JPWO2018179459A1 - マイクロ波装置 - Google Patents

Abstract

マイクロ波装置（１０）は、加熱室（２１）と、加熱室（２１）にマイクロ波を供給するマイクロ波供給部（４０）と、加熱室（２１）に供給されたマイクロ波を所定の方向に撹拌する第１の撹拌部（３０）と、マイクロ波を所定の方向とは異なる方向に撹拌する第２の撹拌部（６０）とを備える。

Description

本開示は、被加熱物を誘電加熱するマイクロ波装置に関する。

従来、被加熱物を、マイクロ波を用いて加熱するマイクロ波装置が知られている。この種のマイクロ波装置として、例えば、特許文献１には、被加熱物が配置される加熱室と、マイクロ波を発生するマイクロ波発生手段と、発生したマイクロ波を加熱室内に放射する２つの回転アンテナと、２つの回転アンテナのそれぞれを回転させる２つのモータとを備えるマイクロ波装置が開示されている。このマイクロ波装置では、２つの回転アンテナのうち、一方の回転アンテナが加熱室の上部からマイクロ波を放射し、他方の回転アンテナが加熱室の底部からマイクロ波を放射する構造となっている。

特開２００８−２５８０９１号公報

しかしながら、特許文献１に開示されたマイクロ波装置では、２つのモータが加熱室の上下に配置され、かつ、モータの回転軸が互いに平行となるように配置されている。そのため、２つの回転アンテナを用いてマイクロ波を放射する場合に、マイクロ波を撹拌して放射する方向が２つの回転アンテナで同じ方向となり、効率的に被加熱物を加熱することができず、加熱むらが生じる恐れがある。

そこで、本開示は、被加熱物の加熱むらを抑制することができるマイクロ波装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本開示の一態様に係るマイクロ波装置は、加熱室と、加熱室にマイクロ波を供給するマイクロ波供給部と、加熱室に供給されたマイクロ波を所定の方向に撹拌する第１の撹拌部と、マイクロ波を所定の方向とは異なる方向に撹拌する第２の撹拌部とを備える。

上記本開示の一態様に係るマイクロ波装置によれば、被加熱物の加熱むらを抑制することができる。

図１は、実施の形態に係るマイクロ波装置の全体構成を示す斜視図である。 図２は、図１に示すマイクロ波装置をＩＩ−ＩＩ線で切断して見た場合の側面断面図である。 図３は、実施の形態に係るマイクロ波装置の第１の撹拌部及び第２の撹拌部を示す図である。 図４は、実施の形態に係るマイクロ波装置の第２撹拌羽根を第２軸の軸方向から見た場合の図である。 図５は、実施の形態に係るマイクロ波装置の制御構成を示すブロック図である。 図６は、実施の形態に係るマイクロ波装置の動作を示すフローチャートである。 図７は、実施の形態の変形例１に係るマイクロ波装置の側面断面図である。 図８は、実施の形態の変形例２に係るマイクロ波装置の第３の撹拌部を示す図である。 図９は、実施の形態の変形例３に係るマイクロ波装置の第２の撹拌部を示す図である。

以下では、本開示のマイクロ波装置について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態及び変形例は、いずれも本開示の好ましい一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態及び変形例で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本開示を限定する主旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本開示の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。

なお、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面及び以下の説明を提供するのであって、これらによって請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。

また、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化される場合がある。

また、以下の実施の形態で説明に用いられる図面におけるＺ方向は、マイクロ波装置の高さ方向である上下方向を表している。また、Ｘ方向及びＹ方向は、Ｚ方向に垂直な平面上において、互いに直交する方向である。

（実施の形態１）
以下、本実施の形態に係るマイクロ波装置１０について、図１〜図６を参照しながら説明する。マイクロ波装置１０は、型成形、混練、造粒などを行う際の工業用のマイクロ波装置として用いられる。本実施の形態では、樹脂材料を成型するマイクロ波装置１０を例に挙げて説明する。

［１．マイクロ波装置の構成］
まず、本実施の形態に係るマイクロ波装置１０の構成について、図１〜図３を参照しながら説明する。

図１は、実施の形態に係るマイクロ波装置１０の全体構成を示す斜視図である。図２は、マイクロ波装置１０を図１のＩＩ−ＩＩ線で切断して見た場合の側面断面図である。図３は、マイクロ波装置１０の第１の撹拌部３０及び第２の撹拌部６０を示す図である。なお、図１では、加熱室２１の様子を示すため、筐体２０の一部をマイクロ波装置１０から分解して示している。また、図３では、マイクロ波装置１０のうち第１の撹拌部３０及び第２の撹拌部６０を抜き出して示している。

図１〜図３に示すように、マイクロ波装置１０は、加熱室２１を有する筐体２０と、加熱室２１にマイクロ波を供給するマイクロ波供給部４０と、加熱室２１に供給されたマイクロ波を撹拌する第１の撹拌部３０及び第２の撹拌部６０とを備える。また、マイクロ波装置１０は、マイクロ波装置１０の駆動を制御する制御部５０と、筐体２０を下側から支持するベース部２６とを備える。

筐体２０は、マイクロ波装置１０の外観を構成する。筐体２０は、金属製の材料から構成されている。筐体２０内には、加熱室２１が設けられている。

加熱室２１は、被加熱物ＯＪ（具体的には、成形用型８０に敷き詰められた被加熱物ＯＪ）を誘電加熱（マイクロ波加熱）するための略直方体状の箱体である。

加熱室２１内には、成形用型８０と載置台８５とが配置される。成形用型８０の内部には、加熱前の被加熱物ＯＪが投入される。被加熱物ＯＪは、樹脂成型品を作製するためのペレット状の樹脂材料である。

