JPH08138562A - マグネトロン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 マグネトロンの動作時に変形しないで密着し
て熱伝導をよくする冷却フィンを備え、信頼性および寿
命を向上させたマグネトロンを提供する。 【構成】 陽極円筒体１の中心部に陰極１０が設けられ
てなるマグネトロン本体の前記陽極円筒体の外周部に複
数個の冷却フィン２０が設けられ、該冷却フィンをとり
まいて磁路を形成するヨーク１９ａ、１９ｂが設けられ
てなるマグネトロンであって、前記陽極円筒体はその外
周が異なる直径で階段状に段差が形成され、前記複数個
の冷却フィンはそれぞれのバーリング２０ａの内径が前
記陽極円筒体の異なる外径にそれぞれ適合する異なる径
で形成され、かつ、それぞれの冷却フィンのバーリング
の端部は該冷却フィンと隣接するバーリングの内径の小
さい冷却フィンにより保持され、バーリングの内径の最
小の冷却フィンはヨーク側面の突起部２１で保持されて
いる。

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に用いら
れるマグネトロンに関する。さらに詳しくは、マグネト
ロンで発生する熱を放熱する冷却フィンが設けられた連
続波用のマグネトロンに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子レンジなどに用いられるマグ
ネトロンは図３に一部破断図で示されるような構造にな
っている。図３において、円筒状の陽極円筒体（シェ
ル）１と、陽極円筒体１の内周面に放射状に配列された
ベイン２と、ベイン２を１個おきに連結する内側ストラ
ップリング３および外側ストラップリング４とから陽極
部が構成され、その中心部にフィラメント１０が配置さ
れている。陽極円筒体１の両端には磁性材料からなる磁
極片５、６がそれぞれ設けられ、ベイン２の先端とフィ
ラメント１０とで囲まれた作用空間にマグネトロン本体
の外部に設けられるマグネット１６、１７の磁界を集中
させ、陽極とフィラメント間に印加される高電圧ととも
に、作用空間に直交静電磁界を形成できるように構成さ
れている。

【０００３】ベイン２には、無酸素銅などからなる出力
アンテナ８の一端が接続され、出力部９からマイクロ波
電力が放射される。一方フィラメント１０の両端にはリ
ード１１が接続され、リード１１はさらにセラミックス
テム１２の真空壁外に導き出され、ノイズフィルタ用の
コイル１３を経てシールドケース１４の外に設けられた
入力端子１５に接続され、これらにより入力部が構成さ
れている。

【０００４】陽極円筒体１の外周にはアルミニウムなど
からなる冷却フィン２０の中心部のバーリング２０ａが
圧入され、冷却フィン２０が複数個設けられている。ま
た、マグネトロン本体の真空壁外で、前述の磁極片５、
６に近接してマグネット１６、１７が設けられ、両マグ
ネット１６、１７は磁性体からなり磁路を形成するとと
もに冷却フィン２０を取り囲むヨーク１９ａ、１９ｂに
より固定され、前述の作用空間に磁界を供給している。

【０００５】冷却フィン２０はマグネトロンの動作中に
陽極部で発生する熱を放散するため、陽極部の熱を冷却
フィン２０の先端側に伝熱し、自然または空冷により熱
放散させるものである。すなわち、マグネトロンの動作
中はフィラメント１０の温度は１８００℃程度に上昇
し、その幅射熱およびフィラメント１０から出た電子の
ベイン２への衝突によりベインの先端部で発生する熱が
熱伝導率のよい無酸銅などからなるベイン２および陽極
円筒体１を伝導し、冷却フィンから放散しているが、そ
れでも陽極円筒体１の温度が３００℃程度になってお
り、熱伝導がわるく効率よく放熱しないとさらに上昇す
る。陽極部の温度がさらに高くなると、マグネトロン本
体内でガスが発生して真空度が低下したり、ベインやス
トラップリングなどの熱的ストレスによる変形が生じて
マグネトロンの特性が劣化したり寿命が短かくなる。そ
のため、冷却フィン２０を陽極円筒体と密着させて冷却
フィン２０への熱伝導をよくするため、冷却フィン２０
は陽極円筒体１の外周に圧入されている。

