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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-07-20
(45)【発行日】2023-07-28
(54)【発明の名称】高周波加熱装置
(51)【国際特許分類】
H05B 6/54 20060101AFI20230721BHJP
【ＦＩ】
H05B6/54
【請求項の数】
16
(21)【出願番号】P 2020547929
(86)(22)【出願日】2019-04-03
(86)【国際出願番号】 JP2019014788
(87)【国際公開番号】W WO2020066080
(87)【国際公開日】2020-04-02
【審査請求日】2021-12-14
(31)【優先権主張番号】P 2018180677
(32)【優先日】2018-09-26
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】314012076
【氏名又は名称】パナソニックＩＰマネジメント株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100106518
【弁理士】
【氏名又は名称】松谷 道子
(74)【代理人】
【識別番号】100132241
【弁理士】
【氏名又は名称】岡部 博史
(74)【代理人】
【識別番号】100183265
【弁理士】
【氏名又は名称】中谷 剣一
(72)【発明者】
【氏名】崎山 一幸
(72)【発明者】
【氏名】細川 大介
【審査官】宮部 菜苗
(56)【参考文献】
【文献】特開２００３－０３１３５０（ＪＰ，Ａ）
【文献】実公昭３９－００７９６２（ＪＰ，Ｙ１）
【文献】特開平０３－０８１９８８（ＪＰ，Ａ）
【文献】実開昭５０－０３８８５４（ＪＰ，Ｕ）
【文献】特開昭６３－０５３８８８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００４－５２０１３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００１－３２９３１３（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０５Ｂ ６／４６－６／６２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１導体と、前記第１導体と空間を介して配置される第２導体と、
前記第１導体と前記第２導体とに接続され、前記第１導体と前記第２導体との間に高周波電圧を印加する高周波電源と、
前記第１導体において前記第１導体と前記高周波電源とが接続される第１給電位置とは異なる第１接続位置と、前記第２導体において前記第２導体と前記高周波電源とが接続される第２給電位置とは異なる第２接続位置とで、前記第１導体と前記第２導体とを電気的に接続する接続経路と、
を備え、
前記第１導体及び前記第２導体は、対向して配置されており、前記第１導体の前記第１給電位置から前記第１接続位置に流れる電流の向きと、前記第２導体の前記第２接続位置から前記第２給電位置に流れる電流の向きとは、反対方向となる、高周波加熱装置。
【請求項2】
更に、前記接続経路に設けられ、前記第１導体と前記第２導体とのインピーダンス整合をとる整合部を備える、請求項１に記載の高周波加熱装置。
【請求項3】
前記整合部は、インピーダンス素子を含む、請求項２に記載の高周波加熱装置。
【請求項4】
前記インピーダンス素子は、抵抗とインダクタとのうち少なくともいずれか一方を含む、請求項３に記載の高周波加熱装置。
【請求項5】
前記整合部は、コンデンサを含む、請求項３又は４に記載の高周波加熱装置。
【請求項6】
第１導体と、
前記第１導体と空間を介して配置される第２導体と、
前記第１導体と前記第２導体とに接続され、前記第１導体と前記第２導体との間に高周波電圧を印加する高周波電源と、
前記第１導体において前記第１導体と前記高周波電源とが接続される第１給電位置とは異なる第１接続位置と、前記第２導体において前記第２導体と前記高周波電源とが接続される第２給電位置とは異なる第２接続位置とで、前記第１導体と前記第２導体とを電気的に接続する接続経路と、
を備え、
前記第１導体、前記第２導体及び前記接続経路を合算した経路長は、前記高周波電源の発振周波数における波長の１／２である、高周波加熱装置。
【請求項7】
更に、前記第１導体と前記第２導体との間において前記第１導体と前記第２導体とのうち少なくともいずれか一方に配置される誘電体を備える、請求項１～５のいずれか一項に記載の高周波加熱装置。
【請求項8】
前記第１導体及び前記第２導体は、それぞれ、一端と他端を有しており、前記第１給電位置は、前記第１導体の中央よりも一端側に設けられ、
前記第２給電位置は、前記第２導体の中央よりも一端側に設けられ、
前記第１接続位置は、前記第１導体の中央よりも他端側に設けられ、
前記第２接続位置は、前記第２導体の中央よりも他端側に設けられる、
請求項１～７のいずれか一項に記載の高周波加熱装置。
【請求項9】
前記第１給電位置は、前記第１導体の一端に設けられ、前記第２給電位置は、前記第２導体の一端に設けられ、
前記第１接続位置は、前記第１導体の他端に設けられ、
前記第２接続位置は、前記第２導体の他端に設けられる、
請求項８に記載の高周波加熱装置。
【請求項10】
前記第１導体及び前記第２導体は、平板状に形成されている、請求項１～９のいずれか一項に記載の高周波加熱装置。
【請求項11】
前記接続経路を第１接続経路とし、前記高周波加熱装置は、前記第１導体において前記第１給電位置及び第１接続位置とは異なる第３接続位置と、前記第２導体において前記第２給電位置及び第２接続位置とは異なる第４接続位置とで、前記第１導体と前記第２導体とを電気的に接続する第２接続経路を有する、
請求項１０に記載の高周波加熱装置。
【請求項12】
第１導体と、
前記第１導体と空間を介して配置される第２導体と、
前記第１導体と前記第２導体とに接続され、前記第１導体と前記第２導体との間に高周波電圧を印加する高周波電源と、
前記第１導体において前記第１導体と前記高周波電源とが接続される第１給電位置とは異なる第１接続位置と、前記第２導体において前記第２導体と前記高周波電源とが接続される第２給電位置とは異なる第２接続位置とで、前記第１導体と前記第２導体とを電気的に接続する第１接続経路と、
前記第１導体において前記第１給電位置及び第１接続位置とは異なる第３接続位置と、前記第２導体において前記第２給電位置及び第２接続位置とは異なる第４接続位置とで、前記第１導体と前記第２導体とを電気的に接続する第２接続経路と、
を備え、
前記第１導体及び前記第２導体は、平板状に形成され、且つ対向して配置され、
前記第１導体において、前記第１給電位置と前記第１接続位置とを通る第１経路と、前記第１給電位置と前記第３接続位置とを通る第２経路とが交差し、
前記第２導体において、前記第２給電位置と前記第２接続位置とを通る第３経路と、前記第２給電位置と前記第４接続位置とを通る第４経路とが交差する、高周波加熱装置。
【請求項13】
第１導体と、
前記第１導体と空間を介して配置される第２導体と、
前記第１導体と前記第２導体とに接続され、前記第１導体と前記第２導体との間に高周波電圧を印加する高周波電源と、
前記第１導体において前記第１導体と前記高周波電源とが接続される第１給電位置とは異なる第１接続位置と、前記第２導体において前記第２導体と前記高周波電源とが接続される第２給電位置とは異なる第２接続位置とで、前記第１導体と前記第２導体とを電気的に接続する第１接続経路と、
前記第１導体において前記第１給電位置及び第１接続位置とは異なる第３接続位置と、前記第２導体において前記第２給電位置及び第２接続位置とは異なる第４接続位置とで、前記第１導体と前記第２導体とを電気的に接続する第２接続経路と、
を備え、
前記第１導体及び前記第２導体は、平板状に形成され、且つ対向して配置され、
前記高周波電源は、前記第１導体において前記第１給電位置、前記第１接続位置及び前記第３接続位置とは異なる第３給電位置と、前記第２導体において前記第２給電位置、前記第２接続位置及び前記第４接続位置とは異なる第４給電位置とで、前記第１導体と前記第２導体とに接続され、
前記第１導体において、前記第１給電位置と前記第１接続位置とを通る第５経路と、前記第３給電位置と前記第３接続位置とを通る第６経路とが直交し、
前記第２導体において、前記第２給電位置と前記第２接続位置とを通る第７経路と、前記第４給電位置と前記第４接続位置とを通る第８経路とが直交する、高周波加熱装置。
【請求項14】
前記第１導体及び前記第２導体とは、メアンダ状に形成されている、請求項１～９のいずれか一項に記載の高周波加熱装置。
