JP2003132809A - マグネトロン - Google Patents
マグネトロンInfo
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- JP2003132809A JP2003132809A JP2001326281A JP2001326281A JP2003132809A JP 2003132809 A JP2003132809 A JP 2003132809A JP 2001326281 A JP2001326281 A JP 2001326281A JP 2001326281 A JP2001326281 A JP 2001326281A JP 2003132809 A JP2003132809 A JP 2003132809A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高効率のマグネトロンを提供することを目的
とする。 【解決手段】 陽極円筒６とベイン７とで形成される陽
極部と、コイル状フィラメント１からなる陰極部と、上
下に配設された磁極９，１０と、環状永久磁石１９，２
０と、入力部および出力部とを具備し、陽極部を構成す
るベイン先端部の内接円の直径φａを７．５〜８．５ｍ
ｍ、陰極部を構成するコイル状フィラメント１の外径φ
ｃを３．４〜３．６ｍｍとした。
とする。 【解決手段】 陽極円筒６とベイン７とで形成される陽
極部と、コイル状フィラメント１からなる陰極部と、上
下に配設された磁極９，１０と、環状永久磁石１９，２
０と、入力部および出力部とを具備し、陽極部を構成す
るベイン先端部の内接円の直径φａを７．５〜８．５ｍ
ｍ、陰極部を構成するコイル状フィラメント１の外径φ
ｃを３．４〜３．６ｍｍとした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子レンジ等のマ
イクロ波応用機器に用いられるマグネトロンに関する。
イクロ波応用機器に用いられるマグネトロンに関する。
【０００２】
【従来の技術】マグネトロンはマイクロ波を発生する電
子管であり、発振効率が比較的高く大出力化が容易なこ
とから、電子レンジをはじめとするマイクロ波応用機器
のマイクロ波発生源として広く用いられている。
子管であり、発振効率が比較的高く大出力化が容易なこ
とから、電子レンジをはじめとするマイクロ波応用機器
のマイクロ波発生源として広く用いられている。
【０００３】以下に従来のマグネトロンについて説明す
る。
る。
【０００４】図７は従来の一般的な電子レンジに使用さ
れるマグネトロンの断面図である。図７に示されるよう
に、マグネトロンの中央部には陰極部が配設されてお
り、この陰極部は、フィラメント１、その両端にエンド
ハット２、３を介して接続されたセンターリード４とサ
イドリード５によって構成されている。また、陽極円筒
６と、この陽極円筒６の内周面からフィラメント１に向
かって突出し、その先端がフィラメント１と所定間隔を
保つように配設された複数個のベイン７とで陽極部が形
成されている。
れるマグネトロンの断面図である。図７に示されるよう
に、マグネトロンの中央部には陰極部が配設されてお
り、この陰極部は、フィラメント１、その両端にエンド
ハット２、３を介して接続されたセンターリード４とサ
イドリード５によって構成されている。また、陽極円筒
６と、この陽極円筒６の内周面からフィラメント１に向
かって突出し、その先端がフィラメント１と所定間隔を
保つように配設された複数個のベイン７とで陽極部が形
成されている。
【０００５】陽極円筒６の管軸方向両端部には、略同一
形状ですり鉢状の一対の磁極９，１０が相対向して設け
られており、さらにこの磁極９，１０のそれぞれの管軸
方向外方には、フィラメント印加用電力およびマグネト
ロン駆動用高電圧を供給するための入力部１１と、マイ
