KR102547141B1 - 브레이징 공법을 이용한 마그네트론 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 마그네트론의 부품을 브레이징 공법을 이용하여 일체로 쉽게 용접(접합)하여 제조할 수 있는 브레이징 공법을 이용한 마그네트론 제조방법에 관한 것이다.
상기의 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 브레이징 공법을 이용한 마그네트론 제조방법은, 소정 지름을 가지는 원통 모양의 양극관체와, 소정 크기를 가지는 복수 개의 베인판의 일단이 링 모양의 균압환에 의해 연결되어 이루어지는 베인모듈과, 소정 길이를 가지는 환봉 모양의 안테나를 각각 제조하는 부품 제조 단계; 상기 베인모듈과 상기 안테나를 상기 양극관체에 조립하는 조립 단계; 상기 조립 단계에서 조립된 마그네트론의 조립 부위를 따라 소정량의 은페이스트를 도포하는 은페이스트 도포 단계; 상기 은페이스트 도포 단계를 통해 은페이스트가 도포된 상기 마그네트론을 가열로에 넣고 소정 온도로 가열하여 브레이징 용접하는 브레이징 용접 단계; 및 상기 브레이징 용접 단계를 통해 제조된 마그네트론을 검수하여 배출하는 배출 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

브레이징 공법을 이용한 마그네트론 제조방법{Upright Antenna Welding Method using Brazing Method}

본 발명은 브레이징 공법을 이용한 마그네트론 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 브레이징 공법을 이용하여 마그네트론 발진기를 구성하는 마그네트론을 제조하는 방법에 관한 것이다.

마그네트론 발진기(Magnetron Oscillator)는 고진공속에서 발생된 전자빔의 전기에너지를 고출력 전자기파에너지로 변환하여 방사하는 고효율, 고출력의 전자기파 발생장치로, 이러한 마그네트론 발진기는 다양한 분야에서 널리 사용되고 있다.

상기와 같은 마그네트론 발진기의 마그네트론을 제조하는 방법의 종래 기술로는 등록특허공보 제0615903호의 전자렌지용 마그네트론의 애노드 및 그 제조방법, 그리고 그 성형장치(이하 '특허문헌'이라 한다)가 개시되어 있다.

상기 특허문헌은 소정의 두께를 갖는 원판을 바닥이 편평한 제1 다이스의 가공홈에 삽입하고, 1차 펀치로 가압하여 상부가 개방된 원통형의 상, 하부케이스를 성형하는 단계와, 상기 상, 하부케이스의 내부 바닥을 2차 펀치로 가압하여 다수의 베인과, 상기 베인의 상부에 안테나가 설치되는 안테나홈을 성형하는 단계와, 상기 상, 하부케이스를 상기 제1다이스의 가공홈으로부터 꺼내고 그 바닥을 절삭하는 단계와, 바닥이 절삭된 상기 상, 하부케이스를 뒤집어 제2 다이스의 가공홈에 내입시키고, 3차 펀치로 상기 베인의 저면에 이중의 스트랩이 개재되는 제1 스트랩홈을 성형하는 단계와, 소정의 두께를 갖는 원판을 상기 제1다이스의 가공홈에 삽입하고, 상기 3차 펀치로 가압하여 원통형의 중간케이스와 상기 중간케이스의 내벽에 다수의 베인을 일체로 성형하며, 상기 베인의 상부에 이중의 스트랩이 설치되는 제2 스트랩홈을 성형하는 단계와, 베인이 일체로 성형된 상기 중간케이스를 상기 제1다이스의 가공홈으로부터 꺼내고 그 바닥을 절삭하는 단계와, 바닥이 절삭된 상기 중간케이스를 뒤집어 다시 상기 제1다이스의 가공홈에 내입시키고, 상기 3차 펀치로 가압하여 상기 중간케이스의 베인 하부에 제2 스트랩홈을 성형하는 단계와, 상기 중간케이스를 상기 제1 다이스로부터 꺼내고 상기 제2 스트랩홈에 이중의 스트랩을 각각 접착하는 단계 및 상기 상부케이스의 저면에 상기 중간케이스의 상면을 접착하고, 상기 중간케이스의 저면에 상기 하부 케이스의 저면을 접착하는 단계를 포함하여 이루어진다.

