(57)【要約】【課題】全体の磁束密度分布を悪化させることなくマイクロ波出力の調整ができ、またマイクロ波出力の調整において、継鉄の外側表面からの突出量を最小限に抑えることができると共に、永久磁石に最初から磁力の強いものを用意する必要のないマグネトロンを得る。【解決手段】継鉄本体部２１の側面と略同程度の大きさの板状に形成した構造物１０を継鉄本体部２１の両側面に設けて、主に環状磁石７Ａ，７Ｂと磁極５Ａ，５Ｂと継鉄２とで構成される磁気回路の継鉄２の平均断面積を変えるようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
両端が開口した円筒状に形成され内壁面に複数のベインが放射状に配設された陽極筒体と、
前記陽極筒体内に管軸方向に配設された陰極構体と、
前記陽極筒体の両端開口部に位置して前記陰極構体と前記ベインとの間に形成される作用空間に管軸方向に静磁界を形成するための一対の磁極と、
前記一対の磁極の外側に配設された一対の永久磁石と、
前記一対の永久磁石の外側に配置され前記一対の磁極及び前記一対の永久磁石と共に前記作用空間に前記静磁界を発生する磁気回路を構成する継鉄と、
を備えたマグネトロンであって、
前記継鉄は、前記継鉄の平均断面積を変える構造物で構成されたことを特徴とするマグネトロン。
【請求項２】
前記構造物は、前記継鉄の外壁面及び内壁面の少なくとも一方に設けられ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】
前記構造物は、磁性を有する複数の板体を積層したものであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のマグネトロン。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３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、マイクロ波利用機器に用いて好適なマグネトロンに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、マグネトロンにおいて、陰極構体の周囲に形成される作用空間を通る磁路（磁気回路）に流れる磁束の大きさを変える（このことを“調磁”と呼ぶ）ことでマイクロ波出力を高精度に調整可能とした提案がある。
【０００３】
特許文献１にはその種のマグネトロンが開示されている。このマグネトロンは、陰極構体が設置された作用空間に磁界形成する一対の永久磁石と、この一対の永久磁石と磁気的に結合して作用空間を通る磁路を構成する継鉄（”ヨーク”とも呼ばれる）とを備え、該継鉄の少なくとも一方の側面と前記一方の永久磁石の前記継鉄と接する面の反対面との間に、磁性体として断面Ｌ字状の鉄製の板体（鉄板）を介在させたものである。
【０００４】
板体の一端側は、継鉄の側面に形成したスリットに貫通して永久磁石との接触面積を可変とするように、スリットに挿抜可能に設置されると共に、所定の調整箇所で当該継鉄の側面にねじ止めされる。この板体は、継鉄と永久磁石とで磁路を構成し、上記作用空間を通る磁路に対してバイパス磁路（バイパス回路）を構成する。このバイパス磁路を通る磁束の大きさは当該板体と永久磁石との接触面積を変えることで変化する。このバイパス磁路を通る磁束を大きくすることにより、上記作用空間を通る磁路に流れる磁束の大きさを減少させることができる。
【０００５】
【特許文献１】特開平９−１２０７８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した先行文献で開示されたマグネトロンにおいては、以下に列記する問題がある。
（１）作用空間を通る磁路に調磁用のバイパス回路を設けることで全体の磁束密度分布が悪化し、マグネトロンの性能が低下する。
（２）調磁用のバイパス回路を構成するＬ字状の鉄製の板体の一部が継鉄の外側表面から突出するので、マグネトロン以外の他の部品の邪魔になる。
（３）調磁用のバイパス回路が作用空間を通る磁路を流れる磁束の大きさを減少させることになるので、永久磁石に最初から磁力の強いものを用意しなければならない。
【０００７】
