JPH10340780A

JPH10340780A - 高周波加熱装置

Info

Publication number: JPH10340780A
Application number: JP14888997A
Authority: JP
Inventors: Koji Yoshino; 浩二吉野; Akira Awane; 明阿波根
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1997-06-06
Filing date: 1997-06-06
Publication date: 1998-12-22

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は高周波加熱装置において、大量の被
加熱物の加熱効率を維持しながら軽量の被加熱物の加熱
効率を向上させることを課題とする。【解決手段】軽量の食品５を載置する特定位置４を上
面に形成した誘電体からなる軽量載置台６と、大量の食
品を載置するターンテーブル８とを加熱室３内に位置さ
せ、これらを位置させる場所は、それらに載置する食品
に対してマグネトロン１とインピーダンスの整合がとれ
る位置とし、マグネトロン１からマグネトロンアンテナ
２を介して加熱室３内に放射される電磁波が食品５に吸
収され易くして加熱を効率的にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電磁波を放射して
被加熱物を加熱する高周波加熱装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の高周波加熱装置は、電磁
波としてマイクロ波を使用し、被加熱物としての食品
を、そのマイクロ波により加熱する電子レンジが一般的
であり、以下、その電子レンジについて、図１９〜２５
を参照して説明する。

【０００３】電子レンジの要部構成側面図を示す図１９
において、電磁波の代表的な放射手段であるマグネトロ
ン１０１が放射したマイクロ波は、導波管１０２によ
り、加熱室１０３との結合部にあたる給電口１０４より
加熱室１０３の内部に導かれ、食品１０５を載置して回
転するターンテーブル１０６に照射され、食品１０５を
加熱する。このとき、食品１０５の加熱むらを低減し、
均一な加熱が得られるように、モーター１０７によりタ
ーンテーブル１０６を回転させて食品１０５を回転さ
せ、食品１０５の加熱が、同心円状になるようにしてい
る。ここで、マグネトロン１０１がマイクロ波を放射す
るための放射アンテナとなるマグネトロンアンテナ１０
８から見た加熱室１０３側のインピーダンス特性をリー
ケ線図で示すと図２０のようになり、加熱室１０３内の
条件により、マグネトロン１０１の動作状態が変化して
いることがわかる。

【０００４】マグネトロン１０１の等出力線は、出力が
高い順に等出力線ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ……のように表さ
れ、定格高周波出力は水２０００ｃｃを加熱した時の温
度上昇から定義している。そこで、一般的には、電子レ
ンジは加熱室１０３内に水２０００ｃｃを入れた時のイ
ンピーダンスが、等出力線ａによる領域Ａに入っている
ことを目標として設計されている。ところが、実際に電
子レンジを使用して調理する場合、加熱する食品には種
々の場合があり、例えば、ごはん一杯だけを温める場合
とか、コーヒー一杯だけを温める場合とか種々の場合が
あるが、食品は１００ｇ〜３００ｇ程度の軽量の負荷と
なる場合が多い。そして、水２０００ｃｃのインピーダ
ンスが領域Ａに存在するように設計されている時、例え
ば、１００ｇの食品を加熱する場合に相当する負荷とし
て水１００ｃｃを加熱する場合のインピーダンスを見る
と、等出力線ｆによる領域Ｆに入っていることになり、
出力および効率が低下することが知られている。

【０００５】そこで、水の量を変化させた場合のそれぞ
れの出力を測定し、その出力について、水２０００ｃｃ
での出力を１００％として表わした負荷特性により示す
と図２１のように特性ｈとなる。なお、図２１において
横軸は水の量、縦軸は出力（％）を示している。図２１
より、水の量が小さい程、すなわち加熱する食品が軽量
になるほど出力が低下し、水の量１００ｃｃの場合に
は、２０００ｃｃの時の半分程度に低下することがわか
る。同じ水という負荷に対して加熱する場合、出力が１
／２になると、効率も１／２になるので、加熱時間は２
倍かかることになり、軽量の食品を加熱するのは、エネ
ルギーや時間の面で不利になるという課題を有してい
た。

【０００６】また、負荷特性を改善する方法として、特
開平５−２１１５２号公報に開示されているような技術
があった。それについて、電子レンジの要部構成図を示
す図２２を参照して説明する。

【０００７】電界センサ（図示せず）の出力により加熱
室１０９内の食品の量を推定し、食品の量に応じて誘電
体１１０の移動量を制御し、その移動量により、導波管
１１１の開口部１１２を通過するマイクロ波の位相を調
整して食品の量に応じたインピーダンス整合を行う構成
にしている。このように構成することにより、インピー
ダンス特性図を示す図２３のように、等出力線ｆによる
領域Ｆに存在した水１００ｃｃのインピーダンスを、等
出力線ｇによる領域Ｇに移動させることができ、水２０
００ｃｃのインピーダンスが存在する領域Ａに近づける
ことができる。このとき、図２４に示すように、負荷特
性は、図２２に示す特性ｈの場合から特性ｉに改善され
る。

【０００８】また、特開平５−２１１５２号公報には、
導波管内を移動させるスタブや、導波管の長さを変化さ
せる短絡板や、開口部の形状を変化させる金属板などに
よってインピーダンスを調整する方法が開示されてい
る。

【０００９】また、負荷特性を改善する方法として、特
開平６−１１１９３２号公報に開示されているような技
術もあった。それについて、電子レンジの要部構成模式
図を示す図２５を参照して説明する。

【００１０】導波管１１３内の金属リフレクタ１１４の
角度を制御し、電界センサ１１５の出力により加熱室１
１６からの反射電界強度を小さくすることで食品の量に
応じたインピーダンス整合を行う構成にしている。ま
た、電界センサ１１５で加熱室１１６内の食品の量に関
する情報を検出するのに数秒から１０数秒かかるので、
調理開始時の金属リフレクタ１１４の角度は、軽量の食
品がターンテーブル上のほぼ中央に置かれた時にインピ
ーダンスの整合が取れる角度を基本とし、重量データ認
識後に移動させることとしている。

【００１１】さらに、特開平５−２１１５２号公報に
は、重量センサや設定プログラムによりスタブや金属リ
フレクタを移動させてインピーダンスを調整する方法が
開示されている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の高周波加熱装置では、以下に説明するような課題を
有していた。

