(57)【要約】【課題】体積減少及び生産単価の節減をなし、永久磁石の熱的減磁による性能低下を抑制するマグネトロンと、このマグネトロンを採用する電子レンジ及び高周波加熱装置を提供する。【解決手段】前記マグネトロンは、多数の共振回路を形成する環状の陽極部と、前記陽極部から所定空間をおいて離隔され、前記陽極部の軸心に配置される陰極部と、前記陽極部の側面に設けられる少なくとも一つの永久磁石と、前記少なくとも一つの永久磁石から発生される磁束を前記所定空間に誘導する磁束誘導ユニットとを含んでなり、前記電子レンジ及び高周波加熱装置は前記構成のマグネトロンを備えている。【選択図】図３
2004193104.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多数の共振回路を形成する環状の陽極部と、
前記陽極部から所定空間をおいて離隔され、前記陽極部の軸心に配置される陰極部と、
前記陽極部の側面に設けられる少なくとも一つの永久磁石と、
前記少なくとも一つの永久磁石から発生される磁束を前記所定空間に誘導する磁束誘導ユニットと
を含んでなることを特徴とするマグネトロン。
【請求項２】
前記少なくとも一つの永久磁石は、前記陽極部から所定間隔で離隔さ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】
前記磁束誘導ユニットは、前記所定空間の上部に磁束を誘導する上部磁束誘導部と、前記所定空間の下部に磁束を誘導する下部磁束誘導部とを含む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４】
前記少なくとも一つの永久磁石、前記上部磁束誘導部、及び前記下部磁束誘導部は、この順又は逆順で閉磁気回路を形成することを特徴とする請求項３に記載のマグネトロン。
【請求項５】
前記上部磁束誘導部は、前記所定空間の上部に磁束を誘導する上部磁極片、及び前記永久磁石を前記上部磁極片に磁気的に連結する上部ヨークからなり、
前記下部磁束誘導部は、前記所定空間の下部に磁束を誘導する下部磁極片、及び前記永久磁石を前記下部磁極片に磁気的に連結する下部ヨークからなることを特徴とする請求項３に記載のマグネトロン。
【請求項６】
前記少なくとも一つの永久磁石、前記上部ヨーク、前記上部磁極片、前記下部磁極片、及び前記下部ヨークは、この順又は逆順で閉磁気回路を形成することを特徴とする請求項５に記載のマグネトロン。
【請求項７】
多数の共振回路を形成する環状の陽極部と、
前記陽極部から所定空間をおいて離隔され、前記陽極部の軸心に配置される陰極部と、
前記所定空間に印加されるように磁束を発生させる少なくとも一つの永久磁石と、
前記所定空間の上下部に磁束を誘導する上部及び下部磁極片と、
前記永久磁石を前記上部及び下部磁極片に磁気的に連結する上部及び下部ヨークと
を含んでなり、
前記少なくとも一つの永久磁石、前記上部ヨーク、前記上部磁極片、前記下部磁極片、及び前記下部ヨークは、この順又は逆順で閉磁気回路を形成することを特徴とするマグネトロン。
【請求項８】
前記少なくとも一つの永久磁石は、前記陽極部から所定間隔で離隔されることを特徴とする請求項７に記載のマグネトロン。
【請求項９】
多数の共振回路を形成する環状の陽極部と、
前記陽極部から所定空間をおいて離隔され、前記陽極部の軸心に配置される陰極部と、
前記陽極部の側面に所定間隔で離隔して設けられ、前記所定空間に印加される磁束を発生させる少なくとも一つの永久磁石と、
前記少なくとも一つの永久磁石から発生される磁束を前記所定空間に誘導する磁束誘導ユニットと
を含んでなることを特徴とするマグネトロン。
【請求項１０】
前記磁束誘導ユニットは、前記所定空間の上部に磁束を誘導する上部磁束誘導部と、前記所定空間の下部に磁束を誘導する下部磁束誘導部とを含むことを特徴とする請求項９に記載のマグネトロン。
【請求項１１】
前記上部磁束誘導部は、前記所定空間の上部に磁束を誘導する上部磁極片、及び前記永久磁石を前記上部磁極片に磁気的に連結する上部ヨークからなり、
前記下部磁束誘導部は、前記所定空間の下部に磁束を誘導する下部磁極片、及び前記永久磁石を前記下部磁極片に磁気的に連結する下部ヨークからなることを特徴とする請求項１０に記載のマグネトロン。
【請求項１２】
多数の共振回路を形成する環状の陽極部と、
前記陽極部から所定空間をおいて離隔され、前記陽極部の軸心に配置され、熱電子を放出する陰極部と、
前記陽極部の側面に設けられる少なくとも一つの永久磁石と、
前記永久磁石から発生される磁束を前記所定空間の上下部にそれぞれ誘導する上部及び下部磁極片と、
前記少なくとも一つの永久磁石を前記上部及び下部磁極片にそれぞれ磁気的に連結し、前記永久磁石の上部及び下部をそれぞれ覆う上部及び下部ヨークと、
前記永久磁石を前記上部及び下部ヨークに付着する付着ユニットと
を含んでなることを特徴とするマグネトロン。
【請求項１３】
前記付着ユニットは、
前記上部及び下部ヨークにそれぞれ形成される付着孔と、
前記永久磁石にそれぞれ形成される通孔と、
前記付着孔及び前記通孔を通過して前記永久磁石を前記上部及び下部ヨークに付着するリベット又はボルトと
を含むことを特徴とする請求項１２に記載のマグネトロン。
【請求項１４】
前記リベット又は、ボルトは非磁性体又は常磁性体からなることを特徴とする請求項１３に記載のマグネトロン。
【請求項１５】
前記常磁性体は、アルミニウム又は銅であることを特徴とする請求項１４に記載のマグネトロン。
