JPH04174940A - 電子レンジ用マグネトロン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 Ｅ発明の目的コ （産業上の利用分野） この発明は電子レンジ用マグネトロンに係り、特にその
陰極フィラメントの改良に関する。

（従来の技術） 従来、マグネトロンの螺旋状直熱型陰極フィラメントに
は、トリウム・タングステン（Ｔ　ｈ−Ｗ）が用いられ
ている。このトリウム・タングステンは、電子放射密度
か高いこと、瞬時動作が可能であること等の特徴かある
。

ところで最近の電子レンジの傾向として、電源部に高周
波インバータ方式（以下、インバータ電源と言う）が多
く用いられるようになってきた。

従来は、磁気漏洩型トランスと高圧コンデンサによる磁
気共振型電源が用いられてきたが、この方式ではマグネ
トロンの出力制御が４００〜６００Ｗのほぼ一定の出力
電力か、それを断続する出力制御しか出来ないため、複
雑な調理メニューをこなすには不充分となっている。イ
ンバータ電源の動作をマグネトロンの側から見ると、次
のような特徴がある。

■フィラメント電圧は２次高圧電圧の影響を受ける。即
ち、マグネトロン陽極電圧に連動して、フィラメント電
圧が変化する。

■陽極電流制御による出力コントロールか広範囲に行な
われる。

（発明か解決しようとする課題） 上記のような特徴を有するインバータ電源に、従来のマ
グネトロンを使用すると、次のような不具合がある。

一般に電子レンジ用マグネトロンには、フェライト磁石
が用いられる。これは熱減磁が極めて大きいため、陽極
温度の上昇と共に、陽極電圧か大きく低下してくる。こ
れに伴ない、フィラメント電圧か下かり、フィラメント
電流（Ｉｆ）が低下して、第４図に示すように２〜３Ａ
に及ぶことがある。又、マグネトロンには電子逆衝撃が
あり、普通は陽極電流が多いと逆衝撃が増し、フィラメ
ント温度を上昇させる。実際、出力コントロールで陽極
電流が小さく絞られると逆衝撃が減り、第５図に示すよ
うにフィラメント温度が下がる。陽極電圧が充分下がっ
たところで、出力コントロールで陽極電流が絞られた場
合、フィラメント温度が低下し過ぎて、発振を持続出来
なくなる現象か起こる（第４図におけるＰｏコントロー
ルによるＩｆ低下）。これを回避するために、動作初期
のフィラメント温度（フィラメント電流）を高く設定す
るようになる。しかし、トリウム・タングステンは、余
り温度か高いと変形か生じるようになる。変形はトリウ
ム・タングステン素材の選択、添加物の添加、熱処理を
適当に選定すれば、成る程度は解決する。問題は、使用
中の脱炭に基づく浸炭層の消滅スピードが加速され、寿
命が短くなることである。

要するに、インバータ電源てマグネトロンか用いられる
場合、フィラメント電流の変化が従来の電源方式よりも
大きいため、フィラメント電流の上限は浸炭層の寿命の
点から、下限は熱電子放出不足による発振不安定を考慮
せねばならない。浸炭層を厚くすれば、一般的には寿命
か伸びる訳であるが、従来の磁気共振型電源においては
、このような浸炭層の深い陰極フィラメントを断続動作
（例えば５秒０Ｎ１５秒ＯＦのようなショートサイクル
）で用いると、フィラメント電圧も同時に０Ｎ１０Ｆさ
れる。そのため、フィラメント温度変化の大なること、
繰返しの大なることで、表面炭化層の形状が使用中に崩
れ、表面積が増加してフィラメント温度が低下し、逆に
電子放出能力が急速に劣化するので、採用出来なかった
。しかるに、インバータ電源方式では、フィラメント電
流を流したまま陽極電流のコントロールで同様の調理が
出来るため、浸炭層を厚くすることが可能になった。

尚、特公昭６０−５３４１８号公報及び特公昭６１−１
２６１５号公報には炭化層が被着された陰極フィラメン
トが記載されている。

しかしながら、前者には浸炭層の厚みが線径に対して５
５％未満てあり、又、線径が０．６〜０．８ｍｍと太く
、最近の小形マグネトロンには適さないものとなってい
る。又、後者は浸炭層の厚さを１０〜６０μｍと広範囲
を例示しているが、インバータ電源用としてはこの発明
の厚さ範囲が実用になる。

この発明は、動作中のフィラメント電流低下による発振
不安定を回避出来、寿命も従来と変わらない電子レンジ
用マグネトロンを提供することを目的とする。

［発明の構成コ （課題を解決するだめの手段） この発明は、陰極フィラメントは芯線に炭化層が被覆さ
れてなり、且つ炭化層を含む直径をＤ１炭化層の厚さを
ｔとした場合、 ０．０４＜ｔ／Ｄ＜０．０９ に設定されてなる電子レンジ用マグネトロンである。

