JPH11176570A - 電子レンジ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 食品の負荷量とは関係なく出力が一定になる
電子レンジを提供すること。 【解決手段】 マグネトロンのアンテナが給電口を通し
て挿入されるよう、マグネトロンに結合された入力導波
管と、入力導波管の給電口を基準にキャビティの壁面に
上下および左右対称される上部および下部放射口を有す
る出力導波管とからなる導波管を備えた電子レンジにお
いて、出力導波管内のマグネトロンのアンテナ位置（Ａ
−Ｂ）は式Ａ−Ｂ＝ｋ・λgで計算し、ただし、Ａは出
力導波管の全長、Ｂは出力導波管の一側面からマグネト
ロンのアンテナまでの距離、ｋ＝０．５≦ｋ＜０．７の
範囲にたいする値の定数、λgは出力導波管内の波長と
したことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロ波を食品
に放射して食品を加熱調理する電子レンジに係り、より
詳しくは、相互に逆位相のマイクロ波を放射することに
より調理しようとする食品の負荷変動による導波管のイ
ンピ−ダンス変化を最小化して食品の負荷量とはかかわ
りなしに電子レンジの出力を所定に保持させるととも
に、キャビティ内の電界分布を所定に保持させるように
した電子レンジに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、電子レンジは、マグネトロンの
発振により発生されたマイクロ波を導波管を通してキャ
ビティ内に噴射することによりキャビティの所定位置に
置かれた食品を誘電加熱により調理を行うようになって
いる。

【０００３】図１は、従来の実施例１による電子レンジ
導波管の概略端面図であり、図２は図１に示された導波
管の噴射構造解析図であって、導波管（１）の一側面に
はマグネトロン（３）のアンテナ（３ａ）が挿入される
挿入口（９）が形成されており、導波管（１）の他側面
には前記マグネトロン（３）の発振により形成されたマ
イクロ波をキャビティ（５）内に放射するための長方形
状の放射口（７）が形成されている。

【０００４】前記マグネトロン（３）の発振により発生
されたマイクロ波は、導波管（１）を通してキャビティ
（５）内に噴射され、マイクロ波がキャビティ（５）内
の食品に放射されるとき食品は誘電加熱されつつ調理が
行われる。

【０００５】ここで、図２に示されたように、マグネト
ロン（３）の出力（Power）をＰinであるとし、キャビ
ティ（５）内の特定位置にたいする出力をＰoutである
とすれば、Ｐoutは下記の数学式１ないし３により求め
られる。 Ｐin＝（Ｅs）² ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（１） Ｅy＝Ｅsｓｉｎ（ｘ） ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（２） Ｐout＝（Ｅy）²＝（Ｅsｓｉｎ（ｘ））²＝（Ｅs）²ｓｉｎ（ｘ）² ・・・・・・・（３）

【０００６】前記数学式１ないし３において、Ｅs＝マ
グネトロン（３）の発振に伴って発生されたマイクロ波
により形成される電界エネルギ−（たとえば、入力電界
エネルギ−）であり、Ｅy＝キャビティ（５）内の特定
位置での電界エネルギ−（たとえば、出力電界エネルギ
ー）である。

【０００７】前記マグネトロン（３）の出力は、前記マ
グネトロンの発振に伴って発生されたマイクロ波により
形成される電界の強さＥsを自乗した値で得られる。

【０００８】さらに、前記マグネトロン（３）の発振か
ら発生されるマイクロ波は、特定位相、即ち、サイン波
であるためキャビティ（５）内の特定位置での電界エネ
ルギーＥyは、前記マイクロ波により形成された電界エ
ネルギーＥsにサイン項ｓｉｎ（ｘ）が掛けられた形で
あり、この電界エネルギ−Ｅyを自乗した値がキャビテ
ィ（５）内の特定位置でのＰout出力である。

【０００９】したがって、キャビティ（５）内の特定位
置での出力Ｐoutは、マグネトロン（３）の出力Ｐinに
サイン項ｓｉｎ（ｘ）が掛けられた形となるが、このサ
イン項ｓｉｎ（ｘ）は調理しようとする食品の負荷変動
に伴ってその値、即ち、位相が異なるためキャビティ
（５）内の特定位置での出力Ｐoutもまた負荷変動に伴
って変化するようになる。

【００１０】前述のように、食品の負荷量の変動による
導波管（１）のインピ−ダンス特性は、図３の極性図
（PolarChart）のように図示されうるが、この際、図３
ではマイクロ波の周波数範囲が２．４４〜２．４７ＧＨ
ｚの状態で負荷が２０００ｃｃの水、１０００ｃｃの
水、５００ｃｃの水、１００ｃｃの水の場合の導波管
（１）のインピ−ダンス特性を図示したものである。

【００１１】図３に示されたように、負荷が２０００ｃ
ｃの水の場合には、定在波比（VSWR）即ち、導波管
（１）のインピ−ダンスが小なくなり電子レンジの出力
が大きくなる反面、負荷が１００ｃｃの水の場合には定
在波比（VSWR）即ち、導波管（１）のインピ−ダンスが
大きくなって電子レンジの出力が小になる。

【００１２】即ち、食品の負荷量が大きい場合は、電子
レンジの出力がやや高いが、負荷量が少ない場合は導波
管（１）のインピ−ダンスが増加して電子レンジの出力
が低くなる問題点があった。

【００１３】さらに、調理しようとする食品の負荷量の
変化による導波管（１）のインピ−ダンス変化が大きく
発生して、キャビティ（５）内の電界分布が一定になら
ないという問題点があった。

【００１４】さらに、電子レンジの出力を向上させるた
めには導波管（１）のインピ−ダンスとキャビティ
（５）のインピ−ダンスをマッチングしなければならな
いが、前記のごとき構造の導波管（１）は特定キャビテ
ィ（５）とインピ−ダンスマッチングをもつように設計
されるため、一つの導波管（１）を多種のキャビティ
（５）に適用できず、各キャビティ（５）ごとに導波管
（１）を別途に設計しなければならないという困難があ
った。

