JPH0821330B2 - マグネトロン陰極構体 - Google Patents

マグネトロン陰極構体

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JPH0821330B2
JPH0821330B2 JP10916483A JP10916483A JPH0821330B2 JP H0821330 B2 JPH0821330 B2 JP H0821330B2 JP 10916483 A JP10916483 A JP 10916483A JP 10916483 A JP10916483 A JP 10916483A JP H0821330 B2 JPH0821330 B2 JP H0821330B2
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守 黒葛原
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J23/00Details of transit-time tubes of the types covered by group H01J25/00
    • H01J23/02Electrodes; Magnetic control means; Screens
    • H01J23/04Cathodes
    • H01J23/05Cathodes having a cylindrical emissive surface, e.g. cathodes for magnetrons

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  • Microwave Tubes (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明はマグネトロン陰極構体、特にフイラメントの
耐振性を向上させ、かつ過酷な使用条件においても高信
頼性のあるマグネトロン陰極構体に関するものである。
〔発明の背景〕
第1図はマグネトロンの陰極構体の一例を示す要部断
面構成図である。同図において、熱電子を放出するフイ
ラメント1はマグネトロンの管軸と同心に配置され、熱
電子の軸方向への逸脱を防止する上エンドシールド2お
よび下エンドシールド3に固定支持されている。そし
て、上エンドシールド2は管軸上にあるセンターリード
4の上端に固定され、下エンドシールド3はその円形孔
3aの中心をセンターリード4が通るようにサイドリード
5の上端に固定されている。また、センターリード4お
よびサイドリード5の下端には端子6がステムセラミツ
ク7とともに銀銅ろう付されており、また、このステム
セラミツク7にはシール部品8が銀銅ろう付されてい
る。さらにセンターリード4およびサイドリード5はそ
れぞれスペーサ9の貫通孔と嵌合しており、このスペー
サ9の位置ずれ防止のためにスリーブ10が溶接固定され
ている。
このような構成による陰極構体においては、センター
リード4とサイドリード5とは長さの相違などのため、
外部からの加振による共振点がそれぞれ異なつており、
スペーサ9で互いに連結することで防振効果を生ずるこ
とになり、陰極構体全体としての耐振動強度を高める効
果を有する。
しかしながら、このような構成による陰極構体におい
て、スペーサ9の防振効果は、同図に示す矢印A−A′
方向の振動に比較して矢印A−A′に直角な方向(紙面
に垂直の方向)の振動はその防振効果が小さいという問
題があつた。
そこで、その防振効果を高めるためには、第2図、ま
たは第3図に示すように、アルミナセラミックスペーサ
9a,9b,9cを電極部材に近接配置することにより達成され
る。通常、マグネトロンを用いた電子レンジの使用にお
いては、被加熱物がレンジ容器内に存在しているのが当
然であり、この場合には上記構造(つまり、アルミナセ
ラミックスペーサ9a,9b,9cを電極部材に近接配置されて
いる状態)でも問題はない。しかしながら、電子レンジ
を使用する際、誤って電子レンジ容器内に被加熱物を入
れ忘れてスイッチを入れた場合、すなわち無負荷の状態
で使用したとき、第2図,第3図に示す各スペーサ9a,9
b,9cが、低純度のアルミナセラミックを使用した場合に
はマイクロ波によるスパークが生じ、その時のスペーサ
の局部的な溶融でガスを発生し、いわゆるエミッション
スランプを起こし動作不能になるという問題があった。
〔発明の目的〕
したがつて、本発明は、前述した従来の問題に鑑みて
