(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子銃と、該電子銃からの電子線を伝搬させる真空エンベロープとを備えた電子線管であって、
端面を有するセラミック円筒壁と、
内周縁を有する環状金属リングと、
端面を有する環状セラミックリングと、を備えており、
前記セラミック円筒壁、前記金属リング、及び前記セラミックリングは、前記電子線が伝搬する軸を共通軸として取り囲んでおり、
前記金属リングは、前記セラミック円筒壁の端面と前記セラミックリングの端面の間に配置され、
前記セラミック円筒壁及び前記金属リングは前記真空エンベロープの部分を画定しており、
そして前記電子線管は、前記金属リングの内周縁の内側に放射状に配置されて、軸方向に前記内周縁とともに延びるセラミック材を含み、それによって、前記セラミック材が前記金属リングをアークから遮蔽するようになっていることを特徴とする電子線管。
【請求項２】
前記金属リングは、前記円筒壁の前記端面に取り付けられることを特徴とする請求項１に記載の電子線管。
【請求項３】
前記セラミック材は、前記円筒壁の一部分を成すことを特徴とする請求項１に記載の電子線管。
【請求項４】
前記円筒壁は、内側円周表面及び外側円周表面を有し、前記壁は内側で軸方向に広がるフランジを含み、前記円筒壁の内側円周表面は、前記外側円周表面よりも大きく縦軸方向である軸方向に沿って広がっていることを特徴とする請求項３に記載の電子線管。
【請求項５】
前記金属リングは、前記壁の前記端面に取り付けられることを特徴とする請求項３に記載の電子線管。
【請求項６】
前記セラミック材は、前記セラミックリングの一部を成すことを特徴とする請求項１に記載の電子線管。
【請求項７】
前記金属リングは、前記円筒壁の前記端面に取り付けられることを特徴とする請求項６に記載の電子線管。
【請求項８】
前記セラミック材は、前記円筒壁内に同軸に配置される管部材で構成されることを特徴とする請求項１に記載の電子線管。
【請求項９】
前記セラミック材は、前記金属リングの前記内周縁に当接することを特徴とする請求項１に記載の電子線管。
【請求項１０】
さらに、前記真空エンベロープ内に配置される導電部材と、
前記部材と前記金属リングとの間に配置される前記セラミック材と、
前記部材及び前記リングに電位を与え、前記セラミック材がない場合における前記部材と前記金属リングの間にアークが発生する前記金属リングの電位とは十分に異なる電位で維持する手段と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の電子線管。
【請求項１１】
前記真空エンベロープの部分を規定する円筒フレア部材をさらに備え、前記金属リングは前記フレア部材に密着していることを特徴とする請求項１に記載の電子線管。
【請求項１２】
第２のセラミックリングと、前記円筒壁と前記第２のセラミックリングの間に配置される第２の金属リングと、をさらに備え、
前記電子線管は付加的なセラミック材を含み、
前記第２の金属リングは内周縁を有し、
前記付加的なセラミック材は前記第２の金属リングの内側で径方向に配置され、前記第２の金属リングをアークから遮蔽するように軸方向に前記内周縁と同一の広がりを有することを特徴とする請求項１に記載の電子線管。
【請求項１３】
前記付加的なセラミック材は、前記セラミック材と接触することを特徴とする請求項１２に記載の電子線管。
【請求項１４】
十分に異なる電位で前記第１および第２の金属リングを維持するための手段を含むことを特徴とする請求項１２に記載の電子線管。
【請求項１５】
少なくとも１つの前記第１および第２の金属リングは、前記セラミック壁の端面に取り付けられることを特徴とする請求項１２に記載の電子線管。
【請求項１６】
前記真空エンベロープの部分を規定する円筒フレア部材をさらに備え、
少なくとも１つの前記第１および第２の金属リングがそこに密着されていることを特徴とする請求項１２に記載の電子線管。
【請求項１７】
前記円筒壁は、多段コレクタ構成の部分を形成することを特徴とする請求項１２に記載の電子線管。
