JPH0535531B2 - - Google Patents
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- JPH0535531B2 JPH0535531B2 JP25383586A JP25383586A JPH0535531B2 JP H0535531 B2 JPH0535531 B2 JP H0535531B2 JP 25383586 A JP25383586 A JP 25383586A JP 25383586 A JP25383586 A JP 25383586A JP H0535531 B2 JPH0535531 B2 JP H0535531B2
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- JP
- Japan
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- vane
- pole piece
- diameter
- cathode
- magnetron
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Landscapes
- Microwave Tubes (AREA)
Description
[発明の目的]
(産業上の利用分野)
この発明は、電子レンジ用マグネトロンに係
り、とくにそのアノードベイン、ストラツプリン
グ、ポールピース、出力アンテナリードの組合せ
構体に関する。
(従来の技術)
マグネトロンにおいて、相互作用空間での磁界
分布が発振動作に強い影響を与えることはよく知
られている。理想的には相互作用空間の全領域
で、管軸方向に完全に平行で均一な磁束密度とな
るように設計されるべきである。しかしながら特
に電子レンジ用マグネトロンでは、管軸上に位置
決めして電子放射用カソードを置くために、カソ
ード支持体を管軸に沿つて延長し設置する必要か
ら、ポールピースの中央に所定内径寸法の透孔を
形成しなければならない。また永久磁石をなるべ
く低価格のもので、小型化して管外に設置する必
要がある。さらにまた、相互作用空間の端部で
は、エンドシールドとアノードベイン内端角部と
の間から電子がポールピースの方に飛出さないよ
うに、この付近では磁束が斜め方向となつている
方が好都合である場合がある。このような種々の
制約から、相互作用空間の全領域で管軸に完全に
平行で均等な磁界分布にはできない。
従来、例えば、特開昭53−38966号公報に開示
されるように、作用空間のカソード面からアノー
ドベイン内端面にかけて磁界強度が均等又はアノ
ードベイン側が強くなるように構成して発振の安
全度を改善することも提案している。また、特開
昭51−56172号や特開昭51−58859号公報に開示さ
れるように、作用空間でより平行な磁界分布とな
るようにポールピース形状を改善する提案もなさ
れている。もっとも、これらは管内に永久磁石を
内蔵させたもので、その磁石面に同等径のポール
ピースを接合した基体構成のマグネトロンの場合
である。したがつてこれを、管外にリング状フエ
ライト永久磁石を設置し漏斗状ポールピースを介
して作用空間に磁束を導く基体構造のものには直
接適用できない。
そこで、一般的な電子レンジ用マグネトロン
は、概ね第16図に示すような構成を有してい
る。同図において、符号21は発振部本体、22
はその銅製アノード円筒、23は複数枚の銅製ア
ノードベイン、24はストラツプリング、25は
コイル状フイラメントカソード、26,27はそ
の両端部に設けられたリング状エンドシールド、
28はカソード支持体、29,30は一対の鉄製
漏斗ポールピース、31は出力アンテナリード、
32,33は薄肉鉄製金属容器、34,35は一
対のリング状ストロンチウム系フエライト永久磁
石、36はロ字状となる鉄製ヨーク、37はアル
ミニウム製ラジエータ、38は出力部セラミツク
ス円筒、39はガスケツトリング、Sは相互作用
空間をあらわしている。
このような従来構造の作用空間付近の磁束分布
を調べると、概略第17図のようになつている。
カソードの実質的な円筒状電子放射面Kからベイ
ン内端面Aに至る作用空間Sの軸方向略中央付近
では、磁束Bは管軸Zにほぼ平行になつている。
エンドシールド26,27とベイン内端面との対
向領域Seでは、磁束Bの方向は中心に向うよう
な斜め方向となつている。
ところで、作用空間Sにおける磁界の、管軸に
沿う方向成分の磁界強度に注目してその強度分布
を調べると、この従来のマグネトロンは第18図
に示すような分布になつている。同図には、作用
空間Sの中心部(z=0)でのカソード面Kから
アノード内端面Aまでの磁界強度の平均を100%
として、管軸方向の各点(z=0、z=±1mm、
z=±2mm、z=±3mm、z=±4mm、z=±5
mm、)での磁界強度を相対値であらわしている。
同図から、このマグネトロンでは、作用空間の半
径方向の中間部分Pで最も均等な軸方向磁界強度
を有しているが、アノード内端面Aとその近傍で
は軸方向に沿つて大きなばらつきを有している。
アノードベインの幅すなわち軸方向に沿う内端面
の寸法Laは9.5mmであるので、その範囲での軸方
向磁界強度差は約22%もある。
そしてこのマグネトロンのラインノイズ、すな
わちカソード支持体を通して入力側に検出される
30〜400MHzの周波数成分のノイズは、第19図
のようになつた。とくに30〜100MHzという比較
的低い周波数成分のノイズが強く、100MHz帯成
分(便宜上、80〜120MHzの範囲での最大ノイズ
レベルをいう)に着目すると、そのレベルは約42
(dbμV)にも達している。
また、2450MHz帯、出力600W用マグネトロン
を例にすると、その負荷安定度は、陽極電流(ピ
ーク値)で約1.55Aである。
(発明が解決しようとする問題点)
最近、マグネトロンの小型化、特に軸方向の高
さ高さを短縮することが、電子レンジオーブンの
小型化のために強く要望される事情にある。マグ
ネトロンの高さを短縮する目的で、単純にポール
ピース間隔をせばめて磁石の有効利用を計ろうと
すると、ポールピースとストラツプリングとの間
で電磁開的結合が増え、結果として、電子の陰極
逆衝撃が増え陰極の温度上昇を来し、極端な場合
は熱暴走を起すおそれがある。一方、ポールピー
スとストラツプリングとの間の距離をある程度確
保する目的で、アノードベインの軸方向長さを短
縮した場合は、負荷安定度が劣化してしまう。例
えば、ベインの軸方向長さを9.5mmから8.0mmi短
縮すると、負荷安定度はピーク値1.3Aに劣化し
てしまうことが確認された。
なお、陰極導入部すなわち入力ステム部を短縮
しようとすると、例えばステム長を20.4mmから10
mmにすると電子の陰極逆衝撃が極端に増え、陰極
温度は上昇し、極端な場合は一部が溶融する現象
が生じる。この電子の陰極逆衝撃は、ステムの短
縮量に比例して増加する。
この発明は、以上の様な問題点を、相互作用空
間の特にアノードベイン内端近傍での電磁界分布
に着目して改善し、磁気効率が高く、ラインノイ
ズなど不要輻射が抑制され、小型で信頼性の高い
電子レンジ用マグネトロンを提供することを目的
とする。
[発明の構成]
