JPH0521015A - マグネトロン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】作用空間内の静磁界の強さが、温度変化の影響
を受け難いようにしたマグネトロンを提供することにあ
る。 【構成】均圧環を、夫々熱膨張係数が異なり少なくとも
一方は軟強磁性を有する２種類の材料で、それらの中の
熱膨張係数が大きい方を内側に用いて、円筒軸に直交す
る面内での平面形状がベインとの接続部夫々が頂点をな
す正多角形に形成し、上記熱膨張係数の相違により温度
上昇に伴い上記多角形の各辺が内側へ湾曲するように構
成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、作用空間内の静磁界の
強さが、温度変化の影響を受け難いようにしたマグネト
ロンに関する。

【０００２】

【従来の技術】図２は従来のマグネトロンの一例の管軸
を通る面による断面図である。陰極フィラメント１の周
囲には円筒状の作用空間を隔てて偶数枚たとえば１０〜
１２枚のベイン２（２’）が放射状に配列され、これら
のベインは陽極円筒３に、ろう付け又はホビングによる
一体成形で、固着されており、ベインと陽極円筒とは円
筒内周にベインと同数の空洞共振器群を形成している。
陽極円筒３の上下には短い円筒状で軸方向に着磁された
永久磁石４が設置されている。磁石４による磁束は、陽
極円筒３の上下端部と２個の磁石４の円筒部内側端面の
中間に介在し夫々に接する周縁部および中央に貫通孔の
ある底面をもつ強磁性体製ですり鉢状の磁極５（特に上
記底面の周辺部）を通って、上記作用空間に上下方向に
静磁界を形成する。ヨーク６は上下の磁石４の外側の円
筒部端面夫々に接するようにマグネトロン本体の外側を
取り囲み磁気回路を形成する。接地電位にある陽極円筒
に対して大きな負電位を印加されている陰極フィラメン
ト１から放出された電子には直交する電界と磁界がロー
レンツの力を及ぼし、電子雲を形成して作用空間内を周
回し、空洞共振器群の各隣接共振器内に互いに逆位相の
高周波振動を生じさせる。複数枚のベインは、１枚おき
に２組に分けられ、各組ベイン夫々は円筒軸方向端面の
特定部位で内側または外側均圧環（ストラップリング）
によって特定部位それぞれが同電位、同位相となるよう
に電気的に接続され、隣接する空洞共振器に互いに逆位
相の振動が生じる。このような構成は、例えば特開昭５
４−１３２４号公報にも記載されている。

【０００３】図３は陽極部分を円筒軸延長上から見た平
面図で、図２の場合と同じ部品には同じ符号を付してあ
る。図中、ベイン２、２’は上記２組のベイン夫々を示
し、図示のように、各ベインは陽極円筒３の内壁から中
心Ｏに向け放射状に配置されている。べイン２とベイン
２’は、既述の如く、それぞれ、径の小さい内側均圧環
６１と径の大きい外側均圧環６２に接続されている。図
４は径の小さい内側均圧環６１と径の大きい外側均圧環
６２を示す斜視図である。図５はベイン２の部分的断面
図である。このベインは径の小さい内側均圧環６１だけ
に接続されており、径の大きい外側均圧環６２には接続
されていない。

【０００４】図２に示すように、ベイン２のうちの１枚
には高周波（マイクロ波）電力を導くためのアンテナリ
ード７が銀ろう付けなどにより接続されている。ベイン
に発生した高周波電圧はアンテナリードによって、アン
テナ８に導かれ、アンテナから高周波電界として外部に
放射される。アンテナ８には、不要放射を防止するため
のチョーク部９が一体に形成されている。アンテナ８は
アンテナカバー１０によって保護されている。アンテナ
およびアンテナカバーは、出力側セラミックス１１によ
り、マグネトロン本体の外枠となり、かつ磁気回路を形
成するヨークと、電気的に絶縁されている。

【０００５】電子を放出する陰極フィラメント１は、電
子放出特性および加工性等を勘案して、一般には、酸化
トリウム（ＴｈＯ₂）を微量含有するタングステンが用
いられる。上側エンドシールド２１および下側エンドシ
ールド２２は、それぞれ、陰極リード２３および２４に
よって支持されている。これらのエンドシールド及び陰
極リードは、耐熱性、加工性の観点から、一般にはモリ
ブデンが用いられている。

