(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状の陽極体と、該陽極体内に配置された陰極体とを有し、高周波を発生させる本体部と、
前記陰極体を発熱させるための電力を該陰極体に出力する陰極用トランスとを備え、
前記陰極体から前記陽極体に向かって放出された電子のエネルギーが、高周波に変換されるマグネトロンであって、
前記陰極用トランスにおいては、一次コイルと二次コイルとのうち、該二次コイルだけが、前記本体部に一体化されていることを特徴とするマグネトロン。
【請求項２】
請求項１において、
前記マグネトロンは、移動体に搭載されるものであり、
前記一次コイルは、前記移動体に一体化されていることを特徴とするマグネトロン。
【請求項３】
請求項２において、
前記マグネトロンの前記本体部は、柔軟性を有する部材又は弾性変形可能な部材を介して、前記移動体に取り付けられていることを特徴とするマグネトロン。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れか１つにおいて、
前記本体部に一体化され、前記陰極体と前記陽極体との間で電子を加速する電圧を電源から前記本体部へ取り入れる高電圧入力端子を備え、
該高電圧入力端子と前記電源とは、有線で接続されていることを特徴とするマグネトロン。
【請求項５】
請求項１乃至３の何れか１つにおいて、
前記陰極体と前記陽極体との間で、電子を加速する電圧を該陰極体に出力する高電圧用トランスを備え、
前記高電圧用トランスにおいては、該高電圧用トランスの一次コイルと二次コイルとのうち、該二次コイルだけが、前記本体部に一体化されていることを特徴とするマグネトロン。
【請求項６】
筒状の陽極体と、該陽極体内に配置された陰極体とを有し、高周波を発生させる本体部と、
前記陰極体と前記陽極体との間で電子を加速する電圧を該陰極体に出力する高電圧用トランスを備え、
前記高電圧用トランスから出力される電力により、前記陰極体から前記陽極体に向かって加速された電子のエネルギーが、高周波に変換されるマグネトロンであって、
前記高電圧用トランスにおいては、該高電圧用トランスの一次コイルと二次コイルとのうち、該二次コイルだけが、前記本体部に一体化されていることを特徴とするマグネトロン。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れか１つにおいて、
前記本体部で発生した高周波を出力するアンテナと、
前記本体部に一体化されて、前記アンテナに同軸ケーブルを直接結合させる出力側結合部とを備えていることを特徴とするマグネトロン。
【請求項８】
請求項７において、
前記出力側結合部は、前記本体部に一体化され前記アンテナを収容するケーシングと、
該ケーシングに一体化され、前記同軸ケーブルが着脱自在に接続可能な同軸ケーブルコネクタと、
該同軸ケーブルコネクタに取り付けられた同軸ケーブルの中心導体と前記アンテナとに当接する接続用導体とを備えてい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、マグネトロンに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、移動体にマグネトロンを搭載することが考えられている。例えば、特許文献１には、マグネトロンを備えた火花点火式内燃機関の点火装置が記載されている。この点火装置では、マグネトロンが、シリンダヘッドや、シリンダヘッドカバーや、シリンダブロックに取り付け固定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−９６１２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、この従来の火花点火式内燃機関の点火装置では、振動する部材にマグネトロンが固定される。そのため、高周波を発生させるマグネトロンの本体部に、振動がほとんど低減されずに伝わり、マグネトロンの本体部（特に陰極体）が損傷する惧れがあった。
