JPH0590884U - 電子レンジ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 種々の形状、大きさの食品を、その形状や大
きさにかかわらず均一にかつ効率良く加熱する。 【構成】 加熱室２の外部に導波管３を設ける。加熱室
２の内部に食品載置用ターンテーブル10を設ける。加熱
室２内におけるターンテーブル10の上方の部分に、導波
管３に電磁的に結合された水平状マイクロ波輻射部12b
を有する輻射アンテナ12を設ける。輻射アンテナ12を、
輻射部12b の上下方向の位置が可変となるように移動自
在とする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は電子レンジに関する。

【０００２】

【従来の技術と考案が解決しようとする課題】

電子レンジにおいて、食品（被加熱物）の加熱を均一にかつ効率良く行なうた めには、加熱すべき食品の各部にマイクロ波を均一に与えなければならない。そ のため従来は、加熱室内における導波管口近傍に金属製スターラを設けておいて マイクロ波をスターラにより攪拌したり、あるいは加熱室に設けられた食品載置 用ターンテーブルを回転自在としておき、テーブルを回転させることによりマイ クロ波を攪拌したりしていた。また、加熱室内に、マイクロ波発生手段に電磁的 に結合されかつ回転自在となされたクランク軸状のロッドアンテナと、これと平 行な複数の補助アンテナとを設けておき、調理時にロッドアンテナを回転させる ことにより複数の補助アンテナに二次給電し、マイクロ波を乱反射させることに より食品にマイクロ波を一様に照射する電子レンジも提案されている（実開昭６ ２−１５０８９４号参照）。

【０００３】 しかしながら、これら従来の電子レンジでは、食品の形状、種類によりマグネ トロンの発振出力の変動が生じ、加熱の均一性と加熱効率とにトレードオフの関 係が生じ、均一にかつ効率良く食品を加熱することが難しい。

【０００４】 すなわち、調理時に加熱室の頂壁の導波管口から放射されたマイクロ波をスタ ーラにより撹拌する電子レンジや、実開昭６２−１５０８９４号公報に記載され た電子レンジでは、加熱室の大きさに比して極めて小さい食品の場合や、あるい は導波管口から離れた位置に来ることになる薄くて広い食品の場合には、均一に かつ効率良く加熱することができない。一方、調理時に食品を載置したテーブル を回転させる電子レンジでは、広くて薄い食品については均一にかつ効率良く加 熱することができるが、極めて小さい食品や、高さの高い食品に対しては、この ような加熱をすることはできない。これは、輻射源と食品が離れていることに起 因して電波の一部が食品に反射して庫内の固有共振モードを励振させることによ ると考えられる。すなわち、共振モードを励振する場合は、共振モードの各周波 数においてのみ食品からの反射波が少なくなるからである。しかも、このことは 、マイクロ波発振源であるマグネトロンの整合条件が容易に成立難しく、マグネ トロンを最大出力で稼働することができなくなるという問題も生じさせる。そし て、この問題によっても食品を効率良く加熱できなくなる。

【０００５】 そこで、このような問題を解決した電子レンジとして、食品載置用の円形テー ブルを昇降させることにより加熱室の共振モードを変化させ、食品を回転させる とともに、食品が存在する部分でのマイクロ波の電波分布状態を好適なものとし た電子レンジが提案されている（特開昭５９−７１２９１号公報参照）。

【０００６】 しかしながら、この電子レンジでは、食品の載置用テーブルを昇降させる構造 であるので、食品の重量が大きい場合にもテーブルを安定状態で回転させるには 駆動モータのトルクを増大させる必要がある。しかも、加熱室は直方体状であり 、テーブルが円形であるために、加熱室のコーナ部とテーブルの間に空隙が生じ 、その結果マイクロ波がテーブルよりも下方の不要な空洞部分に結合することに なって損失をもたらす。

【０００７】 この考案の目的は、上記問題を解決し、どのような形状の食品であっても、均 一にかつ効率良く加熱することのできる電子レンジを提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

この考案による電子レンジは、加熱室の外部に導波管が設けられるとともに、 加熱室の内部に食品載置用ターンテーブルが設けられ、加熱室内におけるターン テーブルの上方の部分に、導波管に電磁的に結合された水平状マイクロ波輻射部 を有する輻射アンテナが、輻射部の上下方向の位置が可変となるように移動自在 に設けられているものである。

【０００９】 上記電子レンジにおいて、導波管または加熱室内の電界強度を検出するセンサ を備えているとともに、導波管に少なくとも１以上の可動インピーダンス素子が 設けられており、センサにより検出された電界強度に基づいてインピーダンス素 子を移動させることにより、輻射アンテナの輻射部から輻射されるマイクロ波の 出力を変化させるようになされているのがよい。