【０００６】しかし陽極円筒体１を構成する無酸素銅や
冷却フィン２０を構成するアルミニウムは熱膨張が大き
く、周囲がヨーク１９ａにより固定されているため、マ
グネトロンの動作時の熱膨張により冷却フィン２０の塑
性変形が生じたり、マグネトロンのＯＮ、ＯＦＦによる
ヒートサイクルにより冷却フィン２０のバーリング２０
ａに塑性変形が生じることにより、陽極円筒体１と冷却
フィン２０とのあいだにガタが発生し熱伝導が低下す
る。

【０００７】このような塑性変形に伴うガタの発生を防
止するため、たとえば特開昭６２−１１９８３５号公報
にはマグネトロンの動作しない状態では冷却フィン２０
のバーリング２０ａの内径を陽極円筒体１の外周の径よ
りやや大きくしておき、マグネトロンが動作したとき陽
極円筒体１の膨張により冷却フィン２０と密着する構造
にするとともに、一番下側の冷却フィンの外側部をヨー
ク１９ａの内側に設けられた突起部で保持することによ
り、マグネトロンがＯＦＦ状態で陽極円筒体１の外径と
冷却フィン２０のバーリング２０ａの内径とに差がある
ときでも固定できるようにする構造が開示されている。

【０００８】また実開昭５３−９５７６１号公報には、
陽極円筒体１の外周の複数個の各冷却フィンごとに凹溝
を設け、各冷却フィンのバーリング２０ａの先端をそれ
ぞれ陽極円筒体１の凹溝内に挿入することにより固定す
る構造が開示されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】前述のヨークの内側に
設けられた突起部により冷却フィンを固定する構造で
は、組立時（マグネトロンは非動作）に陽極円筒体の外
径と冷却フィンのバーリングの内径とにガタがあるた
め、組立作業が困難で時間がかかり、さらに冷却フィン
の放熱部とバーリングとの接続部は折り曲げた形の円弧
形状で形成されているため、上下の冷却フィンの固定は
下側の冷却フィンのバーリングの円弧形状部で上側の冷
却フィンのバーリングの下端を支えることにより行われ
ている。そのためマグネトロンの非動作時のガタとも相
俟って上側の冷却フィンの下端部の一部が下側の冷却フ
ィンの円弧状部に喰い込み、冷却フィンの固定を確実に
することができないとともに、喰い込んだ状態でマグネ
トロンを動作させると陽極円筒体１などの熱膨張に伴う
ヒートサイクルなどによりバーリングなどに塑性変形が
生じ、接触がわるくなり熱伝導がわるくなるという問題
がある。

【００１０】また陽極円筒体に設けられた凹溝内に各冷
却フィンのバーリングの先端部を挿入する構造では、組
立の作業効率が非常に低下し、生産効率が低下するとと
もに、バーリングの先端の挿入時にバーリングの変形が
生じ易く、また陽極円筒体との接触面積が少なくなり、
伝熱性が低下するという問題がある。

【００１１】本発明はこのような問題を解決し、マグネ
トロンの非動作時に冷却フィンが変動しないで、動作時
には密着して熱伝導をよくする冷却フィンを備え、信頼
性および寿命を向上させたマグネトロンを提供すること
を目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明のマグネトロン
は、陽極円筒体の中心部に陰極が設けられてなるマグネ
トロン本体の前記陽極円筒体の外周部に複数個の冷却フ
ィンが設けられ、該冷却フィンをとりまいて磁路を形成
するヨークが設けられてなるマグネトロンであって、前
記陽極円筒体はその外周が異なる直径で階段状に段差が
形成され、前記複数個の冷却フィンはそれぞれのバーリ
ングの内径が前記陽極円筒体の異なる外径にそれぞれ適
合する異なる径で形成され、かつ、それぞれの冷却フィ
ンのバーリングの端部は該冷却フィンと隣接するバーリ
ングの内径の小さい冷却フィンにより保持され、バーリ
ングの内径の最小の冷却フィンはヨーク側面の突起部で
保持されている。

