WO2011065027A1 - マグネトロン及びマイクロ波利用機器 - Google Patents
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- H01J25/58—Magnetrons, i.e. tubes with a magnet system producing an H-field crossing the E-field with an electron space having a shape that does not prevent any electron from moving completely around the cathode or guide electrode having a number of resonators; having a composite resonator, e.g. a helix
- H01J25/587—Multi-cavity magnetrons
Definitions
- the present invention relates to a magnetron and a microwave using device, and more particularly to a magnetron used for a microwave using device such as a microwave oven.
- FIG. 4 is an enlarged view of a main part of a conventional magnetron 100.
- an annular metal thin plate 101 is brazed and secured to the cover 109 a of the sealing metal 109 by brazing in the vacuum-sealed closed space S ⁇ b> 1 of the magnetron 100.
- the brazing part 103 and the antenna conductor 105 are located between the brazing part 103 and the antenna conductor 105 provided in the vacuum-sealed closed space S1 and in the vacuum-sealed closed space S1 of the magnetron 100.
- the brazing portion 103 includes a metallized layer 103b obtained by metallizing the lower portion of the output-side insulated conductor 107, and a convex portion 103a of the brazing material adhered during brazing.
- a choke structure is used as means for suppressing harmonics, and it is formed in a closed space S1 formed in the vacuum tube.
- the conventional magnetron configuration has a choke function against harmonics depending on the shape of the exhaust pipe and the length to the vacuum sealing part, but once vacuum sealed, it is very difficult to adjust later.
- An object of the present invention is to prevent discharge generated outside the vacuum-sealed closed space in the brazing part and the metallization part formed by a part of the structure of the magnetron, and The object is to provide a magnetron and a microwave utilizing device capable of adjusting the choke function against harmonics by the shape of the antenna cap of the external mounting structure.
- an antenna is provided in a vacuum-sealed interior, an exhaust pipe extending along the central axis of the antenna, and extending along the central axis of the antenna, one end of which is fixed to the exhaust pipe by brazing
- An antenna cap having an insulating cylinder formed, a bottom, and a cylinder extending continuously along the axis of the antenna along the axis of the antenna and having a larger diameter on the open end side than the diameter of the insulating cylinder;
- the antenna cap provides a magnetron that covers a brazing part and a metallized part in which the exhaust pipe and the insulating cylinder are brazed.
- the cylindrical portion is continuous with the bottom portion and extends along the axis of the antenna.
- the cylindrical portion is continuous with the first cylindrical portion, and has a diameter larger than the diameter of the insulating cylindrical body.
- the present invention provides a microwave using device including the magnetron.
- the discharge generated outside the vacuum-sealed space is prevented in the brazing part and the metallization part formed by a part of the magnetron configuration.
- the magnetron and the microwave utilization device according to the present invention, it is possible to adjust the amount of harmonic leakage of the magnetron after vacuum sealing.
- FIG. 1 is an overall configuration diagram of a magnetron 1 in an embodiment of the present invention. Enlarged view of the main part of the magnetron 1 shown in FIG. (A) Cross-sectional view of the antenna cap 35, (b) Plan view (schematic diagram) Enlarged view of the main part of a conventional magnetron 100
- FIG. 1 is a diagram illustrating an overall configuration of a magnetron 1 according to the present embodiment.
- a magnetron 1 shown in FIG. 1 is coupled to a magnetic yoke 10, an anode cylinder 11, an output side pole piece 12 coupled to the upper end opening of the anode cylinder 11, and a lower end opening of the anode cylinder 11.
- an annular magnet 18 disposed in the magnetic yoke 10 so as to be inserted directly into the side tube 15 on the cathode side.
- the magnetron 1 of the present embodiment is fixed to the insulating cylinder 31 connected to the anode side tube 14 and brazed to the upper surface of the insulation cylinder 31 above the anode side tube 14. And an antenna cap 35 that covers the exhaust pipe 33 and a part of the insulating cylinder 31 from the outside. A detailed configuration will be described later.
- a spiral cathode filament 23 Inside the anode cylinder 11, a spiral cathode filament 23, a center lead 26 that supports the cathode filament 23, a plurality of anode vanes 19, and a single anode vane 19 from the central axis of the anode cylinder 11. And an output antenna 20 extending upward along the line.