【００１３】図１９に示す電子レンジの場合、水２００
０ｃｃに整合する構成としているので、大量の食品、例
えば、容器を除き実際の食品自体の重量として１０００
ｇを下回らない程度の場合には、加熱効率は良いが、軽
量の食品、例えば、容器を除き実際の食品自体の重量と
して５００ｇを超えない程度の場合には、加熱効率が落
ちるという課題があった。

【００１４】また、特開平５−２１１５２号公報，特開
平６−１１１９３２号公報に開示されているように、電
界センサや重量センサや設定プログラムなど何らかの方
法で食品の量を特定し、食品の量に応じて、導波管内で
スタブや金属リフレクタを動かしたり、開口部の近くで
誘電体や金属板を動かしたり、短絡板で導波管の長さを
変化させたりする方法によって、インピーダンスを能動
的に整合させる場合は、つぎのような課題を有してい
た。

【００１５】すなわち、上記のいずれの方法において
も、インピーダンスを変化させるスタブ，金属リフレク
タ，誘電体，金属板，短絡板などの部品と、それを駆動
するモータなどの部品とが新たに必要となり、コストが
かかる上、それを駆動するための余分な電力が必要にな
るという課題があった。さらに、インピーダンスを変化
させる部品は、マグネトロンと食品との間、もしくは導
波管内に位置するので、インピーダンスの整合が取れて
いるように見えたとしても、実は、マイクロ波が食品に
到達する前に、マグネトロンとインピーダンスを変化さ
せる部品との間やマグネトロンと導波管壁面との間で共
振して損失が発生している。この損失の発生により、図
２４に示したように、負荷特性は特性ｈから特性ｉへと
改善されてはいるものの、水の量が１００ｃｃの時でも
出力は１００％にならずに８０％未満となっている。そ
こで、負荷特性は改善はされ、大量の食品の場合の加熱
効率は良くなるが、軽量の食品の場合の加熱効率は、依
然として改善できないという課題があった。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明の高周波加熱装置
は、上記の課題を解決するため、電磁波放射手段より放
射する電磁波によって加熱室内に設置した被加熱物を加
熱する場合、その被加熱物の量によって設置する位置を
変え、電磁波放射手段とインピーダンス整合させること
としている。そして、上記発明によれば、被加熱物の量
によって異なる負荷特性に対応した位置に被加熱物を置
いて電磁波放射手段とインピーダンス整合させ、種々の
量の被加熱物を効率的に加熱することができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】請求項１にかかる高周波加熱装置
は、加熱室内に、被加熱物の量に応じた設置場所を設
け、この設置場所は、電磁波放射手段とインピーダンス
整合する位置に設けたものである。

【００１８】そして、被加熱物の量によって被加熱物を
置く位置を変えているので、いろいろな量の被加熱物に
対して電磁波放射手段とインピーダンスを整合させるこ
とができ、効率的に加熱することができる。

【００１９】また、請求項２にかかる高周波加熱装置
は、被加熱物の量に応じた設置場所を有する加熱室と、
この加熱室内に電磁波を放射して前記被加熱物を加熱す
る電磁波放射手段とを備え、前記設置場所は、軽量の被
加熱物を置く特定位置と、その他の被加熱物を置く載置
台とにより形成し、これらの特定位置および載置台は、
前記電磁波放射手段が、それぞれの被加熱物とインピー
ダンス整合する位置に設けたものである。なお、本発明
において、軽量とは、容器を除く実際の被加熱物自体の
重量として５００ｇを超えないものを指し、大量とは、
同様の重量が１０００ｇを下回らないものを指すことに
する。

【００２０】そして、軽量の被加熱物は特定位置に置
き、大量の被加熱物は載置台に置くことになるので、そ
れぞれを決まった位置で容易にインピーダンスを整合さ
せることができて、被加熱物が軽量の場合でも大量の場
合でも効率的に加熱することができる。

【００２１】また、請求項３にかかる高周波加熱装置
は、載置台を回転可能とし、特定位置を、前記載置台の
外周よりも外側に形成したものである。

【００２２】そして、特定位置が、載置台の回転の外周
よりも外側に位置するので、大量の被加熱物を載置台に
置いて加熱する時に、特定位置が載置台の回転の妨げに
ならなく、また、間違って特定位置に大きな被加熱物を
置くようなミスが起こり難くなり、被加熱物を所定の位
置に置いて効率的に加熱することができる。

【００２３】また、請求項４にかかる高周波加熱装置
は、特定位置を、載置台の上面より上方に形成したもの
である。

【００２４】そして、軽量の被加熱物の形状が、特定位
置の大きさよりも大きく、載置台側に突出するような場
合でも、被加熱物を置く時に載置台が邪魔にならないの
で、所定の位置に被加熱物を置いて効率的に加熱するこ
とができる。

【００２５】また、請求項５にかかる高周波加熱装置
は、特定位置を載置台の下方に形成し、この載置台は着
脱可能にしたものである。

【００２６】そして、載置台を取り外した状態で軽量の
被加熱物を特定位置に置くので、軽量の被加熱物を特定
位置に置いた時には、載置台が加熱室内に存在しない状
態となり、加熱時に載置台が電磁波を吸収して損失する
ことがなく、より一層効率的に加熱することができる。

【００２７】また、請求項６にかかる高周波加熱装置
は、特定位置を、加熱室の底面に形成したものである。

【００２８】そして、加熱室の底面は多数の被加熱物を
置くことができる広さがあるので、多数の軽量の被加熱
物を効率的に加熱することができる。

【００２９】また、請求項７にかかる高周波加熱装置
は、特定位置を、載置台の上に形成したものである。

【００３０】そして、載置台は多数の被加熱物を置くこ
とができる広さがあるので、多数の軽量の被加熱物を効
率的に加熱することができる。

【００３１】また、請求項８にかかる高周波加熱装置
は、載置台に窪み部を設け、この窪み部に特定位置を形
成したものである。

【００３２】そして、特定位置を、載置台に設けた窪み
部に形成しているので、窪み部は載置台よりも小さくな
り、間違って大量の被加熱物を特定位置に置くようなミ
スが起こり難くなり、所定の位置に被加熱物を置いて効
率的に加熱することができる。

