知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
(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】2023-09-21
(45)【発行日】2023-09-29
(54)【発明の名称】高周波加熱装置
(51)【国際特許分類】
H05B 6/54 20060101AFI20230922BHJP
H05B 6/66 20060101ALI20230922BHJP
【ＦＩ】
H05B6/54
H05B6/66 A
【請求項の数】
9
(21)【出願番号】P 2020534729
(86)(22)【出願日】2019-08-01
(86)【国際出願番号】 JP2019030119
(87)【国際公開番号】W WO2020027240
(87)【国際公開日】2020-02-06
【審査請求日】2021-12-13
(31)【優先権主張番号】P 2018146144
(32)【優先日】2018-08-02
(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】100106116
【弁理士】
【氏名又は名称】鎌田 健司
(74)【代理人】
【識別番号】100131495
【弁理士】
【氏名又は名称】前田 健児
(72)【発明者】
【氏名】夘野 高史
(72)【発明者】
【氏名】細川 大介
(72)【発明者】
【氏名】小笠原 史太佳
(72)【発明者】
【氏名】福井 幹男
(72)【発明者】
【氏名】吉野 浩二
(72)【発明者】
【氏名】大森 義治
【審査官】宮部 菜苗
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１７－１８２８８５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０８－０７８１５１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－０５０１４７（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１５／０１８２０５８（ＵＳ，Ａ１）
【文献】米国特許出願公開第２００５／０１９９３８６（ＵＳ，Ａ１）
【文献】米国特許出願公開第２０１３／０３１６０５１（ＵＳ，Ａ１）
【文献】米国特許出願公開第２００８／００６３５７９（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特開２０１２－９９２６３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１０－２７７７６６（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０５Ｂ ６／４６－６／８０
Ｆ２４Ｃ １／００－１５／３６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
平板状の第１電極と、前記第１電極に対向して配置された平板状の複数の第２電極と、
前記第１電極に高周波電圧を印加する高周波電源と、
前記第１電極と前記高周波電源との間に配置され、前記高周波電源とのインピーダンス整合を取る整合部と、
前記高周波電源を制御する制御部と、
前記第１電極と前記複数の第２電極との間に形成された複数の領域における電界強度を個別に調整する電界調整部と、を備え、
前記電界調整部が、それぞれ前記複数の第２電極とグランドとの間に配置された複数のインピーダンス素子を備え、前記複数のインピーダンス素子により前記複数の第２電極と前記グランドとの間のインピーダンスを調整することにより、前記第１電極と前記第２電極との間に形成された複数の領域における電界強度を個別に調整することが可能な高周波加熱装置。
【請求項2】
前記電界調整部が、それぞれ前記複数の第２電極とグランドとの間に配置された複数の切替部をさらに備え、前記複数の切替部がそれぞれ、前記複数の第２電極を、前記複数のインピーダンス素子を介して前記グランドに接続するか、または、前記グランドに直接接続するかを切り替える、請求項１に記載の高周波加熱装置。
【請求項3】
前記電界調整部が、前記複数の切替部により、前記複数の領域のうち中央の領域に対応する、前記複数の第２電極の少なくとも一つの中央の第２電極を前記グランドに直接接続するとともに、前記複数の領域のうちの前記中央の領域を除く中央以外の領域に対応する前記複数の第２電極の少なくとも一つの外側の第２電極を、前記複数のインピーダンス素子の一つを介して前記グランドに接続する、請求項２に記載の高周波加熱装置。
【請求項4】
平板状の第１電極と、
前記第１電極に対向して配置された平板状の複数の第２電極と、
前記第１電極に高周波電圧を印加する高周波電源と、
前記第１電極と前記高周波電源との間に配置され、前記高周波電源とのインピーダンス整合を取る整合部と、
前記高周波電源を制御する制御部と、
前記第１電極と前記複数の第２電極との間に形成された複数の領域における電界強度を個別に調整する電界調整部と、
前記第１電極と前記複数の第２電極との間に配置された加熱対象物を載置する載置台と、を備え、
前記複数の第２電極のすべてが接地され、
前記電界調整部が、前記複数の領域のうち中央の領域に対応する、前記複数の第２電極の少なくとも一つの中央の第２電極と前記第１電極および前記載置台との距離と、前記複数の領域のうち前記中央の領域を除く中央以外の領域に対応する、前記複数の第２電極の少なくとも一つの外側の第２電極と前記第１電極および前記載置台との距離とを異ならせることで、前記複数の領域における前記電界強度を調整する、高周波加熱装置。
【請求項5】
前記電界調整部が、前記複数の第２電極をそれぞれ接地する複数の棒状部材を備え、前記複数の棒状部材が異なる長さの棒状部材からなることにより、前記少なくとも一つの中央の第２電極と前記第１電極との距離が、前記少なくとも一つの外側の第２電極と前記第１電極との距離と異なる、請求項４に記載の高周波加熱装置。
【請求項6】
前記電界調整部が、前記複数の第２電極をそれぞれ接地する複数の可動部を有し、前記複数の可動部が、前記第１電極と直交する方向に前記複数の第２電極をそれぞれ移動させる、請求項４に記載の高周波加熱装置。
【請求項7】
前記電界調整部が、前記複数の可動部により、前記少なくとも一つの中央の第２電極と前記第１電極との間隔を、前記少なくとも一つの外側の第２電極と前記第１電極との間隔より狭くする、請求項６に記載の高周波加熱装置。
【請求項8】
前記第１電極と前記複数の第２電極との間に配置された加熱対象物の形状を検知する検知部をさらに備え、前記制御部は、前記検知部により検知された前記加熱対象物の前記形状に基づいて前記電界調整部を制御する、請求項１～７のいずれか１項に記載の高周波加熱装置。
【請求項9】
前記第１電極と前記複数の第２電極との間に配置された加熱対象物の温度を検知する検知部をさらに備え、前記制御部は、前記検知部により検知された前記加熱対象物の前記温度に基づいて前記電界調整部を制御する、請求項１～７のいずれか１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】