【００１５】そこで、従来にはかような問題点を解決す
る手だてとして、日本国公開特許特開平６−１１１９３
３号（公開日 １９９４．４．２２）に開示された電子
レンジのウェーブガイドシステムは、電子レンジのキャ
ビティ内の食品の均一加熱性能を向上させ、導波管を短
に構成して電気部品の配置を容易ならしめるものであっ
て、図４に示されたように、一側壁に形成された上下部
放射口（１１ａ，１１ｂ）と、調理に必要な食品を収納
するキャビティ（１２）と、前記上下部放射口（１１
ａ，１１ｂ）を形成された側壁から隔離されるととも
に、上下部放射口（１１ａ，１１ｂ）の間に位置される
ようにλgの周波数をもつマイクロ波をアンテナ（１
３）を通じて発生するマグネトロン（１４）と、前記ア
ンテナ（１３）からλg／４の距離をおいて隔離される
とともに、アンテナ（１３）にたいして平行な段落面を
もって前記上下部放射口（１１ａ，１１ｂ）をカバ−
し、前記マグネトロン（１４）を支持するよう上下部放
射口（１１ａ，１１ｂ）を通過したマイクロ波を前記キ
ャビティ（１２）にガイドする導波管（１５）とから構
成されている。

【００１６】この際、前記マグネトロン（１４）から発
生された電波は、前記導波管（１５）内で定在波を形成
してから、前記上下部放射口（１１ａ，１１ｂ）を通し
て前記キャビティ（１２）内に放射されて食品を均一に
加熱する。

【００１７】ところで、前述のごとき従来の電子レンジ
のウェーブガイドシステムは、キャビティ（１２）の一
側壁に上下部放射口（１１ａ，１１ｂ）を形成し、マグ
ネトロン（１４）の発振に伴って発生されたマイクロ波
を前記上下部放射口（１１ａ，１１ｂ）に通してキャビ
ティ（１２）内に放射することにより、単にマイクロ波
の分散性能を改善して食品の均一加熱性能を向上させた
ものであって、とりわけ、食品の負荷量の変動による電
子レンジの出力変動に適切に対応できないという問題点
があった。

【００１８】また、従来のほかの例である日本国公開特
許特開平４−２３３１８８号（公開日 １９９２．８．
２１）に開示されたマイクロ波オーブンは、ツーウェー
加熱方式の電子レンジを示したものであるが、図５に示
されたように、キャビティ（１７）の一側面の垂直中央
部に導波管（１９）が形成され、その導波管（１９）の
上下端部に位置するキャビティ（１７）面に上下部放射
口（２１ａ，２１ｂ）が形成されており、前記導波管
（１９）の外側面にはマグネトロン（２３）が付着され
るとともに、マグネトロン（２３）のアンテナ（２５）
と段落面を形成する突出部（２７）が突設されており、
前記突出部（２７）の幅は前記導波管（１９）内に位置
するとともに、上下部放射口（２１ａ，２１ｂ）の間に
位置するマグネトロン（２３）のアンテナ（２５）の距
離とおおむね同一に構成される。

【００１９】この際、前記上下部放射口（２１ａ，２１
ｂ）の長さは、最大の距離となるように形成され、導波
管（１９）の上部は水平面（１９ａ）で形成されるとと
もに、その下部は傾斜面（１９ｂ）で形成される。

【００２０】かように構成された従来のツーウェー方式
の電子レンジは、マグネトロン（２３）から発生される
マイクロ波がアンテナ（２５）を通じて導波管（１９）
に放射され、その導波管（１９）に放射されたマイクロ
波はアンテナ（２５）と段落面を形成する導波管（１
９）の突出部（２７）を通じて定在波を形成しつつ上部
放射口（１９ａ）を通して直接キャビティ（１７）に放
射され、一部の定在波は下部放射口（１９ｂ）を通して
斜めに放射されることにより、キャビティ（１７）内の
底に置かれた食品を均一に加熱調理するようになる。

【００２１】ここで、逆位相放射のための導波管（１
９）の設計理論は、下記の数学式４により求められる。 Ａ−Ｂ＝（Ｋ＋ｎ・０．５）λg ・・・・・・・・・・・・・・（４） 前記数学式４において、Ａは上部放射口（２１ａ）の上
端側の回りから下部放射口（２１ｂ）の下側端の回りま
で測定した導波管（１９）の全長であり、Ｂは中心軸線
（２９）から上部放射口（２１ａ）の上端側の回りまで
測定した導波管（１９）の長さであり、Ｋは０．７−
０．９の範囲にたいする値の定数であり、ｎは０，１，
２，３・・・であり、λg＝導波管（１９）の基本モ−
ドの波長である。

【００２２】前記数学式４による長さは、λgの関数で
あり、導波管（１９）の幅および長さが共鳴、インピ−
ダンス整合、効率および保持されるキャビティ（１７）
のフィルドパタ−ンに適うという利点が得られる。

【００２３】したがって、キャビティ（１７）内の電界
分布モ−ドは、図６に示すように、上部放射口（１９
ａ）と下部放射口（１９ｂ）が相互に異なる逆位相
（＋，−）のマイクロ波を放射してキャビティ（１７）
の上下に形成される電界分布モ−ドによりキャビティ
（１７）の底面に置かれた食品を均一に加熱調理できる
ようにする。

【００２４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のごと
き従来のツーウェー方式の電子レンジによれば、導波管
（１９）は、出力導波管が長いとか、厚いことによって
電装物を設置しにくいばかりか、キャビティ（１７）に
よって導波管（１９）のインピーダンスが一定でないた
め、キャビティ（１７）の大きさが変わる度ごとに上下
部放射口（２１ａ，２１ｂ）の大きさおよび位置を調整
しなければならないため、再設計が避けられないという
問題点があった。

