JPH0411974B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、クライストロン、進行波管、ジヤイ
ロトロンのような電子ビーム直進形のマイクロ波
管の改良に関する。 〔背景技術およびその問題点〕 上記の如きビーム直進形マイクロ波管におい
て、電子ビームと高周波回路とを作用させる高周
波部と、用済後の電子ビームを捕集するコレクタ
電極とを、電気的に絶縁し、両者間に異なる電位
を与えて動作させる場合、あるいは両者にそれぞ
れ流れる電流を別々に検出する場合がある。その
ため両者間にセラミツクのような絶縁筒を気密封
着した構造のものが知られている。ところで、比
較的小形のマイクロ波管ではこの絶縁筒による気
密封着部自体で高周波部とコレクタとを相互に機
械的に支持するように組み立てることが可能であ
るが、出力が1MW（メガワツト）以上というよう
に超大電力のマイクロ波管ではコレクタが１トン
以上というように大重量化してしまいそれは不可
能となる。勿論高周波部もかなり重量が重くな
り、上記気密封着部が破損しやすくなる。そこで
高周波部およびコレクタ部に一対のフランジをと
りつけ、この両フランジ間にフランジ連結部材を
介在、固定して補強することが考えられている。
この連結部材は充分な強度を得るためと価格の面
から鉄のような金属を用いるのが得策であるの
で、高周波部とコレクタ部との電気的絶縁を維持
するため絶縁スペーサをはさむ必要がある。絶縁
スペーサはセラミツクのほか、やはり締付け力に
対して破損しにくいベークライトやエポキシのよ
うな硬質樹脂製が望ましい。しかし耐熱性が弱い
材料はこれをとりつけた状態で管の排気作業を行
なうことができず、また表面の汚染で絶縁性が劣
化すると使用不能になつてしまう。 〔発明の目的〕 本発明は以上のような事情に鑑みてなされたも
ので、高周波部とコレクタ部とを機械的に強固に
連結でき、且つ排気等に支障なく、しかも電気的
絶縁を充分に得ることができるビーム直進形マイ
クロ波管を提供するものである。 〔発明の概要〕 本発明は高周波部とコレクタ部とに互いに対向
しあう一対のフランジを設け、多数の金属製間隔
保持体および絶縁体スペーサの組みを、両フラン
ジ間にサークル状に間隔をおいて介在させ、しか
も絶縁体スペーサを各々独立的に交換可能に固定
したものである。またこの交換を容易にするため
両フランジの間隔を部分的に可変とするように両
者間に設けた絶縁気密封着部に可撓部を形成し、
管の排気後に絶縁体スペーサを交換又は新規にと
りつけることができるようにしたものである。 〔発明の実施列〕 第１図及至第４図に示す実施例は以下の構造を
有してなる。すなわち、本発明を出力１メガワツ
ト（MW）級の超大電力直進形クライストロン装
置に実施した例の概略を第１図により説明する。
このクライストロン装置は、電子銃部１１、高周
波増幅部１２、出力導波管部１３、およびコレク
タ部１４を有する管本体と、上記電子銃部が収納
され電源が接続される絶縁油充填タンク１５、高
周波増幅部のまわりに配置される集束磁石装置１
６、コレクタのまわりにとりつけられた蒸発冷却
用ボイラ１７とが組み合わされてなる。 電子銃部１１は凹面状の電子放射カソード１
８、第１アノード１９、第２カソード２０を有し
てなり、絶縁筒２１ａ，２１ｂで真空気密が保た
れ、図の下端部に金属排気管２２が設けられてな
る。そしてフイラメント、カソード端子２３，２
４および第１アノード端子１９ａを介して電源が
接続されるようになつている。これらはタンク内
の絶縁油中に入れられて動作させられる。高周波
増幅部１２は、電子ビームの上流側から高周波入
力用共振空胴である第１空胴２５、第２空胴２
６、第３空胴２７、第４空胴２８、第５空胴２
９、および出力空胴である第６空胴３０が縦列に
配置され、それらが各々ドリフト管３１，３１…
により連結されてなる。各空胴には同調周波数可
変用の容量板をもつチユーナ３２，３２…が設け
られており、これらは管軸に平行に延びる駆動軸
３３，３３…によりコレクタ側ポールピース３４
すなわち第１のフランジの上部に設けられた駆動
体および適当なギヤ機構で駆動される。第１空胴
２５には結合度をギヤにより調整しうる可変入力
高周波結合部３６が設けられている。第２空胴２
６には同様に可変高周波結合部３７が設けられ、
これに図示しない外部高周波吸収器が接続され
る。なお入力空胴の下方の第２アノードにはカソ
ード側ポールピース３８が一体的に連結されてい
る。第４空胴と第５空胴との間のドリフト管部分
には、その上下の各空胴およびドリフト管の軸を
微調整するための軸調整装置３９が設けられてい
る。そして出力空胴３０には折り曲げてテーパ導
波管４０が結合され、これはコレクタ側ポールピ
ース３４部分を貫通してこれとコレクタ側の第２
フランジ６１およびコレクタボイラとの間の空間
から横方向に延長されて真空気密を保つ誘導体板
４１を有する出力導波管部１３と一体化されてい
る。集束磁石装置１６はヨーク４２と、その内側
に設けられた複数の電磁石コイル４３，４３…と
を有し、両ポールピース３４，３８に磁気的に接
続されている。なお高周波増幅部１２は円筒状カ
バー４４により覆われ、その外側に磁石装置が配
置される。コレクタ部１４のコレクタ電極は先端
が円錐状に形成された円筒で、その外周面は凹凸
に形成されている。このコレクタ部を囲こむボイ
ラ１７は下方に導水口４５が設けられ、上部に排
水口４６が設けられ、そして天井部分には蒸気の
排出口４７が形成されている。排水口４６の内側
にはコレクタ部１４の先端よりも所定の高さまで
常に水が充填されるように排水管４８の開口端が
突設されている。なお各ドリフト管、各空胴外
壁、コレクタ底部、コレクタ側ポールピース部分
および出力導波管部は強制水冷されるようになつ
ている。 さて、高周波増幅部（以下、高周波部）１２の
上端部分に一体的に固定された円板状ポールピー
スすなわち第１のフランジ３４と、コレクタ側の
円板状第２フランジ６１とは互いに平行に対向し
て設けられている。そして第１フランジ３４とコ
レクタとの間には第２図および第３図に示すよう
に絶縁気密封着部６２が設けられている。この封
着部６２は、コレクタの底壁６３、およびポール
ピースを兼ねる第１フランジ３４に気密接合され
た円筒体６４上の中間リング６５の間に形成さ
れ、セラミツク絶縁リング６６，６７，６８、お
よびコバールのような薄肉金属リング６９，７
０，７１，７２が気密接合され、それらの合わせ
目７３，７４がへりアーク溶接されてなる。これ
ら金属リングによる接合部分は可撓性を有し、間
隔ｈをわずかに変えることが可能となつている。
なおこの気密封着部の内側には三角状の導体板７
５，７６が交互に並べられて高周波チヨークが形
成されている。またその外周にはカーボン・フエ
ライトのような円筒状の電波吸収体７７が設けら
れ弾性支持体７８により支持、固定されている。
弾性支持体７８は、間隔ｈがいくらか変えられて
も電波吸収体７７とコレクタ底壁６３との間に隙
間が生じないように上方に押しつける弾力を有し
ている。 そこで、気密封着部６２のまわりの両フランジ
３４，６１間には、フランジジ連結部材８０が介
在され両フランジを連結し、固定している。この
連結部材８０は出力導波管部１３のところを除い
て封着部６２のまわりに間隔を置いて設けられた
多数の金属製間隔保持体８１，８１…およびこれ
と対をなし、第２フランジ６１との間に介在され
た多数の絶縁体スペーサ８２，８２…を有してな
る。間隔保持体８１は工字状をなし、鉄でつくら
れている。絶縁体スペーサ８２はセラミツク、あ
るいは好ましくはベークライト又はガラスエポキ
シのような硬質の樹脂で形成されている。これら
が上述の如く封着部６２の外周に放射状に両フラ
ンジ間にはめられ、絶縁を保つための絶縁スリー
ブ８３，８３…を介し、ボルト８４，８４…によ
り間隔保持体８１と第２フランジ６１とを締め付
け固定している。間隔保持体８１と第１フランジ
３４とは、ボルト８５，８５…により固定され
る。このようにして各間隔保持体および各絶縁体
スペーサは、ともに各々独立的に着脱可能にとり
つけられている。なおこれら間隔保持体および絶
縁スペーサは間隔を置いてサークル状にとりつけ
られており、それらの相互間に、各チユーナを駆
動するための調節つまみ４９および連結棒５０等
をとりつけてある。 次に好ましい組立手順を説明する。 このクライストロンの排気完了までは、連結部
材を構成する絶縁体スペーサ８２の代りに同等の
厚さを有する金属スペーサ８６（第２図示）を入
れて締め付け固定しておき、排気する。勿論絶縁
