JP2588288B2 - Impregnated cathode structure - Google Patents
Impregnated cathode structureInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、電子管に使用される高電流密度の含浸型陰
極構体に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Industrial application field) The present invention relates to a high current density impregnated cathode structure used for an electron tube.
（従来の技術） 近年、走査線を増加させて、解像度を改善したカラー
受像管や、超高周波対応受像管などの開発が要請されて
いるとともに、投写管などにおいても輝度の向上が望ま
れている。(Prior Art) In recent years, there has been a demand for the development of a color picture tube or an ultra-high-frequency picture tube with an improved resolution by increasing the number of scanning lines, and also an improvement in the brightness of a projection tube. I have.
これらの要請に応えるには、陰極から放出する電子の
密度を大幅に増加させる必要がある。To meet these demands, it is necessary to greatly increase the density of electrons emitted from the cathode.
ところで、含浸型陰極は、酸化物陰極に比べて大きな
電流密度を得られ、寿命も長いことから、これまでは、
主に、撮像管、進行波管あるいはクライストロンなどの
電子管に用いられてきたが、今後はカラー受像管の分野
でも需要の拡大が予想される。By the way, the impregnated cathode can obtain a higher current density than the oxide cathode and has a longer life.
It has been mainly used for electron tubes such as image pickup tubes, traveling wave tubes, and klystrons. However, demand is expected to increase in the field of color picture tubes in the future.
このような含浸型陰極構体として、第４図に示すよう
に、エミッタ（電子放射物質）を含浸した短円柱状の陰
極基体１を、有底短円筒状のカップ２に収納してろう材
３を介して固着し、このカップ２をその底部側から円筒
状のスリーブ４の一端開口部に挿入し、このスリーブ４
の一端開口部に上記陰極基体１を露出させた状態で、カ
ップ２をスリーブ４に固定し、このスリーブ４にヒータ
５を内装するようにし、さらに、このスリーブ４を円筒
状のホルダ６の中央部に複数のストラップ７を介して同
軸上に固定支持したものがある。As shown in FIG. 4, as such an impregnated cathode assembly, a short columnar cathode base 1 impregnated with an emitter (electron emitting substance) is housed in a bottomed short cylindrical cup 2 and a brazing filler metal 3. Then, the cup 2 is inserted into the one end opening of the cylindrical sleeve 4 from the bottom side thereof.
The cup 2 is fixed to the sleeve 4 with the cathode base 1 exposed at the one end opening, and the heater 5 is provided inside the sleeve 4, and the sleeve 4 is attached to the center of the cylindrical holder 6. There is a part which is fixedly supported coaxially through a plurality of straps 7.
ところで、このような構造では、カップ２をスリーブ
４に挿入し易くするために、カップ２の外径をスリーブ
４の内径よりも小さくする必要がある。By the way, in such a structure, it is necessary to make the outer diameter of the cup 2 smaller than the inner diameter of the sleeve 4 in order to easily insert the cup 2 into the sleeve 4.
このため、組み立てた状態でスリーブ４とカップ２の
間には常に隙間が存在し、陰極線管に組み込んだ動作状
態でスリーブ４からカップ２および陰極基体１に対する
熱の伝導が十分に行なわれないことと、ヒータ５からの
輻射熱がスリーブ４とカップ２の間の隙間から漏れるこ
とから、陰極基体１の温度が思ったように上昇しなかっ
たり、製品ごとの温度のばらつきが大きくなったりし
て、陰極線管の初期特性のばらつきが発生する。For this reason, there is always a gap between the sleeve 4 and the cup 2 in the assembled state, and heat is not sufficiently transmitted from the sleeve 4 to the cup 2 and the cathode base 1 in the operating state incorporated in the cathode ray tube. And the radiant heat from the heater 5 leaks from the gap between the sleeve 4 and the cup 2, so that the temperature of the cathode base 1 does not rise as expected or the temperature variation between products increases. The initial characteristics of the cathode ray tube vary.
