KR100640794B1 - 마그네트론의 접속리드 - Google Patents

Abstract

본 발명은 마그네트론에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 제작시 불량율이 줄어드는 마그네트론의 접속리드에 관한 것이다.

본 발명은 일측이 센터 리드 및 사이드 리드와 연결되고, 타측은 입력부의 쵸크코일과 용접되는 접속리드에 있어서, 상기 접속리드는 상기 쵸크코일의 위치보다 하부로 소정길이 더 연장된 연장부를 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 마그네트론의 접속리드를 제공한다.

또한, 접속리드의 연장부는 그 직경이 1.3~1.6mm일 때, 2.0~7.0mm의 길이를 가지며, 철계의 탄소강의 재질로 형성되는 것을 특징으로 한다.

따라서, 본 발명의 마그네트론에 의하면 접속리드의 직경을 키우지 않고도 용접불량으로 인해 접속리드와 쵸크코일간의 용접이 불가능해져 마그네트론을 폐기하는 것이 방지되어 생산성이 향상되는 효과가 있다.

마그네트론, 쵸크코일, 외부 접속리드, 용접, 불량

Description

마그네트론의 접속리드{Connecting lead in magnetron}

도 1은 종래의 일반적인 마그네트론의 개략적인 구성을 도시한 단면도.

도 2는 도 1의 요부를 도시한 사시도.

도 3은 본 발명의 마그네트론의 접속리드의 쵸크코일과 외부 접속리드의 결합부위를 도시한 사시도.

도 4는 본 발명의 마그네트론의 접속리드의 길이에 따른 불량율의 관계를 도시한 그래프.

* 도면의 주요한 부위에 대한 부호설명 *

117a : 센터 리드 117b : 사이드 리드

118 : 하엔드실드 119 : 접합 금속판

121 : 세라믹 스템 123a : 쵸크코일

123b : 외부접속리드 123c : 연장부

본 발명은 마그네트론에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 제작시 불량율이 줄어드는 마그네트론의 접속리드에 관한 것이다.

일반적으로 마그네트론(magnetron)은 전자레인지, 플라즈마 조명기기, 건조기 및 기타 다른 고주파 시스템 등에 적용된다. 이러한 마그네트론은 전원을 인가함에 따라 음극으로 방출되는 열전자가 전자계에 의해 마이크로파(micro wave)를 생성하고, 이러한 마이크로파를 안테나 피터를 통해 출력하여 목표물을 가열하는 열원으로 사용되고 있다.

이러한 마그네트론은 전자계에 의해 고주파 에너지를 발생시키는 고주파 발생부와, 상기 고주파 발생부에 전원을 인가하기 위한 입력부와, 상기 고주파 발생부에서 고주파 에너지를 방출하기 위한 출력부로 대별된다.

도 1은 종래 마그네트론의 구조를 나타낸 구성도로서 이를 참조하면, 상기 마그네트론은 외곽 케이스 내부에 요크 상판(1a) 및 요크 하판(1b)이 설치되고, 상기 요크 상판(1a)의 상부에는 고주파 출력부가 설치되고, 상기 요크 상판 및 하판(이하에서는 "요크판"이라함)의 내부에는 고주파 발생부가 설치되며, 상기 요크 하판(1b)의 하부에는 입력부가 설치된다.

상기 입력부는 요크 하판(1b)의 하부에 고정된 필터박스(22)와, 상기 필터박스에 설치되어 전원을 공급하는 콘덴서(23)와, 상기 콘덴서에 연결되어 전류를 전달받는 쵸크 코일(23a)과, 상기 쵸크 코일에서 연장된 외부접속리드(23b)를 포함하여 이루어진다.

