特許 6010314 マグネトロンおよびそれを用いた電子レンジ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6010314

(24)【登録日】2016年9月23日

(45)【発行日】2016年10月19日

(54)【発明の名称】マグネトロンおよびそれを用いた電子レンジ

(51)【国際特許分類】

   H01J 23/00 20060101AFI20161006BHJP

【ＦＩ】

   H01J23/00 A

【請求項の数】5

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2012-74753(P2012-74753)

(22)【出願日】2012年3月28日

(65)【公開番号】特開2013-206731(P2013-206731A)

(43)【公開日】2013年10月7日

【審査請求日】2015年3月20日

(73)【特許権者】

【識別番号】000113322

【氏名又は名称】東芝ホクト電子株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100082740

【弁理士】

【氏名又は名称】田辺 恵基

(74)【代理人】

【識別番号】100174104

【弁理士】

【氏名又は名称】奥田 康一

(74)【代理人】

【識別番号】100081732

【弁理士】

【氏名又は名称】大胡 典夫

(72)【発明者】

【氏名】菅野 晋

【審査官】 佐藤 仁美

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭５８−２０１２２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６２−１００９７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５６−１１２８５９（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開平０６−０２８９８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０５４０１０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｊ ２３／００−２５／７８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

入力側から出力側に延びる筒状の陽極と、前記陽極の内壁から前記陽極の軸に向かって延びる複数のベインと、前記陽極の内部で前記軸に沿って延びる陰極と、前記入力側に引き出されて前記陰極を支持するサポートロッドと、前記ベインの１つから前記出力側に引き出されたアンテナとを有するマグネトロン本体と、
それぞれ前記軸を横切る方向に広がる板であり、前記陽極の外壁に前記入力側から前記出力側に間隔を置いて取り付けられ、板厚方向に貫通するスリットが形成された複数の冷却フィンと、
を具備し、複数の前記冷却フィンは、前記陽極の外壁に対する取付位置が前記入力側から前記出力側に向かうにしたがって前記スリットが前記軸に近づく位置に形成されたことを特徴とするマグネトロン。

【請求項2】

前記陽極の内部に磁界を形成する磁石と、
前記軸を挟んで向かい合う２つの開口を形成するように前記マグネトロン本体と前記磁石と複数の前記冷却フィンとを囲んで前記磁石が発生する磁束の磁路を形成する強磁性体のヨークと、
をさらに具備し、複数の前記冷却フィンは、前記スリットが前記２つの開口の間に形成されたことを特徴とする請求項１に記載のマグネトロン。

【請求項3】

複数の前記冷却フィンは、前記スリットの前記軸に近い側の端縁から前記入力側に向かって突出する突出部を備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のマグネトロン。

【請求項4】

複数の前記冷却フィンは、前記軸を中心として対称であることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のマグネトロン。

【請求項5】

入力側から出力側に延びる筒状の陽極と、前記陽極の内壁から前記陽極の軸に向かって延びる複数のベインと、前記陽極の内部で前記軸に沿って延びる陰極と、前記入力側に引き出されて前記陰極を支持するサポートロッドと、前記ベインの１つから前記出力側に引き出されたアンテナとを有するマグネトロン本体と、それぞれ前記軸を横切る方向に広がる板であり、前記陽極の外壁に前記入力側から前記出力側に間隔を置いて取り付けられ、板厚方向に貫通するスリットが形成された複数の冷却フィンと、を備え、複数の前記冷却フィンは、前記陽極の外壁に対する取付位置が前記入力側から前記出力側に向かうにしたがって前記スリットが前記軸に近づく位置に形成されたマグネトロンと、
前記軸の前記マグネトロンの前記入力側の外側に配置されて前記マグネトロン本体に電力を供給する高圧トランスと、
前記軸に向かって前記マグネトロン本体および前記高圧トランスに到達する風を発生させるファンと、
を具備することを特徴とする電子レンジ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、マグネトロンおよびそれを用いた電子レンジに関する。

