特許 6118112 同軸型マグネトロン及びその組立方法

(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】6118112

(24)【登録日】2017年3月31日

(45)【発行日】2017年4月19日

(54)【発明の名称】同軸型マグネトロン及びその組立方法

(51)【国際特許分類】

   H01J 23/12 20060101AFI20170410BHJP

   H01J 23/20 20060101ALI20170410BHJP

   H01J 23/00 20060101ALI20170410BHJP

【ＦＩ】

   H01J23/12 A

   H01J23/20 B

   H01J23/00 A

【請求項の数】5

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2013-512(P2013-512)

(22)【出願日】2013年1月7日

(65)【公開番号】特開2014-132536(P2014-132536A)

(43)【公開日】2014年7月17日

【審査請求日】2015年11月4日

(73)【特許権者】

【識別番号】000191238

【氏名又は名称】新日本無線株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100098372

【弁理士】

【氏名又は名称】緒方 保人

(72)【発明者】

【氏名】宮本 洋之

(72)【発明者】

【氏名】小畑 英幸

(72)【発明者】

【氏名】梅田 昭則

【審査官】 杉田 翠

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭５３−１３３３６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭４９−６６３５１（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｊ２３／００−２５／７８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

陰極の外周に、ベーンと共に陽極共振空胴を形成する陽極円筒体と、この陽極円筒体の外周に、上記陽極共振空胴と同軸となる外部空胴を形成する円筒状側面体とを備え、上記円筒状側面体の両端に、それぞれ蓋状構造体が接合され、この両端の蓋状構造体のいずれか一方に入力部が配置され、かつこの両端の蓋状構造体のいずれか一方に上記陽極円筒体の一端がロウ付けにて接合される同軸型マグネトロンにおいて、
上記陽極円筒体が接合されていない他方の蓋状構造体の内面側に、上記両端の蓋状構造体の間隔を調整するための溝又は段差を設け、この他方の蓋状構造体の溝又は段差に、上記陽極円筒体の他端をロウ付けにて接合することを特徴とする同軸型マグネトロン。

【請求項2】

陰極の外周に、ベーンと共に陽極共振空胴を形成する陽極円筒体と、この陽極円筒体の外周に、上記陽極共振空胴と同軸となる外部空胴を形成する円筒状側面体とを備え、上記円筒状側面体の両端に、それぞれ蓋状構造体が接合され、この両端の蓋状構造体のいずれか一方に入力部が配置され、かつこの両端の蓋状構造体のいずれか一方に上記陽極円筒体の一端がロウ付けにて接合される同軸型マグネトロンにおいて、
上記陽極円筒体が接合されていない他方の蓋状構造体に、上記両端の蓋状構造体の間隔を調整するための間隙を設け、この他方の蓋状構造体の間隙に、上記陽極円筒体の他端をロウ付けにて接合することを特徴とする同軸型マグネトロン。

【請求項3】

上記入力部が配置された蓋状構造体の上記陽極円筒体に近接する位置に、冷却用液体を通過させる通路を設けると共に、上記入力部が配置されない蓋状構造体の上記陽極円筒体に近接する位置にも、冷却用液体を通過させる通路を設けたことを特徴とする請求項１又は２記載の同軸型マグネトロン。

【請求項4】

陰極の外周に、ベーンと共に陽極共振空胴を形成する陽極円筒体と、この陽極円筒体の外周に、上記陽極共振空胴と同軸となる外部空胴を形成する円筒状側面体とを備え、上記円筒状側面体の両端に、それぞれ蓋状構造体が接合され、この両端の蓋状構造体のいずれか一方に入力部が配置され、かつこの両端の蓋状構造体のいずれか一方に上記陽極円筒体の一端がロウ付けにて接合される同軸型マグネトロンであって、上記陽極円筒体が接合されていない他方の蓋状構造体の内面側に、上記両端の蓋状構造体の間隔を調整するための溝又は段差を設け、この他方の蓋状構造体の溝又は段差に、上記陽極円筒体の他端をロウ付けにて接合する同軸型マグネトロンの組立方法において、
上記両端の蓋状構造体の中心側部材を外周側部材から分離し、この両端の蓋状構造体の外周側部材を上記円筒状側面体に接合した後、上記両端の蓋状構造体の中心側部材をそれぞれの外周側部材に接合することを特徴とする同軸型マグネトロンの組立方法。

