JP3127466B2 - 電子管用陰極構体 - Google Patents
電子管用陰極構体Info
- Publication number
- JP3127466B2 JP3127466B2 JP30223690A JP30223690A JP3127466B2 JP 3127466 B2 JP3127466 B2 JP 3127466B2 JP 30223690 A JP30223690 A JP 30223690A JP 30223690 A JP30223690 A JP 30223690A JP 3127466 B2 JP3127466 B2 JP 3127466B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heater
- cooling coil
- leg
- cathode
- melting point
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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- Solid Thermionic Cathode (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電子管用陰極構体に関する。
従来の電子管用陰極抗体を第３図を参照して説明す
る。
る。
尚、第３図においては、スリーブ２を支持する構造体
及びヒータ３に電力を供線するリード線は省略してい
る。
及びヒータ３に電力を供線するリード線は省略してい
る。
当初の電子管用陰極抗体は、第３図に示すように、熱
電子を放出する陰極ペレット１と、陰極ペレット１にろ
う付接合されるスリーブ２及びスリーブ２内に挿入され
陰極ペレット１を加熱するヒータ３により構成されてい
た。ヒータ３から陰極ペレット１への熱伝達は、熱輻射
によるものである。熱輻射による熱伝達の場合、ヒータ
３の動作温度を上げることにより熱伝達率は増加するが
ヒータ３の線材の素材特性（例えば、融点，脆化温度な
ど）により、ヒータ３の動作温度には上限がある（例え
ばタングステン線の場合動作温度は一般に1600℃以下と
されている）。
電子を放出する陰極ペレット１と、陰極ペレット１にろ
う付接合されるスリーブ２及びスリーブ２内に挿入され
陰極ペレット１を加熱するヒータ３により構成されてい
た。ヒータ３から陰極ペレット１への熱伝達は、熱輻射
によるものである。熱輻射による熱伝達の場合、ヒータ
３の動作温度を上げることにより熱伝達率は増加するが
ヒータ３の線材の素材特性（例えば、融点，脆化温度な
ど）により、ヒータ３の動作温度には上限がある（例え
ばタングステン線の場合動作温度は一般に1600℃以下と
されている）。
その後、熱伝達率を増加する方法としてヒータ３のコ
イル部をスリーブ２内に例えば、アルミナ粉末からなる
ヒータ充填材４により埋め込む技術が導入された。
イル部をスリーブ２内に例えば、アルミナ粉末からなる
ヒータ充填材４により埋め込む技術が導入された。
この場合には、ヒータ３の埋め込み技術によりヒータ
３の動作温度が低減でき、ヒータ３の信頼性が向上した
ばかりでなく、ヒータ３の小型化が可能となり、スリー
ブ２の小型化に伴う省電力化及びヒータ３自体の設計の
自由度が向上した。
３の動作温度が低減でき、ヒータ３の信頼性が向上した
ばかりでなく、ヒータ３の小型化が可能となり、スリー
ブ２の小型化に伴う省電力化及びヒータ３自体の設計の
自由度が向上した。
さらに、電子管は、高周波帯域化及び高出力化が進ん
でいるが、高周波帯域用電子管では、陰極ペレット１の
直径が小さくなり、それに伴い、ヒータ３も小型化され
る様になる。ヒータ３の小型化により、ヒータ線材も細
線化される。
でいるが、高周波帯域用電子管では、陰極ペレット１の
直径が小さくなり、それに伴い、ヒータ３も小型化され
る様になる。ヒータ３の小型化により、ヒータ線材も細
線化される。
ヒータ３において、ヒータ充填材４により露出した部
分（以下ヒータ脚部と記す）５に注目した場合、ヒータ
３の小型化すなわち、ヒータ３線材の細線化によりヒー
タ脚部５の表面積，断面積は減少し、電気抵抗は増加す
る。
分（以下ヒータ脚部と記す）５に注目した場合、ヒータ
３の小型化すなわち、ヒータ３線材の細線化によりヒー
タ脚部５の表面積，断面積は減少し、電気抵抗は増加す
る。