【０００５】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、高周波を発生させる本体部を備えたマグネトロンにおいて、このマグネトロンの本体部に作用する振動を低減させて、マグネトロンの耐久性を向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の発明は、筒状の陽極体と、該陽極体内に配置された陰極体とを有し、高周波を発生させる本体部と、前記陰極体を発熱させるための電力を該陰極体に出力する陰極用トランスとを備え、前記陰極体から前記陽極体に向かって放出された電子のエネルギーが、高周波に変換されるマグネトロンであって、前記陰極用トランスにおいては、一次コイルと二次コイルとのうち、該二次コイルだけが、前記本体部に一体化されていることを特徴とする。
【０００７】
第１の発明では、陰極用トランスの非接触の一次コイルと二次コイルとのうち、該二次コイルだけが、前記本体部に一体化されている。一次コイルは、二次コイルとは別の構造体に一体化される。
【０００８】
第２の発明は、第１の発明において、前記マグネトロンが、移動体に搭載されるものであり、前記一次コイルが、前記移動体に一体化されていることを特徴とする。
【０００９】
第３の発明は、第２の発明において、前記マグネトロンの前記本体部が、柔軟性を有する部材又は弾性変形可能な部材を介して、前記移動体に取り付けられていることを特徴とする。
【００１０】
第３の発明では、マグネトロンの本体部が、柔軟性を有する部材又は弾性変形可能な部材を介して、移動体に取り付けられているので、移動体から本体部へ伝わる振動が、柔軟性を有する部材又は弾性変形可能な部材で緩和される。
【００１１】
第４の発明は、第１の発明乃至第３の発明の何れか１つの発明において、前記本体部に一体化され、前記陰極体と前記陽極体との間で電子を加速する電圧を電源から前記本体部へ取り入れる高電圧入力端子を備え、該高電圧入力端子と前記電源とは、有線で接続されていることを特徴とする。
【００１２】
第４の発明では、有線により電源に接続される高電圧入力端子が、本体部に一体化されている。ここで、電源と本体部との間に高電圧用トランスを設ける場合に、第１の発明と同じように、一次コイルと二次コイルのうち二次コイルだけを本体部に一体化することが考えられる。この方式では、高電圧用コイルの一次コイルの入力側に接続する高電圧入力端子が、本体部に一体化されていない。この方式は、電源側の振動が有線を介して本体部に伝わる第４の発明と比較すると、本体部へ伝わる振動を小さくすることが可能である。しかし、この方式では、一次コイルと二次コイルの相対的な位置関係が一次コイル側の振動により変動すると、高電圧用トランスの出力にノイズが重畳し、マグネトロンの出力に悪影響を与える。それに対して、第４の発明では、電源部と高電圧入力端子とが有線で接続され、且つ、高電圧入力端子が本体部に一体化されているので、マグネトロンの出力が振動の影響を受けにくい。また、高電圧入力端子と電源とを接続する電線は、一般的に、陰極体を発熱させるための電力の供給に使用する電線に比べて細いものが使用され、振動が伝わりにくい。第４の発明では、高電圧入力端子と電源を接続する電線が振動を伝えにくいことに鑑みて、マグネトロンの出力面で有利な構成として、高電圧入力端子を本体部に一体化して、電源と高電圧入力端子との間を有線で接続している。
【００１３】
第５の発明は、第１の発明乃至第３の発明の何れか１つの発明において、前記陰極体と前記陽極体との間で、電子を加速する電圧を該陰極体に出力する高電圧用トランスを備え、前記高電圧用トランスにおいては、該高電圧用トランスの一次コイルと二次コイルとのうち、該二次コイルだけが、前記本体部に一体化されていることを特徴とする。
【００１４】
第６の発明は、筒状の陽極体と、該陽極体内に配置された陰極体とを有し、高周波を発生させる本体部と、前記陰極体と前記陽極体との間で電子を加速する電圧を該陰極体に出力する高電圧用トランスを備え、前記高電圧用トランスから出力される電力により、前記陰極体から前記陽極体に向かって加速された電子のエネルギーが、高周波に変換されるマグネトロンであって、前記高電圧用トランスにおいては、該高電圧用トランスの一次コイルと二次コイルとのうち、該二次コイルだけが、前記本体部に一体化されていることを特徴とする。
【００１５】
第５及び第６の各発明では、高電圧用トランスの非接触の一次コイルと二次コイルとのうち、二次コイルだけが、本体部に一体化されている。一次コイルは、二次コイルとは別の構造体に一体化される。