クロ波を伝送し放射するための出力部１２とが設けられ
てマグネトロンの本体部を構成している。
形状ですり鉢状の一対の磁極９，１０が相対向して設け
られており、さらにこの磁極９，１０のそれぞれの管軸
方向外方には、フィラメント印加用電力およびマグネト
ロン駆動用高電圧を供給するための入力部１１と、マイ
クロ波を伝送し放射するための出力部１２とが設けられ
てマグネトロンの本体部を構成している。
【０００６】さらには、一対の環状永久磁石１３，１４
が、それぞれ一方の磁極面を磁極９，１０に、他方の磁
極面を強磁性体から成る断面がコ字状の枠状継鉄１５，
１６にそれぞれ磁気的に結合されて構成された磁気回路
により、ベイン７とフィラメント１との間に形成される
電子運動空間１７に磁界を供給している。なお、陽極構
体の任意のベインにはマイクロ波出力用のアンテナリー
ド１８の一端が接続され、他端が外方へ導出されてい
る。
が、それぞれ一方の磁極面を磁極９，１０に、他方の磁
極面を強磁性体から成る断面がコ字状の枠状継鉄１５，
１６にそれぞれ磁気的に結合されて構成された磁気回路
により、ベイン７とフィラメント１との間に形成される
電子運動空間１７に磁界を供給している。なお、陽極構
体の任意のベインにはマイクロ波出力用のアンテナリー
ド１８の一端が接続され、他端が外方へ導出されてい
る。
【０００７】従来のマグネトロンの本体部における主な
仕様および寸法としては、発振周波数が２，４５０ＭＨ
ｚ帯で、ベイン７の数量は１０個、ベイン７の陰極側先
端部で形成される内接円の直径φａが９．０ｍｍ、コイ
ル状フィラメント１の外径φｃが３．９ｍｍ、ベイン７
の寸法は管軸方向高さＨが９．５ｍｍ、厚さＴが２．０
ｍｍ、また隣り合うベイン７の陰極側先端部の相互間隔
Ｇが０．９ｍｍであり、ＧとＴとの比Ｇ／（Ｇ＋Ｔ）＝
０．３１であり、電子運動空間１７における磁束密度
は、一対の磁極９，１０間の中央部でセンターリード４
上における磁束密度を測定すると０．１９５±０．０１
０テスラである。
仕様および寸法としては、発振周波数が２，４５０ＭＨ
ｚ帯で、ベイン７の数量は１０個、ベイン７の陰極側先
端部で形成される内接円の直径φａが９．０ｍｍ、コイ
ル状フィラメント１の外径φｃが３．９ｍｍ、ベイン７
の寸法は管軸方向高さＨが９．５ｍｍ、厚さＴが２．０
ｍｍ、また隣り合うベイン７の陰極側先端部の相互間隔
Ｇが０．９ｍｍであり、ＧとＴとの比Ｇ／（Ｇ＋Ｔ）＝
０．３１であり、電子運動空間１７における磁束密度
は、一対の磁極９，１０間の中央部でセンターリード４
上における磁束密度を測定すると０．１９５±０．０１
０テスラである。
【０００８】このような構成のマグネトロンにおいて、
フィラメント１を加熱し、陰極部と陽極部との間に所定
の電圧を印加することによって、フィラメント１からベ
イン７に向かって放出された電子は、電子運動空間１７
内の磁界によってフィメント１の周囲を周回しマイクロ
波エネルギーを発生させる。このマイクロ波エネルギー
は、ベイン７の一つと電気的に結合されたアンテナリー
ド１８によって出力部１２に伝送され、電子レンジ等の
庫内へ放射される。この時のマグネトロンの発振効率
は、陽極部と陰極部との間に印加された直流入力（陽極
電圧×陽極電流）と、出力部１２から放射されたマイク
ロ波電力の測定値から算出され、従来の代表的なマグネ
トロンの特性としては、陽極電圧４．５ｋＶ、陽極電流
３００ｍＡでマイクロ波電力約１ｋＷを出力させること
により、発振効率７５％が得られていた。
フィラメント１を加熱し、陰極部と陽極部との間に所定
の電圧を印加することによって、フィラメント１からベ
イン７に向かって放出された電子は、電子運動空間１７
内の磁界によってフィメント１の周囲を周回しマイクロ
波エネルギーを発生させる。このマイクロ波エネルギー
は、ベイン７の一つと電気的に結合されたアンテナリー
ド１８によって出力部１２に伝送され、電子レンジ等の