ここで、ヒータ３の電極印加初期時を考えた場合、電
気抵抗の増加によりヒータ脚部５に発生する熱量は増加
し、表面積が減少した分熱輻射量が減少するし又断面積
が減少した分熱伝導量が減少する為、ヒータ脚部５は、
一時的に高温に加熱される傾向にある。このヒータ脚部
５の加熱は、ヒータ３線材の脆化温度を越える傾向にあ
る。このヒータ脚部５の加熱は、ヒータ３線材の脆化温
度を越える危険性があり、ヒータ脚部５の温度を下げる
為、ヒータ脚部５の周囲にコイル状の高融点金属線材か
らなるクーリングコイル６を挿着するようになった。
気抵抗の増加によりヒータ脚部５に発生する熱量は増加
し、表面積が減少した分熱輻射量が減少するし又断面積
が減少した分熱伝導量が減少する為、ヒータ脚部５は、
一時的に高温に加熱される傾向にある。このヒータ脚部
５の加熱は、ヒータ３線材の脆化温度を越える傾向にあ
る。このヒータ脚部５の加熱は、ヒータ３線材の脆化温
度を越える危険性があり、ヒータ脚部５の温度を下げる
為、ヒータ脚部５の周囲にコイル状の高融点金属線材か
らなるクーリングコイル６を挿着するようになった。
一方、陰極ペレット１の大型化に伴い、ヒータ３も大
型化されるが、ヒータ３線材の加工技術の問題より、ヒ
ータ３線径に上限がある。例えば、タングステンワイヤ
の場合、直径1mmを越えるヒータを精度よく製作するこ
とは多くの困難が生ずる。故に、陰極ペレット１の大型
化に伴い、ヒータ３投入電極の増加にもかかわらずヒー
タ脚部５の線形は増えない為、ヒータ３の小型化と同様
にヒータ脚部５のヒータ３電力印加時の温度上昇がはげ
しくなり、クーリングコイル６の挿着が必要となった。
型化されるが、ヒータ３線材の加工技術の問題より、ヒ
ータ３線径に上限がある。例えば、タングステンワイヤ
の場合、直径1mmを越えるヒータを精度よく製作するこ
とは多くの困難が生ずる。故に、陰極ペレット１の大型
化に伴い、ヒータ３投入電極の増加にもかかわらずヒー
タ脚部５の線形は増えない為、ヒータ３の小型化と同様
にヒータ脚部５のヒータ３電力印加時の温度上昇がはげ
しくなり、クーリングコイル６の挿着が必要となった。
この従来の電子管用陰極構体では、前述したクーリン
グコイル６によるヒータ脚部５の冷却効果を大きく期待
する場合、クーリングコイル６を多重に巻くことにより
対応している。しかし、クーリングコイル６を多重に巻
くことは、ヒータ脚部５に応力が加わった場合に、クー
リングコイル６端部にあるヒータ脚部５の部分に応力が
集中し、ヒータ脚部５の折れが発生しやすいという問題
点があった。
グコイル６によるヒータ脚部５の冷却効果を大きく期待
する場合、クーリングコイル６を多重に巻くことにより
対応している。しかし、クーリングコイル６を多重に巻
くことは、ヒータ脚部５に応力が加わった場合に、クー
リングコイル６端部にあるヒータ脚部５の部分に応力が
集中し、ヒータ脚部５の折れが発生しやすいという問題
点があった。
又、クーリングコイル６の自重が増加するにつれ、電
子管用陰極構体に振動衝撃が加わった場合にヒータ脚部
５に応力が加わりやすく、ヒータ脚部５の折れが発生し
やすいという問題点があった。
子管用陰極構体に振動衝撃が加わった場合にヒータ脚部
５に応力が加わりやすく、ヒータ脚部５の折れが発生し
やすいという問題点があった。
本発明の目的は、ヒータ脚部の折れの発生がなく、信
頼性の高い電子管用陰極構体を提供することにある。
頼性の高い電子管用陰極構体を提供することにある。
本発明は、熱電子を放出する円盤状の陰極ペレット
と、円筒形で一方の開口部が前記陰極ペレットとろう付
接合されるスリーブと、１本ないし２本のヒータ端子を
有するコイル状ヒータと、前記ヒータ端子に挿入される
タングステン線もしくはモリブデン線製のクーリングコ
イルとを有し、かつ、前記コイル状ヒータが電気絶縁性
の充填材で前記スリーブ内に埋設されている電子管用陰
極構体において、前記クーリングコイル外周にタグステ
ンもしくはモリブデンを含む高融点金属粉末と該高融点
金属粉末より融点が低い焼結金属粉末の混合焼結体層を
被覆することより前記クーリングコイルを固着されてい
る。
と、円筒形で一方の開口部が前記陰極ペレットとろう付
接合されるスリーブと、１本ないし２本のヒータ端子を
有するコイル状ヒータと、前記ヒータ端子に挿入される
タングステン線もしくはモリブデン線製のクーリングコ
イルとを有し、かつ、前記コイル状ヒータが電気絶縁性
の充填材で前記スリーブ内に埋設されている電子管用陰
