
電子レンジの発明者は、ポップコーンを作る特許も取っていた
電子レンジの最初の特許は、ベルトコンベア式。
もくじ
1947年3月29日、ある技術者が変わった特許を出願しました。アメリカの会社レイセオンで働く、パーシー・スペンサー(Percy Spencer)です。それは、トウモロコシを芯ごとポップコーンにする方法の特許でした。
やり方はこうです。まず、トウモロコシの粒を芯からはずさないまま、バターと塩で味をつけます。それを袋にぴったり閉じ込めて、マイクロ波という電波を当てます。すると粒がはじけて芯から飛び出し、袋の中にポップコーンがたまります。はじけなかった粒は芯に残るので、食べるポップコーンに混ざりません。
この特許は1949年に登録されました。スペンサーは、電子レンジの発明者として知られる人です。電子レンジの誕生といえば、レーダーの部品のそばで、ポケットの菓子が溶けた話が有名です。でも、特許の書類や学会の記事を調べると、あまり知られていない話がいくつも出てきます。
たとえば、電子レンジの最初の特許は、今のような「箱」ではありませんでした。ベルトコンベアで食べ物を運んで、電波の中を通す装置だったのです。また、スペンサーが電子レンジの特許で会社から受け取ったボーナスは、2ドルだったと伝えられています。
この記事では、まずスペンサーがどんな人だったかを紹介します。次に、菓子が溶けた話と、最初の特許や最初の製品について説明します。最後に、電子レンジで食べ物が温まる仕組みと、「中から温まる」という話がなぜ間違いなのかを説明します。
01スペンサーは小学校を出ていないが、レーダーの部品の大量生産を進めた
アメリカ物理学会のニュース記事(2015年)によると、スペンサーは1894年にメイン州で生まれました。小さいころに父を亡くし、小学校の途中で学校をやめて、工場で働きました。その後、海軍の無線通信士になり、物理などを自分で勉強しました。第一次世界大戦のあと、スペンサーはある会社に入ります。のちにレイセオンと名前を変える会社です。
第二次世界大戦の間、レーダーに使う「マグネトロン」という真空管が、たくさん必要になりました。マグネトロンは、マイクロ波という電波を作り出す、レーダーの中心となる部品です。
マサチューセッツ工科大学(MIT)には、発明家をたたえる「レメルソン-MIT」という事業があります。レメルソン-MITの説明では、スペンサーはマグネトロンを発明した人ではありません。マグネトロンの量産(大量に作ること)を進めた人だ、と書かれています。
全米発明家殿堂によると、1941年には、マグネトロンは1日に17本しか作れませんでした。アメリカ物理学会の記事によると、マグネトロンの部品は、腕のいい職人が銅の塊を何週間もかけて削り出して作っていました。スペンサーは、この作り方を変えました。薄い金属の板を型で打ちぬいて、重ねて作る方法にしたのです。
その結果、マグネトロンは1日に2,600本まで作れるようになりました(殿堂による)。スペンサーの部門で働く人は、15人から5,000人以上に増えました(学会の記事による)。
02電子レンジのきっかけになった菓子は、資料によってキャンディーともチョコとも書かれる
電子レンジが生まれたきっかけとして、有名な場面があります。スペンサーが、動いているレーダー装置のそばにいたときのことです。スペンサーは、ポケットに入れていた菓子が溶けていることに気づきました。
ただ、溶けた菓子の種類は、資料によって書き方が違います。アメリカ物理学会の記事は、ただ「キャンディーバー」と書いています。レメルソン-MITは、「チョコレートバー」と書いています。どちらの資料も、スペンサー本人がその日に書いた記録をもとにしているわけではありません。この話は、あとから何度も語られるうちに、細かいところが整えられていった可能性があります。
菓子が溶けたあとの実験は、具体的に伝えられています。スペンサーが、ポップコーンの粒をマグネトロンに近づけると、粒がはじけました。次に、やかんに卵を入れて、電波を当ててみました。すると卵が破裂して、実験を疑ってそばで見ていた同僚の顔に、卵の中身が飛び散ったそうです。

03電子レンジの最初の特許は、ベルトコンベアで食べ物を運ぶ装置だった
1945年10月8日、スペンサーは「食品の処理方法」という特許を出願しました。この特許は1950年に登録されました。
ここで大事なのは、電波で物を温めるという考え自体は、スペンサーが最初ではなかったことです。アメリカ物理学会の記事によると、周波数の高い電波で物を温めるという案は、1934年にベル研究所の研究から出されていました。周波数とは、波が1秒間に何回揺れるかを表す数です。ベル研究所は、1937年にこの方法の特許を出願しています。
スペンサーの特許にも、それまでの方法について書かれています。それまでの方法は周波数が低く、エネルギーがかかりすぎて、実際には使えなかった、というのです。スペンサーの工夫は、電波の波長(波の山から山までの長さ)を、10センチほどまで短くしたことでした。特許によると、食べ物の大きさと波長が近くなると、食べ物の中で強い熱が生まれるといいます。
特許に描かれた装置は、今の家庭の電子レンジとはまったく違います。マグネトロンが出す電波を、管を通して運びます。その管の出口の下を、ベルトコンベアに乗った食べ物が通っていきます。工場の流れ作業のような仕組みです。
特許には、この装置を使うと少ないエネルギーですむと書かれています。卵をかたゆでにするのに必要なエネルギーは、普通の方法の約18分の1でした。じゃがいもを焼くときは、電気オーブンの約300分の1でした。
