JPS63114093A - マイクロ波調理器具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 本発明は、調理用マイクロ波オーブンに関し、更に詳し
くはマイクロ波オーブンの励振システムの改良に関する
。マイクロ波オーブンの設計において常に問題になる点
は調理用空洞内のエネルギー分布の不均一であり、これ
は空洞内のホットスポットおよびコールドスポットとし
て表わされる。

定在波パターンを変えることによってエネルギー分布を
均一にしようとする多くの異なる方法が試みられている
。１つの方法は典型的には金属羽根で構成したファンに
類似する所謂「モード撹拌器」を使用するものである。

典型的には、この撹拌器はエネルギーを空洞に結合する
部分に設けられている。この方法は、エネルギーが空洞
内に入るときに撹拌器の羽根で反射してエネルギーを時
々刻々と散乱させることによって空洞内でのエネルギー
の反射を不規則にするものである。別の方法としては空
洞内に回転するアンテナを使用するものかある。モード
撹拌器および回転アンテナの両方法における欠点は調理
用スペース内に余分な構造物を必要とし、このため空洞
内の有用なスペースが減少することである。

また、加熱しようとする食料品負荷の下側に固定した放
射スロットを使用することも従来知られている。例えば
、米国特許第４，０１９，００９号、米国特許第２，８
０４，８０２号、米国特許第３，８１０，２４８号を参
照されたい。これらの例の各々においては、導波管構造
体を空洞の底部に設けて、マグネトロンからエネルギー
をスロットに結合している。このような構造のものは空
洞内のエネルギー分布をスロットの近辺に局限する傾向
にあり、また導波管構造体がオーブンの底部から突出し
て空洞内の有効なスペースを減少させている。スロット
はフィールド放射器の近くにあるので、食料品負荷は主
に底部から加熱され、＝　　７　　＝ ホットスポットが特定のスロットの近くに形成される。

米国特許第４，４５８，１２６号においては、上部に設
けた回転アンテナを下方に設けた固定スロットと組み合
わせて、アンテナ・パターンがスロットのコールドスポ
ットを満たして、調理平面におけるエネルギー分布を均
一にしている。

この構成のものはフルサイズの卓上型マイクロ波オーブ
ン空洞で非常に良く作動するが、オーブンの中に上部お
よび底部からかなり突出している。

マイクロ波オーブンによって占有されるカウンタのスペ
ースを最小にするという要望に鑑みて、空洞内における
エネルギー分布の時間的に平均化された均一性を向上さ
せ、調理用空洞内への突出部を最小にし、しかも比較的
低い輪郭でなめらかな外観のオーブン・キャビネット形
状に適した励振システムが必要とされている。

従って、本発明の目的は、空洞内における時間平均され
たエネルギー分布の均一性が良く、空洞内への上方から
の突出がなく、空洞の上壁および底壁と外側のキャビネ
ットとの間のスペースを最小にしてオーブン器具の全体
の高さを最小にするマイクロ波オーブンの比較的簡単で
効率のよい励振システムを提供することにある。

発明の概要 本発明によれば、上壁と、底壁と、後壁と、−対の対向
する側壁と、前側に開く出入れ用ドアによって構成され
る前壁とによって形成されたほぼ矩形の囲いを構成する
、被加熱物を受け入れるための調理用空洞を有するマイ
クロ波オーブンにおいて、低い輪郭のなめらかな外観の
マイクロ波オーブン形状に適した構造の励振システムが
設けられる。マイクロ波透過性支持棚が空洞内に配置さ
れて、空洞の底壁の上方に該底壁から離間し且つ該底壁
にほぼ平行に延在する。はぼ平面状のアンテナ部材が底
壁と支持棚との間に支持棚に接近して配置される。この
アンテナ部材はその中心が空洞内の横方向の中心に位置
決めされて、底壁のかなりの部分をおおうように延在す
る。アンテナ部材の周縁部と空洞の前壁、後壁、側壁お
よび底壁との間には周辺空隙領域が形成される。複数の
放対間口部がアンテナ部材に形成され、これらは隣り合
う３つの開口部の中心を接続する直線が正三角形を形成
するように三角状に配列される。マイクロ波エネルギー
はマグネトロンからアンテナ部材の中心点に結合される
。この構成によって、マイクロ波エネルギーはアンテナ
部材の開口部から放射して、支持棚上に置かれた被加熱
物を下方から加熱し、更にエネルギーはアンテナ部材と
底壁との間をアンテナ部材の周縁部へ伝播して、周辺空
隙領域から空洞内に放射され、前壁、後壁、側壁および
上壁によって反射されて、支持棚上の被加熱物を上方か
ら加熱する。

