JPS6132779B2

JPS6132779B2 -

Info

Publication number: JPS6132779B2
Application number: JP51124273A
Authority: JP
Inventors: Seiji Yamashita; Tsunehiro Endo; Yoshio Ishida
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1976-10-16
Filing date: 1976-10-16
Publication date: 1986-07-29
Also published as: JPS5349937A; US4166235A

Description

【発明の詳細な説明】本発明はマグネトロンに係り、特にその磁気回
路に関する。

マグネトロンの管内に磁石を入れ、磁石の出す
磁束の利用率を上げて、磁石重量、ヨーク重量を
減らし、マグネトロンを小形化する考え方があ
る。しかし、管内に入れる磁石は、ガスを放出す
る磁石では具合が悪いため、磁石材質は限られ
る。つまり、実際に利用できる磁石材質は、希土
類コバルト磁石、アルニコ磁石に限られる。

このような磁石内蔵形マグネトロンにおける磁
気回路の従来例を第１図に示す。

陽極円筒１は鉄などの磁性材料で作られてお
り、図示しないが、その内周面には、空洞共振器
を構成するベインが取り付けられ、さらにその中
心に陰極が取り付けられる。陽極円筒１内には、
磁石２，３が互に対向して取り付けられ、磁石
２，３には磁極片４，５が取り付けられる。した
がつて、上側磁石２より出た磁束は、上側磁極片
４を通つて、空間に広がり、下側電極５に達して
下側磁石３に入る。そして、下側磁極３に入つた
磁束は、ここからさらに陽極円筒１を通つて、上
側磁石２に至る。

ところで、マグネトロンで磁界を必要とする空
間は、陰極と陽極間の空間であつて、内径５φ
mm、外径10φmm程度の円筒の空間であり、軸方向
にはマグネトロンの出力により多少異なるが８〜
10mmを長さを必要とする。したがつて、マグネト
ロンの磁気回路は、この空間にいかに、効率良
く、しかも安価に磁界を与えるかにある。また、
この空間の磁界強さは、陽極電圧に対応する値が
必要であつて、通常5kV用としては1800G位を必
要とする。しかも、この空間は、マグネトロンの
発振の安定性に関係するから、均一な磁界にする
必要がある。

一方、陰極の構造には一般に２種類あり、それ
に応じて下側磁石、および磁極片の構造が変わ
る。

すなわち、第２図に示した陰極６は、ヒータ７
の引出線８Ａ，８Ｂの間隔を大きくとり、これら
の間に磁石を入れる構造である。この場合、両引
出線８Ａ，８Ｂの各根本部は、絶縁物９を介して
上下に重ね合わされ、しかも下側磁石の上面との
間に絶縁距離をとる必要があるため、この部分の
厚さが必然的に大きくなる。その結果、磁気回路
のギヤツプ長は後述する第３図の陰極よりも約２
mm長くなり、実際の作用空間は上下磁極片４，５
間の中心より２mm程度上にずれて、作用空間の上
側は磁石に接近し、下側は２mm程度上側よりも遠
くなる。したがつて、作用空間の磁界強さを均一
にするために、下側磁石３の外径を大きくする必
要があり、下側磁石３として希土類磁石を用いて
も、現在一般に使われている、ストロンチユーム
フエライト磁石を用いた磁気回路に比較して高価
となる。

また、第３図に示した陰極１０は、引出線１１
Ａ，１１Ｂの間隔を狭くして磁石の中心から引出
すものである。この場合は、下側磁石としてリン
グ状の磁石を用いる必要がある。ところが、リン
グ状磁石を用いると、作用空間の内周面の磁界分
布が悪くなるため、磁石を大きくして、磁極片に
より作用空間の磁界分布を均一にさせなければな
らない。このため、第２図の場合と同様に、磁石
体積が増加して、結局磁極価格は高くなる。

以上述べたように、磁石内蔵形マグネトロンで
は、下側の磁石周辺の磁気回路をいかに合理的に
作るかが重要な問題であることを理解されたであ
ろう。上述までの説明では、下側磁石として希土
類コバルト系磁石を用いることを前提としたが、
もし、アルニコ磁石を用いたとすれば、磁石の特
つ抗磁力Hcが小さいため、磁石の軸方向長が長
くなり、磁石内蔵形マグネトロンの利点である小
形化がそこなわれる。また、陽極円筒は漏洩磁束
の関係から大きくする必要がある。このため、ベ
インを陽極円筒から離して取り付けるなどの構造
が必要となり、結局マグネトロンの価格は高くな
る。

