(57)【要約】【課題】陰極構体の周りの作用空間により多くの磁束を導くことができて、磁気回路効率の更なる向上が図れるマグネトロンを得る。【解決手段】外径が環状磁石１３Ａ、１３Ｂの外径と同等か又はそれ以下で、且つ陽極筒体１１の外径と同等かそれ以上であり、更に陽極筒体１１の外側面と接する位置に突起部２０Ａを有する磁石リング２０を備える。この磁石リング２０は、従来のような切り起し部や突起部も無いことから磁束線の流れを阻害してしまうことがなく、陰極構体１９の周りの作用空間１８により多くの磁束を流すことが可能となる。また、陽極筒体１１と磁石リング２０の位置決めをすることができることから、作用空間１８の磁界分布が安定し、発振の安定化及び効率化に効果が得られる。すなわち、本発明の磁石リング２０では、磁気回路効率の向上と作用空間の磁界分布の安定化を同時に達成することができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内壁面に複数のアノードベインが放射状に配設された陽極筒体と、
前記陽極筒体の開口端側に近接配設された環状磁石と、
前記陽極筒体と前記環状磁石との間に配設された磁性材料からなる磁石リングと、
を備えたマグネトロンであって、
前記磁石リングは、その外径が前記環状磁石の外径と同等か又はそれ以下で、且つ前記陽極筒体の外径と同等か又はそれ以上であり、更に前記陽極筒体と対向する面上で、且つ外周端より内周側に突起部を有することを特徴とするマグネトロン。
【請求項２】
前記突起部は、前記磁石リングの周方向に沿って連続するレール状に形成されたものである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】
前記突起部は、少なくとも１つの山型状に形成されたものである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４】
前記突起部が前記磁石リングの周方向に沿って複数個配置されたことを特徴とする請求項３に記載のマグネトロン。
【請求項５】
前記突起部は、前記陽極筒体の外側面と接する位置に形成されたことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のマグネトロン。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれかに記載のマグネトロンを備えたことを特徴とするマイクロ波利用機器。
【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利用機器に用いられるマグネトロンに関する。
【背景技術】
【０００２】
上述したマグネトロンには、陰極構体の周りの作用空間への磁力の向上を図る目的で、内壁面に複数のアノードベインが放射状に配設された陽極筒体と該陽極筒体の開口端側に配設される環状磁石との間に磁性材料からなる磁石リング（収束板あるいはシム板とも呼ばれる）を配設したものがある（例えば特許文献１参照）。磁石リングを配設することで、陰極構体の周りの作用空間に多くの磁束を導くことができ、磁気回路効率の向上が図れる。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１６３９９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、陰極構体の周りの作用空間により多くの磁束を導くことは磁気回路効率を向上させるうえで重要であるが、従来のマグネトロンの磁石リングは均一な厚さであるため、磁束を陰極構体の周りの作用空間へ導くのにあまり寄与していない外周側でも磁束を引き寄せており、磁気回路効率の向上に限界がみえていた。
【０００５】
また、従来のマグネトロンの磁石リングは環状の一様な形状を成し、径方向に対して規制できず、自由な状態にあるため、マグネトロンの製造工程においてその位置決めが困難であり、環状磁石および陽極筒体の径方向に対して中心軸がずれた状態になることが多い。磁石リングの中心軸ずれが生じた場合は、陰極構体の周りの作用空間における磁気特性が設計通りにならず、発振が不安定になり、目的とした発振効率が得られない問題が生じる。この問題に対し、特許文献１で開示されたマグネトロンでは、図８の斜視図と図９の部分断面図に示すように、磁石リング１００の外周部に切り起こし部１００ａを設けて、この切り起こし部１００ａと環状磁石１１０の陰極構体側の外周部とを嵌合させて位置決めし、磁石リング１００と環状磁石１１０の径方向の位置ずれを防止するようにしている。なお、特許文献１では、他の例として、切り起こし部を内周部に設けたものや、環状磁石と接する側の全面に任意の個数の突起部を設けたものも開示されている。
【０００６】
