JP4969084B2 - 電子レンジ用マグネトロン - Google Patents

Description

本発明は、電子レンジの高周波加熱源などに使用される電子レンジ用マグネトロンに関する。

電子レンジ用マグネトロンは高周波を発生する電子管で、その発振部本体は円筒状陽極および陽極の内側空間に位置する陰極、陽極の内壁から陰極に向って放射状に配置される複数のベインなどから構成されている。

上記した構成において、入力部から陰極に電力を供給し、発振本体部分に発生する高周波をアンテナなどの出力部から外部に取り出す構造になっている。

電子レンジ用マグネトロンは、動作時、２４５０ＭＨｚの基本波の他に、数百ｋＨｚから数十ＧＨｚの広範囲にわたる雑音を発生する。雑音は、出力部を構成するアンテナや陰極に電力を供給する入力端子などを通して外部に漏洩し、各種の通信などに妨害を与える。

そのため、電子レンジ用マグネトロンでは、雑音を抑制するいろいろな方法が提案されている。たとえば出力部では高周波を阻止するチョーク構造が設けられ、入力部では貫通コンデンサーとチョークコイルからなるフィルター回路が設けられている。

従来の電子レンジ用マグネトロンは、出力部に設けた高調波抑制を目的とした例えば高調波波長λの１／４の長さを有する複数のチョーク構造が設けられ、さらに入力部に設けたフィルター回路などにより、高調波など不要な雑音を抑制している。

近年高調波抑制に対する要求がますます厳しくなりチョークの数を増やす対策が講じられている。しかし空間的な制約から従来の箇所にこれ以上のチョークを設けることが困難になり、封止部品同士の間、例えば図５、６に示すようにポールピースと金属封着体との間に増設チョークを挟み込んで更なる高調波抑制対策とする手段がとられている（特許文献１参照）。
特開平０７‐２４０１５３号公報

従来の被挟持チョーク構造は、図５に示すように、ポールピース１０１側にチョーク１０３が配置される段差１０４を設けて金属封着体１０２とで出来たギャップ１０５にチョーク１０３の平坦なフランジを挟み込んでいる。

段差の径および深さはチョークのフランジ寸法ｌやチョーク板厚ｔのばらつき、さらに平坦度等を考慮して、チョークのフランジ寸法ｌおよび板厚ｔより僅かに大きく増大分Δｌ、Δｔだけ余裕を持たせる必要があるが、そのためチョークのがたつきや接触状態が不安定になり特性や高調波抑制効果がばらつくという欠点がある。

これを防ぐために下記の方法が考えられているが、それぞれ一長一短がある。

（１）チョーク（又はポールピースや金属封着体）１０３に図６に示すような凸部１０６を設ける（特許文献１）。しかし、凸部１０６のような微小突起を付けることで接触は確実になるものの、凸部を付けた部品の平坦度はバラツキやすく、また各部品の隙間も残るため高調波抑制効果に悪影響が出る。さらに凸部をプレス成形するためにある程度の高さが必要であり、ポールピース段差の深さを大きくする必要が生じる。

（２）金属封着体等への溶接。この場合、接触は確実になり部品同士の隙間はほとんど無くなるが、工程数が増え溶接条件等の管理項目も増えるためコストアップにつながる。

（３）金属封着体等へのロー付け。ロー付けは一番確実な方法であるが、従来の管体構造への適用の場合は治具の再設計が必要になり、またロー材も増えるためコストアップにつながる。

被挟持チョークは薄い金属板で形成されており、プレスによって製作される。通常プレス金型のクリアランスはバリやダレが極力出ないように設定されているが、クリアランスが小さすぎるとバリやダレが少ない代わりに金型寿命が短くなる。

