JPS61288347A - 電子レンジ用マグネトロン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は電子レンジ用マグネトロンに係わり、とくにそ
の高調波の輻射を抑制しうる構造のマグネトロンに関す
る。

〔発明の技術的背景およびその問題点〕電子レンジ用マ
グネトロンでは、アノードの共１辰空胴に例えば２４５
０Ｍ　Ｈｚ帯の高周波が発生するが、この基本波勢力以
外にその整数倍の周波数をもついわゆる高調波成分が同
時に発生する。

この高調波成分が、基本波とともに電子レンジの加熱用
キャビティへ伝搬されると、この高調波の波長が短くな
るほど電子レンジでのシールドが困難となり、外部に漏
洩しやすい。この漏洩電波は、かなり微弱であっても無
線障害をひき起す場合があり、漏洩の限度値が法規制さ
れている。

とくに近来は、衛星通信が日常的に行なわれるようにな
り、とくにそのダウンリンク用周波数帯にマグネトロン
および電子レンジから漏洩する電波の周波数が一致する
と、受信障害をひき起してしまう。衛星から送信される
通信波を受信する設備が、電子レンジを使用する例えば
一般家庭から距離的に充分離れている場合は、はとんど
問題にならない。しかしテレビジョン等の衛星放送では
、その受信アンテナが電子レンジの使用場所の近傍にな
ることがむしろ多いので、とくにこの衛星放送への電波
障害を皆無にする必要がある。衛星放送のダウンリンク
用に国際的に割り当てられた周波数帯はいくつかあるが
、そのうち２４５０±５０Ｍ　１−１７帯の発振周波数
の電子レンジ用マグネトロンの高調波と合致するのは、
１２Ｇ　ＨＺ帯である。これは電子レンジ用マグネトロ
ンの基本発成周波数の丁度５倍に相当する。この第５高
調波の波長は、約２４．５ｍｍである。

ところで、従来からマグネトロン自身で高調波の発生を
抑えるべく出力部に１／４波長形チヨークを形成し、任
意特定の高調波成分の輻射を抑制することは既に知られ
ている。その−例が実公昭５４−１８１２３号公報など
に開示されている。このようなマグネトロンはおよそ第
１２図に示す構造である。同図において符号１１はカソ
ード、１２はアノードシリンダ、１３はアノードベイン
、１４はストラップリング、１５は漏斗状ポールピース
、１６は円筒状金属容器、１７は内側金属円筒、１８は
セラミック絶縁筒、１９は金属排気管、２０は出力アン
テナリード、２１は出力キャップをあられしている。そ
してアンテナリードの先端が短絡された金属排気管の内
側空間Ａの深さＬｌを例えば第２高調波波長の約１／４
に、また金属容器と内側金属円筒とで形成する環状溝Ｂ
の深さＬ２を例えば第３高調波波長の約１／４に相当す
る寸法にして、第２、第３高調波に対するチョーク構造
としたものである。これらのチョークは、任意特定の高
調波に対して電気的に１／４波長となるように寸法設定
するものであるが、従来一般には相対的に勢力の強い第
２高調波あるいは第３高調波に対して抑制効果を示すチ
ョークを内蔵させている。

このような従来技術に基いて、例えば環状溝Ｂの深さ寸
法を第５高調波波長の約１／４、すなわちおよそ６．１
ｎｕａに定めれば、この高調波の輻射を充分抑制できも
のと考えられる。しかしながら、実際そのような寸法に
設定しても、第５図に曲線Ｒで示すように第５高調波の
減衰はわずかで、今日上述のような事情により規制され
る第５高調波の輻射電力レベルをはるかに越え、満足で
きるものではなかった。

〔発明の目的） 本発明は以上の事情に鑑み、第２、第３高調波のみなら
ず、第４次以上の高次高調波、なかんずく第５高調波等
に対して輻射抑制効果の大きいチョーク構造をもつ電子
レンジ用マグネトロンを提供するものである。

〔発明の概要〕

本発明は、金属容器の内側に設（）られるチョーク筒体
が、第４高調波以上の高次高調波に対して輻射抑制作用
を示すチョークであって、且つその内側筒体および外側
筒体が一体的に形成された単体部品からなる電子レンジ
用マグネ１〜ロンである。

またより好ましくは、その内側筒体の内径がその高調波
波長の１／２以下のｊ法を有してなり、また内側筒体お
よび外側筒体により形成される環状溝の開口部またはそ
の近傍の半径方向の幅が、その高調波波長の１／１０以
下に形成されてなるマグネトロンである。なお第２、第
３高調波に対するチョークは、アンテナリードの先端部
に形成することができる。