しかしながら、特許文献１で開示されたマグネトロンは、環状磁石と磁石リングの位置ずれを抑制する目的で、磁石リングの外周部や内周部に切り起しを設けたり、全面に任意の個数の突起部を設けたりしているが、これらの切り起し部や突起部が磁束線の流れを阻害し、磁気回路効率を低下させるという問題がある。
【０００７】
この発明は係る事情に鑑みてなされたものであり、陰極構体の周りの作用空間により多くの磁束を導くことができて、磁気回路効率の更なる向上が図れ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】
【０００８】
本発明のマグネトロンは、内壁面に複数のアノードベインが放射状に配設された陽極筒体と、前記陽極筒体の開口端側に近接配設された環状磁石と、前記陽極筒体と前記環状磁石との間に配設された磁性材料からなる磁石リングとを備えたマグネトロンであって、前記磁石リングは、その外径が前記環状磁石の外径と同等か又はそれ以下で、且つ前記陽極筒体の外径と同等か又はそれ以上であり、更に前記陽極筒体と対向する面上で、且つ外周端より内周側に突起部を有することを特徴とする。
【０００９】
この構成によれば、磁石リングの陽極筒体と対向する面上で、外周端より内側に設けた突起部によって、従来のような磁石リングの外周端に設けた切り起し部や突起部が磁束線の流れを阻害してしまうことがなく、陰極構体の周りの作用空間により多くの磁束を流すことが可能となり、磁気回路効率の向上が図れる。
【００１０】
突起部の形状は具体的には以下の通りである。
・磁石リングの周方向に沿って連続するレール状に形成する。
・少なくとも１つの山型状に形成する。なお、この形状の突起部を磁石リングの周方向に沿って複数個配置してもよい。
また、突起部を形成する位置を陽極筒体の外側面と接する位置とすることで、陽極筒体と磁石リングの位置決めをすることができ、作用空間の磁界分布が安定し、発振の安定化及び効率化に効果が得られる。
【００１１】
また、上記マグネトロンを電子レンジ等のマイクロ波利用機器に適用することで、より高性能化が図れる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のマグネトロンでは、磁気回路効率の向上と作用空間の磁界分布の安定化が図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための好適な実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１４】
図１は、本発明の一実施の形態に係るマグネトロンの一部破断図と、磁気ヨーク内の陽極筒体、環状磁石及び冷却フィン等を示す図である。また、図２は図１のマグネトロン１のＡ部分を拡大した図である。図１及び図２において、磁気ヨーク１０内には、両側開口端のそれぞれにポールピース１２が固着された陽極筒体１１と、陽極筒体１１の上部の直上及び下部の直下のそれぞれ配設されたドーナツ形状の環状磁石１３Ａ，１３Ｂと、陽極側の側管１４とが配設され、さらに側管１４の上部の一部分と環状磁石１３Ａとの間並びに側管１４の下部の一部分と環状磁石１３Ｂとの間のそれぞれに磁石リング２０が配設される。
【００１５】
陽極筒体１１の外周面には冷却フィン１６が嵌着されており、また陽極筒体１１の内周面には複数のアノードベイン１７が放射状に配設されている（図１では、アノードベイン１７が１枚のみ示されている）。また、陽極筒体１１の中心部には陰極構体１９が配設されており、この陰極構体１９とアノードベイン１７で囲まれた空間が作用空間１８となる。ポールピース１２は、鉄などの磁気抵抗の小さい磁性体の板材を絞り加工などにより漏斗状に形成されている。
【００１６】
磁石リング２０は、その外径が環状磁石１３Ａ，１３Ｂの外径と同等か又はそれ以下で、且つ陽極筒体１１の外径と同等か又はそれ以上の大きさに形成されている。また、図３に示すように、陽極筒体１１と対向する面（以下”裏面”と呼ぶ）上で、且つ陽極筒体１１の外側面と接する位置に突起部２０Ａが形成されている。前述した図３は磁石リング２０の一部分の断面図と該部分の下面側を示す図である。この図に示すように、突起部２０Ａは、磁石リング２０の周方向に沿って連続するレール状に形成されている。
【００１７】
磁気リング２０の裏面上で、外周端より内周側に突起部２０Ａを設けることで、環状磁石１３Ａ，１３Ｂで発生した磁束の多くが内周側へ向かうようになる。すなわち、陰極構体１９の周りの作用空間１８により多くの磁束が流れるようになる。そして、陰極構体１９の周りの作用空間１８により多くの磁束が流れることで、磁気回路効率の向上が図れる。
【００１８】
また、突起部２０Ａの形成位置を陽極筒体１１の外側面と接する位置とすることで、陽極筒体１１と磁石リング２０の位置決めをすることができる。これにより、作用空間１８の磁界分布が安定し、発振の安定化及び効率化に効果が得られる。
【００１９】