本開示は、対向する二つの平板状の電極間に配置された加熱対象物を、当該電極間に高周波電圧を印加することにより誘電加熱する高周波加熱装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、この種の高周波加熱装置において、以下の構成が知られている（例えば、特許文献１および２参照）。
【0003】
特許文献１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た高周波加熱装置を開示する。上部電極の周囲には補助電極が設けられる。電圧印加部は、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。
【0004】
特許文献２は、第１の電極と、第２の電極と、高周波供給部とを備え、一定の厚さに加工された冷凍食材を誘電加熱により解凍する高周波解凍装置を開示する。第１の電極は、冷凍食材の挟持された面の形状より小さい板面形状を有する。第２の電極は、第１の電極より大きい板面形状を有する。高周波供給部は、第１の電極を介して冷凍食材に高周波電力を供給した後に、第２の電極を介して冷凍食材に高周波電力を供給する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特開２０１７－１８２８８５号公報
【文献】日本国特許第４６３０１８９号明細書
【発明の概要】
【0006】
しかしながら、特許文献１、２に記載の高周波加熱装置では、加熱ムラを低減するという観点において未だ改善の余地がある。本開示の目的は、加熱ムラを低減することができる高周波加熱装置を提供することである。
【0007】
本開示の一態様に係る高周波加熱装置は、平板状の第１電極と、平板状の複数の第２電極と、高周波電源と、整合部と、制御部と、電界調整部とを備える。
【0008】
複数の第２電極は、第１電極に対向して配置される。高周波電源は、第１電極に高周波電圧を印加する。整合部は、第１電極と高周波電源との間に配置され、高周波電源とのインピーダンス整合を取る。制御部は、高周波電源を制御する。電界調整部は、第１電極と複数の第２電極との間に形成された複数の領域における電界強度を個別に調整する。
【0009】
本態様によれば、第１電極と複数の第２電極との間に載置された加熱対象物における加熱ムラを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【発明を実施するための形態】
【0011】
（本開示の基礎となった知見）
対向する平板状の電極間に配置された加熱対象物を、当該電極間に高周波電圧を印加することにより加熱する高周波加熱装置においては、電極間に発生する電界の強度にばらつきが生じる。
対向する平板状の電極間に配置された加熱対象物を、当該電極間に高周波電圧を印加することにより加熱する高周波加熱装置においては、電極間に発生する電界の強度にばらつきが生じる。
【0012】
例えば、電極の中央付近よりも電極の周辺部付近に電界が集中し、電極の中央付近よりも周辺部付近の電界強度が大きくなる。加熱対象物の形状によって、電界が集中する箇所が変化する。このため、このような構成の高周波加熱装置では、加熱ムラが生じる。
【0013】
本発明者らは、対向する電極間に発生する電界の強度を調整する方法を見出し、以下の開示技術に至った。
【0014】
本開示の第１の態様の高周波加熱装置は、平板状の第１電極と、平板状の複数の第２電極と、高周波電源と、整合部と、制御部と、電界調整部とを備える。
【0015】
複数の第２電極は、第１電極に対向して配置される。高周波電源は、第１電極に高周波電圧を印加する。整合部は、第１電極と高周波電源との間に配置され、高周波電源とのインピーダンス整合を取る。制御部は、高周波電源を制御する。電界調整部は、第１電極と複数の第２電極との間に形成された複数の領域における電界強度を個別に調整する。
【0016】
本開示の第２の態様の高周波加熱装置において、第１の態様に加えて、電界調整部は、それぞれ複数の第２電極とグランドとの間に配置された複数のインピーダンス素子を備える。電界調整部は、複数のインピーダンス素子により複数の第２電極とグランドとの間のインピーダンスを調整する。
【0017】
本開示の第３の態様の高周波加熱装置において、第２の態様に加えて、電界調整部は、それぞれ複数の第２電極とグランドとの間に配置された複数の切替部をさらに備える。
【0018】
複数の切替部はそれぞれ、複数の第２電極を、複数のインピーダンス素子を介してグランドに接続するか、または、グランドに直接接続するかを切り替える。
【0019】
本開示の第４の態様の高周波加熱装置において、第３の態様に加えて、電界調整部は、複数の切替部により、複数の領域のうち中央の領域に対応する、複数の第２電極の少なくとも一つの中央の第２電極を前記グランドに直接接続するとともに、複数の領域のうち中央の領域を除く中央以外の領域に対応する、複数の第２電極の少なくとも一つの外側の第２電極を、複数のインピーダンス素子の一つを介してグランドに接続する。
【0020】
本開示の第５の態様の高周波加熱装置において、第１の態様に加えて、複数の第２電極のすべては接地される。電界調整部は、複数の領域のうち中央の領域に対応する、複数の第２電極の少なくとも一つの中央の第２電極と第１電極との距離と、複数の領域のうち中央の領域を除く中央以外の領域に対応する、複数の第２電極の少なくとも一つの外側の第２電極と第１電極との距離とを異ならせることで、複数の領域における電界強度を調整する。
【0021】
本開示の第６の態様の高周波加熱装置において、第５の態様に加えて、電界調整部は、複数の第２電極をそれぞれ接地する複数の棒状部材を備える。電界調整部は、複数の棒状部材が異なる長さの棒状部材からなることにより、少なくとも一つの中央の第２電極と第１電極との距離が、少なくとも一つの外側の第２電極と第１電極との距離と異なる。
【0022】
本開示の第７の態様の高周波加熱装置において、第５の態様に加えて、電界調整部は、複数の第２電極をそれぞれ接地する複数の可動部を有する。複数の可動部は、第１電極と直交する方向に複数の第２電極をそれぞれ移動させる。
【0023】
本開示の第８の態様の高周波加熱装置において、第７の態様に加えて、電界調整部は、複数の可動部により、少なくとも一つの中央の第２電極と第１電極との間隔を、少なくとも一つの外側の第２電極と第１電極との間隔より狭くする。
【0024】
本開示の第９の態様の高周波加熱装置は、第１の態様に加えて、第１電極と複数の第２電極との間に配置された加熱対象物の形状を検知する検知部をさらに備える。制御部は、検知部により検知された加熱対象物の形状に基づいて電界調整部を制御する。
【0025】
本開示の第１０態様の高周波加熱装置は、第１の態様に加えて、第１電極と複数の第２電極との間に配置された加熱対象物の温度を検知する検知部をさらに備える。制御部は、検知部により検知された加熱対象物の温度に基づいて電界調整部を制御する。
【0026】
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。各図において、説明を容易にするため各要素を誇張して示す。
【0027】
（実施の形態１）
［全体構成］
