JP2008010352A - マグネトロン及びアンテナキャップ - Google Patents

Abstract

【課題】マグネトロンのアンテナキャップを排気管に強固に固定させ、マグネトロンの出力特性の安定化を図る。
【解決手段】マグネトロンの排気管１０全体を覆うアンテナキャップ１３１の開口端面の形状は、排気管１０に嵌合される前の状態で楕円形である。アンテナキャップ１３１は弾性を有しているため、排気管１０に圧入嵌合すると、アンテナキャップ１３１の開口端面は排気管１０の外周に沿って変形し、アンテナキャップ１３１の内周面が排気管１０の外周面を押圧し、アンテナキャップ１３１の内周面と、排気管１０の外周面との間に摩擦力が働くことにより、アンテナキャップ１３１は排気管１０に固定される。嵌合前のアンテナキャップ１３１の開口端面の形状が楕円形であることから、排気管１０の外周面に働く押圧力のうち、楕円の短軸端部分１７、１８から働く押圧力が最大となる。
【選択図】図３

Description

本発明は、マイクロ波加熱機器に使用されるマグネトロンと、当該マグネトロンの排気管を覆うアンテナキャップに関する。

マグネトロンはマイクロ波を発生する電子管で、食品の調理や解凍等を行う電子レンジ等のマイクロ波加熱機器に使用されている。マグネトロンは、高周波を発生する発振部本体と、当該発振部本体で発生した高周波をアンテナにより伝送して外部に出力する出力部等を備えている。発振部本体の出力端には、出力部の一部を構成する筒状の金属容器が気密接合され、この金属容器の出力端に、セラミックからなる絶縁円筒が気密接合されている。絶縁円筒の出力端には排気管が気密接合されており、排気管全体がアンテナキャップで覆われている。例えば、特許文献１のマグネトロンでは、内周面に突起部を設けたアンテナキャップを、外周面に溝部を設けた排気管の外周面に圧入して、アンテナキャップの突起部を排気管の溝部に嵌合することにより、アンテナキャップは排気管に固定されている。
特開平８−１８５８０６号公報

しかしながら、上述の従来のマグネトロンには以下のような問題点がある。
マグネトロンでは、出力部の温度が動作時に３００℃程度に上昇するが、非動作時には常温に戻る。このオンオフごとに繰り返されるヒートサイクルにより、アンテナキャップと排気管との嵌め合い強度が低下し、アンテナキャップが脱落したり、位置ずれを起こしたりし易い。アンテナキャップが脱落や位置ずれを起こした場合、マグネトロンの出力特性が不安定になるという問題がある。

また、アンテナキャップを排気管に嵌め込むにあたり、アンテナキャップの内径寸法と、排気管の外周面の外径寸法によっては、アンテナキャップが抜けやすくなったり、嵌め込みにくくなったりするという問題がある。

また、特許文献１のマグネトロンでは、排気管の外周面に溝部を設けているため、排気管自体の厚さが薄くなり、排気管の強度が低下するという問題がある。

本発明は、マグネトロンのアンテナキャップを排気管に強固に固定させ、マグネトロンの出力特性の安定化を図ることを目的とする。

本発明のマグネトロンは、高周波を生成する発振部本体と、前記発振部本体の出力側に設けられ、当該発振部本体で生成された高周波をアンテナによって伝送して外部に取り出す出力部と、を備え、前記出力部は、排気管と、当該排気管を覆うアンテナキャップを有し、前記アンテナキャップの内周面が前記排気管の外周面を押圧することによって前記アンテナキャップを前記排気管に固定し、前記排気管の外周面に働く押圧力のうち、当該外周面の所定の直径端部分に対する押圧力が最大となることを特徴とする。

また、本発明は、マグネトロン本体の排気管に取り付けられ、当該排気管に圧入嵌合されるアンテナキャップにおいて、前記アンテナキャップは弾性を有し、前記排気管に嵌合される前の状態で開口端面の形状が略楕円形であり、前記開口端面の内周の短径は、前記排気管の外周円の直径よりも短いことを特徴とする。

本発明によれば、マグネトロンのアンテナキャップを排気管に強固に固定させることができるため、マグネトロンの出力特性の安定化を図ることができる。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
図１に、本実施形態に係るマグネトロン１００の外観図を示し、図２に、マグネトロン１００の出力部３側の概略を表す断面図を示す。

マグネトロン１００は、高周波を発生する発振部本体１と、発振部本体１に電力を供給する入力部２と、発振部本体１で発生した高周波を外部に取り出す出力部３等を備える。

発振部本体１は、陽極部を形成する金属円筒４と、陽極部の内側に管軸ｋに沿って螺旋状のフィラメントが配置された陰極部（図示略）を有する。入力部２は、入力側金属容器５、絶縁ステム６等から構成され、発振部本体１の陰極部に電力を供給するリード線７が絶縁ステム６を貫通している。