なされたものであり、その目的とするところは、全ての
方向から加えられる振動に対して耐振動強度を向上さ
せ、かつ過酷な使用条件においても高信頼性のあるマグ
ネトロン陰極構体を提供することにある。
〔発明の概要〕
このような目的を達成するために本発明によるマグネ
トロン陰極構体は、センターリードと、下エンドシール
ド、又は磁極、又は陽極との間に高純度アルミナセラミ
ツクスペーサを介在させたものである。
〔発明の実施例〕
次に図面を用いて本発明の実施例を詳細に説明する。
第2図は本発明によるマグネトロン陰極構体の一実施
例を示す第1図に相当する要部断面構成図であり、第1
図と同一部分は同一符号を付す。同図において、下エン
ドシールド3の円形孔3aには、センターリード4を通し
たほぼリング状のスペーサ9aが挿入配置されている。
このような構成によれば、このスペーサ9aは下エンド
シールド3の円形孔3a内に小口径端側が挿入されかつ大
口径端側はセンターリード4の折曲部4aに係止されるの
で、同図に示すようにA−A′およびこれと直角な方向
の振動に対して方向性がなくなり、より高い防振効果が
得られ、したがつて、第1図に示す陰極構体よりも線径
の小さいセンターリード4およびサイドリード5を用い
ることができる。
第3図(a),(b)は本発明によるマグネトロン陰
極構体の他の実施例を示す第1図に相当する要部断面構
成図であり、第1図と同一部分は同一符号を付す。これ
らの図において、センターリード4の振動を直接的に抑
えるようにスペーサ9b,9cをそれぞれセンターリード4
の先端部(同図(a))あるいは上エンドシールド2の
外周部(同図(b))に嵌合させ、その外径側が陰極を
包囲する磁極11の貫通孔11aあるいは陽極12に嵌合させ
たものである。
このよう構成によれば、長くて柔軟なセンターリード
4の振動を抑止することになり、脆いフイラメント1の
破断を防止することができる。
以上説明したように構成される陰極構体において、ス
ペーサ9,9a,9b,9cは、いずれも絶縁体でかつ真空管内で
温度が上昇した際に有害なガスを放出しないような材料
でなければならない。したがつて、これらのスペーサ9,
9a,9b,9cは一般にアルミナセラミツクが広く用いられて
いる。そして、このアルミナセラミツクとしては、その
アルミナ分(Al2O3)の純度によつて高純度アルミナ(A
l2O398%以上)とそれ以下の低純度アルミナがあり、ア
ルミナ純度の高いものほど焼成温度が高い。ここでスペ
ーサとしての使用温度は、マグネトロンの動作中は第1
図のタイプで約700℃、第2図,第3図のタイプで約100
0℃程度であり、通常使用条件(すなわち、誤って電子
レンジ容器内に被加熱物を入れ忘れた状態でスイッチを
入れるということがない)では低純度アルミナでも十分
に使用することができる。
しかしながら、実際のマグネトロンにおいて、低純度
アルミナのスペーサを用いた場合、特に動作時に発生す
るマイクロ波反射の大きい使い方のとき、すなわち無負
荷の状態で使用したとき、第1図に示すタイプの陰極構
体では全く異常は発生しなかつたが、第2図,第3図に
示す陰極構体の場合には各スペーサ9a,9b,9cにマイクロ
波によるスパークが生じ、そのときのスペーサの局部的
な溶融でガスを発生し、いわゆるエミツシヨンスランプ
を呈してしまうことがわかつた。そこで、第2図,第3
図に示す陰極構体のスペーサ9a,9b,9cでも高純度アルミ
ナを用いたときは、前述のような現象は発生しなかつ
た。この原因としてセラミツクのマイクロ波による損失
に係るtanδ特性をその温度との関係を調べたところ、
第4図に示すような関係があることがわかつた。すなわ
ち、Al2O3の純度をパラメータとして温度とtanδとの関
係をみると、特性Iで示す領域の低純度アルミナ(Al2O
385〜96%)のものでは第1図の場合では使用温度が約7
00℃であるから、tanδは30×10-4程度であるが、第2
図,第3図の場合は約1000℃に昇温するためにtanδは8
0×10-4と約3倍大きな損失を生ずることになり、局部
的な発熱が生ずるものと推察できる。したがつて、同図
に特性IIで示す領域の高純度アルミナ(Al2O398%以
上)であれば使用温度が約1000℃であつてもtanδは大
きくならないことがわかる。したがつて、第2図,第3
図に用いるスペーサ9a,9b,9cの材質を、Al2O3を98%以
上含む高純度アルミナとすることによつて前述したよう
な高周波損失の増大によるスパークの発生を全くなくす
