(57)【要約】【課題】  永久磁石とヨークとの間を密着させたことにより、磁気損失が抑制されて定格発振時の陽極電圧値のバラツキや低下を防止したマグネトロンを得る。【解決手段】  マグネトロン１００は、電磁コイル１３ａ，１３ｂを形成する巻線を束ねるための電気的絶縁性及び断熱性を有するテープ１８を前記電磁コイル１３ａ，１３ｂと強磁性体製のヨーク１１ａ，１１ｂとの間に介在させると共に、テープ１８の厚さ分だけ生じる電磁コイル１３ａと永久磁石１２ａとの間の隙間に電気的絶縁性及び耐熱性を有するシリコン材２０を充填して両者を接合させる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁極片上に配置されるリング形状の永久磁石の外周側にリング形状の電磁コイルが同軸的に配置されて、前記永久磁石及び前記電磁コイルが強磁性体製のヨークと磁気的に接続される構造のマグネトロンにおいて、
前記電磁コイルを形成する巻線を束ねるための電気的絶縁性及び断熱性を有する結束部材を前記電磁コイルと前記ヨークとの間及び前記電磁コイルと前記永久磁石との間に介在させると共に、前記ヨークが前記永久磁石に密着したことを特徴とするマグネトロン。
【請求項２】
前記結束部材の厚さ分だけ生じる前記電磁コイルと前記永久磁石との間の隙間に電気的絶縁性及び耐熱性を有する接着材を充填したことを特徴とする請求項１に記載のマグネトロン。
【請求項３】
前記電磁コイルと前記ヨークとの間に電気的絶縁性及び断熱性を有するリング形状のシート部材を介在させたことを特徴とする請求項１又は２に記載のマグネトロン。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載のマグネトロンを具備することを特徴とする高周波加熱機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子レンジ用及び工業用分野における高周波加熱機器等に用いられるマグネトロンに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、安定したマイクロ波発振を可能にするための磁気回路部を有したマグネトロンが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
図５は、この公報に開示されたマグネトロンの磁気回路部を含む陽極筒体内部を示す縦断面図である。また、図６は、図５に示すマグネトロンの磁気回路部の外観を示す斜視図である。
【０００３】
図５において、磁気回路部を有するマグネトロン１は、円筒状の陽極筒体２と、この陽極筒体２の下開口端部に取り付けられた磁極片３と、磁極片３上に配置された金属筒体４と、陽極筒体２の上開口端部に取り付けられた磁極片５と、磁極片５上に配置された金属筒体６と、陽極筒体２内でその中心軸の周りに放射状に配列され、かつ陽極筒体２の内周面に固定された複数の陽極ベイン７と、複数の陽極ベイン７のうち、特定の１つと電気的に接続されるマイクロ波放出用アンテナ８と、陽極筒体２の中心軸上に配置された陰極９と、陽極筒体２の下方に設けられた磁気回路部１０ａ及び陽極筒体２の上方に設けられた磁気回路部１０ｂとを有している。
【０００４】
磁気回路部１０ａは、強磁性体材で製作されたヨーク１１ａと、ヨーク１１ａの磁極片３側に設けられたリング形状の永久磁石１２ａ及びこの永久磁石１２ａの外周側で永久磁石１２ａと同軸に配置されたリング形状の電磁コイル１３ａとから構成される。
磁気回路部１０ｂは、上記の磁気回路部１０ａと同様、強磁性体材で製作されたヨーク１１ｂと、ヨーク１１ｂの磁極片５側に設けられたリング形状の永久磁石１２ｂ及びこの永久磁石１２ｂの外周側で永久磁石１２ｂと同軸に配置されたリング形状の電磁コイル１３ｂとから構成される。
【０００５】
そして、マグネトロン１は、発振時に電磁コイル１３ａ、１３ｂに通電して、磁束密度の微妙な調整を行い、陽極電圧値の制御を行っている。
【０００６】
このようなマグネトロン１において電磁コイル１３ａのヨーク１１ａへの固着は次のように行われていた。すなわち、図６に示すように、電磁コイル１３ａはその巻線（不図示）が単独又は永久磁石１２ａと共に数箇所で電気的絶縁性及び断熱性を有する糸１５，１６で巻かれた状態で、強磁性体製のヨーク１１ａと磁気的に接続された。従って、少なくとも電磁コイル１３ａとヨーク１１ａとの間には糸１５，１６の太さ分の隙間１７が形成されて両者が接続されていた。