成形用型８０は、耐熱性が高く、かつマイクロ波により発熱する材料から構成される。本実施の形態では、成形用型８０は、マイクロ波により発熱する材料を含むシリコーンゴムから構成されている。成形用型８０は、上型８１と下型８２とからなる。上型８１は、外形が直方体状である。下型８２は、かさ上げ構造となっており、下型本体８４と、下型本体８４に接続された脚部８３（下型脚部の一例）とを有している。

上型８１及び下型８２の少なくとも一方には予め樹脂成型品の形状に対応した形状の凹部又は凸部が形成されており、上型８１と下型８２とを合わせたときに形成される空間に被加熱物ＯＪが敷き詰められる。そして、被加熱物ＯＪがマイクロ波により加熱され溶けて、当該空間内にいきわたる。その後、冷却されることで、溶けた被加熱物ＯＪが固まり所定の形状を有する樹脂成型品が作製される。

載置台８５は、被加熱物ＯＪが敷き詰められた成形用型８０を載置する台である。載置台８５は、フェノール系の樹脂、セラミック又はガラスなどの低損失誘電材料から構成され、マイクロ波が容易に透過できる性質を有する。なお、本実施の形態では、載置台８５はマイクロ波装置１０に脱着可能に取り付けられるが、載置台８５は予めマイクロ波装置１０に固定されていてもよい。

加熱室２１は、成形用型８０及び載置台８５の下側に位置する下側フレーム２８と、前側（Ｘ方向マイナス側）に位置する前立板２９ａと、後側（Ｘ方向プラス側）に位置する後立板２９ｂと、側面側及び上側に位置するカバーフレーム２７とによって囲まれて形成される。前立板２９ａ、後立板２９ｂ及びカバーフレーム２７は、筐体２０と同じ金属材料によって形成されている。下側フレーム２８は、磁性を有しない金属材料によって形成されている。加熱室２１の内面２５（内壁）は、加熱室２１に供給されたマイクロ波を反射する性質を有している。

加熱室２１の前立板２９ａには、加熱室２１へのアクセスのための開閉可能な扉２３が設けられている。また、扉２３の少なくとも一部には窓２４が形成されており、扉２３が閉められていてもユーザは加熱室２１内の様子を確認することができる構造となっている。加熱室２１の後立板２９ｂには、マイクロ波供給部４０で生成したマイクロ波を加熱室２１に供給するための供給口２１ｂが形成されている。

マイクロ波供給部４０は、マイクロ波を生成するマグネトロン４１と、生成されたマイクロ波を加熱室２１の供給口２１ｂまで導く導波管４２とを有している。マグネトロン４１は、例えば、３００ＭＨｚ以上３００ＧＨｚ以下の高周波を発振する装置である。導波管４２は、筒状の金属材料によって形成されている。導波管４２の一端側には、マグネトロン４１が固定されている。導波管４２の他端側は、加熱室２１の供給口２１ｂに接続されている。

第１の撹拌部３０は、供給口２１ｂに設けられている。具体的には、第１の撹拌部３０は、加熱室２１の内部を向く第１軸ａ１に沿って配置されている。第１軸ａ１は、例えば、下側フレーム２８に平行で、被加熱物ＯＪを向く（加熱室２１の中心へ向かう）軸である。

第１の撹拌部３０は、第１撹拌羽根３１と、結合部３２と、第１モータ３９とを有している。

第１撹拌羽根３１は、供給口２１ｂに導かれたマイクロ波を撹拌して加熱室２１内に放射するアンテナであり、例えば、アルミニウム又は銅を含む金属材料によって形成されている。第１撹拌羽根３１は、供給口２１ｂよりも加熱室２１の内部側に配置されている。

第１撹拌羽根３１は、所定の角度で平板が重ねて配置されたプロペラである（図３参照）。本実施の形態では、３枚の平板が略等しい角度間隔で配置されている。なお、第１撹拌羽根３１は、平板で構成されることに限定されない。また、第１撹拌羽根３１の形状は、第１撹拌羽根３１を第１軸ａ１の軸方向から見た場合、回転非対称の形状を有する。ここでいう回転非対称とは、第１軸ａ１を中心に第１撹拌羽根３１を回転させたとき、第１軸ａ１の軸方向から見て１回転しないと同じ図形とならない性質を意味する。

結合部３２は、第１撹拌羽根３１と第１モータ３９とを繋ぐ部材である。具体的には、結合部３２は、加熱室２１内の第１撹拌羽根３１に接続され、供給口２１ｂを貫通して導波管４２の内部に至り、第１モータ３９の軸に接続されている。結合部３２は、導電性材料によって形成されている。

第１モータ３９は、導波管４２の外側に固定されている。第１モータ３９の駆動によって、第１撹拌羽根３１は第１軸ａ１を中心に回転させられる。第１撹拌羽根３１の回転周期は、例えば１５秒である。

マイクロ波装置１０では、第１撹拌羽根３１を回転させることで、マイクロ波供給部４０から供給されたマイクロ波が所定の方向に撹拌して放射される。このようにマイクロ波が撹拌して放射されることで、加熱室２１の全体にマイクロ波がいきわたり、被加熱物ＯＪが加熱される。