【請求項１６】
前記上部ヨークの一つ以上の側端部には、前記マグネトロンを対象物に付着するため、前記少なくとも一つの永久磁石の外側面より突出する少なくとも一つの装着タブが設けられることを特徴とする請求項１５に記載のマグネトロン。
【請求項１７】
前記少なくとも一つの永久磁石は、前記上部及び下部ヨークの外側端部より突出するか又は一致する外側面を有することを特徴とする請求項１２に記載のマグネトロン。
【請求項１８】
前記少なくとも一つの永久磁石は、分極方向が前記軸心方向に平行することを特徴とする請求項１２に記載のマグネトロン。
【請求項１９】
前記少なくとも一つの永久磁石は、同一の分極方向を有する多数の磁石を含むことを特徴とする請求項１２に記載のマグネトロン。
【請求項２０】
多数の共振回路を形成する環状の陽極部と、
前記陽極部から所定空間をおいて離隔され、前記陽極部の軸心に配置され、熱電子を放出する陰極部と、
前記陽極部の側面に、前記マグネトロンの軸心方向に前記陽極部より長くように設けられる少なくとも一つの永久磁石と、
前記少なくとも一つの永久磁石から発生される磁束を前記所定空間に誘導する磁束誘導ユニットと
を含んでなることを特徴とするマグネトロン。
【請求項２１】
前記磁束誘導ユニットは、前記所定空間の上部に磁束を誘導する上部磁束誘導部と、
前記所定空間の下部に磁束を誘導する下部磁束誘導部と
を含むことを特徴とする請求項２０に記載のマグネトロン。
【請求項２２】
前記上部磁束誘導部は、前記所定空間の上部に磁束を誘導する上部磁極片、及び前記少なくとも一つの永久磁石を前記上部磁極片に磁気的に連結する上部ヨークからなり、
前記下部磁束誘導部は、前記所定空間の下部に磁束を誘導する下部磁極片、及び前記少なくとも一つの永久磁石を前記下部磁極片に磁気的に連結する下部ヨークからなることを特徴とする請求項２１に記載のマグネトロン。
【請求項２３】
内部に置かれた飲食物を調理する調理室と、
前記飲食物を加熱する加熱ユニットであって、多数の共振回路を形成する環状の陽極部、前記陽極部から所定空間をおいて離隔され、前記陽極部の軸心に配置され、熱電子を放出する陰極部、前記陽極部の側面に設けられる少なくとも一つの永久磁石、及び前記少なくとも一つの永久磁石から発生される磁束を前記所定空間に誘導する磁束誘導ユニットを有するマグネトロンを含む加熱ユニットと、
前記加熱ユニットにより生成される熱の量を制御する制御部と
を含んでなることを特徴とする電子レンジ。
【請求項２４】
多数の共振回路を形成する環状の陽極部と、
前記陽極部から空間をおいて離隔され、前記陽極部の軸心に配置され、熱電子を放出する陰極部と、
前記陽極部の側面に設けられる少なくとも一つの永久磁石と、
前記少なくとも一つの永久磁石から発生される磁束を前記空間に誘導する磁束誘導ユニットと
を含んでなることを特徴とするマグネトロン。
【請求項２５】
前記少なくとも一つの永久磁石は、前記陽極部から間隔で離隔されることを特徴とする請求項２４に記載のマグネトロン。
【請求項２６】
前記磁束誘導ユニットは、前記空間の上部に磁束を誘導する上部磁束誘導部と、前記空間の下部に磁束を誘導する下部磁束誘導部とを含むことを特徴とする請求項２４に記載のマグネトロン。
【請求項２７】
前記少なくとも一つの永久磁石、前記上部磁束誘導部、前記空間、及び前記下部磁束誘導部は、この順又は逆順で閉磁気回路を形成することを特徴とする請求項２６に記載のマグネトロン。
【請求項２８】
前記上部磁束誘導部は、前記空間の上部に磁束を誘導する上部磁極片、及び前記永久磁石を前記上部磁極片に磁気的に連結する上部ヨークからなり、
前記下部磁束誘導部は、前記空間の下部に磁束を誘導する下部磁極片、及び前記永久磁石を前記下部磁極片に磁気的に連結する下部ヨークからなることを特徴とする請求項２６に記載のマグネトロン。
【請求項２９】
前記少なくとも一つの永久磁石、前記上部ヨーク、前記上部磁極片、前記空間、前記下部磁極片、及び前記下部ヨークは、この順又は逆順で閉磁気回路を形成することを特徴とする請求項２８に記載のマグネトロン。
【請求項３０】
内部に置かれた飲食物を調理する調理室と、
前記飲食物を加熱する加熱ユニットであって、多数の共振回路を形成する環状の陽極部、前記陽極部から空間をおいて離隔され、前記陽極部の軸心に配置され、熱電子を放出する陰極部、前記陽極部の側面に設けられる少なくとも一つの永久磁石、及び前記少なくとも一つの永久磁石から発生される磁束を前記空間に誘導する磁束誘導ユニットを有するマグネトロンを含む加熱ユニットと、
前記加熱ユニットにより生成される熱の量を制御する制御部と
を含んでなることを特徴とする電子レンジ。
【請求項３１】
陽極部が陰極部の周囲に環状に配置されて多数の共振回路を形成し、陰極部が前記陽極部から空間を置いて離隔されてなる同心状の陰極部−陽極部対と、
前記陽極部の側面に設けられる少なくとも一つの永久磁石と、
前記少なくとも一つの永久磁石により発生される磁束を前記空間に誘導する磁束誘導ユニットと
を含んでなることを特徴とするマグネトロン。
【請求項３２】
前記少なくとも一つの永久磁石は、前記陽極部から所定間隔で離隔されることを特徴とする請求項３１に記載のマグネトロン。
【請求項３３】
前記磁束誘導ユニットは、
前記空間の上部に磁束を誘導する上部磁束誘導部と、
前記空間の下部に磁束を誘導する下部磁束誘導部と
を含むことを特徴とする請求項３１に記載のマグネトロン。
【請求項３４】
