专利名称：磁控管的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于微波炉等的磁控管，特别涉及用于实现长寿命灯丝的改进。
背景技术：
一般由于磁控管高效率地发生微波，特别在微波炉和解冻机等中被广泛使用，强烈要求稳定性、高质量、寿命长且高效率。
图6(a)表示在家用微波炉中装载的现有磁控管的阴极构架。
该阴极构架配置在没有图示的阳极筒体的中心轴上，由用高熔点金属形成的棒状的中心引线销1、与该中心引线销1的上端接合的高熔点金属的顶盖2和与该中心引线销1的下端接合的高熔点金属的末顶盖3、与末顶盖3连接的高熔点金属制的侧引线销4a、4b和灯丝5组成，所述灯丝作成在所述中心引线销1的周围旋转的螺旋状结构，其一端与所述顶盖2连接，同时，另一端与末顶盖3连接。
为了使电子放射特性稳定，灯丝5如图6(b)所示，是用碳化层7覆盖钍钨线等的芯线6的外周的结构。
碳化层7的结构如下通过在预先成形为规定尺寸的螺旋状的芯线6中，在具有碳的稀薄气体环境下等通电，升温到比把芯线6作为灯丝5振动时还高的高温。
灯丝5的碳化层7随着使用慢慢消耗，一旦碳化层7消失，电子放射特性受损，磁控管就会达到其寿命。
因此，为了使磁控管的使用寿命延长，最好形成厚的碳化层7。
但是，作为灯丝5使用的线材的外径由于根据可以确保在磁控管内空间的条件和必需的电气特性等而限制在规定的范围(例如0.5～0.6mm程度)，若增加碳化层7的厚度，就不得不减少芯线6的径，仅碳化层7的厚度增加的部分使寿命延长，但另一方面，由于芯线6的径减小而产生的对搬运时的振动和冲击的机械强度下降，灯丝容易发生断线等，或由于电气特性下降导致振动性能下降等问题。
因此，在可以作为灯丝5使用的线材的径的范围内，为了不损害电气特性和机械强度等而确保长使用寿命，按适当的厚度选择碳化层7是重要的。
根据该背景，现在，例如提出了碳化层7的厚度t在5～30μm的范围内，且通过把其抑制在不足包含碳化层7的线材外径D的5％的值以内，同时满足延长使用寿命和维持电气特性及机械强度的方案。(如参照特许文献1)[特许文献1]特公昭60-53418号公报如上所述，灯丝5的碳化层7通过在预先成形为规定尺寸的螺旋状的芯线6中，在具有碳的稀薄气体环境等通电形成，用该制造方法形成的碳化层7实际上如图7所示，通过升温时的温度差使碳化层7的外周圆的中心成从芯线6的中心偏移的偏心状态，壁厚很难均匀。
因此，如上述特许文献1那样，在用与线材外径D的比限制在芯线6的外周形成的碳化层7的壁厚的方法中，只要测定碳化层7的壁厚的位置偏移，实际覆盖的碳化层7的总量就产生很大的差异。
即在现有技术中，即使规定碳化层7的装备量，实际上在覆盖的碳化层7的总量中也会产生很大的偏差，结果作为灯丝5的电气特性和机械强度等容易产生偏差，另外产生了所谓作为磁控管的寿命也偏差很大的问题。
而且，作为灯丝5的电气特性，在与现有产品不同时，也存在所谓磁控管不能实现互换性的问题。
发明内容
本发明是以解决上述课题为目的而提出的，其提供了一种防止在灯丝上形成的碳化层的总量产生偏差，灯丝的电气特性和机械强度的偏差小，且在作为磁控管的寿命中的偏差也小的质量稳定的磁控管。
本发明的另一目的在于提供一种灯丝能不随着电气性能的改变而改变来形成，可以确保与电源等的互换性的磁控管。
用以下结构可以达到上述目的。
(1)在成放射状配置多枚叶片的阳极筒体的中心轴上装有成为阴极构架的灯丝，同时，所述灯丝在芯线的外周上形成碳化层而成的磁控管中，所述灯丝的包括碳化层的外径D1为0.53～0.56mm时，在设形成碳化层前的阻抗值为R1，形成碳化层后的阻抗值为R2时，设定所述灯丝中的碳化层的厚度，使由下式定义的碳化率Rx成为30～50％。
