JP2001243887A - マグネトロン - Google Patents
マグネトロンInfo
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- JP2001243887A JP2001243887A JP2000346586A JP2000346586A JP2001243887A JP 2001243887 A JP2001243887 A JP 2001243887A JP 2000346586 A JP2000346586 A JP 2000346586A JP 2000346586 A JP2000346586 A JP 2000346586A JP 2001243887 A JP2001243887 A JP 2001243887A
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- magnetron
- center
- working space
- pole piece
- flux density
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J23/00—Details of transit-time tubes of the types covered by group H01J25/00
- H01J23/02—Electrodes; Magnetic control means; Screens
- H01J23/10—Magnet systems for directing or deflecting the discharge along a desired path, e.g. a spiral path
-
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- H01J23/04—Cathodes
- H01J23/05—Cathodes having a cylindrical emissive surface, e.g. cathodes for magnetrons
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- H—ELECTRICITY
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- H01J25/00—Transit-time tubes, e.g. klystrons, travelling-wave tubes, magnetrons
- H01J25/50—Magnetrons, i.e. tubes with a magnet system producing an H-field crossing the E-field
- H01J25/52—Magnetrons, i.e. tubes with a magnet system producing an H-field crossing the E-field with an electron space having a shape that does not prevent any electron from moving completely around the cathode or guide electrode
- H01J25/58—Magnetrons, i.e. tubes with a magnet system producing an H-field crossing the E-field with an electron space having a shape that does not prevent any electron from moving completely around the cathode or guide electrode having a number of resonators; having a composite resonator, e.g. a helix
- H01J25/587—Multi-cavity magnetrons
Landscapes
- Microwave Tubes (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 マグネトロンの磁石温度の上昇による発振効
率の低下が抑制され、ほぼ一定の発振効率が得られるマ
グネトロンを提供する。 【解決手段】 電子レンジに使用されるリーケージトラ
ンスは、磁石温度上昇による作用空間中心の磁束密度の
低下によって起こる陽極電圧の低下に対して、電流を増
加させて入力電力を一定に保とうとする。この作用と磁
極片が磁気飽和する付近の発振効率が一定状態となるこ
とを組合わせることにより、即ち、磁極片のテーパー部
の厚みＴｇ（ｍｍ）と作用空間中心の磁束密度Ｂｇ（ｍ
Ｔ、２５℃時）の関係を、１５５＜Ｂｇ／Ｔｇ＜１６５
とすれば、磁石温度変動によるＢｇの変動にあまり影響
されず発振効率が安定に保持することができる。
