JPS5953653B2 - マグネトロン - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電子レンジ等に使用するマグネトロンの出力特
性の改良に関するものである。

電子レンジは食品の加熱や解凍用に近年広く使用さノ［
ている。

一般に電子レンジに使用するマグネトロンは、通常の食
品を加熱する場合を標準としてこの負荷インピーダンス
に整合するように出力部を設定しであるが、実際に使用
状態で完全に整合になることはむしろまれである。

そしてこの整合点を出力が落ちずしかも不安定発振にな
らない所に設定するのはなかなか困難で゛あった。

次に従来のマグネトロンを第１図に示す断面図により説
明する。

導磁性材からなる円筒状の陽極円筒１の中央部に内方の
軸心に向は放射状に複数枚の銅等からなるベイン２が形
成され、そのベイン２の先端に対向して軸心の位置に上
下のエンドシールドに支持されたフィラメントからなる
陰極３が配置されている。

陰極３の上下にはベイン２の先端と陰極３の間に構成さ
れる円筒形の動作空間に軸心方向に磁束を供給するため
の永久磁石４および５が設置されている。

陽極円筒１の上端を封着するヨーク板６には絶縁体７を
介してアンテナ８が設けられ、ベイン２の１枚の上端と
アンテナ８の間は給電線９により接続されている。

なお、１０は陽極円筒１の外周に設けられた空冷用の放
熱板、１１は陰極３から高周波電流を漏洩させないため
のフィルタ部である。

このような構成において、陰極３のフィラメントに電流
を流し陽極のベイン２に高電圧をかけると、陰極３から
ベイン２に向った熱電子は直角方向から加えられている
磁界により曲がり、ベイン２と陽極円筒１に高周波電流
を発振させる。

この発振高周波は給電線９により伝送されてアンテナ８
に達し、ここから電子レンジの加熱室等に高周波電波と
して放出される。

次にマグネトロンの負荷特性をスミス図表上に表わした
第２図に示すいわゆるリーケ線図により説明する。

この線図において、Ａはマグネトロンが最大出力を出す
領域で、こＩＬから高反射係数側の領域Ｂはいわゆるシ
ンク位相の領域でここでは発振が停止したリマグネ）・
ロンの寿命を短かくするモーデインク゛と呼はれる不良
発振を起したりする。

出力最大点の位相とシンク位相は図でわかるようにほぼ
一致しているため、シンク位相では高出力は得やすいが
同時に不良発振を起しやすくこの状態で使用するとマグ
ネ１〜ロンの寿命劣化を早めることになる。

しかし、シンク位相の反対側で゛は不良発振が起る心配
はなくなるが出力が小さくなって好ましくない。

図において、ＣおよびＤは電子レンジに標準の食品負荷
を入れた場合のマグネトロンの負荷インピーダンスの領
域の例であるが、Ｃ領域においては不良発振は起らない
が出力が小さく、Ｄ領域においては出力は大きいが不良
発振を起して寿命を短くする各欠点がある。

このように、マグネトロンはその特性と電子レンジの負
荷インピーダンスにより出力が大幅に低下したり不良発
振を起したりするため、整合を微妙に調整する必要があ
る。

電子レンジのインピーダンスを変更させて調整する場合
、出力が増しても電界集中によるスパークが生じたり加
熱むらが生じる等の副作用があられれることがあり調整
も容易ではない。

マグネトロンの特性を調整する場合、電子レンジの負荷
インピーダンスに合せて出力最大点の位相と反射係数を
調整する手段としてはアンテナ８の長さを変えたり、絶
縁体７の形状を変えたりする方法等が従来使用されてい
るが、これらの変化調整幅は限られており大きく変える
ことは困難であった。

また、反射係数のみを調整して出力を増す方法として給
電線９とベイン２の接合点ａをさらに軸心の方向にずら
すことも行なわれるが、出力最大点が整合点に近づくた
め不良発振を起しやすくなり、出力増加にも限度がある
。

