JP2017111955A - Magnetron - Google Patents
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Abstract
【課題】従来と同等以上の性能を有しながら銅材の使用量を減らしたマグネトロンを実現する。
【解決手段】アノードシリンダ12を、内周部12Aと外周部12Bからなる二重構造とし、内側の内周部12Aに、非磁性の無酸素銅ではなく、非磁性の無酸素銅と比べて、強度、導電率、融点、熱電動率が総じて高く、高温化でのガス放出も極めて少ないグラフェンを用いるようにした。これにより、従来のマグネトロンと同等以上の性能を有しながら、銅材の使用量を減らしたマグネトロン1を実現できる。
【選択図】図2A magnetron is provided that has a performance equal to or better than that of a conventional one but uses less copper.
An anode cylinder 12 has a double structure including an inner peripheral portion 12A and an outer peripheral portion 12B, and an inner inner peripheral portion 12A is not made of nonmagnetic oxygen-free copper but compared with nonmagnetic oxygen-free copper. In addition, graphene is generally used which has high strength, electrical conductivity, melting point, and thermoelectricity, and extremely little outgassing at high temperatures. Thereby, it is possible to realize a magnetron 1 that has a performance equal to or better than that of a conventional magnetron and that uses a reduced amount of copper.
[Selection] Figure 2
Description
本発明は、マグネトロンに関するものであり、電子レンジ等のマイクロ波加熱機器に用いられる連続波マグネトロンに適用して好適なものである。 The present invention relates to a magnetron, and is suitable for application to a continuous wave magnetron used in microwave heating equipment such as a microwave oven.
2450MHz帯の電波を発振する一般的な電子レンジ用マグネトロンは、発振部と入力部と出力部とを有している。発振部は、筒状の陽極円筒(アノードシリンダ)と、このアノードシリンダの内周面から中心の管軸に向かって突出する複数のベインと、複数のベインを交互に短絡する径の異なる大小2つのストラップリングとを有するアノード部と、アノードシリンダの中心軸(すなわち管軸)上に配置された螺旋状陰極(カソード)を有するカソード部と、アノードシリンダの中心軸方向の両端に配置された一対のポールピースなどで構成されている。
A general magnetron for microwave ovens that oscillates radio waves in the 2450 MHz band has an oscillation unit, an input unit, and an output unit. The oscillating portion includes a cylindrical anode cylinder (anode cylinder), a plurality of vanes protruding from the inner peripheral surface of the anode cylinder toward the central tube axis, and
このような構成でなるマグネトロンは、入力部からカソードに電流を供給することでアノード部とカソード部との間に電圧を印加すると、発振部がマイクロ波発振して、出力部からマイクロ波を出力するようになっている(例えば特許文献1参照)。 In a magnetron configured in this way, when a voltage is applied between the anode part and the cathode part by supplying a current from the input part to the cathode, the oscillating part oscillates and outputs a microwave from the output part. (For example, refer to Patent Document 1).
ところで、マグネトロンが所望の性能を有するには、アノード部の素材として、アノード部に要求される電気伝導性、熱電動性、ガスバリア性、機械的強度などの物性に優れた素材を用いる必要があり、従来、このような条件に適合する素材として非磁性の無酸素銅が用いられている。 By the way, in order for the magnetron to have desired performance, it is necessary to use a material excellent in physical properties such as electrical conductivity, thermoelectricity, gas barrier property, and mechanical strength required for the anode part as a material for the anode part. Conventionally, nonmagnetic oxygen-free copper has been used as a material that meets such conditions.
このような非磁性の無酸素銅などの銅材は、価格が上昇しつつあり、マグネトロンのコストを下げる為には、銅材の使用量を減らすことが望ましい。しかしながら、単純に銅材を他の素材に変えると、その素材の物性によっては、マグネトロンの性能が低下してしまう。 The price of copper materials such as non-magnetic oxygen-free copper is increasing, and it is desirable to reduce the amount of copper material used in order to reduce the cost of the magnetron. However, if the copper material is simply changed to another material, the performance of the magnetron will deteriorate depending on the physical properties of the material.
そこで、本発明は、上記課題を解決する為になされたものであり、従来と同等以上の性能を有しながら銅材の使用量を減らしたマグネトロンを提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a magnetron that has a performance equal to or higher than that of the conventional one and reduces the amount of copper material used.