本開示の実施の形態１に係る高周波加熱装置１Ａについて説明する。図１は、高周波加熱装置１Ａの構成を示す概略図である。図１中のＸ、Ｙ、Ｚ軸はそれぞれ、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］
本開示の実施の形態１に係る高周波加熱装置１Ａについて説明する。図１は、高周波加熱装置１Ａの構成を示す概略図である。図１中のＸ、Ｙ、Ｚ軸はそれぞれ、高周波加熱装置１Ａの幅方向、奥行き方向、高さ方向を示す。
【0028】
図１に示すように、高周波加熱装置１Ａは、第１電極１１、複数の第２電極１２、高周波電源２０、整合部３０、制御部４０および電界調整部５０を備える。実施の形態１では、第１電極１１、複数の第２電極１２および電界調整部５０は、加熱室１３の内部に配置される。複数の第２電極１２の上面には、加熱対象物９０を載置する載置台１４が配置される。加熱対象物９０は厚さが均一な誘電体、例えば、食材である。
【0029】
高周波加熱装置１Ａでは、第１電極１１と複数の第２電極１２との間に配置された加熱対象物９０に、第１電極１１を介して高周波電圧が印加される。第１電極１１と複数の第２電極１２との間に発生した電界により、加熱対象物９０が誘電加熱される。
【0030】
＜第１電極＞
第１電極１１は、ＸＹ平面に平行な平板状の電極である。具体的には、第１電極１１は、矩形形状を有する。本実施の形態では、第１電極１１は、加熱室１３内において複数の第２電極１２の上方に配置される。
第１電極１１は、ＸＹ平面に平行な平板状の電極である。具体的には、第１電極１１は、矩形形状を有する。本実施の形態では、第１電極１１は、加熱室１３内において複数の第２電極１２の上方に配置される。
【0031】
＜複数の第２電極＞
複数の第２電極１２の各々は、ＸＹ平面に平行な平板状の電極である。具体的には、第２電極１２は矩形形状を有する。複数の第２電極１２の各々は、第１電極１１より小さい。複数の第２電極１２は、加熱室１３内において第１電極１１の下方に第１電極１１に対向するようにマトリクス状に配置される。具体的には、複数の第２電極１２は、３行×３列に配置されてもよく、４行×４列に配置されてもよい。
複数の第２電極１２の各々は、ＸＹ平面に平行な平板状の電極である。具体的には、第２電極１２は矩形形状を有する。複数の第２電極１２の各々は、第１電極１１より小さい。複数の第２電極１２は、加熱室１３内において第１電極１１の下方に第１電極１１に対向するようにマトリクス状に配置される。具体的には、複数の第２電極１２は、３行×３列に配置されてもよく、４行×４列に配置されてもよい。
【0032】
複数の第２電極１２の上面には、加熱対象物９０を載置する載置台１４が配置される。
【0033】
＜高周波電源＞
高周波電源２０は、制御部４０に制御されて、第１電極１１に高周波電圧を印加する。図２は、高周波電源２０の構成を示す概略図である。図２に示すように、高周波電源２０は、発振器２１と増幅器２２と増幅器２３とを備える。発振器２１は、ＨＦ～ＶＨＦの周波数帯の電圧信号を発振する。増幅器２２、２３は、発振器２１から送信された電圧信号を増幅する。これにより、高周波電源２０は、所望の高周波電圧を作り出すことができる。
高周波電源２０は、制御部４０に制御されて、第１電極１１に高周波電圧を印加する。図２は、高周波電源２０の構成を示す概略図である。図２に示すように、高周波電源２０は、発振器２１と増幅器２２と増幅器２３とを備える。発振器２１は、ＨＦ～ＶＨＦの周波数帯の電圧信号を発振する。増幅器２２、２３は、発振器２１から送信された電圧信号を増幅する。これにより、高周波電源２０は、所望の高周波電圧を作り出すことができる。
【0034】
高周波電源２０が第１電極１１に高周波電圧を印加すると、第１電極１１と複数の第２電極１２との間に電界が発生する。この電界が、第１電極１１と複数の第２電極１２との間に配置された加熱対象物９０を誘電加熱する。
【0035】
＜整合部＞
整合部３０は、第１電極１１と高周波電源２０との間に配置され、高周波電源２０とのインピーダンス整合を取る。図３は、整合部３０の構成を示す概略図である。図３に示すように、整合部３０は、コイルＬ１、Ｌ２と、可変容量コンデンサＶＣ１、ＶＣ２とを備える。
整合部３０は、第１電極１１と高周波電源２０との間に配置され、高周波電源２０とのインピーダンス整合を取る。図３は、整合部３０の構成を示す概略図である。図３に示すように、整合部３０は、コイルＬ１、Ｌ２と、可変容量コンデンサＶＣ１、ＶＣ２とを備える。
【0036】
整合部３０では、コイルＬ１とコイルＬ２と可変容量コンデンサＶＣ２とが直列に配置され、可変容量コンデンサＶＣ１が、コイルＬ１と可変容量コンデンサＶＣ２との間の端子とグランドとの間に配置される。図３に示す整合部３０の構成は一例であって、整合部３０の構成はこれに限定されない。
【0037】
＜電界調整部＞
電界調整部５０は、第１電極１１と複数の第２電極１２のそれぞれとの間に形成される複数の領域における電界強度を個別に調整する。複数の領域とは、各々が第１電極１１と複数の第２電極１２のそれぞれとで挟まれた複数の三次元空間である。
電界調整部５０は、第１電極１１と複数の第２電極１２のそれぞれとの間に形成される複数の領域における電界強度を個別に調整する。複数の領域とは、各々が第１電極１１と複数の第２電極１２のそれぞれとで挟まれた複数の三次元空間である。
【0038】
図４は、電界調整部５０の構成を示す概略図である。図４に示すように、複数の第２電極１２は、第２電極１２ａ、１２ｂ、１２ｃを含む。電界調整部５０は、切替部５１ａ、５１ｂ、５１ｃおよびインピーダンス素子５２ａ、５２ｂ、５２ｃを有する。インピーダンス素子５２ａ、５２ｂ、５２ｃは、コンデンサなどの受動素子である。
【0039】
切替部５１ａおよびインピーダンス素子５２ａは、第２電極１２ａとグランドとの間に配置される。切替部５１ｂおよびインピーダンス素子５２ｂは、第２電極１２ｂとグランドとの間に配置される。切替部５１ｃおよびインピーダンス素子５２ｃは、第２電極１２ｃとグランドとの間に配置される。
【0040】
第１電極１１と複数の第２電極１２との間には、それぞれ領域Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３が形成されている。具体的には、領域Ｓ１は、第１電極１１と第２電極１２ａとの間に配置される。領域Ｓ２は、第１電極１１と第２電極１２ｂとの間に配置される。領域Ｓ３は、第１電極１１と第２電極１２ｃとの間に配置される。
【0041】
切替部５１ａおよびインピーダンス素子５２ａは、領域Ｓ１における電界強度Ｐ１を調整する。切替部５１ｂおよびインピーダンス素子５２ｂは、領域Ｓ２における電界強度Ｐ２を調整する。切替部５１ｃおよびインピーダンス素子５２ｃは、領域Ｓ３における電界強度Ｐ３を調整する。
【0042】
切替部５１ａをオンすると、第２電極１２ａがグランドに直接接続される。切替部５１ａをオフすると、第２電極１２ａがインピーダンス素子５２ａを介してグランドに接続される。この場合、第２電極１２ａとグランドとの間のインピーダンスは容量性のインピーダンスである。
【0043】
これにより、第２電極１２ａがグランドに直接接続された場合と比較して、第１電極１１と第２電極１２ａの電位差が小さくなる。その結果、第１電極１１と第２電極１２ａの間に発生する電界強度を緩和することができる。
【0044】