この発明は係る事情に鑑みてなされたものであり、全体の磁束密度分布を悪化させることなくマイクロ波出力の調整ができ、またマイクロ波出力の調整において、継鉄の外側表面からの突出量を最小限に抑えることができると共に、永久磁石に最初から磁力の強いものを用意する必要のない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、両端が開口した円筒状に形成され内壁面に複数のベインが放射状に配設された陽極筒体と、前記陽極筒体内に管軸方向に配設された陰極構体と、前記陽極筒体の両端開口部に位置して前記陰極構体と前記ベインとの間に形成される作用空間に管軸方向に静磁界を形成するための一対の磁極と、前記一対の磁極の外側に配設された一対の永久磁石と、前記一対の永久磁石の外側に配置され前記一対の磁極及び前記一対の永久磁石と共に前記作用空間に前記静磁界を発生する磁気回路を構成する継鉄と、を備えたマグネトロンであって、前記継鉄は、前記継鉄の平均断面積を変える構造物で構成されたことを特徴とする。
【０００９】
この構成によれば、主に磁極と永久磁石と継鉄で構成される磁気回路の継鉄の平均断面積を変えることで、磁気回路を流れる磁束の量を変えることができ、容易に調磁を行うことが可能となる。また、磁気回路に流れる磁束の一部をバイパスするものではないので、全体の磁束密度分布が悪化することがなく、マグネトロンの性能が低下することがない。また、継鉄の平均断面積を変えるだけなので、構造物が継鉄の外側表面から大きく突出することがなく、マグネトロン以外の他の部品の邪魔になることが殆どなく、組み立て後であってもマグネトロンを分解することなく容易に調磁できる。また、磁気回路を流れる磁束の大きさを減少させることによる調磁ではないので、永久磁石に最初から磁力の強いものを用意する必要がない。
【００１０】
上記構造物を設ける場所としては、磁気回路を構成する継鉄のどの部分であってもよい。
また、上記構造物を、磁性を有する複数の板体を積層したものとし、その枚数を増減することで、磁気回路の継鉄の平均断面積を増やしたり減らしたりすることができる。例えば、板体が３枚の状態から１枚減らして２枚とすることで継鉄の平均断面積が減少し、その状態即ち２枚の状態から１枚増やせば継鉄の平均断面積が増加する。
【００１１】
また、上記マグネトロンを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、全体の磁束密度分布を悪化させることなくマイクロ波出力の調整ができ、またマイクロ波出力の調整において、継鉄の外側表面からの突出量を最小限に抑えることができると共に、永久磁石に最初から磁力の強いものを用意する必要のないマグネトロンを提供できる。
【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半断面図である。また、図２は図１を上下逆にした状態の概観を示す斜視図である。なお、説明の便宜上図１に示す状態を正立状態とし、図面の上側にある部材を上部部材とし、下側にある部材を下部部材とする。
【００１５】
図１及び図２において、本実施の形態のマグネトロン１は、２面が開口した箱型形状の継鉄２と、内壁面に複数のベイン（図１では１枚のみ示されている）４が放射状に配設された円筒形状の陽極筒体３と、陽極筒体３の両端開口部に配設された一対の磁極（”ポールピース”とも呼ばれる）５Ａ，５Ｂと、陽極筒体３内で管軸上に配設された陰極構体６と、陽極筒体３の上部の直上及び下部の直下に配設された一対の環状磁石（永久磁石）７Ａ，７Ｂと、磁極５Ａと環状磁石７Ａの間及び磁極５Ｂと環状磁石７Ｂの間に配設された一対の磁石リング（”収束板”あるいは”シム板”とも呼ばれる）８Ａ，８Ｂと、それぞれの一端が陽極筒体３の外壁面に嵌着された複数の冷却フィン９と、継鉄２の外壁面に密着させてネジ１１で固定された磁性を有する板状の構造物１０とを備えている。
【００１６】
継鉄２は、断面コ字状に形成された継鉄本体部２１と、継鉄本体部２１の幅広の開口面に蓋をする形で取り付けられた継鉄蓋部２２とから構成される。継鉄蓋部２２は、前述したネジ１１で継鉄本体部２１に取り付けられる。なお、図示しないが、継鉄本体部２１の幅広開口面と対向する面（底面）２１ｂ（図１参照）には陰極構体３の２本の陰極リードを通すための開口部が形成されており、また継鉄蓋部２２にはアンテナリードを通すための開口部が形成されている。