【００１６】
第７の発明は、第１の発明乃至第６の発明の何れか１つの発明において、前記本体部で発生した高周波を出力するアンテナと、前記本体部に一体化されて、前記アンテナに同軸ケーブルを直接結合させる出力側結合部とを備えていることを特徴とする。
【００１７】
第７の発明では、マグネトロンのアンテナに同軸ケーブルが直接結合されている。アンテナは、同軸ケーブルの中心導体に直接、又は導体を介して接続される。第７の発明は、導波管を介することなく、アンテナから出力される高周波を供給先へ伝送することが可能である。
【００１８】
第８の発明は、第７の発明において、前記出力側結合部は、前記本体部に一体化され前記アンテナを収容するケーシングと、該ケーシングに一体化され、前記同軸ケーブルが着脱自在に接続可能な同軸ケーブルコネクタと、該同軸ケーブルコネクタに取り付けられた同軸ケーブルの中心導体と前記アンテナとに当接する接続用導体とを備えていることを特徴とする。
【００１９】
第８の発明では、必要に応じてケーシングに設けられた同軸ケーブルコネクタに同軸ケーブルを自在に着脱できる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明では、陰極用トランスにおいて、二次コイルが本体部に一体化され、一次コイルが二次コイルとは別の構造体に一体化される。ここで、陰極用トランスにおいて一次コイルと二次コイルとが同じ構造体に一体化される場合、その構造体が振動すると一次コイルと二次コイルとが共に振動し、二次コイルの振動がマグネトロンの本体部に伝わる。その結果、本体部が損傷するおそれがある。それに対して、第１の発明では、一次コイルが一体化された構造体が振動しても、その振動が二次コイルにほとんど伝わらない。例えば、マグネトロンを移動体に搭載する場合に、陰極電源から一次コイルまでを振動する部品に一体化しても、その部品の振動が二次コイルにほとんど伝わらない。移動体の振動が二次コイルへほとんど伝わらないように二次コイルの設置方法を適宜選択すれば、二次コイルとマグネトロンの本体部に移動体の振動がほとんど伝わらないようにすることができる。従って、振動が多い環境において、マグネトロンの本体部に作用する振動を大幅に低減することができる。
【００２１】
第３の発明では、マグネトロンの本体部が、柔軟性を有する部材又は弾性変形可能な部材を介して、移動体に取り付けられているので、移動体の振動が、マグネトロンの本体部にほとんど伝わらないようにすることができる。
【００２２】
第４の発明では、高電圧入力端子と電源を接続する電線が振動を伝えにくいことに鑑みて、マグネトロンの出力面で有利な構成として、高電圧入力端子を本体部に一体化して、電源と高電圧入力端子との間を有線で接続している。従って、本体部に伝達される振動が小さく、且つ、出力が安定なマグネトロンを実現することができる。
【００２３】
第５及び第６の各発明では、高電圧用トランスにおいて、二次コイルが本体部に一体化され、一次コイルが二次コイルとは別の構造体に一体化される。そのため、一次コイルが一体化された構造体が振動しても、その振動が二次コイルにほとんど伝わらない。例えば、マグネトロンを移動体に搭載する場合に、陰極電源から一次コイルまでを振動する部品に一体化しても、その部品の振動が二次コイルにほとんど伝わらない。移動体の振動が二次コイルへほとんど伝わらないように二次コイルの設置方法を適宜選択すれば、二次コイルとマグネトロンの本体部に移動体の振動がほとんど伝わらないようにすることができる。従って、振動が多い環境において、マグネトロンの本体部に作用する振動を大幅に低減することができる。
【００２４】
第７の発明では、マグネトロンのアンテナに同軸ケーブルを直接結合しているので、導波管を介することなく、アンテナから出力される高周波を供給先へ伝送することが可能である。ここで、マグネトロンのアンテナに導波管を接続する場合に、マグネトロンを移動体に搭載すると、移動体の振動により導波管が振動し、その振動が本体部へ伝わるおそれがある。導波管の振動エネルギーは、同軸ケーブルに比べて大きく、導波管の振動により本体部が損傷するおそれがある。それに対して、第７の発明では、導波管に比べて軽量な同軸ケーブルだけで、アンテナから出力される高周波を供給先へ伝送することが可能である。従って、アンテナ側からマグネトロンの本体部へ伝達される振動を低減することができる。また、導波管を介しないので、装置の省スペース化が図られる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は、実施形態１のマグネトロンの概略断面図である。
