JPS6032945B2 - マグネトロン - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はマグネトロン、特に複数個の空月同共振器を備
えたマグネトロンに関するものである。

一般にマグネトロンはマイクロ波を効率よく発生するこ
とから、特に電子レンジ，解凍機等に組込まれて食品の
加熱，解凍に広く利用されており、安全性，高品質，長
寿命であることが強く要求されている。第１図は従来の
マグネトロンの一例を示す要部縦断面図である。

同図において、１は筒状に形成された陽極円筒であり、
この陽極円筒１の内面中央部には放射状に分割された複
数個の共振空胴を形成するベイン２が設けられ、この陽
極円筒１とベイン２によって陽極３が構成されている。
そして、この陽極３の中心軸には導電線をらせん状に形
成した陰極４が配置され、この陰極４とベイン２との間
には所定間隔に保持されて作用空間５が形成されている
。また、上記陽極３の両端部には錐体状の磁極６ａ，６
ｂがその周縁部をロー付けあるいはアーク付け等によっ
て固定され、上記作用空間５に磁束を集東させている。
さらに、磁極６ａの外面にはコバールなどの金属で作ら
れたカップ状の真空封止部材７が溶接などによって固定
配置され、この真空封止部材７の上端にはセラミック円
筒などで形成された出力側絶縁物８が固着され、さらに
、出力側絶縁物８の頂部には銅の排気管９が固着されて
外囲器が構成されている。また、この排気管９は上記ベ
イン２の一部に接続されたアンテナ導線１０と気密圧援
されて図示しない電子レンジのオーブン内に高周波を放
射させる高周波アンテナを兼ね備えている。また、上記
電極６ｂの外面には陰極４を支持するステム１１が封着
金属１２を介して固着配置されている。このように構成
されたマグネトロンにおいて、ステム１１の先端部の入
力部より入力が供給されると、陰極４が加熱され、陽極
３に所定の電圧が印加されると、陰極４から熱電子が放
射される。そして、この熱電子が作用空間５の磁界内で
旋回運動をすることにより、上記共振空腕内で高周波発
振が行なわれ、この発振出力がアンテナ導線１０を通し
て排気管９から電子レンジのオーブン内に放射され、食
品を加熱，解凍させることができる。しかしながら、上
記構成によるマグネトロンにおいて、このマグネトロン
から発生したマイクロ波を電子レンジのオーブン内に導
入させると、このオーブン内に定在波が発生し、電界の
強い所と弱い所が生じ、食品品にいわゆる加熱むらある
いは解凍むらが生じることになる。

このような問題を解決しようとしたものとしては、定在
波分布を動かす金属羽根をオーブン内に回転させたり、
あるいは逆にオーブン内の食品をターンテーブルなどを
用いて回転させたりすることによって食品の加熱むらあ
るいは解凍むらを軽減させる手段が提案されているが、
いずれも充分な効果が得られないなどの欠点を有してい
た。

したがって、本発明の目的は、上記の欠点を解決するた
めになされたものであり、１個のマグネトロンによって
食品の加熱むらあるいは解凍むらを軽減させたマグネト
ロンを提供することにある。このような目的を達成する
ために本発明によるマグネトロンは、陽極円筒内に発振
周波数の異なる複数個の空月岡共振器を設けたものであ
る。

以下図面を用いて本発明によるマグネトロンについて詳
細に説明する。第２図は本発明によるマグネトロンの一
実施例を示す要部断面図であり、第１図と同記号は同一
要素となるのでその説明は省略する。