庫内へ放射される。この時のマグネトロンの発振効率
は、陽極部と陰極部との間に印加された直流入力（陽極
電圧×陽極電流）と、出力部１２から放射されたマイク
ロ波電力の測定値から算出され、従来の代表的なマグネ
トロンの特性としては、陽極電圧４．５ｋＶ、陽極電流
３００ｍＡでマイクロ波電力約１ｋＷを出力させること
により、発振効率７５％が得られていた。
【０００９】ここで、マグネトロンの発振効率は電子の
運動効率である電子効率と、ジュール損や誘電体損等の
回路定数が関係する回路効率との積で決定される。つま
り、発振効率η＝電子効率ηｅ×回路効率ηｃで表され
る。
運動効率である電子効率と、ジュール損や誘電体損等の
回路定数が関係する回路効率との積で決定される。つま
り、発振効率η＝電子効率ηｅ×回路効率ηｃで表され
る。
【００１０】このうち、電子効率ηｅは、陽極電圧との
関係では（数１）で表され、陽極電圧を高くすると電子
効率ηｅが向上することが公知となっている。
関係では（数１）で表され、陽極電圧を高くすると電子
効率ηｅが向上することが公知となっている。
【００１１】
【数１】
【００１２】また別の観点から、電子効率ηｅは、磁束
密度との関係では（数２）で表され、磁束密度を大きく
すると電子効率ηｅが向上することが公知となってい
る。
密度との関係では（数２）で表され、磁束密度を大きく
すると電子効率ηｅが向上することが公知となってい
る。
【００１３】
【数２】
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】近年の世界的な省エネ
化指向から発振効率の向上が要求されてきたことを機に
マグネトロンの発振効率改善の必要性が生じてきたた
め、従来のマグネトロンでは、陽極電圧を高くして且つ
電子運動空間に供給される磁束密度を大きくすることに
よって発振効率を向上させていた。しかしながら、陽極
電圧を高くするとマグネトロン駆動用電源を高電圧用の
ものに変更し、また陽極電圧を高くする必要性からマグ
ネトロンとその周辺部品の絶縁耐圧を高くしなければな
らず、そのためコストアップを招くという課題を有して
いた。
化指向から発振効率の向上が要求されてきたことを機に
マグネトロンの発振効率改善の必要性が生じてきたた
め、従来のマグネトロンでは、陽極電圧を高くして且つ
電子運動空間に供給される磁束密度を大きくすることに
よって発振効率を向上させていた。しかしながら、陽極
電圧を高くするとマグネトロン駆動用電源を高電圧用の
ものに変更し、また陽極電圧を高くする必要性からマグ
ネトロンとその周辺部品の絶縁耐圧を高くしなければな
らず、そのためコストアップを招くという課題を有して
いた。
【００１５】本発明は上記従来の課題を解決するもの
で、電子効率を改善し、発振効率を向上させる高効率の
マグネトロンを提供することを目的とする。
で、電子効率を改善し、発振効率を向上させる高効率の
マグネトロンを提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明の請求項１に記載のマグネトロンは、陽極円筒
と、この陽極円筒の内壁面に配設された複数個のベイン
とで形成される陽極部と、陽極部の同軸的中央部に設け
られたコイル状フィラメントからなる陰極部と、陽極部
の管軸方向上下に配設された一対の磁極と、この一対の
磁極と磁気的に結合配置されて磁気回路を構成する環状
永久磁石と、磁極の各管軸方向外方にそれぞれ配設され
た入力部と出力部とを具備し、陽極部を構成するベイン
先端部の内接円の直径を７．５〜８．５ｍｍ、コイル状
フィラメントの外径を３．４〜３．６ｍｍとしている。
に本発明の請求項１に記載のマグネトロンは、陽極円筒
と、この陽極円筒の内壁面に配設された複数個のベイン
とで形成される陽極部と、陽極部の同軸的中央部に設け
られたコイル状フィラメントからなる陰極部と、陽極部
の管軸方向上下に配設された一対の磁極と、この一対の
