JPH0845435A

JPH0845435A - マグネトロンおよびその製法

Info

Publication number: JPH0845435A
Application number: JP17572794A
Authority: JP
Inventors: Noriyuki Murao; 則行村尾
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1994-07-27
Filing date: 1994-07-27
Publication date: 1996-02-16

Abstract

(57)【要約】【目的】排気管の機械的強度を維持するとともに、熱
伝導を低下させマグネトロン本体の温度を高温に保持
し、効率よく排気をすることができるマグネトロンおよ
びその製法を提供する。【構成】一部に排気管１が設けられている真空壁によ
り囲まれた陽極部と陰極部と該陽極部に結合された出力
アンテナとを有するマグネトロンであって、前記排気管
１に該排気管の軸方向に沿った溝１ａが形成されてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は連続波マグネトロンおよ
びその製法に関する。さらに詳しくは、排気効率を向上
させたマグネトロンおよびその製法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来電子レンジなどに用いられるマグネ
トロンの本体部分は図５にその断面図が示されるよう
に、陽極部７、陰極部１０、出力アンテナ１３が真空壁
で囲まれて構成されている。すなわち、真空壁となる円
筒状の陽極シェル２の内周に複数個のベイン３が放射状
に設けられ、各ベイン３は１個おきに大径および小径の
ストラップリング４により接続され、磁界を陽極シェル
２の中心部に集中させるための入力側および出力側の磁
極片５、６が設けられて陽極部７が形成されている。陽
極部７の中心部にはフィラメントからなる陰極８が配置
され、該陰極８には、陰極リード線９が接続され、陰極
部１０が形成されている。陰極リード線９はセラミック
ステム１１を経て外部リード１２に接続されている。陽
極部７で発生するマイクロ波はベイン３に接続された出
力アンテナ１３により陽極部７から取り出され、出力セ
ラミック１５を経て外部に放射される。出力アンテナ１
３部は、金属筒体であるトップシェル１４、出力セラミ
ック１５、排気管１からなる真空壁で覆われている。ま
た入力側のリード線９部も金属筒体であるステムメタル
１６とセラミックステム１１とからなる真空壁で覆わ
れ、これらの真空壁と陽極シェル２とによりマグネトロ
ン本体の真空壁が構成されている。

【０００３】このマグネトロン本体の排気管１のＱ部を
排気台のシールヘッドにＯリングを用いて気密に装着
し、内部を真空にしたのち排気管１のＰ部をチップオフ
すること（破線部）によりマグネトロン本体は完成し、
陽極シェル２の外周に図示しない放熱フィンを取りつけ
るとともに、永久磁石を磁極片上に取りつけ磁路を形成
するヨークにより両磁極片を接続することによりマグネ
トロンが完成する。

【０００４】このマグネトロン本体を製造するための排
気は、たとえば１台の排気台に５０個程度設けられたシ
ールヘッドのそれぞれに前述のマグネトロン本体の排気
管１部をＯリングにより締めつけて装着し、真空ポンプ
により排気する。この際、個々のマグネトロン本体の周
囲をセラミックファイバなどからなる断熱材で被覆する
とともにフィラメントに通常動作の３０％増程度の電流
を印加することにより、マグネトロン本体の温度を６０
０℃程度に上昇させてベーキングし、陽極部７や陰極部
１０の部品からガスを放出させる。この排気はマグネト
ロン本体をできるだけ高温にした方が効率よくガス放出
をすることができる。

【０００５】一方、各マグネトロン本体は、その排気管
が排気台のシールヘッドにフッ素系ゴムなどからなるＯ
リングにより真空漏れが生じないように気密に装着され
ているので、Ｏリングの耐熱は１２０℃程度であり、そ
れ以上高温にすることはできない。排気管１や陽極シェ
ル２は無酸素銅からなり熱伝導がよく、途中に出力セラ
ミック１５による熱伝導の抵抗が大きい部分があるが、
陰極部１０や陽極部７で発生した熱が排気台の方に伝導
するのを防止するため、陽極部７の温度を余り上昇させ
ることができない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】マグネトロンの特性は
真空度に大きく左右され、いかにガスを放出させるかが
重要な問題となる。マグネトロン本体の真空度を向上さ
せるためには、ベーキング温度を高くして陰極部や陽極
部の温度を上げた方がガス放出をし易く排気効率向上の
点から好ましいが、陽極部の温度が高くなると前述のよ
うに熱伝導により排気管の温度が上昇し排気台のシール
ヘッド部に伝達し、フッ素系ゴムなどからなるＯリング
やメタルシールなどの耐熱性に問題があり、メンテナン
スコストが上昇するという問題がある。