Rx＝{(R2-R1)/R1}×100上述(1)所述的磁控管着眼于灯丝的阻抗值根据碳化层的总量而变化，用求出灯丝碳化前后阻抗值的变动比的碳化率限制装在灯丝上的碳化层的总量。
因此，能够不导致灯丝的碳化层的总量的偏差，而稳定地生产设置有适量的碳化层的灯丝。而且，为算出碳化率而必需的阻抗值在用于形成碳化层的灯丝母材中通电的碳化处理中，通过把适宜的检测电路与灯丝母材连接，可以连续地检测、监视，并可以对碳化层的形成进行高精度的管理。
通过管理灯丝最终的阻抗值，把灯丝要求的电气特性和机械强度等维持在与现有产品相同的程度，可以确保对磁控管的电源等的互换性。另外，可以稳定生产使用寿命延长到两倍程度的长寿命的磁控管。
图1是本发明的磁控管的一实施方式的纵剖面图；图2是图1所示的灯丝的剖面图；图3是灯丝的芯线的外径与碳化率的关系图；图4是对于灯丝的各种碳化率的阴极阻抗与灯丝电流的关系图；图5是灯丝的碳化率与寿命的关系图；图6(a)是表示装在现有磁控管上的阴极构架的结构的纵剖面图；图6(b)是图6(a)中所示的螺旋状的灯丝的剖面放大图；图7是表示在现有的灯丝中碳化层的实际形态的剖面图。
具体实施例方式
下面参照附图对本发明的磁控管的最佳实施方式进行详细说明。
图1表示本发明的磁控管的一实施方式。该一实施方式的磁控管10在阳极筒体13的内周面上向着中心轴成放射状地配置固定有偶数枚叶片15，形成空洞共振器。
偶数枚叶片15的上下端部分别用第一和第二的一对带环17、18每隔一个连接。而其天线引线21与其中的一枚叶片5连接。
在阳极筒体13的两个开口端部分别设有磁极23、24。天线引线21基端与叶片15的输出侧侧边部(磁极23侧的侧边部)连接、前端从设在磁极23上的通孔23a非接触地贯通磁极23和侧管27，向外延伸。
由上述的阳极筒体13、叶片15、带环17、18、磁极23、24和天线引线21等构成阳极构架29。
阴极构架31配置在阳极筒体13的中心轴上。
称阳极构架29和配置在其中心部上的阴极构架31之间的空间为电子作用空间S。
阴极构架31由用高熔点金属形成的棒状的中心引线销33、与该中心引线销33的上端接合的高熔点金属的顶盖34和与该中心引线销33的下端接合的高熔点金属的末顶盖35、与末顶盖35连接的高熔点金属的侧引线销37和灯丝39组成，所述灯丝作成在所述中心引线销33的周围旋转的螺旋状结构，其一端与所述顶盖34连接，同时，另一端与末顶盖35连接。
为了稳定电子放射特性，灯丝39如图2所示，是用碳化层42覆盖钍钨线等的芯线41的外周的结构。
碳化层42的结构如下通过在预先成形为规定尺寸的螺旋状的芯线41中，在具有碳的稀薄气体等环境下通电，升温到比把芯线41作为灯丝39振动时还高的温度。
本实施方式的磁控管10的情况，设灯丝39形成碳化层42前的阻抗值为R1，形成碳化层42后的阻抗值为R2时，限制灯丝39中的碳化层42的厚度，使根据下式(1)定义的碳化率Rx成为规定值。
Rx＝{(R2-R1)/R1}×100…(1)以上说明的磁控管10着眼于灯丝39的阻抗值根据碳化层的总量而变化，用求出灯丝39碳化前后阻抗值的变动比的上式(1)的碳化率Rx限制设置在灯丝39上的碳化层42的总量。
因此，可以不导致灯丝39的碳化层42的总量偏离，而稳定生产设置有适量的碳化层42的灯丝39。
而且，为算出碳化率而必须的阻抗值，在用于形成碳化层42的灯丝母材中通电的碳化处理中，通过把适宜的检测电路与灯丝母材连接，可以连续地检测、监视，并可以对碳化层42的形成进行高精度的管理。
另外，为了能控制灯丝39的最终的阻抗值，灯丝39要求的电气特性也可以进行高精度的管理。
因而，可以得到防止装在灯丝39上的碳化层42的总量产生偏差，减少灯丝39的电气特性和机械强度等的偏差，且在寿命中偏差也小的质量稳定的磁控管。而且由于把灯丝的电气特性和机械强度维持在与现有产品相同的程度，可以确保磁控管对电源等的互换性。