率の低下が抑制され、ほぼ一定の発振効率が得られるマ
グネトロンを提供する。 【解決手段】 電子レンジに使用されるリーケージトラ
ンスは、磁石温度上昇による作用空間中心の磁束密度の
低下によって起こる陽極電圧の低下に対して、電流を増
加させて入力電力を一定に保とうとする。この作用と磁
極片が磁気飽和する付近の発振効率が一定状態となるこ
とを組合わせることにより、即ち、磁極片のテーパー部
の厚みＴｇ（ｍｍ）と作用空間中心の磁束密度Ｂｇ（ｍ
Ｔ、２５℃時）の関係を、１５５＜Ｂｇ／Ｔｇ＜１６５
とすれば、磁石温度変動によるＢｇの変動にあまり影響
されず発振効率が安定に保持することができる。
Description
【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。
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１図は、従来から採用されているマグ
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と呼ば
れる磁極片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。
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と呼ば
れる磁極片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陰極部を形成している。そ
して、その両端にはフィラメント３を支持するエンドハ
ット４、５が固着されている。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、磁極片９にはアンテ
ナ導体６を通す穴が設けられている。
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陰極部を形成している。そ
して、その両端にはフィラメント３を支持するエンドハ
ット４、５が固着されている。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、磁極片９にはアンテ
ナ導体６を通す穴が設けられている。
【０００４】１１は磁極片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は磁極
片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１１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
着されエンドハット４、５を支持するステムセラミック
である。
に固着される封着金属であるトップシェル、１２は磁極
片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１１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
着されエンドハット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を内蔵するシールドケースである。
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を内蔵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。このような
構造において、フィラメント３とべイン２間の円筒状の
空間を作用空間と呼び、フィラメント３より放出された
熱電子が電界と垂直に加えられた磁力によって、電子が
作用空間内を周回運動し、高周波エネルギーのマイクロ
波を発生させる。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。
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。このような
構造において、フィラメント３とべイン２間の円筒状の
空間を作用空間と呼び、フィラメント３より放出された
熱電子が電界と垂直に加えられた磁力によって、電子が
作用空間内を周回運動し、高周波エネルギーのマイクロ
波を発生させる。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。
【０００７】
【発明が解決しようする課題】しかし、従来のマグネト
ロンは、磁気回路が磁気飽和しないように設計されてお
り、電子レンジに装着したマグネトロンは、動作時間に
従って磁石温度が上昇するため、作用空間の中心磁束密
度が、動作時間に従って低下する。そのため発振効率が
変動し、電子レンジの食品加熱コントロールが不安定な
ものとなっていた。
ロンは、磁気回路が磁気飽和しないように設計されてお
り、電子レンジに装着したマグネトロンは、動作時間に
従って磁石温度が上昇するため、作用空間の中心磁束密
度が、動作時間に従って低下する。そのため発振効率が