【００３３】また、請求項９にかかる高周波加熱装置
は、載置台の上部に着脱可能な専用台を配置し、この専
用台に特定位置を形成したものである。

【００３４】そして、特定位置は、載置台の上部に配置
した着脱可能な専用台に形成しているので、専用台の上
部の高さスペースは載置台の上部の高さスペースよりも
小さくなり、専用台に大きな被加熱物は置き難くなり、
間違って大量の被加熱物を置くようなミスが起こり難く
なり、所定の位置に被加熱物を置いて効率的に加熱する
ことができる。

【００３５】また、請求項１０にかかる高周波加熱装置
は、被加熱物を設置する加熱室と、この加熱室内に電磁
波を放射して前記被加熱物を加熱する電磁波放射手段
と、軽量の被加熱物を置く前記加熱室内の特定位置と、
その他の被加熱物を置く前記加熱室内の載置台とを備
え、前記特定位置は前記載置台よりも前記電磁波放射手
段に近い位置に形成したものである。

【００３６】そして、特定位置に置く軽量の被加熱物
は、電磁波放射手段に近くなるので、電磁波が拡散する
前に被加熱物に吸収される割合が増え、より効率的に加
熱することができる。

【００３７】また、請求項１１にかかる高周波加熱装置
は、特定位置を、それに置く被加熱物と、電磁波放射手
段より放射する電磁波を加熱室内に供給する給電口との
距離が、電磁波の波長の１／４となる位置に形成したも
のである。

【００３８】そして、軽量の被加熱物と給電口との距離
が電磁波の波長の１／４となるので、もっともインピー
ダンス整合し易くなって被加熱物に電磁波が効果的に吸
収され、効率的に加熱することができる。

【００３９】また、請求項１２にかかる高周波加熱装置
は、特定位置を、それに置く被加熱物と、電磁波放射手
段の電磁波を加熱室内に放射する放射アンテナとの距離
が電磁波の波長の１／２を超えない位置に形成したもの
である。

【００４０】そして、軽量の被加熱物と放射アンテナと
の距離が電磁波の波長の１／２を超えないので、電磁波
が拡散する前に被加熱物に吸収される割合が増え、より
効率的に加熱することができる。

【００４１】また、請求項１３にかかる高周波加熱装置
は、被加熱物を設置する加熱室と、この加熱室内に電磁
波を放射して前記被加熱物を加熱する電磁波放射手段
と、軽量の被加熱物を置く前記加熱室内の特定位置と、
その他の被加熱物を置く前記加熱室内の回転可能な載置
台と、特定位置に被加熱物を置いたときに載置台の回転
を停止する手段とを有するものである。

【００４２】そして、軽量な被加熱物を特定位置に置い
たときには、載置台の回転が停止されるので、回転のた
めに消費される電力の無駄を防ぐことができ、より効率
的に加熱することができる。

【００４３】また、請求項１４による高周波加熱装置
は、被加熱物の量が軽量かどうかを検知する検知手段を
有し、また、請求項１５による高周波加熱装置は、被加
熱物が軽量かどうかを設定できる設定手段を有するもの
である。

【００４４】そして、被加熱物が軽量であることを検知
した場合、あるいは軽量であることを指示した場合、容
易に載置台の回転を停止させることができるので、回転
のために消費される電力の無駄を防ぐことができ、より
効率的に加熱することができる。

【００４５】さらに、請求項１６による高周波加熱装置
は、特定位置に、被加熱物を置く位置を示す指示部を形
成したものである。

【００４６】そして、被加熱物は、指示部にしたがって
電磁波を吸収し易い所定の位置に置くことができるの
で、効率的に加熱することができる。

【００４７】以下、本発明の実施例について、図１〜１
８を参照して説明する。なお、実施例においては、高周
波加熱装置としては一般的な電子レンジについて説明す
る。電子レンジは、電磁波として２．４５ＧＨｚのマイ
クロ波を使用し、被加熱物としての食品をマイクロ波に
より加熱するものであり、また、代表的な電磁波放射手
段としてマグネトロンを用い、放射アンテナとしてのマ
グネトロンアンテナからマイクロ波を放射させている。
しかし、本発明は、上記の構成のみに限定されるもので
はない。

【００４８】また、本実施例において、軽量とは、容器
等を除いた実際の被加熱物自体の重量が５００ｇを超え
ない場合とし、大量とは、容器等を除いた実際の被加熱
物自体の重量が１０００ｇを下回らない場合として定義
する。

【００４９】（実施例１）実施例１について、高周波加
熱装置の要部構成側面を示す図１および図３、同高周波
加熱装置の要部構成上面図を示す図２，図６および図
７，ならびに同高周波加熱装置の特性図を示す図４およ
び図５を参照して説明する。

【００５０】図において、マグネトロン１は、マグネト
ロンアンテナ２からマイクロ波を放射し、加熱室３内の
特定位置４に置かれた軽量の食品５を加熱する。特定位
置４は、誘電体で構成された軽量載置台６の上面に形成
され、使用者が軽量の食品５を置く場所である。また、
軽量でない大量の食品７を置く載置台としてのターンテ
ーブル８、このターンテーブル８を回転駆動するモータ
９、前記ターンテーブル８に載置された食品の有無や食
品の重量を検知する検知手段としての重量センサ１０、
マグネトロン１を冷却するファン１１、使用者が加熱の
開始および停止を入力して設定できる設定手段１２、制
御手段１３などを備えている。

【００５１】次に、軽量の食品５を加熱する場合の動作
について図１および図２を参照して説明する。まず、使
用者が軽量の食品５を特定位置４に置き、設定手段１２
で加熱の開始を入力する。すると、制御手段１３は、マ
グネトロン１からのマイクロ波の放射を開始させ、同時
に、ファン１１によるマグネトロン１の冷却を開始さ
せ、モータ９によりターンテーブル８を回転駆動させて
始動する。わずかな時間遅れの後、重量センサ１０によ
ってターンテーブル８の上には、食品が無いことが検知
されるので、制御手段１３は、加熱室３内に存在するの
が軽量の食品５であると判断し、モータ９によるターン
テーブル８の回転を停止させるように制御し、以降加熱
終了までターンテーブル８は停止したままとなる。