【請求項5】

陰極の外周に、ベーンと共に陽極共振空胴を形成する陽極円筒体と、この陽極円筒体の外周に、上記陽極共振空胴と同軸となる外部空胴を形成する円筒状側面体とを備え、上記円筒状側面体の両端に、それぞれ蓋状構造体が接合され、この両端の蓋状構造体のいずれか一方に入力部が配置され、かつこの両端の蓋状構造体のいずれか一方に上記陽極円筒体の一端がロウ付けにて接合される同軸型マグネトロンであって、上記陽極円筒体が接合されていない他方の蓋状構造体に、上記両端の蓋状構造体の間隔を調整するための間隙を設け、この他方の蓋状構造体の間隙に、上記陽極円筒体の他端をロウ付けにて接合する同軸型マグネトロンの組立方法において、
上記両端の蓋状構造体の中心側部材を外周側部材から分離し、この両端の蓋状構造体の外周側部材を上記円筒状側面体に接合した後、上記両端の蓋状構造体の中心側部材をそれぞれの外周側部材に接合することを特徴とする同軸型マグネトロンの組立方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、マイクロ波を発振するマグネトロン、特に陽極共振空胴の外側に外部空胴を有する同軸型マグネトロンの構造及びその組立方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、マグネトロンは、簡便な構造で効率良く大出力のマイクロ波を発振可能なことから、様々なアプリケーションや装置に利用されている。その中で、発振周波数を精密に同調させる必要があるものとして、例えば混信を避けるため、精密に周波数を変更して探知を行うレーダや、高いＱ特性を持つ狭帯域の共振器に、精密に同調したマイクロ波を投入し、電子に加速電界を加えるＬｉｎａｃ等がある。このようなアプリケーション、装置等に使用されるマグネトロンでは、周波数を機械的に可変できる機構を備える必要があり、その１つとして同軸型マグネトロンが実用化されている。

【0003】

図６には、大出力が得られる同軸型マグネトロンの１例が示されており、図６のように、中心に配置された陰極（カソード）１の周囲に、陽極（アノード）として放射状に配置したベーン２及びこのベーン２を接合した陽極円筒３が設けられ、このベーン２及び陽極円筒３により陽極共振空胴５０が形成される。また、この陽極円筒３にスロット４が設けられ、この陽極円筒３の周囲に円筒状側面６が配置されることで、陽極共振空胴５０と同軸となる外部空胴６０が形成される。更に、陰極１の上下に、ポールピース７ａ，７ｂが配置され、上記外部空胴６０内に、チューニングピストン８が取り付けられ、入力部９に接合される入力側構造体１０には、冷却液を通す冷却用通路１１が設けられる。

【0004】

上記ポールピース７ａは、上部構造体１２の一部として取り付けられ、この上部構造体１２が上記円筒状側面６に接合されることで、マグネトロンが組み立てられており、上記陽極円筒３は、入力側構造体１０に接合されるが、上部構造体１２には接合されず、片持ちの状態となる。

【0005】

このような構成によれば、外部からチューニングピストン８の位置を移動させ、外部空胴６０のリアクタンスを変化させることにより、マグネトロンの共振周波数、そして発振周波数が調整できる。この結果、マグネトロンの発振周波数を精密に可変し、アプリケーション、装置等の要求する周波数に同調させることが可能となる。このマグネトロンによれば、高出力のマイクロ波を発振することができ、ピーク出力が数ＭＷ、平均出力が数ｋＷとなる高出力を得る設計が可能である。

【0006】

ところで、このような非常に高い出力のマグネトロンでは、高い発振効率が得られるとはいえ、陽極損失で発生する熱に対する冷却設計が重要となる。また、上記のベーン２は薄い金属で緻密に製作されているため、オーバーヒートを起こすと、変形して発振特性に影響を及ぼしたり、溶解変形してマグネトロンとしての機能を損なわせたりすることがあった。そのため、高出力のマグネトロンでは、水冷用液体を陽極構造体に近接して流し、冷却する設計が提案されており、図６の場合でも、陽極円筒３の近くに冷却用通路１１を設けることで、マグネトロンの冷却を行なっている。

【0007】

下記の特許文献１（特開２００４−１３４１６０号公報）には、同軸型マグネトロンではないが、冷却用液体を用いるものが示されており、この例では、ベーンが接合された陽極円筒の外壁面の周方向に沿って冷却ジャケットを設け、この冷却ジャケットに冷却液を流す構造となっている。このような構造によれば、ベーン周辺で発生した陽極損失による熱を効率よく液体と熱交換し、ベーンを含む陽極の温度を低減することが可能である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特開２００４−１３４１６０号公報