磁極と磁気的に結合配置されて磁気回路を構成する環状
永久磁石と、磁極の各管軸方向外方にそれぞれ配設され
た入力部と出力部とを具備し、陽極部を構成するベイン
先端部の内接円の直径を７．５〜８．５ｍｍ、コイル状
フィラメントの外径を３．４〜３．６ｍｍとしている。
【００１７】これにより、従来の陽極電圧のままでも発
振効率を向上させることができる。
振効率を向上させることができる。
【００１８】また、ベインの隣り合う陰極側先端部の相
互間隔Ｇとベインの厚さＴとの比をＧ／（Ｇ＋Ｔ）＝
０．２０〜０．２５に構成したものである。
互間隔Ｇとベインの厚さＴとの比をＧ／（Ｇ＋Ｔ）＝
０．２０〜０．２５に構成したものである。
【００１９】これにより、従来の陽極電圧のままでも発
振効率を向上させることができる。
振効率を向上させることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下本発明の一実施の形態につい
て、図面を参照しながら説明する。なお従来例と同一構
成要素については同一符号が付してある。
て、図面を参照しながら説明する。なお従来例と同一構
成要素については同一符号が付してある。
【００２１】図１（ａ）は本発明のマグネトロンの要部
拡大断面図を示す。各部の寸法は、２個の環状永久磁石
１９、２０の外径をＤ１、Ｄ３、内径をＤ２、Ｄ４、厚
さをＬ１、Ｌ２、ベイン陰極側先端内接円の直径をφ
ａ、コイル状フィラメント１の外径をφｃ、ベイン７の
管軸方向寸法をＨで表した。また、図１（ｂ）は、ベイ
ン７を管軸方向すなわち図１（ａ）のＡ方向から見たと
きの陽極部を示し、隣り合うベインの陰極側先端部の相
互間隔をＧ、ベインの厚さをＴで表した。本実施の形態
では、２個の環状永久磁石は材質および寸法ともに同じ
ものを用いた。そして本発明者らは、（数１）にしたが
ってマグネトロンの発振効率を上げることを目的とし
て、マグネトロンの磁束密度を従来のマグネトロンにお
ける０．１９５±０．０１０テスラよりも大きくし、種
々の実験による試行錯誤の結果、０．２５０±０．０１
０テスラとした。この値を得るためにＳｒフェライト製
（ＴＤＫ株式会社製ＦＢ５Ｎ）環状永久磁石は、外径Ｄ
１、Ｄ３を５５ｍｍから８０ｍｍにした。なお、環状永
久磁石の内径Ｄ２、Ｄ４および厚さＬ１、Ｌ２は、従来
と同じである。
拡大断面図を示す。各部の寸法は、２個の環状永久磁石
１９、２０の外径をＤ１、Ｄ３、内径をＤ２、Ｄ４、厚
さをＬ１、Ｌ２、ベイン陰極側先端内接円の直径をφ
ａ、コイル状フィラメント１の外径をφｃ、ベイン７の
管軸方向寸法をＨで表した。また、図１（ｂ）は、ベイ
ン７を管軸方向すなわち図１（ａ）のＡ方向から見たと
きの陽極部を示し、隣り合うベインの陰極側先端部の相
互間隔をＧ、ベインの厚さをＴで表した。本実施の形態
では、２個の環状永久磁石は材質および寸法ともに同じ
ものを用いた。そして本発明者らは、（数１）にしたが
ってマグネトロンの発振効率を上げることを目的とし
て、マグネトロンの磁束密度を従来のマグネトロンにお
ける０．１９５±０．０１０テスラよりも大きくし、種
々の実験による試行錯誤の結果、０．２５０±０．０１
０テスラとした。この値を得るためにＳｒフェライト製
（ＴＤＫ株式会社製ＦＢ５Ｎ）環状永久磁石は、外径Ｄ
１、Ｄ３を５５ｍｍから８０ｍｍにした。なお、環状永
久磁石の内径Ｄ２、Ｄ４および厚さＬ１、Ｌ２は、従来
と同じである。
【００２２】本発明では、発振効率を上げるために、陽
極電圧Ｖａを大きくすることと同じ効果を得る方法とし
て、ベイン陰極側先端部内接円の直径φａを小さくする
ことによって陽極部と陰極部の間の電界を強くする方法
を採用し実験を行った。そしてまた、電界分布を詳細に
検討するため、ベインの陰極側先端部の相互間隔Ｇとベ
インの厚さＴの検討を行った。
極電圧Ｖａを大きくすることと同じ効果を得る方法とし