【図２】図２は、実施形態１のマグネトロンの概略回路図である。
【図３】図３は、実施形態１のマグネトロンの移動体への取り付け方法を示す概略構成図である。
【図４】図４は、点火システム及び燃焼支援システムのブロック図である。
【図５】図５は、実施形態２のマグネトロンの概略回路図である。
【図６】図６は、マグネトロンの移動体への取り付け方法の変形例を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
《実施形態１》
【００２７】
本実施形態１は本発明の一例である。本実施形態１のマグネトロンM１は、移動体としての車（図示省略）に搭載されるものであり、後述するように、車のエンジンの燃焼を支援する燃焼支援システム１００（図４）に用いられる。
【００２８】
図１に示すように、本実施形態１のマグネトロンM１は、本体部３１と入力部３８とアンテナ４７と出力側結合部３００とを備えている。本体部３１は、マイクロ波（高周波）を発生させる。入力部３８は、電源装置７０から電力の供給を受け、この電力を本体部３１に出力する。アンテナ４７は、本体部３１で発生させたマイクロ波を出力させる。出力側結合部３００は、アンテナ４７を同軸ケーブル３０８に直接結合する。
【００２９】
そして、このマグネトロンM１の本体部３１と入力部３８とは一体化されており、後述するように弾性変形可能な部材としてコイルバネ２０１A、２０１B、２０１C、２０１Dを介して、車のエンジン近傍の部材２００に取り付けられている（図３）。
【００３０】
具体的に、本体部３１は、陽極部３２と陰極部３３と磁気部３４とを備えている。
【００３１】
ここで、陽極部３２は、銅からなる円筒状の陽極円筒３６（陽極体）と、陽極円筒３６内において放射状に配置された複数枚の陽極ベイン４０とを備えている。この陽極円筒３６（陽極体）は、接地されている。また、各陽極ベイン４０は、その外端が陽極円筒３６の内面に固定され、その内端が後述するフィラメント４１と間隔を隔てて対面している。陽極円筒３６内は、真空状態になっており、複数枚の陽極ベイン４０により共振空洞器が形成されている。アンテナ４７は、この陽極ベイン４０から導出されている。
【００３２】
また、陰極部３３は、陽極円筒３６の軸心に沿って配置されたフィラメント４１（陰極体）と、フィラメント４１の両端にそれぞれ設けられた一対のエンドハット４２とを備えている。
【００３３】
磁気部３４は、陽極円筒３６の両端にそれぞれ設けられた一対のポールピース４６と、各ポールピース４６の外側にそれぞれ設けられた円環状の永久磁石４５とを備えている。永久磁石４５は、フィラメント４１と陽極ベイン４０との間に、フィラメント４１から放出された熱電子を旋回させる磁界を形成する。
【００３４】
そして、マグネトロンM１の本体部３１は、フィラメント４１（陰極体）から、陽極円筒３６（陽極体）に向かって放出された熱電子のエネルギーが、高周波に変換されるように構成されている。すなわち、陰極体であるフィラメント４１の一端と、他端との間に電圧が印加されると、フィラメント４１が発熱する。この状態でフィラメント４１と陽極ベイン４０との間に高電圧が印加されると、フィラメント４１から放出された熱電子がフィラメント４１から陽極ベイン４０に向かって加速される。そして、この加速された熱電子が、磁気部３４により形成された磁界により旋回運動する。その際、熱電子の運動エネルギーが高周波エネルギーに変換され、マイクロ波が陽極ベイン４０、アンテナ４７、出力側結合部３００、同軸ケーブル３０８を介して燃焼支援システム１００のミキサー回路１０３に出力される。
【００３５】
入力部３８は、図２に示すように、フィラメント４１を発熱させるための陰極加熱回路５０と、フィラメント４１と陽極円筒３６との間で電子を加速する電圧を電源装置７０から本体部３１へ送るための高電圧回路６０とを備えている。
【００３６】
