WO2007148644A1

WO2007148644A1 - マイクロ波加熱装置

Info

Publication number: WO2007148644A1
Application number: PCT/JP2007/062210
Authority: WO
Inventors: Yasuhisa Mori; Takeshi Takizaki; Koji Yoshino; Hiroshi Kawai
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2006-06-19
Filing date: 2007-06-18
Publication date: 2007-12-27
Anticipated expiration: 2008-12-19
Also published as: US8987644B2; JP2007333362A; EP2031936A1; EP2031936A4; US20090206071A1; JP5116260B2; CN101473693B; EP2031936B1; CN101473693A

Abstract

　本発明の課題は、グリルメニューが選択されたとき被加熱物の種類に適した所望の調理仕上がりが得られるとともに、加熱効率を向上させることができる高周波波加熱装置を提供することである。　本発明のマイクロ波加熱装置は、被加熱物載置用の加熱皿を着脱可能に装着する加熱室と、マイクロ波発生手段と、前記マイクロ波発生手段からマイクロ波を伝送する導波管と、前記導波管から前記加熱室に前記マイクロ波を放射するための回転アンテナと、前記回転アンテナを回転駆動する駆動手段と、被加熱物を前記加熱皿に載せて加熱するグリルメニューと前記加熱皿を用いずに被加熱皿を加熱する温めメニューとを選択することが可能な操作部と、前記操作部からの出力信号に基づいて前記駆動手段を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記操作部からの出力信号に応じて前記回転アンテナの放射指向性の強い部位の向きが異なるように制御する構成としたものである。

Description

明細書

マイクロ波加熱装置

技術分野

[0001] 本発明は、被加熱物を誘電加熱するマイクロ波加熱装置に関するものである。

背景技術

[0002] 代表的なマイクロ波加熱装置である電子レンジは、代表的な被加熱物である食品を直接的に加熱できるので、なべや釜を準備する必要がな、簡便さでもって生活上の不可欠な機器になっている。これまで、電子レンジは、マイクロ波が伝搬する加熱室のうち食品を収納する空間の大きさが、幅方向寸法および奥行き方向寸法がおおよそ 300〜400mm前後、高さ方向寸法がおおよそ 200mm前後のもの力一般に普及している。

[0003] 近年においては、食材を収納する空間の底面をフラットにし、さらに幅寸法を 400m m以上として奥行き寸法よりも比較的大きくし、食器を複数個並べて加熱できるように利便性を高めた横幅が広い加熱室形状を持った製品が実用化されている。

[0004] また、電子レンジの多機能化に伴い、従来からある、いわゆる「温めメニュー」（食品に対してマイクロ波を放射することで食品を加熱する高周波加熱）に加えて、「グリルメニュー」を備えるものが巿場に登場している。グリルメニューとは、食品を載せたカロ熱皿を昇温させることで食品を加熱皿を介して加熱する方法や、加熱ヒータにより食品を加熱する方法、またはこれらの組み合わせにより食品を直火焼き風 (表面はパリッとしつつ中身はジユーシ一に調理する調理仕上がり）に調理するメニューのことである。

[0005] 従来、この種の高周波波加熱装置 300は、図 17に示すように、代表的なマイクロ波発生手段であるマグネトロン 302から放射されたマイクロ波を伝送する導波管 303と、加熱室 301と、代表的な被加熱物である食品（図示せず)を載置するため加熱室 30 1内に固定され、セラミックやガラスなどの低損失誘電材料力もなるためにマイクロ波が容易に透過できる性質の載置台 306と、加熱室 301内の載置台 306より下方に形成されるアンテナ空間 310と、導波管 303内のマイクロ波を加熱室 301内に放射するため、導波管 303からアンテナ空間 310にわたり、加熱室 301の中央付近に取り付けられた回転アンテナ 305と、回転アンテナ 305を回転駆動できる代表的な駆動手段としてのモータ 304と、加熱室 301内に用途に応じて設置される加熱皿 308と、加熱皿 308を支持する皿受部 307と、電熱加熱を行うヒータ 309とを備えるものである。

[0006] 高周波加熱により被加熱物を直接加熱する温めメニューのときは、載置台 306の上に食品等が置かれた状態で、高周波加熱処理が実行される。マグネトロン 302から放射されたマイクロ波が導波管 303を経て回転アンテナ 305にー且吸収され、そして回転アンテナ 305の放射部上面力もマイクロ波が加熱室 301に向けて放射される。このとき、通常、加熱室 301内にマイクロ波を均一に攪拌させるため回転アンテナ 305 は、一定速度で回転しながらマイクロ波を放射する。

[0007] また、直火焼き風に調理するグリルメニューのときは、皿受部 307に置かれた加熱皿 308上に食品（例えば、鳥もも肉、魚など）が置かれる。この状態で、食品の上側に位置することになるヒータ 309により、食品の表面部分が加熱処理される。一方、マイクロ波によって昇温させられた加熱皿 308により食品の裏面部が加熱処理される。

[0008] マイクロ波を食品に集中させる加熱調理では、マイクロ波の性質により食品の内部の水分が過度に蒸発してしまうことに対し、ヒータや加熱皿により食品を加熱する処理では、食品内部の水分や旨みを閉じ込めつつ、食品の表面をパリツと仕上げる、いわゆる直火焼き風に仕上げることができるものである（特許文献 1参照)。

特許文献 1 :特開 2004— 071216号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0009] し力しながら、特許文献 1に記載されるような従来の高周波加熱装置は、上述のダリルメニューが実行されるとき、温めメニューを実行するときと同様に、回転アンテナ 30

5を一定回転させながらマイクロ波を放射する構成であった。

[0010] 本発明者は、回転アンテナ 305が一定回転しつつ高周波を放射するとき、高周波が攪拌されて加熱室 301内に放射されるため、放射された高周波の一部が加熱皿 3

