JPS5930778B2 - 真空容器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は真空容器の特に外囲器の改良に関する。

真真空容器の外囲器には種々め素材が使用されているが
、そのなかに銅を使用する分野がある。

たとえば、送信管やマグネトロンの外囲器には従来純銅
が使用されてきた。

しかし、最近機器の小型化に伴ない外囲器を構成する部
材の肉厚を極力薄くする要望がある。

しかも、この種真空容器を構成する材料は大気圧に充分
耐え、熱的変形を起さないものでなければならない。

本発明は上記要望を満たすことを目的とするもので、外
囲器の少なくとも一部、即ち、薄肉化の要望される部分
、あるいは強度や熱的変形に耐える能力を要求される部
分を特殊な析出型銅合金で形成するものである。

即ち本発明はクロム及びジルコニウムを単独又は複合で
０．３〜２重量係と、けい素マグネシウム、ゲルマニウ
ム及びほう素よりなる群から選ばれた少くとも１種を０
．００５〜０．１重世襲と、残部実質的に銅でなる析出
型銅合金で外囲器の少くとも一部を形成した真空容器で
ある。

クロム及びジルコニウムは強度と耐熱性の向上に寄与す
る一方導電性及び熱伝導性を劣化させる。

したがってこれらの特性上の兼ね合いから上記数値とす
る。

けい素、マグネシウム、ゲルマニウム、はう素は微量添
加により強度や耐熱性を向上し、−一方多量になると熱
伝導性を劣化させるので上記値に定めた。

好ましくは０．０１〜０．０５％がよい。本発明の析出
型銅合金は前記成分組織の合金を溶製したのち９００〜
１０００℃好ましくは９３０〜９８０℃に加熱して溶体
化処理し、その後冷間加工を施こすことにより得られる
。

溶体化処理前に通常なされる熱間加工を施し所望の板、
棒など種々の素材形状に加工することが許容される。

この場合の熱間加工温度は７００〜８００℃が好ましい
。

溶体化処理をあまり高温で行うと粒界に析出物が徴集し
たり結晶粒が粗大化する。

これらの現象は加工時の肌荒れや曲げ加工での割れを生
ずるので避けなければならない。

溶体化処理温度が低い場合は延性が不足したりプレス加
工時に割れが生じる。

又、冷間加工は、加工率が６０係以上であることが望ま
しい。

本発明に使用される析出型銅合金のうち４つの例をあげ
てその特性値を示せば次の第１表のとおりである。

以下真空容器の一例としてマグネトロン外囲器を例に説
明する。

近来マグネトロンは電子レンジ用として普及するに伴い
、小形化が計られている。

永久磁石材料としての希土類磁石の実用化は、マグネト
ロンの小形化に著しい貢献をしている。

この磁石はマグネトロンの電子作用空間に非常に近接し
て組み込むことができるのが特徴である。

しかし一方、温度上昇に対しては磁力の低下が顕著であ
るため、この磁石はマグネトロンの真空外囲器を構成す
る部材の外側、即ち真空領域外に配置しなければならな
いのが実状である。

このことは上述したような磁石を電子作用空間に可及的
に近接配置することと矛盾することである。

これを解決するためには真空外囲器を構成する部材の肉
厚を極力薄くする必要がある。

しかしこの真空外囲器を構成する材料は大気圧に充分耐
え、熱的変形を起さないものでなければならず、従来は
必らずしもこれに適する材料が得られていない。

第１図ないし第５図に示す実施例のマグネトロンは次の
ような構造をなしている。

発振部本体１１の上下両側には円筒状の希土類永久磁石
１２゜１３が配置されており、また本体Ｌ１の外周には
横吹き形ラジェータ１４が固着され矢印１５の方向から
冷却風が流通されるようになっている。

