JP2010108711A - 電子レンジ - Google Patents

Abstract

【課題】回転アンテナの回転軸付近で発生する加熱不足を効果的に解消することができる電子レンジを提供する。
【解決手段】電子レンジ１は、被加熱物を収納する加熱室５と、加熱室５内の被加熱物をマイクロ波加熱するためのマイクロ波を発振する下マグネトロン１８と、下マグネトロン１８と加熱室６との間を結合してマイクロ波を伝送する下導波管１４と、下導波管１４と加熱室６とを連結する下給電口１７の加熱室６側に位置して金属製下回転軸２７により支持された金属製下部回転アンテナ２４を備える。下部回転アンテナ２４と加熱室６の底壁１６上面とでマイクロ波を伝送する平行平板線路を形成すると共に、下回転軸２７から延在する下部回転アンテナ２４の端部を、下回転軸２７近傍に配置する。
【選択図】図２

Description

本発明は、回転アンテナを用いてマイクロ波（高周波エネルギー）を加熱室内に放射し、食品等の被加熱物を加熱する電子レンジに関するものである。

近年、金属製平板からなる回転アンテナを回転させて加熱室内でマイクロ波の放射方向を変え、加熱室内にマイクロ波を拡散させて加熱を行い、加熱室内全体をできるだけ均一に加熱できるようにした電子レンジが開発されている。

この場合、回転アンテナは加熱室の底部、又は、それに加えて天井部に設けられる。この回転アンテナは加熱室に形成された給電口の加熱室側に配置され、金属製回転軸に支持されている。この給電口は導波管の一端が連結され、導波管の他端は加熱室外に設けられたマグネトロンに連結される。

そして、マグネトロンで発振されたマイクロ波は導波管内を伝送され、給電口より回転アンテナに至る。この回転アンテナは加熱室（キャビティ）の壁面とでマイクロ波を伝送する平行平板線路を形成するので、給電口より回転アンテナに伝送されたマイクロ波は、この平行平板線路を伝送されて回転アンテナの端部から加熱室内に放射されることになる。そして、この回転アンテナは回転軸を介してモータにより回転されるので、その端部から放射されるマイクロ波は加熱室内に拡散されるものであった。
特開２００８−１６６２２１号公報

ここで、従来の回転アンテナは回転軸から一方向或いは二方向若しくはそれ以上の数で外側に向けて延在するかたちを呈していたため、マイクロ波はどうしても回転軸から離れた位置に向けて強く放射されることになる。

しかしながら、回転軸は通常加熱室内底部（天井部）の略中央部に配置されると共に、被加熱物も通常は加熱室内の中央部（実際にはトレイ上の中央部）に載置されるものであるため、回転軸に対応する部分、即ち、被加熱物の中心付近の加熱がどうしても不足してしまうという問題が発生していた。

本発明は、係る従来の技術的課題を解決するために成されたものであり、回転アンテナの回転軸付近で発生する加熱不足を効果的に解消することができる電子レンジを提供することを目的とするものである。

本発明の電子レンジは、被加熱物を収納する加熱室と、この加熱室内の被加熱物をマイクロ波加熱するためのマイクロ波を発振するマグネトロンと、このマグネトロンと加熱室との間を結合してマイクロ波を伝送する導波管と、この導波管と加熱室とを連結する給電口の加熱室側に位置して金属製回転軸により支持された金属製回転アンテナとを備えたものであって、回転アンテナと加熱室壁面とでマイクロ波を伝送する平行平板線路を形成すると共に、回転軸から延在する回転アンテナの端部を、回転軸近傍に配置したことを特徴とする。