なお、ヒータ５のパワーによって陰極基体１の温度を
上げようとすると、消費電力が増加するだけでなく、ヒ
ータ５自体の温度が上がるため、ヒータ５の変形、断
線、絶縁破壊などが生じ、信頼性や耐久性が損なわれ
る。If the temperature of the cathode base 1 is increased by the power of the heater 5, not only power consumption is increased but also the temperature of the heater 5 itself is increased. Performance and durability are impaired.
（発明が解決しようとする課題） 上述したように、従来の含浸型陰極構体では、スリー
ブとカップの間の隙間により、陰極基体の温度が思った
ように上昇しなかったり、温度のばらつきが大きくなっ
たりして、初期特性のばらつきが発生するという問題を
有している。(Problems to be Solved by the Invention) As described above, in the conventional impregnated cathode assembly, the gap between the sleeve and the cup does not cause the temperature of the cathode base to rise as expected or the temperature varies greatly. In other words, there is a problem that initial characteristics vary.
本発明は、上記問題点に鑑みなされたもので、含浸型
陰極構体において、スリーブとカップの間の隙間をなく
すことにより熱効率を向上させるとともに、温度を安定
させることを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to improve the thermal efficiency and to stabilize the temperature in an impregnated cathode assembly by eliminating a gap between a sleeve and a cup.
（課題を解決するための手段） 本発明は、エミッタを含浸した陰極基体と、この陰極
基体を収納して底部に固着したカップと、このカップを
底部側から挿入して上記陰極基体を一端開口部に露出さ
せた状態でカップを固定するスリーブと、このスリーブ
に内装されるヒータとを具備し、上記カップの底部の外
径を上記スリーブの内径よりも小さく形成するととも
に、このカップの開口部の外径をスリーブの内径以上に
形成し、このカップのスリーブの内径以上の部分を上記
スリーブに挿入嵌合したものである。(Means for Solving the Problems) The present invention provides a cathode substrate impregnated with an emitter, a cup accommodating the cathode substrate and fixed to the bottom, and inserting the cup from the bottom side to open one end of the cathode substrate. A sleeve for fixing the cup in a state of being exposed to the portion, and a heater provided inside the sleeve, wherein the outer diameter of the bottom of the cup is formed smaller than the inner diameter of the sleeve, and the opening of the cup is formed. Is formed to be equal to or larger than the inner diameter of the sleeve, and a portion of the cup equal to or larger than the inner diameter of the sleeve is inserted and fitted into the sleeve.
（作用） 本発明の含浸型陰極構体は、カップをスリーブの内径
よりも小さい外径のカップの底部側からスリーブ内に挿
入するので挿入が容易にでき、このカップのスリーブの
内径以上の部分をスリーブに挿入嵌合して、挿入し終わ
った状態ではスリーブの内径以上の外径カップの開口部
側の外周がスリーブの内周に密着する。(Operation) In the impregnated cathode structure of the present invention, the cup is inserted into the sleeve from the bottom side of the cup having an outer diameter smaller than the inner diameter of the sleeve, so that the cup can be easily inserted. When the sleeve is inserted and fitted into the sleeve and the insertion is completed, the outer periphery on the opening side of the outer diameter cup having a diameter equal to or larger than the inner diameter of the sleeve comes into close contact with the inner circumference of the sleeve.
（実施例） 以下、本発明の含浸型陰極構体の実施例を図面を参照
して説明する。Examples Examples of the impregnated cathode structure of the present invention will be described below with reference to the drawings.
なお、実施例の説明に際しては、第４図に示した従来
の含浸型陰極構体と同様の部分には同一の符号を付す。In the description of the embodiments, the same parts as those of the conventional impregnated cathode structure shown in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals.
第１図および第２図に示す実施例において、11はタン
タル、モリブデンなどで形成されたカップで、このカッ
プ11は、プレス成形によりすりばちのように上方に向け
て拡開した有底短円筒状に形成され、板厚0.025mm、底
部の外径1.50mm、開口部の外径1.58mm、深さ0.4mmであ
る。In the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, reference numeral 11 denotes a cup formed of tantalum, molybdenum, or the like. It has a thickness of 0.025 mm, an outer diameter of 1.50 mm at the bottom, an outer diameter of 1.58 mm at the opening, and a depth of 0.4 mm.