【請求項15】
前記第１導体及び前記第２導体とは、渦巻き状に形成されている、請求項１～９のいずれか一項に記載の高周波加熱装置。
【請求項16】
前記第１導体及び前記第２導体とは、渦巻き状に形成され、前記第２導体は、前記第１導体の巻回方向に沿って、前記第１導体の内側に配置されている、
請求項１～９のいずれか一項に記載の高周波加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、高周波加熱装置に関する。
【背景技術】
【0002】
高周波加熱装置として、例えば、対向する電極間に加熱対象物を配置し、電極間に高周波電圧を印加することによって加熱対象物を加熱する高周波加熱装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【0003】
特許文献１には、上部電極と、上部電極の下方に配置された下部電極と、上部電極と下部電極との間に高周波電圧を印加する電圧印加部とを備える高周波加熱装置が開示されている。特許文献１の高周波加熱装置では、上部電極の周囲には補助電極が備えられており、電圧印加部が下部電極と補助電極との間に、上部電極と下部電極との間に印加する高周波電圧とは異なる電圧を印加する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開２０１７－１８２８８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、特許文献１の高周波加熱装置では、電力効率の向上という点で未だ改善の余地がある。
【0006】
したがって、本発明の目的は、前記課題を解決することにあって、電力効率を向上させる高周波加熱装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
前記目的を達成するために、本発明の一態様に係る高周波加熱装置は、
第１導体と、
前記第１導体と空間を介して配置される第２導体と、
前記第１導体と前記第２導体とに接続され、前記第１導体と前記第２導体との間に高周波電圧を印加する高周波電源と、
前記第１導体において前記第１導体と前記高周波電源とが接続される第１給電位置とは異なる第１接続位置と、前記第２導体において前記第２導体と前記高周波電源とが接続される第２給電位置とは異なる第２接続位置とで、前記第１導体と前記第２導体とを電気的に接続する接続経路と、
を備える。
第１導体と、
前記第１導体と空間を介して配置される第２導体と、
前記第１導体と前記第２導体とに接続され、前記第１導体と前記第２導体との間に高周波電圧を印加する高周波電源と、
前記第１導体において前記第１導体と前記高周波電源とが接続される第１給電位置とは異なる第１接続位置と、前記第２導体において前記第２導体と前記高周波電源とが接続される第２給電位置とは異なる第２接続位置とで、前記第１導体と前記第２導体とを電気的に接続する接続経路と、
を備える。
【発明の効果】
【0008】
本発明に係る高周波加熱装置によれば、電力効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【発明を実施するための形態】
【0010】
（本開示の基礎となった知見）
特許文献１に記載の高周波加熱装置においては、上部電極と下部電極との間に高周波電圧を印加することによって電界を発生させることによって、上部電極と下部電極との間に配置された加熱対象物を加熱している。
特許文献１に記載の高周波加熱装置においては、上部電極と下部電極との間に高周波電圧を印加することによって電界を発生させることによって、上部電極と下部電極との間に配置された加熱対象物を加熱している。
【0011】
このような高周波加熱装置においては、電力効率の向上という点で未だ改善の余地がある。
【0012】
本発明者らは、第１導体と、第１導体と空間を介して配置される第２導体との間に電界を生じさせると共に、第１導体と第２導体とに電流を流して磁界を発生させることにより、電力効率を向上させることを発見した。そこで、本発明者らは、高周波電源が接続される位置とは異なる位置で第１導体と第２導体とを電気的に接続する接続経路を設けた高周波加熱装置を見出し、以下の発明に至った。
【0013】
本発明の第１態様の高周波加熱装置は、
第１導体と、
前記第１導体と空間を介して配置される第２導体と、
前記第１導体と前記第２導体とに接続され、前記第１導体と前記第２導体との間に高周波電圧を印加する高周波電源と、
前記第１導体において前記第１導体と前記高周波電源とが接続される第１給電位置とは異なる第１接続位置と、前記第２導体において前記第２導体と前記高周波電源とが接続される第２給電位置とは異なる第２接続位置とで、前記第１導体と前記第２導体とを電気的に接続する接続経路と、
を備える。
第１導体と、
前記第１導体と空間を介して配置される第２導体と、
前記第１導体と前記第２導体とに接続され、前記第１導体と前記第２導体との間に高周波電圧を印加する高周波電源と、
前記第１導体において前記第１導体と前記高周波電源とが接続される第１給電位置とは異なる第１接続位置と、前記第２導体において前記第２導体と前記高周波電源とが接続される第２給電位置とは異なる第２接続位置とで、前記第１導体と前記第２導体とを電気的に接続する接続経路と、
を備える。
【0014】
本発明の第２態様の高周波加熱装置においては、更に、前記接続経路に設けられ、前記第１導体と前記第２導体とのインピーダンス整合をとる整合部を備えてもよい。
【0015】
本発明の第３態様の高周波加熱装置においては、前記整合部は、インピーダンス素子を含んでもよい。
【0016】
本発明の第４態様の高周波加熱装置においては、前記インピーダンス素子は、抵抗とインダクタとのうち少なくともいずれか一方を含んでもよい。
【0017】
本発明の第５態様の高周波加熱装置においては、前記整合部は、コンデンサを含んでもよい。
【0018】
本発明の第６態様の高周波加熱装置においては、前記第１導体、前記第２導体及び前記接続経路を合算した経路長は、前記高周波電源の発振周波数における波長の１／２であってもよい。
【0019】
本発明の第７態様の高周波加熱装置においては、更に、前記第１導体と前記第２導体との間において前記第１導体と前記第２導体とのうち少なくともいずれか一方に配置される誘電体を備えてもよい。
【0020】
本発明の第８態様の高周波加熱装置においては、
前記第１導体及び前記第２導体は、それぞれ、一端と他端を有しており、
前記第１給電位置は、前記第１導体の中央よりも一端側に設けられ、
前記第２給電位置は、前記第２導体の中央よりも一端側に設けられ、
前記第１接続位置は、前記第１導体の中央よりも他端側に設けられ、
前記第２接続位置は、前記第２導体の中央よりも他端側に設けられてもよい。
前記第１導体及び前記第２導体は、それぞれ、一端と他端を有しており、
前記第１給電位置は、前記第１導体の中央よりも一端側に設けられ、
前記第２給電位置は、前記第２導体の中央よりも一端側に設けられ、
前記第１接続位置は、前記第１導体の中央よりも他端側に設けられ、
前記第２接続位置は、前記第２導体の中央よりも他端側に設けられてもよい。
【0021】
本発明の第９態様の高周波加熱装置においては、
前記第１給電位置は、前記第１導体の一端に設けられ、
前記第２給電位置は、前記第２導体の一端に設けられ、
前記第１接続位置は、前記第１導体の他端に設けられ、
前記第２接続位置は、前記第２導体の他端に設けられてもよい。
前記第１給電位置は、前記第１導体の一端に設けられ、
前記第２給電位置は、前記第２導体の一端に設けられ、
前記第１接続位置は、前記第１導体の他端に設けられ、
前記第２接続位置は、前記第２導体の他端に設けられてもよい。
【0022】
本発明の第１０態様の高周波加熱装置においては、前記第１導体及び前記第２導体は、平板状に形成され、且つ対向して配置されていてもよい。
【0023】
本発明の第１１態様の高周波加熱装置においては、
前記接続経路を第１接続経路とし、
前記高周波加熱装置は、前記第１導体において前記第１給電位置及び第１接続位置とは異なる第３接続位置と、前記第２導体において前記第２給電位置及び第２接続位置とは異なる第４接続位置とで、前記第１導体と前記第２導体とを電気的に接続する第２接続経路を有していてもよい。
前記接続経路を第１接続経路とし、
前記高周波加熱装置は、前記第１導体において前記第１給電位置及び第１接続位置とは異なる第３接続位置と、前記第２導体において前記第２給電位置及び第２接続位置とは異なる第４接続位置とで、前記第１導体と前記第２導体とを電気的に接続する第２接続経路を有していてもよい。
【0024】
本発明の第１２態様の高周波加熱装置においては、