【００５２】また、軽量の食品５の代わりに大量の食品
７を加熱する場合について、図３を参照して説明する。
使用者が大量の食品７をターンテーブル８の上に置き、
設定手段１２で加熱の開始を入力する。すると、制御手
段１３は、マグネトロン１からのマイクロ波の放射を開
始させ、同時に、ファン１１によるマグネトロン１の冷
却を開始させ、モータ９によりターンテーブル８を回転
駆動させて始動する。わずかな時間遅れの後、重量セン
サ１０によってターンテーブル８の上に食品７が有るこ
とが検知されるので、制御手段１３は、モータ９による
ターンテーブル８の回転が加熱終了まで続行するように
制御する。

【００５３】この高周波加熱装置の特性を、マグネトロ
ンアンテナ２から見た加熱室３側のインピーダンスのリ
ーケ線図で表すと図４（指標は図２０，図２３と同じ）
に示すようになる。この実施例の高周波加熱装置は、大
量の食品７の重量に相当する水２０００ｃｃをターンテ
ーブル８の上に置いた時にインピーダンス整合するよう
に、すなわち、インピーダンスが等出力線ｊによる領域
Ｊに存在するように設計しているので、例えば、水２０
０ｃｃをターンテーブル８の上に置いた時のインピーダ
ンスは、図４における中心部から外れた等出力線ｋによ
る領域Ｋに存在することとなり、出力および効率が低下
していることがわかる。そこで、軽量の食品５の中でも
実際に良く使われるのは、水１００ｃｃから３００ｃｃ
に相当する重量のものと仮定し、中心値となる２００ｃ
ｃの水を、特定位置４に置いた時のインピーダンスが、
領域Ｌとなるような位置に特定位置４を形成しているの
で、水２０００ｃｃの場合と同様にインピーダンスの整
合がとれるようになり、水２００ｃｃの場合でも出力お
よび効率は低下しなくなる。

【００５４】また、この実施例では、水２０００ｃｃの
場合は、ターンテーブル８により回転させているため、
インピーダンスの領域が広がるが、特定位置４に置いた
水２００ｃｃの場合は停止しているので、インピーダン
スの領域が動かない。そこで、領域Ｊと領域Ｌとの面積
を比較すると、領域Ｌの方が小さくなり、より出力を安
定に維持することができるという効果がある。

【００５５】また、この高周波加熱装置の特性を負荷特
性により表すと図５（指標は図２４と同じ）に示すよう
になる。図４で説明したように、水２００ｃｃを特定位
置４に置いて整合をとった時、すなわち、インピーダン
スが領域Ｌにある時、水１００ｃｃ，２００ｃｃ，３０
０ｃｃをそれぞれ特定位置４に置いてターンテーブル８
を回転させたまま出力を測定し、水２０００ｃｃをター
ンテーブル８に置いた時の出力と比較すると、図５に示
す特性ｍとなり、特性ｈや特性ｉと比べても効率が良い
ことがわかる。ちなみに水２００ｃｃを加熱する場合、
特性ｈでは５０％、特性ｉでは８２％、特性ｍでは９８
％とすると、出力比および効率の比は１：１．６４：
１．９６、逆に加熱終了までに要する加熱時間の比は
１：０．６１：０．５１となる。

【００５６】この実施例によれば、軽量の食品５の場合
は特定位置４に置き、大量の食品７の場合はターンテー
ブル８に置いてそれぞれをインピーダンスを整合させる
ことができ、食品が軽量，大量のいずれの場合でも、効
率的に加熱することができる。特に、軽量の食品５の場
合には、従来の方法と比べて加熱時間を大幅に短縮し、
消費電力を減らして省エネルギー化を図ることができる
という効果がある。

【００５７】また、水２００ｃｃを特定位置４に置いて
加熱する時に、ターンテーブル８を停止させた場合は、
モータ９がターンテーブル８を回転させるのに使用して
いた電力を、加熱のために使うことができるので、図５
の特性ｍの場合と入力を同じにしてその出力を測定する
と、特性ｎとなり、より一層、出力および効率が上がる
効果がある。

【００５８】また、面積が大きい軽量の食品１４を特定
位置４に置いた場合、軽量載置台６から食品１４がはみ
だしてターンテーブル８にかかるようになるが（図６参
照）、特定位置８はターンテーブル８よりも高い位置に
形成しているので（図１参照）、ターンテーブル８が邪
魔になることはなく、食品１４を特定位置４の所定の場
所に置くことができる。

【００５９】なお、特定位置４をターンテーブル８とほ
ぼ同じ高さにすれば、大量の食品７の形状が、ターンテ
ーブル８よりはみ出すような形状であっても、特定位置
４が邪魔になることはなく、大量の食品７をターンテー
ブル８に安定して置くことができる。さらに、ターンテ
ーブル８が停止している場合に限るが、軽量の食品５，
１４を特定位置４とターンテーブル８とにまたがって置
くこともできて、より大きな形状を有する軽量の食品
５，１４を置くこともできる。

【００６０】特定位置４には、軽量載置台６の上面をへ
こませて「小」という記号の指示部１５を形成すると
（図７参照）、使用者が軽量の食品５，１４を置く時の
目安となり、置き間違いを減らすことができるという効
果がある。

【００６１】なお、ターンテーブル８に大量の食品７を
置く際の目安となるような記号をつけても同様の効果が
あり、特定位置４とターンテーブル８との両方に目安の
記号をつければ、より一層、置き間違いをなくすことが
できる。

【００６２】また、食品の重量に応じて別々の個所に食
品を置くようにしているので、いろいろな重量の食品に
ついて、効率をカバーすることを考慮しながら一つの置
き場所を探して設計するよりも、設計が容易になるとい
う効果もある。

【００６３】また、特定位置４はターンテーブル８の外
周よりも外側で加熱室３のコーナー部分に形成している
ので、特定位置４を設けてもターンテーブル８の邪魔に
ならない上、従来のデッドスペースを有効に利用できる
効果もある。使用者にとっては、間違って特定位置４に
大量の食品７を置くようなミスが起こり難く、所定の位
置に置いて効率的に加熱することができる効果がある。
さらに、場合によっては、軽量の食品５と大量の食品７
との置き場所が重ならないように、同時に置いて一度に
加熱できるなど、利便性が向上できる効果もある。