上記目的を達成する為に、本発明に係るマグネトロンは、管軸に沿って円筒状に延びるアノードシリンダと、前記アノードシリンダの内面から、前記管軸に向かって延び、遊端がベイン内接円を形成する複数のベインと、前記複数のベインを交互に短絡する径の異なる大小2つのストラップリングとを有するアノード部と、前記複数のベインの遊端によって形成される空間内に前記管軸に沿って配置されたカソードを有するカソード部とを具備し、前記アノード部の一部又は全部がグラフェンを構成要素とする炭素材により形成されていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a magnetron according to the present invention includes an anode cylinder extending in a cylindrical shape along a tube axis, an inner surface of the anode cylinder extending toward the tube axis, and a free end having a vane inscribed circle. And an anode portion having two strap rings having different diameters that alternately short-circuit the plurality of vanes, and a space formed by the free ends of the plurality of vanes. A cathode portion having a cathode disposed along the same, and a part or all of the anode portion is formed of a carbon material having graphene as a constituent element.
本発明によれば、アノード部の一部又は全部に、銅材ではなくグラフェンを構成要素とする炭素材を用いるようにした。グラフェンを構成要素とする炭素材は銅材と同等以上の物性(電気伝導性、熱電動性、ガスバリア性、機械的強度など)を有している為、従来と同等以上の性能を有しながら銅材の使用量を減らしたマグネトロンを実現できる。 According to the present invention, a carbon material containing graphene instead of a copper material is used for part or all of the anode portion. Graphene-based carbon materials have physical properties equivalent to or better than copper materials (electrical conductivity, thermoelectricity, gas barrier properties, mechanical strength, etc.) A magnetron with a reduced amount of copper material can be realized.
本発明に係るマグネトロンの一実施の形態を、図面を参照して説明する。尚、以下の実施の形態は、単なる例示であり、本発明はこれに限定されるものではない。 An embodiment of a magnetron according to the present invention will be described with reference to the drawings. The following embodiment is merely an example, and the present invention is not limited to this.
[1.マグネトロンの構成]
図1は、本実施の形態のマグネトロン1の構成の概略を示す図である。この図1は、マグネトロン1の中心軸である管軸mと直交する方向から見た場合の側面図であり、一部(主に左半分)が縦断面図となっている。このマグネトロン1は、2450MHz帯のマイクロ波を発生する電子レンジ用のマグネトロンである。マグネトロン1は、2450MHz帯のマイクロ波を発生する発振部2、発振部2の中心に位置するカソード3に電力を供給する入力部4、発振部2から発振されたマイクロ波を管外(マグネトロン1外)に取り出す出力部5を有している。発振部2、入力部4及び出力部5は、管軸mに沿って設けられている。つまり、発振部2の管軸方向の一端側(図中下側)に入力部4が設けられ、他端側(図中上側)に出力部5が設けられている。
[1. Magnetron Configuration]
FIG. 1 is a diagram showing an outline of the configuration of the
これら入力部4及び出力部5は、それぞれ発振部2に対し、入力側の金属封着体6及び出力側の金属封着体7によって真空気密に接合されている。これにより、発振部2内は真空状態に保たれるようになっている。
The input unit 4 and the output unit 5 are joined to the oscillating
発振部2は、アノード部10とカソード部11とを有している。アノード部10は、アノードシリンダ12と、複数枚(例えば10枚)のベイン13と、4本の円環状のストラップリング14とを有している。アノードシリンダ12は、円筒状に形成され、その中心軸が、マグネトロン1の中心軸である管軸mを通るように配置されている。
The
