JPH087773A - 電子レンジ用マグネトロン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ５００ＭＨｚから１０００ＭＨｚの高い周波
数帯のノイズを抑制する電子レンジ用マグネトロンを提
供すること。 【構成】 電源電圧が供給される入力端子１１ａ、１１
ｂに、コア形インダクタ１３を有するフィルタが接続さ
れているマグネトロンにおいて、前記コア形インダクタ
１３のコア１４部分の外周に巻かれる巻線１５のターン
数を、抑制するノイズの周波数の半波長に相当する長さ
で巻線を形成するときより２から４ターン少なくしてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子レンジなどに使用
される電子レンジ用マグネトロンに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、マグネトロンは、食品の調理や解
凍などを行う電子レンジなどに組み込まれて使用され
る。ところで、電子レンジなどのノイズに対する条件は
厳しくなっており、ノイズの抑制が重要になってきてい
る。このような電子レンジのノイズを抑制するために、
いろいろな方法が提案されている。その１つが、マグネ
トロンそのものが発生するノイズを低減する方法であ
る。

【０００３】ここで、マグネトロンが発生するノイズを
低減する方法について、図５を参照して説明する。図５
は、電子レンジに使用されるマグネトロンの入力部分を
示す図で、５１ａ、５１ｂは入力端子で、電源（図示せ
ず）に接続される。入力端子５１ａ、５１ｂにはコンデ
ンサ５２やインダクタ５３が接続されている。なお、イ
ンダクタ５３は、フェライトコア５４の外周に巻線５５
を巻いたコア形インダクタが使用される。そして、イン
ダクタ５３は、マグネトロン本体５６の陰極（図示せ
ず）に接続される。なお、コンデンサ５２やインダクタ
５３は低域周波数通過形フィルタを形成し、入力端子５
１ａ、５１ｂを通して外部に漏れるノイズを抑制してい
る。

【０００４】図６は、上記した構成の回路図で、図５に
対応する部分には同一の符号を付し重複する説明は省略
する。図６に示すように、コンデンサ５２は、入力端子
５１ａ、５１ｂ間、そして、入力端子５１ａ、５１ｂと
接地間に、それぞれ接続されている。また、インダクタ
５３は、各入力端子５１ａ、５１ｂに接続され、そし
て、陰極Ｆに接続されている。

【０００５】なお、インダクタ５３は、図７で示すよう
に比透磁率が高いフェライトコア５４の外周に巻線５５
を巻いたコア形インダクタが使用される。この場合、巻
線５５には、フォルマル銅線などが用いられる。また、
インダクタ５３は、巻線５５の内部にフェライトコア５
４があるコア部Ａと、フェライトコア５４がない空芯部
Ｂから構成される。そして、空芯部Ｂの側がマグネトロ
ン本体の陰極に接続される。

【０００６】上記した構成のマグネトロンは例えば２４
５０ＭＨｚで発振し、そのほとんどのエネルギーがマグ
ネトロン出力部を通してマイクロ波電力として外部に出
力される。しかし、その一部が入力端子の側に漏れてく
る。エネルギーの一部が入力側に漏れると、マイクロ波
エネルギーが巻線５５上で定在波を形成し、電力密度の
大きい所と小さい所を生じる。このとき、電力密度の大
きい部分がコア部Ａに位置すると、渦電流損失などの磁
気損失によって熱が発生する。これにより、インダクタ
５３を構成する巻線５５間の絶縁に使用されるフォルマ
ル被覆が熱によって変質してしまうことがある。

【０００７】このようなフォルマル被覆の変質を避ける
ために、インダクタ５３の一部に空芯部Ｂを設け、電力
密度の大きい部分が空芯部Ｂの位置にくるようにしてい
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ここで、インダクタ５
３に使用されるフェライトコアのいくつかの材料につい
て、その透磁率と周波数の関係を図８で説明する。図８
は、横軸が周波数（ＭＨｚ）、縦軸が透磁率である。曲
線ａ〜ｄで示すように、周波数が高くなり約１００ＭＨ
ｚ程度になると各材料とも透磁率が低下する。このよう
にフェライトコアの透磁率が低下すると、フィルタを構
成するインダクタ５３のインダクタンスＬが減少する。

