JP2010080181A - マグネトロンおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】マグネトロンにおいて、封止切りによるチョーク円筒体６の断面形状の変形を抑制して、チョーク溝７、８による不要輻射抑制効果の低下を防ぐ。
【解決手段】マグネトロン１は、膨大部３と排気部５と段部４とを有する排気管２と、膨大部３の内壁３ｂと間隔をあけて段部４の陽極側の壁または排気部５の陽極側の端部５ａから陽極側に延びて内径が排気部５の陽極側の端部５ａの内径よりも径大に形成され膨大部３の一部とともにチョーク溝７を形成している円筒状のチョーク円筒体６とを具備する。
【選択図】図３

Description

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。

従来の電子レンジ用マグネトロンについて、図５および図６を用いて説明する。図５は、従来のマグネトロンの排気管周辺の管軸方向の縦断面図である。図６は、図５のVI−VI矢視断面図である。

従来のマグネトロンの排気管１０２は、膨大部１０３、段部１０４および排気部１０５を有し、陽極円筒、絶縁円筒および陰極ステムなどとともに真空管を構成している。排気管１０２の内部には、アンテナ１３３が排気管１０２と同軸方向に延びて配置されている。１３０は、陽極側の金属封着体であり、１３４は、キャップである。

膨大部１０３は、管軸１５０を中心軸として延び、絶縁円筒１３２と略同一の径の円筒であり、膨大部１０３の陽極側の端部は、絶縁筒体１３２の陽極から離れた端部に接合されている。段部１０４は、管軸に垂直に配置された環状体の板であり、膨大部１０３と排気部１０５とを連結している。段部１０４の外周縁は、膨大部１０３の陽極から離れた端部と連結している。排気部１０５は、管軸１５０を中心軸として段部１０４の内周縁から陽極から離れる方向に円筒状に延びている。排気部１０５の陽極から離れた端部は、円筒状に延びる排気部１０５の途中でアンテナ１３３とともに管軸１５０に垂直な方向の圧潰により封止切りされ、出力端子を形成している。

チョーク円筒体１０６は、管軸１５０を中心軸として段部１０４の内周縁から陽極側に円筒状に延びている。排気部１０５とチョーク円筒体１０６とは、同一径の管であるため、一体に成型されている。チョーク円筒体１０６の外壁、段部１０４の内壁および膨大部１０３の内壁の一部により第４高調波用のチョーク溝（第１チョーク溝１０７）が形成され、アンテナ１３３の外壁、排気部１０５の内壁およびチョーク円筒体１０６の内壁により第２高調波用のチョーク溝（第２チョーク溝８）が形成されている。これらのチョーク溝は、発振部本体から出力側への不要輻射の漏洩を抑制する役割を果たす。

ここで、上述の封止切りは、封止切り工具の２枚の刃で排気部１０５およびアンテナ１３３を挟み、圧潰することにより行う。その際、アンテナ１３３の軸が管軸１５０からずれて、第２チョーク溝による不要輻射抑制効果が低下するおそれがある。

そこで、特許文献１には、この問題を解決するために、アンテナ１３３に排気管１０２の内径に沿った型（アンテナ導体位置決め部）を形成する旨が記載されている。
特開２００２−１６３９９５号公報

しかし、上述の封止切りの際、上記の問題に加えて、排気部１０５と同一の管を構成しているチョーク円筒体１０６の断面形状が変形する。具体的には、封止切りにより、排気部１０５が変形すると、段部１０４の内周縁が支点となり、封止切り前は真円だったチョーク円筒体１０６の断面形状が、図６のように封止切りの力の入力方向が長軸となる楕円形状に変形する。そうすると、第１チョーク溝１０７および第２チョーク溝１０８の形状（溝の幅や深さ等）が、当初の設計値からずれてしまい、第１チョーク溝１０７および第２チョーク溝１０８による不要輻射抑制効果が低下するおそれがある。特に、より高次の不要輻射を抑制する第１チョーク溝１０７の形状の変化は、不要輻射抑制効果の低下に大きく影響する。