このように、切替部５１ａを用いて第２電極１２ａとグランドとの間のインピーダンスを調整することにより、第１電極１１と第２電極１２ａとの間の領域Ｓ１における電界強度Ｐ１を調整することができる。切替部５１ｂ、インピーダンス素子５２ｂ、領域Ｓ２、および、切替部５１ｃ、インピーダンス素子５２ｃ、領域Ｓ３についても同様である。
【0045】
本実施の形態では、電界調整部５０は、切替部５１ｂをオンすることにより、複数の領域のうち中央の領域Ｓ２に対応する第２電極１２ｂをグランドに直接接続する。電界調整部５０は、切替部５１ａをオフすることにより、複数の領域のうち中央以外の領域Ｓ１に対応する第２電極１２ａを、インピーダンス素子５２ａを介してグランドに接続する。電界調整部５０は、切替部５１ｃをオフすることにより、複数の領域のうち中央以外の領域Ｓ３に対応する第２電極１２ｃを、インピーダンス素子５２ｃを介してグランドに接続する。
【0046】
従来技術では、対向する二つの平板状の電極間に高周波電圧を印加すると、電極の中央付近よりも周辺部付近に電界が集中する。しかし、本実施の形態によれば、電極の周辺部付近に電界が集中することを抑制することができる。その結果、電極間に生じる電界の強度のばらつきを低減することができる。
【0047】
［高周波加熱装置１Ａの解析］
ここで、高周波加熱装置１Ａにおける電界分布の解析について説明する。この電界分布の解析は、高周波加熱装置１Ａの解析モデルとＡＮＳＹＳ社のＨＦＳＳ（High Frequency Structure Simulator）とを用いて行われた。
ここで、高周波加熱装置１Ａにおける電界分布の解析について説明する。この電界分布の解析は、高周波加熱装置１Ａの解析モデルとＡＮＳＹＳ社のＨＦＳＳ（High Frequency Structure Simulator）とを用いて行われた。
【0048】
図５Ａは、電界分布の解析に用いた解析モデル８０の模式的斜視図である。図５Ｂは、電界分布の解析に用いた解析モデル８０の模式的正面図である。図５Ａ、図５Ｂに示すように、解析モデル８０は、本実施の形態の高周波加熱装置１Ａの構成をモデル化したものである。
【0049】
解析モデル８０において、複数の第２電極１２は、５行×５列のマトリクス状に配置された合計２５個の第２電極１２を含む。解析モデル８０の第１電極１１と複数の第２電極１２との間には、均一な厚さを有する加熱対象物９０が配置される。
【0050】
解析モデル８０において、加熱室１３は、幅３０７．８ｍｍ×奥行き３３０ｍｍ×高さ２４３．８ｍｍの寸法を有する。第１電極１１は、幅２６０ｍｍ×奥行き２６０ｍｍ×厚さ４ｍｍの寸法を有する。第２電極１２は、幅４７ｍｍ×奥行き４７ｍｍ×厚さ５ｍｍの寸法を有する。隣り合う二つ第２電極１２の間隔は５ｍｍである。加熱対象物９０は、幅１５０ｍｍ×奥行き１５０ｍｍ×高さ２０ｍｍの寸法を有する。すなわち、第１の電極の大きさは複数の第２電極の全体の大きさとほぼ等しい。
【0051】
解析モデル８０を用いて行った電界分布の解析結果について説明する。ここでは、電界強度を調整した場合の電界分布の解析結果を実施例１として説明する。実施例１との比較のため、電界強度を調整しない場合の電界分布の解析結果を比較例１とする。
【0052】
実施例１では、第１電極１１と複数の第２電極１２との間の複数の領域のうち中央の領域に対応する第２電極１２のみがグランドに直接接続され、中央以外の領域に対応する第２電極１２がインピーダンス素子を介してグランドに接続される。比較例１では、すべての第２電極１２が、インピーダンス素子を介してグランドに接続される。
【0053】
図６は、比較例１における加熱対象物９０の上面の電界分布を模式的に示す。図７は、実施例１における加熱対象物９０の上面の電界分布を模式的に示す。図６に示すように、比較例１では、加熱対象物９０の中央付近よりも周辺部付近に電界が集中している。図７に示すように、実施例１では、比較例１と比べて加熱対象物９０の全面にわたって、より均一に電界が分布している。
【0054】
次に、実施例１と比較例１とにおける加熱対象物９０の吸収電力分布について説明する。図８は、吸収電力分布の解析に用いる加熱対象物９０の幅方向における位置の定義を示す。
【0055】
図８に示すように、加熱対象物９０の幅方向、すなわち、Ｘ軸方向の位置をＢ（ｍｍ）で表す。上述のように、加熱対象物９０の幅は１５０ｍｍなので、Ｂ＝０ｍｍの位置が加熱対象物９０の左端となり、Ｂ＝１５０ｍｍの位置が加熱対象物９０の右端となる。
【0056】
図９は、実施例１および比較例１における加熱対象物９０の吸収電力分布を示すグラフである。図９に示すように、比較例１では、加熱対象物９０の左端（Ｂ＝０ｍｍ）付近および右端（Ｂ＝１５０ｍｍ）付近の吸収電力が、加熱対象物９０の中央（Ｂ＝７５ｍｍ）付近の吸収電力より大きい。
【0057】
実施例１では、比較例１と比べて、加熱対象物９０の左端付近および右端付近における吸収電力が小さい。実施例１では、加熱対象物９０の左端付近および右端付近における吸収電力は、加熱対象物９０の中央付近のそれと比べてそれほど大きくない。
【0058】
このように、実施例１では、比較例１と比べて、加熱対象物９０の左端付近および右端付近における吸収電力が小さい。すなわち、実施例１では、加熱対象物９０全体がより均一に加熱されている。
【0059】
［効果］
本実施の形態の高周波加熱装置１Ａによれば、以下の効果が得られる。
本実施の形態の高周波加熱装置１Ａによれば、以下の効果が得られる。
【0060】
電界調整部５０は、第２電極１２とグランドとの間に配置された切替部５１ａ、５１ｂ、５１ｃおよびインピーダンス素子５２ａ、５２ｂ、５２ｃを有する。切替部５１ａ、５１ｂ、５１ｃはそれぞれ、第２電極１２ａ、１２ｂ、１２ｃを、インピーダンス素子５２ａ、５２ｂ、５２ｃを介してグランドに接続するか、または、グランドに直接接続するかを切り替える。
【0061】
本実施の形態によれば、第２電極１２とグランドとの間のインピーダンスを調整することができる。これにより、第１電極１１と複数の第２電極１２との間に形成された領域Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３における電界強度を個別に調整することができる。
【0062】
電界調整部５０は、切替部５１ａ、５１ｂ、５１ｃを切り替えることにより、領域Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３のうち中央の領域Ｓ２に対応する第２電極１２をグランドに直接接続するとともに、中央以外の領域Ｓ１、Ｓ３に対応する第２電極１２を、インピーダンス素子５２ａ、５２ｃを介してグランドに接続する。
【0063】
本実施の形態によれば、第１電極１１および複数の第２電極１２の周辺部付近に電界が集中することを抑制することができる。これにより、第１電極１１と複数の第２電極１２との間に生じる電界の強度のばらつきを低減することができる。その結果、均一な厚さを有する加熱対象物９０における加熱ムラを低減することができる。
【0064】
［変形例］
本実施の形態では、第１電極１１は矩形形状の電極である。しかし、第１電極１１は、例えば、円形、楕円形または多角形形状の電極でもよい。
本実施の形態では、第１電極１１は矩形形状の電極である。しかし、第１電極１１は、例えば、円形、楕円形または多角形形状の電極でもよい。