【００１７】
陰極構体６は、前述したように陽極筒体３内で管軸上に配設される。この陰極構体６と陽極筒体３の内壁面に配設された複数のベイン４で囲まれた空間が作用空間１２となる。磁極５Ａ，５Ｂは、作用空間内で管軸方向に静磁界を発生させるものであり、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。
【００１８】
構造物１０は、継鉄本体部２１の側面と略同程度の大きさの板状に形成されており、継鉄本体部２１の両側面に取り付けられる。この場合、構造物１０の継鉄本体部２１への取り付けは前述したようにネジ１１により行われる。構造物１０は、主に環状磁石７Ａ，７Ｂと磁極５Ａ，５Ｂと継鉄２とで構成される磁気回路の継鉄２の平均断面積を変えて磁気回路を流れる磁束の量を変えるためのものである。本実施の形態のマグネトロン１では、構造物１０で継鉄２の厚みを厚くして平均断面積を大きくし、継鉄２から漏洩する磁束量を減らすようにして磁気回路に流れる磁束を増やすようにしている。図３に本実施の形態のマグネトロン１の磁気経路を示す。図中符号Ｍａで示す線路が磁気経路であり、環状磁石７Ａ，７Ｂ、磁極５Ａ，５Ｂ、作用空間１２、継鉄２を通るループとなる。
【００１９】
作用空間１２においては磁界が陰極構体６の軸方向と平行で、電界が陰極構体６の軸方向と直角になるのが望ましいが、前述した先行文献で開示されたマグネトロンではバイパス回路が全体の磁束密度分布を悪化させることから、望ましい方向にはならない。本発明は継鉄２の平均断面積を変えるだけであるので、全体の磁束密度分布が悪化せず、作用空間１２における磁界と電界の方向が乱れるおそれがない。すなわち、本発明では調磁によるマグネトロン性能の低下は生じない。
【００２０】
また、構造物１０を用いた調磁は、磁気回路を流れる磁束の大きさを一方的に減少させるものではなく増減が可能であるので、永久磁石である環状磁石７Ａ，７Ｂに最初から磁力の強いものを用意する必要がない。つまり、前述した先行文献で開示されたマグネトロンは、磁気回路を流れる磁束の一部をバイパスして磁気回路を流れる磁束の大きさを減少させるものであり、その範囲で磁束の増減ができるが、最初の状態から磁束を増加させることはできない。このため、従来のマグネトロンでは、磁束の減少する分を見込んで最初から磁力の強い磁石を用意する必要がある。
【００２１】
また、構造物１０を用いた調磁は、継鉄２を部分的に厚みを変えるだけなので、構造物１０が継鉄２の外側表面から大きく突出することがなく、マグネトロン１の取り付け後、他の部品に対して邪魔になることが殆どない。
【００２２】
このように本実施の形態のマグネトロン１によれば、継鉄本体部２１の側面と略同程度の大きさの板状に形成した構造物１０を継鉄本体部２１の両側面に設けて、主に環状磁石７Ａ，７Ｂと磁極５Ａ，５Ｂと継鉄２とで構成される磁気回路の継鉄２の平均断面積を変えるようにしたので、全体の磁束密度分布を悪化させることなく即ちマグネトロンの性能を低下させることなく、マイクロ波出力の調整が可能となる。また、構造物１０を用いた調磁は、磁気回路を流れる磁束の大きさを一方的に減少させるものではないので、永久磁石である環状磁石７Ａ，７Ｂに最初から磁力の強いものを用意する必要がない。また、継鉄２を部分的に厚みを変えるだけなので、構造物１０が継鉄２の外側表面から大きく突出することがなく、マグネトロン１の取り付け後、他の部品に対して邪魔になることが殆どなく、組み立て後であってもマグネトロンを分解することなく容易に調磁できる。
【００２３】
なお、上記実施の形態では、構造物１０を継鉄本体部２１の側面と略同程度の大きさの板状に形成し、それを継鉄本体部２１の両側面の外側に設けたが、構造物１０はどのような大きさでもよく、また両側面の内側に設けてもよいし、両方に設けてもよい。また、以下に調磁用部材１０の応用例を挙げる。
【００２４】
（応用例１）
まず図４に示す構造物３０は、継鉄本体部２１の下部内側の隅に配置可能なＬ字状の形状としたものである。図５は構造物３０の全体を示す斜視図である。この構造物３０を継鉄本体部２１の下部内側の両隅に配置する。このような形状の構造物３０を継鉄本体部２１の下部内側の両隅に配置しても継鉄２の平均断面積を大きくできるので、構造物１０を設けた場合と同様の効果が得られる。
