JP2006049121A - Magnetron - Google Patents
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Abstract
【課題】 ラインノイズの低減を図りながらも、コストアップを最小限に抑えることができるマグネトロンを得る。
【解決手段】 複数の陽極ベイン10は、それぞれの陰極3に対向する先端部分を、中央に平坦部10Aを有すると共に、該平坦部10Aから軸方向の両端部に向かって陽極筒体固着端から先端部までの長さ寸法を徐々に短くしてテーパ状に切込まれたテーパ形状部10Bとする。
【選択図】 図1PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a magnetron capable of minimizing cost increase while reducing line noise.
SOLUTION: A plurality of anode vanes 10 have a flat portion 10A at a center of a tip portion opposed to each cathode 3, and from the flat end 10A toward both ends in the axial direction from an anode cylinder fixed end. The length to the tip is gradually shortened to provide a tapered portion 10B cut into a tapered shape.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、高周波利用装置等に用いられるマグネトロンの改良に関する。 The present invention relates to an improvement of a magnetron used in a high frequency utilization device or the like.
従来、マグネトロンで発生したラインノイズを低減させる技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, a technique for reducing line noise generated in a magnetron has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
図12は、上記の特許文献1で開示されたマグネトロンの陽極筒体内の一部分を示した縦断面図である。図12において、このマグネトロンは、内側に複数の陽極ベイン2(この図では1枚のみ見えている)が放射状に配置された陽極筒体1の軸心に沿ってコイル状の陰極3が装備されると共に、陰極3の両端部に金属製の円筒体4、5が配置されている。陰極3の入力側の円筒体4は下エンドハット6に固着されており、陰極3の出力側の円筒体5は上エンドハット7に固着されている。これらの円筒体4、5は、それぞれの開口端の位置が陽極ベイン2の先端角部に対応する位置よりもベイン先端の軸方向長さの1/8から1/4の範囲まで内方に各々延長されている。
これらの円筒体4、5は、陰極3から放射された電子の広がりを抑制するものであり、これらを陰極3の両端部に設けたことでラインノイズを低減することができる。
FIG. 12 is a longitudinal sectional view showing a part of the anode cylinder of the magnetron disclosed in
These
図13は、実測結果に基づき、陰極3の両端部に円筒体4、5を設けた場合の1GHz以下のノイズレベルを示す波形図であり、図14は、円筒体4、5を設けていない場合の1GHz以下のノイズレベルを示す波形図である。これらの図から明らかなように、円筒体4、5を設けた場合は、円筒体4、5を設けなかった場合に較べ、30MHz〜200MHz帯でラインノイズの低減が図れている。
FIG. 13 is a waveform diagram showing a noise level of 1 GHz or less when the
しかしながら、上記公報による従来のマグネトロンにおいては、ラインノイズ低減のために、陰極の両端部にそれぞれ円筒体を設けているため、これらを設けることで部品点数が増加すること、組み立ての煩雑さにより工数が余計にかかることから、コストアップに繋がるという問題があった。 However, in the conventional magnetron according to the above publication, since the cylindrical bodies are provided at both ends of the cathode for reducing line noise, the provision of these increases the number of parts, and the man-hours due to the complexity of assembly. However, there is a problem that the cost increases.
本発明は、上記事情に鑑みなされたものであり、その目的は、ラインノイズの低減を図りながらも、コストアップの増加を抑えることができるマグネトロンを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a magnetron that can suppress an increase in cost while reducing line noise.
上記目的は下記構成により達成される。
(1) 円筒状の陽極筒体と、前記陽極筒体の中心軸上に配設される陰極と、前記陽極筒体の内壁面上に前記陰極に向かって放射状に複数配設され、それぞれの前記陰極と対向する先端部の形状が軸方向の略中央から少なくとも一端部に向かって陽極筒体固着端から先端部までの長さ寸法を徐々に短くするテーパ状に切込まれている陽極ベインと、を具備することを特徴とする。
The above object is achieved by the following configuration.
(1) A cylindrical anode cylinder, a cathode disposed on the central axis of the anode cylinder, and a plurality of radial anodes disposed on the inner wall surface of the anode cylinder toward the cathode. The anode vane in which the shape of the tip portion facing the cathode is cut into a taper shape that gradually shortens the length from the anode cylinder fixed end to the tip portion from substantially the center in the axial direction toward at least one end portion It is characterized by comprising.
(2) 上記(1)に記載のマグネトロンにおいて、前記各陽極ベインは、先端部分の前記一端部における切込み寸法が0.25mm以下に設定されていることを特徴としてもよい。 (2) In the magnetron described in (1) above, each of the anode vanes may be characterized in that a cutting dimension at the one end of the tip is set to 0.25 mm or less.
