WO2023189941A1 - 高周波加熱装置 - Google Patents

Abstract

本開示に係る高周波加熱装置は、表面波線路と、給電部と、結合部と、整合部と、を備える。表面波線路は表面波を伝播させる。給電部は、高周波電力を表面波線路に供給する。結合部は、表面波線路と給電部とを結合する。整合部は、結合部と表面波線路の終端との間に設置される。表面波線路は、給電部から表面波線路の終端までの高周波電力の流路を有する。整合部は、高周波電力の流路が延在する方向とは異なる方向に延在する。

Description

高周波加熱装置

　本開示は、表面波を伝播させる高周波加熱装置に関する。

　特許文献１は、表面波を伝播する表面波励振体に高周波電力を導くための導波管内に調整手段を備え、食品などの被加熱物を加熱する高周波加熱装置を開示する。特許文献１によれば、被加熱物の量に応じてインピーダンス整合を取ることで、発振源の最大電力を被加熱物に入力することができる。

　特許文献２は、表面波伝播線路と、伝達部と、表面波伝達線路と伝達部との間に配置され、表面波伝播線路と伝達部との間のインピーダンス整合を取る整合部とを備えたマイクロ波処理装置を開示する。特許文献２によれば、表面波伝達線路からの反射波を打ち消して、効率的に高周波電力を伝達することができる。

　特許文献３は、表面波を生成する複数の帯状起立片を備えた、高周波加熱装置用の表面波発生体を開示する。具体的には、特許文献３は、所定領域とその他の領域とで異なる高さを有する帯状起立片を備えた複数の表面波発生体を用意することを開示する。特許文献３によれば食品の種類に応じて表面波の生成強度を可変することで、最適加熱を行うことができる。

特開平６－３３８３８７号公報 国際公開第２０１４／０８７６６６号 特開平１０－４１０６４号公報

　特許文献１に記載の高周波加熱装置において、表面波線路を伝播する高周波電力以外に、加熱室に放射される高周波電力も使用される。そのため、特許文献１に記載のように導波管の調整手段によりインピーダンス整合を取ったとしても、必ずしも表面波線路により加熱を最大化することができるわけではない。

　特許文献２に記載のように整合部を設けても、表面波線路の途中に設置される食品によるインピーダンスの不整合を解決できず、食品の位置において高周波電力の放射などが生じる。このため、食品の加熱を最大化することができない。整合部は、表面波伝播線路と伝達部との間に直列に配置される。このため、表面波線路までの伝播距離が長くなる。その結果、空間に放射される高周波電力が増加する。

　特許文献３に記載のように様々な食品に応じた複数の表面波線路を用意する場合、食品の種類に対応して多数の表面波線路を用意することが必要である。また、それらが適切に使用されないことも想定される。このため、特許文献３に記載の表面波発生体は実用に適さない。

　本開示は、様々な食品に応じてインピーダンス整合を確保し、表面波線路による食品の加熱を最大化する高周波加熱装置を提供することを目的とする。

　本開示の一態様に係る高周波加熱装置は、給電部と、表面波線路と、結合部と、整合部と、を備える。給電部は高周波電力を供給する。表面波線路は、高周波電力を表面波として伝播させる。結合部は、表面波線路と給電部とを結合する。整合部は、結合部と表面波線路の終端との間に設置される。

　本開示によれば、高周波電力の空間への放射および表面波線路における反射波を最小化することができる。また、表面波線路による被加熱物の加熱を最大化するのに適した位置においてインピーダンス整合を確保することができる。その結果、様々な被加熱物に対して所望の加熱処理を行うことができる。

図１は、本開示の実施の形態１に係る高周波加熱装置の概略正面図である。 図２は、表面波線路における不整合点を説明するための図である。 図３は、実施の形態１に係る高周波加熱装置における整合部の概略斜視図である。 図４は、表面波線路における高周波電流の流路を説明するための図である。 図５は、実施の形態１の変形例に係る高周波加熱装置における整合部の概略斜視図である。 図６は、本開示の実施の形態２に係る高周波加熱装置における表面波線路の概略平面図である。 図７は、本開示の実施の形態３に係る高周波加熱装置における表面波線路の概略斜視図である。

　（本開示の基礎となった知見など）
　発明者らが本開示に想い到った当時、高周波電力を表面波として表面波線路により伝播させることで食品を加熱するという技術は、食品をグリルするための技術として知られていた。

