(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子ビームを放出するカソードと、このカソードを加熱するヒータと、側面の一部に開口が形成され前記カソードを支持する筒状のカソードサポートと、前記ヒータを支持するヒータサポートと、このヒータサポートと前記ヒータ間を電気的に接続するために、前記ヒータサポートと前記ヒータ間を結ぶ所定箇所に溶接されるリードと、前記カソードサポートを間隔をおいて取り囲んで配置された絶縁筒とを具備したマイクロ波管の電子銃構体において、前記カソードサポートの前記開口を遮蔽する遮蔽部材を設け、前記遮蔽部材が、カソードサポートの開口を遮蔽しない第１位置およびカソードサポートの開口を遮蔽する第２位置を取れるように構成され、前記第２位置で、前記遮蔽部材と前記カソードサポートが固定されたことを特徴とするマイクロ波管の電子銃構体。
【請求項２】
電子ビームを放出するカソードと、このカソードを加熱するヒータと、側面の一部に開口が形成され前記カソードを支持する筒状のカソードサポートと、前記ヒータを支持するヒータサポートと、このヒータサポートと前記ヒータ間を電気的に接続するために、前記ヒータサポートと前記ヒータ間を結ぶ所定箇所に溶接されるリードと、前記カソードサポートを間隔をおいて取り囲んで配置された絶縁筒とを具備したマイクロ波管の電子銃構体において、前記カソードサポートの前記開口を遮蔽する遮蔽部材を設け、前記カソードサポートのカソードと反対側の端部が外側に広がるテーパ状に形成され、そのテーパ状部分に開口が設けられたことを特徴とするマイクロ波管の電子銃構体。
【請求項３】
電子ビームを放出するカソードと、このカソードを加熱するヒータと、側面の一部に開口が形成され前記カソードを支持する筒状のカソードサポートと、前記ヒータを支持するヒータサポートと、このヒータサポートと前記ヒータ間を電気的に接続するために、前記ヒータサポートと前記ヒータ間を結ぶ所定箇所に溶接されるリードと、前記カソードサポートを間隔をおいて取り囲んで配置された絶縁筒とを具備したマイクロ波管の電子銃構体において、前記カソードサポートの前記開口を遮蔽する遮蔽部材を設け、前記遮蔽部材が、側面の一部に開口を有する筒状に形成され、かつ、前記遮蔽部材の開口がカソードサポートの開口と重畳する第１位置および前記遮蔽部材の開口が前記カソードサポートの開口と重畳しない第２位置の２つの位置が取れるように構成されたことを特徴とするマイクロ波管の電子銃構体。
【請求項４】
第１位置および第２位置の設定が遮蔽部材の回転で行われる請求項３記載のマイクロ波管の電子銃構体。
【請求項５】
側面に開口が形成された筒状のカソードサポートでカソードを支持する工程と、側面に形成された開口が前記カソードサポートの開口と重畳するように、筒状の遮蔽部材を前記カソードサポートの内側に配置する工程と、前記カソードサポートおよび前記遮蔽部材それぞれの前記開口が重畳した状態で、前記カソードを加熱するヒータとヒータを支持するヒータサポート間を電気的に接続するためにリードを溶接する工程と、前記ヒータと前記ヒータサポート間で前記リードを溶接した後に、前記リードと前記カソードサポートの開口間を結ぶ空間が前記遮蔽部材の壁部分で遮蔽されるように、前記遮蔽部材を回転させる工程とからなるマイクロ波管の電子銃構体の製造方法。
【請求項６】