【０００６】２本の陰極リードは、入力側セラミックス
２５によって支持されている。陰極リード２３及び２４
は、陰極端子２６と共に、入力側セラミックス２５に真
空気密を保つように銀ろう付けされている。マグネトロ
ンに振動、衝撃が加わったときには、陰極リードが振動
することになるが、その際、もし２本のリードの振動の
仕方が異なっていれば、比較的脆い陰極フィラメント１
が機械的ストレスによって断線してしまう恐れがある。
これを防止するために、スペーサ２７に２本の陰極リー
ドを通してある。このスペーサの効果によって、陰極リ
ードが振動しても、陰極リード２３と２４の動きは殆ど
同一になるため、陰極フィラメントにはほとんど機械的
ストレスが加わらなくなり、断線が防止される。スリー
ブ２８はスペーサ２７を所定の位置に支持するためのも
のである。なお、図２のなかで、３１はチョークコイ
ル、３２は内部を陰極フィラメント加熱用導線が通る貫
通コンデンサで、これら両者はマイクロ波が陰極フィラ
メント加熱用導線にのって外部の商用電源側へ漏洩する
のを防止するためのフィルタを形成し、フィルタケース
３４内に格納されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】マグネトロンが発振動
作を続けると、磁石の温度は、陽極損失による陽極部の
発熱に伴って、伝熱により上昇する。磁石材料は、一般
に価格が安いのでフェライト系のものが採用されている
が、この場合、磁石の温度上昇に伴って、作用空間の磁
界強度も低下する。従って、マグネトロン特性上におい
ては、磁束低下による陽極電圧低下を招き、電子能率は
低下する。

【０００８】本発明は、上記従来の課題を解決し、作用
空間内の静磁界の強さが、温度変化の影響を受け難いよ
うにしたマグネトロンを提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明においては、陽極円筒と其の内壁から円筒中心
に向けて配設された複数枚のベインにより陽極円筒内周
に形成されたベインと同数の空洞共振器、陽極円筒の軸
に沿って設置された陰極、陰極と空洞共振器群の間の環
状の作用空間に円筒軸方向に静磁界を形成させる磁極、
磁石、ヨークよりなる磁気部材、上記複数枚のベインを
１枚おきに２組に分け各組ベイン夫々を円筒軸方向端面
の特定部位で電気的に接続して隣接する空洞共振器に互
いに逆位相の振動を生じさせる均圧環を備えたマグネト
ロンにおいて、均圧環を、夫々熱膨張係数が異なり少な
くとも一方は軟強磁性を有する２種類の材料で、それら
の中の熱膨張係数が大きい方を内側に用いて、円筒軸に
直交する面内での平面形状がベインとの接続部夫々が頂
点をなす正多角形に形成し、上記熱膨張係数の相違によ
り温度上昇に伴い上記多角形の各辺が内側へ湾曲するよ
うにした。

【００１０】

【作用】接地電位にある陽極に対し大きな負電位にある
陰極フィラメントから放出された電子は、互いに直交す
る電界と磁界によるローレンツの力に作用されて、電子
雲となって作用空間内を周回し、陽極円筒内周に形成さ
れた空洞共振器に高周波振動を発生させる。負の温度係
数をもつフェライト系磁石を起磁力とするマグネトロン
の磁気回路内に生ずる磁束は温度上昇に伴って低下する
ことになり、作用空間内の管軸方向の静磁界も弱くな
る。この静磁界の強度が低下すれば、上記マグネトロン
の空洞共振器内に高周波振動を発生させるのに適した陽
極電圧が低下し、電子能率の低下を招く。

【００１１】作用空間の軸方向の一端の磁極から他端の
磁極へ向かう磁束は、大部分が磁極間の作用空間内を管
軸方向にまっすぐに通ってマグネトロンの高周波振動に
貢献する静磁界を形成するが、本発明によってマグネト
ロンの空洞共振器を一つおきに接続する均圧環に軟強磁
性体を使用している場合には、本来はベイン先端近くの
作用空間内を通っている筈の磁束の一部が、上記軟強磁
性体製均圧環に引っ張られたようになって作用空間の外
側を比較的多く通っている。なお、磁気回路の場合、非
磁性体、強磁性体といっても電気絶縁物と導電体の場合
ほど透過性に差はないから、磁束の一部は多少とも磁気
回路外を通るのが普通である。本発明によれば、温度上
昇に伴って、ベインとの接続部を頂点とする正多角形に
形成された均圧環が、それを形成する熱膨張係数の異な
る２種類の材料のバイメタル効果によって、正多角形の
各辺が内側へ湾曲し、それによって、上記のように強磁
性均圧環に引っ張られて、作用空間の直ぐ外側を通って
いた磁束の一部が作用空間内を通るようになって、フェ
ライト系磁石の負の温度係数の影響で、本発明によらな
ければ減少した筈の作用空間内の磁界強度の低減を補う
ことになる。

