(57)【要約】【課題】マグネトロンの磁気回路による歪みを減らすと共に軽量かつ安定動作のマグネトロン磁気回路を提供することを目的とする。【解決手段】マグネトロンにおいて、陽極円筒６とベイン７とで形成される陽極部と、コイル状フィラメント１からなる陰極部と、上下に配設された磁極９，１０と、環状永久磁石１３，１４と、入力部および出力部とを具備し、これらのリング状磁石とヨーク材を隙間がなくなるように一体に連接させることにより、漏洩磁束を少なくし磁気回路効率を向上させ、マグネトロンを安定動作させることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
陽極円筒と前記陽極円筒の内周面に突出して設けられた複数個のベインと、を有する陽極部と、前記陽極円筒の中心部に設けられコイル状フィラメントを有する陰極部と、前記陽極円筒の管軸方向両端部に相対向して設けられた略同一形状ですり鉢状の一対の磁極と、強磁性体から成る枠状継鉄と、前記陽極円筒の両端に設けられた一対の環状永久磁石と、を備え、
前記枠状継鉄の反りや変形に対して隙間がなくなるように前記環状永久磁石を密着させたマグネトロン。
【請求項２】
環状永久磁石が、ボンド磁石からなる請求項１に記載のマグネトロン。
【請求項３】
環状永久磁石が、希土類金属磁石粉末を含有するボンド磁石であることを特徴とする請求項２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、電子レンジ等のマイクロ波応用機器に用いられるマグネトロン磁気回路の改良に関し、さらに詳しくは磁気回路効率の向上やマグネトロンの安定動作に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、マグネトロンは、マイクロ波を発生する電子管であり、発振効率が比較的高く大出力化が容易なことから、電子レンジをはじめとするマイクロ波応用機器のマイクロ波発生源として広く用いられている。以下に、従来のマグネトロンについて、説明する。
【０００３】
図１は、一般的な電子レンジに使用されるマグネトロンの断面図である。図１に示されるように、マグネトロンの中央部には陰極部が配設されている。この陰極部は、フィラメント１、その両端にエンドハット２，３を介して接続されたセンターリード４とサイドリード５とによって、構成されている。
【０００４】
また、陽極円筒６と、この陽極円筒６の内周面からフィラメント１に向かって突出し、その先端がフィラメント１と所定間隔を保つように配設された複数個のベイン７とストラップリング８から陽極部が形成されている。陽極円筒６の管軸方向両端部には、略同一形状ですり鉢状の一対の磁極９、磁極１０が相対向して設けられている。さらに、この磁極９，１０のそれぞれの管軸方向外方には、フィラメント印加用電力およびマグネトロン駆動用高電圧を供給するための入力部１２と、マイクロ波を伝送し放射するための出力部１１とが設けられて、マグネトロンの本体部を構成している。
【０００５】
さらには、一対の環状永久磁石１３、環状永久磁石１４が、それぞれ一方の磁極面を磁極９，１０に、他方の磁極面を強磁性体から成る枠状継鉄１５，１６にそれぞれ磁気的に結合されて構成された磁気回路により、ベイン７とフィラメント１との間に形成される電子運動空間１７に磁界を供給している。なお、陽極部の任意のベイン７には、マイクロ波出力用のアンテナリード１８の一端が接続され、他端が外方へ導出されている。
【０００６】
このような構成のマグネトロンにおいて、フィラメント１を加熱し、陰極部と陽極部との間に、所定の電圧を印加することによって、フィラメント１からベイン７に向かって放出された電子は、電子運動空間１７内の磁界によって、フィラメント１の周囲を周回し、マイクロ波エネルギーを発生させる。このマイクロ波エネルギーは、ベイン７の一つと電気的に結合されたアンテナリード１８によって、アンテナキャップ１９を有する出力部１１に伝送され、電子レンジ等の庫内へ放射される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−５９４１４号公報
【特許文献２】特開２００５−１５９１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来のマグネトロンの磁気回路構成の一例は、次のようなものである。一対の環状永久磁石１３，１４が、それぞれ一方の磁極面を磁極９，１０に、他方の磁極面を強磁性体から成る枠状継鉄１５，１６を積み上げて組立を行うため、次のような欠点を有する。
【０００９】
１）部品を組み合わせた時に、部品単体での反りやバラツキにより、永久磁石１３，１４と枠状継鉄１５，１６の間に隙間が生じて、磁気回路の効率を悪化させている。
【００１０】