同図において、１３は例えば鉄などの導磁性材料を円筒
状に形成した陽極円筒であり、この陽極円筒１３の内面
上部には、前記放射状に分割された複数個の共振空胴を
形成するベイン２が設けられて第１の空且同共振器が構
成されている。また、その内面下部には、前記ベインと
形状の異なるつまり発振周波数の異なるベイン１４が設
けられて第２の空耳同共振器が構成されている。この場
合、第１の空胴共振器および第２の空胴共振器は、陽極
円筒１３の同一軸上に設けられ、陽極円筒１３はその共
通陽極となり、前記陰極４はその共通陰極となっている
。ここで１５は遮蔽板であり、この遮蔽板１５は上記第
１の空月同共振器と第２の空胴共振器との発振周波数の
干渉を遮蔽させている。また、陽極円筒１３の外周面側
には、前記ベイン２，１４に貫通する穴部１３ａ，１３
ｂが設けられ、この穴部１３ａ，１３ｂにはその部岐端
が第１の空胴共振器，第２の空月同共振器のベイン２，
１４に接続された共通アンテナ導線１６を貫通させ、そ
の他端側は前記真空封止部材７，出力側絶縁物８を介し
て排気管９に気密圧接されている。この場合、共通アン
テナ導線１６は、第１の空耳同共振器と第２の空８同共
振器との間の干渉を極力４・さくするため、共通アンテ
ナ導線１６の各共振空胴への分岐点から各共振空胴接続
部までの線路長を互いに相手の共振周波数のほぼ１／４
波長となるように選定されている。このように構成され
たマグネトロンにおいては、導磁性材料からなる円筒状
の陽極円筒１３内に互いに発振周波数の異なる第１の空
胴共振器と第２の空胴共振器とを設けたことによって、
図示しないオーブン内に共通アンテナ導線１６，排気管
９を介して互いに発振周波数の異なる２種類のマイクロ
波が導入されて食品が加熱されることになる。

この場合、第３図に示したようにオーブン１７の内には
、第１の空胴共振器による定在波１８および第２の空且
同共振器による定在波１９が発生することになり、電界
の強い所と弱い所が少なくなり、食品の加熱むらが発生
し‘こくくなる。また、このようなマグネトロンによれ
ば、１組の磁気回路により各作用空間に磁界を印加する
ことができるとともに、陰極，入出力構造および冷却系
を共用することができるため、極めて経済的となる。な
お、上記実施例においては、発振周波数の異なる２種類
の空胴共振器を設けた場合について説明したが、本発明
はこれに限定されるものではなく、陽極円筒内に発振周
波数の異なる複数個の空胴共振器を設けることによって
加熱むらをさらに改善することができ、従来、オーブン
内でマイクロ波を損拝していた金属回転翼あるいは食品
を回転させていたターンテーブル等が不要となり、オー
プン内の収納容積を大幅に拡大させることができるなど
の効果が得られる。

第４図は本発明によるマグネトロンの他の実施例を示す
要部断面図であり、第２図と同記号は同一要素となるの
でその説明は省略する。

同図において、第２図と異なる点は、導磁性材料を円筒
状に形成した陽極円筒２０の外周側面のほぼ中央部に前
記ベイン２，１４間を貫通する穴部２０ａを設け、この
穴部に第１の空胴共振器，第２の空胴共振器の各発振出
力を取出す共通アンテナ導線２１の一端側を挿入し、そ
の他端側は、この穴部２０ａを塞ぐように設けられた真
空封止部材７，出力側絶縁物８を介して排気管９に気密
圧懐されている。このように構成されたマグネトロンに
おいても、共通アンテナ導線２１，排気管９を介して互
いに発振周波数の異なる２種類のマイクロ波がオーブン
内に導入されて食品が加熱されることになり、この場合
も前述と全く同機の効果が得られる。

第５図ａ，ｂは本発明によるマグネトロン、特に陽極円
筒の一例を示す要部上面図、要部斜視図である。

両図において、２２は導磁性材料を円筒状に形成した陽
極円筒であり、この陽極円筒２２の外面側には、その管
軸方向に沿って断面がＶ字状をした溝２２ａが複数本形
成されている。また、この陽極円筒２２の内壁面側には
銅または銅合金などの非磁性材料からなる前記ベイン４
または１４が圧接，ろう援などによって接合固定されて
マグネトロンが構成されている。このように構成された
マグネトロンにおいては、陽極円筒２２の外周面側管轄
方向にＶ字状の溝２２ａを複数本形成したことによって
、熱膨脹率の高いベイン４，１４と熱膨脹率の低い陽極
円筒２２との熱膨脹差が大幅に減少してベイン４，１４
の形状のあるし、は圧俵，ろう援の剥れを大幅に緩和す
ることができる。