【００１３】

【作用】本発明のマグネトロンによれば、陽極円筒体の
外周に異なる直径で階段状の段差が設けられているた
め、各冷却フィンはそのバーリングの下端部が下側の冷
却フィンの平らな放熱部で保持され、バーリングの円弧
状部での保持ではなく、喰い込みは生じないで確実に保
持される。しかも冷却フィンのバーリングなどに変形が
生じないため、陽極円筒体と冷却フィンとの接触がよ
く、充分な放熱効果がえられる。

【００１４】

【実施例】つぎに図面を参照しながら本発明のマグネト
ロンについて説明する。

【００１５】図１は本発明のマグネトロンの一実施例の
部分断面図、図２は図１の陽極円筒体（シェル）１と冷
却フィン２０との接続部の拡大断面図である。図１〜２
において、図３と同じ部分には同じ符号を付してある。

【００１６】本発明のマグネトロンは図１〜２に示され
るように、陽極円筒体１の外径が各冷却フィン２０のバ
ーリング２０ａの長さに合わせた幅で順次変化し、階段
状の段差が形成されており、外周に嵌合する冷却フィン
２０のバーリング２０ａの内径もそれぞれ順次小さく形
成されたものを使用し、陽極円筒体１の外周の大きさに
適合した内径のバーリング２０ａを有する冷却フィン２
０が挿入されている。そして内径の一番小さいバーリン
グ２０ａを有する冷却フィン２０は放熱部の先端２０ｂ
でヨーク１９ａの内側に設けられた突起部２１により保
持され、その上の冷却フィン２０はそれぞれ隣接する下
側の冷却フィン２０の放熱部の平らになった部分２０ｃ
によりバーリング２０ａの下端部が支持されることによ
り保持されていることに特徴がある。その他のマグネト
ロンの構成については前述の図３に従って説明した構造
と同様である。

【００１７】本発明のマグネトロンの冷却フィン２０が
マグネトロンの非動作時でも確実に保持されるととも
に、マグネトロンの動作時には陽極円筒体１と冷却フィ
ン２０のバーリング２０ａの内径が確実に接触し、効率
よく熱伝導する作用について図１〜２を参照しながら説
明する。

【００１８】本発明のマグネトロンは、前述のように陽
極円筒体１の外周の径を順次異ならせて階段状の段差が
設けられていることに特徴がある。この段差の高さＨは
０．２〜０．４ｍｍ程度で冷却フィン２０の放熱部の平
らな部分２０ｃとバーリング２０ａとの折り曲げ部の曲
率半径０．３〜０．６ｍｍよりやや大きくすることが好
ましいが、一方で陽極円筒体１の肉厚は１．８〜２．６
ｍｍ程度で、冷却フィンの個数は４〜６個程度あるた
め、薄くなるところの機械的強度を考慮すると前述のよ
うな段差が好ましい。また各段の長さＬは各冷却フィン
２０のバーリング２０ａの長さとほぼ同じで、通常４〜
７ｍｍ程度に形成される。

【００１９】本発明によれば、冷却フィン２０のバーリ
ング２０ａの大きさが順次異なっているため、バーリン
グ２０ａの下端は隣接する下側の冷却フィン２０の放熱
部の平らな部分２０ｃに当る。そのためマグネトロンが
非動作時で陽極円筒体１が膨張しないときであっても、
隣接する下側の冷却フィン２０の円弧部により陽極円筒
体とのあいだに生じた空間に喰い込むことがなく、変形
が生じない。また、バーリング２０ａの上端部は陽極円
筒体１の段差部で保持され、上下方向いずれの方向に対
しても確実に保持される。また一番下の冷却フィン２０
は放熱部の先端２０ｂがヨーク１９ａの内側に設けられ
た突起部２１により保持される。