本発明は、上記した欠点を解決するもので、簡単な方法で製造性が良く、高調波抑制効果に優れたチョーク構造を備えたマグネトロンを提供することを目的とする。

本発明の一態様は、管軸上に配置された陰極とこの陰極を取り囲む陽極とを有して高周波発振する発振部本体と、この発振部本体の一方から前記管軸に沿って配置されたアンテナを含む出力部と、前記発振部本体の他方から前記管軸に沿って配置され前記陰極を支持する入力部とを有し、マグネトロンの一部を構成する２つの環状部品間に前記マグネトロン内側にギャップを形成し、このギャップで前記管軸と同軸に環状の被挟持チョークを挟持する電子レンジ用マグネトロンにおいて、前記被挟持チョークは金属板で形成されその外周は前記板厚方向に延びるバリを有して、このバリが前記環状部品の一方に前記ギャップ内で圧潰接触することを特徴とする電子レンジ用マグネトロンにある。

本発明は、チョーク外周部にプレスによる微小なバリを板厚方向すなわちマグネトロンの管軸方向に設けたものである。圧潰前のバリの高さをポールピースと金属封着体とで作るギャップからチョーク板厚を引いた値よりも大きくしその間でチョーク外周部を挟持した状態でバリを圧潰する。

本発明は、被挟持チョークのフランジ部外周に微小なバリを設けたことにより、例えばポールピースと金属封着体とで挟み込んだ場合にバリが圧潰されてがたつきが無く接触も確実になる。それによってアンテナとの結合度のばらつきが抑えられ特性の安定性や高調波抑制効果が向上する。また、ほぼ完全に潰れる状態のバリを設けることによって、従来の凸部を設けるという場合のような隙間が残ることもほとんどないため、更に高調波抑制効果の向上が望める。また、チョークにあえてバリを作ることでプレス金型の寿命を延ばすことができるという副次的な効果もあり経済的である。

以下図面により本発明の実施形態を説明する。図１乃至図４は本発明の一実施形態を示すもので、電子レンジ用マグネトロンの発振部本体１０は円筒状の陽極１１とその内側に同軸的に囲まれて配置された電子を発生するコイル状陰極１２とを有している。陰極１２は管軸ｍに沿って配置されている。また、陽極円筒１１の内壁から陰極１２方向に向って、かつ陽極１１の円周方向に等間隔に、偶数個例えば１０個のベイン１３が設けられている。ベイン１３の外側端部は陽極１１内壁に固定され、内側端部は遊端になっている。各ベイン１３の図示上辺および図示下辺は、それぞれ径の大きい一対の第１ストラップリング１４ａ、および、第１ストラップリング１４ａの内側に位置し第１ストラップリング１４ａよりも径の小さい一対の第２ストラップリング１４ｂによって１つおきに交互に接続されている。

例えばベイン１３の図示上辺は、１つのベイン１３から数えて奇数番目のベイン１３同士が第１ストラップリング１４ａで接続され、偶数番目のベイン１３同士が第２ストラップリング１４ｂで接続されている。ベイン１３の図示下辺は、逆に、奇数番目のベイン１３同士が第２ストラップリング１４ｂで接続され、偶数番目のベイン１３同士が第１ストラップリング１４ａで接続されている。

発振部本体１０の管軸ｍに沿う一方に、出力部１７が配置される。すなわち陽極１１の上方開口部分に外部磁石の磁路を形成する第１ポールピース１５が配置されており、この第１ポールピース１５に第１金属封着体１８が気密接合され、第１金属封着体１８に第２金属封着体１９が気密接合されている。第２金属封着体１９に第３金属封着体２０が接合され、第３金属封着体２０に絶縁筒２１が気密接合されている。また、絶縁筒２１に第４金属封着体２２が気密接合され、第４金属封着体２２に排気管２３が封止されている。第４金属封着体２２および排気管２３はキャップ２４で保護されている。また、出力部を構成するアンテナ２５の一端が排気管２３に接続されている。アンテナ２５の他端は絶縁筒２１などの内側空間を通り、ベイン１３の１つに接続されている。

なお、第１金属封着体１８、第３金属封着体２０、第４金属封着体２２および排気管２３の部分に、同軸的に環状や円筒状壁で形成された各高調波を抑制する波長λのほぼ１／４の長さを有するチョーク構造が設けられている。