〔発明の実施例〕

以下図面を参照してその実施例を説明する。なお同一部
分は同一符号であられす。

第１図乃至第４図に示す実施例は次の構造を有する。同
図において、符号１１はカソード、１１ａ１１１ｂは一
対のエンドハラ１〜．１２はアノードシリンダ、１３は
複数個の放射状アノードベイン、１４はストラップリン
グ、１５は漏斗状ポールピース、１５ａはその一部に穿
設されたアンテナリード貫通用透孔、１６は出力部の円
筒状金属容器、１６ａはそのアノードシリンダに気密接
合されたフランジ状部、１６ｂはその先端開口部、１８
は出力部のセラミック絶縁円筒、１９は金属排気管、１
９ａはその気密封止切り部、２０は出力アンテナリード
、２０ａはその平坦に圧潰されてアノードベインの１つ
に接続されたアンテナリード下端部、２０ｂは金属排気
管に挟持されて電気的に短絡されたアンテナリード先端
部、２１は出力キャップ、２２は排気管外周と絶縁筒の
開口端面との間に気密接合された外側チョーク用金属筒
、２３は円筒状フェライト永久磁石、２４は強磁性体製
シム板、２５は同じく強磁性体製ヨーク、２６は導電体
網製リング状がスケットをあられしている。

アンテナリード２０の先端部に電気的に接続された、金
属排気管１９とその内側アンテナリード２０との間に形
成される環状空間ＡＩ、およびこの金属排気管と外側チ
ョーク用金属筒２２との間に形成される環状空間へ２は
、主として第２高調波、および第３高調波に対する１／
４波長形チヨークを構成している。

さてそこで、アノードシリンダの開口端部にフランジ状
外周縁部１６ａが気密接合された金属容器１６の先端開
口部１６ｂに、第５高調波に対するチョーク作用を示す
所定深さの環状溝Ｂを形成する高次高調波チョーク筒体
υ−が、アンテナリード２０を同軸状にとりまいて固定
されている。この＾調波チョーク筒体限−は、銅のよう
な薄肉金属の二重円筒からなり、とくにそれを構成する
内側筒体３１ａと外側筒体３１ｂがプレスによる深絞り
で一体に形成された単体部品である。そしてそれらの開
口部Ｂｇがアノードベイン側に向けられ、第４図に示す
ように下方からａ属容器１６の上端近傍の段部に嵌合さ
れ、全周がろう接固定される。金属容器１６の先端開口
部１６ｂは絶縁筒１８のろう接部３３ａよりも内側に突
出して延長されており、これとチョーク筒体３１の内側
筒体３１ａが同一内径で実質的に連続的な導体円筒を構
成している。なお金属容器１６の間口端部には、その外
周にガスケット受用金属リング３２が気密接合されてい
る。この金属リング３２は絶縁筒１８の下端面３３に気
密ろう接されている。

こうして、これら内側筒体３１ａおよび外側筒体３１ｂ
からなるチョーク筒体υ−は、丸棒からなるアンテナリ
ード２０のまわりに同軸的に且つ近接して配置されてい
る。そしてこのチョーク筒体限−は、図示のように比較
的径大な金属容器１６よりも大幅に内側に突出して設け
られ、その内側筒体３１ａの内径は、絶縁筒１８の内径
よりも小さい所定寸法に形成されている。づなわちこの
内側固体３１ａの内径寸法Ｄ１は、抑制すべき第５高調
波波長の１　／　２　（＝　１２．５ｍｍ）以下の寸法
になっている。なおこの内側筒体３１ａとアンテナリー
ド２０とは、これらの間に生じる高周波電界により放電
が生じないだめの十分な間隔だけ離れている。

またこのチョーク筒体の内外筒体３１ａ　、　３１ｂは
、互いに離隔近接しており、チョーク作用を示す環状溝
Ｂを形成している。この環状溝Ｂの深さ１ｂは、電気的
に第５高調波波長のおよそ１／４、すなわち第５高調波
、に対して高いインピーダンスを示してチョーク作用を
もつ深さになっている。また、その溝開口部Ｂ（ｌの半
径方向寸法すなわら開口幅Ｇｂは、抑制すべき第５高調
波波長の１／１０（＝　２．５ｍｍ）以下、とくに好ま
しくは１／２０（−１，２５１１１ｍ　＞以下になって
いる。これによって第５高調波成分は、アンテナリード
のまわりを比較的近接してとりまく二重筒体からなるチ
ョーク筒体Ｕにより外部輻射が確実に抑制される。

ここで、各部の寸法の一例を示す。なおこの電子レンジ
用マグネトロンは発振基本波周波数が２４５０Ｍ　ＨＺ
帯、出力が約８００Ｗクラスのものの例である。

絶縁筒１８は、内径が１３ｍｍ、軸方向長さが１０ｍｍ
、アンテナリード２０は、直径が２．５ｍｍの丸棒、金
属容器１６は、内径が１９ｍ３軸方向高さが１２１１１
１゜チョーク筒体叩−の両筒体は、肉厚がＯＪｍｍ、軸
方向長さがおよそ６．５／１ｍ。

その内側筒体３１ａの内径Ｄ１が９．５ｍｍ。

外側筒体３１ｂの内径Ｄ２が１２．０ｍｍ。

両筒体により形成される環状溝Ｂの深さしｂが５．８ｎ
ｖ、その開口幅Ｇｌ）が０．８ｍａ＋である。

ところで高次高調波のチョーク筒体Ｊ−を構成する内側
筒体および外側筒体３１ａ　、３１ｂの軸方向長さを種
々変えそれらによる環状溝の深さを変えて第５高調波の
外部輻射電力レベルを比較すると第５図に示す結果が得
られた。同図には館述のように、第１２図に示したよう
な公知の構造で、金属容器の内側環状溝すなわちその内
径寸法が第５高調波波長の１／２よりも太き（（１４ｍ
ｍに設定）、シかも満開口幅がこの高調波波長の１／１
０より大きい（３，０ｍ−に設定）ものの特性を点線曲
線Ｒで示し比較した。

同図から明らかなように、本発明のマグネトロンによれ
ば環状溝の深さがおよそ５．８Ｉｎｍ付近で第５高調波
成分を−２０ｄＢに抑えることができた。

これに対して比較例の特性Ｒは、溝深さがおよそ５．７
ｍｍ付近で一応最低レベルを示すとはいえその程度は満
足できるものではない。

第５図に示す結果から明らかなように、この高次高調波
に対するチョーク筒体の軸方向長さ、すなわち環状溝Ｂ
の深さｌｂの寸法は、そのわずかな変化でその高調波輻
射抑制レベルが大幅に変化する特質をもっている。最も
抑制効果が顕著にあられれる寸法付近で、深さが例えば
０．２ｍｍ変わるとおよそ１０ｄＢ以上も劣化してしま
う。

一般的にこの種電子レンジ用マグネトロンの大量生産で
は、ろう接などの組立精度から０．１〜０．２１１Ｉ１
１程度の寸法ばらつきが生じることは避けられない。こ
のような寸法ばらつきは、本発明が目的とする高次高調
波抑制には到底許容され得ない。

そこで本発明によれば、内外二重円筒からなるチョーク
筒体が、一体成形された単体部品で構成されているため
、マグネトロン内に組込む前に環状溝深さを所定寸法と
なるように精密に成形しておくことができ、溝深さのば
らつきが生じない。

したがって任意特定の高調波を最も抑制効果の高い寸法
にして組立てることができる。そして大量生産でも高調
波輻射抑制特性のよく揃った製品を製造することができ
る。また一体部品であるた−め、その取扱いも容易であ
る。

とくにこの？流側のように、内外二重円筒のチョーク筒
体を、アンテナリードのまわりに輻射抑制すべき高調波
波長の１／２以下に近接して設けることにより、このチ
ョーク筒体とアンテナリードとの間の空間がその高調波
波長の１／２よりもさらに小さい径寸法になり且つそこ
に開口幅の小さい環状溝からなるチョークが形成される
ので、高次高調波の顕著な輻射抑制作用が得られる。こ
れはアンテナリードのまわりに内側筒体により高次高調
波の不要モードが発生しにくい径小な同軸線路が形成さ
れ、そしてこれにより環状溝のチョークが形成されてい
るため、はとんどのモードの高調波成分もこの高インピ
ーダンスを示すチョークで伝搬阻止され確実な輻射抑制
効果が得られるためであると考えられる。

またヂ３−りを構成する環状溝の開口幅を、その高調波
波長の１／１０以下にすることにより、さらに一層する
どい減衰効果を得ることができる。

なお最も抑制作用の大きい溝深ざが、第５高調波波長の
１／４（＝６．１１１１Ｉｌｌ）よりもやや短い寸法と
なる理由は、その外周の環状溝Ｃとの相互作用や、両筒
体間口部でのフリンジング効果などの電気的な相互作用
によるものと考えられる。このように環状溝の深さは、
抑υ１すべき高調波の空間波長の１／４に厳密に一致す
るとは限らないので、その前後の最も輻射抑制効果の大
きい深さ寸法に設定する。