変動し、電子レンジの食品加熱コントロールが不安定な
ものとなっていた。
【０００８】そこで本発明は、電子レンジが動作してマ
グネトロンの磁石温度が上昇することにより起こる磁束
密度の低下、即ち、発振効率の低下が抑制され、ほぼ一
定の発振効率が得られるマグネトロンを提供することを
目的とする。
グネトロンの磁石温度が上昇することにより起こる磁束
密度の低下、即ち、発振効率の低下が抑制され、ほぼ一
定の発振効率が得られるマグネトロンを提供することを
目的とする。
【０００９】
【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、陽極部と、
該陽極部の中心に設けられる陰極部とにより形成される
円筒状の作用空間と、該作用空間の管軸方向両端に位置
する鉄製の磁極片を有するマグネトロンにおいて、磁極
片のテーパ部厚みＴｇ（ｍｍ）と作用空間中心の磁束密
度Ｂｇ（ｍＴ、２５℃時）の関係を、１５５＜Ｂｇ／Ｔ
ｇ＜１６５となるように設定して構成した。
に本発明の請求項１に係るマグネトロンは、陽極部と、
該陽極部の中心に設けられる陰極部とにより形成される
円筒状の作用空間と、該作用空間の管軸方向両端に位置
する鉄製の磁極片を有するマグネトロンにおいて、磁極
片のテーパ部厚みＴｇ（ｍｍ）と作用空間中心の磁束密
度Ｂｇ（ｍＴ、２５℃時）の関係を、１５５＜Ｂｇ／Ｔ
ｇ＜１６５となるように設定して構成した。
【００１０】本発明の請求項２に係るマグネトロンは、
陽極部と、該陽極部の中心に設けられる陰極部とにより
形成される円筒状の作用空間と、該作用空間の管軸方向
両端に位置する鉄製の磁極片を有するマグネトロンにお
いて、作用空間外径が該磁極片中心孔径以下で、かつ磁
極片のテーパ部厚みＴｇ（ｍｍ）と作用空間中心の磁束
密度Ｂｇ（ｍＴ、２５℃時）の関係を、１５５＜Ｂｇ／
Ｔｇ＜１６５となるように設定して構成した。
陽極部と、該陽極部の中心に設けられる陰極部とにより
形成される円筒状の作用空間と、該作用空間の管軸方向
両端に位置する鉄製の磁極片を有するマグネトロンにお
いて、作用空間外径が該磁極片中心孔径以下で、かつ磁
極片のテーパ部厚みＴｇ（ｍｍ）と作用空間中心の磁束
密度Ｂｇ（ｍＴ、２５℃時）の関係を、１５５＜Ｂｇ／
Ｔｇ＜１６５となるように設定して構成した。
【００１１】こうして、電子レンジが動作してマグネト
ロンの磁石温度が上昇することにより起こる磁束密度の
低下、即ち、発振効率の低下が抑制され、ほぼ一定の安
定した発振効率のマグネトロンを得ることができる。
ロンの磁石温度が上昇することにより起こる磁束密度の
低下、即ち、発振効率の低下が抑制され、ほぼ一定の安
定した発振効率のマグネトロンを得ることができる。
【００１２】
【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１と同じであ
るが、磁極片の寸法構成に特徴があり、かかる磁極片を
図１のマグネトロンに適用したものである。基本構成で
ある図１の全体構成については、既に述べたので、詳細
な説明を省略する。
る。本発明のマグネトロンの基本構成は図１と同じであ
るが、磁極片の寸法構成に特徴があり、かかる磁極片を
図１のマグネトロンに適用したものである。基本構成で
ある図１の全体構成については、既に述べたので、詳細
な説明を省略する。
【００１３】本発明は、マグネトロンの磁気回路が飽和
していない状態であれば、磁束密度の増加と発振効率の
増加は正比例するが、飽和する付近では、磁束密度の増
減に影響されずに発振効率が一定になることが、本発明
者の研究により明らかになったことに基づいてなされた
ものである。
していない状態であれば、磁束密度の増加と発振効率の
増加は正比例するが、飽和する付近では、磁束密度の増
減に影響されずに発振効率が一定になることが、本発明
者の研究により明らかになったことに基づいてなされた
ものである。
【００１４】即ち、従来のマグネトロンでは、フィラメ
ント３と１０枚のベイン２との間の空間でマイクロ波が
発生し、ベイン２からアンテナ導体６を伝搬し、アンテ
ナキャップ１５から空間に放射される。
ント３と１０枚のベイン２との間の空間でマイクロ波が
発生し、ベイン２からアンテナ導体６を伝搬し、アンテ
ナキャップ１５から空間に放射される。
【００１５】図２は発振基本周波数が２４５０ＭＨｚ帯
で、出力が９００Ｗクラスの電子レンジ用マグネトロン
の作用空間部の拡大図であるが、磁極片テーパー部（本
実施例では、アノードシェル１に固着する外周水平面に
対し作用空間側へ約１１６゜傾斜）の厚みＴｇを１．１
ｍｍ、１．２ｍｍ、１．３ｍｍとした場合で、作用空間
中心の磁束密度を１６０ｍＴ〜２１０ｍＴに変化させた
場合の発振効率を図３に示す。この場合、磁束密度の変
更は着磁電力の調整で行っており、磁石等の構成部品は
同一のものを使用している。また、この時の測定方法
は、フィラメント３に３．３Ｖの交流電圧を印加してフ
ィラメント３が熱安定した後、陽極部にも陽極電圧を印
加しマグネトロンへの入力が１２００Ｗ一定となるよう