側面に開口が形成された筒状のカソードサポートでカソードを支持する工程と、前記カソードサポートに形成された前記開口を遮蔽しない位置に筒状の遮蔽部材を配置する工程と、前記遮蔽部材が前記カソードサポートの前記開口を遮蔽しない状態で、前記カソードを加熱するヒータとヒータを支持するヒータサポート間を電気的に接続するためにリードを溶接する工程と、前記ヒータと前記ヒータサポート間で前記リードを溶接した後に、前記遮蔽部材を前記カソード方向に移動し、前記カソードサポートの前記開口を遮蔽する工程と、前記遮蔽部材が前記カソードサポートの前記開口を遮蔽する状態で、前記遮蔽部材と前記カソードサポートを固定する工程とからなるマイクロ波管の電子銃構体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、クライストロンなどマイクロ波管に使用されるマイクロ波管の電子銃構体およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
クライストロンに使用される電子銃構体を例にとり、従来のマイクロ波管の電子銃構体について図６を参照して説明する。図６は、中心線Ｍ−Ｍの右半分が断面で示されている。
【０００３】
符号４１は、クライストロンの一方の端部に配置される電子銃構体である。電子銃構体４１の前方に電子ビームを放出するカソード４２が設けられている。カソード４２は全体が筒状をしたカソードサポート４３で支持されている。カソードサポート４３の側面には、９０°間隔で２つの開口４３ａ、４３ｂが形成されている。カソードサポート４３の下端は入力端部４４に固定され、同時に、入力端部４４と電気的に接続されている。カソードサポート４３は、カソード４２を加熱するヒータ（図示せず）の一端に接続され、ヒータ用電力を供給するための２つの電力供給端子の１つを構成している。
【０００４】
入力端部４４の中央に、ヒータ用電力を供給する電力供給端子のもう１つを構成する筒状のヒータサポート４５が設けられている。ヒータサポート４５は、例えば、筒状部４５ａと、筒状部４５ａの上端に固定されたロッド状のサポート側リード４５ｂなどから構成されている。ヒータサポート４５の下端は入力端部４４を貫通して外部に突出している。ヒータサポート４５と入力端部４４はヒータ端子端子絶縁セラミック４６で絶縁されている。
【０００５】
なお、サポート側リード４５ｂと、ヒータに接続されたヒータ側リード４８間には、熱膨脹差を吸収するためにしなやかなリボン状の熱膨脹差吸収リード４７で電気的に接続されている。熱膨脹差吸収リード４７とサポート側リード４５ｂとの接続は、カソードサポート４３の側面に形成された開口４３ａを利用して、矢印Ｂのようにアーキング溶接で行われる。
【０００６】
なお、電子銃構体４１は、電子銃構体４１のカソード４２とアノード（図示せず）間を絶縁する絶縁セラミック４９で囲まれている。
【０００７】
上記した構成の電子銃構体４１において、ヒータサポート４５と入力端部４４間からヒータ用電力が供給される。これによってヒータが加熱し、この熱でカソード４２が加熱され電子ビームを放出する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従来の電子銃構体４１の場合、ヒータサポート４５とヒータ間を電気的に接続する熱膨脹差吸収リード４７は、その下端部分がサポート側リード４５ｂとアーキング溶接される。このアーキング溶接の際に不純物が発生し、その一部が外部へ逃げず溶接部分に残ることがある。不純物が残ると、例えば、ヒータに大きな電流を流した際に不純物が管内に浮遊し、アーキング溶接用の開口４３ａ、４３ｂを通り、カソード４２とアノード間の高電圧を絶縁する絶縁セラミック４９の内側表面などに付着することがある。また、動作中に、ヒータ側リード４８や熱膨脹吸収リード４７、サポート側リード４５ｂの温度が上昇し、これらを構成する材料やこれらに付着した不純物が管内に浮遊し、浮遊した不純物が開口４３ａ、４３ｂを通り、絶縁セラミック４９の内側表面などに付着することがある。
【０００９】
この結果、絶縁セラミック４９に絶縁破壊や真空気密破壊が起こり、安定な動作ができなくなってしまう。
