JPH07326295A

JPH07326295A - マグネトロン

Info

Publication number: JPH07326295A
Application number: JP11844094A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Aiga; 正幸相賀
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1994-05-31
Filing date: 1994-05-31
Publication date: 1995-12-12

Abstract

(57)【要約】【構成】陽極円筒１の中心軸上に配置された陰極７と、
陽極円筒１の内周面に放射状に配設された複数枚の陽極
ベイン２と、陽極円筒１の両開口端部に配置された一対
の磁極片５、６を有し、陽極ベイン２の陰極７に対する
側の管軸方向端部近傍に切り欠き部２ａ、２ｂが形成さ
れている。【効果】陽極ベインの陰極側軸方向端部近傍に切り欠き
部を形成したため、作用空間端部での電子の回転速度の
均一化が図れ、多重発振に起因したラインノイズの発生
や基本波周辺のサイドバンド帯の雑音発生を大幅に改善
できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子レンジなどのマイ
クロ波加熱機器やレーダなどに用いられるマグネトロン
に関し、詳しくはマグネトロン動作時の雑音の発生を抑
え、低雑音化を図ったマグネトロンの改良技術に関する

【０００２】

【従来の技術】一般に電子レンジなどに用いられるマグ
ネトロンの本体要部断面図を図８に示す。同図におい
て、陽極円筒１はその内周面に、放射状に配列された複
数枚の陽極ベイン２を有し、隣り合う２枚の陽極ベイン
２と陽極円筒１の内周壁とで囲まれる小空洞を偶数個形
成し、その全体でマグネトロンの共振空洞を形成してい
る。マグネトロンは通常πモードで安定発振させるた
め、１つおきの陽極ベインを径小及び径大の均圧環３、
４で同電位になるよう連結し、各小空洞の位相をπラジ
アンずつずらせて発振させている。

【０００３】また、陽極円筒１の両開口端部には、一対
の磁極片５、６が配設され、陽極円筒１の中心軸上で、
陽極ベイン２の対向部分に配置された陰極７と陽極ベイ
ン２との間の作用空間８に印加される直流電圧とあわせ
て直交静電磁界を形成すべく図示していない磁石により
磁力を供給している。

【０００４】このような構造のマグネトロンにおいて、
陰極７から放射された電子は直交静電磁界によって円周
方向に回転して陽極ベイン２に近づき、電子雲のかたち
になって共振空洞にエネルギー変換される。その結果、
共振空洞にマイクロ波が誘起され、陽極ベイン２の１枚
に電気的に接続されたマイクロ波伝送用のアンテナリー
ドによって電子レンジなどの庫内に放射される。

【０００５】前述した従来構造のマグネトロンでは、作
用空間８での磁界強度が陽極ベイン２の軸方向において
不均一となる。すなわち、磁極片５、６間の磁力線は円
弧を描いて一方の磁極片から他方の磁極片に向うため、
磁極片５、６のギャップの中心部では作用空間８から外
の陽極ベイン２側または陰極７側にそれる。そのため、
作用空間８内での磁界の強さを見ると、陽極ベイン２の
軸方向端部側が中央部よりも強い分布となり、それはさ
らに図11に示すごとく陽極ベイン２の軸方向端部側近傍
で急激に変化している。

【０００６】一方、直交静電磁界中の電界強度Ｅと磁界
強度Ｂとの比Ｅ／Ｂの値により電子の回転速度が決ま
り、Ｂの不均一分布により電子の回転速度も不均一とな
り、多重発振の原因となっている。この多重発振時の周
波数偏差がマグネトロンの陰極側端子から外部に漏洩す
る雑音となって、ラジオ、テレビなどの受信に妨害を与
えたり、多重発振の周波数そのものが通信に妨害を与え
るという問題がある。図10に従来のマグネトロンの基本
波周辺の周波数特性を示すが、基本波であるメインロ−
ブ（Ｍ）の周辺に多重発振を示すサイドロ−ブ（Ｓ）が
確認されている。

【０００７】この問題に対処すべく従来技術として特開
昭63-110527 号公報や特開平1-274341号公報などに開示
され、図９に示しているように、磁極片５、６の対向面
の平坦部５ａ、６ａを大きくして作用空間での陽極ベイ
ンの軸方向端部の磁界強度差を小さくすることが考えら
れている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、以上のように
して作用空間内での磁界分布の平均化を行うと、作用空
間内での磁力線の向きが管軸方向に対して斜めになると
いう傾向にあるため、直交静電磁界を形成することがで
きなくなり、電子密度の不均一に起因した異なった周波
数のラインノイズの発生や波形歪みによる高調波の増
大、及び比較的肉厚（例えば 1.6mm）な磁極片の平坦部
を大きくする曲げ加工が困難で、製造コストがアップす
るという問題がある。

