CN101521134A - 磁控管 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种磁控管，该磁控管能够传导更多磁通量到位于阴极结构周边的作用空间内，从而进一步提高磁路的效率。本发明的磁控管包含：阳极筒，多个阳极叶片设置在该阳极筒的内壁上；磁极件，设置在该阳极筒的端侧上；环形磁体，设置在该磁极件的附近；以及磁环，设置在该阳极筒和该环形磁体之间，其中该磁环的外径小于或等于该环形磁体的外径且大于或等于该磁极件的外径。该磁环具有位于该磁极件侧的表面上的部分，该部分的法线不平行于该阳极筒的中心轴。

Description

磁控管

技术领域

本发明涉及一种用于微波利用设备例如微波炉的磁控管。

背景技术

前述磁控管例如按照下述方式配置，由磁性材料形成的磁环(也称为转换板或垫板)布置在阳极筒和环形磁体之间以提高阴极结构周边的作用空间中的磁力，该阳极筒具有放射状布置在其内壁表面上的阳极叶片，该环形磁体布置在阳极筒的开口端侧上(例如，见JP-A-2002-163993)。由于布置有磁环，大量磁通量可以传导到该作用空间内，使得磁路的效率可以提高。

为了提高磁路的效率，重要的是将大量的磁通量传导到位于阴极结构周边的作用空间内。然而，由于现有技术磁控管的磁环厚度均匀，磁通量也被吸引在外周侧上，这对于将磁通量传导到位于阴极结构周边的作用空间没有多大贡献，使得磁路的效率的提高存在限制。

此外，由于现有机构磁控管的磁环具有环状均匀形状，磁环无法被约束且因此沿径向是自由的。因此，在磁控管的制造过程中，磁环的定位困难。结果，磁环很可能在其中心轴偏离环形磁体和阳极筒的径向。当磁环的中心轴偏离时，无法实现与设计相符的位于阴极结构周边的作用空间中的磁学特性。因此出现这样的问题，振动变得不稳定且期望的振动效率无法实现。为了解决该问题，JP-A-2002-163993中披露的磁控管按照下述方式配置，如图14的透视图和图15的局部断面图所示，切立部(cut and erected part)100a设置在磁环100的外周部，且切立部100a随后装配到位于环形磁体110的阴极结构侧上的外周部内，由此定位该切立部，从而防止磁环100和环形磁体110的沿径向的位置偏离。JP-A-2002-163993还披露了切立部设置在内周部的另一示例以及任意数目的突起部设置在接触到环形磁体侧面的整个表面上的又一示例。

然而，JP-A-2002-163993中披露的磁控管提供了位于磁环的外周部或内周部的切立部，或者提供了位于整个表面上的任意数目的突起部，从而抑制环形磁体和磁环的位置偏离。这产生的问题为，切立部或突起部阻挡磁通线流，由此降低磁路的效率。

发明内容

鉴于前述情形而进行本发明，本发明的目的是提供一种磁控管，该磁控管能够传导更多磁通量到位于阴极结构周边的作用空间内，从而进一步提高磁路的效率。

根据本发明的磁控管包含：阳极筒，多个阳极叶片设置在该阳极筒的内壁上；磁极件，设置在该阳极筒的端侧上；环形磁体，设置在该磁极件的附近；以及磁环，设置在该阳极筒和该环形磁体之间。该磁环的外径小于或等于该环形磁体的外径且大于或等于该阳极筒的外径。该磁环具有位于该磁极件侧的表面上的部分，该部分的法线不平行于该阳极筒的中心轴。