図４は、磁石リング２０の外径方向と磁束密度をグラフ化した図であり、横軸が突起部２０Ａの径方向の位置（φ）、縦軸が磁束密度（ｍＴ）である。Ｐ１は突起部２０Ａの位置を陽極側の側管１４の近辺から磁石リング２０の外径（外周端）まで径方向に移動させたときの磁束密度の変化をプロットしたものである。Ｐ２は従来の均一な厚さの磁石リング２０における磁束密度をプロットしたものである。磁石リング２０の外径５０ｍｍにおける磁束密度が約２０４ｍＴに対し、陽極筒体１１の近辺である２５ｍｍから４５ｍｍの範囲内に突起部２０Ａを設けることで磁束密度が約２２０ｍＴになる。すなわち、突起部２０Ａを同範囲内に設けることで磁束密度が約７％増加する。
【００２０】
なお、磁石リング２０の外径（５５ｍｍ）未満で４５ｍｍ以上の範囲でも磁石リング２０の外径における磁束密度より高くなっているので、突起部２０Ａは磁石リング２０の外周端より内周側であれば、どの位置に設けてもよいことになる。しかし、磁束密度を高めるという点で４５ｍｍ以内が好ましく、なかでも陽極筒体１１の付近で、陽極筒体１１の外側面と接する位置に突起部２０Ａを配設することがのぞましい。これにより磁石リング２０の位置決めが可能となり、磁石リング２０と環状磁石１３Ａ（１３Ｂ）の径方向の位置ずれを起こすことがなくなる。したがって、上述したように、作用空間１８の磁界分布が安定し、発振の安定化及び効率化に効果が得られる。
【００２１】
図５は陽極筒体１１の外側面と接する位置に突起部２０Ａを設けた磁石リング２０の磁場分布を図示しており、図6は従来の均一な厚さの磁石リング２０の磁場分布を図示している。
このように本実施の形態のマグネトロン１によれば、磁気リング２０の裏面（即ち陽極筒体１１の対向する面）上で、陽極筒体１１の外側面と接する位置に突起部２０Ａを設けたので、従来のような磁石リングの外周端に設けた切り起し部や突起部が磁束線の流れを阻害してしまうことがなく、陰極構体１９の周りの作用空間１８により多くの磁束を流すことが可能となり、磁気回路効率の向上が図れる。また、陽極筒体１１と磁石リング２０の位置決めをすることができることから、作用空間１８の磁界分布が安定し、発振の安定化及び効率化に効果が得られる。すなわち、本発明の磁石リング２０では、磁気回路効率の向上と作用空間の磁界分布の安定化を同時に達成することができる。
【００２２】
なお、上記実施の形態では、突起部２０Ａを、磁石リング２０の周方向に沿って連続するレール状に形成したが、この形状に限定されるものではなく、例えば図７に示すように、山型状に形成した突起部２０Ｂを磁石リング２０の周方向に沿って複数個配置するようにしてもよい。この場合も磁石リング２０に設ける位置は、磁石リング２０の裏面上で、外周端より内周側にすることは勿論である。さらに、磁石リング２０の位置決めも行うには、内周側に設けるものは陽極筒体１１の外側面と接する位置にするのが好ましい。また、突起部２０Ｂを磁石リング２０の周方向に沿って複数個設けることで、陽極筒体１１と磁石リング２０の位置決めをより強固にすることが可能である。
【００２３】
また、この山型状の突起部２０Ｂの寸法は、その一例として、高さ０．２ｍｍ、磁石と接する面の直径１ｍｍである。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明は、陰極構体の周りの作用空間により多くの磁束を導くことができて、磁気回路効率の向上と作用空間の磁界分布の安定化が図れるといった効果を有し、電子レンジ等のマイクロ波利用機器への適用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施の形態に係るマグネトロンの一部破断図と、磁気ヨーク内の陽極筒体、環状磁石及び冷却フィン等を示す図
【図２】図１のマグネトロンのＡ部分の拡大図
【図３】図１のマグネトロンの磁石リングを示す図
【図４】図１のマグネトロンの磁石リングの外径方向と磁束密度をグラフ化した図
【図５】図３の磁石リングを使用したマグネトロンの磁場分布を示す図
【図６】従来の磁石リングを使用したマグネトロンの磁場分布を示す図
【図７】図３の磁石リングの応用例を示す図
【図８】従来の磁石リングを示す斜視図
【図９】図８の従来の磁石リングを有するマグネトロンの部分断面図
【符号の説明】
【００２６】
１  マグネトロン
１０  磁気ヨーク
１１  陽極筒体
１２  ポールピース
１３Ａ、１３Ｂ  環状磁石
１４  陽極側の側管
１６  冷却フィン
１７  アノードベイン
１８  作用空間
１９  陰極構体
２０  磁石リング
２０Ａ、２０Ｂ  突起部
【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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