【０００７】一方排気管の肉厚を薄くすれば熱伝導が低
下し、Ｏリング部への熱伝導を抑制することができる
が、現在排気管の肉厚は０．６〜０．７ｍｍ程度まで薄
くなっており、機械的強度の点から限界の状態にある。
これは全体的に肉厚が薄くなると排気管に対し横方向の
力が加わったばあいに曲がり易くなり、とくに内径と外
径の偏心を０にすることはできず、肉厚のバラツキがあ
り、薄い部分での機械的強度がとくに弱くなり、信頼性
が低下するためである。

【０００８】本発明はこのような問題を解決し、排気管
の機械的強度を維持するとともに、熱伝導を低下させマ
グネトロン本体の温度を高温に保持し、効率よく排気を
することができるマグネトロンおよびその製法を提供す
ることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明のマグネトロン
は、一部に排気管が設けられている真空壁により囲まれ
た陽極部と陰極部と該陽極部に結合された出力アンテナ
とを有するマグネトロンであって、前記排気管に該排気
管の軸方向に沿った溝が形成されている。

【００１０】前記溝が前記排気管の内周面に形成されて
いるのが、溝を形成し易いため好ましい。

【００１１】前記溝が前記排気管の外周面に形成されて
いるのが、チップオフ部の封着部を確実に接着すること
ができるため好ましい。

【００１２】また、前記排気管が前記出力アンテナ周囲
の真空壁の一部として設けられ、該排気管のチップオフ
により前記出力アンテナの先端が該排気管の中心部で固
定される構造であることがマグネトロンの構成上好まし
い。

【００１３】本発明のマグネトロンの製法は、一部に排
気管が設けられている真空壁により囲まれた陽極部と陰
極部と該陽極部に結合された出力アンテナとを有するマ
グネトロンの製法であって、前記排気管のチップオフ部
より先端側に該排気管の軸方向に沿った溝をあらかじめ
形成しておき、排気が完了したのちに該排気管をチップ
オフすることにより、前記排気管の溝が形成された部分
を除去するものである。

【００１４】

【作用】本発明のマグネトロンによれば、排気管に管軸
方向に沿った溝が形成されているため、溝部分は肉厚が
薄くなり熱伝導を低下させ、Ｏリング部への熱伝導を極
力抑えることができる。一方、排気管に加わる垂直方向
の力に対しては肉厚の厚い部分で耐えることができ、充
分機械的強度を維持することができる。また円周方向の
引張力は加わらず、圧縮力に対しては肉厚が薄くても問
題がなく、肉厚の薄い部分に起因する機械的強度の低下
は問題にならない。その結果排気時のマグネトロン本体
の温度を上昇させることができ、排気工程で温度を上昇
させても強度低下による排気管の変形もなく、従来の排
気設備でシール部への熱伝導を抑制し、同じ排気時間に
対し真空度の向上を図ることができる。

【００１５】また、本発明の製法によれば、排気管のチ
ップオフによる除去部分のみに溝が形成されているた
め、排気時の熱伝導の抑制を達成するとともに、チップ
オフ後は溝が残らず、従来のマグネトロンと同じ構造
で、チップオフ部のシールの信頼性も充分にえられる。

【００１６】

【実施例】つぎに、図面を参照しながら本発明のマグネ
トロンについて説明する。図１は本発明のマグネトロン
の一実施例の排気管部の説明図で、（ａ）は排気管部の
一部破断側面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線拡大断面
図、図２は本発明のマグネトロンの他の実施例の排気管
部の一部破断断面図、図３は本発明のマグネトロンのさ
らに他の実施例の排気管の断面図、図４は本発明のマグ
ネトロンのさらに他の実施例の排気管の一部破断側面図
およびそのＡ−Ａ線拡大断面図である。