（作　用） この発明によれば、初期のフィラメント電流が高く設定
出来るため、動作後のフィラメント電流低下による発振
不安定も回避出来、而も寿命は従来と変わらない。

（実施例） 以下、図面を参照して、この発明の一実施例を詳細に説
明する。

この発明による電子レンジ用マグネトロンは第１図及び
第２図に示すように構成され、第１図は電子レンジ用マ
グネトロンに用いられる陰極フィラメントを示す断面図
、第２図は電子レンジ用マグネトロンの主要部を示す断
面図である。

即ち、真空容器の一部となる銅製の陽極円筒１１の内側
に、複数のベイン１２か放射状に配設されて空胴共振器
か構成されている。各ベイン１２は上下端部か、それぞ
れ大小一対のストラップリング１３．１４により１つお
きに連結されている。複数のベイン１２の遊端に囲まれ
た電子作用空間Ｓには、螺旋状直熱型陰極フィラメント
１５が陽極円筒１１の軸心に沿って配設され、その両端
はそれぞれエンドシールド１６．１７に固着されている
。各エンドシールド１６．１７は、それぞれカソード支
持棒１８．１９に固定されている。

上記の陰極フィラメント１５は第１図に示すように構成
され、例えばトリウム・タングステンからなる芯線１５
ａに炭化層１５ｂが被覆されてなり、この炭化層１５ｂ
を含む直径をＤ、炭化層１５ｂの厚さをｔとした場合、 ０．０４＜ｔ／Ｄ＜０．０９ に設定されており、より好ましくは ０．０５＜ｔ／Ｄ＜０．０８ に設定されるのか良い。尚、Ｄは一般の家庭用電子レン
ジのマグネトロン用として、０．４〜０．６ｍｍか良く
、より好ましくは０．４４〜０．５２ｍｍの範囲に設定
する。例えば、Ｄか０．５ｍｍの場合、ｔは２０〜４５
μｍ、より好ましくは２５〜４０μｍに設定されている
。そして、製造に当たっての浸炭率（浸炭後のフィラメ
ントの冷抵抗／浸炭前のフィラメントの冷抵抗）は、１
２０〜１４０％に設定されている。

更に、陽極円筒１１の両開口端部には、それぞれ略漏斗
状の鉄製のポールピース２０．２１か固着され、一方の
ポールピース２０には同じく真空容器の一部となる筒状
金属容器２３かかぶせられ、他方のポールピース２１に
は同様に筒状金属容器２４かかぶせられている。尚、各
金属容器２３．２４は、鉄材からなり、表面にニッケル
めっきか付着されており、陽極円筒１１にも気密溶接さ
れる。又、図中の２２はベイン１２の１つから導出され
ポールピース２０を貫通して金属部材２３内を延びるア
ンテナリードである。

尚、第３図は陰極フィラメントの浸炭率と炭化層／線半
径との関係を示す特性曲線図である。

［発明の効果］ 以上説明したようにこの発明によれば、陰極フィラメン
トは芯線に炭化層が被覆されてなり、且つ炭化層を含む
直径をＤ、炭化層の厚さをｔとした場合、 ０．０４＜ｔ／Ｄ＜０．０９ に設定されているので、インバータ電源の場合、初期の
フィラメント電流が高く設定出来るため、動作中のフィ
ラメント電流低下による発振不安定を回避出来、寿命も
従来と変わらない。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例に係る電子レンジ用マグネ
トロンにおける陰極フィラメントを拡大して示す径方向
の断面図、第２図はこの発明の一実施例に係る電子レン
ジ用マグネトロンの主要部を示す断面図、第３図は陰極
フィラメントの浸炭率と炭化層／線半径との関係を示す
特性曲線図、第４図はインバータ電源を用いた電子レン
ジにおける動作時間とフィラメント電流（Ｉｆ）及びフ
ィラメント温度（Ｔｆ）との関係を示す特性曲線図、第
５図はインバータ電源を用いた電子レンジでの出力にお
けるフィラメント電流（Ｉ　ｆ）及びフィラメント温度
（Ｔｆ）との関係を示す特性曲線図である。 １１・・・陽極円筒、１２・・・ベイン、１５・・・陰
極フィラメント、１５ａ・・・芯線、１５ｂ・・・炭化
層。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 □　浸炭率（’／、） 第３図 Ｉｆ（Ａ） −＋５（ｏ　　　　　Ｃｏ　　　　　Ｏ−〜ＴｆじＣ）
推定

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 陽極円筒の内側に複数のベインが放射状に配設され、こ
   のベインの遊端に囲まれた空間に上記陽極円筒の軸心に
   沿って螺旋状直熱型陰極フィラメントが設けられてなる
   電子レンジ用マグネトロンにおいて、 上記陰極フィラメントは芯線に炭化層が被覆されてなり
   、且つ上記炭化層を含む直径をＤ、上記炭化層の厚さを
   ｔとした場合、 ０．０４＜ｔ／Ｄ＜０．０９ に設定されてなることを特徴とする電子レンジ用マグネ
   トロン。