【００２５】また、導波管（１９）内のマイクロ波が上
下位相差によってキャビティ（１７）内に放射されるた
め、上下部放射口（２１ａ，２１ｂ）によるキャビティ
（１７）内の電界分布モ−ドも全体的に形成されず、多
くは上下にのみなされるという問題点もあった。

【００２６】そこで、本発明は上記種々の問題点を解決
するためになされたものであつて、本発明の目的は、導
波管内で上下左右に逆位相が発生されるよう導波管およ
び放射口の構造を改善してキャビティ内に多重電界分布
モ−ドを形成することにより、調理性能を高めるととも
に、負荷量の変動によるインピーダンスを最小化して食
品の負荷量とはかかわりなしに出力が一定になるように
された電子レンジを提供することにある。

【００２７】

【課題を解決するための手段】上記のような目的を達成
するためになされた本発明による電子レンジは、マグネ
トロンの発振により発生されたマイクロ波を給電口を通
して供給するよう、マグネトロンのアンテナが給電口を
通して挿入されるよう、マグネトロンに結合された入力
導波管と、前記入力導波管の給電口に連通されて入力導
波管から伝達されたマイクロ波を相反する位相の電界に
分布してキャビティ内に噴射するよう、入力導波管の給
電口を基準にキャビティの壁面に上下および左右対称さ
れる上部および下部放射口を有する出力導波管とからな
る導波管を備えた電子レンジにおいて、前記出力導波管
内のマグネトロンのアンテナ位置（Ａ−Ｂ）は式、Ａ−
Ｂ＝ｋ・λgと計算し、ただし、Ａ＝出力導波管の全
長、Ｂ＝出力導波管の一側面からマグネトロンのアンテ
ナまでの距離、ｋ＝０．５≦ｋ＜０．７の範囲にたいす
る値の定数、λg＝出力導波管内の波長としたことを特
徴とする。

【００２８】また、本発明による電子レンジは、マグネ
トロンの発振により発生されたマイクロ波を給電口を通
して供給するよう、マグネトロンのアンテナが給電口を
通して挿入されるようにマグネトロンに結合された入力
導波管と、前記入力導波管の給電口に連通されて入力導
波管から伝達されたマイクロ波を相反する位相の電界に
分布してキャビティ内に噴射するよう入力導波管の給電
口を基準にキャビティの壁面に上下および左右対称され
る上部および下部放射口を有する出力導波管とからなる
導波管を備えた電子レンジにおいて、前記出力導波管
は、前記マグネトロンの発振により発生されたマイクロ
波が導波管内で上下、左右がすべて一周期の波長（λ
g）が分布されるように出力導波管の横（ａ）と縦
（ｂ）の長さは式、ａ＝ｂ＝λgとしたことを特徴とす
る。

【００２９】また、本発明による電子レンジは、マグネ
トロンの発振により発生されたマイクロ波を給電口を通
して供給するよう、マグネトロンのアンテナが給電口を
通して挿入されるよう、マグネトロンに結合された入力
導波管と、前記入力導波管の給電口に連通されて入力導
波管から伝達されたマイクロ波を相反する位相の電界に
分布してキャビティ内に噴射するよう入力導波管の給電
口を基準にキャビティの壁面に上下および左右対称され
る上部および下部放射口を有する出力導波管とからなる
導波管を備えた電子レンジにおいて、前記上部放射口お
よび下部放射口は、垂直スロットと、前記垂直スロット
の下端両側に垂直スロットと連通されるよう垂直スロッ
トの中心軸線（Ｐ）を基準に左右対称になるよう逆Ｖ字
形状に形成されるとともに、その傾斜角度が水平対比３
０−６０゜にそれぞれ形成された左右傾斜スロットと、
前記左右傾斜スロットの下端外側に左右傾斜スロットと
連通されるよう左右対称になるようにそれぞれ形成され
た水平スロットとから構成されたことを特徴とする。

【００３０】また、本発明による電子レンジは、マグネ
トロンの発振により発生されたマイクロ波を給電口を通
して供給するようマグネトロンのアンテナが給電口を通
して挿入されるようにマグネトロンに結合された入力導
波管と、前記入力導波管の給電口に連通されて入力導波
管から伝達されたマイクロ波を相反する位相の電界に分
布してキャビティ内に噴射するよう入力導波管の給電口
を基準にキャビティの壁面に上下および左右対称される
上部および下部放射口を有する出力導波管とからなる導
波管を備えた電子レンジにおいて、前記出力導波管に
は、そのスロットの傾斜方向が電界分布の中心点にたい
して垂直または水平に形成されて相互電気的に対称特性
をなして逆位相のマイクロ波をキャビティの内に噴射す
るよう前記上部放射口と下部放射口の間にたいしキャビ
ティの側面中央の左右側にへスロット幅（ｇ）がｇ≪λ
gである左側放射口および右側放射口をそれぞれ形成さ
れたことを特徴とする。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下、本発明による実施形態１に
ついて添付図７ないし１１に沿つて詳述する。本発明の
電子レンジは、図７および８に示すように、調理しよう
とする食品を収納するキャビティ（５０）と、λgの周
波数をもつマイクロ波を発生するマグネトロン（６０）
と、前記マグネトロン（６０）のアンテナ（６１）を通
じて発生されたマイクロ波を前記キャビティ（５０）内
にガイドする導波管（７０）とを備えている。

【００３２】この際、前記導波管（７０）は、入力導波
管（７１）と出力導波管（７２）とからなり、前記入力
導波管（７１）はマグネトロン（６０）に結合されてマ
グネトロン（６０）の発振により発生されたマイクロ波
を出力導波管（７２）に供給するようになっている。

【００３３】即ち、前記入力導波管（７１）は、図９に
示すように、前記出力導波管（７２）の後面にたいし中
央を中心に上側に位置するとともに、出力導波管（７
２）と同一の胴体をなすよう所定角を有する円錐形状
（Horn）に形成されて溶接され、その外周傾斜面（７１
ａ）は前記マグネトロン（６０）のアンテナ（６１）と
段落面をなすようにされており、その高さ（Ｌ1）はア
ンテナ（６１）の長さ（Ｌ２）より短に形成されてい
る。