前記第１導体において、前記第１給電位置と前記第１接続位置とを通る第１経路と、前記第１給電位置と前記第３接続位置とを通る第２経路とが交差し、
前記第２導体において、前記第２給電位置と前記第２接続位置とを通る第３経路と、前記第２給電位置と前記第４接続位置とを通る第４経路とが交差していてもよい。
前記第１導体において、前記第１給電位置と前記第１接続位置とを通る第１経路と、前記第１給電位置と前記第３接続位置とを通る第２経路とが交差し、
前記第２導体において、前記第２給電位置と前記第２接続位置とを通る第３経路と、前記第２給電位置と前記第４接続位置とを通る第４経路とが交差していてもよい。
【0025】
本発明の第１３態様の高周波加熱装置においては、
前記高周波電源は、前記第１導体において前記第１給電位置、前記第１接続位置及び前記第３接続位置とは異なる第３給電位置と、前記第２導体において前記第２給電位置、前記第２接続位置及び前記第４接続位置とは異なる第４給電位置とで、前記第１導体と前記第２導体とに接続され、
前記第１導体において、前記第１給電位置と前記第１接続位置とを通る第５経路と、前記第３給電位置と前記第３接続位置とを通る第６経路とが直交し、
前記第２導体において、前記第２給電位置と前記第２接続位置とを通る第７経路と、前記第４給電位置と前記第４接続位置とを通る第８経路とが直交してもよい。
前記高周波電源は、前記第１導体において前記第１給電位置、前記第１接続位置及び前記第３接続位置とは異なる第３給電位置と、前記第２導体において前記第２給電位置、前記第２接続位置及び前記第４接続位置とは異なる第４給電位置とで、前記第１導体と前記第２導体とに接続され、
前記第１導体において、前記第１給電位置と前記第１接続位置とを通る第５経路と、前記第３給電位置と前記第３接続位置とを通る第６経路とが直交し、
前記第２導体において、前記第２給電位置と前記第２接続位置とを通る第７経路と、前記第４給電位置と前記第４接続位置とを通る第８経路とが直交してもよい。
【0026】
本発明の第１４態様の高周波加熱装置においては、前記第１導体及び前記第２導体とは、メアンダ状に形成され、且つ対向して配置されていてもよい。
【0027】
本発明の第１５態様の高周波加熱装置においては、前記第１導体及び前記第２導体とは、渦巻き状に形成され、且つ対向して配置されていてもよい。
【0028】
本発明の第１６態様の高周波加熱装置においては、
前記第１導体及び前記第２導体とは、渦巻き状に形成され、
前記第２導体は、前記第１導体の巻回方向に沿って、前記第１導体の内側に配置されていてもよい。
前記第１導体及び前記第２導体とは、渦巻き状に形成され、
前記第２導体は、前記第１導体の巻回方向に沿って、前記第１導体の内側に配置されていてもよい。
【0029】
以下、本開示の実施形態について、添付の図面を参照しながら説明する。また、各図においては、説明を容易なものとするため、各要素を誇張して示している。
【0030】
（実施の形態１）
［全体構成］
本発明の実施の形態１に係る高周波加熱装置の一例について説明する。図１は、本発明の実施の形態１に係る高周波加熱装置１Ａの一例の概略断面構成図である。図２は、高周波加熱装置１Ａの基本構成の一例を示す。図中のＸ，Ｙ，Ｚ方向は、それぞれ、高周波加熱装置１Ａの幅方向、奥行き方向、高さ方向を示す。
［全体構成］
本発明の実施の形態１に係る高周波加熱装置の一例について説明する。図１は、本発明の実施の形態１に係る高周波加熱装置１Ａの一例の概略断面構成図である。図２は、高周波加熱装置１Ａの基本構成の一例を示す。図中のＸ，Ｙ，Ｚ方向は、それぞれ、高周波加熱装置１Ａの幅方向、奥行き方向、高さ方向を示す。
【0031】
図１及び図２に示すように、高周波加熱装置１Ａは、加熱室１０、第１導体１１、第２導体１２、高周波電源２０、接続経路３０及び制御部４０を備える。なお、実施の形態１では、高周波加熱装置１Ａが加熱室１０を備える例について説明するが、これに限定されない。加熱室１０は必須の構成ではない。
【0032】
高周波加熱装置１Ａは、第１導体１１と第２導体１２との間に加熱対象物５０を配置し、高周波電源２０によって第１導体１１と第２導体１２との間に高周波電圧を印加する。これにより、第１導体１１と第２導体１２との間に電界Ｐａ１及び磁界Ｐｂ１，Ｐｂ２を発生させ、加熱対象物５０を加熱する。このようにして、高周波加熱装置１Ａは、加熱対象物５０の加熱処理又は解凍処理を行う。
【0033】
＜加熱室＞
加熱室１０は、加熱対象物５０を収容する略直方体構造を有する。加熱室１０は、金属材料からなる複数の壁面、及び加熱対象物５０を収容するために開閉する開閉扉で構成される。実施の形態１では、加熱室１０内に第１導体１１及び第２導体１２が配置されている。
加熱室１０は、加熱対象物５０を収容する略直方体構造を有する。加熱室１０は、金属材料からなる複数の壁面、及び加熱対象物５０を収容するために開閉する開閉扉で構成される。実施の形態１では、加熱室１０内に第１導体１１及び第２導体１２が配置されている。
【0034】
＜第１導体＞
第１導体１１は、上面視において、即ちＺ方向から見て、平板状の導体である。具体的には、第１導体１１は、矩形状に形成されている。実施の形態１では、第１導体１１は、加熱室１０内で第２導体１２の上方に配置されている。
第１導体１１は、上面視において、即ちＺ方向から見て、平板状の導体である。具体的には、第１導体１１は、矩形状に形成されている。実施の形態１では、第１導体１１は、加熱室１０内で第２導体１２の上方に配置されている。
【0035】
＜第２導体＞
第２導体１２は、上面視において、即ちＺ方向から見て、平板状の導体である。具体的には、第２導体１２は、矩形状に形成されている。第２導体１２は、第１導体１１と空間を介して配置される。言い換えると、第２導体１２は、第１導体１１に対向して配置される。実施の形態１では、第２導体１２は、加熱室１０内で第１導体１１の下方に配置されると共に、第１導体１１と平行に配置されている。
第２導体１２は、上面視において、即ちＺ方向から見て、平板状の導体である。具体的には、第２導体１２は、矩形状に形成されている。第２導体１２は、第１導体１１と空間を介して配置される。言い換えると、第２導体１２は、第１導体１１に対向して配置される。実施の形態１では、第２導体１２は、加熱室１０内で第１導体１１の下方に配置されると共に、第１導体１１と平行に配置されている。
【0036】
＜高周波電源＞
高周波電源２０は、第１導体１１と第２導体１２とに接続され、第１導体１１と第２導体１２との間に高周波電圧を印加する。具体的には、高周波電源２０は、第１導体１１の一端側に設けられた第１給電位置Ｐｆ１で第１導体１１に接続されている。また、高周波電源２０は、第２導体１２の一端側に設けられた第２給電位置Ｐｆ２で第２導体１２に接続されている。
高周波電源２０は、第１導体１１と第２導体１２とに接続され、第１導体１１と第２導体１２との間に高周波電圧を印加する。具体的には、高周波電源２０は、第１導体１１の一端側に設けられた第１給電位置Ｐｆ１で第１導体１１に接続されている。また、高周波電源２０は、第２導体１２の一端側に設けられた第２給電位置Ｐｆ２で第２導体１２に接続されている。
【0037】
図２に示すように、高周波電源２０は、高周波発振器２１と、整合回路２２と、を備える。高周波発振器２１は、ＨＦ～ＶＨＦ帯周波数の電圧信号を発振する。整合回路２２は、第１導体１１及び第２導体１２と高周波電源２０とのインピーダンス整合をとる。実施の形態１では、高周波電源２０は、例えば、４０ＭＨｚの高周波電圧を第１導体１１と第２導体１２との間に印加する。
【0038】
＜接続経路＞
接続経路３０は、高周波電源２０と接続される位置とは異なる位置で第１導体１１と第２導体１２とを電気的に接続する。具体的には、接続経路３０は、第１導体１１において第１導体１１と高周波電源２０とが接続される第１給電位置Ｐｆ１とは異なる第１接続位置Ｐｃ１で、第１導体１１と接続されている。また、接続経路３０は、第２導体１２において第２導体１２と高周波電源２０とが接続される第２給電位置Ｐｆ２とは異なる第２接続位置Ｐｃ２で、第２導体１２と接続されている。
接続経路３０は、高周波電源２０と接続される位置とは異なる位置で第１導体１１と第２導体１２とを電気的に接続する。具体的には、接続経路３０は、第１導体１１において第１導体１１と高周波電源２０とが接続される第１給電位置Ｐｆ１とは異なる第１接続位置Ｐｃ１で、第１導体１１と接続されている。また、接続経路３０は、第２導体１２において第２導体１２と高周波電源２０とが接続される第２給電位置Ｐｆ２とは異なる第２接続位置Ｐｃ２で、第２導体１２と接続されている。
【0039】