陰極基体１は、粒径が３〜10μｍのタングステン粉末
を成形し焼結して得た多孔質（ポーラス）タングステン
のペレットの一端面にRu−Moなどのろう剤３層を形成
し、このペレットにBaO、CaO、Al2O3で形成されたエミ
ッタ（電子放射物質）を含浸したもので、直径1.45mm、
厚さ0.4mmの短円柱状である。The cathode substrate 1 is formed by forming and sintering a tungsten powder having a particle size of 3 to 10 μm and forming three layers of a brazing agent such as Ru—Mo on one end surface of a pellet of porous (porous) tungsten. Impregnated with an emitter (electron emitting substance) formed of BaO, CaO, and Al 2 O 3 , with a diameter of 1.45 mm,
It is a short cylinder with a thickness of 0.4 mm.
そして、陰極基体１を、ろう材３層がカップ11の底部
に位置するように、カップ11に挿入し、ろう材３を介し
てカップ11の底部に溶接する。Then, the cathode substrate 1 is inserted into the cup 11 so that the three brazing layers are located at the bottom of the cup 11, and welded to the bottom of the cup 11 via the brazing material 3.
また、スリーブ４は、タンタルあるいはモリブデンな
どで形成され、外径1.60mm、長さ5mm、厚さ0.025mmの円
筒状である。The sleeve 4 is formed of tantalum, molybdenum, or the like, and has a cylindrical shape with an outer diameter of 1.60 mm, a length of 5 mm, and a thickness of 0.025 mm.
そして、このスリーブ４の一端開口部にカップ11をそ
の小径の底部側から挿入し、陰極基体１の表面を加圧す
ることによりカップ11をスリーブ４内に完全に挿入し、
スリーブ４とカップ11を溶接固着する。なお、カップ11
の底部の外径はスリーブ４の内径より小さく、カップ11
の上部の外径はスリーブ４の内径より大きく形成されて
いる。Then, the cup 11 is inserted into one end opening of the sleeve 4 from the bottom side of the small diameter, and the cup 11 is completely inserted into the sleeve 4 by pressing the surface of the cathode base 1,
The sleeve 4 and the cup 11 are fixed by welding. In addition, cup 11
Is smaller than the inner diameter of the sleeve 4 and the cup 11
Is formed larger than the inner diameter of the sleeve 4.
また、このスリーブ４の他端外側部の３か所にそれぞ
れレニウム−モリブデンなどにて形成される厚さ0.05m
m、幅0.4mmのリボン状のストラップ７の一端部を溶接固
着するとともに、この３本のストラップ７の他端部をコ
バールで形成された円筒状のホルダ６の肩部の３か所に
溶接固着することにより、スリーブ４をホルダ６の中央
部にストラップ７を介して同軸上に固定支持する。Further, a thickness of 0.05 m formed of rhenium-molybdenum or the like at each of three places on the outer side of the other end of the sleeve 4.
m, one end of a ribbon-shaped strap 7 having a width of 0.4 mm is fixed by welding, and the other ends of the three straps 7 are welded to three places on the shoulder of a cylindrical holder 6 formed of Kovar. By fixing, the sleeve 4 is coaxially fixed and supported at the center of the holder 6 via the strap 7.
なお、スリーブ４にはヒータ５を内装する。 Note that a heater 5 is provided inside the sleeve 4.
このように、スリーブ４の内径よりも小さい外径のカ
ップ11の底部をスリーブ４内に挿入してからカップ11に
固着した陰極基体１の表面を加圧し、カップ11をスリー
ブ４の内径より外径が大きい開口部まで全体的にスリー
ブ４内に強制的に挿入するので、スリーブ４に対するカ
ップ11の挿入が容易で、挿入した状態ではカップ11の開
口部側の外周面とスリーブ４の内周面は完全に密着した
状態となり、この密着した部分を溶接して両者を固着す
る。Thus, after inserting the bottom of the cup 11 having an outer diameter smaller than the inner diameter of the sleeve 4 into the sleeve 4, the surface of the cathode base 1 fixed to the cup 11 is pressurized, and the cup 11 is moved outside the inner diameter of the sleeve 4. Since the cup 11 is forcibly inserted into the sleeve 4 as a whole up to the opening having a large diameter, the cup 11 can be easily inserted into the sleeve 4, and in the inserted state, the outer peripheral surface on the opening side of the cup 11 and the inner periphery of the sleeve 4. The surfaces are brought into a state of being completely adhered, and the adhered portion is welded to fix the two.
