JP2001060440A - マグネトロン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 部品寸法がバラツイても共振周波数への影響
を抑制して、共振周波数の変動を抑制したマグネトロン
を提供する。 【解決手段】 本発明のベインの特徴は、ベイン２の上
部ポールピース９及び下部ポールピース１０と対面する
それぞれの面２７の中間部分を残し両側部２９を切り落
したことである。こうして、ポールピース９，１０に最
接近するベイン２の面２７の厚みを他の部分の厚みより
薄くすることにより、他の特性を大きく変えることな
く、コンダクタンスの増加を半減でき、共振周波数への
影響を抑制できる。また、ベイン２のポールピース９，
１０に最接近している面２７の効率的な厚みはベインの
他の部分の厚みの２分の１以上とする方が良い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子レンジ等のマ
イクロ波加熱機器やレーダーなどに用いられるマグネト
ロンに関する。

【０００２】

【従来の技術】第３図は、従来のマグネトロンの半断面
図である。１は無酸素鋼などからなり真空壁（真空容器
の壁面、以下同じ）の一部となるアノードシェルで、そ
の内周に複数個のベイン２が放射状に中心に向かって設
けられ、各ベイン２は１個おきに小径および大径のスト
ラップリング７、８により接続されて、πモード発振の
安定化が図られている。アノードシェル１の両端にはベ
イン２の先端とアノードシェル１の中心部に、軸方向に
設置されたフィラメント３との間の作用空間に磁界を集
中させるためのポールピース９、１０がそれぞれ設けら
れており、これらにより陽極部が形成されている。

【０００３】フィラメント３は、たとえばトリウムタン
グステン線などがコイル状に巻かれたフィラメントから
なり、各ベイン２の先端で囲まれた空間で、アノードシ
ェル１の中心部に設けられている。そしてその両端には
エンドハットが固着され、エンドハットはそれぞれ陰極
リード４、５に接続されている。６はベイン２の内の一
枚に接続されたアンテナ導体であり、ポールピース９に
はアンテナ導体６を通す穴が設けられている。

【０００４】１１はポールピース９を挟み、アノードシ
ェル１に固着される封着金属であるトップシェル、１２
はポールピース１０を挟みアノードシェル１に固着され
る封着金属であるステムメタル、１３はトップシェル１
１にロウ付けで固着される出力部支持のアンテナセラミ
ック、１４はアンテナセラミック１３に固着され前記ア
ンテナ導体６と接合される出力パイプ、１５は出力パイ
プ１４に圧入されるアンテナキャップ、１６はステムメ
タル１２に固着され陰極リード４、５を支持するステム
セラミックである。

【０００５】以上によって真空管が構成され、１７、１
８は前記アノードシェル１の上下にそれぞれ配置された
環状磁石、１９はアノードシェル１外周面に嵌着された
冷却フィンであり、２０はアノードシェル１、磁石１
７，１８と冷却フィン１９を囲むヨークである。２１は
ヨーク２０から突出したステムセラミック１６を囲みフ
ィルター回路を構成するチョーク２２及び貫通コンデン
サ２３を内臓するシールドケースである。

【０００６】２４は電子レンジの接合部と密接するガス
ケット、２５はガスケット２４を保持し、トップシェル
１１に圧入されるガスケツトリングである。上記構造に
おいて、陽極部で発生したマイクロ波は、本来の発振周
波数のマイクロ波（基本波）と整数倍の高調波などが混
在した状態で、アンテナ導体６を伝送し、アンテナキヤ
ップ１５の面から外部に放射される。

【０００７】上記構造において、フィラメント３とべイ
ン２間の空間を作用空間と呼び、この空間で電子の進行
方向に垂直に磁場が加えられ、電子が周回運動し、高周
波エネルギーを発生する。陽極部で発生したマイクロ波
は、アンテナ導体６を伝送し、アンテナキヤップ１５の
面から外部に放射される。

【０００８】入力エネルギーからこの高周波エネルギー
に変換される効率は、加えられる磁束密度に正比例する
ため、ポールピース９，１０の対向距離を短くすること
が望ましい。しかし、ベイン２とポールピース９，１０
の距離が近ずくとコンダクタンスが高くなり、共振周波
数に影響をおよぼす。即ち、部品寸法バラツキによっ
て、共振周波数が大きく変動することになるが、共振周
波数は国際規制で制限されており、設計通りの共振周波
数を得ることが必要である。

【０００９】

【発明が解決しようする課題】しかし、従来のベインは
図２に示すように、ベイン２の上部ポールピース９及び
下部ポールピース１０と対面する面２７は矩形状の平面
でベインの他の部分の厚みと同じであってベインの厚み
が均一である。面２７とポールピース９，１０のとの距
離が短いほど磁束の通過には好都合であるが、反面、こ
のようなベインの厚みでポールピースの対向距離を短く
すると、コンダクタンスが増加する。この対策として、
ベインの高さを小さくすることが容易に考えられるが、
ベイン２の面２８がフィラメント３と対向して形成する
作用空間を小さくすることになり、不安定な発振状態に
なり易くなる。それ故、作用空間の大きさを変えずにコ
ンダクタンスの増加を抑えることが必要である。