このように、接続経路３０の一端が第１接続位置Ｐｃ１に接続され、接続経路３０の他端が第２接続位置Ｐｃ２に接続されている。これにより、接続経路３０は、第１導体１１と第２導体１２とを電気的に接続している。
【0040】
接続経路３０は、例えば、銅線などの配線で形成される。
【0041】
実施の形態１では、接続経路３０には、第１導体１１と第２導体１２とのインピーダンス整合をとる整合部３１が設けられている。整合部３１は、インピーダンス素子を含む。インピーダンス素子としては、例えば、インダクタ、抵抗などが挙げられる。実施の形態１では、インピーダンス素子は、抵抗である。
【0042】
＜制御部＞
図１に戻って、制御部４０は、高周波電源２０を制御する。制御部４０は、高周波電源２０の高周波電圧の印加を制御する。制御部４０は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）などのプロセッサ（図示せず）と、プロセッサによって実行されるプログラムを記憶したメモリ（図示せず）と、を備える。
図１に戻って、制御部４０は、高周波電源２０を制御する。制御部４０は、高周波電源２０の高周波電圧の印加を制御する。制御部４０は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）などのプロセッサ（図示せず）と、プロセッサによって実行されるプログラムを記憶したメモリ（図示せず）と、を備える。
【0043】
図３Ａは、第１導体１１における給電位置及び接続位置の一例を示す。図３Ａは、第１導体１１を上方から見た図である。図３Ａに示すように、第１導体１１において、高周波電源２０が接続される第１給電位置Ｐｆ１は、第１導体１１の一端Ｅ１１に設けられている。接続経路３０に接続される第１接続位置Ｐｃ１は、第１導体１１の他端Ｅ１２に設けられている。これにより、第１導体１１において、第１給電位置Ｐｆ１と第１接続位置Ｐｃ１とを通る経路Ｌ１１が形成される。高周波電源２０によって第１導体１１と第２導体１２との間に高周波電圧が印加されるとき、経路Ｌ１１には電流が流れる。
【0044】
図３Ｂは、第２導体における給電位置及び接続位置の一例を示す。図３Ｂは、第２導体１２を下方から見た図である。図３Ｂに示すように、第２導体１２において、高周波電源２０が接続される第２給電位置Ｐｆ２は、第２導体１２の一端Ｅ２１に設けられている。接続経路３０に接続される第２接続位置Ｐｃ２は、第２導体１２の他端Ｅ２２に設けられている。これにより、第２導体１２において、第２接続位置Ｐｃ２と第２給電位置Ｐｆ２とを通る経路Ｌ１２が形成される。高周波電源２０によって第１導体１１と第２導体１２との間に高周波電圧が印加されるとき、経路Ｌ１２には電流が流れる。
【0045】
実施の形態１では、第１給電位置Ｐｆ１及び第１接続位置Ｐｃ１は、第１導体１１において幅方向（Ｘ方向）に延びる中心線ＣＬ２上に設けられている。中心線ＣＬ２は、第１導体１１の奥行き方向（Ｙ方向）の長さの中央を通る線である。即ち、中心線ＣＬ２は、第１導体１１の両側端から等しい距離にある。第２給電位置Ｐｆ２及び第２接続位置Ｐｃ２は、第２導体１２において幅方向（Ｘ方向）に延びる中心線ＣＬ４上に設けられている。中心線ＣＬ４は、第２導体１２の奥行き方向（Ｙ方向）の長さの中央を通る線である。即ち、中心線ＣＬ４は、第２導体１２の両側端から等しい距離にある。
【0046】
実施の形態１では、第１導体１１に流れる電流の向きと第２導体１２に流れる電流の向きは反対方向となる。例えば、図３Ａ及び図３Ｂに示されるように、第１導体１１において、第１給電位置Ｐｆ１から第１接続位置Ｐｃ１に向かって電流が経路Ｌ１１を流れると、第２導体１２において第２接続位置Ｐｃ２から第２給電位置Ｐｆ２に向かって電流が経路Ｌ１２を流れる。
【0047】
このように、実施の形態１では、第１導体１１及び第２導体１２のように電位差が大きい導体間での電流の流れの向きが反対方向になるように、第１給電位置Ｐｆ１，第２給電位置Ｐｆ２、第１接続位置Ｐｃ１及び第２接続位置Ｐｃ２が設けられている。
【0048】
図４は、本発明の実施の形態１に係る高周波加熱装置１Ａの基本構成の一例の詳細を示す。図４に示すように、高周波電源２０の整合回路２２は、複数のインダクタＬ１～Ｌ３で構成されている。具体的には、整合回路２２において、第１インダクタＬ１は、第２インダクタＬ２と第３インダクタＬ３と直列に接続されている。第２インダクタＬ２と第３インダクタＬ３とは、並列で接続されている。なお、整合回路２２は、この構成に限定されない。
【0049】
実施の形態１では、接続経路３０に設けられる整合部３１は、抵抗Ｒ１で構成されている。即ち、接続経路３０には、整合部３１として抵抗Ｒ１が直列に接続されている。
【0050】
第１導体１１、第２導体１２及び接続経路３０を合算した経路長Ｌｓは、高周波電源２０の発振周波数における波長の１／２である。これにより、第１導体１１と第２導体１２とにそれぞれ電界の腹と節がくるようになるため、電界での加熱の効果を最大にすることができる。
【0051】
［動作］
次に、高周波加熱装置１Ａの動作の一例について図２を用いて制御する。
次に、高周波加熱装置１Ａの動作の一例について図２を用いて制御する。
【0052】
図２に示すように、高周波加熱装置１Ａは、高周波電源２０により第１導体１１と第２導体１２との間に高周波電圧を印加する。高周波電源２０は、制御部４０によって制御される。
【0053】
第１導体１１と第２導体１２との間に高周波電圧が印加されると、第１導体１１と第２導体１２との間に電界Ｐａ１が発生する。
【0054】
また、第１導体１１と第２導体１２との間に高周波電圧が印加されると、第１導体１１の一端から他端に向かって電流が流れる。第１導体１１の他端を流れる電流は、接続経路３０を通って第２導体１２の他端に流れる。次に、第２導体１２の他端を流れる電流は、第２導体１２の他端から一端に向かって流れる。このように、第１導体１１と第２導体１２とに電流が流れることによって、第１導体１１と第２導体１２とに、それぞれ、磁界Ｐｂ１，Ｐｂ２が生じる。
【0055】
実施の形態１では、第１導体１１と第２導体１２とは、高周波加熱装置１Ａの高さ方向（Ｚ方向）に対向して配置されている。このため、第１導体１１を流れる電流の向きと第２導体１２を流れる電流の向きが反対方向となる。これにより、第１導体１１で発生した磁界Ｐｂ１と、第２導体１２で発生した磁界Ｐｂ２とは、互いに強め合うことになり、第１導体１１と第２導体１２との間の磁界が強くなる。
【0056】
このように、高周波加熱装置１Ａでは、第１導体１１と第２導体１２との間に電界Ｐａ１と磁界Ｐｂ１，Ｐｂ２を発生させることによって、第１導体１１と第２導体１２との間に配置される加熱対象物５０を電界Ｐａ１と磁界Ｐｂ１，Ｐｂ２とによって加熱している。これにより、電力効率を向上させている。
【0057】
［空間電力流れ分布の解析シミュレーション結果］
高周波加熱装置１Ａにおける空間電力流れ分布の解析を行った。実施例１として、高周波加熱装置１Ａの解析モデルで空間電力流れ分布の解析シミュレーションを行った。また、比較例１として、接続経路３０を備えない高周波加熱装置の解析モデルを用いて空間電力流れ分布の解析シミュレーションを行った。なお、解析シミュレーションは、ＣＯＭＳＯＬ Ｍｕｌｔｉｐｈｙｓｉｃｓ（ＣＯＭＳＯＬ ＡＢ社製）を用いて行った。
高周波加熱装置１Ａにおける空間電力流れ分布の解析を行った。実施例１として、高周波加熱装置１Ａの解析モデルで空間電力流れ分布の解析シミュレーションを行った。また、比較例１として、接続経路３０を備えない高周波加熱装置の解析モデルを用いて空間電力流れ分布の解析シミュレーションを行った。なお、解析シミュレーションは、ＣＯＭＳＯＬ Ｍｕｌｔｉｐｈｙｓｉｃｓ（ＣＯＭＳＯＬ ＡＢ社製）を用いて行った。
【0058】
図５は、実施例１の解析モデルの一例を示す。図５に示すように、実施例１の解析モデルは、高周波加熱装置１Ａの構成と同じ構成を有する。即ち、実施例１の解析モデルは、第１導体１１と第２導体１２との間に電界と磁界の両方を発生させる構成であり、第１導体１１と第２導体１２との間に配置された加熱対象物５０を電界と磁界とによって加熱する。
【0059】
実施例１では、加熱室１０内に配置された第１導体１１と第２導体１２との間に加熱対象物５０を配置して空間電力流れ分布の解析を行った。加熱室１０の大きさは、幅５０ｃｍ、高さ４０ｃｍである。加熱対象物５０の大きさは、幅６ｃｍ、高さ５ｃｍである。加熱対象物５０の底面は、加熱室１０の底面から上面に向かって７ｃｍ離れた位置に配置されている。また、加熱対象物５０の上面は、加熱室１０の底面から上面に向かって１２ｃｍ離れた位置に配置されている。
【0060】
実施例１の解析条件は、以下の通りである。
・入力電力１Ｗ