本発明の目的は上記した従来技術の欠点を除
き、小径かつ安価で、しかも組立後の着磁が容易
なマグネトロンを提供するにある。

この目的を達成するため、本発明は、二つの磁
石として円柱状の希土類磁石とリング状のフエラ
イト磁石を用い、これらの磁石をその軸方向にか
つ互に反対方向に着磁し、希土類磁石を管内に配
置するとともにフエライト磁石を希土類磁石とそ
の同極性側が互に対向するように管外に配置し、
かつフエライト磁石の反希土類磁石側端面に配置
されたリング状磁性部材と、このリング状磁性部
材の内周側部分からフエライト磁石の内側中空部
を通り希土類磁石の磁極と対向する管内の位置ま
で延びてフエライト磁石の磁極を形成する磁性部
材と、フエライト磁石の希土類側端面と希土類磁
石の反フエライト磁石側端面を磁気的に結合する
磁性部材を設けたことを特徴とする。

以下、本発明の一実施例を第４図について詳細
に説明する。

陽極円筒１２は磁性体、例えば鉄で作られ、磁
気回路のヨークを兼ねている。陽極円筒１２の端
面には、同じく鉄で作られたヨーク１３が取り付
れられ、このヨーク１３の内面に非磁性の抑え金
具１４で上側磁石１５および上側磁極１６が固定
されている。下側磁石１７はマグネトロンのシー
ルドケース１８の内側に取り付けられ、マグネト
ロンの管外に出る。下側磁石１７の下面には、磁
性体からなる中間リング１９および２０が設けら
れ、これら中間リング１９，２０を介して下側磁
極２１は下側磁石１７と磁気的に結合されてい
る。

このように構成されたマグネトロンの磁気回路
では、上側磁石１５より出た磁束は、上側磁極１
６を通つて、陰極のヒータ２２とベイン２３の間
の作用空間へ磁界を与え、下側磁極２１に達す
る。下側磁極２１に達した磁束は、中間リング１
９，２０を通つて、下側磁石１７に至り、さらに
磁性材からなるシールドケース１８、陽極円筒１
２およびヨーク１３を通つて、元の上側磁石１５
に達する。なお、第４図中、２４はマグネトロン
封印部、２５はアンテナ、２６はセラミツクであ
る。

したがつて、陰極と陽極間に電圧に加えると、
直流電力が高周波電力に変換され、この高周波電
力はベイン２３に取り付けられたアンテナ２５を
介して外部に取り出される。

また、管内にある上側磁石１５に希土類コバル
ト磁石を用い、管外にある下側磁石１７にはフエ
ライト磁石を用いる。そのため、従来の磁気回路
に比べ、下側磁石１７の価格を低減できる。しか
も、下側磁石１７は、シールドケース１８内に収
納されているため、マグネトロンの大きさ、特に
高さを従来のマグネトロンより小さくすることが
できる。

例えば、上記磁石１５の大きさは、Br≒8kG、
Hc≒7.9KOeの磁石を用いた場合、ギヤツプ外径
10φmm、ギヤツプ内径５φmm、ギヤツプ長14mm、
ギヤツプ磁界強度1.8KGの作用空間を形成するに
は、外径15φmm、磁化方向長４mmと小さな磁石で
すむ。さらに、下側磁石１７はBr≒4KG、Hc≒
3.5KOeのストロンチユームフエライト磁石を用
いれば、内径30φmm、磁化方向長さ10mmの磁石で
充分である。このため、従来の磁石内蔵形マグネ
トロンの磁気回路に比べ、磁気回路全体の価格を
著しく低減することが可能となる。

この実施例における磁気回路の特徴は、下側磁
石１７周辺の構造にある。すなわち、下側磁石１
７は、上側磁石１５とは反対方向に着磁され、そ
の磁束を磁石の内周側を通してマグネトロンの管
内へ導くことに特徴がある。

したがつて、この磁気回路においては、次のよ
うに着磁すると好都合である。

まず最初に、上側磁石１５の磁化方向と同一方
向に、マグネトロン全体に大きな磁界を与える。
これは、マグネトロン全体が入るコイルを作り、
これに電流を流すことにより行なうことができ
る。

この上側磁石１５に希土類磁石を用いた場合、
第５図に示すように、希土類磁石の初めの磁化曲
線は１〜10KOeで磁化曲線の直線部分に乗るよ
うに磁化される。なお、第５図において、斜線を
施こした部分は各磁石によつて初期の磁化特性が
ばらつく範囲を示す。そして、一旦強く磁化され
ると、およそ12KOe程度までは、減磁されない
特性をもつている。