【００１０】

【作用】

加熱室の外部に導波管が設けられるとともに、加熱室内における食品載置用タ ーンテーブルの上方の部分に、導波管に電磁的に結合された水平状マイクロ波輻 射部を有する輻射アンテナが、輻射部の上下方向の位置が可変となるように移動 自在に設けられているので、食品の形状、大きさ等に合わせて輻射アンテナの輻 射部と食品との距離を調節し、その結果高効率で食品を加熱しうる最適位置まで 輻射部を近接させることができる。したがって、食品を効率良く加熱することが できる。その理由は次の通りである。すなわち、誘電加熱により食品内部に発生 して調理に供される熱エネルギは、次の式（１）〜（３）で与えられる。ところ で、輻射アンテナに流れるマイクロ波電流によって、アンテナ表面に、マイクロ 波の輻射による誘電加熱に寄与しない誘導電磁界が誘起され、しかも食品表面は イオンの存在により導電性を有しているために、食品の表面に誘導渦電流が流れ る。この渦電流により食品の表面に発生する熱エネルギは次の式（４）〜（６） で与えられる。また、食品に与えられる全熱エネルギは次の式（７）で与えられ 、これは出力一定の場合に一定である。

【００１１】

【式１】 なお、式中において、Ｌ…アンテナ長さ、ｒ…アンテナと食品との距離、ｃ… 光速、ε…食品の誘電率、δ…食品の導電率である。

【００１２】 上記式（１）〜（７）から明らかなように、食品と輻射アンテナとの距離が大 きくなれば、食品に与えられる全熱エネルギ中、食品内部に発生して調理に供さ れる熱エネルギは、急激に小さくなる。ところが、この考案のように構成されて いると、食品の形状、大きさ等に合わせて輻射アンテナの輻射部を食品に近接さ せることが可能となり、その結果誘電加熱に寄与する熱エネルギを大きくするこ とができる。したがって、食品を効率良く加熱することができるのである。

【００１３】 しかも、輻射アンテナを食品に近接させることにより、食品からの反射波は周 波数に依存性することなく一様に少なくなるので、マイクロ波発振源であるマグ ネトロンの整合条件が容易に成立し、常にマグネトロンは最大出力で稼働するこ とができる。したがって、これによっても食品が効率良く加熱される。

【００１４】 また、加熱室の内部に食品載置用ターンテーブルが設けられているので、調理 時にこれを回転させることによって、食品全体を均一に加熱することができる。

【００１５】 さらに、導波管または加熱室内の電界強度を検出するセンサを備えているとと もに、導波管に少なくとも１以上の可動インピーダンス素子が設けられており、 センサにより検出された電界強度に基づいてインピーダンス素子を移動させるこ とにより、輻射アンテナの輻射部から輻射されるマイクロ波の出力を変化させる ようになされていると、食品への熱エネルギの吸収による電界強度の変化に基づ いて、調理の進み具合に応じてその状況で最適となるように、輻射アンテナの輻 射部から輻射されるマイクロ波の出力を変化させることも可能になる。

【００１６】

【実施例】

以下、この考案の実施例を、図面を参照して説明する。なお、以下の説明にお いて、図１および図２の左右を左右というものとする。また、図１下側および図 ３右側を前、これと反対側を後というものとする。

【００１７】 図１〜図３は電子レンジの主要部の全体構成を示し、図４および図５はその各 部の構成を示す。

【００１８】 図１〜図３において、電子レンジの外殻を構成する箱体(1) 内に直方体状の加 熱室(2) が設けられ、箱体(1) 内における加熱室(2) の右側の部分に導波管(3) が形成されている。導波管(3) 内にマグネトロン(4) の出力アンテナ(5) が突出 している。加熱室(2) の前面開口は扉(6) によって開閉されるようになっている 。また、箱体(1) の前壁における加熱室(2) の右側の部分に種々の加熱調理用操 作キー(7) を有するキー入力部を備えた操作パネル(8) が設けられている。

【００１９】 加熱室(2) 内の下端部に、回転駆動機構(9) により回転させられる食品載置用 ターンテーブル(10)が設けられている。加熱室(2) の左側壁に、ターンテーブル (10)上にのせられる食品の高さを検出するのに用いられる光センサ(11)が設けら れている。

