JP2001155651A - 電子レンジ用マグネトロン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高周波出力部などにおける放電を防止する電
子レンジ用マグネトロンを提供すること。 【解決手段】 電子レンジ用マグネトロンの真空容器を
構成する筒状金属容器１９と筒状セラミック２２との間
に、アンテナリード２８を囲むように高調波チョーク用
金属円筒２１が設けられ、高調波チョーク用金属円筒２
１と筒状セラミック２２とのろう接部分よりもアンテナ
リード２８側に位置する高調波チョーク用金属円筒２１
の一部に円周方向の凸部２３を設けている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、管内における放電
の発生を防止した電子レンジ用マグネトロンに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の電子レンジ用マグネトロンについ
て、その要部を抜き出して示した図３を参照して説明す
る。符号４１は発振部本体で、発振部本体４１は、陽極
円筒４２および陽極円筒４２内の中央部に位置するフィ
ラメントカソード４３、空胴共振器を形成する陽極べイ
ン４４などから構成されている。陽極べイン４４は、陽
極円筒４２とフィラメントカソード４３間に放射状に設
けられ、その一端は陽極円筒４２に固定されている。ま
た、フィラメントカソード４３に接続してエンドシール
ド４５が設けられ、複数の陽極べイン４４は、１つおき
どうしが共通のストラップリング４６で接続されてい
る。陽極円筒４２両側の開口端部にはポールピース４
７、４８が固定されている。

【０００３】ポールピース４７の上方には筒状金属容器
４９が配置されている。筒状金属容器４９は、図の下端
部４９ａがフランジ状に広がり、その先端が陽極円筒４
２に接合されている。筒状金属容器４９の図の上端部４
９ｂはＵ字状に内側に折れ曲がり、Ｕ字状の平坦部上面
に、断面がＬ字状の環状金属部材５０が気密接合されて
いる。環状金属部材５０の内端部には、外側が短く内側
が長い断面がＵ字状の高調波チョーク用金属円筒５１が
気密にろう接されている。高調波チョーク用金属円筒５
１の平坦部上面には筒状セラミック５２が気密にろう接
され、筒状セラミック５２の上方には高周波出力部５３
が気密にろう接されている。

【０００４】高周波出力部５３は、金属キャップ５４や
出力先端部を封着する封着リング５５、封着リング５５
と気密接合された金属排気管５６、出力アンテナリード
５７などから構成されている。出力アンテナリード５７
は、その一端部５７ａがベイン４４の１つと電気的に接
続され、ポールピース４７の透孔４７ａを通り、さらに
金属容器４９や筒状セラミック５２内を通り、その先端
部５７ｂは金属排気管５６に挟持されている。なお、金
属排気管５６は気密に封止切られている。

【０００５】金属容器４９の外側には同軸的にリング状
永久磁石５８が配置され、環状金属部材５０の外側面５
０ａに網状導電体ガスケット５９が保持され、この外側
に強磁性体製のヨーク６０が配置されている。網状導電
体ガスケット５９やヨーク６０と永久磁石５８との間に
は強磁性体薄板６１が配置されている。

【０００６】上記した構造では、金属排気管５６の内側
に第２高調波に対する４分の１波長形チョーク溝Ｃ２が
形成され、金属排気管５６の外側に第４高調波用チョー
ク溝Ｃ４が形成されている。また、金属容器４９のＵ字
状部分に第５高調波用チョーク溝Ｃ５が形成され、高調
波チョーク用金属円筒５１のＵ字状部分に第３高調波用
チョーク溝Ｃ３が形成されている。なお、金属容器４９
やチョーク用金属円筒５１、環状金属部材５０は、鉄ま
たは鉄合金からなる強磁性体の薄肉円筒で構成されてい
る。

【０００７】ところで、高調波チョーク用金属円筒５１
は、十分なチョーク作用が得られるように、その内径寸
法Ｄ１が筒状セラミック５２の内径寸法Ｄ２よりも小さ
く形成され、かつ、第５高調波波長の１／２よりも小さ
い寸法に形成されている。