請求項２の発明の電子レンジは、上記において回転軸から二方向に延在する回転アンテナの両端部を、相互に対向させたことを特徴とする。

請求項３の発明の電子レンジは、上記各発明において回転軸から二方向に延在する回転アンテナの両端部を、回転軸側に向けたことを特徴とする。

請求項４の発明の電子レンジは、上記各発明において回転軸から端部に至る回転アンテナを、円弧状に形成したことを特徴とする。

請求項５の発明の電子レンジは、上記各発明において回転アンテナは、回転軸を通る線に対して線対称形状を呈することを特徴とする。

本発明によれば、被加熱物を収納する加熱室と、この加熱室内の被加熱物をマイクロ波加熱するためのマイクロ波を発振するマグネトロンと、このマグネトロンと加熱室との間を結合してマイクロ波を伝送する導波管と、この導波管と加熱室とを連結する給電口の加熱室側に位置して回転軸により支持された金属製回転アンテナとを備えた電子レンジにおいて、回転アンテナと加熱室壁面とでマイクロ波を伝送する平行平板線路を形成すると共に、回転軸から延在する回転アンテナの端部を、回転軸近傍に配置したので、回転アンテナと加熱室壁面とで構成される平行平板線路を伝送されるマイクロ波は、回転軸近傍に位置する回転アンテナの端部から放射されるようになる。

これにより、回転軸近傍における加熱性能を強化し、被加熱物の中心付近の加熱不足を効果的に解消することができるようになるものである。

特に、請求項２の発明の如く回転軸から二方向に延在する回転アンテナの両端部を、相互に対向させれば、両端部から放射されたマイクロ波が干渉し合い、被加熱物に吸収されることになるので、中心付近の加熱性能をより一層向上させることができる。

また、請求項３の発明の如く回転軸から二方向に延在する回転アンテナの両端部を、回転軸側に向けることでも被加熱物の中心付近の加熱性能を向上させることが可能となる。

更に、請求項４の発明の如く回転軸から端部に至る回転アンテナを、円弧状に形成すれば、回転軸から端部に至る間に漏洩するマイクロ波を減少させ、回転軸近傍における加熱性能をより一層向上させることができるようになる。

更にまた、請求項５の発明の如く回転アンテナを、回転軸を通る線に対して線対称形状とすれば、左右の線路長が同一となり、被加熱物の中心付近の加熱性能を向上させることができる。

次に、図面に基づいて本発明の実施形態を詳述する。図１は本発明を適用した電子レンジ１の斜視図、図２は図１のＡ−Ａ線断面図をそれぞれ示している。図１において、１は実施例の業務用電子レンジであり、２はこの電子レンジ１の本体、３は本体２の前面に配置したドア、４はユーザが電子レンジ１に各種の情報を入力するために本体２の前面でドア３の上部に配置された操作パネルである。

次に図２において、６は本体２内に構成され、食品等の被加熱物を収納する加熱室、７は加熱室６内の上部に配置された例えば樹脂製の仕切板、８は加熱室６内の底部に配置された例えばセラミック製のトレイ（食品載置棚）である。また、９は一端が加熱室６の天壁１１の略中央部に穿設された上給電口１２にて加熱室６と連結された上導波管、１３はこの上導波管９の他端に連結された上マグネトロンである。１４は一端が加熱室６の底壁１６の略中央部に穿設された下給電口１７にて加熱室６と連結された下導波管、１８はこの下導波管１４の他端に連結された下マグネトロンである。これらマグネトロン１３、１８及び上下導波管９、１４は本体２内の加熱室６外に配置されている。

上下導波管９、１４は、上下給電口１２、１７を介してそれぞれ上下マグネトロン１３、１８と加熱室６との間を結合し、上下マグネトロン１３、１８で発振されたマイクロ波を加熱室６の天井部及び底部にそれぞれ伝送するものである。