　そうした状況において、発明者らは下記課題を発見した。すなわち、表面波線路上の高周波電力の伝播経路に存在する複数の不整合点において、多くの放射および反射電力などが生じる。一つの場所における整合は、その場所での反射波の最小化により伝播電力の最大化を図るものであるが、それ以外の場所での整合にはほとんど寄与しない。

　この問題を解決するために、発明者らは、不整合点ごとに整合を確保することが望ましいという本開示の主題を想い至った。

　以下、図面を参照しながら、本開示の実施の形態を詳細に説明する。ただし、既知の事項の詳細説明および実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。

　（実施の形態１）
　以下、図１～図４を参照して、本開示の実施の形態１に係る高周波加熱装置について説明する。

　図１は、本実施の形態に係る高周波加熱装置の概略正面図である。図２は、表面波線路７における不整合点を説明するための図である。図３は、本実施の形態に係る高周波加熱装置における整合部の概略斜視図である。図１～図３に示すように、本実施の形態に係る高周波加熱装置は、加熱室１と、高周波電力発生部４と、導波管５と、給電部６と、表面波線路７と、結合部１０と、を備える。

　加熱室１は、六つの金属壁面と、内部に配置された載置台３とを備えて、被加熱物２を収容するためのキャビティである。高周波電力発生部４は、マグネトロンまたは半導体発振器で構成され、高周波電力を発生する。導波管５は、高周波電力発生部４により発生された高周波電力を給電部６に供給する。

　結合部１０は、給電部６と表面波線路７とを結合する。給電部６は、結合部１０に接続された棒状の部材である。給電部６は、導波管５により供給された高周波電力を、結合部１０を介して表面波線路７に供給する。

　表面波線路７は、周期構造を有するスタブ型表面波励振体である。表面波線路７は、基礎導体１１と、複数のスタブ状導体１２と、放射部１４と、を備える。表面波線路７は、結合部１０を介して受信した高周波電力を表面波として終端８まで伝播させる。

　基礎導体１１は水平の金属板である。複数のスタブ状導体１２は、基礎導体１１上に高周波電力の伝播方向に所定間隔で周期的に配列された複数の垂直の金属板である。基礎導体１１は終端８を有する。終端８は、複数のスタブ状導体１２に直交する方向における表面波線路７の終端である。放射部１４は終端８に配置される。

　複数のスタブ状導体１２において、各々の高さ、幅、配置間隔、厚みなどは、表面波線路７がその機能を十分発揮できるように最適化される。その結果、表面波線路７は、高周波電力を加熱室１内に放射させずに表面波として伝播させることができる。表面波線路７を伝播する表面波としての高周波電力は、表面波線路７の近傍に配置された被加熱物２を強く加熱して被加熱物２に焦げ目をつける。

　放射部１４は、上方空間に向かって傾斜して配置された平板状のアンテナである。放射部１４は、使用される周波数帯で共振して放射効率が高くなるように、高周波電力の波長λの４分の１の長さを有する。放射部１４は、高周波電流が最大となる基礎導体１１の部分の近傍に結合される。これにより、終端８に到達した高周波電力は、放射部１４から加熱室１内に放射されて被加熱物２を誘電加熱する。

　放射部１４は、表面波線路７の終端８に接続され、上方空間に向けて延在する。なお、表面波線路７は、給電部６の中心軸に関して回転自在に設置されてもよい。

　図２に示すように、給電部６から供給された高周波電力２０は、複数のスタブ状導体１２を伝播し、図２の破線矢印で示される経路を経て、表面波線路７の終端８に到達する。不整合は、主に高周波電力の伝播経路においてインピーダンスが急激に変化する場所で発生する。

　このような伝播経路における主な不整合点を破線Ａ～Ｃで示す。破線Ａで示す不整合点は、結合部１０、すなわち給電部６と表面波線路７との境界である。破線Ｃで示す不整合点は、終端８と放射部１４との境界に位置する表面波線路７上の場所である。

　破線Ｂで示す不整合点は、何も載置されていない載置台３の部分と被加熱物２が載置された載置台３の部分との境界の近傍の表面波線路７上の場所である。このため、破線Ｂで示す不整合点は、被加熱物２の載置場所に応じて変動する。

　被加熱物２の加熱を最大化するには、表面波線路７上を伝播する高周波電力が被加熱物２に到達するまでに、すなわち、破線Ａで示す位置または破線Ｂで示す位置において整合が確保される必要がある。

　一つの被加熱物２を加熱する場合、通常、被加熱物２は載置台３の中央に配置される。この場合、破線Ａおよび破線Ｂで示す二つの不整合点が一致することが多い。従って、結合部１０と表面波線路７の終端８との間に少なくとも一つの整合部を設置する。

