている。
このため、絶縁定数の高い材料にて、下方伸長構
造体を充填すれば、かかる構造体が、同一の加熱
温度上昇効果を得るのに比較的浅い深さで足り
る。これは、上方伸長構造体８２６を充填するこ
とにより、所定の加熱効果を得るためには、段の
高さが低くて済むことと同様である。第１６図は、第３図の変形例を示し、段付き構
造体１０２６は、側壁１０２８，１０３２，１０
３４および底部壁に対して垂直に伸長する側壁に
代えて、底部壁１０２４から上表面１０３６まで
上方に傾斜する、第２図の壁３０に対応する第４
壁（図示せず）を備えている。この傾斜した構造
により、容器の製造を簡略化することができる。
特に、金属製容器の場合、第３図の垂直構造にて
必要とされる直角部の破断という問題を軽減する
ことができる。第１６図は、底部壁１０２４の面
に対して、約60°傾斜させた傾斜側壁１０３２等
を示しているが、この角度は希望に応じて増減さ
せ、約45°まで小さくすることができる一方、高
次モード発生手段として、作用する希望通りの電
気的効果を達成することができる。しかし、約
45°以下の角度とした場合には、壁の傾斜角度は
緩るくなり、電気的機能は著るしく低下するであ
ろう。従つて、この45°という角度を一応の下限
値とする。但し、これ以下の角度（例えば30°以
下）としても作用可能である。第１７図は、第１４図と第１６図を複合させ、
傾斜壁と充填材料の使用を組合せて、段付き構造
体１１２６を形成するものである。第１４図に関
する説明は、その電気的機能および材料の選択に
関する限り、この実施態様にも同様に当てはま
る。第１８図は、第１４図の変形例を示す図であ
り、充填材料８２７に代えて、容器の底部１２２
４から分離させて形成したブロツク１２２７を使
用している。このブロツク１２７は、例えば接着
剤、または容器内の材料自体のような適当な手段
によつて所定位置に位置決めされている。この場
合、上記手段は、例えば硬化によつて剛性とな
り、ブロツク１２２７を容器底部１２２７上の希
望位置に保持し、その位置にて第１４図と同一の
方法により、「段付き構造体」を構成する。この
別のブロツクを使用する方法により、第１３図の
充填構造体と同様の段付き伸長構造体が得られ
る。第１３図および第１６図に示すように段付き構
造体の形状および方向を変えることは、金属製、
即ち、反射型容器、例えばマイクロ波を透過させ
るプラスチツク製、または、マイクロ波半透過性
の金属溶着プラスチツク製のような非反射型容器
の双方に適用可能である。他方、充填材料等を使
用する、第１４図、第１５図、第１７図および第
１８図の実施態様は、非反射型容器にしか適用で
きない。これは、金属製（反射型）容器のキヤビ
テイ内に入れた充填材料は、絶縁定数が比較的高
い場合であつても、それほど望ましい効果を提供
するものではない。第１３図乃至第１８図は、第３図に示した型式
の単一の段付き構造体に対する変形例を示すが、
これら変形例は、第５図、第７図、第９図、第１
１図および第１２図に示した別の実施態様にも同
様に適用可能である。実験において、次の如き観察結果が得られた。 (1) 絶縁定数の小さい「充填材」を使用して、段
付き構造体を充填する場合絶縁定数が比較的小さい充填材をマイクロ波
透過性またはマイクロ波半透過性容器の段部分
内に位置決めした場合、容器の熱分布は、充填
材を使用しない場合と同様であることが分かつ
た。絶縁定数の小さい充填材（発泡、または多
孔性プラスチツクのような）を使用した場合、
希望通りの熱分布パターンを得るのに必要な充
填構造体の寸法は、非充填構造体の寸法と同様
になる。充填した構造体の例として、ポリ炭酸エステ
ル（0.254mm厚）製のマイクロ波透過性容器の
底部に厚み12mm、断面積7.5×3.3cmの
「styrofoam」充填材を位置決めし、従来のポ
リ炭酸エステル製容器と比較した。充填材は、
Nabisco Brandsの「Cream of Wheet」を使
用し、包装要領に従つて、調成した。密度が低
いため、styrofoamは、空気と略同様の絶縁定