【０００９】本発明はこのような状況に鑑み、電子レン
ジなどを家庭で使用しても、ラジオやテレビ、また通信
などに妨害を与えないような高品質のマグネトロンを低
コストで提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明によるマグネトロ
ンは、陽極円筒と、該陽極円筒の中心軸上に配置された
陰極と、前記陽極円筒の内周面に放射状に配設された複
数枚の陽極ベインと、前記陽極円筒の両開口端部に配置
された一対の磁極片を有し、前記陽極ベインの前記陰極
に対する側の管軸方向端部近傍に切り欠き部が形成され
ていることを特徴とし、さらには上記切り欠き部の切り
欠き長さは１．０ｍｍ以上１．５ｍｍ以下とすること、
また上記陽極ベインの陰極に対する側の切り欠き部を形
成しない中央部は、陽極ベインの管軸方向長Ｈの６０％
以上９０％以下であることを特徴とするものである。

【００１１】

【作用】本発明によれば、電子の作用空間内において、
磁界が強くかつ急激に変化していることから、Ｅ／Ｂの
不均一に起因した多重発振の発生場所と考えられる陽極
ベインの軸方向端部側近傍で、陽極ベインの先端が凹凸
状になっているため、凹状部の電界分布は凸状部に比べ
陽極と陰極間の距離が広くなり電界分布が弱くなる。そ
の結果、電界Ｅと磁界Ｂの比Ｅ／Ｂで決まる電子の回転
速度は、磁界Ｂが強く電界Ｅも強い凸状部と、磁界Ｂが
弱く電界Ｅも弱い凹状部でのＥ／Ｂの値がほぼ一定とな
ることから、多重発振の発生を抑制できる。

【００１２】この場合、陽極ベインの軸方向中央部近傍
は従来通りの寸法、形状構成となっており、主発振成分
には殆ど影響を与えることがないため、発振効率などの
基本特性および高調波雑音等の劣化もない。

【００１３】

【実施例】図面に基づき本発明について詳細に説明す
る。

【００１４】図１は本発明の一実施例である陽極部の断
面図である。図１において、１〜８は図８と同部分を差
し、２ａ、２ｂは陽極ベイン２の陰極側端部に形成され
た切り欠き部、Ｈは陽極ベイン２の軸方向長さ、ｄは切
り欠き部２ａ、２ｂの切り欠き深さ、ｈは切り欠き部２
ａ、２ｂの切り欠き長さである。

【００１５】本発明は前述のように、作用空間８の軸方
向端部近傍での磁界Ｂの分布が急激に強くなることに伴
う電子の回転速度の不均一を是正するため、陽極ベイン
２の両端部に切り欠き部２ａ、２ｂを形成して陽極ベイ
ン２の端部近傍での電界Ｅに強弱を与え管軸方向端部近
傍でのＥ／Ｂを一定にして電子速度の不均一に伴うノイ
ズの発生を抑制することにある。

【００１６】そのため切り欠き部２ａ、２ｂに関係する
寸法を種々変更したマグネトロンで、特に家庭で問題と
なるＦＭ周波数である１００ＭＨｚ帯のラインノイズの
発生状況と、マグネトロンの基本特性である発振効率の
変化を調査した。

【００１７】まず、陽極ベイン２の陰極側端部に形成す
る切り欠き部の位置を推定するために、図３に示すよう
に陽極ベイン２の陰極側の管軸方向端部中央部に形成し
た中央切り欠きの長さＬを管軸方向上下端部に向かって
徐々に拡大して、磁界Ｂの分布が急激に強くなることが
電子速度の不均一に影響していることを調査し、図４に
示した。

【００１８】図４において、横軸に中央切り欠きの長さ
Ｌと陽極ベインの高さＨの比Ｌ／Ｈ（％）を、縦軸に１
００ＭＨｚ帯での雑音レベルと発振効率を、切り欠き深
さｄをパラメータとして０．１ｍｍ、０．２ｍｍ、０．
３ｍｍとした。この結果から、１００ＭＨｚ帯の雑音は
Ｌ／Ｈが６０〜９０％、ｄが０．２ｍｍの時に改善傾向
が、また基本特性である発振効率は４０％までが大きく
影響を受けそれ以上になると殆ど影響を受けないが、１
００％になると電子が作用空間から逸脱することで再び
影響を受けることが確認された。

【００１９】以上の調査結果を基に、陽極ベイン２の陰
極側端部に形成する切り欠き部の位置を、基本特性に影
響を与えない位置として、前述のＬ／Ｈが５０％への対
応となるよう軸方向端部から各々２．０ｍｍの間で切り
欠き長さｈを変化させ、最適点を調査した結果を図５に
示す。また、切り欠き深さｄは前述の結果から０．２ｍ
ｍとした。

