磁控管的制作方法

本发明涉及磁控管，适合用作微波炉等微波加热设备中所用的连续波磁控管。

背景技术：

通常，微波炉用的磁控管产生2450mhz带的微波。此时，在产生基波成分的同时，也产生具有其整数倍频率的高次谐波成分。该高次谐波成分从磁控管的输出部辐照，与基波成分共同向磁控管内部的加热空间传播。高次谐波成分的波长短而难以屏蔽，因此存在向外部泄漏而引起无线故障等的情况，并且法律规定了泄漏的极限值。

因此，以往的磁控管在输出部形成扼流槽(日文：チョーク溝)，通过该扼流槽来抑制任意的高次谐波成分(例如，参照专利文献1)。

扼流槽通过设置于输出部的金属扼流圈(以下记为扼流圈(日文：チョーク))形成。作为在输出部设置该扼流圈的方法，以往通常有如图5(a)所示的将扼流圈100与输出部的金属封装体101一体加压成形的方法，如图5(b)所示的将作为独立部件而准备的扼流圈102通过ag-cu焊材接合(即钎焊)至金属封装体103的方法。

另外，扼流圈和金属封装体分别为独立部件的磁控管中，将多个扼流圈接合至金属封装体，以抑制基波成分的整数倍的高次谐波成分中的例如任意多个高次谐波成分。

作为金属封装体和扼流圈的材质，使用spcc和spce这样的冷轧钢板，根据情况使用sus和42合金、科伐合金等钢板(铁合金)。因此，通常在金属封装体和扼流圈上施加ni镀层或cu镀层以抑制排出气体和提高钎焊性及耐腐蚀性等。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2005-50572号公报

技术实现要素：

发明所要解决的技术问题

但是，将扼流圈和金属封装体一体加压成形的情况下，与将扼流圈作为独立部件的情况相比，能够削减部件数量和焊材，因此能够降低成本。另一方面，如果考虑工序及模具的成本、部件精度等，则由于加压的制约而仅能设置1个扼流槽。另外，由于材质和板厚而对扼流槽的尺寸和精度也有限制。

因此，为了有效抑制由磁控管产生的高次谐波成分，在希望于金属封装体内部设置多个扼流槽的情况下、以及在希望设置一体成形无法实现的尺寸的扼流槽的情况下，需要将扼流圈作为独立部件钎焊至金属封装体。

该情况下，与将扼流圈和金属封装体一体成形的情况相比，会过量消耗作为独立部件的扼流圈的材料成本、加工(加压)成本、镀覆成本以及焊材成本。扼流圈如果是通常的加压部件，则作为扼流圈所耗费的成本，镀覆成本和焊材成本会大幅高于材料成本和加工成本。

照此，在以往的磁控管中将扼流圈作为独立部件钎焊至金属封装体的情况下，镀覆成本和焊材成本升高，结果会导致磁控管的成本上升的问题。

从而，本发明为解决上述课题而完成，目的在于提供与以往相比能够低成本且有效地抑制高次谐波成分的磁控管。

解决技术问题所采用的技术方案

为达成上述目的，本发明的磁控管在设置于阳极圆筒的输出部侧的筒状的金属封装体内侧具备高次谐波抑制用的筒状的金属扼流圈，其中，具有镀覆于所述金属封装体的内壁的第1金属层，具有镀覆于所述金属扼流圈的表面的熔点不同于所述第1金属层的第2金属层，在所述金属封装体和所述金属扼流圈的接合部形成有所述第1金属层和所述第2金属层的合金层。

在所述磁控管的钎焊工序时，所述扼流圈的镀层与所述金属封装体的镀层的密合部分熔融形成合金，藉此所述扼流圈接合至所述金属封装体。

发明效果

通过本发明，扼流圈的镀层与金属封装体的镀层的密合部分在磁控管的钎焊工序时熔融形成合金，从而能够代替焊材进行使用，因此即使将扼流圈作为独立于金属封装体的部件，与以往相比，也能够特别地大幅抑制焊材成本，从而与以往相比，能够低成本且有效地抑制高次谐波成分。

