JP2015191793A

JP2015191793A - マグネトロン及びその製造方法

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Publication number: JP2015191793A
Application number: JP2014068493A
Authority: JP
Inventors: 正寿東; Masatoshi Azuma
Original assignee: Toshiba Hokuto Electronics Corp
Current assignee: Toshiba Hokuto Electronics Corp
Priority date: 2014-03-28
Filing date: 2014-03-28
Publication date: 2015-11-02
Anticipated expiration: 2034-03-28
Also published as: JP6343471B2

Abstract

【課題】コストを抑えつつ良好な冷却性能を得ることのできるマグネトロン及びその製造方法を提供する。
【解決手段】陽極円筒１１の上端部４０の内側と金属封着体８との溶接部分と、冷却ジャケット３０の上端部６０と陽極円筒１１の上端部４０の外側との溶接部分とが、溶接方向が同じ構造でなるとともに、陽極円筒１１の下端部の内側と金属封着体７との溶接部分と、冷却ジャケット３０の下端部６１と陽極円筒１１の下端部の外側との溶接部分とが、溶接方向が同じ構造でなるようにした。これにより、良好な冷却性能が得られる冷却ジャケットを、材料コスト及び製造コストを抑えた溶接によって、陽極円筒１１に接合することができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、マグネトロン及びその製造方法に関するものであり、特に、マグネトロンの冷却構造及びその製造方法に係るものである。

従来、一般的なマグネトロンは、発振部の上下に磁石が設けられ、その周りをヨークが囲って磁気回路を形成している。さらに発振部の下方には入力部と、この入力部に接続されるフィルターが設けられ、さらにこれらを覆うようにシールドボックスが設けられている。

マグネトロンは、その動作時に、発振部の特に陽極が高温になる為、空冷又は液冷などによる強制冷却が必要である。そこで、図６（Ａ）に示すように、家庭用の電子レンジなどに搭載される比較的低出力のマグネトロンでは、空冷による冷却構造として空冷フィンからなるラジエータ１００が発振部１０１の陽極円筒１０２の外周に圧入されている。

一方で、工業用や業務用などのマグネトロンのように大出力のものだと、空冷での強制冷却では冷却性能が十分ではない為、液冷による強制冷却を行う場合が多い。また、例えば、クリーンルーム内で使用される用途のマグネトロンでは、空冷での強制冷却自体が問題となる為、液冷による強制冷却を行う場合が多い。

液冷の場合、その冷却構造には幾つかのタイプがあり、例えば図６（Ｂ）に示すように、冷却水が通る流通管路が内部に形成された冷却ブロック１１０を、陽極円筒１１１の外周に接触させるようにして組み込んだものがある。また、例えば図６（Ｃ）に示すように、冷却水が通る冷却パイプ１２０を、陽極円筒１２１の外周に巻き付けてロー付けで固定したものがある。さらに、例えば図６（Ｄ）に示すように、陽極円筒１３０の外周に冷却ジャケット１３１を形成して、この陽極円筒１３０と冷却ジャケット１３１との間に設けられる隙間に冷却水を通すようにしたものがある（例えば、特許文献１乃至３参照）。

特許第３０３９９５２号公報特開平０９−３０６３７０号公報特開２００８−５３１２９号公報

ところで、従来の液冷の冷却構造のうち、冷却ブロックを設けるタイプや、冷却パイプを巻き付けるタイプの場合、陽極円筒に冷却水が直接触れず、間に冷却ブロックや冷却パイプが介在する為、陽極円筒に冷却水が直接触れる冷却ジャケットを設けるタイプと比べて、冷却性能が落ちる。

ゆえに、冷却性能を考えれば、液冷の冷却構造としては、冷却ジャケットを設けるタイプを採用することが望ましい。

一方で、冷却ジャケットを設けるタイプの場合、陽極円筒と冷却ジャケットとの間に冷却水を通す為の隙間（すなわち流路）を設けつつ冷却水が漏洩しないようにこの流路を密閉（流路の入出口は除く）する必要がある。この為、従来の冷却ジャケットを設けるタイプでは、例えば、陽極円筒にベインをロー付けして陽極部を生成する工程で、同時に陽極円筒に冷却ジャケットをロー付けするようになっていた。

しかしながら、ロー付けの為のロー材は高価である為、このように陽極円筒に冷却ジャケットをロー付けすると、例えば、一般的な溶接を行う場合と比して材料コストが高くつく。また、このように陽極部の生成時に陽極円筒に冷却ジャケットを取り付けてしまうと、その後、発振部内を真空にする為の排気によって流路内に付着した酸化膜を取り除くときに、流路が既に入出口以外密閉されている為、酸化膜の除去に非常に手間がかかり、結果として、製造コストが高くついてしまう。