スリーブ８３はとりつけない。これによつてこれ
らの部分も充分高温に加熱して管内部品のガス出
しを行ない排気することができる。排気完了後
は、多数組の間隔保持体８１および金属スペーサ
８６のうち、１箇所づゝボルトをはずして分解
し、その分解部分の両フランジ３４，６１間隔Ｈ
を工具を用いて局部的にわずかに拡げるようにし
てそこの金属スペーサ８６をとりはずし、正規の
絶縁体スペーサ８２を入れ替え挿入し、間隔Ｈを
元にもどして絶縁スリーブ及びボルトで再び締め
つけて固定する。これをすべての組について行な
い、両フランジを連結固定する。この作業の際、
間隔ｈすなわち間隔Ｈの可変で生ずる応力によ
り、気密封着部６２の可撓部すなわち封着用薄肉
金属リングが微小量たわむが、それによつて気密
接合部が破損するほどの変形には至らない。この
ようにして最終的に絶縁体スペーサを介在させた
フランジ連結部材の構造となる。したがつて高周
波部とコレクタ部とはこのフランジ連結部材によ
り強固に連結、固定され、気密封着部にコレクタ
部あるいは高周波部の全重量が加わることはな
い。そして両者は電気的に絶縁されたものとして
完成される。 なお上記の絶縁体スペーサの入れ替えの際、金
属製間隔保持体８１は第１フランジ３４からとり
はずす必要は必らずしもなく、絶縁体スペーサの
みをとり換えればよい。これによつて、部品点数
および工数の不所望な増加は省ける。 なおまた、排気完了までの各間隔保持体とし
て、両フランジ間隔に相当する高さ寸法をもつＩ
字状のものを用い、これと第４図に示すような間
隔保持体と絶縁体スペーサとの対を完全に入れ替
えてもよく、このようにすれば第２図に示した金
属スペーサ８６は不要となる。また間隔保持体の
形状は、Ｔ字状あるいはＩ字状のものでもよく、
さらに絶縁体スペーサも含めてそれらの形状、寸
法は変形が可能である。なおまた、絶縁体スペー
サは、締めつけによりクラツクが生じにくく、ま
た価格が安い硬質の樹脂絶縁体がより好適であ
る。 〔発明の効果〕 本発明は以上の構成を有することにより、絶縁
体スペーサを最終的に使用したいものに容易に交
換可能であり、電気的絶縁性を確実に得て高周波
部とコレクタ部との機械的に強固に固定すること
ができる。したがつてとくに重量の重いマイクロ
波管に採用して有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す概略縦断面図、
第２図はその要部を示す半断面図、第３図は同じ
くその要部拡大図、第４図は同じくその一部斜視
図である。 １２…高周波部、１４…コレクタ部、３４…第
１フランジ（ポールピース）、６１…第２フラン
ジ、６２…絶縁気密封着部、８０…フランジ連結
部材、８１…間隔保持体、８２…絶縁体スペー
サ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 電子ビームが直進する高周波部の端部に該高
   周波部を支持するように一体的に設けられた第１
   のフランジと、上記高周波部に近接して設けられ
   用済後の電子ビームを捕集するコレクタと、これ
   ら高周波部およびコレクタを電気的に絶縁すると
   ともに真空気密に接合する絶縁気密封着部と、上
   記第１フランジに対向して設けられ上記コレクタ
   に一体的にとりつけられ該コレクタを支持する第
   ２のフランジと、これら第１および第２のフラン
   ジを相互に連結し上記絶縁気密封着部の外周をと
   りまくように設けられたフランジ連結部材とを具
   備してなるビーム直進形マイクロ波管において、 上記フランジ連結部材は、サークル状に間隔を
   おいて配設された複数個の金属製間隔保持体、お
   よび該各間隔保持体と上記いずれかのフランジと
   の間に介在された複数個の絶縁体スペーサを有
   し、前記各絶縁体スペーサが各々独立的に交換可
   能に固定されてなることを特徴とするビーム直進
   形マイクロ波管。 ２ 絶縁気密封着部は、第１および第２のフラン
   ジの相互間隔を微少量可変しうる可撓部を有して
   なる特許請求の範囲第１項記載のビーム直進形マ
   イクロ波管。 ３ 絶縁体スペーサは、硬質の樹脂で形成されて
   なる特許請求の範囲第１項記載のビーム直進形マ
   イクロ波管。