KR200165767Y1 - 고주파 발진장치의 마그네트 고정구조 - Google Patents

Abstract

본 고안은 고주파 발진장치의 마그네트 고정구조에 관한 것으로, 필라멘트로부더 발생된 열전자가 마그네트 간에 작용되는 자계와, 음극과 양극몸체간에 작용되는 전계에 의해 작용공간 내에서 나선형으로 회전되고, 이와 공진하는 공진기를 통해 고주파를 유기시키는 고주파 발진장치에 있어서, 상기 양극몸체의 외경이 상기 마그네트 내에 삽입되도록 상기 마그네트의 내경에 소정깊이를 갖는 단차를 형성하고, 상기 양극몸체를 상기 마그네트의 단차에 삽입하여 체결하므로써, 마그네트 간의 거리를 감소시킬 수 있으므로, 작용공간으로 높은 자계를 발생시킬 수 있고, 종래기술과 대비하여 작용공간으로 동일한 자계를 작용시키는 경우, 마그네트의 착자량을 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 마그네트의 크기를 줄여 제조원가를 줄일 수 있으며, 마그네트로부터 작용공간 내에 균일한 자계가 작용되므로 고주파 발진성능을 향상시킬 수 있도록 한 것이다.

Description

고주파 발진장치의 마그네트 고정구조

본 고안은 고주파 발진장치의 마그네트 고정구조에 관한 것으로, 마그네트 간의 거리를 감소시켜 작용공간 내의 자계를 높혀 고주파 발진장치를 소형화할 수 있고, 발진성능을 향상시키도록 한 고주파 발진장치의 마그네트 고정구조에 관한 것이다.

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

한편, 종래의 통상적인 고주파 발진장치는 도1과 도2에 도시된 바와같이, 동파이프 등에 의해 원통형상으로 형성된 양극몸체(13)의 내부에는 고주파성분을 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 의해 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 하부엔드햇(20,21)이 고착되어 있고, 하부엔드햇(21)의 중앙부에는 몰리브덴제의 중앙지지체인 제1캐소드지지대(23)가 관통구멍을 통해 상부엔드햇(20)의 하단부에 용접고착되어 있으며, 하부엔드햇(21)의 바닥면에는 몰리브덴제의 제2캐소드지지대(25)가 용접고착되어 있다.

여기에서, 제1캐소드지지대(23)는 필라멘트(17)의 중심축을 관통하면서 상부엔드햇(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 하부폴피스(33,35)가 용접고착되어 있고, 상부 및 하부폴피스(33,35)의 상하부에는 상부 및 하부실드컵(37,39)이 각각 기밀하게 용접고착되어 있으며, 상부 및 하부실드컵(37,39)의 상하부에는 양극몸체(13)의 내부를 진공으로 밀봉하기 의하여 안테나세라믹(45) 및 절연세라믹(27)이 기밀하게 용접고착되어 있다.

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

도1에 있어서, 안테나세라믹(45)의 상부측 선단부에는 동으로 이루어진 배기관(47)이 접합되어 있고, 배기관(47)의 내측 중앙부근처에는 공동공진기내에서 발진된 고주파를 출력시키기 위해 베인(15)으로부터 도출된 안테나(49)가 상부폴피스(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 자로 형성용 상부 및 하부 요우크(53,55)에 의해 덮여 있다.

상기와 같이 구성된 고주파 발진장치의 동작과정에 대하여 도1과 도2를 참조하여 설명하기로 한다.

먼저, 외부접속단자(29,31)를 통해 전원이 인가되면, 외부접속단자(29), 제1캐소드지지대(23), 상부엔드햇(20), 필라멘트(17) 하부엔드햇(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), 상부폴피스(33), 하부폴피스(35) 및 작용공간(12)으로 이루어지는 자기회로내에 분포되어 작용공간(12)내에 높은 자계가 형성된다.

따라서, 고온의 필라멘트(17) 표면으로부터 작용공간(12)으로 방출되는 열전자는 작용공간(12)내에 존재하는 강한 전계에 의해 베인(15) 또는 양극몸체(13)쪽으로 진행함과 동시에 작용공간(12)내에 형성된 강한 자계에 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 캐패시턴스성분과, 마주보는 베인(15)과 이를 연결하는 양극몸체(13)로 이루어지는 인덕턴스성분에 의해 병렬공진회로가 구성되게 된다.

따라서, 상기한 캐패시턴스성분과 인덕턴스성분에 의해 공진주파수, 즉가결정되어 고주파가 유기되고, 유기된 고주파가 안테나(49)를 통해 외부로 방출된다.

한편, 마그네트(41,43)는 필라멘트(17)로부터 발생되어 전계에 의해 양극(16)으로 진행되는 열전자군을 회전운동을 시키기 위해 양극몸체(13)의 상하부에 위치되어 소정의 자계를 발생시키는 것으로서, 종래의 통상적인 마그네트 고정구조는 도3에 도시된 바와 같다.