【０００７】
このような隙間１７が形成されることで、過熱が抑制されると共に、電磁コイル１３ａとヨーク１１ａとの間又は電磁コイル１３ａと永久磁石１２ａとの間で電気的絶縁性を増大させることができた。
なお、他方の永久磁石１２ｂ、電磁コイル１３ｂ及びヨーク１１ｂの間も同様の関係である。
【０００８】
【特許文献１】特開平５−６７４３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、従来のマグネトロンにおいては、例えば、陽極筒体２の下方に設けられた磁気回路部１０ａについて説明すると、電磁コイル１３ａの巻線を束ねるための糸１５及び、電磁コイル１３ａと永久磁石１２ａとを一体化させるための糸１６が、既述したように、ヨーク１１ａと電磁コイル１３ａとの間及びヨーク１１ａと永久磁石１２ａとの間に介在する状態となり、これら３者間に糸１５、１６の太さ分の隙間が生じる。その際、電磁コイル１３ａとヨーク１１ａとの間及び電磁コイル１３ａと永久磁石１２ａとの間の隙間は電気的絶縁性を確保するための重要な構造となるが、永久磁石１２ａとヨーク１１ａとの間の隙間は磁気回路を形成する上で大きな磁気損失の原因となり、マグネトロン定格発振時の陽極電圧値のバラツキ及び低下を生じることになる。
【００１０】
ここで、陽極電圧値の微妙な制御を必要とするマグネトロンにおいて、電磁コイルへ無通電の状態での初期陽極電圧値のバラツキは、電磁コイルにて発生する磁束密度を制御する上での電磁コイルに流れる電流値のバラツキとなる。つまり、マグネトロンのバラツキをカバーするためには、電磁コイル制御電源側を個別に調整する必要が生じてくる。この調整には多くの時間を要し、また専門知識を有する者でないと同一の陽極電圧値に調整することが困難なため、電磁コイル無通電の状態での初期陽極電圧値のバラツキを最小限に抑える必要がある。
【００１１】
本発明は、上記事情に鑑みなされたものであり、その目的は、永久磁石と強磁性体製のヨークとの間に隙間を形成することなく、また電磁コイルとヨークとの間の電気的絶縁性を確保できるマグネトロンを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的は下記構成により達成される。
（１）  磁極片上に配置されるリング形状の永久磁石の外周側にリング形状の電磁コイルが同軸的に配置されて、前記永久磁石及び前記電磁コイルが強磁性体製のヨークと磁気的に接続される構造のマグネトロンにおいて、
前記電磁コイルを形成する巻線を束ねるための電気的絶縁性及び断熱性を有する結束部材を前記電磁コイルと前記ヨークとの間及び前記電磁コイルと前記永久磁石との間に介在させると共に、前記ヨークが前記永久磁石に密着したことを特徴とする。
【００１３】
（２）  上記（１）に記載のマグネトロンにおいて、前記結束部材の厚さ分だけ生じる前記電磁コイルと前記永久磁石との間の隙間に電気的絶縁性及び耐熱性を有する接着材を充填したことを特徴としてもよい。
【００１４】
（３）  上記（１）又は（２）に記載のマグネトロンにおいて、前記電磁コイルと前記ヨークとの間に電気的絶縁性及び断熱性を有するリング形状のシート部材を介在させたことを特徴としてもよい。
【００１５】
（４）  高周波加熱機器において、上記（１）から（３）のいずれかに記載のマグネトロンを具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
上記（１）に記載のマグネトロンによれば、電磁コイルは結束部材が介在した状態で強磁性体製のヨークと接続するので、ヨークとの間に電気的絶縁性を確保することができる。しかも、ヨークが永久磁石に密着することにより、安定した磁気回路の形成が可能となる。これにより、結束部材の厚さ分だけ永久磁石とヨークとの間に隙間が生ずる従来構造と比べて磁気損失が抑制でき、マグネトロン定格発振時の陽極電圧値のバラツキ及び低下を最小限に抑えることが可能となる。
【００１７】