前記少なくとも一つの永久磁石、前記上部磁束誘導部、前記空間、及び前記下部磁束誘導部は、この順又は逆順で閉磁気回路を形成することを特徴とする請求項３３に記載のマグネトロン。
【請求項３５】
前記上部磁束誘導部は、前記空間の上部に磁束を誘導する上部磁極片、及び前記少なくとも一つの永久磁石を前記上部磁極片に磁気的に連結する上部ヨークからなり、
前記下部磁束誘導部は、前記所定空間の下部に磁束を誘導する下部磁極片、及び前記永久磁石を前記下部磁極片に磁気的に連結する下部ヨークからなることを特徴とする請求項３３に記載のマグネトロン。
【請求項３６】
前記少なくとも一つの永久磁石、前記上部ヨーク、前記上部磁極片、前記下部磁極片、及び前記下部ヨークは、この順又は逆順で閉磁気回路を形成することを特徴とする請求項３５に記載のマグネトロン。
【請求項３７】
内部に置かれた飲食物を調理する調理室と、
前記飲食物を加熱する加熱ユニットであって、陽極部が陰極部の周囲に環状に配置されて多数の共振回路を形成し、陰極部が前記陽極部から空間を置いて離隔されてなる同心状の陰極部−陽極部対、前記陽極部の側面に設けられる少なくとも一つの永久磁石、及び前記少なくとも一つの永久磁石により発生される磁束を前記空間に誘導する磁束誘導ユニットを有するマグネトロンを含む加熱ユニットと、
前記加熱ユニットにより生成される熱の量を制御する制御部と
を含んでなることを特徴とする電子レンジ。
【請求項３８】
内部に置かれた飲食物を調理する調理室と、
前記飲食物を加熱する加熱ユニットであって、多数の共振回路を形成する環状の陽極部、前記陽極部の軸心に配置され、熱電子を放出する陰極部、前記陽極部と前記陰極部間に形成される作用空間、前記作用空間に印加される磁束を発生する少なくとも一つの永久磁石、前記作用空間の上部及び下部にそれぞれ磁束を誘導する上部及び下部磁極片、及び前記永久磁石を前記上部及び下部磁極片にそれぞれ磁気的に連結する上部及び下部ヨークを有するマグネトロンを含む加熱ユニットと、
前記加熱ユニットにより生成される熱の量を制御する制御部と
を含んでなり、
前記少なくとも一つの永久磁石、前記上部ヨーク、前記上部磁極片、前記作用空間、前記下部磁極片、及び前記下部ヨークは、この順又は逆順で閉磁気回路を形成することを特徴とする電子レンジ。
【請求項３９】
内部に置かれた飲食物を調理する調理室と、
前記飲食物を加熱する加熱ユニットであって、多数の共振回路を形成する環状の陽極部、前記陽極部の軸心に配置され、熱電子を放出する陰極部、前記陽極部と前記陰極部間に形成される作用空間、前記陽極部の側面に前記陽極部から所定間隔で離隔され、前記作用空間に印加される磁束を発生する少なくとも一つの永久磁石、及び前記少なくとも一つの永久磁石により発生される磁束を前記作用空間に誘導する磁束誘導ユニットを有するマグネトロンを含む加熱ユニットと、
前記加熱ユニットにより生成される熱の量を制御する制御部と
を含んでなることを特徴とする電子レンジ。
【請求項４０】
内部に置かれた飲食物を調理する調理室と、
前記飲食物を加熱する加熱ユニットであって、多数の共振回路を形成する環状の陽極部、前記陽極部の軸心に配置され、熱電子を放出する陰極部、前記陽極部と前記陰極部間に形成される作用空間、前記陽極部の側面に設けられる少なくとも一つの永久磁石、前記永久磁石により発生される磁束を前記作用空間の上部及び下部にそれぞれ誘導する上部及び下部磁極片、前記少なくとも一つの永久磁石を前記上部及び下部磁極片にそれぞれ磁気的に連結し、前記永久磁石の上部及び下部をそれぞれ覆う上部及び下部ヨーク、及び前記永久磁石を前記上部及び下部ヨークに付着する付着ユニットを有するマグネトロンを含む加熱ユニットと、
前記加熱ユニットにより生成される熱の量を制御する制御部と
を含んでなることを特徴とする電子レンジ。
【請求項４１】
内部に置かれた飲食物を調理する調理室と、
前記飲食物を加熱する加熱ユニットであって、多数の共振回路を形成する環状の陽極部、前記陽極部の軸心に配置され、熱電子を放出する陰極部、前記陽極部と前記陰極部間に形成される作用空間、前記陽極部の側面に、マグネトロンの軸心方向に前記陽極部より長く設けられる少なくとも一つの永久磁石、及び前記少なくとも一つの永久磁石により発生される磁束を前記作用空間に誘導する磁束誘導ユニットを有するマグネトロンを含む加熱ユニットと、
前記加熱ユニットにより生成される熱の量を制御する制御部と
を含んでなることを特徴とする電子レンジ。
【請求項４２】
多数の共振回路を形成する環状の陽極部、前記陽極部から空間を置いて離隔され、前記陽極部の軸心に配置され、熱電子を放出する陰極部、前記陽極部の側面に設けられる少なくとも一つの永久磁石、及び前記少なくとも一つの永久磁石により発生される磁束を前記空間に誘導する磁束誘導ユニットを有し、高周波粒子ビームを発生させるマグネトロンを含む高周波粒子加速ユニットと、
前記高周波粒子ビームの強度を制御する制御部と
を含んでなることを特徴とする高周波装置。
【請求項４３】
前記高周波装置は、高周波加熱装置、粒子加速器、及びレーダーユニットのなかの一つであることを特徴とする請求項４２に記載の高周波装置。
【請求項４４】
陽極部が陰極部の周囲に環状に配置されて多数の共振回路を形成し、陰極部が前記陽極部から空間を置いて離隔されてなる同心状の陰極部−陽極部対、前記陽極部の側面に設けられる少なくとも一つの永久磁石、及び前記少なくとも一つの永久磁石により発生される磁束を前記空間に誘導する磁束誘導ユニットを有し、高周波粒子ビームを発生させるマグネトロンを含む高周波粒子加速ユニットと、
