(57)【要約】【課題】  ラインノイズの低減を図りながらも、コストアップを最小限に抑えることができるマグネトロンを得る。【解決手段】  複数の陽極ベイン１０は、それぞれの陰極３に対向する先端部分を、中央に平坦部１０Ａを有すると共に、該平坦部１０Ａから軸方向の両端部に向かって陽極筒体固着端から先端部までの長さ寸法を徐々に短くしてテーパ状に切込まれたテーパ形状部１０Ｂとする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状の陽極筒体と、
前記陽極筒体の中心軸上に配設される陰極と、
前記陽極筒体の内壁面上に前記陰極に向かって放射状に複数配設され、それぞれの前記陰極と対向する先端部の形状が軸方向の略中央から少なくとも一端部に向かって陽極筒体固着端から先端部までの長さ寸法を徐々に短くするテーパ状に切込まれている陽極ベインと、
を具備することを特徴とするマグネトロン。
【請求項２】
前記各陽極ベインは、先端部分の前記一端部における切込み寸法が０．２５ｍｍ以下に設定されている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】
前記各陽極ベインは、先端部分に軸方向に沿って平行な平坦部を有すると共に、該平坦部の長さ寸法が３ｍｍ以下に設定されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のマグネトロン。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１項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利用装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高周波利用装置等に用いられるマグネトロンの改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、マグネトロンで発生したラインノイズを低減させる技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図１２は、上記の特許文献１で開示されたマグネトロンの陽極筒体内の一部分を示した縦断面図である。図１２において、このマグネトロンは、内側に複数の陽極ベイン２（この図では１枚のみ見えている）が放射状に配置された陽極筒体１の軸心に沿ってコイル状の陰極３が装備されると共に、陰極３の両端部に金属製の円筒体４、５が配置されている。陰極３の入力側の円筒体４は下エンドハット６に固着されており、陰極３の出力側の円筒体５は上エンドハット７に固着されている。これらの円筒体４、５は、それぞれの開口端の位置が陽極ベイン２の先端角部に対応する位置よりもベイン先端の軸方向長さの１／８から１／４の範囲まで内方に各々延長されている。
これらの円筒体４、５は、陰極３から放射された電子の広がりを抑制するものであり、これらを陰極３の両端部に設けたことでラインノイズを低減することができる。
【０００４】
図１３は、実測結果に基づき、陰極３の両端部に円筒体４、５を設けた場合の１ＧＨｚ以下のノイズレベルを示す波形図であり、図１４は、円筒体４、５を設けていない場合の１ＧＨｚ以下のノイズレベルを示す波形図である。これらの図から明らかなように、円筒体４、５を設けた場合は、円筒体４、５を設けなかった場合に較べ、３０ＭＨｚ〜２００ＭＨｚ帯でラインノイズの低減が図れている。
【０００５】
【特許文献１】特公平４−７７４１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記公報による従来のマグネトロンにおいては、ラインノイズ低減のために、陰極の両端部にそれぞれ円筒体を設けているため、これらを設けることで部品点数が増加すること、組み立ての煩雑さにより工数が余計にかかることから、コストアップに繋がるという問題があった。
【０００７】