ここで、陰極加熱回路５０は、陰極体であるフィラメント４１の一端と、他端との間にフィラメント４１を発熱させるための電圧を印加するように構成されている。
【００３７】
この陰極加熱回路５０には、陰極用トランス５１と、整流回路５２と、コンデンサー５３とが設けられている。陰極用トランス５１は、一次コイル５１ａと二次コイル５１ｂとを備えている。整流回路５２は、４個の軽量小型な電流逆流防止ダイオードをブリッジ状に組むことで構成されている。
【００３８】
そして、陰極用トランス５１の一次コイル５１ａの両端が、車に一体化された電源装置７０の陰極電源７０ａ（交流電源）の端子A、Bにそれぞれリード線５４a、５４ｂを介して接続されている。また、陰極用トランス５１の二次コイル５１ｂの両端が、それぞれリード線２０１、２０２を介して、整流回路５２のブリッジ回路の入力側の２つの接続端に接続されている。さらに、整流回路５２のブリッジ回路の出力側の２つの接続端の一方が、リード線２０３を介して、フィラメント４１の一端に接続されている。また、整流回路５２のブリッジ回路の出力側の２つの接続端の他方が、リード線２０４及びリード線２０５を介して、フィラメント４１の他端に接続されている。また、コンデンサー５３の両端が、それぞれリード線２０６、２０７を介して、リード線２０３、２０５に電気的に接続されている。
【００３９】
ここで、陰極用トランス５１は、電源装置７０から供給された電圧をフィラメント４１が発熱するのに必要な設定電圧にまで変換（昇圧）するためのものである。陰極用トランス５１では、電源装置７０から供給された電流が一次コイル５１ａを流れると、二次コイル５１ｂに誘導起電力が発生する。二次コイル５１ｂで生じた誘導起電力により、二次コイル５１ｂから整流回路５２へ電流が流れる。
【００４０】
また、整流回路５２は、陰極用トランス５１の二次コイル５１ｂから入力された電流を整流してフィラメント４１へ出力する。この整流回路５２により、フィラメント４１の一端に対して他端の電位が逆転しないようにすることができる。その結果、フィラメント４１の熱電子の放出状態が安定したものになる。
【００４１】
また、コンデンサー５３は、整流回路５２からフィラメント４１へ流れる電流を平滑化するものであり、これにより、フィラメント４１の熱電子の放出状態がより安定したものになる。
【００４２】
本実施形態では、これら陰極用トランス５１の二次コイル５１ｂと、整流回路５２と、コンデンサー５３とが、後述するノイズ除去コイル６１とともに、本体部３１に一体化された入力部ケース３５に収納されている。また、この入力部ケース３５が、図３に示すように、弾性変形可能な部材としてのコイルバネ２０１A、２０１B、２０１C、２０１Dを介して、車のエンジン近傍の部材２００に取り付けられている。また、一次コイル５１ａが、円環状の一次コイル固定具２０２を介して、車のエンジン近傍の部材２００に取り付けられている。
【００４３】
実施形態１では、陰極用トランス５１において、一次コイル５１ａと二次コイル５１ｂとのうち、一次コイル５１ａが、車に一体化されている。また、二次コイル５１ｂが、本体部３１に一体化されている。そして、二次コイル５１ｂが効率良く誘導起電力を発生させることができるように、一次コイル５１ａと、二次コイル５１ｂとは、概ね同心円状に設けられている（図１）。
【００４４】
このように、マグネトロンM1の入力側では、一次コイル５１ａと二次コイル５１ｂが非接触の状態で、一次コイル５１ａを流れる電流により、二次コイル５１ｂに誘導起電力が生じる。この誘導起電力により、フィラメント４１の一端と他端との間に、フィラメント４１を発熱させる陰極加熱電圧が印加される。
【００４５】
なお、一次コイル５１ａと二次コイル５１ｂとの間には、車の振動にともなって僅かに相対的な位置変動が考えられるが、フィラメント４１の温度を大きく変動させるものではないので、マグネトロンM１は、安定した作動状態に維持される。
【００４６】
高電圧回路６０は、フィラメント４１の一端にマグネトロンM１を駆動するための高圧の電圧を印加するための回路である。
【００４７】