このように、従来の冷却ジャケットを設けるタイプの冷却構造では、冷却性能は高いものの、コストが高くつくという問題があった。

そこで、本発明は、上記課題を解決する為になされたものであり、コストを抑えつつ良好な冷却性能を得ることのできるマグネトロン及びその製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成する為に、本発明の実施の形態に係るマグネトロンは、中心軸に沿って延びる円筒状の陽極円筒と、前記陽極円筒の前記中心軸方向の一端部の内側と溶接される第１の金属封着体と、前記陽極円筒の前記中心軸方向の他端部の内側と溶接される第２の金属封着体と、前記陽極円筒の前記中心軸方向の両端部の外側と溶接され、当該陽極円筒の外周との間に当該陽極円筒を冷却する為の液体が通る流路を形成する冷却ジャケットとを具備し、前記陽極円筒の一端部の内側と前記第１の金属封着体との溶接部分と、前記冷却ジャケットの一端部と前記陽極円筒の一端部の外側との溶接部分とが、溶接方向が同じ構造でなるとともに、前記陽極円筒の他端部の内側と前記第２の金属封着体との溶接部分と、前記冷却ジャケットの他端部と前記陽極円筒の他端部の外側との溶接部分とが、溶接方向が同じ構造でなる、ことを特徴とする。

また、本発明の実施の形態に係るマグネトロンの製造方法は、中心軸に沿って延びる円筒状の陽極円筒の前記中心軸方向の一端部の内側と、第１の金属封着体とを溶接するとともに、前記陽極円筒の前記中心軸方向の他端部の内側と第２の金属封着体とを溶接する第１の溶接工程と、前記第１の溶接工程の後に、前記陽極円筒の前記中心軸方向の両端部の外側と、当該陽極円筒の外周との間に当該陽極円筒を冷却する為の液体が通る流路を形成する冷却ジャケットとを溶接する第２の溶接工程とを具備し、前記陽極円筒の一端部の内側と前記第１の金属封着体との溶接部分と、前記冷却ジャケットの一端部と前記陽極円筒の一端部の外側との溶接部分とが、溶接方向が同じ構造でなるとともに、前記陽極円筒の他端部の内側と前記第２の金属封着体との溶接部分と、前記冷却ジャケットの他端部と前記陽極円筒の他端部の外側との溶接部分とが、溶接方向が同じ構造でなり、前記第２の溶接工程では、前記第１の溶接工程で行う前記陽極円筒の一端部の内側と前記第１の金属封着体との溶接と同じ溶接方向で、前記冷却ジャケットの他端部と前記陽極円筒の他端部の外側との溶接を行うとともに、前記第１の溶接工程で行う前記陽極円筒の他端部の内側と前記第２の金属封着体との溶接と同じ溶接方向で、前記冷却ジャケットの他端部と前記陽極円筒の他端部の外側との溶接を行う、ことを特徴とする。

本発明の実施の形態によれば、陽極円筒と冷却ジャケットとの接合を、陽極円筒と第１及び第２の金属封着体との接合と同じ溶接にしたことで、ロー材を用いて接合する場合と比べて材料コストを抑えることができる。また、陽極円筒と冷却ジャケットとの接合がロー付けではない為、陽極部の生成時に、陽極円筒に冷却ジャケットを接合する必要がなく、排気後に、露出している陽極円筒の外周面に付着している酸化膜を取り除いてから陽極円筒に冷却ジャケットを接合すれば良いので、従来と比して酸化膜を取り除く工程を簡略化することができ、製造コストを抑えることができる。

さらに、陽極円筒の一端部分と第１の金属封着体との溶接部分が、陽極円筒の第１の突出部と冷却ジャケットとの溶接部分と、溶接方向が同じ構造でなり、前記陽極円筒の他端部分と前記第２の金属封着体との溶接部分が、前記陽極円筒の第２の突出部と前記冷却ジャケットとの溶接部分と、溶接方向が同じ構造でなる為、陽極円筒を第１及び第２の金属封着体に溶接するときと同じ溶接設備を用いて、同じ溶接方向から、陽極円筒に冷却ジャケットを溶接することができるので、一段と製造コストを抑えることができる。

かくして、コストを抑えつつ良好な冷却性能を得ることのできるマグネトロン及びその製造方法を提供できる。

本発明に係るマグネトロンの第１の実施の形態における全体の縦断面図である。本発明に係るマグネトロンの第１の実施の形態における陽極部と冷却ジャケットの部分断面図である。本発明に係るマグネトロンの第１の実施の形態における溶接部分の構造及び溶接方向を示す部分断面図である。本発明に係るマグネトロンの第２の実施の形態における陽極部と冷却ジャケットの部分断面図である。本発明に係るマグネトロンの第２の実施の形態における溶接部分の構造及び溶接方向を示す部分断面図である。従来のマグネトロンの冷却構造の例を示す側面図である。

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。尚、以下の実施の形態は、単なる例示であり、本発明はこれに限定されるものではない。