根据本发明第一方面，该磁环在位于该阳极筒外径的远离该磁环的中心的第一位置处的第一厚度与该磁环在位于该环形磁体外径的远离该磁环的中心的第二位置处的第二厚度不同。

根据这种配置，该磁环的从与该阳极筒的外径位置相对应的位置到与该环形磁体的外径位置相对应的位置的厚度不同于该磁环的其余部分的厚度。因此，与现有技术不同，不存在切立部或突起部阻挡磁通线流动的担心，更多的磁通量因此可以流到位于阴极结构周边的作用空间内，磁路的效率由此可以提高。再者，与现有技术不同，本发明不是采用直径大的密封凸缘接合到阳极筒的开口部且磁环接合到该密封凸缘的结构，本发明而是采用阳极筒与磁环分离地布置的结构，组装过程因此可以容易地进行。

磁环的厚度差异的示例如下所述。

第一示例为，该磁环的位于该第一位置和第二位置之间的部分的厚度小于该磁环的其余部分的厚度。

第二示例为，该磁环的位于该第一位置和第二位置之间的部分的厚度部分地变薄。

第三示例为，该磁环的厚度从该第一位置线性地变化到该第二位置。

此外，该磁环按照下述方式配置，该磁环包含位于该磁环的外围的多个平面部以及指向该阳极筒的多个弯折部。该弯折部和平面部周期性地交替布置。因此，可以同时实现磁通量流到位于阴极结构周边的作用空间内的数量的增加以及该阳极筒和磁环的定位。也就是说，可以同时实现磁路效率的提高以及作用空间中磁场分布的稳定。

根据本发明第二方面，该磁环具有指向该阳极筒的突起部。该突起部设置在位于该阳极筒外径的远离该磁环的中心的第一位置和位于该环形磁体外径的远离该磁环的中心的第二位置之间。

根据这种配置，该突起部设置在该第一位置和第二位置之间。因此，与现有技术不同，不存在设置在磁环外周端的切立部或突起部阻挡磁通线流动的担心。结果，由于更多的磁通量可以流到位于阴极结构周边的作用空间内，磁路的效率可以提高。