【００２０】一方マグネトロンが動作すると、前述のよ
うに陽極部内部で発生した熱が陽極円筒体１の方に伝達
してくるため、陽極円筒体１は３００℃以上の高温にな
り、熱膨張によりその直径が大きくなる。近傍にある冷
却フィン２０も昇温し、放熱部から熱を放散するが２０
０〜３００℃程度になる。そのため冷却フィン２０も熱
膨張によりバーリング２０ａの内径が大きくなるが、冷
却フィン２０は空冷などにより冷却され、陽極円筒体１
と密着する。しかもマグネトロンの非動作時において
も、各冷却フィン２０は陽極円筒体１の段部と下側に隣
接する冷却フィンとでしっかりと固定されているため、
無用な変形が生じず、マグネトロンの動作により温度が
上昇したときに確実な嵌合状態となり熱伝導がよく放熱
特性が向上する。

【００２１】前述の陽極円筒体１の外周に設けられる段
差は陽極円筒体を切削により製造する際にバイトの送り
を変更することにより形成でき、またバーリング内径の
異なる冷却フィン２０を形成するには、異なる内径ごと
に異なる金型を製造する必要があるが、それぞれの冷却
フィンをそれぞれの金型により容易に形成することがで
きる。

【００２２】また、マグネトロン本体の外周に冷却フィ
ンを組立てる際には、陽極円筒体の外径の小さい側から
バーリング内径の大きい冷却フィンを、ついで順次バー
リング内径の小さい冷却フィンを挿入することにより簡
単に組立てることができ、生産性が大幅に向上する。

【００２３】

【発明の効果】本発明のマグネトロンによれば、各冷却
フィンのバーリングの径が異なり、各冷却フィンのバー
リングの下端部は下部の隣接する冷却フィンの放熱部の
平らな部分で保持されるため、マグネトロンの非動作時
で陽極円筒体と冷却フィンとのあいだに隙間があっても
冷却フィンの円弧部と陽極円筒体との隙間に喰い込むこ
とはない。その結果マグネトロンの非動作時においても
各冷却フィンを変形させることなく正確に保持すること
ができ、動作時には陽極円筒体と冷却フィンとの接触が
確実に行われ、陽極部の熱が確実に冷却フィンに伝達さ
れて放熱し、マグネトロンの品質、信頼性および寿命が
向上する。

【００２４】さらに冷却フィンの組立が容易で生産性が
向上し、コストダウンに寄与する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のマグネトロンの一実施例の部分断面説
明図である。

【図２】図１の陽極筒体と冷却フィンの接続部の拡大図
である。

【図３】従来のマグネトロンの一部破断図である。

【符号の説明】

１ 陽極円筒体 １０ フィラメント １９ａ ヨーク ２０ 冷却フィン ２０ａ バーリング ２１ 突起部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 陽極円筒体の中心部に陰極が設けられて
   なるマグネトロン本体の前記陽極円筒体の外周部に複数
   個の冷却フィンが設けられ、該冷却フィンをとりまいて
   磁路を形成するヨークが設けられてなるマグネトロンで
   あって、前記陽極円筒体はその外周が異なる直径で階段
   状に段差が形成され、前記複数個の冷却フィンはそれぞ
   れのバーリングの内径が前記陽極円筒体の異なる外径に
   それぞれ適合する異なる径で形成され、かつ、それぞれ
   の冷却フィンのバーリングの端部は該冷却フィンと隣接
   するバーリングの内径の小さい冷却フィンにより保持さ
   れ、バーリングの内径の最小の冷却フィンはヨーク側面
   の突起部で保持されてなるマグネトロン。