【請求項１８】
前記円筒壁は、多段コレクタ構成の部分を形成することを特徴とする請求項１に記載の電子線管。
【請求項１９】
電子銃からの電子線を伝搬させる、電子線管のための真空エンベロープであって、
端面を有するセラミック円筒壁と、
内周縁を有する環状金属リングと、
端面を有する環状セラミックリングと、を備えており、
前記セラミック円筒壁、前記金属リング、及び前記セラミックリングは、前記電子線が伝搬する軸を共通軸として取り囲んでおり、
前記金属リングは、前記セラミック円筒壁の前記端面と前記セラミックリングの前記端面の間に配置され、
前記セラミック円筒壁及び前記金属リング、前記真空エンベロープの部分を画定しており、
そして前記エンベロープは、前記金属リングの前記内周縁の内側に放射状に配置され、軸方向に前記内周縁とともに延びるセラミック材を含み、それによって、前記セラミック材は前記金属リングをアークから遮蔽することを特徴とする真空エンベロープ。
【請求項２０】
電子線が伝搬する軸を取り囲む複数の環状電極と、
真空エンベロープとを備え、電子銃から電子線を伝搬させる電子線管のための多段コレクタであって、
端面を有するセラミック円筒壁と、
内周縁を有する環状金属リングと、
端面を有する環状セラミックリングと、を備えており、
前記セラミック円筒壁、前記金属リング、及び前記セラミックリングは、前記軸を共通軸として取り囲んでおり、
前記金属リングは、前記セラミック円筒壁の前記端面と前記セラミックリングの前記端面の間に配置され、
前記セラミック円筒壁及び前記金属リングは、前記真空エンベロープの部分を画定しており、
そして前記コレクタは、前記金属リングの内周縁の内側に放射状に配置され、軸方向に前記内周縁とともに延びるセラミック材を含み、それによって、前記セラミック材が前記金属リングをアークから遮蔽するようになっていることを特徴とする多段コレクタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、電子線管に関し、より特定的に、しかし排他的ではなく、クライストロン及び他の直進線管（linear beam tubes ）で用いられるコレクタの構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
クライストロンや、進行波管などのような他の直進線管で使用されるコレクタの１つの形式では、複数の環状電極がコレクタの長さに沿って配置される。隣接する電極は、電極表面での電子の衝突エネルギーを縮小すべく異なる電位に維持され、その結果、省エネルギーコレクタ（energy saving collector ）を提供する。
コレクタの内部は、近高真空（near high vacuum）に維持される。真空エンベロープは、隣接する電極間で伸長しかつそれらと共に気密シールを形成する円筒セラミック壁を含む。セラミック壁及びコレクタの電極の大きさは、アークが発生する可能性を縮小するように選択される。もしアークが発生したならば、動作の中断または管の破壊の原因となるコレクタ電極間の電気的絶縁の故障を引き起こしうる。
図１は、従来の技術におけるコレクタ構成を示す縦断面図であり、縦軸Ｘ−Ｘについて対称である円筒構造を有するコレクタ部分の半分を示している。コレクタの円筒電極１は、電極の電位によって偏向され、それら（電子ビーム）が縦方向に進行するときに、ビーム（beam）の電子を遮断すべく配置された放射状に内側に方向付けられた部分（radially inwardly directed portion）２を含む。第２の一般に円筒な電極３は、第１の電極１に隣接し、軸方向に第１の電極１から間隔を空けて配置される。２つのセラミックリング４、５は、各々電極１、３の横表面（transverse surfaces ）に隣接して配置される。円筒セラミック壁６は、セラミックリング４と５の間で、それらに類似の径方向の厚みで広がっている。金属リング７は、セラミックリング４と、金属リング７が蝋付け（braze ）される円筒セラミック壁６の端面との間に配置されている。