- the plurality of anode vanes 19 are arranged along the inner peripheral surface of the anode cylinder 11 at a predetermined interval.
- the output antenna 20 extends from one anode vane 19 toward the output side pole piece 12 coupled to the upper end opening of the anode cylinder 11.
- the output antenna 20 includes a hole 12a formed in a part of the inclined wall of the output side pole piece 12 along the central axis M (see FIG. 2) of the anode cylinder 11, the side tube 14 on the anode side, and an insulating cylinder.
- the body 31 and the inside of the exhaust pipe 33 extend to one end of the exhaust pipe 33.
- the spiral cathode filament 23 extends from the upper end shield 24 to the lower end shield 25 along the central axis of the anode cylinder 11.
- One end of the cathode filament 23 is fixed to the upper end shield 24, and the other end of the cathode filament 23 is fixed to the lower end shield 25.
- the center lead 26 extends from the upper end shield 24 to a stem (not shown) inside the cathode filament 23.
- the center lead 26 is fixed to the upper end shield 24 and supports the cathode filament 23.
- FIG. 2 is an enlarged view of a main part of the magnetron 1 shown in FIG.
- the insulating cylinder 31 is a cylindrical member and is formed of ceramics.
- the metallized one end 31a of the insulating cylinder 31 is airtightly coupled to the side tube 14 on the anode side, and the other metallized other end 31b is airtightly coupled to the one end 33a of the exhaust pipe 33.
- One end 33a of the exhaust pipe 33 is fixed to the other end 31b by brazing.
- the end portions (31a, 31b) of the insulating cylinder 31 subjected to the metallization process may be referred to as metallization portions.
- the brazed part of the other end 31b of the insulating cylinder 31 or the one end 33a of the exhaust pipe 33 may be called a brazing part.
- a vacuum-sealed closed space S ⁇ b> 2 is formed inside the insulating cylinder 31 and the exhaust pipe 33.
- the brazing portion is formed from the inside of the vacuum-sealed closed space S2 to the outside.
- One end 33a of the exhaust pipe 33 is fixed to the other end 31b (metallized portion) of the insulating cylinder 31 by brazing. Further, the other end 33 b of the exhaust pipe 33 is coupled to the tip of the output antenna 20 and is closed in order to vacuum seal the inside of the exhaust pipe 33.
- the other end 33b of the exhaust pipe 33 may be referred to as a vacuum sealing portion.
- FIG. 2 is an enlarged view of a main part of the magnetron 1 shown in FIG. 3A is a sectional view of the antenna cap 35
- FIG. 3B is a plan view (schematic diagram) thereof.
- the antenna cap 35 has a bottomed cylindrical shape extending along the central axis of the output antenna 20 and has a large diameter at the open end.
- the antenna cap 35 includes a circular bottom portion 35a, a first cylindrical portion 35b that is continuous with the bottom portion 35a and forms a side surface of the antenna cap 35, and It has the 2nd cylinder part 35c which follows the 1st cylinder part 35b and forms the side surface of the antenna cap 35.
- the first cylindrical portion 35b has a diameter Rb that is substantially the same as the outer diameter of the exhaust pipe 33, but the second cylindrical portion 35c is configured to cover the other end 31b of the insulating cylindrical body 31 from the outside.
- the diameter Rc is slightly larger than the diameter.
- the antenna cap 35 covers the vacuum sealing portion of the exhaust pipe 33 (the other end 33b of the exhaust pipe 33) from the outside.
- the insulating cylinder 31 is mounted toward the one end 31a.
- the antenna cap 35 shown in FIG. 2 is in a state after being mounted toward the one end 31a of the insulating cylinder 31 so as to cover the vacuum sealing portion of the exhaust pipe 33 (the other end 33b of the exhaust pipe 33) from the outside. .
- the antenna cap 35 covers the exhaust pipe 33 from the outside with the bottom 35a and the first cylinder 35b.