【背景技術】

【0002】

マグネトロンは電子レンジなどに組み込まれ、食品の調理や解凍などの用途に数多く利用されている。マグネトロン本体の上端の出力側からは、出力アンテナが突出している。マグネトロン本体の下端の入力側には、フィルターボックスに収められたコイルおよび貫通コンデンサなどからなるフィルター回路が接続されている。マグネトロン本体の上下両端には永久磁石が配置されている。マグネトロン本体や永久磁石を包囲するようにヨークが配置され、磁気回路が形成されている。

【0003】

マグネトロン本体には、冷却用の複数のフィンが圧入され、ヨークとの間に広がって、ラジエータを構成している（たとえば特許文献１参照）。ヨークは、マグネトロン本体を挟むように、軸を挟んで両側に設けられている。ヨークは、マグネトロン本体の軸の周囲の一部に設けられていて、軸を挟んで両側に開口が形成されている。これらの開口は冷却用空気の流入口や流出口となる。

【0004】

マグネトロンの電源となる高圧トランスは、マグネトロン本体の軸上で入力側に配置されることが多い。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１２−０５４０１０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

マグネトロンは電磁波を発生する際にマグネトロン本体および入力側のフィルター回路などで発熱する。また、マグネトロンの電源となる高圧トランスも動作時に発熱する。このため、マグネトロンを適切に動作させるためには適切な冷却が必要である。

【0007】

そこで、一般的な電子レンジでは、直線状に配列された高圧トランス、フィルターボックスおよびマグネトロン本体に向かうファンによって冷却風を発生させ、冷却する。しかし、ファンによって、直接、高圧トランス、フィルターボックスおよびマグネトロン本体の全体に冷却風を当てようとすると、ファンが大型化あるいは複数のファンが必要となってしまい、エネルギーを多く消費してしまうとともに、装置が大型化してしまう。

【0008】

そこで、本発明は、マグネトロンおよびその電源を効率的に冷却できるようにすることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上述の課題を解決するため、本発明は、マグネトロンに、入力側から出力側に延びる筒状の陽極と、当該陽極の内壁から陽極の軸に向かって延びる複数のベインと、陽極の内部で軸に沿って延びる陰極と、入力側に引き出されて陰極を支持するサポートロッドと、ベインの１つから出力側に引き出されたアンテナとを有するマグネトロン本体と、それぞれ軸を横切る方向に広がる板であり、陽極の外壁に入力側から出力側に間隔を置いて取り付けられ、板厚方向に貫通するスリットが形成された複数の冷却フィンとを設け、複数の冷却フィンに対し、陽極の外壁に対する取付位置が入力側から出力側に向かうにしたがってスリットを軸に近づく位置に形成した。

【0010】

したがって本発明は、ファンにより少なくとも、マグネトロンの入力側に配置された電源である高圧トランスの当該マグネトロン側の一部から複数の冷却フィンのうち入力側の一部までに向かう冷却風を発生させるだけで、マグネトロンおよびその電源を効率的に冷却することができる。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、マグネトロンに、入力側から出力側に延びる筒状の陽極と、当該陽極の内壁から陽極の軸に向かって延びる複数のベインと、陽極の内部で軸に沿って延びる陰極と、入力側に引き出されて陰極を支持するサポートロッドと、ベインの１つから出力側に引き出されたアンテナとを有するマグネトロン本体と、それぞれ軸を横切る方向に広がる板であり、陽極の外壁に入力側から出力側に間隔を置いて取り付けられ、板厚方向に貫通するスリットが形成された複数の冷却フィンとを設け、複数の冷却フィンに対し、陽極の外壁に対する取付位置が入力側から出力側に向かうにしたがってスリットを軸に近づく位置に形成したことにより、ファンにより少なくとも、マグネトロンの入力側に配置された電源である高圧トランスの当該マグネトロン側の一部から複数の冷却フィンのうち入力側の一部までに向かう冷却風を発生させるだけで、マグネトロンおよびその電源を効率的に冷却することができるマグネトロンおよびそれを用いた電子レンジを実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明に係るマグネトロンの一実施の形態における縦断面図である。