・第１導体１１、第２導体１２及び加熱室１０の境界条件：導体
・加熱対象物５０の比誘電率：２．５
・入力電力１Ｗ
・第１導体１１、第２導体１２及び加熱室１０の境界条件：導体
・加熱対象物５０の比誘電率：２．５
【0061】
実施例１では、上記した解析条件でシミュレーションを行い、加熱対象物５０を第１観測位置ｈ１、第２観測位置ｈ２、及び第３観測位置ｈ３でそれぞれ、第１導体１１と第２導体１２との間の空間電力流れ分布を解析した。
【0062】
第１観測位置ｈ１は、加熱対象物５０の上面に位置する。第２観測位置ｈ２は、加熱対象物５０の中央に位置する。第３観測位置ｈ３は、加熱対象物５０の底面に位置する。具体的には、第１観測位置ｈ１は、加熱室１０の底面から上面に向かう方向に１２ｃｍ離れた位置である。第２観測位置ｈ２は、加熱室１０の底面から上面に向かう方向に１０ｃｍ離れた位置である。第３観測位置ｈ３は、加熱室１０の底面から上面に向かう方向に７ｃｍ離れた位置である。
【0063】
図６は、比較例１の解析モデルの一例を示す。図６に示すように、比較例１の解析モデルは、接続経路３０を備えない高周波加熱装置の構成を有する。即ち、実施例１の解析モデルは、第１導体１１１と第２導体１１２との間に電界のみを発生させる構成である。比較例１では、第１導体１１１と第２導体１１２との間に配置された加熱対象物５０を電界のみで加熱する。
【0064】
比較例１では、加熱室１００内に配置された第１導体１１１と第２導体１１２との間に加熱対象物５０を配置して空間電力流れ分布の解析を行った。比較例１の解析モデルの寸法については、実施例１の解析モデルの寸法と同様である。また、比較例１における加熱対象物５０の寸法及び配置されている位置についても実施例１と同様である。比較例１の解析条件についても、実施例１の解析条件と同様である。比較例１における第１観測位置ｈ１１、第２観測位置ｈ１２、及び第３観測位置ｈ１３については、それぞれ、実施例１における第１観測位置ｈ１、第２観測位置ｈ２、及び第３観測位置ｈ３と同様である。
【0065】
図７は、実施例１の解析結果の一例を示す。図８は、比較例１の解析結果の一例を示す。図７に示すように、実施例１の空間電力分布は、５００×１０－６～５５００×１０－６［Ｗ／ｍ２］の範囲となっている。一方、図８に示すように、比較例１の空間電力分布は、－２７０×１０－６～２７０×１０－６［Ｗ／ｍ２］の範囲となっている。
【0066】
このように、実施例１の解析結果と比較例１の解析結果とを比較すると、実施例１は、比較例１に比べて空間電力分布が大きくなっている。具体的には、実施例１の空間電力分布の最小値は、比較例１の空間電力分布の最大値よりも大きい。また、実施例１では、比較例１と比べて空間電力分布が１０倍以上になっている部分を含んでいる。このことからも、実施例１は比較例１よりも電力効率が著しく向上していることが明らかである。
【0067】
［効果］
実施の形態１の高周波加熱装置１Ａによれば、以下の効果を奏することができる。
実施の形態１の高周波加熱装置１Ａによれば、以下の効果を奏することができる。
【0068】
高周波加熱装置１Ａは、第１導体１１と高周波電源２０とが接続される第１給電位置Ｐｆ１とは異なる第１接続位置Ｐｃ１と、第２導体１２と高周波電源２０とが接続される第２給電位置Ｐｆ２とは異なる第２接続位置Ｐｃ２とで、第１導体１１と第２導体１２とを電気的に接続する接続経路３０を備える。このような構成により、高周波電源２０によって第１導体１１と第２導体１２との間に高周波電圧を印加したとき、第１導体１１と第２導体１２との間に電界Ｐａ１を発生させると共に、磁界Ｐｂ１，Ｐｂ２を発生させることができる。これにより、電界Ｐａ１と磁界Ｐｂ１，Ｐｂ２とによって、第１導体１１と第２導体１２との間に配置される加熱対象物５０を加熱することができる。その結果、電力効率を向上させることができる。
【0069】
高周波加熱装置１Ａは、接続経路３０に設けられ、第１導体１１と第２導体１２とのインピーダンス整合をとる整合部３１を備える。このような構成により、第１導体１１と第２導体１２とのインピーダンス整合をとることができ、出力の低下を抑制することができる。
【0070】
第１給電位置Ｐｆ１は、第１導体１１の一端Ｅ１１に設けられている。第２給電位置Ｐｆ２は、第２導体１２の一端Ｅ２１に設けられている。第１接続位置Ｐｃ１は、第１導体１１の他端Ｅ１２に設けられている。第２接続位置Ｐｃ２は、第２導体１２の他端Ｅ２２に設けられている。このような構成により、高周波電源２０によって第１導体１１と第２導体１２との間に高周波電圧を印加したとき、第１導体１１を流れる電流の向きと、第２導体１２を流れる電流の向きを反対方向にすることができる。これにより、第１導体１１で発生した磁界Ｐｂ１と、第２導体１２で発生した磁界Ｐｂ２とが互いに強め合って、第１導体１１と第２導体１２との間に磁界を発生させることができる。その結果、電力効率を更に向上させることができる。
【0071】
なお、実施の形態１では、高周波加熱装置１Ａは、加熱室１０を備える例について説明したが、これに限定されない。高周波加熱装置１Ａは、加熱室１０を備えていなくてもよい。
【0072】
実施の形態１では、第１導体１１及び第２導体１２は、平板状の導体である例について説明したが、これに限定されない。また、第１導体１１と第２導体１２とは、高周波加熱装置１Ａの高さ方向に対向して配置される例について説明したが、これに限定されない。第１導体１１と第２導体１２とは、互いに空間を介して配置されていればよい。
【0073】
実施の形態１では、高周波加熱装置１Ａは、接続経路３０に設けられた整合部３１を備える例について説明したが、これに限定されない。高周波加熱装置１Ａは、整合部３１を備えていなくてもよい。
【0074】
実施の形態１では、整合部３１は、抵抗Ｒ１を備える例について説明したが、これに限定されない。整合部３１は、抵抗とインダクタとのうち少なくともいずれか一方を含んでいればよい。
【0075】
図９Ａは、整合部３１ａの一例を示す。図９Ａに示すように、整合部３１ａは、抵抗Ｒ１とインダクタＬ４とを含んでもよい。具体的には、整合部３１ａは、抵抗Ｒ１とインダクタＬ４とを並列に接続した回路であってもよい。このような構成においても、第１導体１１と第２導体１２とのインピーダンス整合をとることができる。
【0076】
図９Ｂは、整合部３１ｂの一例を示す。図９Ｂに示すように、整合部３１ｂは、抵抗Ｒ１、インダクタＬ５、及びコンデンサＣ１を含んでもよい。具体的には、整合部３１ａは、インダクタＬ５と抵抗Ｒ１及びコンデンサＣ１とを直列に接続し、抵抗Ｒ１とコンデンサＣ１とを並列に接続した回路であってもよい。このような構成においても、第１導体１１と第２導体１２とのインピーダンス整合をとることができる。
【0077】
実施の形態１では、第１給電位置Ｐｆ１は第１導体１１の一端Ｅ１１に設けられ、第２給電位置Ｐｆ２は第２導体１２の一端Ｅ２１に設けられ、第１接続位置Ｐｃ１は第１導体１１の他端Ｅ１２に設けられ、第２接続位置Ｐｃ２は第２導体１２の他端Ｅ２２に設けられる例について説明したが、これに限定されない。第１給電位置Ｐｆ１は第１導体１１の中央よりも一端Ｅ１１側に設けられ、第２給電位置Ｐｆ２は第２導体１２の中央よりも一端Ｅ２１側に設けられ、第１接続位置Ｐｃ１は第１導体１１の中央よりも他端Ｅ１２側に設けられ、第２接続位置Ｐｃ２は第２導体１２の中央よりも他端Ｅ２２側に設けられていてもよい。なお、第１導体１１の中央とは、第１導体１１の幅方向（Ｘ方向）の長さの中央を意味し、図３Ａに示す中心線ＣＬ１で示される位置である。中心線ＣＬ１は、第１導体１１の一端Ｅ１１と他端Ｅ１２から等しい距離にある。第２導体１２の中央とは、第２導体１２の幅方向（Ｘ方向）の長さの中央を意味し、図３Ｂに示す中心線ＣＬ３で示される位置である。中心線ＣＬ３は、第２導体１２の一端Ｅ２１と他端Ｅ２２から等しい距離にある。このような構成においても、第１導体１１を流れる電流の向きと、第２導体１２を流れる電流の向きとを反対方向にすることができ、第１導体１１と第２導体１２との間に発生する磁界を強めることができる。
【0078】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２に係る高周波加熱装置について説明する。なお、実施の形態２では、主に実施の形態１と異なる点について説明する。実施の形態２においては、実施の形態１と同一又は同等の構成については同じ符号を付して説明する。また、実施の形態２では、実施の形態１と重複する記載は省略する。
本発明の実施の形態２に係る高周波加熱装置について説明する。なお、実施の形態２では、主に実施の形態１と異なる点について説明する。実施の形態２においては、実施の形態１と同一又は同等の構成については同じ符号を付して説明する。また、実施の形態２では、実施の形態１と重複する記載は省略する。