て、ベイン陰極側先端部内接円の直径φａを小さくする
ことによって陽極部と陰極部の間の電界を強くする方法
を採用し実験を行った。そしてまた、電界分布を詳細に
検討するため、ベインの陰極側先端部の相互間隔Ｇとベ
インの厚さＴの検討を行った。
【００２３】図２は、ベイン陰極側先端部内接円の直径
φａを変えたときに、従来と同じ陽極電圧Ｖａを４．５
ｋＶで発振させるために要した磁束密度の大きさについ
ての実験結果を示す。図に示されるように、ベイン陰極
側先端部内接円の直径φａが８．５ｍｍ、８．０ｍｍ、
７．５ｍｍのときに、磁束密度はそれぞれ０．２２０±
０．０１０テスラ、０．２５０±０．０１０テスラ、
０．２９０±０．０１０テスラに大きくすることが必要
であった。しかしながら、このときのマグネトロンの発
振効率は、図３に示されるように１０個の平均値でそれ
ぞれ７５．４％、７６．０％、７５．６％であり、従来
の７５．０％よりもわずかに大きくなるに過ぎなかっ
た。比較のため、図２および図３に従来のマグネトロン
におけるベイン陰極側先端部内接円の直径φａが９．０
ｍｍのものについても磁束密度（０．１９５±０．０１
０テスラ）と発振効率（７５．０％）を記載した。な
お、本実施の形態では、後述する図６に示される実験を
除いて管軸方向高さＨは従来と同じ９．５ｍｍとし、ま
たすべての実験についてベイン７の数量は従来と同じ１
０個とした。以上述べたように、電子運動空間内の電界
を強くし磁束密度を大きくすることによって、マグネト
ロン発振効率をわずかに向上させることができた。しか
し、十分なものではなかった。
φａを変えたときに、従来と同じ陽極電圧Ｖａを４．５
ｋＶで発振させるために要した磁束密度の大きさについ
ての実験結果を示す。図に示されるように、ベイン陰極
側先端部内接円の直径φａが８．５ｍｍ、８．０ｍｍ、
７．５ｍｍのときに、磁束密度はそれぞれ０．２２０±
０．０１０テスラ、０．２５０±０．０１０テスラ、
０．２９０±０．０１０テスラに大きくすることが必要
であった。しかしながら、このときのマグネトロンの発
振効率は、図３に示されるように１０個の平均値でそれ
ぞれ７５．４％、７６．０％、７５．６％であり、従来
の７５．０％よりもわずかに大きくなるに過ぎなかっ
た。比較のため、図２および図３に従来のマグネトロン
におけるベイン陰極側先端部内接円の直径φａが９．０
ｍｍのものについても磁束密度（０．１９５±０．０１
０テスラ）と発振効率（７５．０％）を記載した。な
お、本実施の形態では、後述する図６に示される実験を
除いて管軸方向高さＨは従来と同じ９．５ｍｍとし、ま
たすべての実験についてベイン７の数量は従来と同じ１
０個とした。以上述べたように、電子運動空間内の電界
を強くし磁束密度を大きくすることによって、マグネト
ロン発振効率をわずかに向上させることができた。しか
し、十分なものではなかった。
【００２４】このため、さらに発振効率を向上させるた
めの検討を行った。そして、電界および磁束密度の大き
さを検討するだけでは不十分であるとの考えに立ち、電
子運動空間内の軸方向での電界と磁束密度の分布を考慮
することにし、ベイン先端部の内接円直径φａに対して
コイル状フィラメント１の外径φｃを変化させた。その
ときの発振効率の結果を図４に示す。図４には、図２に
示されるようにベイン先端部の内接円直径φａを７．５
ｍｍ，８．０ｍｍ，８．５ｍｍとし、磁束密度はそれぞ
れ０．２９０±０．０１０テスラ、０．２５０±０．０
１０テスラ、０．２２０±０．０１０テスラとしたもの
について、コイル状フィラメント１の外径φｃを３．９
ｍｍから３．８ｍｍ，３．７ｍｍ，３．６ｍｍ，３．４
ｍｍと変化させたときの発振効率の結果を示す。比較の
ために、従来例であるφａ９．０ｍｍ、φｃ３．９ｍｍ
を黒丸（●）で示し、発振効率は７５％であった。三角
（△）は外径φｃを３．９ｍｍ，３．８ｍｍ，３．７ｍ
ｍと変えたときを示し、それらの発振効率はいずれも７