08の昇温に寄与して、な、ことを見出した。

[0011] また、従来の構成では、加熱室内に放射されたマイクロ波の一部力加熱皿 308の上側空間 (食品が置かれている空間)まで伝播して食品を直接に加熱してしまうことがあった。

[0012] この場合、食品の水分が飛んでしまい食品の中身が乾燥した仕上がり（パサパサした仕上がり）になってしまう。これは、被加熱物である食品の種類によっては、望ましくない仕上がりである。

[0013] 本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、グリルメニューが選択されたとき被加熱物の種類に適した所望の調理仕上がりが得られるとともに、加熱効率を向上させることができる高周波波加熱装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

[0014] 本発明の高周波波加熱装置は、被加熱物載置用の加熱 J1を着脱可能に装着する加熱室と、マイクロ波発生手段と、前記マイクロ波発生手段力マイクロ波を伝送する導波管と、前記導波管力前記加熱室に前記マイクロ波を放射するための回転アンテナと、前記回転アンテナを回転駆動する駆動手段と、被加熱物を前記加熱皿に載せて加熱するグリルメニューと前記加熱皿を用いずに被加熱皿を加熱する温めメニユーとを選択することが可能な操作部と、前記操作部からの出力信号に基づいて前記駆動手段を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記操作部からの出力信号に応じて前記回転アンテナの放射指向性の強い部位の向きが異なるように制御する構成としたものである。

[0015] この構成により、調理メニューの内容に応じて回転アンテナの動作が制御されるので、温めメニュー時にはマイクロ波を均一攪拌して被加熱物を均一に加熱することができ、グリルメニュー時には加熱室内の適した箇所にマイクロ波を集中させることで、被加熱物の種類に適した所望の調理仕上がりが得られるとともに、加熱効率を向上させることがでさる。

[0016] また、本発明の高周波加熱装置は、前記制御手段は、前記操作部によって前記グリルメニューが選択された場合は前記加熱皿に対してマイクロ波が集中するように前記回転アンテナの放射指向性の強い部位の向きを制御し、前記操作部によって前記温めメニューが選択された場合は前記被加熱物に対してマイクロ波が集中するように前記回転アンテナの放射指向性の強い部位の向きを制御する構成としたものである。

[0017] この構成により、調理メニューの内容に応じて回転アンテナの動作が制御されるので、温めメニュー時にはマイクロ波が被加熱物に集中し、グリルメニュー時には加熱皿が効率的に昇温するようにマイクロ波の集中箇所を制御することができるので、被加熱物の種類に適した所望の調理仕上がりが得られるとともに、加熱効率を向上させることができる。

[0018] また、本発明の高周波加熱装置は、前記加熱室は、前記加熱皿を支持する皿受部を複数段備え、前記制御手段は、前記操作部によって前記グリルメニューが選択された場合、前記複数段の、ずれかに支持させた加熱皿の位置に応じて前記回転ァンテナの放射指向性の強い部位の向きを制御する構成としたものである。

[0019] この構成により、皿受部の位置によって調理メニューを選択することが可能であり、様々な食品をグリルメニューで加熱調理することが可能となる。例えば、上段の皿受部に加熱皿が載置される場合は、魚や鶏ももなどの厚みのな!、食材をグリル料理することができる。中段の皿受部に加熱皿が載置される場合は、ローストビーフやローストチキンと言った大きな食材を調理することが可能となる。下段の皿受部に加熱皿が載置される場合は、ピザゃパエリアと言った裏面火力は必要であるものの、上面は火力がソフトな火力でよい食材を調理することが可能となる。従って、グリル調理可能な対象食品が増え、調理性能が向上する。

[0020] また、本発明の高周波加熱装置は、前記加熱室の上側面にヒータ手段を備え、前記制御手段は、マイクロ波が前記加熱皿に集中するように前記回転アンテナの放射指向性の強い部位を向けるときに、前記ヒータ手段を発熱させることが可能な構成としたものである。

[0021] この構成により、グリル調理時においてヒータによる加熱も併せて行うことが可能となる。

[0022] また、本発明の高周波加熱装置は、前記回転アンテナは、前記加熱室の底部に設けられるとともに、前記加熱室の底部力前記回転マイクロ波を放射する構成としたものである。

[0023] この構成により、加熱室下面力マイクロ波が放射される構成となるので、回転アンテナを所定位置に停止させて加熱皿にマイクロ波^^中させることで、加熱皿の上部空間まで伝播するマイクロ波を減らすことができる。

[0024] また、本発明の高周波加熱装置は、前記加熱皿は、高周波吸収体を有するものである。

[0025] この構成により、高周波吸収体にマイクロ波を集中させて加熱皿を効率的に昇温させることができる。

[0026] また、本発明の高周波加熱装置は、マイクロ波発生手段と、前記マイクロ波発生手段からマイクロ波を伝送する導波管と、前記導波管の上部に接続され幅方向寸法が奥行き方向寸法より大きい形状であるとともに、被加熱物載置用の加熱皿を着脱可能に装着する加熱室と、前記加熱室を電熱加熱するためのヒータと、被加熱物を載置するため前記加熱室内に配置された非回転の載置台と、前記加熱室内の前記載置台より上方に形成される被加熱物収納空間と、前記加熱室内の前記載置台より下方に形成されるアンテナ空間と、前記導波管内のマイクロ波を前記加熱室内に放射する回転アンテナと、前記回転アンテナを回転駆動する駆動手段と、前記駆動手段を制御して前記回転アンテナの向きを制御する制御手段と、を備え、前記加熱皿は、前記載置台側面に高周波吸収体のフェライトを有し、前記加熱室は、前記被加熱物収納空間内に前記加熱皿を支持する皿受部を有し、前記制御手段は、前記回転アンテナの放射指向性の強い部位を所定の向きに制御して前記加熱皿に高周波を集中加熱する構成としたとしたものである。