各ベイン13は、板状に形成され、アノードシリンダ12の内側に管軸mを中心に放射状に配置されている。各ベイン13の外側の端部はアノードシリンダ12の内周面に接合され、内側の端部は遊端になっている。そして、複数枚のベイン13の遊端に囲まれた円筒状の空間が電子作用空間となっている。4本のストラップリング14は、大小2本を1組として、複数枚のベイン13の管軸m方向の上端側と下端側とにそれぞれに1組ずつ固定されている。
Each
カソード部11は、カソード3、2つのエンドハット15、16、2本のサポートロッド17を有している。尚、サポートロッド17は、エンドハット15に接続される1本と、エンドハット16に接続される1本の計2本存在するが、図中では、エンドハット15に接続される方のサポートロッド17については省略している。カソード3は、螺旋状の陰極であり、電子作用空間の管軸m上に設けられている。このカソード3の入力側の端部(下端部)と出力側の端部(上端部)とに、それぞれ電子の飛び出しを防ぐ為のエンドハット15、16が固定されている。
The
さらにカソード3は、エンドハット15、16を介して、サポートロッド17と接続されている。サポートロッド17は、中継板20を介して管外へ導出されている。
Further, the
さらに、発振部2には、アノードシリンダ12の入力側の端部(下端部)の内側と出力側の端部(上端部)の内側に、一対のポールピース21、22が、エンドハット15、16の間の空間を挟むように対向して設けられている。
Further, the oscillating
入力側のポールピース21には、その中央部に、貫通孔が設けられ、この貫通孔を中心として、入力側(下方)に向かって広がる漏斗状に形成されている。一方、出力側のポールピース22も、その中央部に、貫通孔が設けられ、この貫通孔を中心として、出力側(上方)に向かって広がる漏斗状に形成されている。これらポールピース21、22は、それぞれ貫通孔の中心を管軸mが通るように配置される。
The
さらに、入力側のポールピース21には、外周部に、管軸m方向に延びる略筒状の金属封着体6の上端部が固着されている。この金属封着体6は、アノードシリンダ12の下端部に気密状態で固定されている。一方、出力側のポールピース22には、外周部に、管軸m方向に延びる略筒状の金属封着体7の下端部が固着されている。この金属封着体7は、アノードシリンダ12の上端部に気密状態で固定されている。
Furthermore, the upper end portion of the substantially cylindrical
入力側の金属封着体6は、その下端部に、入力部4を構成するセラミックステム23が気密状態で接合されている。つまり、セラミックステム23に植立されたサポートロッド17は、金属封着体6の内側を通ってカソード3に接続されている。
The
一方、出力側の金属封着体7は、その上端部に、出力部5を構成するセラミックでなる絶縁筒24が気密接合されていて、さらに絶縁筒24の上端には排気管25が気密接合されている。さらに、複数のベイン13のうちの1つから導出されたアンテナ26が、出力側のポールピース22を貫通し、金属封着体7の内側を通ってその上端側へと延び、先端が排気管25に挟持され気密状態で固定されている。
On the other hand, the output side
金属封着体6、7の外側には、アノードシリンダ12を管軸m方向に挟むように、一対のリング状の磁石30、31が対向して設けられている。さらに、アノードシリンダ12と磁石30、31は、ヨーク32によって囲われていて、一対の磁石30、31とヨーク32によって強固な磁気回路が形成されている。
A pair of ring-
尚、ヨーク32は、入力側の磁石30とアノードシリンダ12とを囲うコの字型のインプットヨーク32Aと、インプットヨーク32Aのコの字の開口部分を塞ぎ、出力側の磁石31を囲うコの字型のアウトプットヨーク32Bとで構成されている。
The
さらに、アノードシリンダ12とインプットヨーク32Aの間には、管軸m方向に並べて配置された複数の冷却フィン33によって構成されるラジエータ34が設けられていて、カソード3からの輻射熱及び発振部2の熱損失はアノードシリンダ12を介してラジエータ34に伝わり、さらにラジエータ34からインプットヨーク32A、アウトプットヨーク32Bへと伝わることでマグネトロン1の外部に放出されるようになっている。尚、インプットヨーク32Aとアウトプットヨーク32Bの素材は、それぞれ例えば鉄であり、冷却フィン33の素材は、例えばアルミとなっている。
Further, a
また、カソード3は、サポートロッド17を介して、コイル及び貫通コンデンサを有するフィルター回路35に接続されている。フィルター回路35は、フィルターボックス36内に収容されている。マグネトロン1の構成の概略は、以上のようになっている。
The
[2.アノード部の構成]
次に、図2を用いて、アノード部10の構成についてさらに詳しく説明する。尚、図2(A)は、アノード部10の左半分とその周辺部を拡大した縦断面図であり、図2(B)は、アノード部10のアノードシリンダ12を管軸m方向から見た場合の横断面図である。
[2. Anode configuration]
Next, the configuration of the
アノードシリンダ12は、アノードシリンダ12の内周部分を形成する円筒状の内周部12Aと、内周部12Aより大径の円筒状でなりアノードシリンダ12の外周部分を形成するとともに内周部12Aを補強する外周部12Bとで構成された2重構造となっている。内周部12Aの外径と外周部12Bの内径は、同一(もしくは内周部12Aの外径の方がわずかに大きい)であり、外周部12Bの内側に、内周部12Aを圧入するようにして、内周部12Aと外周部12Bとが接合されている。
The