本発明の別の態様によれば、放射開口部は円形であり、
その直径は支持棚」―に置かれた誘電体容器または食料
品の直ぐ下の開口部が容器または食料品によって覆われ
ていない開口部よりも実質的により多く放射するように
カットオフ近くに選択される。

本発明の好適態様においては、ストリップ線路部材がマ
グネトロンからのエネルギーをアンテナ部材の中心に結
合するために使用される。このストリップ線路部材はマ
グネトロン発射領域からアンテナの中心まで延在する第
１の部分と、アンテナの中心から反対側の側壁に向って
延在する第２の部分とを有する。マイクロ波ストリップ
線路の第２の部分の長さおよび終端部はアンテナ部材の
中心点に最大電流点を設定するための適当な整相を行う
ように選択される。第１の遮蔽ハウジングが一方の側壁
から延在して、マグネトロンからアンテナの中心まで延
在する第１のストリップ線路部分の一部を取り囲むよう
に設けられる。第２の遮蔽ハウジングが反対側の側壁か
ら延在して、アンテナの中心からこの側壁に向って延在
する第２のストリップ線路部分の終端部を取り囲むよう
に設けられる。第１のハウジングは第１のストリップ線
路部分からの漏洩エネルギーが一方の側壁近くの支持棚
上の被加熱物を過熱することを防止し、第２のハウジン
グはストリップ線路に対して適当な対称性を与える。

本発明の新規な特徴は特許請求の範囲に記載されている
が、本発明はその構成および内容に関して添付図面を参
照した以下の詳細な説明からより良く理解されよう。

発明の詳細な説明 第１図乃至第７図を参照すると、全体的に符号１０でマ
イクロ波オーブンが示されている。このマイクロ波オー
ブンのキャビネットは６つのキャビネット壁、即ち上壁
１２、底壁１４、後壁１６．２つの側壁１８および２０
ならびに蝶番によって支持されたドア２２および制御パ
ネル２３によって構成された前壁を有する。キャビネッ
ト内のスペースは内部の壁（空洞側壁）２８によって調
理用空洞２４と制御器室２６とに分けられている。

空洞部２４の公称寸法は高さが８．２５インチ（２０，
９６ｃｍ）であり、幅が１８インチ（４５゜７２ｃｍ）
であり、深さが１１インチ（２７，９４ｃｍ）である。

空洞の各隅には底壁１４から」二向きに延在する支持肩
部３０が設けられ、この支持肩部３０は支持棚３２を底
壁１４の上方約３／４インチ（１，９ｃｍ）のところに
支持する。支持棚３２は［パイロセラム（Ｐｙｒｏｃｅ
ｒａｍ　）　Ｊまたは「ネオセラム（Ｎｅｏｃｅｒａｍ
）　Ｊという商品名で市販されているようなマイクロ波
透過性の誘電体材料から形成され、底壁１４の近くに底
壁１４とほぼ平行に空洞２４内に配置されて、空洞２４
内の被加熱物を支持する。

制御器室２６にマグネトロン４０が配置される。

マグネトロン４０は家庭の壁コンセントに供給される１
２０ボルトの交流電源のような適当な電源（図示せず）
に結合されたとき、その出カブローブ４２に約２４５０
ＭＨｚの中心周波数を有するマイクロ波エネルギーを発
生するようになっている。

制御器室２６の前面開口部は制御パネル２３で覆われる
。マイクロ波オーブンにはその他の多数の構成部品が必
要であるが、図および説明を簡単にするために本発明を
理解するに重要であると考えられる構成要素のみを図示
し説明する。他の構成要素は全て一般的なものであり、
本技術分野に専門知識を有する者にとって周知のもので
ある。