상기 발생부는 요크판(1) 중심부에 원통형 아노드(11)가 설치되고, 상기 아노드(11)의 상단부에는 에이실(14a)이 설치되고, 상기 아노드(11)의 하단부에는 에프실(14b)이 설치되며, 상기 에이실(14a)과 에프실(14b)의 외부에는 상부 마그네트 (12a)와 하부 마그네트(12b)가 각각 설치된다. 또한, 상기 에프실(14b) 및 에이실(14a)의 내측면에는 베인(15)을 중심으로 상하로 대칭되도록 상자극(13a) 및 하자극(13b)이 설치되며, 상기 에프실(14b)의 하단부에는 에프실(14b)의 하단부를 밀폐하도록 세라믹스템(21)이 설치된다.

여기서, 상기 세라믹 스템(21)와, 아노드(11)와, 에이실(14a) 및 에프실(14b)에 의해 둘러쌓인 내부 공간은 진공으로 유지된다.

상기 아노드(11)의 내측면에는 방사형으로 베인(15)이 설치되어 중심부에 작용공간(15a)을 형성하며, 상기 작용공간(15a)에는 케소드(16)가 설치되며, 상기 케소드(16)에는 센터 리드(17a) 및 사이드리드(17b)가 설치되어 케소드(16)를 지지하며, 상기 센터 리드(17a) 및 사이드 리드(17b)는 외부접속리드(23b)와 전기적으로 접속된다.

이러한 아노드(11)의 외측면에는 다수개의 냉각핀(33)의 일단부가 설치되며, 상기 냉각핀(33)의 타단부는 요크판(1)에 설치된다. 상기 요크판(1)의 외부에는 공냉팬(미도시)이 설치되며, 상기 외곽 케이스에는 공냉팬에 의해 외기가 흡입 및 토출되도록 흡입구(미도시)와 토출구(미도시)가 형성된다.

이에 따라, 상기 아노드(11) 내에서 방출되지 않는 고주파가 소실됨에 의해 발생된 열이 아노드(11)로 전달되며, 상기 아노드(11)의 열은 냉각핀(33)을 통해 요크판(1)에 전달된다. 상기 요크판에 전달된 열은 공냉팬이 작동됨에 의해 외기와 열교환된다.

또한, 상기 에프실(14b)과 하부 마그네트(12b)의 사이에는 상기 아노드(11) 내에서 발생된 열이 하부 마그네트(12b)로 전달되지 않도록 열을 차폐하여 주는 마그네트 스페이서(17c)가 구비된다.

상기 고주파 출력부는 안테나 피더(32) 및 에이세라믹(31)을 포함하여 이루어지는데, 상기 안테나 피더(32)는 그 일단부가 베인(15)에 연결됨과 아울러 그 타단부가 안테나캡(미도시)에 둘러싸이도록 설치되며, 상기 에이세라믹(31)은 에이실(14a)의 상단부와 안테나캡 사이에 설치된다. 이에 따라, 상기 안테나 피더(32)를 통해 전달된 마이크로파가 에이세라믹(31)을 통해 목적물에 도달되게 된다.

도 2를 참조하면, 상기 케소드(16)의 상단부 및 하단부에는 상엔드실드(미도시)및 하엔드실드(18)가 설치되며, 상기 센터 리드(17a)의 일단부는 상기 하엔드실드(18)를 관통하고 케소드(16)의 중심부를 지나 상기 상엔드실드에 고정되며, 상기 사이드 리드(17b)의 일단부는 상기 하엔드실드(18)에 고정된다. 그리고, 상기 센터 리드(17a) 및 사이드 리드(17b)의 타단부는 세라믹 스템(21)에 고정된다.

즉, 상기 세라믹 스템(21)에는 2개의 삽입홀(미도시)과 2개의 고정홈(미도시)이 각각 형성되고, 상기 각 삽입홀에 외부 접속리드(23b)의 일단부가 각각 삽입되어 설치되며, 상기 고정홈에 센터 리드(17a) 및 사이드 리드(17b)의 타단부가 고정된다.

그리고, 상기 세라믹 스템(21)의 상측면에는 2개의 접합금속판(19)이 쌍을 이루며 설치되는데, 상기 각 접합금속판(19)은 서로 접속되지 않도록 설치된다.

