JP2005093330A

JP2005093330A - マグネトロン陰極構体

Info

Publication number: JP2005093330A
Application number: JP2003327880A
Authority: JP
Inventors: Yoshisuke Saito; 悦扶斉藤; Takeshi Ishii; 健石井; Masakuni Yoshihara; 正訓吉原; Hideki Oguri; 英樹大栗; Toshiyuki Tsukada; 敏行塚田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-09-19
Filing date: 2003-09-19
Publication date: 2005-04-07
Also published as: US6989634B2; EP1517351A2; DE60326234D1; KR20050029096A; EP1517351A3; US20050062427A1; CN1599012A; EP1517351B1

Abstract

【課題】ステム絶縁体に挿通させた外部端子の回り止めを、製造コストの増大等を伴わずに実現できるマグネトロン陰極構体を得る。
【解決手段】外部端子５３，５４の基端軸部５３ａ，５４ａの先端は、外周面の少なくとも一カ所に平坦面６１を有した非円形断面構造にし、この外部端子５３，５４の先端が嵌合する封着用金属板５７，５８の端子嵌合孔５７ａ，５８ａには、前記平坦面６１に係合して外部端子５３，５４の回り止めを果たす直線状の係止縁６３を設けた。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子レンジなどのマイクロ波加熱機器に用いられるマグネトロンの陰極構体に関するものである。

マイクロ波加熱機器に用いられるマグネトロンは、通常、図６に示すように、中心部には真空管部１があり、この真空管部１の外周に配設された複数枚の放熱用フィン２と、真空管部１と同軸に配設された一対の環状磁石３と、この環状磁石３を磁気的に継ぐ一対の枠状継鉄４と、フィルタ回路部５とで構成されている。

また、真空管部１は、円筒状の陽極筒体６と、陽極筒体６の中心軸上に配置された陰極構体７と、陽極筒体６の中心軸に対して放射状に陽極筒体６の内周面に配置された複数枚の板状ベイン８と、これらを１枚おきに電気的に接続するための複数個の均圧環９，１０と、一端がいずれか１枚の板状ベイン８に接続されたマイクロ波放出用アンテナ１１とを具備した構成となっている。

陰極構体７は、図７にも示すように、陽極筒体６の一方の開口端縁に陽極筒体６と同軸心に接合されて真空容器の一部を構成する金属管１５と、陽極筒体６の中心軸部分に配置されたコイル状の陰極１７と、先端部に接合されたエンドハット１９，２０を介して陰極１７を支持する一対の陰極端子導出用リード線２３，２４と、金属管１５の開口端縁に気密接合されると共に金属管１５の管軸方向に沿って貫通した一対の貫通孔２９ａ，２９ｂを有したステム絶縁体２９と、基端軸部３１ａ，３２ａが一対の貫通孔２９ａ，２９ｂに挿通される一対の外部端子３１，３２と、ステム絶縁体２９の陰極１７側の端面に接合される一対の封着用金属板３５，３６とを備えている。
なお、外部端子３１，３２の先端部３１ｂ，３２ｂは、フィルタ回路部５が接続し易いように湾曲させたフック形になっている。

上記の各部品の内、陰極１７はトリウム・タングステン製、エンドハット１９，２０及び陰極端子導出用リード線２３，２４はモリブデン製、ステム絶縁体２９はセラミック製、外部端子３１，３２及び封着用金属板３５，３６は鋼板等の一般的な導電金属製である。

各封着用金属板３５，３６は、図８及び図９に示すように、ステム絶縁体２９から金属管１５側に突出する外部端子３１，３２の基端軸部３１ａ，３２ａの先端が嵌合する端子嵌合孔３５ａ，３６ａと、陰極端子導出用リード線２３，２４の先端が嵌合するリード嵌合孔３５ｂ，３６ｂとを備えている。
各基端軸部３１ａ，３２ａ及び陰極端子導出用リード線２３，２４は、それぞれ、対応する端子嵌合孔３５ａ，３６ａ又はリード嵌合孔３５ｂ，３６ｂに嵌合させた状態で封着用金属板３５，３６にロウ付けして、対応する外部端子と陰極端子導出用リード線との電気接続が果たされる。
また、封着用金属板３５，３６は、ステム絶縁体２９の端面に形成したメタライズ層にロウ付けされることで、ステム絶縁体２９の端面に固定されて、ステム絶縁体２９の陰極１７側の端面の気密封止を行っている。