【００２０】 加熱室(2) 内におけるターンテーブル(10)の上方の部分に、導波管(3) に電磁 的に結合されたクランク軸状のマイクロ波輻射アンテナ(12)が設けられている。 図４に示すように、輻射アンテナ(12)は、水平状回転軸部(12a) と、回転軸部(1 2a) に対して偏った位置に配置された水平状輻射部(12b) と、両部分(12a)(12b) を一体に連結するアーム部(12c) とよりなり、回転軸部(12a) が加熱室(2) の右 側壁に軸受(13)を介して回転自在に支持されている。また、輻射アンテナ(12)は 同軸構造であり、導波管(3) に電磁的に結合された中心導体(14)を備えている。 中心導体(14)の回転軸部(14a) の右半部の周囲には、中心導体(14)と導波管(3) を電磁的に結合させる結合部材(15)が密に嵌め被せられて固定されている。中心 導体(14)の回転軸部(14a) からアーム部(14c) の下部にかけて、その周囲の部分 には、マイクロ波の不要な輻射を防止する輻射防止スリーブ(16)が同軸状に嵌め 被せられている。また、中心導体(14)の輻射部(14b) からアーム部(14c) の上部 にかけてその周囲の部分には、マイクロ波の輻射を阻止せず、かつ中心導体(14) を保護する保護スリーブ(17)が同軸状に嵌め被せられている。中心導体(14)の回 転軸部(14a) および結合部材(15)の右端部は導波管(3) 内に突出しており、その 端部が、連結部材(18)を介して導波管(3) の外部に設けられた電動機(19)の軸(1 9a) に、相互に回転しないように連結されている。そして、電動機(19)が作動す ることにより、輻射アンテナ(12)が回転軸部(12a) を中心として回転し、その結 果輻射部(12b) が左右両側から見て円弧状に移動してその上下方向の位置が可変 となるようになっている。移動経路を図３に１点鎖線の矢印で示す。たとえば、 面積が広くて薄い食品の場合には、輻射部(12b) は図３に鎖線で示す位置に位置 させられ、高さの大きい食品の場合には図３に実線で示す位置に位置させられる 。

【００２１】 導波管(3) 内には、電界強度を検出する電界強度センサ(20)が設けられている 。また、導波管(3) 内におけるマグネトロン(4) よりも下方の部分に、可動短絡 器（可動インピーダンス素子）(21)が上下動自在に設けられている。図５に示す ように、可動短絡器(21)は、公知の伝動機構(22)を介してその下方に配置された 電動機(23)に連結され、この電動機(23)により上下動させられることによって輻 射アンテナ(12)からの出力を最適値に設定するようになされている。すなわち、 輻射アンテナ(12)と可動短絡器(21)との距離を変化させることにより、輻射アン テナ(12)から見た電源インピーダンスを変化させることができるようになってい る。

【００２２】 図６はこの考案の電子レンジの構成を概略的に示す。図６において、マイクロ プロセッサ(24)に、ターンテーブル(10)の回転駆動機構(9) 、操作パネル(8) に 設けられて動作条件を与えるキー入力部、マグネトロン(4) の作動用電源(25)、 光センサ(11)および電界強度センサ(20)が接続されている。また、マイクロプロ セッサ(24)に、輻射アンテナ駆動用電動機(19)および可動短絡器駆動用電動機(2 3)が接続されている。マイクロプロセッサ(24)の動作は次の通りである。すなわ ち、マイクロプロセッサ(24)は、光センサ(11)により検出された食品の高さに応 じて輻射アンテナ駆動用電動機(19)を作動させ、これにより輻射アンテナ(12)を 回転軸部(12a) を中心として回転させ、水平状輻射部(12b) と食品との距離が効 率良く加熱するのに最適な位置まで近接させてこの位置に停止させる。そして、 ターンテーブル(10)を回転させるとともに、マグネトロン(4) の出力アンテナ(5 ) からマイクロ波を発振させる。このマイクロ波は導波管(3) を介して輻射アン テナ(12)に伝送され、水平状輻射部(12b) から輻射されて食品が調理される。調 理が進行すると、電気エネルギが熱エネルギとして食品に吸収され、電界強度が 変化する。マイクロプロセッサ(24)は、電界強度センサ(20)により検出された導 波管(3) 内の電界強度に基づいて、食品に吸収された熱エネルギを測定し、これ と予めプログラムされているしきい値とを比較し、可動短絡器駆動用電動機(23) を作動させて可動短絡器(21)を移動させることによって、輻射アンテナ(12)から の出力が食品の調理状態に合わせて最適な出力となるようにフィードバック制御 を行なう。