本体１１の一端部にはシールドボックス１６が固定され
、陰極入力端子１７が設けられている。

このシールドボックス１６は磁性体でできており、底部
中央の開口折り曲げ円筒部１８がラジェータ１４の根元
部分に嵌合されている。

そして一方の磁石１２の外方の磁極Ｓが円筒状の磁性体
２３を介してシールドボックス１６に磁気的に結合され
ている。

またラジェータ１４の外側をとりまくような形で磁性体
ヨーク板１９が配設され、その一部は横方向に延長され
てマグネトロンの取付金具２０゜２０・・・とされてい
る。

他方の磁石１３の外方の磁極Ｎは円板状磁性体２４を介
してヨーク板１９の底部に結合されている。

本体Ｕの一部をなす出力アンテナ部２１の根元部分には
高周波結合器（図示せず）と接続される金属細線網のガ
スケット２２がはめられている。

シールドボックス１６の上部開口部には内側に絶縁板２
５をはった導電体の蓋２６が嵌合されており、また側壁
に多数の通気孔２７が穿設されている。

本体Ｌ１の一部をなす陰極ステム２８に設けられた陰極
接続端子２９．３０はチョークコイル（図示せず）、貫
通形コンデンサ３１を介して陰極入力端子１７に接続さ
れている。

発振部本体りは、円筒状の陽極体５１の内側に放射状に
複数個の陽極ベイン５２が配列固着されてなる。

これらは共振空胴を構成している。管軸上には電子放射
陰極５３が配置され、この陰極５３と陽極ベイン５２と
の間に円筒状の電子作用空間５４が形成される。

陽極ベインの内側端部近くには、上下に夫々一対のスト
ラップリング（均圧環）５５，５６、及び５７，５Ｂが
、１つおきの陽極ベインを短絡するように固着されてい
る。

このストラップリングは鉄などの磁性体で形成され、そ
の表面に銅あるいは銀メッキが施され、電気伝導性を改
善し、かつ銅製の陽極ベインに所定位置で接触され鑞付
されている。

さて、円筒状の陽極体５１の開口端部には、この端部を
気密に閉塞するように封着金属体６１．６２が夫々封着
されている。

管軸に沿って外方にのびる陰極ステム２８の方において
は、薄肉の封着金属体６１がほぼカップ状に絞り加工さ
れ、底部中央に鉄のような環状磁性体ポールピース６３
が気密鑞着されている。

また中心軸からはずれたところに排気管６４が固着され
ている。

そして外周部６１ａは陽極体５１の内周壁に接しながら
延長され、さらに陽極体の端部に沿って外側に折り曲げ
られている。

陽極体の端部は外周がけずられて段部が形成され、先端
部５１ａが封着金属体６１の肉厚にほぼ等しい肉厚にさ
れて、両者の接合部の全周が不活性ガス雰囲気中でのア
ーク溶接が行われ気密封着される。

この溶接部を符号６５であられしている。ポールピース
６３の中央開口部には陰極ステム２８の一部を構成する
金属シリンダー６６が固着され、セラミックのような絶
縁筒６７、端子板６８、絶縁体６９、端子板７０が順次
固着されている。

陰極５３を支える中心支持棒７１及び支持筒７２はポー
ルピース６３を貫通している。

支持棒７１と支持筒７２との間には、両者の同軸位置関
係を維持し、また不要マイクロ波の伝送を阻止する目的
で誘電体スペーサ７３が介在されている。

さて、鉄製ポールピース６３の外側には２分割したもの
を組み合わせた永久磁石１２が、金属シリンダー６６を
とりまくようにして配置されている。

この磁石１２はアルミニウムのような非磁性体のリング
７６によってしばられ、しかも封着金属体６１の段部６
１ｂの内側にはめこまれて機械的に保持されている。

前述の通り永久磁石の外側磁極Ｓには磁性体２３が当接
されており、この陰性体２３は外周縁がシールドボック
ス１６の底部に接触され、切り起こし片１６ａによって
固定されている。

陽極体５１のもう一方の出力アンテナ部側の端部におい
ては、封着全増体６２が中央部を凹ませて形成され、気
密封着されている。

この封着金属体６２の中心軸からはなれたところに、出
力アンテナ部２１が突設されており、一端が陽極ベイン
の１つに接続された出力アンテナ棒８６が貫通している
。

また封着金属体６２の中央凹部６２ａ内側には、傾斜面
８７をもつ鉄製リング状ポールピース８８、及びその内
側に嵌合された平らな円板状の鉄製補助ポールピース８
９が挿入され、さらに円筒状の永久磁石１３が挿入され
ている。

ポールピース８８と補助ポールピース８９とは、円筒状
の磁石１３の内方の磁極に接合されたほぼ円板状のポー
ルピース８１を形づくっている。

さてそこで、円筒状の陽極体５１は銅又は銅を主成分と
する合金で形成され、これに気密に封着される封着金属
体６Ｌ６２は、クロム及びジルコニウムを単独又は複合
で０．３〜２重量係世襲けい素、マグネシウム、ゲルマ
ニウム及びほう素よりなる群から選ばれた少くとも１種
を０．００５〜０．１重世襲と、残部実質的に銅でなる
析出型銅合金で形成される。