【特許文献2】特開平１０−２６９９５３号公報

【特許文献3】特開平１０−３０２６５５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

しかしながら、上記特許文献２（特開平１０−２６９９５３号公報）や特許文献３（特開平１０−３０２６５５号公報）で示される構造でも分かるように、図６のような同軸型のマグネトロンでは、陽極円筒３の外側に、外部空胴６０を設け、チューニングピストン８を上下動させる構成のため、特許文献１のような冷却ジャケットの構造を採用することは不可能であり、マグネトロンの冷却を効率良く行うことができないという問題がある。

【0010】

一方、同軸型マグネトロンでは、上述のように、陽極円筒３が入力側構造体１０のみに接合された片持ちの状態となり、陽極円筒３から外部へ良好に放熱できないという問題もあった。即ち、一般に、マグネトロンでは、対向するポールピース７ａ，７ｂ間のギャップの寸法を厳守するため、図６のように、誤差要因となる陽極円筒３の長さを短めに設定してその一端のみを接合し、上部構造体１２側の他端をフリーにする設計が行われる。そして、組立では、入力側構造体１０に対する上部構造体１２の間隔Ｌａを規定値に正確に一致させながら、この上部構造体１２を円筒状側面６に接合することで、ポールピース７ａ，７ｂ間のギャップを所定の寸法に合わせている。このような理由から、陽極円筒３は入力側構造体１０に片持ち状態となり、上部構造体１２側がフリーとなる結果、陽極円筒３からの放熱が促進されず、冷却効率を上げることができなかった。

【0011】

なお、上記特許文献２等に示された図では、陽極円筒が上下のポールピースに接触しているが、ポールピース間のギャップを精密に設定する場合は、上述したように、陽極円筒の他端をフリーにする必要がある。

【0012】

また、陽極部分の熱抵抗を減らし、冷却を促進するために、ベーン２や陽極円筒３等の陽極構成部品の断面積を広げることも考えられるが、この場合は、高周波特性に影響を与えることから、限界がある。例えば、陽極円筒３を厚くした場合、スロット４による外部空胴６０との結合が適正な結合度とならない問題が生じる。そのため、マグネトロンで得られる最大の発振出力が、上記陽極部分の放熱限度によって制限される。

【0013】

更に、上記のような事情から可能な限りの放熱を得るため、図６に示されるように、入力側構造体１０側の陽極円筒３の付け根に冷却用通路１１を設け、冷却液を流すことで冷却することが提案されているが、この冷却でも限度がある。

【0014】

本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、陽極部分からの放熱を促進し、また全体の冷却効率を向上させ、最大発振出力を高めることができる同軸型マグネトロン及びその組立方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0015】