外側の外周部12Bの素材には、従来と同様、銅材としての非磁性の無酸素銅が用いられている一方、内側の内周部12Aの素材には、従来とは異なり、グラフェンを構成要素とする炭素材(以下、これを単にグラフェンとも呼ぶ)が用いられている。尚、銅材でなる外周部12Bと、グラフェンでなる内周部12Aとの接合には、例えば、メタライジング法を用いる。メタライジング法では、非金属でなるグラフェンの表面に所定の金属層を形成した後、非磁性の無酸素銅とグラフェンの表面に形成された金属層とをろう付けすることになる。
The outer
また、アノードシリンダ12の内周部12Aの内周面には、複数枚のベイン13が接合されている。この場合も、グラフェンでなる内周部12Aと銅材でなるベイン13との接合には、例えばメタライジング法を用いる。
A plurality of
さらに、アノードシリンダ12の外周部12Bは、内周部12Aより管軸m方向に長く、入力側の端部(下端部)が内周部12Aの入力側の端部(下端部)より入力側(下方)に延びていて、出力側の端部(上端部)も内周部12Aの出力側の端部(上端部)より出力側(上方)に延びている。つまり、アノードシリンダ12の管軸m方向の両端部の内側には、内周部12Aと外周部12Bの管軸m方向の長さの違いによる段差が形成されている。
Furthermore, the outer
そして、アノードシリンダ12は、外周部12Bの入力側の端部と金属封着体6とが溶接により接合され、外周部12Bの出力側の端部と金属封着体7とが溶接により接合されることで、金属封着体6、7と気密接合される。また、アノードシリンダ12と金属封着体6とを接合する際に、金属封着体6の外周部と、アノードシリンダ12の内周部12Aの入力側の端部(段差となっている部分)との間で、入力側のポールピース21を挟持させてポールピース21をアノード部10に固着するようになっている。同様に、アノードシリンダ12と金属封着体7とを接合する際に、金属封着体7の外周部と、アノードシリンダ12の内周部12Aの出力側の端部(段差となっている部分)との間で、出力側のポールピース22を挟持させてポールピース22をアノード部10に固着するようになっている。
In the
また、アノードシリンダ12は、内周部12Aと外周部12Bの厚さが、それぞれ従来のアノードシリンダの半分程度に選定されている。よって、アノードシリンダ12全体の厚さは、従来のアノードシリンダと同程度となっている。
Further, the
つまり、アノードシリンダ12は、その約半分が、非磁性の無酸素銅からグラフェンに置き換えられた構造となっている。こうすることで、マグネトロン1では、従来のマグネトロンと比較して、アノード部10に用いる銅材の使用量を、内周部12Aの分だけ減らすことが可能となっている。
That is, the
ここで、非磁性の無酸素銅とグラフェンのそれぞれの物性ついて詳しく説明する。尚、アノード部10の素材として要求される条件は、主に、非磁性であること、強度が高いこと、導電率が良いこと、融点が高いこと、熱電動率が高いこと、ガス放出が少ないことなどである。よって、ここでは、まず非磁性の無酸素銅の物性のうち、アノード部10に要求される条件と関連する物性について説明する。非磁性の無酸素銅は、非磁性であり、ヤング率は129.8(GPa)、導電率は5.9×107(S/m)、融点は1083℃、熱伝導率は391(W/m・K)、高温化でのガス放出はきわめて少ないという物性を有している。
Here, the physical properties of nonmagnetic oxygen-free copper and graphene will be described in detail. The conditions required for the material of the
このように、非磁性の無酸素銅は、他の非磁性金属(例えばステンレス)と比べて、強度、導電率、融点、熱電動率が総じて高く、高温化でのガス放出も極めて少ないことから、アノード部10に要求される条件を満たす素材として、従来広く利用されている。
Thus, nonmagnetic oxygen-free copper has higher strength, electrical conductivity, melting point, and thermoelectricity compared to other nonmagnetic metals (for example, stainless steel), and gas release at high temperatures is extremely low. Conventionally, it has been widely used as a material that satisfies the conditions required for the
一方で、グラフェンは、非磁性であり、ヤング率は11000(GPa)、導電率は7.5×107(S/m)、融点は3000℃、熱伝動率は4.84×103〜5.3×103(W/m・K)、高温化でのガス放出は極めて少ないという物性を有している。そのうえ、グラフェンは、気体を通しにくいガスバリア性にも優れている。 On the other hand, graphene is nonmagnetic, has a Young's modulus of 11000 (GPa), an electrical conductivity of 7.5 × 10 7 (S / m), a melting point of 3000 ° C., and a thermal conductivity of 4.84 × 10 3 to It has a physical property of 5.3 × 10 3 (W / m · K) and extremely low outgassing at high temperatures. In addition, graphene is excellent in gas barrier properties that prevent gas from passing therethrough.