【0065】
本実施の形態では、複数の第２電極１２は、第２電極１２ａ、１２ｂ、１２ｃを含む。しかし、第２電極１２の数は三つに限定されない。
【0066】
本実施の形態では、複数の第２電極１２はすべて、矩形形状の電極である。しかし、複数の第２電極１２は、例えば、円形、楕円形または多角形形状の電極を含んでもよい。
【0067】
本実施の形態では、複数の第２電極１２は、ＸＹ平面においてマトリクス状に配置される。しかし、例えば、複数の第２電極１２が、上面視で中央に配置された円形状電極と、その円形状電極を環状に取り囲むように配置された複数の電極を有してもよい。
【0068】
本実施の形態では、第１電極１１の下方に複数の第２電極１２が配置される。しかし、例えば、第１電極１１の上方に複数の第２電極１２が配置されてもよい。第１電極１１および複数の第２電極１２は、左右方向に対向して配置されてもよい。すなわち、第１電極１１と複数の第２電極１２とは、対向して配置されていればよい。
【0069】
本実施の形態では、第１電極１１、複数の第２電極１２、電界調整部５０は、加熱室１３内に配置される。しかし、第１電極１１、複数の第２電極１２、電界調整部５０は、加熱室１３外に配置されてもよい。
【0070】
本実施の形態では、図２に示すように、高周波電源２０は、発振器２１と、増幅器２２、２３とを備える。しかし、高周波電源２０は、高周波電圧を印加することができれば、他の構成を有してもよい。
【0071】
本実施の形態では、図３に示すように、整合部３０は、コイルＬ１、Ｌ２と、可変容量コンデンサＶＣ１、ＶＣ２とを備える。しかし、整合部３０は、高周波電源２０とのインピーダンス整合を取ることができれば、他の構成を有してもよい。
【0072】
本実施の形態では、制御部４０は、高周波電源２０を制御する。しかし、制御部４０は、高周波電源２０を制御するだけでなく、使用者により入力された情報に基づいて、電界調整部５０を制御してもよい。
【0073】
具体的には、使用者は入力部（図示せず）を用いて、加熱対象物９０のうち強く加熱したい領域と弱く加熱したい領域とを含む情報を入力する。制御部４０は、入力部により得られた情報に基づいて、切替部５１ａ、５１ｂ、５１ｃを切り替える。本構成により、使用者により入力された情報に基づいて、電界強度を調整することができる。
【0074】
本実施の形態では、電界調整部５０において、一つの第２電極１２が、一つの切替部と一つのインピーダンス素子とに接続される。しかし、一つの第２電極１２が、複数の切替部と複数のインピーダンス素子とに接続されてもよい。本構成により、多段階で電界強度を調整することができる。
【0075】
本実施の形態では、切替部５１ａ、５１ｂ、５１ｃがそれぞれ、第２電極１２ａ、１２ｂ、１２ｃを、インピーダンス素子５２ａ、５２ｂ、５２ｃを介してグランドに接続するか、または、グランドに直接接続するかを切り替える。しかし、本開示はこれに限定されない。
【0076】
切替部５１ａ、５１ｂ、５１ｃを切り替えることにより、第２電極１２ａ、１２ｂ、１２ｃとグランドとの間のインピーダンスを調整することができればよい。例えば、切替部５１ａを切り替えると、第２電極１２ａが、インピーダンス素子５２ａとは異なるインピーダンスを有するインピーダンス素子に接続されるようにしてもよい。
【0077】
本実施の形態では、インピーダンス素子５２ａ、５２ｂ、５２ｃはコンデンサである。しかし、インピーダンス素子５２ａ、５２ｂ、５２ｃはコイルなどであってもよい。
【0078】
本実施の形態では、電界調整部５０は、切替部５１ａ、５１ｂ、５１ｃを備える。しかし、電界調整部５０は、切替部５１ａ、５１ｂ、５１ｃを備えなくてもよい。
【0079】
図１０は、本実施の形態の変形例に係る電界調整部５０ａの構成を示す概略図である。図１０に示すように、電界調整部５０ａは切替部を有しない。電界調整部５０ａは、領域Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３のうち中央の領域Ｓ２に対応する第２電極１２をグランドに直接接続するとともに、領域Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３のうち中央以外の領域Ｓ１、Ｓ３に対応する第２電極１２をそれぞれインピーダンス素子５２ａ、５２ｃを介してグランドに接続する。
【0080】
本変形例によれば、本実施の形態に係る電界調整部５０と同様の効果を得ることができる。
【0081】
電界調整部５０ａにおいて、中央の第２電極１２ｂは常に接地される。しかし、電界調整部５０ａにおいて、中央の第２電極１２ｂが、インピーダンス素子５２ａ、５２ｃより小さいインピーダンスを有するインピーダンス素子（図示せず）を介してグランドに接続されてもよい。
【0082】
本実施の形態では、電界調整部５０はインピーダンス素子５２ａ、５２ｂ、５２ｃを備える。しかし、インピーダンス素子５２ａ、５２ｂ、５２ｃは浮遊容量で構成してもよい。第２電極１２に何も接続しなくても、第２電極１２とグランドとの間、または、第２電極１２と加熱室１３の壁面との間に生じる浮遊容量でインピーダンス素子を構成することができる。本構成により、インピーダンス素子５２ａ、５２ｂ、５２ｃを省くことができ、低コスト化と省スペース化とを図ることができる。
【0083】
（実施の形態２）
本開示の実施の形態２に係る高周波加熱装置１Ｂについて説明する。本実施の形態では、主に実施の形態１と異なる点について説明する。本実施の形態において、実施の形態１と同一または同等の要素については同じ符号を付し、重複する記載は省略する。
本開示の実施の形態２に係る高周波加熱装置１Ｂについて説明する。本実施の形態では、主に実施の形態１と異なる点について説明する。本実施の形態において、実施の形態１と同一または同等の要素については同じ符号を付し、重複する記載は省略する。
【0084】
図１１は、高周波加熱装置１Ｂの構成を示す概略図である。図１２は、本実施の形態の電界調整部５３の構成を示す概略図である。図１１、図１２に示すように、本実施の形態が実施の形態１と異なるのは、電界調整部５３が、第１電極１１と複数の第２電極１２のそれぞれとの間隔を調整可能である点である。
【0085】
＜電界調整部＞
電界調整部５３は、第２電極１２ａ、１２ｂ、１２ｃとグランドとをそれぞれ接続する可動部５４ａ、５４ｂ、５４ｃを備える。可動部５４ａ、５４ｂ、５４ｃは、第１電極１１と直交する方向に第２電極１２ａ、１２ｂ、１２ｃをそれぞれ移動させる。本実施の形態では、可動部５４ａ、５４ｂ、５４ｃは、第２電極１２ａ、１２ｂ、１２ｃを高さ方向、すなわち、Ｚ方向にそれぞれ移動させる。
電界調整部５３は、第２電極１２ａ、１２ｂ、１２ｃとグランドとをそれぞれ接続する可動部５４ａ、５４ｂ、５４ｃを備える。可動部５４ａ、５４ｂ、５４ｃは、第１電極１１と直交する方向に第２電極１２ａ、１２ｂ、１２ｃをそれぞれ移動させる。本実施の形態では、可動部５４ａ、５４ｂ、５４ｃは、第２電極１２ａ、１２ｂ、１２ｃを高さ方向、すなわち、Ｚ方向にそれぞれ移動させる。
【0086】
可動部５４ａ、５４ｂ、５４ｃはそれぞれ、長さが調整可能な棒状部材５５ａ、棒状部材５５ｂ、棒状部材５５ｃを有する。可動部５４ａ、５４ｂ、５４ｃはそれぞれ、棒状部材５５ａ、５５ｂ、５５ｃの長さを調整することにより、第２電極１２ａ、１２ｂ、１２ｃを移動させる。