【００２３】 このような構成において、食品の調理時には、光センサ(11)によりその形状、 大きさが検出され、水平状輻射部(12b) と食品との距離が効率良く加熱するのに 最適な位置まで近接するように、輻射アンテナ(12)が回転軸部(12a) を中心とし て回転させられ、この位置で停止させられる。この状態で、ターンテーブル(10) が回転させられるとともに、マグネトロン(4) の出力アンテナ(5) から発振され たマイクロ波が導波管(3) を介して輻射アンテナ(12)に伝送され、水平状輻射部 (12b) から輻射されて食品が加熱される。食品の調理が進むと、電界強度センサ (20)により検出された電界強度に基づいて食品に吸収された熱エネルギが測定さ れる。そして、可動短絡器(21)が移動させられて、輻射アンテナ(12)の出力が、 その調理状態での最適出力となるように制御される。こうして、マイクロ波の分 布状態が、その食品の形状や大きさに適合したものになり、その結果食品は、均 一にかつ効率良く加熱される。

【００２４】 図７はこの考案の他の実施例を示す。図７において、導波管(3) には可動短絡 器(21)に代えて、可動スタブ（可動インピーダンス素子）(30)が設けられている 。可動スタブ(30)は、導波管(3) の左側壁に左右方向に移動自在となるように貫 通させられている。そして、可動スタブ(30)は、公知の伝動機構(31)を介してそ の右方に配置された電動機(32)に連結され、この電動機(32)により左右方向に移 動させられることによって輻射アンテナ(12)からの出力を最適値に設定するよう になされている。すなわち、可動スタブ(32)を導波管(3) 内に挿入することによ り誘導性、容量性のリアクタンス素子を構成することができ、その導波管(3) 内 への挿入長さを変化させることにより、リアクタンスを変化させることができる 。そして、アンテナインピーダンスにこのリアクタンスを装荷することにより電 源インピーダンスと整合させることが可能となる。

【００２５】 なお、上記において、輻射アンテナ(12)の回転は、光センサ(11)により検出さ れた加熱すべき食品の形状、大きさに合わせて電動機により自動的に回転させら れるようになっているが、食品の形状、大きさに合わせて、予め決められた位置 に輻射部(12b) が来るように、使用者が輻射アンテナ(12)を回転させるようにし ておいてもよい。また、上記において、電界強度が変化した場合に可動短絡器(2 1)または可動スタブ(30)を移動させることによって、輻射アンテナ(12)からの出 力が食品の調理状態に合わせて最適な出力となるように制御させるようになって いるが、これと同時に輻射アンテナ(12)を回転させて輻射部(12b) と食品との距 離を変えるようにしてもよい。さらに、上記において、電界強度センサ(20)は導 波管(3) に設けられているが、加熱室(2) に設けられていてもよい。

【００２６】

【考案の効果】

この考案の電子レンジによれば、上述のように、種々の形状、大きさの食品を 、その形状、大きさにかかわらず均一にかつ効率良く加熱することができる。し たがって、加熱むらなく、高効率で調理することができる。

【００２７】 さらに、導波管または加熱室内の電界強度を検出するセンサを備えているとと もに、導波管に少なくとも１以上の可動インピーダンス素子が設けられていると 、食品への熱エネルギの吸収による電界強度の変化に基づいて、調理の進み具合 に応じてその状況で最適となるように、輻射アンテナの輻射部から輻射されるマ イクロ波の出力を変化させることも可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の実施例の電子レンジの概略水平断面
図である。

【図２】この考案の実施例の電子レンジの一部を切欠い
た概略正面図である。

【図３】図２のIII −III 線断面図である。

【図４】輻射アンテナの部分を示す拡大垂直断面図であ
る。

【図５】導波管の下部を示す拡大垂直断面図である。

【図６】この考案の電子レンジの電気的構成を示す図で
ある。

【図７】この考案の他の実施例を示す図５相当の図であ
る。

【符号の説明】

２ 加熱室 ３ 導波管 １０ 食品載置用ターンテーブル １２ 輻射アンテナ １２ａ 輻射部

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 加熱室の外部に導波管が設けられるとと
   もに、加熱室の内部に食品載置用ターンテーブルが設け
   られ、加熱室内におけるターンテーブルの上方の部分
   に、導波管に電磁的に結合された水平状マイクロ波輻射
   部を有する輻射アンテナが、輻射部の上下方向の位置が
   可変となるように移動自在に設けられている電子レン
   ジ。
2. 【請求項２】 導波管または加熱室内の電界強度を検出
   するセンサを備えているとともに、導波管に少なくとも
   １以上の可動インピーダンス素子が設けられており、セ
   ンサにより検出された電界強度に基づいてインピーダン
   ス素子を移動させることにより、輻射アンテナの輻射部
   から輻射されるマイクロ波の出力を変化させるようにな
   されている請求項１記載の電子レンジ。