附图简要说明

图1是本发明的磁控管的整体的纵向剖视图。

图2是显示本发明的磁控管的输出部的构成的简要剖视图。

图3是显示本发明的磁控管的其他实施方式的输出部的构成的简要剖视图。

图4是显示本发明的磁控管的其他实施方式的扼流圈的构成的侧视图。

图5是显示以往的磁控管的输出部的构成的简要剖视图。

具体实施方式

参照附图对本发明的磁控管的一实施方式进行说明。另外，以下实施方式仅用于示例，本发明并不受限于此。

[1.磁控管的构成]

首先，对第1实施方式进行说明。图1是简要表示本发明的实施方式的磁控管1的纵向剖视图。该磁控管1是产生2450mhz带的微波的微波炉用的磁控管。磁控管1具有产生2450mhz带的微波的振荡部2、向位于振荡部2的中心的阴极3供给电力的输入部4、将从振荡部2起振的微波提取至管外(磁控管1外)的输出部5。振荡部2、输入部4和输出部5沿着作为磁控管1的中心轴的管轴m设置。即，在振荡部2的管轴方向的一端侧(图中下侧)设置输入部4，在另一侧(图中上侧)设置输出部5。

这些输入部4和输出部5分别通过输入侧的金属封装体6和输出侧的金属封装体7以真空气密的方式接合至振荡部2。

振荡部2具有阳极部8和阴极部9。阳极部8具有阳极圆筒10和多片(例如10片)叶片11。阳极圆筒10形成为圆筒状，其中心轴以通过作为磁控管1的中心轴的管轴m的方式配置。

各叶片11形成为板状，在阳极圆筒10的内侧以管轴m为中心呈放射状配置。各叶片11的外侧的端部与阳极圆筒10的内周面接合，内侧的端部为游离端部。从而，被多片叶片11的游离端部围住的圆筒状的空间形成电子作用空间。

阴极部9具有阴极3、2个端帽12和13、2根支撑杆14和15。阴极3为螺旋状的阴极，设置于电子作用空间的管轴m上。该阴极3的输入侧的端部(下端部)与输出侧的端部(上端部)上分别固定有用于防止电子飞出的端帽12和13。

进一步，阴极3介由端帽12和13与支撑杆14和15连接。2根支撑杆14和15介由中继板16被导出管外。

进一步，振荡部2中，在阳极圆筒10的输入侧的端部(下端部)的内侧和输出侧的端部(上端部)的内侧，一对极片17、18以包夹端帽12、13之间的空间的方式对向设置。

输入侧的极片17的中央部设置有贯通孔，以该贯通孔为中心，形成向输入侧(下方)展开的漏斗状。另一方面，输出侧的极片18也在其中央部设置有贯通孔，以该贯通孔为中心，形成向输出侧(上方)展开的漏斗状。这些极片17、18分别以管轴m通过贯通孔的中心的方式配置。

进一步，输入侧的极片17上，沿管轴m方向延伸的大致筒状的金属封装体6的上端部固定于外周部。该金属封装体6以气密状态固定至阳极圆筒10的下端部。另一方面，输出侧的极片18上，沿管轴m方向延伸的大致筒状的金属封装体7的下端部固定于外周部。该金属封装体7以气密状态固定至阳极圆筒10的上端部。

输入侧的金属封装体6的下端部以气密状态接合有构成输入部4的陶瓷底座(日文：セラミシクステム)19。即，植入陶瓷底座19的支撑杆14、15通过金属封装体6的内侧与阴极3连接。

另一方面，输出侧的金属封装体7的上端部以气密状态接合有构成输出部5的由陶瓷形成的绝缘筒20，进一步在绝缘筒20的上端以气密状态接合有排气管21。进一步，从多片叶片11中的1个导出的天线22贯通输出侧的极片18，通过金属封装体7的内侧向其上端侧延伸，前端被排气管21夹持，以气密状态固定。