【００１０】
本発明は、上記した欠点を解決するもので、安定に動作するマイクロ波管の電子銃構体およびその製造方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、電子ビームを放出するカソードと、このカソードを加熱するヒータと、側面の一部に開口が形成され前記カソードを支持する筒状のカソードサポートと、前記ヒータを支持するヒータサポートと、このヒータサポートと前記ヒータ間を電気的に接続するために、前記ヒータサポートと前記ヒータ間を結ぶ所定箇所に溶接されるリードと、前記カソードサポートを間隔をおいて取り囲んで配置された絶縁筒とを具備したマイクロ波管の電子銃構体において、前記カソードサポートの前記開口を遮蔽する遮蔽部材を設け、前記遮蔽部材が、カソードサポートの開口を遮蔽しない第１位置およびカソードサポートの開口を遮蔽する第２位置を取れるように構成され、前記第２位置で、前記遮蔽部材と前記カソードサポートが固定されたことを特徴としている。
【００１２】
また、本発明の電子銃構体の製造方法は、側面に開口が形成された筒状のカソードサポートでカソードを支持する工程と、側面に形成された開口が前記カソードサポートの開口と重畳するように、筒状の遮蔽部材を前記カソードサポートの内側に配置する工程と、前記カソードサポートおよび前記遮蔽部材それぞれの前記開口が重畳した状態で、前記カソードを加熱するヒータとヒータを支持するヒータサポート間を電気的に接続するためにリードを溶接する工程と、前記ヒータと前記ヒータサポート間で前記リードを溶接した後に、前記リードと前記カソードサポートの開口間を結ぶ空間が前記遮蔽部材の壁部分で遮蔽されるように、前記遮蔽部材を回転させる工程とからなっている。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図１を参照して説明する。図１は、中心線Ｍ−Ｍの右半分を断面で示している。
【００１４】
符号１１は、クライストロンの一方の端部に配置される電子銃構体である。電子銃構体１１の前方に電子ビームを放出するカソード１２が設けられている。カソード１２は全体がほぼ円筒状のカソードサポート１３で支持されている。カソードサポート１３の側面には、９０°間隔で２つの開口１３ａ、１３ｂが形成されている。カソードサポート１３の下端はテーパ状に広がり、そして入力端部１４に固定され、同時に、入力端部１４と電気的に接続されている。カソードサポート１３は、カソード１２を加熱するヒータ（図示せず）の一端に接続され、ヒータ用電力を供給する電力供給端子の１つを構成している。
【００１５】
入力端部１４の中央には、ヒータ用電力を供給するためのもう１つの電力供給端子を構成するヒータサポート１５が設けられている。ヒータサポート１５は、筒状部１５ａとこの上端に固定され電気的に接続されたサポート側リード１５ｂ、筒状部１５ａとサポート側リード１５ｂを連結する環状の連結リング２１などから構成されている。ヒータサポート１５の下端は入力端部１４を貫通して外部まで突出し、また、ヒータサポート１５と入力端部１４はヒータ端子絶縁セラミック１６で絶縁されている。
【００１６】
ヒータサポート１５のサポート側リード１５ｂ部分には、熱膨脹差を吸収するためにしなやかなリボン状の熱膨脹差吸収リード１７がアーク溶接により接続されている。サポート側リード１５ｂと熱膨脹差吸収リード１７の接続は、カソードサポート１３の側面に形成された開口１３ａ、１３ｂを利用してアーキング溶接で行われる。なお、熱膨脹差吸収リード１７の上端は、ヒータ部分に接続されたヒータ側リード１８と予め溶接されている。
【００１７】