【００３４】この際、前記出力導波管（７２）内のマグ
ネトロン（６０）のアンテナ（６１）の位置は下記の数
学式５により求められる。 Ａ−Ｂ＝ｋ・λｇ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（５） 前記数学式５において、Ａは出力導波管（７２）の全長
（Ａ＝ａ＝ｂ）であり、Ｂは出力導波管（７２）の一側
面からマグネトロン（６０）のアンテナ（６１）までの
距離、ｋは０．５≦ｋ＜０．７の範囲にたいする値の定
数、λgは出力導波管（７２）内の波長である。

【００３５】したがって、前記出力導波管（７２）は、
前記マグネトロン（６０）の発振により発生されたマイ
クロ波が前記導波管（７０）内で上下、左右すべてが一
周期の波長のＴＥモ−ド（Transverse Electromagnetic
WaveMode）およびＴＭモ−ド（Transverse MagneticRes
onantMode）が同時に共存するよう、出力導波管（７
２）の横（ａ）と縦（ｂ）の長さが相互に同一の正方形
に形成され、導波管（７０）内の波長と同一になされて
いる。

【００３６】即ち、ａ＝ｂ＝λgの場合、導波管（７
０）内の波長は下記の数学式６および７により求められ
る。

【数１】 前記数学式６および７において、ａ，ｂは出力導波管の
横および縦の長さ、λgは導波管内の一波長、λはｃ／
ｆの場合、ｃはマイクロ波の速度、ｆはマイクロ波の周
波数である。

【００３７】したがって、前記数学式６および７により
割出された結果を計算すると、導波管（７０）内の波長
の長さはλg＝１３６．４ｍｍ（λg＝ｃ／ｆ＝１２２ｍ
ｍ）となり、この長さは出力導波管（７２）の横（ａ）
と縦（ｂ）の長さとなり、λg／４は３４．１ｍｍとな
る。この際、全体の導波管（７０）の高さ（ｄ）もλg
／４であり、そのうち出力導波管（７２）の高さ（ｃ）
は１０ｍｍ以下である。

【００３８】したがって、出力導波管（７２）は、前記
入力導波管（７１）の給電口（７１ｂ）を通して供給さ
れたマイクロ波をうけてキャビティ（５０）の内に噴射
する場合、上下および左右の逆位相のマイクロ波で分布
して噴射するようキャビティ（５０）の側面中央の上下
側に相互に電気的に対称になるよう上部放射口（７２
ａ）および下部放射口（７２ｂ）が形成されている。

【００３９】この際、前記上部放射口（７２ａ）は、前
記入力導波管（７１）に形成された給電口（７１ｂ）を
中心に上部に向けてｄ１の距離に形成され、前記下部放
射口（７２ｂ）は給電口（７１ｂ）を中心に下部に向け
てｄ２の距離に形成される。

【００４０】この場合のｄ１およびｄ２を導波管（７
０）内の波長と対比すると、ｄ１とｄ２は下記の数学式
８ないし１０により求められる。 ｄ１＝λg／４ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（８） ｄ２＝λg／２ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（９） ｄ２＝２×ｄ１ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（１０）

【００４１】前記数学式８ないし１０において、給電口
（７１ｂ）のアンテナ（６１）の位置が０．５≦ｋ＜
０．７間で変化する場合、ｄ１は給電口（７１ｂ）を中
心に上部放射口（７２ａ）の傾斜頂点（Ｘ1）と放射口
底線（Ｘ2）間で形成され、ｄ２は給電口（７１ｂ）を
中心に下部放射口（７２ｂ）の傾斜頂点（Ｙ1）と放射
口底線（Ｙ2）間で形成される。

【００４２】また、前記上部放射口（７２ａ）および下
部放射口（７２ｂ）は、相互に同一の逆Ｖ字形状に形成
されつつその中心軸線（Ｐ）を基準に左右対称になるよ
うに形成されている。

【００４３】即ち、前記上部放射口（７２ａ）および下
部放射口（７２ｂ）は、図１０に示すように、垂直スロ
ット（７２ｃ）と前記垂直スロット（７２ｃ）の下端両
側に垂直スロット（７２ｃ）に連通されるよう、垂直ス
ロット（７２ｃ）の中心軸線（Ｐ）を基準に左右対称に
なる所定の傾斜角度（たとえば、水平対比３０−６０
゜）にそれぞれ形成された左右傾斜スロット（７２ｄ）
と、前記左右傾斜スロット（７２ｄ）の下端外側に左右
傾斜スロット（７２ｄ）に連通されるよう、左右対称に
なるようそれぞれ形成された水平スロット（７２ｅ）と
から構成されている。

【００４４】この際、前記左右傾斜スロット（７２ｄ）
の傾斜角度は、その上端が相互に接線する傾斜頂点（Ｘ
1，Ｙ1）の水平線を基準に左側が−４５゜に形成される
とともに、右側が＋４５゜に形成され、その傾斜面の長
さ（ｅ）はλg／４であり、その左側または右側の長さ
（ｆ）は前記垂直スロット（７２ｃ）の中心軸線（Ｐ）
を基準にそれぞれλg／４に形成されるとともに、左右
の和がλg／２となるように形成されている。

【００４５】また、前記左右傾斜スロット（７２ｄ）の
幅（ｇ）は、インピ−ダンスを決定する重要な要素であ
って、前記上部放射口（７２ａ）および下部放射口（７
２ｂ）がスロット放射の特性をもつようにλg／１６以
下の間隔に形成されている。即ち、前記左右傾斜スロッ
ト（７２ｄ）の幅（ｇ）は、前記導波管（７０）内の波
長（λg）よりははるかに狭く、前記水平スロット（７
２ｅ）の幅（ｈ）よりは狭いか同一である。

