(57)【要約】【課題】小型化されたアノード及びこれを用いたマグネトロンを提供する。【解決手段】内径が３２．５〜３４．０ｍｍの円筒状アノードボディーと、アノードボディーの内周面に放射状に提供される１０個のベーンと、また、ベーンの上、下面に０．８〜１．２ｍの間隔を有して提供され、ベーンと一つおきに一つずつ接触して各ベーンを電気的に連結する内側ストラップと外側のストラップとを含めてなり、２４５０ＭＨｚの共振周波数を有して構成する。アノードボディーとベーンとは工程を単純化するために一体化されて形成されるか、同一の厚さを有するように構成され得る。【選択図】      図７
2004221046.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内径が３２．５〜３４．０ｍｍの円筒状アノードボディーと、
前記アノードボディーの内周面に放射状に提供される１０個のベーンと、
前記ベーンの上、下面に０．８〜１．２ｍの間隔を有して提供され、前記ベーンと一つおきに一つずつ接触して各ベーンを電気的に連結する内側ストラップと外側のストラップとを含めてなり、２４５０ＭＨｚの共振周波数を有することを特徴とするアノード。
【請求項２】
前記アノードボディーとベーンとは工程を単純化するために一体化して形成される請求項１に記載のアノード。
【請求項３】
前記アノードボディーとベーンとは同一の厚さを有するように構成される請求項１に記載のアノード。
【請求項４】
内径が３２．５〜３４．０ｍｍの円筒状アノードボディーと、
前記アノードボディーの内周面に放射状に提供される多数のベーンと、
前記ベーンの上下面に一定間隔隔てて提供され、前記ベーンと一つおきに一つずつ接触して各ベーンを電気的に連結する内側ストラップと外側ストラップとを含めてなり，  ２４５０ＭＨｚの共振周波数を有するアノードと、
前記ベーンのうち、いずれか一つに取り付けられてアノードボディーで生成された高周波エネルギーを外部に放射するアンテナと、
前記アノードボディーの内部中央に位置する螺旋状のフィラメントとを含めてなり、エネルギーの効率が７０％以上であることを特徴とするマグネトロン。
【請求項５】
前記アノードボディーとベーンとは工程を単純化するために一体化して形成される請求項４に記載のマグネトロン。
【請求項６】
前記アノードボディーとベーンとは同一の厚さを有するように構成される請求項４に記載のマグネトロン。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、小型化されたアノード及びこれを用いたマグネトロンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、マグネトロンは一種の真空管であり、構造が簡単で、高効率の安定した動作を行うなどの長所から、電子レンジ，プラズマ照明機器，乾燥機及びその他の高周波システムに採用される。
かかるマグネトロンに電源を印加すると、カソードから熱電子が放出され、放出された熱電子はカソードとアノードとの間に印加された強電界  （ｅｌｅｃｔｒｉｃ  ｆｉｅｌｄ）と磁界（ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｆｉｅｌｄ）との作用によってマイクロ波を生成する。このように生成されたマイクロ波はアンテナを介して外部に出力されて対象物を加熱する熱源として用いられる。
【０００３】
かかるマグネトロンの概略的な構成について図１を参照して説明すると次の通りである。
図１に示すように、マグネトロンの内部にはアノード（１０）が設けられ、前記アノード（１０）の内部中央には螺旋状のフィラメント（１４）からなるカソード（１５）が設けられる。
前記アノード（１０）は円筒状のアノードボディー（１１）と、前記アノードボディー（１１）の  内壁面に放射状に付着されている多数のベーン（ｖａｎｅ；  １２）  及びベーン（１２）の上下面に各々提供されるストラップ（ｓｔｒａｐ）（１３）からなる。
