(57)【要約】【課題】ろう付け部分の信頼性を確保し、高調波抑制効果に優れた電子レンジ用マグネトロンを提供すること。【解決手段】筒状の二重壁構造部分を有する高周波チョークを形成する金属封着体１９と、この金属封着体１９に接合する絶縁円筒２０と、金属封着体１９および絶縁円筒２０の内側を通るアンテナリード２２とを具備した電子レンジ用マグネトロンにおいて、金属封着体１９の絶縁円筒２０との環状接合領域に平坦面１９ｄを設け、かつ、金属封着体１９の内側壁構造部分１９ｃに、内径が徐々に変化する内側テーパ部１９１を平坦面１９ｄに連続して設けた。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状の二重壁構造部分を有する高周波チョークを形成する金属封着体と、この金属封着体に接合する絶縁円筒と、前記金属封着体および前記絶縁円筒の内側を通るアンテナリードとを具備した電子レンジ用マグネトロンにおいて、前記金属封着体の前記絶縁円筒との環状接合領域に平坦面を設け、かつ、前記金属封着体の内側壁構造部分に、内径が徐々に変化する内側テーパ部を前記平坦面に連続して設けたことを特徴とする電子レンジ用マグネトロン。
【請求項２】
筒状の二重壁構造部分を有する高周波チョークを形成する金属封着体と、この金属封着体に接合する絶縁円筒と、前記金属封着体および前記絶縁円筒の内側を通るアンテナリードとを具備した電子レンジ用マグネトロンにおいて、前記金属封着体の前記絶縁円筒との環状接合領域に平坦面を設け、かつ、前記金属封着体の内側壁構造部分に、内径が徐々に変化する内側テーパ部を前記平坦面に連続して設け、前記金属封着体の外側壁構造部分に、外径が徐々に変化する外側テーパ部を前記平坦面に連続して設けたことを特徴とする電子レンジ用マグネトロン。
【請求項３】
金属封着体の絶縁円筒との環状接合領域に設けた平坦面の幅は、前記絶縁円筒の肉厚よりも小さい請求項１または請求項２記載の電子レンジ用マグネトロン。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マイクロ波加熱機器などに用いられる電子レンジ用マグネトロンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の電子レンジ用マグネトロンについて、その出力部を抜き出した図３の断面図を参照して説明する。
【０００３】
出力部３０は、金属封着体３１および第１金属リング３２、第２金属リング３３、絶縁円筒３４、第３金属リング３５、排気用金属管３６などから構成され、これらの内側をアンテナリード３７が管軸ｍ方向に伸びている。
【０００４】
金属封着体３１は全体が筒状で、管軸ｍに対し垂直方向に広がる鍔状部３１ａおよび管軸ｍに平行な外円筒部３１ｂ、管軸ｍに直交する連結部３１ｃ、管軸ｍに平行な内円筒部３１ｄなどから構成されている。
【０００５】
第１金属リング３２は断面がＬ字状で、管軸ｍに対し垂直な円盤状リング部３２ａおよび管軸ｍに平行な筒状部３２ｂから構成され、円盤状リング部３２ａが金属封着体３１の連結部３１ｃに接合している。
【０００６】
第２金属リング３３は、管軸ｍに平行な外円筒部３３ａおよび管軸ｍに垂直な円盤状リング部３３ｂ、管軸ｍに平行な内円筒部３３ｃから構成され、外円筒部３３ａの図示下端が、第１金属リング３２の円盤状リング部３２ａの図示上面に接合している。また、第２金属リング３３の円盤状リング部３３ｂの図示上面、たとえば外円筒部３３ａから円盤状リング部３３ｂへと直角に曲がったその角部に連続する平坦面に絶縁円筒３４の下端面が接合している。絶縁円筒３４の上端面に第３金属リング３５が接合している。第３金属リング３５はほぼ逆Ｕ字状で、第３金属リング３５の内側に、排気用金属管３６の下端部が接合している。排気用金属管３６は図示上端にアンテナリード３７を封止している。
【０００７】
金属封着体３１〜排気用金属管３６は、隣接するどうしが環状のろう材（図示せず）によって気密接合されている。
【０００８】
金属封着体３１の外円筒部３１ｂと内円筒部３１ｄで挟まれた環状領域３１Ａおよび第２金属リング３３の外円筒部３３ａなどと内円筒部３３ｃで挟まれた環状領域３３Ａ、第３金属リング３５内部の環状領域３５Ａ、排気用金属管３６の内側領域３６Ａは、筒状の二重壁構造部分を有する高調波抑制用のλ／４形チョークを形成している。
【０００９】