外部端子３１，３２に、ステム絶縁体２９に挿通する基端軸部３１ａ，３２ａを設けたのは、高価なモリブデン製の陰極端子導出用リード線２３，２４の長さを最小限に抑えて、コストの低減を図るためである。

上記の陰極構体７において、陰極端子導出用リード線２３，２４及び外部端子３１，３２の封着用金属板３５，３６へのロウ付けは、次の手順で行う。
まず、図７に示す位置を保持するようなロウ付け受け治具（図示せず）に陰極端子導出用リード線２３，２４と封着用金属板３５，３６と金属管１５及びステム絶縁体２９をセットし、次いで、外部端子３１，３２をステム絶縁体２９の一対の貫通孔２９ａ，２９ｂ、更に、封着用金属板３５，３６の端子嵌合孔３５ａ，３６ａに挿通させる。この状態で、ロウ付けを実施する。そのとき、陰極端子導出用リード線２３，２４と外部端子３１，３２及び封着用金属板３５，３６の状態は、図８に示すようになる。

ところが、上記の陰極構体７では、外部端子３１，３２の基端軸部３１ａ，３２ａが丸棒状で、端子嵌合孔３５ａ，３６ａも丸孔のため、ロウ付け時に外部端子３１，３２が回転して、先端部３１ｂ，３２ｂの向きがずれてしまう虞があった。そこで、従来では、図１０に示すように、組み立て処理時にステム絶縁体２９に被せる治具３９の頂部に一対の膨出部３９ａ，３９ｂを追加装備し、これらの膨出部３９ａ，３９ｂによって形成される溝３９ｃに外部端子３１，３２の先端部３１ｂ，３２ｂを嵌合させて、先端部３１ｂ，３２ｂの回り止めを行うことで、外部端子３１，３２の向きを一定方向に維持することが行われている。

しかし、上記のように、ステム絶縁体２９の外側に被せる治具３９で外部端子３１，３２の回り止めを行うようにすると、膨出部３９ａ，３９ｂの装備のために治具３９の容積が増大し、ロウ付け処理時に治具３９によって吸収される炉内の熱量が増大してしまう。その結果、ロウ付けをしなければならない各部品への伝熱不足によって、ロウ付け部の接合不良等を発生する虞があった。
治具３９による吸熱の分を補うように、ロウ付け処理時の炉内温度を上昇させることも考えられるが、このようにすると、電気エネルギー消費が増大し、製造コストの増大を招く。

このような背景から、図１２及び図１３に示すように、ステム絶縁体２９を挿通する外部端子３１，３２の先端部を、ステム絶縁体２９の半径方向に延びる径方向延長部３１ｃ，３２ｃと、この径方向延長部３１ｃ，３２ｃの先端部からステム絶縁体２９の軸方向に延出した軸方向延長部３１ｄ，３２ｄとを備えた構成とし、更に、ステム絶縁体２９の外部側端面には径方向延長部３１ｃ，３２ｃを収容・保持する溝部２９ｃ，２９ｄを各貫通孔２９ａ，２９ｂに連通して設けたものが提案された（例えば、特許文献１参照）。

特公平６−７３２７５号公報

なお、図１２及び図１３に示す構造において、ステム絶縁体２９及び外部端子３１，３２以外の構成部品は、図６及び図７に示した陰極構体７と共通でよく、共通の部品には、同番号を付して説明を省略する。

