(57)【要約】【課題】マグネトロンの陽極部の温度の測定を高い精度および高い熱応答性で行えるようにする。【課題を解決するための手段】マグネトロンの陽極円筒１の外周に軸方向に延びる溝８２を形成する。この溝８２に熱電対９２の先端を侵入させ、溝８２の側面に接触させる。この熱電対で陽極円筒１の温度を直接測定する。複数の溝８２が隣り合うように配置されて溝群８１を形成し、溝群８１を陽極円筒の軸の周りに９０度異なる位置に形成しておくことが好ましい。高周波加熱器では、この熱電対で測定した温度に基づいて、マグネトロンの陰極への入力エネルギーを制御する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力側から出力側に延びる円筒であって外周に軸に沿って延びる溝が形成された陽極円筒と、前記陽極円筒の内壁から前記軸に向かって延びる複数のベインと、前記陽極円筒の内部で前記軸に沿って延びる陰極と、それぞれ前記陽極円筒の外面に接するフランジを有し前記軸方向に間隔を置いて設けられて前記軸を横切る方向に広がる複数の板状の冷却フィンと、前記溝の側面に先端部が接触した熱電対と、を有するマグネトロンと、
前記熱電対で測定した温度に基づいて前記陰極への入力エネルギーを制御する制御器と、
を具備することを特徴とする高周波加熱装置。
【請求項２】
前記フランジには前記溝に接する位置に貫通孔が形成されていて、
前記熱電対の前記先端部につながる配線は前記貫通孔を通過している、
ことを特徴とする請求項１に記載の高周波加熱装置。
【請求項３】
前記溝は複数であって周方向に隣り合って溝群を形成していることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の高周波加熱装置。
【請求項４】
前記溝群は複数であって、前記軸を中心として９０度離れた位置に形成されていることを特徴とする請求項３に記載の高周波加熱装置。
【請求項５】
入力側から出力側に延びる円筒であって外周に軸に沿って延びる熱電対配置用の溝が形成された陽極円筒と、
前記陽極円筒の内壁から前記軸に向かって延びる複数のベインと、
前記陽極円筒の内部で前記軸に沿って延びる陰極と、
前記陽極円筒の外面に接し間隔を置いて設けられ前記軸を横切る方向に広がる複数の板状の冷却フィンと、
を具備することを特徴とするマグネトロン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高周波加熱器およびマグネトロンに関する。
【背景技術】
【０００２】
マグネトロンは電子レンジなどの高周波加熱器に組み込まれ、食品の調理や解凍などの用途に数多く利用されている。マグネトロン本体の上端の出力側からは、出力アンテナが突出している。マグネトロン本体の下端の入力側には、フィルターボックスに収められたコイルおよび貫通コンデンサなどからなるフィルター回路が接続されている。マグネトロン本体の上下両端には永久磁石が配置されている。マグネトロン本体や永久磁石を包囲するようにヨークが配置され、磁気回路が形成されている。
【０００３】
マグネトロン本体には、冷却用の複数のフィンが圧入され、ヨークとの間に広がって、ラジエータを構成している（たとえば特許文献１参照）。ヨークは、マグネトロン本体を挟むように、軸を挟んで両側に設けられている。ヨークは、マグネトロン本体の軸の周囲の一部に設けられていて、軸を挟んで両側に開口が形成されている。これらの開口は冷却用空気の流入口や流出口となる。
【０００４】
マグネトロンは、運転時、すなわち、高周波発生時に、投入されたエネルギーの一部（高周波出力に寄与しないエネルギー）が熱となり、温度が上昇する。温度が過度に高くなると、寿命が低下したり、火災の原因となったりする。そこで、マグネトロン本体の陽極部の温度を管理する場合がある。
【０００５】
陽極部の温度を間接的に測定する方法として、たとえばサーモスタットをインプットヨーク面あるいは排風ダクトへサーモスタットを設置する方法がある。また、たとえば冷却フィンの排風側の隙間にサーミスタを設置する場合もある。あるいは、電流検出用トランスを用いて、平均陽極電流を測定することによって、予め測定しておいた陽極電流と陽極温度との関係によって求める場合もある。
【０００６】
陽極部の温度を直接的に測定する方法としては、熱電対を陽極円筒に埋め込む方法がある。この方法では、排風側の陽極円筒部の冷却フィンの圧入部に貫通しない程度の穴を形成し、熱電対の先端を埋め込む。熱電対先端はたとえば銀ペーストなどの熱伝導性の高い接着剤を用いて固定し、熱電対配線は冷却フィンにアルミテープまたは銅線などで固定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１２−０５４０１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