この高電圧回路６０は、高電圧入力端子Ｄとリード線２０８とノイズ除去コイル６１とリード線２０５と備えている。高電圧入力端子Ｄは、リード線６３を介して、車載の電源装置７０の高圧電源７０ｂに接続されている。この高圧電源７０ｂでは、端子Ｃから高圧の直流電圧（負の電圧）が出力されている。ノイズ除去コイル６１は、ノイズ除去フィルタとして機能し、マグネトロンM１の運転をより安定化させる。ノイズ除去コイル６１の一端は、リード線２０８を介して高電圧入力端子Ｄに接続されている。ノイズ除去コイル６１の他端は、リード線２０５を介して、フィラメント４１の一端に接続されている。
【００４８】
出力側結合部３００では、アンテナ４７から出力された高周波が入力されるとともに、この入力された高周波が、同軸ケーブル３０８の中心導体３１０に出力される。
【００４９】
具体的には、この出力側結合部３００は、ケーシング３０６と、同軸ケーブルコネクタ３０５と、接続用導体３０９とを備えている。
【００５０】
ケーシング３０６は、キャップ状の金属製円筒形部材である。ケーシング３０６は、フランジ３０１を介して本体部３１に取り付けられている。ケーシング３０６は、フランジ３０１とともに、本体部３１を介してアースされている。ケーシング３０６の頂部には、同軸ケーブルコネクタ３０５が設けられている。
【００５１】
同軸ケーブルコネクタ３０５は、金属製の内側導体３０４と、その外側に設けられた同じく金属製の外側導体３０７とを有しており、この内側導体３０４と外側導体３０７とは、両者の間に設けられた絶縁体（図示省略）により電気的に絶縁されている。そして内側導体３０４と、同軸ケーブルの中心導体３１０とが、また、外側導体３０７と同軸ケーブルの外部導体とが、電気的に接続されるように、同軸ケーブルコネクタ３０５と同軸ケーブル３０８とが着脱自在に接続されるようになっている。
【００５２】
また、接続用導体３０９は、キャップ状の金属製部材であるアンテナキャップ部３０２と、このアンテナキャップ部３０２の上部に設けられた小径の円筒状金属製の内側導体保持部３０３とを備えている。そして、アンテナキャップ部３０２の下端に、アンテナ４７の上端が挿入された状態で、アンテナキャップ部３０２とアンテナ４７とが、当接して電気的に接続されている。また、内側導体保持部３０３の上端に、同軸ケーブルコネクタ３０５の内側導体３０４が挿入された状態で、内側導体保持部３０３と同軸ケーブルコネクタ３０５とが、当接して電気的に接続されている。
【００５３】
このように、同軸ケーブル３０８の中心導体３１０は、同軸ケーブルコネクタ３０５の内側導体３０４と、内側導体保持部３０３と、アンテナキャップ部３０２とにより、アンテナ４７と電気的に接続されている。このように、同軸ケーブル３０８の中心導体３１０は、導波管のように空間を介することなく、アンテナ４７に直接結合されている。また、同軸ケーブル３０８の外部導体は、同軸ケーブルコネクタ３０５の外側導体３０７と、ケーシング３０６と、本体部３１とを介してアースされている。
【００５４】
そのため、同軸ケーブル３０８の中心導体３１０は、アンテナ４７で発生したマイクロ波を伝送することができるようになっている。
【００５５】
このように、出力されたマイクロ波は、フレキシブルな同軸ケーブル３０８を介して燃焼支援システム１００のミキサー回路１０３に伝送されるので、移動体の振動が本体部３１にほとんど伝わらない。
【００５６】
なお、マグネトロンM１では、作動中に本体部３１の温度が上昇するので、本体部３１を冷却することが必要となる。詳細な説明は省略するが、このマグネトロンM１は、マグネトロンM１の外部に設けられた冷却システム（図示省略）から供給される冷却媒体を熱交換部２５の冷却用流路２６（図１）に通過させることにより、本体部３１が冷却されるように構成されている。
【００５７】
ここで、このマグネトロンM１が用いられるエンジンの燃焼支援システム１００について説明する。
【００５８】
この燃焼支援システム１００は、図４に示すように、車のバッテリー１０１（１２Ｖのバッテリー）に接続された点火コイル１０２と、点火コイル１０２からの高電圧パルスが印加されるとエンジンの燃焼室においてスパーク放電が生じるスパークプラグ１０５とを有するエンジンの点火システム１０７に接続されている。
【００５９】
燃焼支援システム１００は、マグネトロンM１に加えて、マグネトロンM１を駆動するパルス電源１０４と、点火コイル１０２から出力された高電圧パルスにマグネトロンM１から出力されたマイクロ波を混合するミキサー回路１０３とを備えている。パルス電源１０４は、バッテリー１０１に接続されている。パルス電源１０４は、エンジンの制御装置１０６（ＥＣＵ）から制御信号が入力されると、マグネトロンM１に電力を出力する。
