JPS6324613Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はマグネトロンに係り、とくにその陽極
構体の改良に関する。

電子レンジ用マグネトロンは、一般に銅からな
る陽極円筒の内側に複数の陽極ベインを固定して
共振空胴となすとともに、電子作用空間に磁束を
導びくための漏斗状ポールピースを陽極円筒の両
開口端部にそれぞれ固着して構成される。近来は
このポールピースを陽極円筒に真空気密に接合し
て両者とも真空容器の一部として用いる構造が採
用されている。そしてこの真空気密接合する技術
としては、ろう接と並んでアーク溶接などの溶接
技術もよく用いられる。このアーク溶接を行なう
のに、良好な溶接状態を得る目的で従来一般には
銅製陽極円筒の両開口端部の近くの外周に溝を切
り、これによつてできる薄肉部の上に一対のポー
ルピースの同じく薄肉化した外周部を載せ、溶接
電極をこれらの合わせ目に向けて全周をアーク溶
接する方法が採用されている。このような技術は
実開昭53−87044号、実開昭51−121164号、特開
昭52−135659号の各明細書および図面などに記載
されている。また、外周に溝を形成せず陽極円筒
の開口端面と、磁極を覆う鉄Feのような強磁性
体容器端板とを合掌構造にしてアーク溶接したも
のが特開昭48−63668号公報や実開昭54−125565
号のそれに開示されている。

このような陽極円筒の外周面に溝を形成して溶
接にための薄肉部をつくり、これとポールピース
あるいは鉄製容器端板の外周縁とを合掌構造に組
み合せて両者を溶接すると、両者の素材が溶け合
つて合金化した溶接肉ができるが、これはクラツ
クやピンホールが発生しやすい。それは、銅と鉄
とを一緒に溶かして合金化した溶接肉は、きわめ
て脆性が強いためである。とくに電子レンジ用マ
グネトロンは断続動作が極めて多く、熱膨張率の
異なる銅製陽極円筒と鉄製ポールピースとのこの
溶接箇所に、機械的応力、および断続動作の変形
力が集中するため、脆弱なこの接合部がクラツク
を生じて破損し、ついには真空気密が保てなくな
る場合がある。また陽極円筒の肉厚を薄くする
と、この溶接部の厚さ寸法も小さくなるため、以
上の不都合がとくに顕著にあらわれるし、また溝
によつて陽極円筒の厚さが局部的に薄くなり機械
的に耐え得なくなり易い。さらにまた、ポールピ
ースの上面から上にはみ出す溶接肉があると、そ
の上に積み重ねる磁石あるいは磁束集中板とポー
ルピース上面との密着性が悪くなつて磁気抵抗が
大きく且つ不ぞろいになつてしまう。さらに、溶
接肉が陽極円筒の外周面から横方向に出張る構造
では、陽極円筒の外周にラジエータフインを圧入
する際の障害となり、好ましくない。

ところで、近来陽極円筒素材の材料利用率を高
め、低価格化を目的に平板状の銅素材を丸め成形
し、管軸に沿う合わせ目にろう材を配置してろう
接するか、電子ビーム溶接し、両開口端部の外周
に溝を形成してポールピースを溶接することも試
みられている。この場合ろう材はよく知られる72
％銀−28銅の合金ろうである。なお溝は合わせ目
のろう接の前に切削して形成してもよいし、ろう
接のあとに切削して形成してもよい。このよう
に、ろう接部を有する銅製陽極円筒と鉄製ポール
ピースとを溶接すると、銅製陽極円筒のろう接部
と鉄製ポールピースとの気密溶接箇所は銅に多く
の鉄が混ざつた合金化接合部ができていることは
前述の例と同様であるが、ろう接面のろうがアー
ク溶接によつて再び溶けて流れ、一部は溝の奥に
溜り、ここに吸い寄せられて溝に対向する位置の
陽極円筒内側、および溝のすぐ下付近の合わせ目
にろう材がなくなつた空隙が生じてしまう傾向が
あることがわかつた。つまり丸め成形して合わせ
目をろう接した陽極円筒は、このろう接部を通過
するように溶接すると、この溶接の際にろう材を
局部的に再び溶かしてしまう、しかもその部分に
溝を形成しておくとこの溝にろう材がその表面張
力で寄せ集められてしまい、合わせ目のろう接が
不完全になつてしまう現象を伴なう。また溶接時
の熱のため局部的にろう材が沸騰して泡が生じる
場合もある。したがつてこのような現象の発生を
防止するには陽極円筒の肉厚をかなり厚くして構
成するとか、ポールピースとの気密溶接を細心の
注意をはらつて精密に制御された装置と方法で行
なう必要があり、この点からももつと大量生産に
好都合で、かつ信頼性が高く、機械的にも充分な
強度をもつたマグネトロン陽極の実現が望まれて
いる。