【００６４】また、特定位置４とターンテーブル８とを
比べると、特定位置４の方がマグネトロン１に近く設け
ているので、特定位置４に置く軽量の食品５がマグネト
ロン１に近くなり、マイクロ波が拡散する前に食品に吸
収される割合が増え、より効率的に加熱することができ
る効果がある。

【００６５】なお、この実施例では、軽量の食品の中で
も実際に良く使われるのは、水１００ｃｃから３００ｃ
ｃに相当すると仮定し、特定位置４は水２００ｃｃの場
合にインピーダンスの整合を取っているが、これは用途
に応じて最適化すれば良いので、加熱室３の形状，マイ
クロ波の入れ方，実際に使用する食品の量や形状，容器
や載置台などを形成する誘電体の構成等によって変更す
れば良く、これらの条件の許容範囲内でインピーダンス
を考慮して特定位置を決めることができる。

【００６６】なお、軽量の食品５のみを特定位置４に置
くのではなく、食品の量によって特定位置４を細かく変
えれば、いろいろな量の食品に対してマグネトロン１と
整合させることができ、図５の負荷特性は完全にフラッ
トになり、すべての食品を効率的に加熱することができ
る。理想的には、食品の量にこだわらなくても、インピ
ーダンスをリアルタイムで検知しながら食品を移動さ
せ、整合が合う位置に来た時に停止させれば良く、これ
を瞬時に行うことができれば、より加熱時間を短縮する
ことができ、省エネルギー化を図ることができる。

【００６７】また、この実施例では、重量センサ１０に
より食品が軽量であることを検知してターンテーブル８
の回転を停止しているが、重量に限らず、電界強度や、
ターンテーブル８のモータ９のトルク，食品の温度上昇
の仕方，食品の形状など、食品の重量と相関がある情報
を検知する検知手段を用いれば同様のことが実現でき
る。

【００６８】また、軽量の食品５が特定位置４にあると
判断した段階で、ターンテーブル８の回転を停止するだ
けでなく、加熱室３の庫内灯を消すなど他の消費電力を
削減すれば、より一層効率を上げることができる。

【００６９】（実施例２）実施例２について、高周波加
熱装置の要部構成側面図を示す図８、同高周波加熱装置
の要部構成上面図を示す図９および図１０、ならびに同
高周波加熱装置の特性図を示す図１１を参照して説明す
る。

【００７０】なお、実施例１の場合と同一の構成につい
ては、同一の符号を付してその説明は省略する。

【００７１】実施例１の場合と構成上で異なる点は、マ
グネトロン１のマグネトロンアンテナ２から出たマイク
ロ波が、導波管１６により給電口１７を介して加熱室３
に導かれる点と、特定位置１８を加熱室３の底面に形成
し、軽量の食品５と給電口１７との距離が電磁波の波長
の１／４となるような位置に特定位置１８を形成してい
る点である。また、図８，図９では軽量の食品５を置く
ためにターンテーブルを除去して図示しておらなく、ま
た、制御手段１９、設定手段２０の動作が異なる。な
お、２１は給電口１７を覆うカバーで、軽量の食品５と
給電口１７との間に位置させ、マイクロ波にとっては低
損失の誘電体からなり、厚みを小さくして損失が無視で
きるレベルとしている。

【００７２】次にその動作について説明する。まず、使
用者はターンテーブルを取り外し、軽量の食品５を特定
位置１８に置き、設定手段２０で情報を入力する。入力
する情報としては、例えば、設定手段２０にあらかじめ
「牛乳一杯」という選択キーがあり、このキーを押すと
軽量であると判断し、また「１００ｇ」のような重量を
入力するキーにより設定した場合も軽量を判断すること
ができ、さらに「３０秒」などの加熱時間を設定できる
キーを押した場合もわずか３０秒の加熱なら軽量である
という判断ができる。よって制御手段１９は、設定手段
２０の情報から、軽量の食品５であると判断し、最初か
らモータ９は停止させたままで駆動しないように制御
し、以降加熱終了まで停止したままの状態を継続する。
制御手段１９は、その後、マグネトロン１からのマイク
ロ波の放射を開始させ、同時に、ファン１１によりマグ
ネトロン１の冷却を開始させるが、モータ９は停止した
ままである。一方、軽量でない食品の場合は、使用者は
ターンテーブルを取り付けて食品を置き、設定手段２０
からは軽量の食品とは判断できない情報を入力するの
で、制御手段１９はモータ９を加熱中は回転駆動するよ
うに制御する。

【００７３】設定手段２０の情報により、食品が軽量な
らばモータ９の回転は停止させるので、回転のために消
費される電力が不要となり、より効率的に加熱すること
ができるという効果がある。

【００７４】また、特定位置１８は、着脱可能なターン
テーブルよりも下部に位置し、ターンテーブルを取り外
してから軽量の食品を特定位置１８に置くようになるの
で、軽量の食品５の加熱時に、ターンテーブルが電磁波
を吸収して損失することがなく、より一層効率的に加熱
することができる。

【００７５】なお、この実施例では、設定手段２０によ
り加熱する食品が軽量かどうかを判断しているが、軽量
の食品を加熱する時には、ターンテーブルを外し、食品
を加熱室底面の特定位置１８に置くことになるので、タ
ーンテーブルの有無を検知して食品が軽量かを判断した
り、食品の高さを検知する検知手段を用いて高さが低い
時は軽量であると判断することもできる。

【００７６】また、特定位置１８には、加熱室３の底面
と異なる色の指示部２３を形成すると（図１０参照）、
使用者が軽量の食品５を置く時の目安、例えば、指示部
２３に、少なくとも食品５の一部がかかるように置くよ
うにする目安とすれば、指示部２３にしたがって軽量の
食品５をねらいどおりの位置に置けるので、効率的に加
熱することができる。

【００７７】このような高周波加熱装置の特性図を、マ
グネトロンアンテナ２から見た加熱室３側のインピーダ
ンスのリーケ線図で表すと図１１に示すようになる。図
１１では、軽量の食品５に相当する負荷として用いる水
２００ｃｃの位置を変え、給電口１７との距離をパラメ
ータとして測定したものである。距離が０の時は領域
Ｐ、距離が５０ｍｍを超えると領域Ｑ、おおよそマイク
ロ波の波長の１／４に相当する距離が３５ｍｍの時は領
域Ｒとなり、給電口１７よりの距離が変化すると、軌道
ｓ，ｔの上を移動することがわかった。よって、軽量の
食品５と給電口１７との距離がマイクロ波の波長の１／
４程度になるような位置に特定位置１８を形成するのが
好ましく、もっともインピーダンスが整合し易く効率的
に加熱することができる。