【００１７】本発明のマグネトロンは、排気管に該排気
管の管軸に沿って溝が形成されている点を除いて前述の
図５で説明したマグネトロンと同じ構造である。すなわ
ち、マグネトロンの陽極部は真空壁となる円筒状陽極シ
ェルの内周に放射状に設けられた複数個のベインと、該
ベインを１個おきに連結する大径、小径のストラップリ
ングとから構成されている。また陽極シェルの両端には
磁界を陽極シェルの中心部に集中させるための入力側お
よび出力側の磁極片が設けられている。陰極部は陽極シ
ェルの中心部に設けられた陰極フィラメントと、該陰極
フィラメントに接続された陰極リード線とからなり、陰
極リード線は入力側磁極片を貫通して陽極シェルの外に
延び、金属筒体およびセラミックステムからなる真空壁
で覆われるとともにセラミックステムを経て真空壁外に
リード線が導出されている。また出力アンテナは、たと
えば一端が１個のベインに接続され他端部は出力側磁極
片を貫通して陽極シェルの外に延び、金属筒体であるト
ップシェル、出力セラミックおよび排気管部からなる真
空壁で覆われている。

【００１８】本発明のマグネトロンはその排気管部にそ
の排気管の管軸方向に沿った溝が多数形成されているこ
とに特徴がある。この溝は排気管の内周面に形成されて
も外周面に形成されてもよい。また、ばあいによっては
内周面および外周面の両面に形成されてもよい。さらに
溝の形状は断面形状が矩形形状でも三角形状（Ｖ溝）で
も、また波形や円弧状でも、またこれらを組み合わせた
形状でもよい。要は排気管の管軸に沿って肉厚の厚い部
分と薄い部分とが交互に繰り返される構造になっておれ
ばよい。肉厚の厚い部分は０．６〜０．８ｍｍ程度の肉
厚で、薄い部分は０．３〜０．４ｍｍ程度に形成され、
厚い部分の幅（内周方向の長さ）と薄い部分の幅の比率
は１：１〜１：２程度に形成される。溝の肉厚を０．３
〜０．４ｍｍ程度にするのは、あまり薄くなりすぎると
溝の角部からクラックが入り易く信頼性が低下するとと
もに、外形と内形の偏心があったばあい、薄い部分では
０．３ｍｍよりさらに薄くなり破損しやすくなるばあい
があるためである。また、肉厚の厚い部分も薄い程熱伝
導を防止するのに好ましいが、機械的強度の点から従来
より限界とされている０．６〜０．８ｍｍを採用してい
る。さらに肉厚の厚い部分と薄い部分との比率は熱伝導
を抑制する点からは薄い部分の比率を大きくする方が好
ましく、また機械的強度を強くするためには肉厚の厚い
部分の比率を大きくする方が好ましい。本発明者が鋭意
検討を重ねた結果、前述の薄い肉厚部を０．３〜０．４
ｍｍ、厚い肉厚部を０．６〜０．８ｍｍとしたばあいに
肉厚の薄い部分の幅を厚い部分の幅の２倍程度にして
も、１００本の排気を行った結果排気時に機械的強度の
支障による不都合は発生せず、問題のないことを見出し
た。

【００１９】本発明による肉厚の厚い部分と薄い部分が
排気管の管軸方向に沿って排気管に設けられていること
により、熱伝導度は肉厚の薄い部分では厚い部分の２倍
以上低下し、もっぱら肉厚の厚い部分が熱伝導に寄与す
る。一方肉厚の厚い部分の排気管における割合は１／２
〜１／３程度になるため、非常に熱伝導がわるくなり、
排気台への熱伝導は抑制され、陰極フィラメントへの入
力を同じにしてもマグネトロン本体の温度を６３０〜６
５０℃に上昇させることができて従来１時間程度排気に
要していたのが０．８時間程度の排気で同程度の真空度
がえられ、排気効率を向上させることができた。

【００２０】前述の排気管への溝の形成法は、排気管形
成時のパンチまたはダイに溝加工をしておくことにより
容易に形成できる。すなわち、排気管を形成するばあ
い、たとえば直径１０ｍｍ程度の円柱状ビレットをパン
チとダイによりヘッダプレスで徐々に内外径の加工を行
うが、このパンチに溝形状を加工しておくことにより、
パイプの形成と同時に内周面に溝を形成でき、ダイ側に
溝形状を加工しておくことにより外周面に溝を形成でき
る。