(3) 上記(1)または(2)に記載のマグネトロンにおいて、前記各陽極ベインは、先端部分に軸方向に沿って平行な平坦部を有すると共に、該平坦部の長さ寸法が3mm以下に設定されていることを特徴としてもよい。
(4) 高周波利用装置において、上記(1)から(3)のいずれかに記載のマグネトロンを具備することを特徴とする。
(3) In the magnetron according to the above (1) or (2), each anode vane has a flat portion parallel to the tip portion in the axial direction, and the length of the flat portion is 3 mm or less. It may be characterized by being set.
(4) The high-frequency utilization apparatus includes the magnetron described in any one of (1) to (3) above.
上記のマグネトロンによれば、直交電磁界が保持されている作用空間の軸方向の中央部では、陰極から放出された電子が基本発振のための運動を行い、また磁場が傾きを持つ軸方向の両端部のうち少なくとも一端部では、陽極径が大きくなる(即ち陰極との間の距離が長くなる)ことから基本発振の運動が抑制される。
また、陽極筒体固着端に向かって切込まれた形状にテーパが形成されているので、端部での高周波電界強度は緩やかとなり、シンク領域(不安定領域)と類似した状態となる。これにより、陰極の両端部に円筒体を設けたときと同等のラインノイズの低減が図れる。また、円筒体を必要としない分、部品点数が増加せず、また組み立てのための大幅な工数も要しない。つまり、各陽極ベインの先端部分の形状を加工する工数がかかるのみでラインノイズの低減を最小のコストで実現できる。
According to the above magnetron, in the central portion in the axial direction of the working space where the orthogonal electromagnetic field is held, electrons emitted from the cathode move for fundamental oscillation, and the magnetic field has an inclination in the axial direction. At least one end portion of both end portions has a larger anode diameter (that is, a longer distance from the cathode), thereby suppressing the fundamental oscillation motion.
In addition, since the taper is formed in the shape cut toward the anode cylinder fixed end, the high-frequency electric field intensity at the end becomes gentle and is similar to the sink region (unstable region). As a result, line noise can be reduced in the same manner as when the cylindrical bodies are provided at both ends of the cathode. Further, since the cylindrical body is not required, the number of parts does not increase, and a significant man-hour for assembly is not required. In other words, line noise can be reduced at a minimum cost by only man-hours for processing the shape of the tip portion of each anode vane.
上記の高周波利用装置によれば、低ラインノイズの安価なマグネトロンを備えたので、コイルやコンデンサ等のノイズ対策部品が小容量のもので済み、その分、コストダウンが図れる。 According to the above-described high-frequency utilization device, since an inexpensive magnetron with low line noise is provided, noise countermeasure parts such as a coil and a capacitor need only have a small capacity, and the cost can be reduced correspondingly.
以下、本発明の好適な実施の形態に係るマグネトロンを図面に基づいて詳細に説明する。
図1は、本発明に係るマグネトロンの一実施の形態の陰極周辺を示す縦方向の部分断面図である。なお、この図に示す陰極部分以外は先の図12と共通するので、同一箇所、同一部分については同じ符号を付して引用する。
Hereinafter, a magnetron according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a vertical partial sectional view showing the periphery of a cathode according to an embodiment of a magnetron according to the present invention. Since the portions other than the cathode portion shown in this figure are the same as those in FIG. 12, the same portions and the same portions are referred to with the same reference numerals.