　図３に示すように、整合部９ａは、破線Ａ（図２参照）で示す位置に設置される。整合部９ｂは、破線Ｂ（図２参照）で示す位置に設置される。破線Ｂに示す不整合点に対応する載置台３の場所に目印を表示すれば、使用者は容易に整合部９ｂの近傍に被加熱物２を載置することができる。整合部９ｂは、必要に応じて移動させることが可能に構成されてもよい。

　整合部９ａ、９ｂが表面波線路７の被加熱物２に対向する側に設置されると、整合部９ａ、９ｂは表面波の伝播を妨げる可能性がある。そのため、整合部９ａ、９ｂは、表面波線路７の被加熱物２に対向する側ではなく、表面波線路７の基礎導体１１に設置されることが好ましい。

　整合部９ａ、９ｂは、細長い板状のタブ形状である。整合部９ａは、開放端９１ａと接続端９２ａとを有する。開放端９１ａおよび接続端９２ａは、整合部９ａの長手方向の両端である。接続端９２ａは、高周波電力２０の流路（図２参照）の途中における基礎導体１１の部分に接続される。整合部９ａの長手方向は、表面波線路７の長手方向、すなわち表面波線路７における高周波電力２０の流路に対して垂直（略垂直を含む）である。

　整合部９ａの接続端９２ａから開放端９１ａまでの長さは高周波電力の１波長以下であり、整合部９ａの幅は高周波電力の半波長以下であることが望ましい。整合部９ｂも整合部９ａと同様に基礎導体１１に接続される。整合部９ｂは、整合部９ａより、高周波電力２０の流路の下流の基礎導体１１の部分に接続される。

　このような配置により、給電距離を必要以上に延長したり、表面波線路７の途中に性能の異なる伝送部品を挿入したりすることなく、最適な整合を確保することができる。その結果、表面波線路７における反射波を最小化して効率的に高周波電力を伝達することができる。

　整合部９ａ、９ｂの素材は主にアルミニウムなどの金属である。しかし、整合部９ａ、９ｂの素材は、高周波伝送経路の意図する場所に意図するインピーダンスを提供することができれば、これに限定されるものではない。

　図４は、スタブ状導体１２における高周波電流２１の流路を説明するための図である。図４は、表面波線路７を構成する基礎導体１１とスタブ状導体１２とを流れるある瞬時の高周波電流２１を示す。

　図４に示すように、表面波線路７は、一つのスタブ状導体１２の先端から基礎導体１１を経由して別のスタブ状導体１２の先端までの流路（図４の破線矢印）に流れる高周波電流２１を繰り返し発生する。

　整合部９ａ、９ｂのそれぞれの一端は、高周波電流２１の流路の途中における基礎導体１１の部分に接続される。表面波線路７は、高周波電流２１と、スタブ状導体１２の先端に生じる電界２２との相互作用により、高周波電力を表面波として伝播させる。

　スタブ状導体１２の先端近傍に被加熱物２が配置されると、被加熱物２の近傍の電界２２に変化が生じ、その変化は高周波電流２１に影響を及ぼす。このため、スタブ状導体１２および載置台３から離れた基礎導体１１の部分に整合部９ｂを設置しても、整合部９ｂが高周波電流２１の流路上にあれば、整合部９ｂはその機能を発揮する。

　図２において、破線Ａに示す位置と破線Ｂに示す位置とで、インピーダンスの変化は異なる。破線Ａに示す位置では、高周波電流２１の流路は高周波電流２１の流れに沿って給電部６から表面波線路７に変わる。破線Ｂに示す位置では、高周波電流２１の流路は高周波電流２１の流れに沿って表面波線路７のままである。しかし、表面波線路７における被加熱物２の載置場所から終端８までの表面波線路７の流路には被加熱物２のインピーダンスが付加される。

　このように、整合部に求められる性能は整合部の設置位置に依存する。このため、図３に示すように、整合部９ａと整合部９ｂは、それらに求められる性能を実現するため、設置位置に応じた幅、長さ、形状を有する。

　具体的には、整合部の長さを長くすると、整合部のインピーダンスのＬ成分（インダクタンス成分）の値が増え、整合部の長さを短くするとＬ成分の値が減少する。整合部のインピーダンスのＣ成分（容量成分）の値は、整合部の面積を広くすると増え、整合部の面積を狭くすると減少する。このようにインピーダンスのＬＣ成分を調整することで、必要なインピーダンスの値を実現する。

