JP2594262B2 - マグネトロン - Google Patents

マグネトロン

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JP2594262B2
JP2594262B2 JP61245743A JP24574386A JP2594262B2 JP 2594262 B2 JP2594262 B2 JP 2594262B2 JP 61245743 A JP61245743 A JP 61245743A JP 24574386 A JP24574386 A JP 24574386A JP 2594262 B2 JP2594262 B2 JP 2594262B2
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J23/00Details of transit-time tubes of the types covered by group H01J25/00
    • H01J23/16Circuit elements, having distributed capacitance and inductance, structurally associated with the tube and interacting with the discharge
    • H01J23/18Resonators
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    • HELECTRICITY
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    • H01J23/00Details of transit-time tubes of the types covered by group H01J25/00
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    • H01J23/40Coupling devices having distributed capacitance and inductance, structurally associated with the tube, for introducing or removing wave energy to or from the interaction circuit
    • H01J23/48Coupling devices having distributed capacitance and inductance, structurally associated with the tube, for introducing or removing wave energy to or from the interaction circuit for linking interaction circuit with coaxial lines; Devices of the coupled helices type

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はマグネトロンに関するものであり、さらに詳
細に言えばマグネトロン入出力部からの不要輻射を抑制
した改良された陽極構体および出力構体に関する。
従来の技術 近年の電子レンジの著しい普及の流れの中で電子レン
ジは小形・軽量化、低価格化に対する需要・供給両面の
要望・目標を達成すべく技術のあくなき追求がなされて
いる。この電子レンジに搭載されるマグネトロンに対し
ても上記事情に鑑み小形・軽量化、高効率化、低雑音
化、低価格化などが要求されている。従来の一般的なマ
グネトロンの構造を第3図に示す。同図において、1は
陽極円筒、2は陽極円筒内に配設された複数のベイン、
3はベインの陽極円筒管軸方向の両端側に配設され複数
のベインとそれぞれ交互に1つおきに接続された2対の
リングからなるストラップリング、4はアンテナリード
であり一端が複数のベインの任意の1つに所望の位置で
接続されており陽極円筒端に設けられたポールピース5
の結合孔6を貫通して他端が陽極円筒管軸方向に配され
た出力アンテナ部7まで延在する。このアンテナリード
4は、陽極円筒内を真空排気する時の排気路となる排気
パイプ8と同時に切断され図に示す如く排気パイプの切
断部で排気パイプと一体的に接続固定されている。
また、9は陰極部であり陽極円筒の中央部に陽極円筒
と同心状に配設されたらせん状のフィラメントより構成
され、その両端にはエンドハット10,11を配する。各エ
ンドハットは、陽極円筒管軸方向に配された支持リード
12,13とそれぞれ接続されている。各支持リードは、出
力アンテナ部と反対側の陽極円筒端面側に配されたセラ
ミック材からなるカソードステム14に銀銅ろう付され、
このカソードステムは銀銅ろう付されたカソード側管15
を介して陽極円筒端面に固定組立されている。16はカソ
ードステム側のポールピース、17,18はカソードステム
側への不要輻射抑制用の誘電体部材および金属管、19,2
0は永久磁石、21は陽極円筒管に圧入組立された放熱フ
ィン、22,23は磁気回路を形成する継鉄、24はコア入チ
ョークコイル、25は貫通コンデンサ、26はフィルタボッ
クスである。
このような従来のマグネトロン構造においてマグネト
ロン出力効率を高める一手段はアンテナリードのベイン
への接続位置を可能な限り陽極円筒の中央部側へ配する
ことである。ところで従来のマグネトロンの構造から明
らかなようにベイン側端部にはストラップリングが配さ
れているため構造上接続位置は限定される。また特性上
の観点から考えればストラップリングが配される近傍の
空間は後述するように電磁界分布が非常に乱れているた
め不要電波とアンテナリードが結合しないようにアンテ
ナリードのベインへの接続位置を陽極円筒内壁側へ移動