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、ラインノイズの低減を図りながらも、コストアップの増加を抑えることが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】
【０００８】
上記目的は下記構成により達成される。
（１）  円筒状の陽極筒体と、前記陽極筒体の中心軸上に配設される陰極と、前記陽極筒体の内壁面上に前記陰極に向かって放射状に複数配設され、それぞれの前記陰極と対向する先端部の形状が軸方向の略中央から少なくとも一端部に向かって陽極筒体固着端から先端部までの長さ寸法を徐々に短くするテーパ状に切込まれている陽極ベインと、を具備することを特徴とする。
【０００９】
（２）  上記（１）に記載のマグネトロンにおいて、前記各陽極ベインは、先端部分の前記一端部における切込み寸法が０．２５ｍｍ以下に設定されていることを特徴としてもよい。
【００１０】
（３）  上記（１）または（２）に記載のマグネトロンにおいて、前記各陽極ベインは、先端部分に軸方向に沿って平行な平坦部を有すると共に、該平坦部の長さ寸法が３ｍｍ以下に設定されていることを特徴としてもよい。
（４）  高周波利用装置において、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】
【００１１】
上記のマグネトロンによれば、直交電磁界が保持されている作用空間の軸方向の中央部では、陰極から放出された電子が基本発振のための運動を行い、また磁場が傾きを持つ軸方向の両端部のうち少なくとも一端部では、陽極径が大きくなる（即ち陰極との間の距離が長くなる）ことから基本発振の運動が抑制される。
また、陽極筒体固着端に向かって切込まれた形状にテーパが形成されているので、端部での高周波電界強度は緩やかとなり、シンク領域（不安定領域）と類似した状態となる。これにより、陰極の両端部に円筒体を設けたときと同等のラインノイズの低減が図れる。また、円筒体を必要としない分、部品点数が増加せず、また組み立てのための大幅な工数も要しない。つまり、各陽極ベインの先端部分の形状を加工する工数がかかるのみでラインノイズの低減を最小のコストで実現できる。
【００１２】
上記の高周波利用装置によれば、低ラインノイズの安価なマグネトロンを備えたので、コイルやコンデンサ等のノイズ対策部品が小容量のもので済み、その分、コストダウンが図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の好適な実施の形態に係るマグネトロンを図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明に係るマグネトロンの一実施の形態の陰極周辺を示す縦方向の部分断面図である。なお、この図に示す陰極部分以外は先の図１２と共通するので、同一箇所、同一部分については同じ符号を付して引用する。
【００１４】
図１において、本実施の形態のマグネトロンは、陽極筒体１（図１２参照）の内壁面上に、陰極３に向かって放射状に配設された複数の陽極ベイン（図１では２枚のみ示している）１０を装備しており、各陽極ベイン１０は、その陽極筒体固着端と反対側の先端部分が軸方向の略中央に、軸方向に沿って平行な平坦部１０Ａを有すると共に、平坦部１０Ａから軸方向の両端部（上下端縁）に向かって陽極筒体固着端から先端部までの長さ寸法を徐々に短くするテーパ状に切込まれている。なお、このテーパ状に形成された部分をテーパ形状部１０Ｂと呼ぶ。
陰極３は、陰極支持棒１１と上下エンドハット１２、１３とにより固定され、図１２に示したような円筒体４、５は省略されている。
【００１５】
このような構成のマグネトロンでは、各陽極ベイン１０の先端部分の形状を、中央に平坦部１０Ａを有すると共に、両端部に向かって切込まれたテーパ形状部１０Ｂを形成したことで、直交電磁界が保持されている作用空間軸方向の中央部では、陰極３から放出された電子が基本発振のための運動を行い、また磁場が傾きを持つ軸方向の両端部では、陽極径が大きくなる（即ち陰極３との間の距離が長くなる）ことから基本発振の運動が抑制される。また、テーパ形状部１０Ｂが形成されているので、両端部での高周波電界強度が緩やかになり、シンク領域（不安定領域）と類似した状態となる。これにより、従来例で述べた陰極３の両端部に円筒体４、５（図１２参照）を設けたときと同等のラインノイズの低減が図れる。また、円筒体４、５を必要としない分、部品点数が増加せず、また組み立てのための大幅な工数も要しない。つまり、各陽極ベイン１０の先端部分を加工する工数がかかるのみでラインノイズの低減を最小のコストで実現できる。