【０００９】ところで、低域周波数通過形のＬ形フィル
タのカットオフ周波数ｆは、

【数１】 で示される。（１）式で、Ｌはインダクタ５３のインダ
クタンス［Ｈ］、Ｃはコンデンサ５２のキャパシタンス
［Ｆ］である。

【００１０】したがって、インダクタ５３のインダクタ
ンスＬが減少すると、カットオフ周波数ｆは大きくな
る。例えば、従来のフィルタの場合、インダクタ５３の
インダクタンスＬは１．２μＨ、また、コンデンサ５２
のキャパシタンスＣは５００ＰＦで、カットオフ周波数
は７ＭＨｚとなっている。このような構成のフィルタで
は、ノイズ抑制の効果があるのは数１０ＭＨｚ程度まで
である。しかし、ＣＩＳＰＲ（国際無線障害特別委員
会）の勧告などもあり、数１００ＭＨｚ帯の放射ノイズ
に対する抑制が重要になってきている。

【００１１】この発明は、上記した欠点を解決し、特に
５００ＭＨｚから１０００ＭＨｚの高い周波数帯のノイ
ズを抑制する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。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、電源電圧が供
給される入力端子に、コア形インダクタを有するフィル
タが接続されている電子レンジ用マグネトロンにおい
て、前記コア形インダクタのコア部分の外周に巻かれる
巻線のターン数を、抑制するノイズの周波数の半波長に
相当する長さで巻線を形成するときのターン数より２か
ら４ターン少なくしたことを特徴としている。

【００１３】また、共通するコアに巻線が分割して巻か
れているコア形インダクタを有するフィルタが、電源電
圧が供給される入力端子に接続されているマグネトロン
において、前記コア形インダクタのコア部分の外周に分
割して巻かれる各巻線のターン数を、抑制するノイズの
周波数の半波長に相当する長さで巻線を形成するときの
ターン数より４から６ターン少なくしたことを特徴とし
ている。

【００１４】

【作用】従来の技術で説明した構成のフィルタでも、特
定の５００ＭＨｚから１０００ＭＨｚ程度の高い周波数
帯のノイズ抑制に効果があることもあり、これを分析す
ると以下のようになる。

【００１５】ここで、フィルタの減衰特性について説明
する。なお、フィルタの減衰特性の測定には図９のよう
な測定回路が用いられる。９１は掃引発振器で、掃引発
振器９１から発生した掃引信号をフィルタ９２に加え
る。そして、フィルタ９２の出力を周波数分析器９３で
測定する方法である。

【００１６】上記の測定回路で減衰特性を測定したフィ
ルタの例を図１０および図１１を参照して説明する。図
１０は、測定したフィルタボックスの構造を示し、ま
た、図１１は、フィルタを構成するインダクタの構成を
示している。

【００１７】図１０において、１０１ａ、１０１ｂが入
力端子、また１０２がコンデンサである。１０３はイン
ダクタで、フェライトコア１０４に巻線１０５を巻いて
構成される。そして、コンデンサ１０２とインダクタ１
０３がフィルタを構成し、インダクタ１０３がマグネト
ロン本体１０５の陰極に接続される。

【００１８】また、図１１で示すように、インダクタ
は、巻線１０５の内部にフェライトコア１０４があるコ
ア部Ａとフェライトコア１０４がない空芯部Ｂから形成
される。

【００１９】なお、コア部Ａに形成されている巻線１０
５ａの長さをＬａ、そして空芯部Ｂに形成されている巻
線１０５ｂの長さをＬｂ、各巻線１０５ａ、１０５ｂの
巻線外径をＤ、巻線の線径をｄ、巻線間隔をｇとした場
合、Ｌａ＝１４．８ｍｍ、Ｌｂ＝１２．７ｍｍで、Ｄ＝
７．６ｍｍ、ｄ＝１．４ｍｍ、ｇ＝０．０８ｍｍであ
る。

【００２０】また、フェライトコア１０４を図１１の矢
印Ｙ方向に移動し、フェライトコア１０４が巻線１０５
ａに挿入されている部分（Ａｏ）の長さＨを、それぞれ
１１．４ｍｍ、９．６ｍｍ、８．３ｍｍに変えている。
なお、フェライトコア１０４の長さＬｃは１８ｍｍ、そ
して、コア径Ｄｃは４．５ｍｍである。