前記高周波粒子ビームの強度を制御する制御部と
を含んでなることを特徴とする高周波装置。
【請求項４５】
前記高周波装置は、高周波加熱装置、粒子加速器、及びレーダーユニットのなかの一つであることを特徴とする請求項４４に記載の高周波装置。
【請求項４６】
多数の共振回路を形成する環状の陽極部、前記陽極部の軸心に配置され、熱電子を放出する陰極部、前記陽極部と前記陰極部間に形成される作用空間、前記作用空間に印加される磁束を発生させる少なくとも一つの永久磁石、前記作用空間の上部及び下部にそれぞれ磁束を誘導する上部及び下部磁極片、及び前記永久磁石を前記上部及び下部磁極片にそれぞれ磁気的に連結する上部及び下部ヨークを有し、高周波粒子ビームを発生するマグネトロンを含む高周波粒子加速ユニットと、
前記高周波粒子ビームの強度を制御する制御部と
を含んでなり、
前記少なくとも一つの永久磁石、前記上部ヨーク、前記上部磁極片、前記作用空間、前記下部磁極片、及び前記下部ヨークは、この順又は逆順で閉磁気回路を形成することを特徴とする高周波装置。
【請求項４７】
前記高周波装置は、高周波加熱装置、粒子加速器、及びレーダーユニットのなかの一つであることを特徴とする請求項４６に記載の高周波装置。
【請求項４８】
多数の共振回路を形成する環状の陽極部、前記陽極部の軸心に配置され、熱電子を放出する陰極部、前記陽極部と前記陰極部間に形成される作用空間、前記陽極部の側面に前記陽極部から所定間隔で設けられ、前記作用空間に印加される磁束を発生させる少なくとも一つの永久磁石、及び前記少なくとも一つの永久磁石により発生される磁束を前記作用空間に誘導する磁束誘導ユニットを有し、高周波粒子ビームを発生させるマグネトロンを含む高周波粒子加速ユニットと、
前記高周波粒子ビームの強度を制御する制御部と
を含んでなることを特徴とする高周波装置。
【請求項４９】
前記高周波装置は、高周波加熱装置、粒子加速器、及びレーダーユニットのなかの一つであることを特徴とする請求項４８に記載の高周波装置。
【請求項５０】
多数の共振回路を形成する環状の陽極部、前記陽極部の軸心に配置され、熱電子を放出する陰極部、前記陽極部と前記陰極部間に形成される作用空間、前記陽極部の側面に設けられる少なくとも一つの永久磁石、前記永久磁石により発生される磁束を前記作用空間の上部及び下部にそれぞれ誘導する上部及び下部磁極片、前記少なくとも一つの永久磁石を前記上部及び下部磁極片にそれぞれ磁気的に連結し、前記永久磁石の上部及び下部をそれぞれ覆う上部及び下部ヨーク、及び前記永久磁石を前記上部及び下部ヨークに付着する付着ユニットを有し、高周波粒子ビームを発生させるマグネトロンを含む高周波粒子加速ユニットと、
前記高周波粒子ビームの強度を制御する制御部と
を含んでなることを特徴とする高周波装置。
【請求項５１】
前記高周波装置は、高周波加熱装置、粒子加速器、及びレーダーユニットのなかの一つであることを特徴とする請求項５０に記載の高周波装置。
【請求項５２】
多数の共振回路を形成する環状の陽極部、前記陽極部の軸心に配置され、熱電子を放出する陰極部、前記陽極部と前記陰極部間に形成される作用空間、前記陽極部の側面に、前記マグネトロンの軸心方向に前記陽極部より長く設けられる少なくとも一つの永久磁石、及び前記少なくとも一つの永久磁石により発生される磁束を前記作用空間に誘導する磁束誘導ユニットを有し、高周波粒子ビームを発生させるマグネトロンを含む高周波粒子加速ユニットと、
前記高周波粒子ビームの強度を制御する制御部と
を含んでなることを特徴とする高周波装置。
【請求項５３】
前記高周波装置は、高周波加熱装置、粒子加速器、及びレーダーユニットのなかの一つであることを特徴とする請求項５２に記載の高周波装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はマグネトロン、電子レンジ及び高周波加熱装置に係り、より詳しくはマグネトロンの作用空間に磁束を印加させる磁石の配置と、これによる上部ヨーク及び下部ヨークの形状変更を有するマグネトロン、電子レンジ及び高周波加熱装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
マグネトロンは、磁電管とも言われるもので、その一般的な構成について図面を参照して説明する。図１に示すように、円筒状の陽極本体１０１とともに陽極部を構成する複数のベーン１０２が共振回路を形成するため、軸心方向に等間隔で配置され、その一つのベーン１０２には、外部に高調波を誘導するアンテナ１０３が接続され、前記ベーン１０２は、上下の二つずつのストリップリング１０８により交番に接続配置される。また、前記陽極本体１０１の軸心には、高温で熱電子を放出するコイルスプリング形態のフィラメント１０６を含む陰極部が配置され、このフィラメント１０６と前記ベーン１０２の先端との間には作用空間１０７が形成される。一方、前記フィラメント１０６の両端部には、上部シールド１０９ａと下部シールド１０９ｂがそれぞれ固着されているが、前記下部シールド１０９ｂの中央部に挿入された中央支持体であるセンターリード１１０は、下部シールド１０９ｂの中央部に形成された通孔及び前記フィラメント１０６を貫通して、前記上部シールド１０９ａの下端部に溶接で固着され、前記下部シールド１０９ｂの底面には、サイドリード１１１が溶接で固着される。これらリード１１０、１１１は、外部電源端子に連結されて前記マグネトロンに一定の電気閉回路を構成することにより、前記作用空間１０７に電界を形成する。