このように、グラフェンは、非磁性の無酸素銅と比べても、強度、導電率、融点、熱電動率が総じて高く、高温化でのガス放出も極めて少ないことから、アノード部10に要求される条件をより高いレベルで満たす素材として非常に有用であることがわかる。具体的には、グラフェンの方が、無酸素銅より導電率が高い為、このグラフェンを無酸素銅の代わりにアノード部10に用いれば、マグネトロン1の電子効率を向上させることができると考えられる。また、グラフェンの方が、無酸素銅より熱電動率が高い為、このグラフェンを無酸素銅の代わりにアノード部10に用いれば、アノード部10から冷却フィン33へ熱を伝わり易くして、放熱効果を向上させることができると考えられる。
Thus, graphene is required for the
さらに、グラフェンは、ガスバリア性にも優れていることから、この点についても、内部を真空状態に保つ必要があるアノード部10の素材として適している。
Further, since graphene is excellent in gas barrier properties, this point is also suitable as a material for the
このような物性の比較結果から、グラフェンが、アノード部10の素材として、非磁性の無酸素銅より優れた素材であることが明らかとなった。また、グラフェンは、ガスバリア性にも優れていることから、内部を真空状態に保つ必要があるアノード部10により適している。
From the comparison result of such physical properties, it became clear that graphene is a material superior to non-magnetic oxygen-free copper as a material of the
つまり、アノードシリンダ12の内周部12Aに非磁性の無酸素銅ではなくグラフェンを用いるようにすれば、マグネトロン1として従来と同等以上の性能を有しながら、アノード部10に用いる銅材の使用量を、従来のマグネトロンと比べて減らすことが可能となることがわかった。
In other words, if graphene is used instead of non-magnetic oxygen-free copper for the inner
[3.まとめと効果]
ここまで説明したように、本実施の形態のマグネトロン1は、アノードシリンダ12を、内周部12Aと外周部12Bからなる二重構造とし、内側の内周部12Aに、非磁性の無酸素銅ではなくグラフェンを用いるようにした。グラフェンは、上述したように、非磁性の無酸素銅と比べて、強度、導電率、融点、熱電動率が総じて高く、高温化でのガス放出も極めて少ないことから、アノード部10の素材として、非磁性の無酸素銅より優れた素材であると言える。
[3. Summary and effect]
As described so far, in the
よって、アノードシリンダ12の内周部12Aにグラフェンを用いたマグネトロン1では、従来のマグネトロンと同等以上の性能を有しながら、アノード部10に用いる銅材の使用量を減らすことが可能となる。
Therefore, in the
また、アノードシリンダ12の外周部12Bについては、従来と同様、非磁性の無酸素銅とし、この外周部12Bの管軸m方向の両端部と、金属封着体6、7とを溶接により接合するようにした。このように、アノードシリンダ12と金属封着体6、7との接合については、従来と同様の方法(溶接)で容易に接合できる。
Further, the outer
一方で、例えば、アノードシリンダ12全体をグラフェンにしてもよい。この場合、マグネトロン1の性能をさらに向上させることができ、且つアノード部10に用いる銅材の使用量をさらに減らすことができるが、その反面、金属封着体6、7との接合については、従来の方法とは異なるメタライジング法などで接合することになる為、接合の容易性については劣ることになる。
On the other hand, for example, the
さらに、本実施の形態では、アノードシリンダ12を、内周部12Aと外周部12Bからなる二重構造とするとともに、内周部12Aの管軸m方向の長さを外周部12Bの管軸m方向の長さより短くして、アノードシリンダ12の管軸m方向の両端部の内側に、ポールピース21、22を金属封着体6、7との間で挟持する為の段差を形成するようにした。つまり、アノードシリンダ12では、管軸m方向の長さと径が異なる2個のシリンダを重ね合わせて、段差を形成するようになっている。
Furthermore, in the present embodiment, the
こうすることで、本実施の形態のアノードシリンダ12は、従来の単一構造のアノードシリンダのように管軸m方向の両端部の内側を削るなどして段差を形成する場合と比べて、段差の形成が容易であり、二重構造ではあるものの、製造コストを抑えるようになっている。
In this way, the
[4.他の実施の形態]
[4−1.他の実施の形態1]
尚、上述した実施の形態では、アノードシリンダ12の内周部12Aにグラフェンを用い、外周部12Bに無酸素銅を用いて、例えば、内周部12Aと、銅材でなるベイン13との接合には、メタライジング法を用いた。これに限らず、例えば、グラフェンで形成した内周部12Aの全体に銅メッキを施すようにしてもよい。この場合、この銅メッキが施された内周部12Aと外周部12Bとでなるアノードシリンダ12は、従来の無酸素銅でなるアノードシリンダと同様の方法(ろう付けなど)で、他部品と接合できるようになる為、製造コストを抑えることができる。
[4. Other Embodiments]
[4-1. Other Embodiment 1]
In the above-described embodiment, graphene is used for the inner
また、この場合、銅メッキを使用する分、上述した実施の形態のアノードシリンダ12より銅の使用量が増えることになるが、アノードシリンダ12の全てを銅材とする場合と比べれば、銅の使用量を十分減らすことができる。