極構体において、前記クーリングコイル外周にタグステ
ンもしくはモリブデンを含む高融点金属粉末と該高融点
金属粉末より融点が低い焼結金属粉末の混合焼結体層を
被覆することより前記クーリングコイルを固着されてい
る。
次に、本発明の実施例について図面を参照して説明す
る。
る。
第１図は本発明の第１の実施例の断面図である。
第１の実施例は、第１図に示すように、熱電子を放出
する陰極ペレット１は、円筒形のスリーブ２にろう付接
合されている。ヒータ３のコイル部は、スリーブ２内に
挿入され、300メッシュのアルミナ粉末及び焼結助材か
らなるヒータ充填材４により埋め込まれている。ヒータ
３は、線形0.15mmの３％レニウムタングステン合金線か
らなり、ヒータ３の一部でヒータ充填材４から露出した
部分がヒータ脚部５である。
する陰極ペレット１は、円筒形のスリーブ２にろう付接
合されている。ヒータ３のコイル部は、スリーブ２内に
挿入され、300メッシュのアルミナ粉末及び焼結助材か
らなるヒータ充填材４により埋め込まれている。ヒータ
３は、線形0.15mmの３％レニウムタングステン合金線か
らなり、ヒータ３の一部でヒータ充填材４から露出した
部分がヒータ脚部５である。
ヒータ脚部５は、線形0.08mmのタングステンワイヤを
コイル状に巻いたクーリングコイル６に挿入されてお
り、クーリングコイル６はヒータ３がスリーブ２に挿入
される前にかしめにより固定されている。
コイル状に巻いたクーリングコイル６に挿入されてお
り、クーリングコイル６はヒータ３がスリーブ２に挿入
される前にかしめにより固定されている。
クーリングコイル６外周には、平均粒径５μｍのタン
グステン95％ハフニウム５％混合粉末からなる焼結体層
７が平均厚み20μｍで被覆されている。焼結体層７は、
ヒータ充填材４の焼結工程後に被覆され、約1600℃の水
素還元雰囲気中で焼結されている。
グステン95％ハフニウム５％混合粉末からなる焼結体層
７が平均厚み20μｍで被覆されている。焼結体層７は、
ヒータ充填材４の焼結工程後に被覆され、約1600℃の水
素還元雰囲気中で焼結されている。
この結果、試作陰極構体において、焼結体層７がない
場合、ヒータ脚部５の温度は1300℃まで上昇するが、焼
結体層７を被覆した場合には、ヒータ脚部５の温度は二
重クールングコイルを装着した場合と同等の1,220℃に
低減できた。
場合、ヒータ脚部５の温度は1300℃まで上昇するが、焼
結体層７を被覆した場合には、ヒータ脚部５の温度は二
重クールングコイルを装着した場合と同等の1,220℃に
低減できた。
第２図は本発明の第２の実施例の断面図である。
第２の実施例は、第２図に示すように、陰極ペレット
1,スリーブ2,ヒータ3,ヒータ充填材4,ヒータ脚部5,クー
リングコイル６は、第１図に示す第１の実施例と同様で
ある。
1,スリーブ2,ヒータ3,ヒータ充填材4,ヒータ脚部5,クー
リングコイル６は、第１図に示す第１の実施例と同様で
ある。
クーリングコイル６外周には、平均粒径５μｍのモリ
ブラン95％シルコニウム５％混合粉末かからなる焼結体
層８が平均20μｍの厚みで被覆されている。焼結体層８
は、第１図の第１の実施例における焼結体層７と同様の
工程で形成される。
ブラン95％シルコニウム５％混合粉末かからなる焼結体
層８が平均20μｍの厚みで被覆されている。焼結体層８
は、第１図の第１の実施例における焼結体層７と同様の
工程で形成される。
尚、第１図及び第２図において、スリーブ２を支持す
る構造物及びヒータ３にヒータ電力を供給するリード線
は省略している。
る構造物及びヒータ３にヒータ電力を供給するリード線
は省略している。
以上説明したように本発明は、クーリングコイル６の
外周に焼結体層7,8を設けることにより、ヒータ脚部５
の熱を放出する表面積が増加する為熱輻射量が増加し、
又クーリングコイル６間に焼結体層7,8を有する為、ク
ーリングコイル６長尺方向の熱伝達量が増加するので、
多重巻のクーリングコイル６装着時と同等にヒータ脚部
５の温度上昇を低減する効果を有する。
外周に焼結体層7,8を設けることにより、ヒータ脚部５
の熱を放出する表面積が増加する為熱輻射量が増加し、
又クーリングコイル６間に焼結体層7,8を有する為、ク
ーリングコイル６長尺方向の熱伝達量が増加するので、
多重巻のクーリングコイル６装着時と同等にヒータ脚部
５の温度上昇を低減する効果を有する。