ることができる。
第5図は本発明によるマグネトロン陰極構体のさらに
他の実施例を示す第1図に相当する要部断面構成であ
り、前述の図と同一部分は同一符号を付す。同図におい
て、第2図と異なる点は、第6図に拡大断面図で示すよ
うにほぼリング状のスペーサ9aの小口径側内壁部および
外壁部に、例えばカルビトールアセテートやイソブチル
メタアクリレートなどのバインダーを添加してペースト
状としたMO粉ペースト13を塗布しておき、第5図に示す
ように下エンドシールド3の円形孔3aにセンターリード
4を通して挿入し、上,下エンドシールド2,3とフイラ
メント1とのRu・MOろうの加熱溶融と同一のろう付けを
行なえば、そのときの加熱で融点の高いMOはろう材のよ
うに溶融して流れ出すことなく、スペーサ9aの表面はあ
たかもMOのメタライズ膜を生成したように固化し、下エ
ンドシールド3およびセンターリード5のMO基材にも良
好になじみ固着される。これによつてスペーサ9aはセン
ターリード4および下エンドシールド3に密着され、強
固な嵌合状態が得られる。この場合、スペーサ9aにMO
ペースト13を塗布する代りに下エンドシールド3の内壁
部およびセンターリード4の外周部に塗布しても同じで
あることは言うまでもない。
このような構成によれば、センターリード4,下エンド
シールド3にスペーサ9aが固着され、スペーサ9aとセン
ターリードと下エンドシールドとの間での滑りがなくな
り、センターリード4,サイドリード5が外部からの加振
により振動しても脆いフイラメント1には変形を与えな
くなり、強固な陰極構体を形成でき、したがつて、両リ
ード4,5の線径をより細くすることができるなど高信頼
性かつ廉価な陰極構体を得ることができる。
第7図は本発明によるマグネトロン陰極構体の他の実
施例を示す第1図に相当する要部断面構成図であり、前
述の図と同一部分は同一符号を付す。同図において、第
2図と異なる点は、第8図に拡大断面図で示すようにほ
ぼリング状のスペーサ9aの小口径端部に、上,下エンド
シールド2,3とフイラメント1とを加熱溶融するろう材
と同一のRu・MO粉末ろう材14を塗布しておき、第7図に
示すように下エンドシールド3の円形孔3aにセンターリ
ード4を通して挿入し、前記ろう付けと同時にろう材14
を加熱溶融させることにより、スペーサ9aのRu・MOろう
材14の塗布近傍ではRu・MOがスペーサ9aの材質であるア
ルミナ中に拡散し、膨張変形を呈し、第7図に示すよう
にスペーサ9aの小口径部が径小となる。これによつてス
ペーサ9aはセンターリード4および下エンドシールド3
に密着され、強固な嵌合状態となる。この場合、絶縁体
としてのスペーサ9aの機能はフイラメント1に与えられ
る電圧約3Vに対してRu・MOの浸透したアルミナセラミツ
クでは十分な耐電圧特性を有している。
このような構成によれば、スペーサ9aは、センターリ
ード4,下エンドシールド3に固着され、スペーサ9aとセ
ンターリード4と下エンドシールド3との間に滑りが発
生しなくなり、両リード4,5が外部からの加振により振
動しても脆いフイラメント1には変形を与えなくなり、
強固な陰極構体を形成でき、したがつて、両リード4,5
の線径をより細くすることができるなど、高信頼性かつ
廉価なマグネトロンを得ることができる。
第9図は本発明によるマグネトロン陰極構体のさらに
他の実施例を示す第1図に相当する要部断面構成図であ
り、前述の図と同一部分は同一符号を付す。同図におい
て、スペーサ15は第10図に拡大斜視図で示すようにセン
ターリード4を貫通させる空胴部15aと、下エンドシー
ルド3の円形孔3aに嵌合させるほぼリング状の筒体部15
bと磁極16の貫通孔16a内の内壁面に嵌合させる3本の脚
部15cとを有し、アルミナ純度98%以上のセラミツク材
で形成されている。そして、このスペーサ15は、下エン
ドシールド3の円形孔3aと、磁極16の貫通孔16aとの間
に、空胴部15aにセンターリード4を通して嵌合配置さ
れ、剛体である磁極16により下エンドシールド3は完全
に抑えられる。したがつて、このスペーサ15を介してセ
ンターリード4の振動も完全に抑えることができる。ま
た、このスペーサ15はセンターリード4が通る空胴部15
aの筒体部15bを中心として外周部分が少なくとも3分割
して形成される脚部15cを設けているので、サイドリー
ド5を避けて磁極16内に嵌合することができ、かつ陽極
電位となる磁極16と陰極電位となる下エンドシールド3