[0027] この構成により、調理メニューの内容に応じて回転アンテナの動作が制御されるので、温めメニュー時にはマイクロ波を均一攪拌して被加熱物が均一に加熱することができ、グリルメニュー時には加熱室内の適した箇所にマイクロ波を集中させることで、被加熱物の種類に適した所望の調理仕上がりが得られるとともに、加熱効率を向上させることがでさる。

[0028] また、本発明の高周波加熱装置は、前記回転アンテナは、前記アンテナ空間において、前記加熱室の幅方向に対して対称位置に配置された二つの回転アンテナにより構成され、前記制御手段は、前記二つの回転アンテナのうち少なくとも一方の回転アンテナの放射指向性の強い部位を所定の向きに制御する構成としたものである [0029] この構成により、回転アンテナを複数個にすることで、回転アンテナの停止位置に組み合わせが増えるので (例えば、一方の回転アンテナは原点位置で、他方の回転アンテナは原点から反時計周りに 90度等）、更に加熱皿の高周波吸収体にマイクロ波を集中させることができる。よって、加熱皿の加熱効率を向上させることができる。一方で、加熱皿の右半分または左半分、また、上半分または下半分のエリアを集中的に加熱することも可能となり、調理方法のノリエーシヨンが広がる。

[0030] また、本発明の高周波加熱装置は、前記加熱室内の被加熱物または前記加熱皿の温度を検出する温度検出手段を備え、前記制御手段は、前記温度検出手段の検出結果に基づいて前記回転アンテナの動作を制御する構成としたものである。

[0031] この構成により、グリルメニュー時であっても、加熱開始の初期段階においては回転アンテナを一定速度で回転させ、加熱室または加熱皿の温度分布に差が生じはじめたときに回転アンテナを制御手段に記憶された位置情報に基づく動作制御に移行するちのとすることがでさる。

[0032] また、本発明の高周波加熱装置は、前記制御手段が、前記回転アンテナの放射指向性の強、部位を所定位置で停止させるように前記駆動手段を制御する構成としたものである。

[0033] この構成により、駆動手段により回転アンテナの停止位置を正確に制御することができ、加熱皿の加熱効率を向上させることができる。

[0034] また、本発明の高周波加熱装置は、前記制御手段は、前記回転アンテナの放射指向性の強！ヽ部位が所定位置近傍で揺動するように前記駆動手段を制御する構成としたものである。

[0035] この構成により、マイクロ波放射中に回転アンテナが停止しつづけることで、回転ァンテナの一部にマイクロ波が集中しすぎて、過剰加熱することを防止する。目標角度を中心に ± 5度ぐらいを動力しても加熱皿の加熱効率への影響は少なぐ一方、アンテナ部品の過昇防止には十分な効果が得られる。

[0036] また、本発明の高周波加熱装置は、前記制御手段が、マイクロ波による加熱中、前記回転アンテナを回転させるとともにその放射指向性の強い部位が所定位置の近傍で減速するように前記駆動手段を制御する構成としたものである。

[0037] この構成により、マイクロ波放射中に回転アンテナが停止しつづけることで、回転ァンテナの一部にマイクロ波が集中しすぎて、過剰加熱することを防止することができる

発明の効果

[0038] 本発明によれば、グリルメニューが選択されたとき被加熱物の種類に適した所望の調理仕上がりが得られるとともに、加熱効率を向上させることができる高周波波加熱装置を提供することができる。

図面の簡単な説明

[0039] [図 1]本発明の実施の形態 1の電子レンジの正面断面構成図

[図 2]本発明の実施の形態 1の電子レンジの側面断面構成図（図 1中の A—A'断面図）

[図 3]上段に置かれた加熱皿を加熱するときの回転アンテナの向きを説明する図（図 1中の B— B '断面図）

[図 4]中段に置かれた加熱皿を加熱するときの回転アンテナの向きを説明する図

[図 5]下段に置かれた加熱皿を加熱するときの回転アンテナの向きを説明する図

[図 6]回転アンテナの原点検出機構を説明する図（図 1中の C— C '断面図）

[図 7]制御手段 411の概略構成図

[図 8]本実施の形態 1の電子レンジの動作フローチャート

[図 9A]従来の加熱皿と本発明の加熱皿の温度分布の比較図（上段）

[図 9B]図 9Aの参考図

[図 10A]従来の加熱皿と本発明の加熱皿の温度分布の比較図（下段）

[図 10B]図 10Aの参考図

[図 11]温度検出手段の概略構成図

[図 12]本実施の形態 1の電子レンジの変形例（回転アンテナが二つの例）

[図 13]本実施の形態 1の電子レンジの変形例（回転アンテナが二つの例）

[図 14]回転アンテナの変形例を示す図

[図 15]回転アンテナの変形例を示す図 [図 16]回転アンテナの変形例を示す図

[図 17]従来の電子レンジの概略構成図

符号の説明

[0040] 31 電子レンジ（マイクロ波加熱装置）

32 マグネトロン（マイクロ波発生手段）

33 導波管

34 加熱室

35 載置台

37 アンテナ空間

39 回転アンテナ

41 モータ (駆動手段）

411 制御手段

発明を実施するための最良の形態

[0041] 以下、本発明に係る実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

[0042] (実施の形態 1)

図 1から図 3は本発明に係る代表的なマイクロ波加熱装置である電子レンジ 31の構成図で、図 1は正面から見た断面図、図 2は図 1の A— A'断面図、図 3は図 1の B— B '断面図、図 6は図 1の C C '断面図である。

