(57)【要約】【課題】インバータ電源を用いて駆動するマグネトロンのチョークコイルとコンデンサ端子との溶接に対して信頼性および作業性を向上したマグネトロンの提供。【解決手段】貫通コンデンサの貫通導体が、貫通導体２０ｃの中心部に直径０．５ｍｍの鉄（Ｆｅ）材を有し、該鉄芯の外周を銅（Ｃｕ）材により被覆された二重構造で外形が２ｍｍの棒状体に構成されている。また、貫通導体の一方の端部であるコンデンサ端子２０ｄを内径１．５ｍｍ、厚み０．５ｍｍ、長さ１０ｍｍで、内側を鉄材、外側を銅材のＵ字状端子形状としてチョークコイルの端部１８ｂを包囲して溶接されているので、貫通コンデンサの端子間電圧降下を改善するとともに、チョークコイルとコンデンサ端子との溶接時における確実性および作業性の向上が図れる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対のチョークコイルと貫通コンデンサが直列に接続されて形成されるマグネトロンのＬＣフィルタ回路において、前記貫通コンデンサの一対の貫通導体におけるコンデンサ端子は、内部の材質が鉄材で外周部の材質が銅材により形成される二重構造で構成されたことを特徴とするマグネトロン。
【請求項２】
貫通コンデンサの貫通導体が銅とニッケルの合金で形成されており、前記貫通導体のコンデンサ端子はチョークコイルが挿通するＵ字状部を備えた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】
コンデンサ端子の先端部から所定の位置にチョークコイルの一端が貫通する貫通孔を備えたことを特徴とする請求項２に記載のマグネトロン。
【請求項４】
一対のコンデンサ端子は、それぞれＵ字状に形成された開口部が対向し、前記開口部は外側に折り曲げられた平面部を有し、前記一対のコンデンサ端子が有する前記平面部同士が平行になるように構成されたことを特徴とする請求項２または３に記載のマグネトロン。
【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】
従来のマグネトロンは、図７の縦断面図に示されるように、真空管部１と、励磁用の外部磁気回路部２と、基本ノイズおよび高調波ノイズの漏洩を防止するための漏洩防止部３とを備えている。
【０００３】
真空管部１は、トリウムタングステンからなる螺旋状の陰極４、銅からなる円筒状の陽極５、鉄等の磁性材からなる一対の磁極片６，７、セラミック絶縁管８及び電磁波放出用アンテナ９から構成されている。
【０００４】
外部磁気回路部２は、永久磁石１０，１１および継鉄１２から構成されている。
【０００５】
漏洩防止部３は、図８に示されるように、フィルタケース１３と、フィルタケース１３内に、巻線１４の内部に棒状の高周波吸収部材１５を有するコア型インダクタ１６と巻線の内部に高周波吸収部材を有していない空芯型インダクタ１７とを直列接続してなるチョークコイル１８と、空芯型インダクタ１７側のチョークコイル１８の一方の端部１８ａが接続されたステム端子１９ａ，１９ｂを有するステム１９と、コア型インダクタ１６側のチョークコイル１８の他方の端部１８ｂが接続された貫通コンデンサ２０とを備え、チョークコイル１８と貫通コンデンサ２０とでＬＣフィルタ回路を構成している（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
上記のように構成されたマグネトロンを図９に示されるようにインバータ電源（高周波電源）２１を用いて駆動する場合には、貫通コンデンサ２０の貫通導体２０ａに真鍮材質が用いられ、図１０（ａ）に示されるように、マグネトロンのチョークコイルの端部１８ｂと貫通コンデンサ２０の貫通導体２０ａにおけるコンデンサ端子２０ｂとを合わせてアーク溶接により図１０（ｂ）に示されるように包囲融接されている。
【０００７】
貫通導体の材質に安価な鉄材から真鍮材を用いるのは、図１１に示されるように貫通コンデンサ２０の貫通導体２０ａ両端間の電圧降下を測定した結果、図１１に示される貫通導体の材質におけるインバータ周波数と電圧降下との関係グラフから分かるように、例えば４０ｋＨｚのインバータ周波数時には材質が鉄の場合と真鍮の場合とでは、電圧降下に約３倍の差が生じ、鉄を用いた場合には、電圧降下が大きくなり正規の入力電圧が供給されずマグネトロンが動作不可能となるからである。
【０００８】
そのために、インバータ電源を用いてマグネトロンを駆動する場合には、貫通コンデンサの貫通導体に真鍮が用いられている。