前記ストラップ（１３）は前記ベーン（１２）と一つおきに一つずつ接触して各ベーン（１２）を電気的に連結する内側ストラップ（１３ａ）及び外側ストラップ（１３ｂ）からなる。また、前記ベーン（１２）のうち、いずれか一つにはアノード（１０）に伝えられた高周波エネルギーを外部に放射するためのアンテナ（１６）が取り付けられる。
【０００４】
それと共に，前記ベーン（１２）とベーン（１２）との間には共振キャビティー（ｒｅｓｏｎａｎｃｅ  ｃａｖｉｔｙ）が形成され、カソード（１５）とベーン（１２）との間には作用空間（ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ  ｓｐａｃｅ）が形成される。また、前記作用空間の上下部には各々のマグネット（１９ａ，  １９ｂ）によって磁化して磁気エネルギーを発させる上下磁極（２０ａ，  ２０ｂ）が形成される。
また、前記アノードボディー（１１）の外周面にはアノードボディー（１１）から発生する高熱を外部に放熱させるための多数の冷却フィン（１７）が設けられ，  前記冷却フィン（１７）の外側には冷却フィン（１７）を保持し、外部空気を冷却フィン（１７）に案内するように上下板に区分したヨーク（１８ａ，  １８ｂ）が設けられる。
このような関連技術のマグネトロンを構成する要素のうち、アノード（１０）についてさらに詳しく述べる。
【０００５】
図２及び図３に示すように、アノードボディー（１１）は円筒状に一定の内径（Ｄｂｉ）を有しており、前記アノードボディー（１１）の内周面には一定の厚さ（Ｖｔ）及び高さ（Ｖｈ）を有する多数のべーン（１２）が放射状に設けられる。
前記ベーン（１２）は一定間隔（Ｄａ）を有してその先端が向かい合うように配置する。
また、内側ストラップ（１３ａ）と外側ストラップ（１３ｂ）とは前記ベーン（１２）の上下端に一定間隔（Ｓｉｓｏ）及び厚さ（Ｓｔ）を有するように各々配置される。
かかる構成を有するマグネトロンは次のように作動する。
【０００６】
先ず、前記カソード（１５）に電源が印加されると、フィラメント（１４）から熱電子が放出され，この時放出された熱電子は作用空間に位置するようになる。これと共に、一対のマグネット（１９ａ，  １９ｂ）によって形成された磁場は一対の磁極（２０ａ，  ２０ｂ）を介して作用空間に集束される。
これによって，作用空間内では熱電子が磁場によってサイクロイド（ｃｙｃｌｏｉｄ）  運動を行い、かかる過程から高周波エネルギーを有するマイクロ波が生成される。前記マイクロ波はベーン（１２）に取り付けられたアンテナ  （１６）を介して移動した後、外部に放射される。
このように外部に放射されたマイクロ波は，マグネトロンが電子レンジに採用された場合、飲食物を煮たり暖めたりする機能を果たし、照明機器などに採用された場合には  プラズマを刺激（ｅｘｃｉｔｉｎｇ）して光を発生させる機能を果たす。尚、前記アノード（１０）の外部に放射させられなかった高周波エネルギーは熱として消失されるが、かかる熱はアノードボディー（１１）の外周面に形成された冷却フィン（１７）によって外部に放出される。
【０００７】
このような関連技術のマグネトロンは最適設計がなされずに用いられている実状であり、これによって材料費が無駄使いされている。
即ち、関連技術のマグネトロンのアノードは高価な無酸素銅（ｏｘｙｇｅｎ−ｆｒｅｅ  ｃｏｐｐｅｒ）の材質からなっており、そのサイズを減らしつつもマグネトロンの特性をそのまま維持させるなら、製品の単価を大幅に低減できることにもかかわらず、これに対する研究は一切なされていない状態である。
特に、関連技術のマグネトロンの製品単価を最も減らせる部位がアノードであり、その理由は円筒形の内径（Ｄｂｉ）を少しでも縮めると、その縮小されたサイズにπ（３．１４…）を掛けたサイズが縮小されるので、期待効果が大きいためである。