出力部３０は、たとえば陽極部（図示せず）および陰極部（図示せず）を封着し、その後、マグネトロン本体の内部空間とともに真空排気される。真空排気後、排気用金属管３６はアンテナリード３７と共に圧接切断される。
【００１０】
上記の出力部は、絶縁円筒３４がセラミックなどで形成され、第２金属リング３３や第３金属リング３５は金属で形成され、両者の間に熱膨張係数の差がある。そのため、絶縁円筒３４と第２金属リング３３とのろう付け部分、あるいは、絶縁円筒３４と第３金属リング３５とのろう付け部分に過大な応力が作用し、絶縁円筒３４にクラックが発生したり、ろう付け不良が発生したりする。
【００１１】
このような問題を解消するために、従来の電子レンジ用マグネトロンは、第２金属リング３３および第３金属リング３５の材質や板厚、端部形状などにいろいろな工夫がされている。
【００１２】
次に、従来の電子レンジ用マグネトロンの他の例について、その出力部を抜き出した図４の断面図を参照して説明する。図４は、図３に対応する部分に同じ符号を付し、重複する説明を一部省略する。
【００１３】
図４（ａ）は、金属封着体３１上に、絶縁円筒３４および排気用金属管３６が環状ろう材（図示せず）などによって順に気密接合されている。
【００１４】
この例の場合、金属封着体３１の外円筒部３１ｂから連結部３１ｃへと直角に曲がったその角に連続する連結部３１ｃの平坦面に絶縁円筒３４が接合している。排気用金属管３６はその外側に外円筒部４１が一体に設けられ、外円筒部４１の図示下端が絶縁円筒３４に接合している。
【００１５】
金属封着体３１内部の環状領域３１Ａおよび排気用金属管３６の内側領域３６Ａ、排気用金属管３６の外円筒部４１の内側領域４１Ａは、それぞれ高調波抑制用のλ／４形チョークを形成している。
【００１６】
図４（ｂ）は、従来の電子レンジ用マグネトロンのもう１つの例で、その出力部を抜き出した断面図である。図４（ｂ）は、図３および図４（ａ）に対応する部分に同じ符号を付し、重複する説明を一部省略する。
【００１７】
この例の場合、金属封着体３１の連結部３１ｃに環状突起３１１を形成し、環状突起３１１部分に絶縁円筒３４を接合している。
【００１８】
上記した従来技術は特許文献１などに記載されている。
【００１９】
【特許文献１】
特開平４−１６７３３４号公報
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
図３の従来例は、絶縁円筒３４と第１金属リング３３とのろう付け部分、および、絶縁円筒３４と第２金属リング３５とのろう付け部分の信頼性が確保しやすい構造になっている。また、λ／４形チョーク構造が多く設けられ、各部品単体も高精度に製造できるなど、高調波抑制効果が高い利点がある。しかし、部品点数が多く製造性が低下する。
【００２１】
図４の従来例は、部品点数が少なく製造性が改善する。しかし、絶縁円筒３４と金属封着体３１とのろう付け部分、および、絶縁円筒３４と排気用金属管３６とのろう付け部分の信頼性の確保が困難になっている。
【００２２】
たとえば金属封着体３１の材料には鉄などが用いられている。そのため、機械的強度を考慮すると、金属封着体３１の板厚を薄くできない。したがって、図４（ａ）のように、金属封着体３１を構成する連結部３１ｃの平坦面に絶縁円筒３４を接合すると、金属封着体３１と絶縁円筒３４との接合部に大きな応力が発生し、絶縁円筒３４にクラックなどが発生する。
【００２３】
図４（ｂ）に示すように、金属封着体３１の環状突起３１１に絶縁円筒３４を接合する構造は、金属封着体３１と絶縁円筒３４との接合面積が小さくなり、絶縁円筒３４のクラック発生が抑えられる。しかし、この方法は、環状突起３１１をプレスなどで製作すると、良好な加工精度が得られず、ろう付け部分の信頼性が低下する。環状突起３１１はチョーク構造の一部でもあるため、高調波抑制効果が変動する。
【００２４】
上記の従来例は、金属封着体３１あるいは第１金属リング３２のチョーク構造部分の断面がほぼ「コ」の字状になっている。そのため、アンテナリード３７と同一距離で平行する長さが、チョーク構造に必要とされる長さとほぼ同じになり、比較的長くなる。したがって、アンテナリード３７との放電が持続し易く、アンテナ溶けやチョーク溶けなどが発生する。
【００２５】
本発明は、上記した欠点を解決し、ろう付け部分の信頼性を確保し、高調波抑制効果に優れた電子レンジ用マグネトロンを提供することを目的とする。
【００２６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、筒状の二重壁構造部分を有する高周波チョークを形成する金属封着体と、この金属封着体に接合する絶縁円筒と、前記金属封着体および前記絶縁円筒の内側を通るアンテナリードとを具備した電子レンジ用マグネトロンにおいて、前記金属封着体の前記絶縁円筒との環状接合領域に平坦面を設け、かつ、前記金属封着体の内側壁構造部分に、内径が徐々に変化する内側テーパ部を前記平坦面に連続して設けたことを特徴とする。
【００２７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態について、その要部を抜き出した図１の断面図を参照して説明する。
【００２８】
高周波を発生する発振部本体１０は、陽極円筒１１および陽極円筒１１内の中央部に位置するカソード１２、空胴共振器を形成する複数の陽極べイン１３などから構成されている。陽極べイン１３は、陽極円筒１１およびカソード１２間に放射状に設けられ、その一端は陽極円筒１１に固定されている。複数の陽極べイン１３は、その１つおきどうしが共通のストラップリング１４で接続されている。陽極円筒１１の図示上下の開口端部にポールピース１５、１６が固定され、カソード１２にエンドシールド１７が接続されている。ポールピース１５上方に出力部１８が設けられている。
【００２９】
出力部１８は、金属封着体１９および絶縁円筒２０、排気用金属管２１などから構成されている。金属封着体１９や絶縁円筒２０、排気用金属管２１は図示しない環状ろう材よって気密接合され、その内側空間をアンテナリード２２が管軸ｍ方向に伸びている。アンテナリード２２は、一端部が陽極ベイン１３の１つと電気的に接続され、他端部は金属排気管２１に封止されている。
【００３０】
金属封着体１９は、管軸ｍに対し垂直方向に広がる鍔状部１９ａおよび管軸ｍの延長方向に伸びる筒状外側壁部１９ｂ、同じく管軸ｍの延長方向に伸びる筒状内側壁部１９ｃなどから構成され、鍔状部１９ａの外縁部が陽極円筒１１に接合している。金属封着体１９の筒状外側壁部１９ｂと筒状内側壁部１９ｃとの環状境界領域に絶縁円筒２０の図示下端面が接合されている。
【００３１】
たとえば図１（ａ）の円Ａの近傍を拡大した図１（ｂ）に示すように、筒状外側壁部１９ｂと筒状内側壁部１９ｃの環状境界領域に平坦面１９ｄが形成され、その平坦面１９ｄに絶縁円筒２０の図示下端面が接合されている。
【００３２】
金属封着体１９は、絶縁円筒２０との接合部分の内側、たとえば筒状内側壁部１９ｃの一部に、陽極円筒１１側に向って内径が徐々に小さくなる内側テーパ部１９１が、平坦面１９ｄの内縁部ｄ１に連続して設けられ、その先１９２は管軸ｍにほぼ平行している。
【００３３】
金属封着体１９は、絶縁円筒２０との接合部分の外側、たとえば筒状外側壁部１９ｂの一部に、陽極円筒１１側に向って外径が徐々に大きくなる外側テーパ部１９３が、平坦面１９ｄの外縁部ｄ２に連続して設けられ、その先１９４は管軸ｍにほぼ平行している。そして、内側テーパ部１９１と外側テーパ部１９３との境界領域、たとえば内側テーパ部１９１および外側テーパ部１９３が形成する山型頂点部分の平坦面１９ｄに、セラミックなどで形成された絶縁円筒２０の図示下端面が接合している。
【００３４】
平坦面１９ｄの幅Ｗａは絶縁円筒２０の板厚Ｗｂよりも小さく形成され、たとえば絶縁円筒２０下端面は平坦面１９ｄの両側にはみ出した形になっている。
【００３５】
そして、絶縁円筒２０の図示上端面に排気用金属管２１が接合している。
【００３６】
排気用金属管２１は、図示上端が閉じた筒状部２１ａおよびＬ字状の断面で筒状部２１の外側に位置する外円筒部２１ｂなどから構成され、外円筒部２１ｂの図示下端面が絶縁円筒２０に接合している。
【００３７】
金属封着体１９の筒状外側壁部１９ｂと筒状内側壁部１９ｃとで囲まれた環状領域１９Ａ、および、排気用金属管２１の外円筒部２１ｂと筒状部２１ａとで挟まれた環状領域２１Ａ、排気用金属管２１の筒状部２１の内部領域２１Ｂは、高調波などを抑制するための筒状の二重壁構造部分を有するλ／４形高周波チョークを形成している。
【００３８】
上記した構成において、動作時、発振部本体１０で発生した高周波（たとえば２４５０ＭＨｚ）がアンテナリード２２を通して外部に取り出される。また、高調波成分は、アンテナリード２２の外側に設けたλ／４形高周波チョークのチョーク作用により外部への輻射が抑制される。