上記（２）に記載のマグネトロンによれば、電気絶縁性及び耐熱性を有した結束部材及び接着材が電磁コイルと永久磁石との間に介在するので、両者間の電気的絶縁性を確実に確保することができる。
【００１８】
上記（３）に記載のマグネトロンによれば、電磁コイルとヨークとの間に電気的絶縁性及び断熱性のリング形状のシート部材を介在させることで、電磁コイルとヨークとの間の電気的絶縁性をより一層確保することができる。
【００１９】
上記（４）に記載の高周波加熱機器によれば、マグネトロン定格発振時の陽極電圧値のバラツキ及び低下を最小限に抑えられるので、安定した発振が可能となることから、性能及び信頼性の高い高周波加熱機器を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施の形態に係るマグネトロンの磁気回路部を含む陽極筒体内部を示す縦断面図である。また、図２は、図１に示すマグネトロンの磁気回路部の外観を示す斜視図である。なお、図１及び図２において前述した図５及び図６と共通する部分については同一の符号を付ける。また、共通する部分の説明は省略する。
【００２１】
図１に示すように、本実施の形態に係るマグネトロン１００は、電磁コイル１３ａ，１３ｂの巻線を、電気的絶縁性及び断熱性を有するテープ１８で束ねると共に、テープ１８を使用することでその厚さ分だけ生じる電磁コイル１３ａ，１３ｂと永久磁石１２ａ，１２ｂとの間の隙間１７に、図２に示すように、電気的絶縁性及び耐熱性を有するシリコン材２０を充填することで両者をそれぞれ接合させている。
また、電磁コイル１３ａ，１３ｂとヨーク１１ａ，１１ｂとの間には、図３にも示すように、電気的絶縁性及び耐熱性の良いリング形状のシート部材２２が介挿されている。シート部材２２としては耐熱ゴムを用いることができる。
【００２２】
リング状の電磁コイル１３ａは、同じくリング状の永久磁石１２ａの外周側に永久磁石１２ａと同軸に配置され、またリング状の電磁コイル１３ｂは、同じくリング状の永久磁石１２ｂの外周側に永久磁石１２ｂと同軸に配置される。
【００２３】
図３は、本実施の形態のマグネトロン１００と、図５に示した従来のマグネトロン１との構造の違いを示す断面図である。図に向かって右側が本実施の形態のマグネトロン１００であり、左側が従来のマグネトロン１である。なお、この図では下方の磁極片３側のみ示しているが、上方の磁極片５側も同様である。
【００２４】
本実施の形態のマグネトロン１００では、テープ１８は、電磁コイル１３ａの巻線を束ねるだけに使用して、電磁コイル１３ａと永久磁石１２ａとの一体化のためには使用していない。従って、永久磁石１２ａとヨーク１１ａとの間にはテープ１８が介在せず、ヨーク１１ａが永久磁石１２ａに密着される。そのため、電磁コイル１３ａと永久磁石１２ａとは、既述したとおり、電気的絶縁性及び耐熱性を有するシリコン材２０で接合される。
【００２５】
これに対し、従来のマグネトロン１では、電磁コイル１３ａと永久磁石１２ａとを束ねるために糸１６を使用して、この糸１６が永久磁石１２ａとヨーク１１ａとの間に介在することになるので、糸１６の太さ分が隙間となって磁気損失を招く。そして、この磁気損失によって、マグネトロン定格発振時の陽極電圧値のバラツキ及び低下が生じる。
一方、本実施の形態のマグネトロン１００は、再度述べるように、永久磁石１２ａとヨーク１１ａとの間にはテープ１８が存在せず、永久磁石１２ａがヨーク１１ａに密着するので、磁気損失が生じ難い。
【００２６】
具体例を示して本実施の形態のマグネトロン１００と従来のマグネトロン１との違いを説明する。
図４は、同一着磁電圧（６３０Ｖ）での定格発振時の陽極電圧の実験結果を示すグラフである。なお、本実施の形態のマグネトロン１００は、磁気回路部の構造以外は従来のマグネトロン１と同一であり、本実施の形態のマグネトロン１００及び従来のマグネトロン１共に定格発振時の陽極電圧値は規格センタで４．０ｋＶのマグネトロンである。
【００２７】
図４に示すグラフは、比較のために示した電磁コイル１３ａ、１３ｂを有せず永久磁石１２ａ、１２ｂのみのマグネトロン（図示略）と、図５に示す従来のマグネトロン１及び、図１に示す本実施の形態のマグネトロン１００の各２０台について、マグネトロン組み立て時に６３０Ｖで着磁して、定格発振時の陽極電圧を測定し、陽極電圧値の分布及び低下率で磁気損失評価を行ったものである。