そこで、本発明の目的は、上記の課題を解決するためのものであり、第１チョーク溝による所望の不要輻射抑制効果を有するマグネトロンを提供することである。

上記の目的を達成するための本発明に係るマグネトロンは、陽極と、前記陽極から出力側に延びたアンテナと、前記陽極の出力側に位置している円筒状の膨大部と前記陽極から離れた円筒端部が圧潰により封止切りされ前記アンテナを保持している排気部と外周縁が前記膨大部の前記陽極から離れた端部と連結し内周縁が前記排気部の前記陽極側の円筒端部と連結している環状の段部とを有し真空外囲器の一部を形成している排気管と、前記膨大部の内壁と間隔をあけて前記段部の前記陽極側の壁または前記排気部の前記陽極側の端部から前記陽極側に延びて内径が前記排気部の前記陽極側の端部の内径よりも径大に形成され前記膨大部の一部とともにチョーク溝を形成している円筒状のチョーク円筒体とを具備する。

また、上記の目的を達成するための本発明に係るマグネトロンの製造方法は、円筒状の膨大部と前記膨大部の一方の端部と連結している外周縁を有し前記膨大部より径小の内周縁を有する環状の段部と前記段部の内周縁から前記膨大部と反対側に延びている円筒状の排気部とを有する排気管と、前記膨大部の内壁と間隔をあけて前記段部の前記膨大部側の壁または前記排気部の前記膨大部側の端部から前記膨大部側に延びて内径が前記排気部の前記膨大部側の端部の内径よりも径大に形成されている円筒状のチョーク円筒体とを一体に成型する工程と、陽極から出力側に延び前記排気管の内部を挿通するアンテナとともに前記排気部の一部を圧潰により封止切りする工程とを具備する。

本発明によれば、第１チョーク溝による所望の不要輻射抑制効果を有するマグネトロンを得ることができる。

［第１の実施形態］
本発明を電子レンジ用マグネトロンに適用した実施形態について、図１ないし図３を用いて説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係るマグネトロンの管軸方向の縦断面図である。図２は、図１の排気管周辺の拡大図である。図３は、図２の排気管およびチーク円筒体の拡大図である。

本実施形態のマグネトロン１の概要について図１を用いて説明する。陽極円筒２１は、マグネトロンの中心軸となる管軸５０に沿って円筒状に延びている。板状のベイン２２は、管軸５０の近傍から放射状に延びて、陽極円筒２１の内面に固定されている。ベイン２２の陽極円筒２１の内面に固定されていない遊端は、管軸５０に沿って延びる同一の円筒面上に配置されていて、この円筒面をベイン内接円筒と呼ぶ。複数のベイン２２は、円周方向の一つおきに、ベインの上下端部にろう付けされた大小それぞれ対となったストラップリング２３，２４によって連結されている。

陰極２５は、螺旋状のフィラメントであり、電子作用空間であるベイン内接円筒の内部に配置され、陽極円筒２１内の管軸５０上に配置されている。また、陰極２５の両端は、それぞれエンドハット２６，２７に固着されている。エンドハット２６，２７は、ベイン２２に対して管軸５０の外側に配置されている。

一対のポールピース２８，２９は、それぞれ中央部に貫通孔を有する漏斗状に形成され、貫通孔の中心は、管軸５０上に位置している。ポールピース２８，２９には、それぞれ筒状の金属封着体３０，３１が固着されている。それぞれの金属封着体３０，３１は、陽極円筒２１の一端にも接している。ポールピース２８，２９の外径は陽極円筒２１の径とほぼ同一に形成されている。ポールピース２８，２９の外周部分は、陽極円筒２１の両方の端部にそれぞれ固定されている。