그러나 상기 특허문헌은 복수의 펀칭 가공을 통해 복수 개의 베인과 안테나 설치홈이 일체로 형성되는 상, 하부케이스가 제조되고, 이러한 상, 하부케이스가 브레이징 용접을 통해 일체로 접착되는 것이나, 상, 하부케이스를 제조하기 위해 복수의 펀칭 공정이 요구되므로 제조 공정이 복잡하고 오랜 시간이 소요되는 문제가 있다.

따라서 마그네트론을 제작하기 위한 시간과 비용을 줄일 수 있도록 공정이 개선된 마그네트론 제조방법의 개발이 요구된다.

KR 10-0615903 B1 (2006. 08. 18.) KR 10-1974742 B1 (2019. 04. 25.) KR 20-1991-0007989 U (1991. 05. 31.) KR 10-1997-0077015 A (1997. 12. 12.)

본 발명은 상기와 같은 종래의 마그네트론 제조방법이 가지는 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 마그네트론의 부품을 브레이징 공법을 이용하여 일체로 쉽게 용접(접합)하여 제조할 수 있는 브레이징 공법을 이용한 마그네트론 제조방법을 제공하는 것이다

상기의 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 브레이징 공법을 이용한 마그네트론 제조방법은, 소정 지름을 가지는 원통 모양의 양극관체와, 소정 크기를 가지는 복수 개의 베인판의 일단이 링 모양의 균압환에 의해 연결되어 이루어지는 베인모듈과, 소정 길이를 가지는 환봉 모양의 안테나를 각각 제조하는 부품 제조 단계; 상기 베인모듈과 상기 안테나를 상기 양극관체에 조립하는 조립 단계; 상기 조립 단계에서 조립된 마그네트론의 조립 부위를 따라 소정량의 은페이스트를 도포하는 은페이스트 도포 단계; 상기 은페이스트 도포 단계를 통해 은페이스트가 도포된 상기 마그네트론을 가열로에 넣고 소정 온도로 가열하여 브레이징 용접하는 브레이징 용접 단계; 및 상기 브레이징 용접 단계를 통해 제조된 마그네트론을 검수하여 배출하는 배출 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

그리고 본 발명은 상기 부품 제조 단계가 상기 양극관체의 내측면을 따라 소정 깊이의 가이드홈을 형성하는 가이드홈 형성 단계를 더 포함하는 것을 또 다른 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 부품 제조 단계가 상기 안테나의 일단에 "ㄷ"자 모양의 끼움홈을 형성하는 끼움홈 형성 단계를 더 포함하는 것을 또 다른 특징으로 한다.

이에 더해 본 발명은 상기 부품 제조 단계가 상기 베인모듈의 외측에 위치되는 상기 베인판의 일단에 소정 크기의 걸림돌기를 형성하는 걸림돌기 형성 단계를 더 포함하는 것을 또 다른 특징으로 한다.

그리고 본 발명은 상기 은페이스트 도포 단계에서 상기 베인모듈의 외측에 위치되는 상기 베인판의 일단과 상기 안테나의 일단을 따라 은페이스트가 도포되는 것을 또 다른 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 마그네트론의 양극관체 내부에 베인판과 균압환이 조립된 베인모듈이 삽입되고, 베인판에 안테나의 일단이 끼움 조립된 다음, 소정 온도로 가열되며, 이에 의해 각 부품이 은페이스트를 통해 상호 브레이징 용접되므로 양극관체 내부에 베인을 형성하기 위한 절각 가공 또는 펀칭 가공 등의 복수의 공정이 요구되지 않고, 그 결과 마그네트론을 제조하는 비용과 시간을 줄일 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 브레이징 공법을 이용한 마그네트론 제조방법의 예를 보인 공정 순서도.
도 2는 본 발명에 따른 브레이징 공법을 이용한 마그네트론 제조방법을 통해 제조되는 직립형 안테나의 예를 보인 도면.
도 3은 도 2의 분리된 도면.
도 4는 본 발명에 따른 브레이징 공법을 이용한 마그네트론 제조방법을 통해 제조되는 마그네트론의 예를 보인 단면도.
도 5는 브레이징 공법을 이용한 마그네트론 제조방법을 통해 제조되는 마그네트론의 예를 보인 평면도.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 도시한 첨부도면에 따라 상세하게 설명한다.

