KR19990001149A - 고주파 발진장치의 필라멘트 체결방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고주파 발진장치의 필라멘트 체결방법에 관한 것으로, 고주파 발진장치의 상하부 엔드햇 내에 필라멘트를 체결하는 방법에 있어서, 상기 필라멘트의 양단에 용접부재를 설치하는 스텝과, 상기 용접부재가 설치된 필라멘트를 상기 상하부 엔드햇 내에 삽입하는 스텝과, 고주파를 인가하여 상기 필라멘트에 설치된 용접부재를 용융시켜 상기 필라멘트의 양단과 상기 상하부 엔드햇의 내부를 체결하는 스텝으로 이루어져, 상하부 엔드햇 내에 필라멘트를 용이하게 삽입하여 체결할 수 있는 것은 물론, 체결후에 용접부재가 잔재하지 않으므로, 고주파 발진장치의 동작시에 용접부재의 잔재로 인해 고주파 발진성능이 떨어지는 것을 미연에 방지할 수 있도록 한 것이다.

Description

고주파 발진장치의 필라멘트 체결방법

본 발명은 고주파 발진장치의 필라멘트 체결방법에 관한 것으로, 필라멘트를 용이하게 체결하고, 고주파 발진성능을 향상시킬 수 있도록 한 고주파 발진장치의 필라멘트 체결방법에 관한 것이다.

일반적으로, 고주파 발진장치란 외부로부터 제공되는 고전압에 의해 초고주파를 발생하는 것으로서, 의료용, 전자렌지용, 기타 가열용에 사용되는 2450MHz의 고주파를 발생하는 고주파 발진장치와 공업용 가열렌지, 연속파 레이다에 사용되는 915MHz의 고주파를 발생하는 고주파 발진장치로 구분된다.

한편, 종래의 통상적인 고주파 발진장치는 도 1과 동 2에 도시된 바와 같이, 동파이프 등에 의해 원통형상으로 형성된 양극몸체(13)의 내부에는 고주파 성분을 유기시키도록 복수개의 공동공진기를 형성하는 다수(통상적으로, 짝수개임)개의 베인(15)이 중심방향을 향하여 등간격으로 배치되어 있고, 이들 양극몸체(13)와 베인(15)에 의해 양극(16)이 형성된다.

그리고, 베인(15)의 선단부측에는 상하부에 각각 캐패시턴스를 변화시켜 일정한 공진주파수를 얻기 위해 내측 및 외측균압링(15a,15b)이 베인(15)을 하나 걸러서 각각 접속되어 있고, 양극몸체(13)의 중심축 근처에는 다수개의 베인(15)의 선단부와 필라멘트(17) 사이에 작용공간(12)이 형성되어 있다.

또한, 작용공간(12) 내에는 고열을 발생하도록 텅스텐(W)과 산화토륨(ThO₂)을 혼합소결시켜 나선형상으로 권회된 필라멘트(17)가 양극몸체(13)와 동축형상으로 배치되어 있다.

한편, 필라멘트(17)의 양단부에는 발진에 기여하지 못하는 열전자가 중심축 방향으로 방사되는 것을 방지하기 위해 상부 및 하부 엔드햇(20,21)이 고착되어 있고, 하부 엔드햇(21)의 중앙부에는 몰리브덴제의 중앙지지체인 제1캐소드지지대(23)가 관통구멍을 통해 상부 엔드햇(20)의 하단부에 용접고착되어 있으며, 하부 엔드햇(21)의 바닥면에는 몰리브덴제의 제2캐소드지지대(25)가 용접고착되어 있다.

여기에서, 제1캐소드지지대(23)는 필라멘트(17)의 중심축을 관통하면서 상부 엔드햇(20)을 지지하고, 제1 및 제2캐소드지지대(23,25)는 고주파 발진장치의 음극을 지지고정하는 절연세라믹(27)에 형성된 관통구멍을 통해 전원단자(30b,32b)에 접속되어 있는 외부접속단자(29,31)에 전기적으로 접속되어 필라멘트(17)에 전류를 공급하는 필라멘트전극이다.

또한, 외부접속단자(29,31)에는 쵸크코일(30,32)의 일단부가 전기적으로 접속되어 있고, 쵸크코일(30,32)의 타단부는 박스필터의 측벽부에 배설되어 있는 캐패시터(34)와 접속되어 있으며, 쵸크코일(30,32) 내에는 노이즈를 흡수하는 페라이트(30a,32a)가 쵸크코일(30,32)의 길이방향을 따라 삽입고정되어 있다.