【００４６】次に、このように構成された本発明の実施
形態１による作用および効果について詳細に説明する。
図８に示すように、マグネトロン（６０）の発振により
発生されたマイクロ波が導波管（７０）の入力導波管
（７１）を通して出力導波管（７２）に伝達されると、
そのマイクロ波の一部は出力導波管（７２）の上部放射
口（７２ａ）を通してキャビティ（５０）の内部上側に
噴射され、残りの一部は出力導波管（７２）の下部放射
口（７２ｂ）を通してキャビティ（５０）の内部下側に
噴射される。

【００４７】この際、電子レンジの出力は、出力導波管
（７２）の上部放射口（７２ａ）および下部放射口（７
２ｂ）から噴射されたマイクロ波エネルギ−の和で表さ
れるが、前記上部放射口（７２ａ）と下部放射口（７２
ｂ）を通して噴射されたマイクロ波の電界エネルギ−は
相互に対称的な大きさと位相を有しているため、マイク
ロ波エネルギ−の大きさは上部放射口（７２ａ）と下部
放射口（７２ｂ）を通して噴射されたマイクロ波の和と
なり、位相は相互に相殺されて所定の出力を発生するよ
うになるのである。

【００４８】ここで、キャビティ（５０）内のマイクロ
波の分布は、図１１（ａ）に示す分布解析図のようにキ
ャビティ（５０）の上部端面から見れば、 上部および
下部放射口（７２ａ，７２ｂ）の中心軸線（Ｐ）を基準
に左側傾斜スロット（７２ｄ）の傾斜角が水平対比−４
５゜に形成されるとともに、右側傾斜スロット（７２
ｄ）の傾斜角が水平対比＋４５゜に形成されることによ
り相対的な９０゜の傾斜角差により水平スロット（７２
ｅ）でマイクロ波の位相が相互に逆位相となってキャビ
ティ（５０）の内に放射されることにより、キャビティ
（５０）の水平面には左右に逆位相を有するマイクロ波
の交差点が発生して多量の電界分布モ−ドが形成され
る。

【００４９】一方、図１１（ｂ）は、キャビティ（５
０）の正端面でマグネトロン（６０）のアンテナ（６
１）が位置する給電口（７１ｂ）を中心に上部放射口
（７２ａ）と下部放射口（７２ｂ）の電界最大分布点で
ある傾斜頂点（Ｘ1，Ｙ1）間の距離差がλg／４（たと
えば、λg／４＝ｄ２−ｄ１，ｄ１＝λg／４，ｄ２＝λ
g／２）であるため、相互に逆位相のマイクロ波が発生
されてキャビティ（５０）の内に放射され、キャビティ
（５０）の垂直面には水平面とともに多数の電界分布モ
−ドが発生される。

【００５０】したがって、本発明の導波管（７０）は、
キャビティ（５０）の内に上下および左右に均一に電界
分布モ−ドが発生されるため、従来のアパ−チャ方式の
導波管なりまたはツーウェー方式の導波管の電子レンジ
よりもはるかに多量の多重（Multi）電界分布モ−ドが
形成される。

【００５１】上述のように、本発明の実施形態１による
電子レンジによれば、マグネトロンの発振により発生さ
れたマイクロ波が正方形状の導波管の入力導波管に伝達
されるとともに、出力導波管に傾斜スロットを有する上
部放射口と下部放射口を通してキャビティ内に放射する
構造になっているため、上部および下部放射口により放
射なされるマイクロ波が上下および左右形態で位相が反
転されて放射されることにより、従来のツーウェー方式
の電子レンジよりはるかに多量の多重電界分布モードが
形成できるし、これにより調理しようとする食品の負荷
の変動による導波管のインピーダンス変化を最小化して
食品の負荷量とはかかわりなしに、電子レンジの出力を
一定に保持させるとともに、キャビティ内の電界分布を
一定に保持させうる効果をもつ。

【００５２】さらに、電子レンジは、同一の導波管をも
って多種のキャビティに容易に適用できることはもとよ
り、上部および下部放射口の傾斜スロット幅を調整する
だけでもキャビティ内の調理分布を容易に変化させうる
ため、導波管およびキャビティの開発のための多量の時
間と努力が省かれる効果をもつようになる。

【００５３】次に、本発明の実施形態２について添附図
１２および１３に沿って詳細に説明する。ちなみに、図
において本発明の実施形態１の構成と同一部分にたいし
ては同一名称および符号を付してそれにつく詳述は省く
ことにする。

【００５４】本発明の電子レンジにおいて、出力導波管
（７２）は、図１２および１３に示すように、前記入力
導波管（７１）の給電口（７１ｂ）を通して供給された
マイクロ波をうけてキャビティ（５０）内に噴射する場
合、上下および左右の逆位相のマイクロ波で分布して噴
射されるよう、キャビティ（５０）の側面中央の上下側
に相互に電気的に対称になるよう、上部放射口（７２
ａ）および下部放射口（７２ｂ）がそれぞれ形成されて
おり、前記上部放射口（７２ａ）と下部放射口（７２
ｂ）の間にたいしキャビティ（５０）の側面中央の左右
側には相互電気的に対称になるように左側放射口（７
３）および右側放射口（７４）がそれぞれ形成されてい
る。

【００５５】この際、前記左側放射口（７３）は、その
上端左側方向に形成された水平スロット（７３ａ）と、
前記水平スロット（７３ａ）の右側端から下部方向へ所
定傾斜角度（たとえば、水平対比３０−６０゜）に延長
されるように形成された傾斜スロット（７３ｂ）と前記
傾斜スロット（７３ｂ）の下端から垂直方向へ延長され
るように形成された垂直スロット（７３ｃ）とから構成
されている。

【００５６】前記右側放射口（７４）は、その上端垂直
方向に形成された垂直スロット（７４ａ）と、前記垂直
スロット（７４ａ）の下端から所定傾斜角度（たとえ
ば、水平対比３０−６０゜）に延長されるように形成さ
れた傾斜スロット（７４ｂ）と、前記傾斜スロット（７
４ｂ）の下端から右側方向へ延長されるように形成され
た水平スロット（７４ｃ）とから構成されている。