６％であった。また、白丸（〇）は外径φｃを３．６ｍ
ｍ，３．４ｍｍに変えたときを示し、それらの発振効率
はいずれも７７％であった。以上の結果から、ベイン先
端部の内接円直径φａを７．５ｍｍ，８．０ｍｍ，８．
５ｍｍとし、磁束密度はそれぞれ０．２９０±０．０１
０テスラ、０．２５０±０．０１０テスラ、０．２２０
±０．０１０テスラとしたものについて、外径φｃが
３．４ｍｍから３．６ｍｍまでの範囲で、発振効率が７
７％になることがわかった。
めの検討を行った。そして、電界および磁束密度の大き
さを検討するだけでは不十分であるとの考えに立ち、電
子運動空間内の軸方向での電界と磁束密度の分布を考慮
することにし、ベイン先端部の内接円直径φａに対して
コイル状フィラメント１の外径φｃを変化させた。その
ときの発振効率の結果を図４に示す。図４には、図２に
示されるようにベイン先端部の内接円直径φａを７．５
ｍｍ，８．０ｍｍ，８．５ｍｍとし、磁束密度はそれぞ
れ０．２９０±０．０１０テスラ、０．２５０±０．０
１０テスラ、０．２２０±０．０１０テスラとしたもの
について、コイル状フィラメント１の外径φｃを３．９
ｍｍから３．８ｍｍ，３．７ｍｍ，３．６ｍｍ，３．４
ｍｍと変化させたときの発振効率の結果を示す。比較の
ために、従来例であるφａ９．０ｍｍ、φｃ３．９ｍｍ
を黒丸（●）で示し、発振効率は７５％であった。三角
（△）は外径φｃを３．９ｍｍ，３．８ｍｍ，３．７ｍ
ｍと変えたときを示し、それらの発振効率はいずれも７
６％であった。また、白丸（〇）は外径φｃを３．６ｍ
ｍ，３．４ｍｍに変えたときを示し、それらの発振効率
はいずれも７７％であった。以上の結果から、ベイン先
端部の内接円直径φａを７．５ｍｍ，８．０ｍｍ，８．
５ｍｍとし、磁束密度はそれぞれ０．２９０±０．０１
０テスラ、０．２５０±０．０１０テスラ、０．２２０
±０．０１０テスラとしたものについて、外径φｃが
３．４ｍｍから３．６ｍｍまでの範囲で、発振効率が７
７％になることがわかった。
【００２５】さらにまた、電子運動空間内の電界の分布
について詳細に検討することにし、ベインの陰極側先端
部の相互間隔Ｇとベインの厚さＴの検討を行った。図５
には、ベイン先端部の内接円直径φａを８．０ｍｍ、磁
束密度を０．２５０±０．０１０テスラ、コイル状フィ
ラメント１の外径φｃを３．６ｍｍにしたときに、Ｇと
Ｔの比Ｇ／（Ｇ＋Ｔ）をパラメータとして発振効率を測
定した結果を示す。Ｇ／（Ｇ＋Ｔ）＝０．２０，０．２
２，０．２５のときに発振効率は試料１０個の平均値で
それぞれ７７．８％，７８．１％，７７．５％に向上し
た。
について詳細に検討することにし、ベインの陰極側先端
部の相互間隔Ｇとベインの厚さＴの検討を行った。図５
には、ベイン先端部の内接円直径φａを８．０ｍｍ、磁
束密度を０．２５０±０．０１０テスラ、コイル状フィ
ラメント１の外径φｃを３．６ｍｍにしたときに、Ｇと
Ｔの比Ｇ／（Ｇ＋Ｔ）をパラメータとして発振効率を測
定した結果を示す。Ｇ／（Ｇ＋Ｔ）＝０．２０，０．２
２，０．２５のときに発振効率は試料１０個の平均値で
それぞれ７７．８％，７８．１％，７７．５％に向上し
た。
【００２６】また、ベインの高さ方向に電界が発生する
と発振効率が低下する原因となることから、ベイン７の
管軸方向高さＨについて検討をした。図６には、図２か
ら図５までに示された結果のうち、発振効率が最高にな
るときの条件において、すなわち磁束密度が０．２５０
±０．０１０テスラ、ベイン先端部の内接円直径φａが
８．０ｍｍ、コイル状フィラメント１の外径φｃを３．
６ｍｍ、Ｇ／（Ｇ＋Ｔ）＝０．２２のときにベイン７の
管軸方向高さＨを検討した結果を示す。この図からベイ
ン７の管軸方向高さ寸法Ｈは９．０ｍｍ以上であれば発
振効率がほぼ７８％となることがわかった。
と発振効率が低下する原因となることから、ベイン７の
管軸方向高さＨについて検討をした。図６には、図２か