マグネトロンの陽極部の温度を間接的に測定する場合、熱応答性が高くなく、再現性も低くなりがちである。また、この場合には部品点数が多くなり、コストが増加する。
【０００９】
一方、陽極部に直接熱電対を埋め込む方法では、熱応答性および再現性が高くなる。しかし、熱電対の取り付けには電子レンジなどのマイクロ波加熱器からの脱着が必要であり、また、深さを高い精度の深さで熱電対取付用の穴を加工する必要があり、高度な技能が必要である。穴あけの深さにばらつきが生じると、穴が陽極円筒を貫通して真空管としての機能を確保できない場合と温度測定の精度が低くなる場合がある。また、熱電対の配線部は不安定で抜けやすいため、時間を費やしてアルミテープや銅線で確実に固定することとなり、作業時間が長くなる。このため、熱電対を直接埋め込む方法は、製品開発時の確認方法としては用いられているが、製品そのものに用いられることはない。
【００１０】
そこで、本発明は、マグネトロンの陽極部の温度の測定を高い精度および高い熱応答性で行えるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述の課題を解決するため、本発明は、高周波加熱装置において、入力側から出力側に延びる円筒であって外周に軸に沿って延びる溝が形成された陽極円筒と、前記陽極円筒の内壁から前記軸に向かって延びる複数のベインと、前記陽極円筒の内部で前記軸に沿って延びる陰極と、それぞれ前記陽極円筒の外面に接するフランジを有し前記軸方向に間隔を置いて設けられて前記軸を横切る方向に広がる複数の板状の冷却フィンと、前記溝の側面に先端部が接触した熱電対と、を有するマグネトロンと、前記熱電対で測定した温度に基づいて前記陰極への入力エネルギーを制御する制御器と、を具備することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明は、マグネトロンにおいて、入力側から出力側に延びる円筒であって外周に軸に沿って延びる熱電対配置用の溝が形成された陽極円筒と、前記陽極円筒の内壁から前記軸に向かって延びる複数のベインと、前記陽極円筒の内部で前記軸に沿って延びる陰極と、前記陽極円筒の外面に接し間隔を置いて設けられ前記軸を横切る方向に広がる複数の板状の冷却フィンと、を具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、マグネトロンの陽極部の温度の測定を高い精度および高い熱応答性で行えるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係るマグネトロンの一実施の形態の縦断面図である。
【図２】本発明に係るマグネトロンの一実施の形態の横断面図である。
【図３】本発明に係るマグネトロンの一実施の形態におけるマグネトロンおよび高圧トランスの側面図である。
【図４】本発明に係るマグネトロンの一実施の形態の陽極円筒の側面図である。
【図５】本発明に係るマグネトロンの一実施の形態における溝群の近傍の横断面図である。
【図６】本発明に係るマグネトロンの一実施の形態の冷却フィンの上面図である。
【図７】本発明に係るマグネトロンの一実施の形態の冷却フィンの側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明に係るマグネトロンの一実施の形態を、図面を参照して説明する。なお、この実施の形態は単なる例示であり、本発明はこれに限定されない。
【００１６】
図１は、本発明に係るマグネトロンの一実施の形態の縦断面図である。図２は、本実施の形態のマグネトロンの横断面図である。なお、図２において、陽極円筒およびベイン、ストラップ以外の図示は省略した。
【００１７】
本実施の形態のマグネトロン５０は、中心軸４１に沿って配置された陽極円筒１、陰極５、一対のエンドハット６，７および一対のポールピース８，９、並びに、この中心軸４１の近傍から放射状に延びる複数のベイン２を備えている。陽極円筒１は、中心軸４１に沿って円筒状に延びている。
【００１８】
ベイン２は、中心軸４１の近傍から放射状に延びて、陽極円筒１の内面に固定されている。ベイン２は、それぞれ実質的に長方形の板状に形成されている。陽極円筒１の内面に固定されていない側のベイン２の遊端３１は、中心軸４１に沿って延びる同一の円筒面上に配置されていて、この円筒面をベイン内接円筒と呼ぶ。複数のベイン２は、円周方向の一つおきに、ベインの上下端部にロー付けされた大小それぞれ対となったストラップリング３，４によって連結されている。