【００５７】前記傾斜スロット（７３ｂ，７４ｂ）は、
図１３に示すように、その傾斜角度が水平線を基準に＋
４５゜に同一に形成されており、その幅（ｇ）は前記導
波管（７０）内の波長（λg）よりははるかに狭く、前
記水平スロット（７３ａ，７４ｃ）および垂直スロット
（７３ｃ，７４ａ）の幅（ｈ）よりは狭いか同一であ
る。即ち、前記左右側放射口（７３，７４）に形成され
た傾斜スロット（７３ｂ，７４ｂ）は、前記上部および
下部放射口（７２ａ，７２ｂ）に形成された傾斜スロッ
ト（７２ｄ）と同一の傾斜角度および幅（ｇ）で形成さ
れている。

【００５８】また、前記左右側放射口（７３，７４）
は、前記出力導波管（７２）の横（ａ）および縦（ｂ）
方向へλg／４の間隔で均等に分割して生じた格子領域
上に位置するよう出力導波管（７２）の左右側にそれぞ
れ形成されている。

【００５９】次に、かように構成された本発明の実施形
態２による作用および効果について詳細に説明する。マ
グネトロン（６０）の発振により発生されたマイクロ波
が導波管（７０）の入力導波管（７１）を通して出力導
波管（７２）に伝達されると、そのマイクロ波の一部は
出力導波管（７２）の上部放射口（７２ａ）を通してキ
ャビティ（５０）内の上側に噴射され、残りの一部は出
力導波管（７２）の下部放射口（７２ｂ）を通してキャ
ビティ（５０）内の下側に噴射される。

【００６０】また、マイクロ波は、一部は出力導波管
（７２）の左側放射口（７３）を通してキャビティ（５
０）内の左側に噴射され、残りの一部は出力導波管（７
２）の右側放射口（７４）を通してキャビティ（５０）
内の右側に噴射される。

【００６１】この際、電子レンジの出力は、出力導波管
（７２）の上下部放射口（７２ａ，７２ｂ）と左右側放
射口（７３，７４）から噴射されたマイクロ波エネルギ
ーの和で表されるが、前記上下部放射口（７２ａ，７２
ｂ）と左右側放射口（７３，７４）を通して噴射された
マイクロ波の電界エネルギ−は相互に対称的な大きさと
位相を有しているため、マイクロ波エネルギ−の大きさ
は上下部放射口（７２ａ，７２ｂ）と左右側放射口（７
３，７４）を通して噴射されたマイクロ波の和となり、
位相は相互に相殺されて所定の出力を発生するようにな
る。

【００６２】即ち、図１２に示す上下部放射口（７２
ａ，７２ｂ）と左右側放射口（７３，７４）の位置の状
態を見れば、出力導波管（７２）の横（ａ）と縦（ｂ）
の長さが導波管（７０）内の波長（λg）と同一である
ため、電界モ−ドは４個が形成され、出力導波管（７
２）をλg／４間隔に垂直および水平方向へ割ると１６
個の格子形が生じる。

【００６３】この際、上部放射口（７２ａ）は、上部中
央の格子２個に位置され、下部放射口（７２ｂ）は下部
中央の格子２個に位置される。さらに、左側放射口（７
３）は、下部から２番目の左側端部に位置され、右側放
射口（７４）は下部から２番目の右側端部に位置され
る。

【００６４】一方、上下部放射口（７２ａ，７２ｂ）と
左右側放射口（７３，７４）の動作特性を見れば、上部
放射口（７２ａ）と下部放射口（７２ｂ）は相互に同一
形状で中心軸線（Ｐ）にたいし対称でありながらそのス
ロット長さ（Ｌ）はλg／２となり、そのスロット高さ
（Ｈ）はλg／４であり、そのスロット幅（ｇ）はｇ≪
λgとなる。

【００６５】さらに、上下部放射口（７２ａ，７２
ｂ）、左右側放射口（７３，７４）のスロットの傾斜ス
ロット（７２ｄ，７３ｂ，７４ｂ）の方向は、出力導波
管（７２）内の電界分布（７５ａ，７５ｂ，７５ｃ，７
５ｄ）の中心点にたいし垂直または水平方向に置かれて
いる。

【００６６】即ち、上部放射口（７２ａ）のスロットの
傾斜方向が前記電界分布（７５ａ，７５ｂ）の中心点に
たいし垂直の場合には磁界が出力され、下部放射口（７
２ｂ）のスロットの傾斜方向が電界分布（７５ｃ，７５
ｄ）の中心点にたいし水平の場合には電界が出力され
る。

【００６７】かように、電界と磁界は、その位相特性が
９０゜であるため、スロットのインピ−ダンス特性（位
相）が９０゜に相反されてインピ−ダンスの変化を補償
および相殺せしめる。

【００６８】さらに、左右側放射口（７３，７４）のス
ロット長さ（Ｌ）とスロット高さ（Ｈ）は、それぞれλ
g／４であり、そのスロット幅（ｇ）はｇ≪λgである。
この際、左側放射口（７３）は、スロットの傾斜方向が
電界分布（７５ｃ，７５ｄ）の中心点にたいし垂直であ
るため磁界が出力され、右側放射口（７４）はスロット
の傾斜方向が電界分布（７５ｃ，７５ｄ）の中心点にた
いし水平であるため磁界が出力される。

【００６９】したがって、本発明の導波管（７０）は、
キャビティ（５０）内に上下および左右に均一に電界分
布モ−ドが発生されるため、従来のアパーチャ方式の導
波管なりまたはツーウェー方式の導波管の電子レンジよ
りもはるかに多量の多重（Multi）電界分布モードが形
成される。

