JPS6055941B2 - マグネトロン陰極構体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はマグネトロン陰極構体に関するものである。

マグネトロンは第１図に示すように陰極円筒１の両開
口端にろう付けされた２個の磁極片２、３と、陽極円筒
１の内面に形成された複数のベーンからなる空胴共振器
群４と、上記陽極円筒１の中心部に配置された陰極５と
、この陰極５を陽極１から絶縁して保持するためのセラ
ミックなどの絶縁体１１と、陰極５を上記絶縁体１１に
固着するための封着金属１２と、上記絶縁体１１を陽極
に気密に固着するためのカップ状金属１０などから形成
された入力部および空胴共振器群４に発生したマイクロ
波エネルギーを管球の外部に伝播させるために、空胴共
振器群の一部に接続されて上方へ延在する銅板から形成
されたアンテナ導線９と、セラミックなどからなる円筒
状の絶縁物７の一端に固着され、他端が磁極片２に固着
されたカップ状金属６と、上記絶縁物７の他端にろう付
され、内部にはアンテナ導線９が圧接された排気管８な
どからなる出力部を有している。第２図に上記陰極構体
５の詳細を示す。

同図において、５０はトリウム入りタングステン線を螺
旋状に成形したフィラメントであり、通電され発熱して
電子放射を行う。上記フィラメント５０の軸方向両端に
はモリブデンからなるエンドシールド５１，５２が配置
されている。エンドシールド５１，５２は電子放射の範
囲を規制するもので、ＰｔあるいはＲｕ−ＭＯ合金など
の高融点金属からなるろう材５４によつて上記フィラメ
ント５０と接続され、また、エンドシールド５１，５２
はＭＯ棒からなりかつ上記フィラメント５０が非接触状
態て貫通するサポート５５にろう付けされている。しか
しながら、以上の構成のマグネトロン陰極構体によると
以下の欠点が生ずる。

（１）フィラメント５０がマグネトロン自体に加わる外
部的衝撃に耐えるようにする必要上フィラメント５０の
線径を小さくできない。

また、高温動作のために自重によつて変形し易く、この
ことからもその線径を小さくできない。、フィラメント
５０の線径が大きい場合、螺旋状に成形する際に、折れ
たり表面剥れが生じたりあるいは割れなどが生じ、著し
く信頼性が低下する。（２）周知のとおり、陰極の断続
動作により、フィラメント表面に形成された炭化層の内
部応力でこの層が破壊されて電子放射能が低下するが、
上記炭化層の内部応力はフィラメント線径が大きい程大
きく、このために従来のものは寿命が短くなる。

このことから、従来の陰極構体では電子レンジの出力制
御を断続方式で行なう場合、断続周期を長くとる必要が
ある。（３）フィラメント５０を固定するに際し高価な
ろう材を必要とするのでコストが高くなる。

（４）フィラメント５０の線径が大きいことから端冷却
効果によりフィラメント５０の温度分布が悪くなる。

（５）フィラメント５０の熱容量が大きいためにウォー
ムアップ時間が長い。

したがつて、上記欠点を除去するために近時メッシュタ
イプの陰極から形成することにより線径の小さいフィラ
メントを使用する構造のもの（特許第２２７１４７号）
が提案されているが、この構造によると製作方法が複雑
でしかも高価となる欠点を有している。

したがつて、本発明の目的は上記（１）〜（５）に挙げ
た欠点を除去するとともに、製作方法が簡単で、しかも
安価となるマグネトロン陰極構体を提供するものである
。

本発明はこのような欠点を除去するために、ほぼ平行に
配置された複数本の支柱（以下サポートという）に、細
線フィラメントを螺旋状に巻回して陰極構体を構成する
ことを要旨とするものてあり、以下実施例を用いて詳細
に説明する。

第３図ａは本発明によるマグネトロン陰極構体の一実施
例を示す簡略構成図、第３図ｂはそのＡ一Ａ断面図であ
り、同図において、５５ａ，５５ｂはモリブデンから形
成されたサポートであり、これらは相互に平行配置され
て図示しないステムに固定されている。

５６，５７はモリブデン板からなるエンドシールドであ
り、各エンドシールド５６，５７の小孔５８ｂには一方
のサポート５５ｂの両端部が圧接状態て貫通し、その大
孔５８ａにはサポート５５ａの両端部が非接触状態て貫
通している。

５９は上記両サポート５５ａ，５５ｂに螺旋状に巻回さ
れたフィラメントであり、径が従来のものに比較してき
わめて小さく、たとえば０．１φ〜０．０５φ程度であ
り、第４図ａ−ｃに示す方法でサポート５５ａ，５５ｂ
に固定される。