　例えば、整合部９ａの長さ、幅は、給電部６と表面波線路７との整合を確保できるように設定される。整合部９ｂの長さ、幅は、被加熱物２が載置されない載置台３の部分に対向する表面波線路７の部分と、被加熱物２が載置された載置台３の部分に対向する表面波線路７の部分との整合を確保できるように設定される。

　このように、整合部の形状は、整合部に接する複数の物体の各々のインピーダンスの数値により異なる。本開示はこの例に限定されず、不整合点の近傍に意図するインピーダンスを提供することで、不整合による表面波線路７における反射波を最小化できればよい。例えば、整合部の長さ、幅以外に厚みおよび形状を変えてもよい。表面波線路７に誘電体など複数の部品を組み合わせてもよい。

　図２に示すように、高周波電力２０は、表面波線路７上を左右に分かれて伝播する。図３では左方に向かう高周波電力２０の表示が省略されている。表面波線路７の左方に向かう高周波電力２０の流路にも同様に整合部が設置される。結合部１０は、左右の高周波電力の流路が互いに接する場所に位置し、左右の高周波電力の流路に共通の不整合点である。このため、整合部９ａは、左右両方の高周波電力の流路における整合に関与することができる。

　整合部９ａの一端は、整合部９ａの長手方向が表面波線路７の長手方向に対して所定の角度（本実施の形態では直角）をなすように基礎導体１１に固定される。整合部９ｂの一端も、整合部９ｂの長手方向が表面波線路７の長手方向に対して所定の角度（本実施の形態では直角）をなすように基礎導体１１に固定される。すなわち、整合部９ａ、９ｂは、表面波線路７における高周波電力２０の流路に対して所定の角度（本実施の形態では直角）で配置される。整合部９ａ、９ｂのそれぞれの他端は開放端である。

　表面波線路７が結合部１０の中心軸に関して回転する場合、表面波線路７は整合部９ａ、９ｂとともに回転することができる。その結果、表面波線路７と整合部９ａ、９ｂとを、整合に行うための適切な方向に向けることができる。

　ここまでの例では、被加熱物２は、結合部１０と終端８との間の表面波線路７上に配置される。しかし、上述のように、一つの被加熱物２を加熱する場合、通常、被加熱物２は載置台３の中央に配置される。

　図５は、この場合に対処するための整合部９ａの構成例を示す概略斜視図である。この場合、図２において破線Ａおよび破線Ｂで示す二つの不整合点が一致する。このため、整合部９ａのみを破線Ａで示す場所に配置すればよい。

　以上のように、本実施の形態に係る高周波加熱装置は、結合部１０と表面波線路７の終端８との間に設置された少なくとも一つの整合部（図３では整合部９ａおよび９ｂ、図７では整合部９ａのみ）を備える。本実施の形態によれば、不整合点において整合を確保することができ、表面波線路７による被加熱物２の加熱処理を最大化することができる。

　（実施の形態２）
　以下、図６を参照して、本開示の実施の形態２に係る高周波加熱装置について説明する。

　図６は、本実施の形態に係る高周波加熱装置における表面波線路７ａの概略平面図である。図６に示すように、実施の形態１と同様に、表面波線路７ａは、基礎導体１１と、複数のスタブ状導体１２と、放射部１４と、を備える。

　本実施の形態において、基礎導体１１は、基礎導体１１ａ、１１ｂ、１１ｃを含む。複数のスタブ状導体１２は、複数のスタブ状導体１２ａと複数のスタブ状導体１２ｂと複数のスタブ状導体１２ｃとを含む。放射部１４は、放射部１４ａと放射部１４ｂとを含む。

　高周波電力２０は、高周波電力２０ａ、２０ｂ、２０ｃを含む。高周波電力２０ａは複数のスタブ状導体１２ａを伝播する。高周波電力２０ｂは複数のスタブ状導体１２ｂを伝播する。高周波電力２０ｃは複数のスタブ状導体１２ｃを伝播する。

　基礎導体１１ａ、１１ｂのそれぞれの一端は基礎導体１１ｃに接続される。換言すると、基礎導体１１は、鉛直上方から見て、全体としてＶ字形状を有する。すなわち、表面波線路７ａも、鉛直上方から見てＶ字形状を有する。

　基礎導体１１ｃは、結合部１０に接続される基礎導体１１の部分である。基礎導体１１ａ、１１ｂは、基礎導体１１ｃから分岐する基礎導体１１の二つの部分である。基礎導体１１ａ、１１ｂはそれぞれ、基礎導体１１ｃと反対側の端部に終端８ａ、８ｂを有する。放射部１４ａ、１４ｂはそれぞれ終端８ａ、８ｂに配置される。