- the second cylinder part 35c covers the other end 31b (metallized part) of the insulating cylinder 31 from the outside. Therefore, the antenna cap 35 covers the brazed part (brazed part) of the other end 31 b of the insulating cylinder 31 or the one end 33 a of the exhaust pipe 33, and exposes the brazed part and the metallized part to the outside of the magnetron 1. To prevent you from doing.
- the magnetron 1 according to the present embodiment is compared with the conventional magnetron 100 shown in FIG.
- the portions extending to the outside of the vacuum-sealed closed space S1 such as the metallized layer 103b and the brazing projection 103a included in the brazing portion 103, are covered. It is not exposed to the outside of the magnetron 100.
- the antenna cap 35 covers the brazed portion (the brazed portion) of the other end 31b of the insulating cylinder 31 or the one end 33a of the exhaust pipe 33.
- the brazing part and the metallized part are prevented from being exposed to the outside of the magnetron 1.
- the antenna cap 35 of the magnetron 1 covers the brazed part (the brazed part and the metallized part) of the other end 31b of the insulating cylinder 31 or the one end 33a of the exhaust pipe 33, It is possible to prevent the brazing part and the metallized part from being exposed to the outside of the magnetron 1, and when a voltage is applied to the magnetron 1, the external part of the magnetron 1 generated by a high electric field applied to the needle-like protrusions of the brazing part and the metallized part It is possible to prevent the discharge that occurs toward.
- the antenna 20 is configured in a shape extending from the one end 33a brazed to the insulating cylinder 31 to the second cylinder portion 35c of the antenna cap 35 through the inner surface of the exhaust pipe 33 through the other end 33b of the exhaust pipe 33.
- the resonance cavity can suppress leakage of a frequency band having approximately a quarter wavelength to the outside, and the length of the second cylindrical portion 35c of the antenna cap 35 can be adjusted to adjust the applicable frequency band. Can be done.
- the magnetron 1 according to the present embodiment is applied to a microwave oven which is an example of a microwave utilization device, an effective microwave at the time of coaxial waveguide conversion is compared with a waveguide of the microwave oven.