マイクロ波オーブン１０内に設けた本発明による励振シ
ステムの構造の実施例を次に説明する。

はぼ平面状のアンテナ部月４４が底壁１４と支持棚３２
との間に支持棚３２の底面に接近して配置される。アン
テナ部材４４はその中心が空洞２４内の横方向の中心に
位置決めされ、底壁１４の大部分をおおうように延在す
る。アンテナ部材は空洞の底壁から誘導体スペーサ４５
によって支持される。このスペーサ４５は底壁によって
構成される接地平面に対してアンテナ部材を整列させて
その間隔を維持する作用を行う。

マグネトロン４０の出カブローブ４２からのマイクロ波
エネルギーは、部分的に遮蔽されたマイクロ波ストリッ
プ線路部材を介してアンテナ部材４４に結合される。マ
イクロ波ストリップ線路部拐はマグネトロンの出カブロ
ーブ４２を取り囲んでいるマイクロ波発射領域４８から
アンテナ部材４４の中心点５１まで延在する第１のスト
リップ線路４６と、アンテナ部材４４の中心点５１から
空洞の側壁２０に向って延在する第２のストリップ線路
部分５０とを有する。マグネトロンの出カブローブ４２
から放射するエネルギーに対するマイクロ波エネルギー
発射領域４８はプローブ４２の上部および側部を取り囲
んでいるハウジング４９によって形成される。発射領域
４８の底部は空洞の底壁の延長部で閉止され、また発射
領域４８は第１の遮蔽ハウジング５２内に開口している
。

ストリップ線路部利の上向きに延在する端部５３は発射
領域４８に位置決めされて、プローブ４２から放射され
るエネルギーを結合する。

第１の遮蔽ハウジング５２は開放端を持つ逆Ｕ字状の金
属チャンネル部材によって形成され、側壁２８からアン
テナ部材の中心に向ってほぼ半分まで延在して、第１の
ストリップ線路部分４６の一部を取り囲んでいる。遮蔽
ハウジング５２の目的は、ストリップ線路部分４６から
の漏洩エネルギーを制限して、はぼ全てのマイクロ波エ
ネルギーがストリップ線路に沿ってアンテナ４４の中心
に伝播されるようにすることである。遮蔽ハウジング５
２はまたこのハウジングの近くにある食料品が不均一に
加熱されることを防止する。第２の＝　　１５　− ストリップ線路部分５０および第２の同様に形成された
遮蔽ハウジング５４がアンテナ部材の励振の適切な整相
を行うように構造的に対称に設けられている。ストリッ
プ線路部分４６および５゛０はポツプ・リベットのよう
な適当な手段によってアンテナ部材４４の中心点５１で
互いに且つアンテナ部材に対して固定されて電気的に接
続される。

各遮蔽ハウジングは側壁から空洞の中心まで延在させて
もよいことを理解されたい。しかしながら、図示の実施
例におけるように各遮蔽ハウジングを途中まで延在させ
ただけで、アンテナ４４の励振動作を所望の効率で行な
うのに充分な遮蔽が得られ、且つストリップ線路部分４
６および５０の組立てとアンテナ部材４４の取付けを容
易に行なえることがわかった。

アンテナ部材の中心点５１におけるストリップ線路部材
とアンテナ部材との接続点は、アンテナ部材の中心から
放射状に外向きに生じる６つの並列回路または電流路の
交差点であるので低インピーダンス点である。これらの
電流路は方向は第３図に矢印５５で示されている。各ス
トリップ線路部分の長さは適切なインピーダンス整合が
得られるように選択される。好適実施例においては、第
１のストリップ線路部分４６の水平方向の長さは約８．
８インチ（２２，３５ｃｍ）であり、第２の（ストリッ
プ線路部分５０の水平方向の長さは約６インチ（１５，
２４ｃｍ）である。これらの寸法は図示の実施例のマイ
クロ波オーブンの空洞に対して良好なインピーダンス整
合を行なうことがわかった。