以上のように本発明により、ヒータ脚部５まわりの外
径及び重量が従来に比べ低減できる為、ヒータ脚部５へ
加わる応力は低減し電子管用陰極構体の信頼性を向上さ
せる効果を有する。
径及び重量が従来に比べ低減できる為、ヒータ脚部５へ
加わる応力は低減し電子管用陰極構体の信頼性を向上さ
せる効果を有する。
第１図は本発明の第１の実施例の断面図、第２図は本発
明の第２の実施例の断面図、第３図は従来の電子管用陰
極構体の一例の断面図である。 １……陰極ペレット、２……スリーブ、３……ヒータ、
４……ヒータ充填材、５……ヒータ脚部、６……クーリ
ングコイル、7,8……焼結体層。
明の第２の実施例の断面図、第３図は従来の電子管用陰
極構体の一例の断面図である。 １……陰極ペレット、２……スリーブ、３……ヒータ、
４……ヒータ充填材、５……ヒータ脚部、６……クーリ
ングコイル、7,8……焼結体層。
Claims (1)
- 【請求項１】熱電子を放出する円盤状の陰極ペレット
と、円筒形で一方の開口部が前記陰極ペレットとろう付
接合されるスリーブと、１本ないし２本のヒータ端子を
有するコイル状ヒータと、前記ヒータ端子に挿入される
タングステン線もしくはモリブデン線製のクーリングコ
イルとを有し、かつ、前記コイル状ヒータが電気絶縁性
の充填材で前記スリーブ内に埋設されている電子管用陰
極構体において、前記クーリングコイル外周にタグステ
ンもしくはモリブデンを含む高融点金属粉末と該高融点
金属粉末より融点が低い焼結金属粉末の混合焼結体層を
被覆することより前記クーリングコイルを固着する事を
特徴とする電子管用陰極構体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30223690A JP3127466B2 (ja) | 1990-11-07 | 1990-11-07 | 電子管用陰極構体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30223690A JP3127466B2 (ja) | 1990-11-07 | 1990-11-07 | 電子管用陰極構体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04174936A JPH04174936A (ja) | 1992-06-23 |
| JP3127466B2 true JP3127466B2 (ja) | 2001-01-22 |
Family
ID=17906592
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30223690A Expired - Fee Related JP3127466B2 (ja) | 1990-11-07 | 1990-11-07 | 電子管用陰極構体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3127466B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7066719B2 (ja) | 2017-08-10 | 2022-05-13 | 倉敷紡績株式会社 | 電極シート製造方法、全固体電池および全固体電池製造方法 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR19990027741A (ko) * | 1997-09-30 | 1999-04-15 | 김영남 | 전자총용 음극구조체 |
| JP2019160526A (ja) * | 2018-03-12 | 2019-09-19 | キヤノン電子管デバイス株式会社 | 含浸型陰極構体 |
-
1990
- 1990-11-07 JP JP30223690A patent/JP3127466B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7066719B2 (ja) | 2017-08-10 | 2022-05-13 | 倉敷紡績株式会社 | 電極シート製造方法、全固体電池および全固体電池製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04174936A (ja) | 1992-06-23 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |