JP5893464B2 - Magnetron and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
本発明は、電子レンジなどに用いるマグネトロンおよびその製造方法に関する。 The present invention relates to a magnetron used in a microwave oven and the like and a method for manufacturing the same.
一般的なマグネトロンは、陽極円筒と、複数のベインとを備えている。ベインは、陽極円筒の内部に放射状に配設されている。ベインは、円周方向の一つおきに、ベインの上下端部にろう付けされた大小一対のストラップリングによって連結されている。複数のベインの遊端に囲まれた電子作用空間には、螺旋状陰極が陽極円筒の軸心に沿って配設されている。螺旋状陰極の両端は、それぞれ出力側エンドハットおよび入力側エンドハットに固着されている。また、陽極円筒の両端には、それぞれ略漏斗状の出力側および入力側のポールピースが固着されている。 A general magnetron includes an anode cylinder and a plurality of vanes. The vanes are arranged radially inside the anode cylinder. The vanes are connected to each other in the circumferential direction by a pair of large and small strap rings brazed to the upper and lower ends of the vane. In the electron action space surrounded by the free ends of the plurality of vanes, a spiral cathode is disposed along the axis of the anode cylinder. Both ends of the spiral cathode are fixed to the output side end hat and the input side end hat, respectively. Further, a substantially funnel-shaped output side and input side pole piece are fixed to both ends of the anode cylinder, respectively.
マグネトロンの陽極円筒、ベイン、ストラップリングおよびアンテナなどの陽極部に用いる材料には、非磁性であること、導電性が良いこと、熱伝導性が良いこと、マグネトロン動作時の高温下でのガス放出が少ないことなどが求められる。これらの条件を満たす材料として、一般的には、銅や銅合金が用いられる場合が多い。特に、陽極部の各部品を連続水素炉によってろう付けして接合する場合、水素脆化を起こさないように、酸素含有量の少ない無酸素銅が選択され、そのろう材には銀合金が用いられる。 The materials used for the anode part of magnetron anode cylinder, vane, strap ring and antenna are non-magnetic, have good electrical conductivity, have good thermal conductivity, and emit gas at high temperature during magnetron operation. It is required that there are few. In general, copper or a copper alloy is often used as a material that satisfies these conditions. In particular, when joining the parts of the anode part by brazing with a continuous hydrogen furnace, oxygen-free copper with a low oxygen content is selected so as not to cause hydrogen embrittlement, and a silver alloy is used for the brazing material. It is done.
省資源の観点や、近年の材料高騰により、マグネトロンにも、材料使用量削減やコスト削減が求められている。このため、陽極部の各部品を接合するろう材も使用量削減が求められる。また、陽極部にはかなりの量の銅あるいは銅合金が用いられていることから、この使用量削減も求められている。 From the viewpoint of resource saving and recent rises in materials, magnetrons are also required to reduce material usage and costs. For this reason, it is required to reduce the amount of brazing material for joining the parts of the anode part. In addition, since a considerable amount of copper or copper alloy is used for the anode part, a reduction in the amount of use is also required.
そこで、本発明は、マグネトロンの陽極部に用いるろう材の使用量を削減することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to reduce the amount of brazing material used for the anode part of the magnetron.
上述の課題を解決するため、本発明は、マグネトロンにおいて、非磁性体の内筒および前記内筒の外面に接し前記内筒よりも熱膨張率が小さい非磁性体の補助円筒からなり中心軸に沿って円筒状に延びる陽極円筒と、前記陽極円筒の内面と拡散接合して前記中心軸に向かって延びる複数のベインと、前記中心軸に沿って螺旋状に延びる陰極と、前記陰極の両端に固着された一対のエンドハットと、前記エンドハットのそれぞれに接続されて前記陰極に電流を供給するサポートロッドと、を具備することを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a magnetron comprising a non-magnetic inner cylinder and a non-magnetic auxiliary cylinder that is in contact with the outer surface of the inner cylinder and has a smaller coefficient of thermal expansion than the inner cylinder. An anode cylinder extending in a cylindrical shape along the plurality of vanes extending toward the central axis by diffusion bonding with the inner surface of the anode cylinder, a cathode extending spirally along the central axis, and both ends of the cathode A pair of end hats fixed to each other and a support rod connected to each of the end hats to supply a current to the cathode are provided.
また、本発明は、マグネトロンの製造方法において、円筒状の非磁性体の内筒を、前記内筒よりも熱膨張率が小さい非磁性体の補助円筒の内側で前記補助円筒の中心軸に沿って配置し、前記内筒の内面から前記中心軸に向かうように複数のベインを配置する配置工程と、前記配置工程の後に、配置された内筒と補助円筒とベインとを前記ベインの前記中心軸方向への変位を制限しながら加熱して、前記内筒の内面とベインとを拡散接合させる接合工程と、前記接合工程の後に、前記中心軸に螺旋状の陰極を配置し、前記陰極の両端に一対のエンドハットを固着し、前記陰極に電流を供給するサポートロッドを前記エンドハットのそれぞれに接続する工程と、を具備することを特徴とする。 Further, according to the present invention, in the magnetron manufacturing method, a cylindrical non-magnetic inner cylinder is placed along the central axis of the auxiliary cylinder inside the non-magnetic auxiliary cylinder having a smaller coefficient of thermal expansion than the inner cylinder. An arrangement step of arranging a plurality of vanes so as to be directed from the inner surface of the inner cylinder toward the central axis, and after the arrangement process, the arranged inner cylinder, auxiliary cylinder, and vane are arranged in the center of the vane. Heating while restricting displacement in the axial direction to diffusely bond the inner surface of the inner cylinder and the vane, and after the bonding step, a spiral cathode is disposed on the central axis, A pair of end hats are fixed to both ends, and a support rod for supplying a current to the cathode is connected to each of the end hats.
本発明によれば、マグネトロンの陽極部に用いるろう材の使用量を削減することができる。 According to this invention, the usage-amount of the brazing material used for the anode part of a magnetron can be reduced.
本発明に係るマグネトロンの実施の形態を、図面を参照して説明する。なお、同一または類似の構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
[第1の実施の形態]
Embodiments of a magnetron according to the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same or similar structure, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
[First Embodiment]
図1は、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縦断面図である。図2は、本実施の形態のマグネトロンの陽極円筒近傍の縦断面図である。図3は、本実施の形態のマグネトロンの陽極の横断面図である。 FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a magnetron according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the vicinity of the anode cylinder of the magnetron of the present embodiment. FIG. 3 is a cross-sectional view of the anode of the magnetron of the present embodiment.
本実施の形態のマグネトロンは、同一の軸(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。
The magnetron of the present embodiment includes an
陽極円筒1は、中心軸41に沿って円筒状に延びている。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ろう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。
The
陰極5は、螺旋状であり、電子作用空間であるベイン内接円筒の内部に配置され、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。アンテナ側(出力側)のエンドハット6は陰極5に向かって開いたカップ状に、ステム側(入力側)のエンドハット7はリング状に形成されている。エンドハット6,7は、たとえばモリブデン(Mo)で形成される。
The
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。
The pair of
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。
Further, cylindrical
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からはアンテナ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。
An output-
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には、たとえば中継板19を介して管外へ導出されて、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。
An input-
陰極5などが配置されたマグネトロンの内部は、たとえば10−3〜10−4Pa程度の真空状態に保たれている。
The inside of the magnetron in which the
また、マグネット21,22とヨーク23,24が、このような発振部本体を囲むように配設されて、磁気回路を形成している。また、発振部本体を冷却するためのラジエーター25、入力側に接続されたチョークコイル33および貫通トランジスタ34とそれらを囲むボックス27とで外装が形成されている。
Further, the
陽極円筒1は、内筒51と補助円筒52とを有している。内筒51の外面は、補助円筒52の内面に接している。内筒51は、非磁性体であり熱伝導性、導電性が高い、たとえば銅で形成されている。補助円筒52は、非磁性体であり、内筒51よりも熱膨張率が小さい材料で形成されている。補助円筒52の材料としては、たとえばオーステナイト系ステンレス鋼が用いられる。
The
図4は、本実施の形態のマグネトロンのベインと陽極円筒の接合時の一部拡大縦断面図である。 FIG. 4 is a partially enlarged longitudinal sectional view of the magnetron vane and anode cylinder of the present embodiment when joined.
ベイン2と陽極円筒1との接合の際には、まず補助円筒52の内側に内筒51を圧入して、嵌合させる。次に、それらの補助円筒52および内筒51の中心軸に、ベイン2の遊端31が形成するベイン内接円に相当する外径の円柱治具61を配置し、ベイン2を所定の位置に押し込む。このように円柱治具61、ベイン2、内筒51および補助円筒52を配置した状態で、これらを高温の真空炉などで加熱する。加熱温度は、たとえば850℃〜900℃程度である。加熱時間は、たとえば10〜15分程度である。なお、補助円筒52の材料としてステンレス鋼以外の水素脆化が問題とならない材料を用いた場合には、水素炉で加熱してもよい。
ベイン2の遊端31側は円柱治具61によって変位が制限されている。このため、高温になると、ベイン2の内筒51側の端辺は、内筒51の内面に押し付けられる。
When joining the
The displacement of the
高温下でベイン2の端面を内筒51の内面に押し付けた状態をある程度の時間維持することにより、ベイン2の端面と内筒51の内面は、拡散接合する。また、補助円筒52の熱膨張率は内筒51よりも小さいため、内筒51の膨張は抑え込まれ、ベイン2と内筒51との押しつけ力は高まり、より拡散接合が進展する。
By maintaining the state in which the end surface of the
このように本実施の形態のマグネトロンでは、陽極円筒1とベイン2とを拡散接合させているため、陽極円筒1とベイン2との接合にろう材を用いる必要がない。よって、ろう材の使用量を削減できる。また、補助円筒52を用いることにより、高温での接合時に、陽極円筒1の内筒51の変形を抑制することができるため、内筒51とベイン2との接触圧力を高め、より効果的に拡散接合させることができる。
Thus, in the magnetron of the present embodiment, the
さらに、陽極円筒1の機械的強度を補助円筒52が担うことができる。したがって、内筒51の厚さを低減し、内筒51の材料使用量を削減できる。内筒51に銅を用いている場合には、オーステナイト系ステンレス鋼などの安価な材料の使用量を増やすことにより、銅の使用量を低減することができる。
[第2の実施の形態]
Further, the
[Second Embodiment]
図5は、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ベインの断面図である。図6は、本実施の形態におけるベインの陽極円筒側の端面の平面図である。 FIG. 5 is a cross-sectional view of the vane in the second embodiment of the magnetron according to the present invention. FIG. 6 is a plan view of the end surface of the vane on the anode cylinder side in the present embodiment.