본 발명은 마그네트론의 부품을 브레이징 공법을 이용하여 일체로 쉽게 용접(접합)하여 제조할 수 있는 브레이징 공법을 이용한 마그네트론 제조방법을 제공하고자 하는 것으로, 이러한 본 발명은 도 1에 도시된 바와 같이 부품 제조 단계(S10), 조립 단계(S20), 은페이스트 도포 단계(S30), 브레이징 용접 단계(S40) 및 배출 단계(S50)를 포함한다.

(1) 부품 제조 단계(S10)

이 단계는 마그네트론의 부품을 별도의 가공 공정을 통해 제조하는 것으로, 이러한 부품 제조 단계(S10)를 통해 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 소정 지름을 가지는 원통 모양의 양극관체(10)와, 소정 크기를 가지는 복수 개의 베인판(21)의 일단이 링 모양의 균압환(22)에 의해 연결되어 이루어지는 베인모듈(20) 및 소정 길이를 가지는 환봉 모양의 안테나(30)가 각각 제조되게 된다.

이때 부품 제조 단계(S10)에는 양극관체(10)에 상하로 소정 길이를 가지면서 내측면에 둘레를 따라 소정 깊이의 가이드홈(11)을 형성하는 가이드홈 형성 단계(S11)가 포함될 수 있고, 이러한 양극관체(10)의 가이드홈(11)을 통해 후술되는 조립 단계(S20)에서 베인모듈(20)이 양극관체(10)의 내부에 삽입되어 조립되는 위치가 안내되면서 조립된 상태가 그대로 유지되게 된다.

또한, 부품 제조 단계(S10)에는 도 3에 도시된 바와 같이 안테나(30)의 일단에 "ㄷ"자 모양의 끼움홈(31)을 형성하는 끼움홈 형성 단계(S12)가 포함될 수 있고, 이러한 끼움홈(31)을 통해 후술되는 조립 단계(S20)에서 앙극관체(10)의 내부에 베인모듈(20)이 삽입된 다음, 안테나(30)의 일단이 베인모듈(20)의 베인판(21)에 끼움 조립되게 된다.

이에 더해 부품 제조 단계(S10)에는 베인모듈(20)의 외측에 위치되는 베인판(21)의 일단에 소정 크기의 걸림돌기(21A)를 형성하는 걸림돌기 형성 단계(S13)가 포함될 수 있고, 이러한 걸림돌기(21A)가 양극관체(10)의 가이드홈(11)에 삽입되어 베인모듈(20)의 조립 위치가 안내되게 된다.

(2) 조립 단계(S20)

이 단계는 위 부품 제조 단계(S10)를 통해 양극관체(10), 베인모듈(20) 및 안테나(30)가 각각 제조되고 나면, 위 구성들을 상호 조립하는 것으로, 이때 양극관체(10)의 내부에 형성된 가이드홈(11)을 기준으로 베인모듈(20)의 베인판(21)에 형성된 걸림돌기(21A)가 삽입되도록 베인모듈(20)이 양극관체(10)의 내부에 삽입되어 위치 고정되고, 이후 안테나(30)가 끼움홈(31)을 통해 베인판(21)의 상단 부분에 끼움 조립되어 위치 고정되게 된다.

이때 양극관체(10)의 내측면과 마주하는 베인판(21)의 일측면과 안테나(30)의 끼움홈(31) 내측면에 각각 소정 두께로 은페이스트(A)가 도포된 다음, 상호 조립될 수 있다.

이를 위해 베인판(21)의 일측면과 양극관체(10)의 내측면 사이에는 도 4에 도시된 바와 같이 소정 두께의 은페이스트(A) 층이 형성되도록 상호 조립시 0.5 ~ 1㎜의 이격된 틈(T)이 형성되도록 제조될 수 있다.

또한, 안테나(30)의 끼움홈(31)은 베인판(21)의 단면 두께에 대응되는 폭으로 형성되거나, 또는 베인판(21)의 단면 두께 대비 끼움홈(31)의 폭이 0.2 ~ 0.5㎜작게 형성될 수 있고, 이를 통해 안테나(30)가 베인판(21)의 상단 부분에 억지 끼움 조립되고 나면, 임의로 움직이지 않게 되어 안테나(30)를 수직 설치한 상태로 유지시킬 수 있게 되며, 그 결과 베인판(21)에 안테나(30)가 수직이 되도록 설치된 상태로 브레이징 용접이 가능하게 된다.