(問題点を解決するための手段)
この発明は、実質的に円筒状の電子放射面を有
するカソード及び、これを取りまく複数のアノー
ドベイン間の相互作用空間の電磁界のうち、磁界
は、アノードベイン内端面の位置における軸方向
強度差が15%以下の範囲となる様にし、電界はス
トラツプリングをベインの側端面の位置よりも溝
内部に深く埋め込んで、このトラツプリングとポ
ールピースとの間の電磁界結合を少なくなるよう
に構成されてなる電子レンズ用マグネトロンであ
る。
(作用)
この発明によれば、作用空間の磁界の均一化や
ポールピースとストラツプとの電磁的結合が少な
くなるので、ベインの軸方向長さを短縮しても、
負荷安定度の劣化がほとんどなく、また入力ステ
ムの長さを短縮しても電子の陰極逆衝撃が増加し
ない。そして、特にその相互作用空間に於ける静
電、磁界分布が改良され、比較的低い周波数のノ
イズ成分の発生が抑制され、小形、軽量で信頼性
の高い電子レンズ用マグネトロンが得られる。
(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わす。
第1図および第2図に示す発振周波数が2450M
Hz帯、出力が600Wクラスの10枚ベインのマグネ
トロンの実施例について説明する。このマグネト
ロンは、一対の漏斗状ポールピース29,30の
作用空間Sおよびアノードベイン23の側端面2
3Aに対向する平坦部29a,30aが、比較的
大きな直径を有している。コイル状フイラメント
25の実質的に円筒状をなす電子放射面Kの外径
寸法Dkは3.9mm、アノードベイン内端面Aの包絡
線内径寸法Daは9.06mm、ベイン幅Laは8.5mm、エ
ンドシールド26の外径De1は7.2mm、同27の
外径De2は8.2mm、両エンドシールド間隔Leは9.4
mm、ポールピースの中央透孔29b,30bの内
径Dpiは約9.4mm、その平坦部29a,30aの外
径Dpoは18mm、両ポールピースの平坦部対向間隔
Lpは約11.7mm、ポールピースの外径Dpは約37.5
mm、その高さhは7.0mm、その肉厚は1.6mm、リン
ク状フエライト永久磁石34,35の内径、外径
はそれぞれ20mm、54mm、一方の磁石の34の厚さ
W1は12.6mm、他方の磁石35の厚さW2は9mm
である。また、鉄製金属容器32,33の厚さは
0.5mmで、両磁石の内面に0.5mm程度又はそれ以下
の間隔を介してそれぞれ内挿されている。鉄製ヨ
ーク36の厚さは、1.6又は1.5mmでロ字状に組立
てられている。また銅製の各対のストラツプリン
グ24は、径大な方24aの外径が17.8mm、径小
な方の内径が12.9mmである。
このように各ポールピース29,30の中央透
孔の直径Dpiは、10枚のベイン内端面がつくる包
絡線の内径Daと同等又はわずか(約6.5%以下
で)大きく設定されている。そしてポールピース
の対向平坦部29a,30aの外径Dpoは、アノ
ードベイン内端面包絡線内径Daの約2倍の寸法
に構成されている。したがつてまた、ポールピー
ス平坦部外径Dpoは、径大なストラツプリング2
4aの外径と同等又はそれよりわずかながら大き
い寸法となつている。
また、ストラツプリング24は、ベインの側端
面23aの位置よりも例えば0.3〜0.7mm(寸法hs)
だけ深く内部に埋め込まれている。そして入力側
金属容器の軸方向長さLsは、11mmに構成されて
いる。第1表に、従来構造と本実施例の各部の寸
法を比較して示す。
[Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to a magnetron for a microwave oven, and particularly to a combination structure of an anode vane, a strap ring, a pole piece, and an output antenna lead. (Prior Art) It is well known that in a magnetron, the magnetic field distribution in the interaction space has a strong influence on the oscillation operation. Ideally, the design should be such that the entire interaction space has a uniform magnetic flux density completely parallel to the tube axis direction. However, especially in magnetrons for microwave ovens, in order to position the cathode for electron emission on the tube axis, it is necessary to extend and install the cathode support along the tube axis. Holes must be formed. In addition, the permanent magnet must be as low-cost as possible, miniaturized, and installed outside the tube. Furthermore, at the end of the interaction space, in order to prevent electrons from jumping out towards the pole piece from between the end shield and the inner corner of the anode vane, it is better for the magnetic flux to be in an oblique direction in this area. It may be convenient. Due to these various constraints, it is not possible to achieve a uniform magnetic field distribution completely parallel to the tube axis in the entire interaction space. Conventionally, for example, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 53-38966, the safety of oscillation has been improved by configuring the magnetic field strength to be equal from the cathode surface of the working space to the inner end surface of the anode vane, or to be stronger on the anode vane