つまり、Ｖ字状の溝２２ａに熱膨脹による応力が集中し
、陽極円筒２２がベイン４，１４からなる空胸部に対す
る力を弱くすることになる。したがって、マグネトロン
動作時の熱サイクルにより前記接合部が剥れたり、ある
いはベイン４，１４からなる空月岡部が強度的に弱いた
めに陽極円筒２２の変形によって上記空胴部が繰返し強
制的に応力が加わって生じる上記空月岡部構造を疲労破
壊させることがなくなる。第６図，第７図，第８図は本
発明によるマグネトロン、特に陽極円筒の他の実施例を
示す要部斜視図である。まず、第６図においては、導磁
性材料よりなる円筒状陽極円筒２３の外面円周方向に沿
って断面がＶ字状をした３本の溝２３ａを形成したもの
である。また、第７図においては、導磁性材料よりなる
陽極円筒２４の外面円周方向に沿って複数個の貫通孔２
４ａを形成したものである。この場合、この複数個の貫
通孔２４ａはベイン４またはベイン１４からそれぞれ構
成される空胴壁により塞がれるため、真空気密を損なう
ことはない。また、第８図においては、導磁性材料より
なる陽極円筒２５の外面に円周方向に沿ってその断面が
Ｖ字状をした２本の溝２５ａを形成するとともに、この
円周方向の溝２５ａ間の円筒部に管軸方向にＶ字状をし
た溝２５ｂを複数本形成して構成したものである。この
ように構成されたマグネトロンにおいても陽極円筒２３
，２４，２５の外面側に熱応力を吸収する複数個の溝２
３ａ，貫通孔２４ａ，および溝２５ａ，２５ｂをそれぞ
れ設けたことにより前述と全く同様の作用およびその効
果が得られる。

以上説明したように本発明によるマグネトロンによれば
、真空外囲器を構成する陽極円筒内に発振周波数の異な
る複数個の空胴共振器を設けたことによって、オーブン
内に複数種の発振周波数の異なったマイクロ波が照射さ
れ、オーブン内の電界強度がほぼ均一となり、食品の加
熱むらあるいは解凍むらを大幅に軽減させることができ
る極めて優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のマグネトロンの一例を示す要部断面図、
第２図は本発明によるマグネトロンの一実施例を示す要
部断面図、第３図はオーブン内の定在波を示す図、第４
図は本発明によるマグネトロンの他の実施例を示す要部
断面図、第５図ａ，ｂは本発明によるマグネトロン特に
陽極円筒の一例を示す要部上面図，要部斜視図、第６図
，第７図，第８図は本発明によるマグネトロン特に陽極
円筒の他の実施例を示す要部斜視図である。 １・・・・・・陽極円筒、２・・・・・・ベィン、３・
・・・・・陽極、４・・…・陰極、５・・・・・・作用
空間、６ａ，６ｂ・・・・・・磁極、７・・・・・・真
空封止部材、８・・・・・・出力側絶縁物、９…・・・
排気管、１０・・・・・・アンテナ導線、１１・・・・
・・ステム、１２・・・・・・封着金属、１３・・・・
・・陽極円筒、１３ａ，１３ｂ・…・・穴部、１４・・
・・・・ベィン、１５・・・…遮蔽板、１６・・・・・
・共通アンテナ導線、１７…・・・オーブン、１８，１
９・…・・定在波、２０・・・・・・陽極円筒、２０ａ
・・・・・・穴部、２１・・…・共通アンテナ導線、２
２・・・・・・陽極円筒、２２ａ・・・・・・溝、２３
・・・・・・陽極円筒、２３ａ・・・・・・横、２４…
・・・陽極円筒、２４ａ・・・・・・穴部、２５・・・
・・・陽極円筒、２５ａ，２５ｂ・・・・・・溝。 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図 第８図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 真空外囲器を構成する導磁性材よりなる陽極円筒内
   に、放射状に分割されたベインの中心軸に陰極が配置さ
   れて空胴共振器を形成するマグネトロンにおいて、前記
   空胴共振器は、発振周波数の異なる複数に分割され、そ
   れらは互いに遮蔽板により遮蔽されて共通アンテナ導線
   に接続されている複数個の空胴共振器を設けたことを特
   徴とするマグネトロン。 ２ 前記の導磁性材よりなる陽極円筒の外周面に複数個
   のＶ字状溝を管軸方向もしくは円周方向に沿つて形成し
   たことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のマグネ
   トロン。 ３ 前記の導磁性材よりなる陽極円筒の外面円周方向に
   沿つて複数個の貫通孔を形成したことを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載のマグネトロン。