- the electrical length is increased, and the insertion length of the microwave oven into the waveguide can be apparently shortened.
- the degree of freedom in designing the waveguide of the microwave oven increases.
- the antenna cap 35 has been described as having a cylindrical shape extending along the central axis of the output antenna 20, but is not limited thereto. It can be arbitrarily designed according to the shape of the insulating cylinder 31.
- the magnetron and the microwave utilization device according to the present invention have an effect of preventing discharge generated outside the vacuum sealed space in the brazed portion and the metallized portion formed by a part of the structure of the magnetron. It is useful as a microwave device.
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Abstract
マグネトロンの構成の一部で形成されるロウ付け部及びメタライズ部において、真空封止された空間外部で発生する放電を防止すること。本発明のマグネトロンは、真空封止された内部にアンテナが設けられ、前記アンテナの中心軸に沿って延びる排気管と、前記前記アンテナの中心軸に沿って延び、その一端が前記排気管にロウ付けにより固着された絶縁筒体と、底部と、前記底部と連続して前記アンテナの軸に沿って延び、その開放端側の径が前記排気管の径よりも大きい筒部とを有するアンテナキャップと、を備え、前記アンテナキャップの筒部は、前記排気管と前記絶縁筒体とがロウ付けされたロウ付け部及びメタライズ部を覆う。
Description
本発明は、マグネトロン及びマイクロ波利用機器に関し、特に、電子レンジ等のマイクロ波利用機器に用いるマグネトロンに関する。
図4を参照して、従来のマグネトロン100の要部について説明する。図4は、従来のマグネトロン100の要部拡大図である。図4に示すマグネトロン100では、たとえば、環状金属薄板101が、マグネトロン100の真空封止された閉空間S1内で、出力側絶縁導体107を封着用金属109のカバー部109aにロウ付固着したロウ付け部103と、真空封止された閉空間S1内に設けられたアンテナ導線105との間に位置し、マグネトロン100の真空封止された閉空間S1内において、ロウ付け部103とアンテナ導線105との間で発生する放電を防止する。(特許文献1参照)。ここで、ロウ付け部103には、出力側絶縁導体107の下部をメタライズ処理したメタライズ層103bと、ロウ付け時に付着したロウ材の凸部103aとが含まれる。
また、従来のマグネトロン100では、高調波を抑制する手段としてチョーク構造を用いており、真空管内に形成された閉空間S1に形成されている。
しかし、図4に示すマグネトロン100の構成では、真空封止された閉空間S1内で放電を防止することができるが、たとえば、ロウ付け部103に含まれるメタライズ層103b及びロウ材の凸部103aといった、真空封止された閉空間S1の外部にまで及ぶ部分で発生する放電を防止することはできない。
また、従来のマグネトロン構成では、排気管形状や真空封止部までの長さにより、高調波に対するチョーク機能を有するが、一度真空封止したものは後から調整することは非常に困難である。
本発明の目的は、マグネトロンの構成の一部で形成されるロウ付け部及びメタライズ部において、真空封止された閉空間の外部で発生する放電を防止するとともに、真空封止された閉空間の外部取付け構造のアンテナキャップの形状により、高調波に対するチョーク機能を調整することが可能なマグネトロン及びマイクロ波利用機器を提供することである。
本発明は、真空封止された内部にアンテナが設けられ、前記アンテナの中心軸に沿って延びる排気管と、前記アンテナの中心軸に沿って延び、その一端が前記排気管にロウ付けにより固着された絶縁筒体と、底部と、前記底部と連続して前記アンテナの軸に沿って延び、その開放端側の径が前記絶縁筒体の径よりも大きい筒部とを有するアンテナキャップと、を備え、前記アンテナキャップの筒部は、前記排気管と前記絶縁筒体とがロウ付けされたロウ付け部及びメタライズ部を覆う、マグネトロンを提供する。