【０００８】上記した構造の電子レンジ用マグネトロン
は、動作時、出力部から例えば２４５０ＭＨｚの基本波
が輻射される。また、各高調波成分はそれぞれのチョー
ク溝によるチョーク作用で外部への輻射が抑制される。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】従来の電子レンジ用マ
グネトロンは、第５高調波のような高次の高調波成分に
対して確実なチョーク作用が得られるように、高調波チ
ョーク用金属円筒５１の内径寸法をある程度小さくして
いる。しかし、径が小さくなると、高調波チョーク用金
属円筒５１とその内側を通る出力アンテナリード５７と
の間の距離Ｓが短くなる。これらの間には高い高周波電
界がかかっているため、電子レンジなどの場合、高調波
負荷からの反射波との関係で高周波放電を生じる恐れが
ある。

【００１０】たとえば、電子レンジの使用中にスタラフ
ァンの回転が停止し、高周波負荷の被加熱物がほとんど
ないか、全くないような場合、マグネトロンヘの高周波
反射は定在波比（ＶＳＷＲ）が３０以上になる。

【００１１】このような場合、アンテナリード５７と高
調波チョーク用金属円筒５１との間に高周波放電が発生
し、アンテナリード５７あるいは高調波チョーク用金属
円筒５１の一部が発熱し、溶融することが考えられる。
一部でも溶融すると、ガスが発生し、局部的に放電が引
起こされる。放電が発生すると高周波電界が乱れ、反射
が起こり、さらに、出力部を形成する領域で連鎖的に放
電が発生し、各部品に致命的な溶融や破損などが起こる
ことが考えられる。

【００１２】高周波放電は、多くがマルチパクタ放電現
象と推定される。たとえば、アンテナリード５７と高調
波チョーク用金属容器５１間の空間には、永久磁石５８
からの漏洩直流磁界が管軸に対してほぼ平行に形成さ
れ、磁束は、ほぼ軸対称の分布になっている。また、こ
れらの金属部品に使用される材料は、二次電子放出比が
１より大きく、浮遊電子等がアンテナリード５７や高調
波チョーク用金属円筒５１の内面に衝突すると二次電子
を発生する。

【００１３】発生した二次電子は、アンテナリード５７
と高調波チョーク用金属円筒５１間の高周波電界によっ
て加速作用あるいは減速作用を受ける。したがって、一
方の導体から放出された電子が加速されると、早い速度
で他方の導体に衝突し、多くの二次電子を放出する。ま
た、高周波電界が逆転し、二次電子が元の導体方向に加
速されると、これら二次電子は早い速度で元の導体に衝
突し、多くの二次電子を放出する。

【００１４】上記した作用により、電子と高周波電界が
双方向で同期すると、二次電子は指数関数的に増加し、
エネルギーが増し、両導体が加熱される。その結果、溶
融が引起こされる。このような現象は、一般に、ダブル
サイド・マルチパクタ放電と呼ばれている。

【００１５】また、電子は、直流磁界によって旋回運動
をする。この場合、高周波電界の周期と電子の旋回運動
の周期が同期すると、二次電子が累積的に発生し、その
衝突エネルギーによって金属円筒の素材が急速に発熱
し、溶融を起こすことが考えられる。この現象は、ワン
サイド・マルチパクタ放電と呼ばれている。

【００１６】ところで、電子レンジ用マグネトロンの部
品どうしをろう接するろう材にはＡｇやＣｕが含まれて
いる。これらの金属は、広い衝突エネルギー範囲で二次
電子の発生比率が高くなっている。そのため、高調波チ
ョーク用金属円筒５１と筒状セラミック５２とをろう接
する場合に、たとえばアンテナリード５７と対向する高
調波チョーク用金属円筒５１の面にろう材が付着する
と、これが原因でマルチパクタ放電を発生することがあ
る。

【００１７】この発明は、上記した欠点を解決するもの
で、高周波出力部などにおける放電を防止する電子レン
ジ用マグネトロンを提供することを目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明は、陽極円筒と、
この陽極円筒内に位置するフィラメントカソードと、前
記陽極円筒内の空間に空胴共振器を形成する複数の陽極
ベインと、前記陽極円筒の開口端部に固定されたポール
ピースと、このポールピースの出力側に位置する筒状金
属容器と、この筒状金属容器の出力側に位置する筒状セ
ラミックと、前記筒状金属容器および前記筒状セラミッ
クの内側を通って伸びるアンテナリードと、このアンテ
ナリードを囲み、かつ、隣接する部材とろう接された高
調波チョーク用金属円筒とを具備した電子レンジ用マグ
ネトロンにおいて、前記隣接する部材とのろう接部分よ
りも前記アンテナリード側に位置する前記高調波チョー
ク用金属円筒の一部に円周方向の凸部を形成したことを
特徴としている。