つまり、マグネトロンの特性をそのまま維持しながら、アノードの内径（Ｄｂｉ）を縮めるための技術が求められている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記関連技術の問題点を解決するためのもので、アノードの内径を縮小させることで材料費を節減し、工程を単純化させることが目的である。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するための本発明の一実施態様は、内径が３２．５〜３４．０ｍｍの円筒状アノードボディーと、前記アノードボディーの内周面に放射状に提供される１０個のベーンと、また、前記ベーンの上、下面に０．８〜１．２ｍの間隔を有して提供され、前記ベーンと一つおきに一つずつ接触して各ベーンを電気的に連結する内側ストラップと外側のストラップとを含めてなり、２４５０ＭＨｚの共振周波数を有するアノードを提供する。
前記アノードボディーとベーンとは工程を単純化させるために一体化させて形成するか、同一の厚さを有するように構成することが望ましい。
【００１０】
また、本発明を達成するための他の実施態様は、内径が３２．５〜３４．０ｍｍの円筒状アノードボディーと、前記アノードボディーの内周面に放射状に提供される多数のベーンと、前記ベーンの上下面に一定間隔隔てて提供され、前記ベーンと一つおきに一つずつ接触して各ベーンを電気的に連結する内側ストラップと外側ストラップとを含めてなり，  ２４５０ＭＨｚの共振周波数を有するアノードと、前記ベーンのうち、いずれか一つに付着してアノードボディーで生成された高周波エネルギーを外部に放射するアンテナと、前記アノードボディーの内部中央に位置する螺旋状のフィラメント（ｆｉｌａｍｅｎｔ）とを含めてなり、エネルギーの効率が７０％以上のマグネトロンを提供する。
【００１１】
前記アノードボディーとベーンとは工程を単純化するために一体化させて形成するか、同一の厚さを有するように構成することが望ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の望ましい実施形態を添付の図面に基づいて詳細に説明する。
本実施例を説明するにあたり、同一構成については同一名称および符号が使用され、これによる付加的な説明は下記にて省略される。
【００１３】
本発明によるマグネトロンは、アノードボディー（１１）の内径（Ｄｂｉ）がマグネトロンの特性（共振周波数，効率，熱特性など）が維持される最下限値である３２．５ｍｍとマグネトロンの小型化という目的にかなう上限値である３４．０ｍｍとの間の値を有する。
また、本発明によるマグネトロンは１０個のベーンと７０％以上のエネルギー効率を有し，アノード（１０）が２４５０ＭＨｚの共振周波数を有するように構成される。
以下、多段階の実験を介して実現可能なアノードボディー（１１）の内径（Ｄｂｉ）及びストラップ（１３）との間隔の範囲を決定し、その臨界的な意義について調べてみる。
【００１４】
実験に提供されたアノード（１０）は基本的に内径（Ｄｂｉ）が３５．５ｍｍであり、ベーン（１２）の数が１０個である。また、前記ベーン（１２）間の間隔（Ｄａ）は８．９〜９．２ｍｍ、ベーン（１２）の高さ（Ｖｈ）は７．５〜１０．０ｍｍ、ベーン（１２）の厚さ（Ｖｔ）は  １．７〜２．０ｍｍの値を有する。また、内側ストラップ（１３ａ）と外側ストラップ（１３ｂ）との間隔（Ｓｉｓｏ）は１．０ｍｍであり、厚さ（Ｓｔ）は１．３ｍｍである。
【００１５】
前記実験は３段階で進められ、各実験を第１，  ２，  ３実験に区分して示す。
まず，第１実験では、前記アノードの他の構成要素は変化させずにアノードボディー（１１）の内径（Ｄｂｉ）だけを３２．５〜３４．０ｍｍに縮小する実験を行った。
その結果、図４に示すように、アノードボディー（１１）の内径（Ｄｂｉ）の変化によって共振周波数が変化するという結果を得た。この場合、アノードボディー（１１）の内径（Ｄｂｉ）が  ０．５ｍｍ  縮小すると共振周波数は５０ＭＨｚ増加した。
【００１６】
その理由を説明すると次の通りである。