　複数のスタブ状導体１２ｃは、基礎導体１１ｃ上に高周波電力２０ｃの伝播方向に所定間隔で周期的に配列された複数の垂直の金属板である。高周波電力２０ｃは、高周波電力２０ａと高周波電力２０ｂとに分岐する。高周波電力２０ａ、２０ｂはそれぞれスタブ状導体１２ａ、１２ｂを伝播する。

　複数のスタブ状導体１２ａは、基礎導体１１ａ上に高周波電力２０ａの伝播方向に所定間隔で周期的に配列された複数の垂直の金属板である。複数のスタブ状導体１２ｂは、基礎導体１１ｂ上に高周波電力２０ｂの伝播方向に所定間隔で周期的に配列された複数の垂直の金属板である。

　高周波電力２０ａは、スタブ状導体１２ａと終端８ａとを介して放射部１４ａに到達する。高周波電力２０ｂは、スタブ状導体１２ｂと終端８ｂとを介して放射部１４ｂに到達する。放射部１４ａ、１４ｂはそれぞれ、高周波電力２０ａ、２０ｂを加熱室１内に放射する。

　図６に示す高周波電力２０ａ、２０ｂ、２０ｃの伝播経路において、主な不整合点は、結合部１０、表面波線路７ａの分岐点、被加熱物２の載置場所の最も結合部１０に近い場所（図２参照）、終端８ａ、８ｂの各々の位置である。

　被加熱物２の加熱を最大化するためには、上記のうち、表面波線路７ａの分岐点と、被加熱物２の載置場所の最も結合部１０に近い場所とで整合を確保することが望ましい。

　表面波線路７ａは、整合部９ｃと、二つの整合部９ｄと、を有する。上記不整合点のうち、整合部９ｃは、被加熱物２の載置場所の最も結合部１０に近い場所に配置される。二つの整合部９ｄの一方は、表面波線路７ａの分岐点の一方、すなわち、基礎導体１１ｃと基礎導体１１ａとの境界に接続され、基礎導体１１ｂと反対方向に延在する。二つの整合部９ｄの他方は、表面波線路７ａの分岐点の他方、すなわち、基礎導体１１ｃと基礎導体１１ｂとの境界に接続され、基礎導体１１ａと反対方向に延在する。

　表面波線路７ａの分岐点が、表面波線路７ａにおける被加熱物２の載置場所と近接する場合、基礎導体１１ａ、１１ｂの各々に整合部９ｄのみを設置すればよい。

　表面波線路７ａが給電部６に対して非対称な構成を有する場合、給電部６の中心軸に関して表面波線路７ａの重量バランスが悪く、表面波線路７ａを水平に保ちにくい。給電部６に対して非対称な表面波線路７ａの構成とは、図６に示すように、鉛直上方から見て表面波線路７ａが給電部６の中心軸に対して点対称でない形状を意味する。

　この場合、表面波線路７ａを給電部６の中心軸に関して回転させる際、円滑な回転を阻害する力が生じる。この力を抑制するため、整合部９ｃは、給電部６に対して重量バランスを改善する方向、望ましくは重量バランスが取れる方向に配置される。本実施の形態において、整合部９ｃは、基礎導体１１ａ～１１ｃが延在する方向と反対方向に延在する。

　整合部９ｃは、整合部９ｃの高周波電力２０の流路に接続された側、すなわち、整合部９ｃの基礎導体１１ｃに近い側に設けられたテーパ形状の端部を有する。整合部９ｃと基礎導体１１ｃとの接合点を小さくすることで、整合場所を明確にすることができる。

　（実施の形態３）
　以下、図７を参照して、本開示の実施の形態３に係る高周波加熱装置について説明する。

　図７は、本実施の形態に係る高周波加熱装置における表面波線路７ｂの概略斜視図である。図７に示すように、表面波線路７ｂは、結合部１０と終端８との間の基礎導体１１に設置された整合部９ｅを有する。整合部９ｅは、絶縁物１３を介して基礎導体１１の裏面と、機構的には非接触で電気的には容量性結合する。

　整合部９ｅは、絶縁物１３に機構的に固定される。絶縁物１３は、基礎導体１１の裏面に沿って移動可能に基礎導体１１に接続される。すなわち、整合部９ｅは、表面波線路７ｂ上を移動することができるように表面波線路７ｂに接続される。その結果、被加熱物２の配置位置などに応じた位置で整合を確保することができる。