２）部品を組み合わせた時に、部品単体での反りやバラツキにより、永久磁石１３，１４と枠状継鉄１５，１６との間に生じた隙間で、温度上昇した永久磁石１３，１４の熱が枠状継鉄１５，１６十分に伝わらず、特性劣化の要因となっている。
【００１１】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、マグネトロンの磁気回路による歪みを減らすと共に、軽量かつ安定動作する磁気回路を備えた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】
【００１２】
前記従来の課題を解決するために、本発明のマグネトロンは、マグネトロン用磁気回路において、一対の環状永久磁石、それぞれ一方の磁極面を磁極、他方の磁極面を強磁性体から成る枠状継鉄を組み合わせた時に生じた隙間をなくすという技術手段を採用したものである。
【００１３】
これによって、環状永久磁石として、希土類金属磁石粉末を含有するボンド磁石を使用することにより、枠状継鉄との一体成形が可能となり、環状永久磁石と枠状継鉄との隙間で生じる漏洩磁束を少なくし磁気回路効率を向上させ、増加した磁石の熱を枠状継鉄に逃がして磁石温度を低減させることにより、熱による特性劣化を最低限に抑制し、長時間安定した特性のマグネトロンを提供することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のマグネトロンは、漏洩磁束を少なくし磁気回路効率を向上することにより、マグネトロンを安定動作させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態１におけるマグネトロンの断面図
【図２】従来の磁気回路コンピュータシミュレーション結果を示す特性図
【図３】図２の永久磁石と１４と枠状継鉄１６の間を拡大した結果を示す特性図
【図４】本発明の磁気回路コンピュータシミュレーション結果を示す特性図
【図５】図４の永久磁石と１４と枠状継鉄１６との間を拡大した結果を示す特性図
【図６】永久磁石と１３，１４と枠状継鉄１５，１６との間の隙間と磁気回路効率の関係を示す特性図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
第１の発明は、陽極円筒と前記陽極円筒の内周面に突出して設けられた複数個のベインと、を有する陽極部と、前記陽極円筒の中心部に設けられコイル状フィラメントを有する陰極部と、前記陽極円筒の管軸方向両端部に相対向して設けられた略同一形状ですり鉢状の一対の磁極と、強磁性体から成る枠状継鉄と、前記陽極円筒の両端に設けられた一対の環状永久磁石と、を備え、前記枠状継鉄の反りや変形に対して隙間がなくなるように前記環状永久磁石を密着させることにより、熱による特性劣化を最低限に抑制でき長時間安定した特性のマグネトロンを提供することができる。
【００１７】
第２の発明は、特に、第１の発明において、環状永久磁石をボンド磁石とすることにより、熱による特性劣化を最低限に抑制でき長時間安定した特性のマグネトロンを提供することができる。
【００１８】
第３の発明は、特に、第２の発明において、環状永久磁石を希土類金属磁石粉末を含有
するボンド磁石とすることにより、熱による特性劣化を最低限に抑制でき長時間安定した特性のマグネトロンを提供することができる。
【００１９】
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。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００２０】
（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部分断面図を示すものである。図１において、マグネトロンの中央部には陰極部が配設されており、この陰極部は、フィラメント１、その両端にエンドハット２，３を介して接続されたセンターリード４とサイドリード５によって構成されている。また、陽極円筒６と、この陽極円筒６の内周面からフィラメント１に向かって突出し、その先端がフィラメント１と所定間隔を保つように配設された複数個のベイン７とストラップリング８から陽極部が形成されている。
【００２１】
陽極円筒６の管軸方向両端部には、略同一形状ですり鉢状の一対の磁極９，１０が相対向して設けられており、さらにこの磁極９，１０のそれぞれの管軸方向外方には、フィラメント印加用電力およびマグネトロン駆動用高電圧を供給するための入力部１２と、マイクロ波を伝送し放射するための出力部１１とが設けられてマグネトロンの本体部を構成している。
【００２２】