在金属封装体6、7的外侧，一对环状的磁石23、24以朝向管轴m方向夹持阳极圆筒10的方式对向设置。进一步，阳极圆筒10和磁石23、24被磁轭(日文：ヨ一ク)25覆盖，通过一对磁石23、24和磁轭25形成牢固的磁回路。

进一步，在阳极圆筒10和磁轭25之间设置有散热器26，来自阴极3的辐射热和振荡部2的热损失介由阳极圆筒10传导至散热器26，释放至磁控管1的外部。另外，阴极3介由支撑杆14、15连接至具有线圈和贯通电容器的滤波电路27。滤波电路27容纳于滤波箱28中。磁控管1的大致构成如上所述。

[2.输出部的构成]

接着，使用图2对磁控管1的输出部5的构成进行详细说明。另外，图2是磁控管1的输出部5的放大剖视图，出于说明简便的考虑，将天线22等一部分省略。

如该图2所示，输出侧的金属封装体7为筒状体，由沿管轴m方向延伸的筒状部7a和从该筒状部7a的下端向外侧扩展的环状部7b构成。进一步，该金属封装体7的筒状部7a的上端部接合有绝缘筒20，绝缘筒20的上端部接合有排气管21。

进一步，在金属封装体7的筒状部7a的内侧，接合有作为独立于金属封装体7的部件的筒状体的、环状沟槽型的扼流圈30。扼流圈30以中心轴通过管轴m的方式设置，由与沿管轴m方向延伸的筒状部7a的内面相接的最外周部30a、从最外周部30a的上端沿与管轴m方向垂直的方向向内侧延伸的环状的第1环状部30b、从该第1环状部30b的内侧的端部沿与管轴m方向平行的方向向上侧延伸的第1筒状部30c、从该第1筒状部30c的上端沿与管轴m方向垂直的方向向内侧延伸的环状的第2环状部30d、从该第2环状部30d的内侧的端部沿与管轴m方向平行的方向向下侧延伸的筒状的第2筒状部30e构成。

第1环状部30b和第2环状部30d平行，另外，第1筒状部30c与第2筒状部30e也平行。第1环状部30b和第2环状部30d的与管轴m方向正交的径向长度分别选定为规定的长度，第1筒状部30c和第2筒状部30e的管轴m方向的长度也分别选定为规定的长度。

通过该金属封装体7与扼流圈30，在金属封装体7的内侧形成2个扼流槽31a、31b。其中，外侧的扼流槽31a由金属封装体7的筒状部7a的内面与第1环状部30b和第1筒状部30c形成，内侧的扼流槽31b由第1筒状部30c、第2环状部30d和第2筒状部30e形成。

这2个扼流槽31a、31b的管轴m方向的长度(即深度)不同。即，这些磁轭31a、31b被称作1/4波长型，各自的管轴m方向的长度(深度)形成为所要抑制的任意的高次谐波成分的波长的1/4。因此，磁控管1能够通过这2个扼流槽31a、31b来抑制频率不同的2个高次谐波成分。

此处，对输出部5的制造工序进行说明。输出部5的金属封装体7和扼流圈30由称作spcc或spce的冷轧钢板加压成形。具体而言，金属封装体7例如由厚0.5mm的冷轧钢板加压成形，扼流圈30例如由厚0.3mm的冷轧钢板加压成形。

金属封装体7的内壁施加有铜(cu)镀层，形成作为第1金属层的cu镀覆金属层7c。扼流圈30表面施加有比铜镀层廉价且熔点更低的锡(sn)镀层，形成作为第2金属层的sn镀覆金属层30f。另外，cu的熔点为1085℃，sn的熔点为232℃。进一步，从金属封装体7的下侧将扼流圈30嵌入金属封装体7的内侧。另外，使扼流圈30的外径例如仅稍大于筒状部7a的内径(或与筒状部7a的内径相等)，以使金属封装体7的筒状部7a的内面与扼流圈30的最外周部30a密合。