04最初に売られた電子レンジは、人の背たけほどの大きさだった
お店などで使う、最初の業務用の電子レンジは、「レーダーレンジ」と名づけられました。このレーダーレンジについても、資料によって書いてあることが違います。
- アメリカ物理学会の記事:発売は1946年。高さ約6フィート(約1.8メートル)、重さ750ポンド(約340キロ)以上、値段は5,000ドル。
- レメルソン-MIT:売り出したのは1947年。重さ約750ポンド、高さ6フィート、値段は3,000ドル。
大きさはほぼ同じですが、発売の年と値段は違っています。
1947年1月には、ニューヨークのグランド・セントラル駅に、ある自動販売機が登場しました。マイクロ波で温めたホットドッグを売る、「スピーディ・ウィーニー」という機械です。
電子レンジが家庭に広がるのは、まだ先のことでした。全米発明家殿堂によると、レイセオンは1965年に、アマナという家電の会社を買い取りました。これで、家庭用の電子レンジを大量に売れるようになったといいます。
アメリカ物理学会の記事によれば、スペンサーが電子レンジの発明で受け取ったのは、2ドルのボーナスだけでした。このボーナスは、特許を取った社員に、レイセオンが普通に出していたものです。スペンサーは1970年に亡くなっています。
深掘り講義
ここから先は、もう一段深く。しくみ・史料・論争まで踏み込みます。
電子レンジで温まるのは、電波が水の分子を回そうとし、その動きが熱に変わるから
FDAは、普通の人向けに、こう説明しています。マイクロ波が食べ物の中の水の分子を振動させ、そのときに出る熱で調理する、というものです。ここでは、この仕組みをもう少し詳しく見てみましょう。
水の分子は、電気のかたよりを持っています。酸素の側は少しマイナス、水素の側は少しプラスです。このように、プラスとマイナスにかたよった分子を、双極子(そうきょくし)と呼びます。
電子レンジの中では、電気の力の向きが、行ったり来たりする変化を繰り返しています。その回数は、1秒間に24億5,000万回です。周波数でいうと、2,450メガヘルツです。水の分子には、電気の力の向きにそろおうとして、回転する力がかかります。
ジョージア州立大学の物理学の解説サイトHyperPhysicsによると、ここで起きているのは「共鳴」ではありません。共鳴とは、ある決まった周波数のときだけ、分子が大きく揺れることです。
液体や固体の中では、分子どうしがいつもぶつかり合っています。そのため、電気の力で分子がそろって回ろうとしても、その動きは、ぶつかり合いですぐにばらばらの動きになります。このばらばらの動きが、熱です。このように、電波で物が温まる仕組みを、誘電加熱(ゆうでんかねつ)と呼びます。
「水の分子を振動させる」というのは、大まかな言い方です。正確には、電波が分子を回そうとする力と、その動きがすぐに熱に変わることを、まとめて言っているのです。
電波は食べ物の表面近くで弱まるので、食べ物は「中から」は温まらない
HyperPhysicsの解説によると、25℃の水の中では、電波のエネルギー(電力)は、約1.4センチの深さで約37%まで弱まります。この約37%という数は、数学で使う「e」という数(約2.72)で、1を割った値です。
電波は、水の表面から中に入るにつれて、水にエネルギーを吸われて、どんどん弱くなります。そのため、熱が生まれるのは、主に食べ物の表面から数センチの層です。
このことから、FDAの説明がよく分かります。大きな肉の塊や、厚いグラタンを温めると、外側が先に熱くなります。中心は、外側から熱が伝わってくるのを待つことになります。外は熱いのに中が冷たい、ということが起きるのはこのためです。温めたあとに少し置いておくと、熱が中まで伝わって、温度のむらが減ります。
スペンサーの特許も、電波の波長と食べ物の大きさの関係に注目していました。電波の波長と、温める食べ物の大きさが合っているかどうかは、電子レンジを発明したときから大事な問題だったのです。
扉の網は電波を通さず、温めた食べ物は放射能を帯びない
電子レンジの扉には、細かい穴のあいた金属の網が入っています。HyperPhysicsによると、この穴の大きさは約1ミリです。電子レンジの電波の波長は約12センチで、穴よりずっと大きいので、電波は穴を通り抜けられません。一方、目に見える光の波長は約0.0005ミリなので、穴を通り抜けます。だから、扉の外から中が見えるのです。
電波は光の仲間で、エネルギーの小さな粒(光子)が集まったものとしても考えられます。マイクロ波の光子1個が持つエネルギーは、約10万分の1電子ボルトしかありません。電子ボルトは、とても小さなエネルギーを表す単位です。部屋の温度で、分子がもともと持っている動きのエネルギーは、約40分の1電子ボルトです。マイクロ波の光子のエネルギーは、それと比べても、はるかに小さいのです。
このため、マイクロ波には、原子を壊したり、物を放射性にしたりする力はありません。FDAが、電子レンジで温めた食べ物は放射能を帯びないと説明しているのは、このためです。
資料によって話が違うときは、語りつがれた話と当時の書類を分けて読む
レーダーレンジの発売年や値段、溶けた菓子の種類。こうした細かい点は、資料によって違っています。電子レンジの発明の話が、記念の記事や紹介文で、何度も語り直されてきたからです。
一方、特許を出願した日や、卵とじゃがいもで比べたエネルギーの数字は、当時の書類にそのまま残っています。語りつがれた話と、日付のある書類を分けて読むと、どこまでが確かな記録なのかが見えてきます。