【００１２】

【実施例】図１（ａ）は本発明一実施例マグネトロンの
陽極の平面図を示し、図１（ｂ）は図１（ａ）内に示す
ＯＡ線断面図である。図示のように、本発明に係る均圧
環は、内側均圧環６１、外側均圧環６２とも、それぞれ
熱膨張係数が異なり、少なくとも其の一方が軟強磁性を
有する材料によって形成されている。実際の材料の組合
せとしては、価格、特性の両面から、例えば、純鉄と純
銅の組合せが良い。良く焼鈍した純鉄は透磁率が充分高
く、しかも、純銅に比較すれば、熱膨張係数は７０％程
度であるし、導電性も他の鉄合金などに比較して高い。
即ち、図１（ｂ）に示す均圧環の内側の材料６１ａ、６
２ａには熱膨張係数が大きい純銅を、均圧環の外側の材
料６１ｂ、６２ｂには熱膨張係数の小さい純鉄を用いれ
ば良い。均圧環は、正多角形に形成済みの両材料を予め
軽く嵌合させて一体化させておき、銀めっきを施すか、
又は、先に銀めっきしておいてから嵌合させる。このよ
うにした均圧環を陽極ベインの軸方向端面に刻設してあ
る均圧環収納溝に内側均圧環６１、外側均圧環６２がそ
れぞれ一つおきに所定のベイン２、２’と嵌合接触する
ように陽極に組込み、ブレージングすれば、均圧環がそ
れぞれベインに銀ろう付けで接合されると共に、均圧環
を構成する２種類の材料も銀ろう接合され、電気的接合
が完全なものになる。

【００１３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、マ
グネトロンの作用空間に軸方向静磁界を形成させるため
に、負の温度係数を有する安価なフェライト磁石を使用
しても、マグネトロン使用中の温度上昇に際して作用空
間内の静磁界の強度低下が補われ、所望のマイクロ波発
振に適当な陽極電圧の低下を補うことができ、マグネト
ロンの基本性能である電子能率低下を抑えることが出来
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明一実施例マグネトロンの陽極の
平面図を示し、（ｂ）は図（ａ）中に示すＯＡ線断面図
である。

【図２】従来のマグネトロンの一例の管軸を通る面によ
る断面図である。

【図３】陽極部分を円筒軸延長上から見た平面図であ
る。

【図４】径の小さい内側均圧環と径の大きい外側均圧環
を示す斜視図である。

【図５】ベインの部分的断面図である。

【符号の説明】

２…ベイン、 ３…陽極円筒、 ６１…内側均圧環、
６２…外側均圧環、６１ａ、６２ａ…均圧環の熱膨張係
数が大きい内側の材料たとえば純銅、 ６１ｂ、６２ｂ
…均圧環の熱膨張係数が小さい外側の材料たとえば純
鉄。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】陽極円筒と其の内壁から円筒中心に向けて
   配設された複数枚のベインにより陽極円筒内周に形成さ
   れたベインと同数の空洞共振器、陽極円筒の軸に沿って
   設置された陰極、陰極と空洞共振器群の間の環状の作用
   空間に円筒軸方向に静磁界を形成させる磁極、磁石、ヨ
   ークよりなる磁気部材、上記複数枚のベインを１枚おき
   に２組に分け各組ベイン夫々を円筒軸方向端面の特定部
   位で電気的に接続して隣接する空洞共振器に互いに逆位
   相の振動を生じさせる均圧環を備えたマグネトロンにお
   いて、均圧環を、夫々熱膨張係数が異なり少なくとも一
   方は軟強磁性を有する２種類の材料で、それらの中の熱
   膨張係数が大きい方を内側に用いて、円筒軸に直交する
   面内での平面形状が上記ベインとの接続部夫々が頂点を
   なす正多角形に形成し、上記熱膨張係数の相違により温
   度上昇に伴い上記多角形の各辺が内側へ湾曲するように
   したことを特徴とするマグネトロン。