【００１０】そこで本発明は、ポールピースと最接近す
る部分のベインの厚みを他の部分の厚みより薄くするこ
とにより、他の特性を大きく変えることなく、コンダク
タンスの増加を半減でき、共振周波数の変動を小さくす
ることができるマグネトロンを提供することを目的とす
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の請求項１に係るマグネトロンは、熱電子を放
出するためのフィラメントと放射状に配置されるベイン
を有し、フィラメントを内径、ベイン先端を外径とする
作用空間の上下に配置されて対向するポールピースを備
えたマグネトロンにおいて、ベインのポールピースに最
接近している部分の厚みを、ベインの他の部分の厚みよ
り薄くするように構成した。

【００１２】こうして、ポールピースと最接近する部分
のベインの厚みを他の部分の厚みより薄くすることによ
り、ポールピースとの対向面積を減らすことができ、コ
ンダクタンスが低下し、部品寸法がバラツイても共振周
波数への影響を抑制できる。

【００１３】本発明の請求項２に係るマグネトロンは、
熱電子を放出するためのフィラメントと放射状に配置さ
れるベインを有し、フィラメントを内径、ベイン先端を
外径とする作用空間の上下に配置されて対向するポール
ピースを備えたマグネトロンにおいて、ベインのポール
ピースに最接近している部分の厚みを、ベインの他の部
分の厚みの２分の１以上となるように構成した。

【００１４】こうして、ポールピースと最接近する部分
のベインの厚みを他の部分の厚みの２分の１以上となる
ようにすることにより、対向面積を減らすことができ、
コンダクタンスが低下し、作用空間に封じ込められるべ
き電子が隙間から多く発散することなく、また、電子が
作用空間の小さい面積に収束しすぎると不安定な発振状
態になるのを防ぎながら、部品寸法がバラツイても共振
周波数への影響を抑制できる。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明の実施形態を以下に説明す
る。本発明のマグネトロンの基本構成は図３に示すもの
と同じであるが、ベインの構成に特徴があり、かかるベ
インを図３のマグネトロンに組込んだものであるので、
基本構成である図３については、既に述べたので、ここ
では説明を省略する。

【００１６】図１に本発明のベインの実施形態を示す。
図２と同一の部分については同じ番号を付している。本
発明のベインの特徴と図２のベインとの相違点は、ベイ
ン２の上部ポールピース９及び下部ポールピース１０と
対面するそれぞれの面２７の中間部分を残し両側部２９
を切り落したことである。

【００１７】こうして、ポールピース９，１０に最接近
するベイン２の面２７の厚みを他の部分の厚みより薄く
することにより、他の特性を大きく変えることなく、コ
ンダクタンスの増加を半減でき、共振周波数への影響を
抑制できる。

【００１８】他の手段として最接近するベイン２の面２
７の両側部２９だけではなく、それ以外の部分の厚みも
薄くすることも考えられるが、ベイン２の熱抵抗が高く
なり、ベイン２に固着されるストラップリング７，８の
熱応力が高くなる。その結果、ストラップリング７，８
が熱疲労破壊に達する時間が短くなるので好ましくな
い。

【００１９】また、図１のベインにおいて、ポールピー
ス９，１０に最接近する面２７の両側部２９をより多く
切り落し、厚みを更により薄くする場合も考えられる
が、ベイン２の面２８が陰極フィラメント３と対向して
形成する作用空間に封じ込められるべき電子が面２７の
隙間から多く発散することになり、また、電子が作用空
間の小さい面積に収束しすぎると不安定な発振状態にな
り易くなるので好ましくない。従って、ベイン２のポー
ルピース９，１０に最接近している面２７の厚みはベイ
ンの他の部分の厚みの２分の１以上とする方が効率的で
あることが経験上実証された。

【００２０】

【発明の効果】以上のように、本発明は、ポールピース
と最接近する部分のベインの厚みを他の部分の厚みより
薄くすることにより、ポールピースとの対向面積を減ら
すことができ、他の特性を大きく変えることなく、コン
ダクタンスが低下し、部品寸法がバラツイても共振周波
数への影響を抑制できることにより、共振周波数の変動
を抑制したマグネトロンを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のベイン形状図。

【図２】従来のベイン形状図

【図３】従来のマグネトロンの半断面図。

【符号の説明】

１ アノードシェル ２ ベイン ３ フィラメント ４，５ 陰極リード ６ アンテナ導体 ７，８ ストラップリング ９，１０ ポールピース １１ トップシェル １２ ステムメタル １３ アンテナセラミック １４ 出力パイプ １５ アンテナキャップ １６ ステムセラミック １７，１８ 環状磁石 １９ 冷却フィン ２０ ヨーク ２１ シールドケース ２２ チョーク ２３ 貫通コンデンサ ２４ ガスケット ２５ ガスケツトリング ２６ 円盤状の金属板 ２７ ポールピースと対面するベインの面 ２８ ベインの作用空間形成面 ２９ 切り落し部分

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱電子を放出するためのフィラメントと
   放射状に配置されるベインを有し、フィラメントを内
   径、ベイン先端を外径とする作用空間の上下に配置され
   て対向するポールピースを備えたマグネトロンにおい
   て、ベインのポールピースに最接近している部分の厚み
   を、ベインの他の部分の厚みより薄くすることを特徴と
   するマグネトロン。
2. 【請求項２】 ベインのポールピースに最接近している
   部分の厚みはベインの他の部分の厚みの２分の１以上と
   することを特徴とする請求項１記載のマグネトロン 。