side. It also suggests improvements. Furthermore, as disclosed in Japanese Patent Laid-Open Nos. 51-56172 and 51-58859, proposals have been made to improve the shape of the pole pieces so that the magnetic field distribution becomes more parallel in the working space. However, these are magnetrons with a base structure in which a permanent magnet is built into a tube, and a pole piece of the same diameter is joined to the magnet surface. Therefore, this cannot be directly applied to a base structure in which a ring-shaped ferrite permanent magnet is installed outside the tube and magnetic flux is guided into the working space via a funnel-shaped pole piece. Therefore, a general magnetron for a microwave oven generally has a configuration as shown in FIG. 16. In the same figure, reference numeral 21 indicates the oscillation unit main body, and 22
23 is a plurality of copper anode vanes, 24 is a strap ring, 25 is a coiled filament cathode, 26 and 27 are ring-shaped end shields provided at both ends of the anode cylinder, and 23 is a plurality of copper anode vanes.
28 is a cathode support, 29 and 30 are a pair of iron funnel pole pieces, 31 is an output antenna lead,
32 and 33 are thin-walled iron metal containers, 34 and 35 are a pair of ring-shaped strontium-based ferrite permanent magnets, 36 is a square-shaped iron yoke, 37 is an aluminum radiator, 38 is an output ceramic cylinder, and 39 is a gasket. The ring, S, represents the interaction space. When examining the magnetic flux distribution near the working space of such a conventional structure, it is roughly as shown in FIG. 17.
Near the approximate center in the axial direction of the working space S extending from the substantially cylindrical electron emitting surface K of the cathode to the vane inner end surface A, the magnetic flux B is approximately parallel to the tube axis Z.
In the opposing region Se between the end shields 26 and 27 and the inner end face of the vane, the direction of the magnetic flux B is an oblique direction toward the center. By the way, when examining the strength distribution of the magnetic field in the direction component along the tube axis of the magnetic field in the working space S, this conventional magnetron has a distribution as shown in FIG. In the figure, the average magnetic field strength from the cathode surface K to the anode inner end surface A at the center of the working space S (z = 0) is 100%.
As, each point in the tube axis direction (z = 0, z = ±1 mm,
z=±2mm, z=±3mm, z=±4mm, z=±5
The magnetic field strength in mm, ) is expressed as a relative value.
From the same figure, it can be seen that this magnetron has the most uniform axial magnetic field strength at the radially intermediate portion P of the working space, but there is large variation along the axial direction at the anode inner end surface A and its vicinity. ing.
Since the width of the anode vane, that is, the dimension La of the inner end surface along the axial direction, is 9.5 mm, the difference in axial magnetic field strength in that range is about 22%. And this magnetron line noise, i.e. detected on the input side through the cathode support.