上記目的を達成するために、請求項１に係る発明の同軸型マグネトロンは、陰極の外周に、ベーンと共に陽極共振空胴を形成する陽極円筒体と、この陽極円筒体の外周に、上記陽極共振空胴と同軸となる外部空胴を形成する円筒状側面体とを備え、上記円筒状側面体の両端に、それぞれ蓋状構造体が接合され、この両端の蓋状構造体のいずれか一方に入力部が配置され、かつこの両端の蓋状構造体のいずれか一方に上記陽極円筒体の一端がロウ付けにて接合される同軸型マグネトロンにおいて、上記陽極円筒体が接合されていない他方の蓋状構造体の内面側に、上記両端の蓋状構造体の間隔を調整するための溝又は段差を設け、この他方の蓋状構造体の溝又は段差に、上記陽極円筒体の他端をロウ付けにて接合することを特徴とする。
請求項２に係る発明は、陰極の外周に、ベーンと共に陽極共振空胴を形成する陽極円筒体と、この陽極円筒体の外周に、上記陽極共振空胴と同軸となる外部空胴を形成する円筒状側面体とを備え、上記円筒状側面体の両端に、それぞれ蓋状構造体が接合され、この両端の蓋状構造体のいずれか一方に入力部が配置され、かつこの両端の蓋状構造体のいずれか一方に上記陽極円筒体の一端がロウ付けにて接合される同軸型マグネトロンにおいて、上記陽極円筒体が接合されていない他方の蓋状構造体に、上記両端の蓋状構造体の間隔を調整するための間隙を設け、この他方の蓋状構造体の間隙に、上記陽極円筒体の他端をロウ付けにて接合することを特徴とする。
請求項３に係る発明は、上記入力部が配置された蓋状構造体の上記陽極円筒体に近接する位置に、冷却用液体を通過させる通路を設けると共に、上記入力部が配置されない蓋状構造体の上記陽極円筒体に近接する位置にも、冷却用液体を通過させる通路を設けたことを特徴とする。
請求項４に係る発明の同軸型マグネトロンの組立方法は、陰極の外周に、ベーンと共に陽極共振空胴を形成する陽極円筒体と、この陽極円筒体の外周に、上記陽極共振空胴と同軸となる外部空胴を形成する円筒状側面体とを備え、上記円筒状側面体の両端に、それぞれ蓋状構造体が接合され、この両端の蓋状構造体のいずれか一方に入力部が配置され、かつこの両端の蓋状構造体のいずれか一方に上記陽極円筒体の一端がロウ付けにて接合される同軸型マグネトロンであって、上記陽極円筒体が接合されていない他方の蓋状構造体の内面側に、上記両端の蓋状構造体の間隔を調整するための溝又は段差を設け、この他方の蓋状構造体の溝又は段差に、上記陽極円筒体の他端をロウ付けにて接合する同軸型マグネトロンの組立方法において、上記両端の蓋状構造体の中心側部材を外周側部材から分離し、この両端の蓋状構造体の外周側部材を上記円筒状側面体に接合した後、上記両端の蓋状構造体の中心側部材をそれぞれの外周側部材に接合することを特徴とする。
請求項５に係る発明の同軸型マグネトロンの組立方法は、陰極の外周に、ベーンと共に陽極共振空胴を形成する陽極円筒体と、この陽極円筒体の外周に、上記陽極共振空胴と同軸となる外部空胴を形成する円筒状側面体とを備え、上記円筒状側面体の両端に、それぞれ蓋状構造体が接合され、この両端の蓋状構造体のいずれか一方に入力部が配置され、かつこの両端の蓋状構造体のいずれか一方に上記陽極円筒体の一端がロウ付けにて接合される同軸型マグネトロンであって、上記陽極円筒体が接合されていない他方の蓋状構造体に、上記両端の蓋状構造体の間隔を調整するための間隙を設け、この他方の蓋状構造体の間隙に、上記陽極円筒体の他端をロウ付けにて接合する同軸型マグネトロンの組立方法において、上記両端の蓋状構造体の中心側部材を外周側部材から分離し、この両端の蓋状構造体の外周側部材を上記円筒状側面体に接合した後、上記両端の蓋状構造体の中心側部材をそれぞれの外周側部材に接合することを特徴とする同軸型マグネトロンの組立方法。

【0016】

上記請求項１の構成によれば、例えば両端の蓋状構造体が入力部を有する入力側（基部側）構造体と上方（先端側）に配置される上部構造体であるとすると、この上部構造体の内側に設けられた溝又は段差に、陽極円筒体の他端を配置した状態、即ち陽極円筒体の他端（端面）が溝又は段差に対し隙間を持った状態となり、この状態で入力側構造体と上部構造体の間隔を精密に調整することができる。この結果、マグネトロンの特性が所望の値に設定される。そして、２つの蓋状構造体の外周側が円筒状側面体に接合され、かつ上部構造体の溝又は段差が陽極円筒体にロウ付けにて接合されることで、マグネトロンが組み立てられる。このとき、陽極円筒体は、その側面が上部構造体の溝又は段差の側面に接合される。
請求項２の構成の場合も、上部構造体に設けられた間隙に、陽極円筒体の他端を配置することで、入力側構造体と上部構造体の間隔を精密に調整でき、陽極円筒体の側面が上部構造体の間隙の側面にロウ付けにて接合される。上記の溝若しくは段差又は間隙は、側面とこれに接する空間からなる側面空間部ということができ、上部構造体に設けた側面空間部の側面に、陽極円筒の側面を接合することになる。