一方、前記作用空間に磁界を形成させるため、相違した極が対向するように、上部永久磁石１１２及び下部永久磁石１１３が前記陽極部の上側及び下側にそれぞれ設けられ、この上部永久磁石１１２及び下部永久磁石１１３により発生する磁束を前記作用空間１０７に誘導するための上部磁極片１１７及び下部磁極片１１８が設けられる。一方、前記のような全ての構成部は、上部ヨーク１１４及び下部ヨーク１１５により取り囲まれる。この場合、上部永久磁石１１２−上部磁極片１１７−作用空間１０７−下部磁極片１１８−下部永久磁石１１３−下部ヨーク１１５−上部ヨーク１１４−上部永久磁石１１２からなる閉磁気回路が形成される。他方、前記熱電子が前記陽極部、つまりベーン１０２の先端部に衝突することにより前記陽極本体１０１が高温となるため、このような高温の陽極本体１０１と前記下部ヨーク１１５を連結して、前記陽極部から発生する熱を前記下部ヨーク１１５を介して外部へ放出させるための冷却フィン１１６が設けられる。未説明符号１０４及び１０５は、前記作用空間１０７の真空を維持するための上部シールドカップ及び下部シールドカップである。図２は、図１の斜視図である。
【０００３】
前記のような構成によりフィラメント１０６に外部電源が印加されると、前記フィラメント１０６に提供される動作電流によりフィラメント１０６が加熱されてフィラメント１０６から熱電子が放出され、持続的に放出された熱電子により形成される一連の熱電子群は、前記作用空間１０７に形成される電界と磁界の影響により直進及び回転運動しながら前記ベーン１０２の先端部に接して、前記隣接ベーン１０２間に電気的な電位差を交番に印加させる。よって、陽極部の多数の共振回路では振動が持続して、前記熱電子群が回転する速度に相応する高調波が発生し、この高調波は前記アンテナ１０３を介して外部へ送出される。
【０００４】
このようなマグネトロンは、主に高周波加熱装置、粒子加速器、レーダー装置などの産業応用機器を始めとして、電子レンジのような家庭用機器の部品として広く使用される。
ところが、マグネトロンにおいて、作用空間１０７に磁束を印加するための永久磁石は、作用空間の均一な磁束密度及び対称性を考慮して、前述したように陽極部の上下側にそれぞれ設けられるため、マグネトロンの高さを増大させ、マグネトロンの全体積を増大させるのはもちろんのこと、マグネトロンに用いられる各種の高価の材質から形成される部品（センターリード、サイドリード、アンテナ、上部及び下部シールドカップ、未説明のセラミックなど）の長さを増大させることにより、マグネトロンの重量及び生産単価を上昇させる問題点があった。
【０００５】
一方、前記永久磁石は、マグネトロンの体積増大を抑制するため、熱電子の吸収により高温を維持する陽極部と熱的に直接接触させるから、マグネトロンの作動時間が長くなると、熱的上昇により減磁され、よってマグネトロンの発振効率が低下する原因となる。また、この熱的減磁による発振効率の低減に鑑みて永久磁石をより大きく構成するため、部品の長さ増加などによるマグネトロンの重量及び生産単価を上昇させる問題点があったので、このよう永久磁石の減磁率を抑制させるための多様な努力があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、本発明は前記のような問題点を解決するためのもので、その目的は、マグネトロンの小型化をなし、この小型化による生産単価の節減を図ることである。
本発明のほかの目的は、永久磁石の熱的上昇を抑制して減磁率を低下させることで、マグネトロンの発振効率を上昇させることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するため、本発明は、多数の共振回路を形成する環状の陽極部と、前記陽極部から所定空間をおいて離隔され、前記陽極部の軸心に配置される陰極部と、前記陽極部の側面に設けられる少なくとも一つの永久磁石と、前記少なくとも一つの永久磁石から発生される磁束を前記所定空間に誘導する磁束誘導ユニットとを含んでなるマグネトロンを提供する。
前記少なくとも一つの永久磁石は前記陽極部から所定間隔で離隔される。
前記磁束誘導ユニットは、前記所定空間の上部に磁束を誘導する上部磁束誘導部と、前記所定空間の下部に磁束を誘導する下部磁束誘導部とを含む。
【０００８】
前記少なくとも一つの永久磁石、前記上部磁束誘導部、及び前記下部磁束誘導部は、この順又は逆順で閉磁気回路を形成する。
前記上部磁束誘導部は、前記所定空間の上部に磁束を誘導する上部磁極片、及び前記永久磁石を前記上部磁極片に磁気的に連結する上部ヨークからなり、前記下部磁束誘導部は、前記所定空間の下部に磁束を誘導する下部磁極片、及び前記永久磁石を前記下部磁極片に磁気的に連結する下部ヨークからなる。
前記少なくとも一つの永久磁石、前記上部ヨーク、前記上部磁極片、前記下部磁極片、及び前記下部ヨークは、この順又は逆順で閉磁気回路を形成する。
【０００９】
また、本発明は、多数の共振回路を形成する環状の陽極部と、前記陽極部から所定空間をおいて離隔され、前記陽極部の軸心に配置される陰極部と、前記所定空間に印加されるように磁束を発生させる少なくとも一つの永久磁石と、前記所定空間の上下部に磁束を誘導する上部及び下部磁極片と、前記永久磁石を前記上部及び下部磁極片に磁気的に連結する上部及び下部ヨークとを含んでなり、前記少なくとも一つの永久磁石、前記上部ヨーク、前記上部磁極片、前記下部磁極片、及び前記下部ヨークは、この順又は逆順で閉磁気回路を形成するマグネトロンを提供する。
前記少なくとも一つの永久磁石は、前記陽極部から所定間隔で離隔される。
【００１０】
また、本発明は、多数の共振回路を形成する環状の陽極部と、前記陽極部から所定空間をおいて離隔され、前記陽極部の軸心に配置される陰極部と、前記陽極部の側面に所定間隔で離隔して設けられ、前記所定空間に印加される磁束を発生させる少なくとも一つの永久磁石と、前記少なくとも一つの永久磁石から発生される磁束を前記所定空間に誘導する磁束誘導ユニットとを含んでなるマグネトロンを提供する。
前記磁束誘導ユニットは、前記所定空間の上部に磁束を誘導する上部磁束誘導部と、前記所定空間の下部に磁束を誘導する下部磁束誘導部とを含む。
【００１１】
前記上部磁束誘導部は、前記所定空間の上部に磁束を誘導する上部磁極片、及び前記永久磁石を前記上部磁極片に磁気的に連結する上部ヨークからなり、前記下部磁束誘導部は、前記所定空間の下部に磁束を誘導する下部磁極片、及び前記永久磁石を前記下部磁極片に磁気的に連結する下部ヨークからなる。
また、本発明は、多数の共振回路を形成する環状の陽極部と、前記陽極部から所定空間をおいて離隔され、前記陽極部の軸心に配置され、熱電子を放出する陰極部と、前記陽極部の側面に設けられる少なくとも一つの永久磁石と、前記永久磁石から発生される磁束を前記所定空間の上下部にそれぞれ誘導する上部及び下部磁極片と、前記少なくとも一つの永久磁石を前記上部及び下部磁極片にそれぞれ磁気的に連結し、前記永久磁石の上部及び下部をそれぞれ覆う上部及び下部ヨークと、前記永久磁石を前記上部及び下部ヨークに付着する付着ユニットとを含んでなるマグネトロンを提供する。
【００１２】
前記付着ユニットは、前記上部及び下部ヨークにそれぞれ形成される付着孔と、前記永久磁石にそれぞれ形成される通孔と、前記付着孔及び前記通孔を通過して前記永久磁石を前記上部及び下部ヨークに付着するリベット又はボルトとを含む。
前記リベット又はボルトは非磁性体又は常磁性体からなる。
前記常磁性体はアルミニウム又は銅である。
前記上部ヨークの一つ以上の側端部には、前記マグネトロンを対象物に付着するため、前記少なくとも一つの永久磁石の外側面より突出する少なくとも一つの装着タブが設けられる。
【００１３】
前記少なくとも一つの永久磁石は、前記上部及び下部ヨークの外側端部より突出するか又は一致する外側面を有する。
前記少なくとも一つの永久磁石は、分極方向が前記軸心方向に平行する。
前記少なくとも一つの永久磁石は、同一の分極方向を有する多数の磁石を含む。
また、本発明は、多数の共振回路を形成する環状の陽極部と、前記陽極部から所定空間をおいて離隔され、前記陽極部の軸心に配置され、熱電子を放出する陰極部と、前記陽極部の側面に、前記マグネトロンの軸心方向に前記陽極部より長くように設けられる少なくとも一つの永久磁石と、前記少なくとも一つの永久磁石から発生される磁束を前記所定空間に誘導する磁束誘導ユニットとを含んでなるマグネトロンを提供する。
【００１４】
前記磁束誘導ユニットは、前記所定空間の上部に磁束を誘導する上部磁束誘導部と、前記所定空間の下部に磁束を誘導する下部磁束誘導部とを含む。
前記上部磁束誘導部は、前記所定空間の上部に磁束を誘導する上部磁極片、及び前記少なくとも一つの永久磁石を前記上部磁極片に磁気的に連結する上部ヨークからなり、前記下部磁束誘導部は、前記所定空間の下部に磁束を誘導する下部磁極片、及び前記少なくとも一つの永久磁石を前記下部磁極片に磁気的に連結する下部ヨークからなる。
また、本発明は、前記マグネトロンを含む電子レンジを提供する。
また、本発明は、前記マグネトロンを含む高周波加熱装置を提供する。
【発明の効果】
【００１５】
前記のような構成的特徴を有する本発明によると、永久磁石を陽極部の外側に配置することで、マグネトロンの長さ及び体積を減らし、これにより、既存の高価部品の長さなどを減らしてマグネトロンの生産単価を低下させることができ、マグネトロンの小型化を実現することにより、マグネトロンが装着される装置において、マグネトロンが占める空間を減らして余裕空間を確保することができ、陽極部と永久磁石が熱的に直接接触しないようにして、熱による永久磁石の減磁を抑制してマグネトロンの発振効率を上昇させ、これによりマグネトロンの小型化を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下では、簡潔な説明のため、従来の技術と同一の構成及び作用についての説明及び図示は、なるべく省くか又は圧縮することにし、同一作用を有する同一構成に対して同一符号を付ける。
以下、本発明による好ましい実施形態を図３ないし図９に基づいて詳細に説明する。ここで、本明細書の記述において、永久磁石のＮ極とＳ極の分極による磁束の回転方向は説明の簡潔のため考慮しない。
【００１７】
図３は、本発明によるマグネトロンの一実施形態を示す。同図に示すように、多数の共振回路を形成するベーン３０２及び陽極本体３０３を含む環状の陽極部と、該陽極部の内側軸心に、高温で電子を放出するフィラメント３０１を含む陰極部とが配設される。前記陰極部と陽極部との間には、前記フィラメント３０１から放出された熱電子がなす熱電子群が電界及び磁界により運動する作用空間３０４が形成される。一方、前記陽極部の左右両側には、横方向に長い二つの直方体状の永久磁石３０５が前記陽極部から所定の間隔ｄを置いて並んで配置され、図３の紙面の前後には、前記陽極部の放熱及び冷却のため、開放空間を維持するか又は開放空間を維持したままで冷却フィンが設けられるので、全体としては、前記陽極部が、通過する外気で取り囲まれて冷却されるようにすることが好ましい。