出力側の金属封着体３０のポールピース２８に対して反対側の端には、絶縁円筒３２が接合されている。また、絶縁円筒３２の金属封着体に対して反対側の端には、排気管２が接合されている。複数のベイン２２のうちの１つからはアンテナ３３が導出されている。このアンテナ３３は、出力側のポールピース２８を貫通して、出力部内を延びて、先端は排気管２で挟持固定されている。排気管２の全体はキャップ３４で覆われている。

入力側の金属封着体３１のポールピース２９に対して反対側の端には、絶縁ステム３５が接合されている。陰極２５には、エンドハット２６，２７を介して２本のサポートロッド３６，３７が接続されている。サポートロッド３６，３７は、中継板３８を介してマグネトロン管外へ導出されて、入力端子３９に接続されている。

マグネット４０，４１とヨーク４２，４３が、上記の発振部本体を囲むように配設されて、磁気回路を形成している。また、発振部本体を冷却するためのラジエータ４４が、陽極円筒２１とヨーク４３との間に配置されている。

さらに、発振部本体から入力側への不要輻射の漏洩を抑制するために、ＬＣフィルタ回路がマグネトロン１に隣接して配置されている。ＬＣフィルタ回路は、チョークコイル４５およびコンデンサ４６により構成され、フィルタボックス４７内に配置されている。フィルタボックス４７は、ヨーク４３に取り付けられている。箱型形状のフィルタボックス４７は、その一面に挿入孔を有し、ステムを構成し入力端子３９を導出している絶縁ステム３５が、この挿入孔を通ってフィルタボックス４７内に配置されている。

次に、本実施形態のマグネトロン１の特徴的部分である排気管２およびチョーク円筒体６の詳細について図２および図３を用いて説明する。排気管２は、膨大部３、段部４および排気部５を有し、陽極円筒２１、絶縁円筒３２および陰極ステム３５などとともに真空管を構成している。排気管２の内部には、アンテナ３３が排気管２と同軸方向に延びて配置されている。膨大部３、段部４、排気部５およびチョーク円筒体６は、全て銅からなり、ヘッダー加工により一体に成型されている。

膨大部３は、管軸５０を中心軸として延び、絶縁円筒３２と略同一の径の円筒であり、膨大部３の陽極円筒２１側の端部３ｄは、ろう付けにより絶縁円筒３２の陽極円筒２１から離れた端部（陽極円筒２１と反対側の端部）に接合されている。

段部４は、膨大部３の陽極円筒２１から離れた端部３ａの内壁と排気部５の陽極円筒２１側の端部５ａの外壁との間の位置に配置された環状体の板であり、膨大部３と排気部５とを連結している。段部４の外周縁４ｂの形状は、膨大部３の陽極円筒２１から離れた端部３ａの内径３ｃと略同一の径の円形状であり、その内周縁４ａの形状は、後述する排気部５の陽極円筒２１側の端部５ａの外径（以下、径とは半径を指す。）と略同一の径の略円形状である。段部４の外周縁４ｂは、膨大部３の陽極円筒２１から離れた端部３ａと連結している。また、段部４の内周縁４ａは、後述する排気部５の陽極円筒２１側の端部５ａと連結している。

排気部５は、管軸５０を中心軸として段部５の内周縁４ａから円筒状に延び、その陽極円筒２１から離れた端部５ｄは、円筒状に延びる排気部５の途中でアンテナ３３とともに管軸５０に垂直な方向の圧潰により封止切りされ、出力端子を形成している。この封止切りは、封止切り工具の２枚の刃で排気部５およびアンテナ３３を挟み、圧潰することにより行う。なお、排気部５の陽極円筒２１側の端部（膨大部３側の端部）５ａの形状は、封止切り時の応力により、若干楕円形に変形し得る。楕円形に変形している場合には、陽極円筒２１側の端部５ａの内径５ｃとは、楕円形の長軸の長さを指す。