05まとめ
スペンサーは、レーダーに使うマグネトロンを大量に作る仕事をしていました。電子レンジは、スペンサーが、ポケットの菓子が溶けていることに気づいたところから始まったと伝えられています。
電子レンジの最初の特許は、ベルトコンベアで食べ物を運んで電波の中を通す装置でした。その2年後には、トウモロコシを芯ごと袋に入れてポップコーンにする特許も出願しました。最初に売られた電子レンジは人の背たけほどもあり、発明者のスペンサーが受け取った特許ボーナスは2ドルでした。
水の場合、電波のエネルギーは、表面から1.4センチほど進むだけで、3分の1あまりに減ってしまいます。そのため、電子レンジで厚い物を温めるときは、途中で一度かき混ぜるか、少し置いてから食べると、中まで温まりやすくなります。
人に話すなら、こう言おう
電子レンジを発明した人、トウモロコシを芯ごと袋に入れてポップコーンにする特許まで取ってたんだって。しかも会社からもらった特許のボーナスはたった2ドルだったらしいよ。
英語で読む
Popcorn on the Cob
英文をタップすると、その文の訳が出ます。
In 1947, an engineer named Percy Spencer asked for a strange patent.1947年、パーシー・スペンサーという技術者が、変わった特許を申請しました。 He put a whole ear of corn in a bag and heated it with microwaves.彼はトウモロコシを一本まるごと袋に入れ、マイクロ波で温めたのです。 The corn popped, and the popcorn stayed in the bag.トウモロコシの粒がはじけ、ポップコーンは袋の中にたまりました。
Spencer did not finish grade school.スペンサーは小学校を卒業していませんでした。 But he learned about radios in the Navy and later worked at a company called Raytheon.でも海軍で無線について学び、のちにレイセオンという会社で働きました。 During World War II, he helped the company make magnetrons, the hearts of radar machines.第二次世界大戦中、彼は会社がレーダー装置の心臓部であるマグネトロンを作るのを手伝いました。 In 1941, workers made only 17 a day, but his new method raised the number to 2,600.1941年には1日に17本しか作れませんでしたが、彼の新しい方法で2,600本に増えました。
One day, he stood near a working radar set.ある日、彼は動いているレーダー装置のそばに立っていました。 The candy bar in his pocket melted.ポケットの中のキャンディーバーが溶けていました。 Some writers say it was a chocolate bar.チョコレートバーだったと書く人もいます。 Then he tested popcorn and an egg, and the egg exploded in a coworker's face.次に彼はポップコーンと卵を試しましたが、卵は同僚の顔の前で破裂しました。
His first patent did not show a box.彼の最初の特許には、箱は描かれていませんでした。 Food moved on a belt under the microwaves, like in a factory.食べ物は、工場のようにベルトに乗って電波の下を通っていったのです。 The first ovens were almost two meters tall and weighed more than 340 kilograms.最初の電子レンジは高さが2メートル近く、重さは340キロ以上もありました。 And Spencer got only a 2 dollar bonus for his patent.そしてスペンサーが特許でもらったのは、たった2ドルのボーナスだけでした。
Many people believe that microwaves cook food from the inside.電子レンジは食べ物を内側から温めると信じている人がたくさんいます。 That is not true.それは正しくありません。 The waves heat the outer part first, and the heat then moves to the center.電波はまず外側を温め、その熱があとから中心へ伝わっていきます。 So if your soup is still cold in the middle, stir it and wait a minute.だから、スープの真ん中がまだ冷たかったら、かきまぜて1分待ちましょう。
4択問題 Reading Quiz
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Q1What is this story mainly about?