【００２１】上記した構成のフィルタの減衰特性を図１
２乃至図１４に示している。各図とも横軸が周波数（Ｍ
Ｈｚ）で、中央が５２０ＭＨｚ、そして１目盛りが１０
０ＭＨｚ、また縦軸が減衰量である。フェライトコア１
０４が巻線１０５ａに挿入されている部分（Ａｏ）の長
さＨが１１．４ｍｍの場合が図１２、また９．６ｍｍの
場合が図１３、そして８．３ｍｍの場合が図１４であ
る。

【００２２】この測定結果をもとに、減衰効果がある周
波数ｆｏ、フェライトコア１０３が挿入されている部分
（Ａｏ）の巻線１０５ａのターン数Ｔ、そしてフェライ
トコア１０４が挿入されている部分（Ａｏ）の巻線１０
５ａを長く１本に引き伸ばしたときの展開長ｌ、この展
開長ｌが半波長となる周波数ｆｃについて、それぞれの
関係を表にすると表１のようになる。

【００２３】

【表１】 そして、減衰効果がある周波数ｆｏ（ＭＨｚ）を横軸
に、また巻線の展開長ｌを半波長とする周波数ｆｃ（Ｍ
Ｈｚ）を縦軸に取ると、図１５のようになる。このよう
に、周波数ｆｏと周波数ｆｃには相関が見られる。この
場合、ｆｏとｆｃのずれは、空芯部Ｂの巻線１０５ｂで
発生する磁界の一部がフェライトコア１０４に加わるた
めと考えられる。

【００２４】また、減衰効果がある周波数ｆｏの半波長
をｌ´とし、この半波長ｌ´に相当する長さの金属線を
巻線外径Ｄが７．６ｍｍとなるように巻いた時、フェラ
イトコア１０４方向の巻線の長さＨ´、およびターン数
Ｔ´は表２のようになる。

【００２５】

【表２】 ここで、フェライトコア１０４が巻線１０５ａに挿入さ
れている部分（Ａｏ）の巻線のターン数Ｔと、減衰効果
がある周波数ｆｏの半波長に相当する長さの金属線で構
成した巻線のターン数Ｔ´を比較すると、ＴはＴ´より
２．６７から３．４２ターン少ないターン数で抑制効果
があることが分かる。

【００２６】上記した結果は、巻線を流れるノイズ電流
によって発生する磁界が、フェライトコア内部で磁気損
失として消費され、マグネトロンの外部に伝搬するノイ
ズが減少したことによるものと考えられる。

【００２７】なお、図１６で示すように、フェライトコ
ア１６１に巻かれる巻線１６２の展開長が、抑制したい
ノイズの周波数の半波長λ／２より長くなると、コア１
６１内部の磁束を打ち消す向きの磁束１６３が発生し磁
気損失が減少する。また、インダクタを構成する巻線に
空芯部がない場合は、フェライトコアに巻かれる巻線の
展開長が抑制したいノイズの周波数の半波長のときに、
フェライトコア内部に発生する磁束量が最大になる。

【００２８】なお、マグネトロンから出力される例えば
２４５０ＭＨｚのマイクロ波電力は、その一部が入力側
へ漏れインダクタに伝わる。このとき、マイクロ波電力
がフェライトコアに吸収されないように、通常、マグネ
トロン本体側に空芯部Ｂが設けられる。この場合、空芯
部Ｂの巻線で発生する磁束の一部がフェライトコア内部
に入る。このため、フェライトコアに巻かれるコア部の
巻線（Ａｏ）のターン数は、抑制したいノイズの周波数
の半波長に相当する長さの金属線で巻線を構成した場合
のターン数より、２から４ターン少ない状態で減衰効果
がある。

【００２９】また、抑制したいノイズの周波数が５００
ＭＨｚから１０００ＭＨｚの場合、その抑制しようとす
る周波数の半波長に相当する長さの金属線で巻線を構成
すると、フェライトコア方向の巻線の長さＨが、１００
ＭＨｚ帯のノイズを抑制するインダクタンスに不足する
場合がある。この場合、複数に分割して巻線を巻いた構
造のインダクタが使用される。このとき、フィルタボッ
クスにインダクタがコンパクトに収まるように、フェラ
イトコアは各巻線に対し共通のものが使用される。

【００３０】ここで、複数に分割して巻線を巻いた構造
のインダクタについて説明する。以下では、７００ＭＨ
ｚから９００ＭＨｚ帯で最も減衰効果が大きいインダク
タを例に取り図１７で説明する。