【００７８】なお、カバー２１の材質は、損失は小さい
が誘電率εが高いものにすると、マイクロ波にとって波
長が１／√εに圧縮され、実際の距離よりも長く見える
ので、軽量の食品５と給電口１７との距離を若干短くす
るなどの補正が必要となる。

【００７９】（実施例３）実施例３について、高周波加
熱装置の要部構成側面図を示す図１２および同高周波加
熱装置の要部構成上面図を示す図１３を参照して説明す
る。

【００８０】なお、実施例１および２の場合と同一の構
成については、同一の符号を付してその説明は省略す
る。

【００８１】実施例１または実施例２の場合と構成上で
異なる点は、給電口１７がターンテーブル８の下方で、
加熱室３の底面中央部付近に形成されている点と、軽量
の食品５をターンテーブル８の上の特定位置２４に置く
点である。また、特定位置２４には、ターンテーブル８
上にドーナツ状のシールからなる指示部２５を貼り付け
ており、軽量の食品５が、この指示部２５からはみ出さ
ないように置くことで位置を特定することとしている。

【００８２】次にその動作について説明する。使用者
が、ターンテーブル８の上の特定位置２４に軽量の食品
５を置き、設定手段１２で加熱の開始を入力する。制御
手段１３は、マグネトロン１からのマイクロ波の放射を
開始させ、同時に、ファン１１によりマグネトロン１の
冷却を開始させ、食品が軽量であろうと無かろうと加熱
終了までモータ９によりターンテーブル８を回転駆動さ
せる。

【００８３】そして、軽量の食品５を載置する特定位置
２４をターンテーブル８の上に設け、指示部２５により
表示しているので、指示部２５にしたがって軽量の食品
５をねらいどおりの位置に置くことができ、効率的に加
熱することができる。

【００８４】また、軽量の食品を加熱する時も、ターン
テーブル８は回転させているので、食品５と給電口１７
との距離が変化してインピーダンスが変わるが、給電口
１７がターンテーブル８の下方で、かつ加熱室３の底面
中央部近傍に形成されており、回転中でも、食品５と給
電口１７との距離は余り変化することがなく、効率の低
下をある程度防止しつつ、回転によって加熱分布を均一
化することができる。

【００８５】（実施例４）実施例４について高周波加熱
装置の要部構成側面図を示す図１４および図１５を参照
して説明する。

【００８６】なお、実施例１〜３の場合と同一の構成に
ついては、同一の符号を付してその説明は省略する。

【００８７】実施例１〜３の場合と構成上で異なる点
は、特定位置２６に軽量の食品５を置いて加熱するもの
で、特定位置２６はターンテーブル８の中央部に形成し
た窪み部２７に形成している点にあり、また、ターンテ
ーブル８の上の食品が軽量のものかどうかは、高さが異
なるように配置した発光部２８と受光部２９とからなる
高さセンサ３０により検知し、制御手段１３により制御
している。

【００８８】次に、その動作について説明する。まず、
使用者が軽量の食品５を特定位置２６に置き、設定手段
１２により加熱の開始を入力する。軽量の食品５の場合
には特定位置２６に置かれることになるので、窪み部２
７の存在により、高さが低くなり、発光部２８から受光
部２９への光の送信を邪魔することはなくなる。よって
制御手段１３は、高さセンサ３０によってターンテーブ
ル８の上の食品が軽量であることを検知できるので、モ
ータ９によりターンテーブル８を停止させるように制御
し、以降加熱終了までターンテーブル８を停止した状態
を続行する。

【００８９】軽量の食品５の代わりに大量の食品７を置
いた場合は、図１５に示すようになり、使用者が大量の
食品７をターンテーブル８の上に置き、設定手段１２で
加熱の開始を入力する。大量の食品７の場合にはサイズ
が大きくなるため、窪み部２７の特定位置２６には置け
なくなる。よって、食品７の高さが高くなり、発光部２
８から受光部２９への光の送信が邪魔されるので、制御
手段１３は、高さセンサ３０によってターンテーブル８
の上の食品７が大量であることを検知することができ、
モータ９により加熱終了までターンテーブル８の回転を
続けるように制御する。

【００９０】そして、軽量な食品５を載置する特定位置
２６は、ターンテーブル８の窪み部２７に形成している
ので、窪み部２７はターンテーブル８よりも小さくな
り、大量の食品７を窪み部２７に置くようなミスが起こ
り難く、食品７をねらい通りの位置に置いて効率的に加
熱することができる。

【００９１】また、マグネトロンアンテナ２と特定位置
２６との距離が、マイクロ波の波長の１／２を超えない
ように構成しているので、軽量の食品について、特定位
置２６に置いた場合は、放射アンテナの距離は、電磁波
の波長の１／２を超えないので、電磁波が拡散する前に
軽量の食品に吸収される割合が増え、より効率的に加熱
することができる。

【００９２】なお、放射アンテナとしては、マグネトロ
ンアンテナ２に限定されるものではなく、マグネトロン
アンテナが放射したマイクロ波をいったん導波管を介し
てから他の放射アンテナに結合することもでき、この場
合は、マグネトロンから離れた位置に構成できるので、
取り付け位置に自由度を有する効果がある。

【００９３】（実施例５）実施例５について、高周波加
熱装置の要部構成側面図を示す図１６を参照して説明す
る。

【００９４】なお、実施例１〜４の場合と同一の構成に
ついては、同一の符号を付してその説明は省略する。

【００９５】実施例１〜４の場合と構成上で異なる点
は、給電口１７が加熱室３の側壁面の比較的高いところ
に位置している点と、軽量の食品５を加熱する場合、使
用者がターンテーブル８の上に低損失の誘電体からなる
着脱自在な専用台３１を配置し、軽量の食品５を専用台
３１の上面に形成した特定位置３２に置く点である。