第２図、第６図および第７図に示すように、ストリップ
線路部分４６および４７は空洞の底壁から絶縁支持部オ
イ５６および５８によってそれぞれ支持されている。空
洞の底壁１４とストリップ線路部分との間の距離または
高さは、ストリップ線路部分の長さに沿った距離に対す
る電力の減衰率に影響を与える。この高さは、第２のス
トリップ線路部分５０の遠い方の端から反射された電力
が第２のストリップ線路部分を伝播する反射されていな
い電力と組み合わさったときの第２のストリツブ線路部
分に沿った電力分布を所望の電力分布にするのに必要な
減衰を与えるように経験的に調節される。

マイクロ波供給構造は空洞の底部にのみあるので、負荷
（被加熱物）に対する上方および側部からの加熱はアン
テナ部材４４の周縁部から放射されるエネルギーを空洞
の側壁で反射させることによって達成される。支持棚３
２上に置かれた食料品負荷がアンテナ部材の上方を塞ぐ
ことによる影響を避けるために、アンテナは支持棚によ
って支持される典型的な食料品負荷よりも横方向の広が
りを大きくしなければならない。また、負荷底部の不均
一な加熱を避けるために、アンテナ部材は負荷の底部全
体にわたって均一な放射パターンを有していなければな
らず、また空洞の上側領域へ放射するためにアンテナ部
材の周縁部全体にわたって電力が供給されるようにしな
ければならない。

マイクロ波オーブンの底部の比較的大きな範囲にわたっ
て均一にエネルギーを分配し、かつアンテナの周縁部に
エネルギーを供給してそこから放射させるというこれら
の両必要条件を満足させるため、本発明では、複数の放
射開口部６０がアンテナ部材４４に設けられる。本発明
による複数の放射開口部６０は、隣り合う３つの開口部
の中心を接続する直線が第４図に６２で示す正三角形を
形成するように三角状に間隔をあけて配列される。

この開口部の間隔はアンテナ部材の表面全体にわたって
所望の均一な放射を行なうのに重要なものである。開口
部をこのように配列することによって、隣り合う２つの
開口部間の半径方向の距離は同じとなり、隣り合う開口
部からの放射は有害な干渉による相殺を避けるのに適切
な位相になる。

放射を行なうためには、開口部の周囲（または円周）は
自由空間波長の１／２のカットオフ値よりも大きくなけ
ればならない。本発明の好適形態においては、開口部は
円形であり、その直径は各開口部が加熱される負荷によ
って覆われているときの方が覆われていないときよりも
実質的に一層大きいエネルギーを放射するように十分に
カットオフ近くに選択される。開口部の上に誘電体の皿
−１９＝ または負荷を置くと、この覆われた開口部のカットオフ
波長はその自由空間カットオフ波長に対して増大する。

従って、この覆われた開口部は覆われていない開口部に
比べて実効的にカットオフに近接せず、このため覆われ
ていない開口部よりも実質的に多くの電力を放射する傾
向にある。誘電体支持棚は開口部に対する誘電体負荷の
下限を設定し、水を入れた誘電体容器は開口部を所望の
大きさに経験的に設定したとき他方の限界を設定する。

開口部間の最小の距離は充分な構造状の強度および電気
的導電性を必要とすることによって幾分か制限される。

また、このパラメータは開口部の大きさに関連している
。開口部間の間隔は、アンテナ部材の平面全体にわたっ
て金属の最小の幅が１／４インチ（６，３５ｍｍ）であ
るように１／４インチ（６，３５ｍｍ）より小さくなら
ないように選択される。また、アンテナ部材４４はほぼ
平面状の部利であるのでその構造状の強度を強化するた
めに側部６４にフランジが設けられる。図示の−２０一 実施例においては開口部の直径を約１乃至１／８インチ
（２５，４乃至３．１７５ｍｍ）にすることによって、
１／４インチ（６，３５ｍｍ）の最小間隔の要求条件を
浅足しなから充分な性能が得られることが分った。