本考案は、以上のような従来技術および先行技
術のもつ不都合を解消し、その改良の要望を満足
するマグネトロンを提供するものである。

以下その実施例を図面を参照して説明する。な
お同一部分は同一符号であらわす。

第１図乃至第３図に示す実施例のマグネトロン
は次の構造を有する。まず図中の符号１１は陽極
円筒、１２は陽極ベイン、１３，１３は陽極円筒
の両開口端部に配置された上下一対の漏斗状ポー
ルピース、１４，１４は陽極円筒の開口端部に気
密接合され真空容器の一部をなす容器端板、１５
は出力側セラミツク円筒、１６は出力アンテナ導
線、１７は出力端帽、１８は入力側セラミツク円
筒、１９は陰極、２０，２１は陰極支持体、２
２，２２は入力端子をあらわしている。さて陽極
円筒１１は銅あるいは銅を主成分とする銅合金
（単に銅と記す）で形成されており、一対のポー
ルピース１３、および容器端板１４はそれぞれ純
鉄，コバール（商品名）のような鉄あるいは鉄を
主成分とする鉄合金（単に鉄と記す）の強磁性体
で形成されている。陽極円筒１１の開口端部、容
器端板１４およびポールピース１３は、これら３
者が真空気密に一体接合され、このマグネトロン
の真空容器の一部を構成する。

第１図および第２図は真空気密接合する直前の
組立構造を示している。陽極円筒１１の開口端部
には、ポールピースを内側に嵌合するために円周
状に段部３１、およびこの段部からひき続いて軸
に平行に延びる円筒状突出部３２、その外周面に
テーパ部３３が一体形成されている。これに嵌合
されるポールピース１３は、その上面１３ａの外
周部に肉厚の約半分の段部１３ｂが形成されてお
り、またその全表面にニツケル（Ni）メツキか
らなる金属薄層１３ｍが被着されている。なおこ
の金属薄層の材料としては銅（Cu）を用いうる
し、その厚さは好ましくは５〜20μm程度でよい。
ポールピースの上面１３ａを覆う鉄製の容器端板
１４には、その外周端部がポールピースの段部１
３ｂに嵌合する寸法と形状の外周折曲げ部１４ａ
が形成されており、またその全表面もしくは少な
くとも接合される外周折曲げ部の外表面にニツケ
ル（Ni）メツキからなる金属薄層１４ｍが被着
されている。この金属薄層は陽極円筒の銅素材と
相互拡散して合金化しやすいニツケルのほか、銅
を使用しうる。そしてその厚さは好ましくは５〜
20μmである。図示のように３者を嵌合して組み
合わせたとき、陽極円筒１１の円筒状突出部３２
は、容器端板１４の上面１４ｂの位置とほゞ同程
度となるように、軸に平行に延長されている。ポ
ールピース１３の外周面のうち、容器端板１４で
覆われていない部分すなわち外周面１３ｃは、陽
極円筒の突出部３２の内側に直接対面している。

そして溶接にあたつては、不活性ガス雰囲気の
もとで溶接電極３６を陽極円筒突出部３２の外側
方、すなわち端板１４の外周折曲げ部１４ａの外
周面１４ｃから円筒状突出部３２により遮られて
見通せない位置に置いて全周をアーク溶接する。
これによつて溶接電極からのアーク放電はこの電
極３６と陽極円筒突出部３２との間に生じ、ポー
ルピースおよび容器端板と電極との間には直接的
にアーク放電が起らない。