【００１６】
ここに、本発明者が行った実験では、ラインノイズのレベルは陽極ベイン１０の平坦部１０Ａの寸法Ｈと、テーパ形状部１０Ｂの切込み寸法Ｄとによって変化することが解かった。
【００１７】
図２は、陽極ベイン１０先端部分の平坦部１０Ａの寸法Ｈと負荷安定度の関係を示したグラフであり、図３は、陽極ベイン１０先端部分のテーパ部１０Ｂの切込み寸法Ｄと負荷安定度の関係を示したグラフである。なお、各グラフとも横軸は寸法（ｍｍ）であり、縦軸は電流値（ｍＡ）である。
平坦部１０Ａの寸法Ｈは、６ｍｍ以下で安定度を示す電流値が略一定の６００ｍＡとなる。また、テーパ形状部１０Ｂの切込み寸法Ｄは、０．１ｍｍ大きくなる毎に安定度を示す電流値が百数十ｍＡ低下する。これらの図から、平坦部１０Ａの寸法Ｈは６ｍｍ以下で、テーパ形状部１０Ｂの切込み寸法Ｄは０．２５ｍｍ以下が好適であると言える。
【００１８】
図４〜図６は、テーパ形状部１０Ｂの切込み寸法Ｄを０．２ｍｍに固定し、平坦部１０Ａの寸法Ｈを変化させたときのノイズレベルを示す波形図である。なお、陽極ベイン１０の軸方向寸法は９．５ｍｍにしてある。図７は、比較のために挙げた、先端部の加工を一切行っていない従来の陽極ベイン２（図１２参照）におけるノイズレベルを示す。なお、いずれも横軸は周波数（ＭＨｚ）であり、縦軸はノイズレベル（ｄＢ）である。
図６に示すように、平坦部１０Ａの寸法Ｈ＝３．１７ｍｍでは、図７の従来よりもノイズが多くなっている。また、図５に示す平坦部１０Ａの寸法Ｈ＝２．３８ｍｍでは、図６の平坦部１０Ａの寸法Ｈ＝３．１７ｍｍよりもノイズが少なくなり、さらに図４の平坦部１０Ａの寸法Ｈ＝１．１９ｍｍでは、図５の平坦部１０Ａの寸法Ｈ＝２．３８ｍｍよりもノイズが少なくなる。これらの結果から考察するに、平坦部１０Ａの寸法Ｈは３ｍｍ以下で低ノイズ化が図れる。
【００１９】
次に、図８は、テーパ形状部１０Ｂの切込み寸法Ｄを０．２ｍｍ、平坦部１０Ａの寸法Ｈを１．１９ｍｍとした時の、各マイクロ波発振周波数帯でのラインノイズの位相（ＶＳＷＲ(Voltage Standing Wave Ratio)＝４）とノイズレベルとの測定結果を示す。図９は、比較のために、先端部の加工を一切行っていない従来の陽極ベイン２（図１２参照）におけるラインノイズの位相とノイズレベルの測定結果を示す。なお、上記の各図において、マイクロ波発振周波数帯は、０．３〜０．５ＭＨｚ、０．５〜５ＭＨｚ、５〜３０ＭＨｚに設定した。
図８に示すように、本発明では、全ての周波数帯でノイズレベルが略３０〜５０ｄＢ内に収まっているが、図９示す従来の陽極ベイン２ではノイズレベルが３５〜６０ｄＢ内にあり、従って、本発明による、ノイズ低減効果が解かる。
【００２０】
以上述べたように、本実施の形態のマグネトロンによれば、複数の陽極ベイン１０それぞれの陰極３に対向する先端部を、中央に平坦部１０Ａを有してテーパ状に形成したので、従来技術における陰極３の両端部に円筒体４、５（図１２参照）を設けたときと同等のラインノイズの低減が得られる。しかも、円筒体４、５が省略されている分、部品点数が増加せず、また組み立てに要する工数がかからないことから、コストアップを最小限に抑えることができる。
【００２１】
また、本実施の形態のマグネトロンを電子レンジに用いた場合、コイルやコンデンサ等のノイズ対策部品が小容量のもので済み、その分、コストダウンが図れる。
【００２２】
