JP2014135161A - マグネトロン - Google Patents

Abstract

【課題】マグネトロンのオンオフの繰り返しによるヒートサイクルの下でも、アンテナキャップが排気管から脱落せず、出力特性の安定した、信頼性の高いマグネトロンを提供すること。
【解決手段】排気管２と側面に孔１ａが形成されているアンテナキャップ１が、アンテナキャップ１の圧入後、アンテナキャップ１の孔１ａと排気管２が溶接により固着することにより、マグネトロンのオンオフによるヒートサイクルが繰り返されても、アンテナキャップ１は排気管２に確実に保持され、アンテナキャップ１が緩んで、排気管２から脱落することがなく、出力特性の安定を図ることが出来る。
【選択図】図１

Description

本発明は、マグネトロンに関する。さらに詳しくは、アンテナキャップが、排気管から脱落することを防ぎ、出力特性を安定させたマグネトロンに関するものである。

図３は、従来のマグネトロンの破断側面図、図４は、従来のマグネトロンのアンテナキャップ部の一部破断図、図５は、図４のマグネトロンのアンテナキャップ部の斜視図である。

同図において、従来、電子レンジなどに用いられるマグネトロンの本体部分は、陽極部３、陰極部４、アンテナ５が、真空壁で囲まれて構成されている。

すなわち、真空壁となる円筒状の陽極筒体６の内周に、複数個のベイン７が、放射状に設けられている。各ベイン７は、１個おきに、大径および小径のストラップリング８により、接続されている。そして、磁界を陽極筒体６の中心部に集中させるため、入力側および出力側のポールピース９、１０が設けられて、陽極部３が形成されている。

陽極部３の中心部には、フィラメントからなる陰極フィラメント１１が、配置されている。この陰極フィラメント１１には、リード線１２が接続され、陰極部４が形成されている。

リード線１２は、セラミックステム１３を経て、接続端子１４に接続されている。陽極部３で発生するマイクロ波は、ベイン７に接続されたアンテナ５により、陽極部３から取り出され、アンテナセラミック１５を経て、外部に放射される。アンテナ５は、金属筒体である出力側の側管１６、アンテナセラミック１５、排気管２からなる真空壁で覆われている。

また、入力側のリード線１２部も、金属筒体である入力側の側管１７とセラミックステム１３とからなる真空壁で覆われ、これらの真空壁と陽極筒体６とにより、マグネトロン本体の真空壁が構成されている。

このマグネトロン本体が排気された後、アンテナ５を中心部で挟み込むようにチップオフされ、図４に示されるように、チップオフ部２ａを保護するため、アンテナキャップ１が取りつけられる。このアンテナキャップ１は、排気管２のアンテナセラミック１５とのロウ付け部分の外径の大きい根元部２ｂに、圧入されることにより固定されている。

この排気管２とアンテナセラミック１５とは、それぞれ無酸素銅とセラミックスからなっており、熱膨張率が異なる。そのため、排気管２とアンテナセラミック１５とを８００℃以上でロウ付けする際に、アンテナセラミック１５とロウ付けされる側の排気管２の根元部２ｂは、膨脹した状態でロウ付けされ、セラミックスの熱膨張率は小さく、冷却されても余り収縮しないため、アンテナセラミック１５側で太く、アンテナセラミック１５から遠ざかるほど、排気管２の外径が細くなりテーパ状になっている。

一方、マグネトロンの動作時には、出力部の温度は３００℃程度に上昇するが、非動作時には常温に戻り、マグネトロンのオンオフごとに繰り返されるヒートサイクルにより、アンテナキャップ１と排気管２との圧入部の強度が弱くなる。そのため、排気管２の根元部２ｂのテーパ状とも相俟って、アンテナキャップ１を保持することができず、アンテナ
キャップ１が脱落し易い。アンテナキャップ１が脱落すると、脱落したアンテナキャップ１を介して、導波管（図示せず）と排気管２の間で放電し易く、マグネトロンの動作が不安定になるとともに、チップオフ部２ａで真空漏れを生じ易くなるという課題がある。