【図2】本発明に係るマグネトロンの一実施の形態におけるマグネトロンおよび高圧トランスの側面図である。

【図3】本発明に係るマグネトロンの一実施の形態における冷却フィンの下面図である。

【図4】本発明に係るマグネトロンの一実施の形態における冷却フィンの側面図である。

【図5】図４のＶ−Ｖ矢視断面図である。

【図6】本発明に係るマグネトロンの一実施の形態を用いた電子レンジの模式的水平断面図である。

【図7】本発明に係るマグネトロンの一実施の形態の冷却フィンの変形例の上面図である。

【図8】本発明に係るマグネトロンの一実施の形態の冷却フィンの変形例の上面図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

本発明に係るマグネトロンの一実施の形態を、図面を参照して説明する。なお、この実施の形態は単なる例示であり、本発明はこれらに限定されない。

【0014】

図１は、本発明に係るマグネトロンの一実施の形態における縦断面図である。

【0015】

本実施の形態のマグネトロン５０は、中心軸４１に沿って配置された陽極円筒１、陰極５、一対のエンドハット６，７および一対のポールピース８，９、並びに、この中心軸４１の近傍から放射状に延びる複数のベイン２を備えている。陽極円筒１は、中心軸４１に沿って円筒状に延びている。

【0016】

ベイン２は、中心軸４１の近傍から放射状に延びて、陽極円筒１の内面に固定されている。ベイン２は、それぞれ実質的に長方形の板状に形成されている。陽極円筒１の内面に固定されていない側のベイン２の遊端３１は、中心軸４１に沿って延びる同一の円筒面上に配置されていて、この円筒面をベイン内接円筒と呼ぶ。複数のベイン２は、円周方向の一つおきに、ベインの上下端部にロー付けされた大小それぞれ対となったストラップリング３，４によって連結されている。

【0017】

陰極５は、螺旋状であり、陽極円筒１の中心軸に配置されている。また、陰極５の両端は、それぞれエンドハット６，７に固着されている。エンドハット６，７は、ベイン２に対して中心軸４１の外側に配置されている。

【0018】

一対のポールピース８，９は、それぞれ中央部に貫通孔３２を有する漏斗状に形成されている。貫通孔３２の中心は、中心軸４１上に位置している。それぞれのポールピース８，９は、エンドハット６，７で挟まれる空間に対して中心軸４１の外側に向かって貫通孔３２から広がるように形成されている。ポールピース８，９の外径は陽極円筒１の径とほぼ同じに形成されている。ポールピース８，９の外周部分は、陽極円筒１の両方の端部にそれぞれ固定されている。また、これら一対のポールピース８，９は、エンドハット６，７で挟まれる空間を挟んで配置されている。

【0019】

また、ポールピース８，９には、それぞれ筒状の金属封着体１０，１１が固着されている。それぞれの金属封着体１０，１１は、陽極円筒１の一端にも接している。

【0020】

出力側の金属封着体１０のポールピース８に対して反対側の端には、出力側セラミック１２が接合されている。また、出力側セラミック１２の金属封着体１０に対して反対側の端には、排気管１３が接合されている。ベイン２の１つから銅でできた棒状のアンテナ１４が導出されている。このアンテナ１４は、出力側のポールピース８を貫通して、出力部内を中心軸４１上に延びて、先端は排気管１３で挟持固定されている。排気管１３の全体はキャップ１５で覆われている。

【0021】

入力側の金属封着体１１のポールピース９に対して反対側の端には、入力側セラミック１６が接合されている。陰極５には、エンドハット６，７を介して２本のサポートロッド１７，１８が接続されている。サポートロッド１７，１８は、たとえば中継板１９を介して管外へ導出されている。

【0022】

また、マグネット２１，２２とヨーク２３，２４が、このような発振部であるマグネトロン本体を囲むように配設されて、磁気回路を形成している。ヨーク２３，２４は、それぞれ折り曲げた板であり、中心軸４１を挟んでマグネトロン本体を囲んでいる。ヨーク２３，２４によって囲まれた空間には、中心軸４１を挟んで向かい合う開口６２が形成されている。