この話は主に何についてのものですか。
正解:B The man behind the microwave oven and how it works
第1〜4段落でスペンサーの特許や逸話、第5段落で電子レンジの温まり方を説明しているので正解はB。Aは最後の一文だけの話、Dは本文にない。
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Q2How many magnetrons were made a day after Spencer's new method?
スペンサーの新しい方法のあと、マグネトロンは1日に何本作られましたか。
正解:D 2,600
第2段落4文目に「1日17本が2,600本に増えた」とあるので正解はD。17は改良前の数、1941は年、340は電子レンジの重さ(キロ)。
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Q3What happened when Spencer tested an egg?
スペンサーが卵を試したとき、何が起きましたか。
正解:A It exploded.
第3段落4文目に「卵は同僚の顔の前で破裂した」とあるので正解はA。キャンディーバーが溶けたのは卵の実験より前の出来事。
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Q4In paragraph 4, the word "bonus" is closest in meaning to
第4段落の "bonus" に最も意味が近いのはどれですか。
正解:C extra money for good work
bonus は「ボーナス、特別手当」。「特許に対して2ドルのbonusをもらった」という文脈なので正解はC。
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Q5Which is true about microwave ovens?
電子レンジについて正しいものはどれですか。
正解:C The heat moves from the outer part to the center.
第5段落3文目に「電波はまず外側を温め、熱が中心へ伝わる」とあるので正解はC。Aは誤解として否定され、Bは第4段落の「2メートル近く」と合わない。
重要語 Key Words(タップで裏返る)
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engineer名詞技術者、エンジニア
My uncle is an engineer at a car company.
おじは自動車会社の技術者だ。
💡 engine(機械)と同じ語源。-eer は「〜する人」。
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patent名詞特許
She got a patent for her new machine.
彼女は新しい機械で特許を取った。
💡 apply for a patent で「特許を出願する」。
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microwave名詞マイクロ波、電子レンジ
Heat the rice in the microwave for one minute.
ご飯を電子レンジで1分温めて。
💡 micro(小さい)+ wave(波)。英語では電子レンジそのものも microwave と呼ぶ。
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melt動詞溶ける、溶かす
The ice cream melted in the sun.
アイスクリームが日なたで溶けた。
💡 熱で溶けるのは melt、水に溶けるのは dissolve。
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explode動詞破裂する、爆発する
The balloon exploded with a loud noise.
風船が大きな音を立てて破裂した。
💡 名詞は explosion。
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bonus名詞ボーナス、特別手当
Workers get a bonus at the end of the year.
従業員は年末にボーナスをもらう。
💡 「おまけ」の意味でも使う。a bonus point で「ボーナス点」。
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weigh動詞重さが〜ある
This bag weighs five kilograms.
このかばんは重さが5キロある。
💡 名詞は weight(重さ)。gh は発音しない。
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stir動詞かきまぜる
Stir the milk into the coffee.
牛乳をコーヒーにかきまぜて入れて。
💡 stir A into B で「AをBにまぜ入れる」。
SOURCES出典・ウラ取り
この記事の事実は、次の資料を実際に開いて確認しています(確認した事実 24件)。
- Spencer, P. L. US Patent 2,495,429 "Method of treating foodstuffs"(1950)patents.google.com
- Spencer, P. L. US Patent 2,480,679 "Prepared food article and method of preparing"(1949)patents.google.com
- Conover, E. (2015) 1945: First Patent for the Microwave, APS News(アメリカ物理学会)aps.org
- Percy Spencer(Lemelson-MIT Program, MIT)lemelson.mit.edu
- Microwave Ovens(米食品医薬品局 FDA)fda.gov
- Nave, R. Microwave Oven(HyperPhysics, ジョージア州立大学)hyperphysics.gsu.edu
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No.119シャコのパンチは、水の中で時速85kmにもなる
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