［第１の実施の形態］
まず、第１の実施の形態について説明する。図１は、本実施の形態のマグネトロン１の概略を示す縦断面図である。

マグネトロン１は、マグネトロン本体２と、フィルターボックス３とを有している。マグネトロン本体２は、マイクロ波を発振する発振部４と、発振部４に電力を供給する入力部５と、発振部４によって発振されたマイクロ波をマグネトロン本体２外に取り出す出力部６とで構成され、発振部４の管軸ｍ方向の一端側に入力部５が設けられ、他端側に出力部６が設けられている。発振部４と、入力部５及び出力部６は、管軸ｍ方向に延びる筒状の鉄でなる金属封着体７及び８によって、真空気密に接合されている。

尚、管軸ｍは、マグネトロン本体２の中心軸である。また、以下の説明では、マグネトロン本体２の管軸ｍ方向の一端側を下端側及び入力側と定義すると共に、他端側を上端側及び出力側と定義する。

発振部４は、陽極部９と陰極部１０とで構成され、陽極部９は、管軸ｍ方向に延びる円筒状の銅でなる陽極円筒１１と、この陽極円筒１１の内周面から管軸ｍに向かって突出する複数個のベイン１２とを有している。ベイン１２は、ロー付けにより陽極円筒１１に固定されている。この発振部４は、詳しくは後述するが、陽極円筒１１の上下両端部の内側と金属封着体７、８の最外周部とが気密に溶接されることで、入力部５及び出力部６と真空気密に接合されるようになっている。

陰極部１０は、フィラメント１３と、一対のエンドハット１４、１５と、陰極センターリード１６と、陰極サイドリード１７とを有している。フィラメント１３は、管軸ｍ上に配設されていて、エンドハット１４、１５は、フィラメント１３の上下両端部に設けられている。

陰極センターリード１６は、上端がエンドハット１４に固定され、当該エンドハット１４を介してフィラメント１３と接続されている。陰極サイドリード１７は、上端がエンドハット１５に固定され、当該エンドハット１５を介してフィラメント１３と接続されている。また、陰極センターリード１６と陰極サイドリード１７は、それぞれその下端が、マグネトロン本体２の下端側に位置する入力部５に向かって延びている。

ベイン１２は、その先端である遊端が、フィラメント１３との間に所定の間隔を保つように配設されている。ベイン１２の遊端とフィラメント１３との間に形成される環状空間が作用空間となっている。

陽極円筒１１の上端側と下端側には、内周側に、略漏斗状（略すり鉢状）の一対のポールピース１８、１９が、作用空間を管軸ｍ方向（すなわち上下方向）に挟んで対向して設けられている。ポールピース１８、１９は、詳しくは後述するが、陽極円筒１１の上下両端部の内側と、金属封着体７、８の最外周部との間で挟持されて、陽極円筒１１と金属封着体７、８との溶接によってこれらに固定されている。

陽極円筒１１の下端側に設けられている入力側のポールピース１９の下方には、フィラメント印加用電流及びマグネトロン駆動用高電圧を供給する為の入力部５が設けられている。入力部５は、フィルターボックス３に覆われていて、陰極センターリード１６及び陰極サイドリード１７を保持するセラミックステム２０を有している。

また、陽極円筒１１の上端側に設けられている出力側のポールピース１８の上方には、マイクロ波を伝送し放射する為のアンテナリード２１を有する出力部６が設けられている。

出力部６は、アンテナリード２１と、絶縁筒２２と、排気管２３とを有している。排気管２３は、絶縁筒２２の上端に接合されている。アンテナリード２１は、下端が複数のベイン１２のうちの１つに接続され、上端が管軸ｍに沿って上方へと延び、絶縁筒２２内を通り排気管２３に挟持され固定されている。

入力側のポールピース１９の下方と出力側のポールピース１８の上方には、金属封着体７、８の外側に、一対のフェライトでなる環状永久磁石２４、２５が、陽極円筒１１を管軸ｍ方向（すなわち上下方向）に挟んで対向して設けられている。

陽極円筒１１と、環状永久磁石２４、２５は、枠状ヨーク２６、２７により覆われている。環状永久磁石２４、２５は、ポールピース１８、１９と対向する面とポールピース１８、１９とが磁気的に結合されると共に、その反対側の面と枠状ヨーク２６、２７とが磁気的に結合されることにより形成された磁気回路によって、ベイン１２とフィラメント１３との間の作用空間に磁界を供給している。

さらに、図１にくわえて図２に示すように、マグネトロン１は、陽極円筒１１の外側に、陽極円筒１１の外周との間に冷却水が通る流路を形成する円筒状の冷却ジャケット３０が焼嵌されている。この冷却ジャケット３０は、銅でなり、詳しくは後述するが、その上下両端部の内側と、陽極円筒１１の上下両端部の外周から管軸ｍ方向と直交する水平方向（陽極円筒１１の径方向）に突出する円環状のビード３１、３２とが気密に溶接されることで、陽極円筒１１の外周との間に密閉された流路を形成するようになっている。

また、陽極円筒１１の外周には、上側のビード３１と下側のビード３２との間の中央にもう１本ビード３３が設けられていて、これにより、流路が上側の流路と下側の流路とに分けられている。さらに、中央のビード３３は、その一部が上下方向に切り欠かれていることにより、この切り欠き部分で、上側の流路と下側の流路とが繋がっている。

