(57)【要約】【課題】マグネトロンの陰極部を構成するフィラメントコイルの両端部における温度を均等にし、フィラメントコイルからの熱電子放出バランスを整え、雑音を抑制すること。【解決手段】第１のエンドハット２３は、断面傘状に形成され中央部は芯部に挿入孔２３ａが形成された軸部２３ｂと連続して径小軸部２３ｃが下向きに突設され、この軸部２３ｂの外周部に下向きすり鉢状の凹部２３ｄが形成されており、挿入孔２３ａに第１の陰極端子導出用リード線１５が挿入されると共に、フィラメントコイル１２の一端が凹部２３ｄに嵌合し接合されている。第１のエンドハット２３は体積が第２のエンドハット１４の体積と等しくなるように、軸部２３ｂには、径小軸部２３ｃがフィラメントコイル１２の内径と接しない状態で軸部２３ｂの下方に延長されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
螺旋状のフィラメントコイルと、前記フィラメントコイルの両端部に接合された第１のエンドハット，第２のエンドハットを介して前記フィラメントコイルを支持する第１の陰極端子導出用リード線，第２の陰極端子導出用リード線とを有する陰極構体を備え、前記第１のエンドハットの体積が第２のエンドハットの体積と同等になるように、前記第１のエンドハットは断面傘状に形成され、中央部に形成された軸部に前記フィラメントコイルの内径と接しない径小軸部が下向きに延長して突設され、前記軸部の外周部に下向きすり鉢状の凹部が形成されており、前記軸部及び径小軸部の挿入孔に前記第１の陰極端子導出用リード線が挿入されると共に、前記フィラメントコイルの一端が前記凹部に嵌合し接合されたことを特徴とするマグネトロン。
【請求項２】
前記第１のエンドハットの中央部に形成された軸部に延長して突設された径小軸部は複数のスリットが設けられ更に下方へ延長されたことを特徴とする請求項１記載のマグネトロン。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のマグネトロンを使用したことを特徴とするマイクロ波応用装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子レンジ及びマイクロ波応用装置などに用いられるマグネトロンの改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のマイクロ波応用装置に用いられるマグネトロンは、通常、図５に示されるように、中心部には真空管部１があり、この真空管部１の外周に配設された複数枚の放熱用フィン２と、真空管部１と同軸に配設された一対の環状磁石３と、この環状磁石３を磁気的に継ぐ一対の枠状継鉄４と、フィルター回路部５とで構成されている。
【０００３】
また、真空管部１は、円筒状の陽極筒体６と、陽極筒体６の中心軸上に配置された陰極構体７と、陽極筒体６の中心軸に対して放射状に陽極筒体６の内周面に配置された複数枚の陽極ベイン８と、これらを１枚おきに電気的に接続するための複数個の均圧環９と、一端がいずれか１枚の陽極ベイン８に接続されたマイクロ波放出用アンテナ１０とを具備した構成となっている。
【０００４】
陰極構体７は、陽極筒体６の一方の開口端縁に陽極筒体６と同軸心に接合されて真空管容器の一部を構成する金属管１１と、陽極筒体６の中心軸部分に配置され、図６に示されるように、螺旋状のフィラメントコイル１２と、両端部に接合された第１のエンドハット１３，第２のエンドハット１４を介してフィラメントコイル１２を支持する第１の陰極端子導出用リード線１５，第２の陰極端子導出用リード線１６とを備え、金属管１１の開口端縁に気密接合されると共に金属管１１の環軸方向に沿って貫通した一対の貫通孔１７を有したステム絶縁体１８と、基端軸部が一対の貫通孔１７に挿通される一対の外部端子１９と、ステム絶縁体１８のフィラメントコイル１２側の端面に接合される一対の封着用金属板２０とを備えている。
【０００５】
第１のエンドハット１３は、図６、図７に示されるように、断面傘状に形成され中央部には芯部に挿入孔１３ａが形成された軸部１３ｂが下向きに突設され、この軸部１３ｂの外周部に下向きすり鉢状の凹部１３ｃが形成されており、軸部１３ｂの挿入孔１３ａに第１の陰極端子導出用リード線１５が挿入されると共に、フィラメントコイル１２の一端が凹部１３ｃに嵌合し接合されている。
【０００６】
上記の各部品の内、フィラメントコイル１２はトリウム・タングステン製、第１のエンドハット１３，第２のエンドハット１４及び第１の陰極端子導出用リード線１５，第２の陰極端子導出用リード線１６はモリブデン製、ステム絶縁体１８はセラミックス製、外部端子１９及び封着用金属板２０は鋼板等の一般的な導電金属製である。
【０００７】
かかる構成においてマグネトロンは、フィラメントコイル１２を通電加熱し、フィラメントコイル１２と陽極ベイン８の間に所定の直流高電圧を印加することにより、フィラメントコイル１２から陽極ベイン８に向かって放出された電子が、陽極ベイン８とフィラメントコイル１２の間の作用空間において直交する電磁界の作用を受け、フィラメントコイル１２の周囲を旋回しながら周回し、陽極部の陽極ベイン８に向い、複数枚の陽極ベイン８によって分割、形成された空洞共振器に生じた微弱なマイクロ波と相互作用を起こすことにより、空洞共振器内に大なるマイクロ波を発生させ、マイクロ波放出用アンテナ１０から外部へマイクロ波を放出する。