本発明者が発振周波数２４５０ＭＨｚ出力電力８００Ｗ
の、マグネトロンにおいて実施した例を示せば、陽極体
は銅で形成し、その直径（外径）を４０ｍｍ、肉厚を４
０ｍｍとし、一方、封着金属体はクロム０．６５％、ジ
ルコニウム０．４％、けい素０．０３％、残部銅よりな
る析出型銅合金でその肉厚を０．７ ｍｖｔで形成した
。

以上のような構成のマグネトロンは、封着金属体として
特殊な析出型銅合金で形成しであるため、純銅などにく
らべてはるかに機械的強度が高く、肉厚を非常に薄くし
ても真空外囲器の一部を構成する部材として実用しうる
ものである。

これによって磁石を真空外囲器の外側でありながら電子
作用空間に可及的に近接して配置することが可能となっ
たのである。

勿論薄肉にしても大気圧によって凹んだりすることがな
く、また非磁性体としての性質を維持するとともに陽極
体とのアーク溶接が完全に行い得る。

さらにまた、熱伝導性も十分実用に耐えうる程度である
ため陰極などで発する熱を陽極体の方に有効に伝導し、
磁石の温度上昇を抑制することができる。

なおこの実施例のマグネトロンにおいては、磁気回路が
第５図に図式的に示すように構成されている。

なお同図で磁性体ヨーク板などで構成される磁気回路部
分は省略しである。

上下両方の磁石１２．１３は同じ形状、大きさの円筒状
希土類磁石を用い、陰極ステム側の磁石１２に接続され
るポールピース６３は作用空間に対向する面が平担な有
孔リング状をなしている。

他方、出力アンテナ部側の磁石１３に接続されるポール
ピース８１は傾斜面８７をもつリング状ポールピース８
８とその内側にはめられた補助ポールピース８９との組
み合せにより実質的に作用空間に対向する面が凹面状を
なす、孔なし板状ポールピースである。

そして磁性体のストップリング５５，５６，５７゜５８
との組み合せで作用空間５４に均一な分布の磁界を得る
ようにしである。

この場合、陰極ステム側においては、磁石１２の中央孔
の径ｄ１にくらべてポールピース６３の中央孔の径ｄ２
は小さい寸法で形成されており、これも作用空間の磁界
分布の均一化に貢献している。

第６図に示す実施例は、陰極ステム側のポールピース６
３が熱伝導性があまりよくないので、磁石１２の温度が
上がりやすい不都合を解決するためになされたものであ
る。

即ち鉄製のポールピース６３の内側に熱伝導性の悪い薄
いステンレス製のスペーサ９１を介して銅又は前記実施
例の封着金属体６１．６２と同様の銅合金の板９２をそ
わせたものである。

この板９２はポールピース６３を包むようにして配置し
、磁石１２に相当する位置からさらに外側にのびた位置
即ち符号９３のところで封着金属体６１に鑞付けしであ
る。

これによって陰極付近で発する熱は、板９２によって速
かに封着金属体６１に伝わり、さらに陽極体５１を経て
ラジェータに放散される。

従ってポールピース及び磁石の温度上昇はさけられる。

これも実質的に封着金属体をポールピースの内側まで延
長して設けたものと同様の機能を発揮するものである。

以上マグネトロン外囲器を例に本発明を説明したが、本
発明はこれに限るものではない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す半断面図、第２図はそ
の側面図、第３図は要部拡大縦断面図、第４図は磁石を
示す斜視図、第５図はその磁石回路を図式的に示す縦断
面図、第６図は本発明の他の実施例を示す要部縦断面図
である。 ５１・・・・・・筒状陽極体、５２・・・・・・陽極ベ
イン、５４・・・・・・電子作用空間、６Ｌ６２・・・
・・・封着金属体、１２，１３・・・・・・永久磁石。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ クロム及びジルコニウムを単独又は複合で０．３〜
   ２重量係と、けい素、マグネシウム、ゲルマニウム及び
   ほう素よりなる群から選ばれた少くとも１種を０．００
   ５〜０．１重世襲と、残部実質的に銅でなる析出型銅合
   金で外囲器の少なくとも一部を形成した真空容器。