上記マグネトロンでは、前記筒部は、前記底部と連続して前記前記アンテナの軸に沿って延びる第1筒部と、前記第1筒部と連続し、前記絶縁筒体の径よりも大きい径を有する第2筒部と、を有し、前記第1筒部及び第2筒部は、前記底部と共に、前記排気管と、前記排気管及び前記絶縁筒体がロウ付けされたロウ付け部及びメタライズ部とを覆う。
また、本発明は、上記マグネトロンを備えるマイクロ波利用機器を提供する。
本発明に係るマグネトロン及びマイクロ波利用機器によれば、マグネトロンの構成の一部で形成されるロウ付け部及びメタライズ部において、真空封止された空間外部で発生する放電を防止する。
また、本発明に係るマグネトロン及びマイクロ波利用機器によれば、真空封止した後のマグネトロンの高調波漏洩量を調整することが可能となる。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
図1を参照して、本実施の形態のマグネトロン1を構成する各部について説明する。図1は、本実施の形態のマグネトロン1の全体構成を示す図である。図1に示すマグネトロン1は、磁気ヨーク10と、陽極筒体11と、陽極筒体11の上端開口部に結合された出力側ポールピース12と、陽極筒体11の下端開口部に結合された入力側ポールピース13と、出力側ポールピース12を覆い陽極筒体11の上端開口部に気密結合された陽極側の側管14と、入力側ポールピース13を覆い陽極筒体11の下端開口部に気密結合された陰極側の側管15と、陽極筒体11の直上でかつ陽極側の側管14に挿入するように磁気ヨーク10内に配置された環状磁石17と、陽極筒体11の直下でかつ陰極側の側管15に挿入するように磁気ヨーク10内に配置された環状磁石18と、を有する。
さらに、本実施の形態のマグネトロン1は、陽極側の側管14の上方で、陽極側の側管14と接続される、絶縁筒体31と、絶縁筒体31の上面にロウ付けして固着される排気管33と、排気管33と絶縁筒体31の一部とを外側から覆うアンテナキャップ35とを有する。詳細な構成については、後述する。
陽極筒体11の内部には、螺旋状の陰極フィラメント23と、陰極フィラメント23を支持するセンターリード26と、複数のアノードベイン19と、一枚のアノードベイン19から陽極筒体11の中心軸に沿って上方へ延びる出力アンテナ20と、が備えられている。複数のアノードベイン19は、陽極筒体11の内周面に沿って、所定の間隔で配置される。
出力アンテナ20は、一枚のアノードベイン19から陽極筒体11の上端開口部に結合された出力側ポールピース12へ向って延びる。出力アンテナ20は、陽極筒体11の中心軸M(図2参照)に沿って、出力側ポールピース12の斜壁の一部に形成された孔12a、並びに陽極側の側管14、絶縁筒体31、及び排気管33の内部を介して、排気管33の一端まで延びる。
螺旋状の陰極フィラメント23は、陽極筒体11の中心軸に沿って、上エンドシールド24から下エンドシールド25まで延びている。陰極フィラメント23の一端は、上エンドシールド24に固着され、陰極フィラメント23の他端は、下エンドシールド25に固着されている。
センターリード26は、陰極フィラメント23の内部で、上エンドシールド24から、図示しないステムまで延びている。センターリード26は、上エンドシールド24と固着し陰極フィラメント23を支持する。
次に、図2を参照して、陽極側の側管14の上方におけるマグネトロンの各部について詳細に説明する。図2は、図1示すマグネトロン1の要部拡大図である。
絶縁筒体31は、筒状の部材であり、セラミックスで形成されている。絶縁筒体31のメタライズ処理された一端31aでは、陽極側の側管14と気密に結合され、もう一方のメタライズ処理された他端31bでは、排気管33の一端33aと気密に結合される。そして、他端31bには、排気管33の一端33aが、ロウ付けにより固着されている。
以下、本明細書では、メタライズ処理された絶縁筒体31の端部(31a、31b)をメタライズ部と称することがある。また、本明細書では、絶縁筒体31の他端31b又は排気管33の一端33aの、ロウ付けされた部分を、ロウ付け部と称することがある。
なお、マグネトロン1の陽極側の側管14よりも上方では、真空封止された閉空間S2は、絶縁筒体31と、排気管33の内部で形成される。ロウ付け部は、真空封止された閉空間S2内部から外部に及んで形成されている。
排気管33の一端33aは、絶縁筒体31の他端31b(メタライズ部)に、ロウ付けして固着される。また、排気管33の他端33bは、出力アンテナ20の先端と結合し、排気管33内を真空封止するために閉じている。以下、本明細書では、排気管33の他端33bを、真空封止部と称することがある。
ここで、図2、3を参照して、本発明の一つの特徴である、アンテナキャップ35の構成について説明する。図2は、図1示すマグネトロン1の要部拡大図である。図3(a)は、アンテナキャップ35の断面図、図3(b)は、その平面図(略図)である。
図2に示すように、アンテナキャップ35は、出力アンテナ20の中心軸に沿って延びる有底の円筒形状であり、開放端でその径が大きくなっている。
また、図3(a)、図3(b)に示すように、アンテナキャップ35は、円形の底部35aと、底部35aと連続し、アンテナキャップ35の側面を形成する第1筒部35bと、第1筒部35bと連続し、アンテナキャップ35の側面を形成する第2筒部35cを有する。そして、第1筒部35bは、排気管33の外径とほぼ同じ径Rbを有するが、第2筒部35cは、絶縁筒体31の他端31bを外側から覆うために、絶縁筒体31の径よりもわずかに大きい径Rcを有する。