すなわち、第４図ａに示すようにサポート５５ａ，５５
ｂにカッターで一定ピッチの溝６０を形成し、同図ｂで
示すように上記溝６０にフィラメント５９を螺旋状に巻
回して挿入し、同図ｃに示すようにハンマー６１で各溝
６０に対応する部分を挿圧して変形させ、これによりフ
ィラメント５９を埋め込むものとする。上記フィラメン
ト５９をサポート５５ａ，５５ｂに固定する方法として
は、他に、第５図に示すようにサポート５５ａ，５５ｂ
にフィラメント５９を巻回した後、フィラメント５９と
サポート５５ａ，５５ｂとの接触部分にＭＯの微粉末６
２をバインダーとともに塗布し焼結して固定する方法、
あるいは第６図に示すようにサポート５５ａ，５５ｂに
フィラメント５９を巻回した後に、溶接電極により抵抗
溶接を行なつて固定する方法などがある。これら、第４
図、第５図で示す方法によるとサポート５５ａ，５５ｂ
に機械的応力があまり加わらず、サポートが変形しにく
いという効果がある。つぎに、上記サポート５５ａ，５
５ｂの断面形状であるが、これは第７図ａに示すような
真円形状としてもよいが、第７図ｂないしｄで示すよう
に鍵穴形状、三角形状、四角形状としてもよい。

このようにすると、その頂点部分をフィラメント５９に
接触させた場合において、第４〜６図の固定状態にバラ
ツキがあつても、あるいは外部的応力が加わつてもこの
接触状態を一定に保つことができる。第８図はサポート
５５ａ，５５ｂの支持構造を示し、同図において、６３
はエンドシールド５６のフィラメント５９側に配置され
たセラミック等の絶縁物からなるスペーサ、６４はエン
ドシールド５７のフィラメント５９とは反対側に配置さ
れたスペーサであり、これらは円板状で、かつサポート
５５ａ，５５ｂが貫通する２個の貫通孔６３ａ，６４ａ
を有しており、このスペーサ６３，６４により両サポー
ト５５ａ，５５ｂを平行状態に保持固定できる。

このような構成によると、フィラメント５９はスペーサ
６３，６４で支持固定されて一体となつた２本のサポー
ト５５ａ，５５ｂに装着されるので、全体として外部か
らの衝撃力や振動に対し十分に対抗し得るきわめて大き
な強度を持つことが可能となる。なお、第８図において
、スペーサ６３，６４のうちいずれか一方を省略しても
よいことはもちろんである。ただし、スペーサ６３をつ
ける方が耐衝撃強度に大きく動く。第９図はエンドシー
ルド５６，５７とスペーサ６３，６４との一体化を図つ
た本発明によるマグネトロン陰極構体であり、同図にお
いて、６３，６４は絶縁物からなるスペーサであり、２
個のサポート５５ａ，５５ｂをフィラメント５９の上下
端部で固定している。

６５，６６はストッパー、６７，６８は上記スペーサ６
３，６４の表面にメタライズして得られるメタライズ層
であり、エンドシールドとしての機能を果すことができ
る。

メタライズ層６７，６８はつぎのようにして形成される
。すなわち、第１０図Ａ，ｂに示すように円板状のスペ
ーサ６３，６４の貫通孔Ａ，ｂの周辺を突出させ、この
凸部ｘ以外の表面、裏面にＭＯ微粉末を塗布、焼結する
か、あるいは同図ｃに示すように貫通孔Ａ，ｂの周辺を
凹ませて、この凹部ｙ以外の表面にＭＯ微粉末を塗布、
焼結して形成される。また、第１１図Ａ，ｂに示すよう
にスペーサ６３，６４に中央部を横切る溝ｍを形成して
貫通孔ｘとｙとを分断するとともに、溝ｍ以外の表面に
ＭＯ微粉末を塗布、焼結することによつても形成される
。なお、上記ＭＯの被着方法としては転写法、印刷法い
ずれを用いてもよい。そして、第１０図Ａ，ｂの場合は
ＭＯ層を一面に被着した後、凸部ｘの表面のＭＯ層のみ
を削り落すようにして形成してもよい。以上の構成によ
ると、メタライズ層６７，６８でサポート５５ａと５５
ｂとを電気的に短絡させることなく、メタライズ層６７
，６８にエンドシールドとしての機能をもたせることが
でき、しかも製造が比較的容易となる。第１２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。