また、冷却ジャケット３０には、その上部に、上側の流路と繋がる管状の入口部３４が設けられているとともに、その下部に、下側の流路と繋がる管状の出口部３５が設けられている。

そして、実際、マグネトロン１の動作時、冷却ジャケット３０の入口部３４から、上側の流路、そして下側の流路へと冷却水が流れ、このとき陽極円筒１１の外周に直接冷却水が触れることで陽極円筒１１が冷却され、その後、温まった冷却水が、下側の流路から出口部３５へと流れて出口部３５から外に排出される。

このように、マグネトロン１は、冷却性能が高い冷却ジャケット３０を設けるタイプの冷却構造を有している。マグネトロン１の構成の概略は、以上のようになっている。

次に、図３（Ａ）及び（Ｂ）を用いて、陽極円筒１１と金属封着体７、８との溶接部分の構造、及び陽極円筒１１と冷却ジャケット３０との溶接部分の構造と、これらの溶接方法について、詳しく説明する。

まず、陽極円筒１１と第１の金属封着体としての金属封着体８及び第２の金属封着体としての金属封着体７との溶接部分の構造と、その溶接方法について説明する。尚、陽極円筒１１と金属封着体７との溶接部分の構造とその溶接方法と、陽極円筒１１と金属封着体８との溶接部分の構造とその溶接方法は同一である為、ここでは、陽極円筒１１と金属封着体８との溶接部分の構造とその溶接方法について説明することとする。

陽極円筒１１は、出力側となる上端部４０の内側に、円環状の段差４１が設けられていて、この段差４１よりも先端側の部分がこの段差４１よりも中央側の部分より薄く形成されている。出力側の金属封着体８は、水平部分の最外周部４２が、出力側のポールピース１８側（すなわち下側）に折り曲げられ下側に延びている。

出力側のポールピース１８は、最外周部の金属封着体８と対向する側に、円環状の段差４３が形成されていて、この段差４３に出力側の金属封着体８の最外周部４２が嵌合され、この最外周部４２と、陽極円筒１１の段差４１との間で管軸ｍ方向（すなわち上下方向）に挟持される。

図３（Ａ）に示すように、陽極円筒１１の上端部４０は、溶接される前、段差４１との間でポールピース１８を挟持している金属封着体８の水平部分よりも上方に所定量だけ突出するようになっている。そして、溶接時、この上端部４０の外側から、矢印Ａで示す斜めの溶接方向に電極５０を当ててアークを発生させＴＩＧ（Tungsten Inert Gas）溶接を行うことで、陽極円筒１１の上端部４０が金属封着体８の上に被さるように溶けて金属封着体８と溶接される。尚、本実施の形態の場合、矢印Ａで示す斜めの溶接方向は、陽極円筒１１の上端部４０の外側から内側へ向かう方向であり、管軸ｍ方向（上下方向）と直交する水平方向に対して２０度の角度を持つ方向であるとする。

このＴＩＧ溶接を、陽極円筒１１の上端部４０の全周に亘って行う。これにより、陽極円筒１１の内側に出力側の金属封着体８が気密に溶接される。また、陽極円筒１１の入力側でも、同様のＴＩＧ溶接を、陽極円筒１１の下端部の全周に亘って行う。これにより、陽極円筒１１の内側に入力側の金属封着体７が気密に接合される。このようにして、陽極円筒１１と金属封着体７、８とが溶接されるようになっている。

次に、陽極円筒１１と冷却ジャケット３０との溶接部分の構造と、その溶接方法について説明する。尚、陽極円筒１１と冷却ジャケット３０は、上側と下側の２箇所で溶接されるが、どちらも、溶接部分の構造及び溶接方法については同じである。

冷却ジャケット３０は、上端部６０及び下端部６１の内側に、円環状の段差６２、６３が設けられていて、この段差６２、６３よりも先端側の部分がこの段差６２と６３の間の部分より薄く形成されている。

そして、この冷却ジャケット３０は、陽極円筒１１の外周から突出する第１のビードとしての上側のビード３１が上側の段差６２に当接するとともに、第２のビードとしての下側のビード３２が下側の段差６３に当接するようにして、上側のビード３１と下側のビード３２との間で挟持される。

図３（Ａ）に示すように、冷却ジャケット３０の上端部６０は、溶接される前、上側のビード３１よりも上方に所定量だけ突出するようになっている。ここで、冷却ジャケット３０の上側の段差６２より先端側の部分は、その厚さ及び突出量が、陽極円筒１１の上側の段差４１より先端側の部分の厚さ及び突出量と同一になっている。

つまり、冷却ジャケット３０の上端部６０と陽極円筒１１の上側のビード３１との溶接部分の構造は、陽極円筒１１の上端部４０と金属封着体８との溶接部分の構造と同一形状であり、溶接方法も同一となっている。よって、図３（Ｂ）に示すように、冷却ジャケット３０の上端部６０と、陽極円筒１１の上側のビード３１との溶接時、冷却ジャケット３０の上端部６０の外側から、矢印Ａで示す斜めの溶接方向に電極５０を当ててアークを発生させＴＩＧ溶接を行うことで、冷却ジャケット３０の上端部６０が陽極円筒１１の上側のビード３１の上に被さるように溶けて陽極円筒１１と溶接される。