先ずマグネトロンにおいて、アノード（１０）は共振機の役割を果たす。即ち、  アノード（１０）を構成するベーン（１２）の側面とアノードボディー（１１）の内壁にはインダクタンスが形成され、ベーン（１２）とベーン（１２）との間、ストラップ（１３）とベーン（１２）との間、内側ストラップ（１３ａ）と外側ストラップ（１３ｂ）との間にはキャパシタンスが形成されて、アノード（１０）は並列ＬＣ共振構造をなすようになる。
【００１７】
従って、ＬＣ共振回路の周波数を求める式（１）に示されているように、キャパシタンスと共振周波数は互いに反比例関係にあり、アノードボディー（１１）の内径（Ｄｂｉ）を縮小すると、ベーン（１２）とベーン（１２）との間の空間に形成されている共振キャビティーもまた縮小されて、キャパシタンスも小さくなるので、結局は共振周波数が大きくなる。
【００１８】
【数１】
2004221046.tif 000003
［ここで、  ｆは共振周波数であり、Ｌはインダクタンス，  Ｃは  キャパシタンスである］
結局，図４に示すように、望みのアノードボディー（１１）の内径（Ｄｂｉ）  ３２．５〜３４．０ｍｍの範囲では、望みの共振周波数２４５０ＭＨｚを得られなかった。
【００１９】
次に、第１実験による問題を解決するためにアノードボディー（１１）の内径（Ｄｂｉ）を変化させると共に、ストラップ間隔（ＳｉＳｏ）を変化させる第２実験をした。
その結果、図５に示されているように、アノードボディー（１１）の内径（Ｄｂｉ）変化によって共振周波数が２４５０ＭＨｚに維持されるストラップ間隔（Ｓｉｓｏ）を見い出すことができた。
即ち、アノードボディー（１１）の内径（Ｄｂｉ）を望みの寸法に縮めるのと共に、望みの共振周波数２４５０ＭＨｚを得ることができた。
【００２０】
その理由としては次の通りである。
式（２）に示すように、絶縁された両導体平板間に電位を与えた時、両平板間の距離ｄが小さくなるほどキャパシタンス（Ｃ）が大きくなるが、これは前記両導体平板に当たる内側ストラップ（１３ａ）と外側ストラップ（１３ｂ）の間隔（Ｓｉｓｏ）を狭めるとキャパシタンスが大きくなることを意味する。
【００２１】
【数２】
2004221046.tif 000004
［ここで、ε０は両平板間物質の比誘電率であり、Ｓは向かい合う平板の面積、ｄは平板間の距離である。］
従って、アノードボディー（１１）の内径（Ｄｂｉ）が縮小することにより小さくなるキャパシタンスを、式（２）の距離（ｄ）に該当するストラップ間隔（Ｓｉｓｏ）を縮小することで補償するものである。
即ち、アノードボディー（１１）の内径（Ｄｂｉ）縮小と同時に、ストラップ間隔  （Ｓｉｓｏ）を適切に狭めると、従来と同一のキャパシタンスを有することができ、２４５０ＭＨｚの共振周波数を得られることが分かる。
【００２２】
尚、前記のような実験によって望みの共振周波数と、アノードボディー（１１）の内径（Ｄｂｉ）は縮小できたが、マグネトロンのエネルギー効率を意味するマグネトロン効率は、図６に示すようにアノード内径（Ｄｂｉ）  ３４．５ｍｍを基準として急激に低下することが分かる。
【００２３】
つまり、アノードボディー（１１）の内径（Ｄｂｉ）を縮小し、ストラップ間隔（Ｓｉｓｏ）を  狭めると、アノード（１０）の材料費の節減効果、及び要求される共振周波数を得ることはできるが、マグネトロン効率が急激に低下するという不具合が発生した。
これは式（３）に示すように、アノード（１０）の特性因子（Ｑｕａｌｉｔｙ  ｆａｃｔｏｒ）  Ｑｕが急激に低下するためであるが、これに対して式（３）を参照して説明すると次の通りである。
式（３）はストラップ（１３）がベーン（１２）の上下端に各々設けられるアノード全体の無負荷（ｕｎｌｏａｄｅｄ）  クォリティ因子（Ｑｕａｌｉｔｙ  ｆａｃｔｏｒ）  Ｑｕ値を示す式である。
【００２４】
【数３】
2004221046.tif 000005
【００２５】