２１は仕切板７と加熱室６の天壁１１との間の空間に配置され、上導波管９と電波的に結合し、且つ、回転可能に取り付けられた上部回転アンテナである。この上部回転アンテナ２１は、上マグネトロン１３で発振されたマイクロ波を加熱室６内に天井部から放射して加熱室６内に拡散させるために設けられており、アルミニウム等の良導電性の金属製平板にて構成され、上給電口１２の加熱室６側に位置している。上導波管９の外側には上モータ２２が取り付けられており、この上モータ２２の樹脂製の回転軸には、金属製の上回転軸２３が連結され、この上回転軸２３は上給電口１２を貫通して加熱室６内に臨み、上部回転アンテナ２１はこの上回転軸２３の下端に取り付けられている。また、係る構造により、上回転軸２３は加熱室６の天壁１１の略中央部に位置することになる。

２４はトレイ８と加熱室６の底壁１６との間の空間に配置され、下導波管１４と電波的に結合し、且つ、回転可能に取り付けられた下部回転アンテナである。この下部回転アンテナ２４は、下マグネトロン１８で発振されたマイクロ波を加熱室６内に底部から放射して加熱室６内に拡散させるために設けられており、同様にアルミニウム等の良導電性の金属製平板にて構成され、下給電口１７の加熱室６側に位置している。下導波管１４の外側には下モータ２６が取り付けられており、この下モータ２６の樹脂製の回転軸には、金属製の下回転軸２７が連結され、この下回転軸２７は下給電口１７を貫通して加熱室６内に臨み、下部回転アンテナ２４はこの下回転軸２７の上端に取り付けられている。また、係る構造により、下回転軸２７は加熱室６の底壁１６の略中央部に位置することになる。

次に、図３はこの下部回転アンテナ２４の平面図を示している。下部回転アンテナ２４は下回転軸２７から二方向に延在しており、延在したそれぞれの辺２８、２９がＣ型、及び、逆Ｃ型の円弧形状を呈している。即ち、下部回転アンテナ２４はＣ型の辺２８と逆Ｃ型の辺２９それぞれの一方の端部を下回転軸２７にて接続した形状とされている。そして、各辺２８、２９の他方の端部、即ち、下部回転アンテナ２４の両端部２８Ａ、２９Ａは下回転軸２７の近傍に位置している。また、下部回転アンテナ２４の両端部２８Ａ、２９Ａは、下回転軸２７側に向いた状態、即ち、内方に向いた状態で、相互に対向している。更に、下部回転アンテナ２４は下回転軸２７を通る線Ｌ１に対して辺２８及び辺２９の部分が線対称形状とされている。

この下部回転アンテナ２４と加熱室６の底壁１６の上面とでマイクロ波を伝送する平行平板線路が形成され、下導波管１４内を伝送されて来たマイクロ波は下給電口１７から出て下部回転アンテナ２４に至り、この下部回転アンテナ２４と加熱室６の底壁１６の上面との間の平行平板線路を伝送されて両端部２８Ａ、２９Ａから放射されることになる。

この場合、下マグネトロン１８のマグネトロンアンテナ１８Ａから下部回転アンテナ２４の端部２８Ａまでの距離の和、及び、下マグネトロン１８のマグネトロンアンテナ１８Ａから下部回転アンテナ２４の両端部２９Ａまでの距離の和は、導波管内での管内波長を考慮したマイクロ波の１／２波長の整数倍となるように下部回転アンテナ２４の寸法が定められている。これにより、マイクロ波伝送のためのインピーダンス整合をとり、両端部２８Ａ、２９Ａから効率良くマイクロ波を放射させるよう構成されている。

次に、図４は上部回転アンテナ２１の平面図を示している。上部回転アンテナ２１は上回転軸２３から四方向に延在しており、延在した二辺３１、３２は相互に向き合う逆の形状の円弧状を呈している。また、残りの二辺３３、３４は直線状を呈して相互に略反対方向の外方に向けて延在している。上部回転アンテナ２１は天壁１１下で吊り下げられるかたちとなるため、この二辺３３、３４はバランスを取る役割を果たしている。また、上部回転アンテナ２１は上回転軸２３を通る線Ｌ２に対して辺３１、３３及び辺３２、３４の部分が線対称形状とされている。