なお環状溝Ｂの深さＬｂをざらに深くすると、およそ７
．１１の付近で第４高調波の輻射レベルを大幅に抑える
ことができることも確認した。したがって第４高調波以
上の任意の高次高調波を選択的に確実に抑制することが
可能である。

さらにまた、第５高調波に対するチョーク筒体υ−の外
周に形成される環状溝Ｃ１すなわち金属容器１６と外側
筒体３１ｂとで構成される環状溝を、さらに特定の高調
波波長のおよそ１／４に設定してその高調波に対するチ
ョークとして作用させ、複合チョーク構造之することも
できる。

第６図に示す実施例は、チョーク筒体其の内側筒体３１
ａと外側筒体３１ｂとの間隔Ｓを例えば３ＩＩｌｆｆ１
程度に広くして一体にプレス成形し、内側筒体３１ａの
開口端部３１ｃを外側に折曲げて所定寸法の開口幅Ｇｂ
としたものである。これは間隔Ｓが比較的広いので、絞
り加工が容易であり、実用性が高い。

第７図に示す実施例は、２個の金属円筒の各端部を内方
、および外方に折曲げたうえ両者を嵌合して結合し内側
筒体３１ａ、外側筒体３１ｂとしたものである。すなわ
ち外側筒体３１ｂの折曲げ部３１ｄを、内側筒体の折曲
げ部３１ｅに挟んでカシメ固定し、両者を一体的に結合
し単体のチョーク筒体３１−としたものである。そして
外側筒体の開口端から折曲げ部までの寸法により環状溝
Ｂの深さＬｂが定まるようになっている。これは単純な
プレス加■およびカシメ加工により単体部品に予め形成
しておくことができ、一層製作が容易である。

第８図および第９図に示す実施例は、高次高調波チョー
ク筒体３１を予め第８図に示すように一体的に形成して
単体部品としておく。すなわち横方向に延びる固定用フ
ランジ部３１ｆを有する内側筒体３１ａと、これより長
大な外側筒体３１ｂとを嵌合して重ね合せ部分を矢印Ｘ
の如くレーザビームにより全周を溶接して一体的に結合
したものである。

この単体部品からなるチョーク筒体を第９図に示すよう
に下方から挿入し、チョーク筒体の固定フランジ部３０
を金属容器１６の肩部に固着する。これにより予め定め
られた内外筒体の長さによって内側の環状溝Ｂの深ざＬ
ｂが第５高調波のおよそ１／４に、また外側の環状溝Ｃ
の深さ［Ｃが第４高調波波長のおよそ１／４に設定され
る。こうして複数の高調波に対して輻射抑制作用を示す
チョークが構成される。

なお同図には第１図に示した例の出力キャップ２１の記
載を省略しであるが、金属排気管１９を覆うように所定
長さの出力キャップをとりつけることはいうまでもない
。

第１０図および第１１図に示す実施例は、チョーク筒体
３１を第１０図に示す如くセラミック誘電体円筒４１の
内外面および一方の端面に連続的に銅のメッキ層からな
る内側筒体３１ａおよび外側筒体３１ｂを被着して一体
的に形成しである。内側筒体３１ａの端面３１（ｌは曲
面になるように成形され高周波放電を生じないようにな
っている。そして一方の端部に固定用金属リング４２の
薄肉部４２ａの端部がろう接固定されている。セラミッ
クｉ／ｉ　Ｗ体４１は実質的にチョークの環状溝を構成
しており、その他方の端面４１ａがこのチョーク筒体の
開口部をなしている。このように一体内に構成された単
体部品からなるチョーク筒体３１は、第１１図に示す如
く金属容器１６の内側に装着される。

これによって、セラミック誘電体の比誘電率によりチョ
ーク筒体の電気的長さが長くなるので、その分だけ実際
の軸方向長さを縮小することができる。またセラミック
誘電体およびその外周面の被着導電層によりチョークの
環状溝の形および寸法が定まるので、予め精度よく形成
しておくことができ、最良の輻射抑制効果が得られる寸
法に設定しておくことが容易にできる。

なお以上の実施例では、高次高調波に対するチョーク筒
体が、その長手方向がアンテナリードの長手方向に沿っ
た方向に配置される場合を例示したが、それに限らず、
アンテナ軸に垂直方向すなわち半径方向に延びる形状で
あっても、あるいは斜め方向に延びる形状でもよい。ま
たチョークの環状溝の開口部が、アンテナの先端方向に
向くように構成することもできる。