ここで、マイクロ波が撹拌して放射される所定の方向とは、第１軸ａ１を中心軸とした所定の指向角を含む方向であり、第１撹拌羽根３１から放射されるマイクロ波は指向性を有している。そのため、第１の撹拌部３０から照射されるマイクロ波に基づく加熱だけでは、被加熱物ＯＪに加熱むらが生じる場合がある。そこで、本実施の形態のマイクロ波装置１０では、第１の撹拌部３０に加え、以下に示す第２の撹拌部６０を備えている。

図２に示すように、第２の撹拌部６０は、第１軸ａ１と交差する第２軸ａ２に沿って配置されている。第２軸ａ２は、具体的には、加熱室２１内の被加熱物ＯＪを向いており、第１軸ａ１に対して直交している。

第２の撹拌部６０は、加熱室２１内に設けられた第２撹拌羽根６１及び支持部材６２と、加熱室２１外に設けられた駆動部６６とを有している。

第２撹拌羽根６１は、第１の撹拌部３０にて撹拌された加熱室２１内のマイクロ波を反射してさらに撹拌する反射部材であり、例えば、アルミニウム又は銅を含む金属材料によって形成されている。前述したように第２の撹拌部６０は、第２軸ａ２が第１軸ａ１に対して交差するように配置されているので、第２撹拌羽根６１から出射されるマイクロ波は、第１撹拌羽根３１から放射されるマイクロ波とは、異なる方向の指向性を有している。

第２撹拌羽根６１は、平板で形成された１つの羽根である（図３参照）。第２撹拌羽根６１の形状は、第２撹拌羽根６１を第２軸ａ２の軸方向から見た場合、回転非対称の形状を有している。なお、第２撹拌羽根６１は、角柱や円柱で形成されてもよいし、複数の羽根で形成されていてもよい。

第２撹拌羽根６１は、成形用型８０の下型本体８４の下側に配置されている。具体的には、第２撹拌羽根６１は、第１撹拌羽根３１よりも被加熱物ＯＪに近い位置に配置される。言い換えれば、第２撹拌羽根６１は、第２撹拌羽根６１と被加熱物ＯＪとの間隔Ｌ２が、第１撹拌羽根３１と被加熱物ＯＪとの間隔Ｌ１よりも小さくなるように、加熱室２１内に配置されている。第２撹拌羽根６１が、被加熱物ＯＪの近くに配置されているので、第２撹拌羽根６１にて反射したマイクロ波を被加熱物ＯＪに効率よく照射することができる。

支持部材６２は、第２撹拌羽根６１を支持する部材であり、支柱６２ａと、円板状の台板６２ｂとを有している。支柱６２ａの一端は第２撹拌羽根６１に接続され、支柱６２ａの他端は台板６２ｂの中心に接続されている。台板６２ｂの外周の一部には、第１の磁石６２ｃが設けられている。支持部材６２は、第２撹拌羽根６１と同じ材料によって形成されている。ただし、支持部材６２は、第２撹拌羽根６１と異なる金属材料、セラミック材料又は耐熱性樹脂材料などによって形成されていてもよい。

支持部材６２は、台板６２ｂが下側フレーム２８に接した状態で第２撹拌羽根６１を支持している。また、支持部材６２は、支柱６２ａの軸が第２軸ａ２とほぼ一致するように配置されている。第２撹拌羽根６１は、支持部材６２によって、第２軸ａ２を中心軸として回転自在に支持されている。

駆動部６６は、支持部材６２を磁力で引き付けながら第２軸ａ２を中心に回転させる駆動装置である。駆動部６６は、円板状の対向板６７と、第２モータ６９とを有している。

対向板６７は、下側フレーム２８を間に介して、台板６２ｂと対向する位置に配置されている。対向板６７には、第１の磁石６２ｃを磁力で引き付ける第２の磁石６７ａが設けられている。第２の磁石６７ａは、第１の磁石６２ｃの位置と対応するように、対向板６７の外周の一部に設けられている。

第２モータ６９は、対向板６７の下側に位置し、ベース部２６の凸部２６ａ上に配置されている。第２モータ６９の軸は、対向板６７の中心に接続されている。この第２モータ６９の回転駆動によって、対向板６７の第２の磁石６７ａが回転するとともに、第２の磁石６７ａに引き付けられた第１の磁石６２ｃが回転する。そして、第１の磁石６２ｃの回転に伴って、台板６２ｂが回転し、第２撹拌羽根６１が回転させられる。第２撹拌羽根６１の回転周期は、第１撹拌羽根３１の回転周期と異なり、例えば１６秒である。

なお、第２撹拌羽根６１の回転周期は、第１撹拌羽根３１の回転周期の倍周期等ではなく、第１撹拌羽根３１の回転周期と第２撹拌羽根６１の回転周期とを合わせた際の周期が長くなるような組み合わせが好ましい。

図４は、マイクロ波装置１０の第２撹拌羽根６１を第２軸ａ２の軸方向から見た場合の図である。図４に示すように、第２撹拌羽根６１は、第２軸ａ２の軸方向から見た場合、第２撹拌羽根６１を回転させることで形成される回転領域Ｒ２が、被加熱物ＯＪと重なるように配置されており、被加熱物ＯＪは回転領域Ｒ２内にすべて入る（すべて包含される）ことが好ましいが、回転領域Ｒ２の一部が被加熱物ＯＪと重なるようなっていてもよい。