本実施の形態のマグネトロンでは、ベイン92の形状が第1の実施の形態と異なる。本実施の形態のベイン92は、遊端31とは反対側、すなわち、陽極円筒1に接する側の端面71に窪み72が形成されている。窪み72は、たとえば軸方向の2か所に形成されている。
In the magnetron of the present embodiment, the shape of the
図7は、本実施の形態のマグネトロンのベインと陽極円筒の接合時の一部拡大縦断面図である。 FIG. 7 is a partially enlarged longitudinal sectional view of the magnetron vane and anode cylinder of the present embodiment when joined.
このようなベイン92を、第1の実施の形態と同様の方法で、陽極円筒1に接合する。
Such a
図8は、本実施の形態のマグネトロンの陽極円筒とベインの接合部近傍の縦断面図である。 FIG. 8 is a longitudinal sectional view of the vicinity of the junction between the anode cylinder and the vane of the magnetron of the present embodiment.
本実施の形態のベイン92を用いると、加熱によって接合する際に、押しつけによって、ベイン92の端面70は内筒51に押し込まれ、また、内筒51の内面はベイン92の窪み72に入り込む。その結果、内筒51とベイン92との接触面積が増大し、拡散接合される表面積が増大する。したがって、内筒51とベイン92との接合強度が増大する。
[他の実施の形態]
When the
[Other embodiments]
上述の各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。また、各実施の形態の特徴を組み合わせて実施することもできる。 The above-described embodiments are merely examples, and the present invention is not limited to these. Moreover, it can also implement combining the characteristic of each embodiment.
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、12…出力側セラミック、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…ラジエーター、31…遊端、32…貫通孔、33…チョークコイル、34…貫通トランジスタ、41…中心軸、51…内筒、52…補助円筒、61…円柱治具、71…端面、72…窪み、92…ベイン
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記陽極円筒の内面と拡散接合して前記中心軸に向かって延びる複数のベインと、
前記中心軸に沿って螺旋状に延びる陰極と、
前記陰極の両端に固着された一対のエンドハットと、
前記エンドハットのそれぞれに接続されて前記陰極に電流を供給するサポートロッドと、
を具備することを特徴とするマグネトロン。 A non-magnetic inner cylinder and an anode cylinder that is in contact with the outer surface of the inner cylinder and has a non-magnetic auxiliary cylinder having a smaller coefficient of thermal expansion than the inner cylinder and extends in a cylindrical shape along the central axis;
A plurality of vanes extending toward the central axis by diffusion bonding with the inner surface of the anode cylinder;
A cathode extending spirally along the central axis;
A pair of end hats secured to both ends of the cathode;
A support rod connected to each of the end hats for supplying current to the cathode;
A magnetron comprising:
前記配置工程の後に、配置された内筒と補助円筒とベインとを前記ベインの前記中心軸方向への変位を制限しながら加熱して、前記内筒の内面とベインとを拡散接合させる接合工程と、
前記接合工程の後に、前記中心軸に螺旋状の陰極を配置し、前記陰極の両端に一対のエンドハットを固着し、前記陰極に電流を供給するサポートロッドを前記エンドハットのそれぞれに接続する工程と、
を具備することを特徴とするマグネトロンの製造方法。
A cylindrical non-magnetic inner cylinder is disposed along the central axis of the auxiliary cylinder on the inner side of the non-magnetic auxiliary cylinder whose coefficient of thermal expansion is smaller than that of the inner cylinder. An arrangement step of arranging a plurality of vanes toward the axis;
After the arranging step, the arranged inner cylinder, the auxiliary cylinder, and the vane are heated while restricting the displacement of the vane in the central axis direction, so that the inner surface of the inner cylinder and the vane are diffusion bonded. When,
After the joining step, a step of disposing a spiral cathode on the central axis, fixing a pair of end hats to both ends of the cathode, and connecting a support rod for supplying current to the cathode to each of the end hats When,
A method for producing a magnetron, comprising:
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