また、発振部本体１０の管軸に沿う他方に入力部２６が配置されている。すなわち陽極１１の下方開口部に第２ポールピース１６が配置されており、この第２ポールピース１６に、第５金属封着体２７が気密接合され、第５金属封着体２７に入力部１７の一部となる陰極ステム２８が管軸ｍに沿って延長され固定されている。

第１ポールピース１５に隣接して気密接合例えば溶接で設けられる第１金属封着体１８は下側がフランジ部になっていて外方に広がり、そのフランジ部は第１ポールピース１５に接している。また、第１金属封着体１８の上部は筒状になっている。この上端部分は内側に曲げられ、さらにその先端は下方に延びチョークの一つを構成している。

第１ポールピース１５と第１金属封着体１８間のギャップ１５ｂに挟持される本実施形態に係る被挟持の高周波抑制チョーク３０が配置されている。この被挟持チョーク３０は、例えば鉄材の金属板ででき、下端はフランジ部３０ａ、上端が円筒部３０ｂをなす環状体であり、フランジ部３０ａが第１ポールピース１５と第１金属封着体１８で挟まれている。なお、チョーク３０の寸法は、抑制する高調波の周波数によって決定される。ここに前記各金属封着体やチョークは円環状または筒状であるが、本発明では環状という表現に含めるものとする。

つぎに、第１ポールピース１５と第１金属封着体１８間にチョーク３０が支持される構造について説明する。図２および図３に示されるように、チョーク３０下端の環状のフランジ部３０ａの外周に沿って板厚方向に連続した微小な高さのバリ３０ｃが形成されている。このバリ３０ｃは、フランジ部３０ａの下方すなわち管軸方向に延びている。

また、第１ポールピース１５の内側上面には段差１５ａが一段低い面を作るように形成され、この段差１５ａにチョーク１４のフランジ部３０ａが配置される。その上から第１金属封着体１８のフランジ部１８ａで挟みチョーク３０を支持している。すなわち段差１５aと第１金属封着体のフランジ部１８ａ間でギャップ１５ｂが形成され、チョーク３０のフランジ部３０ａが子のギャップ１５ｂで支持される。この場合、チョーク３０のフランジ部３０ａと第１ポールピース１５はバリ３０ｃにより機械的、電気的に接触する。したがって、チョーク１４の有効寸法はバリの位置で規定される。バリはチョークのフランジ部外周に形成されるため、ギャップ内に正確に位置して接触するので、電気的特性例えば抑制する高調波の周波数に対するばらつきがなくなる。

またバリ形状は断面が先細のエッジ状になるので、わずかな圧力でも圧潰する。そこで、組立前のチョークのフランジ部板厚ｔと圧潰前のバリの高さｂ０の和の寸法を、第１ポールピース１５の段差１５ａと第１金属封着体１８のフランジ部１８ａが形成するギャップの高さｔｇよりも高く設定する。フランジ部１８ａをギャップ内で挟持し圧力をかけると、バリ先端は第１ポールピースの段差１５ａ面に当接して圧潰し、強固に接触する。したがって圧潰後はチョークのフランジ部板厚ｔと圧潰されたバリの高さｂ１の和はギャップ高さｔｇに収まることになる。この場合、第１ポールピース１５に設ける段差１５ａの深さｔｇを０．３５ｍｍ 、そしてチョーク３０の板厚ｔを０．３ｍｍ とし、圧潰前のバリ３０ｃの高さｂ０を０．１ 〜０．２ｍｍとすることで機械的に強固に固定され、かつ電気的特性にばらつきのないチョークが得られる。

図４を参照してプレスによるバリの発生状態を説明する。通常、ポンチ４１、ダイ４２により金属板４３を打ち抜く場合、バリ４４の発生が避けられない。なお符号４５はスラグである。バリは主に材質、板厚、ダイクリアランスの影響を受け、同じ材質、板厚であるならば、クリアランスが小さければバリは小さく、クリアランスが大きければバリは大きくなる。精密な部品ではバリは望ましいものではなく、バリを小さくするために、クリアランスを小さくするが、小さすぎると工具に過大な力が加わり、工具の損耗が激しくなる。そのため、金属例えば本実施形態のチョークを形成する鉄材では板厚に対して片側クリアランスｃを５〜１０％にし、バリの高さｂ０を、板厚ｔに対して５〜１０％に抑えている。さらに必要に応じバリ取り加工によりバリを取り除いている。