に陽極電圧と陽極電流とで調整して、負荷定在波比が
１．１未満の時の出力を測定した。
で、出力が９００Ｗクラスの電子レンジ用マグネトロン
の作用空間部の拡大図であるが、磁極片テーパー部（本
実施例では、アノードシェル１に固着する外周水平面に
対し作用空間側へ約１１６゜傾斜）の厚みＴｇを１．１
ｍｍ、１．２ｍｍ、１．３ｍｍとした場合で、作用空間
中心の磁束密度を１６０ｍＴ〜２１０ｍＴに変化させた
場合の発振効率を図３に示す。この場合、磁束密度の変
更は着磁電力の調整で行っており、磁石等の構成部品は
同一のものを使用している。また、この時の測定方法
は、フィラメント３に３．３Ｖの交流電圧を印加してフ
ィラメント３が熱安定した後、陽極部にも陽極電圧を印
加しマグネトロンへの入力が１２００Ｗ一定となるよう
に陽極電圧と陽極電流とで調整して、負荷定在波比が
１．１未満の時の出力を測定した。
【００１６】図３から明らかなように、磁極片が磁気飽
和する前の磁束密度の低い時は、磁束密度の増加に正比
例して発振効率が増加する。そして磁極片が磁気飽和す
る付近では、発振効率がほぼ一定になる。この要因は、
磁極片中心部に集まる磁束が磁気飽和により相対的に減
り、作用空間の磁束密度分布が変化することによるもの
と考えられる。このような変化を起こすのは磁極片中心
孔径より陽極内径が小さい時により顕著に現れる。そし
て、磁極片が完全に磁気飽和した以降は、磁束密度増力
に正比例して発振効率は増加する。
和する前の磁束密度の低い時は、磁束密度の増加に正比
例して発振効率が増加する。そして磁極片が磁気飽和す
る付近では、発振効率がほぼ一定になる。この要因は、
磁極片中心部に集まる磁束が磁気飽和により相対的に減
り、作用空間の磁束密度分布が変化することによるもの
と考えられる。このような変化を起こすのは磁極片中心
孔径より陽極内径が小さい時により顕著に現れる。そし
て、磁極片が完全に磁気飽和した以降は、磁束密度増力
に正比例して発振効率は増加する。
【００１７】電子レンジに使用されるリーケージトラン
スは、磁石温度上昇による作用空間中心の磁束密度の低
下によって起こる陽極電圧の低下に対して、電流を増加
させて入力電力を一定に保とうとする。この作用と磁極
片が磁気飽和する付近の発振効率が一定状態となること
を組合わせることにより、磁石温度変動に拘らず発振効
率を一定に保つことができる。
スは、磁石温度上昇による作用空間中心の磁束密度の低
下によって起こる陽極電圧の低下に対して、電流を増加
させて入力電力を一定に保とうとする。この作用と磁極
片が磁気飽和する付近の発振効率が一定状態となること
を組合わせることにより、磁石温度変動に拘らず発振効
率を一定に保つことができる。
【００１８】この磁極片の磁気飽和する付近とは、作用
空間中心の磁束密度Ｂｇ（ｍＴ）を磁極片テーパー部の
厚みＴｇ（ｍｍ）で割った値が、１５５より大きく、１
６５より小さいことである。即ち、磁極片のテーパー部
の厚みＴｇ（ｍｍ）と作用空間中心の磁束密度Ｂｇ（ｍ
Ｔ、２５℃時）の関係を、１５５＜Ｂｇ／Ｔｇ＜１６５
とすれば、Ｂｇの変動にあまり影響されずに発振効率を
安定にすることができる。
空間中心の磁束密度Ｂｇ（ｍＴ）を磁極片テーパー部の
厚みＴｇ（ｍｍ）で割った値が、１５５より大きく、１
６５より小さいことである。即ち、磁極片のテーパー部
の厚みＴｇ（ｍｍ）と作用空間中心の磁束密度Ｂｇ（ｍ
Ｔ、２５℃時）の関係を、１５５＜Ｂｇ／Ｔｇ＜１６５
とすれば、Ｂｇの変動にあまり影響されずに発振効率を
安定にすることができる。
【００１９】
【発明の効果】以上のように、本発明のマグネトロン
は、電子レンジが動作してマグネトロンの磁石温度が上
昇することにより起こる磁束密度の低下、即ち、発振効
率の低下が抑制され、ほぼ一定の安定した発振効率のマ
グネトロンが得られ、ひいては、電子レンジの出力が安
定化し、食品加熱コントロールが容易になる。
は、電子レンジが動作してマグネトロンの磁石温度が上
昇することにより起こる磁束密度の低下、即ち、発振効
率の低下が抑制され、ほぼ一定の安定した発振効率のマ
グネトロンが得られ、ひいては、電子レンジの出力が安
定化し、食品加熱コントロールが容易になる。
【図１】マグネトロンの半断面図。
【図２】マグネトロンの部分拡大図。
【図３】本発明のマグネトロンの特性図。
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 磁極片（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
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中井 聡 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会 社内 Ｆターム(参考） 5C029 FF10 FF11
Claims (2)
- 【請求項１】 陽極部と、該陽極部の中心に設けられる
陰極部とにより形成される円筒状の作用空間と、該作用