【０００８】
上記の陰極構体７において、第１のエンドハット１３，第２のエンドハット１４は熱容量が大きく、動作時におけるフィラメントコイル１２の温度は、中央部付近が最も高く、中央部から両端部の第１のエンドハット１３及び第２のエンドハット１４との接合部へ近づくほど低くなる。このフィラメントコイル１２から放出される熱電子は、該フィラメントコイルの温度に依存することから、フィラメントコイルから発生する熱電子の密度は不均一になり、雑音成分を発生させる要因となっていた。
【０００９】
そこで、第１のエンドハットの熱容量を従来のものに比べ小さくするために、第１のエンドハットの第１の陰極端子導出用リード線との接合部より外周に複数の穴を穿設することが提案された（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平９−２８３０３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記従来の構成によれば、第１のエンドハットの熱容量を小さくすることはできるものの、マグネトロンの雑音を低減するには不十分であった。
【００１１】
一般に、第２のエンドハットは、第２の陰極端子導出用リード線と電気的及び機械的に接合することから、ステム絶縁体側の面を平坦にする必要があるため、第２のエンドハットはフィラメントコイルの他端に配設された第１のエンドハットより大きい体積に構成されている。そのため、フィラメントコイルの両端部で第１のエンドハット側と第２のエンドハット側との熱電子放出のバランスが崩れ、雑音成分を発生させているということが考えられる。
【００１２】
したがって、上記従来の構成では、第１のエンドハットの熱容量を低減することで、フィラメントコイルの中心部から第１のエンドハット側での熱電子の密度差を小さくすることができるものの、フィラメントコイルの両端部において、第１のエンドハット１３側と第２のエンドハット１４側との熱電子密度の差は寧ろ拡大されてしまうことになり、雑音成分の低減効果が不十分となっていたと考えられる。
【００１３】
本発明は、前記課題に鑑み、フィラメントコイルの両端部における温度をより均一にし雑音を抑制することのできるマグネトロンを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するために、本発明のマグネトロンは、螺旋状のフィラメントコイルと、フィラメントコイルの両端部に接合された第１のエンドハット，第２のエンドハットを介してフィラメントコイルを支持する第１の陰極端子導出用リード線，第２の陰極端子導出用リード線とを有する陰極構体を備え、第１のエンドハットの体積が第２のエンドハットの体積と同等になるように、第１のエンドハットは断面傘状に形成され、中央部に形成された軸部にフィラメントコイルの内径と接しない径小軸部が下向きに延長して突設され、軸部の外周部に下向きすり鉢状の凹部が形成されており、軸部及び径小軸部の挿入孔に第１の陰極端子導出用リード線が挿入されると共に、フィラメントコイルの一端が凹部に嵌合し接合されて構成されている。
【００１５】
かかる構成によれば、第１のエンドハットの体積を第２のエンドハットの体積に近づけることにより、第１のエンドハットと第２のエンドハットの熱容量を同等にすることができる。
【００１６】
また、第１のエンドハットの中央部に形成された軸部に突設された径小軸部は複数のスリットが設けられ更に下方へ延長された構成を有する。
【００１７】
かかる構成によれば、第１のエンドハットの重心をより下方へ位置させることができる。
【００１８】
また、本発明のマイクロ波応用装置は、上記のいずれかに記載のマグネトロンを備えている。
【００１９】
係る構成によれば、マグネトロンから発生するノイズが低くなることから、マイクロ波応用装置から発生するノイズも抑制することができる。
【発明の効果】
【００２０】
以上詳述したように、本発明によれば、フィラメントコイルの両端部における温度をより均一にし、雑音を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２２】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１におけるマグネトロンの縦断面図であり、図２は図１における陰極部の拡大断面図、図３、図４は要部拡大斜視図である。従来と同一構成要素については同一符号が付してある。
【００２３】
図１において、従来と異なる構成要素は陰極構体２７であり、特に第１のエンドハット２３の構成が異なっている。マグネトロンを構成するその他の構成要素は従来のマグネトロンの構成と同一である。
【００２４】
図１において、本実施の形態のマグネトロンは、中心部には真空管部１があり、この真空管部１の外周に配設された複数枚の放熱用フィン２と、真空管部１と同軸に配設された一対の環状磁石３と、この環状磁石３を磁気的に継ぐ一対の枠状継鉄４と、フィルター回路部５とで構成されている。