该突起部的形状的示例如下所述。

第一示例为，该突起部形成为轨道形状，从而沿该磁环的周边方向是连续的。

第二示例为，该突起部的至少一个形成为凸起形状，例如山形状。

第三示例为，多个该突起部沿着该磁环的周边方向布置。

第四示例为，该突起部形成在与该阳极筒的外侧面接触的位置。

当该磁控管应用到微波利用设备例如微波炉时，性能可以进一步提高。

根据本发明的磁控管，可以实现磁路效率的提高以及作用空间中磁场分布的稳定。

附图说明

图1是根据本发明实施例的磁控管的部分剖视图，且也是示出磁轭内的阳极筒、环形磁体、冷却鳍等的图示。

图2是图1所示磁控管的A部分的放大图示。

图3是示出图1所示磁控管的磁环的图示。

图4是示出图1所示磁控管的阴极附近的磁场分布的代表图示。

图5是示出现有技术磁控管的阴极附近的磁场分布的代表图示。

图6是磁场分析部分的放大图示。

图7是示出阴极附近X＝-5mm至5mm范围的位置处的磁通量密度的曲线图。

图8是示出图3所示磁环的应用例的图示。

图9是示出图3所示磁环的应用例的图示。

图10是示出图3所示磁环的应用例的图示。

图11是示出图3所示磁环的应用例的图示。

图12是示出图3所示磁环的应用例的图示。

图13是示出图3所示磁环的应用例的图示。

图14是示出现有技术磁环的透视图。

图15是示出具有图14所示磁环的磁控管的部分断面图。

图16是根据本发明实施例的磁控管的部分剖视图，且也是示出磁轭内的阳极筒、环形磁体、冷却鳍等的图示。

图17是图16所示磁控管的A部分的放大图示。

图18是示出图16所示磁控管的磁环的图示。

图19是示出沿着图16所示磁控管的磁环的外径方向的磁通量密度的曲线图。

图20是示出使用图18所示磁环的磁控管的磁场分布的图示。

图21是示出使用现有技术磁环的磁控管的磁场分布的图示。

图22是示出图18所示磁环的应用例的图示。

具体实施方式

在下文中，将参照附图详细解释本发明的优选实施例。

图1是根据本发明实施例的磁控管的部分剖视图，并示出磁轭内的阳极筒、环形磁体、冷却鳍等。图2是图1所示磁控管1的A部分的放大图示。在图1和2中，磁轭10内布置有：阳极筒11，在其两侧的开口端分别固定有磁极件12；炸面包圈形状的环形磁体13A、13B，分别布置在阳极筒11的上部紧上方和下部紧下方；以及侧管14，位于阳极侧。此外，磁环20分别布置在侧管14上部的一部分与环形磁体13A之间以及侧管14下部的一部分与环形磁体13B之间。

冷却鳍16装配在阳极筒11的外周面内。多个阳极叶片17放射状布置在阳极筒11的内周面上(图1中仅示出阳极叶片17的其中一个)。阴极结构19布置在阳极筒11的中心部。由阴极结构19和阳极叶片17围成的空间形成作用空间18。使磁阻值小的磁性材料例如铁的板件经过挤压处理等，通过这种处理使磁极件12形成为漏斗形状。

磁环20按照其外径小于或等于环形磁体13A、13B的外径且大于或等于阳极筒11的外径的方式配置。此外，如图3所示，按照厚度从内周端朝外周端逐渐减小的方式，磁环形成为渐缩形状。图3示出磁环20的一部分的断面图，还示出该部分的下侧。由于磁环20不是配置成具有完全均匀的厚度，而是配置成在内周侧厚度较厚且在外周侧厚度较薄，大多数在环形磁体13A、13B产生的磁通量朝内侧流动。也就是说，更多的磁通量流动到位于阴极结构19周边的作用空间18内。由于更多的磁通量流动到位于阴极结构19周边的作用空间18内，磁路的效率可以提高。

图4是示出使用磁环20情形下阴极附近的磁场分布的代表图示，以及图5是示出使用现有技术的厚度均匀的磁环200情形下阴极附近的磁场分布的代表图示。此外，图6是磁场分析部分的放大图示，其中用箭头B表示的位置代表阴极附近的位置，用箭头C表示的部分代表磁场分布。图7是示出图6中阴极附近位置B沿X轴方向的范围设定为-5mm至5mm范围的情形下磁通量密度的曲线图，其中横坐标代表距离(mm)且纵坐标代表磁通量密度B(mT)。在图7中，Cv1代表使用本发明磁环20的情形下磁通量密度的特性，以及Cv2代表使用现有技术磁环200的情形下磁通量密度的特性。从该图将理解，对于使用本发明磁环20的情形，磁通量密度高出约13(mT)。

按照这种方式，根据本实施例的磁控管1，磁环按照其外径小于或等于环形磁体13A、13B的外径且大于或等于阳极筒11的外径的方式配置，且磁环还按照厚度从内周端朝外周端逐渐减小的方式形成为渐缩形状。因此，与现有技术不同，不存在切立部或突起部阻挡磁通线流动的担心。结果，由于更多的磁通量可以流到位于阴极结构周边的作用空间内，磁路的效率可以提高。再者，与现有技术不同，该实施例不是采用直径大的密封凸缘接合到阳极筒的开口部且磁环接合到该密封凸缘的结构，该实施例而是采用阳极筒与磁环分离地布置的结构，组装过程可以容易地进行。

尽管前述实施例采用按照厚度从内周端朝外周端逐渐减小的方式形成为渐缩形状的磁环20，磁环的形状不限于此，且各种形状可以应用于该磁环。磁环20的应用例在下文予以解释。