［ここで、Ｖは任意のベーン（１２）とこれと隣合うベーン（１２）との間に形成される共振部（ｒｅｓｏｎａｎｔ  ｃａｖｉｔｙ）の体積であり、Ｓは共振部の表面積である。また、Ｃｒはストラップ（１３）を除外したアノード（１０）のキャパシタンス、即ち、ベーン（１２）とベーン（１２）との間のキャパシタンスであり、Ｃｓは内側ストラップ（１３ａ）と外側ストラップ（１３ｂ）によるキャパシタンスであり、Ｃｔはアノード（１０）の全体キャパシタンスである。また、Ｑｕはアノード全体の無負荷（ｕｎｌｏａｄｅｄ）  クォリティ因子であり、Ｑｒはストラップ（１３）のないアノード（１０）の無負荷クォリティ因子であり、Ｑｓは内側ストラップ（１３ａ）と外側ストラップ（１３ｂ）の無負荷クォリティ因子である。また、ｋは比例常数であり、ＳｉＳｏは内側ストラップ（１３ａ）と外側ストラップ（１３ｂ）の間隔である。］
【００２６】
前記式（３）を見ると、アノードボディー（１１）の内径（Ｄｂｉ）を縮小すると、アノード（１０）の体積  Ｖが小さくなり、Ｑｒ値が小さくなることが分かる。
また、実験１から分かるように，  ベーン（１２）とベーン（１２）との間の空間も縮小され、Ｃｒ値もやはり減少する。
尚、アノード（１０）の共振周波数２４５０ＭＨｚを維持するためにＣｔは一定値を有すべきであるので、Ｃｒ値の減少による補償のため、Ｃｓ値を大きくしなければならない。
従って、Ｃｓ値を大きくするために実験２のようにストラップ間隔（Ｓｉｓｏ）を縮小すると、結局Ｑｓ  値が小さくなる。
【００２７】
尚、アノードボディー（１１）の内径（Ｄｂｉ）及びストラップ間隔（Ｓｉｓｏ）の縮小と共にＱｒ値とＱｓ  値が全て小さくなり、Ｑｕ値が急激に減少する。また、Ｑｕ値が減少するということは、式（３）に示すように、共振機で損失されるエネルギーが大きくなることを意味し、これはすなわちエネルギー効率が落ちることを意味する。
結局，エネルギー効率を高めるためにはＱｕ値を増加しなければならないが，これは本発明の主目的がアノードボディー（１１）の内径（Ｄｂｉ）の縮小にあることに鑑みると、Ｑｓ値  、即ち、ストラップ間隔（Ｓｉｓｏ）を拡大すべきであることを意味する。
【００２８】
しかしながら、ストラップ間隔（Ｓｉｓｏ）を大きくすると、これは実験１と同一の結果となって、縮小されたアノードボディー（１１）の内径（Ｄｂｉ）で、望みの共振周波数を得ることができなくなる。
かかる問題を解決するために、アノードボディー（１１）の内径（Ｄｂｉ）と共に、ストラップ間隔（Ｓｉｓｏ）及びストラップの厚さ（Ｓｔ）を変化させる第３実験をした。
【００２９】
ここで、ストラップの厚さ（Ｓｔ）を変化させる理由は、ストラップの厚さ（Ｓｔ）の変化によってキャパシタンスが変わるからである。
即ち、ストラップの厚さ（Ｓｔ）を厚くすると、向かい合うストラップ（１３）の面積が大きくなり、その結果式（２）に示すように、キャパシタンスが大きくなる。これはアノードボディー（１１）の内径（Ｄｂｉ）の縮小によるキャパシタンスの縮小を、ストラップ間隔の変化ではなく、ストラップの厚さ（Ｓｔ）を変化させて補償することで望みの共振周波数を得ることができることを意味する。
【００３０】
従って、ストラップの厚さ（Ｓｔ）を適切に調節すると、ストラップ間隔（Ｓｉｓｏ）を大きくすることができ、前記式３のＱｓ値を大きくすることができるので、結局  Ｑｕ値が増加してエネルギー効率が改善される。
勿論，ストラップの厚さ（Ｓｔ）を大きくするのは、アノード（１０）の小型化と材料費の低減という本発明の目的と相反する点がなくはないが、アノードボディー（１１）の内径（Ｄｂｉ）を縮めることによって本発明の目的は十分達成できる。
前記第３実験は、前記の点を考慮してアノードボディー（１１）の内径（Ｄｂｉ）を縮小させると共に、アノード（１０）の共振周波数が２４５０ＭＨｚを有するようにストラップ間隔（Ｓｉｓｏ）及びストラップの厚さ（Ｓｔ）を変更させた後、マグネトロンの効率性能を比較実験したものである。
【００３１】
その結果，図７に示すように、アノードボディー（１１）の内径（Ｄｂｉ）変化に関係なくストラップ間隔（ＳｉＳｏ）  ０．８ｍｍを基準とし、それ以下ではマグネトロン効率が急激に低下することが分かり、それ以上ではマグネトロン効率が緩やかなことが分かる。