金属リング７の内側直径は、円筒セラミック壁６及びセラミックリング４、５の内側直径と実質的に同じである。金属張り（metal flare ）８は、円筒電極１の環状スロット９に蝋付けされ、かつその円周の回りに気密シールを作るべく金属リング７の外周縁に溶接される横部分（transverse portion）を含む。第２の金属リング１０は、円筒セラミック壁６と第２のセラミックリング５との間に配置され、円筒電極３のスロット１２に蝋付けされる別の張り（flare ）１１に溶接される。その結果、真空シールが円筒電極１と円筒電極３の間で得られる。
【０００３】
セラミックリング４、５は、金属リング７、１０を押しつけ、管が真空下であるときに外圧による軸方向スラストをとる。更に、セラミックリング４、５は、円筒セラミック壁６と円筒電極１、３の間の熱膨張差を受け入れるべく円筒電極１、３の横表面と共にすべり受面（sliding abutment）を形成する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来のコレクタ構成では、コレクタの電極が異なる電位で動作する場合、電極間でアークが発生し、電極の遮蔽部分と金属リングの間で電気破壊が発生するという問題点があった。
本発明の目的は、上記従来のコレクタ構成における問題点に鑑み、気密シールが要求されかつ隣接する金属製の構成部分の間に高電圧が存在する電子線管の他の部分にも適用されうる改善されたコレクタアセンブリを提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記目的は、真空エンベロープの部分を形成しているセラミック円筒壁と、セラミックリングと、セラミック円筒壁とセラミックリングの間に配置された金属リングと、金属リングの内側で径方向に配置されかつその内周縁が配置された横平面を通って広がり金属リングを遮蔽するセラミック材とを備えている電子線管によって達成される。
本発明の電子線管では、金属リングは、壁の端面に取り付けられるように構成してもよい。
本発明の電子線管では、セラミック材は、円筒壁の部分であるように構成してもよい。
本発明の電子線管では、円筒壁は、内側で軸方向に広がるフランジを含み、壁の内側円周表面は、その外側円周表面よりも大きく縦軸方向に広がっているように構成してもよい。
本発明の電子線管では、セラミック材は、セラミックリングの部分であるように構成してもよい。
【０００６】
本発明の電子線管では、セラミック材は、壁内で同軸に配置された管部材で構成されてもよい。
本発明の電子線管では、セラミック材は、金属リングの内周縁に当接するように構成してもよい。
本発明の電子線管は、真空エンベロープ内に配置された導電部材を含み、セラミック材が該部材と金属リングとの間に配置され、使用中、該部材は、セラミック材の欠如で該部材と金属リングの間にアークが発生する金属リングの電位とは十分に異なる電位で維持されるように構成してもよい。
本発明の電子線管は、第２のセラミックリングと、壁と第２のセラミックリングの間に配置された第２の金属リングと、第２の金属リングの内側で径方向に配置されかつその内周縁が配置される横平面を通って広がり第２の金属リングを遮蔽する追加のセラミック材とを含むように構成してもよい。
本発明の電子線管では、追加のセラミック材は、最初に示したセラミック材と接触するように構成してもよい。
本発明の電子線管では、動作中、第１及び第２の金属リングは、十分に異なる電位で維持されるように構成してもよい。
【０００７】
本発明の電子線管では、第２の金属リングは、前記セラミック壁の端面に取り付けられるように構成してもよい。
本発明の電子線管では、各金属リングは、真空エンベロープの部分を規定すべく対応する円筒張りに密着されるように構成してもよい。
本発明の電子線管では、円筒壁は、多段コレクタ構成の部分を形成するように構成してもよい。
【０００８】
【作用】