また、このような課題を解決するために、アンテナキャップに部分的に突起が設けられ、この突起に対応する排気管の部分に凹溝が形成され、アンテナキャップの突起が、排気管の凹溝に嵌合され、アンテナキャップが脱落しないように保持する方法もある（例えば、特許文献１参照）。この構成では、組立性の悪化・コストアップ、突起・凹部での隙間での放電等の課題があり、実用は困難であった。

また、別の解決方法として、排気管の圧入部管軸方向の長さが８ｍｍ〜１０ｍｍの範囲とする方法もある（例えば、特許文献２参照）。しかし、この構成では、マグネトロンが挿入される導波管寸法が短い場合に、排気管圧入部の管軸方向の長さが確保できないという課題があった。

特開平８−１８５８０６号公報 特開２００７−０６６６７３号公報

しかしながら、前記従来の構成では、マグネトロンの動作時には出力部の温度は３００℃程度に上昇するが、非動作時には常温に戻り、マグネトロンのオンオフごとに繰り返されるヒートサイクルにより、アンテナキャップ１と排気管２との圧入部の強度が弱くなる。そのため、排気管２の根元部２ｂのテーパ状とも相俟って、アンテナキャップ１を保持することができず、アンテナキャップ１が脱落し易い。

アンテナキャップ１が脱落すると、脱落したアンテナキャップ１を介して導波管と排気管２の間で放電し易く、マグネトロンの動作が不安定になるとともに、チップオフ部２ａで真空漏れを生じ易くなるという問題がある。特に、マグネトロンが挿入される導波管寸法が短い場合に、排気管圧入部の管軸方向の長さが確保できずに、アンテナキャップが脱落し易いという課題があった。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、マグネトロンのオンオフの繰り返しによるヒートサイクルの下でも、アンテナキャップが排気管から脱落せず、出力特性の安定した、信頼性の高いマグネトロンを提供することを目的とする。

本発明のマグネトロンは、陽極部と、前記陽極部の中心に設けられた陰極部と、前記陽極部に接続された出力アンテナと、前記出力アンテナの周囲に設けられ真空壁の一部となるアンテナセラミックおよび排気管と、前記排気管のチップオフ部を覆うアンテナキャップとを有するマグネトロンであって、前記アンテナキャップと排気管が固着されている。

これによって、前記突起が前記アンテナキャップの側面に孔が形成され、アンテナキャップの孔部と排気管が溶接されていることが、強度的に好ましい。

本発明のマグネトロンによれば、アンテナキャップと排気管が固着されるので、マグネトロンのオンオフによるヒートサイクルが繰り返されても、アンテナキャップは排気管に
確実に保持され、アンテナキャップが緩んで排気管から脱落することがない。

本発明の第１の実施の形態におけるマグネトロンのアンテナキャップ部の一部破断側面図 同実施の形態１のアンテナキャップ部の斜視図 従来のマグネトロンの破断側面図 従来のマグネトロンのアンテナキャップ部の一部破断図 図４のマグネトロンのアンテナキャップ部の斜視図

第１の発明は陽極部と、前記陽極部の中心に設けられた陰極部と、前記陽極部に接続された出力アンテナと、前記出力アンテナの周囲に設けられ真空壁の一部となるアンテナセラミックおよび排気管と、前記排気管のチップオフ部を覆うアンテナキャップとを有するマグネトロンであって、前記アンテナキャップと排気管とが固着されていることにより、マグネトロンのオンオフによるヒートサイクルが繰り返されても、アンテナキャップは排気管に確実に保持され、アンテナキャップが緩んで排気管から脱落することを防止できる。

第２の発明は、特に、第１の発明の突起が、前記アンテナキャップと前記排気管が溶接にて固着されていることにより、アンテナキャップは排気管に強固に保持され、アンテナキャップが緩んで排気管から脱落することを防止できる。

第３の発明は、特に、第１または第２の発明の突起が、前記アンテナキャップの側面に孔が形成され、前記孔と前記排気管が溶接にて固着されていることにより、アンテナキャップは排気管に強固に保持され、アンテナキャップが緩んで排気管から脱落することを防止できる。