このような各方法では位相を３０°以上回転する必要が
あるような場合にはフグネトロンの構造を大幅に変更し
ないと不可能であった。

本発明は、このような欠点をなくすためになされたもの
で、給電線を陽極円筒内で周方向に延在せしめて長くす
ることにより、位相を自由に変えることができ電子レン
ジ等の負荷インピーダンスとの高周波結合を良好にして
高出力で発振が安定なマグネトロンを提供することを目
的とするものである。

以下本発明の詳細を実施例により説明する。

第３図は、本発明のマグネトロンの一実施例の断面図を
、第４図はそのＸ−Ｘ断面図を示すもので゛、第１図と
同一部品には同番号を付し説明を省略する。

このマグネトロンは磁気回路の構成を効率的にした磁石
内蔵形の構造を有するものであるが、陽極円筒１と永久
磁石４との間の空隙に給電線１２を延在せしめである。

給電線１２は軸心方向に延在する部分１２ａと周方向に
延在する部分１２ｂとからなる。

この周方向の部分１２ｂは永久磁石４の周囲に迂回され
ているのでその長さは自由に調整できる。

図では部分１２ｂは半周の長さにしであるが、これをさ
らに延は゛したり、一周にしたり、さらには複数巻ら線
状にすることもできる。

また、給電線１２以外の部品は図かられかるように全く
変更する必要がない。

給電線１２の長さが長くなると、出力最大点の位相も自
由に変えることができ、さらにその電気長を従来発振高
周波の１７２波長以下の長さであったものを１波長以上
にすることが容易にできる。

このように１波長以上の長さにするとマグネ１〜ロンに
ロングライン効果が生じ不良発振を起しにくくする。

すなわち、給電線１２が長い場合は、シンク位相の第２
図の領域Ｂ内に動作点があってもそこから飛び出し安定
発振領域に移ってしまう現象が生じる。

実験によると、給電線の長さを１７２波長増加すること
によりマグネトロンの出力を１０％増加して安定な発振
をすることが確認された。

以上の実施例では磁石内蔵形のマグネトロンについて説
明したが、外部磁石形、または両用形のマグネトロンに
も勿論使用できる。

以上のように本発明のマグネトロンによると、円筒状の
陽極円筒と、前記陽極円筒から軸心に向は放射状に形成
された複数のベインと、前記陽極円筒の軸心に配置され
ベインの先端との間に動作空間を形成する陰極と、動作
空間に磁界を供給する永久磁石と、発振高周波出力を外
部に放出するアンテナと、前記ベインの１個から前記ア
ンテナに発振高周波出力を給電する給電線とを有するマ
グネトロンにおいて、前記給電線は前記陽極円筒内にお
いてその軸心方向に延在する部分とその周方向に延在す
る部分とからなるように構成することにより、従来のも
のに簡単な構造変更をさせるだけで出力最大点の位相を
任意に変えることができ、出力を効率よく向上させ安定
な高周波発振をせしめる効果がある。

【図面の簡単な説明】 第１図は従来のマグネトロンの断面図、第２図はリーヶ
線図、第３図は本発明のマグネトロンの一実施例の断面
図、第４図はそのＸ−Ｘ断面図である。 １・・・・・・陽極円筒、２・・・・・・ベイン、３・
・・・・・陰極、４．５・・・・・・永久磁石、８・・
・・・・アンテナ、１０・・・・・・放熱板、１１・・
・・・・フィルタ部、１２・・・・・・給電線、１２ａ
・・・・・・軸方向の部分、１２ｂ・・・・・・周方向
の部分。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 円筒状の陽極円筒と、前記陽極円筒からその軸心に
   向は放射状に形成された複数のベインと、前記陽極円筒
   の軸心に配置され前記ベインの先端との間に動作空間を
   形成する陰極と、前記動作空間に軸心方向に磁界を供給
   する永久磁石と、発振高周波出力を外部に放出するアン
   テナと、前記ベインの１個から前記アンテナに発振高周
   波出力を給電する給電線とを有するマグネトロンにおい
   て、前記給電線は前記陽極円筒内においてその軸心方向
   に延在する部分とその周方向に延在する部分とからなる
   ことを特徴とするマグネトロン。 ２ 給電線の電気長を発振高周波の波長より大きくした
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のマグネト
   ロン。