【００３１】フェライトコア１７１が巻線内部に位置す
るコア部は、コア部Ａ1 とコア部Ａ2 の２段になってい
る。そして、コア部Ａ1 には巻線１７２ａが、コア部Ａ
2 には巻線１７２ｂが形成されている。巻線１７２ａの
長さをＬ１、また巻線１７２ｂの長さをＬ２、巻線１７
２ａと巻線１７２ｂの間隔をＧ、空芯部Ｂの巻線１７３
の長さをＬ３、巻線外径をＤ、巻線の線径をｄ、そし
て、巻線間隔をｇとした場合、Ｌ１＝７．３５ｍｍ、Ｌ
２＝７．３５ｍｍ、Ｇ＝３．０ｍｍ、Ｌ３＝１０．２ｍ
ｍ、Ｄ＝７．６ｍｍ、ｄ＝１．４ｍｍ、ｇ＝０．０８ｍ
ｍとなっている。また、フェライトコア１７１の長さＬ
ｃ、コア径Ｄｃは、それぞれＬｃ＝２０ｍｍ、Ｄｃ＝
４．５ｍｍである。また、コア端部と巻線１７２ａの間
隔ＧｃはＧｃ＝３．０ｍｍである。

【００３２】また、フェライトコア１７１が巻線１７２
ａに挿入されている部分（Ａｏ1 ）の長さＨ1 は７．３
５ｍｍ（Ｈ1 ＝Ｌ1 ）、フェライトコア１７１が巻線１
７２ｂに挿入されている部分（Ａｏ2 ）の長さＨ2 は
６．６５ｍｍ（Ｈ2 ＝Ｌｃ−Ｇｃ−Ｌ1 −Ｇ）である。

【００３３】上記した構成のフィルタについて、先に説
明した図９の測定回路で測定した減衰特性を図１８に示
す。図１８は、横軸が周波数（ＭＨｚ）で、中央が５２
０ＭＨｚ、そして１目盛りが１００ＭＨｚ、また縦軸が
減衰量である。

【００３４】ここで、減衰効果がある周波数ｆｏ、フェ
ライトコア１７１が巻線１７２ａ、１７２ｂに挿入され
ている部分（Ａｏ1 ）（Ａｏ2 ）の巻線のターン数Ｔ、
巻線の展開長ｌ、この展開長ｌを半波長とする周波数ｆ
ｃの関係を示すと表３のようになる。

【００３５】

【表３】 また、減衰効果がある周波数ｆｏの半波長ｌ´に相当す
る長さの金属線を用い、巻線外径が７．６ｍｍとなるよ
うに巻いた巻線長さをＨ´、またターン数をＴ´とする
と、それらの関係は表４のようになる。

【００３６】

【表４】 フェライトコア１７１が各巻線１７２ａ、１７２ｂに挿
入されている部分（Ａｏ1 ）（Ａｏ2 ）の巻線のターン
数Ｔと、減衰効果がある周波数ｆｏの半波長に相当する
長さの金属線で構成した巻線のターン数Ｔ´を比較する
と、ＴはＴ´より４．６２から５．１０ターン少なくな
っている。

【００３７】上記したように、共通のフェライトコアの
複数領域に巻線を分割して構成する場合、各巻線に漏れ
磁束があるため、１つの領域に集中して巻線がある場合
より少ないターン数で効果があり、各インダクタンスの
巻線のターン数は、ノイズを抑制したい周波数の半波長
に相当する長さの金属線で構成する場合より４から６タ
ーン少ない所で効果が生じる。

【００３８】

【実施例】以下、本発明の一実施例について、図１を参
照して説明する。図１は、電子レンジ用マグネトロンの
入力部分を示す図で、１１ａ、１１ｂは入力端子で、電
源（図示せず）に接続される。入力端子１１ａ、１１ｂ
にはコンデンサ１２やインダクタ１３が接続されてい
る。なお、インダクタ１３は、フェライトコア１４の外
周に巻線１５を巻いたコア形インダクタが使用される。
そして、インダクタ１３は、マグネトロン本体１６の陰
極（図示せず）に接続される。なお、コンデンサ１２や
インダクタ１３は低域周波数通過形フィルタを形成し、
入力端子１１ａ、１１ｂを通して外部に漏れるノイズを
抑制する。