(3) 은페이스트 도포 단계(S30)

이 단계는 위 조립 단계(S20)에서 조립된 양극관체(10), 베인모듈(20) 및 안테나(30)의 접촉면을 따라 소정량의 은페이스트(A)를 도포하는 것으로, 이때 양극관체(10)와 베인모듈(20)의 베인판(21)이 구리 재질로 이루어짐에 따라 구리 보다 상대적으로 용융 온도가 낮은 은(Ag)을 주재로 하는 페이스트(paste)가 사용되게 된다.

이때 은페이스트는 포함되는 은의 함량에 따라 후술되는 브레이징 용접 단계(S40)의 작업 온도가 결정되게 되는데, 따라서 브레이징 용접 과정에서 양극관체(10)와 베인모듈(20)의 물성이 과도하게 약해지지 않도록 500~800℃의 온도 조건하에서 브레이징 용접이 진행될 수 있는 저온형 은페이스트가 사용되게 된다.

이러한 저온형 은페이스트는 은 분말을 주재로 충전재, 결합재 및 첨가제를 포함하여 이루어지고, 여기서 충전재는 카본블랙 또는 흑연이 포함될 수 있으며, 결합재는 유기용성 고분자 재료가 사용될 수 있고, 첨가제는 분산제가 포함될 수 있다.

이때 은페이스트의 충전재로는 구리 분말이 더 포함될 수 있고, 이 경우 구리 분말은 작업 온도의 상승을 방지하기 위해 은 분말 대비 구리 분말의 함량이 1 : 0.3 ~ 0.5가 되도록 한다.

상기와 같은 은페이스트는 양극관체(10)와 베인판(21)이 서로 접촉되는 둘레와 안테나(30)와 베인판(21)이 서로 접촉되는 둘레를 따라 0.1 ~ 3㎜의 폭으로 균일하게 도포된 다음, 후술되는 브레이징 용접 단계(S40)가 진행된다.

(4) 브레이징 용접 단계(S40)

이 단계는 위 은페이스트 도포 단계(S30)를 통해 부품의 조립 부위를 따라 은페이스트(A)가 도포되고 나면, 가열로(도시하지 않음)에 조립된 부품을 넣고, 소정 온도로 설정된 시간 동안 가열하여 브레이징 용접하는 것이다.

이때 가열로는 은페이스트의 용융 온도에 맞추어 500~800℃ 범위 내에서 온도가 설정되고, 가열로의 내부에 5~10분간 유지되어 브레이징 용접된 다음, 가열로에서 배출되어 상온으로 냉각되게 된다.

(5) 배출 단계(S50)

이 단계는 위 브레이징 용접 단계(S40)를 통해 브레이징 용접되고 나면, 제조된 마그네트론(1)의 품질을 검사하고, 불량과 양품을 분리하여 배출하는 것이다.

이때 품질 검사는 도 5에 도시된 바와 같이 양극관체(10)의 중심과 안테나(30)의 선단이 동심원을 이루는지를 확인하는 검사와, 양극관체(10)의 상하면과 베인판(21)의 상하면이 평행을 이루는지를 확인하는 검사와, 브레이징 용접된 부분의 연속성을 확인하는 검사와, 복수 개의 베인판(21)이 방사상으로 배열되는 간격의 균일성을 확인하는 검사를 포함하고, 검사 항목 중 2개소 이상 불량으로 판정되면 최종 불량으로 판정된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명은 마그네트론의 양극관체 내부에 베인판과 균압환이 조립된 베인모듈이 삽입되고, 베인판에 안테나의 일단이 끼움 조립된 다음, 소정 온도로 가열되며, 이에 의해 각 부품이 은페이스트를 통해 상호 브레이징 용접되므로 양극관체 내부에 베인을 형성하기 위한 절각 가공 또는 펀칭 가공 등의 복수의 공정이 요구되지 않고, 그 결과 마그네트론을 제조하는 비용과 시간을 줄일 수 있게 된다.