【００２０】同図において、横軸には切り欠き部の長さ
ｈを、縦軸に１００ＭＨｚ帯での雑音レベルと発振効率
の変化を示した。同図から、切り欠き長さｈは１．０ｍ
ｍから１．５ｍｍの間が基本特性への影響なく１００Ｍ
Ｈｚ帯の雑音を改善できることが判明した。

【００２１】さらに本発明の実施例である前述の寸法で
形成したマグネトロンで０．１５〜１０００ＭＨｚの雑
音と高調波雑音を測定し、従来のマグネトロンと比較し
て図６、図７に示した。図６においてＰは本発明のマグ
ネトロン、Ｑは従来のマグネトロン、Ｒは従来の磁極片
の平坦部を拡大して雑音低減を図ったマグネトロンであ
る。同図からも明らかなように、従来のマグネトロンお
よび磁極片の平坦部を拡大して雑音低減を図ったマグネ
トロンに比べ、０．１５〜１０００ＭＨｚ帯では０．５
ＭＨｚ周辺と１００ＭＨｚ周辺が、また高調波帯におい
ては第３と第６高調波が改善されている。

【００２２】以上説明した実施例例では断面が矩形状の
切り欠き部の例で説明したが、本発明は作用空間の軸方
向端部での電磁界分布の均一化が目的であるため、切り
欠き部の形状は、凹状であれば矩形状にこだわることな
く、図２に示すテ−パ状でもよく、また効果は半減する
ものの片側にのみ形成してもよい。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、陽
極ベインの陰極側軸方向端部近傍に切り欠き部を形成し
たため、作用空間端部での電子の回転速度の均一化が図
れ、多重発振に起因したラインノイズの発生や基本波周
辺のサイドバンド帯の雑音発生を大幅に改善できる。

【００２４】さらに、切り欠き部は陽極ベインの端部近
傍にのみ形成し、中央部は従来の設計寸法であるため発
振効率等の基本特性が変化することはなく、また簡単な
構成のため製造コストにも悪影響を与えることはない。

【００２５】その結果、電子レンジなどを家庭で使用し
ても、ラジオやテレビなどに雑音が入ることがなく、快
適な生活環境の構築に寄与できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例であるマグネトロン本体部の
断面図である。

【図２】本発明の他の実施例を示す図である。

【図３】本発明のための予備調査として行ったマグネト
ロン本体部の要部断面図である。

【図４】本発明のための予備調査として行った陽極ベイ
ンの中央切り欠きの寸法Ｌを変えたときの１００ＭＨｚ
帯の雑音と発振効率の変化を示す図である。

【図５】本発明による陽極ベイン端部近傍の切り欠き部
の寸法ｈを変えたときの１００ＭＨｚ帯の雑音と発振効
率の変化を示す図である。

【図６】本発明の一実施例と従来例における雑音の比較
図である。

【図７】本発明の一実施例と従来例における高調波雑音
の比較図である。

【図８】従来のマグネトロンの陽極部の構造を示す断面
説明図である。

【図９】従来のマグネトロンで磁極片の改良により多重
発振を抑制した時の本体部の構造を示す断面説明図であ
る。

【図10】従来のマグネトロンの発振波形を示す図であ
る。

【図11】従来のマグネトロンの作用空間における陽極ベ
イン近傍の軸方向磁場分布を示す図である。

【符号の説明】

１陽極円筒２陽極ベイン２ａ、２ｂ切り欠き部５、６磁極片７陰極８作用空間

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】陽極円筒と、該陽極円筒の中心軸上に配
置された陰極と、前記陽極円筒の内周面に放射状に配設
された複数枚の陽極ベインと、前記陽極円筒の両開口端
部に配置された一対の磁極片を有し、前記陽極ベインの
前記陰極に対する側の管軸方向端部近傍に切り欠き部が
形成されていることを特徴とするマグネトロン。
【請求項２】上記切り欠き部の切り欠き長さは１．０
ｍｍ以上１．５ｍｍ以下とすることを特徴とする請求項
１に記載のマグネトロン。
【請求項３】上記陽極ベインの陰極に対する側の切り
欠き部を形成しない中央部は、陽極ベインの管軸方向長
Ｈの６０％以上９０％以下であることを特徴とする請求
項１に記載のマグネトロン。
【請求項４】上記陽極ベインの陰極に対する側の切り
欠き部を形成しない中央部は、陽極ベインの管軸方向長
Ｈの６０％以上９０％以下であることを特徴とする請求
項２に記載のマグネトロン。