然后，作为钎焊工序，以在金属封装体7与绝缘筒20之间、以及在绝缘筒20和排气管21之间分别夹住例如ag-cu焊材的状态将它们投入炉中进行加热冷却，藉此将它们分别接合。另外，设定钎焊工序的加热温度以使ag-cu焊材达到熔融温度以上(例如780℃以上)。

此时，金属封装体7的cu镀覆金属层7c与扼流圈30的sn镀覆金属层30f为密合状态，因此在高温下扼流圈30的sn镀层熔融，sn镀层与cu镀层的密合部分的一部分形成共晶状态。然后，使共晶状态扩展至整个密合部分，形成cu-sn合金。即，金属封装体7和扼流圈30在钎焊工序时，cu镀层和sn镀层的密合部分熔融而形成cu-sn合金，从而与使用焊材进行钎焊的情况同样地进行电接合和机械接合。

[3.总结和效果]

如上述说明，本实施方式的磁控管1使高次谐波成分抑制用的扼流圈30为独立于输出侧的金属封装体7的部件，在金属封装体7上施加cu镀层，另一方面，在扼流圈30上施加比cu镀层廉价且熔点低的sn镀层。进一步，以在金属封装体7的内部嵌入了扼流圈30的状态进行了通过焊材将金属封装体7、绝缘筒20和排气管21等部件接合的钎焊工序。

此时，施加于金属封装体7的cu镀层和施加于扼流圈30的sn镀层的密合部分熔融而形成cu-sn合金，藉此与使用焊材的情况同样地将扼流圈30与金属封装体7接合。

照此，磁控管1的施加于金属封装体7和扼流圈30的cu镀层和sn镀层除了起到抑制释放气体和提高耐腐蚀性的原本的功能之外，还起到替代将金属封装体7和扼流圈30接合的焊材的功能。cu镀覆金属层的厚度较好为1μm～15μm，sn镀覆金属层的厚度较好为3μm～15μm。

藉此，磁控管1不需要另外准备用于将金属封装体7和扼流圈30接合的焊材，从而，与使用焊材将金属封装体和磁轭接合的以往的磁控管相比能够抑制焊材成本，另外，与金属封装体和磁轭一体成形的以往的磁控管相比，能够同等程度地抑制焊材成本。

此外，磁控管1在扼流圈30上施加有比施加于金属封装体7的cu镀层更为廉价的sn镀层，从而与例如将金属封装体和磁轭一体成形并施加了cu镀层的以往的磁控管相比，能够抑制镀层成本。

除此以外，磁控管1使扼流圈30为独立于金属封装体7的部件，从而能够在金属封装体7的内部设置多个扼流槽31a、31b，通过所述多个扼流槽31a、31b，能够抑制频率不同的多个高次谐波成分。另外，还能够设置通过一体成形无法实现的尺寸的扼流槽31a、31b。

另外，磁控管1仅用1个作为扼流部件的扼流圈30便能形成2个扼流槽31a、31b，因此与例如使用2个扼流部件形成2个扼流槽的磁控管相比，扼流部件的位置容易确定，并且能够抑制镀覆成本。

照此，通过本实施方式的磁控管1，使扼流圈30为独立于金属封装体7的部件的同时，与以往相比能够抑制扼流圈30所耗费的镀覆成本和焊材成本，从而与以往相比，能够低成本且有效地抑制高次谐波成分。

[4.其他实施方式]

[4-1.其他实施方式1]

另外，上述实施方式中，在输出侧的金属封装体7的筒状部7a的内侧嵌入扼流圈30，例如也可如图3所示，在金属封装体7的筒状部7a的管轴m方向的规定位置设置高低差40，从金属封装体7的下侧向筒状部7a的内侧嵌入扼流圈30，这样扼流圈30的最外周部30a与第1环状部30b的角部被该高低差40卡住，从而使扼流圈30的位置固定(即，确定位置)。