したがって、スリーブ４とカップ11の溶接時に、スリ
ーブ４の著しい変形や孔明きといった不具合が発生する
ことがなく、良好な溶接が可能となる。Therefore, at the time of welding the sleeve 4 and the cup 11, problems such as remarkable deformation and perforation of the sleeve 4 do not occur, and good welding can be performed.
この結果、スリーブ４からカップ11に対する熱伝導が
十分に行なわれることと、ヒータ５からの輻射熱がスリ
ーブ４とカップ11の間から漏れないことから、熱効率が
向上するとともに安定し、陰極基体１の温度が十分に上
昇して温度も安定する。As a result, the heat conduction from the sleeve 4 to the cup 11 is sufficiently performed, and the radiant heat from the heater 5 does not leak from between the sleeve 4 and the cup 11, so that the thermal efficiency is improved and stabilized, and the cathode base 1 The temperature rises sufficiently and the temperature stabilizes.
なお、スリーブ４に対するカップ11の挿入と同様に、
カップ11に対する陰極基体１の挿入も容易となり、しか
も、陰極基体１の外周面とカップ11の内周面との間に隙
間12があるので溶接の熱が陰極基体１に伝わり難く、陰
極基体１に含浸したエミッタが溶接時の熱の影響を受け
難く、エミッタが変質し難いため、電子放射能力が低下
し難くなる。In addition, like insertion of the cup 11 into the sleeve 4,
Insertion of the cathode base 1 into the cup 11 becomes easy, and since there is a gap 12 between the outer peripheral surface of the cathode base 1 and the inner peripheral surface of the cup 11, heat of welding is hardly transmitted to the cathode base 1, and Since the emitter impregnated in the material is hardly affected by heat during welding and the emitter is hardly deteriorated, the electron emission ability is hardly reduced.
第３図はこの実施例の含浸型陰極構体と第４図に示し
た従来の構造の含浸型陰極構体のそれぞれの陰極温度を
測定して比較したグラフで、それぞれの含浸型陰極構体
を電子銃に組み付け、この電子銃を測定用のガラス球に
組み込んだ後、ガラス球を排気して電子銃を封止し、ヒ
ータ５に6.3V、600mAを印加し、熱的に安定する10分後
に陰極基体１の表面中央部の温度を光学的に測定した結
果をまとめたものである。FIG. 3 is a graph comparing the impregnated cathode structure of this embodiment with the impregnated cathode structure of the conventional structure shown in FIG. 4 by measuring the respective cathode temperatures. After assembling the electron gun into a glass bulb for measurement, the glass bulb is evacuated and the electron gun is sealed, a 6.3 V, 600 mA is applied to the heater 5, and after 10 minutes, the cathode is thermally stabilized. It is a summary of the result of optically measuring the temperature of the central part of the surface of the base 1.
この結果、陰極温度の平均（×で示してある）が、従
来は978℃ｂであるのに対し、この実施例では1005℃ｂ
と、25degも向上し、熱効率が良くなっていることが理
解でき、そして、陰極温度のばらつき（線で範囲を示し
てある）も、この実施例では従来の約半分となってお
り、特性が安定していることがわかる。As a result, the average of the cathode temperature (indicated by x) is 978 ° C. b in the prior art, but 1005 ° C. b in this embodiment.
It can be understood that the thermal efficiency is improved by 25 degrees, and the variation in the cathode temperature (the range is indicated by a line) is about half that of the conventional example in this embodiment, and the characteristics are improved. It turns out that it is stable.