またこのチョークの環状溝が、断面り字状あるいはクラ
ンク状に折れ曲っていてもよく、その場合はチ］−り作
用をする溝深さはＬ字状の空間寸法で定まる電気的長さ
になる。したがってそれによれば、チョーク筒体の軸方
向長さを短くすることができ、コンパクト化できる。

なおまた、チョーク筒体の開口幅は、内外筒体の開口端
面による開口幅が上述の寸法より大ぎくても、環状溝の
入口付近の途中に十記寸法範囲の狭い部分が形成されて
いればよい。

さらにまたチョーク筒体は、第４高調波以上の任意特定
の高調波に対して作用する１つ以上の環状溝をつくるよ
うに任意個数を一体的に形成し単体部品として構成して
もよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明はアノードに気密封着され
た筒状金属容器の内側にアンテナリードをとりまいて設
けられたチョーク筒体が、第４高調波以上の高次高調波
に対するチョークであって、その内側筒体および外側筒
体が一体的に形成された単体部品でなるため、そのチョ
ーク作用を示す環状溝の寸法を精度よく形成することが
できる。

したがって高次高調波の輻射抑制作用が最もすぐれた寸
法に正確に設定することが容易にできる。

こうしてとくに大量生産で輻射抑制特性がよく揃った製
品を容易に製造することができる。

そしてアンテナリードの先端すなわち絶縁筒の上端側に
第２および第３高調波に対するチョークを形成ザること
により、勢力の強いこれら低次高調波および、微弱でも
電波障害を生じやすい高次高調波を、ともに確実に輻射
抑制することができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の一実施例を示す要部縦断面図、第２図
は第１図の２−２における横断面図、第３１７〜。要、
斜視図、第。□よお。組立途中の断面図、第５図は高調
波の輻射特性図、第６図および第７図はおのおの本発明
の他の実施例を示す要部縦断面図、第８図および第９図
はさらに本発明の他の実施例を示す部品図および要部縦
断面図、第１０図および第１１図はさらに本発明の他の
実施例を示す部品図および要部縦断面図、第１２図は従
来構造を示す要部縦断面図である。 １１・・・カソード、１２・・・アノードシリンダ、１
３・・・アノードベイン、１５・・・ポールピース、１
６・・・円筒状金属容器、１８・・・絶縁筒、２０・・
・出力アンテナリード、 ３１・・・高調波チョーク筒体、 ３１ａ・・・内側筒体、３１ｂ・・・外側筒体、ＡＩ　
、Ａ２・・・アンテナ端部チョークの環状溝、Ｂ、Ｃ・
・・高次高調波用チョークの環状溝、Ｄｌ・・・内側筒
体の内径寸法、 しす、ｌｃ・・・環状溝の深さ、 Ｇ（１、Ｃ（＋・・・溝間口 Ｇｂ・・・溝開口幅。 代理人弁理士　則　近　憲　佑（ばか１名）＠　　１　
　図 第　　２　　図　　　　　　　　　　　第　　３　　国
史 第　　６　　図 第　　７　　図 第　　９　　図 第１１図 第１２−図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）カソードと、このカソードのまわりに配置された
   共振空胴を有する筒状アノードと、このアノードの一部
   に気密封着された筒状金属容器と、この金属容器に直接
   又は他の接合部材を介して気密接合された出力部絶縁筒
   と、一端部が上記アノードの共振空胴に電気的に結合さ
   れ前記金属容器および絶縁筒の内側空間を通して延長さ
   れた出力アンテナリードと、上記金属容器の内側に上記
   アンテナリードをとりまいて配設され任意高調波波長の
   およそ１／４の深さの環状溝を形成するチョーク筒体と
   を具備してなる電子レンジ用マグネトロンにおいて、 上記金属容器の内側に設けられるチョーク筒体は、第４
   高調波以上の高次高調波に対して輻射抑制作用を示すチ
   ョークであつて、且つその内側筒体および外側筒体が単
   体部品からなることを特徴とする電子レンジ用マグネト
   ロン。
2. （２）チョーク筒体は、その内側筒体の内径がその高調
   波波長の１／２以下の寸法を有してなる特許請求の範囲
   第１項記載の電子レンジ用マグネトロン。
3. （３）チョーク筒体は、内側筒体および外側筒体により
   形成される環状溝の開口部の半径方向の幅が、その高調
   波波長の１／１０以下に形成されてなる特許請求の範囲
   第１項記載の電子レンジ用マグネトロン。