【特許文献１】特開平１１−２３３０３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、前記従来の構成では、貫通導体の真鍮材の溶融温度が９３０度でありチョークコイルの材質である銅材の溶融温度１，０８０度より低いため、貫通コンデンサの貫通導体が、融接時に早く溶けてしまい、溶接が困難な作業となっている。溶接不良には、例えば図１０（ｃ）に示すとおり、チョークコイルの端部１８ｂと貫通コンデンサ２０の貫通導体２０ａにおけるコンデンサ端子２０ｂとの接続部に溶接不良箇所１８ｃが生じている場合、目視による検出が必要になる。さらには、この溶接不良品の再生時に、チョークコイル１８に変形を与えてしまうことがある。チョークコイルに変形が生じると、インダクタンスの変動により、図１２のマグネトロン陰極温度とチョークコイルのインダクタンスとの関係グラフに示すように、マグネトロンが安定して発振する最適陰極温度範囲１，９００〜２，１００Ｋから逸脱するためマグネトロンの信頼性に問題が生じる。例えば、陰極温度が２，１００Ｋを超えた場合、陰極の炭化層脱炭が促進されマグネトロンの寿命が短くなるという問題が生じる。また、陰極温度が１，９００Ｋを下回る場合、陰極の電子放出が低減し、定格のマイクロ波出力が確保できないといった問題が生じる。さらに、空芯型インダクタ１７に変形が生じた場合には、陰極部からの基本発振周波数２．４５ＧＨｚの不要輻射に対する１／２λｇのアンテナ効果が阻害されることによって、チョークコイル焼けが発生するなどの致命的な不良になるという課題が有る。
【００１０】
本発明は、前記課題に鑑み、チョークコイルとコンデンサ端子の溶接に対して高信頼でかつ簡易作業を可能にする構造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】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１記載の発明は、一対のチョークコイルと貫通コンデンサが直列に接続されて形成されるマグネトロンのＬＣフィルタ回路において、前記貫通コンデンサの一対の貫通導体におけるコンデンサ端子は、内部の材質が鉄材で外周部の材質が銅材により形成される二重構造で構成されている。
【００１２】
係る構成によれば、チョークコイルとコンデンサ端子の溶接時に、コンデンサ端子内部の鉄材が芯となり、外周部の銅材とチョークコイルの銅材とが溶けて接合されるため溶接作業が簡易となり、溶接の確実性が高くなる。
【００１３】
また、請求項２記載の発明は、貫通コンデンサの貫通導体が銅とニッケルの合金で形成されており、前記貫通導体のコンデンサ端子はチョークコイルが挿通するＵ字状部を備えている。
【００１４】
係る構成によれば、チョークコイルとコンデンサ端子の溶接時にチョークコイルをコンデンサ端子のＵ字状部で保持することができ、溶接作業の簡易化および確実性が向上する。
【００１５】
さらに、請求項３記載の発明は、コンデンサ端子の先端部から所定の位置にチョークコイルの一端が貫通する貫通孔を備えている。
【００１６】
係る構成によれば、チョークコイルとコンデンサ端子の溶接時に溶接箇所の位置出しが可能となる。
【００１７】
さらに、請求項４記載の発明は、一対のコンデンサ端子は、それぞれＵ字状に形成された開口部が対向し、前記開口部は外側に折り曲げられた平面部を有し、前記一対のコンデンサ端子が有する前記平面部同士が平行になるように構成されている。
【００１８】
係る構成によれば、一対のコンデンサ端子が有する平面部同士が平面電極構造をなし、貫通コンデンサの端子間インピーダンスが向上する。
【発明の効果】
【００１９】
以上詳述したように、本発明によれば、チョークコイルとコンデンサ端子の溶接に対して信頼性・作業性が向上すると同時に、不要輻射が改善し、安価な構造により高性能且つ高信頼性を有するマグネトロンを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２１】
（実施の形態１）
図１（ａ）は本発明の実施の形態１におけるマグネトロンのコンデンサ端子の構造図であり、図１（ｂ）は本発明の実施の形態１におけるマグネトロンのコンデンサ端子とチョークコイルの端部との接続状態を示す斜視図である。
【００２２】
この実施の形態におけるマグネトロンは、コンデンサの貫通導体が図１（ａ）に示されるように、貫通導体２０ｃの中心部に直径０．５ｍｍの鉄（Ｆｅ）芯を有し、該鉄芯の外周を銅（Ｃｕ）材により被覆された二重構造をなし、外径が２ｍｍの棒状体に構成されている。
【００２３】
この構成では、貫通導体２０ｃの中心部のみを、鉄材としその外周を高周波電流特有の表皮効果の影響の少ない非磁性体である銅材で被覆したことにより、端子間電圧降下を回避できる。また、図１（ｂ）の通り貫通導体の一端であるコンデンサ端子２０ｄを内径１．５ｍｍ、厚み０．５ｍｍ、長さ１０ｍｍで、内側を鉄材、外側を銅材のＵ字状端子形状としてチョークコイルの端部１８ｂを包囲することにより、内側の鉄材の融点が約１，５００度のため、銅材からなるチョークコイルの端部１８ｂとの溶接材として最適であり容易な溶接が可能となる。
【００２４】
（実施の形態２）
図２は本発明の実施の形態２におけるマグネトロンのコンデンサ端子とチョークコイルの端部との接続状態を示す斜視図である。
【００２５】