【0079】
【0080】
＜誘電体＞
誘電体１３は、第１導体１１と第２導体１２との間において第１導体１１と第２導体１２とのうち少なくともいずれか一方に配置される。実施の形態２では、誘電体１３は、第１導体１１と第２導体１２との間において、第１導体１１と第２導体１２との両方に接触して配置されている。即ち、実施の形態２では、第１導体１１と第２導体１２との間において、２つの誘電体１３が対向して配置されている。
誘電体１３は、第１導体１１と第２導体１２との間において第１導体１１と第２導体１２とのうち少なくともいずれか一方に配置される。実施の形態２では、誘電体１３は、第１導体１１と第２導体１２との間において、第１導体１１と第２導体１２との両方に接触して配置されている。即ち、実施の形態２では、第１導体１１と第２導体１２との間において、２つの誘電体１３が対向して配置されている。
【0081】
実施の形態２では、誘電体１３は、平板状に形成されている。具体的には、誘電体１３は、上面視において、即ちＺ方向から見て、矩形状に形成されている。誘電体１３は、例えば、テフロン（登録商標）などの樹脂材料、ホウケイ酸ガラスなどのガラス材料から形成されている。
【0082】
［効果］
実施の形態２の高周波加熱装置１Ｂによれば、以下の効果を奏することができる。
実施の形態２の高周波加熱装置１Ｂによれば、以下の効果を奏することができる。
【0083】
高周波加熱装置１Ｂは、第１導体１１と第２導体１２との間において、第１導体１１と第２導体１２とのそれぞれに配置される誘電体１３を備える。このような構成により、誘電体１３によって高周波電源２０の高周波電圧の波長を圧縮することができ、伝送経路を短くすることができる。これにより、実施の形態２では、実施の形態１と比べて、第１導体１１、第２導体１２及び接続経路３０を合算した経路長Ｌｓを短くすることができる。その結果、第１導体１１及び第２導体１２のサイズを小さくすることができるため、装置の小型化を実現することができる。
【0084】
なお、実施の形態２では、高周波加熱装置１Ｂは、２つの誘電体１３を備える例について説明したが、これに限定されない。誘電体１３は、第１導体１１と第２導体１２との間において第１導体１１と第２導体１２とのうち少なくともいずれか一方に配置されていればよい。例えば、誘電体１３は、第１導体１１と第２導体１２との間において、第１導体１１のみに配置されていてもよい。あるいは、誘電体１３は、第１導体１１と第２導体１２との間において、第２導体１２のみに配置されていてもよい。このような構成においても、経路長Ｌｓを短くすることができ、装置の小型化を実現することができる。
【0085】
実施の形態２では、誘電体１３は、矩形状の平板で形成されている例について説明したが、これに限定されない。誘電体１３は、高周波電源２０の高周波電圧の波長を圧縮することができれば、任意の形状であってもよい。
【0086】
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３に係る高周波加熱装置について説明する。なお、実施の形態３では、主に実施の形態１と異なる点について説明する。実施の形態３においては、実施の形態１と同一又は同等の構成については同じ符号を付して説明する。また、実施の形態３では、実施の形態１と重複する記載は省略する。
本発明の実施の形態３に係る高周波加熱装置について説明する。なお、実施の形態３では、主に実施の形態１と異なる点について説明する。実施の形態３においては、実施の形態１と同一又は同等の構成については同じ符号を付して説明する。また、実施の形態３では、実施の形態１と重複する記載は省略する。
【0087】
図１１は、本発明の実施の形態３に係る高周波加熱装置１Ｃの基本構成の一例を示す。図１１に示すように、実施の形態３では、第１導体１１と第２導体１２とを接続する複数の接続経路３０，３２を備える点が、実施の形態１と異なる。
【0088】
実施の形態３では、複数の接続経路は、２つの接続経路３０，３２である。ここで、接続経路３０を第１接続経路３０とし、接続経路３２を第２接続経路３２として説明する。また、第１接続経路３０に設けられる整合部３１を第１整合部３１とし、第２接続経路３２に設けられる整合部３３を第２整合部３３として説明する。
【0089】
高周波加熱装置１Ｃは、高周波電源２０が接続される位置とは異なる位置で第１導体１１と第２導体１２とを電気的に接続する第１接続経路３０と、高周波電源２０及び第１接続経路３０が接続される位置とは異なる位置で、第１導体１１と第２導体１２とを電気的に接続する第２接続経路３２を有する。
【0090】
第１接続経路３０には、第１導体１１と第２導体１２とのインピーダンス整合をとる第１整合部３１が設けられている。第２接続経路３２には、第１導体１１と第２導体１２とのインピーダンス整合をとる第２整合部３３が設けられている。
【0091】
第１整合部３１及び第２整合部３３は、インピーダンス素子を含む。インピーダンス素子としては、例えば、インダクタ、抵抗などが挙げられる。実施の形態３では、第１整合部３１及び第２整合部３３に含まれるインピーダンス素子は、抵抗である。
【0092】
図１２Ａは、本発明の実施の形態３に係る高周波加熱装置１Ｃの第１導体１１における給電位置及び接続位置の一例を示す。図１２Ａに示すように、第１接続位置Ｐｃ１は、第１導体１１の他端Ｅ１２において、第１導体１１の幅方向（Ｘ方向）に延びる中心線ＣＬ２よりも奥行き方向（Ｙ方向）に離れた位置に設けられている。第３接続位置Ｐｃ３は、第１導体１１の他端Ｅ１２において、第１導体１１の幅方向（Ｘ方向）に延びる中心線ＣＬ２よりも奥行き方向（Ｙ方向）であって、第１接続位置Ｐｃ１が設けられている位置と反対側に離れた位置に設けられている。
【0093】
具体的には、第１接続位置Ｐｃ１は、第１導体１１の他端Ｅ１２の第１角部に設けられている。第３接続位置Ｐｃ３は、第１導体１１の他端Ｅ１２の第２角部に設けられている。第１導体１１の第２角部は、第１導体１１の幅方向（Ｘ方向）に延びる中心線ＣＬ２を挟んで第１導体１１の第１角部の反対側に位置する。
【0094】
これにより、第１導体１１において、第１給電位置Ｐｆ１と第１接続位置Ｐｃ１とを通る第１経路Ｌ２１が形成されると共に、第１給電位置Ｐｆ１と第３接続位置Ｐｃ３とを通る第２経路Ｌ２２が形成される。第１経路Ｌ２１と、第２経路Ｌ２２とは、交差する。高周波電源２０によって第１導体１１と第２導体１２との間に高周波電圧が印加されるとき、第１経路Ｌ２１及び第２経路Ｌ２２には電流が流れる。
【0095】
図１２Ｂは、本発明の実施の形態３に係る高周波加熱装置１Ｃの第２導体１２における給電位置及び接続位置の一例を示す。図１２Ｂに示すように、第２接続位置Ｐｃ２は、第２導体１２の他端Ｅ２２において、第２導体１２の幅方向（Ｘ方向）に延びる中心線ＣＬ４よりも奥行き方向（Ｙ方向）に離れた位置に設けられている。第４接続位置Ｐｃ４は、第２導体１２の他端Ｅ２２において、第２導体１２の幅方向（Ｘ方向）に延びる中心線ＣＬ４よりも奥行き方向（Ｙ方向）であって、第２接続位置Ｐｃ２が設けられている位置と反対側に離れた位置に設けられている。
【0096】
具体的には、第２接続位置Ｐｃ２は、第２導体１２の他端Ｅ２２の第１角部に設けられている。第４接続位置Ｐｃ４は、第２導体１２の他端Ｅ２２の第２角部に設けられている。第２導体１２の第２角部は、第２導体１２の幅方向（Ｘ方向）に延びる中心線ＣＬ４を挟んで第２導体１２の第１角部の反対側に位置する。なお、第２給電位置Ｐｆ２は、第２導体１２の一端Ｅ２１において、第２導体１２の中心線ＣＬ４上に設けられている。
【0097】
これにより、第２導体１２において、第２給電位置Ｐｆ２と第２接続位置Ｐｃ２とを通る第３経路Ｌ２３が形成されると共に、第２給電位置Ｐｆ２と第４接続位置Ｐｃ４とを通る第４経路Ｌ２４が形成される。第３経路Ｌ２３と第４経路Ｌ２４とは、交差する。高周波電源２０によって第１導体１１と第２導体１２との間に高周波電圧が印加されるとき、第３経路Ｌ２３及び第４経路Ｌ２４には電流が流れる。
【0098】
このように、高周波加熱装置１Ｃは、第１導体１１において第１給電位置Ｐｆ１とは異なる第１接続位置Ｐｃ１と、第２導体１２において第２給電位置Ｐｆ２とは異なる第２接続位置Ｐｃ２とで、第１導体１１と第２導体１２とを電気的に接続する第１接続経路３０を有する。また、高周波加熱装置１Ｃは、第１導体１１において第１給電位置Ｐｆ１及び第１接続位置Ｐｃ１とは異なる第３接続位置Ｐｃ３と、第２導体１２において第２給電位置Ｐｆ２及び第２接続位置Ｐｃ２とは異なる第４接続位置Ｐｃ４とで、第１導体１１と第２導体１２とを電気的に接続する第２接続経路３２を有する。
【0099】
