JPH0963490A

JPH0963490A - 導波管の気密窓構体

Info

Publication number: JPH0963490A
Application number: JP21042095A
Authority: JP
Inventors: Mitsuhisa Iwase; 光央岩瀬
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1995-08-18
Filing date: 1995-08-18
Publication date: 1997-03-07

Abstract

(57)【要約】【課題】気密性が良好な導波管の気密窓構体を提供す
ること【解決手段】高周波信号の伝送路を構成する銅スリー
ブ１１と、この銅スリーブ１１の内側にろう付けされる
セラミック１２とを具備した導波管の気密窓構体におい
て、セラミック１２がろう付けされる部分の銅スリーブ
１１外周に所定の幅で環状に接する補強板１３と、この
補強板１３の外側に巻き付けられるワイヤ１４とを設け
ている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロ波管と出
力導波管とを結合する気密性を良くした導波管の気密窓
構体に関する。

【０００２】

【従来の技術】クライストロンなどマイクロ波用電子管
が発生した高周波信号は出力導波管を通して外部に伝送
される。この場合、マイクロ波用電子管と出力導波管と
を気密に結合する必要があり、そのために導波管の気密
窓構体が使用される。

【０００３】ここで、従来の導波管の気密窓構体につい
て図８で説明する。

【０００４】８１は、マイクロ波用電子管と出力導波管
との結合部分の伝送路を構成する銅スリーブである。そ
して、銅スリーブ８１内部の空間を気密に遮断するため
に、銅スリーブ８１内面に円板状のセラミック８２がろ
う付けされている。また、セラミック８２がろう付けさ
れる部分の銅スリーブ８１の外側に、モリブデン製のワ
イヤ８３が複数ターン巻かれている。また、セラミック
８２の表面には、マルチパクタ放電を防止するためにＴ
ｉＮコーティングされている。

【０００５】上記した構成の導波管の気密窓構体では、
銅スリーブ８１の内部にセラミック８２が気密にろう付
けされる。例えば、銅スリーブ８１にセラミック８２を
ろう付けする場合、端面がメタライズされたセラミック
８２が、ろう材を中間に挟んで銅スリーブ８１の内側に
はめ込まれる。そして、銅スリーブ８１の外側をワイヤ
８３で縛り、銅スリーブ８１内部にセラミック８２が固
定される。その後、加熱し、銅スリーブ８１とセラミッ
ク８２がろう付けされる。

【０００６】ここで、銅スリーブ８１にセラミック８２
をろう付けしたり、あるいは、セラミック８２にＴｉＮ
をコーティングしたりする場合、ろう付け部分やコーテ
ィング部分の温度が上昇する。このような温度上昇によ
り、例えば銅スリーブ８１が熱膨脹し、これによってセ
ラミック８２にクラックを発生させ、気密が保てなくな
ることがある。そのため、モリブデン製のワイヤ８３を
巻くことにより、膨脹を抑えている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
に銅スリーブ８１とセラミック８２をろう付けする際、
両者の接触をよくするために、銅スリーブ８１の外側を
ワイヤ８３で強く締め付ける必要がある。このとき、ワ
イヤ８３が切れてしまうことがある。また、Ｘバンドの
クライストロンのピルボックスなどのように、銅スリー
ブ８１の径が小さいと、摩擦のため銅スリーブ８１の外
周にワイヤ８３を均一な張力で密着させて巻くことが難
しく、銅スリーブ８１の外周面からワイヤ８３が部分的
に離れることがある。

【０００８】このようにワイヤ８３が切れたり、また銅
スリーブ８１の外周面からワイヤ８３が離れたりする
と、ワイヤ８３による締め付けが十分でなくなり、次の
ような問題が生じる。

【０００９】１）ろう付けやＴｉＮコーティングの際に
温度が上昇すると、銅スリーブ８１やセラミック８２が
膨脹する。このとき、銅スリーブ８１の方がセラミック
８２より熱膨脹が大きいために外側に膨らむ。この結
果、銅スリーブ８１に付着したろう材がセラミック８２
を無理に引っ張る形になり、セラミック８２にクラック
が発生する。