なお、回転領域Ｒ２が被加熱物ＯＪと重なるように配置する撹拌羽根は、被加熱物ＯＪに近い位置にある撹拌羽根（本実施形態では第２撹拌羽根６１）であり、被加熱物ＯＪに遠い位置にある撹拌羽根（本実施形態では第２撹拌羽根３１）については、この限りではない。

本実施の形態では、第２撹拌羽根６１を回転することで、第１の撹拌部３０から放射されたマイクロ波をさらに撹拌して反射し、第１撹拌羽根３１とは異なる方向にマイクロ波を出射することができる。これにより、加熱室２１内に配置された被加熱物ＯＪの加熱むらを抑制することができる。

図５は、マイクロ波装置１０の制御構成を示すブロック図である。制御構成に着目した場合、マイクロ波装置１０は、制御部５０と、制御部５０にそれぞれ接続されるマグネトロン４１、第１モータ３９及び第２モータ６９とを備えている。

制御部５０は、マグネトロン４１の出力制御、及び、第１モータ３９及び第２モータ６９の回転制御を行う制御装置である。マグネトロン４１の出力制御とは、例えば、マグネトロン４１にマイクロ波の出力を開始させる及び停止させる制御を含む。また、第１モータ３９及び第２モータ６９の回転制御とは、第１モータ３９及び第２モータ６９を制御することにより第１撹拌羽根３１及び第２撹拌羽根６１の回転の開始及び停止させる制御、並びに、回転速度の制御を含む。

制御部５０は、具体的には、マイクロコンピュータであるが、プロセッサまたは専用回路などにより実現されてもよい。なお、制御部５０は、マイクロ波の発振時間などを計測するタイマ、並びに、制御部５０が実行する制御プログラムを記憶する記憶部などを内蔵していてもよい。あるいは、マイクロ波装置１０は制御部５０とは別の構成要素としてマイクロ波の発振時間などを計測するタイマ部、及び制御部５０が実行する制御プログラムを記憶する記憶部を備えていてもよい。

なお、上記では、第１モータ３９、第２モータ６９及びマグネトロン４１などに電力を供給する電源部などは、図示を省略している。また、当該電源部は、制御部５０により電力の供給の制御が行われてもよい。

［２．マイクロ波装置の動作］
続いて、マイクロ波装置１０の動作について、図６を参照しながら説明する。

図６は、マイクロ波装置１０の動作を示すフローチャートである。なお、図６は、被加熱物ＯＪを敷き詰めた成形用型８０を載置台８５に載置した状態においてユーザから成型開始の指示を受けた場合のフローチャートである。ユーザからの成型開始の指示とは、例えばマイクロ波装置１０が備える入力部（図示しない）を介してユーザから入力される指示である。

制御部５０は、成型開始の指示を取得すると、以下に示す加熱処理開始（Ｓ１１）、加熱処理終了（Ｓ１２）及び冷却（Ｓ１３）の各ステップを順に実行する。

まず、加熱処理の開始（Ｓ１１）にあたり、制御部５０は、マグネトロン４１からのマイクロ波の出力、第１撹拌羽根３１の第１の回転速度による回転、及び、第２撹拌羽根６１の第２の回転速度による回転を開始させる。制御部５０は、記憶部に記憶されているマイクロ波の出力に関する情報、第１撹拌羽根３１及び第２撹拌羽根６１の回転速度に関する情報を読み出し当該情報に基づいてステップＳ１１を行ってもよいし、ユーザから当該情報を取得し、取得した指示に応じてステップＳ１１を行ってもよい。

ここで、第１の回転速度は、第１撹拌羽根３１を回転させる場合の回転速度である。第１撹拌羽根３１の回転周期は、例えば１５秒である。第２の回転速度は、第２撹拌羽根６１を回転させる場合の回転速度である。第２撹拌羽根６１の回転周期は、例えば１６秒である。なお、第２撹拌羽根６１の回転周期は、例えば１４秒であってもよい。また、第２撹拌羽根６１の回転周期は、例えば、所定期間において１４秒から１６秒に変動し、又は１６秒から１４秒に変動するような変動周期であってもよい。この場合の変動周期は、制御部５０によって制御される。

また、マイクロ波の出力の開始、第１撹拌羽根３１の回転の開始、及び、第２撹拌羽根６１の回転の開始は、同時に行われてもよいし、同時に行われなくてもよい。例えば、制御部５０は、第１撹拌羽根３１及び第２撹拌羽根６１の回転を開始させた後にマグネトロン４１からマイクロ波の出力を開始させてもよい。

また、マイクロ波による加熱中において、成形用型８０内に対して真空引きが行われてもよい。例えば、成形用型８０内が所定の真空度となるように、真空引きが行われてもよい。所定の真空度とは、樹脂成型を行う上で、成形用型８０内に存在する空気が実質的に樹脂成型品に影響を及ぼさない程度の真空度である。なお、加熱室２１自体に対しては、真空引きは行われない。

次に、被加熱物ＯＪに必要な熱処理が施された後、加熱処理を終了する（Ｓ１２）。具体的には、制御部５０は、マイクロ波の出力、第１撹拌羽根３１及び第２撹拌羽根６１の回転を停止させる。