以上説明した図示の実施例において特定の寸法を示した
が、これらの寸法は有効な値の限界を示しているもので
もなくまた本発明の範囲を制限しているものでもなく、
むしろ本技術分野に専門知識を有する者に対する方向を
示しているものである。更に、本発明の特定の実施例を
図示し説明したが、本技術分野に専門知識を有する者に
とっては多くの変更および変形を行なうことができるも
のである。従って、特許請求の範囲は本発明の真の精神
および範囲に入る全てのこのような変更および変形を含
んでいるものであることを理解されたい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による励振システムをそなえたマイクロ
波オーブンの斜視図である。 第２図は第１図の線２−２に沿ったオーブンの正面断面
図である。 第３図は調理用空洞の底部に設けられているアンテナ部
材を示す第１図のオーブンの３に沿った部分断面平面図
である。 第４図は本発明の一実施例によるアンテナ部材の平面図
である。 第５図は第４図のアンテナ部材の側面図である。 第６図は第２図の線６−６に沿ったオーブンの部分断面
図である。 第７図は第２図の線７−７に沿ったオーブンの部分断面
図である。 ［主な符号の説明］ １０・・・マイクロ波オーブン、１２・・・上壁、１４
・・・底壁、１６・・・後壁、１８．２０・・・側壁、
２４・・・調理用空洞、３２・・・支持棚、４０・・・
マグネトロン、４４・・・アンテナ部材、４６・・・第
１のストリップ線路部分、５０・・・第２のストリップ
線路部分、５２・・・第１の遮蔽ハウジング、５４・・
・第２の遮蔽ハウジング、６０・・・放射開口部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、上壁、底壁、後壁、一対の対向する側壁、および前
   側に開く出入れ用ドアで構成される前壁によって形成さ
   れた、被加熱物を受け入れるための調理用空洞と、 前記底壁の上方に前記底壁から離間して前記空洞内に配
   置されて、前記底壁にほぼ平行に延在するマイクロ波透
   過性支持棚と、 マイクロ波エネルギー源と、 前記底壁と前記支持棚との間に配置され、中心が前記空
   洞内の横方向中心に位置決めされ、且つ前記底壁の大部
   分をおおように延在するほぼ平面状のアンテナ部材であ
   って、当該アンテナ部材の周縁部と前記の前壁、後壁、
   側壁および底壁との間に周辺領域を形成し、当該アンテ
   ナ部材の中には複数の放射開口部が形成され、該複数の
   開口部は隣り合う３つの開口部の中心を接続する直線が
   正三角形を形成するように三角状に配列されている当該
   アンテナ部材と、 前記マイクロ波エネルギー源からのマイクロ波エネルギ
   ーを前記アンテナ部材の中心点に結合する手段とを有し
   、 前記開口部から放射したマイクロ波エネルギーで前記支
   持棚上に置かれた被加熱物を下方から加熱し、前記周辺
   領域から前記空洞の内部に放射されて前記の前壁、後壁
   および上壁によって反射されたエネルギーで前記支持棚
   上の被加熱物を上方から加熱するマイクロ波調理器具。 ２、特許請求の範囲第１項記載のマイクロ波調理器具に
   おいて、前記のマイクロ波エネルギーを結合する手段が
   、前記アンテナ部材の下側を前記エネルギー源から延在
   して、前記アンテナ部材の中心点に電気的に接続されて
   いるマイクロ波ストリップ線路部材で構成されているマ
   イクロ波調理器具。 ３、特許請求の範囲第２項記載のマイクロ波調理器具に
   おいて、前記マイクロ波ストリップ線路部材が、前記ア
   ンテナ部材の中心と前記側壁の一方との間に延在し、且
   つ該一方の側壁を貫通して、前記マイクロ波エネルギー
   源に結合された第１のストリップ線路部分、および前記
   中心から前記一方の側壁に対向する他方の側壁に向って
   延在する第２のストリップ線路部分を有し、 前記第１のストリップ線路部分の一部は前記一方の側壁