　なお、被加熱物２の位置を撮像部またはセンサで検知してもよい。位置検知の結果に応じて、整合部９ｅが自動的に最適な位置に移動してもよい。絶縁物１３には、例えばテフロン（登録商標）などが使用される。

　（構成および効果）
　本開示の第１態様に係る高周波加熱装置は、給電部（６）と、表面波線路（７；７ａ；７ｂ）と、結合部（１０）と、整合部（９ａ，９ｂ；９ｃ，９ｄ；９ｅ）と、を備える。

　給電部（６）は高周波電力（２０；２０ａ，２０ｂ，２０ｃ；２０）を供給する。表面波線路（７；７ａ；７ｂ）は、高周波電力を表面波として伝播させる。結合部（１０）は、給電部（６）と表面波線路（７；７ａ；７ｂ）とを結合する。整合部（９ａ，９ｂ；９ｃ，９ｄ；９ｅ）は、結合部（１０）と表面波線路（７；７ａ；７ｂ）の終端（８；８ａ，８ｂ）との間に設置される。

　本態様によれば、不整合が発生する場所の近傍の最適な位置で整合を確保することができ、表面波による被加熱物の加熱を最大化することができる。その結果、様々な被加熱物に対して所望の加熱処理を行うことができる。

　本開示の第２態様に係る高周波加熱装置において、第１態様に加えて、表面波線路（７；７ａ；７ｂ）は、給電部（６）から表面波線路（７；７ａ；７ｂ）の終端（８；８ａ，８ｂ）までの高周波電力（２０；２０ａ，２０ｂ，２０ｃ；２０）の流路を有してもよい。整合部（９ａ，９ｂ；９ｃ，９ｄ；９ｅ）は、高周波電力（２０；２０ａ，２０ｂ，２０ｃ；２０）の流路が延在する方向とは異なる方向に延在してもよい。

　本態様によれば、給電距離を必要以上に延長したり、表面波線路の途中に性能の異なる伝送部品を挿入したりすることなく、最適な整合を確保することができる。その結果、様々な被加熱物に対して所望の加熱処理を行うことができる。

　本開示の第３態様に係る高周波加熱装置は、第１態様または第２態様に加えて、表面波線路（７；７ａ；７ｂ）の終端（８；８ａ，８ｂ）に接続され、上方空間に向けて延在するように配置される放射部（１４；１４ａ，１４ｂ；１４）をさらに備えてもよい。

　本態様によれば、表面波線路における反射波を最小化し、整合部による確実な整合により、被加熱物に対して効率的な加熱処理が可能である。また、反射波を最小化することで、表面波線路７上の定在波の発生を抑制することができる。その結果、加熱むらを改善することができる。

　本開示の第４態様に係る高周波加熱装置において、第１態様～第３態様のいずれかに加えて、整合部（９ａ，９ｂ；９ｃ，９ｄ；９ｅ）は、表面波線路（７；７ａ；７ｂ）の高周波電流（２１）の流路に接続されてもよい。本態様によれば、表面波として伝播する高周波電力に対して整合を確保することができる。その結果、表面波による加熱を最大化することができる。

　本開示の第５態様に係る高周波加熱装置において、第４態様に加えて、表面波線路（７；７ａ；７ｂ）は、基礎導体（１１；１１ａ，１１ｂ，１１ｃ；１１）と、基礎導体（１１；１１ａ，１１ｂ，１１ｃ；１１）上に配列された複数のスタブ状導体（１２；１２ａ，１２ｂ，１２ｃ）とを有してもよい。整合部（９ａ，９ｂ；９ｃ，９ｄ；９ｅ）は基礎導体（１１；１１ａ，１１ｂ，１１ｃ；１１）に接続されてもよい。

　本態様によれば、表面波として伝播する高周波電力に対して整合を確保することができ、表面波による加熱を最大化することができる。

　本開示の第６態様に係る高周波加熱装置において、第１態様～第４態様のいずれかに加えて、整合部（９ａ，９ｂ；９ｃ，９ｄ；９ｅ）は、結合部（１０）と表面波線路（７；７ａ；７ｂ）における被加熱物（２）の載置場所との両方または一方に配置されてもよい。本態様によれば、表面波線路における不整合が発生する場所の近傍で整合を確保することができ、表面波による加熱を最大化することができる。