【００３９】
上記した構成によれば、金属封着体１９の２つのテーパ部に挟まれた山型頂点に、絶縁円筒２０の板厚よりも小さい幅の平坦面１９ｄを設け、この平坦面１９ｄに絶縁円筒２０を接合している。
【００４０】
この構造によれば、従来構造、たとえば直角に曲がったその角部分に連続する平坦面に絶縁円筒を接合する構造に比較して、ろう付け不良や強度不足などが解消し、信頼性が向上する。また、プレスなどで製作した環状突起に比較して良好な加工精度が得られる。また、絶縁円筒体と接合する平坦部の面積が小さいため、絶縁円筒体のクラック発生などを防止でき、金属封着体の全長寸法やろう付け部分の平坦度も改善する。
【００４１】
上記した構成の数値例を示すと、絶縁円筒２０の板厚Ｗｂが１．５ｍｍで、平坦部の幅Ｗａが約０．３ｍｍとなっている。また、金属封着体１９の板厚は０．５ｍｍで、その内径は径小部φ１が１６ｍｍ、径大部φ２が１６．５ｍｍとなっている。
【００４２】
なお、金属封着体１９に第５高調波近辺を抑制するチョークを形成する場合、チョーク長は５．０ｍｍ前後となる。たとえばチョーク内径φ３が９ｍｍで、管軸ｍに対する内側テーパ部１９１の角度が４５°の場合、アンテナリード２２と同一距離で対向する筒状部１９２の長さは２．２ｍｍ〜２．５ｍｍ程度と短くなる。その結果、アンテナリード２２との放電の持続で発生するアンテナ溶けや、チョーク溶けなどが減少する。
【００４３】
この場合、金属封着体１９に第５高調波近辺を抑制するチョークを設けている。しかし、第５高調波近辺を抑制するチョークに限らず、その他の高調波を抑制するチョークを設けた場合にも、同様の効果が得られる。
【００４４】
上記の実施形態では、金属封着体１９に設けた平坦部１９ｄの両側に、それぞれ内側テーパ部１９１および外側テーパ部１９３を設けている。この場合、平坦部１９ｄの一方の側、たとえば内側テーパ部１９１だけを設ける構造にすることもできる。
【００４５】
また、金属封着体１９の筒状内側壁部１９ｃに、内側テーパ部１９１と筒状部１９２を設けているが、筒状内側壁部１９ｃ全体をテーパ状に形成することもできる。
【００４６】
ここで、チョーク効果について図２を参照して説明する。
【００４７】
図２は、計算機上でのシミュレーション結果で、横軸は周波数（ＧＨｚ）、縦軸は信号伝達レベル（Ｖ）である。このシミュレーションは、マグネトロンの出力部をモデル化し、入力信号として振幅１のパルスを用い、特定の周波数における信号の伝達レベルを計算している。
【００４８】
符号Ｐが発明（たとえば図１のようにテーパ部を設けた構造）の場合、符号Ｑが従来技術（たとえば図４（ｂ）のようにテーパ部がなく、突起を設けた構造）の場合で、発明Ｐの方が従来技術Ｑよりも伝達レベルが低く、チョーク効果が高くなっている。たとえば、第５高調波近辺での伝達レベルは、テーパ部を設けた構造の方が、広い帯域でチョーク効果が高くなっている。
【００４９】
上記した構成によれば、出力部の部品点数が少ないため製造性が向上し、また、金属封着体と絶縁円筒のろう付け部分の信頼性や寸法精度が向上した電子レンジ用マグネトロンが実現する。また、金属封着体のアンテナリードと同距離で対向する円筒部の長さが短いため、アンテナリードとの放電持続によるアンテナ溶けやチョーク溶けなどが減少する。また広い帯域での高調波抑制効果が得られる。
【００５０】
【発明の効果】
本発明によれば、信頼性および寸法精度の向上した電子レンジ用マグネトロンを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を説明するための出力部近傍の縦断面図である。
【図２】本発明の特性を説明するための特性図である。
【図３】従来例を説明するための出力部を抜き出した縦断面図である。
【図４】他の従来例を説明するための出力部を抜き出した縦断面図である。
【符号の説明】
１０…発振部本体
１１…陽極円筒
１２…カソード
１３…陽極ベイン
１４…ストラップリング
１５…ポールピース
１６…ポールピース
１７…エンドシールド
１８…出力部
１９…金属封着体
２０…絶縁円筒
２１…排気用金属管
２２…アンテナリード
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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