그리고, 양극몸체(13)의 상하부 양측개구부에는 필라멘트(17)와 베인(15)에 의해 형성되는 작용공간(12) 내에 균일한 자속을 형성하기 위해 자로를 형성하는 깔대기형상의 자성체인 상부 및 하부 폴피스(33,35)가 용접고착되어 있고, 상부 및 하부 폴피스(33,35)의 상하부에는 상부 및 하부 실드컵(37,39)이 각각 기밀하게 용접고착되어 있으며, 상부 및 하부 실드컵(37,39)의 상하부에는 양극몸체(13)의 내부를 진공으로 밀봉하기 위하여 안테나세라믹(45) 및 절연세라믹(27)이 기밀하게 용접고착되어 있다.

또한, 상부 및 하부 실드컵(37,39)의 외측면에는 양극몸체(13) 내에 일정한 자계분포를 유지시키기 위한 링형상의 마그네트(41,43)가 배치되어 있고, 고주파 발진장치의 출력부를 구성하는 상부 실드컵(37)의 상부개구단부에는 후술되는 안테나캡(51)을 절연시키기 위해 원통형상의 안테나세라믹(45)이 접합되어 있다.

도 1에 있어서, 안테나세라믹(45)의 상부측 선단부에는 동으로 이루어진 배기관(47)이 접합되어 있고, 배기관(47)의 내측 중앙부 근처에는 공동공진기내에서 발진된 고주파를 출력시키기 위해 베인(15)으로부터 도출된 안테나(49)가 상부 폴피스(33)의 관통구멍을 통과하여 축상으로 연장되면서 안테나(49)의 끝이 배기관(47) 내에 고정되어 있다.

그리고, 배기관(47)의 외측면에는 배기관(47)의 용접고착부를 보호함은 물론, 전계집중에 의한 스파크방지 및 고주파안테나의 작용을 함과 동시에 고주파출력을 외부로 내보내는 창(Window)역할을 하는 안테나세라믹(45)과 그 위에 안테나캡(51)이 씌워져 있다.

또한, 양극몸체(13)의 외부에는 양극몸체(13) 내의 자속량을 결정하는 상부 및 하부 요우크(53,55)가 설치되어 있고, 양극몸체(13) 및 하부 요우크(55) 사이에는 복수개의 알루미늄 냉각핀(57)이 양극몸체(13) 및 하부 요우크(55)에 고정된 클램프부재(55a)에 의해 감합배치되어 마그네트(41,43)와 함께 자로형성용 상부 및 하부 요우크(53,55)에 의해 덮여 있다.

상기와 같이 구성된 고주파 발진장치의 동작과정에 대하여 도 1과 도 2를 참조하여 설명하기로 한다.

먼저, 외부접속단자(29,31)를 통해 전원이 인가되면, 외부접속단자(29), 제1캐소드지지대(23), 상부 엔드햇(20), 필라멘트(17), 하부 엔드햇(21), 제2캐소드지지대(25), 외부접속단자(31)에 의해 폐회로가 구성되어 필라멘트(17)에 동작전류가 공급되어 필라멘트(17)가 가열된 다음, 필라멘트(17)로부터 열전자가 방출되기 시작한다.

이때, 제2캐소드지지대(25)와 양극(16)에 인가된 구동전압에 의해 필라멘트(17)의 바깥표면과 베인(15) 사이의 작용공간(12) 내에는 베인(15)으로부터 필라멘트(17)측으로 강한 전계가 형성되고, 두 개의 마그네트(41,43)로부터 발생한 자속은 상부 요우크(53), 하부 요우크(55), 상부 폴피스(33), 하부 폴피스(35) 및 작용공간(12)으로 이루어지는 자기회로내에 분포되어 작용공간(12) 내에 높은 자속밀도가 형성된다.

따라서, 고온의 필라멘트(17) 표면으로부터 작용공간(12)으로 방출되는 열전자는 작용공간(12) 내에 존재하는 강한 전계에 의한 베인(15) 또는 양극몸체(13)쪽으로 진행함과 동시에 작용공간(12) 내에 형성된 강한 자속밀도에 의해 열전자의 진행방향에 대해 수직으로 힘을 받아 양극(16)쪽으로 진행하면서 나선형의 회전운동을 하게 된다.

이러한 열전자의 운동으로 형성된 전자군이 베인(15)에 주기적으로 간섭을 일으키고, 이 간섭에 의해 마주보는 베인(15)간에 작용하는 정전용량인 캐패시턴스 성분과, 마주보는 베인(15)과 이를 연결하는 양극몸체(13)로 이루어지는 인덕턴스 성분에 의해 병렬공진회로가 구성되게 된다.