ここで、排気管33の他端33bが真空封止され閉じた状態になった後、アンテナキャップ35は排気管33の真空封止部(排気管33の他端33b)を外側から覆うように絶縁筒体31の一端31aに向けて装着される。図2に示すアンテナキャップ35は、排気管33の真空封止部(排気管33の他端33b)を外側から覆うように絶縁筒体31の一端31aに向けて装着された後の状態である。
図2に示すように、アンテナキャップ35が、絶縁筒体31の一端31aに装着された状態では、アンテナキャップ35は、底部35aと第1筒部35bとで、排気管33を外側から覆い、第2筒部35cで、絶縁筒体31の他端31b(メタライズ部)を外側から覆う。そのため、アンテナキャップ35は、絶縁筒体31の他端31b又は排気管33の一端33aのロウ付けされた部分(ロウ付け部)を覆って、ロウ付け部及びメタライズ部をマグネトロン1の外部に露出することを防いでいる。
ここで、本実施の形態に係るマグネトロン1と図4に示す従来のマグネトロン100とを比較する。図4に示す従来のマグネトロン100では、ロウ付け部103に含まれるメタライズ層103b及びロウ材の凸部103aといった、真空封止された閉空間S1の外部にまで及ぶ部分は、何も覆われておらず、マグネトロン100の外部に露出している。しかし、本実施の形態に係るマグネトロン1では、上述のように、アンテナキャップ35が、絶縁筒体31の他端31b又は排気管33の一端33aのロウ付けされた部分(ロウ付け部)を覆って、ロウ付け部及びメタライズ部をマグネトロン1の外部に露出することを防いでいる。
したがって、本実施の形態に係るマグネトロン1のアンテナキャップ35は、絶縁筒体31の他端31b又は排気管33の一端33aのロウ付けされた部分(ロウ付け部及びメタライズ部)を覆うことで、ロウ付け部及びメタライズ部をマグネトロン1の外部に露出することを防ぎ、マグネトロン1に電圧が付加された時に、ロウ付け部やメタライズ部の針状突起にかかる高電界をきっかけとして生ずるマグネトロン1の外部に向かって発生する放電を防止することができる。
また、アンテナ20から排気管33の他端33bを経て排気管33の内面を伝い、絶縁筒体31とロウ付けされた一端33aから、アンテナキャップ35の第2筒部35cまでの形状で構成される共振空洞により、概1/4波長を有する周波数帯の外部への漏洩を抑制することができ、アンテナキャップ35の第2筒部35cの長さを調整することで、適用周波数帯の調整を行うことが可能となる。
さらに、本実施の形態に係るマグネトロン1を、マイクロ波利用機器の一例である電子レンジに適用すれば、電子レンジの導波管に対して、同軸導波管変換時の実効的なマイクロ波の電気長が長くなり、電子レンジの導波管への挿入長が見掛け上、短くできる。そのため、電子レンジの導波管の設計の自由度が広がる。
なお、本実施の形態に係るマグネトロン1では、アンテナキャップ35の形状は、出力アンテナ20の中心軸に沿って延びる円筒形であるとして説明したが、これに限らない。絶縁筒体31の形状に合わせて、任意に設計することができる。
以上、本発明の各種実施形態を説明したが、本発明は前記実施形態において示された事項に限定されず、明細書の記載、並びに周知の技術に基づいて、当業者がその変更・応用することも本発明の予定するところであり、保護を求める範囲に含まれる。
本出願は、2009年11月30日付出願の日本出願(特願2009-272336)に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
本発明に係るマグネトロン及びマイクロ波利用機器は、マグネトロンの構成の一部で形成されるロウ付き部及びメタライズ部において、真空封止された空間外部で発生する放電を防止する、という効果を有し、マイクロ波利用機器等として有用である。
1 マグネトロン
20 出力アンテナ
31 絶縁筒体
33 排気管
35 アンテナキャップ
35a 底部
35b 第1筒部
35c 第2筒部
20 出力アンテナ
31 絶縁筒体
33 排気管
35 アンテナキャップ
35a 底部
35b 第1筒部
35c 第2筒部
Claims (3)
- 真空封止された内部にアンテナが設けられ、前記アンテナの中心軸に沿って延びる排気管と、
前記アンテナの中心軸に沿って延び、その一端が前記排気管にロウ付けにより固着された絶縁筒体と、
底部と、前記底部と連続して前記アンテナの軸に沿って延び、その開放端側の径が前記絶縁筒体の径よりも大きい筒部とを有するアンテナキャップと、を備え、
前記アンテナキャップの筒部は、前記排気管と前記絶縁筒体とがロウ付けされたロウ付け部及びメタライズ部を覆う、
ことを特徴とするマグネトロン。 - 前記筒部は、
前記底部と連続して前記アンテナの軸に沿って延びる第1筒部と、
前記第1筒部と連続し、前記絶縁筒体の径よりも大きい径を有する第2筒部と、を有し、
前記第1筒部及び第2筒部は、前記底部と共に、前記排気管と、前記排気管及び前記絶縁筒体がロウ付けされたロウ付け部とを覆う、
ことを特徴とする請求項1記載のマグネトロン。 - 請求項1又は2に記載のマグネトロンを備えるマイクロ波利用機器。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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