(57)【要約】【課題】  １００ｋＨｚ〜２００ＭＨｚ帯のラインノイズの低減を図る以外に、１ＧＨｚ以下の広帯域に亘って空間波ノイズも低減できるマグネトロンを得る。【解決手段】  マグネトロンは、陰極３の入力側に位置する下エンドハット１２に連続して陰極端部周囲を軸線方向に沿って覆う金属製の円筒体１３が設けられている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のベインが放射状に配設されてなる円筒状の陽極筒体と、
前記陽極筒体の中心軸上に陰極支持棒によって配設される陰極と、
前記陰極を軸線方向に挟持する前記陰極支持棒上の位置に設けられた２つのエンドハットと、
を具備するマグネトロンにおいて、
前記エンドハットに連続し前記陰極の片側端部周囲を軸線方向に沿って覆う金属製の円筒体を具備したことを特徴とするマグネトロン。
【請求項２】
前記円筒体は、前記陰極の入力側に設けられ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】
前記円筒体の外径がφ５．８ｍｍ以下、好ましくはφ４．７〜φ５．４ｍｍに設定されている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】
前記円筒体は、前記エンドハットと一体成型されたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のマグネトロン。
【請求項５】
請求項１から請求項４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１０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。このマグネトロンは、内側に複数のベイン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、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、マグネトロンがこれらの円筒体４、５を装備していることにより、３０ＭＨｚ〜２００ＭＨｚ帯のラインノイズを著しく低減することができる。
【０００４】
なお、図１１は、本発明者等が実測した、これらの円筒体４、５を全く設けていない従来品での１ＧＨｚ以下のノイズレベルを示す波形図である。確かに、円筒体を全く設けていない従来品にあっては、ノイズが２００ＭＨｚ以下でとりわけ大きく、その点で特許文献１に記載あるように、３０ＭＨｚ〜２００ＭＨｚ帯のラインノイズの低減は有意義であることが分かる。
【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】
ところが、特許文献１に開示された技術では、３０ＭＨｚ〜２００ＭＨｚ帯のラインノイズは低減させることができたものの、２００ＭＨｚ以上では寧ろ空間波ノイズが悪化する傾向にあった。また、上記の特許文献１に開示された技術では、各円筒体４、５はエンドハット６、７に固着されていたものの、エンドハット６、７とはそれぞれ別体品であることから、部品点数を増加させると共に、組立て寸法の精度確保が困難になるという問題があった。
【０００７】
本発明は、前述した問題点を解決するべく、上記知見に鑑みてなされたものであり、その目的は、１００ｋＨｚ〜２００ＭＨｚ帯のラインノイズ低減は勿論のこと、１ＧＨｚ以下の広帯域に亘って空間波ノイズも同時に低減でき、しかも、部品点数の増加を最小限に抑えて組立て寸法の精度を十分に確保す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）  複数のベインが放射状に配設されてなる円筒状の陽極筒体と、前記陽極筒体の中心軸上に陰極支持棒によって配設された陰極と、前記陰極を軸線方向に挟持する前記陰極支持棒上の位置に設けられた２つのエンドハットと、を具備するマグネトロンにおいて、前記エンドハットに連続し前記陰極の片側端部周囲を軸線方向に沿って覆う金属製の円筒体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、前記円筒体は、前記陰極の入力側に設けられることを特徴としてもよい。
【００１０】
（３）  上記（１）又は（２）に記載のマグネトロンにおいて、前記円筒体の外径がφ５．８ｍｍ以下、好ましくはφ４．７〜φ５．４ｍｍに設定されていることを特徴としてもよい。
【００１１】
（４）  上記（１）〜（３）のいずれか１項に記載のマグネトロンにおいて、前記円筒体は、前記エンドハットと一体成型されたことを特徴としてもよい。
【００１２】
（５）  高周波利用装置において、上記（１）から（４）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】
【００１３】
上記（１）に記載のマグネトロンによれば、陰極の片側端部周囲を金属製の円筒体で覆うことで、１００ｋＨｚ〜２００ＭＨｚ帯のラインノイズのみならず、１ＧＨｚ以下の広帯域に亘って空間波ノイズも同時に低減できる。また、陰極の両端夫々に円筒体を設ける従来のマグネトロンと異なり、１つの円筒体で済むので、部品点数の増加を少なく抑えることができるとともに、組立て寸法の精度を十分に確保することができる。
【００１４】
上記（２）に記載のマグネトロンによれば、円筒体を陰極の入力側に設けることで、陰極の出力側に設ける場合と比べてラインノイズと空間波ノイズを大幅に低減できる。