【００１８】
また、前記二つの永久磁石３０５により生成される磁束を前記作用空間３０４に印加するため、上部磁極片３０８ａ及び下部磁極片３０８ｂと、上部ヨーク３０６及び下部ヨーク３０７が設けられる。前記上部磁極片３０８ａは、前記陽極部の上側に位置して前記作用空間３０４の上側に磁束を誘導し、上部ヨーク３０６により前記二つの永久磁石３０５の上面に磁気的に連結される。同様に、前記下部磁極片３０８ｂは、前記陽極部の下側に位置し、前記作用空間３０４の下側に磁束を誘導し、下部ヨーク３０７により前記二つの永久磁石３０５の下面に磁気的に連結される。前記上部及び下部ヨーク３０６、３０７は、図３に示すように、中央に中央孔３０６ａ、３０７ａが形成された矩形板からなる。上部磁極片３０８ａ及び上部ヨーク３０６は、磁束を前記作用空間３０４の上側に誘導する役割をする上側磁束誘導部とも言え、下部磁極片３０８ｂ及び下部ヨーク３０７は、前記磁束を前記作用空間３０４の下側に誘導する役割をする下側磁束誘導部とも言える。もちろん、このような上側及び下側磁束誘導部は、前記作用空間に磁束を印加して磁界を形成するための磁束誘導手段とも言える。
【００１９】
この場合、図３に示すように、前記上部及び下部ヨーク３０６、３０７が矩形板の形状を有しながら前記二つの永久磁石３０５の上面及び下面を覆う簡単な構成を取るためには、前記二つの永久磁石３０５のＮ極とＳ極の分極方向は前記陽極部の軸心に平行し、かつ同一の分極方向を有するようにすることが最も好ましいが、前記閉磁気回路の順を満足する分極方向及びヨーク形状であればどれでもよい。
一方、前記作用空間３０４を真空状態に維持するために設けられる上部シールドカップ３０９ａ及び下部シールドカップ３０９ｂが、それぞれ前記上部磁極片３０８ａ及び上部ヨーク３０６と下部磁極片３０８ｂ及び下部ヨーク３０７まで延長して位置する。もちろん、前記上部シールドカップ３０９ａ及び下部シールドカップ３０９ｂは、その位置上、前記上部ヨーク３０６と上部磁極片３０８ａとの間と、前記下部ヨーク３０７と下部磁極片３０８ｂとの間に磁気回路をなすものと言えるが、その役割の面で、磁気回路を構成するためのものでなく、薄い構成のため、実質的に磁気回路に影響を及ぼす程度が小さいため、通常マグネトロンの磁気回路と言えば、前記上部シールドカップ３０９ａ及び下部シールドカップ３０９ｂを排除することが一般的である。
【００２０】
一方、前記上部ヨーク３０６の両端には、前記永久磁石３０５の外側にさらに突出する装着タブ３１０が設けられる、この装着タブ３１０には、マグネトロンが装着される対象物（電子レンジ本体など）にネジ結合などができるように、装着孔３１０ａが形成される。
他方、前記二つの永久磁石３０５の外側面は、前記上部及び下部ヨーク３０６、３０７の外側端より突出するように形成される。したがって、前記上部及び下部ヨーク３０６、３０７の外側端部が、前記二つの永久磁石３０５の外側面より突出する場合、前記上部ヨーク３０６の端部と下部ヨーク３０７の端部間に別の磁気回路が生じることにより漏洩し得る磁束を最大限抑制することができる。もちろん、前記上部及び下部ヨーク３０６、３０７の外側端部を、前記永久磁石３０５の外側端部と一致させて構成しても、上部及び下部ヨーク３０６、３０７の外側端部間で発生し得る磁束の漏洩を相当の部分、減少させ得るので好ましい。
【００２１】
図３の未説明符号３１３は、図４を参照して説明する。図４は、図３の側断面図で、前記二つの永久磁石３０５が締結ユニットにより前記上部及び下部ヨーク３０６、３０７に結合されることを示している。すなわち、前記上部ヨーク３０６及び下部ヨーク３０７には、それぞれ付着孔３１１が形成され、前記永久磁石３０５には、上下に垂直に通孔３１２が形成され、これらを通じてリベット３１３で結合される。もちろん、ボルト結合であってもよい。この際、前記リベット３１３又はボルトは、永久磁石の両極を連結しているので、磁束の漏洩を最大に抑制するため、非磁性体、アルミニウム又は銅などを含む常磁性体から製造することが好ましい。
【００２２】
前記のような構成を有するマグネトロンにおいて、閉磁気回路は、永久磁石３０５−上部ヨーク３０６−上部磁極片３０８ａ−作用空間３０４−下部磁極片３０８ｂ−下部ヨーク３０７−永久磁石３０５の順であるか、或いは永久磁石の分極方向によって前記順の逆順であり得る。
このような閉磁気回路による磁路４０１が、図４に太線矢印で表示されている。
【００２３】
前記のような構成を有するマグネトロンの作用は、次のようである。まず、マグネトロンに動作電力が印加されると、フィラメント３０１が高温となり、陽極部と陰極部との間、つまり作用空間３０４には所定の電圧差による電界が形成される。よって、高温のフィラメント３０１から熱電子が放出され、この熱電子は、陽極部と陰極部間の作用空間３０４に形成される電界の影響により、速度を持って前記ベーン３０２の先端部に移動する。一方、前記陽極部の両外側面の二つの永久磁石３０５により生成される磁束は、前述した閉磁気回路に従うので、上部ヨーク３０６及び上部磁極片３０８ａにより前記作用空間３０４の上側に印加され、同様に下部ヨーク３０７及び下部磁極片３０８ｂにより前記作用空間３０４の下側に印加される。この磁束の印加により形成される磁界により、前記熱電子は、その速度に相応する大きさの磁気力を受けるが、この力はローレンツ力によるものである。ここで、電界は、熱電子の直線運動を制御し、磁界は熱電子の回転運動を制御する。したがって、フィラメント３０１から持続的に放出される熱電子により形成された熱電子群は、直進及び回転運動を並行しながら前記ベーン３０２の先端部に衝突して、前記隣接ベーン３０２間に電位差を交番に印加させる。したがって、前記熱電子群が回転する速度に相応する高調波が発生し、この高調波は、前記アンテナ３０３を介して外部へ送出される。一方、前記熱電子群がベーン３０２に衝突するにつれて、高温の熱が陽極部に伝導される。この熱は、図３の紙面の前後開放空間及び前記陽極部と、二つの永久磁石３０５との間に所定の間隔ｄが形成する空間を通過する外気により冷却される。したがって、前記二つの永久磁石が陽極部の熱を受けて熱的に上昇することが抑制される。