数を備え、容器全体の底部寸法は、約13.5×
9.0cmとした。Sanyo Cuisine−Masterの700W
試験用電子レンジを使用して、45秒の間隔にて
加熱した。 DC＝中心部の温度上昇(c) DO＝外側の最高温度上昇(c) DOA＝４箇所における外側の平均温度上昇(c) WT（GM）＝重量ｇ

【表】

【表】従来のマイクロ波透過性容器の加熱した充填
材の熱像は全て、仕上げ品の中心部が最小の加
熱状態であり、容器の外壁が集中的に加熱され
ていることを示した。これに対し、充填材を使
用した容器の熱像は、充填程度が少なく（220
ｇｍ時、充填材は充填薄膜にて覆われていた）、
320乃至380ｇｍの充填時、中心部の加熱が開始
されたことを示した。 (2) フオイル容器内の充填材フオイル容器の外側に位置決めした充填材は
効果がなかつた。これは、厚み、その他の寸法
如何により、容器で遮へいされてしまうからで
ある。高次モードの発生または伝播を促進させ
得る寸法を備え、フオイル容器の内底に位置決
めした充填材構造体は、容器の中心部における
加熱を促進または低下させる。中心部の加熱を促進させる構造体の例とし
て、厚み５mmで断面積4.5×3.0cmのstyrofoam
インサートを底部の全体寸法が約13.5×9.0cm
である「Penny Plate」7321容器の中央内底に
位置決めした。このインサートの寸法は、容器
の水平面における（３、３）モードの「小室」
の寸法に対応するものである。上述のように、
充填材は「Cream of Wheat」を使用し、充填
重量は、340ｇｍとした。上記と同一の電子レ
ンジを使用し、加熱間隔は、60秒とした。

【表】標本の熱像から、インサートを使用すること
でより均一な熱分布の得られることが分かつ
た。 (3) 絶縁定数の大きい充填材を使用した場合 (A) 絶縁定数の大きい充填材を得るため、連続
発泡式ポリフオーム標本に一定量の水を添加
した。水の絶縁定数は、様々な条件について
知られているため、水とポリフオームの組合
せ体の絶縁定数は、ポリフオーム中に分散さ
れた水の容積を知ることによつて推定するこ
とができる。水の容積（％）推定絶縁定数 0.0 1.03（Foam） 5.7 5.0 8.6 7.0 10.1 8.0 13.0 10. 15.9 12. 20.2 15. 27.5 20. 34.8 25. 41.9 30. (B) 容器の下方へ突出する絶縁定数の大きい構
造体マイクロ波透過性またはマイクロ波半透過
性容器構造体の下方に、絶縁定数の大きい構
造体を位置決めした場合、改良され、または
希望通りの熱分布が得られた。この点につい
て効果的であるようにするため、絶縁定数の
大きい構造体は、容器内での高次モードの発
生または伝播を促進させ得る断面（容器の底
面において）寸法を備える必要がある。構造
体の絶縁定数が大きい場合、絶縁構造体は、
容器の底部と一体にするか、またはその一部
とすることができる。しかし、容器の中心部
の加熱程度を増大させようとする場合には、
空気または絶縁定数の小さい材料にて容器の
底部から分離させることが望ましい。絶縁定数の大きい構造体を容器の下方に設
ける例として、厚み10mmで断面積が4.5×3.0
cmの発泡構造体に約4.7ｇｍの水を含浸させ、
推定絶縁定数25が得られるようにした。この
構造体を上述のように、寸法13.5×9.0cmの
ポリ炭酸エステル製長方形の下方に中心合せ
させた。絶縁構造体の寸法は、容器の水平面
における（３、３）モードの小室の寸法に対
応させた。容器の充填材には、「Cream of
Wheat」を使用し、充填重量は340ｇとした。

【表】容器の下方に絶縁構造体を設ける別の例に
おいて、厚み10mmで断面寸法が4.5×3.5cmの
発泡構造体に約5.5ｇｍの水を含浸させ、推
定絶縁定数25が得られるようにした。この構
造体は、Penny Plate、Incの製造する6018
フオイル容器と同様の形状のポリ炭酸エステ
ル製切頭楕円形の容器の中心下方に位置決め