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）
図１は、本発明の第１の実施の形態におけるマグネトロンのアンテナキャップと排気管の破断側面図、図２は本発明のマグネトロンの他の実施の形態の排気管とアンテナキャップの斜視図を示すものである。

本実施の形態では、排気管と側面に孔が形成されているアンテナキャップ１が、アンテナキャップ１の圧入後、アンテナキャップ１の孔１ａと排気管２が溶接により固着されている点を除いて、従来のマグネトロンと同じ構造である。

すなわち、マグネトロンの陽極部３は、真空壁となる円筒状陽極筒体６の内周に、放射状に設けられた複数個のベイン７と、これらベイン７を１個おきに連結する大径、小径のストラップリング８とから構成されている。また、陽極筒体６の両端には、磁界を陽極筒体６の中心部に集中させるため、入力側および出力側のポールピース９、１０が設けられている。陰極部４は、陽極筒体６の中心部に設けられた陰極フィラメント１１と、陰極フィラメント１１に接続されたリード線１２とからなり、リード線１２は、入力側ポールピース９を貫通して、陽極筒体６の外に延び、入力側の側管１６およびセラミックステム１３からなる真空壁で覆われるとともに、セラミックステム１３を経て、真空壁外にリード線１２が導出されている。

以上のように本実施の形態によれば、アンテナキャップ１の側面に孔１ａが形成され、孔１ａと排気管２が溶接にて固着されていることにより、マグネトロンのオンオフによるヒートサイクルが繰り返されても、アンテナキャップ１は排気管２に確実に保持され、アンテナキャップが緩んで排気管２から脱落することを防止できる。

なお、本実施の形態では、固着方法として溶接を採用した例を説明したが、固着方法はこれに限定されるものではなく、例えば、接着により固定しても構わない。

また、出力アンテナ５は、例えば一端が１個のベイン７に接続され、他端部は、出力側ポールピース１０を貫通して、陽極筒体６の外に延び、出力側の側管１６およびあるトップシェル、アンテナセラミック１５および排気管２部からなる真空壁で覆われている。ここで、アンテナキャップ１内周面と排気管２の外周面が溶接により、固着されていることにその特徴がある。

排気管２とアンテナキャップ１は、１箇所でも固着されていれば問題はないが、放電防止、脱落防止、真空壁破損防止の観点からは、アンテナキャップ１の圧入後、３箇所以上が電気的に固着されていることが好ましい。

また、電気的な固着の方法については、特に限定されず、全周を固着しても良いが、ものづくりの安定性の点からは、３〜５個程度にすることが好ましい。

以上のように、本発明にかかるマグネトロンは、アンテナキャップが確実に保持されるので、電子レンジ、オーブン電子レンジ等家庭用マイクロ波利用機器だけではなく、工業用のマイクロ波利用機器の用途にも適用できる。

１ アンテナキャップ
１ａ 孔
２ 排気管
２ａ チップオフ部
２ｂ 根元部
３ 陽極部
４ 陰極部
５ アンテナ
６ 陽極筒体
７ ベイン
８ ストラップリング
９ 入力側ポールピース
１０ 出力側ポールピース
１１ 陰極フィラメント
１２ リード線
１３ セラミックステム
１４ 接続端子
１５ アンテナセラミック
１６ 出力側の側管
１７ 入力側の側管

Claims (3)

1. 陽極部と、前記陽極部の中心に設けられた陰極部と、前記陽極部に接続された出力アンテナと、前記出力アンテナの周囲に設けられ真空壁の一部となるアンテナセラミックおよび排気管と、前記排気管のチップオフ部を覆うアンテナキャップとを有するマグネトロンであって、
   前記アンテナキャップと排気管とが固着されているマグネトロン。
2. 前記突起が、前記アンテナキャップと前記排気管が溶接にて固着されている請求項１記載のマグネトロン。
3. 前記突起が、前記アンテナキャップの側面に孔が形成され、前記孔と前記排気管が溶接にて固着されてなる請求項１記載のマグネトロン。