チョーク円筒体６は、管軸５０を中心軸とした円筒体であり、段部４の陽極円筒２１側の面から陽極円筒２１の方向に延びている。チョーク円筒体６は、膨大部３の内壁３ｂと間隔をあけて膨大部３の内側に配置されている。また、チョーク円筒体６の内壁６ｂは、排気部５の内壁５ｂより管軸５０の半径方向の外側に配置されている。すなわち、チョーク円筒体６の内径６ｃは、膨大部３の陽極円筒２１から離れた端部３ａの内径（段部４の外周縁４ｂの径）３ｃより小さく、排気部５の陽極円筒２１側の端部５ａの内径５ｃおよび段部４の内周縁４ａの径４ｃより大きい。

上述の構造から分かるように、本実施形態に係るマグネトロン１には、チョーク円筒体６の外壁、段部４の内壁の一部および膨大部３の内壁３ｂの一部により第４高調波用のチョーク溝（第１チョーク溝７）が形成され、アンテナ３３の外壁、排気部５の内壁５ｂおよびチョーク円筒体６の内壁６ｂにより第２高調波用のチョーク溝（第２チョーク溝８）が形成されている。これらのチョーク溝は、発振部本体から出力側への不要輻射の漏洩を抑制する役割を果たす。第１チョーク溝の深さは、第２チョーク溝の深さより小さく設計されているため、第１チョーク溝は、第２チョーク溝に比べて、高次の高調波の漏洩を抑制する。

本実施形態によれば、排気部５とチョーク円筒体６とが、同一径でなく、同一の管を構成していないため、封止切りにより排気部５の陽極から離れた端部５ｄが圧潰され、排気部５が変形しても、段部４の内周縁４ａが支点とならず、チョーク円筒体６が変形しにくい。また、排気部５とチョーク円筒体６との間に段部４が存在しているため、封止切りにより排気部５に生じた歪みがチョーク円筒体６に伝わりにくい。よって、封止切りによる第１チョーク溝７の形状の変化を抑制できる。したがって、本実施形態に係るマグネトロン１は、設計時に所望した第１チョーク溝７による不要輻射抑制効果を得ることができる。

また、上述の通り、封止切りによるチョーク円筒体６の変形を抑制できるため、第２チョーク溝８の形状の変化も抑制できる。したがって、本実施形態に係るマグネトロン１は、設計時に所望した第２チョーク溝８による不要輻射抑制効果を得ることができる。

なお、本実施形態では、チョーク円筒体６の内径６ｃは、段部４の内周縁４ａの径４ｃより大きい。つまり、チョーク円筒体６が、段部４の陽極円筒２１側の壁のみから延びている。しかし、チョーク円筒体６が、排気部５の陽極円筒２１側の端部５ａから延びていても、チョーク円筒体６の内径６ｃが、排気部５の陽極円筒２１側の端部５ａの内径５ｃより大きければ、マグネトロン１は、上記効果を得ることができる。

［第２の実施形態］
本発明を電子レンジ用マグネトロンに適用した第２の実施形態について、図４を用いて説明する。図４は、本発明の第２の実施形態に係るマグネトロンの排気管周辺の管軸方向の縦断面図である。なお、本実施形態は第１の実施形態の変形例であって、第１の実施形態と同一部分または類似部分には、同一符号を付して、重複説明を省略する。

本実施形態では、段部４の陽極から離れた面には、排気部５の陽極側の端部５ａに隣接した位置に排気部５の陽極側の端部５ａの外周面に沿って連続した凹部９（溝）が形成されている。

本実施形態によれば、段部４の凹部９の部分は薄肉になっているため、段部４は凹部９の部分で曲がりやすくなっている。そのため、段部４の凹部９が封止切りにより排気部５に生じた歪みを吸収して、その歪みがチョーク円筒体６に伝わりにくい。よって、封止切りにより、チョーク円筒体６が変形されにくい。したがって、本実施形態に係るマグネトロン１は、第１の実施形態の効果に加えて、設計時に所望した第１チョーク溝７による不要輻射抑制効果を得ることができる。