【００１０】２）セラミック８２のメタライズ面と銅ス
リーブ８１の内面との接触が弱く、両者の間にろうが回
らなくなる。したがって極端な場合には、銅スリーブ８
１の内面がセラミック８２から浮き上り、ろう付けが行
われない。

【００１１】３）銅スリーブ８１の内面がセラミック８
２から浮き、膨脹した銅スリーブ８１とセラミック８２
間に入るろう材の量が多くなる。この場合、ろう付け部
分が冷却し銅スリーブ８１が収縮した際に、ろう材の量
が多いことからセラミック８２に大きな力が加わり、セ
ラミック８２にクラックが発生する。

【００１２】４）銅スリーブ８１に対する締め付けが弱
いため、セラミック８２にＴｉＮをコーティングする時
の温度上昇によって、銅スリーブ８１やセラミック８２
が急に膨脹する。このとき、セラミック８２自身の熱膨
脹によってクラックが発生し、また、膨脹する銅スリー
ブ８１に引っ張られる形でセラミック８２にクラックが
発生する。

【００１３】上記したようにセラミック８２にクラック
が発生したり、あるいは銅スリーブ８１とセラミック８
２のろう付けが十分でなかったりすると、セラミック８
２による銅スリーブ８１内部の気密性が悪くなり実用で
きなくなる。

【００１４】本発明は、上記した欠点を解決するもの
で、気密性が良好な導波管の気密窓構体を提供すること
を目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は、高周波信号の
伝送路を構成する銅スリーブと、この銅スリーブの内側
にろう付けされるセラミックとを具備した導波管の気密
窓構体において、前記セラミックがろう付けされる部分
の前記銅スリーブ外周に所定の幅で環状に接する補強板
と、この補強板の外側に巻き付けられるワイヤとを設け
ている。

【００１６】また、補強板が、複数の補強片からなり、
各補強片の隣接する端部同士が溶接で一体に連結された
構造になっている。

【００１７】また、補強板が、銅スリーブの外周方向に
分割して配置される複数の補強片から構成されている。

【００１８】また、補強板の幅をＷ、その外側に巻き付
けられるワイヤの分布する領域の幅をｔとした場合に、
Ｗ≧ｔとなっている。

【００１９】また、補強板が、銅スリーブの外面に焼き
ばめされている。

【００２０】上記した構成によれば、ワイヤが補強板を
締め付け、ワイヤで締め付けられた補強板が、銅スリー
ブとセラミックのろう付部分に力を加えている。この場
合、補強板はある幅を持ち、補強板と銅スリーブは面接
触となっている。したがって銅スリーブに対し、補強板
によって広い範囲に亘って均一に力が加えられる。これ
によりセラミックがろう付される部分の銅スリーブの変
形が抑制され、また同時に、銅スリーブとセラミックと
の接触が良好になる。

【００２１】この結果、銅スリーブとセラミックをろう
付けしたり、あるいはセラミックにＴｉＮをコーティン
グしたりする際に、銅スリーブやセラミックが熱膨脹し
ようとしても、ろう付け部分の銅スリーブの変形が抑え
られる。したがって、銅スリーブとセラミックが離れる
ようなことがなく、セラミックにクラックが発生しな
い。また、銅スリーブとセラミックのろう付も良好で、
気密性のよい気密窓が構成できる。

【００２２】また、補強板を、銅スリーブの外周方向に
分割された複数の補強片で構成した場合には、銅スリー
ブの外周面に補強板を接するように配置する作業が容易
になる。また、この場合、分割された複数の補強片の隣
接する端部同士を溶接で一体化すれば、銅スリーブとセ
ラミックの密着度が向上する。

【００２３】また、補強板の幅をＷ、その外側に巻き付
けられるワイヤの分布する領域の幅をｔとした場合に、
Ｗ≧ｔとしている。このとき、特にＷ＞ｔとすれば、ワ
イヤを巻き付ける領域が狭くても、銅スリーブに対し広
い範囲に亘って均一な力を加えることができ、広い範囲
で銅スリーブの変形を防止できる。またワイヤを巻き付
ける領域が狭くできるため、ワイヤの巻き付け作業が短
くなる。

【００２４】また、銅スリーブの外面に補強板を焼きば
めする構成の場合は、冷却時の補強板の内径を例えば銅
スリーブの外径より小さめにすることによって、銅スリ
ーブに加わる力を大きくでき、熱膨脹時の銅スリーブの
変形を小さくでき、また、銅スリーブとセラミックの接
触を密にでき、気密性のよいろう付けができる。