[0043] 図 1に示すように、電子レンジ 31は、代表的なマイクロ波発生手段であるマグネトロン 32から放射されたマイクロ波を伝送する導波管 33と、導波管 33の上部に接続され幅方向寸法 (約 41 Omm)が奥行き方向寸法 (約 315mm)より大き、形状の加熱室 3 4と、代表的な被加熱物である食品（図示せず)を載置するため加熱室 34内に固定され、セラミックやガラスなどの低損失誘電材料力なるためにマイクロ波が容易に透過できる性質の載置台 35と、加熱室 34内の載置台 35より下方に形成されるアンテナ空間 37と、導波管 33内のマイクロ波を加熱室 34内に放射するため、アンテナ空間 37に取り付けられた回転アンテナ 39と、回転アンテナ 39を回転駆動できる代表的な駆動手段としてのモータ 41と、モータ 41を制御して回転アンテナ 39の向きを制御する制御手段 411と、各回転アンテナ 39の回転の原点を検出する原点検出機構を構成するフォトインタラプタ 36と、を備えるものである。

[0044] また、加熱室 34の上面部には、電熱加熱を行うことができるヒータ 401が設置されている。また、加熱室 34は、加熱皿 402を支持する皿受部を三段有している。具体的には、加熱室 34は、上段用皿受部 403と中段用皿受部 404と下段皿受部 405とを有している。加熱皿 402は、被加熱物が載らない裏面側 (載置台 35側）に高周波吸収体 (例えば、フライト）を有するものである。

[0045] また、電子レンジ 31は、図 2に示すようにドア 64を備えている。そして、操作部 63がドア 64の下部に配置されている。操作部 63は、ユーザが、食品や調理内容に応じて様々な調理メニューを選択できるものである。例えば、操作部 63により、加熱時間を設定することや、「温めメニュー」や、「グリルメニュー」など、予め設定された調理メニユーを選択することができるものである。

[0046] 「温めメニュー」とは、食品に向けてマイクロ波を放射することで食品を加熱する調理方法のことをいい、「グリルメニュー」とは、食品を載せた加熱皿を昇温させることで加熱皿を介して食品を加熱する方法や、前記昇温させた加熱皿と加熱ヒータとの組み合わせにより食品を加熱する調理方法のことをいう。

[0047] 操作部 63からの出力信号に基づき、制御手段 411はマグネトロン 32やモータ 41を制御する。

[0048] 回転アンテナ 39は、放射指向性を有する構成である。本実施の形態 1の電子レンジ 31は、回転アンテナ 39の放射指向性の強い部位を所定の向きに制御して加熱皿 402 ^^中加熱する構成として、る。具体的にどのように制御して、るかにっ、ては後述する。

[0049] また、回転アンテナ 39は、導波管 33と加熱室底面 42との境界面に設けられた直径約 30mmで略円形の結合孔 44を貫通する直径約 18mmで略円筒状の導電性材料から成る結合部 46と、結合部 46の上端に力しめや溶接などで電気的に接続されて一体化され、概ね垂直方向よりも水平方向に広い面積を有する導電性材料力成る放射部 48とを備えるものである。

[0050] また、回転アンテナ 39は、結合部 44の中心が回転駆動の中心となるようにモータ 4 1のシャフト 50に嵌合された構成としている。放射部 48は回転の方向に対して形状が一定ではな、ために放射指向性がある構成として、る。

[0051] 回転アンテナ 39の回転の中心は加熱室 34内の中心に配置する。導波管 33は、図 3のように上から見て T字型を成し、左右対称な形状である。

[0052] 放射部 48は、放射部上面 52が略四辺形に Rを有する形状で、そのうち対向する 2 辺には加熱室底面 42側に曲げられた放射部曲げ部 54を有し、その 2辺の外側へのマイクロ波の放射を制限する構成である。加熱室底面 42と放射部上面 52までの距離は約 10mm程度とし、放射部曲げ部 54は、それよりも約 5mm程度低い位置に引き下げられている。

[0053] そして、残る 2辺は結合部 46から端部までの水平方向の長さが異なり、結合部の中心からの長さが 75mm程度の端部 56、結合部の中心からの長さが 55mm程度の端部 58を構成して、る。また端部の幅方向の寸法は、ずれも 80mm以上として、る。この構成において回転アンテナ 39は、結合部 45から端部 58の方向への放射指向性を強くすることができる。

[0054] この構成において一般的な食品を、「温めメニュー」により均一に加熱する場合は、従来の電子レンジと同様、特に置き場所にこだわる必要はなぐ回転アンテナ 39も従来同様に一定回転させてょ、。

[0055] 一方、「グリルメニュー」により、加熱皿 302に載置された食品を加熱する場合は、回転アンテナ 39の端部 58が所定の位置を向いた状態で回転アンテナ 39の動作を停止させる。

[0056] 所定の位置とは、加熱室の大きさや加熱皿の位置等との関係で定まるものであり、実験的に予め求めておく。実験の結果、例えば、図 3に示すように、回転アンテナ 39 の端部 58がドア 64方向（正面方向）を向いているときに、上段用皿受部 403に置かれた加熱皿 402にマイクロ波が集中して効率よく加熱皿 402が昇温するという結果が得られた場合は、その位置を、上段用皿受部 403に加熱皿 402が置かれたときの回転アンテナ 39の停止位置として制御部 411に記憶しておく。

[0057] 本実施の形態 1の電子レンジ 31では、制御手段 411が、フォトインタラプタ 36を有する原点検出機構で検出する原点を基準として、回転アンテナ 39の角度情報 (停止位置）を記憶する。本実施の形態 1の電子レンジ 31では、図 3に示すように、回転ァンテナ 39の端部 58がドア 64方向を向いている状態のときを原点位置 (0度）とする。

[0058] また、電子レンジ 31の制御手段 411は、図 4に示すように、回転アンテナ 39の端部 58が加熱室 34の右側面方向を向いているときに、中段用皿受部 404に置かれたカロ熱皿 402にマイクロ波が集中して効率よく加熱皿 402が昇温するという結果が得られた場合は、その位置 (原点力も反時計回りに 45度）を、中段用皿受部 404に加熱皿 4 02が置かれたときの回転アンテナ 39の停止位置として制御手段 411に記憶しておく

