JP2014089951A - マグネトロン及びマイクロ波利用機器 - Google Patents

Abstract

【課題】コアチューブの排気管とアンテナとを圧着する際に生じる、アンテナの変形を抑えることができるマグネトロンを提供する。
【解決手段】コアチューブ１１の内部のガスを排気するための排気管８と、コアチューブ１１内に設けられたアンテナ４とを備え、排気管８を通じてコアチューブ１１内のガスを排気した後、排気管８とアンテナ４とを圧着することにより、コアチューブ１１内を気密封止した構造を有するマグネトロンであって、圧着前において、アンテナ４には、圧着時に圧着力が加わる中心となる箇所に空間部Ｅ１が設けられている。
【選択図】図２

Description

本発明は、電子レンジや温熱治療器などのマイクロ波利用機器に用いられるマグネトロンに関し、特にコアチューブの排気管とアンテナとの圧着部分の構造に関するものである。

従来のマグネトロンにおいては、図６（ａ）に示すように、陽極筒体１０１の内部に放射状に配置された複数のベイン１０２を直径の異なる２種類のストラップリング１０３により１枚おきに交互に電気的に接合した陽極部と、ハット１０６により保持され熱電子を放出させるフィラメント１０５を有する陰極部と、トップシェル１１０とセラミックス１０９と排気管１０８とで構成され電磁波エネルギーを外部に放出する出力部とで、真空管であるコアチューブ１１１が構成されている。

前記陽極部において、複数のベイン１０２のうちの１つには、アンテナ１０４が接続されている。アンテナ１０４は、磁極１０７に設けられた孔１０７ａを通り、トップシェル１１０とセラミックス１０９の内側を通過して、排気管１０８の内側まで延設されている。

フィラメント１０５から放射された熱電子は、陽極電圧の電界による吸引力と磁界の作用による偏向力を受けたサイクロイド運動によって加速され、ベイン１０２の一端に伝達される。この熱電子は、ベイン１０２に結合されたアンテナ１０４を通じて出力部より外部へ放出される。

排気管１０８は、コアチューブ１１１内のガスを排気するためのものである。コアチューブ１１１は、排気装置（図示せず）により排気管１０８を通じて内部のガスが排気された後、排気管１０８が圧着されることにより気密封止され、真空管となる。

通常、排気管１０８を圧着する際、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、排気管１０８の内側に位置し、排気管１０８と同じ銅材料で構成されるアンテナ１０４も同時に圧着される。これにより、排気管１０８とアンテナ１０４とが一体的に結合する（例えば、特許文献１参照）。

特開昭６１−１３８４３１号公報

アンテナ１０４は、細長い棒状又は平板状の部材で構成され、変形し易いものである。アンテナ１０４が変形すると、アンテナ１０４と周囲の部品との相対距離が変化し、所望の特性を得ることができなくなる。このため、従来、アンテナ１０４を設計通りの位置に配置するために、アンテナ整形工程や検査工程が行われている。

しかしながら、これらの工程は、排気管１０８とアンテナ１０４とを圧着してコアチューブ１１１内を真空にした後には行うことはできない。また、従来のマグネトロンにおいては、排気管１０８と共に圧着されるアンテナ１０４の先端部の形状が棒状又は平板状である。このため、圧着力が加わると、アンテナ１０４の先端部は圧着力が加わる部分を中
心として放射方向に押され、例えば、図６（ａ）の２点鎖線で示す所望の位置から図６（ａ）の実線で示す位置に、アンテナ１０４の本体部が変形することが起こり得る。この場合、アンテナ１０４と周囲の部品との相対距離やアンテナ１０４の有効長が変化し、性能の低下や性能のバラツキが生じる。

従って、本発明の目的は、前記従来の課題を解決することにあって、コアチューブの排気管とアンテナとを圧着する際に生じるアンテナの変形を抑えることができるマグネトロンを提供することにある。