【0087】
すなわち、棒状部材５５ａ、５５ｂ、５５ｃの長さを長くすると、第２電極１２ａ、１２ｂ、１２ｃはそれぞれ第１電極１１に近づく。棒状部材５５ａ、５５ｂ、５５ｃの長さを短くすると、第２電極１２ａ、１２ｂ、１２ｃはそれぞれ第１電極１１から遠ざかる。
【0088】
本構成により、第１電極１１と第２電極１２ａ、１２ｂ、１２ｃとの間隔を変化させることができる。その結果、第１電極１１と第２電極１２ａ、１２ｂ、１２ｃとの間に発生する電界強度を個別に調整することができる。
【0089】
具体的には、可動部５４ａが、第２電極１２ａを第１電極１１に近づけると、電極間の電界強度Ｐ１は大きくなる。可動部５４ａが第２電極１２ａを第１電極１１から遠ざけると、電極間の電界強度Ｐ１は小さくなる。このようにして、可動部５４ａは、第１電極１１と第２電極１２ａとの間の領域Ｓ１における電界強度Ｐ１を調整する。
【0090】
同様に、可動部５４ｂは、第１電極１１と第２電極１２ｂとの間の領域Ｓ２における電界強度Ｐ２を調整する。可動部５４ｃは、第１電極１１と第２電極１２ｃとの間の領域Ｓ３における電界強度Ｐ３を調整する。
【0091】
本実施の形態では、電界調整部５３は、領域Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３のうち中央の領域Ｓ２に対応する第２電極１２ｂと第１電極１１との間隔を、中央以外の領域Ｓ１、Ｓ３に対応する第２電極１２ａ、１２ｃと第１電極１１との間隔より狭くする。これにより、電界強度Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３を同等にすることができる。
【0092】
［効果］
実施の形態２の高周波加熱装置１Ｂによれば、以下の効果が得られる。
実施の形態２の高周波加熱装置１Ｂによれば、以下の効果が得られる。
【0093】
電界調整部５３は、可動部５４ａ、５４ｂ、５４ｃにより、中央の領域Ｓ２に対応する第２電極１２ｂと第１電極１１との間隔を、中央以外の領域Ｓ１、Ｓ３に対応する第２電極１２ａ、１２ｂと第１電極１１との間隔より狭くする。
【0094】
本構成により、第１電極１１および複数の第２電極１２の周辺部付近に電界が集中することを抑制することができる。これにより、第１電極１１と複数の第２電極１２との間に生じる電界の強度のばらつきを低減することができる。その結果、均一な厚さを有する加熱対象物９０における加熱ムラを低減することができる。
【0095】
［変形例］
図１３は、本実施の形態の変形例に係る電界調整部５３ａの構成を示す概略図である。図１３に示すように、電界調整部５３ａは、所定の長さを有して第２電極１２とグランドとを接続する棒状部材５６ａ、５６ｂ、５６ｃを備える。
図１３は、本実施の形態の変形例に係る電界調整部５３ａの構成を示す概略図である。図１３に示すように、電界調整部５３ａは、所定の長さを有して第２電極１２とグランドとを接続する棒状部材５６ａ、５６ｂ、５６ｃを備える。
【0096】
具体的には、第２電極１２ｂを接地する棒状部材５６ｂは、第２電極１２ａ、１２ｃをそれぞれ接地する棒状部材５６ａ、棒状部材５６ｃより長い。本変形例によれば、本実施の形態に係る電界調整部５３と同様の効果を得ることができる。
【0097】
電界調整部５３ａが、棒状部材５６ａ、５６ｂ、５６ｃの代わりに、厚さの異なる複数の第２電極１２を有してもよい。具体的には、第２電極１２ｂを第２電極１２ａ、１２ｃより厚くすれば、第２電極１２ｂと第１電極１１との間隔は、第２電極１２ａ、１２ｃと第１電極１１との間隔より狭くなる。本変形例によれば、本実施の形態に係る電界調整部５３と同様の効果を得ることができる。
【0098】
（実施の形態３）
本開示の実施の形態３に係る高周波加熱装置１Ｃについて説明する。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。本実施の形態において、実施の形態１と同一または同等の要素については同じ符号を付し、重複する記載は省略する。
本開示の実施の形態３に係る高周波加熱装置１Ｃについて説明する。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。本実施の形態において、実施の形態１と同一または同等の要素については同じ符号を付し、重複する記載は省略する。
【0099】
図１４は、高周波加熱装置１Ｃの構成を示す概略図である。図１４に示すように、本実施の形態が実施の形態１と異なるのは、検知部６０が設けられること、制御部４０が電界調整部５０を制御すること、および、加熱対象物９０ａが不均一な厚さを有することである。
【0100】
＜検知部＞
検知部６０は、加熱室１３内の側壁上の、第１電極１１と複数の第２電極１２との間の高さに配置される。検知部６０は、第１電極１１と複数の第２電極１２との間に配置された加熱対象物９０ａの形状を検知する、例えば、カメラ、超音波センサなどである。
検知部６０は、加熱室１３内の側壁上の、第１電極１１と複数の第２電極１２との間の高さに配置される。検知部６０は、第１電極１１と複数の第２電極１２との間に配置された加熱対象物９０ａの形状を検知する、例えば、カメラ、超音波センサなどである。
【0101】
＜制御部＞
制御部４０は、検知部６０で検知された加熱対象物９０ａの形状に関する情報を受信する。制御部４０は、加熱対象物９０ａの形状に基づいて、電界調整部５０を制御する。
制御部４０は、検知部６０で検知された加熱対象物９０ａの形状に関する情報を受信する。制御部４０は、加熱対象物９０ａの形状に基づいて、電界調整部５０を制御する。
【0102】
図１５は、高周波加熱装置１Ｃにおいて、電界強度を調整せずに加熱対象物９０ａを加熱した場合における加熱対象物９０ａの温度分布を模式的に示す。本解析では、加熱対象物９０ａとして牛肉のブロックを用いた。加熱後、加熱対象物９０ａを中央で縦に二等分し、その断面をサーモビュワにより温度分布を測定した。
【0103】
図１５に示すように、中央付近の肉厚部の温度が、周囲部付近の温度より高い。このことから、肉薄部より肉厚部に電界が集中したことがわかる。
【0104】
制御部４０は、加熱対象物９０ａの形状に基づいて、加熱対象物９０ａの肉厚部および肉薄部を特定する。制御部４０は、第１電極１１と複数の第２電極１２との間の複数の領域のうちの、加熱対象物９０ａの肉厚部が位置する領域の電界強度を小さくするように、電界調整部５０を制御する。または、制御部４０は、加熱対象物９０ａの肉薄部が位置する領域の電界強度を大きくするように、電界調整部５０を制御する。
【0105】
図１６は、高周波加熱装置１Ｃにおいて、電界強度を調整せずに加熱対象物９０ａを加熱する状態を模式的に示す。図１６に示すように、電界強度を調整せずに加熱対象物９０ａを加熱すると、中央の領域Ｓ２の電界強度Ｐ２は、周辺部の領域Ｓ１、Ｓ３の電界強度Ｐ１、Ｐ３に比べて大きくなる。
【0106】
図１７は、高周波加熱装置１Ｃにおいて、電界強度を調整して加熱対象物９０ａを加熱する状態を模式的に示す。
【0107】