위에서는 설명의 편의를 위해 바람직한 실시예를 도시한 도면과 도면에 나타난 구성에 도면부호와 명칭을 부여하여 설명하였으나, 이는 본 발명에 따른 하나의 실시예로서 도면상에 나타난 형상과 부여된 명칭에 국한되어 그 권리범위가 해석되어서는 안 될 것이며, 발명의 설명으로부터 예측 가능한 다양한 형상으로의 변경과 동일한 작용을 하는 구성으로의 단순 치환은 통상의 기술자가 용이하게 실시하기 위해 변경 가능한 범위 내에 있음은 지극히 자명하다고 볼 것이다.

1: 마그네트론 10: 양극관체
11: 가이드홈 20: 베인모듈
21: 베인판 21A: 걸림돌기
22: 균압환 30: 안테나
31: 끼움홈 A: 은페이스트
T: 틈

Claims (5)

1. 소정 지름을 가지는 원통 모양의 양극관체(10)와, 소정 크기를 가지는 복수 개의 베인판(21)의 일단이 링 모양의 균압환(22)에 의해 연결되어 이루어지는 베인모듈(20)과, 소정 길이를 가지는 환봉 모양의 안테나(30)를 각각 제조하는 부품 제조 단계(S10);
   상기 베인모듈(20)과 상기 안테나(30)를 상기 양극관체(10)에 조립하는 조립 단계(S20);
   상기 조립 단계(S10)에서 조립된 마그네트론(1)의 조립 부위를 따라 소정량의 은페이스트(A)를 도포하는 은페이스트 도포 단계(S30);
   상기 은페이스트 도포 단계(S30)를 통해 은페이스트(A)가 도포된 상기 마그네트론(1)을 가열로에 넣고 소정 온도로 가열하여 브레이징 용접하는 브레이징 용접 단계(S40); 및
   상기 브레이징 용접 단계(S40)를 통해 제조된 마그네트론(1)을 검수하여 배출하는 배출 단계(S50);
   로 이루어지고,
   상기 부품 제조 단계(S10)는,
   상기 양극관체(10)의 내측면을 따라 소정 깊이의 가이드홈(11)을 형성하는 가이드홈 형성 단계(S11); 및
   상기 베인모듈(20)의 외측에 위치되는 상기 베인판(21)의 일단에 소정 크기의 걸림돌기(21A)를 형성하는 걸림돌기 형성 단계(S13);
   를 포함하고,
   상기 은페이스트 도포 단계(S30)에서는,
   상기 베인모듈(20)의 외측에 위치되는 상기 베인판(21)의 일단과 상기 안테나(30)의 일단을 따라 상기 은페이스트(A)가 도포되며,
   상기 조립 단계(S20)는,
   상기 양극관체(10)의 내부에 형성된 상기 가이드홈(11)을 기준으로 상기 베인모듈(20)의 상기 베인판(21)에 형성된 상기 걸림돌기(21A)가 삽입되도록 상기 베인모듈(20)이 상기 양극관체(10)의 내부에 삽입되어 위치 고정되고,
   상기 베인판(21)의 일측면과 상기 양극관체(10)의 내측면 사이에는,
   소정 두께의 은페이스트(A) 층이 형성되도록 상호 조립시 0.5 ~ 1㎜의 이격된 틈(T)이 형성되도록 제조되며,
   상기 은페이스트 도포 단계(S30)의 은페이스트는,
   은 분말을 주재로 충전재, 결합재 및 첨가제를 포함하여 이루어지고,
   상기 충전재는,
   카본블랙 또는 흑연과 구리 분말로 구성되며,
   상기 결합재는,
   유기용성 고분자 재료가 사용되고,
   상기 첨가제는,
   분산제가 포함되며,
   상기 구리 분말은,
   작업 온도의 상승을 방지하기 위해 은 분말 대비 구리 분말의 함량이 1 : 0.3 ~ 0.5가 되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 브레이징 공법을 이용한 마그네트론 제조방법.
   
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 부품 제조 단계(S10)는,
   상기 안테나(30)의 일단에 "ㄷ"자 모양의 끼움홈(31)을 형성하는 끼움홈 형성 단계(S12)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 브레이징 공법을 이용한 마그네트론 제조방법.
   
4. 삭제
5. 삭제

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