このＴＩＧ溶接を、冷却ジャケット３０の上端部６０の全周に亘って行う。また、冷却ジャケット３０の下端側でも、同様のＴＩＧ溶接を、冷却ジャケット３０の下端部６１の全周に亘って行う。これにより、陽極円筒１１の外側に冷却ジャケット３０が気密に接合される。このようにして、陽極円筒１１と冷却ジャケット３０とが溶接されるようになっている。

実際の陽極部９の生成から冷却ジャケット３０の取り付けまでの主な工程としては、陽極円筒１１にベイン１２をロー付けするなどして陽極部９を生成した後、陽極円筒１１と金属封着体７、８とを上述の溶接方法で溶接することで、発振部４と入力部５及び出力部６とを気密に接合する。その後、発振部４内を真空にする為の排気を行う。次に、排気時の加熱によって陽極円筒１１の外周面に形成された酸化膜を除去する。その後、陽極円筒１１と金属封着体７、８とを溶接したときと同一の溶接方法で、陽極円筒１１と冷却ジャケット３０とを溶接する。

ここまで説明したように、第１の実施の形態のマグネトロン１では、陽極円筒１１に冷却ジャケット３０を接合するタイプの冷却構造を採用したことにより、他のタイプと比べて良好な冷却性能を得ることができる。そのうえで、陽極円筒１１と冷却ジャケット３０との接合を、陽極円筒１１と金属封着体７、８との接合と同じ溶接にしたことで、高価なロー材を用いて接合する場合と比べて材料コストを抑えることができる。

また、マグネトロン１では、陽極円筒１１と冷却ジャケット３０との接合が、陽極部９を生成するときに用いるロー付けではない為、陽極部９の生成時に、陽極円筒１１に冷却ジャケット３０をロー付けする必要がなく、陽極円筒１１と冷却ジャケット３０との溶接を排気後の工程とすることができる。

この為、排気時には、陽極円筒１１の外側に冷却ジャケット３０がまだ接合されていない状態であることから、陽極円筒１１を直接加熱して排気することができ、これにより、従来と比べて迅速に発振部４内の真空度を所定の値へ到達させることができる、もしくは、従来と比べて発振部４内の真空度をより高くすることができる。

さらに、排気後には、露出している陽極円筒１１の外周面にしか酸化膜が付着しない為、ホーニング処理やサンドブラスト処理などの表面処理を行うだけで簡単に酸化膜を除去することができ、従来のように密閉された流路の中に付着した酸化膜を除去する場合と比べて、酸化膜を取り除く工程を大幅に簡略化することができる。

また、このように、排気前の工程では、陽極円筒１１に冷却ジャケット３０が取り付けられていない為、例えば、陽極円筒１１に金属封着体７、８を溶接するときなどに、冷却ジャケット３０が邪魔にならず、排気前の製造工程を簡易化することができる。

このように、第１の実施の形態のマグネトロン１では、従来と比して酸化膜を取り除く工程を簡略化することができると共に、排気前の製造工程を簡易化することができるので、従来と比して、製造コストを抑えることができる。

さらに、第１の実施の形態のマグネトロン１では、陽極円筒１１の上端部４０と金属封着体８との溶接部分が、陽極円筒１１の上側のビード３１と冷却ジャケット３０の上端部６０との溶接部分と、構造、溶接方向及び溶接種類が同じでなる為、陽極円筒１１と金属封着体８とを溶接するときと同じ溶接設備を用いて、電極５０の角度は変えずに、高さと水平方向の位置を調整するだけで、陽極円筒１１の上側のビード３１と冷却ジャケット３０の上端部６０とを溶接することができる。

また、同様に、陽極円筒１１の下端部と金属封着体７との溶接部分が、陽極円筒１１の下側のビード３２と冷却ジャケット３０の下端部６１との溶接部分と、構造、溶接方向及び溶接種類が同じでなる為、陽極円筒１１と金属封着体７とを溶接するときと同じ溶接設備を用いて、電極５０の角度は変えずに、高さと水平方向の位置を調整するだけで、陽極円筒１１の下側のビード３２と冷却ジャケット３０の下端部６１とを溶接することができる。よって、第１の実施の形態のマグネトロン１では、溶接設備の調整が最小限で済み、一段と製造コストを抑えることができる。

このように、第１の実施の形態のマグネトロン１では、材料コストや製造コストを抑えつつ良好な冷却性能を得ることができる。

尚、この第１の実施の形態では、溶接により溶ける部分の材質（銅）と厚さを、陽極円筒１１の上端部４０と金属封着体８との溶接部分と、陽極円筒１１の上側のビード３１と冷却ジャケット３０の上端部６０との溶接部分とで同一とすることで、溶接電流などの条件も同一とすることができ、より迅速且つ容易に、陽極円筒１１と冷却ジャケット３０とを溶接することができるようにもなっている。