【００９６】そして、軽量な食品５を載置する特定位置
３２が、ターンテーブル８の上に着脱自在に配置された
専用台３１の上面に形成されているので、専用台３１の
上部の高さスペースがターンテーブル８の上部の高さス
ペースよりも小さくなる。そこで大きな食品は、特定位
置３２に載置し難くなり、また、専用台３１の上面の面
積はターンテーブル８の上面の面積よりも小さいので、
間違って大量の食品を置くようなミスが起こり難くな
り、軽量の食品５を所定の位置に置いて効率的に加熱す
ることができる。

【００９７】さらに、給電口１７が加熱室３の側壁面に
おいて、比較的高いところに位置しているので、専用台
３１の高さにより特定位置３２と給電口１７との距離を
限定することが可能となり、専用台３１の高さを最適化
することで、インピーダンスを所定の値にし易い効果が
ある。

【００９８】（実施例６）実施例６について、高周波加
熱装置の要部構成側面図を示す図１７および同高周波加
熱装置の要部構成上面図を示す図１８を参照して説明す
る。

【００９９】なお、実施例１〜５の場合と同一の構成に
ついては、同一の符号を付してその説明は省略する。

【０１００】実施例１〜５の場合と構成上で異なる点
は、給電口１７が加熱室３の天面に位置している点と、
軽量の食品５を加熱する場合、使用者は加熱室３の側壁
面でターンテーブル８の上方に設けたリブ状のレール３
３に、誘電体や金属などからなる専用台３４を着脱自在
に配置し、専用台３４の上面に形成した複数の指示部３
５を有する特定位置３６に軽量の食品５を置く点であ
る。

【０１０１】そして、特定位置３６には複数の指示部３
５を有するので、軽量の食品５を複数個同時に置くこと
ができ、また、軽量の食品５を載置する特定位置３６
は、ターンテーブル８の上部に着脱可能に配置した専用
台３４に形成しているので、専用台３４の上部の高さス
ペースは、ターンテーブル８の上部の高さスペースより
も小さくなり、大きな食品は置き難く、間違って大量の
食品を置くようなミスも起こり難く、軽量の食品５を所
定の位置に置いて効率的に加熱することができる。

【０１０２】なお、実施例１〜６においては、ターンテ
ーブルを用いた電子レンジについて説明したが、本発明
は、回転アンテナ，スタラー，回転導波管などを用いた
場合にも適用することができ、ターンテーブルを用いた
ものに限定されない。

【０１０３】また、給電口についても１個だけの場合に
限定されることはなく、複数個有する場合にも適用する
ことができ、この場合、給電口から一定の距離に食品を
置くようにすれば、複数箇所に食品の置き場所を形成す
ることができる。

【０１０４】さらに、指示部は、以上の実施例で説明し
たように、文字の形にへこませて形成したり、色を変え
て形成したり、シールを貼って形成したりする以外に、
突起を付けたり、***を開けたりして他の部分と区別が
つくようにすれば良いものである。

【０１０５】

【発明の効果】以上説明したような形態で実施される本
発明の高周波加熱装置によれば、次の効果が得られる。

【０１０６】請求項１によれば、被加熱物の量によって
被加熱物を置く位置を変えているので、いろいろな量の
被加熱物に対して電磁波放射手段とインピーダンスを整
合させることができ、効率的に加熱することができ、よ
って加熱時間を短縮したり、省エネルギー化が図れる効
果がある。

【０１０７】また、請求項２によれば、軽量の被加熱物
を特定位置に置き、大量の被加熱物を載置台に置くの
で、それぞれを決まった位置で容易にインピーダンスを
整合させることができて、軽量，大量の被加熱物の場合
でも効率的に加熱することができる効果がある。

【０１０８】また、請求項３によれば、特定位置が、載
置台の回転の外周よりも外側になるので、大量の被加熱
物を載置台に置いて加熱する時に、特定位置が載置台の
回転の妨げにならない上、間違って特定位置に大きな被
加熱物を置くようなミスが起こり難く、所定の位置に置
いて効率的に加熱することができる効果がある。また、
特定位置と載置台とが互いに邪魔にならず、同時に両方
に被加熱物を置くこともできるので、軽量の被加熱物と
大量の被加熱物とを一度に加熱することができて、利便
性が向上する効果がある。

【０１０９】また、請求項４によれば、特定位置が、載
置台の上面を下回らない位置にあるので、軽量の被加熱
物の形状が特定位置よりも大きくて載置台にはみ出すよ
うな場合も、置く時に載置台が邪魔にならなく、所定の
位置に置いて効率的に加熱することができる効果があ
る。

【０１１０】また、請求項５によれば、特定位置は、着
脱可能な載置台の下部に位置し、載置台を取り外した状
態で軽量の被加熱物を特定位置に置くので、軽量の被加
熱物の加熱時に載置台が電磁波を吸収して損失すること
がなく、より一層効率的に加熱することができる効果が
ある。

【０１１１】また、請求項６および７によれば、特定位
置を、加熱室の底面または、載置台の上に形成している
ので、多数の被加熱物を所定の位置に置いて効率的に加
熱することができる効果がある。

【０１１２】また、請求項８によれば、特定位置を、載
置台に設けた窪み部に形成しているので、窪み部は載置
台よりも小さくなり、間違って大量の被加熱物を置くよ
うなミスが起こり難く、所定の位置に置いて効率的に加
熱することができる効果がある。

【０１１３】また、請求項９によれば、特定位置を形成
した着脱可能な専用台を、載置台の上部に配置している
ので、専用台の上部の高さスペースは、載置台の上部の
高さスペースよりも小さくなり、大きな被加熱物は専用
台に置き難く、間違って大量の被加熱物を置くようなミ
スが起こり難くなり、所定の位置に置いて効率的に加熱
することができる効果がある。

【０１１４】また、請求項１０によれば、特定位置を、
載置台よりも電磁波放射手段に近づけているので、特定
位置に置く軽量の被加熱物が電磁波放射手段に近くな
り、電磁波が拡散する前に被加熱物に吸収される割合が
増え、より効率的に加熱することができる効果がある。

【０１１５】また、請求項１１によれば、特定位置を、
軽量の被加熱物と給電口との距離が、電磁波の波長の１
／４となる位置に形成しているので、もっともインピー
ダンスが整合し易くなって電磁波を効果的に吸収し、効
率的に加熱することができる効果がある。