【００２５】
また、真空管部１は、円筒状の陽極筒体６と、陽極筒体６の中心軸上に配置された陰極構体２７と、陽極筒体６の中心軸に対して放射状に陽極筒体６の内周面に配置された複数枚の陽極ベイン８と、これらを１枚おきに電気的に接続するための複数個の均圧環９と、一端がいずれか１枚の陽極ベイン８に接続されたマイクロ波放出用アンテナ１０とを具備した構成となっている。
【００２６】
陰極構体２７は、陽極筒体６の一方の開口端縁に陽極筒体６と同軸心に接合されて真空管容器の一部を構成する金属管１１と、陽極筒体６の中心軸部分に配置され、図２に示されるように、螺旋状のフィラメントコイル１２と、両端部に接合された第１のエンドハット２３，第２のエンドハット１４を介してフィラメントコイル１２を支持する第１の陰極端子導出用リード線１５，第２の陰極端子導出用リード線１６とを備え、金属管１１の開口端縁に気密接合されると共に金属管１１の環軸方向に沿って貫通した一対の貫通孔１７を有したステム絶縁体１８と、基端軸部が一対の貫通孔１７に挿通される一対の外部端子１９と、ステム絶縁体１８のフィラメントコイル１２側の端面に接合される一対の封着用金属板２０とを備えている。
【００２７】
第１のエンドハット２３は、図２、図３に示されるように、断面傘状に形成され中央部は芯部に挿入孔２３ａが形成された軸部２３ｂと連続して径小軸部２３ｃが下向きに突設され、この軸部２３ｂの外周部に下向きすり鉢状の凹部２３ｄが形成されており、挿入孔２３ａに第１の陰極端子導出用リード線１５が挿入されると共に、フィラメントコイル１２の一端が凹部２３ｄに嵌合し接合されている。
【００２８】
ここで、第１のエンドハット２３は体積が第２のエンドハット１４の体積と等しくなるように、軸部２３ｂには、径小軸部２３ｃがフィラメントコイル１２の内径と接しない状態で軸部２３ｂの下方に延長されている。
【００２９】
このように構成することにより、第１のエンドハット２３の体積と第２のエンドハット１４の体積を等しくし、マグネトロンの動作時にフィラメントコイルの両端部における温度を等しくすることで、熱電子の密度差を小さくして、雑音の発生を抑制することができる。
【００３０】
第１のエンドハット２３の軸部２３ｂに径小軸部２３ｃを延長して設けた理由は、フィラメントコイル１２全体としての温度のバランスを考慮し、フィラメントコイルの中央部から両端部の接合部までの距離を第１のエンドハット側と第２のエンドハット側で等しくなるようにするために、フィラメントコイルの内径と接しない径小軸部を延長したものであり、また、第１のエンドハット２３の体積を第２のエンドハットの体積と等しくなるように増やす方法としては、傘状部の肉厚を増やす方法も考えられるが、年々マグネトロンの小型化の要望に伴い、第１の陰極端子導出用リード線が細く設計されるようになり、第１のエンドハット２３は第１の陰極端子導出用リード線の先端に取り付けられているため、傘状部の肉厚を増やして重心が先端側へ移動すると、マイクロ波発振時の微小な振動により首振り現象が顕著に現れ雑音発生や発振効率の低下などの違った要因の一つとなるからである。
【００３１】
上記の要因に鑑み、図４に示されるように、第１のエンドハット２３の径小軸部２３ｃにスリットを設けて更に下方へ延長することで、第１のエンドハットの重心をより下方へ位置させ、首振り現象の発生を抑えるのに好ましい。なお、径小軸部２３ｃに設けたスリットは他の形状であってもよい。
【００３２】
上記構成をすることにより、第１のエンドハット２３と第２のエンドハットとの熱容量差を従来のものに比べ小さくすることができ、フィラメントコイル両端部の温度およびその温度が起因するフィラメントコイルの両端部から発生する熱電子の密度を均等にし、発振の安定性が向上するとともに雑音をより抑制することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明のマグネトロンはノイズ特性に優れるため、電子レンジや産業用用途に用いられるマイクロ波応用装置などに有効である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施の形態１におけるマグネトロンの縦断面図
【図２】本発明の陰極部の断面図
【図３】本発明の要部拡大図
【図４】本発明の別の形態の要部拡大図
【図５】従来のマグネトロンの縦断面図
【図６】従来のマグネトロンの陰極部の断面図
【図７】従来のマグネトロンの要部拡大図
【符号の説明】
【００３５】
１  真空管部
７  陰極構体
１２  フィラメントコイル
１４  第２のエンドハット
１５  第１の陰極端子導出用リード線
１６  第２の陰極端子導出用リード線
２３  第１のエンドハット
２３ａ  挿入孔
２３ｂ  軸部
２３ｃ  径小軸部
２３ｄ  凹部
【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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