制御部５０は、上記の加熱処理が終了すると、温められた被加熱物ＯＪを冷やして固める冷却処理を行う（Ｓ１３）。具体的には、ファンを用いて加熱室２１内に空気を送り込むことで強制冷却を行う。これらＳ１１〜Ｓ１３に示すステップを実行することで、加熱むらが抑制された樹脂成型品を得ることができる。

［３．効果など］
以上のように、本実施の形態に係るマイクロ波装置１０は、加熱室２１と、加熱室２１にマイクロ波を供給するマイクロ波供給部４０と、加熱室２１に供給されたマイクロ波を所定の方向に撹拌する第１の撹拌部３０と、マイクロ波を所定の方向とは異なる方向に撹拌する第２の撹拌部６０とを備える。

これによれば、加熱室２１内において互いに異なる方向にマイクロ波を撹拌して出射することができる。したがって、例えば、加熱室２１に配置された被加熱物ＯＪに対して異なる方向からマイクロ波を照射することができ、被加熱物ＯＪの加熱むらを抑制することができる。また、例えば、従来技術に示すように上下方向のみからマイクロ波を放射する構造では、被加熱物の上下面が側面よりも加熱され、加熱むらが生じやすいが、本実施の形態に係るマイクロ波装置１０では、被加熱物ＯＪの異なる方向の面（例えば側面及び下面）にマイクロ波を照射することができ、被加熱物の加熱むらを抑制することができる。

また、加熱室２１は、マイクロ波供給部４０からマイクロ波を供給する供給口２１ｂを有し、第１の撹拌部３０は、供給口２１ｂに設けられていてもよい。

これによれば、マイクロ波供給部４０から供給されたマイクロ波を、第１の撹拌部３０を用いて加熱室２１の全体にいきわたらせることができる。

また、第１の撹拌部３０は、加熱室２１内に設けられた第１撹拌羽根３１を有し、第１撹拌羽根３１を第１軸ａ１を中心に回転させることで、マイクロ波を上記所定の方向に撹拌し、第２の撹拌部６０は、加熱室２１内に設けられた第２撹拌羽根６１を有し、第２撹拌羽根６１を第１軸ａ１と交差する第２軸ａ２を中心に回転させることで、マイクロ波を上記所定の方向とは異なる方向に撹拌してもよい。

これによれば、第１撹拌羽根３１及び第２撹拌羽根６１を用いて、加熱室２１内において互いに異なる方向にマイクロ波を撹拌して出射することができる。また、この構造により、例えば、互いに交差する２つの軸方向にマイクロ波を出射することが可能となり、被加熱物ＯＪの加熱むらを抑制することができる。

また、第２撹拌羽根６１は、第１撹拌羽根３１よりも、加熱室２１内に配置される被加熱物ＯＪに近い位置に設けられていてもよい。

これによれば、第２撹拌羽根６１にて反射したマイクロ波を、被加熱物ＯＪに効率よく照射することができる。また、第１撹拌羽根３１のマイクロ波の放射では届きにくい箇所に、第２撹拌羽根６１を用いてマイクロ波を照射することができる。これにより、被加熱物ＯＪの加熱むらを抑制することができる。

また、第２軸ａ２の軸方向から見た場合、第２撹拌羽根６１は、第２撹拌羽根６１を回転させることで形成される回転領域Ｒ２が、加熱室２１内に配置される被加熱物ＯＪと重なるように、第２軸ａ２を中心に回転させられていてもよい。

これによれば、第２撹拌羽根６１にて反射したマイクロ波を、被加熱物ＯＪに照射することができ、被加熱物ＯＪの加熱むらを抑制することができる。

また、第２軸ａ２の軸方向から見た場合、第２撹拌羽根６１は、上記回転領域Ｒ２が、被加熱物ＯＪの全てを包含して重なるように、第２軸ａ２を中心に回転させられていてもよい。

これによれば、第２撹拌羽根６１にて反射したマイクロ波を、被加熱物ＯＪに効率よく照射することができ、被加熱物ＯＪの加熱むらを抑制することができる。

また、第２軸ａ２の軸方向から見た場合、第２撹拌羽根６１は、回転非対称であってもよい。

これによれば、加熱室２１内において、マイクロ波のエネルギー分布に偏りが生じることを抑制し、被加熱物ＯＪの加熱むらを抑制することができる。

また、第２の撹拌部６０は、さらに、加熱室２１内において、第２撹拌羽根６１を支持する支持部材６２と、加熱室２１外に設けられ、支持部材６２を磁力で引き付けながら第２軸ａ２を中心に回転させる駆動部６６とを有し、第２撹拌羽根６１は、駆動部６６の駆動による支持部材６２の回転に伴って回転させられてもよい。

これによれば、加熱室２１外に設けられた駆動部６６を用いて、加熱室２１内の第２撹拌羽根６１を回転させることができる。そのため、加熱室２１に貫通穴を形成しなくても第２の撹拌部６０を設けることができ、マイクロ波が加熱室２１の外に漏洩することを抑制することができる。また、貫通穴を形成する必要がないので、加熱室２１において第２の撹拌部６０を設ける位置を自在に変更することができる。

また、第２撹拌羽根６１の回転周期は、第１撹拌羽根３１の回転周期と異なっていてもよい。

これによれば、加熱室２１内において、マイクロ波のエネルギー分布に偏りが生じることを抑制し、被加熱物ＯＪの加熱むらを抑制することができる。

また、さらに、加熱室２１内に、被加熱物ＯＪを成形する成形用型８０を有し、成形用型８０は、上型８１及び下型８２を有し、下型８２は、下型本体８４と、下型本体８４に接続された脚部８３とを有し、第２撹拌羽根６１は、脚部８３と干渉しないように、下型本体８４の下側に配置されていてもよい。