そして、熱膨脹差吸収リード１７およびヒータサポート１５の両者とカソードサポート１３間の空間部分に、熱膨脹差吸収リード１７およびサポート側リード１５ｂを囲むように円筒状の遮蔽部材１９が配置されている。遮蔽部材１９の側面には、カソードサポート１３と同様に、９０°間隔で２つの開口１９ａ、１９ｂが形成されている。この場合、開口１９ｂは図面の関係で図示されていない。なお、遮蔽部材１９は、その下端部分が連結リング２１部分にねじ２０で固定されている。ねじ２０は、例えば９０°間隔で４箇所に設けられており、ねじ２０の先端を前進させることによって遮蔽部材１９が固定される。また、ねじ２０を後退させれば遮蔽部材１９の固定が解除され、遮蔽部材１９が回転できる構造になっている。なお、ねじ２０を操作できるように、ねじ２０の位置に合わせて、カソードサポート１３部分に４個の開口１３１〜１３４が形成されている。
【００１８】
上記した構成の電子銃構体１１は、電子銃構体１１のカソード１２とアノード（図示せず）間を絶縁する絶縁筒２２で囲まれている。そして、ヒータ用電力がヒータサポート１５と入力端部１４間から供給される。ヒータ用電力が供給されると、ヒータサポート１５と入力端部１４間に接続されているヒータが加熱し、これによって、カソード１２が加熱され、電子ビームを放出する。
【００１９】
ここで、熱膨脹差吸収リード１７とサポート側リード１５ｂをアーキング溶接する場合において、カソードサポート１３および遮蔽部材１９それぞれの側面に形成された開口１３ａ、１３ｂ、１９ａ、１９ｂの位置関係を図２を参照して説明する。図２は、図１を線分Ａ−Ａで断面した図で、図（ａ）は、熱膨脹差吸収リード１７とサポート側リード１５ｂをアーキング溶接する状態を、そして、図（ｂ）は、アーキング溶接された後の状態を示している。
【００２０】
符号１３はカソードサポートで、９０°の間隔で形成された開口が符号１３ａ、１３ｂで示されている。また、符号１９は遮蔽部材で、９０°の間隔で形成された開口が符号１９ａ、１９ｂで示されている。そして、熱膨脹差吸収リード１７のアーキング溶接部分が符号Ｘで示されている。
【００２１】
図２（ａ）で示すようにアーキング溶接する場合は、カソードサポート１３の２つの開口１３ａ、１３ｂと遮蔽部材１９の２つの開口１９ａ、１９ｂがそれぞれ図の右側や下方から見て重畳するように設定される。このとき、カソードサポート１３の開口１３ａ、１３ｂおよび遮蔽部材１９の開口１９ａ、１９ｂを通して、カソードサポート１３の外側からアーキング溶接部分Ｘが見通すことができ、この状態でアーキング溶接される。
【００２２】
そして、アーキング溶接が終了すると、図２（ｂ）で示すように、例えば遮蔽部材１９を管軸を中心に１８０°回転し、熱膨脹差吸収リード１７のアーキング溶接部分Ｘとカソードサポート１３の開口１３ａ、１３ｂとの間に遮蔽部材１９の壁部分が位置するようにする。この場合、熱膨脹差吸収リード１７の例えば溶接部分Ｘとカソードサポート１３の開口１３ａ、１３ｂ間を結ぶ空間が遮蔽部材１９で遮蔽される。したがって、アーキング溶接部分などに残った不純物が浮遊しても、遮蔽部材１９の壁部分で不純物が遮られ絶縁筒２２（図１）に付着するようなことがなくなる。
【００２３】
次に、遮蔽部材を１８０°回転する構造について図３で説明する。図３は、図１を線分Ｂ−Ｂで断面した図である。符号１３はカソードサポートで、カソードサポート１３には９０°間隔で４個の開口１３１〜１３４が形成されている。また、符号１９は遮蔽部材、そして、符号２１は、ヒータサポート１５の筒状部１５ａとサポート側リード１５ｂ間に位置する連結リングである。
【００２４】
そして、カソードサポート１３の開口１３１〜１３４に対応して、遮蔽部材１９を連結リング２１に固定するねじ２０ａ〜２０ｄが取り付けられている。これらのねじ２０ａ〜２０ｄは、先端が前進することによって連結リング２１に結合し、遮蔽部材１９が固定される。また、ねじ２０ａ〜２０ｄの先端を後退させれば遮蔽部材１９の連結リング２１との固定状態が解除され、遮蔽部材１９を回転できるようになる。