【００２５】

【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。

【００２６】１１は円筒状の銅スリーブで、マイクロ波
管（図示せず）と出力導波管（図示せず）とを結合する
結合部における高周波用の伝送路を形成している。銅ス
リーブ１１の内側には円板状のセラミック１２がろう付
けされている。なお、銅スリーブ１１にろう付けされる
セラミック１２の端面は予めメタライズされている。ま
た、セラミック１２がろう付けされる部分の銅スリーブ
１１の外面に接するように、所定の幅を持った環状の補
強板１３が配置されている。そして、補強板１３の外側
にはワイヤ１４が複数ターン巻き付けられ、ワイヤ１４
によって補強板１３はきつく締め付けられている。

【００２７】なお、補強板１３やワイヤ１４の材料とし
ては、例えばモリブデンが使用される。また、補強板１
３の幅Ｗは、ワイヤ１４が巻き付けられる領域ｔに等し
いかそれより大きくなっている。

【００２８】図２は、図１の線Ａ−Ａ部分で断面したも
ので、図１に対応する部分には同一の符号が付してあ
る。この図から分かるように補強板１３は、例えば半円
状の２つの補強片１３ａ、１３ｂで構成され、この２つ
の補強片１３ａ、１３ｂが全体で銅スリーブ１１外面と
環状に接している。

【００２９】なお、２つの補強片１３ａ、１３ｂは、例
えば環状に形成された一体の補強板を２か所で切断して
形成される。このとき、切断前の環状を補強板の内径
を、図３で示した銅スリーブ３１の外径φD'とほぼ等し
いか、あるいは僅かだけ小さめにし、そしてワイヤ放電
などによって切断される部分の幅ができるだけ小さくし
ている。

【００３０】そして、図４で示されるように２つの補強
片１３ａ、１３ｂで形成される補強板４１の内径φD と
銅スリーブの外径φD'（図３）との関係がφD ＜φD'と
なるようにし、補強板４１が銅スリーブに密着するよう
にしている。また、図５に示すように、補強片１３ａ、
１３ｂの端部で銅スリーブと接する側は面取を行い、丸
みＲを持たせている。

【００３１】上記した構成によれば、銅スリーブとセラ
ミックのろう付け時などに温度が上昇し、銅スリーブが
熱膨脹した場合でも、図６に示すように、補強板１３と
接触する部分の銅スリーブ１１の変形が抑えられる。こ
の結果、銅スリーブ１１とセラミック１２が離れるよう
なことがなく、セラミック１２にクラックが発生しな
い。また、銅スリーブ１１とセラミック１２のろう付け
も良好に行われ、気密性のよい気密窓が構成できる。

【００３２】ここで、上記した構造の導波管の気密窓構
体の製造方法の一例について、図７で説明する。まず、
端面をメタライズしたセラミック７１を、板ろうを中間
に挟んで銅スリーブ７２の内面と接するように挿入す
る。そして、２つの補強片７３ａ、７３ｂを銅スリーブ
７２の外周と接触させる。

【００３３】２つの補強片７３ａ、７３ｂを銅スリーブ
７２の外周に接触させた後、補強片７３ａ、７３ｂを治
具７４で締め付ける。治具７４は、筒状の固定体７４１
と固定体７４１に取り付けられた例えば６つの締具７４
Ａ〜７４Ｆで構成されている。例えば、締具７４Ａの場
合、ハンドル７４ａを回転して、軸７４ｂを前進させ、
その先端７４ｃで補強片７３ａ、７３ｂを押し付ける。
このような操作を、締具７４Ａ−７４Ｂ−７４Ｃ−７４
Ｄ−７４Ｅ−７４Ｆの順序で行い、補強片７３ａ、７３
ｂを治具７４で締め付ける。

【００３４】そして補強片７３ａ、７３ｂを治具７４で
締め付けた状態で、ワイヤ（図示せず）を巻き付ける。
そして、加熱し、銅スリーブ７２とセラミック７１をろ
う付けする。さらに、マルチパクタ放電を防止するため
にセラミック７１にＴｉＮコーティングを行う。