このようにして全周を1.3回転ぐらいするよう
にアーク溶接する。これによつて、鉄製ポールピ
ースおよび容器端板は陽極円筒の突出部で遮蔽さ
れて直接にはアークで溶かされず、主として陽極
円筒突出部３２の銅素材が溶かされてこの銅素材
と、ポールピースおよび容器端板の外周面１３
ｃ，１４ｃのニツケル薄層１３ｍ，１４ｍとが相
互拡散した接合領域が得られる。この接合部は第
３図に示す通り、ポールピースおよび容器端板の
外周部の鉄素材がほとんどもとの形のまヽ残つて
おり、このポールピースおよび容器端板の同図に
点線で示す外周面付近に銅とニツケルとが相互拡
散したCu−Ni合金領域ができ、この合金部を含
む銅素材の溶接肉３７が容器端板およびポールピ
ースの外周面に覆いかぶさつている。こうして溶
接肉３７は、ポールピースの段部１３ｂによる水
平面および外周面１３ｃ、および容器端板の外周
面１４ｃに密着し、さらに陽極円筒の外周テーパ
部までなだらかなスロープを描いて延びている。
なおポールピースおよび容器端板の外周端部の鉄
素材が、溶接肉３７の体積に比べて無視できる程
度にごくわずか溶けていても実用上差支えない。

このように気密接合部の溶接肉３７は、ポール
ピースおよび容器端板の鉄素材がほとんどそのま
ま残り、その外周面近傍には陽極円筒の銅とポー
ルピースおよび容器端板表面のニツケルメツキ層
とが溶け合つて相互拡散し樹枝状金属組織が存在
している。そのためこの溶接部は脆化せず、充分
な機械的強度をもつて気密溶接されたマグネトロ
ン陽極が得られる。また、ポールピースもその外
周面が一体的に接合されているので、このポール
ピースが回転するおそれがなく、そのテーパ壁に
形成されている透孔とアンテナ導線との相対間隔
が変化したり接触するおそれがない。しかもポー
ルピースの外周面から大気にさらされる溶接肉の
外面までは厚さも充分厚くなつており、マグネト
ロンの断続動作による膨脹、収縮に対しても充分
耐えることができる。そしてこの気密接合部は外
周がなだらかであるので陽極円筒の外周にラジエ
ータフインを圧入するにもスムーズに圧入できる
し、この陽極円筒外周も軸に平行な面の長さ、す
なわちラジエータと直接接触できる外表面積が減
少しないのでこの点でも好都合である。また容器
端板の上面１４ｂすなわち永久磁石を積み重ねる
面に出張りが生じないような形状に溶接できるの
で、磁石からポールピースへの磁気抵抗の増大を
招かず、この点でも好都合である。

溶接部の構造は、その溶接前の形状として第４
図に示すように容器端板１４の外周折曲げ部１４
ａにさらに外側方に延びるフランジ部１４ｄを形
成してこれをポールピース１３の段部１３ｂに添
わせて嵌合し、このフランジ部１４ｄの外周面１
４ｃとポールピースの外周面１３ｃとを共に陽極
円筒突出部３２の内周面に対面させている。アー
ク溶接後の点線３７で示す溶接肉が、容器端板の
フランジ部及びポールピース外周面１３ｃ，１４
ｃに覆いかぶさり一体的に接合される。この場合
も、陽極円筒の銅素材と金属薄層とが相互拡散し
て溶接肉３７をつくり、ポールピースおよび容器
端板の鉄素材はほとんど溶融されない。これによ
つて気密接合される面積が広く、信頼性が一層高
くなる。