なお、一般的に知られているように、含浸型陰極は動
作温度が高いため、ヒータ５の温度も高くする必要があ
るが、ヒータ５の温度が高いと、ヒータ５とスリーブ４
やカップ11との絶縁破壊電圧が低下するなどの問題が生
じ易いので、同じヒータ５で陰極温度が高くなれば、そ
の分、ヒータ５に安全な方向に設計を行なうことができ
るので、その効果は大である。As is generally known, the operating temperature of the impregnated cathode is high, so that the temperature of the heater 5 also needs to be high. However, if the temperature of the heater 5 is high, the heater 5 and the sleeve 4
And the breakdown voltage with the cup 11 is likely to decrease. If the temperature of the cathode is increased with the same heater 5, the heater 5 can be designed in a safer direction. Is great.
本発明の含浸型陰極構体によれば、カップをスリーブ
の内径よりも小さい外径のカップの底部側からスリーブ
内に挿入するので挿入が容易にでき、このカップのスリ
ーブの内径以上の部分をスリーブに挿入嵌合して挿入し
終わった状態ではスリーブの内径以上の外径のカップの
開口部側の外周がスリーブの内周に密着するので、動作
時にはスリーブ内のヒータの熱をカップ内の陰極基体に
効率的にかつ確実に伝えることができ、したがって、熱
効率が向上するとともに安定し、陰極温度が安定する結
果、初期特性のばらつきが発生しなくなる。According to the impregnated cathode assembly of the present invention, since the cup is inserted into the sleeve from the bottom side of the cup having an outer diameter smaller than the inner diameter of the sleeve, the cup can be easily inserted. When the insertion is completed, the outer circumference of the opening side of the cup having an outer diameter equal to or larger than the inner diameter of the sleeve is in close contact with the inner circumference of the sleeve. The heat can be efficiently and reliably transmitted to the substrate, so that the thermal efficiency is improved and stabilized, and the cathode temperature is stabilized, so that the initial characteristics do not vary.
第１図は本発明の含浸型陰極構体の一実施例の一部を断
面にして示す斜視図、第２図はその要部を示す断面図、
第３図はこの実施例と第４図に示した従来例の陰極温度
の比較図、第４図は従来例の含浸型陰極構体の一部を断
面にして示す斜視図である。 １……陰極基体、４……スリーブ、５……ヒータ、11…
…カップ。FIG. 1 is a perspective view showing a part of one embodiment of an impregnated cathode structure of the present invention in section, FIG. 2 is a sectional view showing a main part thereof,
FIG. 3 is a comparison diagram of the cathode temperature between this embodiment and the conventional example shown in FIG. 4, and FIG. 4 is a perspective view showing a cross section of a part of the impregnated cathode structure of the conventional example. 1 ... cathode base, 4 ... sleeve, 5 ... heater, 11 ...
…cup.
Claims (1)
基体を収納して底部に固着したカップと、このカップを
底部側から挿入し上記陰極基体を一端開口部に露出させ
た状態でカップを固定するスリーブと、このスリーブに
内装されるヒータとを具備し、 上記カップの底部の外径を上記スリーブの内径よりも小
さく形成するとともに、このカップの開口部の外径をス
リーブの内径以上に形成し、このカップのスリーブの内
径以上の部分を上記スリーブに挿入嵌合した ことを特徴とする含浸型陰極構体。1. A cathode base impregnated with an emitter, a cup housing the cathode base and fixed to a bottom, and a cup inserted from the bottom side to expose the cathode base to one end opening. A sleeve to be fixed and a heater provided in the sleeve are provided. The outer diameter of the bottom of the cup is formed smaller than the inner diameter of the sleeve, and the outer diameter of the opening of the cup is equal to or larger than the inner diameter of the sleeve. An impregnated cathode assembly, wherein a portion of the cup having a diameter equal to or larger than the inner diameter of the sleeve is inserted and fitted into the sleeve.
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|---|---|---|---|
| JP30709289A JP2588288B2 (en) | 1989-11-27 | 1989-11-27 | Impregnated cathode structure |
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|---|---|
| JPH03167732A JPH03167732A (en) | 1991-07-19 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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