これによれば、下型８２の下側に位置する第２撹拌羽根６１を用いて反射したマイクロ波を、成形用型８０内の被加熱物ＯＪに効率よく照射することができ、被加熱物ＯＪの加熱むらを抑制することができる。

（実施の形態の変形例１）
図７は、実施の形態の変形例１に係るマイクロ波装置１０Ａの側面断面図である。変形例１に係るマイクロ波装置１０Ａは、第２撹拌羽根６１が載置台８５の下側に設けられている点で、実施の形態のマイクロ波装置１０と異なる。

図７に示すように、加熱室２１内には、成形用型８０と載置台８５とが配置される。成形用型８０の内部には、加熱前の被加熱物ＯＪが投入される。成形用型８０は、上型８１と下型８２とからなる。上型８１及び下型８２は、それぞれの外形が直方体状である。

載置台８５は、成形用型８０を載置する台であり、台座部８９と、台座部８９に接続されている脚部８８（載置台脚部の一例）とを有している。

第２の撹拌部６０は、加熱室２１内に設けられた第２撹拌羽根６１及び支持部材６２と、加熱室２１外に設けられた駆動部６６とを有している。

第２撹拌羽根６１は、脚部８８と干渉しないように、載置台８５の台座部８９の下側に配置されている。また、第２撹拌羽根６１は、第１撹拌羽根３１よりも被加熱物ＯＪに近い位置に配置される。第２撹拌羽根６１が、被加熱物ＯＪの近くに配置されているので、第２撹拌羽根６１にて反射したマイクロ波を被加熱物ＯＪに効率よく照射することができる。

変形例１に係るマイクロ波装置１０Ａは、加熱室２１内に、被加熱物ＯＪを載置する載置台８５を備え、載置台８５は、台座部８９と、台座部８９に接続された脚部８８とを有している。第２撹拌羽根６１は、脚部８８と干渉しないように、台座部８９の下側に配置されている。

これによれば、載置台８５の台座部８９下側に位置する第２撹拌羽根６１を用いて反射したマイクロ波を、成形用型８０内の被加熱物ＯＪに効率よく照射することができ、被加熱物ＯＪの加熱むらを抑制することができる。

（実施の形態の変形例２）
実施の形態の変形例２に係るマイクロ波装置は、第１の撹拌部３０及び第２の撹拌部６０に加え、第３の撹拌部７０を備えている。

図８は、変形例２に係るマイクロ波装置の第３の撹拌部７０を示す図である。なお、図８では、変形例２のマイクロ波装置のうち、第１の撹拌部３０、第２の撹拌部６０及び第３の撹拌部７０を抜き出して示している。

第３の撹拌部７０は、第１軸ａ１及び第２軸ａ２の両方の軸に交差する第３軸ａ３に沿って配置されている。具体的には、第３軸ａ３は、第１軸ａ１及び第２軸ａ２の両方の軸に直交している。第３の撹拌部７０は、第３撹拌羽根７１と、結合部７２と、第３モータ７９とを有している。

第３撹拌羽根７１は、第１の撹拌部３０にて撹拌された加熱室２１内のマイクロ波を反射してさらに撹拌する反射部材であり、例えば、アルミニウム又は銅を含む金属材料によって形成されている。第３撹拌羽根７１は、加熱室２１の内部側に配置されている。

第３撹拌羽根７１は、所定の角度で平板が重ねて配置されたプロペラである。本変形例では、３枚の平板が略等しい角度間隔で配置されている。第３撹拌羽根７１の形状は、第３撹拌羽根７１を第３軸ａ３の軸方向から見た場合、回転非対称の形状を有している。

結合部７２は、第３撹拌羽根７１と第３モータ７９とを繋ぐ部材である。具体的には、結合部７２は、加熱室２１内の第３撹拌羽根７１に接続され、加熱室２１に形成された穴を貫通して、第３モータ７９の軸に接続されている。

第３モータ７９は、加熱室２１の外側に固定されている。第３モータ７９の駆動によって、第３撹拌羽根７１は第３軸ａ３を中心に回転させられる。第３撹拌羽根７１の回転周期は、例えば１７秒である。

第３撹拌羽根７１は、第１撹拌羽根３１よりも被加熱物ＯＪに近い位置に配置される。すなわち、第３撹拌羽根７１は、第３撹拌羽根７１と被加熱物ＯＪとの間隔Ｌ３が、第１撹拌羽根３１と被加熱物ＯＪとの間隔Ｌ１よりも小さくなるように、加熱室２１内に配置されている。第３撹拌羽根７１が、被加熱物ＯＪの近くに配置されているので、第３撹拌羽根７１にて反射したマイクロ波を被加熱物ＯＪに効率よく照射することができる。

変形例２に係るマイクロ波装置１０は、さらに、マイクロ波を第１の撹拌部３０が撹拌する方向及び第２の撹拌部６０が撹拌する方向のいずれとも異なる方向に撹拌する第３の撹拌部７０を備える。