した。絶縁構造の寸法は、（３、３）水平モ
ードの中心「小室」の寸法に略対応させた。
負荷は、230ｇｍの「Crem of Wheat」とし
た。

【表】単純な容器の熱像は、容器の壁付近にて暖
かい部分に囲繞された比較的低温の大きい中
心部分を示した。これに反し、下に絶縁構造
体を備えた容器は、容器の中心部にて暖かい
部分を示した。 (C) 容器の底部の内側および外側へ突出する絶
縁定数の大きい構造体絶縁定数の大きい構造体が容器中方および
その底部外方に伸長する場合にも、改良し
た、または希望通りの熱分布を達成すること
ができる。この構造体は、容器底部と一体に
するか、または、容器底部の段に位置決めす
る（また段から伸長させる）ことができる。
構造体の絶縁定数が大きい場合、その上表面
は、空〓または絶縁定数の小さい材料によつ
て、容器（即ち、段の下面）から分離させる
ことができる。空〓を利用する場合、マイク
ロ波透過性またはマイクロ波半透過性材料の
表面層は、充填材の支持手段となる。容器中方および外方に伸長する構造体の例
として、厚み10mm、断面寸法4.5×3.0cmの発
泡構造体に4.7ｇｍの水を含浸させ、推定絶
縁定数が25となるようにした。この構造体
は、13.5×9.0cmの容器底部に中心合せした
深さ５mmの段に位置決めし、容器底部の平面
から５mm伸長するようにした。この構造体の
断面および段は、（３、３）高次モードの１
つの「小室」の寸法に対応させ、容器内での
高次モードの伝播または発生を促進させた。
容器の充填材は、上述した「Cream of
Wheat」340ｇｍを使用した。(B)に引用した
例におけると同様、同一の電子レンジを使用
し、加熱間隔は45秒とした。底部中方および外方に伸長する構造体 DC DO−DC DOA−DC 13.5 6.0 3.9 容器中方および外方に伸長する絶縁構造体
の別の例として、厚み10mm、断面寸法4.5×
3.5cmの発泡構造体に約5.5ｇｍの水を含浸
し、推定25の絶縁定数が得られるようにし
た。この構造体を深さ５mmの中心の段に位置
決めし、容器の底面から５mm伸長させた。容
器は、Penny Plate6018フオイル容器の形状
にて、ポリ炭酸エステル膜で熱成形した。前
の例の場合と同様、絶縁構造体および段の寸
法は、高次のモードを容器および充填材内に
伝播させ、または発生させ易いようにした。
底部中方および外方に伸長する構造体 DC DO−DC DOA−DC 16.0 10.0 5.8 材料を入れた容器および絶縁構造体の熱像
から、周縁と同様、中心部も顕著に加熱され
ることが分かつた。これに反し、従来の容器
の場合、容器が最小加熱状態となり、容器の
壁が集中的に加熱された。 (D) 容器の段を「充填する」および部分的に
「充填する」絶縁構造体絶縁構造体がその底部から容器内まで完全
に伸長する場合、または、絶縁構造体容器底
部の段から容器内まで伸長する場合、改良し
た、または希望通りの熱分布パターンを得る
ことができる。絶縁構造体の絶縁定数が大き
い場合、絶縁構造体と容器の充填材の間に
は、空〓または絶縁定数の小さい材料を介在
させることが望ましい。特に、空〓を利用す
る場合、マイクロ波透過性またはマイクロ波
半透過性の表面層が充填材を支持し、空〓を
維持する。収納した充填材に相当する絶縁定
数の絶縁構造体の場合、空〓を介在させなか
つたならば、充填材内（絶縁構造体から始ま
る）の熱分布パターンに対する影響は最小で
あると観察された。これは、絶縁構造体の境
界部における絶縁特性を著しく変化させ、絶
縁構造体が高次のモードの伝播または発生を
促進し得るようにしなければならないからで
ある。容器の底部から充填材内まで完全に伸長す
る絶縁構造体の例として、Penny Plate6018
の形状に熱成形したポリ炭酸エステル製容器
に中心合せした段を設けることで変形させ
た。この段の断面寸法は、4.5×3.5cm（容器
の底面において）とし、容器内まで約10mm伸
長させた。２種類の絶縁構造体をポリフオー