Further, in this case, the amount of copper used is increased by the amount of copper plating compared to the
[4−2.他の実施の形態2]
また、上述した実施の形態では、アノードシリンダ12を、内周部12Aと外周部12Bの二重構造とした。これに限らず、アノードシリンダ12を従来と同様の単一構造として、アノードシリンダ12全体をグラフェンで形成するようにしてもよい。この場合、アノードシリンダ12と他の部品との接合には、例えばメタライジング法を用いればよい。このようにすれば、上述した実施の形態よりも、銅の使用量を減らすことができる。
[4-2. Other Embodiment 2]
In the above-described embodiment, the
また、この場合も、グラフェンで形成したアノードシリンダ12の全体に銅メッキを施すようにして、従来と同様の方法(ろう付けなど)で、他部品と接合するようにしてもよい。
Also in this case, the
さらに、これに限らず、例えば、アノードシリンダ12を、内周部と外周部とこれらの間の中央部とからなる三重構造として、中央部のみをグラフェンとするなどしてもよい。つまり、少なくともアノードシリンダ12の一部がグラフェンで形成されていればよい。また、これに限らず、アノードシリンダ12の内周部12Aではなく外周部12Bをグラフェンで形成するようにしてもよい。
Furthermore, the present invention is not limited thereto, and for example, the
また、上述した実施の形態では、アノードシリンダ12の内周部12Aと外周部12Bとを圧入により接合するようにしたが、これに限らず、外周部12Bの内側にスパッタ蒸着によりグラフェンでなる内周部12Aを形成するなどしてもよい。
In the above-described embodiment, the inner
さらに、上述した実施の形態では、アノードシリンダ12の内周部12Aと外周部12Bとを同じ厚さとしたが、これに限らず、例えば、内周部12Aの厚さを外周部12Bより厚く又は薄くしてもよい。
Furthermore, in the above-described embodiment, the inner
[4−3.他の実施の形態3]
さらに、上述した実施の形態では、アノード部10のアノードシリンダ12にグラフェンを用いた。これに限らず、アノード部10を構成する他の部分にグラフェンを用いてもよい。具体的には、ベイン13の素材として、銅材ではなくグラフェンを用いるようにしてもよい。また、ストラップリング14の素材として、銅材ではなくグラフェンを用いるようにしてもよい。つまり、アノード部10の全てをグラフェンで形成するようにしてもよい。ベイン13及びストラップリング14についても、アノードシリンダ12と同様、非磁性であること、強度が高いこと、導電率が良いこと、融点が高いこと、熱電動率が高いこと、ガス放出が少ないことなどが要求される条件となる為、ベイン13及びストラップリング14に用いる素材をグラフェンに代えることで、銅材の使用量を一段と減らすことができるとともに、マグネトロン1の性能を向上させることができると考えられる。
[4-3. Other Embodiment 3]
Further, in the above-described embodiment, graphene is used for the
また、アノード部10以外の部分についても、アノード部10と同様の条件が要求される部分については、用いる素材をグラフェンに代えるようにしてもよい。具体的には、ポールピース21、22の素材として、銅材ではなくグラフェンを用いるようにしてもよい。また、アンテナ26の素材として、銅材ではなくグラフェンを用いるようにしてもよい。
Further, with respect to portions other than the
[4−4.他の実施の形態4]
さらに、上述した実施の形態では、アノード部10のアノードシリンダ12にグラフェンを構成要素とする炭素材を用いるとしたが、この炭素材には、例えば、黒鉛(グラファイト)、カーボンナノチューブ、フラーレンなどが含まれるものとする。尚、これら以外の炭素材であっても、グラフェンを構成要素とするものであればよい。
[4-4. Other Embodiment 4]
Further, in the above-described embodiment, a carbon material having graphene as a constituent element is used for the
[4−5.他の実施の形態5]
さらに、上述した実施の形態では、主に、マグネトロン1のアノードシリンダ12の構成について説明したが、アノードシリンダ12の構成以外の部分については、上述したマグネトロン1の構成とは異なる構成であってもよい。
[4-5. Other Embodiment 5]
Furthermore, in the above-described embodiment, the configuration of the
1……マグネトロン、2……発振部、3……カソード、4…入力部、5……出力部、6、7……金属封着体、10……アノード部、11……カソード部、12……アノードシリンダ、12A……内周部、12B……外周部、13……ベイン、14……ストラップリング、21、22……ポールピース、26……アンテナ、m……管軸。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記複数のベインの遊端によって形成される空間内に前記管軸に沿って配置されたカソードを有するカソード部と
を具備するマグネトロンにおいて、
前記アノード部の一部又は全部がグラフェンを構成要素とする炭素材により形成されている