図１７に示すように、制御部４０は、複数の領域Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３のうち、加熱対象物９０ａの肉厚部が位置する領域Ｓ２に対応する切替部５１ｂをオフする。制御部４０は、複数の領域Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３のうち、加熱対象物９０ａの肉薄部が位置する領域Ｓ１、Ｓ３にそれぞれ対応する切替部５１ａ、５１ｃをオンする。
【0108】
これにより、加熱対象物９０ａの肉薄部が位置する領域Ｓ１、Ｓ３の電界強度Ｐ１、Ｐ３を、加熱対象物９０ａの肉厚部が位置する領域Ｓ２の電界強度Ｐ２と同等にすることができる。その結果、不均一な厚さを有する加熱対象物９０ａにおける加熱ムラを低減することができる。
【0109】
［高周波加熱装置１Ｃの解析］
ここで、高周波加熱装置１Ｃにおける電界分布の解析について説明する。この電界分布の解析は、高周波加熱装置１Ｃの解析モデルとＡＮＳＹＳ社のＨＦＳＳとを用いて行われた。
ここで、高周波加熱装置１Ｃにおける電界分布の解析について説明する。この電界分布の解析は、高周波加熱装置１Ｃの解析モデルとＡＮＳＹＳ社のＨＦＳＳとを用いて行われた。
【0110】
図１８は、電界分布の解析に用いた解析モデル８１の模式的正面図である。図１８に示すように、解析モデル８１は、高周波加熱装置１Ｃの構成をモデル化したものである。解析モデル８１における加熱室１３、第１電極１１、第２電極１２は、解析モデル８０のそれと同じである。本解析では、上面視において矩形状の加熱対象物９０ｂが使用される。
【0111】
加熱対象物９０ｂは、一定の厚さを有する平板部分９１と、Ｘ軸の正方向に向かって加熱対象物９０ｂの上面が下方向に傾斜し、厚さが徐々に薄くなる傾斜部分９２とを有する。加熱対象物９０ｂは、幅２００ｍｍ×奥行き２００ｍｍ×最大高さ２０ｍｍの寸法を有する。平板部分９１は、幅８５ｍｍ×奥行き２００ｍｍ×高さ２０ｍｍの寸法を有する。傾斜部分９２は、幅１１５ｍｍ×奥行き２００ｍｍの寸法を有し、厚さは２０ｍｍから１０ｍｍに徐々に減少する。
【0112】
解析モデル８１を用いて行った電界分布の解析結果について説明する。ここでは、電界強度を調整した場合の電界分布の解析結果を実施例２として説明する。実施例２との比較のため、電界強度を調整しない場合の電界分布の解析結果を比較例２とする。
【0113】
実施例２では、第１電極１１と複数の第２電極１２との間の複数の領域のうち、傾斜部分９２が位置する領域に対応する第２電極１２と中央の領域に対応する第２電極１２とがグランドに直接接続され、それ以外の領域に対応する第２電極１２が、インピーダンス素子を介してグランドに接続される。比較例２では、すべての第２電極１２が、インピーダンス素子を介してグランドに接続される。
【0114】
図１９は、比較例２における加熱対象物９０の上面の電界分布を模式的に示す。図２０は、実施例２における加熱対象物９０の上面の電界分布を模式的に示す。図１９に示すように、比較例２では、平板部分９１に電界が集中している。図２０に示すように、実施例２では、比較例２と比べて平板部分９１の電界集中が抑制されており、加熱対象物９０ｂの全面にわたって、より均一に電界が分布している。
【0115】
次に、実施例２と比較例２とにおける加熱対象物９０ｂの吸収電力分布について説明する。図２１は、吸収電力分布の解析に用いる加熱対象物９０ｂの幅方向における位置の定義を示す。
【0116】
図２１に示すように、図８と同様に、加熱対象物９０ｂの幅方向、すなわち、Ｘ軸方向の位置をＢ（ｍｍ）で表す。上述のように、加熱対象物９０ｂの幅は２００ｍｍであるので、Ｂ＝０ｍｍの位置が加熱対象物９０ｂの左端となり、Ｂ＝２００ｍｍの位置が加熱対象物９０ｂの右端となる。平板部分９１は左側に配置され、傾斜部分９２は右側に配置される。
【0117】
図２２は、実施例２および比較例２における加熱対象物９０ｂの吸収電力分布を示すグラフである。本解析においては、実施例２と比較例２とで負荷とのインピーダンス整合が異なるため、図２２では、縦軸が次式で算出される吸収電力比を表す。
【0118】
（吸収電力比）＝（各位置の吸収電力）／（吸収電力の平均値）
図２２において、Ｂ＝０ｍｍからＢ＝８５ｍｍまでが加熱対象物９０ｂの平板部分９１に対応する。Ｂ＝８５ｍｍからＢ＝２００ｍｍまでが加熱対象物９０ｂの傾斜部分９２に対応する。図２２に示すように、比較例２では、平板部分９１における吸収電力比が傾斜部分９２のそれより大きい。
図２２において、Ｂ＝０ｍｍからＢ＝８５ｍｍまでが加熱対象物９０ｂの平板部分９１に対応する。Ｂ＝８５ｍｍからＢ＝２００ｍｍまでが加熱対象物９０ｂの傾斜部分９２に対応する。図２２に示すように、比較例２では、平板部分９１における吸収電力比が傾斜部分９２のそれより大きい。
【0119】
すなわち、比較例２では、平板部分９１に電界が集中し、傾斜部分９２の電界強度は小さい。実施例２では、傾斜部分９２における吸収電力比は比較例２より大きく、平板部分９１における吸収電力比は比較例２より小さい。
【0120】
このように、実施例２では、平板部分９１より薄い傾斜部分９２における吸収電力比が比較例２より大きい。すなわち、加熱対象物９０ｂの形状に基づいて電界調整部５０と制御することにより、不均一な厚さを有する加熱対象物９０ｂにおける加熱ムラを低減することができる。
【0121】
［効果］
本実施の形態の高周波加熱装置１Ｃによれば、以下の効果が得られる。
本実施の形態の高周波加熱装置１Ｃによれば、以下の効果が得られる。
【0122】
制御部４０は、第１電極１１と複数の第２電極１２との間において、加熱対象物９０ａの肉薄部が位置する領域Ｓ１、Ｓ３の電界強度を大きくするように、切替部５１ａ、５１ｃを制御する。
【0123】
または、制御部４０は、第１電極１１と複数の第２電極１２との間において、加熱対象物９０ａの肉厚部が位置する領域Ｓ２の電界強度を小さくするように、切替部５１ｂを制御する。その結果、不均一な厚さを有する加熱対象物９０ａにおける加熱ムラを低減することができる。
【0124】
［変形例］
制御部４０は、検知部６０による検知結果の代わりに使用者により入力された情報に基づいて、電界調整部５０を制御してもよい。例えば、使用者が入力部を操作して、加熱対象物９０ａのうち強く加熱したい領域と、弱く加熱したい領域とを指定する。制御部４０は、入力部からの情報に基づいて電界調整部５０の複数の切替部５１ａ、５１ｂ、５１ｃの切替を制御する。これにより、使用者により入力された情報に基づいて、電界強度を調整することができる。
制御部４０は、検知部６０による検知結果の代わりに使用者により入力された情報に基づいて、電界調整部５０を制御してもよい。例えば、使用者が入力部を操作して、加熱対象物９０ａのうち強く加熱したい領域と、弱く加熱したい領域とを指定する。制御部４０は、入力部からの情報に基づいて電界調整部５０の複数の切替部５１ａ、５１ｂ、５１ｃの切替を制御する。これにより、使用者により入力された情報に基づいて、電界強度を調整することができる。
【0125】
（実施の形態４）
本開示の実施の形態４に係る高周波加熱装置１Ｄについて説明する。本実施の形態では、主に実施の形態３と異なる点について説明する。本実施の形態において、実施の形態３と同一または同等の要素については同じ符号を付し、重複する記載は省略する。