させた接続構造では効率が低下してしまう。つまり、従
来のマグネトロン構造は高出力効率と不要輻射抑制との
両者を同時に満たす構造とは言い難い。
第4図は本発明者らが測定した従来のマグネトロン陽
極構造におけるベイン側端面の電界分布を示している。
同図において27は陽極円筒内側面、28,29は陽極円筒内
で相対向するベイン、30〜33はストラップリング、34は
アンテナリードが接続される部分である。図よりベイン
側端部にストラップリングを配する従来構造ではストラ
ップリング近傍で電界が大きく乱れていることが認めら
れる。また、相対向するベイン間に形成され陰極部が挿
入装荷される空間にもある程度の量の電界が存在するこ
とも認められる。このことは、陽極円筒内で発生したマ
イクロ波エネルギーの一部が陰極部と結合することを示
すものでありまた陰極部から放射される電子の動きを乱
すと考えられ陰極部支持リードを介してカソードステム
側への不要輻射を助長させていると考えられる。
ところでマグネトロンの小形・軽量化の構造として出
力アンテナ部を陽極円筒管軸に対して垂直方向に設ける
構造が考えられる。このような構造が特開昭56−3943号
公報に示されている。しかしながら、この公報に開示さ
れているストラップリング構造は上述のごとくベインの
両端面に配されていると考えられ不要輻射抑制に対する
構造ではない。
一方、Beverly D.Kumpferらによる米国特許No.4,310,
786にユニークなマグネトロン構造が開示されている。
この構造の主たる特徴は、陰極部の支持構造である。す
なわち、一対のポールピースでもって陰極部を支持する
構造である。また第2の特徴は、一対のストラップリン
グをベインの陽極円筒管軸方向中央部に配した構造であ
る。本発明者らは、このようなストラップリングがベイ
ンの内部に配された陽極構造についてベイン側端部の電
界分布を測定し以下の結果を得た。この電界分布特性を
第5図に示す。同図において、35は陽極円筒内壁、36,3
7は一対のストラップリングである。この構造の従来の
陽極構造との大きな特性上の違いは2点ある。第1点
は、ベイン側端面上の電界分布が整然としていること、
第2点は電界分布が管軸に対してほゞ対称形をなしてお
り相対向するベイン間に位置する空間での電界強度が著
しく弱いことから陰極部へのマイクロ波エネルギーの結
合が弱いことである。すなわちこのような陽極構造を用
いれば電子の動きがマイクロ波で撹拌され難くなり陰極
部と結合して漏洩する不要輻射抑制は著しく向上すると
考えられる。
ところで上記米国特許に開示された出力構造すなわち
アンテナリードの一端をループ形状としてその先端をベ
インに接続させるマイクロ波エネルギー導出構造は、以
下の短所がある。それはマグネトロンの出力効率を第3
図に示した従来の出力導出構造による効率まで高めるこ
とが困難であるということである。この理由は1対のス
トラップリング構造に寄因する。すなわち、相隣り合う
ベインおよび陽極円筒管内側面とがつくる小共振空洞の
共振周波数の決定には周知のごとくストラップリングを
無いものとした時の空洞部のインダクタンスLr、容量Cr
およびストラップリング装荷により生じる容量Csとが関
係する。またCrとCsの比率は発振モード分離度の観点か
らして適当な比率構成にする必要がある。つまり従来2
対のストラップリングで得ていた容量値を一対のストラ
ップで得るために上記小共振空洞内に配設されるストラ
ップリングの長さを長くする必要がある。すなわち従来
よりも大きなストラップリングの径を必要とする。この
ためアンテナリードのベインへの接続位置は従来よりも
陽極円筒内壁面側へ移動することになり結合が弱くなっ
て効率の低下を生じるものである。従来技術を用いてあ
えて効率の向上をはかるならばアンテナリードを長くす
ればよいが上述のことから長くすることは陽極円筒外で
しか達成できないことから結果的に出力アンテナ部を長
くすることを意味するものであり、小形化への逆行ある
いは不実用的な構成を余儀なくされる。この課題の改良
に対して本発明者らは、アンテナリードをストラップリ
ングに直接接続させる構成を本発明に先立って検討し
た。この構造の一例を第6図に示す。同図において38は
陽極円筒、39〜48はベイン、49,50は一対のストラップ
リングでありベインと互い違いに一つ置きに接続されて
いる。51は陽極円筒管軸に対して垂直方向に陽極円筒よ
り配されたアンテナ側管、52はアンテナ側管と銀銅ろう
づけされたセラミック側管、53はセラミック側管に銀銅
ろうづけされた排気パイプである。54はアンテナリード
であり一端がストラップリングに接続されており結合孔
55、アンテナ側管、セラミック側管および排気パイプ内
に同心状に配され、陽極円筒内を所定レベルまで真空排
気した後排気パイプと一体切断封止されてこの切断部で
他端が固定されている。図中の一点破線は切断加工前の
排気パイプおよびアンテナリードを示しており図中の矢
印で示した方向に押圧切断される。この時アンテナリー
ドの体積変化分によりアンテナリードは陽極円筒側へ押
しやられアンテナリードと接続されたストラップリング
は陽極円筒の中央部方向へ変形したりこのストラップリ
ングが接続されたベイン(図中39)も切断時の応力によ
り隣接のベイン(図中40)側へ曲がったりして、最悪の
場合ストラップリングどうしまたはベインどうしが接触
したりして正常な動作が出来なくなることがあった。
発明が解決しようとする問題点 以上のように不要輻射抑制手段としてベイン内部にス
トラップリングを設けるとともに出力効率を高める手段
としてアンテナリードをストラップリングに直接接続す
る構成を用いた時、アンテナリードを内部に有する排気
パイプの切断封止工程でストラップリングやベインが変
形してマグネトロンが正常動作をできなくなる問題点が
あった。
本発明はこのような従来の問題点を解決するものであ
り陽極円筒内の真空排気処理後の陽極円筒真空封止にお