これにより、第１の撹拌部３０、第２の撹拌部６０及び第３の撹拌部７０を用いて、加熱室２１内において互いに異なる方向にマイクロ波を撹拌して出射することができる。したがって、例えば、加熱室２１に配置された被加熱物ＯＪに対して異なる方向からマイクロ波を照射することができ、被加熱物ＯＪの加熱むらを抑制することができる。

（実施の形態の変形例３）
実施の形態の変形例３に係るマイクロ波装置では、第２の撹拌部６０Ａの支持部材６２自体が駆動部６６に引き付けられ、回転させられる構造となっている。

図９は、変形例３に係るマイクロ波装置の第２の撹拌部６０Ａを示す図である。なお、図９では、変形例３のマイクロ波装置のうち、第１の撹拌部３０及び第２の撹拌部６０Ａを抜き出して示している。

第２の撹拌部６０Ａは、加熱室２１内に設けられた第２撹拌羽根６１及び支持部材６２と、加熱室２１外に設けられた駆動部６６とを有している。

支持部材６２は、支柱６２ａと、放射状に配置された３つの板からなる台板６２ｂとを有している。支柱６２ａの一端は第２撹拌羽根６１に接続され、支柱６２ａの他端は台板６２ｂの中心に接続されている。台板６２ｂは鉄などの磁性体であり、後述する第２の磁石６７ａによって引き付けられる。

支持部材６２は、台板６２ｂが下側フレーム２８に接した状態で第２撹拌羽根６１を支持している。また、支持部材６２は、支柱６２ａの軸が第２軸ａ２とほぼ一致するように配置されている。第２撹拌羽根６１は、支持部材６２によって、第２軸ａ２を中心として回転自在に支持されている。

駆動部６６は、支持部材６２を磁力で引き付けながら第２軸ａ２を中心に回転させる駆動装置であり、円板状の対向板６７と、第２モータ６９とを有している。

対向板６７は、下側フレーム２８を間に介して、台板６２ｂと対向する位置に配置されている。対向板６７には、台板６２ｂの３つの板のうち１つの板を磁力で引き付ける第２の磁石６７ａが設けられている。

第２モータ６９は、対向板６７の下側に配置されている。第２モータ６９の軸は、対向板６７の回転中心に固定されている。この第２モータ６９の回転駆動によって、対向板６７の第２の磁石６７ａが回転するとともに、第２の磁石６７ａに引き付けられた台板６２ｂが回転する。そして、台板６２ｂの回転に伴って、支持部材６２が回転し、第２撹拌羽根６１が回転させられる。

なお、第２撹拌羽根６１は、平板で形成された２つの羽根である。第２撹拌羽根６１の形状は、第２撹拌羽根６１を第２軸ａ２の軸方向から見た場合、１８０°回転対称の形状を有している。第２撹拌羽根６１は、角柱や円柱で形成されてもよいし、３以上の羽根で形成されていてもよい。

このように第２撹拌羽根６１を回転することで、第１の撹拌部３０にて撹拌されたマイクロ波をさらに撹拌して反射し、第１撹拌羽根３１とは異なる方向にマイクロ波を出射することができる。これにより、被加熱物ＯＪの加熱むらを抑制することができる。

（他の実施の形態）
以上のように、本開示における技術の例示として、実施の形態及び変形例を説明した。そのために、添付図面及び詳細な説明を提供した。

したがって、添付図面及び詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、上記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。

また、上述の実施の形態及び変形例は、本開示における技術を例示するためのものであるから、請求の範囲またはその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。

例えば、本実施の形態では、第２の撹拌部６０を加熱室２１の下側に設けたが、これに限られない。第２の撹拌部６０は、加熱室２１の上側に設けられていてもよい。また、第２の撹拌部６０は、第２軸ａ２が第１軸ａ１と直交するように、加熱室２１の側面に設けられていてもよい。

例えば、第１撹拌羽根３１は、第１軸ａ１の軸方向から見た場合、第１撹拌羽根３１を回転させることで形成される回転領域が、被加熱物ＯＪと重なるように配置され、回転させられていてもよい。また、第３撹拌羽根７１は、第３軸ａ３の軸方向から見た場合、第３撹拌羽根７１を回転させることで形成される回転領域が、被加熱物ＯＪと重なるように配置され、回転させられていてもよい。

例えば、本実施の形態では、第１軸ａ１と第２軸ａ２は直交しているが、必ずしも直交である必要はなく、非直交でもよい。また、第３軸ａ３と第１軸ａ１も必ずしも直交である必要はなく、非直交でもよい。第３軸ａ３と第２軸ａ２も必ずしも直交である必要はなく、非直交でもよい。これらの軸は、直交である方がより効果を得られるが、非直交でも効果を得られる。これらの軸は、同一平面上にあってもよいし、ねじれの位置の関係にあってもよい。これらの軸は、平行ではなく、平行でない（非平行である）ことにより大きな効果を得られる。

また、上記実施の形態及び変形例で示した構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本開示の範囲に含まれる。