도3을 참조하면 알 수 있듯이, 링형상으로 형성된 마그네트(41,43)가 상하부 실드컵(37,39)에 삽입체결되어 양극몸체(13)의 상하부에 각각 위치된 다음, 상부 요우크(53)와 하부 요우크(55)에 의해 압착되므로써 고정된다.

그러나, 마그네트(41,43)가 양극몸체(13)의 상하부에 위치되기 때문에, 양극몸체(13)의 길이에 의해 마그네트(41,43) 간의 거리는 한정된다.

한편, 마그네트(41,43) 간의 거리를 감소시킬 수 있다면, 작용공간(12)내의 자계가 높아져 마그네트(41,43)의 착자량을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 마그네트(41,43)의 크기도 감소시킬 수 있어 고주파 발진장치를 소형화할 수 있고, 이에 따라 제조원가를 절감할 수 있다.

따라서, 본 고안은 상기한 바와 같은 점에 착안하여 안출한 것으로, 마그네트에 단차를 형성하여 양극몸체를 마그네트 내에 삽입체결하므로써, 마그네트 간의 거리를 단축할 수 있는 고주파 발진장치의 마그네트 고정구조를 제공하는 데에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 고안에 따른 고주파 발진장치의 마그네트 고정구조는, 필라멘트로부터 발생된 열전자가 마그네트 간에 작용되는 자계와, 음극과 양극몸체 간에 작용되는 전계에 의해 작용공간 내에서 나선형으로 회전되고, 이와 공진하는 공진기를 통해 고주파를 유기시키는 고주파 발진장치에 있어서, 상기 양극몸체의 외경이 상기 마그네트 내에 삽입되도록 상기 마그네트의 내경에 소정깊이를 갖는 단차를 형성하고, 상기 양극몸체를 상기 마그네트의 단차에 삽입하여 체결하는 것을 특징으로 한다.

도1은 종래의 통상적인 고주파 발진장치의 종단면도.

도2는 도1의 A-A선의 단면도.

도3은 종래의 통상적인 고주파 발진장치의 마그네트 고정구조를 도시한 도면.

도4는 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 고주파 발진장치의 마그네트 고정구조를 도시한 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

13 : 양극몸체 37 : 상부 실드햇

39 : 하부 실드햇 41,43,61,63 : 마그네트

53 : 상부 요우크 55 : 하부 요우크

이하, 본 고안의 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

한편, 종래의 구성과 동일한 부분에 대해서는 동일한 부호를 사용하고, 중복된 기재를 피하기 위해 그 설명을 생략하기로 한다.

도4는 본 고안의 바람직한 실시예에 따라 마그네트에 단차를 형성하여 양극몸체에 삽입체결된 것을 도시한 도면이다.

도4에 도시된 바와 같이, 마그네트(41,43)에는 양극몸체(13)의 외경이 삽입되도록 소정깊이를 갖는 단차가 각각 형성되어 있다.

상기한 바와 같은 구조로 형성된 마그네트(41,43)를 양극몸체(13)에 체결하는 동작과정 및 작용효과에 대하여 도4를 참조하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.

먼저, 링형상으로 형성된 마그네트(41,43)의 내부에는 양극몸체(13)의 외경이 삽입되도록 단차가 각각 형성되어 있고, 마그네트(41,43)와 양극몸체(13)의 조립시에 양극몸체(13)가 마그네트(41,43)에 형성된 단차에 삽입되므로써 체결된다.

따라서, 마그네트(41,43)에 형성된 단차의 깊이에 의해 마그네트(41,43) 간의 거리가 감소되어 작용공간(12)으로 발생되는 자계가 높아지는 것은 물론, 균일한 자계가 작용공간(12)에 작용하게 된다.

상술한 바와 같이, 본 고안을 이용하면, 마그네트 간의 거리를 감소시킬 수 있으므로, 작용공간으로 높은 자계를 발생시킬 수 있고, 종래기술과 대비하여 작용공간으로 동일한 자계를 작용시키는 경우, 마그네트의 착자량을 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 마그네트의 크기를 줄여 제조원가를 줄일 수 있으며, 마그네트로부터 작용공간 내에 균일한 자계가 작용되므로 고주파 발진성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 마그네트에 형성된 단차에 양극몸체가 삽입체결되어 마그네트가 고정되므로, 제조과정에서 마그네트의 유동으로 인해 작용공간에 불균일한 자계가 발생되는 것을 사전에 방지할 수 있다.

Claims (1)

1. 필라멘트로부터 발생된 열전자가 마그네트 간에 작용되는 자계와, 음극과 양극몸체 간에 작용되는 전계에 의해 작용공간 내에서 나선형으로 회전되고, 이와 공진하는 공진기를 통해 고주파를 유기시키는 고주파 발진장치에 있어서, 상기 양극몸체의 외경이 상기 마그네트 내에 삽입되도록 상기 마그네트의 내경에 소정깊이를 갖는 단차를 형성하고, 상기 양극몸체를 상기 마그네트의 단차에 삽입하여 체결하는 것을 특징으로 하는 고주파 발진장치의 마그네트 고정구조.