【0017】

請求項３の構成によれば、冷却用通路が入力側構造体と上部構造体の双方に、例えば陽極円筒体の周に沿って近接して設けられ、これらによって、陽極部分の冷却が効率良く行われる。
請求項４，５の組立方法によれば、陰極を配置する前に、例えばロウ付け等で、入力側構造体と上部構造体の外周側部材に陽極円筒等と共に円筒状側面体を接合し、その後、陰極を取り付けた入力側構造体の中心側部材を、陰極のベーンに対する同心位置を確保しながら、入力側構造体の外周側部材に接合する。この接合は、陰極に与える温度の影響が小さい（昇温の小さい）接合方法であるアーク溶接等で行われ、その後に、上部構造体の中心側部材についても、アーク溶接等でその外周側部材に接合することになる。

【発明の効果】

【0018】

本発明の同軸型マグネトロンによれば、陽極共振空胴の外側にチューニングのための外部空胴を設ける構成であっても、両端の蓋状構造体の間隔を精密に設定した上で、陽極円筒体の両端（上下双方）から放熱を行うことにより、陽極部分からの放熱を促進し、最大発振出力を高めることが可能となる。

【0019】

請求項３の発明によれば、一方の蓋状構造体（入力側構造体）側だけでなく他方の蓋状構造体（上部構造体）の冷却用通路により、陽極部分の冷却を促進しながら全体の冷却効率を向上させることができる。
請求項４，５の発明によれば、陰極のベーンに対する同心位置を良好に確保できると共に、接合時の熱による陰極の劣化を防止した良好な組み立てが可能になるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本発明の第１実施例に係る同軸型マグネトロンの構成を示す側面断面図である。

【図2】第２実施例の同軸型マグネトロンの構成を示す側面断面図である。

【図3】第３実施例の同軸型マグネトロンの構成を示す側面断面図である。

【図4】第４実施例の同軸型マグネトロンの構成を示す側面断面図である。

【図5】第５実施例の同軸型マグネトロンの構成を示す側面断面図である。

【図6】従来の同軸型マグネトロンの構成を示す側面断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

図１には、第１実施例の同軸型マグネトロンの構成が示されており、このマグネトロンは、図６と同様に、中心に陰極（カソード）１が配置され、その周囲に、陽極（アノード）として、放射状のベーン２及びこのベーン２を接合した陽極円筒３が設けられることで、陽極共振空胴５０が形成される。上記陽極円筒３には、高周波結合のためのスロット４が設けられ、この陽極円筒３と円筒状側面（体）６との間に、陽極共振空胴５０と同軸となる外部空胴６０が形成される。上記陰極１の上下には、ポールピース７ａ，７ｂが配置され、上記外部空胴６０内に、チューニングピストン８が取り付けられ、入力部９に接合される入力側（基部）構造体（蓋状構造体）１４には、冷却用通路１１が設けられる。

【0022】

そして、実施例では、上部構造体（蓋状構造体）１６の内面に、上記陽極円筒３を挿入するための円環状の溝１７が陽極円筒３の円周に沿って設けられ、この溝１７は、図１に示されるように、陽極円筒３を入れて組み立てたとき、その上部端面が溝底部に接触しないギャップＧを持つ深さに形成される。

【0023】

即ち、同軸型マグネトロンでは、外部空胴６０が入力側構造体１４と上部構造体１６により囲まれるため、入力側構造体１４と上部構造体１６との間隔（距離）Ｌａが変ると、外部空胴６０の共振周波数がずれるという不都合があり、また２つのポールピース７ａ，７ｂ間の間隔Ｌｂが変わると、カソードの耐電圧が低下したり、磁束密度分布が変ってしまったりすることから、上記間隔Ｌａ及びＬｂを正確に設定することが重要となる。

【0024】

上記の溝１７は、マグネトロンの組立時に、その内部に陽極円筒３を円筒軸方向に移動させ、陽極円筒３の上部端面が入力側構造体１４（溝底面）に接触しないようにすることで、入力側構造体１４と上部構造体１６の間隔Ｌａを良好に調整し、入力側構造体１４と上部構造体１６との間隔Ｌａ及びポールピース７ａと７ｂの間隔Ｌｂを精密に保つことができる。

【0025】

そして、第１実施例のマグネトロンは、陰極１及び入力部９を取り付けた入力側（基部）構造体１４に、陽極円筒３と円筒状側面６を介して上部構造体１６を接合して組み立てることとなり、これらの接合は、例えば高温の炉を用いたロウ付けで行われる。即ち、陽極円筒３と溝１７の接合は、それらの間や近傍にロウ材を置き、高温にすることで行われ、図の接合部１００に示されるように、主に陽極円筒３の内外の側面が溝１７内の両側面に接合される構造となり、このロウ付けでは、熱抵抗の小さい接合が可能となる。このような接合により、マグネトロン（管球）の内部は真空に保たれるように封止される。