【００２５】
（応用例２）
次に図６に示す構造物４０は、継鉄２の開口面の縦方向と同程度の長さの四角形の棒状で、一端を直角に折り曲げた形状としたものである。この構造物４０を継鉄２の開口面に対して縦方向に配置する。この際、構造物４０は、図示せぬネジ又は溶接によって継鉄本体部２１に固定される。なお、構造物４０を継鉄２の反対側の開口面に対して配置してもよい。このような形状の構造物４０を継鉄２の開口面に対して配置しても継鉄２の平均断面積を大きくできるので、構造物１０を設けた場合と同様の効果が得られる。また、構造物４０は、図６に示す形状に限定されるものではなく、冷却フィン９に向けて流す冷却用の空気の流れを邪魔しなければ、如何なる形状であってもよい。
【００２６】
（応用例３）
次に図７に示す構造物５０は、前述した構造物１０と同様の形状の板体５１を３枚重ねて継鉄６０の側板としたものである。すなわち、継鉄６０を前述した継鉄蓋部２２と略同様の形状をなす２つの部分（上部と下部）６１、６２で構成し、これらの間に３枚の板体５１を積層してなる構造物５０を介在させて継鉄６０の側板としたものである。構造物５０を３枚の板体５１で構成することで、磁気回路の継鉄６０の平均断面積を増やしたり減らしたりすることができる。すなわち、板体５１が３枚の状態から１枚減らして２枚とすることで継鉄６０の平均断面積が減少し、その状態から１枚増やせば継鉄６０の平均断面積が増加する。このように構造物５０では、磁気回路の継鉄６０の平均断面積を容易に増やしたり減らしたりすることができる。なお、構造物５０を構成する板体５１の枚数や厚みは自由に設定可能である。
【００２７】
（応用例４）
上記実施の形態及びその応用例１〜３では、磁気回路の継鉄の平均断面積を変えるようにしたものであったが、銅やアルミニウム等の非磁性体やプラスチック等の樹脂材を用いて磁気損失を生じさせることでも調磁が可能である。その一例を図８に示す。この図に示す例は、銅やアルミニウム等の非磁性体からなる構造物７０を継鉄８０の両側面の内壁面に配置したものである。この場合、継鉄８０は、前述した継鉄蓋部２２と略同様の形状をなす２つの部分（上部と下部）８１、８２と、これらの間を繋ぐ磁性材かなる側板８３とから構成され、上部８１、下部８２及び側板８３の接続はネジ１１によって行われる。なお、構造物７０の形状や厚みは自由に設定可能である。また、構造物７０は、磁気損失を生じさせるものであれば、上記の部材に限定されるものではない。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明は、全体の磁束密度分布を悪化させることなくマイクロ波出力の調整ができ、またマイクロ波出力の調整において継鉄の外側表面からの突出量を最小限に抑えることができると共に永久磁石に最初から磁力の強いものを用意する必要がないといった効果を有し、マイクロ波利用機器等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一実施の形態に係るマグネトロンを示す半断面図
【図２】図１のマグネトロンの概観を示す斜視図
【図３】図１のマグネトロンの磁気経路を示す図
【図４】図１の構造物の応用例１を有するマグネトロンを示す半断面図
【図５】応用例１の構造物を示す斜視図
【図６】図１の構造物の応用例２を有するマグネトロンの概観を示す斜視図
【図７】図１の構造物の応用例３を有するマグネトロンを示す半断面図
【図８】図１の構造物の応用例４を有するマグネトロンを示す半断面図
【符号の説明】
【００３０】
１  マグネトロン
２、６０、８０  継鉄
３  陽極筒体
４  ベイン
５Ａ、５Ｂ  磁極
６  陰極構体
７Ａ、７Ｂ  環状磁石
８Ａ、８Ｂ  磁石リング
９  冷却フィン
１０、３０、４０、５０、７０  構造物
１１  ネジ
１２  作用空間
２１  継鉄本体部
２２  継鉄蓋部
５１  板体
６１、８１  上部
６２、８２  下部
８３  側板
【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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