图8示出的磁环20A按照位于其外周侧上的周边部20Aa薄且其余部分20Ab厚的方式配置。这种情况下，周边部20Aa不是逐渐变薄，而是阶跃式变薄。

图9示出的磁环20B几乎与图8示出的磁环20A相似地以阶跃式改变其厚度，但是不同之处为，位于其外周侧上的周边部20Ba的末端形成为倾斜面。

图10示出的磁环20C具有几乎与图3示出的磁环20相似的渐缩形状，但是不同之处为，渐缩开始点不是位于内周端而是位于略微靠近其中心的部分。再者，渐缩开始点位于阳极筒11的外径位置和环形磁体13A(13B)的外径位置之间。

图11示出的磁环20D按照位于其外周侧上的周边部20Da薄且其余部分20Db厚的方式配置，几乎与图8示出的磁环20A相似，但是不同之处为，从外周端分别垂直地弯折在阳极筒11侧上的切立部20Dc等间隔地形成。也就是说，磁环20D按照从外周弯折到阳极筒侧的部分与大致平坦部交替且周期性布置的方式配置，从而防止从切立部20Dc的磁漏并稳定作用空间中的磁场分布。

切立部20Dc使得可以与阳极侧上的侧管14配合，磁环20D沿径向的位置偏离由此可得以防止。由于磁环20D的位置偏离可得以防止，磁通量变得稳定，且作用空间中的磁场分布因此可以稳定。此外，由于切立部20Dc沿着磁环20D的周边方向设置，阳极筒11和磁环20D可以更牢固地定位。此外，由于切立部20Dc不设置在磁环20D的外周端且从20Db到20Da的部分薄于其余部分，磁通线流动几乎不受阻挡，且因此不存在磁路效率降低的问题。因此，磁环20D可以同时实现磁路效率的提高以及作用空间中磁场分布的稳定。

图12示出的磁环20E按照从外周端弯折在阳极筒11侧上的弯折部20Ea和平坦部20Eb沿周边方向交替地形成的方式配置。平坦部20Eb的厚度小于其余部分20Ec的厚度。此外，弯折部20Ea的末端位于与阳极筒11的外径位置相对应的位置。

与图11示出的磁环20D的切立部20Dc相比，弯折部20Ea的宽度较窄且高度较低，但是布置成与该切立部20Dc类似地可以与阳极侧上的侧管14配合，磁环20E沿径向的位置偏离由此可得以防止。由于磁环20E的位置偏离可得以防止，磁通量变得稳定，且作用空间中的磁场分布因此可以稳定。此外，由于弯折部20Ea沿着磁环20E的周边方向设置，阳极筒11和磁环20E可以更牢固地定位。此外，由于弯折部20Ea不设置在磁环20E的外周端，磁通线流动几乎不受阻挡，且因此不存在磁路效率降低的问题。因此，磁环20E可以同时实现磁路效率的提高以及作用空间中磁场分布的稳定。

图13示出的磁环20F按照下述方式配置：位于其外周侧上的周边部20Fa薄于其余部分20Fc，且突起部20Fb沿周边方向等间隔地形成在与位于其外周侧上的周边部20Fa相比的内周侧上。突起部20Fb布置成与图12示出的磁环20E的弯折部20Ea类似地可以与阳极侧上的侧管14配合，磁环20F沿径向的位置偏离由此可得以防止。由于磁环20F的位置偏离可得以防止，磁通量变得稳定，且作用空间中的磁场分布因此可以稳定。

此外，由于突起部20Fb沿着磁环20F的周边方向设置，阳极筒11和磁环20F可以更牢固地定位。此外，由于突起部20Fb不设置在磁环20F的外周端，磁通线流动几乎不受阻挡，且因此不存在磁路效率降低的问题。因此，磁环20F可以同时实现磁路效率的提高以及作用空间中磁场分布的稳定。