【００３９】また、インダクタ１３は電波吸収体であ
り、図２に示すように比透磁率の高いフェライトコア１
４の外周に巻線１５を巻いたコア形インダクタで構成さ
れている。なお、巻線１５は、フェライトコア１４が内
部にあるコア部Ａの巻線１５ａと、フェライトコア１４
がない空芯部Ｂの巻線１５ｂからなり、空芯部Ｂの巻線
１５ｂがマグネトロン本体１６の陰極に接続される。

【００４０】上記した構成で、コア部Ａの巻線１５ａの
巻線長Ｈ部分のターン数は、抑制しようとするノイズの
周波数の半波長に相当する長さの金属線で巻線を構成す
る場合のターン数より２から４ターン少なくしている。

【００４１】次に、本発明の他の実施例について、図３
を参照して説明する。図３は、電子レンジ用マグネトロ
ンの入力部分を示す図で、３１ａ、３１ｂは入力端子
で、電源（図示せず）に接続される。入力端子３１ａ、
３１ｂにはコンデンサ３２やインダクタ３３が接続され
ている。なお、インダクタ３３は、フェライトコア３４
の外周に巻線３５を巻いたコア形インダクタが使用され
る。そして、インダクタ３３は、マグネトロン本体３６
の陰極（図示せず）に接続される。なお、コンデンサ３
２やインダクタ３３は低域周波数通過形フィルタを形成
し、入力端子３１ａ、３１ｂを通して外部に漏れるノイ
ズを抑制する。

【００４２】なお、巻線の内部にフェライトコアが位置
するインダクタのコア部は、図４に示すようにコア部Ａ
1 とコア部Ａ2 の２段に分割されている。コア部Ａ1 に
は巻線３５ａが、またコア部Ａ2 には巻線３５ｂが巻か
れている。そして、フェライトコア３４が内部にない空
芯部Ｂには巻線３６が巻かれ、巻線３６がマグネトロン
本体に接続されている。

【００４３】上記した構成において、コア部Ａ1 の巻線
３５ａの巻線長Ｈ1 部分のターン数や、コア部Ａ2 の巻
線３５ｂの巻線長Ｈ2 部分のターン数は、抑制したいノ
イズの周波数の半波長に相当する長さの金属線を用いて
巻線を構成した場合のターン数より、４から６ターン少
なくしている。

【００４４】

【発明の効果】本発明によれば、特に５００ＭＨｚから
１０００ＭＨｚの周波数帯のノイズを抑制することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を説明する図である。

【図２】本発明の一実施例を説明する図である。

【図３】本発明の他の実施例を説明する図である。

【図４】本発明の他の実施例を説明する図である。

【図５】従来例を説明する図である。

【図６】従来例を説明する図である。

【図７】従来例を説明する図である。

【図８】フェライトコアの特性を説明する図である。

【図９】減衰特性の測定回路を示す図である。

【図１０】従来の他の例を説明する図である。

【図１１】従来の他の例を説明する図である。

【図１２】フィルタの減衰特性を説明する図である。

【図１３】フィルタの減衰特性を説明する図である。

【図１４】フィルタの減衰特性を説明する図である。

【図１５】フィルタの特性を説明する図である。

【図１６】インダクタの特性を説明する図である。

【図１７】従来のインダクタを説明する図である。

【図１８】フィルタの減衰特性を説明する図である。

【符号の説明】

１１ａ、１１ｂ…入力端子 １２…コンデンサ １３…インダクタ １４…フェライトコア １５…巻線 １６…マグネトロン本体

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電源電圧が供給される入力端子に、コア
   形インダクタを有するフィルタが接続されているマグネ
   トロンにおいて、前記コア形インダクタのコア部分の外
   周に巻かれる巻線のターン数を、抑制するノイズの周波
   数の半波長に相当する長さで巻線を形成するときのター
   ン数より２から４ターン少なくしたことを特徴とする電
   子レンジ用マグネトロン。
2. 【請求項２】 共通するコアに巻線が分割して巻かれて
   いるコア形インダクタを有するフィルタが、電源電圧が
   供給される入力端子に接続されているマグネトロンにお
   いて、前記コア形インダクタのコア部分の外周に分割し
   て巻かれる各巻線のターン数を、抑制するノイズの周波
   数の半波長に相当する長さで巻線を形成するときのター
   ン数より４から６ターン少なくしたことを特徴とする電
   子レンジ用マグネトロン。