【００２１】排気管に設けられる前記溝は図１または図
４に示されるように、排気管のパイプ部全長にわたって
設けることにより、全長にわたって熱伝導を抑制するこ
とができるが、図２に示されるように、排気管のチップ
オフ部より先端部のみに溝加工をすることもできる。こ
のばあい溝を形成しない部分は溝が形成されていないパ
ンチとダイによりパイプを形成し、溝の形成部分は溝形
状を加工したパンチまたはダイを用いてパイプを形成す
ることにより製造できる。このような構造にすることに
より、チップオフ部には溝がないため、チップオフの際
の封着や溝部で亀裂の発生などの心配もなく確実なシー
ルがえられる。

【００２２】つぎに排気管の具体的な溝加工の構造につ
いて、さらに詳細に説明する。

【００２３】実施例１本実施例は、図１に一部破断側面図およびその拡大断面
図が示されるように、排気管の全長に亘って排気管の内
周面に溝加工が施された例である。溝加工は前述と同様
にパイプ形成に用いるパンチに溝に対応する突起部を形
成しておき、パイプの形成と同時に溝加工を行った。

【００２４】本実施例によるマグネトロンは発振周波数
が２４５０ＭＨｚで出力が６００Ｗ用の電子レンジ用マ
グネトロンで、図５に示されるように、出力アンテナ先
端部を覆うように排気管が形成されているもので、無酸
素銅からなる排気管１の外径Ｄは８ｍｍ程度、内径ｄは
６．６ｍｍ程度、溝１ａ形成による肉薄部の厚さｔ_１は
０．３〜０．４ｍｍ程度、肉厚部の厚さｔ_２は０．６
〜０．８ｍｍ程度、また溝１ａの幅ｈ₁は１．２〜１．
６ｍｍ程度、溝１ａが形成されない肉厚の厚い部分の幅
ｈ₂は０．８〜１．２ｍｍ程度に形成した。また排気管
１の全長Ｐ₂は６５ｍｍ程度であった。この排気管１を
形成するための材料は直径が１０ｍｍ程度の無酸素銅か
らなる円柱状ビレットを用いた。

【００２５】この排気管１を用いてマグネトロン本体を
組立て、排気台のシールヘッドに取りつけ、排気を行っ
た。マグネトロン本体の外周部をセラミックファイバな
どからなる断熱材で被覆して真空ポンプで排気しながら
陰極フィラメントに約１４Ａの電流を印加し０．８〜
１．０時間放置した結果、陽極シェル部は６５０℃程度
となり、従来の６００℃より高い温度になったが、排気
管１の排気台への取付部であるＯリング近傍の排気管１
の温度は１１０℃以下でＯリングへの影響は全然生じな
かった。また、陽極シェルの温度は従来より５０℃高
く、０．８時間排気したのち陰極フィラメントの電流を
１３Ａに下げて陽極シェルの温度を従来の６００℃程度
に下げたところ、真空度は従来の４×１０^-7Ｔｏｒｒ程
度で安定した。すなわち、同程度の真空度をうるのに従
来１時間程度の排気時間を要していたものが、０．８時
間程度の排気時間で済んだ。排気完了後、排気管１を図
５の破線で示される部分でチップオフし、マグネットな
どを装着することによりマグネトロンが完成した。

【００２６】実施例２本実施例は図２に示されるように、排気管１に設ける溝
１ａをチップオフ部Ｐより先端側の長さＰ₁のみに形成
されているものである。ここでＰ₁は４０〜５０ｍｍ程
度で、他の全長Ｐ₂や外形Ｄ、肉厚ｔ₁、ｔ₂などはす
べて実施例１と同様に形成した。前述のようにパンチと
ダイの組を２種類用いてパイプの形成加工をすることに
より、図２に示す構造の排気管１を形成でき、図５に示
されるように、出力セラミック１５にロウづけされたマ
グネトロン本体を排気台に取りつけ実施例１と同様に排
気をした。本実施例では排気管１のＰ₂−Ｐ₁の長さ分
だけ溝１ａの加工が施されておらないが、排気台のシー
ルヘッド部での排気管１の温度が１１２℃と実施例１よ
り２℃程度高くなったのみで、Ｏリングなどへの支障は
無視できる程度で、排気時間や真空度の特性は実施例１
と同じであった。