【００３５】上記した実施の形態では、補強板例えば２
つの補強片を治具で締め付け、この状態で補強板にワイ
ヤを巻き付けている。しかし、ワイヤを巻き付ける前に
補強板と銅スリーブの間に金ろうを挟んでろう付けして
もよい。この場合、補強板と銅スリーブが一体化され、
ワイヤで締め付ける力が銅スリーブとセラミックの接触
部分により良好に伝えられる。また、補強板にワイヤを
巻き付ける前に、各補強片の隣接する端部同士をレーザ
溶接し一体化することもできる。

【００３６】また、補強板を複数の補強片で構成してい
るが、環状に一体化された構造の補強板を使用し、例え
ば焼きばめで銅スリーブを挿入するようにすることもで
きる。なお、上記した実施形態では、補強板を複数の
補強片で構成しているが、この場合、次のような利点が
ある。

【００３７】１）補強板の取り付け作業が簡単になる。

【００３８】銅スリーブの外周に補強板を接触させる場
合、補強板を加熱膨脹させて銅スリーブにはめ込む焼き
ばめが考えられる、しかし、補強板に利用されるモリブ
デンは膨脹係数は小さいため、焼きばめは容易でない。
補強板を複数の補強片で構成した場合、１つの補強片を
半円もしくは半円以下の弧状に形成することにより、銅
スリーブの外周に各補強片を容易に接触させることがで
きる。

【００３９】２）銅スリーブの全周にかかる力を強く均
一にすることができる。

【００４０】銅スリーブは通常ろう付け前に水素炉で高
温に加熱してから使用するが、これは銅を柔らかくし組
み立てを容易にすること、および酸化物を除去する目的
がある。このとき銅スリーブは若干変形する。また、セ
ラミック外周は寸法公差を厳しく取れない。このため、
銅スリーブとセラミック間の隙間は一様ではなくなる。
従来技術ではこれを押さえ込むため、直接ワイヤで銅ス
リーブを縛っているが、この場合銅スリーブとワイヤ間
の摩擦力のため全周を均一な張力で縛ることが困難であ
る。また、この摩擦力に打ちかって強い張力で縛ろうと
すると、ワイヤの結び目で切れてしまう。

【００４１】また、補強板が環状で一体に構成されてい
る場合は、補強板の内径を銅スリーブの外径に対してあ
まり小さくすることができないが、複数の補強片で構成
する場合は、図７で示したような方法により十分小さく
することができ、強い力で均一に銅スリーブを締め付け
ることができる。

【００４２】

【発明の効果】本発明によれば、気密性が良好な導波管
の気密窓構体を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示す概略構造図である。

【図２】本発明の一実施形態の断面図である。

【図３】本発明の一実施形態を説明する図である。

【図４】本発明の一実施形態を説明する図である。

【図５】本発明の一実施形態を説明する図である。

【図６】本発明の一実施形態を説明する図である。

【図７】本発明の一実施形態の製造方法を説明する図で
ある。

【図８】従来例を説明する概略構造図である。

【符号の説明】

１１…銅スリーブ１２…セラミック１３…補強板１４…ワイヤ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】高周波信号の伝送路を構成する銅スリー
ブと、この銅スリーブの内側にろう付けされるセラミッ
クとを具備した導波管の気密窓構体において、前記セラ
ミックがろう付けされる部分の前記銅スリーブ外周に所
定の幅で環状に接する補強板と、この補強板の外側に巻
き付けられるワイヤとを設けたことを特徴とする導波管
の気密窓構体。
【請求項２】補強板が、複数の補強片からなり、各補
強片の隣接する端部同士が溶接で一体に連結された構造
であることを特徴とする請求項１記載の導波管の気密窓
構体。
【請求項３】補強板が、銅スリーブの外周方向に分割
して配置される複数の補強片から構成されていることを
特徴とする請求項１記載の導波管の気密窓構体。
【請求項４】補強板の幅をＷ、その外側に巻き付けら
れるワイヤの分布する領域の幅をｔとした場合に、Ｗ≧
ｔであることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいず
れか１つに記載の導波管の気密窓構体。
【請求項５】補強板が、銅スリーブの外面に焼きばめ
されたことを特徴とする請求項１または請求項４記載の
導波管の気密窓構体。