【０１１６】また、請求項１２によれば、特定位置を、
軽量の被加熱物と放射アンテナとの距離が、電磁波の波
長の１／２を超えない位置に形成しているので、電磁波
が拡散する前に被加熱物に吸収される割合が増え、より
効率的に加熱することができる効果がある。

【０１１７】また、請求項１３によれば、被加熱物が軽
量の場合には、載置台の回転を停止するので、回転のた
めに消費される電力の無駄を防ぐことができ、より効率
的に加熱することができる効果がある。

【０１１８】また、請求項１４および１５によれば、被
加熱物が軽量かどうかを検知する検知手段や、被加熱物
が軽量かどうかを設定できる設定手段を有するので、被
加熱物が軽量の時に容易に載置台の回転を停止できる効
果がある。

【０１１９】さらに、請求項１６によれば、特定位置に
おいて、被加熱物が電磁波を最も吸収し易い位置に、被
加熱物を置くことができるので、効率的に加熱すること
ができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１における高周波加熱装置の要
部構成側面図

【図２】同高周波加熱装置の要部構成上面図

【図３】同高周波加熱装置の要部構成側面図

【図４】同高周波加熱装置のインピーダンス特性図

【図５】同高周波加熱装置の負荷特性図

【図６】同高周波加熱装置の要部構成上面図

【図７】同高周波加熱装置の要部構成上面図

【図８】本発明の実施例２における高周波加熱装置の要
部構成側面図

【図９】同高周波加熱装置の要部構成上面図

【図１０】同高周波加熱装置の要部構成上面図

【図１１】同高周波加熱装置のインピーダンス特性図

【図１２】本発明の実施例３における高周波加熱装置の
要部構成側面図

【図１３】同高周波加熱装置の要部構成上面図

【図１４】本発明の実施例４における高周波加熱装置の
要部構成側面図

【図１５】同高周波加熱装置の要部構成側面図

【図１６】本発明の実施例５における高周波加熱装置の
要部構成側面図

【図１７】本発明の実施例６における高周波加熱装置の
要部構成側面図

【図１８】同高周波加熱装置の要部構成上面図

【図１９】従来における電子レンジの要部構成側面図

【図２０】同電子レンジのインピーダンス特性図

【図２１】同電子レンジの負荷特性図

【図２２】従来における他の電子レンジの要部構成図

【図２３】同電子レンジのインピーダンス特性図

【図２４】同電子レンジの負荷特性図

【図２５】従来における別の電子レンジの要部構成模式
図

【符号の説明】

１マグネトロン（電磁波放射手段）２マグネトロンアンテナ（放射アンテナ）３加熱室４，１８，２４，２６，３２，３６特定位置５，７，１４食品（被加熱物）８ターンテーブル（載置台）１０重量センサ（検知手段）１２，２０設定手段１３，１９制御手段（停止手段）１５，２３，２５，３５指示部１７給電口２７窪み部３１，３４専用台

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】加熱室内に被加熱物の量に応じた設置場所
を設け、この設置場所は、電磁波放射手段とインピーダ
ンス整合させる位置に設けた高周波加熱装置。
【請求項２】被加熱物の量に応じた設置場所を有する加
熱室と、この加熱室内に電磁波を放射して前記被加熱物
を加熱する電磁波放射手段とを備え、前記設置場所は軽
量の被加熱物を置く特定位置と、その他の被加熱物を置
く載置台とにより形成し、これらの特定位置および載置
台は、前記電磁波放射手段がそれぞれの被加熱物とイン
ピーダンス整合する位置に設けた高周波加熱装置。
【請求項３】載置台は回転可能とし、特定位置は、前記
載置台の外周よりも外側に形成した請求項２記載の高周
波加熱装置。
【請求項４】特定位置は、載置台の上面より上方に形成
した請求項２または３記載の高周波加熱装置。
【請求項５】載置台は着脱可能とし、特定位置は、前記
載置台の下方に形成した請求項２記載の高周波加熱装
置。
【請求項６】特定位置を、加熱室の底面に形成した請求
項２または５記載の高周波加熱装置。
【請求項７】特定位置を、載置台の上に形成した請求項
２記載の高周波加熱装置。
【請求項８】載置台に窪み部を設け、この窪み部に特定
位置を形成した請求項２または７記載の高周波加熱装
置。
【請求項９】載置台の上部に、着脱可能な専用台を配置
し、この専用台に特定位置を形成した請求項２記載の高
周波加熱装置。
【請求項１０】被加熱物を設置する加熱室と、この加熱
室内に電磁波を放射して前記被加熱物を加熱する電磁波
放射手段と、軽量の被加熱物を置く前記加熱室内の特定
位置と、その他の被加熱物を置く前記加熱室内の載置台
とを備え、前記特定位置は前記載置台よりも前記電磁波
放射手段に近い位置に形成した請求項１ないし９のいず
れかに記載の高周波加熱装置。
【請求項１１】特定位置は、それに置く被加熱物と、電
磁波放射手段より放射する電磁波を加熱室内に供給する
給電口との距離が、電磁波の波長の１／４となる位置に
形成した請求項１０記載の高周波加熱装置。
【請求項１２】特定位置は、それに置く被加熱物と、電
磁波放射手段よりの電磁波を加熱室内に放射する放射ア
ンテナとの距離が、電磁波の波長の１／２を超えない位
置に形成した請求項１０記載の高周波加熱装置。
【請求項１３】被加熱物を設置する加熱室と、この加熱
室内に電磁波を放射して前記被加熱物を加熱する電磁波
放射手段と、軽量の被加熱物を置く前記加熱室内の特定
位置と、その他の被加熱物を置く前記加熱室内の回転可
能な載置台と、特定位置に被加熱物を置いたときに載置
台の回転を停止する手段とを有する請求項１または２記
載の高周波加熱装置。
【請求項１４】被加熱物の量を検知する検知手段を有す
る請求項１３記載の高周波加熱装置。
【請求項１５】被加熱物の量が設定できる設定手段を有
する請求項１３記載の高周波加熱装置。
【請求項１６】特定位置に、被加熱物を置く位置を示す
指示部を形成した請求項２ないし１３のいずれかに記載
の高周波加熱装置。