この図に示すように、電磁コイルを有さないマグネトロンと他のマグネタロンとの陽極電圧値を比較すると、従来のマグネトロン１は分布のバラツキが大きく、２０台の平均で１．２％の低下が見られた。これに対し、本実施の形態のマグネトロン１００は、分布並びに低下率のいずれを見ても電磁コイル有さないマグネトロンと殆ど差が見られず、磁気損失を抑制していることが分かる。
【００２８】
このように、本実施の形態のマグネトロン１００によれば、結束部材であるテープ１８が電磁コイル１３ａ，１３ｂとヨーク１１ａ，１１ｂとの間に介在するとともに、テープ１８の厚さ分だけ生じる電磁コイル１３ａ，１３ｂと永久磁石１２ａ，１２ｂとの間の隙間に電気的絶縁性及び耐熱性を有するシリコン材２０を充填した構造を採っているので、電磁コイル１３ａ，１３ｂとヨーク１１ａ，１１ｂとの間の電気的絶縁性を確実に確保することができる。
また、永久磁石１２ａ，１２ｂとヨーク１１ａ，１１ｂとの間にテープ１８が介在しないことから、両者が密着して安定した磁気回路が形成される。これにより、糸１６の太さ分だけ永久磁石とヨークとの間に隙間が生ずる従来のマグネトロン１と比べて磁気損失が抑制されて、マグネトロン定格発振時の陽極電圧値のバラツキ及び低下を最小限に抑えることができる。
【００２９】
更に、上記の実施の形態では、電磁コイル１３ａ，１３ｂとヨーク１１ａ，１１ｂとの間に、電気的絶縁性及び耐熱性の良いシート部材２２を介挿したので、電磁コイル１３ａ，１３ｂとヨーク１１ａ，１１ｂとの間の絶縁性をより確実に確保することができる。
しかし、このシート部材２２を省略して、電磁コイル１３ａ，１３ｂに巻き付けられたテープ１８の厚さ分だけの隙間によって、電磁コイル１３ａ，１３ｂとヨーク１１ａ，１１ｂとの間の電気的絶縁性を確保するようにしても構わない。
【００３０】
また、本実施の形態では、電磁コイル１３ａ，１３ｂを形成するための巻線を束ねるのにテープ１８を用いたが、従来から用いられている糸を用いても構わない。
【００３１】
また、上記実施の形態では、永久磁石１２ａ（１２ｂ）が１枚の１段構造としたが、工業用分野などで使用される高出力マグネトロンのような、永久磁石を数枚重ねて使用する場合も同様の構造を採ることが可能であり、また同様の効果を得ることができる。
【００３２】
また、本実施の形態のマグネトロン１００を高周波加熱機器に用いた場合、マグネトロン定格発振時の陽極電圧値のバラツキ及び低下を最小限に抑えられるので、安定した発振が可能となり、性能及び信頼性の高い高周波加熱機器を提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
電子レンジなどのマグネトロンを使用する全ての用途への適用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の一実施の形態に係るマグネトロンの磁気回路部を含む陽極筒体内部を示す縦断面図である。
【図２】一実施の形態に係るマグネトロンの磁気回路部の外観を示す斜視図である。
【図３】一実施の形態に係るマグネトロンと従来のマグネトロンの違いを説明するための縦断面図である。
【図４】一実施の形態に係るマグネトロンと従来の電磁コイルを有するマグネトロンと従来の電磁コイルを持たないマグネトロンとにおける同一着磁電圧での定格発振時陽極電圧比較結果を示すグラフである。
【図５】従来のマグネトロンの磁気回路部を含む陽極筒体内部を示す縦断面図である。
【図６】従来のマグネトロンの磁気回路部の概観を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００３５】
２  陽極筒体
３，５  磁極片
７  陽極ベイン
３０ａ，３０ｂ  磁気回路部
１１ａ，１１ｂ  ヨーク
１２ａ，１２ｂ  永久磁石
１３ａ，１３ｂ  電磁コイル
１８  テープ
２０  シリコン材
２２  シート部材
１００  マグネトロン
【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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