［第２の実施の形態］
次に、第２の実施の形態について説明する。この第２の実施の形態は、第１の実施の形態とは、溶接部分の構造と溶接方向が異なる実施の形体であり、それ以外の部分については、第１の実施の形態と同様の為、第１の実施の形態の説明を援用する。

図４及び図５に、第２の実施の形態による、陽極円筒１１と金属封着体７、８との溶接部分の構造、及び陽極円筒１１と冷却ジャケット３０との溶接部分の構造を示す。

まず、陽極円筒１１と金属封着体７、８との溶接部分の構造と、その溶接方法について説明する。尚、陽極円筒１１と金属封着体７との溶接部分の構造とその溶接方法と、陽極円筒１１と金属封着体８との溶接部分の構造とその溶接方法は同一である為、ここでは、陽極円筒１１と金属封着体８との溶接部分の構造とその溶接方法について説明することとする。

図５（Ａ）に示すように、陽極円筒１１は、第１の実施の形態と同様、出力側となる上端部４０の内側に、円環状の段差４１が設けられていて、この段差４１よりも先端側の部分がこの段差４１よりも中央側の部分より薄く形成されている。出力側の金属封着体８は、最外周部４２が、第１の実施の形態とは反体側（すなわち上側）に折り曲げられ上側に延びている。

出力側のポールピース１８は、第１の実施の形態とは異なり、円環状の段差が無く、単純に、金属封着体８の最外周部４２と、陽極円筒１１の段差４１との間で管軸ｍ方向（すなわち上下方向）に挟持される。

陽極円筒１１の上端部４０と、金属封着体８の最外周部４２は、溶接される前、それぞれ、金属封着体８の水平部分よりも上方に同量だけ円環状に突出していて、この突出部分がそれぞれ同じ厚さでなり、且つそれぞれの上端面が揃うように水平方向（陽極円筒１１の径方向）に重ねられている。つまり、陽極円筒１１の上端部４０と、金属封着体８の最外周部４２との溶接部分は、所謂へり継手形状となっている。

そして、溶接時、このような溶接部分の真上から、矢印Ｂで示す溶接方向に電極５０を当ててＴＩＧ溶接を行うことで、陽極円筒１１の上端部４０と金属封着体８の最外周部４２とが溶けて溶接される。尚、本実施の形態の場合、矢印Ｂで示す溶接方向は、管軸ｍ方向（上下方向）と平行な鉛直下方であるとする。

陽極円筒１１は、第１の実施の形態とは異なり、上側のビード３１の最外周部に、金属封着体８の最外周部４２と同様の方向（すなわち上側）に延びる円環状の突出部７０が形成されている。同様に、下側のビード３１の最外周部にも、金属封着体７の最外周部と同様の方向（すなわち下側）に延びる円環状の突出部７１が形成されている。

冷却ジャケット３０は、第１の実施の形態と同様、上端部６０と下端部６１の内側に、円環状の段差６２、６３が設けられていて、この段差６２、６３よりも先端側の部分がこの段差６２と６３の間の部分より薄く形成されている。

そして、この冷却ジャケット３０は、陽極円筒１１の外周から突出する上側のビード３１が上側の段差６２に当接するとともに、下側のビード３２が下側の段差６３に当接するようにして、上側のビード３１と下側のビード３２との間で挟持される。

冷却ジャケット３０の上端部６０と、陽極円筒１１の上側のビード３１の突出部７０は、溶接される前、それぞれ、上側のビード３１の水平部分よりも上方に同量だけ突出していて、この突出部分がそれぞれ同じ厚さでなり、それぞれの上端面が揃うように水平方向に重ねられている。つまり、冷却ジャケット３０の上端部６０と陽極円筒１１の上側のビード３１との溶接部分も、陽極円筒１１の上端部４０と金属封着体８の最外周部４２との溶接部分と同じへり継手形状となっている。ここで、冷却ジャケット３０の上端部６０の厚さ及び突出量は、陽極円筒１１の上端部４０の厚さ及び突出量と同一になっていて、さらに陽極円筒１１の上側のビード３１の突出部７０の厚さ及び突出量は、金属封着体８の最外周部４２の厚さ及び突出量と同一になっている。

つまり、冷却ジャケット３０の上端部６０と陽極円筒１１の上側のビード３１との溶接部分の構造は、陽極円筒１１の上端部４０と金属封着体８との溶接部分の構造と同一であり、溶接方法も同一となっている。よって、図５（Ｂ）に示すように、冷却ジャケット３０の上端部６０と、陽極円筒１１の上側のビード３１との溶接時、冷却ジャケット３０の上端部６０と陽極円筒１１の上側のビード３１との溶接部分の真上から、矢印Ｂで示す溶接方向に電極５０を当ててアークを発生させＴＩＧ溶接を行うことで、冷却ジャケット３０の上端部６０と陽極円筒１１の上側のビード３１の突出部７０とが溶けて溶接される。