したがつて、初めに上側磁石１５と下側磁石１
７を同一方向に磁化した後に、逆方向に磁界を加
えると、上側磁石１５は何ら減磁を受けず、下側
磁石１７のみが上側磁石１５と反対方向に磁化さ
れることとなる。この操作は、マグネトロンを磁
化コイル中に固定した状態で、スイツチを切換
え、逆方向に電流を流すことにより容易に行うこ
とができる。

なお、下側磁石を上側磁石と反対方向に磁化す
る時、実際には、初めの磁化より若干小さ磁界を
加える方が良い結果が得られたが、この電流の大
きさは、磁石材質等を考慮して適宜変更すればよ
い。

いずれにしても、上側磁石を希土類磁石とし、
下側磁石をフエライト磁石とすることにより、簡
単な操作で磁石の磁化方向を変化することができ
る。例えば、本実施例においては、上側磁石が
Hc≒7.9KOe、下側磁石がHc≒3.5KOeと極端に
変えることにより達成できる。

この実施例におけるマグネトロンの組立は、マ
グネトロンの管と、シールドケースとを別個に作
り、これらを組み合わされることにより行なわれ
る。

すなわち、上側磁石１５は、陰極等を含むマグ
ネトロンの管を組立て、各部を溶接等で封印した
後、真空ポンプで管内の空気を抜いた状態で、銅
パイプからなる封印部２４を溶接してマグネトロ
ン管を作る。その後、この管全体をシールドケー
ス１８に差し込み、シールドケース１８の内側よ
り下側磁石１７、中間リング１９をマグネトロン
管の下部に緩く嵌め込んだ状態で、セラミツク２
６に中間リング２０を圧入することにより、下側
磁石１７を固定する。最後に、前述の着磁を行つ
て、マグネトロンは完成する。

なお、陽極円筒１２の外周には、図示しない冷
却フアンが設けられるが、これはマグネトロン管
を真空にした後、その下側より嵌め込むことによ
り組立てられる。

この実施例において、下側磁石１７の外径は、
あまり大きくしても、磁界強度は上がらない。こ
れは、磁石１７の外周の磁束がシールドケース１
８に漏洩するからである。同じ理由から、中間リ
ング１９の外径は磁石１７と同一径にするより若
干小さめにした方が磁束を有効に利用できる。ま
た同様に、下側磁極２１の径は陰極との絶縁が許
せる限り小さくした方が漏洩磁束を小さくでき、
作用空間の磁界分布を均一にできる。

以上説明したように、本発明によれば、磁石内
蔵形マグネトロンの利点である小形化を達成でき
るともに、管外に配置するリング状磁石として安
価なフエライト磁石を用いたので、マグネトロン
を安価に製作することができ、また、二つの磁石
として、耐減磁特性の異なる希土類磁石とフエラ
イト磁石を用い、これらの磁石をその軸方向にか
つ互いに反対方向に着磁し、同極性側が互に対向
するように配置したので、作用空間における磁界
分布を均一にすることができ、かつ組立後の着磁
も容易で、この点からもマグネトロンを安価に製
作することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来における磁石内蔵形マグネトロン
の磁気回路を示す縦断面図、第２図および第３図
はマグネトロンにおける陰極構造の各例を示す縦
断面図、第４図は本発明の一実施例に係るマグネ
トロンを示す縦断面図、第５図は希土類磁石のＢ
−Ｈ曲線を示す特性図である。１２……陽極円筒、１３……ヨーク、１５……
上側磁石（希土類磁石）、１６……上側磁極、１
７……下側磁石（フエライト磁石）、１８……シ
ールドケース、１９，２０……中間リング、２１
……下側磁極、２２……陰極のヒータ、２３……
ベイン。

Claims

【特許請求の範囲】

１二つの磁石を陰極とベインとの間に形成され
る作用空間を介して対向配置したマグネトロンに
おいて、前記二つの磁石として円柱状の希土類磁
石とリング状のフエライト磁石を用い、これらの
磁石をその軸方向にかつ互に反対方向に着磁し、
前記希土類磁石を管内に配置するとともに前記フ
エライト磁石を前記希土類磁石とその同極性側が
互に対向するように管外に配置し、かつ前記フエ
ライト磁石の反希土類磁石側端面に配置されたリ
ング状磁性部材と、このリング状磁性部材の内周
側部分からフエライト磁石の内側中空部を通り希
土類磁石の磁極と対向する管内の位置まで延びて
フエライト磁石の磁極を形成する磁性部材と、前
記フエライト磁石の希土類磁石側端面と前記希土
類磁石の反フエライト磁石側端面を磁気的に結合
する磁性部材を設けたことを特徴とするマグネト
ロン。