【００２７】実施例３本実施例は図３に排気管１の断面図が示されるように、
排気管１の内周面に形成される溝１ａの断面形状が矩形
形状ではなく波形に形成されたものである。この波形の
山部の肉厚は０．６〜０．８ｍｍ程度で、谷部の肉厚は
０．３〜０．４ｍｍ程度に形成されており、肉厚の平均
値としては中間の０．４５〜０．６ｍｍ程度に相当し、
実施例１の構造の肉厚の厚い部分と薄い部分の幅が等し
いばあいに相当する。その結果、本実施例においても排
気時間および真空度などの特性は実施例１と同様の結果
がえられた。

【００２８】実施例４本実施例は図４に排気管１の側面図およびそのＡ−Ａ線
拡大断面図が示されるように、排気管１の外周面に溝１
ａが形成された例である。排気管１の外径および内径、
ならびに厚い部分および薄い部分の肉厚などは実施例１
と同じである。溝１ａの幅ｈ₃および肉厚部の幅ｈ₄は
それぞれ１．８ｍｍ程度および１．０ｍｍ程度であっ
た。

【００２９】本実施例ではダイス側に溝加工をしなけれ
ばならないため、ダイスの製造がやや困難であること、
排気の際排気台のシールヘッドに気密に装着しなければ
ならないため、充分弾力性のあるパッキングにより締め
つけなければならないという問題点はあるが、排気時間
や真空度などの特性は実施例１と同様の結果がえられ
た。

【００３０】

【発明の効果】本発明によれば、排気管に管軸方向に沿
って溝が形成されているため、溝により排気管の肉厚が
薄くなった部分は熱伝導が低下し、排気時に上昇させた
陽極部の熱が排気台のシールヘッド部へ伝達するのを抑
制することができる。その結果排気時の陽極の温度を高
く保持し、ガス放出の効率を向上させることができると
ともに、排気台のシールヘッドに気密にマグネトロン本
体を装着する際のＯリングなどが熱により劣化するのを
抑制することができる。また溝の加工分、材料を節約す
ることができるため、部品コストを低下させることがで
きる。

【００３１】そのためガス放出が充分なされた信頼性が
高いマグネトロンを短かい排気時間でえられるととも
に、排気台の設備維持コストも低下でき、高品質のマグ
ネトロンを低コストでうることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のマグネトロンの一実施例の排気管の一
部破断側面図およびその拡大断面図である。

【図２】本発明のマグネトロンの他の実施例の排気管の
一部破断側面図である。

【図３】本発明のマグネトロンのさらに他の実施例の排
気管の断面図である。

【図４】本発明のマグネトロンのさらに他の実施例の排
気管の側面図および断面図である。

【図５】排気前のマグネトロン本体の一部破断側面図で
ある。

【符号の説明】

１排気管１ａ溝７陽極部１０陰極部１３出力アンテナ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一部に排気管が設けられている真空壁に
より囲まれた陽極部と陰極部と該陽極部に結合された出
力アンテナとを有するマグネトロンであって、前記排気
管に該排気管の軸方向に沿った溝が形成されてなるマグ
ネトロン。
【請求項２】前記溝が前記排気管の内周面に形成され
てなる請求項１記載のマグネトロン。
【請求項３】前記溝が前記排気管の外周面に形成され
てなる請求項１または２記載のマグネトロン。
【請求項４】前記排気管が前記出力アンテナ周囲の真
空壁の一部として設けられ、該排気管のチップオフによ
り前記出力アンテナの先端が該排気管の中心部で固定さ
れる構造である請求項１、２または３記載のマグネトロ
ン。
【請求項５】一部に排気管が設けられている真空壁に
より囲まれた陽極部と陰極部と該陽極部に結合された出
力アンテナとを有するマグネトロンの製法であって、前
記排気管のチップオフ部より先端側に該排気管の軸方向
に沿った溝をあらかじめ形成しておき、排気が完了した
のちに該排気管をチップオフすることにより、前記排気
管の溝が形成された部分を除去するマグネトロンの製
法。