[0059] また、電子レンジ 31の制御手段 411は、図 5に示すように、回転アンテナ 39の端部 58が加熱室 34の左側面方向を向いているときに、下段用皿受部 405に置かれたカロ熱皿 402にマイクロ波が集中して効率よく加熱皿 402が昇温するという結果が得られた場合は、その位置 (原点力も反時計周りに 315度）を、下段用皿受部 405に加熱皿 402が置かれたときの回転アンテナ 39の停止位置として制御手段 411に記憶してお

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[0060] 以上のように、本実施の形態 1の電子レンジ 31は、加熱皿の位置に応じて回転アンテナの向きを制御するものであり。回転アンテナ 39を所定の向きに向けるためには、モータ 41としてステッピングモータを用いると力、あるいは一定回転のモータであっても基準位置を検出して通電時間を制御するなどの手段が考えられる。

[0061] 本実施の形態 1の電子レンジ 31では、モータ 41としてステッピングモータを用いており、モータのシャフト 41に上述の原点検出機構を設けている。この原点検出機構は、図 6に示すように、シャフトを中心軸とする円板 36aと、フォトインタラプタ 36とにより構成される。円板 36aには、矩形状のスリット 36bが設けられている。

[0062] 円板 36aは、回転アンテナ 39を回転させるモータのシャフト 50の軸に取り付けられていて、発光素子と受光素子とを備えたフォトインタラプタ 36の光路を遮るように回転するものである。

[0063] この構成により、スリット 36bがフォトインタラプタ 36の光路を通過するときは、前記光路を遮るものが無いので、スリットの通過時点を検出することができる。従って、スリット 36bの位置を回転アンテナ 39の原点と設定しておくことで、各モータに取り付けられたフォトインタラプタ 36により回転アンテナの原点を検出することができるものである。

[0064] 次に、制御手段 411の構成について説明する。制御手段 411は、図 7に示すように、モータ 41の動作を制御することで回転アンテナ 39の動作を制御するアンテナ制御部 412と、回転アンテナ 39の位置情報 (角度情報）を記憶している記憶部 413とを有している。

[0065] アンテナ制御部 412は、操作部 63からの指令信号に応じて記憶部 413から必要な情報を参照し、モータ 41の動作を制御するものである。記憶部 413は、加熱室内の加熱皿 402の置かれる位置（上'中 '下）毎に加熱皿 412を加熱するのに適した回転アンテナ 39の位置情報を記憶している。具体的には、上段皿受部用の位置情報 41 4 (原点）と、中段皿受部用の位置情報 415 (原点から反時計周りに 45度)と、下段皿受部用の位置情報 416 (原点から反時計周りに 315度）と、を記憶して、る。

[0066] 次に、図 8を参照して、本実施の形態 1の電子レンジ 31の動作について説明する。

まず、電子レンジ 31に電源が投入され待機状態になる（S101)。使用者 (ユーザ）力加熱したい被加熱物の内容 (食品の種類）に応じて、「温めメニュー」、「グリルメニュー」、又はその他のメニューを選択する。「温めメニュー」が選択されたときは（S1 02— A)、操作部 63がアンテナ制御部 412に「温めメニュー」が選択されたことを伝える信号を出力する。

[0067] 当該出力信号を受けたアンテナ制御部 412は、モータ 41を一定速度で回転させることで回転アンテナ 39を一定速度で回転させる（S103)。続けて、制御手段 411はマグネトロン 32を動作させ、加熱処理を開始する（S 107)。そして、所定時間経過後 (S108)、回転アンテナ 39、マグネトロン 32等の動作を停止し、「温めメニュー」の加熱処理が終了する（S109)。

[0068] 一方、「グリルメニュー」が選択されたときは（S102— B)、操作部 63がアンテナ制御部 412に「グリルメニュー」が選択されたことを伝える信号を出力する。当該出力信号を受けたアンテナ制御部 412は、まず、当該出力信号から、加熱皿 402が載置されている位置が上段、中段又は下段かを判別する（S104)。なお「グリルメニュー」は魚や鳥のもも、ローストビーフやローストチキン、ピザゃパエリアなどのように被グリル調理物の種類を選択できるようになって!/ヽて、この被グリル調理物の種類に対応して予め載置皿の位置が上 ·中'下に記憶させてあり、「グリルメニュー」で被グリル調理物の種類を選定することによって載置皿の位置を判定する力これに限られるものではなぐ例えば各皿受部 404に検出手段を設けてこの検出手段からの信号によって皿位置を判定するようにしてもょ、ものである。

[0069] 次に、アンテナ制御部 412は、 S104で判別した位置情報に基づき、記憶部 413から対応する位置情報を参照して、モータ 40の動作を制御する。例えば、操作部 63で上段でのグリルメニューが選択された場合、位置情報 414を参照してモータ 40の動作を制御し、回転アンテナ 39を原点力も反時計回りに 90度の位置まで回転し、その位置で停止させる（S105)。

[0070] 回転アンテナ 39が所定位置に停止した後、ヒータ 401を駆動する（S 106)。続けて、制御手段 411はマグネトロン 32を動作させ、加熱処理を開始する（S107)。所定時間経過後（S108)、回転アンテナ 39、ヒータ 401、及びマグネトロン 32等の動作を停止し、「グリルメニュー」の加熱処理が終了する（S 109)。

[0071] 以上の構成により、本実施の形態 1の電子レンジ 31は、加熱室 34には 3段（上、中、下）の皿受部を有しており、棚位置によって調理メニューを選択することが可能であり、様々な食品を「グリルメニュー」で加熱調理することが可能である。

[0072] 例えば、上棚 (皿受部 403)の場合は、魚や鶏ももなどの厚みのな!、食材で従来グリル料理をするような時に使用される。中棚 (皿受部 404)の場合は、ローストビーフやローストチキンと言った大きな食材を調理する時に使用される。下棚 (皿受部 404) の場合は、ピザゃパエリアと言った裏面火力は必要であるものの、上面は、火力がソフトな火力でよいため上面ヒータとの距離を取ることで料理性能を向上させるものである。