The noise in the frequency components of 30 to 400 MHz was as shown in Fig. 19. The noise is particularly strong in the relatively low frequency components of 30 to 100 MHz, and if we focus on the 100 MHz band components (for convenience, this refers to the maximum noise level in the 80 to 120 MHz range), the level is approximately 42
(dbμV). Furthermore, taking a 2450MHz band, 600W output magnetron as an example, its load stability is approximately 1.55A at anode current (peak value). (Problems to be Solved by the Invention) Recently, there has been a strong demand for miniaturization of magnetrons, particularly reduction of the height in the axial direction, in order to miniaturize microwave ovens. If you try to use the magnet more effectively by simply shortening the pole piece spacing in order to shorten the height of the magnetron, the electromagnetic open coupling between the pole piece and the strap ring will increase, and as a result, the electron cathode will be reversed. The impact increases, causing a rise in the temperature of the cathode, and in extreme cases, there is a risk of thermal runaway. On the other hand, if the axial length of the anode vane is shortened in order to ensure a certain distance between the pole piece and the strap ring, the load stability will deteriorate. For example, it was confirmed that when the axial length of the vane was shortened by 8.0 mm from 9.5 mm, the load stability deteriorated to a peak value of 1.3 A. In addition, if you try to shorten the cathode introduction part, that is, the input stem part, for example, the stem length can be changed from 20.4 mm to 10 mm.
If it is set to mm, the reverse impact of electrons on the cathode will increase dramatically, the cathode temperature will rise, and in extreme cases, a part of the cathode may melt. This negative cathodic impact of electrons increases in proportion to the amount of stem shortening. This invention solves the above problems by focusing on the electromagnetic field distribution in the interaction space, especially near the inner end of the anode vane, and achieves high magnetic efficiency, suppresses unnecessary radiation such as line noise, and is compact. The purpose is to provide a highly reliable magnetron for microwave ovens. [Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) The present invention provides a cathode having a substantially cylindrical electron emitting surface and an electromagnetic field in an interaction space between a plurality of anode vanes surrounding the cathode. , the magnetic field is set so that the difference in axial strength at the position of the inner end face of the anode vane is within a range of 15% or less, and the electric field is set so that the strap ring is buried deeper inside the groove than the position of the side end face of the vane, so that the strap ring and the pole This is a magnetron for an electron lens configured to reduce electromagnetic coupling between the magnetron and the piece. (Function) According to this invention, the magnetic field in the working space is made uniform and the electromagnetic coupling between the pole piece and the strap is reduced, so even if the axial length of the vane is shortened,
There is almost no deterioration in load stability, and even if the length of the input stem is shortened, cathode reverse impact of electrons does not increase. In particular, the electrostatic and magnetic field distributions in the interaction space are improved, the generation of relatively low frequency noise components is suppressed, and a small, lightweight, and highly reliable magnetron for electron lenses can be obtained. (Example) An example will be described below with reference to the drawings. Note that the same parts are represented by the same symbols. The oscillation frequency shown in Figures 1 and 2 is 2450M
An example of a 10-vane magnetron with an output of 600W in the Hz band will be described. This magnetron includes a working space S of a pair of funnel-shaped pole pieces 29 and 30 and a side end surface 2 of an anode vane 23.
Flat portions 29a and 30a facing 3A have a relatively large diameter. The outer diameter dimension Dk of the substantially cylindrical electron emitting surface K of the coiled filament 25 is 3.9 mm, the envelope inner diameter dimension Da of the anode vane inner end surface A is 9.06 mm, the vane width La is 8.5 mm, and the end shield 26 The outer diameter De1 of the 27 is 7.2 mm, the outer diameter De2 of the 27 is 8.2 mm, and the distance between both end shields Le is 9.4
mm, the inner diameter Dpi of the central through holes 29b and 30b of the pole pieces is approximately 9.4 mm, the outer diameter Dpo of the flat parts 29a and 30a is 18 mm, and the distance between the flat parts of both pole pieces facing each other
Lp is approximately 11.7mm, outer diameter Dp of pole piece is approximately 37.5
mm, its height h is 7.0 mm, its wall thickness is 1.6 mm, the inner and outer diameters of the link-shaped ferrite permanent magnets 34 and 35 are respectively 20 mm and 54 mm, the thickness W1 of one magnet 34 is 12.6 mm, the other The thickness W2 of the magnet 35 is 9 mm.
It is. In addition, the thickness of the iron metal containers 32 and 33 is
0.5 mm, and are inserted into the inner surfaces of both magnets with a gap of about 0.5 mm or less. The iron yoke 36 has a thickness of 1.6 or 1.5 mm and is assembled in a square shape. Further, in each pair of strap rings 24 made of copper, the outer diameter of the larger diameter ring 24a is 17.8 mm, and the inner diameter of the smaller diameter ring is 12.9 mm. In this way, the diameter Dpi of the central through hole of each pole piece 29, 30 is set to be equal to or slightly larger (approximately 6.5% or less) than the inner diameter Da of the envelope formed by the inner end surfaces of the ten vanes. The outer diameter Dpo of the opposing flat portions 29a and 30a of the pole piece is approximately twice the inner diameter Da of the envelope of the inner end surface of the anode vane. Therefore, the outer diameter Dpo of the flat part of the pole piece is larger than that of the strap spring 2 with a larger diameter.
The dimensions are equal to or slightly larger than the outer diameter of 4a. In addition, the strap ring 24 is, for example, 0.3 to 0.7 mm (dimension h s ) from the position of the side end surface 23a of the vane.
It is buried deep inside. The axial length Ls of the input side metal container is set to 11 mm. Table 1 shows a comparison of the dimensions of each part of the conventional structure and this embodiment.