また第５図に示すようにポールピース１３の外
周端部の下側に、陽極円筒の段部３１に嵌合する
段差１３ｄを形成し、一方、容器端板１４の外周
折曲げ部１４ａがポールピースの外周面を完全に
覆い、陽極円筒の段部３１に当接させるようにし
てもよい。この場合は、溶接肉３７が容器端板の
外周面１４ｃに覆いかぶさり、この両者で真空気
密を保つ。したがつて、ポールピース１３は真空
容器を構成する陽極円筒を容器端板との接合部の
内側に位置するので、このポールピースに真空気
密接合性が要求されない。

また第６図に示すように、ポールピースの外周
部にテーパ部１３ｅ、および容器端板の外周部に
ポールピーステーパ部に重なるテーパ状の外周折
曲げ部１４ａをそれぞれ形成しておき、これらの
外周面１３ｃ，１４ｃに溶接肉３７をかぶせて一
体接合してもよい。

本考案は第７図乃至第１０図に示すような、平
板状素材を丸め成形して合わせ目をろう接または
溶接した陽極円筒を用いるマグネトロンにも適用
できる。すなわち第７図に示す如く銅の平板状素
材４１を丸め成形し、第８図に示すように合わせ
目にろう材４２をはさんで気密ろう接して陽極円
筒１１をつくり、第９図に示すように陽極円筒の
開口端部を第２図に示した如き形状に切削加工
し、これに同じく前述の各実施例の如きポールピ
ースおよび容器端板を嵌合して全周を気密溶接
し、第１０図のような成品を得る。これによつて
合わせ目４２ａに対応する陽極円筒の開口端部
は、連続的にほゞ均質な溶接肉３７ができ、安定
な気密接合構造が得られる。

以上のように本考案によれば、いずれも鉄から
なるポールピースおよび容器端板の鉄素材がほと
んど溶融されずに主として容器端板の外周面に被
覆されたニツケル又は銅からなる金属薄層と陽極
円筒の銅素材との相互拡散領域を含む銅素材の溶
接肉で真空気密接合部が構成されており、気密性
および機械的に安定な接合部を有するマグネトロ
ンが得られる。そして、溶接肉が容器端板の外周
折曲げ部の外周面にかぶせられているので、この
容器端板の上面あるいは陽極円筒外周面から横方
向に溶接肉が突出せず、永久磁石との磁気的結合
性およびラジエータの圧入性にもすぐれている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す縦断面図、第
２図はその容部拡大図、第３図は溶接後の構造を
示す図、第４図乃至第６図は各々本考案の他の実
施例を示す要部断面図、第７図乃至第１０図はさ
らに他の実施例における組立順序ごとに示した図
である。 １１…陽極円筒、１３…ポールピース、１３ｃ
…ポールピースの外周面、１３ｍ，１４ｍ…金属
薄層、１４…容器端板、１４ａ…外周折曲げ部、
１４ｃ…容器端板の外周面、３１…段部、３７…
溶接肉。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 内側に複数のベイン１２を有する銅製陽極円
   筒１１と、この陽極円筒の開口端部に配置され
   た鉄製ポールピース１３と、このポールピース
   の上面１３ａを覆つて配設されるとともに上記
   陽極円筒端部と気密接合されて真空容器の一部
   をなす鉄製の容器端板１４とを具備するマグネ
   トロンにおいて、 上記ポールピース１３および容器端板１４の
   表面にニツケル又は銅の金属薄層13m，１４ｍ
   が被覆されており、上記陽極円筒端部の内周に
   段部３１が形成されていて該段部３１に上記ポ
   ールピース１３が載置され、且つ上記容器端板
   １４の外周折曲げ部１４ａが上記ポールピース
   の外周面１３ｃの少なくとも一部を覆い、 上記陽極円筒端部の素材が溶かされ該銅素材
   と上記金属薄層１３ｍ，１４ｍとが相互拡散さ
   れた溶接肉３７が、上記容器端板の外周折曲げ
   部１４ａの外周面１４ｃに覆いかぶせられて気
   密溶接されてなることを特徴とするマグネトロ
   ン。 (2) 陽極円筒１１は、平板状素材４１が丸め成形
   されて管軸に沿う合わせ目４２ａが気密接合さ
   れてなる実用新案登録請求の範囲第１項記載の
   マグネトロン。