[0073] また、本実施の形態 1の電子レンジ 31は、加熱皿 402の裏面に貼り付けた高周波吸収体のフェライトに高周波を吸収させて発熱させることで調理物の裏面を焼くことが可能になる。また、上面は加熱室上面に配置したヒータによってヒータ加熱することで上面調理することが可能になる。さらに、加熱皿 402の裏面を効率良く加熱するために棚位置によって高周波加熱装置のアンテナの回転位置を制御するものである。

[0074] 加熱皿 402が載置される位置によって高周波の波形が変化するためアンテナの一時停止位置が異なるものである力その停止位置については、上述のように実験で予め求め、記憶部 413に記憶しておく。モータ 41に原点検出機構を持たせることで、回転アンテナ 39の停止位置を正確に制御することが可能になり、それぞれの棚位置において最高効率の加熱が実現できるものであるとともに、加熱皿の上部空間（食品が載置されている空間）に伝播するマイクロ波は少なくなるので、食品の内部の水分が過度に蒸発しすぎることを防ぐことができる。

[0075] 図 9Aは、加熱室の上段に加熱皿を置、た場合における、従来の加熱皿の温度分布と本発明の加熱皿の温度分布を比較する図である。図 9A(a)は従来の加熱皿の温度分布を示している。図 9A(b)は本発明の加熱皿の温度分布を示している。図 9 A (c)は従来の加熱皿の温度分布の頻度を示すグラフである。図 9A(d)は、本発明の加熱皿の温度分布の頻度を示すグラフである。なお、ここで頻度とは、加熱皿の全面積中における所定温度の面積の割合を、う。

[0076] 比較は、マグネトロンの動作条件は同一とし、回転アンテナの動作のみを変更して実験した結果に基づき行う。図 9A(a)と図 9A(b)とを比較すると、 90°C〜120°Cの領域は、ともに加熱皿の食品載置部 450の外延に沿って分布している力 120°C〜 180°Cの領域は、従来の加熱皿では、一部（図 9A(a)中の左下近傍）に分布していないのに対し、本発明の加熱皿では、加熱皿の食品載置部 450の全般にわたり分布している。すなわち、本発明の加熱皿の方が、加熱皿が全体的に均一に高温状態になっている。

[0077] また、図 9A (c)と図 9A (d)とを比較すると、図 9A (c)のグラフより図 9A(d)のグラフの方がピークが高温に位置している。このことから、本発明の加熱皿は、従来の加熱皿に対し、高温度領域が幅広く分布していることが確認できる。

[0078] 図 9Bは、参考のため、図 9Aの温度分布を等温線により表したものである。図 9B (a )は、図 9A (a)に対応する図であり、従来の加熱皿の温度分布を示している。図 9B ( b)は、図 9A(b)に対応する図であり、本発明の加熱皿の温度分布を示している。

[0079] この比較結果から、加熱室の上段部分に加熱皿を載置した場合、「グリルメニュー」時に回転アンテナを所定位置で停止させることで、加熱皿の加熱効率が向上することが確認できる。 [0080] 図 10Aは、加熱室の下段に加熱皿を置いた場合における、従来の加熱皿の温度分布と本発明の加熱皿の温度分布を比較する図である。図 10A(a)は従来の加熱皿の温度分布を示している。図 10A (b)は本発明の加熱皿の温度分布を示している。図 10A(c)は従来の加熱皿の温度分布の頻度を示すグラフである。図 10A(d)は、本発明の加熱皿の温度分布の頻度を示すグラフである。

[0081] 図 10A(a)と図 10A(b)とを比較すると、 20°C〜180°Cの領域は、従来の加熱皿に対し、本発明の加熱皿では、加熱皿の食品載置部 450の全般にわたり分布している。すなわち、本発明の加熱皿の方が、加熱皿が全体的に均一に高温状態になっている。また、本発明の加熱皿の方が、 180°C以上の領域についても幅広に分布している。

[0082] また、図 10A (c)と図 10A(d)とを比較すると、図 10A(c)のグラフより図 10A(d)のグラフの方がピークが高温に位置している。このことから、本発明の加熱皿は、従来の加熱皿に対し、高温度領域が幅広く分布して、ることが確認できる。

[0083] 図 10Bは、参考のため、図 10Aの温度分布を等温線により表したものである。図 10 B (a)は、図 10A (a)に対応する図であり、従来の加熱皿の温度分布を示している。図 10B (b)は、図 10A(b)に対応する図であり、本発明の加熱皿の温度分布を示している。

[0084] この比較結果から、加熱室の上段部分に加熱皿を載置した場合、「グリルメニュー」時に回転アンテナを所定位置で停止させることで、加熱皿の加熱効率が向上することが確認できる。

[0085] これらの結果から、グリルメニュー時において、回転アンテナの動作を棚位置毎にそれぞれ適した位置に停止させることで、各棚位置における最高効率の加熱が実現できることが確認できる。

[0086] なお、本実施の形態 1の電子レンジ 31の説明では、回転アンテナ 39をグリルメ-ュ一時に停止させる例について説明してきた力回転アンテナの動作制御はこれに限られるものではない。例えば、回転アンテナ 39が所定の位置に停止したまま加熱室内にマイクロ波を放射しつづけると、回転アンテナ 39自体が昇温し過ぎて融解する恐れがある。 [0087] この点を鑑みて、制御手段 411のアンテナ制御部 412は、回転アンテナ 39を目標角度 (停止位置)を中心として所定角度 (例えば、士 5度)程度往復揺動させてもよ!、。これにより、加熱皿への加熱効果にほぼ影響を与えることなく回転アンテナ 39の劣化を防止することができる。また、マイクロ波放射中に回転アンテナが停止しつづけることで、回転アンテナ 39の一部にマイクロ波が集中しすぎて、過剰加熱することを防止する。この往復揺動動作は、加熱開始時力行っても良いが、加熱開始時から所定時間経過後（例えば、 30秒〜 1分後）に開始する構成としてもよい。