【００７０】また、出力導波管（７２）に上下部放射口
（７２ａ，７２ｂ）と左右側放射口（７３，７４）を多
数配列したスロットアレイ（SlotArray）アンテナは、
単一のスロット放射よりアンテナの方向指向特性および
利得を高めうるため、電子レンジの出力性能および調理
性能をより向上せしめうるのである。

【００７１】

【発明の効果】上述のように、本発明の実施形態２によ
る電子レンジによれば、マグネトロンの発振により発生
されたマイクロ波が正方形状の導波管の入力導波管に伝
達されるとともに、出力導波管に傾斜スロットを有する
上下部放射口と左右側放射口を通してキャビティ内に放
射する構造になっているため、上下部放射口と左右側放
射口により放射されるマイクロ波は上下および左右形態
にへ位相が反転されて放射されることにより、従来のツ
ーウェー方式の電子レンジよりはるかに多量の多重電界
分布モ−ドを形成できるし、本発明による実施形態１の
ように調理しようとする食品の負荷変動による導波管の
インピーダンス変化を最小化して食品の負荷量とはかか
わりなしに、電子レンジの出力を一定に保持させるとと
もに、キャビティ内の電界分布を一定に保持せしめうる
効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 従来の実施例１による電子レンジの導波管を
示す概略端面図である。

【図２】 図１にたいする導波管の噴射構造解析図であ
る。

【図３】 図１にたいする導波管の負荷別インピ−ダン
ス特性を示す極性図である。

【図４】 従来の実施例２による電子レンジの導波管を
示す概略端面図である。

【図５】 従来の実施例３によるツーウェー方式の電子
レンジの導波管を示す概略端面図である。

【図６】 図５にたいするキャビティ内の電界分布モ−
ドを示す説明図である。

【図７】 本発明の実施形態１による導波管がキャビテ
ィの側面に設けられた状態を示す概略構造図である。

【図８】 本発明の実施形態１において、導波管とマグ
ネトロンとの結合状態を示す側端面図である。

【図９】 本発明の実施形態１において、導波管の入力
導波管と出力導波管との結合状態を示す正面および側面
図である。

【図１０】 本発明の実施形態１において、出力導波管
の上部および下部放射口を示す要部詳細図である。

【図１１】 本発明の実施形態１において、キャビティ
内のマイクロ波分布解析図である。

【図１２】 本発明の実施形態２による導波管の入力導
波管と出力導波管との結合状態を示す正面および側面図
である。

【図１３】 本発明の実施形態２において、図１２の出
力導波管の左側および右側放射口を示す要部詳細図であ
る。

【符号の説明】

６０……マグネトロン、 ６１……アンテナ、 ７０…
…導波管、７１……入力導波管、 ７１ａ……外周傾斜
面、 ７１ｂ……給電口、７２……出力導波管、 ７２
ａ……上部放射口、 ７２ｂ……下部放射口、７２ｃ…
…垂直スリット、 ７２ｄ……左右傾斜スリット、７２
ｅ……水平スリット、 ７３……左側放射口、 ７４…
…右側放射口、７３ａ，７４ｃ……水平スロット、 ７
３ｂ，７４ｂ……傾斜スロット、７３ｃ，７４ａ……垂
直スロット、 ｇ……スロット幅、Ｈ……スロット高
さ、 Ｌ……スロット長さ、Ｌ1……入力導波管の高
さ、 Ｌ2……アンテナの長さ、 Ｐ……中心軸線、Ｘ
1，Ｘ2……傾斜頂点、 Ｙ1，Ｙ2……放射口底線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 李 應燮 大韓民国京畿道水原市八達區梅灘２洞196 −62番地