【００１５】
上記（３）に記載のマグネトロンによれば、円筒体の外径をブリリアン径より小さい所定径に設定したことで、ラインノイズ帯だけでなく空間波ノイズ帯も低減することができる。
【００１６】
上記（４）に記載のマグネトロンによれば、円筒体をエンドハットと一体成型することで、部品点数を最小限に抑えることできると共に、組立て寸法の精度を十分に確保することができる。
【００１７】
上記（５）に記載の高周波利用装置によれば、低ノイズ化が図れるので、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】
【００１８】
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、本発明に係わるマグネトロンの一実施の形態の陰極部分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１０の従来のマグネトロンと同一であるので省略し、また図１０と共通する部分には同一の符号を付けるものとする。
【００１９】
図１において、本実施の形態のマグネトロンは、陰極支持棒１０で支持されたコイル状の陰極３の片側端部周囲を軸線方向に沿って覆う金属製の円筒体１３を備えている。特に、本実施の形態では、円筒体１３は、陰極３を上下から挟持する２つのエンドハット１１、１２のうち、陰極３の入力側に位置する下エンドハット１２と一体に成型されている。
円筒体１３はその開口端が、軸方向寸法を９．５ｍｍに設定してある陽極ベイン２の端部よりも内方側に位置して、陰極３の電子放出部（フィラメント露出部）が５．８５ｍｍとなる長さに設定されると共に、その外径寸法が、ノイズ低減効果に大きく関与しているとの知見に基づいて、今日の一般的なマグネトロンにおけるブリリアン(Brillouin)径（約φ６ｍｍ強）よりも小さいφ５．１ｍｍに設定されている。
このような円筒体１３を陰極３の片側端部にのみ設けることで、空間電荷層における荷電粒子の運動を抑制しつつ、ブリリアン領域を超える範囲での電子束への影響を減らすことが可能となり、従来技術に示された円筒体を陰極の両側に設ける場合よりもラインノイズ、空間波ノイズ、高調波に至る広い範囲におけるノイズの低減が図れる。また、両側に設ける場合よりも部品点数が削減でき、且つ、組立て寸法の精度を十分に確保することが可能となる。
【００２０】
このように、円筒体１３を陰極３の片側にのみ設け、とりわけ陰極３の入力側に円筒体１３を設けたことで、両側それぞれに設ける場合と比べて、１００ｋＨｚ〜２００ＭＨｚ帯のラインノイズの低減は勿論のこと、１ＧＨｚ以下の広帯域に亘って空間波ノイズも同時に低減できるようになる。
【００２１】
ここで、本発明者等が実証のため行った、マイクロ波発振信号を測定した実験結果を示す。
図２は、本実施の形態である、円筒体１３を陰極３の入力側に位置する下エンドハット１２にのみ設けた場合の１ＧＨｚ以下のノイズレベルを示す波形図であり、図３は円筒体１３の外径とノイズレベルの関係を示す図である。
図２から明らかなように、本実施の形態の場合、先の図１１に示した円筒体を全く設けていない従来品と比較して、１ＧＨｚ以下の広帯域に亘って空間波ノイズが低減している。
一方、外径に関しては、図３から明らかなように、３０ＭＨｚ以下のノイズレベルに対しては、外径φ５．１ｍｍ以上でノイズ低減の効果を確認できる。また、３００ＭＨｚ以下、或いは１ＧＨｚ以下のノイズレベルに対しては、外径φ６ｍｍ以上ではノイズが増大して好ましくないことが確認された。これら測定結果から、３０ＭＨｚ以下のノイズレベルを低減しつつ、１ＧＨｚ以下のノイズレベルが従来品と同等となる外径は、φ５．８ｍｍ以下、好ましくはφ４．７〜φ５．４ｍｍに設定されれば、ラインノイズ帯だけでなく空間波ノイズ帯も低減できることが分かる。
【００２２】
また、図４は、本実施の形態である、円筒体１３を陰極３の入力側に位置する下エンドハット１２に設けた場合の基本波帯のノイズレベルを示す波形図であり、図５は、比較のために示した、円筒体を全く設けていない従来品における基本波帯のノイズレベルを示す波形図である。また、図６は、図４と同じ本実施の形態の場合の高調波帯のノイズレベルを示す波形図であり、図７は、比較のために示した、円筒体を全く設けていない従来品における高調波帯のノイズレベルを示す波形図である。
【００２３】
これらの図からも分かるように、本実施の形態の場合、基本波帯では２．４ＧＨｚ前後でノイズレベルが低減しており、また高調波帯ではピーク値は略変わらないものの全体に亘ってノイズが低減している。すなわち、陰極３の片側端部に円筒体１３を設けることで、１００ｋＨｚ〜２００ＭＨｚ帯のラインノイズの低減は勿論のこと、１ＧＨｚ以下の広帯域に亘って空間波ノイズ及びその他高調波帯に至る広い範囲におけるノイズも同時に低減することが可能となった。
【００２４】
このように、本実施の形態のマグネトロンによれば、陰極３の入力側に位置する下エンドハット１２の端部に金属製の円筒体１３を設けたことで、しかも、この円筒体１３の外径寸法を一般的なマグネトロンのブリリアン径よりも小さいφ５．１ｍｍとしたことで、１００ｋＨｚ〜２００ＭＨｚ帯のラインノイズの低減は勿論のこと、１ＧＨｚ以下の広帯域に亘って空間波ノイズ及びその他高調波帯に至る広い範囲におけるノイズも同時に低減できる。また、この円筒体１３を下エンドハット１２と一体成型したので、部品点数を最小限に抑えることできると共に、組立て寸法の精度を十分に確保することができる。