ことを特徴とするマグネトロン。 An anode cylinder that extends cylindrically along the tube axis, a plurality of vanes that extend from the inner surface of the anode cylinder toward the tube axis, and whose free ends form a vane inscribed circle, and the plurality of vanes alternately An anode portion having two strap rings of different diameters to be short-circuited;
A magnetron comprising: a cathode portion having a cathode disposed along the tube axis in a space formed by the free ends of the plurality of vanes;
A magnetron, wherein part or all of the anode part is formed of a carbon material having graphene as a constituent element.
ことを特徴とする請求項1に記載のマグネトロン。 2. The magnetron according to claim 1, wherein a part or all of an anode cylinder of the anode part is formed of a carbon material including the graphene as a constituent element.
円筒状の内周部と、当該内周部より大径の円筒状でなる外周部とで構成された二重構造でなり、
前記内周部と前記外周部の少なくとも一方がグラフェンを構成要素とする炭素材により形成されている
ことを特徴とする請求項2に記載のマグネトロン。 The anode cylinder is
It has a double structure composed of a cylindrical inner peripheral part and an outer peripheral part that is cylindrical with a larger diameter than the inner peripheral part,
The magnetron according to claim 2, wherein at least one of the inner peripheral portion and the outer peripheral portion is formed of a carbon material having graphene as a constituent element.
前記アノードシリンダは、
管軸方向の両端部の内側に、前記内周部と前記外周部の管軸方向の長さの違いによる段差が形成されている
ことを特徴とする請求項3に記載のマグネトロン。 The inner circumference of the anode cylinder has a shorter length in the tube axis direction than the outer circumference,
The anode cylinder is
The magnetron according to claim 3, wherein a step due to a difference in length between the inner peripheral portion and the outer peripheral portion in the tube axis direction is formed inside both ends in the tube axis direction.
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のマグネトロン。 The magnetron according to any one of claims 1 to 4, wherein a part or all of the anode part formed of a carbon material containing graphene as a constituent element is plated with a predetermined metal.
少なくとも1つの前記ベインから引き出されたアンテナと
をさらに具備し、
前記ポールピースと前記アンテナの少なくとも一方がグラフェンを構成要素とする炭素材により形成されている
ことを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のマグネトロン。 A pole piece that is disposed on both ends of the anode cylinder in the tube axis direction and guides magnetic flux to the space between the free ends of the plurality of vanes and the cathode;
And at least one antenna drawn from the vane,
The magnetron according to any one of claims 1 to 5, wherein at least one of the pole piece and the antenna is made of a carbon material having graphene as a constituent element.
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- 2015-12-16 JP JP2015244942A patent/JP2017111955A/en active Pending
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