前記従来の課題を解決するために、本発明のマグネトロンは、コアチューブの内部のガスを排気するための排気管と、前記コアチューブ内に設けられたアンテナとを備え、前記排気管を通じて前記コアチューブ内のガスを排気した後、前記排気管と前記アンテナとを圧着することにより、前記コアチューブ内を気密封止した構造を有するマグネトロンであって、
前記圧着前において、前記アンテナには、前記圧着時に圧着力が加わる中心となる箇所に空間部が設けられている。

本発明にかかるマグネトロンによれば、コアチューブの排気管とアンテナとを圧着する際に生じるアンテナの変形を抑えることができる。

本発明の実施の形態１にかかるマグネトロンの全体構成を示す半断面図 本発明の実施の形態１にかかるマグネトロンにおける圧着前のアンテナの環状の先端部の形状例を示す正面図 排気管とアンテナの先端部との圧着が完了した状態の一例を示した図 本発明の実施の形態２にかかるマグネトロンにおける圧着前のアンテナのＵ字状の先端部の形状例を示す正面図 （ａ）本発明の実施の形態３にかかるマグネトロンにおける圧着前のコアチューブの排気管とアンテナの先端部との位置関係を示す縦断面図（ｂ）同実施の形態にかかるマグネトロンにおける圧着前のコアチューブの排気管とアンテナとの位置関係を示す横断面図 （ａ）従来のマグネトロンにおけるコアチューブの排気管とアンテナとの圧着部分近傍の構造を示す縦断面図（ｂ）従来のマグネトロンにおける圧着前のコアチューブの排気管とアンテナの先端部との位置関係を示す横断面図

第１の発明は、コアチューブの内部のガスを排気するための排気管と、前記コアチューブ内に設けられたアンテナとを備え、前記排気管を通じて前記コアチューブ内のガスを排気した後、前記排気管と前記アンテナとを圧着することにより、前記コアチューブ内を気密封止した構造を有するマグネトロンであって、
前記圧着前において、前記アンテナには、前記圧着時に圧着力が加わる中心となる箇所に空間部が設けられている、マグネトロンを提供する。

第２の発明は、前記空間部は、前記アンテナの先端部に形成され、
前記アンテナの先端部は、前記アンテナの本体部よりも幅方向の寸法が大きく形成されている、第１の発明に記載のマグネトロンを提供する。

第３の発明は、前記空間部は、前記アンテナの先端部を前記アンテナの長手方向に切り欠くことにより形成されている、第２態様に記載のマグネトロンを提供する。

第４の発明は、前記空間部は、前記アンテナの先端部に穴を空けることにより形成される、第２態様に記載のマグネトロンを提供する。

第５の発明は、前記アンテナの先端部は、Ｕ字状に形成されている、第２の発明に記載のマグネトロンを提供する。

第６の発明は、前記アンテナの先端部は、環状に形成されている、第２の発明に記載のマグネトロンを提供する。

第７の発明は、前記アンテナの先端部と前記アンテナの本体部との接続部分において、当該先端部と本体部とが成す角度が９０度未満である、第２〜６の発明のいずれか１つに記載のマグネトロンを提供する。

第８の発明は、前記アンテナの空間部の幅方向の寸法が、前記アンテナの本体部の幅方向の寸法以上である、第２〜７の発明のいずれか１つに記載のマグネトロンを提供する。

第９の発明は、第１〜８の発明のいずれか１つに記載のマグネトロンを備えるマイクロ波利用機器を提供する。

第１０の発明は、先端部に空間部を設けたアンテナを排気管の内部に挿入し、
前記排気管を通じてコアチューブ内のガスを排気し、
前記排気管の側方から圧着力を前記空間部に向けて加えることにより、前記排気管と前記アンテナの先端部とを圧着して、前記コアチューブ内を気密封止する、
ことを含む、マグネトロンの製造方法を提供する。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
本発明の第１の実施の形態にかかるマグネトロンについて、説明する。本実施の形態１にかかるマグネトロンは、電子レンジや温熱治療器などのマイクロ波利用機器に用いられるものである。図１は、本実施の形態１にかかるマグネトロンの全体構成を示す半断面図である。