図1において、本実施の形態のマグネトロンは、陽極筒体1(図12参照)の内壁面上に、陰極3に向かって放射状に配設された複数の陽極ベイン(図1では2枚のみ示している)10を装備しており、各陽極ベイン10は、その陽極筒体固着端と反対側の先端部分が軸方向の略中央に、軸方向に沿って平行な平坦部10Aを有すると共に、平坦部10Aから軸方向の両端部(上下端縁)に向かって陽極筒体固着端から先端部までの長さ寸法を徐々に短くするテーパ状に切込まれている。なお、このテーパ状に形成された部分をテーパ形状部10Bと呼ぶ。
陰極3は、陰極支持棒11と上下エンドハット12、13とにより固定され、図12に示したような円筒体4、5は省略されている。
In FIG. 1, the magnetron of the present embodiment includes a plurality of anode vanes (only two are shown in FIG. 1) arranged radially toward the
The
このような構成のマグネトロンでは、各陽極ベイン10の先端部分の形状を、中央に平坦部10Aを有すると共に、両端部に向かって切込まれたテーパ形状部10Bを形成したことで、直交電磁界が保持されている作用空間軸方向の中央部では、陰極3から放出された電子が基本発振のための運動を行い、また磁場が傾きを持つ軸方向の両端部では、陽極径が大きくなる(即ち陰極3との間の距離が長くなる)ことから基本発振の運動が抑制される。また、テーパ形状部10Bが形成されているので、両端部での高周波電界強度が緩やかになり、シンク領域(不安定領域)と類似した状態となる。これにより、従来例で述べた陰極3の両端部に円筒体4、5(図12参照)を設けたときと同等のラインノイズの低減が図れる。また、円筒体4、5を必要としない分、部品点数が増加せず、また組み立てのための大幅な工数も要しない。つまり、各陽極ベイン10の先端部分を加工する工数がかかるのみでラインノイズの低減を最小のコストで実現できる。
In the magnetron having such a configuration, the shape of the tip portion of each
ここに、本発明者が行った実験では、ラインノイズのレベルは陽極ベイン10の平坦部10Aの寸法Hと、テーパ形状部10Bの切込み寸法Dとによって変化することが解かった。
Here, in the experiment conducted by the present inventor, it has been found that the level of line noise varies depending on the dimension H of the
図2は、陽極ベイン10先端部分の平坦部10Aの寸法Hと負荷安定度の関係を示したグラフであり、図3は、陽極ベイン10先端部分のテーパ部10Bの切込み寸法Dと負荷安定度の関係を示したグラフである。なお、各グラフとも横軸は寸法(mm)であり、縦軸は電流値(mA)である。
平坦部10Aの寸法Hは、6mm以下で安定度を示す電流値が略一定の600mAとなる。また、テーパ形状部10Bの切込み寸法Dは、0.1mm大きくなる毎に安定度を示す電流値が百数十mA低下する。これらの図から、平坦部10Aの寸法Hは6mm以下で、テーパ形状部10Bの切込み寸法Dは0.25mm以下が好適であると言える。
FIG. 2 is a graph showing the relationship between the dimension H of the
The dimension H of the
図4〜図6は、テーパ形状部10Bの切込み寸法Dを0.2mmに固定し、平坦部10Aの寸法Hを変化させたときのノイズレベルを示す波形図である。なお、陽極ベイン10の軸方向寸法は9.5mmにしてある。図7は、比較のために挙げた、先端部の加工を一切行っていない従来の陽極ベイン2(図12参照)におけるノイズレベルを示す。なお、いずれも横軸は周波数(MHz)であり、縦軸はノイズレベル(dB)である。
図6に示すように、平坦部10Aの寸法H=3.17mmでは、図7の従来よりもノイズが多くなっている。また、図5に示す平坦部10Aの寸法H=2.38mmでは、図6の平坦部10Aの寸法H=3.17mmよりもノイズが少なくなり、さらに図4の平坦部10Aの寸法H=1.19mmでは、図5の平坦部10Aの寸法H=2.38mmよりもノイズが少なくなる。これらの結果から考察するに、平坦部10Aの寸法Hは3mm以下で低ノイズ化が図れる。
4 to 6 are waveform diagrams showing noise levels when the cut dimension D of the
As shown in FIG. 6, when the dimension H of the
次に、図8は、テーパ形状部10Bの切込み寸法Dを0.2mm、平坦部10Aの寸法Hを1.19mmとした時の、各マイクロ波発振周波数帯でのラインノイズの位相(VSWR(Voltage Standing Wave Ratio)=4)とノイズレベルとの測定結果を示す。図9は、比較のために、先端部の加工を一切行っていない従来の陽極ベイン2(図12参照)におけるラインノイズの位相とノイズレベルの測定結果を示す。なお、上記の各図において、マイクロ波発振周波数帯は、0.3〜0.5MHz、0.5〜5MHz、5〜30MHzに設定した。
図8に示すように、本発明では、全ての周波数帯でノイズレベルが略30〜50dB内に収まっているが、図9示す従来の陽極ベイン2ではノイズレベルが35〜60dB内にあり、従って、本発明による、ノイズ低減効果が解かる。
Next, FIG. 8 shows the line noise phase (VSWR (VSWR ()) in each microwave oscillation frequency band when the cut dimension D of the
As shown in FIG. 8, in the present invention, the noise level is within approximately 30 to 50 dB in all frequency bands, but in the
以上述べたように、本実施の形態のマグネトロンによれば、複数の陽極ベイン10それぞれの陰極3に対向する先端部を、中央に平坦部10Aを有してテーパ状に形成したので、従来技術における陰極3の両端部に円筒体4、5(図12参照)を設けたときと同等のラインノイズの低減が得られる。しかも、円筒体4、5が省略されている分、部品点数が増加せず、また組み立てに要する工数がかからないことから、コストアップを最小限に抑えることができる。
As described above, according to the magnetron of the present embodiment, the tip portion facing each
また、本実施の形態のマグネトロンを電子レンジに用いた場合、コイルやコンデンサ等のノイズ対策部品が小容量のもので済み、その分、コストダウンが図れる。 Further, when the magnetron of the present embodiment is used in a microwave oven, noise countermeasure parts such as a coil and a capacitor need only have a small capacity, and the cost can be reduced accordingly.