この上部回転アンテナ２１と加熱室６の天壁１１の下面とでマイクロ波を伝送する平行平板線路が形成され、上導波管９内を伝送されて来たマイクロ波は上給電口１２から出て上部回転アンテナ２１に至り、この上部回転アンテナ２１と加熱室６の天壁１１の下面との間の平行平板線路を伝送されて各辺３１〜３４の端部３１Ａ〜３４Ａから放射されることになる。

この場合、上マグネトロン１３のマグネトロンアンテナ１３Ａから上部回転アンテナ２１の各端部３１Ａ〜３４Ａそれぞれまでの距離の和は、導波管内での管内波長を考慮したマイクロ波の１／２波長の整数倍となるように上部回転アンテナ２１の寸法が定められている。これにより、マイクロ波伝送のためのインピーダンス整合をとり、各端部３１Ａ〜３４Ａから効率良くマイクロ波を放射させるよう構成されている。

以上の構成で、加熱室６内における被加熱物（食品等）の加熱運転について説明する。ドア３を開けて被加熱物を加熱室６内に差し入れ、トレイ８の略中央に載置してドア３を閉める。この状態で、被加熱物の中心部下方には下回転軸２７が略対応していることになる。その後、操作パネル４で所定の加熱メニューを選択し、スタートボタンを操作すると、上下マグネトロン１３、１８が発振を開始し、上下モータ２２、２６も運転を開始して上部回転アンテナ２１と下部回転アンテナ２４が回転を始める。

上マグネトロン１３にて発振されたマイクロ波は、マグネトロンアンテナ１３Ａから上導波管９内を伝送され、上給電口１２から出て上部回転アンテナ２１に至り、天壁１１の下面と上部回転アンテナ２１間の平行平板線路を伝送されて各辺３１〜３４の端部３１Ａ〜３４Ａから加熱室６内に放射される。上部回転アンテナ２１は上モータ２２により回転されるので、上部回転アンテナ２１から放射されるマイクロ波は、天井部より加熱室６内全体に放射されることになる。

この場合、上部回転アンテナ２１の辺３１、３２は対向する円弧形状を呈しているので、それらの端部３１Ａ、３２Ａから放射されたマイクロ波は加熱室６内の中央部に向かう。これら辺３１、３２は円弧形状を呈しており、上回転軸２３から端部３１Ａ、３２Ａに至る線路中に角部が存在しないので、端部３１Ａ、３２Ａに至る以前に漏洩するマイクロ波も少なくなる。これにより、端部３１Ａ、３２Ａからのマイクロ波の放射量を確保することができる。また、辺３３、３４は外方に向いているので、それらの端部３３Ａ、３４Ａから放射されたマイクロ波は加熱室６内の外側部分に向かうことになる。更に、上部回転アンテナ２１は上回転軸２３を通る線Ｌ２に対して線対称形状であるので、これらにより、天井部からは加熱室６内に満遍なく、加熱室６内全体に渡って略均一にマイクロ波が放射されることになる。

一方、下マグネトロン１８にて発振されたマイクロ波は、マグネトロンアンテナ１８Ａから下導波管１４内を伝送され、下給電口１７から出て下部回転アンテナ２４に至り、底壁１６の上面と下部回転アンテナ２４間の平行平板線路を伝送されて各辺２８、２９の端部２８Ａ、２９Ａから加熱室６内に放射される。下部回転アンテナ２４は下モータ２６により回転されるので、下部回転アンテナ２４から放射されるマイクロ波も、底部より加熱室６内に放射されることになる。