図１２及び図１３に示した構成の陰極構体では、ステム絶縁体２９の貫通孔２９ａ，２９ｂに挿通された外部端子３１，３２は、径方向延長部３１ｃ，３２ｃを溝部２９ｃ，２９ｄに嵌合することで、回り止めされる。
従って、外部端子３１，３２や陰極端子導出用リード線２３，２４を封着用金属板３５，３６にロウ付けする際に使用する治具には、外部端子３１，３２の回り止め用の膨出部等を追加する必要がなく、治具は必要最小限の容積に形成することができ、治具の容積の増大に起因した上記の問題を解消することができる。

ところが、ステム絶縁体２９は、通常、セラミックス製で、所定の成形型による加圧成形後に焼成して形成する。一般的に、このような方法では寸法精度が悪く、従って、上記の溝部２９ｃ，２９ｄは外部端子３１，３２との隙間を大きくする必要がある。そのために、外部端子３１，３２の回り止めの精度が悪くなるという問題が生じる。

本発明の目的は上記課題を解消することに係り、製造コストの増大を招く治具やステム絶縁体の改造を伴わずに、ステム絶縁体に挿通させた外部端子の回り止めを実現することができ、外部端子のロウ付け作業性を向上させると同時に、製造コストの低減を図ることのできるマグネトロン陰極構体を提供することにある。

上記目的は下記構成により達成される。
（１）外部端子の先端が嵌合する端子嵌合孔と、陰極端子導出用リード線の先端が嵌合するリード嵌合孔とを備えて、前記外部端子と前記陰極端子導出用リード線とを電気接続する封着用金属板がステム絶縁体に接合されるマグネトロン陰極構体であって、
前記外部端子は、外周面の少なくとも一カ所に平坦面を有した非円形断面構造にし、且つ、前記端子嵌合孔には前記平坦面に係合して前記外部端子の回り止めを果たす係止縁を設けたことを特徴とするマグネトロン陰極構体。

（２）上記（１）において、前記端子嵌合孔の係止縁に接触する前記外部端子の平坦面を、端子嵌合孔への嵌合が深まるに従って接触が強まる傾斜面にしたことを特徴とするマグネトロン陰極構体。

上記（１）に記載のマグネトロン陰極構体では、外部端子は先端を封着用金属板の端子嵌合孔に嵌合させると、先端に設けた平坦面が、端子嵌合孔の係止縁に係止されて、端子嵌合孔との嵌合だけで、周り止めが達成される。
従って、製造コストの増大を招く治具やステム絶縁体の改造を伴わずに、ステム絶縁体に挿通させた外部端子の回り止めを実現することができ、外部端子のロウ付け作業性を向上させると同時に、製造コストの低減を図ることができる。

上記（２）に記載のマグネトロン陰極構体では、外部端子に設けた平坦面を端子嵌合孔の貫通方向に沿う単純な垂直面とした場合とは異なり、端子嵌合孔への嵌合が深まるに従って接触が強まるため、嵌合の位置決め精度が向上し、ガタ付きの生じない強固な嵌合を得られ、ロウ付けによる接合強度の向上や、気密封止性能の向上を図ることができる。

以下、本発明に係るマグネトロン陰極構体の好適な実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明に係るマグネトロン陰極構体の一実施の形態を示したものである。

この一実施の形態のマグネトロン陰極構体５１は、電子レンジなどのマイクロ波加熱機器に用いられるマグネトロン用で、陽極筒体の一方の開口端縁に陽極筒体と同軸心に接合されて真空容器の一部を構成する金属管１５と、陽極筒体の中心軸部分に配置されたコイル状の陰極１７と、先端部に接合されたエンドハット１９，２０を介して陰極１７を支持する一対の陰極端子導出用リード線２３，２４と、金属管１５の開口端縁に気密接合されると共に金属管１５の管軸方向に沿って貫通した一対の貫通孔２９ａ，２９ｂを有したステム絶縁体２９と、基端軸部５３ａ，５４ａが貫通孔２９ａ，２９ｂに挿通される一対の外部端子５３，５４と、ステム絶縁体２９の陰極１７側の端面に接合される一対の封着用金属板５７，５８とを備えている。
なお、外部端子５３，５４の先端部５３ｂ，５４ｂは、図３にも示すように、フィルタ回路部が接続し易いように湾曲させたフック形になっている。