なお、上記の実施の形態では、陽極ベイン１０先端部分に平坦部１０Ａを形成したが、既述したとおり、平坦部１０Ａの寸法Ｈは短めにする程、低ノイズ化が図れることから、このような平坦部１０Ａを省略して、つまり、陽極ベイン先端部分は中央部が陰極に向かって突出した山型とすることで、図２に示すように、平坦部１０Ａを設けた場合と同等の負荷安定度を確保しつつ、一層の低ノイズ化を図ることができる。但し、この突出した中央部分で電界集中が生じることとなるため、陽極ベインの劣化は進行する。
【００２３】
図１０及び図１１は、本発明に係るマグネトロンの他の実施の形態の陰極周辺を示す縦方向の部分断面図である。なお、これらの図に示す陽極ベインの先端部形状以外は先の図１に示したマグネトロンと同一であるので省略し、図１と共通する部分には同一の符号を付ける。
【００２４】
図１０において、本実施の形態のマグネトロンは、陽極ベイン２０の先端部分が軸方向の略中央から陰極３の出力側に対向する一端部（上端縁）に向かって、陽極筒体固着端から先端部までの長さ寸法を徐々に短くするテーパ状に切込まれたテーパ形状部２０Ｂに形成され、このテーパ形状部２０Ｂを除く先端部分が軸方向に沿って平行な平坦部２０Ａに設けられている。
【００２５】
一方、図１１において、本実施の形態のマグネトロンは、陽極ベイン３０の先端部分が、上記の実施の形態とは逆の軸方向の略中央から陰極３の入力側に対向する一端部（下端縁）に向かって、陽極筒体固着端から先端部までの長さ寸法を徐々に短くするテーパ状に切込まれたテーパ形状部３０Ｂに形成され、このテーパ形状部３０Ｂを除く先端部分が軸方向に沿って平行な平坦部３０Ａに設けられている。
これらいずれの場合においても、テーパ形状部２０Ｂ、３０Ｂにおいて基本発振の運動を抑制しつつ、高周波電界強度が緩やかにされる。この結果、従来技術に示した陰極３の両端部に円筒体４、５を設けたときと同等のラインノイズの低減が図れる。しかも、円筒体を必要としない分、部品点数が増加せず、また組み立てのための大幅な工数も要しないため、ラインノイズの低減を最小のコストで実現できる。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
電子レンジなどのマグネトロンを使用する用途への適用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明に係わるマグネトロンの一実施の形態による陰極周辺を示す縦方向の部分断面図である。
【図２】図１のマグネトロンの陽極ベイン先端平坦部寸法と負荷安定度との関係を示すグラフである。
【図３】図１のマグネトロンの陽極ベイン切込み部寸法と負荷安定度との関係を示すグラフである。
【図４】マグネトロンの平坦部寸法を変化させたときのノイズレベルを示す波形図である。
【図５】マグネトロンの平坦部寸法を変化させたときのノイズレベルを示す波形図である。
【図６】マグネトロンの平坦部寸法を変化させたときのノイズレベルを示す波形図である。
【図７】従来のマグネトロンのノイズレベルを示す波形図である。
【図８】マグネトロンの異なる周波数帯におけるノイズレベルの測定結果を示すグラフである。
【図９】従来のマグネトロンの異なる周波数帯におけるノイズレベルの測定結果を示すグラフである。
【図１０】本発明に係わるマグネトロンの他の実施の形態による陰極周辺を示す縦方向の部分断面図である。
【図１１】本発明に係わるマグネトロンの更に他の実施の形態による陰極周辺を示す縦方向の部分断面図である。
【図１２】陰極の両端部に円筒体を設けた従来のマグネトロンの陽極筒体内の一部分を示す縦断面である。
【図１３】図１２の従来のマグネトロンにおけるノイズレベルを示す波形図である。
【図１４】図１２で円筒体を設けない従来のマグネトロンにおけるノイズレベルを示す波形図である。
【符号の説明】
【００２８】
１  陽極筒体
３  陰極
１０，２０，３０  陽極ベイン
１０Ａ，２０Ａ，３０Ａ  平坦部
１０Ｂ，２０Ｂ，３０Ｂ  テーパ形状部
１１  陰極支持棒
１２  上エンドハット
１３  下エンドハット
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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