　本開示の第７態様に係る高周波加熱装置は、第２態様～第４態様のいずれかに加えて、高周波電力（２０ａ，２０ｂ）の複数の流路を有する。高周波電力（２０ａ，２０ｂ）の複数の流路の各々は、上述した高周波電力（２０ａ，２０ｂ）の流路である。整合部（９ｄ）は、高周波電力（２０ａ，２０ｂ）の複数の流路の各々に配置されてもよい。

　本態様によれば、表面波線路における不整合が発生する場所の近傍で整合を確保することができ、表面波による加熱を最大化することができる。

　本開示の第８態様に係る高周波加熱装置は、第２態様～第４態様のいずれかに加えて、高周波電力（２０ａ，２０ｂ）の複数の流路を有する。高周波電力（２０ａ，２０ｂ）の複数の流路の各々は、上述した高周波電力（２０）の流路である。整合部（９ｄ）は、高周波電力（２０ａ，２０ｂ）の複数の流路が接する場所に設置されてもよい。

　本態様によれば、一つの整合部により高周波電力の複数の流路に対して整合を確保することができる。これにより、部品数を削減して、アンテナの軽量化およびコストダウンを図ることができる。

　本開示の第９態様に係る高周波加熱装置において、第８態様に加えて、結合部（１０）は、高周波電力（２０ａ，２０ｂ）の複数の流路が接する場所に設置されてもよい。本態様によれば、一つの整合部により高周波電力の複数の流路に対して整合を確保することができる。これにより、部品数を削減して、アンテナの軽量化およびコストダウンを図ることができる。

　本開示の第１０態様に係る高周波加熱装置において、第２態様～第４態様に加えて、整合部（９ａ，９ｂ；９ｃ，９ｄ；９ｅ）は板状のタブ形状を有する。整合部（９ａ，９ｂ；９ｃ，９ｄ；９ｅ）の一端は高周波電力（２０；２０ａ，２０ｂ，２０ｃ；２０）の流路に接続されてもよい。整合部（９ａ，９ｂ；９ｃ，９ｄ；９ｅ）の他端は開放端であってもよい。

　本態様によれば、給電距離を必要以上に延長したり、表面波線路の途中に性能の異なる伝送部品を挿入したりすることなく、最適な整合を確保することができる。

　本開示の第１１態様に係る高周波加熱装置において、第１０態様に加えて、整合部（９ａ，９ｂ；９ｃ，９ｄ；９ｅ）は、表面波線路（７；７ａ；７ｂ）における高周波電力（２０；２０ａ，２０ｂ，２０ｃ；２０）の流路に対して所定の角度で配置されてもよい。本態様によれば、給電距離を必要以上に延長したり、表面波線路の途中に性能の異なる伝送部品を挿入したりすることなく、最適な整合を確保することができる。

　本開示の第１２態様に係る高周波加熱装置において、第１０態様に加えて、整合部（９ａ，９ｂ；９ｃ，９ｄ；９ｅ）は、整合部（９ａ，９ｂ；９ｃ，９ｄ；９ｅ）の設置位置に応じた幅と長さとを有する板形状を有してもよい。本態様によれば、適切な整合を確保することができる。

　本開示の第１３態様に係る高周波加熱装置において、第１０態様に加えて、整合部（９ｃ）は、整合部（９ｃ）の高周波電力（２０ｃ）の流路に接続された側に設けられたテーパ形状の端部を有してもよい。本態様によれば、整合場所を限定することで、整合場所を明確にすることができる。

　本開示の第１４態様に係る高周波加熱装置において、第２態様～第４態様に加えて、整合部（９ｅ）は、機構的には表面波線路（７ｂ）と非接触で電気的には高周波電力（２０）の流路と結合してもよい。整合部（９ｅ）は、表面波線路（７ｂ）上を移動可能に表面波線路（７ｂ）に接続されてもよい。本態様によれば、被加熱物の載置場所などに応じた位置で整合を確保することができる。

　本開示の第１５態様に係る高周波加熱装置において、第１４態様に加えて、整合部（９ｅ）は、絶縁物（１３）を介して表面波線路（７ｂ）に固定されてもよい。本態様によれば、被加熱物の載置場所などに応じた位置で整合を確保することができる。

　本開示の第１６態様に係る高周波加熱装置において、第１態様～第４態様に加えて、表面波線路（７；７ａ；７ｂ）は、給電部（６）の中心軸に関して回転可能であってもよい。整合部（９ａ，９ｂ；９ｃ，９ｄ；９ｅ）は、表面波線路（７；７ａ；７ｂ）とともに回転可能であってもよい。本態様によれば、表面波線路を整合部とともに整合のための適切な方向に向けることができる。