另外，在上述实施方式中，使扼流圈30的外径例如仅稍大于筒状部7a的内径(或与筒状部7a的内径相等)，以使金属封装体7的筒状部7a的内面与扼流圈30的最外周部30a密合。进一步，例如也可如图4所示，在扼流圈30的最外周部30a上形成1个以上的从下端向上端延伸的与管轴m方向平行的缝隙50。藉此，从金属封装体7的下侧向筒状部7a的内侧嵌入扼流圈30时，缝隙50缓解筒状部7a的内径和扼流圈30的外径的尺寸差异，因此能够容易地在金属封装体7中嵌入扼流圈30，并且能够在金属封装体7的内表面密合扼流圈30。另外，这种情况下，金属封装体7和扼流圈30的接触面积变大，从而获得能够降低电阻等优点。

[4-2.其他实施方式2]

进一步，上述实施方式中，通过金属封装体7和1个作为扼流部件的扼流圈30形成2个扼流槽31a、31b，但不限于此，也可改变构成扼流圈30的筒状部和环状部的数量及尺寸，形成3个以上的扼流槽，或可仅形成1个扼流槽。

另外，上述实施方式中，如图2所示，外侧的扼流槽31a朝上，内侧的扼流槽31b朝下，但不限于此，例如也可分别朝向相反的方向。进一步，上述实施方式中，扼流圈30的最外周部30a是从第1环状部30b的外侧的端部向下方延伸的形状，但不限于此，也可以是从第1环状部30b的外侧的端部向上方延伸的形状。

进一步，上述实施方式中，在金属封装体7的内侧接合1个作为扼流部件的扼流圈30，但不限于此，也可准备尺寸(管轴m方向的长度)不同的多个磁轭并将它们接合至金属封装体7的内侧的不同位置。

[4-3.其他实施方式3]

进一步，上述实施方式中，金属封装体7和扼流圈30由称作spcc或spce的冷轧钢板加压成形。照此，金属封装体7和扼流圈30较好是相同的材质，但也可不同。材质不同的情况下，较好是选择各自的材质以使金属封装体7的热膨胀系数小于扼流圈30的热膨胀系数。除了钢(fe)以外，也可在金属封装体和磁轭中使用sus或42合金、科伐合金等fe合金。

例如，也能够将金属封装体7的材质保持为冷轧钢板、将扼流圈30的材质变更为铜，这种情况下，金属封装体7的热膨胀系数小于扼流圈30，因此，在投入炉中后随着温度的升高，扼流圈30和金属封装体7的密合性变高，能够更为良好地接合。这种情况下，也可获得不必使扼流圈30的外径尺寸的精度过高的制造方面的优点。

[4-4.其他实施方式4]

进一步，上述实施方式中，在金属封装体7上施加由作为第1材料的cu形成的cu镀层，在扼流圈30上施加由作为第2材料的sn形成的sn镀层。不限于此，在通过焊材将绝缘筒20和排气管21等部件接合的钎焊工序时，如果满足密合部分熔融而形成合金的条件，则可在金属封装体7和扼流圈30上施加不同于cu镀层和sn镀层的材料的镀层。例如作为其他实施方式，作为上述第1金属层，能够使用镍(ni)镀层和cu-ni合金镀层等。

进一步而言，作为施加于扼流圈30的镀覆层的第2金属层的熔点较好是低于施加于金属封装体7的镀层的熔点，并且低于用于接合金属封装体7、绝缘筒20和排气管21等部件的焊材的熔点。例如能够使用sn以外的熔点低于第1金属层的sn合金镀层，例如sn-cu、sn-ag-cu和cu-ag合金镀层等。

另外，这些金属层不限于单层，也能形成为多层。

[4-5.其他实施方式5]

进一步，上述实施方式中，主要针对磁控管1的金属封装体7和扼流圈30的接合进行了说明，金属封装体7和扼流圈30以外的部分的构成也可不同于上述磁控管1的构成。

符号说明

1......磁控管、2......振荡部、3......阴极、4...输入部、5......输出部、6、7、101、103......金属封装体、20......绝缘筒、21......排气管、22......天线、30、100、102......扼流圈、31a、31b......扼流槽、40......高低差、50......缝隙。