따라서, 상기한 캐패시턴스 성분과 인덕턴스 성분에 의해 공진주파수, 즉가 결정되어 고주파가 유기되고, 유기된 고주파가 안테나(49)를 통해 외부로 방출된다.

한편, 도 3은 종래의 통상적인 방법에 따라 상하부 엔드햇 내에 필라멘트를 체결하는 방법을 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 종래의 통상적인 방법에 따라 상하부 엔드햇 내에 필라멘트가 체결된 것을 도시한 도면으로서, 도 3과 도 4를 참조하면 알 수 있듯이, 제조공정시에 상부 엔드햇(20)과 하부 엔드햇(21)의 내부에 용접용 링(105)을 각각 삽입한 다음 필라멘트(17)를 삽입하여 고주파를 가해 용접용 링(105)을 필라멘트(17)에 녹여붙임으로써, 필라멘트(17)의 양단이 상하부 엔드햇(20,21)에 체결된다.

여기에서, 용접용 링(105)의 성분은 각각 루테늄(Ru)이 42.9%, 탄소(C)가 0.05%, 철(Fe)이 0.009%, 니켈(Ni)이 0.007%, 기타 불순물(N.V.R)이 0.012%, 몰리브덴(Mo)이 57.022%이다.

그러나, 필라멘트(17)가 나선형으로 권선되어 용접용 링(105)과 전면적으로 닿지 않기 때문에, 고주파 용접으로 인해 녹은 용접용 링(105)의 일부분이 필라멘트(17)의 양단에 녹아붙고, 나머지는 상하부 엔드햇(20,21)의 내면에 잔존하게 되어 고주파 발진장치의 동작시에 용접용 링(105)의 잔재가 녹아내려 필라멘트(17)에 달라붙으로므로써, 고주파 발진장치의 발진성능을 떨어뜨리는 문제점이 있었다.

또한, 제조공정시에 상하부 엔드햇(20,21) 내에 용접용 링(105)를 별도로 각각 삽입한 다음 필라멘트(17)를 삽입하여 고주파 용접하기 때문에, 용접용 링(105)을 잊고 삽입하지 않거나 또는 공정 중에 용접용 링(105)이 이탈되어 필라멘트(17)가 상하부 엔드햇(20,21) 내에 정상적으로 체결되지 못하는 경우가 종종 발생된다.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 상하부 엔드햇의 각 내부와 필라멘트의 양단에 용접부재를 설치하여 고주파를 인가하여 필라멘트를 상하부 엔드햇 내에 체결함으로써, 용접을 용이하게 하고, 용접용 링의 잔재로 인해 고주파 발진장치의 발진성능이 떨어지는 것을 방지할 수 있는 고주파 발진장치의 필라멘트 체결방법을 제공하는 데에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 고주파 발진장치의 필라멘트 체결방법은, 고주파 발진장치의 상하부 엔드햇 내에 필라멘트를 체결하는 방법에 있어서, 상기 필라멘트의 양단에 용접부재를 설치하는 스텝과, 상기 용접부재가 설치된 필라멘트를 상기 상하부 엔드햇 내에 삽입하는 스텝과, 고주파를 인가하여 상기 필라멘트에 설치된 용접부재를 용융시켜 상기 필라멘트의 양단과 상기 상하부 엔드햇의 내부를 체결하는 스텝으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

도 1은 종래의 통상적인 고주파 발진장치의 종단면도,

도 2는 도 1의 A-A선의 단면도,

도 3은 종래의 통상적인 방법에 따라 상하부 엔드햇 내에 필라멘트를 체결하는 방법을 설명하기 위한 도면,

도 4는 종래의 통상적인 방법에 따라 상하부 엔드햇 내에 필라멘트가 체결된 것을 도시한 도면,

도 5는 본 발명의 일실시예에 따라 필라멘트를 상하부 엔드햇 내에 체결하는 방법을 설명하기 위한 도면,

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따라 필라멘트를 상하부 엔드햇 내에 체결하는 방법을 설명하기 위한 도면.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

17:필라멘트20:상부 엔드햇

21:하부 엔드햇23:제1캐소드전극

105:용접용 링110,120:용접부재

이하, 본 발명의 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 한편, 종래의 구성과 동일한 부분에 대해서는 동일한 부호를 사용하고, 중복된 기재를 피하기 위해 그 설명을 생략하기로 한다.

도 5의 (가)와 (나)는 본 발명의 일실시예에 따라 필라멘트를 상하부 엔드햇 내에 체결하는 방법을 설명하기 위한 도면으로서, 동도면을 참조하면 알 수 있듯이, 상하부 엔드햇(20,21)의 내면과 체결되는 나선형으로 권선된 필라멘트(17)의 양단에 용접부재(110)가 박막으로 코팅되어 있다.