なお、上記の実施の形態では、陽極ベイン10先端部分に平坦部10Aを形成したが、既述したとおり、平坦部10Aの寸法Hは短めにする程、低ノイズ化が図れることから、このような平坦部10Aを省略して、つまり、陽極ベイン先端部分は中央部が陰極に向かって突出した山型とすることで、図2に示すように、平坦部10Aを設けた場合と同等の負荷安定度を確保しつつ、一層の低ノイズ化を図ることができる。但し、この突出した中央部分で電界集中が生じることとなるため、陽極ベインの劣化は進行する。
In the above embodiment, the
図10及び図11は、本発明に係るマグネトロンの他の実施の形態の陰極周辺を示す縦方向の部分断面図である。なお、これらの図に示す陽極ベインの先端部形状以外は先の図1に示したマグネトロンと同一であるので省略し、図1と共通する部分には同一の符号を付ける。 10 and 11 are partial vertical cross-sectional views showing the periphery of the cathode of another embodiment of the magnetron according to the present invention. Except for the shape of the tip portion of the anode vane shown in these figures, it is the same as the magnetron shown in FIG. 1 and is omitted, and the same reference numerals are given to the parts common to FIG.
図10において、本実施の形態のマグネトロンは、陽極ベイン20の先端部分が軸方向の略中央から陰極3の出力側に対向する一端部(上端縁)に向かって、陽極筒体固着端から先端部までの長さ寸法を徐々に短くするテーパ状に切込まれたテーパ形状部20Bに形成され、このテーパ形状部20Bを除く先端部分が軸方向に沿って平行な平坦部20Aに設けられている。
In FIG. 10, the magnetron of the present embodiment is such that the tip portion of the
一方、図11において、本実施の形態のマグネトロンは、陽極ベイン30の先端部分が、上記の実施の形態とは逆の軸方向の略中央から陰極3の入力側に対向する一端部(下端縁)に向かって、陽極筒体固着端から先端部までの長さ寸法を徐々に短くするテーパ状に切込まれたテーパ形状部30Bに形成され、このテーパ形状部30Bを除く先端部分が軸方向に沿って平行な平坦部30Aに設けられている。
これらいずれの場合においても、テーパ形状部20B、30Bにおいて基本発振の運動を抑制しつつ、高周波電界強度が緩やかにされる。この結果、従来技術に示した陰極3の両端部に円筒体4、5を設けたときと同等のラインノイズの低減が図れる。しかも、円筒体を必要としない分、部品点数が増加せず、また組み立てのための大幅な工数も要しないため、ラインノイズの低減を最小のコストで実現できる。
On the other hand, in FIG. 11, the magnetron of the present embodiment has an end portion (lower end edge) where the tip portion of the
In any of these cases, the high-frequency electric field strength is moderated while suppressing the fundamental oscillation motion in the tapered
電子レンジなどのマグネトロンを使用する用途への適用が可能である。 It can be applied to applications using magnetrons such as microwave ovens.
1 陽極筒体
3 陰極
10,20,30 陽極ベイン
10A,20A,30A 平坦部
10B,20B,30B テーパ形状部
11 陰極支持棒
12 上エンドハット
13 下エンドハット
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記陽極筒体の中心軸上に配設される陰極と、
前記陽極筒体の内壁面上に前記陰極に向かって放射状に複数配設され、それぞれの前記陰極と対向する先端部の形状が軸方向の略中央から少なくとも一端部に向かって陽極筒体固着端から先端部までの長さ寸法を徐々に短くするテーパ状に切込まれている陽極ベインと、
を具備することを特徴とするマグネトロン。 A cylindrical anode cylinder;
A cathode disposed on a central axis of the anode cylinder;
A plurality of radial shapes are arranged on the inner wall surface of the anode cylinder toward the cathode, and the shape of the tip portion facing each of the cathodes is the anode cylinder fixed end from the approximate center in the axial direction to at least one end portion. An anode vane cut into a tapered shape that gradually shortens the length from the tip to the tip,
A magnetron comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2004229314A JP2006049121A (en) | 2004-08-05 | 2004-08-05 | Magnetron |
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Publications (1)
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---|---|
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Family Applications (1)
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US12117458B2 (en) | 2017-05-15 | 2024-10-15 | Eppendorf Se | Laboratory instrument and insertable network instrument |
-
2004
- 2004-08-05 JP JP2004229314A patent/JP2006049121A/en active Pending
Cited By (1)
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US12117458B2 (en) | 2017-05-15 | 2024-10-15 | Eppendorf Se | Laboratory instrument and insertable network instrument |
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