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 マグネトロンの発振により発生されたマ
   イクロ波を給電口を通して供給するよう、マグネトロン
   のアンテナが給電口を通して挿入されるよう、マグネト
   ロンに結合された入力導波管と、前記入力導波管の給電
   口に連通されて入力導波管から伝達されたマイクロ波を
   相反する位相の電界に分布してキャビティ内に噴射する
   よう、入力導波管の給電口を基準にキャビティの壁面に
   上下および左右対称される上部および下部放射口を有す
   る出力導波管とからなる導波管を備えた電子レンジにお
   いて、 前記出力導波管内のマグネトロンのアンテナ位置（Ａ−
   Ｂ）は式、 Ａ−Ｂ＝ｋ・λgと計算し、ただし、 Ａ＝出力導波管の全長、 Ｂ＝出力導波管の一側面からマグネトロンのアンテナま
   での距離、 ｋ＝０．５≦ｋ＜０．７の範囲にたいする値の定数、 λg＝出力導波管内の波長 としたことを特徴とする電子レンジ。
2. 【請求項２】 前記入力導波管は、その外周に外周傾斜
   面を有する円錐形状に形成されつつ、その外周傾斜面が
   前記マグネトロンのアンテナと段落面をなしてマイクロ
   波を生成するよう構成されたことを特徴とする請求項１
   に記載の電子レンジ。
3. 【請求項３】 前記入力導波管の高さ（Ｌ1）は、アン
   テナの長さ（Ｌ2）より短に構成されたことを特徴とす
   る請求項２に記載の電子レンジ。
4. 【請求項４】 前記上部放射口および下部放射口は、前
   記入力導波管に形成された給電口を中心にそれぞれ上部
   および下部に向けてそれぞれ設けられたｄ１およびｄ２
   の距離は、そのｄ１およびｄ２を導波管内の波長（λ
   g）として計算する場合、式、 ｄ１＝λg／４ ｄ２＝λg／２ ｄ２＝２×ｄ１ とすることを特徴とする請求項１に記載の電子レンジ。
5. 【請求項５】 前記ｄ１は、給電口のアンテナ位置が
   ０．５≦ｋ＜０．７間で変化する場合、給電口を中心に
   上部放射口の傾斜頂点（Ｘ1）と放射口底線（Ｘ2）間に
   形成されたことを特徴とする請求項１または４に記載の
   電子レンジ。
6. 【請求項６】 前記ｄ２は、給電口のアンテナ位置が
   ０．５≦ｋ＜０．７間で変化する場合、給電口を中心に
   下部放射口の傾斜頂点（Ｙ1）と放射口底線（Ｙ2）間で
   あることを特徴とする請求項１または４に記載の電子レ
   ンジ。
7. 【請求項７】 マグネトロンの発振により発生されたマ
   イクロ波を給電口を通して供給するよう、マグネトロン
   のアンテナが給電口を通して挿入されるよう、マグネト
   ロンに結合された入力導波管と、前記入力導波管の給電
   口に連通されて入力導波管から伝達されたマイクロ波を
   相反する位相の電界に分布してキャビティ内に噴射する
   よう入力導波管の給電口を基準にキャビティの壁面に上
   下および左右対称される上部および下部放射口を有する
   出力導波管とからなる導波管を備えた電子レンジにおい
   て、 前記上部放射口および下部放射口は、垂直スロットと、
   前記垂直スロットの下端両側に垂直スロットと連通され
   るよう垂直スロットの中心軸線（Ｐ）を基準に左右対称
   になるよう逆Ｖ字形状に形成されるとともに、その傾斜
   角度が水平対比３０−６０゜にそれぞれ形成された左右
   傾斜スロットと、前記左右傾斜スロットの下端外側に左
   右傾斜スロットと連通されるよう左右対称になるように
   それぞれ形成された水平スロットとから構成されたこと
   を特徴とする電子レンジ。
8. 【請求項８】 前記左右傾斜スロットの傾斜角度は、そ
   の上端が相互に接線する傾斜頂点（Ｘ1，Ｙ1）の水平線
   を基準に左側が−４５゜に形成されるとともに、右側が
   ＋４５゜に形成されたことを特徴とする請求項７に記載
   の電子レンジ。
9. 【請求項９】 前記左右傾斜スロットの傾斜面の長さ
   （ｅ）は、λg／４としたことを特徴とする請求項７に
   記載の電子レンジ。
10. 【請求項１０】 前記左右傾斜スロットの左右側の長さ
    （ｆ）は、前記垂直スロットの中心軸線（Ｐ）を基準に
    それぞれλg／４が形成されるとともに、その左右の和
    はλg／２に形成されたことを特徴とする請求項７に記
    載の電子レンジ。
11. 【請求項１１】 前記左右傾斜スロットの幅（ｇ）は、
    λg／１６以下の間隔に形成されたことを特徴とする請
    求項７に記載の電子レンジ。
12. 【請求項１２】 前記左右傾斜スロットの幅（ｇ）は、
    前記導波管内の波長（λg）よりははるかに狭く、前記
    水平スロットの幅（ｈ）よりは狭いかまたは同一に形成
    されたことを特徴とする請求項７に記載の電子レンジ。
13. 【請求項１３】 マグネトロンの発振により発生された
    マイクロ波を給電口を通して供給するよう、マグネトロ
    ンのアンテナが給電口を通して挿入されるようにマグネ
    トロンに結合された入力導波管と、前記入力導波管の給
    電口に連通されて入力導波管から伝達されたマイクロ波
    を相反する位相の電界に分布してキャビティ内に噴射す
    るよう入力導波管の給電口を基準にキャビティの壁面に
    上下および左右対称される上部および下部放射口を有す
    る出力導波管とからなる導波管を備えた電子レンジにお
    いて、 前記出力導波管は、前記マグネトロンの発振により発生
    されたマイクロ波が導波管内で上下、左右がすべて一周
    期の波長（λg）が分布されるように出力導波管の横
    （ａ）と縦（ｂ）の長さは式、 ａ＝ｂ＝λg としたことを特徴とする電子レンジ。
14. 【請求項１４】 マグネトロンの発振により発生された
    マイクロ波を給電口を通して供給するようマグネトロン
    のアンテナが給電口を通して挿入されるようにマグネト
    ロンに結合された入力導波管と、前記入力導波管の給電
    口に連通されて入力導波管から伝達されたマイクロ波を
    相反する位相の電界に分布してキャビティ内に噴射する
    よう入力導波管の給電口を基準にキャビティの壁面に上
    下および左右対称される上部および下部放射口を有する
    出力導波管とからなる導波管を備えた電子レンジにおい
    て、 前記出力導波管には、そのスロットの傾斜方向が電界分
    布の中心点にたいして垂直または水平に形成されて相互
    電気的に対称特性をなして逆位相のマイクロ波をキャビ
    ティの内に噴射するよう前記上部放射口と下部放射口の
    間にたいしキャビティの側面中央の左右側にスロット幅
    （ｇ）がｇ≪λgである左側放射口および右側放射口を
    それぞれ形成されたことを特徴とする電子レンジ。
15. 【請求項１５】 前記左側放射口は、その上端左側方向
    に形成された水平スロットと、前記水平スロットの右側
    端から下部方向へ所定傾斜角度で延長されるように形成
    された傾斜スロットと、前記傾斜スロットの下端から垂
    直方向へ延長されるように形成された垂直スロットとか
    ら構成されたことを特徴とする請求項１４に記載の電子
    レンジ。
16. 【請求項１６】 前記右側放射口は、その上端の垂直方
    向に形成された垂直スロットと、前記垂直スロットの下
    端から所定傾斜角度に延長されるように形成された傾斜
    スロットと、前記傾斜スロットの下端から右側方向に延
    長されるように形成された水平スロットとから構成され
    たことを特徴とする請求項１４に記載の電子レンジ。
17. 【請求項１７】 前記左側および右側放射口は、前記出
    力導波管の横（ａ）および縦（ｂ）方向へλg／４の間
    隔で均等に分割して生じた格子領域上に位置するよう出
    力導波管の左右側にそれぞれ形成されたことを特徴とす
    る請求項１４に記載の電子レンジ。
18. 【請求項１８】 前記傾斜スロットの傾斜角度は、水平
    線を基準に＋４５゜に同一に形成されたことを特徴とす
    る請求項１５または１６に記載の電子レンジ。