本発明の電子線管では、セラミック円筒壁は、真空エンベロープの部分を形成し、金属リングは、セラミック円筒壁とセラミックリングの間に配置され、セラミック材は、金属リングの内側で径方向に配置されかつその内周縁が配置された横平面を通って広がり金属リングを遮蔽する。
【０００９】
【実施例】
以下、添付した図面を参照して、本発明の電子線管の実施例を詳細に説明する。
図２は、本発明の電子線管の一実施例である多段コレクタの構成の縦断面図であり、縦軸Ｘ−Ｘについて対称である環状構造を有するコレクタ部分の半分を示している。また、図３は、図２の一部分を拡大して示す。
図２及び図３を参照すると、クライストロンまたは他の電子線管の多段コレクタは、縦断面で示された２つの環状電極１３、１４を含み、半分の構成のみが示されている。２つのセラミックリング１５、１６及び円筒セラミック壁１７は、環状電極１３、１４の間に配置されている。環状金属リング１８、１９は、円筒セラミック壁１７の端面とセラミックリング１５、１６の間にそれぞれ配置されている。環状金属リング１８、１９は、円筒セラミック壁１７の金属化端面に蝋付けされ、かつ対応する円筒張り（respective cylindrical flares ）２０、２１に溶接される。円筒張り２０、２１は、環状電極１３、１４の環状溝（annular grooves ）２２、２３に配置され、かつ気密シールを与えるべく位置に蝋付けされる。
【００１０】
円筒セラミック壁１７は、平衡リング（balance rings ）１５、１６よりも大きな径方向厚みを有し、かつ小さな内部直径を有している。円筒セラミック壁１７の径方向の最も内側部分は、縦軸方向に大きく広がり、軸Ｘ−Ｘに実質的に平行に伸長しているフランジ２４、２５を有している。フランジ２４、２５は、環状金属リング１８、１９が横たわりかつ径方向で環状金属リング１８、１９から近接した間隔で配置される平面を通ってフランジ２４、２５が伸長する十分な軸方向の広がりを有する。
環状電極１４は、円筒セラミック壁１７の内部表面と実質的に同一な広がりである円筒フランジ２６を含む。円筒フランジ２６は、電子衝撃からセラミックを保護する。また、円筒フランジ２６の端部２７と隣接する環状電極１３に電気的に接続された金属リング１８との間のアークの発生は、円筒セラミック壁１７のフランジ２４に挟まれたセラミック材によって回避される。
図４は、図３に示した実施例と類似な本発明の別の実施例の部分を概略的に示す。しかしながら、この実施例において、円筒セラミック壁２８は、その軸長に沿って均一な径方向の厚みを有し、セラミックリング２９、３０は、金属リング３３、３４の内側縁部の遮蔽を提供すべく突出フランジ３１、３２をそれぞれ含む。
【００１１】
図５は、本発明の更に別の実施例の部分を概略的に示す。図５を参照すると、この実施例の構成は、２つのセラミックリング３５、３６及び円筒セラミック壁３７を含み、セラミックリング３５、３６及び円筒セラミック壁３７のそれぞれは、実質的に同じ径方向の厚みを有する。薄いセラミック管３８は、金属リング３９、４０の遮蔽を提供すべく円筒セラミック壁３７の径方向内側に同軸で配置される。
図６は、図３に示した実施例と類似な本発明の別の実施例のアセンブリを概略的に示す。しかし、この実施例において、金属リング４２、４３の内側面（inner face）を遮蔽しているセラミック材４１は、金属リング４２、４３に接触している。
上述した各実施例では、円筒セラミック壁は、軸方向でセラミックリングよりも長い。他の構成において、セラミックリングは、円筒セラミック壁と実質的に同じ軸長であってもよく、またそれよりも長くてもよい。
上述したように、セラミック材は、金属リングの端部を遮蔽し、その結果、本発明を用いて、異なる電位により電子線管内でそれと他の部分との間でアークが発生する可能性を実質的に縮小しうる。これは、電子線管の動作の改善を結果として生じ、かつ電子線管の形状寸法をかなり自由に選択させる。
【００１２】