【００２５】
上記したように、例えば図１において、熱膨脹差吸収リード１７とサポート側リード１５ｂをアーキング溶接する場合は、カソードサポート１３の開口１３ａ、１３ｂと遮蔽部材１９の開口１９ａ、１９ｂを一致させる。そして、アーキング溶接後は、カソードサポート１３の開口１３ａ、１３ｂを遮蔽部材１９の壁部分が遮蔽するような位置関係に設定する。
【００２６】
上記した実施の形態によれば、遮蔽部材１９を回転することによって、例えば、熱膨脹差吸収リード１７とサポート側リード１５ｂとの溶接箇所とカソードサポート１３の開口１３ａ、１３ｂを結ぶ空間を遮蔽でき、簡単な構造で不純物の飛散を防止できる。
【００２７】
次に、この発明の他の実施形態について図４の断面図を参照して説明する。図４では、図１に対応する部分には同一の符号を付し、重複する説明を一部省略している。符号５１はアノードハウジング部で、アノードハウジング部５１の上部中央に電子ビームが通る開口５１ａが設けられている。アノードハウジング部５１は絶縁筒２２に連結されている。絶縁筒２２の下端部分は金属の入力端部１４によって封止されている。
【００２８】
アノードハウジング部５１や絶縁筒２２で囲まれた部分に、全体がほぼ筒状に形成されたカソードサポート１３が配置されている。カソードサポート１３は、外側に膨らんだ上部の膨大部１３Ａ、円筒状をした中間の円筒部１３Ｂ、円筒部１３Ｂの下端部近くから徐々に径が大きくなっている下部のテーパ部１３Ｃ、テーパ部１３Ｃから鍔状に広がった固定部１３Ｄなどから構成されている。そして、固定部１３Ｄが入力端部１４と接合され固定されている。
【００２９】
カソードサポート１３の膨大部１３Ａには、その中央にカソード１２が支持されている。円筒部１３Ｂの一部には２個の開口１３ａ、１３ｂが９０°の間隔で設けられている。テーパ部１３Ｃには複数箇所に開口１３０が設けられている。なお、開口１３０は電界強度が弱く、また、ヒータサポート１５の温度が上昇しない位置に設けている。
【００３０】
円筒部１３Ｂの内側に配置されている筒状のヒータサポート１５は、入力端部１４と接触しないように外部まで延長し、その先端は金属端子５２になっている。なお、入力端部１４と金属端子５２は、ヒータ端子絶縁セラミック１６で絶縁されている。
【００３１】
カソード１２の下方には、カソード１２を加熱するヒータ５３が設けられている。ヒータ５３の一端はカソードサポート１３と電気的に接続され、ヒータ５３の他端はヒータ側リード１８に接続されている。ヒータ側リード１８は、熱膨脹差を吸収するリボン状の熱膨脹差吸収リード１７に接続され、熱膨脹差吸収リード１７はサポート側リード１５ｂに接続されている。なお、サポート側リード１５ｂは連結リング２１を介してヒータサポート１５の筒状部１５ａに連結されている。
【００３２】
また、カソードサポート１３の中間円筒部１３Ｂの内面に接するように円筒状の遮蔽部材１９が設けられている。この状態では、遮蔽部材１９の上端はカソードサポート１３の開口１３ａ、１３ｂよりも下方に位置し、下端は入力端部１４と接し支持されている。
【００３３】
上記した構成のクライストロンの場合、ヒータ側リード１８と膨脹差吸収リード１７は前もって接続される。そして、熱膨脹差吸収リード１７とサポート側リード１５ｂは、カソードサポート１３の開口１３ａ、１３ｂを利用してアーキングで接続される。なお熱膨脹差吸収リード１７とサポート側リード１５ｂをアーキングした後、遮蔽部材１９を図の上方、即ちカソード１２方向に移動する。
【００３４】