出力部３は、出力側金属容器８、絶縁円筒９、排気管１０等から構成される。発振部本体１の出力端には、筒状の出力側金属容器８が気密接合され、この出力側金属容器８の出力端に、セラミックからなる絶縁円筒９が気密接合されている。絶縁円筒９の出力端には、軟銅からなる排気管１０が気密接合されており、排気管１０全体がアンテナキャップ１３で覆われている。

排気管１０は、図２に示すように、管軸ｋと同軸的に形成され、発振部本体１で発生した高周波を取り出すためのアンテナ２０を封止する封止部１１と、絶縁円筒９側に形成され、封止部１１の筒体より外径の大きい径大部１２を有する。封止部１１は、マグネトロン１００の管内を気密に封止するために、排気用金属管の管内を排気した後、チップオフ用カッターでチップオフして形成される。径大部１２の開口端面は、絶縁円筒９の出力側の端面にロー付けされている。排気管１０の封止部１１及び径大部１２は、それぞれ、高周波阻止用のチョーク構造の一部を形成している。

アンテナキャップ１３は、非磁性で弾性、耐熱性を有するステンレス等の金属からなり、金型による絞り加工により生成される。アンテナキャップ１３は、図２に示すように、有底筒体の底面部分の中央部が開口して形成された筒体部１３ａと、筒体部１３ａの入力側に設けられ、筒体部１３ａより外径の大きい径大部１３ｂから構成される。アンテナキャップ１３は、排気管１０の径大部１２の外周面に圧入嵌合され、アンテナキャップ１３の径大部１３ｂの内周面と、排気管１０の径大部１２の外周面との間に働く摩擦力により、排気管１０に固定される。

なお、本実施形態では、アンテナキャップ１３が径大部１３ｂを有するものとして説明するが、径大部を有さない寸胴の有底筒体であってもよい。

以下、図３〜図７を参照して、本実施形態のアンテナキャップ１３の具体例を、実施例１〜３を挙げて説明する。

まず、図３及び図４を参照して、本実施形態の実施例１に係るアンテナキャップ１３１について説明する。図３（ａ）に、実施例１に係るアンテナキャップ１３１を排気管１０に嵌合する前の径大部１３１ｂの開口端面の形状（左図）と、排気管１０の開口端面の形状（右図）を示す。図３（ａ）に示すように、径大部１３１ｂの開口端面の内周は、半短径（半短軸の長さ）がα、半長径（半長軸の長さ）がβの楕円形であり、排気管１０の径大部１２の外周円の半径ｒとは、α＜ｒ＜βの関係にある。

楕円形の径大部１３１ｂを得るためには、図４に示すように、円筒状の径大部を、所定の直径方向に相対向して配置された一対のポンチを用いて両側から押圧すればよい。実施例２及び実施例３のアンテナキャップについても同様である。

図３（ｂ）に、図３（ａ）のアンテナキャップ１３１が排気管１０に嵌合された状態を示す。アンテナキャップ１３１は弾性を有するため、排気管１０へ圧入嵌合されると、径大部１３１ｂの内周面は排気管１０の径大部１２の外周面に沿った形（円形）に変形する。アンテナキャップ１３１の径大部１３１ｂの内周面が、排気管１０の径大部１２の外周面を押圧し、両者間に摩擦力が働くことにより、アンテナキャップ１３１は排気管１０に固定されることになる。

ここで、アンテナキャップ１３１が排気管１０に嵌合される前はα＜ｒの関係であることから、径大部１３１ｂの内周面のうち、短軸端部分１７、１８からの押圧力１７ａ、１８ａが最大になるとともに、アンテナキャップ１３１と排気管１０との間の摩擦力も、短軸端部分１７、１８が最大となる。

実施例１のアンテナキャップ１３１によれば、排気管１０へ嵌合する前のアンテナキャップ１３１の開口端面の形状が楕円形であることにより、アンテナキャップ１３１が排気管１０へ嵌合された状態で、径大部１３１ｂの内周面の短軸端部分１７、１８から排気管１０の径大部１２に対して非常に大きな押圧力が働くため、アンテナキャップ１３１は排気管１０に強固に固定されることとなる。従って、アンテナキャップ１３１と排気管１０との嵌め合い強度が向上するとともに、アンテナキャップ１３１の引き抜き強度が向上し、マグネトロン１００の出力特性の安定化を図ることが可能となる。

また、図４に示すように、開口端面が円形のアンテナキャップをポンチで楕円形に変形するだけで実施例１のアンテナキャップ１３１を得ることができるため、低コストで製造することが可能となる。

次に、図５及び図６を参照して本実施形態の実施例２に係るアンテナキャップ１３２について説明する。図５（ａ）に、実施例２に係るアンテナキャップ１３２を排気管１０に嵌合する前の径大部１３２ｂの開口端面の形状（左図）と、排気管１０の開口端面の形状（右図）を示す。

図５（ａ）に示すように、アンテナキャップ１３２の径大部１３２ｂの開口端面の内周は楕円形であり、径大部１３２ｂの内周面のうち、長軸端部分の２箇所に、内側に突出する突起部１５１、１５２が形成されている。突起部１５１及び１５２は、形状、寸法が同一である。

図５（ｂ）に、図５（ａ）のアンテナキャップ１３２が排気管１０に嵌合された状態を示す。アンテナキャップ１３２は弾性を有するため、排気管１０へ圧入嵌合されると、径大部１３２ｂの内周面は排気管１０の径大部１２の外周面に沿った形（円形）に変形する。このとき、突出部１５１、１５２も広がりをもって変形し、突起部１５１、１５２の先端面は、図６に示すように排気管１０の径大部１２の外周面に接触し、当該外周面を押圧する。突起部１５１、１５２からの押圧力１５１ａ、１５２ａによって、軟銅からなる排気管１０の径大部１２の外周面にこれらの突起部が食い込み、当該外周面は変形され得る。

なお、突起部１５１、１５２は、アンテナキャップ１３２の挿入時に排気管１０の径大部１２の外周面を不用に傷つけない程度に先端面（径大部１２との接触面）が適度な面積を有し、適度な突出量を有することが好ましい。後述する実施例３の突起部についても同様である。

突起部を有しない実施例１のアンテナキャップ１３１では、アンテナキャップ１３１の径大部１３１ｂの内周面のうち、長軸端部分が排気管１０の径大部１２を押圧する力は最小となるが、実施例２のアンテナキャップ１３２では、押圧力が最小であった長軸端部分に、内側に突出する突起部１５１、１５２を形成し、突起部１５１、１５２が排気管１０の径大部１２の外周面を押圧可能な構成にした。

このような構成により、アンテナキャップ１３２の径大部１３２ｂの短軸端部分１７、１８からの押圧力１７ａ、１８ａに、長軸端部分に形成された突起部１５１、１５２からの押圧力１５１ａ、１５２ａが補強されることとなり、アンテナキャップ１３２は一層強固に排気管１０に固定されることになる。従って、アンテナキャップ１３２と排気管１０との嵌め合い強度が向上するとともに、アンテナキャップ１３２の引き抜き強度が向上し、マグネトロン１００の出力特性の安定化を図ることが可能となる。

また、排気管１０の材質が軟銅であることを利用し、アンテナキャップ１３２の突起部１５１、１５２が排気管１０を押圧することによって排気管１０に嵌合する構成にしたことにより、排気管１０側に、これらの突起部と嵌合する溝部を設ける必要がなく、排気管１０の強度を確保することができるとともに、アンテナキャップの嵌合構造を低コストで容易に実現することが可能となる。後述する実施例３の嵌合構造についても同様である。

更に、排気管１０の径大部１２の外周側面がテーパ状である場合に、アンテナキャップ１３２の突起部によって径大部１２を押圧することができるため、有効である。

次に、図７を参照して本実施形態の実施例３に係るアンテナキャップ１３３について説明する。図７（ａ）に、実施例３に係るアンテナキャップ１３３を排気管１０に嵌合する前の径大部１３３ｂの開口端面の形状（左図）と、排気管１０の開口端面の形状（右図）を示す。

図７（ａ）に示すように、アンテナキャップ１３３の径大部１３３ｂの開口端面の内周は楕円形であり、径大部１３３ｂの内周面のうち、短軸端部分及び長軸端部分との間の４箇所に、内側に突出する突起部１６１、１６２、１６３、１６４が形成されている。突起部１６１、１６２、１６３、１６４は、形状及び寸法が同一である。突起部１６１及び突起部１６３は、楕円の中心に対して互いに反対称となる位置に形成される。同様に、突起部１６２及び突起部１６４は、楕円の中心に対して互いに反対称となる位置に形成される。

図７（ｂ）に、図７（ａ）のアンテナキャップ１３３が排気管１０に嵌合された状態を示す。アンテナキャップ１３３は弾性を有するため、排気管１０へ圧入嵌合されると、径大部１３３ｂの内周面は排気管１０の径大部１２の外周面に沿った形（円形）に変形する。このとき、突出部１６１、１６２、１６３、１６４も広がりをもって変形し、これらの突起部の先端面は、排気管１０の径大部１２の外周面に接触し、当該外周面を押圧する。突起部１６１、１６２、１６３、１６４からの押圧力１６１ａ、１６２ａ、１６３ａ、１６４ａによって、軟銅からなる排気管１０の径大部１２の外周面にこれらの突起部が食い込み、当該外周面は変形され得る。