【0023】

発振部本体を冷却するための冷却フィン２５がヨーク２３，２４で囲まれる空間の内部に設けられている。また、陰極５には、サポートロッド１７，１８を介して、コイル３３および貫通コンデンサ３４を有するフィルター回路が接続されている。フィルター回路を構成するコイル３３および貫通コンデンサ３４は、フィルターボックス２７に収められている。

【0024】

図２は、本実施の形態におけるマグネトロンおよび高圧トランスの側面図である。

【0025】

マグネトロン５０および高圧トランス５１は、マグネトロン５０の中心軸４１に沿って配置される。マグネトロン５０の出力側には、キャップ１５で覆われた排気管１３（図１参照）が位置している。高圧トランス５１は、フィルターボックス２７が取り付けられた入力側に配置されている。

【0026】

マグネトロン５０および高圧トランス５１の近傍には、ファン６０が配置される。ファン６０は図示しないモータなどの駆動機構によって回転し、マグネトロン５０の中心軸４１に向かって流れる冷却風６１を発生する。ファン６０は、ヨーク２３，２４で囲まれた開口６２のうちの一方に面している。冷却風６１は、その開口６２からヨーク２３，２４で囲まれる空間に流入し、他方の開口６２から流出する。ファン６０は、高圧トランス５１からマグネトロン５０の出力部の全体にわたって冷却風６１を発生させる必要はなく、少なくとも、高圧トランスのマグネトロン５０側の一部、フィルターボックス２７およびヨーク２３，２４で囲まれる領域の入力側の一部に向かう冷却風６１を発生させるものであればよい。

【0027】

図３は、本実施の形態における冷却フィンの下面図である。図４は、本実施の形態における冷却フィンの側面図である。図５は、図４のＶ−Ｖ矢視断面図である。図５には、マグネトロン本体の中心軸４１とともに、図４に示す冷却フィンよりも入力側に配置された冷却フィンを破線で示した。

【0028】

冷却フィン２５は、長方形の平板部７０とその長辺から突出した突出部７１，７２を有している。一方の突出部７１は、平板部７０から下方に折れ曲がった先で上方に折れ曲がっている。他方の突出部７２は、平板部７０から上方に折れ曲がっている。突出部７１，７２の平板部７０とは反対側の辺は、ヨーク２４に接するように折れ曲がっている。

【0029】

平板部７０の中央には、陽極円筒１の外径と実質的に内径が同じである円形の孔７５が貫通している。この孔７５の周囲には、陽極円筒１に接する円筒接触面７３が下方に向かって延びている。

【0030】

平板部７０には、短辺に平行なスリット７４が形成されている。スリット７４の孔７５に近い側には板状の突起７６が下方に向かって突出している。

【0031】

冷却フィン２５は、平板部７０に形成された孔７５に陽極円筒１が嵌合し、円筒接触面７３が陽極円筒１の外面に接するように陽極円筒１に取り付けられる。陽極円筒１に取り付けられる冷却フィン２５は複数である。

【0032】

それぞれの冷却フィン２５は、スリット７４の位置が異なっている。スリット７４の位置は、冷却フィン２５の取付位置が出力側から入力側に向かうにしたがって陽極円筒１すなわち中心軸４１に近づく。

【0033】

このような冷却フィン２５を用いたマグネトロンでは、ファン６０によって中心軸４１に向かって発生された冷却風６１が、冷却フィン２５に設けられたスリット７４を通って軸方向にも流れる。このため、冷却風６１がヨーク２３，２４の開口６２の入力側近傍にのみ流入したとしても、スリット７４を通って、出力側にも流れていくため、陽極円筒１の軸方向の広い領域に冷却風６１が当たることとなり、マグネトロン本体の冷却効率が向上する。

【0034】

また、このスリット７４は、入力側から出力側に向かって中心軸４１に近づいていく。冷却風６１の流れは中心軸４１に向かう成分が大きいため、このようなスリット７４を通って、スリット７４で入力側から出力側に区切られた領域に順次送られやすくなる。さらに、スリット７４の入力側の面には突起７６が突出しているため、突起７６にぶつかった冷却風６１が冷却フィン２５に対して入力側から出力側に送られることとなる。