本実施の形態１にかかるマグネトロンにおいては、図１に示すように、陽極筒体１の内部に放射状に配置された複数のベイン２を、ストラップリング３により１枚おきに交互に電気的に接合された陽極部と、ハット６により保持され熱電子を放出させるフィラメント５を有する陰極部と、トップシェル１０とセラミックス９と排気管８とで構成され電磁波エネルギーを外部に放出する出力部とで、真空管であるコアチューブ１１が構成されている。

前記陽極部において、複数のベイン２のうちの１つには、アンテナ４が接続されている。アンテナ４は、磁極７に設けられた孔を通り、トップシェル１０とセラミックス９の内側を通過して、排気管８の内側まで延設されている。

フィラメント５から放射された熱電子は、陽極電圧の電界による吸引力と磁界の作用による偏向力を受けたサイクロイド運動によって加速され、ベイン２の一端に伝達される。
この熱電子は、ベイン２に結合されたアンテナ４を通じて出力部より外部へ放出される。

排気管８は、コアチューブ１１内のガスを排気するためのものである。コアチューブ１１は、排気装置（図示せず）により排気管８を通じて内部のガスが排気された後、排気管８が圧着されることにより気密封止され、真空管となる。

排気管８を圧着する際、排気管８の内側に位置し、排気管８と同じ材料（例えば、銅）で構成されるアンテナ４も同時に圧着される。これにより、排気管８とアンテナ４とが一体的に結合する。

また、本実施の形態にかかるマグネトロンは、磁気回路２１と、冷却回路２２と、ＬＣフィルタ回路２３とを備えている。磁気回路２１は、略矩形筒状の継鉄２４と、継鉄２４の上壁下面に設けられた環状の出力側磁石２５と、継鉄２４の下壁上面に設けられた環状の入力側磁石２６とを備えている。冷却回路２２は、陽極筒体１の外周面に設けられた複数のフィン２７を備えている。ＬＣフィルタ回路２３は、チョークコイル２８とコンデンサ（図示せず）とを備えている。磁気回路２１、冷却回路２２、及びＬＣフィルタ回路２３は、従来公知のものを使用することができるので、ここでは詳細の説明は省略する。

次に、図２（ａ）〜図２（ｄ）を用いて、圧着前におけるアンテナ４の環状の先端部４ａの形状例について説明する。図２（ａ）〜図２（ｄ）は、圧着前のアンテナ４の環状の先端部４ａの形状例を示す正面図である。

アンテナ４の先端部４ａは、図２（ａ）〜図２（ｄ）に示すように、アンテナ４の本体部４ｂよりも幅方向（図の左右方向）の寸法が大きく形成されている。アンテナ４の先端部４ａには、圧着時に圧着力が加わる中心となる箇所に空間部Ｅ１が設けられている。本第１実施の形態において、空間部Ｅ１は、アンテナ４の先端部４ａに穴を空けることにより形成されている。すなわち、アンテナ４の先端部４ａは、環状に形成されている。なお、空間部Ｅ１の形状は、特に限定されるものではなく、図２（ｂ）に示すような矩形であっても、図２（ｃ）に示すような円形であってもよい。

次に、排気管８とアンテナ４の先端部４ａとを圧着する際の動作について説明する。

まず、先端部４ａに空間部Ｅ１を設けたアンテナ４を排気管８の内部に挿入する。

次いで、排気装置（図示せず）により排気管８を通じてコアチューブ１内のガスを排気する。

次いで、排気管８の側方から圧着力を空間部Ｅ１に向けて加えることにより、排気管８とアンテナ４の先端部４ａとを圧着して、コアチューブ１１内を気密封止する。

次いで、排気管８とアンテナ４の先端部４ａとの圧着部分を、コアチューブ１１内の真空状態を保てる適当な位置で切断する。

これにより、排気管８とアンテナ４の先端部４ａとの圧着が完了する。図３は、排気管８とアンテナ４の先端部４ａとの圧着後の状態の一例を示している。なお、図３では、圧着後においても空間部Ｅ１の一部が残る例を示したが、圧着後は空間部Ｅ１が無くなるように圧着力を加えるようにしてもよい。