なお、上記の通り、この凹部９は、歪みが段部４に吸収され、チョーク円筒体６に伝わりにくくするものであるから、連続した凹部（溝）である必要はなく、不連続なものでも良い。

本発明の第１の実施形態に係るマグネトロンの管軸方向の縦断面図である。 図１の排気管周辺の拡大図である。 図２の排気管およびチーク円筒体の拡大図である。 本発明の第２の実施形態に係るマグネトロンの排気管周辺の管軸方向の縦断面図である。 従来のマグネトロンの排気管周辺の管軸方向の縦断面図である。 図５のVI−VI矢視断面図である。

符号の説明

１…マグネトロン、２…排気管、３…膨大部、４…段部、４ａ…段部の内周縁、４ｂ…段部の外周縁、５…排気部、６…チョーク円筒体、７…第１チョーク溝、８…第２チョーク溝、９…凹部、２１…陽極円筒、２２…ベイン、２３，２４…ストラップリング、２５…陰極、２６，２７…エンドハット、２８，２９…ポールピース、３０，３１…金属封着体、３２…絶縁円筒、３３…アンテナ、３４…キャップ、３５…絶縁ステム、３６，３７…サポートロッド、３８…中継板、３９…入力端子、４０，４１…マグネット、４２，４３…ヨーク、４４…ラジエータ、４５…チョークコイル、４６…コンデンサ、４７…フィルタボックス、５０…管軸

Claims (7)

1. 陽極と、
   前記陽極から出力側に延びたアンテナと、
   前記陽極の出力側に位置している円筒状の膨大部と前記陽極から離れた円筒端部が圧潰により封止切りされ前記アンテナを保持している排気部と外周縁が前記膨大部の前記陽極から離れた端部と連結し内周縁が前記排気部の前記陽極側の円筒端部と連結している環状の段部とを有し真空外囲器の一部を形成している排気管と、
   前記膨大部の内壁と間隔をあけて前記段部の前記陽極側の壁または前記排気部の前記陽極側の端部から前記陽極側に延びて内径が前記排気部の前記陽極側の端部の内径よりも径大に形成され前記膨大部の一部とともにチョーク溝を形成している円筒状のチョーク円筒体と、
   を具備するマグネトロン。
2. 前記チョーク円筒体の外壁、前記段部の内壁の一部および前記膨大部の内壁の一部により第１チョーク溝が形成され、前記アンテナの外壁、前記排気部の内壁および前記チョーク円筒体の内壁により第２チョーク溝が形成されていること、
   を特徴とする請求項１に記載のマグネトロン。
3. 前記段部の陽極から離れた面上であって前記排気部の前記陽極側の端部に隣接した位置に凹部が形成されていること、
   を特徴とする請求項１または２に記載のマグネトロン。
4. 前記膨大部、前記排気部および前記段部は一体成型されていること、
   を特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載のマグネトロン。
5. 前記膨大部、前記排気部、前記段部およびチョーク円筒体はヘッダー加工により一体成型されていること、
   を特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載のマグネトロン。
6. 円筒状の膨大部と前記膨大部の一方の端部と連結している外周縁を有し前記膨大部より径小の内周縁を有する環状の段部と前記段部の内周縁から前記膨大部と反対側に延びている円筒状の排気部とを有する排気管と、前記膨大部の内壁と間隔をあけて前記段部の前記膨大部側の壁または前記排気部の前記膨大部側の端部から前記膨大部側に延びて内径が前記排気部の前記膨大部側の端部の内径よりも径大に形成されている円筒状のチョーク円筒体とを一体に成型する工程と、
   陽極から出力側に延び前記排気管の内部を挿通するアンテナとともに前記排気部の一部を圧潰により封止切りする工程と、
   を具備するマグネトロンの製造方法。
7. 前記膨大部、前記排気部、前記段部および前記チョーク円筒体はヘッダー加工により一体成型されること、
   を特徴とする請求項６に記載のマグネトロンの製造方法。

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