상기한 바와 같이 용접부재(110)가 양단에 코팅된 필라멘트(17)를 상하부 엔드햇(20,21)에 체결하는 동작과정에 대하여 도 1을 참조하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.

먼저, 필라멘트(17)의 양단에는 용접부재(110)가 박막으로 코팅되어 있다.

이 필라멘트(17)를 상부 엔드햇(20)과 하부 엔드햇(21)의 내부에 삽입한 다음, 고주파를 인가함으로써 필라멘트(17)의 양단이 상하부 엔드햇(20,21) 내에 체결된다.

따라서, 상하부 엔드햇(20,21)의 내부와 나선형으로 권선된 필라멘트(17)의 양단만이 용접체결되고, 용접부재(110)가 잔존하지 않으므로, 고주파 발진장치의 동작시의 용접부재(110)의 잔재로 인해 고주파 발진성능이 떨어지는 것을 미연에 방지할 수 있다.

또한, 필라멘트(17)의 양단에 용접부재(110)가 코팅되어 있으므로, 제조공정시에 용접부재(110)를 잊고 상하부 엔드햇(20,21) 내에 삽입하지 않거나, 용접부재(110)가 상하부 엔드햇(20,21)으로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따라 필라멘트를 상하부 엔드햇 내에 체결하는 방법을 설명하기 위한 도면으로서, 동도면을 참조하면 알 수 있듯이, 캡형상을 갖는 용접부재(120)가 필라멘트(17)의 양단에 장착된다.

상기한 바와 같이 캡형상을 갖는 용접부재(120)가 장착된 필라멘트(17)를 상하부 엔드햇(20,21)에 체결하는 동작과정에 대하여 도 2를 참조하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.

먼저, 캡형상을 갖는 용접부재(120)가 필라멘트(17)의 양단에 장착된다.

그 다음, 용접부재(120)가 장착된 필라멘트(17)를 상부 엔드햇(20)과 하부 엔드햇(21)의 내부에 삽입한 다음, 고주파를 인가함으로써 필라멘트(17)의 양단이 상하부 엔드햇(20,21) 내에 체결된다.

따라서, 상하부 엔드햇(20,21)의 내부와 나선형으로 권선된 필라멘트(17)의 양단만이 용접체결되고, 상하부 엔드햇(20,21)의 내면에는 용접부재(120)가 잔존하지 않으므로, 고주파 발진장치의 동작시에 용접부재(120)의 잔존으로 인해 고주파 발진성능이 떨어지는 것을 미연에 방지할 수 있다.

또한, 필라멘트(17)의 양단에 캡형상을 갖는 용접부재(120)가 장착되므로, 제조공정시에 용접부재(120)를 장착되지 않은 필라멘트(17)를 상하부 엔드햇(20,21) 내에 삽입하거나, 용접부재(120)가 장착되지 않은 것을 쉽게 알 수 있으므로, 상하부 엔드햇(20,21) 내에 필라멘트(17)가 정상적으로 체결되지 못하는 경우를 미연에 방지할 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 일실시예와 다른 실시예에서 용접부재(110,120)의 성분은 전술한 바 있는 용접용 링(105)의 성분과 동일한 성분을 갖는다.

상술한 바와 같이, 본 발명을 이용하면, 상하부 엔드햇 내에 필라멘트를 용이하게 삽입하여 체결할 수 있는 것은 물론, 체결후에 용접부재가 잔재하지 않으므로, 고주파 발진장치의 동작시에 용접부재의 잔재로 인해 고주파 발진성능이 떨어지는 것을 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 고주파 발진장치의 상하부 엔드햇 내에 필라멘트를 체결하는 방법에 있어서,

   상기 필라멘트의 양단에 용접부재를 설치하는 스텝과;

   상기 용접부재가 설치된 필라멘트를 상기 상하부 엔드햇 내에 삽입하는 스텝과;

   고주파를 인가하여 상기 필라멘트에 설치된 용접부재를 용융시켜 상기 필라멘트의 양단과 상기 상하부 엔드햇의 내부를 체결하는 스텝으로 이루어진 것을 특징으로 하는 고주파 발진장치의 필라멘트 체결방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 용접부재는 상기 필라멘트의 양단에 박형으로 코팅되어 설치되는 것을 특징으로 하는 고주파 발진장치의 필라멘트 체결방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 용접부재는 캡형상으로 형성되어 상기 필라멘트의 양단에 장착되어 설치되는 것을 특징으로 하는 고주파 발진장치의 필라멘트 체결방법.