【００１９】

【発明の実施の形態】この発明の実施形態について図１
を参照して説明する。符号１１は発振部本体で、発振部
本体１１は、陽極円筒１２および陽極円筒１２内の中央
に位置するフィラメントカソード１３、空胴共振器を形
成する複数の陽極べイン１４などから構成されている。
陽極べイン１４は、陽極円筒１２とフィラメントカソー
ド１３間に放射状に設けられ、その一端は陽極円筒１２
に固定されている。また、フィラメントカソード１３に
接続してエンドシールド１５が設けられている。複数の
陽極べイン１４は、１つおきどうしが共通のストラップ
リング１６で接続され、陽極円筒１２両側の開口端部に
はポールピース１７、１８が固定されている。

【００２０】ポールピース１７の上方、すなわち出力側
に筒状金属容器１９が配置されている。筒状金属容器１
９は、ポールピース１７側の下端部１９ａがフランジ状
に広がり、その先端は陽極円筒１２と気密に接合されて
いる。筒状金属容器１９の上端部１９ｂはＵ字状に内側
に折れ曲がり、そのＵ字状部分の平坦部の上面に、断面
がＬ字状の環状金属部材２０が気密に接合されている。
環状金属部材２０の内端部には高調波チョーク用金属円
筒２１が気密にろう接されている。高調波チョーク用金
属円筒２１の断面は、外側が短く内側が長いＵ字状をし
ており、短い方の側壁部分が環状金属部材２０と接合し
ている。

【００２１】高調波チョーク用金属円筒２１には、その
Ｕ字状部分の平坦部２１ａの上面に筒状セラミック２２
の下端面が気密にろう接されている。高調波チョーク用
金属円筒２１には、筒状セラミック２２とろう接される
面と共通の平坦面上で、筒状セラミック２２とのろう接
部分よりも内側に凸部２３が円周方向に環状に形成され
ている。筒状セラミック２２の上方、すなわち出力側に
は高周波出力部２４が気密にろう接されている。

【００２２】高周波出力部２４は、金属キャップ２５、
および、金属キャップ２５内の中央部に位置する金属排
気管２６、金属キャップ２５と金属排気管２６の間に位
置して出力先端部を封着する封着リング２７、出力アン
テナリード２８などから構成されている。金属キャップ
２５および封着リング２７は筒状セラミック２２の上端
面に接合されている。出力アンテナリード２８は、その
一端部２８ａがベイン１４の１つと電気的に接続され、
ポールピース１７の透孔１７ａを通り、さらに、金属容
器１９や筒状セラミック２２内を通り、その他端部２８
ｂは金属排気管２６によって挟持されている。金属排気
管２６は気密に封止切られている。

【００２３】金属容器１９の外側には同軸的にリング状
永久磁石２９が配置されている。環状金属部材２０の外
側面２０ａに網状導電体ガスケット３０が保持され、こ
の外側に強磁性体製のヨーク３１が配置されている。網
状導電体ガスケット３０やヨーク３１と永久磁石２９と
の間には強磁性体薄板３２が配置されている。

【００２４】上記した構造によれば、金属排気管２６の
内側に第２高調波に対する４分の１波長形チョーク溝Ｃ
２が形成され、金属排気管２６と封着リング２７によっ
て第４高調波用チョーク溝Ｃ４が形成されている。ま
た、金属容器１９上端のＵ字状部分に第５高調波用チョ
ーク溝Ｃ５が形成され、高調波チョーク用金属円筒２１
のＵ字状部分に第３高調波用チョーク溝Ｃ３が形成され
ている。なお、金属容器１９や環状金属部材２０、チョ
ーク用金属円筒２１は、鉄または鉄合金からなる強磁性
体の薄肉円筒で構成されている。

【００２５】ここで、高調波チョーク用金属円筒２１の
構造を図２に示す。図２では、図１に対応する部分には
同一の符号を付し、重複する説明を一部省略する。

【００２６】高調波チョーク用金属円筒２１は、筒状セ
ラミック２２（図１）とろう接される平坦部２１ａ、お
よび、平坦部２１ａの内側から発振部本体１１に向って
管軸方向に伸びる内側円筒部分２１ｂ、平坦部２１ａの
外側から発振部本体１１に向って管軸方向に伸びる外側
円筒部分２１ｃから構成されている。円周方向に環状に
設けられる凸部２３は、筒状セラミック２２とろう接さ
れる面と共通の平坦部２１ａの上面で、かつ、筒状セラ
ミック２２とのろう接部分の内側、たとえば、ろう接部
分と内側円筒部分２１ｂとの間に設けられている。