実施例３のアンテナキャップ１３３によれば、径大部１３３ｂの内周面のうち、短軸端及び長軸端以外の部分に、内側に突出する突起部１６１、１６２、１６３、１６４を形成し、これらの突起部が排気管１０の径大部１２の外周面を押圧可能な構成にした。これにより、アンテナキャップ１３３の径大部１３３ｂの短軸端部分１７、１８からの押圧力１７ａ、１８ａに、突起部１６１、１６２、１６３、１６４からの押圧力１６１ａ、１６２ａ、１６３ａ、１６４ａが補強されることとなり、アンテナキャップ１３３は一層強固に排気管１０に固定されることになる。従って、アンテナキャップ１３３と排気管１０との嵌め合い強度が向上するとともに、アンテナキャップ１３３の引き抜き強度が向上し、マグネトロン１００の出力特性の安定化を図ることが可能となる。

特に、突起部１６１及び突起部１６３が、楕円の中心に対して互いに反対称となる位置に形成されることにより、図７（ｂ）に示すように、アンテナキャップ１３３を排気管１０へ嵌合した状態で双方の突起部による押圧力１６１ａ、１６３ａは、同一の大きさで互いに逆方向の向きを有することとなり、押圧力のバランスをとることができる。突起部１６２及び突起部１６４についても同様である。

なお、実施例２及び実施例３を組み合わせて、アンテナキャップに、突起部１５１、１５２と、突起部１６１、１６２、１６３、１６４を形成するようにしてもよい。また、実施例１〜３では、アンテナキャップの開口端面の形状を楕円形としたが、例えば、帯直円（長方形の両端に半円を付け加えてできる図形）のように、楕円形に近い形状のものであってもよい。

本発明の実施形態に係るマグネトロンの外観図。 図１のマグネトロンの出力部側の概略断面図。 本実施形態の実施例１に係るアンテナキャップを説明するための図。 開口端面が円形のアンテナキャップを変形させる方法を説明するための図。 本実施形態の実施例２に係るアンテナキャップを説明するための図。 実施例２のアンテナキャップを有するマグネトロンの出力部側の概略を示す断面図。 本実施形態の実施例３に係るアンテナキャップを説明するための図。

符号の説明

１ 発振部本体
２ 入力部
３ 出力部
４ 金属円筒
５ 入力側金属容器
６ 絶縁ステム
７ リード線
８ 出力側金属容器
９ 絶縁円筒
１０ 排気管
１１ 封止部
１２ 径大部
１３、１３１、１３２、１３３ アンテナキャップ
１３ａ 筒体部
１３ｂ、１３１ｂ、１３２ｂ、１３３ｂ 径大部
１５１、１５２、１６１、１６２、１６３、１６４ 突起部
１７、１８ 短軸端部分
２０ アンテナ
１００ マグネトロン

Claims (5)

1. 高周波を生成する発振部本体と、
   前記発振部本体の出力側に設けられ、当該発振部本体で生成された高周波をアンテナによって伝送して外部に取り出す出力部と、を備え、
   前記出力部は、排気管と、当該排気管を覆うアンテナキャップを有し、
   前記アンテナキャップの内周面が前記排気管の外周面を押圧することによって前記アンテナキャップを前記排気管に固定し、
   前記排気管の外周面に働く押圧力のうち、当該外周面の所定の直径端部分に対する押圧力が最大となることを特徴とするマグネトロン。
2. マグネトロン本体の排気管に取り付けられ、当該排気管に圧入嵌合されるアンテナキャップにおいて、
   前記アンテナキャップは弾性を有し、前記排気管に嵌合される前の状態で開口端面の形状が略楕円形であり、前記開口端面の内周の短径は、前記排気管の外周円の直径よりも短いことを特徴とするアンテナキャップ。
3. アンテナキャップの内周面上の長軸端部分に、内側に突出した突起部が形成されることを特徴とする請求項２に記載のアンテナキャップ。
4. アンテナキャップの内周面上の短軸端及び長軸端以外の部分に、内側に突出した突起部が形成されることを特徴とする請求項２に記載のアンテナキャップ。
5. 高周波を生成する発振部本体と、
   前記発振部本体の出力側に設けられ、当該発振部本体で生成された高周波をアンテナによって伝送して外部に取り出す出力部と、を備え、
   前記出力部は排気管を有し、
   前記排気管に、請求項２〜４の何れか一項に記載のアンテナキャップを嵌合することを特徴とするマグネトロン。

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