【0026】

上記の第１実施例の構成によれば、従来では接合ができなかった陽極円筒３と上部構造体１６との接合（熱抵抗の小さい接合）が可能となり、陽極円筒３から上部構造体１６への放熱（両端の蓋状構造体への放熱）ができ、冷却効率が向上するという効果がある。

【0027】

図２には、第２実施例の同軸型マグネトロンの構成が示されており、この第２実施例は、両端の蓋状構造体の間隔を調整するための段差を設けたものである。図２に示されるように、上部構造体１６には、円周状に段差１８が形成され、この段差１８の側面に近接して陽極円筒３（の内側面）が配置される。この第２実施例の場合も、陽極円筒３と段差１８の間にロウ材を置いて炉内に入れ、高温にすることで、接合部１００に示されるように、陽極円筒３の内側面が段差１８の側面にロウ付け、接合される。このような第２実施例によっても、陽極円筒３から入力側構造体１４と上部構造体１６の双方を介して放熱が行われ、冷却効率が高まるという効果がある。

【0028】

図３には、第３実施例の同軸型マグネトロンの構成が示されており、この第３実施例は、両端の蓋状構造体の双方に冷却用通路を設けたものである。図３に示されるように、入力側構造体１４の陽極円筒３に近接した位置（付け根位置）に、この陽極円筒３の円周に沿って冷却用通路１１を設けると共に、上部構造体１６にも、陽極円筒３に近接した位置に、この陽極円筒３の円周に沿って冷却用通路２０を設けている。

【0029】

このような第３実施例によれば、上下の冷却用通路１１，２０に冷却用液体を流すことで、陽極部（ベーン２及び陽極円筒３）或いはポールピース７ａ，７ｂからの熱を冷却することができ、陽極部分を含めた全体の冷却効率が向上することになる。即ち、従来では、上部構造体１６が陽極円筒３に接合されていないため、上部構造体１６に冷却用通路を設けたとしても、有効な冷却が行えなかったが、実施例では、上部構造体１６に陽極円筒３が接合され、ベーン２や陽極円筒３で発生した熱を上部構造体１６から冷却用通路２０の冷却液に良好に伝達することができ、この有効な熱伝導によって、ベーン２、陽極円筒３の温度を効率良く低減することが可能となる。

【0030】

上記実施例では、冷却用通路１１，２０を陽極円筒３の円周に沿って設けたが、これに限らず、この上下の冷却用通路は、陽極円筒３の近くで、直線状或いは部分的に設けてもよい。

【0031】

図４には、第４実施例の同軸型マグネトロンの構成が示されており、この第４実施例は、両端の蓋状構造体の中心側部材をその外周側部材から分離・分割したものである。図４に示されるように、実施例では、入力側構造体１４の中心側部材であるポールピース（部）２２ａを陰極１及び入力部９と共に、外周側部材１４ｃから分離し、また上部構造体１６の中心側部材であるポールピース２２ｂを外周側部材１６ｃから分離する。

【0032】

まず、この実施例では、冷却用通路１１を有する入力側構造体１４の外周側部材１４ｃと冷却用通路２０を有する入力側構造体１６の外周側部材１６ｃを、陽極円筒３と円筒状側面６に対し、蓋をするように組み立ててロウ付けにより接合し、同時に上述のように陽極円筒３の上部も溝１７に対しロウ付けにより接合する（接合部１００）。その後、陰極１及び入力部９を取り付けたポーピース２２ａを陽極円筒３及びベーン２の内部に挿入配置し、上部構造体１６のポールピース２２ｂが取り付けられていない中心部開口から陰極１のベーン２に対する同心位置を確認しながら、このポールピース２２ａを外周側部材１４ｃに接合する。この接合は、ロウ付けではなく、陰極に与える温度の影響が小さい（昇温の小さい）接合方法であるアーク溶接等で行う。最後に、上部構造体１６のポールピース２２ｂを、同様にアーク溶接等で外周側部材１６ｃに接合することで、内部真空で封止されたマグネトロンが組み立てられる。なお、上記アーク溶接は、ポールピース２２ａ及び外周側部材１４ｃの外側表面部を局部加熱し、ポールピース２２ｂ及び外周側部材１６ｃの外側表面部を局部加熱することによる溶接・接合となる。