本発明は、コレクタの電極が異なる電位で動作するコレクタ構成に特に有利に適用される。電極電位は、数万ボルトで異なりうる。もし、セラミック材が存在せず、それらの間でアークが発生するという可能性が存在するならば、電圧の相違は、重要な影響を与える。これは、異なる電位の部分間の間隔とそれらの形状に依存する。電極の一つの部分は、破損の原因となりうる電子衝撃からそれを遮蔽すべく、セラミック壁の内側で径方向にかつセラミック壁と同一に広がるべく構成されうる。金属リングと電極への延部（extension ）との間に挟まれた（interposed）セラミック材は、電極の遮蔽部分と金属リングの間の電気破壊を防ぐ。
金属リングは、セラミック壁の端面に取り付けられうるが、この構成は、金属リングがコレクタの部分を形成するので有利である。
本発明の好ましい実施例では、リングを遮蔽しているセラミック材は、円筒セラミック壁の部分である。構成で２つのセラミックリング及び金属リングが含まれるところは、円筒セラミック壁の各端部に位置し、そして、アセンブリのただ一つの構成部分が、本発明を実現すべくより複雑な形状に機械加工される必要がある。
【００１３】
本発明による別の構成では、セラミック材は、セラミックリングの部分である。２つのセラミックリングを必要とする構成の形式では、より複雑な構成でアセンブリの２つの部分を作ることが必要である。しかしながら、もし円筒セラミック壁が相対的に長軸なエクステント（relatively long axial extent）であるならば、これは、必要なセラミック材の量を減らすべく所望の構成でありうる。
本発明による更に別の実施例では、セラミック材は、円筒セラミック壁の内側で同軸に配置された管部材から構成されている。この構成は、アセンブリのセラミック構成部分のそれぞれが、段付き部分を必要としない単純な円筒でありうるという利点がある。
遮蔽セラミック材は、金属リングの内周縁に当接しまたはそれからある距離間隔を置かれうる。もしセラミック材がその内側円周の回りで金属リングと直接接触するならば更に効果的な遮蔽が作られうるし、そしてこの構成は、電子線管のアセンブリの間で構成部分の正確な配置のために有用でもありうる。
本発明は、コレクタ以外の電子線管の部分に有利に適用されうる。例えば、外部キャビティクライストロンにおいて、高電圧ホールド・オフが要求されかつ遮蔽のためのセラミック材が含まれうるキャビティの領域で真空締めつけシール（vacuum tight seal ）を有することが必要である。
【００１４】
【発明の効果】
本発明の電子線管は、真空エンベロープの部分を形成しているセラミック円筒壁と、セラミックリングと、セラミック円筒壁とセラミックリングの間に配置された金属リングと、金属リングの内側で径方向に配置されかつその内周縁が配置された横平面を通って広がり金属リングを遮蔽するセラミック材とを備えているので、破損の原因となる電子衝撃を遮蔽すると共に、コレクタの電極が異なる電位で動作する場合でも、電極間でアークが発生せず、電極の遮蔽部分と金属リングの間における電気破壊を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】周知の構成のコレクタの部分を示す概略図である。
【図２】本発明による電子線管の一実施例のコレクタ構成を示す概略図である。
【図３】図２の部分の拡大図である。
【図４】本発明による電子線管の他の実施例のコレクタ構成を示す概略図である。
【図５】本発明による電子線管の他の実施例のコレクタ構成を示す概略図である。
【図６】本発明による電子線管の他の実施例のコレクタ構成を示す概略図である。
【符号の説明】
１３，１４  環状電極
１５，１６，２９，３０，３５，３６  セラミックリング
１７，２８，３７  円筒セラミック壁
１８，１９，３３，３４，３９，４０，４２，４３  環状金属リング
２０，２１  円筒張り
２２，２３  環状溝
２４，２５  フランジ
２６  円筒フランジ
３１，３２  突出フランジ
３８  セラミック管
４１  セラミック材
【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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