【0035】

このように本実施の形態のマグネトロンでは、ファン６０の大きさを変えることなく、マグネトロンを効率的に冷却できる。また、この際、電源となる高圧トランスへの冷却風６１の供給量を変化させる必要がないため、マグネトロンの電源の冷却効率も維持できる。

【0036】

また、冷却フィン２５は、陽極円筒１が嵌合する孔７５を中心に回転対称に形成するとよい。回転対称に形成することにより、冷却フィン２５の陽極円筒１への取付時に冷却フィン２５の向きを間違えることがなくなる。さらに、ヨーク２３，２４の２つの開口６２のどちら側から冷却風６１を流し込んでも、同様に冷却効率が向上する。

【0037】

冷却フィン２５に形成するスリット７４から突出する突起７６と、平板部７０の孔７５の周囲の円筒接触面７３とは、平板部７０に対して同じ側に突出していた方が好ましい。同じ方向に突出させることにより、同時にプレス加工によって成形できるからである。

【0038】

図６は、本実施の形態のマグネトロンを用いた電子レンジの模式的水平断面図である。

【0039】

この電子レンジ８０は、筐体８２とマグネトロン５０とファン６０とを有している。筐体８２は、直方体の箱体であって、側面に流入孔８１および流出孔８６が形成されている。筐体８２の内部には、加熱対象の物体を配置する加熱室８３が設けられている。筐体８２の前面には、加熱室８３へのアクセスのための開閉可能な扉８４が設けられている。また、筐体８２の前面には、電子レンジの操作のための操作盤８５が取り付けられている。

【0040】

マグネトロン５０は、たとえば加熱室８３の横に、中心軸４１（図１参照）が鉛直方向に向かい、出力側が上になるように配置される。マグネトロン５０が出力する電磁波は、図示しない導波管によって加熱室８３に導かれる。

【0041】

ファン６０の回転によって、筐体８２の流入孔８１から外気が筐体８２内に取り込まれてマグネトロン５０および高圧トランス５１などの冷却に用いられる。マグネトロン５０などを冷却した冷却風は、たとえば一部がパンチングメタルなどで形成された加熱室８３を通過して、流出孔８６から筐体８２の外部に排出される。

【0042】

このように、本実施形態によれば、マグネトロンおよびその電源を効率的に冷却できる。

【0043】

図７および図８は、本実施の形態のマグネトロンの冷却フィンの変形例の上面図である。

【0044】

これらの変形例は、スリット７４の形状を変化させたものである。スリット７４は図３などに示した長方形の他、図７に示したように複数の円形の孔９１を配列したものでもよい。あるいは、三角形のスリット９２を設けてもよい。どのような形状のスリットを設けた場合でも、冷却フィン２５の取付位置がマグネトロン５０の入力側から出力側に向かうほど、スリットを中心軸４１に近づけることが好ましい。

【符号の説明】

【0045】

１…陽極円筒、２…ベイン、３…ストラップリング、４…ストラップリング、５…陰極、６…エンドハット、７…エンドハット、８…ポールピース、９…ポールピース、１０…金属封着体、１１…金属封着体、１３…排気管、１４…アンテナ、１５…キャップ、１６…入力側セラミック、１７…サポートロッド、１８…サポートロッド、１９…中継板、２１…マグネット、２２…マグネット、２３…ヨーク、２４…ヨーク、２５…冷却フィン、２７…フィルターボックス、３１…遊端、３３…コイル、３４…貫通コンデンサ、４１…中心軸、５０…マグネトロン、５１…高圧トランス、６０…ファン、６１…冷却風、６２…開口、７０…平板部、７１…突出部、７２…突出部、７３…円筒接触面、７４…スリット、７５…孔、７６…突起、８０…電子レンジ、８１…流入孔、８２…筐体、８３…加熱室、８４…扉、８５…操作盤、８６…流出孔

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】