本開示は、誘電加熱により被加熱物を加熱するマイクロ波装置に広く利用可能である。特に、樹脂成型などの各種工業用途におけるマイクロ波装置において有用である。

１０，１０Ａ マイクロ波装置
２０ 筐体
２１ 加熱室
２１ｂ 供給口
２３ 扉
２４ 窓
２５ 内面
２６ ベース部
２６ａ 凸部
２７ カバーフレーム
２８ 下側フレーム
２９ａ 前立板
２９ｂ 後立板
３０ 第１の撹拌部
３１ 第１撹拌羽根
３２ 結合部
３９ 第１モータ
４０ マイクロ波供給部
４１ マグネトロン
４２ 導波管
５０ 制御部
６０，６０Ａ 第２の撹拌部
６１ 第２撹拌羽根
６２ 支持部材
６２ａ 支柱
６２ｂ 台板
６２ｃ 第１の磁石
６６ 駆動部
６７ 対向板
６７ａ 第２の磁石
６９ 第２モータ
７０ 第３の撹拌部
７１ 第３撹拌羽根
７２ 結合部
７９ 第３モータ
８０ 成形用型
８１ 上型
８２ 下型
８３ 脚部
８４ 下型本体
８５ 載置台
８８ 脚部
８９ 台座部
ａ１ 第１軸
ａ２ 第２軸
ａ３ 第３軸
Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３ 間隔
Ｒ２ 回転領域
ＯＪ 被加熱物

Claims (14)

1. 加熱室と、
   前記加熱室にマイクロ波を供給するマイクロ波供給部と、
   前記加熱室に供給された前記マイクロ波を所定の方向に撹拌する第１の撹拌部と、
   前記マイクロ波を前記所定の方向とは異なる方向に撹拌する第２の撹拌部と
   を備えるマイクロ波装置。
2. 前記加熱室は、前記マイクロ波供給部から前記マイクロ波を供給する供給口を有し、
   前記第１の撹拌部は、前記供給口に設けられている
   請求項１に記載のマイクロ波装置。
3. 前記第１の撹拌部は、前記加熱室内に設けられた第１撹拌羽根を有し、前記第１撹拌羽根を第１軸を中心に回転させることで、前記マイクロ波を前記所定の方向に撹拌し、
   前記第２の撹拌部は、前記加熱室内に設けられた第２撹拌羽根を有し、前記第２撹拌羽根を前記第１軸と交差する第２軸を中心に回転させることで、前記マイクロ波を前記所定の方向とは異なる方向に撹拌する
   請求項１又は２に記載のマイクロ波装置。
4. 前記第２撹拌羽根は、前記第１撹拌羽根よりも、前記加熱室内に配置される被加熱物に近い位置に設けられている
   請求項３に記載のマイクロ波装置。
5. 前記第２軸の軸方向から見た場合、
   前記第２撹拌羽根は、前記第２撹拌羽根を回転させることで形成される回転領域が、前記加熱室内に配置される前記被加熱物と重なるように、前記第２軸を中心に回転させられる
   請求項４に記載のマイクロ波装置。
6. 前記第２軸の軸方向から見た場合、
   前記第２撹拌羽根は、前記回転領域が、前記被加熱物の全てを包含して重なるように、前記第２軸を中心に回転させられる
   請求項５に記載のマイクロ波装置。
7. 前記第２軸の軸方向から見た場合、
   前記第２撹拌羽根は、回転非対称である
   請求項３〜６のいずれか１項に記載のマイクロ波装置。
8. 前記第２の撹拌部は、さらに、
   前記加熱室内において、前記第２撹拌羽根を支持する支持部材と、
   前記加熱室外に設けられ、前記支持部材を磁力で引き付けながら前記第２軸を中心に回転させる駆動部と
   を有し、
   前記第２撹拌羽根は、前記駆動部の駆動による前記支持部材の回転に伴って回転させられる
   請求項３〜７のいずれか１項に記載のマイクロ波装置。
9. 前記第２撹拌羽根の回転周期は、前記第１撹拌羽根の回転周期と異なる
   請求項３〜８のいずれか１項に記載のマイクロ波装置。
10. さらに、前記加熱室内に、被加熱物を成形する成形用型を有し、
    前記成形用型は、上型及び下型を有し、
    前記下型は、下型本体と、前記下型本体に接続された下型脚部とを有し、
    前記第２撹拌羽根は、前記下型脚部と干渉しないように、前記下型本体の下側に配置されている
    請求項３〜９のいずれか１項に記載のマイクロ波装置。
11. さらに、前記加熱室内に、被加熱物を載置する載置台を備え、
    前記載置台は、台座部と、前記台座部に接続された載置台脚部とを有し、
    前記第２撹拌羽根は、前記載置台脚部と干渉しないように、前記台座部の下側に配置されている
    請求項３〜１０のいずれか１項に記載のマイクロ波装置。
12. 前記第２軸は、前記第１軸に対して直交している
    請求項３〜１１のいずれか１項に記載のマイクロ波装置。
13. さらに、前記マイクロ波を前記第１の撹拌部が撹拌する方向及び前記第２の撹拌部が撹拌する方向のいずれとも異なる方向に撹拌する第３の撹拌部を備え、
    前記第３の撹拌部は、前記加熱室内に設けられた第３撹拌羽根を有し、前記第３撹拌羽根を第３軸を中心に回転させることで、前記マイクロ波を前記第１の撹拌部が撹拌する方向及び前記第２の撹拌部が撹拌する方向のいずれとも異なる方向に撹拌し、
    前記第３軸は、前記第１軸または前記第２軸の少なくとも一方に対して直交している
    請求項３〜１２のいずれか１項に記載のマイクロ波装置。
14. さらに、前記マイクロ波を前記第１の撹拌部が撹拌する方向及び前記第２の撹拌部が撹拌する方向のいずれとも異なる方向に撹拌する第３の撹拌部を備える
    請求項１〜１２のいずれか１項に記載のマイクロ波装置。

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