上記の各部品の内、陰極１７はトリウム・タングステン製、エンドハット１９，２０及び陰極端子導出用リード線２３，２４はモリブデン製、ステム絶縁体２９はセラミック製、外部端子５３，５４及び封着用金属板５７，５８は鋼板等の一般的な導電金属製である。
本実施の形態のマグネトロン陰極構体５１において、外部端子５３，５４及び封着用金属板５７，５８以外の構成部品は、図７に示した陰極構体７の構成部品と共通である。

各封着用金属板５７，５８は、図２及び図３に示すように、ステム絶縁体２９から金属管１５側に突出する外部端子５３，５４の基端軸部５３ａ，５４ａの先端が嵌合する端子嵌合孔５７ａ，５８ａと、陰極端子導出用リード線２３，２４の先端が嵌合するリード嵌合孔５７ｂ，５８ｂとを備えている。
各基端軸部５３ａ，５４ａ及び陰極端子導出用リード線２３，２４は、それぞれ、対応する端子嵌合孔５７ａ，５８ａ又はリード嵌合孔５７ｂ，５８ｂに嵌合させた状態で封着用金属板５７，５８にロウ付けすることで、対応する外部端子と陰極端子導出用リード線との電気接続が果たされる。
また、封着用金属板５７，５８は、ステム絶縁体２９の端面に形成したメタライズ層にロウ付けされることで、ステム絶縁体２９の端面に固定されて、ステム絶縁体２９の陰極１７側の端面の気密封止を行っている。

外部端子５３，５４に、ステム絶縁体２９に挿通する基端軸部５３ａ，５４ａを設けたのは、高価なモリブデン製の陰極端子導出用リード線２３，２４の長さを最小限に抑えて、コストの低減を図るためである。

本実施の形態の場合、端子嵌合孔５７ａ，５８ａに嵌合する基端軸部５３ａ，５４ａは丸棒状であるが、この基端軸部５３ａ，５４ａの先端は、図４にも示すように、外周面の一対の対向部を平坦面６１に形成することで、非円形断面構造になっている。一対の平坦面６１は、加工性に優れるプレス成形等を利用すると良い。

また、封着用金属板５７，５８の端子嵌合孔５７ａ，５８ａには、平坦面６１に係合して外部端子５３，５４の回り止めを果たす直線状の係止縁６３を設けている。
本実施の形態の場合は、各外部端子５３，５４の先端に装備した一対の平坦面６１に対応して、各端子嵌合孔５７ａ，５８ａは一対の直線状の係止縁６３を対向配置しており、その結果、端子嵌合孔５７ａ，５８ａは長方形の開口形状を呈している。

上記の陰極構体５１において、陰極端子導出用リード線２３，２４及び外部端子５３，５４の封着用金属板５７，５８のロウ付けは、次の手順で行う。
まず、図１に示す位置を保持するようなロウ付け受け治具（図示せず）に陰極端子導出用リード線２３，２４と封着用金属板５７，５８と金属管１５及びステム絶縁体２９をセットし、次いで、外部端子５３，５４をステム絶縁体２９の一対の貫通孔２９ａ，２９ｂ、更に、封着用金属板５７，５８の端子嵌合孔５７ａ，５８ａに挿通させる。この状態で、ロウ付けを実施する。そのとき、陰極端子導出用リード線２３，２４と外部端子５３，５４及び封着用金属板５７，５８の状態は、図２に示すようになる。

以上に説明したマグネトロン陰極構体５１では、ステム絶縁体２９に挿通させた外部端子５３，５４は、ステム絶縁体２９の陰極側端面から突出する基端軸部５３ａ，５４ａの先端を、封着用金属板５７，５８の端子嵌合孔５７ａ，５８ａに嵌合させると、基端軸部５３ａ，５４ａの先端に設けた平坦面６１が、端子嵌合孔５７ａ，５８ａの係止縁６３に係止して、端子嵌合孔５７ａ，５８ａとの嵌合だけで、周り止めが達成される。
従って、製造コストの増大を招く治具やステム絶縁体２９の改造を伴わずに、ステム絶縁体２９に挿通させた外部端子５３，５４の回り止めを実現することができ、外部端子５３，５４のロウ付け作業性を向上させると同時に、製造コストの低減を図ることができる。

なお、好ましくは、図５に示すように、端子嵌合孔５７ａ，５８ａの係止縁６３に接触する外部端子５３，５４の平坦面６１を、端子嵌合孔５７ａ，５８ａへの嵌合が深まるに従って接触が強まる傾斜面６５を有した形態にすると良い。

このようにすると、外部端子５３，５４の基端軸部５３ａ，５４ａの先端に設けた平坦面６１を端子嵌合孔５７ａ，５８ａの貫通方向に沿う単純な垂直面とした図４の場合とは異なり、基端軸部５３ａ，５４ａの端子嵌合孔５７ａ，５８ａへの嵌合が深まるに従って接触が強まって、平坦面との間に隙間ｓが生じないため、嵌合の位置決め精度が向上し、ガタ付きの生じない強固な嵌合を得ることができて、ロウ付けによる接合強度の向上や、気密封止性能の向上を図ることができる。

なお、上記実施の形態では、外部端子５３，５４の基端軸部５３ａ，５４ａの先端には、対向する２位置に回り止め用の平坦面６１を形成したが、回り止め用の平坦面６１は少なくとも一カ所にあれば良く、回り止め用の平坦面６１の装備数は上記実施の形態に限らない。

本発明に係るマグネトロン陰極構体の一実施の形態の縦断面図である。図１に示したステム絶縁体の陰極側端面の各封着用金属板と外部端子との嵌合状態を示す斜視図である。図２に示した各封着用金属板と外部端子との嵌合部の構造を示す分解斜視図である。図１に示した封着用金属板と外部端子との嵌合部の拡大図である。本発明に係るマグネトロン陰極構体の他の実施の形態に使用される外部端子の先端形状を示す断面図である。従来のマグネトロンの構成を示す縦断面図である。図６に示したマグネトロンの陰極構体を天地逆向きにした拡大図である。図７に示したステム絶縁体周辺の斜視図である。図６に示した陰極端子導出用リード線と、外部端子と、封着用金属板との接続関係を示す分解斜視図である。図７に示したマグネトロン陰極構体のロウ付け処理時に使用する治具の斜視図である。図１０に示した治具によって外部端子を位置決めした状態の斜視図である。従来の改良されたマグネトロン陰極構体の縦断面図である。図１２に示したマグネトロン陰極構体の斜視図である。

符号の説明

１５金属管
１７陰極
１９，２０エンドハット
２３，２４陰極端子導出用リード線
２９ステム絶縁体
２９ａ，２９ｂ貫通孔
５３，５４外部端子
５３ａ，５４ａ基端軸部
５７，５８封着用金属板
５７ａ，５８ａ端子嵌合孔
５７ｂ，５８ｂリード嵌合孔
６１平坦面
６３直線状の係止縁
６５傾斜面

Claims

外部端子の先端が嵌合する端子嵌合孔と、陰極端子導出用リード線の先端が嵌合するリード嵌合孔とを備えて、前記外部端子と前記陰極端子導出用リード線とを電気接続する封着用金属板がステム絶縁体に接合されるマグネトロン陰極構体であって、
前記外部端子は、外周面の少なくとも一カ所に平坦面を有した非円形断面構造にし、且つ、前記端子嵌合孔には前記平坦面に係合して前記外部端子の回り止めを果たす係止縁を設けたことを特徴とするマグネトロン陰極構体。
前記端子嵌合孔の係止縁に接触する前記外部端子の平坦面を、端子嵌合孔への嵌合が深まるに従って接触が強まる傾斜面にしたことを特徴とする請求項１に記載のマグネトロン陰極構体。