との間に生ずる容量成分が減り、スペーサ15に発生する
高周波損失を軽減することができる。また、このように
構成される陰極構体の派生効果として、陽極12の管軸中
心に陰極のフイラメント1を極力同軸上に設置すること
が、マグネトロンの発振時に発振に寄与しない無効電流
(暗電流)を小さくし、ひいては出力効率,動作安定性
を増大させることになる。そこで、前述した陰極構体の
マグネトロンでも組立時には治具を用いて芯出しを行な
うが、陰極のリード4,5が柔軟な弾力性があり、中心軸
がずれて組立てられることがある。したがつて、この実
施例によれば、スペーサ15が芯出しガイドも兼用する機
能も有するので、強制的に陰極のセンター出しができる
ことになる。
このような構成においても,、脆いフイラメント1の
破断を防止し、かつ陰極の位置出しが自然にできること
により、信頼性が高く、安価で高性能のマグネトロンが
得られる。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明によるマグネトロン陰極構
体によれば、フイラメントを支持するセンターサポート
と、このセンターサポートと近接する電極部材との間に
高純度セラミツクスペーサを設けたことによつて、陰極
構体が苛酷な動作にも耐えることが可能となり、ひいて
はフイラメントの強度を低下させることなく、高価なモ
リブデンのセンターリードを細くすることができ、より
安価なマグネトロンが得られるという極めて優れた効果
を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のマグネトロン陰極構体の一例を示す要部
断面構成図、第2図は本発明によるマグネトロン陰極構
体の一実施例を示す要部断面構成図、第3図(a),
(b)は本発明によるマグネトロン陰極構体の他の実施
例を示す要部断面構成図、第4図はアルミナ純度をパラ
メータとしてマグネトロンの動作温度に対するtanδの
関係を示す特性、第5図は本発明によるマグネトロン陰
極構体のさらに他の実施例を示す要部断面構成図、第6
図は第5図に示すスペーサの拡大断面図、第7図は本発
明によるマグネトロン陰極構体の他の実施例を示す要部
断面構成図、第8図は第7図に示すスペーサの拡大断面
図、第9図は本発明によるマグネトロン陰極構体の他の
実施例を示す要部断面構成図、第10図は第9図に示すス
ペーサの斜視図である。 1……フイラメント、2……上エンドシールド、3……
下エンドシールド、3a……円形孔、4……センターリー
ド、5……サイドリード、6……端子、7……ステムセ
ラミツク、8……シール部品、9,9a,9b,9c……スペー
サ、10……スリーブ、11……磁極、11a……貫通孔、12
……陽極、13……MO粉ペースト、14……Ru・MO粉末ろう
材、15……スペーサ、15a……空胴部、15b……筒体部、
15c……脚部、16……磁極、16a……貫通孔。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】熱電子を放出するフィラメントと、前記フ
    ィラメントの上下端に固定配置された上エンドシールド
    および下エンドシールドと、前記上エンドシールドに固
    定されたセンターリードと、前記下エンドシールドに固
    定されたサイドリードとを備えたマグネトロン陰極構体
    において、前記センターリードと、前記下エンドシール
    ド、又は磁極、又は陽極との間に、アルミナ含有量を98
    %以上とした、高純度アルミナセラミックスペーサを配
    置したことを特徴とするマグネトロン陰極構体。
JP10916483A 1983-06-20 1983-06-20 マグネトロン陰極構体 Expired - Lifetime JPH0821330B2 (ja)

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JPS601724A JPS601724A (ja) 1985-01-07
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KR19990015690A (ko) * 1997-08-08 1999-03-05 구자홍 전자 레인지용 마그네트론
KR19990017565A (ko) * 1997-08-25 1999-03-15 구자홍 전자레인지용 마그네트론

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