ら図５までに示された結果のうち、発振効率が最高にな
るときの条件において、すなわち磁束密度が０．２５０
±０．０１０テスラ、ベイン先端部の内接円直径φａが
８．０ｍｍ、コイル状フィラメント１の外径φｃを３．
６ｍｍ、Ｇ／（Ｇ＋Ｔ）＝０．２２のときにベイン７の
管軸方向高さＨを検討した結果を示す。この図からベイ
ン７の管軸方向高さ寸法Ｈは９．０ｍｍ以上であれば発
振効率がほぼ７８％となることがわかった。
【００２７】（表１）には、本発明および従来のマグネ
トロンを比較して、入力した陽極電圧４．５ｋＶおよび
陽極電流３００ｍＡにおける出力、発振効率の測定結果
を示す。
トロンを比較して、入力した陽極電圧４．５ｋＶおよび
陽極電流３００ｍＡにおける出力、発振効率の測定結果
を示す。
【００２８】
【表１】
【００２９】
【発明の効果】以上詳述したように本発明は、磁束密度
を大きくし、電子運動空間に関連するマグネトロン各部
の寸法を最適化することによって、陽極電圧を高くする
ことなく電子効率ηｅを改善し、発振効率ηを大幅に向
上することができる高効率型マグネトロンを提供するこ
とができる。
を大きくし、電子運動空間に関連するマグネトロン各部
の寸法を最適化することによって、陽極電圧を高くする
ことなく電子効率ηｅを改善し、発振効率ηを大幅に向
上することができる高効率型マグネトロンを提供するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明のマグネトロンの要部拡大断面
図 （ｂ）は本発明の隣り合うベインの陰極側先端部の相互
間隔Ｇとベインの厚さＴを示す図
図 （ｂ）は本発明の隣り合うベインの陰極側先端部の相互
間隔Ｇとベインの厚さＴを示す図
【図２】本発明についてベイン先端部の内接円の直径と
磁束密度との関係を従来例と比較して示す図
磁束密度との関係を従来例と比較して示す図
【図３】図２に示されるベイン先端部の内接円の直径と
磁束密度における発振効率を示す図
磁束密度における発振効率を示す図
【図４】本発明についてベイン先端部の内接円の直径φ
ａとコイル状フィラメントの外径φｃとの発振効率の関
係を従来例と比較して示す図
ａとコイル状フィラメントの外径φｃとの発振効率の関
係を従来例と比較して示す図
【図５】本発明についてベイン陰極側先端部の相互間隔
Ｇと厚さＴとの比と発振効率の関係を従来例と比較して
示す図
Ｇと厚さＴとの比と発振効率の関係を従来例と比較して
示す図
【図６】本発明のベイン管軸方向高さと発振効率の関係
を示す図
を示す図
【図７】従来のマグネトロンの断面図
１ コイル状フィラメント
４ センターリード
６ 陽極円筒
７ ベイン
９ 磁極
１０ 磁極
１７ 電子運動空間
１９ 環状永久磁石
２０ 環状永久磁石
Ｄ１ 環状永久磁石の外径
Ｄ２ 環状永久磁石の内径
Ｄ３ 環状永久磁石の外径
Ｄ４ 環状永久磁石の内径
Ｌ１ 環状永久磁石の厚さ
Ｌ２ 環状永久磁石の厚さ
φａ ベイン陰極側先端内接円の直径
φｃ コイル状フィラメントの外径
Ｇ ベインの隣り合う陰極側先端部の相互間隔
Ｔ ベインの厚さ
Ｈ ベインの管軸方向寸法
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 相賀 正幸
大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器
産業株式会社内
(72)発明者 桑原 なぎさ
大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器
産業株式会社内
Ｆターム(参考） 5C029 CC01 LL02
Claims (2)
- 【請求項１】 陽極円筒と、この陽極円筒の内壁面に固
着された複数個のベインとで形成される陽極部と、前記
陽極部の同軸的中央部に設けられたコイル状フィラメン
トからなる陰極部と、前記陽極部の管軸方向上下に配設