如图2所示，设灯丝39的包含碳化层42的外径为D1，芯线41的外径为D2，不损害灯丝的电气特性和机械强度，实现长寿命的碳化率Rx根据上述外径D1而改变。
在此，本发明者等对于使用了上述D1为0.50mm、0.53mm和0.56mm的三种线材的灯丝，制造各种碳化率的产品，对每一种碳化率的产品研究碳化率与芯线外径D2的关系、灯丝的对各种碳化率的阴极阻抗与灯丝电流的关系及灯丝的碳化率与寿命的关系。
碳化率与芯线外径D2的关系如图3所示；灯丝对于各种碳化率的阴极阻抗与灯丝电流的关系如图4所示；灯丝的碳化率与寿命的关系如图5所示。
现有的灯丝线材外径D1为0.50mm，若把碳化层的总量换算成上述的碳化率Rx，则如图3所示，大约为15％的程度，芯线外径D2为0.46mm的程度。
在具有与该现有灯丝同等的电气特性和机械强度的同时，为了延长使用寿命，只要选择灯丝母材的线材外径D1和碳化率Rx使芯线外径D2为等于或大于0.46mm，且碳化率比现有的大就行。
具体而言，如图3所示，在采用线材外径D1为0.53mm的线材作为灯丝母材时，只要碳化率大约在15～32％的范围内，芯线41的外径D2为等于或大于0.46mm，且碳化率比现有的大，就不会损害灯丝的电气特性和机械强度，可以期望比现有产品更长的使用寿命。
同样，在采用外径D1为0.56mm的线材作为灯丝母材时，只要碳化率大约在15～49％的范围内，芯线41的外径D2为等于或大于0.46mm，且碳化率比现有的大，就不会损害灯丝的电气特性和机械强度，可以期望比现有产品更长的使用寿命。
作为灯丝的电气特性之一的灯丝电流如图4中曲线If所示，显示出随着阴极阻抗的增加而减少的趋势。为了维持与采用外径D1为0.50mm的线材作为灯丝母材的现有灯丝相同程度的灯丝电流特性，并维持与现有产品的互换性，通过与图4右边所示的碳化率的比较，把碳化率限制在30～50％就行。
实际上，采用外径D1为0.53mm的线材作为灯丝母材，形成碳化率大约为35％的碳化层的本发明的灯丝与采用外径D1为0.50mm的形成碳化率大约为15％的碳化层的现有灯丝比较，如图5所示，可以得到现有灯丝两倍多的长使用寿命。
作为灯丝母材采用的线材外径D1不限于上述说明过的0.53mm、0.56mm。根据本发明者等的实验、试行，可以采用在0.53～0.56mm的范围内具有的任意外径的线材。而线材外径D1在0.53～0.56mm的范围内，在灯丝39中形成碳化层42，使碳化率Rx成为30～50％时，与现有产品比较，可以确认能够不损害灯丝的电气特性和机械强度等，而稳定生产使用寿命长的磁控管。
权利要求
1.一种磁控管，其在成放射状配置多枚叶片的阳极筒体的中心轴上设置有成为阴极构架的灯丝，同时，所述灯丝在芯线的外周上形成碳化层，其特征在于，所述灯丝的包括碳化层的外径D1为0.53～0.56mm时，在设形成碳化层前的阻抗值为R1，形成碳化层后的阻抗值为R2时，设定所述灯丝中的碳化层的厚度，而使根据下式Rx＝{(R2-R1)/R1}×100定义的碳化率Rx成为30～50％。
全文摘要
一种磁控管，其减少灯丝的电气特性和机械强度的偏差，且在作为磁控管的使用寿命中也减少了偏差，而使质量稳定。其在把作为阴极构架的结构要素的螺旋状的灯丝(39)装在阳极筒体(13)的中心轴上的磁控管(10)中，灯丝(39)限制所述碳化层(42)的厚度，使得当设形成碳化层(42)前的阻抗值为R
文档编号H01J25/50GK1645542SQ200510005599
公开日2005年7月27日 申请日期2005年1月21日 优先权日2004年1月23日
发明者稻见昌洋 申请人:松下电器产业株式会社