【表】
さて、このような構成のマグネトロンにおける
相互作用空間S付近の磁界分布は、第3図に示す
ようになつている。すなわち、ポールピースの対
向平坦部の外径が大きいため、むしろベイン領域
で管軸と平行度のよい磁束分布となつている。そ
して作用空間S内の管軸方向磁界成分の強度分布
は、第4図に示すようになつた。この軸方向磁界
強度分布は、ホール素子を検出器として用いたガ
ウスメータにより、各点の管軸方向に平行な磁界
成分の強さを測定して得たものである。同図の結
果は、広い平坦部をもつポールピースを組合せた
ことにより、作用空間の軸方向全域で最も均等な
強度を示す点Pが、アノードベイン内端面Aの近
傍にある。そして、カソード面Kでの磁界強度差
は従来のもの(第16図)よりも大きくなつてい
るが、ベイン内端面Aの位置での強度差は約7%
に低減している。
この実施例のマグネトロンの入力側へのノイズ
漏出は、第5図に示すようになつた。すなわち、
100MHz帯成分のノイズレベルは、約21(dBμV)
で、従来のもの(第17図示)に比べて半減して
おり、30〜150MHzの範囲のノイズ成分全体が大
幅に低減した。これは、アノードベイン内端面又
はその近傍での軸方向磁界強度が、軸方向に沿う
全域で均等に近くなつているため、電子雲の回転
速度がベインの軸方向全域に略均一化し、ベイン
を含む共振空洞に誘起される高周波電界の周波数
差がわずかにとどまり且つその周波数差成分の勢
力が小さいレベルになつているものと考えられ
る。このように、発生源自体でのノズルレベルが
小さく抑えられている。
第6図に示す磁界強度分布は、一対のポールピ
ースの対向平坦部の外径寸法Dpoを、16mmとした
ものの場合である。すなわち、ポールピース平坦
部外径Dpoを、ベイン内端面包絡線径Daの約177
%としたものである。その他の各部寸法、形状は
第1図および第2図の実施例と同様である。
この実施例によれば、アノードベイン内端面A
の位置における軸方向磁界強度差は、約11%であ
る。そしてノイズレベルは、第7図の通りとな
り、100MHz帯成分は約22(dBμV)である。これ
も低周波ノイズ成分を十分抑制することができ
た。
同様に、ポールピースの対向平坦部の外径Dpo
を、ベイン内端面包絡線径Daの約155%である14
mmとしたものは、その磁界強度分布が第8図に示
すようになつた、すなわちベイン内端面位置での
軸方向磁界強度差は、約17%である。そしてその
ノイズ成分は第9図に示すようになり、100MHz
帯成分は約33(dBμV)となつた。
同様にポールピースの対向平坦部の外径Dpo
を、ベイン内端面径Daの約132%である12mmとし
たものは、ベイン内端面位置での軸方向磁界強度
差が約22%となつた。その場合の100MHz帯成分
ノイズレベルは、約42(dBμV)にのぼつた。こ
れは従来品と同等である。
以上の結果を整理すると、第10図に示すよう
になる。すなわち、ベイン内端面の位置における
軸方向磁界強度差(相対比率%の差)が大きくな
るほど、比較的低い周波数のノイズ成分例えば
100MHz帯成分は大きいレベルになる。このこと
から、改善効果として認めうる約30(dBμV)以
下のノイズレベルは、ベイン内端面における軸方
向磁界強度差が約15%以下の範囲の構造のもので
得られることが裏付けられている。
第11図に、ベイン幅Laを8.5mm、9.5mmの場合
の負荷安定度の変化を示している。なおこれは磁
界強度差が20%の場合で、ベイン高さLaを1mm
短縮することにより、負荷安定度は1.55Aから
1.32Aに劣化するが、磁界強度差10%即ちポール
ピース平坦面外径が16mmの場合、La=8.5mmでも
従来並みの充分な負荷安定度が得られることが裏
付けられている。
次に、入力側金属容器の長さLsの影響につい
て考察すると、第12図に示すように従来構造で
は、金属容器の長さLsを10mmも短縮すると、電
子の陰極逆衝撃量が10%も増大し、陰極温度が上
昇して寿命の極端な劣化を来してしまう。それに
対して、トラツプリングをベイン内に例えば、
0.5mm埋め込んだ場合は、実線曲線のように逆衝
撃量は増大しないことがわかつた。
第13図に示す実施例は、ストラツプリング2
4をベインの出力アンテナリードの延長側にのみ
設けたものである。それによつても上述と同様の
効果が得られた。なお、ストラツプリングをベイ
ンの入力ステム側にのみ設けてもよい。
第14図に示す実施例は、出力側金属容器32
の内側に、不要輻射抑制用の1/4波長形チヨーク
円筒32aを配置したものである。そして、ベイ
ンのうち大きい直径のストラツプリング24aが
ろう接固定されているベインに、出力アンテナリ
ード31が結合されている。この構造により、第
15図に示すように第5高調波などの高調波成分
の不要輻射レベルが、約20db改善されることが
わかつた。
以上の構成により、ポールピース間隔Lpを約
1mm短縮することが可能となり、また磁気効率が
大幅に向上して入力ステム側の磁石の厚さW2を
13.5mmから9mmに短縮することが可能となつた。
そして入力側金属容器の長さの短縮も可能であ
り、マグネトロンの軸方向長さすなわち高さ寸法
を、従来管よりもおよそ15mmも短縮することが可
能となつた。
[発明の効果]
以上説明したように、不要ノイズを効果的に抑
制するとともに負荷安定度を充分確保してマグネ
トロンの高さ寸法を大幅に短縮することができ、
電子レンジの小形化に大きく寄与することができ
るものである。[Table] Now, the magnetic field distribution near the interaction space S in a magnetron having such a configuration is as shown in FIG. That is, since the outer diameter of the opposing flat portion of the pole piece is large, the magnetic flux distribution is rather parallel to the tube axis in the vane region. The intensity distribution of the magnetic field component in the tube axis direction within the working space S became as shown in FIG. This axial magnetic field strength distribution was obtained by measuring the strength of the magnetic field component parallel to the tube axis direction at each point using a Gaussmeter using a Hall element as a detector. The results shown in the figure show that, due to the combination of pole pieces with wide flat parts, the point P that exhibits the most uniform strength throughout the axial direction of the working space is located near the inner end surface A of the anode vane. The magnetic field strength difference at the cathode surface K is larger than that of the conventional one (Fig. 16), but the strength difference at the vane inner end surface A is about 7%.
It has been reduced to Noise leakage to the input side of the magnetron in this embodiment was as shown in FIG. That is,
The noise level of the 100MHz band component is approximately 21 (dBμV)