同図において５６，５７はフィラメント５９の上下端部
に設けられたエンドシールドであり、各エンドシールド
５６，５７の小孔５８ｂには一方のサポート５５ｂの両
端部が圧接状態で貫通し、その大孔５８ａにはサポート
５５ａの両端部が非接触状態で貫通している。６９はフ
ランジ６９ａを有する筒状のストッパーであり、セラミ
ックなどの絶縁物から形成されている。

そして、ストッパー６９の外径側は大孔５８ａに圧接状
態で挿入され、内径側にはサポート５５ａが圧接状態で
貫通している。なお、両ストッパー６９の方向はフラン
ジ６９ａが相対向する方向である。このような構成によ
ると、両サポート５５ａ，５５ｂを絶縁状態に保持でき
るとともに、全体の機械的強度をきわめて向上てきる。
また、サポート５５ａ，５５ｂあるいはメタライズ層６
７，６８はＭＯより形成することに限定されず、他の金
属より形成してもよい。また、サポート５５ａ，５５ｂ
は２本で構成することに限定されず、３本でもよい。

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
によると、導電材からなり、ほぼ平行配置された複数の
サポートと、これらサポートを一・体的に巻回した細線
フィラメントを主構成としたので、フィラメントの１１
２ターン以下となり、また細線フィラメント自体に高温
時の変形や外部振動、衝撃力による破断等が生ずること
がなく、また陰極の上端と下端における温度分布が均一
となる。

また、フィラメントが細線であることから激しい断続加
熱を行なつても炭化層の破損による電子放射劣化が少な
くなり長寿命となる。さらに、陰極の上端まで２本のサ
ポートが延在しており、このために、これをスペーサで
一体にできるので、外部衝撃、振動に対してきわめて強
くなる。また、フィラメントは少なくとも２本のサポー
トに連続巻、固定が可能となるので、量産的に優れ、高
価な白金やＲｕ−ＭＯ合金などを使う必要がなく容易に
製作できるので安価となり、従来の欠点を一挙に解消で
きる多大なる効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のマグネトロンの一例を示す断面図、第２
図は従来のマグネトロン陰極構体の一例を示す断面図、
第３図Ａ，ｂｌ第４図Ａ，ｂ，Ｃｌ第５図、第６図、第
７図Ａ，ｂ，ｃ，ｄｌ第８図、第９図、第１０図Ａ，ｂ
，ｃｌ第１１図、第１２図は本発明によるマグネトロン
陰極構体の実施例を示す簡略構成図である。 ５５ａ，５５ｂ・・・・・・サポート、５６，５７・・
・・・・エンドシールド、５８ａ，５８ｂ・・・・・・
孔、５９・・・・・・フィラメント、６０・・・・・・
溝、６１・・・・・・ハンマー、６２・・・・・・微粉
末、６３，６４・・・・・・スペーサ、６５，６６，６
９・・・・・・ストッパー、６７，６８・・・・・・メ
タライズ層。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ほぼ平行に配置されかつ導電性を有する少なくとも
   ２本の支柱と、これら支柱を渡る周囲を円形に巻回する
   細線のフィラメントと、このフィラメントの両端に位置
   し、かつ上記支柱に対して直交する方向に延在し、電子
   放射を規制するエンドシールドとを具備し、上記フィラ
   メントは上記２本の支柱との接点において該支柱に固着
   される構成とし、上記支柱間に電流を供給することによ
   り、上記フィラメントを発熱して該フィラメント自体か
   ら電子放射を行なわせることを特徴とするマグネトロン
   陰極構体。 ２ 上記特許請求の範囲第１項記載のマグネトロン陰極
   構体において、上記支柱に上記フィラメントを埋め込み
   、溶接もしくは焼結などにより固着したことを特徴とす
   るマグネトロン陰極構体。 ３ 上記特許請求の範囲第１項記載のマグネトロン陰極
   構体において、上記フィラメントの両端に位置しかつ上
   記支柱に対して直交する方向に延在する金属板を上記支
   柱のいずれか一方に固定するようにし、他方の支柱を金
   属板と非接触で貫通する孔周辺、もしくは金属板に平行
   して絶縁物からなるスペーサを設けたことを特徴とする
   マグネトロン陰極構体。 ４ 上記特許請求の範囲第１項記載のマグネトロン陰極
   構体において、支柱の断面形状を、フィラメントに当接
   する部分が突出する形状とし、この突出部分に上記フィ
   ラメントを固着するようにしたことを特徴とするマグネ
   トロン陰極構体。 ５ 上記特許請求の範囲第３項記載のマグネトロン陰極
   構体において、上記スペーサの少なくともフィラメント
   側表面にメタライズ層を設けたことを特徴とするマグネ
   トロン陰極構体。