이에따라, 하나의 접합금속판(19)에는 센터 리드(17a)와 외부 접속리드(23b) 1개가 접속됨과 아울러 다른 하나의 접합금속판(19)에는 사이드 리드(17b)와 외부 접속리드(23b) 1개가 각각 접속된다.

또한, 상기 외부 접속리드(23b)는 상기 세라믹 스템(21)의 하부로 상기 쵸크코일(23a)의 위치까지 연장되도록 형성되며, 그 하측단은 상기 쵸크코일(23a)의 끝단과 용접된다.

한편, 상기 마그네트론이 작동할 때의 작용공간의 내부는 고온이 형성되게 되는데, 상기 사이드 리드(17b)와 센터 리드(17a)는 작용공간(15a)을 관통하거나 작용공간(15a)에 연접되므로 상기 사이드 리드(17b) 및 센터 리드(17a)는 일반적으로 열적 특성이 우수한 몰리브덴(Molybdenum)의 재질로 형성된다.

그런데, 상기 몰리브덴은 비교적 고가의 재질이기 때문에 생산단가의 절감을 위하여, 상기 작용공간(15a)의 외부인 세라믹 스템(21)부터 쵸크코일(23a)까지는 몰리브덴이 아닌 가격이 저렴한 철계의 탄소강의 재질을 갖는 외부 접속리드(23b)가 사용된다.

이러한 구성을 갖는 마그네트론에 관해 그 작용을 설명하면 다음과 같다.

상기 마그네트론은 외부접속리드(23b)를 통해 센터 리드(17a)에 전류가 인가됨에 따라 이에 접속된 캐소드(16)에서 열전자가 방출되며, 이때 방출된 열전자는 각 베인(15)의 내측면과 캐소드(16) 사이에 형성된 작용공간(15a)에 위치하게 된다. 이와 함께, 상/하부 마그네트(12a,12b)로부터 발생되는 자기 에너지는 상/하부 자극(13a,13b)을 통해 작용공간(15a)으로 집속된다.

이에 따라, 작용공간(15a) 내에서는 열전자와 자기 에너지가 상호 작용함에 따라 고주파 에너지를 갖는 마이크로파가 생성된다.

상기 마이크로파는 베인(15)으로부터 외측으로 이어진 안테나 피더(32)를 통해 이동된 다음에 에이실(14a)의 상단부에 위치하는 에이세라믹(31)을 통해 목적물에 도달되게 된다.

따라서, 상기 마그네트론이 전자렌지에 사용될 때에는 마이크로파가 음식물을 익히거나 데우는 기능을 하며, 상기 마그네트론이 조명기기에 적용될 때에는 마이크로파가 플라즈마를 여기(exciting)시켜 빛을 발생시킬 수 있도록 한다.

이때, 아노드(11)의 외부로 방사되지 못한 고주파 에너지는 열로서 소실되며, 이러한 열을 방열시키기 위해 냉각핀(33)과 공냉팬을 설치하는 한편, 상기 입력부로 불요 고주파 성분이 누설되는 것을 방지하기 위해 필터박스(22)로 상기 입력부를 밀폐한다.

또한, 상기 필터박스(22)는 필터박스 상부(22a)와 필터박스 커버(22b)로 이루어져있다. 따라서, 필터박스(22a) 내부에서 외부접속리드(23b)와 쵸크코일(23a)을 용접한 후 필터박스 커버(22b)를 덮어 차폐하게된다.

또한, 상기 필터박스(22) 내부의 쵸크코일(23a)에는 대락 4KV 이상의 고전압이 흐르고 있기 때문에 상기 고전압이 필터박스(22)에 전기불꽃으로 통전되는 것을 방지하기 위하여 상기 고전압이 통전되는 부분과 필터박스(22)간에는 소정의 절연거리를 유지하여야만 한다.