ム（上述の通り）にて製造し、水を含浸させ
て、推定絶縁定数25となるようにした。厚み
が５mm、断面寸法4.5×3.5cmで約2.7ｇｍの水
を含む構造体、および厚みが10mm、上記と同
一の断面寸法で約5.5ｍｇの水を含む構造体
とした。上記２種類の構造体を容器の段に位
置決めし、段の上表面と略平らになるように
した。この容器の負荷としては、230ｇｍの
「Cream of Wheat」充填材を使用した。

【表】絶縁構造体を設け、負荷を加えた段付き容
器の熱像から、充填材の中心部および周縁部
が暖かくなることが分かつた。これは、従来
の容器における加熱の均一性が改良されたこ
とを示す。 (E) 容器底部から下方へ突出し、または底部の
下方に位置決めした段付構造体を有する容器
の構造に関する説明特に、単一の伸長体、即ち、絶縁構造体
が、容器の下方に伸長する場合、容器内に高
次のモードを最適状態にて提供せんとするそ
の断面積は、底部全体の断面積より相当に小
さい。このため、容器は、機構的に不安定
（即ち、傾く）となり、支持手段を設けるこ
とが必要となる。絶縁構造体を容器下方に位
置決めし、または伸長させる上記例におい
て、容器の端縁下方にstyrofoam支持構造体
を位置決めし、機構的安定性を図つた。幾つかの実施態様は、マイクロ波半透過性
材料で構成した。この材料は、仕上げ品に焦
げ目を付けるための実施態様に特に適したも
のである。かかる材料が示すI²R損失によ
り、容器の表面が加熱され、焦げ目を付ける
作用をする。上述した実施態様は、全て、希望であれば容器
の蓋を採用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施態様における充填深さ
と段の高さ間の関係を示すグラフ、第２図は、本
発明を利用した略楕円形の容器の平面図、第３図
は、第２図の線−に関する第２図の容器の断
面図、第４図は、本発明を利用した長方形容器の
平面図、第５図は、第４図の線−に関する第
４図の容器の断面図、第６図は、本発明の別の実
施態様を利用した長方形容器の平面図、第７図
は、第６図の線−に関する第６図の容器の断
面図、第８図は、本発明を利用した丸形容器の断
面図、第９図は、第８図の線−に関する第８
図の容器の断面図、第１０図は、本発明のさらに
別の実施態様を利用した容器の平面図、第１１図
は、第１０図の線−に関する第１０図の
容器の断面図、第１２図は、本発明のさらに別の
実施態様の平面図、および、第１３図乃至第１８
図は、さらに別の実施態様を示す、第３図の容器
の底面の拡大部分側断面図である。（主要符号の説明）、１４，１６，１８，２０
……側壁、２２……隅部、２４……底部、１２…
…トレー（皿）、２６……構造体、２８，３０，
３２，３４……側壁、３６……上表面、３８，４
０，４２，４４……部分。

Claims

【特許請求の範囲】１被加熱材料を電子レンジ内に保持するための
容器であつて、該容器は底部と少くとも１つの側
壁とを有し、該容器と前記被加熱材料とにより、
該容器内に基本的モードのマイクロ波エネルギが
形成され、該容器および前記被加熱材料が電子レ
ンジ内でマイクロ波エネルギの照射を受けた時、
前記の基本的モードより高次の少くとも１つのマ
イクロ波エネルギモードを前記容器内に発生する
モード発生手段を備えた前記容器において、前記
モード発生手段は、前記容器の表面から容器の内
側又は外側へ突出する少くとも１つの段付き構造
体から成り、該構造体は、前記容器内の被加熱材
料に対し境界状態を画成する寸法と位置とを有す
る少なくとも１つの側壁を備え、前記少くとも１
つの高次モードのマイクロ波エネルギが前記被加
熱材料の中に伝播して該被加熱材料を局部的に加
熱することを特徴とする容器。２前記段付き構造体が、前記容器の内側へ突出
し、該構造体の前記側壁が、容器の側壁と共に、
前記高次モードのマイクロ波エネルギを発生させ
る境界状態を提供することを特徴とする特許請求
の範囲第１項に記載した容器。３前記段付き構造体が、前記容器から外側へ突