【００１９】
陰極５は、螺旋状であり、陽極円筒１の中心軸に配置されている。また、陰極５の両端は、それぞれエンドハット６，７に固着されている。
【００２０】
一対のポールピース８，９は、それぞれ中央部に貫通孔３２を有する漏斗状に形成されている。貫通孔３２の中心は、中心軸４１上に位置している。それぞれのポールピース８，９は、エンドハット６，７で挟まれる空間に対して中心軸４１の外側に向かって貫通孔３２から広がるように形成されている。ポールピース８，９の外径は陽極円筒１の径とほぼ同じに形成されている。ポールピース８，９の外周部分は、陽極円筒１の両方の端部にそれぞれ固定されている。また、これら一対のポールピース８，９は、エンドハット６，７で挟まれる空間を挟んで配置されている。
【００２１】
また、ポールピース８，９には、それぞれ筒状の金属封着体１０，１１が固着されている。それぞれの金属封着体１０，１１は、陽極円筒１の一端にも接している。
【００２２】
出力側の金属封着体１０のポールピース８に対して反対側の端には、出力側セラミック１２が接合されている。また、出力側セラミック１２の金属封着体１０に対して反対側の端には、排気管１３が接合されている。ベイン２の１つから銅でできた棒状のアンテナ１４が導出されている。このアンテナ１４は、出力側のポールピース８を貫通して、出力部内を中心軸４１上に延びて、先端は排気管１３で挟持固定されている。排気管１３の全体はキャップ１５で覆われている。
【００２３】
入力側の金属封着体１１のポールピース９に対して反対側の端には、入力側セラミック１６が接合されている。陰極５には、エンドハット６，７を介して２本のサポートロッド１７，１８が接続されている。サポートロッド１７，１８は、たとえば中継板１９を介して管外へ導出されている。
【００２４】
また、マグネット２１，２２とヨーク２３，２４が、このような発振部であるマグネトロン本体を囲むように配設されて、磁気回路を形成している。ヨーク２３，２４は、それぞれ折り曲げた板であり、中心軸４１を挟んでマグネトロン本体を囲んでいる。ヨーク２３，２４によって囲まれた空間には、中心軸４１を挟んで向かい合う開口６２が形成されている。
【００２５】
発振部本体を冷却するための冷却フィン２５がヨーク２３，２４で囲まれる空間の内部に設けられている。また、陰極５には、サポートロッド１７，１８を介して、コイル３３および貫通コンデンサ３４を有するフィルター回路が接続されている。フィルター回路を構成するコイル３３および貫通コンデンサ３４は、フィルターボックス２７に収められている。
【００２６】
図３は、本実施の形態におけるマグネトロンの側面図である。
【００２７】
マグネトロン５０は、マグネトロン５０の中心軸４１に沿って配置される。マグネトロン５０の出力側には、キャップ１５で覆われた排気管１３が位置している。
【００２８】
マグネトロン５０の近傍には、ファン６０が配置される。ファン６０は図示しないモータなどの駆動機構によって回転し、マグネトロン５０の中心軸４１に向かって流れる冷却風６１を発生する。ファン６０は、ヨーク２３，２４で囲まれた開口６２のうちの一方に面している。冷却風６１は、その開口６２からヨーク２３，２４で囲まれる空間に流入し、他方の開口６２から排熱風６３として流出する。
【００２９】
図４は、本実施の形態の陽極円筒の側面図である。
【００３０】
陽極円筒１の側面には、溝群８１が２か所に形成されている。溝群８１は、アンテナ１４が導出されたベイン２が接した部分の外側と、それに対して中心軸４１の周りに９０度回転した位置に形成されている。
【００３１】
それぞれの溝群８１には、３本の溝８２が形成されている。それぞれの溝８２は、中心軸４１に平行な方向に延びている。溝８２は、陽極円筒１を貫通しない程度の深さに刻まれている。たとえば溝８２の深さは、陽極円筒１の厚さの半分である。
【００３２】
図５は、本実施の形態における溝群の近傍の横断面図である。
【００３３】
それぞれの溝８２は断面形状がＶ字である。溝８２の断面形状は、たとえばＵ字または凹形状であってもよい。
【００３４】
図６は、本実施の形態における冷却フィンの上面図である。図７は、本実施の形態の冷却フィンの側面図である。
【００３５】