   から延在する第１の遮蔽ハウジングにより囲まれ、前記
   第２のストリップ線路部分の終端部分は前記他方の側壁
   から延在する第２の遮蔽ハウジングにより囲まれており
   、前記第２のストリップ線路部分の長さおよび終端部は
   前記アンテナ部材の中心点に最大電流点を設定するため
   の適切な整相を行うように選択されており、前記第１の
   遮蔽ハウジングは前記第１のストリップ線路部分からの
   漏洩エネルギーが前記一方の側壁近くの前記支持棚上の
   被加熱物を過熱することを防止し、前記第２のストリッ
   プ線路部分および前記第２の遮蔽ハウジングは前記スト
   リップ線路部材に対して対称性を与えるマイクロ波調理
   器具。 ４、特許請求の範囲第１項記載のマイクロ波調理器具に
   おいて、前記放射開口部が円形であり、その直径は前記
   支持棚上に置かれた誘電体容器のすぐ下の開口部が該容
   器によって覆われていない開口部よりも実質的により多
   く放射するようにカットオフ近くに選択されているマイ
   クロ波調理器具。 ５、上壁、底壁、後壁、一対の対向する側壁、および前
   側に開く出入れ用ドアで構成される前壁によって形成さ
   れた被加熱物を受け入れるための調理用空洞と、 前記底壁の上方に前記底壁から離間して前記空洞内に配
   置されて、前記底壁にほぼ平行に延在するマイクロ波透
   過性支持棚と、 マイクロ波エネルギー源と、 前記底壁と前記支持棚との間に配置され、中心が前記空
   洞内の横方向中心に位置決めされ、且つ前記底壁の大部
   分をおおうように延在するほぼ平面状のアンテナ部材で
   あって、当該アンテナ部材の周縁部と前記の前壁、後壁
   、側壁および底壁との間に周縁領域を形成し、当該アン
   テナ部材の中には複数の円形放射開口部が形成され、該
   複数の開口部は隣り合う３つの開口部の中心を接続する
   直線が正三角形を形成するように三角状に配列されてお
   り、該開口部の直径は前記支持棚上の加熱しようとする
   誘電体負荷によって覆われている開口部が該負荷によっ
   て覆われていない開口部よりも実質的により多く放射す
   るようにカットオフ近くに選択されている当該アンテナ
   部材と、 前記マイクロ波エネルギー源からのマイクロ波エネルギ
   ーを前記アンテナ部材に結合する手段とを有し、 前記開口部から放射されたマイクロ波エネルギーで前記
   支持棚上に置かれている被加熱物を下方から加熱し、前
   記周囲領域から前記空洞の内部に放射されて前記の前壁
   、後壁および上壁によって反射されたマイクロ波エネル
   ギーで前記支持棚上の被加熱物を上方から加熱するマイ
   クロ波調理器具。 ６、特許請求の範囲第５項記載のマイクロ波調理器具に
   おいて、前記のマイクロ波エネルギーを結合する手段が
   、前記アンテナ部材の下側を前記エネルギー源から延在
   して、前記アンテナ部材の中心点に電気的に接続されて
   いるマイクロ波ストリップ線路部材で構成されているマ
   イクロ波調理器具。 ７、特許請求の範囲第６項記載のマイクロ波調理器具に
   おいて、前記マイクロ波ストリップ線路部材が、前記ア
   ンテナ部材の中心と前記側壁の一方との間に延在し、且
   つ該一方の側壁を貫通して前記マイクロ波エネルギー源
   に結合された第１のストリップ線路部分、および前記中
   心から前記一方の側壁に対向する他方の側壁に向って延
   在する第２のストリップ線路部分を有し、 前記第１のストリップ線路部分の一部は前記一方の側壁
   から延在する第１の遮蔽ハウジングにより囲まれ、前記
   第２のストリップ線路部分の一部は前記他方の側壁から
   延在する第２の遮蔽ハウジングにより囲まれており、前
   記第１の遮蔽ハウジングは前記一方の側壁近くの前記支
   持棚上の被加熱物の過熱を防止し、前記第２のストリッ
   プ線路部分および前記第２の遮蔽ハウジングは前記スト
   リップ線路部材に対して対称性を与えるとともに整相を
   行うマイクロ波調理器具。