また、ストラップ間隔（ＳｉＳｏ）が０．８ｍｍ  以上の範囲では、ボディー内径（Ｄｂｉ）  ３２．５ｍｍを基準として、それ以下ではマグネトロン効率が７０％未満で示されることが分かり、それ以上ではマグネトロン効率が７０％以上で示されることが分かる。
尚、図７にはストラップの厚さ（Ｓｔ）が省略されているが、これはストラップ間隔  （Ｓｉｓｏ）とアノードボディー（１１）の内径（Ｄｂｉ）が決定されれば、共振周波数  ２４５０ＭＨｚを維持するためのストラップの厚さ（Ｓｔ）は上述した式により自然に決定されるからである。
前記のような第３実験の結果を更に詳しく説明するために式（４）を参照して，  Ｑｕ  値とマグネトロン効率との関係を見ると次の通りである。
【００３２】
【数４】
2004221046.tif 000006
【００３３】
［ここで，  Ｑｕはアノード全体の無負荷（ｕｎｌｏａｄｅｄ）  クォリティ因子であり、  ＱＥは外部負荷に対するクォリティ因子としてアノードに蓄積されるエネルギーと、１秒間にアノードの外側の外部負荷（アンテナの装着位置，導波管，加熱物など）によって損失されるエネルギーとの比を意味し、ＱＬは全体負荷に対するクォリティ因子としてアノードに蓄積されるエネルギーと１秒間の内部抵抗と外部抵抗とによって損失される総エネルギーとの比を意味する。また、ηＭＧＴはマグネトロン効率を意味し、ηｅは電子効率としてアノードに加えられる直流エネルギーと、これによって発生するマイクロ波エネルギーとの比を意味するもので、アノードの大きさにあまり敏感ではなく、ほぼ８０％を維持する。ηｃは回路効率としてマグネトロンの所要周波数における負荷供給電力と出力電力との比を意味するもので、アノードのサイズによって変化し、ほぼ９０％を維持すればマグネトロン効率は約７０％を維持する。］
【００３４】
即ち、前記式（４）を見ると、アノード（１０）のサイズに敏感に変化するのはＱＬとＱｕ  及び回路効率（ηｃ）であり、ここでＱＬはＱＥを適切に調節してその値を決めることができ、ほぼ１５０〜２５０にその値を決めることになる。
また、ＱＥを調節する方法は、外部負荷を決定する多くの因子のうち、  ベーン（１２）に備えられるアンテナ（１６）の位置を調節する方法などが用いられ、かかる方法を介して前記  ＱＬの値を調整することになる。
【００３５】
また、Ｑｕは式（３）によって３２．５〜３４．０ｍｍのボディー内径（Ｄｂｉ）と０．８〜１．２ｍｍのストラップ間隔（ＳｉＳｏ）で１４５０以上の値を得るように調整する。
つまり、アノード（１０）サイズと関係ない電子効率（ηｅ）は関連技術によって既に  ８０％を維持することになり、アノード（１０）大きさと関係のある回路効率（ηｃ）は本発明によってほぼ９０％を維持することになるので、マグネトロン効率（ηＭＧＴ）は従来と同じく７０％以上を維持する。
【００３６】
尚、これまでは、マグネトロンの特性のうち、マグネトロンの効率面から考察しており、以下かかる小型アノード（１０）の熱での反応を観察することにする。
前記のようにアノードボディー（１１）の内径（Ｄｂｉ）を縮めることになると、結局熱伝達面積もまた、小さくなることになり、冷却フィン（１７）に伝わる熱の量が減少する。
これは冷却がうまくなされていないことを意味し、結局短時間にマグネトロンの熱特性が悪化し、マグネトロンの故障を起こすことになる。
これはアノード（１０）の最大定格温度を外れることでもたらされたものである。特に，アノードの最大定格温度は約５００℃となり、これ以上になる場合には冷却しなければならないが、小型化されたアノード（１０）の場合、熱伝達面積が減ることにより、熱移動が減少して熱特性が悪化するという問題が起こる。
【００３７】
しかしながら、本発明によるマグネトロンのアノード（１０）は，前記熱特性の実験結果、図８に示すように、アノードボディー（１１）の内径（Ｄｂｉ）が  ３２．５ｍｍ以上の場合に熱的に安定した状態になることを示し、それ以下では熱特性が極めて悪くなることを示した。
即ち、ボディー内径（Ｄｂｉ）  ３２．５ｍｍはそれ未満に更に縮めることはできないが、それ以上には縮められることを示す臨界的な意義を有する。