本開示の実施の形態４に係る高周波加熱装置１Ｄについて説明する。本実施の形態では、主に実施の形態３と異なる点について説明する。本実施の形態において、実施の形態３と同一または同等の要素については同じ符号を付し、重複する記載は省略する。
【0126】
図２３は、高周波加熱装置１Ｄの構成を示す概略図である。図２３に示すように、本実施の形態が実施の形態３と異なるのは、本実施の形態が、電界調整部５０の代わりに、実施の形態２で説明した電界調整部５３を有する点である。
【0127】
＜制御部＞
図２４は、高周波加熱装置１Ｄにおいて、電界強度を調整せずに加熱対象物９０ａを加熱する状態を模式的に示す。図２４に示すように、電界強度を調整せずに加熱対象物９０ａを加熱すると、中央の領域Ｓ２の電界強度Ｐ２は、周辺部の領域Ｓ１、Ｓ３の電界強度Ｐ１、Ｐ３に比べて大きくなる。
図２４は、高周波加熱装置１Ｄにおいて、電界強度を調整せずに加熱対象物９０ａを加熱する状態を模式的に示す。図２４に示すように、電界強度を調整せずに加熱対象物９０ａを加熱すると、中央の領域Ｓ２の電界強度Ｐ２は、周辺部の領域Ｓ１、Ｓ３の電界強度Ｐ１、Ｐ３に比べて大きくなる。
【0128】
図２５は、高周波加熱装置１Ｄにおいて、電界強度を調整して加熱対象物９０ａを加熱する状態を模式的に示す。
【0129】
図２５に示すように、制御部４０は、加熱対象物９０ａの形状に基づいて、複数の領域Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３のうち、中央の領域Ｓ２に対応する第２電極１２ｂを、中央以外の領域Ｓ１、Ｓ３に対応する第２電極１２ａ、１２ｃより第１電極１１から遠ざけるように、電界調整部５３を制御する。
【0130】
これにより、第１電極１１と第２電極１２ａ、１２ｃとの間隔は、第１電極１１と第２電極１２ｂとの間隔より狭くなる。その結果、領域Ｓ１、Ｓ３における電界強度Ｐ１、Ｐ３を、加熱対象物９０ａの肉厚部が位置する領域Ｓ２の電界強度Ｐ２と同等にすることができる。すなわち、不均一な厚さを有する加熱対象物９０ａにおける加熱ムラを低減することができる。
【0131】
［効果］
本実施の形態の高周波加熱装置１Ｄによれば、加熱対象物９０ａの形状に基づいて、第１電極１１と複数の第２電極１２との間の電界強度を調整することにより、不均一な厚さを有する加熱対象物９０ａにおける加熱ムラを低減することができる。
本実施の形態の高周波加熱装置１Ｄによれば、加熱対象物９０ａの形状に基づいて、第１電極１１と複数の第２電極１２との間の電界強度を調整することにより、不均一な厚さを有する加熱対象物９０ａにおける加熱ムラを低減することができる。
【0132】
（実施の形態５）
本開示の実施の形態５に係る高周波加熱装置１Ｅについて説明する。本実施の形態では、主に実施の形態４と異なる点について説明する。本実施の形態において、実施の形態４と同一または同等の要素については同じ符号を付し、重複する記載は省略する。
本開示の実施の形態５に係る高周波加熱装置１Ｅについて説明する。本実施の形態では、主に実施の形態４と異なる点について説明する。本実施の形態において、実施の形態４と同一または同等の要素については同じ符号を付し、重複する記載は省略する。
【0133】
図２６は、高周波加熱装置１Ｅの構成を示す概略図である。図２６に示すように、本実施の形態が実施の形態４と異なるのは、本実施の形態が、検知部６０の代わりに検知部６０ａを有する点である。検知部６０ａは、赤外線センサで構成され、第１電極１１と複数の第２電極１２との間に配置された加熱対象物９０ａの温度を検知する。
【0134】
＜制御部＞
制御部４０は、検知部６０ａにより検知された加熱対象物９０ａの温度に基づいて、電界調整部５３を制御する。具体的には、制御部４０が、温度が高い領域の第２電極１２を加熱対象物９０ａから遠ざけて電界強度を小さくする。または、制御部４０が、温度が低い領域の第２電極１２を加熱対象物９０ａに近づけて電界強度を大きくする。
制御部４０は、検知部６０ａにより検知された加熱対象物９０ａの温度に基づいて、電界調整部５３を制御する。具体的には、制御部４０が、温度が高い領域の第２電極１２を加熱対象物９０ａから遠ざけて電界強度を小さくする。または、制御部４０が、温度が低い領域の第２電極１２を加熱対象物９０ａに近づけて電界強度を大きくする。
【0135】
［効果］
本実施の形態の高周波加熱装置１Ｅによれば、加熱対象物９０ａの温度分布に応じて、第１電極１１と複数の第２電極１２との間の電界強度を調整することにより、不均一な厚さを有する加熱対象物９０ａにおける加熱ムラを低減することができる。
本実施の形態の高周波加熱装置１Ｅによれば、加熱対象物９０ａの温度分布に応じて、第１電極１１と複数の第２電極１２との間の電界強度を調整することにより、不均一な厚さを有する加熱対象物９０ａにおける加熱ムラを低減することができる。
【0136】
［変形例］
本実施の形態は、実施の形態１～４のいずれとも組み合わせることが可能である。すなわち、実施の形態１～４において、検知部６０の代わりに検知部６０ａを備え、制御部４０が、検知部６０ａにより検知された温度に基づいて電界調整部５０、５３を制御してもよい。
本実施の形態は、実施の形態１～４のいずれとも組み合わせることが可能である。すなわち、実施の形態１～４において、検知部６０の代わりに検知部６０ａを備え、制御部４０が、検知部６０ａにより検知された温度に基づいて電界調整部５０、５３を制御してもよい。
【産業上の利用可能性】
【0137】
本開示に係る高周波加熱装置は、例えば、解凍機、加熱調理機、食材や木材の乾燥装置に適用可能である。
【符号の説明】
【0138】
１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ 高周波加熱装置
１１ 第１電極
１２、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ 第２電極
１３ 加熱室
１４ 載置台
２０ 高周波電源
２１ 発振器
２２、２３ 増幅器
３０ 整合部
４０ 制御部
５０、５０ａ、５３、５３ａ 電界調整部
５１ａ、５１ｂ、５１ｃ 切替部
５２ａ、５２ｂ、５２ｃ インピーダンス素子
５４ａ、５４ｂ、５４ｃ 可動部
５５ａ、５５ｂ、５５ｃ、５６ａ、５６ｂ、５６ｃ 棒状部材
６０、６０ａ 検知部
８０、８１ 解析モデル
９０、９０ａ、９０ｂ 加熱対象物
９１ 平板部分
９２ 傾斜部分
１１ 第１電極
１２、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ 第２電極
１３ 加熱室
１４ 載置台
２０ 高周波電源
２１ 発振器
２２、２３ 増幅器
３０ 整合部
４０ 制御部
５０、５０ａ、５３、５３ａ 電界調整部
５１ａ、５１ｂ、５１ｃ 切替部
５２ａ、５２ｂ、５２ｃ インピーダンス素子
５４ａ、５４ｂ、５４ｃ 可動部
５５ａ、５５ｂ、５５ｃ、５６ａ、５６ｂ、５６ｃ 棒状部材
６０、６０ａ 検知部
８０、８１ 解析モデル
９０、９０ａ、９０ｂ 加熱対象物
９１ 平板部分
９２ 傾斜部分
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5A】
【図5B】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】