冷却フィン２５は、長方形の平板部７０とその長辺から突出した突出部７１，７２を有している。一方の突出部７１は、平板部７０から下方に折れ曲がった先で上方に折れ曲がっている。他方の突出部７２は、平板部７０から上方に折れ曲がっている。突出部７１，７２の平板部７０とは反対側の辺は、ヨーク２４に接するように折れ曲がっている。
【００３６】
平板部７０の中央には、陽極円筒１の外径と実質的に内径が同じである円形の孔７５が貫通している。この孔７５の周囲には、陽極円筒１に接する円筒接触面７３が上方に向かって延びている。
【００３７】
円筒接触面７３には、貫通孔８３が形成されている。貫通孔８３は、たとえば楕円である。貫通孔８３は、冷却フィン２５の突出部７１，７２の突出方向に垂直な位置に形成されている。
【００３８】
また中心軸４１から貫通孔８３に向かう直線の延長線上には、平板部７０に２つの突起９３が上方に向かって形成されている。
【００３９】
冷却フィン２５は、平板部７０に形成された孔７５に陽極円筒１が嵌合し、円筒接触面７３が陽極円筒１の外面に接するように陽極円筒１に取り付けられる。陽極円筒１に取り付けられる冷却フィン２５は複数である。
【００４０】
冷却フィン２５の円筒接触面７３に形成された貫通孔８３を通して、熱電対の先端９１が陽極円筒１に接している。より詳細には、熱電対の先端９１は、陽極円筒１のいずれかの溝８２に進入し、溝８２の側面に接している。熱電対の先端９１は、たとえば銀ペーストなどの熱伝導率の高い接着剤で溝８２に固定されている。
【００４１】
熱電対の先端９１に接続された配線９２は、冷却フィン２５の平板部７０の突起９３によって固定されている。この配線はさらにマグネトロンを用いた高周波加熱装置の制御器に接続している。この高周波加熱装置は、制御器によって、熱電対で測定した陽極円筒１の温度に基づいて陰極５への入力エネルギーなどが制御される。
【００４２】
このように、本実施の形態によれば、マグネトロンの陽極円筒１の温度を直接測定できる。このため、陽極円筒１の内部の温度を、高い精度および高い熱応答性で直接的に測定できる。
【００４３】
陽極円筒１には、溝８２が形成されているため、熱電対の先端９１を溝８２に押し付けるように移動することにより、容易に熱電対の先端９１を溝８２の側面に接触させることができる。さらに、熱電対の先端９１につながる配線９２は、冷却フィン２５に設けた突起９３で容易に固定できる。
【００４４】
また、複数の溝８２で溝群８１を形成することにより、陽極円筒１の冷却フィン２５への中心軸４１周りの角度方向の組み付けが多少ずれても、いずれかの溝８２に熱電対の先端９１が入りやすい。さらに、溝群８１の溝８２を周方向に隣り合うように、すなわち隣り合う溝８２の間に実質的に円周面がないように配置することにより、円周面、すなわち陽極円筒１の外面に接した状態で熱電対の先端９１が固定される可能性は小さくなる。このように、このマグネトロンを用いた高周波加熱器の組み立てが容易である。
【００４５】
溝群８１は、中心軸４１の周りの９０度異なる位置に２つ形成されている。アンテナ１４の引き出し位置に対してヨーク２３，２４の開口６２の向きが９０度異なる製品群に、同一設計のマグネトロン本体を用いることがある。溝群８１が１か所の場合には、その溝群８２が開口６２に向かわない可能性もあるが、本実施のように溝群８１を２つ形成しておくことにより、溝群８１へは開口６２から容易にアクセスすることができる。なお、冷却風６１の影響を避けるために排熱風６３側へ配置する必要があり、溝群８１には、ファン６０に面しない方の開口６２に面した位置に形成されていることが好ましい。
【符号の説明】
【００４６】
１…陽極円筒、２…ベイン、３…ストラップリング、４…ストラップリング、５…陰極、６…エンドハット、７…エンドハット、８…ポールピース、９…ポールピース、１０…金属封着体、１１…金属封着体、１２…出力側セラミック、１３…排気管、１４…アンテナ、１５…キャップ、１６…入力側セラミック、１７…サポートロッド、１８…サポートロッド、１９…中継板、２１…マグネット、２２…マグネット、２３…ヨーク、２４…ヨーク、２５…冷却フィン、２７…フィルターボックス、３１…遊端、３２…貫通孔、３３…コイル、３４…貫通コンデンサ、４１…中心軸、５０…マグネトロン、６０…ファン、６１…冷却風、６２…開口、６３…排熱風、７０…平板部、７１…突出部、７２…突出部、７３…円筒接触面、７５…孔、８１…溝群、８２…溝、８３…貫通孔、９１…熱電対の先端、９２…配線、９３…突起
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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