本実施の形態は、図２に示すとおり、コンデンサ端子２０ｄが、銅にニッケルを含む合金で構成されており、内径１．５ｍｍ、厚み０．５ｍｍ、長さ１０ｍｍのＵ字状端子形状としてチョークコイルの端部１８ｂを包囲することによりさらに容易な溶接が可能となる。銅ニッケル合金は、貫通導体の硬度が増し作業性も向上するが、ニッケルは磁性体のため１〜３％の含有が良い。
【００２６】
（実施の形態３）
図３は本発明の実施の形態３におけるマグネトロンのコンデンサ端子とチョークコイルの端部との接続状態を示す斜視図である。
【００２７】
本実施の形態は、図３に示すとおり、コンデンサ端子２０ｄの形状は、内径１．５ｍｍ、厚み０．５ｍｍ、長さ１０ｍｍのＵ字状で構成し、コンデンサ端子２０ｄとチョークコイルの端部１８ｂとの溶接部近傍の少なくとも一部以上にチョークコイルの一端が貫通する貫通孔２０ｅを備えており、コンデンサ端子２０ｄとチョークコイルの端部１８ｂとの溶接時に、高精度の位置出しと仮固定が可能となる。
【００２８】
（実施の形態４）
図４は本発明の実施の形態４におけるマグネトロンのコンデンサ端子とチョークコイルの端部との接続状態を示す斜視図、図５はその要部拡大斜視図である。
【００２９】
本実施の形態は、図４、図５に示すとおり、貫通コンデンサ２０の一対のコンデンサ端子２０ｄは、それぞれ内径１．５ｍｍ、厚み０．５ｍｍのＵ字状に形成され、Ｕ字状の開口部が互いに対向し、この開口部は外側に折り曲げられた平面部２０ｆを有している。この平面部２０ｆは、高さ（Ｈ）が３ｍｍで長さ（Ｌ）が１０ｍｍに形成され、一対のコンデンサ端子２０ｄが有する平面部同士が平行になるように構成された平面電極構造をなしている。
【００３０】
チョークコイル１８の端部１８ｂは、コンデンサ端子２０ｄに設けられた貫通孔２０ｅを貫通してコンデンサ端子２０ｄのＵ字状部に挿通された状態で位置決めされて溶接される。
【００３１】
本実施の形態におけるマグネトロンをマイクロ波出力１，０００Ｗのオーブンに搭載した実動作の結果を図６（ｂ）に示す。マグネトロンから発生する３０ＭＨｚ〜１，０００ＭＨｚの不要輻射のノイズにおいて、図６（ａ）に示す従来のマグネトロンのノイズ特性に対して本発明のマグネトロンのノイズ特性は、図６（ｂ）に示される通り１００ＭＨｚ帯のノイズが１０ｄＢ改善されている。この要因については、貫通コンデンサ２０の端子間インピーダンスが向上したためであり、本発明によりチョークコイルとコンデンサ端子の溶接に対して高精度の位置出しが可能となるほか、不要輻射ノイズが改善するマグネトロンを提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明にかかるマグネトロンは、チョークコイルとコンデンサ端子の溶接に対して高信頼・簡易作業を可能にすると同時に低ノイズ化が可能になるので、インバータ電源により駆動される電子レンジや産業用用途のマイクロ波応用装置などに有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】（ａ）本発明の実施の形態１におけるマグネトロンのコンデンサ端子の構造図、（ｂ）本発明の実施の形態１におけるマグネトロンのコンデンサ端子とチョークコイルの端部との接続状態を示す構造図
【図２】本発明の実施の形態２におけるマグネトロンのコンデンサ端子とチョークコイルの端部との接続状態を示す斜視図
【図３】本発明の実施の形態３におけるマグネトロンのコンデンサ端子とチョークコイルの端部との接続状態を示す斜視図
【図４】本発明の実施の形態４におけるマグネトロンのコンデンサ端子とチョークコイルの端部との接続状態を示す斜視図
【図５】図４の要部拡大斜視図
【図６】（ａ）従来のマグネトロンから発生する不要輻射の周波数とノイズレベルとの関係グラフ、（ｂ）本発明のマグネトロンから発生する不要輻射の周波数とノイズレベルとの関係グラフ
【図７】従来のマグネトロンの縦断面図
【図８】従来のマグネトロンにおける漏洩防止部を示す要部下面図
【図９】貫通コンデンサとインバータ電源（高周波電源）の接続及び貫通コンデンサの端子間電圧降下測定の概要図
【図１０】（ａ）従来のマグネトロンにおけるチョークコイルと貫通コンデンサとの世溶接部の溶接前の状態を示す斜視図、（ｂ）従来のマグネトロンにおけるチョークコイルと貫通コンデンサとの溶接部の溶接後の状態を示す斜視図、（ｃ）従来のマグネトロンにおけるチョークコイルと貫通コンデンサとの溶接部の溶接不良状態を示す斜視図
【図１１】貫通コンデンサの貫通導体材質におけるインバータ周波数と電圧降下との関係グラフ
【図１２】マグネトロン陰極温度とチョークコイルのインダクタンスとの関係グラフ
【符号の説明】
【００３４】
１８  チョークコイル
１８ｂ  端部
２０  貫通コンデンサ
２０ａ  貫通導体
２０ｃ  貫通導体
２０ｄ  コンデンサ端子
２０ｅ  貫通孔
２０ｆ  平面部
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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