空間の管軸方向両端に位置する鉄製の磁極片を有するマ
グネトロンにおいて、磁極片のテーパ部厚みＴｇ（ｍ
ｍ）と作用空間中心の磁束密度Ｂｇ（ｍＴ、２５℃時）
の関係を、１５５＜Ｂｇ／Ｔｇ＜１６５となるように設
定することを特徴とするマグネトロン。 - 【請求項２】 陽極部と、該陽極部の中心に設けられる
陰極部とにより形成される円筒状の作用空間と、該作用
空間の管軸方向両端に位置する鉄製の磁極片を有するマ
グネトロンにおいて、作用空間外径が該磁極片中心孔径
以下で、かつ磁極片のテーパ部厚みＴｇ（ｍｍ）と作用
空間中心の磁束密度Ｂｇ（ｍＴ、２５℃時）の関係を、
１５５＜Ｂｇ／Ｔｇ＜１６５となるように設定すること
を特徴とするマグネトロン。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000346586A JP2001243887A (ja) | 1999-12-20 | 2000-11-14 | マグネトロン |
| KR10-2000-0077159A KR100378918B1 (ko) | 1999-12-20 | 2000-12-15 | 마그네트론 |
| US09/738,315 US6501224B2 (en) | 1999-12-20 | 2000-12-18 | Magnetron having magnetic pole pieces providing a specific magnetic flux to thickness ratio |
| EP00127801A EP1113481A1 (en) | 1999-12-20 | 2000-12-19 | Magnetron |
| CN00135742A CN1122295C (zh) | 1999-12-20 | 2000-12-19 | 电磁波发生器 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11-360795 | 1999-12-20 | ||
| JP36079599 | 1999-12-20 | ||
| JP2000346586A JP2001243887A (ja) | 1999-12-20 | 2000-11-14 | マグネトロン |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001243887A true JP2001243887A (ja) | 2001-09-07 |
Family
ID=26581149
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000346586A Pending JP2001243887A (ja) | 1999-12-20 | 2000-11-14 | マグネトロン |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6501224B2 (ja) |
| EP (1) | EP1113481A1 (ja) |
| JP (1) | JP2001243887A (ja) |
| KR (1) | KR100378918B1 (ja) |
| CN (1) | CN1122295C (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010076657A (ko) * | 2000-01-27 | 2001-08-16 | 김장중 | 이동전화를 이용한 소액지불 시스템 |
| JP2005209539A (ja) * | 2004-01-23 | 2005-08-04 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | マグネトロン |
| JP2008108581A (ja) * | 2006-10-25 | 2008-05-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | マグネトロン |
| CN101338665B (zh) * | 2008-06-25 | 2012-04-18 | 中国海洋石油总公司 | 一种高频电磁波发射机 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57109237A (en) * | 1980-12-26 | 1982-07-07 | Toshiba Corp | Magnetron anode and its manufacture |
| JPS62113336A (ja) * | 1985-11-11 | 1987-05-25 | Toshiba Corp | 電子レンジ用マグネトロン |
| JP2845945B2 (ja) * | 1989-06-07 | 1999-01-13 | 株式会社日立製作所 | マグネトロン |
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