された一対の磁極と、この一対の磁極と磁気的に結合配
置されて磁気回路を構成する環状永久磁石と、前記磁極
の各管軸方向外方にそれぞれ配設された入力部と出力部
とを具備し、前記陽極部を構成するベイン先端部の内接
円の直径を７．５〜８．５ｍｍ、前記コイル状フィラメ
ントの外径を３．４〜３．６ｍｍとしたことを特徴とす
るマグネトロン。 - 【請求項２】 前記ベインの隣り合う陰極側先端部の相
互間隔Ｇとベインの厚さＴとの比をＧ／（Ｇ＋Ｔ）＝
０．２０〜０．２５としたことを特徴とする請求項１に
記載のマグネトロン。
Priority Applications (5)
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|---|---|---|---|
| JP2001326281A JP3925153B2 (ja) | 2001-10-24 | 2001-10-24 | マグネトロン |
| EP02255773A EP1286379B1 (en) | 2001-08-22 | 2002-08-20 | Magnetron |
| KR10-2002-0049385A KR100485725B1 (ko) | 2001-08-22 | 2002-08-21 | 마그네트론 |
| US10/227,030 US7023137B2 (en) | 2001-08-22 | 2002-08-22 | Magnetron |
| CNB021437262A CN1224996C (zh) | 2001-08-22 | 2002-08-22 | 磁控管 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001326281A JP3925153B2 (ja) | 2001-10-24 | 2001-10-24 | マグネトロン |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003132809A true JP2003132809A (ja) | 2003-05-09 |
| JP3925153B2 JP3925153B2 (ja) | 2007-06-06 |
Family
ID=19142689
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001326281A Expired - Lifetime JP3925153B2 (ja) | 2001-08-22 | 2001-10-24 | マグネトロン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3925153B2 (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US8525413B2 (en) | 2007-09-11 | 2013-09-03 | Toshiba Hokuto Electronics Corporation | Magnetron for microwave oven |
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| US9653246B2 (en) | 2014-12-03 | 2017-05-16 | Toshiba Hokuto Electronics Corporation | Magnetron |
-
2001
- 2001-10-24 JP JP2001326281A patent/JP3925153B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3925153B2 (ja) | 2007-06-06 |
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