この場合、下部回転アンテナ２４の各辺２８、２９の端部２８Ａ、２９Ａは下回転軸２７の近傍に配置されているので、下部回転アンテナ２４と底壁１６上面とで構成される平行平板線路を伝送されるマイクロ波は、下回転軸２７近傍に位置する下部回転アンテナ２４の各端部２８Ａ、２９Ａから放射される。これにより、下回転軸２７近傍における加熱性能が強化され、下部回転アンテナ２４の近くに位置する被加熱物の中心付近の加熱不足を効果的に解消することができるようになる。

特に、下回転軸２７から二方向に延在する下部回転アンテナ２４の両端部２８Ａ、２９Ａは相互に対向しているので、両端部２８Ａ、２９Ａから放射されたマイクロ波は相互に干渉し合い、被加熱物に吸収されることになる。これにより、被加熱物の中心付近の加熱性能はより一層向上する。

更に、下回転軸２７から二方向に延在する下部回転アンテナ２４の両端部２８Ａ、２９Ａは、下回転軸２７側に向いているので、被加熱物の中心付近の加熱性能は一層向上する。このとき、下回転軸２７から端部２８Ａ、２９Ａに至る下部回転アンテナ２４の辺２８、２９は円弧状を呈しているので、下回転軸２７から端部２８Ａ、２９Ａに至る間に漏洩するマイクロ波も減少し、下回転軸２７近傍における加熱性能はより一層向上する。

ここで、端部２８Ａ、２９Ａにて反射してきたマイクロ波は、下回転軸２７部分の下部回転アンテナ２４から放射されることになるので、これらにより下部回転アンテナ２４の近くに位置する被加熱物の中心付近の加熱能力は従来に比して著しく向上することになる。

更にまた、下部回転アンテナ２４は、下回転軸２７を通る線Ｌ１に対して線対称形状とされているので、左右の線路長が同一となり、被加熱物の中心付近の加熱性能を向上させることができるようになる。

尚、実施例では加熱室内の底部と天井部の双方にアンテナを設けた電子レンジで本発明を説明したが、底部、或いは、天井部の何れかにのみアンテナが設けられた電子レンジにおいても本発明は有効である。

本発明を適用した電子レンジの斜視図である。 図１の電子レンジのＡ−Ａ線断面図である。 図１の電子レンジの下部回転アンテナの平面図である。 図１の電子レンジの上部回転アンテナの平面図である。

符号の説明

１ 電子レンジ
６ 加熱室
９ 上導波管
１１ 天壁
１２ 上給電口
１３ 上マグネトロン
１４ 下導波管
１６ 底壁
１７ 下給電口
１８ 下マグネトロン
２１ 上部回転アンテナ
２２ 上モータ
２３ 上回転軸
２４ 下部回転アンテナ
２６ 下モータ
２７ 下回転軸
２８、２９ 辺
２８Ａ、２９Ａ 端部

Claims (5)

1. 被加熱物を収納する加熱室と、
   該加熱室内の前記被加熱物をマイクロ波加熱するためのマイクロ波を発振するマグネトロンと、
   該マグネトロンと前記加熱室との間を結合してマイクロ波を伝送する導波管と、
   該導波管と前記加熱室とを連結する給電口の前記加熱室側に位置して金属製回転軸により支持された金属製回転アンテナとを備えた電子レンジにおいて、
   前記回転アンテナと前記加熱室壁面とでマイクロ波を伝送する平行平板線路を形成すると共に、前記回転軸から延在する前記回転アンテナの端部を、前記回転軸近傍に配置したことを特徴とする電子レンジ。
2. 前記回転軸から二方向に延在する前記回転アンテナの両端部を、相互に対向させたことを特徴とする請求項１に記載の電子レンジ。
3. 前記回転軸から二方向に延在する前記回転アンテナの両端部を、前記回転軸側に向けたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電子レンジ。
4. 前記回転軸から前記端部に至る前記回転アンテナを、円弧状に形成したことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載の電子レンジ。
5. 前記回転アンテナは、前記回転軸を通る線に対して線対称形状を呈することを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れかに記載の電子レンジ。

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