This has been reduced by half compared to the conventional one (shown in Figure 17), and the entire noise component in the range of 30 to 150 MHz has been significantly reduced. This is because the axial magnetic field strength at or near the inner end surface of the anode vane is nearly uniform throughout the entire axial direction, so the rotational speed of the electron cloud is approximately uniform throughout the entire axial direction of the vane, causing the vane to It is considered that the frequency difference in the high-frequency electric field induced in the resonant cavity remains small and the force of the frequency difference component is at a small level. In this way, the nozzle level at the source itself is kept low. The magnetic field strength distribution shown in FIG. 6 is for the case where the outer diameter dimension Dpo of the opposing flat portions of the pair of pole pieces is 16 mm. In other words, the pole piece flat part outer diameter Dpo is approximately 177 times the vane inner end surface envelope diameter Da.
%. The dimensions and shapes of other parts are the same as those of the embodiment shown in FIGS. 1 and 2. According to this embodiment, the anode vane inner end surface A
The axial magnetic field strength difference at the position is about 11%. The noise level is as shown in Fig. 7, and the 100MHz band component is approximately 22 (dBμV). This also succeeded in sufficiently suppressing low frequency noise components. Similarly, the outer diameter Dpo of the opposing flat part of the pole piece
is approximately 155% of the vane inner end surface envelope diameter Da14
mm, the magnetic field strength distribution was as shown in FIG. 8, that is, the axial magnetic field strength difference at the vane inner end surface position was about 17%. The noise component is shown in Figure 9, and is 100MHz.
The band component was approximately 33 (dBμV). Similarly, the outer diameter Dpo of the opposing flat part of the pole piece
When set to 12 mm, which is approximately 132% of the vane inner end surface diameter Da, the difference in axial magnetic field strength at the vane inner end surface position was approximately 22%. In that case, the 100MHz band component noise level reached approximately 42 (dBμV). This is equivalent to the conventional product. The above results are summarized as shown in FIG. 10. In other words, the larger the difference in axial magnetic field strength (difference in relative ratio %) at the position of the inner end face of the vane, the more noise components of relatively low frequency, e.g.
The 100MHz band component has a large level. This confirms that a noise level of about 30 (dBμV) or less, which can be recognized as an improvement effect, can be obtained with a structure in which the difference in axial magnetic field strength at the inner end face of the vane is within a range of about 15% or less. FIG. 11 shows changes in load stability when the vane width La is 8.5 mm and 9.5 mm. Note that this is when the magnetic field strength difference is 20%, and the vane height La is 1 mm.
By shortening the load stability from 1.55A
Although it deteriorates to 1.32A, it is confirmed that if the magnetic field strength difference is 10%, that is, the outer diameter of the flat surface of the pole piece is 16mm, sufficient load stability can be obtained even with La = 8.5mm. Next, considering the influence of the length Ls of the input side metal container, as shown in Figure 12, in the conventional structure, when the length Ls of the metal container is shortened by 10 mm, the amount of negative cathode impact of electrons increases by 10%. As a result, the cathode temperature rises, resulting in an extreme deterioration of its life. On the other hand, if you put a trapping ring inside the vane, e.g.