本実施の形態１によれば、アンテナ４の圧着力が加わる中心となる箇所に空間部Ｅ１が設けられているので、圧着力がアンテナ４の長手方向に加わることを抑えて、圧着時に生
じるアンテナ４の変形を抑えることができる。これにより、マグネトロンとしての性能の低下や性能のバラツキを抑えることができる。

また、本実施の形態１によれば、アンテナ４の先端部４ａがアンテナ４の本体部４ｂよりも幅方向の寸法が大きく形成されているので、仮に、圧着時にアンテナ４の長手方向に力が加わったとしても、本体部４ｂの延在方向とはズレた方向（例えば、図２（ａ）の矢印の方向）に力を分散させることができる。これにより、圧着時に生じるアンテナ４の変形を一層抑えて、マグネトロンとしての性能の低下や性能のバラツキを抑えることができる。

なお、図２（ｄ）に示すように、アンテナ４の先端部４ａとアンテナ４の本体部４ｂとの接続部分において、当該先端部４ａと本体部４ｂとが成す角度θは、９０度未満であることが好ましい。これにより、仮に、圧着時にアンテナ４の長手方向に力が加わったとしても、本体部４ｂの延在方向とはズレた方向（例えば、図２（ｄ）の矢印の方向）に力をより確実に分散させることができる。

（実施の形態２）
本発明の第２の実施の形態にかかるマグネトロンについて説明する。図４は、本実施の形態２にかかるマグネトロンにおける、圧着前のアンテナのＵ字状の先端部の形状例を示す正面図である。本実施の形態２にかかるマグネトロンが前記実施の形態１にかかるマグネトロンと異なる点は、圧着前のアンテナの先端部の形状である。

アンテナ４の先端部４ｃは、図４（ａ）〜図４（ｄ）に示すように、アンテナ４の本体部４ｂよりも幅方向（図の左右方向）の寸法が大きく形成されている。アンテナ４の先端部４ｃには、圧着時に圧着力が加わる中心となる箇所に空間部Ｅ１が設けられている。本実施の形態２において、空間部Ｅ１は、アンテナ４の先端部４ｃを長手方向に切り欠くことにより形成されている。すなわち、アンテナ４の先端部４ｃは、Ｕ字状に形成されている。

本実施の形態２によれば、アンテナ４の圧着力が加わる中心となる箇所に、空間部Ｅ１が設けられているので、圧着力がアンテナ４の長手方向に加わることを抑えて、圧着時に生じるアンテナ４の変形を抑えることができる。これにより、マグネトロンとしての性能の低下や、性能のバラツキを抑えることができる。

また、本実施の形態２によれば、アンテナ４の先端部４ｃがＵ字状に形成されているので、アンテナ４の先端部４ａが環状に形成されている前記実施の形態１に比べて、アンテナ４の材料を減らすことができる。

なお、アンテナ４の先端部４ｃをＵ字状に形成した場合には、当該先端部４ｃを排気管８内に挿入する際に、先端部４ｃの左右の部位が変形するおそれがある。これに対して、前記実施の形態１によれば、アンテナ４の先端部４ａが、環状に形成されているので、先端部４ａの左右の部位が変形することを抑えることができる。

（実施の形態３）
本発明の第３の実施の形態にかかるマグネトロンについて、説明する。図５（ａ）は、本発明の実施の形態３にかかるマグネトロンにおける圧着前の排気管とアンテナの先端部との位置関係を示す縦断面図、図５（ｂ）は、その位置関係を示す横断面図である。本実施の形態３にかかるマグネトロンが前記実施の形態１にかかるマグネトロンと異なる点は、圧着前のアンテナ４の先端部４ｄに設けた空間部Ｅ１の幅方向の寸法Ｂ１が、アンテナ４の本体部４ｂの幅方向の寸法Ａ１以上（Ａ１≦Ｂ１）である点である。