［効果］
実施の形態３の高周波加熱装置１Ｃによれば、以下の効果を奏することができる。
実施の形態３の高周波加熱装置１Ｃによれば、以下の効果を奏することができる。
【0100】
高周波加熱装置１Ｃは、第１導体１１と第２導体１２とを電気的に接続する複数の接続経路３０，３２を有する。具体的には、高周波加熱装置１Ｃは、第１導体１１において第１給電位置Ｐｆ１及び第１接続位置Ｐｃ１とは異なる第３接続位置Ｐｃ３と、第２導体１２において第２給電位置Ｐｆ２及び第２接続位置Ｐｃ２とは異なる第４接続位置Ｐｃ４とで、第１導体１１と第２導体１２とを電気的に接続する第２接続経路３２を有する。このような構成により、第１導体１１及び第２導体１２を流れる電流の経路を増やすことができる。これにより、高周波加熱装置１Ｃでは、実施の形態１及び２に比べて、磁界による加熱分布を広げることができ、加熱対象物５０を均等に加熱することができる。
【0101】
高周波加熱装置１Ｃでは、第１導体１１において、第１給電位置Ｐｆ１と第１接続位置Ｐｃ１とを通る第１経路Ｌ２１と、第１給電位置Ｐｆ１と第３接続位置Ｐｃ３とを通る第２経路Ｌ２２とが交差する。また、第２導体１２において、第２給電位置Ｐｆ２と第２接続位置Ｐｃ２とを通る第３経路Ｌ２３と、第２給電位置Ｐｆ２と第４接続位置Ｐｃ４とを通る第４経路Ｌ２４とが交差する。このような構成により、第１導体１１及び第２導体１２で発生する磁界の打ち消し合いを抑制し、電力効率をより向上させることができる。
【0102】
なお、実施の形態３では、複数の接続経路は、２つの接続経路３０，３２である例について説明したが、これに限定されない。複数の接続経路は、２つ以上の接続経路を有していてもよい。
【0103】
実施の形態３では、第１導体１１において、第１接続位置Ｐｃ１を第１導体１１の他端Ｅ１２側の第１角部に形成し、第３接続位置Ｐｃ３を、第１導体１１の幅方向（Ｘ方向）に延びる中心線ＣＬ２を間に挟んで第１角部と反対側の第２角部に形成する例について説明したが、これに限定されない。第１接続位置Ｐｃ１及び第３接続位置Ｐｃ３は、第１導体１１の第１角部及び第２角部に形成されていなくてもよい。第１接続位置Ｐｃ１及び第３接続位置Ｐｃ３は、第１導体１１上に形成されていればよい。同様に、第２導体１２において、第２接続位置Ｐｃ２を第２導体１２の他端Ｅ２２側の第１角部に形成し、第４接続位置Ｐｃ４を、第２導体１２の幅方向（Ｘ方向）に延びる中心線ＣＬ４を間に挟んで第１角部と反対側の第２角部に形成する例について説明したが、これに限定されない。第２接続位置Ｐｃ２及び第４接続位置Ｐｃ４は、第２導体１２の第１角部及び第２角部に形成されていなくてもよい。第２接続位置Ｐｃ２及び第４接続位置Ｐｃ４は、第２導体１２上に形成されていればよい。このような構成においても、磁界による加熱分布を広げることができ、加熱対象物５０を均等に加熱することができる。
【0104】
実施の形態３では、第１導体１１において、第１給電位置Ｐｆ１と第１接続位置Ｐｃ１とを通る第１経路Ｌ２１と、第１給電位置Ｐｆ１と第３接続位置Ｐｃ３とを通る第２経路Ｌ２２とが交差する例について説明したが、これに限定されない。また、第２導体１２において、第２給電位置Ｐｆ２と第２接続位置Ｐｃ２とを通る第３経路Ｌ２３と、第２給電位置Ｐｆ２と第４接続位置Ｐｃ４とを通る第４経路Ｌ２４とが交差する例について説明したが、これに限定されない。
【0105】
実施の形態３では、第１導体１１に１つの第１給電位置Ｐｆ１が設けられ、第２導体１２に１つの第２給電位置Ｐｆ２が設けられる例について説明したが、これに限定されない。第１導体１１及び第２導体１２のそれぞれにおいて、複数の給電位置が設けられていてもよい。このような構成においても、磁界による加熱分布を広げることができ、加熱対象物５０を均等に加熱することができる。
【0106】
図１３Ａは、変形例の高周波加熱装置１Ｄの第１導体１１における給電位置及び接続位置の一例を示す。図１３Ｂは、変形例の高周波加熱装置１Ｄの第２導体１２における給電位置及び接続位置の一例を示す。図１３Ａに示すように、第１導体１１において、２つの給電位置Ｐｆ１，Ｐｆ３が設けられている。具体的には、第１導体１１の一端Ｅ１１に、第１給電位置Ｐｆ１が設けられている。第１導体１１の側端Ｅ１３に、第３給電位置Ｐｆ３が設けられている。第１給電位置Ｐｆ１及び第３給電位置Ｐｆ３は、高周波電源２０に接続されている。
【0107】
また、第１導体１１には、２つの接続位置Ｐｃ１，Ｐｃ３が設けられている。具体的には、第１導体１１の他端Ｅ１２に、第１接続位置Ｐｃ１が設けられている。第１導体１１の側端Ｅ１３とは反対側の側端Ｅ１４に、第３接続位置Ｐｃ３が設けられている。第１接続位置Ｐｃ１は、第１接続経路３０に接続されている。第３接続位置Ｐｃ３は、第２接続経路３２に接続されている。
【0108】
第１給電位置Ｐｆ１と第１接続位置Ｐｃ１とは第１導体１１の幅方向（Ｘ方向）に延びる中心線ＣＬ２上に位置し、第３給電位置Ｐｆ３と第３接続位置Ｐｃ３とは第１導体１１の奥行き方向（Ｙ方向）に延びる中心線ＣＬ１上に位置する。
【0109】
第１導体１１においては、第１給電位置Ｐｆ１と第１接続位置Ｐｃ１とを通る第５経路Ｌ３１と、第３給電位置Ｐｆ３と第３接続位置Ｐｃ３とを通る第６経路Ｌ３２とが形成される。第５経路Ｌ３１と第６経路Ｌ３２とは直交している。高周波電源２０によって第１導体１１と第２導体１２との間に高周波電圧が印加されるとき、第５経路Ｌ３１及び第６経路Ｌ３２に電流が流れる。
【0110】
図１３Ｂに示すように、第２導体１２において、２つの給電位置Ｐｆ２，Ｐｆ４が設けられている。具体的には、第２導体１２の一端Ｅ２１に、第２給電位置Ｐｆ２が設けられている。第２導体１２の側端Ｅ２３に、第４給電位置Ｐｆ４が設けられている。第２給電位置Ｐｆ２及び第４給電位置Ｐｆ４は、高周波電源２０に接続されている。
【0111】
また、第２導体１２には、２つの接続位置Ｐｃ２，Ｐｃ４が設けられている。具体的には、第２導体１２の他端Ｅ２２に、第２接続位置Ｐｃ２が設けられている。第２導体１２の側端Ｅ２３とは反対側の側端Ｅ２４に、第４接続位置Ｐｃ４が設けられている。第２接続位置Ｐｃ２は、第１接続経路３０に接続されている。第４接続位置Ｐｃ４は、第２接続経路３２に接続されている。
【0112】
第２給電位置Ｐｆ２と第２接続位置Ｐｃ２とは第２導体１２の幅方向（Ｘ方向）に延びる中心線ＣＬ４上に位置し、第４給電位置Ｐｆ４と第４接続位置Ｐｃ４とは第２導体１２の奥行き方向（Ｙ方向）に延びる中心線ＣＬ３上に位置する。
【0113】
第２導体１２においては、第２給電位置Ｐｆ２と第２接続位置Ｐｃ２とを通る第７経路Ｌ３３と、第４給電位置Ｐｆ４と第４接続位置Ｐｃ４とを通る第８経路Ｌ３４とが形成される。第７経路Ｌ３３と第８経路Ｌ３４とは直交している。高周波電源２０によって第１導体１１と第２導体１２との間に高周波電圧が印加されるとき、第７経路Ｌ３３及び第８経路Ｌ３４に電流が流れる。
【0114】
このような構成により、第１導体１１と第２導体１２との間に高周波電圧が印加されるとき、第１導体１１の第５経路Ｌ３１を流れる電流の向きと、第２導体１２の第７経路Ｌ３３を流れる電流の向きとが反対方向となる。また、第１導体１１の第６経路Ｌ３２を流れる電流の向きと、第２導体１２の第８経路Ｌ３４を流れる電流の向きとが反対方向となる。これにより、第１導体１１の第５経路Ｌ３１を流れる電流によって生じる磁界と、第２導体１２の第７経路Ｌ３３を流れる電流によって生じる磁界とが強め合う。また、第１導体１１の第６経路Ｌ３２を流れる電流によって生じる磁界と、第２導体１２の第８経路Ｌ３４を流れる電流によって生じる磁界とが強め合う。その結果、高周波加熱装置１Ｄにおいては、磁界による加熱を強くすることができ、更なる電力効率の向上を実現することができる。
【0115】
また、第１導体１１において第５経路Ｌ３１と第６経路Ｌ３２とが直交し、第２導体１２において第７経路Ｌ３３と第８経路Ｌ３４とが直交していることによって、それぞれの経路で発生する磁界同士が打ち消し合うのを抑制することができる。これにより、電力効率をさらに向上させることができる。
【0116】
（実施の形態４）
本発明の実施の形態４に係る高周波加熱装置について説明する。なお、実施の形態４では、主に実施の形態１と異なる点について説明する。実施の形態４においては、実施の形態１と同一又は同等の構成については同じ符号を付して説明する。また、実施の形態４では、実施の形態１と重複する記載は省略する。
本発明の実施の形態４に係る高周波加熱装置について説明する。なお、実施の形態４では、主に実施の形態１と異なる点について説明する。実施の形態４においては、実施の形態１と同一又は同等の構成については同じ符号を付して説明する。また、実施の形態４では、実施の形態１と重複する記載は省略する。