さらには、一対の環状永久磁石１３，１４が、それぞれ一方の磁極面を磁極９，１０に、他方の磁極面を強磁性体から成る枠状継鉄１５，１６にそれぞれ磁気的に結合されて、磁気回路が構成されている。この磁気回路が、ベイン７とフィラメント１との間に形成される電子運動空間１７に、磁界を供給している。なお、陽極部の任意のベイン７には、マイクロ波出力用のアンテナリード１８の一端が接続され、他端が外方へ導出されている。
【００２３】
このように構成されたマグネトロンにおいて、フィラメント１を加熱し、陰極部と陽極部との間に所定の電圧を印加することによって、フィラメント１からベイン７に向かって放出された電子は、電子運動空間１７内の磁界によって、フィラメント１の周囲を周回し、マイクロ波エネルギーを発生させる。このマイクロ波エネルギーは、ベイン７の一つと電気的に結合されたアンテナリード１８によって、アンテナキャップ１９を有する出力部１１に伝送され、電子レンジ等の庫内へ放射される。
【００２４】
ここで、マグネトロンの発振効率は電子の運動効率である電子効率と、ジュール損や誘電体損等の回路定数が関係する回路効率との積で決定される。つまり、発振効率η＝電子効率ηｅ×回路効率ηｃで表される。
【００２５】
このうち、電子効率ηｅは、陽極電圧Ｖａとの関係では（数１）で表され、陽極電圧Ｖａを高くすると電子効率ηｅが向上することが公知となっている。
【００２６】
【数１】
2013125584.tif 000003
【００２７】
また別の観点から、電子効率ηｅは、磁束密度Ｂとの関係では（数２）で表され、磁束密度Ｂを大きくすると電子効率ηｅが向上することが公知となっている。
【００２８】
【数２】
2013125584.tif 000004
【００２９】
このように構成されたマグネトロンにおいて、一対の環状永久磁石１３，１４が、それぞれ一方の磁極面を磁極９，１０に、他方の磁極面を強磁性体から成る枠状継鉄１５，１６を積み上げて組立を行った場合には部品単体での反りやバラツキにより、永久磁石と１３，１４と枠状継鉄１５，１６の間に隙間が生じて磁気回路の効率を悪化させている。
【００３０】
図２は、この隙間のある状態を、コンピュータシミュレーションによって推測した結果示す概略図である。図３は、図２において、隙間近辺を拡大した拡大図であり、磁束線の向きが一様な向きとなっていない事が分かる。
【００３１】
次に、永久磁石と１３，１４と枠状継鉄１５，１６の間に、隙間を磁性体とした状態を、コンピュータシミュレーションによって推測した結果を図４に示す。図４における隙間近辺を拡大した拡大図が、図５である。この図５から、磁束線の向きが、一様に電子運動空間１７に、向いている事が分かる。
【００３２】
ここで、永久磁石と１３，１４、枠状継鉄１５，１６間の隙間と磁気回路効率との関係を図６に示す。このように、永久磁石と１３，１４、枠状継鉄１５，１６間に隙間がなくなれば、従来のフェライト製品と同一形状であれば、必要としている電子運動空間で磁束密度を増やすことができる。これにより、（数２）に示した式から、マグネトロンの発振効率を向上させることができることが分かる。また、従来と同じ機能でよいとすれば、磁石の大きさ（厚み）を小さくでき、小型軽量化に寄与できることとなる。
【００３３】
また、マグネトロンの発振時には、不要な電子が熱となりベイン７、陽極円筒６を伝わって磁石温度を上昇させてしまうが、環状永久磁石１３，１４と枠状継鉄１５，１６とを一体に連接させ隙間をなくすことにより、上昇した環状永久磁石１３，１４の熱を枠状継鉄１５，１６に逃がし、磁石温度を低減させることにより、熱による特性劣化を最低限に抑制することにより、長時間安定した特性のマグネトロンを提供することができる。
【００３４】
更には、環状永久磁石１３，１４と枠状継鉄１５，１６の間に生じる磁束線の乱れを抑制することにより、マグネトロンの不要なノイズを抑制することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
以上説明したように本発明によれば、陽極円筒とベイとで形成される陽極部と、コイル状フィラメントからなる陰極部と、上下に配設された磁極と、環状永久磁石と、枠状継鉄とを具備し、これらの環状永久磁石と枠状継鉄を一体に連接させた場合に、環状永久磁石
と枠状継鉄の間に生じる漏洩磁束を少なくし磁気回路効率の向上、上昇した環状永久磁石の熱を枠状継鉄に逃がし磁石温度を低減させることにより、熱による特性劣化を最低限に抑制し長時間安定した特性のマグネトロンを提供することができる。
【符号の説明】
【００３６】
１  フィラメント
６  陽極円筒
７  ベイン
９  磁極
１０  磁極
１３  環状永久磁石
１４  環状永久磁石
１５  枠状継鉄
１６  枠状継鉄
【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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