本发明的另一实施例如下所述予以描述。

图16是根据本发明实施例的磁控管的部分剖视图，且示出磁轭内的阳极筒、环形磁体、冷却鳍等。在图16中，磁控管3的与磁控管1相同的部件使用与图1中相同的参考符号。图17是图16所示磁控管3的A部分的放大图示。在图16和17中，磁轭10内布置有：阳极筒11，在其两侧的开口端分别固定有磁极件12；炸面包圈形状的环形磁体13A、13B，分别布置在阳极筒11的上部的正上方和下部的正下方；以及侧管14，位于阳极侧。此外，磁环20分别布置在侧管14上部的一部分与环形磁体13A之间以及侧管14下部的一部分与环形磁体13B之间。

冷却鳍16装配在阳极筒11的外周面内。多个阳极叶片17放射状布置在阳极筒11的内周面上(图16中仅示出阳极叶片17的其中一个)。阴极结构19布置在阳极筒11的中心部。由阴极结构19和阳极叶片17围成的空间形成作用空间18。使磁阻值小的磁性材料例如铁的板件经过挤压处理等，通过这种处理，磁极件12形成为漏斗形状。

磁环30按照其外径小于或等于环形磁体13A、13B的外径且大于或等于阳极筒11的外径的方式配置。如图18所示，在磁环的与阳极筒11相对的表面(下文中称为背面)上，突起部30A形成于与阳极筒11的外侧面接触的位置。图18是示出磁环30的一部分的断面图，且示出该部分的下表面侧。如图所示，突起部30A形成为轨道形状，从而沿磁环30的周边方向是连续的。

由于突起部30A设置在磁环30背面上的与磁环外周端相比的内周侧上，大多数由环形磁体13A、13B产生的磁通量趋于被引导至内周侧。也就是说，更多的磁通量流动到位于阴极结构19周边的作用空间18，磁路的效率由此可以提高。

此外，由于突起部30A形成于与阳极筒11的外侧面接触的位置，阳极筒11和磁环30均可以被定位。因此，作用空间18的磁场分布可以稳定，使得振动的稳定和效率提高可以实现。

图19是示出突起部30A的径向位置与磁通量密度之间关系的曲线图，其中横坐标代表突起部30A的径向位置(Φ)，纵坐标代表磁通量密度(mT)。P1是在突起部30A从阳极侧上侧管14附近的位置沿径向移动到磁环30的外径位置(外周端)的情形下，通过绘制磁通量密度而形成的曲线图。P2代表现有技术的具有均匀厚度的磁环200的磁通量密度的绘制值。在磁环30外径的50mm位置的磁通量密度约为204mT。相反，对于突起部30A设置在阳极筒11附近25mm至35mm范围内的情形，磁通量密度约为220mT。也就是说，通过将突起部30A设置在该范围内，磁通量密度增加约7％。

由于在大于或等于45mm但小于磁环30外径位置(55mm)的范围内的磁通量密度也大于磁环30外径处的磁通量密度，突起部30A可设置在与磁环30外周端相比的内周侧上的任意位置。然而，从增大磁通量密度的角度考虑，该位置优选在小于或等于45mm的范围内。具体而言，突起部30A期望地设置在阳极筒11附近与阳极筒11外侧面接触的位置。相反，突起部30A可以设置在与磁极件12的外围接触的位置。因此，可以进行磁环30的定位，磁环30和环形磁体13A(13B)沿径向的位置偏离可得以防止。相应地，如上所述，作用空间18的磁场分布可以稳定，且振动的稳定和效率提高因此可以实现。

图20是示出突起部30A设置在与阳极筒11外侧面接触的位置时磁环30的磁场分布的图示，而图21是示出现有技术的厚度均匀的磁环200的磁场分布的图示。

按照这种方式，根据本实施例的磁控管3，突起部30A设置在磁环30的背面(即，与阳极筒11相对的表面)上与阳极筒11外侧面接触的位置。因此，与现有技术不同，不存在设置在磁环外周端的切立部或突起部阻挡磁通线流动的担心。结果，由于更多的磁通量可以流到位于阴极结构19周边的作用空间18内，磁路的效率可以提高。再者，由于阳极筒11和磁环30可以正确地定位，作用空间18的磁场分布可以稳定且振动的稳定和效率提高可以实现。也就是说，根据本发明的磁环30可以同时实现磁路效率的提高以及作用空间中磁场分布的稳定。