出して、補助容器を形成し、該補助容器の側壁が
高次モードのマイクロ波エネルギを発生させる境
界状態を提供することを特徴とする特許請求の範
囲第１項に記載した容器。４前記段付き構造体が、前記容器の内側および
外側の両方に突出し、容器の内側に突出する前記
段付き構造体の部分が、容器の側壁と共に、前記
高次モードのマイクロ波エネルギを発生させる境
界状態を提供する側壁を備え、前記容器から外側
に突出する前記段付き構造体の部分が、補助容器
を形成し、該補助容器が、前記高次のマイクロ波
エネルギを発生させる境界状態を提供する側壁を
備えることを特徴とする特許請求の範囲第１項に
記載した容器。５前記構造体が、前記構造体の側壁によつて囲
繞且つ支持された略平坦な頂部を備えることを特
徴とする特許請求の範囲第１項乃至第４項の何れ
かの項に記載した容器。６前記構造体の側壁が該構造体が突出する前記
容器表面に対し略直角に配向されていることを特
徴とする特許請求の範囲第１項乃至第５項の何れ
かの項に記載した容器。７前記構造体の少なくとも幾つかの側壁が、該
構造体が突出する前記容器表面に対し或角度で傾
斜していることを特徴とする特許請求の範囲第１
項乃至第６項の何れかの項に記載した容器。８前記角度が少なくとも45°であることを特徴
とする特許請求の範囲第７項に記載した容器。９容器に固有で且つその境界状態により定まる
高次のモードを発生し、または増幅し得るよう
に、前記構造体の形状を設定し且つ前記構造体を
位置決めすることを特徴とする特許請求の範囲第
１項乃至第８項の何れかの項に記載した容器。１０容器の基本的モードより高次であつて、容
器の境界状態によつて左右されず且つ通常、存在
しないモードを発生し得るように、前記構造体の
形状を定め且つ前記構造体を位置決めすることを
特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第８項の何
れかの項に記載した容器。１１前記構造体が中空であることを特徴とする
特許請求の範囲第１項乃至第１０項の何れかの項
に記載した容器。１２前記構造体が中実で且つ該構造体が突出す
る前記容器表面と一体であることを特徴とする特
許請求の範囲第１項乃至第１０項の何れかの項に
記載した容器。１３前記構造体が中実で且つ容器の材料と一体
ではなく、該構造体が突出する前記容器表面に取
付けられることを特徴とする特許請求の範囲第１
項乃至第１０項の何れかの項に記載した容器。１４前記容器が、前記材料を担持するための頂
部の開放したトレーから成り、前記構造体を含む
該トレーが金属材料で作られていることを特徴と
する特許請求の範囲第１項乃至第１１項の何れか
の項に記載した容器。１５前記容器が、前記材料を担持するための項
部の開放したトレーから成り、前記構造体を含む
該トレーがマイクロ波透過性材料またはマイクロ
波半透過性材料で作られていることを特徴とする
特許請求の範囲第１項乃至第１３項の何れかの項
に記載した容器。１６前記トレーを覆い、密閉キヤビテイを形成
する蓋を備えることを特徴とする特許請求の範囲
第１４項または第１５項の何れかに記載した容
器。１７前記段付き構造体が、容器の底面から突出
することを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至
第１６項の何れかの項に記載した容器。１８前記段付き構造体の高さの前記容器内の被
加熱材料の充填深さに対する比を0.3乃至0.7の範
囲とすることを特徴とする特許請求の範囲第１７
項に記載した容器。１９前記段付き構造体に絶縁定数が少なくとも
５の充填材料を充填することを特徴とする特許請
求の範囲第１項に記載した容器。２０前記絶縁定数が少なくとも10であることを
特徴とする特許請求の範囲第１０項に記載した容
器。２１前記絶縁定数が、10乃至30であることを特
徴とする特許請求の範囲第１９項に記載した容
器。２２前記充填材料と同一の材料で製造し且つ前
記充填材料と単一構造体として形成することを特
徴とする特許請求の範囲第１９項に記載した容
器。