더욱 자세히 설명하면, 상기 고전압이 통전되는 부분은 콘덴서(23)와 쵸크코일(23a)의 결합부위, 외부접속리드(23b)와 쵸크코일(23a)의 결합부위, 외부접속리드(23b) 등으로, 이러한 부분은 반드시 필터박스(22)와 소정의 절연거리를 유지하 여야 한다.

또한, 상기 외부접속리드(23b)와 에프실(14b)을 절연하기 위하여 상기 에프실(14b)과 외부접속리드(23b)의 사이에 세라믹스템(21)을 설치한다.

따라서, 상기 외부접속리드(23b)와 에프실(14b)은 상기 세라믹스템(21)에 의하여 절연이 이루어지며, 상기 입력부로 누설된 불요 고주파는 상기 필터박스(22)에 반사되어 외부로 누설되지 않게 된다. 또한, 상기 입력부에 통전되는 고압의 전기는 필터박스(22)와 절연거리만큼 이격되어 있기 때문에 통전되지 않게된다.

그러나 상기와 같은 종래의 마그네트론의 접속리드는 다음과 같은 문제점이 있다.

첫째, 상기 쵸크코일과 상기 외부 접속리드는 용접으로 접합되는데, 상기 외부 접속리드의 재질이 열 전도도가 높은 철계 탄소강이므로, 용접시 넓은 부분이 가열되어 넓은 부분이 빨리 녹아버리는 문제점이 있다.

둘째, 첫번째 용접시도에서 용접에 불량이 발생하였을 때에는 제대로 용접될 때까지 재차 용접시도를 하게 되는데, 용접시도를 할 때마다 상기 외부 접속리드가 과다하게 녹게되면 상기 외부 접속리드의 길이가 과다하게 짧아져서 결국 상기 쵸크코일과 용접이 불가능하게 될 수 있으며, 이는 마그네트론의 폐기로 이어지기 때문에 생산성이 저하되는 문제점이 있다.

셋째, 상기 철계 탄소강 재질의 외부 접속리드의 용접시 녹는 길이를 줄이기 위하여 접속리드의 직경을 키우는 방안이 있으나, 이는 주변 부품들의 치수도 바꾸어야 하고 금형과 공정까지 바꾸어야 하기 때문에 비용이 과다하게 소요되어 현실 적인 방안이 되지 못하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 생산비가 저렴하고 용접불량으로 인해 폐기되는것을 방지하는 마그네트론의 접속리드를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 일측이 센터 리드 및 사이드 리드와 연결되고, 타측은 입력부의 쵸크코일과 용접되는 접속리드에 있어서, 상기 접속리드는 상기 쵸크코일의 위치보다 하부로 소정길이 더 연장된 연장부를 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 마그네트론의 접속리드를 제공한다.

또한, 접속리드의 연장부는 그 직경이 1.3~1.6mm일 때, 2.0~7.0mm의 길이를 가지며, 철계의 탄소강의 재질로 형성되는 것을 특징으로 한다.

따라서, 본 발명의 마그네트론에 의하면 접속리드의 직경을 키우지 않고도 용접불량으로 인해 접속리드와 쵸크코일간의 용접이 불가능해져 마그네트론을 폐기하는 것이 방지되어 생산성이 향상되는 효과가 있다.

이하, 상기한 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 마그네트론의 접속리드의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.

또한, 종래와 동일한 구성요소는 설명의 편의상 동일 명칭 및 동일 부호를 부여하며, 이에 대한 설명은 생략한다.

도 3 내지 도 4는 본 발명의 마그네트론의 접속리드의 바람직한 실시예를 도 시한 도면이다.

먼저, 도 3에 도시된 바와같이, 센터 리드(117a)의 일단부가 상기 하엔드실드(118)를 통과하여 작용공간(15a : 도 1 참조)내에 인입되고, 상기 사이드 리드(117b)의 일단부는 상기 하엔드실드(118)에 고정된다.