[0088] この往復揺動動作を実行するためには、制御手段 411は、回転アンテナ 39が停止することを許容する上限時間を予め記憶する停止上限時間記憶部と、回転アンテナが停止して、る時間をカウントする停止時間計時部と、回転アンテナ 39を往復揺動させる角度を記憶する往復角度記憶部と、を有する構成とする。

[0089] また、グリルメニューにおける加熱開始時力所定時間経過後（例えば、 30秒〜 1 分後）に回転アンテナ 39を所定角度 (例えば、 5度)だけ回転させる構成としても良い

[0090] また、同様の目的で、回転アンテナ 39の回転速度を制御する構成としても良い。例えば、所定位置付近では回転アンテナ 39を遅く回転させ、その他は一定速度で回転させることで、加熱皿 402にマイクロ波を集中させる構成としても良い。この場合も、同様に予め実験で、どの位置付近で回転アンテナをどの速度に制御することで加熱皿にマイクロ波が集中するかを予め実験で求めることになる。

[0091] また、制御手段 411は、回転アンテナ 39が所定の停止位置 (角度）にあるときを原点として記憶しているものである。そして、制御手段 411は、例えば、加熱処理実行前または加熱処理実行後、「温めメニュー」、「グリルメニュー」ともにに回転アンテナ 3 9の原点を確認する原点検出モードを実行する。

[0092] 原点検出モード中は、回転アンテナ 39の角度を特定することができず、このままマイク口波を発振すると不本意な加熱状態を起こし不良の原因となってしまうことがある。そこで、制御手段 411は、原点検出モード中で回転アンテナを駆動している間は、マグネトロンの動作を停止する制御を行う。

[0093] また、制御手段 411は、原点検出モードを加熱処理終了後に行い、原点を検出した状態で非加熱時に待機する。これにより、加熱処理を開始する前に原点検出のための待機時間が発生するのを防ぐことできる。

[0094] また、制御手段 411は、グリルメニュー時であっても、加熱開始の初期段階にお!/ヽては回転アンテナ 39を一定速度で回転させ、加熱室 34内の温度分布に差が生じはじめたときに回転アンテナ 39を記憶部 413の位置情報に基づく動作制御に移行するものとしても良い。

[0095] 温度分布を検出するためには、図 11に示すような温度検出手段を設ければよい。

この温度検出手段は、基板 19上に一列に並んで設けられた複数の赤外線検出素子 13と、基板 19全体を収納するケース 18と、ケース 18を赤外線検出素子 13が並んで V、る方向と垂直に交わる方向に移動させるステッピングモータ 11と、を備えるものである。

[0096] 基板 19上には、赤外線検出素子 13を封入する金属製のカン 15と、赤外線検出素子の動作を処理する電子回路 20とが設けられている。また、カン 15には赤外線が通過するレンズ 14が設けられている。また、ケース 18には、赤外線を通過させる赤外線通過孔 16と、電子回路 20からのリード線を通過させる孔 17とが設けられている。

[0097] この構成により、ステッピングモータ 11が回転運動することで、ケース 18を、赤外線検出素子 13がー列に並んでいる方向とは垂直方向に移動させることができる。温度検出手段のステッピングモータ 11が往復回転動作することにより、加熱室 34内のほぼ全ての領域の温度分布を検出することができるものである。

[0098] また、ここまで、回転アンテナが一つの場合について説明してきた力回転アンテナの数はこれに限られず-個以上の複数個でも良ぐ例えば、図 12、図 13に示すように、二つの回転アンテナを加熱室の幅方向に有する構成としても良い。図 13に示す状態では、各回転アンテナの端部力加熱室内の中央付近を向いているが、この場合においても、予め実験で、二つの回転アンテナがどの位置関係にあるとき加熱皿にマイクロ波が集中するかを予め実験で求めることになる。

[0099] 回転アンテナを複数個にすることで、回転アンテナの停止位置に組み合わせが増えるので (例えば、一方の回転アンテナは原点位置で、他方の回転アンテナは原点力も反時計周りに 90度等）、更に加熱皿の高周波吸収体にマイクロ波を集中させることができる。よって、加熱皿の加熱効率を向上させることができる。一方で、加熱皿の右半分または左半分、また、上半分または下半分のエリアを集中的に加熱することも可能となり、調理方法のバリエーションが広がる。

[0100] 回転アンテナの形状の本実施の形態で示した例に限られるものではない。例えば、回転アンテナとしては、図 14に示すように、円板形状の一部に開口部を有するものであっても良い。

[0101] 具体的には、図 14中、回転アンテナ 83、 84は、放射部 85、 86上に円弧形状の開口部 87、 88を有している。この開口部 87、 88は、幅方向の長さ L1が加熱室内に放射されるマイクロ波の波長の 4分の 1以上としている。従って、回転アンテナ 83、 84は、停止しているときは開口部に放射指向性がある構成となり、加熱室 34内の特定の領域を局所的に加熱することを可能とする。

[0102] また、回転アンテナの他の変形例としては、例えば、図 15に示すように、長方形状の回転アンテナ 90、 91がある。この回転アンテナ 90、 91は、長方形状のうち 3辺側が加熱室底面側に曲げられた曲げ部 94、 95を有し、残り 1辺部分 92, 93が折り曲げておらず、その折り曲げられていない辺部分 92、 93に指向性が強い構成となり、カロ熱室 34内の特定の領域を局所的に加熱することを可能とする。