【００２４】
図５ないし図７は、本発明のほかの実施形態を示す。一般に、大容量のマグネトロンは、それに相応するように、作用空間３０４に形成される磁界強度が大きくなければならないので、永久磁石３０５から生成される磁束量も大きくなければならない。このため、同一の磁化率を有する永久磁石３０５であれば、永久磁石３０５が大きくなければならない。この際、図５ないし図７に示すように、永久磁石３０５の軸心方向への長さを陽極より長くすることで大きな永久磁石を構成することができる。図５は、陽極部より永久磁石５０５が上方に突出するようにし、よって上部ヨーク５０６の形状を変更させることにより、作用空間３０４に形成される磁界強度を大きくした実施形態を示す。この上部ヨーク５０６は、永久磁石５０５の上面に接する磁石接続部３０６ａと、上部磁極片３０８ａの上面に磁気的に接する磁極片接続部３０６ｂと、前記磁石接続部３０６ａと前記磁極片接続部３０６ｂを斜めに連結する連結部３０６ｃとからなる。図６の実施形態は、上部ヨーク６０６が階段状に形成されたもので、永久磁石６０５の上面と内側面に同時に接する磁石接続部３０６ｄと、上部磁極片３０８ａの上面に磁気的に接する磁極片接続部３０６ｂと、これらの構成部を連結する連結部３０６ｃとからなる。もちろん、このような構成は、マグネトロンの下部にも適用することができる。また、作用空間にもっと大きい磁界強度が必要である場合、永久磁石７０５が上下側に陽極部より突出し、上部ヨーク５０６と下部ヨーク７０７が永久磁石７０５を収容する形状を有する場合にも、図７の場合と同じに適用することができる。
【００２５】
一方、本発明によるマグネトロンは、マグネトロンを必要とする全ての装置に採用できるが、特に一般に広く使用される高周波加熱装置又は、電子レンジにも採用できるものである。
本発明のマグネトロンは、電子レンジに用いることができる。図８に示すように、電子レンジ８００は、通常制御部８０２と、調理室８０４と、加熱部８０６とを含むが、前記加熱部は、マグネトロンを含む。一般に、制御部８０２は、飲食物を前記調理室８０４内で調理し得るように、使用者の入力により動作して、前記加熱部８０６のマグネトロンにより伝達される熱の量を制御することになる。電子レンジに用いられる多様な制御部が知られているので、制御部についてのこれ以上の説明は省く。
【００２６】
本発明のマグネトロンは、例えば高周波加熱装置、粒子加速器及びレーダー装置などの産業応用機器に適用することができる。図９のブロック図に示すように、本発明による、高周波加熱装置、粒子加速器又はレーダー装置などの高周波装置９００は、前述したように、通常高周波粒子ビームを発生させるマグネトロン９０２と、高周波粒子ビームの強度を制御する制御部９０４とを含む。高周波装置に用いられる多様な制御部が知られているので、制御部についてのこれ以上の説明は省く。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】従来のマグネトロンの縦断面図である。
【図２】図１のマグネトロンの切開斜視図である。
【図３】本発明の実施形態によるマグネトロンの要部を示す縦断面図である。
【図４】図３の正面図である。
【図５】本発明の第２実施形態によるマグネトロンの断面図である。
【図６】本発明の第３実施形態によるマグネトロンの断面図である。
【図７】本発明の第４実施形態によるマグネトロンの断面図である。
【図８】本発明の実施形態によるマグネトロンを有する電子レンジの概略図である。
【図９】本発明の実施形態によるマグネトロンを有する高周波装置のブロック図である。
【符号の説明】
【００２８】
３０１    フィラメント
３０２    ベーン
３０３    陽極本体
３０４    作用空間
３０５、５０５、６０５、７０５    永久磁石
３０６、５０６、６０６    上部ヨーク
３０７、７０７    下部ヨーク
３０８ａ    上部磁極片
３０８ｂ    下部磁極片
３０９ａ    上部シールドカップ
３０９ｂ    下部シールドカップ
３１０    装着タブ
３１１    付着孔
３１２    通孔
３１３    リベット
【図１】
2004193104.tif 000003
【図２】
2004193104.tif 000004
【図３】
2004193104.tif 000005
【図４】
2004193104.tif 000006
【図５】
2004193104.tif 000007
【図６】
2004193104.tif 000008
【図７】
2004193104.tif 000009
【図８】
2004193104.tif 000010
【図９】
2004193104.tif 000011