ここで、遮蔽部材１９をカソード１２方向に移動した状態を図５で説明する。図５では、図４に対応する部分には同一の符号を付し、重複する説明を一部している。遮蔽部材１９を移動した際、遮蔽部材１９の上端部分が開口１３ａ、１３ｂを塞ぎ、また、その下端がカソードサポート１３の中間円筒部１３Ｂの下端に一致するようにする。この状態で、カソードサポート１３のテーパ部１３Ｃに設けられた開口１３０を利用して、遮蔽部材１９とカソードサポート１３の例えば下端（×印部分）を溶接し固定する。開口１３０はガス抜き用としても機能する。
【００３５】
この実施形態の場合、カソードサポート１３と接した状態で遮蔽部材１９が開口１３ａ、１３ｂを塞いでいる。このとき、カソードサポート１３と遮蔽部材１９間に間隙がないため開口１３ａ、１３ｂを確実に遮蔽できる。したがって、ヒータ側リード１８や熱膨脹差吸収リード１７、サポート側リード１５ｂの各部分、あるいは、熱膨脹差吸収リード１７とサポート側リード１５ｂとの溶接部分などから放出し、開口１３ａ、１３ｂを通る異物を確実に遮断できる。これにより、絶縁筒２２やアノードハウジング部５１の汚染を防止できる。
【００３６】
また、カソードサポート１３の開口１３ａ、１３ｂが同電位の遮蔽部材１９で塞がれる形になる。このため、大電力クライストロンのパルス動作時などに開口部分によるパルス電流の流れの乱れがなくなる。また、電磁界分布が不均一になることもなく、耐電圧特性が安定化する。また、遮蔽部材１９に開口が必要でないため、遮蔽部材１９の構造が簡単になる。
【００３７】
また、遮蔽部材１９とカソードサポート１３を溶接するための開口１３０がテーパ部１３Ｃに設けられている。この場合、カソード１２方向から開口１３０を直接見通せないため、開口１３０を通って異物が飛散するようなこともない。
【００３８】
この実施形態では、カソードサポートの下部と遮蔽部材を溶接して機械的に固定している。しかし、カソードサポートの下部に例えば複数の切り起こし片を形成しておき、遮蔽部材を上方に押し上げてから切り起こし片を遮蔽部材の内側の面に接するように１８０度折り曲げで機械的に固定することもできる。このように切り起こし片を利用し、かしめで固定した場合、溶接の場合のような異物が発生しないため、管内の汚染防止に有効である。
【００３９】
図４および図５の実施の形態では、遮蔽部材がカソードサポートの内面に接するように設けられている。しかし、遮蔽部材をカソードサポートの外面に接するように設け、カソードサポートの一部に形成された開口を遮蔽することもできる。
【００４０】
なお、上記した各実施形態では、クライストロンを例にして説明しているが、この発明はその他のマイクロ波管についても適用できる。
【００４１】
【発明の効果】
本発明によれば、安定に動作するマイクロ波管の電子銃構体およびその製造方法を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す概略の構造図で、一部を断面にした図である。
【図２】本発明の実施の形態を説明する断面図である。
【図３】本発明の実施の形態を説明する断面図である。
【図４】本発明の他の実施形態を説明する断面図である。
【図５】本発明の実施の形態を説明する断面図である。
【図６】従来例を示す概略の構造図で、一部を断面にした図である。
【符号の説明】
１１…電子銃構体
１２…カソード
１３…カソードサポート
１３ａ、１３ｂ…開口
１４…入力端部
１５…ヒータサポート
１６…ヒータ端子絶縁セラミック
１７…熱膨脹差吸収リード
１８…ヒータ側リード
１９…遮蔽部材
１９ａ、１９ｂ…開口
２０…ねじ
２１…連結リング
２２…絶縁筒
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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