【0117】
図１４は、本発明の実施の形態４に係る高周波加熱装置１Ｅの基本構成の一例を示す。図１４に示すように、実施の形態４では、第１導体１１ａと第２導体１２ａとがメアンダ状に形成されている点が、実施の形態１と異なる。
【0118】
高周波加熱装置１Ｅでは、第１導体１１ａ及び第２導体１２ａは、高周波加熱装置１Ｅの幅方向（Ｘ方向）に蛇行して延びている。また、第１導体１１ａと第２導体１２ａとは、対向して配置されている。
【0119】
実施の形態４では、高周波電源２０は、第１導体１１ａの一端と第２導体１２ａの一端とに接続されている。接続経路３０は、第１導体１１ａの他端と第２導体１２ａの他端に接続されている。
【0120】
高周波電源２０によって第１導体１１ａと第２導体１２ａとの間に高周波電圧が印加されるとき、第１導体１１ａと第２導体１２ａとが対向する部分において、第１導体１１ａを流れる電流の向きと、第２導体１２ａを流れる電流の向きとは、反対方向となっている。
【0121】
［効果］
実施の形態４の高周波加熱装置１Ｅによれば、以下の効果を奏することができる。
実施の形態４の高周波加熱装置１Ｅによれば、以下の効果を奏することができる。
【0122】
高周波加熱装置１Ｅによれば、第１導体１１ａ及び第２導体１２ａは、平板状に形成され、且つ対向して配置されている。このような構成により、装置を大型化せずに第１導体１１ａ及び第２導体１２ａの電気長を長くすることができる。これにより、装置の小型化を実現しつつ、電力効率を向上させることができる。
【0123】
高周波加熱装置１Ｅによれば、実施の形態１に比べて、磁界の分布を均等にすることができる。このため、磁界による加熱対象物５０の加熱を均等にすることができる。
【0124】
高周波加熱装置１Ｅによれば、高周波電源２０によって第１導体１１ａと第２導体１２ａとの間に高周波電圧が印加されるとき、第１導体１１ａと第２導体１２ａとが対向する部分において、第１導体１１ａを流れる電流の向きと、第２導体１２ａを流れる電流の向きとは、反対方向となっている。このような構成により、第１導体１１ａと第２導体１２ａとの間に発生する磁界が強め合うため、電力効率を更に向上させることができる。
【0125】
（実施の形態５）
本発明の実施の形態５に係る高周波加熱装置について説明する。なお、実施の形態５では、主に実施の形態１と異なる点について説明する。実施の形態５においては、実施の形態１と同一又は同等の構成については同じ符号を付して説明する。また、実施の形態５では、実施の形態１と重複する記載は省略する。
本発明の実施の形態５に係る高周波加熱装置について説明する。なお、実施の形態５では、主に実施の形態１と異なる点について説明する。実施の形態５においては、実施の形態１と同一又は同等の構成については同じ符号を付して説明する。また、実施の形態５では、実施の形態１と重複する記載は省略する。
【0126】
図１５は、本発明の実施の形態５に係る高周波加熱装置１Ｆの基本構成の一例を示す。図１５に示すように、実施の形態５では、第１導体１１ｂと第２導体１２ｂとが渦巻き状に形成されている点が、実施の形態１と異なる。
【0127】
高周波加熱装置１Ｆでは、第１導体１１ｂ及び第２導体１２ｂは、時計回りの巻回方向１に巻回している。具体的には、第１導体１１ｂの他端が巻回軸に向かって近づくように第１導体１１ｂが巻回されている。また、第２導体１２ｂの他端が巻回軸に向かって近づくように第２導体１２ｂが巻回されている。第１導体１１ｂと第２導体１２ｂとは、対向して配置されている。
【0128】
実施の形態５では、高周波電源２０は、第１導体１１ｂの一端と第２導体１２ｂの一端とに接続されている。接続経路３０は、第１導体１１ｂの他端と第２導体１２ｂの他端に接続されている。
【0129】
高周波電源２０によって第１導体１１ｂと第２導体１２ｂとの間に高周波電圧が印加されるとき、第１導体１１ｂと第２導体１２ｂとが対向する部分において、第１導体１１ｂを流れる電流の向きと、第２導体１２ｂを流れる電流の向きとは、反対方向となっている。
【0130】
［効果］
実施の形態５の高周波加熱装置１Ｆによれば、以下の効果を奏することができる。
実施の形態５の高周波加熱装置１Ｆによれば、以下の効果を奏することができる。
【0131】
高周波加熱装置１Ｆによれば、第１導体１１ｂ及び第２導体１２ｂは、渦巻き状に形成され、且つ対向して配置されている。このような構成により、装置を大型化せずに第１導体１１ｂ及び第２導体１２ｂの電気長を長くすることができる。これにより、装置の小型を実現しつつ、電力効率を向上させることができる。
【0132】
高周波加熱装置１Ｆによれば、実施の形態１に比べて、磁界の分布を均等にすることができる。このため、磁界による加熱対象物５０の加熱を均等にすることができる。
【0133】
高周波加熱装置１Ｆによれば、第１導体１１ｂと第２導体１２ｂとが対向する部分において、第１導体１１ｂを流れる電流の向きと、第２導体１２ｂを流れる電流の向きとは、反対方向となっている。このような構成により、第１導体１１ｂと第２導体１２ｂとの間に発生する磁界が強め合うため、電力効率を更に向上させることができる。
【0134】
なお、実施の形態５では、第１導体１１ｂと第２導体１２ｂとが、高周波加熱装置１Ｅの高さ方向（Ｙ方向）に対向して配置される例について説明したが、これに限定されない。第１導体１１ｂと第２導体１２ｂとは、空間を介して配置されていればよい。
【0135】
図１６は、変形例の高周波加熱装置１Ｇの基本構成の一例を示す図である。図１６に示すように、高周波加熱装置１Ｇでは、第１導体１１ｃ及び第２導体１２ｃとは、渦巻き状に形成されている。第２導体１２ｃは、第１導体１１ｃの巻回方向ＤＲ１に沿って、第１導体１１ｃの内側に配置されている。
【0136】
このように、第１導体１１ｃと第２導体１２ｃとは、高周波加熱装置１Ｇの幅方向（Ｘ方向）及び奥行き方向（Ｙ方向）に空間を介して並んで配置されている。なお、加熱対象物５０は、第１導体１１ｃ及び第２導体１２ｃの上に配置されて加熱される。このような構成においても、第１導体１１ｃと第２導体１２ｃとの間に発生する磁界と電界によって加熱対象物５０を加熱することができ、電力効率を向上させることができる。
【0137】
本発明は、添付図面を参照しながら好ましい実施の形態に関連して充分に記載されているが、この技術に熟練した人々にとっては種々の変形や修正は明白である。そのような変形や修正は、添付した請求の範囲による本発明の範囲から外れない限りにおいて、その中に含まれると理解されるべきである。
【産業上の利用可能性】
【0138】
本発明に係る高周波加熱装置は、例えば、解凍機や食材の加熱調理機などの調理家電として有用である。
【符号の説明】
【0139】
１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ，１Ｆ，１Ｇ 高周波加熱装置
１０ 加熱室
１１，１１ａ，１１ｂ，１１ｃ 第１導体
１２，１２ａ，１２ｂ，１２ｃ 第２導体
１３ 誘電体
２０ 高周波電源
２１ 高周波発振器
２２ 整合回路
３０，３２ 接続経路
３１，３１ａ，３１ｂ，３３ 整合部
４０ 制御部
５０ 加熱対象物
Ｅ１１，Ｅ２１ 一端
Ｅ１２，Ｅ２２ 他端
Ｅ１３，Ｅ１４，Ｅ２３，Ｅ２４ 側端
Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５ インダクタ
Ｌ１１，Ｌ１２ 経路
Ｌ２１，Ｌ２２，Ｌ２３，Ｌ２４ 経路
Ｌ３１，Ｌ３２，Ｌ３３，Ｌ３４ 経路
Ｌｓ 経路長
Ｐｃ１，Ｐｃ２，Ｐｃ３，Ｐｃ４ 接続位置
Ｐｆ１，Ｐｆ２，Ｐｆ３，Ｐｆ４ 給電位置
Ｒ１ 抵抗
１０ 加熱室
１１，１１ａ，１１ｂ，１１ｃ 第１導体
１２，１２ａ，１２ｂ，１２ｃ 第２導体
１３ 誘電体
２０ 高周波電源
２１ 高周波発振器
２２ 整合回路
３０，３２ 接続経路
３１，３１ａ，３１ｂ，３３ 整合部
４０ 制御部
５０ 加熱対象物
Ｅ１１，Ｅ２１ 一端
Ｅ１２，Ｅ２２ 他端
Ｅ１３，Ｅ１４，Ｅ２３，Ｅ２４ 側端
Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５ インダクタ
Ｌ１１，Ｌ１２ 経路
Ｌ２１，Ｌ２２，Ｌ２３，Ｌ２４ 経路
Ｌ３１，Ｌ３２，Ｌ３３，Ｌ３４ 経路
Ｌｓ 経路長
Ｐｃ１，Ｐｃ２，Ｐｃ３，Ｐｃ４ 接続位置
Ｐｆ１，Ｐｆ２，Ｐｆ３，Ｐｆ４ 給電位置
Ｒ１ 抵抗
【図1】
【図2】
【図3A】
【図3B】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9A】
【図9B】
【図10】
【図11】
【図12A】
【図12B】
【図13A】
【図13B】
【図14】
【図15】
【図16】