いてストラップリングやベインの変形をなくして入出力
部からの不要輻射を抑制するとともに高い出力効率を維
持できるコンパクトで優れた性能を有するマグネトロン
を提供するものである。
問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために本発明のマグネトロンは
複数のベインの内部に該複数のベインと一つおきに交互
に接続される一対のストラップリングと、このストラッ
プリングに一端が接続され陽極円筒管軸に対して垂直方
向に配され他端が出力アンテナ部でろうづけ固定された
アンテナリードとから構成している。
作用 上記構成によりアンテナリードと排気パイプとを陽極
円筒の異なる部位に設けたため陽極円筒の真空封止工程
でアンテナリードにはなんら応力がかからないためスト
ラップリングやベインは所望の組立構造を維持できる。
実施例 以下本発明の一実施例を添付図面を参照して説明す
る。
第1図は本発明の一実施例を示すマグネトロンの断面
図、第2図はその要部斜視図である。
図において、56は陽極円筒、57は陽極円筒内に配設さ
れた複数のベイン、58,59はベインの陽極円筒管軸方向
の略中央の同一平面上に配されるとともに複数のベイン
と互い違いに一つ置きに接続された径の異なる一対のス
トラップリング、60はアンテナリードであり一端が複数
のベインの任意の相隣り合うベイン(第2図の57a,57
b)の略中央部において径大なストラップリング59とそ
の一端が接続されている。このアンテナリードは、この
ストラップリング接続点から陽極円筒管軸に垂直な方向
に延在し陽極円筒側面に設けられた結合孔61を貫通して
他端が出力アンテナ部62まで延在している。63は陽極円
筒の中央部に陽極円筒と同心状に配された陰極部であり
らせん状のフィラメントより構成され、その両端にはエ
ンドハット64,65が設けられている。各エンドハットは
それぞれ陽極円筒管軸方向に配された支持リード66,67
と接続されている。これらの支持リードは陽極円筒一端
面側に配されたセラミック材からなるカソードステム68
に銀銅ろうづけされて支持されている。カソードステム
は銀銅ろうづけされたカソード側管69を介して陽極円筒
端面に溶接組立てされている。陽極円筒の他端面には排
気パイプ70が配され陽極円筒内を真空排気処理後図に示
すように切断封止される。出力アンテナ部62はセラミッ
ク側管71、アンテナ部封止管72およびアンテナキャップ
73より構成され、アンテナリードの一端はアンテナ部封
止管にろう接されている。74,75はポールピース、76,77
は永久磁石、78,79は磁気回路を形成する継鉄、80は陽
極円筒管に圧入組立てされた放熱フィン、81,82は断熱
板であり永久磁石への陽極円筒からの輻射熱を断熱す
る。83はフィルターボックス、84はチョークコイル、85
は貫通コンデンサである。
上記構成において、排気パイプを出力アンテナ部とは
異なる位置に設けたことによりアンテナリードは排気工
程以前に所定の配設状態で固定することができるととも
に排気パイプの切断封止工程でのストラップリングやベ
インの変形を解消できる。
尚、アンテナ部封止管の形状は管側面でアンテナリー
ドを支持固定できる部分を有させてもよい。また、排気
パイプの内径は図に示すカソードステム内径程度まで大
きくして陽極円筒内の真空排気処理を促進させてもよ
い。
発明の効果 以上のように本発明のマグネトロンによれば次の効果
が得られる。
(1)アンテナリードの一端をベイン内部に配したスト
ラップリングに接続した構成により、アンテナリードを
伝搬する不要輻射を抑制しつつ高い出力効率を得ること
ができる。
(2)一端をストラップリングに接続したアンテナリー
ドの他端を出力アンテナ部内でろう接支持固定する構成
により、ストラップリングやベインの変形を解消した製
造上の信頼性を保証することができる。
(3)ベインの内部にストラップリングを配することに
より、カソードステム側への不要輻射を十分に抑制する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例をしめすマグネトロンの断面
図、第2図は同要部一部切欠斜視図、第3図は従来例を
示すマグネトロンの断面図、第4図は従来の陽極構体に
おける電界分布図、第5図は本発明の陽極構体における
電界分布図、第6図は本発明に先立って検討したマグネ
トロンの断面図である。 56……陽極円筒、57……ベイン、58,59……一対のスト
ラップリング、60……アンテナリード、61……結合孔、
62……出力アンテナ部、70……排気パイプ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 曳野 禎 門真市大字門真1006番地 松下電器産業 株式会社内 (56)参考文献 特開 昭56−13640(JP,A) 実開 昭56−99754(JP,U) 特公 昭49−39305(JP,B2)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】陽極円筒内に放射状に配設された複数のベ
    インと、前記ベインの内部に配され互い違いにベインと
    接続される径の異なる一対のストラップリングと、前記
    陽極円筒管軸に対して垂直方向に設けられた出力アンテ
    ナ部とを備えたマグネトロンにおいて、前記ベインの相
    隣り合うベインの略中央部において前記ストラップリン
    グと一端が接続され前記陽極円筒側面に設けられた結合
    孔を貫通し他端が前記出力アンテナ部内でろう接支持固
    定されるアンテナリードを備えたことを特徴とするマグ
    ネトロン。
JP61245743A 1986-10-16 1986-10-16 マグネトロン Expired - Lifetime JP2594262B2 (ja)

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