[0103] また、回転アンテナの他の変形例としては、例えば、図 16に示すように、長方形状の回転アンテナ 201、 202力ある。回転アンテナ 201、 202は、長方形状の 4辺側に加熱室底面側に曲げられた曲げ部 203、 204を有し、さらに、放射部 206、 207上に開口部 208、 209を有することで指向性が強い構成となり、加熱室 34内の特定の領域を局所的に加熱することを可能とする。

[0104] また、各回転アンテナは、互いの間隔を 5[mm]以上空けるものとしている。これにより、各回転アンテナが互いに干渉して回転アンテナの一部等が過剰加熱で破損することを防止することができる。

[0105] なお、以上に示した実施の形態は様々に組み合わせて実施することができるものである。

本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。

[0106] 本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。

[0107] 本出願は、 2006年 6月 19日出願の日本特許出願 (特願 2006— 169269)に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。

産業上の利用可能性

[0108] 以上のように、本発明は、加熱室に配置された回転アンテナの放射指向性の強い部位を所定の向きに制御して加熱皿を集中加熱することができるので、グリルメ-ュ一が選択されたとき被加熱物の種類に適した所望の調理仕上がりが得られるとともに、加熱効率を向上させることができる。

Claims

請求の範囲

[1] 被加熱物載置用の加熱 Jlを着脱可能に装着する加熱室と、

マイクロ波発生手段と、

前記マイクロ波発生手段力マイクロ波を伝送する導波管と、

前記導波管力前記加熱室に前記マイクロ波を放射するための回転アンテナと、前記回転アンテナを回転駆動する駆動手段と、

被加熱物を前記加熱皿に載せて加熱するグリルメニューと前記加熱皿を用いずに被加熱皿を加熱する温めメニューとを選択することが可能な操作部と、

前記操作部からの出力信号に基づいて前記駆動手段を制御する制御手段と、を備え、

前記制御手段は、前記操作部からの出力信号に応じて前記回転アンテナの放射指向性の強い部位の向きが異なるように制御する構成とした高周波加熱装置。

[2] 前記制御手段は、前記操作部によって前記グリルメニューが選択された場合は前記加熱皿に対してマイクロ波が集中するように前記回転アンテナの放射指向性の強い部位の向きを制御し、前記操作部によって前記温めメニューが選択された場合は前記被加熱物に対してマイクロ波が集中するように前記回転アンテナの放射指向性の強、部位の向きを制御する構成とした請求項 1に記載の高周波加熱装置。

[3] 前記加熱室は、前記加熱皿を支持する皿受部を複数段備え、

前記制御手段は、前記操作部によって前記グリルメニューが選択された場合、前記複数段のいずれかに支持させた加熱皿の位置に応じて前記回転アンテナの放射指向性の強い部位の向きを制御する構成とした請求項 1または 2記載の高周波加熱装置。

[4] 前記加熱室の上側面にヒータ手段を備え、

前記制御手段は、マイクロ波が前記加熱皿に集中するように前記回転アンテナの放射指向性の強い部位を向けるときに、前記ヒータ手段を発熱させることが可能な構成とした請求項 1から 3のいずれか一項に記載の高周波加熱装置。

[5] 前記回転アンテナは、前記加熱室の底部に設けられるとともに、前記加熱室の底部から前記回転マイクロ波を放射する構成とした請求項 1から 4のいずれか一項に記載の高周波加熱装置。

[6] 前記加熱皿は、高周波吸収体を有する請求項 1から 5のいずれか一項に記載の高周波加熱装置。

[7] マイクロ波発生手段と、

前記導波管の上部に接続され幅方向寸法が奥行き方向寸法より大きい形状であるとともに、被加熱物載置用の加熱皿を着脱可能に装着する加熱室と、

前記加熱室を電熱加熱するためのヒータと、

被加熱物を載置するため前記加熱室内に配置された非回転の載置台と、前記加熱室内の前記載置台より上方に形成される被加熱物収納空間と、前記加熱室内の前記載置台より下方に形成されるアンテナ空間と、

前記導波管内のマイクロ波を前記加熱室内に放射する回転アンテナと、前記回転アンテナを回転駆動する駆動手段と、

前記駆動手段を制御して前記回転アンテナの向きを制御する制御手段と、を備え前記加熱皿は、前記載置台側面に高周波吸収体のフェライトを有し、

前記加熱室は、前記被加熱物収納空間内に前記加熱皿を支持する皿受部を有し前記制御手段は、前記回転アンテナの放射指向性の強い部位を所定の向きに制御して前記加熱皿に高周波を集中加熱する構成とした高周波加熱装置。

[8] 前記回転アンテナは、前記アンテナ空間において、前記加熱室の幅方向に対して対称位置に配置された二つの回転アンテナにより構成され、

前記制御手段は、前記二つの回転アンテナのうち少なくとも一方の回転アンテナの放射指向性の強い部位を所定の向きに制御する構成とした請求項 1から 7いずれか一項に記載の高周波加熱装置。

[9] 前記加熱室内の被加熱物または前記加熱皿の温度を検出する温度検出手段を備え、

前記制御手段は、前記温度検出手段の検出結果に基づいて前記回転アンテナの動作を制御する構成とした請求項 1から 8のいずれか一項に記載の高周波加熱装置

[10] 前記制御手段は、前記回転アンテナの放射指向性の強い部位を所定位置で停止させるように前記駆動手段を制御する構成とした請求項 1から 9の、ずれか一項に記載の高周波加熱装置。

[11] 前記制御手段は、前記回転アンテナの放射指向性の強い部位が所定位置近傍で揺動するように前記駆動手段を制御する構成とした請求項 1から 10のいずれか一項に記載の高周波加熱装置。

[12] 前記制御手段は、マイクロ波による加熱中、前記回転アンテナを回転させるとともにその放射指向性の強!、部位が所定位置の近傍で減速するように前記駆動手段を制御する構成とした請求項 1から 11のいずれか一項に記載の高周波加熱装置。