　本開示の第１７態様に係る高周波加熱装置において、第１６態様に加えて、表面波線路（７ａ）が給電部（６）に対して非対称な構成を有する場合、整合部（９ｃ）は、給電部（６）に対して重量バランスを改善する方向に設置されてもよい。本態様によれば、表面波線路が容易に回転させることができる。その結果、様々な被加熱物に対して所望の加熱処理を行うことができる。

　本開示に係る高周波加熱装置は調理家電に適用可能である。

　１　加熱室
　２　被加熱物
　３　載置台
　４　高周波電力発生部
　５　導波管
　６　給電部
　７、７ａ、７ｂ　表面波線路
　８、８ａ、８ｂ　終端
　９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ、９ｅ　整合部
　１０　結合部
　１１、１１ａ、１１ｂ、１１ｃ　基礎導体
　１２、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ　スタブ状導体
　１３　絶縁物
　１４、１４ａ、１４ｂ　放射部
　２０、２０ａ、２０ｂ、２０ｃ　高周波電力
　２１　高周波電流
　２２　電界
　９１ａ　開放端
　９２ａ　接続端

Claims (17)

1. 　高周波電力を供給するように構成された給電部と、
   　前記高周波電力を表面波として伝播させるように構成された表面波線路と、
   　前記給電部と前記表面波線路とを結合する結合部と、
   　前記結合部と前記表面波線路の終端との間に設置された整合部と、を備える、高周波加熱装置。
2. 　前記表面波線路は、前記給電部から前記表面波線路の前記終端までの前記高周波電力の流路を有し、
   　前記整合部は、前記高周波電力の前記流路が延在する方向とは異なる方向に延在する、請求項１に記載の高周波加熱装置。
3. 　前記表面波線路の前記終端に接続され、上方空間に向けて延在するように配置される放射部をさらに備える、請求項１または２に記載の高周波加熱装置。
4. 　前記整合部は、前記表面波線路の高周波電流の流路に接続された、請求項１～３のいずれかに記載の高周波加熱装置。
5. 　前記表面波線路は、基礎導体と、前記基礎導体上に配列された複数のスタブ状導体とを有し、前記整合部は前記基礎導体に接続される、請求項４に記載の高周波加熱装置。
6. 　前記整合部は、前記結合部と前記表面波線路における被加熱物の載置場所との両方または一方に配置される、請求項１～４のいずれか１項に記載の高周波加熱装置。
7. 　各々が前記高周波電力の前記流路である前記高周波電力の複数の流路を有し、前記整合部は、前記高周波電力の前記複数の流路の各々に配置される、請求項２～４のいずれか１項に記載の高周波加熱装置。
8. 　各々が前記高周波電力の前記流路である前記高周波電力の複数の流路を有し、前記整合部は、前記高周波電力の前記複数の流路が接する場所に設置される、請求項２～４のいずれか１項に記載の高周波加熱装置。
9. 　前記結合部は、前記高周波電力の前記複数の流路が接する場所に設置される、請求項８に記載の高周波加熱装置。
10. 　前記整合部は板状のタブ形状を有し、前記整合部の一端は前記高周波電力の前記流路に接続され、前記整合部の他端は開放端である、請求項２～４のいずれか１項に記載の高周波加熱装置。
11. 　前記整合部は、前記表面波線路における前記高周波電力の前記流路に対して所定の角度で配置される、請求項１０に記載の高周波加熱装置。
12. 　前記整合部は、前記整合部の設置位置に応じた幅と長さとを有する板形状を有する、請求項１０に記載の高周波加熱装置。
13. 　前記整合部は、前記整合部の前記表面波線路に近い側に設けられたテーパ形状の端部を有する、請求項１０に記載の高周波加熱装置。
14. 　前記整合部は、機構的には前記表面波線路と非接触で電気的には前記高周波電力の前記流路と結合し、前記整合部は、前記表面波線路上を移動可能に前記表面波線路に接続される、請求項２～４のいずれか１項に記載の高周波加熱装置。
15. 　前記整合部は、絶縁物を介して前記表面波線路に固定される、請求項１４に記載の高周波加熱装置。
16. 　前記表面波線路は、前記給電部の中心軸に関して回転可能であり、前記整合部は、前記表面波線路とともに回転可能である、請求項１～４のいずれか１項に記載の高周波加熱装置。
17. 　前記表面波線路が前記給電部に対して非対称な構成を有し、前記整合部は、前記給電部に対して重量バランスを改善する方向に設置される、請求項１６に記載の高周波加熱装置。

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