本実施の形態３によれば、空間部Ｅ１の幅方向の寸法Ｂ１が、アンテナ４の本体部４ｂの幅方向の寸法Ａ１以上であるので、仮に、圧着時にアンテナ４の長手方向に力が加わったとしても、本体部４ｂの延在方向とはズレた方向（例えば、図５（ａ）の矢印の方向）に力をより確実に分散させることができる。これにより、圧着時に生じるアンテナ４の変形を一層抑えて、マグネトロンとしての性能の低下や性能のバラツキを抑えることができる。

なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その他種々の態様で実施できる。例えば、前記では、アンテナ４の先端部４ａと排気管８とが圧着されるものとしたが、本発明はこれに限定されない。例えば、アンテナ４の中間部分に空間部Ｅ１を設けて、当該中間部分と排気管８とが圧着されるようにしてもよい。

なお、前記様々な実施の形態のうちの任意の実施の形態を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。

本発明にかかるマグネトロンは、コアチューブの排気管とアンテナとを圧着する際に生じるアンテナの変形を抑えることができるので、電子レンジや温熱治療器などのマイクロ波利用機器に用いるマグネトロンとして有用である。

１ 陽極筒体
２ ベイン
３ ストラップリング
４ アンテナ
４ａ，４ｃ，４ｄ 先端部
４ｂ 本体部
５ フィラメント
６ ハット
７ 磁極
８ 排気管
９ セラミックス
１０ トップシェル
１１ コアチューブ
２１ 磁気回路
２２ 冷却回路
２３ ＬＣフィルタ回路
２４ 継鉄
２５ 出力側磁石
２６ 入力側磁石
２７ フィン
２８ チョークコイル
Ａ１ 本体部の幅
Ｂ１ 空間部の幅
Ｅ１ 空間部

Claims (10)

1. コアチューブの内部のガスを排気するための排気管と、前記コアチューブ内に設けられたアンテナとを備え、前記排気管を通じて前記コアチューブ内のガスを排気した後、前記排気管と前記アンテナとを圧着することにより、前記コアチューブ内を気密封止した構造を有するマグネトロンであって、
   前記圧着前において、前記アンテナには、前記圧着時に圧着力が加わる中心となる箇所に空間部が設けられている、マグネトロン。
2. 前記空間部は、前記アンテナの先端部に形成され、
   前記アンテナの先端部は、前記アンテナの本体部よりも幅方向の寸法が大きく形成されている、請求項１に記載のマグネトロン。
3. 前記空間部は、前記アンテナの先端部を前記アンテナの長手方向に切り欠くことにより形成されている、請求項２に記載のマグネトロン。
4. 前記空間部は、前記アンテナの先端部に穴を空けることにより形成される、請求項２に記載のマグネトロン。
5. 前記アンテナの先端部は、Ｕ字状に形成されている、請求項２に記載のマグネトロン。
6. 前記アンテナの先端部は、環状に形成されている、請求項２に記載のマグネトロン。
7. 前記アンテナの先端部と前記アンテナの本体部との接続部分において、当該先端部と本体部とが成す角度が９０度未満である、請求項２に記載のマグネトロン。
8. 前記アンテナの空間部の幅方向の寸法が、前記アンテナの本体部の幅方向の寸法以上である、請求項２に記載のマグネトロン。
9. 請求項１〜８のいずれか１つに記載のマグネトロンを備えるマイクロ波利用機器。
10. 先端部に空間部を設けたアンテナを排気管の内部に挿入し、
    前記排気管を通じてコアチューブ内のガスを排気し、
    前記排気管の側方から圧着力を前記空間部に向けて加えることにより、前記排気管と前記アンテナの先端部とを圧着して、前記コアチューブ内を気密封止する、
    ことを含む、マグネトロンの製造方法。

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