在前述实施例中，突起部30A形成为轨道形状从而沿着磁环30的周边方向是连续的(同心的连续轨道)，不过突起部的形状不限于此。例如，如图22所示，分别形成为山形状的多个突起部30B可沿着磁环30的周边方向布置。当然，这种情况下，突起部也设置在磁环30背面上的与磁环的外周端相比的内周侧上。再者，另外为了定位磁环30，设置在内周侧上的突起部优选地布置在与阳极筒11的外侧面接触的位置。此外，由于多个突起部30B沿着磁环30的周边方向设置，阳极筒11和磁环30可以更牢固地定位。

山形状的突起部30B的尺寸例如为，在与磁体接触表面上的直径为1mm且高度为0.2mm。

本发明可以实现磁路效率的提高以及作用空间中磁场分布的稳定，且可以应用于微波利用设备例如微波炉。

Claims (14)

1.一种磁控管，包含：

阳极筒，多个阳极叶片设置在所述阳极筒的内壁上；

磁极件，设置在所述阳极筒的端侧上；

环形磁体，设置在所述磁极件的附近；以及

磁环，设置在所述阳极筒和所述环形磁体之间，其中所述磁环的外径小于或等于所述环形磁体的外径且大于或等于所述磁极件的外径，

其中所述磁环具有位于所述磁极件侧的表面上的部分，所述部分的法线不平行于所述阳极筒的中心轴。

2.如权利要求1所述的磁控管，其中所述磁环在位于所述阳极筒外径的远离所述磁环的中心的第一位置处的第一厚度与所述磁环在位于所述环形磁体外径的远离所述磁环的中心的第二位置处的第二厚度不同。

3.如权利要求2所述的磁控管，其中所述磁环的位于所述第一位置和第二位置之间的部分的厚度小于所述磁环的其余部分的厚度。

4.如权利要求2所述的磁控管，其中所述磁环的位于所述第一位置和第二位置之间的部分的厚度部分地变薄。

5.如权利要求2所述的磁控管，其中所述磁环的厚度从所述第一位置线性地变化到所述第二位置。

6.如权利要求2所述的磁控管，其中所述磁环包含位于所述磁环的外围的多个平面部以及指向所述阳极筒的多个弯折部，其中所述弯折部和平面部周期性地交替布置。

7.如权利要求1所述的磁控管，其中所述磁环具有介于位于所述阳极筒外径的远离所述磁环的中心的第一位置和位于所述环形磁体外径的远离所述磁环的中心的第二位置之间的指向所述阳极筒的突起部。

8.如权利要求7所述的磁控管，其中所述突起部形成为轨道形状，从而沿所述磁环的周边方向是连续的。

9.如权利要求7所述的磁控管，其中所述突起部的至少一个形成为凸起形状。

10.如权利要求9所述的磁控管，其中多个所述突起部沿着所述磁环的周边方向布置。

11.如权利要求7所述的磁控管，其中所述突起部形成在与所述阳极筒的外侧面接触的位置。

12.如权利要求7所述的磁控管，其中所述突起部形成在与所述磁极件的外围接触的位置。

13.一种磁控管，包含：

阳极筒，多个阳极叶片设置在所述阳极筒的内壁上；

磁极件，设置在所述阳极筒的端侧上；

环形磁体，设置在所述磁极件的附近；以及

磁环，设置在所述阳极筒和所述环形磁体之间，其中所述磁环的外径小于或等于所述环形磁体的外径且大于或等于所述阳极筒的外径，

其中所述磁环具有位于所述磁极件侧的表面上的部分，所述部分的法线不平行于所述阳极筒的中心轴。

14.一种微波利用设备，包含如权利要求1或13所述的磁控管。

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