그리고, 상기 센터 리드(117a) 및 사이드 리드(117b)의 타단부는 상기 세라믹 스템(121)에 고정된다.

한편, 상기 센터 리드(117a) 및 사이드 리드(117b)는 입력부의 쵸크코일(123a)과 전기적으로 연결되어야 하는데, 상기 센터 리드(117a) 및 사이드 리드(117b)는 일반적으로 가격이 비싼 몰리브덴의 재질로 이루어지므로, 원가절감을 위하여 상기 센터 리드(117a) 및 사이드 리드(117b)가 쵸크코일(123a)의 끝단에 직접 접합되지 않고 세라믹 스템(121)까지만 연장되고, 상기 세라믹 스템(121)부터는 비교적 저렴한 재질로 형성된 외부 접속리드(123b)를 통하여 상기 쵸크코일(123a)과 전기적 연결을 이루게 된다.

이를 위하여, 상기 세라믹 스템(121)에는 외부 접속리드(123b)가 관통되기 위한 2개의 삽입홀(미도시)과, 상기 센터 리드(117a) 및 사이드 리드(117b)가 고정되기 위한 2개의 고정홈(미도시)이 설치되고, 상기 세라믹 스템(121)의 상면에는 상기 사이드 리드(117b)와 센터 리드(117a)와 쵸크코일(123a)과 접합된 외부 접속리드(123b)를 동시에 고정하여 전기적으로 연결시키는 접합 금속판(119)이 구비된다.

또한, 상기 접합 금속판(119)은 2개가 서로 접속되지 않도록 쌍을 이루며 설 치된다.

따라서, 하나의 접합 금속판(119)에는 센터 리드(117a)와 외부 접속리드(123b) 1개가 접속되고, 다른 하나의 접합 금속판(119)에는 사이드 리드(117b)와 외부 접속리드(123b) 1개가 각각 접속된다.

그리고, 상기 외부 접속리드(123b)는 하부로 연장되어 입력부의 쵸크코일(123a)과 접합된다.

이 때, 상기 외부 접속리드(123b)와 쵸크코일(123a)은 전기저항 용접을 통하여 접합이 이루어지는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 쵸크코일(123a)을 일반적으로 구리재질로 이루어지므로, 상기 외부 접속리드(123b)는 상기 구리재질의 쵸크코일(123a)과의 전기저항 용접성이 좋고, 재료비가 저렴하며 전기적 특성이 우수한 철(Fe)계열의 탄소강으로 이루어지는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명의 마그네트론의 접속리드의 재질은 상기와 같은 철계열의 탄소강에 한정되는 것은 아니고 스테인레스 계열등 다른 재질도 사용이 가능하다.

또한, 상기 외부 접속리드(123b)는 상기 쵸크코일(123a)의 위치보다 하부로 소정길이 더 연장된 연장부(123c)를 갖도록 형성되는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 연장부(123c)는 상기 쵸크코일(123a)과 외부 접속리드(123b)를 용접할 때, 용접시 녹아서 줄어드는 길이를 고려하여 여유를 두는 것이다.

즉, 상기 외부 접속리드(123b)와 쵸크코일(123a)은 용접을 통하여 접합되는데, 상기 외부 접속리드(123b)는 상기 쵸크코일(123a)에 용접될 때마다 녹아서 그 길이가 짧아지게 되므로, 상기 외부 접속리드(123b)를 상기 연장부(123c)의 길이만큼 쵸크코일(123a)보다 하부로 길게 형성함으로써, 수차례의 용접으로 상기 외부 접속리드(123b)가 녹아 길이가 짧아지더라도 쵸크코일(123a)과의 용접이 불가능할정도로 과도하게 짧아지지 않도록 하는 것이다.

한편, 상기 연장부(123c)의 직경은 1.3mm ~ 1.6mm의 사이로서 종래의 외부 접속리드(23b)와 동일한 것이 바람직하다.