【００６０】
なお、マグネトロンM１からミキサー回路１０３を経てスパークプラグ１０５に至るまでの伝送ラインは、同軸線路を構成している。マグネトロンM１は、同軸線路を介してエンジンの燃焼室へマイクロ波を出力する。
【００６１】
点火システム１０７と燃焼支援システム１００の動作について説明する。
【００６２】
高電圧パルスの出力を指示する放電信号が制御装置１０６から点火コイル１０２に入力されると、点火コイル１０２からミキサー回路１０３へ高電圧パルスが出力される。また、マイクロ波の発振を指示する照射信号が制御装置１０６からパルス電源１０４に入力されると、パルス電源１０４からマグネトロンM１へパルス電流が流れ、マグネトロンM１からミキサー回路１０３へマイクロ波が出力される。高電圧パルスとマイクロ波は、ミキサー回路１０３で混合されて、スパークプラグ１０５に供給される。その結果、エンジンの燃焼室では、スパークプラグ１０５の放電電極と接地電極との間でスパーク放電が生じ、小規模のプラズマが形成される。そして、その小規模のプラズマに、スパークプラグ１０５の放電電極からマイクロ波が照射される。小規模のプラズマは、マイクロ波のエネルギーを吸収して拡大する。スパークプラグ１０５の放電電極は、マイクロ波用のアンテナとして機能する。
−実施形態１の効果−
【００６３】
実施形態１では、陰極用トランス５１において、二次コイル５１ｂが本体部３１に一体化され、一次コイル５１ａが二次コイル５１ｂとは別の構造体に一体化される。そのため、エンジン近傍の部材２００に一体化された一次コイル５１ａが振動しても、その振動が二次コイル５１ｂにほとんど伝わらない。他方、マグネトロンM１の本体部３１が、弾性変形可能な部材であるコイルバネ２０１A、２０１B、２０１C、２０１Dを介して、車に取り付けられている。従って、マグネトロンＭ１を車に搭載する場合において、マグネトロンＭ１の本体部３１に作用する振動を大幅に低減することができる。
【００６４】
また、実施形態１では、高電圧入力端子Ｄと高圧電源７０ｂを接続する電線が振動を伝えにくいことに鑑みて、マグネトロンＭ１の出力面で有利な構成として、高電圧入力端子Ｄを本体部３１に一体化して、高圧電源７０ｂと高電圧入力端子Ｄとの間を有線で接続している。従って、本体部３１に伝達される振動が小さく、且つ、出力が安定なマグネトロンＭ１を実現することができる。
【００６５】
また、実施形態１では、マグネトロンＭ１のアンテナ４７に同軸ケーブル３０８を直接結合しているので、導波管を介することなく、アンテナ４７から出力されるマイクロ波をスパークプラグ１０５へ伝送することが可能である。導波管に比べて軽量な同軸ケーブル３０８だけで、アンテナ４７から出力されるマイクロ波をスパークプラグ１０５へ伝送することが可能である。従って、アンテナ４７側からマグネトロンＭ１の本体部３１へ伝達される振動を低減することができる。また、導波管を介しないので、装置の省スペース化が図られる。
《実施形態２》
【００６６】
本実施形態２のマグネトロンM２は、図５に示すように、熱電子を加速する電圧を出力する高電圧用トランス８２が高電圧回路８０に設けられている。
【００６７】
また、高電圧用トランス８２の一次コイル８２ａと二次コイル８２ｂとのうち、二次コイル８２ｂだけが、ノイズ除去コイル６１や陰極加熱回路５０とともに本体部３１に一体化されている。
【００６８】
そして、高電圧用トランス８２の一次コイル８２ａの両端が、車に一体化された電源装置９０の高圧電源９０ｂ（交流電源）の端子D、Eにそれぞれリード線８３ａ、８３ｂを介して接続されている。また、高電圧用トランス８２の二次コイル８２ｂの一端が、リード線２０９を介して、ノイズ除去コイル６１の一端に接続されている。さらに、二次コイル８２ｂの他端が、リード線２１０を介して、マグネトロンM２の陽極円筒３６のアース線２１１に電気的に接続されている。
−実施形態２の効果−
【００６９】
実施形態２では、高電圧用トランス８２において、二次コイル８２ａが本体部に一体化され、一次コイル８２ａが二次コイル８２ｂとは別の構造体に一体化される。そのため、エンジン近傍の部材２００に一体化された一次コイル８２ａが振動しても、その振動が二次コイル８２ｂにほとんど伝わらない。従って、マグネトロンＭ１を車に搭載する場合において、マグネトロンＭ１の本体部３１に作用する振動を大幅に低減することができる。