このように、第２の実施の形態のマグネトロン１では、陽極円筒１１の上端部４０と金属封着体８との溶接部分と、冷却ジャケット３０の上端部６０と陽極円筒１１の上側のビード３１との溶接部分を、ともに溶接方向及び溶接方法（ＴＩＧ溶接）が同じでなるへり継手形状の構造とした。これにより、この第２の実施の形態でも、陽極円筒１１と金属封着体８とを溶接するときと同じ溶接設備を用いて、電極５０の角度は変えずに、高さと水平方向の位置を調整するだけで、陽極円筒１１の上側のビード３１と冷却ジャケット３０の上端部６０とを溶接することができるので、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。

尚、この第２の実施の形態では、溶接により溶ける部分の厚さは、陽極円筒１１の上端部６０と金属封着体８との溶接部分と、冷却ジャケット３０の上端部６０と陽極円筒１１の上側のビード３１との溶接部分とで同一であるものの、溶接により溶ける部分の材質は異なっている。

つまり、銅でなる陽極円筒１１の上端部４０と鉄でなる金属封着体８との溶接により溶ける部分の材質は、銅と鉄であり、銅でなる冷却ジャケット３０の上端部６０と銅でなる陽極円筒１１の上側のビード３１との溶接により溶ける部分の材質は、銅と銅である。

このように溶ける部分の材質の組み合わせが異なっていると、溶接電流などの条件が異なってしまうので、例えば、冷却ジャケット３０の材質を鉄にして、陽極円筒１１の上端部４０と金属封着体８との溶接による溶ける部分の材質の組み合わせと、冷却ジャケット３０の上端部６０と陽極円筒１１の上側のビード３１との溶接により溶ける部分の材質の組み合わせを、ともに銅と鉄にして、溶接電量などの条件が同じとなるようにしてもよい。また、例えば、金属封着体８の材質を銅にして、陽極円筒１１の上端部４０と金属封着体８との溶接による溶ける部分の材質の組み合わせと、冷却ジャケット３０の上端部６０と陽極円筒１１の上側のビード３１との溶接により溶ける部分の材質の組み合わせを、ともに銅と銅にして、溶接電量などの条件が同じとなるようにしてもよい。また、上述した第１及び第２の実施の形態では、溶接部分の両者（例えば陽極円筒１１の上端部４０と金属封着体８の最外周部４２）の厚さを同じにしたが、両者の厚さを適宜変えるようにしてもよい。

［変形例］
尚、上述した第１及び第２の実施の形態では、溶接方法としてＴＩＧ溶接を用いたが、これに限らず、陽極円筒１１の全周に亘って連続して溶接が可能で、気密に接合できる溶接方法であれば、電子ビーム溶接などの他の溶接方法を用いるようにしてもよい。

また、上述した第２の実施の形態では、陽極円筒１１と金属封着体７、８との溶接部分の構造と、冷却ジャケット３０と陽極円筒１１との溶接部分の構造を、ともにへり継手形状の構造としたが、これに限らず、要は、少なくとも、これら２箇所の溶接部分の構造が、同じ溶接方向（すなわち電極５０の向きが同じ）で溶接可能な構造であればよい。第１の実施の形態についても同様である。

さらに、上述した第１の実施の形態では、溶接により溶ける部分の厚さを、陽極円筒１１の上端部４０と金属封着体８との溶接部分と、冷却ジャケット３０の上端部６０と陽極円筒１１の上側のビード３１との溶接部分とで同一にしたが、これに限らず、上述したように、少なくとも溶接方向が同じであれば、溶接により溶ける部分の厚さは異なっていてもよい。ただし、厚さが異なる場合、溶接電流などの条件を変える必要がでてくることは言うまでもない。

さらに、上述した第１及び第２の実施の形態では、冷却ジャケット３０の流路の構造として、上側の流路と下側の流路とが、冷却ジャケット３０の中央のビード３３に設けられた切り欠きによって繋がる構造としたが、これに限らず、例えば、上側から下側に向かって螺旋状に下る構造としてもよく、またこれら以外の構造であってもよい。

１…………マグネトロン、４、１０１……発振部、５……入力部、６……出力部、７、８……金属封着体、１１、１０２、１１１、１２１、１３０……陽極円筒、１８、１９……ポールピース、３０、１３１……冷却ジャケット、３１、３２、３３……ビード、５０……電極。

Claims

中心軸に沿って延びる円筒状の陽極円筒と、
前記陽極円筒の前記中心軸方向の一端部の内側と溶接される第１の金属封着体と、
前記陽極円筒の前記中心軸方向の他端部の内側と溶接される第２の金属封着体と、
前記陽極円筒の前記中心軸方向の両端部の外側と溶接され、当該陽極円筒の外周との間に当該陽極円筒を冷却する為の液体が通る流路を形成する冷却ジャケットとを
具備し、
前記陽極円筒の一端部の内側と前記第１の金属封着体との溶接部分と、前記冷却ジャケットの一端部と前記陽極円筒の一端部の外側との溶接部分とが、溶接方向が同じ構造でなるとともに、前記陽極円筒の他端部の内側と前記第２の金属封着体との溶接部分と、前記冷却ジャケットの他端部と前記陽極円筒の他端部の外側との溶接部分とが、溶接方向が同じ構造でなる
ことを特徴とするマグネトロン。
前記陽極円筒の外周には、前記中心軸方向の一端側に、外周に沿って突出する円環状の第１のビードが設けられているとともに、前記中心軸方向の他端側に、外周に沿って突出する円環状の第２のビードが設けられ、
前記冷却ジャケットの前記中心軸方向の一端部の内側と、前記陽極円筒の第１のビードが溶接されるとともに、前記冷却ジャケットの前記中心軸方向の他端部の内側と、前記陽極円筒の第２のビードが溶接される
ことを特徴とする請求項１に記載のマグネトロン。
前記第１の金属封着体及び前記第２の金属封着体は、それぞれ最外周部が、前記陽極円筒の前記中心軸方向の一端部の内側及び他端部の内側と溶接され、
前記陽極円筒は、
前記中心軸方向の一端部が、前記第１の金属封着体の最外周部よりも前記中心軸方向に突出していて、当該一端部に対して、外側から内側へと向かう溶接方向で溶接用の電極が当てられることにより、当該一端部が溶けて、前記第１の金属封着体の最外周部に溶接され、また、前記中心軸方向の他端部が、前記第１の金属封着体の最外周部よりも前記中心軸方向に突出していて、当該他端部に対して、外側から内側へと向かう溶接方向で溶接用の電極が当てられることにより、当該他端部が溶けて、前記第１の金属封着体の最外周部に溶接され、
前記冷却ジャケットは、
前記中心軸方向の一端部が、前記陽極円筒の第１のビードよりも前記中心軸方向に突出していて、当該一端部に対して、外側から内側へと向かう溶接方向で溶接用の電極が当てられることにより、当該一端部が溶けて、前記陽極円筒の第１のビードに溶接され、また、前記中心軸方向の他端部が、前記陽極円筒の第２のビードよりも前記中心軸方向に突出していて、当該他端部に対して、外側から内側へと向かう溶接方向で溶接用の電極が当てられることにより、当該他端部が溶けて、前記第陽極円筒の第２のビードに溶接される、
ことを特徴とする請求項１に記載のマグネトロン。
前記陽極円筒と前記冷却ジャケットが同じ材質でなる
ことを特徴とする請求項３に記載のマグネトロン。
前記第１の金属封着体及び前記第２の金属封着体と、前記陽極円筒の前記中心軸方向の一端部の内側及び他端部の内側とが溶接された後、前記陽極円筒内を真空にする排気が行われ、その後、前記陽極円筒と前記冷却ジャケットとが溶接される
ことを特徴とする請求項１に記載のマグネトロン。
前記陽極円筒の一端部の内側と前記第１の金属封着体との溶接部分と、前記冷却ジャケットの一端部と前記陽極円筒の一端部の外側との溶接部分との溶接部分とが、溶接方向が同じへり継手形状の構造でなり、前記陽極円筒の他端部の内側と前記第２の金属封着体との溶接部分と、前記冷却ジャケットの他端部と前記陽極円筒の他端部の外側との溶接部分とが、溶接方向が同じへり継手形状の構造でなる
ことを特徴とする請求項１に記載のマグネトロン。
中心軸に沿って延びる円筒状の陽極円筒の前記中心軸方向の一端部の内側と、第１の金属封着体とを溶接するとともに、前記陽極円筒の前記中心軸方向の他端部の内側と第２の金属封着体とを溶接する第１の溶接工程と、
前記第１の溶接工程の後に、前記陽極円筒の前記中心軸方向の両端部の外側と、当該陽極円筒の外周との間に当該陽極円筒を冷却する為の液体が通る流路を形成する冷却ジャケットとを溶接する第２の溶接工程と
を具備し、
前記陽極円筒の一端部の内側と前記第１の金属封着体との溶接部分と、前記冷却ジャケットの一端部と前記陽極円筒の一端部の外側との溶接部分とが、溶接方向が同じ構造でなるとともに、前記陽極円筒の他端部の内側と前記第２の金属封着体との溶接部分と、前記冷却ジャケットの他端部と前記陽極円筒の他端部の外側との溶接部分とが、溶接方向が同じ構造でなり、
前記第２の溶接工程では、前記第１の溶接工程で行う前記陽極円筒の一端部の内側と前記第１の金属封着体との溶接と同じ溶接方向で、前記冷却ジャケットの他端部と前記陽極円筒の他端部の外側との溶接を行うとともに、前記第１の溶接工程で行う前記陽極円筒の他端部の内側と前記第２の金属封着体との溶接と同じ溶接方向で、前記冷却ジャケットの他端部と前記陽極円筒の他端部の外側との溶接を行う
ことを特徴とするマグネトロンの製造方法。