이는 상기 외부 접속리드(123b)의 직경을 변경할 경우 상기 외부 접속리드(123b)에 관계된 부품들의 치수와 이를 가공하는 금형및 공정이 바뀌어야 하므로 이로 인해 비용이 소모되는 것을 피하기 위함이다.

또한, 상기 연장부(123c)의 직경이 1.3mm ~ 1.6mm 일 때, 상기 연장부의 길이(Lw)는 2.0mm ~ 7.0mm인 것이 바람직하다.

도 4는 상기 외부 접속리드(123b)의 직경이 1.3mm ~ 1.6mm일 때 상기 연장부의 길이(Lw)에 따른 마그네트론의 불량율의 변화를 도시한 그래프이다.

그래프에서 도시된 바와같이, 상기 연장부의 길이(Lw)가 0 ~ 2.0mm의 사이에서는 불량율의 변화가 미미하며, 2.0mm ~ 7.0mm 구간에서 불량율의 변화가 급격히 떨어진다.

또한, 연장부의 길이(Lw)가 7.0mm보다 큰 구간에서는 불량율이 감소하는 추세가 미미하다.

그러므로, 상기 연장부의 길이(Lw)가 2.0mm이하일 때에는 불량율의 감소량이 크지 않으며, 7.0mm이상일 때에는 추가되는 길이에 비해 감소되는 불량율이 미미하 므로, 경제성을 고려할 때 상기 연장부의 길이(Lw)는 2.0mm ~ 7.0mm 사이인 것이 바람직하다.

따라서, 본 발명의 마그네트론의 접속리드에 의하면, 상기 외부 접속리드(123b)와 입력부의 쵸크코일(123a)을 용접할 때 용접불량이 발생하여 수차례 재용접을 하더라도, 상기 연장부(123c)로 인해 용접시 녹아 짧아지는 길이에 대한 여유가 있으므로 상기 외부 접속리드(123b)의 길이가 상기 쵸크코일(123a)과 용접이 불가능할정도로 과도하게 짧아지는 경우가 방지됨으로써 마그네트론의 불량율이 낮아지게 되어 생산성이 향상되는 효과가 있다.

상기에서 설명한 본 발명에 따른 마그네트론의 접속리드의 효과를 설명하면 다음과 같다.

첫째, 상기 외부 접속리드와 입력부의 쵸크코일을 용접할 때 용접불량이 발생하여 수차례 재용접을 하더라도, 상기 연장부로 인해 용접시 녹아 짧아지는 길이에 대한 여유가 있으므로 상기 외부 접속리드의 길이가 상기 쵸크코일과 용접이 불가능할정도로 과도하게 짧아지는 경우가 방지됨으로써 마그네트론의 불량율이 낮아지게 되어 생산성이 향상되는 효과가 있다.

둘째, 상기 외부 접속리드의 재질로서 철계열의 탄소강을 사용할 수 있으므로, 전기적 특성이 우수하여 마그네트론의 성능이 향상되는 효과가 있다.

셋째, 상기 연장부의 직경을 종래와 동일하게 유지할 수 있으므로, 설계변경을 할 필요가 없으므로 설계변경에 소요되는 비용을 절감할 수 있어 생산성이 향성 되는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 일측이 센터 리드 및 사이드 리드와 연결되고, 타측은 입력부의 쵸크코일과 용접되는 접속리드에 있어서,

   상기 접속리드는 상기 쵸크코일의 위치보다 하부로 소정길이 더 연장된 연장부를 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 마그네트론의 접속리드.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 접속리드의 연장부는 그 직경이 1.3~1.6mm인 것을 특징으로 하는 마그네트론의 접속리드.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 접속리드의 연장부는 그 길이가 2.0~7.0mm의 범위를 갖는 것을 특징으로 하는 마그네트론의 접속리드.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 접속리드는 철계(Fe)의 탄소강의 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 마그네트론의 접속리드.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 접속리드는 스테인레스계열의 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 마그네트론의 접속리드.

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