−実施形態２の変形例−
【００７０】
なお、実施形態２では、図５に示すように、陰極体であるフィラメント４１の一端と、他端との間に電圧が印加され、フィラメント４１が発熱するように構成されていたが、マグネトロンM２としては、必ずしもこのような構成に限定されない。例えば、カーボンナノチューブを備えた陰極体のように、陰極体と陽極体との間に高電圧が印加されるだけで陰極体から電子が放出され、この電子の運動エネルギーが高周波エネルギーに変換されるように構成されているものにも適用可能である。
【００７１】
そして、その場合は、陰極用トランス５１、整流回路５２、コンデンサー５３などは省略可能である。
《その他の実施形態》
【００７２】
前記実施形態は、以下のように構成してもよい。
【００７３】
本実施形態１のマグネトロンM１は、車に搭載されて、エンジンの燃焼を支援するものに限定されない。例えば、鉄道車両に搭載することもできるなど、種々の移動体に適用可能である。
【００７４】
また、本体部３１の陽極部３２、陰極部３３、磁気部３４、及びアンテナ４７などは、必ずしも図示の形状、構造に限定されない。それぞれ種々の設計変更が可能である。
【００７５】
また、図３に示すように、マグネトロンM１の本体部３１及び入力部３８は、コイルバネ２０１A、２０１B、２０１C、２０１Dを介して、車のエンジン近傍の部材２００に取り付けられているが、板バネなど、その他の弾性変形可能な部材を介して取り付けることが可能である。あるいは、図６に示すようなゴムなどの柔軟性を有する中空部材２０３を介して車のエンジン近傍の部材２００に取り付けることも可能である。
【００７６】
また、入力部３８においては、整流回路５２、コンデンサー５３は、電源装置７０の構成によっては省略することも可能である。
【００７７】
また、ノイズ除去コイル６１も必ずしも必須ではない。また、ノイズ除去コイル６１を電源装置７０の高圧電源７０ｂの中に設けることも可能である。
【００７８】
また、実施形態２では、陰極用トランス５１の一次コイル５１ａと高電圧用トランス８２の一次コイル８２ａとは、必ずしも図示のように別々である必要はない。陰極用トランスの二次コイル５１ｂと高電圧用トランス８２の二次コイル８２ｂとに誘導起電力を発生させることができるものであれば、１つの一次コイルで構成することも可能である。
【００７９】
また、出力側結合部３００も、必ずしも図示の形状、構成に限定されない。本体部３１に一体化されて、アンテナ４７に同軸ケーブル３０８を直接結合させるものであればよい。
【００８０】
また、アースについても必ずしも同軸ケーブルコネクタ３０５でマグネトロンM1、M2側と同軸ケーブル３０８側とが電気的に接続される必要はない。マグネトロンM1、M2側と同軸ケーブル３０８側とで別々にアースしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８１】
以上説明したように、本発明は、振動が多い環境においてマグネトロンを使用する場合に、このマグネトロンに作用する振動を大幅に低減することができる。
【符号の説明】
【００８２】
D      高電圧入力端子
M１、M2    マグネトロン
３１    本体部
３６    陽極円筒（陽極体）
４１    フィラメント（陰極体）
４７    アンテナ
５１    陰極用トランス
５１ａ  陰極用トランスの一次コイル
５１ｂ  陰極用トランスの二次コイル
７０ｂ  高圧電源（電源）
８２    高電圧用トランス
８２ａ  高電圧用トランスの一次コイル
８２ｂ  高電圧用トランスの二次コイル
２０１A、２０１B、２０１C、２０１D  コイルバネ（弾性変形可能な部材）
２０３  中空部材（柔軟性を有する部材）
３００  出力側結合部
３０５  同軸ケーブルコネクタ
３０６  ケーシング
３０８  同軸ケーブル
３０９  接続用導体
３１０  中心導体
【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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