It was found that when embedded by 0.5 mm, the amount of reverse impact did not increase as shown by the solid line curve. The embodiment shown in FIG.
4 is provided only on the extension side of the output antenna lead of the vane. In this way, the same effects as described above were obtained. Note that the strap ring may be provided only on the input stem side of the vane. In the embodiment shown in FIG.
A 1/4 wavelength type chiyoke cylinder 32a for suppressing unnecessary radiation is placed inside the radiator. The output antenna lead 31 is coupled to the vane to which the larger diameter strap ring 24a is fixed by soldering. It has been found that this structure improves the unnecessary radiation level of harmonic components such as the fifth harmonic by about 20 dB, as shown in FIG. With the above configuration, it is possible to shorten the pole piece spacing Lp by approximately 1 mm, and the magnetic efficiency is greatly improved, reducing the thickness W2 of the magnet on the input stem side.
It became possible to shorten the length from 13.5mm to 9mm.
It is also possible to shorten the length of the metal container on the input side, making it possible to shorten the axial length, or height, of the magnetron by approximately 15 mm compared to conventional tubes. [Effects of the Invention] As explained above, it is possible to effectively suppress unnecessary noise, ensure sufficient load stability, and significantly shorten the height of the magnetron.
This can greatly contribute to downsizing of microwave ovens.
第1図はこの発明の一実施例を示す要部縦断面
図、第2図はその要部拡大図、第3図はその磁束
分布を示す特性図、第4図は同じくその磁界強度
分布図、第5図はそのノイズ特性図、第6図およ
び第7図はこの発明の他の実施例を示す磁界強度
分布図およびノイズ特性図、第8図および第9図
は比較例の磁界強度分布図およびノイズ特性図、
第10図は磁界強度とノイズレベルとの関係を示
す比較特性図、第11図は磁界強度差と負荷安定
度の関係を示す特性図、第12図は金属容器の短
縮量と電子の陰極逆衝撃量の関係を示す特性図、
第13図はこの発明の他の実施例の要部縦断面
図、第14図はさらに他の実施例の要部縦断面
図、第15図は第14図のものの第5高調波特性
図、第16図は従来構造を示す要部縦断面図、第
17図はその磁力線分布図、第18図はその磁界
強度分布図、第19図はそのノイズ特性図であ
る。
25……カソード、K……電子放射面、24…
…ストラツプリング、24a……大径リング、2
6,27……エンドシールド、S……相互作用空
間、23……アノードベイン、23a……ベイン
側端面、A……アノードベイン内端面、Da……
ベイン端面包絡線直径、29,30……ポールピ
ース、29a,30a……ポールピース平坦部、
29b,30b……ポールピース中央透孔、29
c,30c……突出部、Dpi……ポールピース中
央透孔の内径寸法、Dpo……ポールピース平坦部
の外径寸法、Dp……ポールピースの外径寸法、
Ls……金属容器の長さ寸法。
Fig. 1 is a vertical cross-sectional view of the main part showing an embodiment of the present invention, Fig. 2 is an enlarged view of the main part, Fig. 3 is a characteristic diagram showing the magnetic flux distribution, and Fig. 4 is a diagram of the magnetic field strength distribution. , FIG. 5 is a noise characteristic diagram thereof, FIGS. 6 and 7 are magnetic field strength distribution diagrams and noise characteristic diagrams showing other embodiments of the present invention, and FIGS. 8 and 9 are magnetic field strength distribution diagrams of comparative examples. Figures and noise characteristics diagrams,
Figure 10 is a comparative characteristic diagram showing the relationship between magnetic field strength and noise level, Figure 11 is a characteristic diagram showing the relationship between magnetic field strength difference and load stability, and Figure 12 is the shortening amount of the metal container and the electron cathode reverse. Characteristic diagram showing the relationship between impact amount,
FIG. 13 is a vertical sectional view of a main part of another embodiment of the present invention, FIG. 14 is a longitudinal sectional view of a main part of still another embodiment, and FIG. 15 is a fifth harmonic characteristic diagram of the one shown in FIG. 14. , FIG. 16 is a longitudinal cross-sectional view of a main part showing a conventional structure, FIG. 17 is a magnetic field line distribution diagram, FIG. 18 is a magnetic field strength distribution diagram, and FIG. 19 is a noise characteristic diagram. 25...Cathode, K...Electron emission surface, 24...
...Strap ring, 24a...Large diameter ring, 2
6, 27... End shield, S... Interaction space, 23... Anode vane, 23a... Vane side end surface, A... Anode vane inner end surface, Da...
Vane end face envelope diameter, 29, 30...Pole piece, 29a, 30a...Pole piece flat part,
29b, 30b...Pole piece center through hole, 29
c, 30c...Protrusion part, Dpi...Inner diameter dimension of pole piece center hole, Dpo...Outer diameter dimension of pole piece flat part, Dp...Outer diameter dimension of pole piece,
Ls……Length dimension of metal container.