本実施形態では、このバリを有効に利用するもので、例えば片側クリアランスｃを板厚に対して２０％以上にすると、バリの高さｂ０を板厚ｔの１／３乃至１にすることが容易であり、上記寸法のチョークを得ることができる。このようにクリアランスを大きくすることにより、工具の寿命を大幅に伸ばすことが可能である。

上記説明した環状のチョークは外周部に位置するフランジ部３０ａと内周部に位置する円筒部３０ｂを有しているが、内周部の寸法、形状は抑制すべき高調波波長に応じて任意に設計することができる。フランジ部に設けるバリの方向も上記と反対側に設定することも可能である。

また、図１に示すようにチョーク３１を入力部２６側に設けて、所定波長の高調波が入力部から外部に漏洩するのを防止することができる。この場合も、前記実施形態と同様に、チョークフランジ部外周にバリを設けて、第２ポールピース１６と第５金属封着体２７で形成するギャップで挟持させる。

以上実施形態で説明したように、本発明は、複数のチョークを設けたマグネトロン管における、少なくとも１つのチョークを金属封着体で挟持する構造において、チョークフランジ部に圧潰可能なバリを形成するものであり、上記以外の種々の変形を含むものであることは言うまでもない。

本発明の一実施形態を説明する断面図。 本発明の一実施形態のチョークの支持を説明する一部拡大断面図。 本発明の一実施形態のチョークの支持構造を示す一部拡大断面図。 プレスによるバリの発生を説明する略断面図。 従来のチョークの支持構造を示す一部拡大断面図。 従来のチョークの支持構造を示す一部断面図。

符号の説明

１０：発振部本体
１１：陽極
１２：陰極
１３：ベイン
１５：第１ポールピース
１５ａ：段差
１５ｂ：ギャップ
１６：第２ポールピース
１７：出力部
１８：第１金属封着体
１８ａ：フランジ部
２５：アンテナ
２６：入力部
３０：高調波抑制チョーク
３０ａ：フランジ部
３０ｂ：円筒部
３０ｃ：バリ
ｍ：管軸

Claims (2)

1. 管軸上に配置された陰極とこの陰極を取り囲む陽極とを有して高周波発振する発振部本体と、この発振部本体の一方から前記管軸に沿って配置されたアンテナを含む出力部と、前記発振部本体の他方から前記管軸に沿って配置され前記陰極を支持する入力部とを有し、マグネトロンの一部を構成する２つの環状部品間に前記マグネトロン内側にギャップを形成し、このギャップで前記管軸と同軸に環状の被挟持チョークを挟持する電子レンジ用マグネトロンにおいて、
   前記被挟持チョークは金属板で形成されその外周は前記板厚方向に延びるバリを有して、このバリが前記環状部品の一方に前記ギャップ内で圧潰接触することを特徴とする電子レンジ用マグネトロン。
2. 電子を発生する陰極と；この陰極の外側に位置する円筒状の陽極と；この陽極から前記陰極方向に放射状に設けられ空胴共振器を形成する複数の陽極ベインとからなる発振部本体と、前記陽極の開口端部に位置するポールピースと、下端をフランジ部とし上端を円環状部として前記フランジ部が前記ポールピースに接しこのポールピース間にギャップを形成する環状の金属封着体と、フランジ部を有してこのフランジ部が前記ギャップで挟持される被挟持チョークとを具備した電子レンジ用マグネトロンにおいて、
   前記被挟持チョークの前記フランジ部の外周にバリが形成され、このバリが前記ギャップ内で前記ポールピースに圧潰接触することを特徴とする電子レンジ用マグネトロン。

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