【００２７】上記した構成の電子レンジ用マグネトロン
は、高調波チョーク用金属円筒２１の筒状セラミック２
２とのろう接部分の内側に環状に凸部２３が設けられて
いる。この場合、高調波チョーク用金属円筒２１と筒状
セラミック２２とをろう接する際に、ろう材が内側に流
れてきても凸部２３でせき止められ、出力アンテナリー
ド２８と対向する側の内側円筒部分２１ｂの面にろう材
が付着するようなことがない。このため、出力アンテナ
リード２８と高調波チョーク用金属円筒２１間の放電の
発生が抑制される。

【００２８】また、高調波チョーク用金属円筒２１の平
坦部２１ａに凸部２３を設ける構造となっている。この
場合、高調波チョーク用金属円筒２１と筒状セラミック
２２とのろう接部分と凸部２３との間にある幅をもった
環状の溝が形成される。したがって、その環状の溝部分
がろう材の溜まりとして機能し、ろう材が確実にせき止
められる。

【００２９】たとえば、上記した構成の電子レンジ用マ
グネトロンは、２４５０ＭＨｚ帯の発振周波数で約５０
０Ｗの高周波出力の場合、負荷側からの高周波反射がな
い状態では、アンテナリード２８と高調波チョーク用金
属円筒２１との間の高周波電圧は４５０Ｖ程度となって
いる。そして、負荷側からの高周波反射が大きいと、１
０００Ｖを越えると考えられている。しかし、上記した
構成によれば、高調波チョーク用金属円筒２１の出力ア
ンテナリード２８と対向する面、あるいは、高調波チョ
ーク用金属円筒２１の出力アンテナリード２８に近い領
域にろう材が付着しないため、マルチパクタ放電の発生
や持続が抑えられる。したがって、高調波チョーク用金
属円筒およびアンテナリ一ドの発熱や溶断が防止され、
信頼性が向上する。

【００３０】

【発明の効果】本発明によれば、放電の発生を抑制でき
る電子レンジ用マグネトロンを実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態を説明するための断面図であ
る。

【図２】本発明に使用される高調波チョーク用金属円筒
を示す図で、その一部を断面で示している。

【図３】従来例を説明するための断面図である。

【符号の説明】

１１…発振部本体 １２…陽極円筒 １３…フィラメントカソード １４…陽極べイン １６…ストラップリング １７、１８…ポールピース １９…筒状金属容器 ２０…環状金属部材 ２１…高調波チョーク用金属円筒 ２２…筒状セラミック ２８…アンテナリード

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 陽極円筒と、この陽極円筒内に位置する
   フィラメントカソードと、前記陽極円筒内の空間に空胴
   共振器を形成する複数の陽極ベインと、前記陽極円筒の
   開口端部に固定されたポールピースと、このポールピー
   スの出力側に位置する筒状金属容器と、この筒状金属容
   器の出力側に位置する筒状セラミックと、前記筒状金属
   容器および前記筒状セラミックの内側を通って伸びるア
   ンテナリードと、このアンテナリードを囲み、かつ、隣
   接する部材とろう接された高調波チョーク用金属円筒と
   を具備した電子レンジ用マグネトロンにおいて、前記隣
   接する部材とのろう接部分よりも前記アンテナリード側
   に位置する前記高調波チョーク用金属円筒の一部に円周
   方向の凸部を形成したことを特徴とする電子レンジ用マ
   グネトロン。
2. 【請求項２】 高調波チョーク用金属円筒は、隣接する
   部材とろう接される平坦面を有し、かつ、円周方向の凸
   部が、前記隣接する部材とのろう接部分と共通の前記平
   坦面上に設けられた請求項１記載の電子レンジ用マグネ
   トロン。
3. 【請求項３】 高調波チョーク用金属円筒は、隣接する
   部材とろう接される平坦部およびこの平坦部の内側から
   管軸方向に伸びる円筒部分を有し、かつ、円周方向の凸
   部が、前記隣接部材とのろう接部分と前記円筒部分との
   間に設けられた請求項１記載の電子レンジ用マグネトロ
   ン。
4. 【請求項４】 高調波チョーク用金属円筒は、筒状金属
   容器と筒状セラミックとの間に位置する請求項１記載の
   電子レンジ用マグネトロン。