Claims (1)
ドと、このカソード両端部に接続されたエンドシ
ールドと、上記カソードのまわりに相互作用空間
を介して放射状に配置され複数枚の内端近辺部に
溝を有するアノードベインと、前記ベインの溝内
に位置しベイン半径方向水平に配設され、上記ア
ノードベインを一つおきに連結する少くとも大小
一対のストラツプリングと、上記ベインに電気的
に接続された出力アンテナリードと、上記相互作
用空間及びアノードベインを間に挟んで両側に設
けられた中央部に透孔を有する漏斗状ポールピー
スと、これら各ポールピース上に設けられ、該ポ
ールピース中央透孔内径よりも大きい内径及びポ
ールピースの外径よりも大きい外径寸法を有する
一対のリング状永久磁石と、前記永久磁石を取り
囲んで設けられ磁気通路を形成するヨークとを具
備してなる電子レンジ用マグネトロンにおいて、 上記ポールピースは、その中央透孔内径がベイ
ン内端面が作る包絡線直径と同等又はそれより僅
か大きく、且つポールピースのベインに近接対向
する面の外径が上記ベイン包絡線直径の160%以
上を有するとともに、前記ベインの溝内にあるス
トラツプリングが、ベインの側端面位置よりも内
部に埋め込まれてなることを特徴とする電子レン
ズ用マグネトロン。 2 出力アンテナリードは、大きい直径のストラ
ツプリングが連結されているアノードベインから
引き出された特許請求の範囲第1項記載の電子レ
ンジ用マグネトロン。[Scope of Claims] 1. A cathode having a substantially cylindrical electron emitting surface, an end shield connected to both ends of the cathode, and a plurality of end shields arranged radially around the cathode through an interaction space. an anode vane having a groove near the inner end thereof; at least a pair of large and small strap rings located in the groove of the vane and disposed horizontally in the radial direction of the vane and connecting every other anode vane; An output antenna lead electrically connected to the vane, a funnel-shaped pole piece with a through hole in the center provided on both sides with the interaction space and the anode vane in between, and a funnel-shaped pole piece provided on each of these pole pieces. a pair of ring-shaped permanent magnets having an inner diameter larger than the inner diameter of the central through-hole of the pole piece and an outer diameter larger than the outer diameter of the pole piece; and a yoke surrounding the permanent magnets and forming a magnetic path. In the magnetron for a microwave oven, the pole piece has an inner diameter of the central through hole equal to or slightly larger than the envelope diameter formed by the inner end surface of the vane, and an outer surface of the pole piece that is close to and opposite to the vane. A magnetron for an electronic lens, wherein the diameter is 160% or more of the vane envelope diameter, and a strap ring located in the groove of the vane is embedded deeper inside the vane than at a side end surface position. 2. The magnetron for a microwave oven according to claim 1, wherein the output antenna lead is drawn out from an anode vane to which a large diameter strap ring is connected.
Priority Applications (5)
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|---|---|---|---|
| JP61253835A JPS63110527A (en) | 1986-10-27 | 1986-10-27 | Magnetron for microwave oven |
| KR1019870011279A KR900009011B1 (en) | 1986-10-06 | 1987-10-06 | Microwave Magnetron |
| DE87114586T DE3787145T2 (en) | 1986-10-06 | 1987-10-06 | Magnetron for a microwave oven. |
| US07/105,047 US4855645A (en) | 1986-10-06 | 1987-10-06 | Magnetron for microwave oven |
| EP87114586A EP0263491B1 (en) | 1986-10-06 | 1987-10-06 | Magnetron for microwave oven |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP61253835A JPS63110527A (en) | 1986-10-27 | 1986-10-27 | Magnetron for microwave oven |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63110527A JPS63110527A (en) | 1988-05-16 |
| JPH0535531B2 true JPH0535531B2 (en) | 1993-05-26 |
Family
ID=17256795
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61253835A Granted JPS63110527A (en) | 1986-10-06 | 1986-10-27 | Magnetron for microwave oven |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63110527A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006278311A (en) * | 2005-03-29 | 2006-10-12 | Lg Electronics Inc | Magnetron |
| US9653246B2 (en) | 2014-12-03 | 2017-05-16 | Toshiba Hokuto Electronics Corporation | Magnetron |
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|---|---|---|---|---|
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| JP2006260976A (en) * | 2005-03-17 | 2006-09-28 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Magnetron |
| JP4898316B2 (en) * | 2006-06-19 | 2012-03-14 | 東芝ホクト電子株式会社 | Magnetron |
| JP4503639B2 (en) | 2007-09-11 | 2010-07-14 | 東芝ホクト電子株式会社 | Magnetron for microwave oven |
-
1986
- 1986-10-27 JP JP61253835A patent/JPS63110527A/en active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006278311A (en) * | 2005-03-29 | 2006-10-12 | Lg Electronics Inc | Magnetron |
| US9653246B2 (en) | 2014-12-03 | 2017-05-16 | Toshiba Hokuto Electronics Corporation | Magnetron |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63110527A (en) | 1988-05-16 |
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