【００２５】
また、本実施の形態のマグネトロンを電子レンジ等の高周波利用装置に用いた場合、低ノイズ化が図れることから、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。
【００２６】
なお、上記実施の形態では、円筒体１３を下エンドハット１２と一体成型したが、別体としても構わない。この場合は部品点数が増加する点で不利はあるが、円筒体１３を従来品のマグネトロンにそのまま使用でき。従来のマグネトロンでもノイズの低減を図ることができる。
【００２７】
図８は、本発明に係わるマグネトロンの他の実施の形態の陰極部分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前述した図１０の従来のマグネトロンと同一であるので省略し、また図１０と共通する部分には同一の符号を付ける。
【００２８】
図８において、本実施の形態のマグネトロンは、陰極３の片側端部周囲を軸線方向に沿って覆う金属製の円筒体（筒状部）１４を備えており、特に、円筒体１４の陰極３に対する取り付け位置を、先の実施の形態とは逆の出力側の上エンドハット１１に設けたものである。また、円筒体１４は上エンドハット１１と一体に成型されている。
【００２９】
陰極３の上エンドハット１１側の端部に円筒体１４を設けても先の実施の形態と同様に１ＧＨｚ以下の広帯域に亘って空間波ノイズを低減できる。また、円筒体１４を上エンドハット１１と一体成型したことで部品点数を最小限に抑えることできるとともに、組立て寸法の精度を十分に確保することができる。
【００３０】
図９は、本実施の形態である陰極３の上エンドハット１１側にのみ円筒体１４を設けた場合の１００ｋＨｚ〜１ＧＨｚ帯のノイズレベルを示す波形図である。図１１に示した円筒体を全く設けていない従来品の場合と比べて１ＧＨｚ以下の広帯域に亘って空間波ノイズが低減しているのが分かる。すなわち、陰極３の上エンドハット１１側にのみ円筒体１４を設けても、１００ｋＨｚ〜２００ＭＨｚ帯のラインノイズの低減は勿論のこと、１ＧＨｚ以下の広帯域に亘って空間波ノイズも同時に低減することが可能となる。
【００３１】
このように、本実施の形態のマグネトロンによれば、陰極３の上エンドハット１１側の端部に金属製の円筒体１４を設けても、円筒体を全く設けていない従来品や、円筒体１３，１４と同等のものを陰極３の両側に設けた場合よりも１００ｋＨｚ〜２００ＭＨｚ帯のラインノイズの低減は勿論のこと、１ＧＨｚ以下の広帯域に亘って空間波ノイズも同時に低減することができる。
なお、本実施の形態のように円筒体１４を上エンドハット１１側に設けた場合は、図２に示した先の実施の形態の円筒体１３を下エンドハット１２側に設けた場合と較べて、ノイズレベルが若干増大する。
また、本実施の形態においても、円筒体１４を上エンドハット１１と一体成型したので、部品点数を最小限に抑えることできるとともに、組立て寸法の精度を十分に確保することができる。
【００３２】
また、本実施の形態のマグネトロンを電子レンジ等の高周波利用装置に用いた場合も上記同様に低ノイズ化が図れることから、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。
【００３３】
なお、この実施の形態では、円筒体１４を上エンドハット１１と一体成型したが、別体としても構わない。この場合は部品点数が増加する点で不利であるが、円筒体１４を従来品のマグネトロンにそのまま使用でき。従来のマグネトロンでもノイズの低減を図ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
電子レンジ等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】
【００３５】
【図１】本発明に係わるマグネトロンの一実施の形態を示す部分断面図である。
【図２】図１のマグネトロンにおける１ＧＨｚ以下のノイズレベルを示す波形図である。
【図３】円筒体の外径を変えた時のノイズレベルの変化を示す図である。
【図４】図１のマグネトロンにおける基本波帯のノイズレベルを示す波形図である。
【図５】円筒体を設けていない従来品における基本波帯のノイズレベルを示す波形図である。
【図６】図１のマグネトロンにおける高調波帯のノイズレベルを示す波形図である。
【図７】円筒体を設けていない従来品における高調波帯のノイズレベルを示す波形図である。
【図８】本発明に係わるマグネトロンの他の実施の形態を示す部分断面図である。
【図９】図８のマグネトロンにおける１ＧＨｚ以下のノイズレベルを示す波形図である。
【図１０】従来の陰極端部の入出力側に円筒体を設けたマグネトロンの陽極筒体内部の一部分を示す縦断面図である。
【図１１】円筒体を全く設けていない従来品における１ＧＨｚ以下のノイズレベルを示す波形図である。
【符号の説明】
【００３６】
２    陽極ベイン
３    陰極
１０  陰極支持棒
１１、１２  エンドハット
１３、１４  円筒体
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
2006049119.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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