【００３８】
今まではマグネトロンの特性であるマグネトロンの効率と熱的な安定度に対して考察したが、以下にアノード（１０）の工程を単純化することについてみてみる。先ず、アノード（１０）の作業工程を単純化させるためにアノードボディー（１１）とベーン（１２）とを一体化させ同時に形成させることが望ましい。
特にこの場合、アノードボディー（１１）とベーン（１２）の厚さを同一にしてプレス加工をするのが更に望ましいが，これは剪断応力がアノードボディー（１１）と  ベーン（１２）に均一に及ぼされることになり、不良率を最小化することができるからである。また、プレス加工によってボディー（１１）とベーン（１２）を一体化させて形成しなくても、アノードボディー（１１）とベーン（１２）の厚さを同一にすれば、従来のようにアノードボディー（１１）とベーン（１２）の厚さを別途に管理することもなく、不必要な作業工程を減らすことができる。
【００３９】
従って、本発明によるマグネトロンは関連技術のマグネトロンの特性を維持しながら全体的な大きさが減り、製品単価を従来に比べて約２１％以上節減させることができる。
これは高価な無酸素銅材質からなるアノードの材質特性上、全体費用を考慮するとき、著しく費用を低減することができ、また安価競争を競う現経済社会を考慮すれば、市場競争力の確保に寄与することができる。
また、アノードを小型化させることによってマグネトロンでアノードの占める空間が減り、より効率的な空間活用が可能になる。
【００４０】
以上本発明の好適な一実施態様について説明したが、前記実施態様に限定されず、本発明の技術思想に基づいて種々の変形が可能である。
【００４１】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明は小型アノードが備えられたマグネトロンを提供することによって次のような効果がある。
第一に、本発明によるとマグネトロンの特性変化を起こすことなく、アノードの大きさを小型化させることにより、効率的な空間活用及び高価なアノードの材料費が従来に比べて約２１％以上低減される利点がある。
第二に、本発明によると、厚さが同じアノードボディーとベーンとが一体化されて形成されることによって工程が単純になる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】関連技術のマグネトロンの概略的な構成を示す断面図である。
【図２】関連技術のアノードの構成を示す斜視図である。
【図３】関連技術のアノードの構成を示す断面図である。
【図４】本発明の第１実施態様によるアノードボディーの内径と共振周波数との関係を示すグラフである。
【図５】本発明の第２実施態様によるアノードボディーの内径変化によって共振周波数が  ２４５０ＭＨｚを維持するストラップ間隔を示すグラフである。
【図６】図４のように共振周波数が２４５０ＭＨｚに維持された状態でボディーの内径変化によって変化するマグネトロンの効率を示すグラフである。
【図７】本発明による各々のアノードボディーの内径に対してストラップ間隔と、マグネトロン効率との関係を示すグラフである。
【図８】本発明による各々のアノードボディーの内径に対して熱的安定度を示すグラフである。
【符号の説明】
１０…アノード
１１…アノードボディー
１２…ベーン
１３…ストラップ
１３ａ…内側ストラップ
１３ｂ…外側ストラップ
１４…フィラメント
１５…カソード（ｃａｔｈｏｄｅ）
１６…アンテナ
１７…冷却フィン
１８ａ，  １８ｂ…ヨーク（ｙｏｋｅ）
１９ａ，  １９ｂ…マグネット
２０ａ，  ２０ｂ…磁極
Ｓｉｓｏ…ストラップ間隔
Ｓｔ…ストラップ厚さ
Ｄｂｉ…アノードボディーの内径
Ｄａ…ベーン先端間の間隔
Ｖｈ…ベーンの高さ
【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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