【0033】

このような第４実施例によれば、２つの蓋状構造体の中心側部材であるポールピース２２ａ，２２ｂを外周側部材１４ｃ，１６ｃから分離し、これらを後から組み付けることにより、陰極１のベーン２に対する同心位置の確認が可能になる。また、先に、円筒状側面６及び陽極円筒３に対し冷却通路１１，２０を含む外周側部材１４ｃ，１６ｃをロウ付け等、昇温の大きい接合方法で接合し、陰極１を配置した後に、アーク溶接等、昇温の小さい接合方法で接合が可能となるので、この陰極１の劣化を有効に防止することができる。

【0034】

図５には、第５実施例の同軸型マグネトロンの構成が示されており、この第５実施例は、両端の蓋状構造体の間隔を調整するための間隙を設けたものである。図５に示されるように、実施例では、上部構造体１６のポールピース２４と外側部２５との間に、陽極円筒３を挿入できる間隙２６が設けられる。この間隙２６によっても、陽極円筒３を円筒軸方向に移動させることで、入力側構造体１４と上部構造体１６の間隔Ｌａを良好に調整し、この間隔Ｌａ及びポールピース７ａとポールピース２４の間隔Ｌｂを精密に保つことができ、また接合部１００に示されるように、陽極円筒３の内外の側面と間隙２６の両側面（２４ｃ及び２５ｃ）との間をロウ付けすることで、陽極円筒３が上部構造体１６へ接合される。このような構造によっても、陽極円筒３から上部構造体１６への放熱が促進され、冷却効率が高まる。

【0035】

なお、この第５実施例においても、第４実施例のように、入力側構造体１４の中心側部材としてのポールピース２２ａ（例えば鎖線で示す部分）を外周側部材から分離し、また上部構造体１６の中心側部材としてのポールピース２２ｂを外周側部材から分離するようにしてもよい。

【0036】

上記各実施例の入力側構造体１４及び上部構造体１６は、円筒状の陽極の蓋であり、陽極円筒３に沿った円形とされるため、旋盤による加工時に陽極円筒３等と同時に加工でき、各部品加工における作業効率が高いという利点もある。

【0037】

また、各実施例では、上部構造体１６側に溝１７若しくは段差１８又は間隙２６を設けたが、両端の蓋状構造体に対する陽極円筒３の接合状態を逆にし、入力側構造体１４側に溝１７若しくは段差１８又は間隙２６を設ける構造としてもよい。

【0038】

本発明の同軸型マグネトロンによれば、冷却効率が向上することにより、高出力発生時のベーン２を主とする陽極部品のオーバーヒートによる変形や溶解を防ぐことができ、従来では得られなかった大きなマイクロ波出力を得ることができる。レーダ、Ｌｉｎａｃを始めとするマイクロ波を利用するアプリケーションや装置としては、高い出力により大きな効果が得られる場合が多く、高冷却、高出力の目的でマグネトロンを大きく設計することが不要となり、産業上に利する効果は大きい。また、高い周波数の同軸型マグネトロンは、空胴共振器のサイズが波長に対応して小さくなるが、その場合に、陽極部品が小型化し、熱容量の減少や熱抵抗の増加が起こり、熱的にはより不利な状況となる。しかし、本発明によれば、効率の良い冷却効果が得られることから、高い周波数の同軸型マグネトロンにも、高出力の設計が行えるという利点がある。

【産業上の利用可能性】

【0039】

レーダ、Ｌｉｎａｃ等、マイクロ波を利用するアプリケーションや装置に適用でき、また高周波数、高出力の同軸型マグネトロンに適用できる。

【符号の説明】

【0040】

１…陰極（カソード）、 ２…ベーン、
３…陽極（アノード）円筒、 ４…スロット、
６…円筒状側面（体）、
７ａ，７ｂ，２２ａ，２２ｂ，２４…ポールピース、
８…チューニングピストン、 ９…入力部、
１１，２０…冷却用通路、 １０，１４…入力側構造体（蓋状構造体）、
１２，１６…上部構造体（蓋状構造体）、
１４ｃ，１６ｃ…外周側部材、 １７…溝、
１８…段差、 ２５…外側部、
２６…間隙、 ５０…陽極共振空胴、
６０…外部空胴、 １００…接合部。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】