JPS58197628A - 電子管用速動型陰極構体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の技術分野） 本発明は電子管用陰極構体であり、特にカラーブラウン
管、表示用ブラウン管、撮偉管等に使用（７て好適な超
連動型の電子管用陰極構体に関するものである。

（発明の技術的背景） 従来の超連動型の電子管用陰極構体の一例を第１図及び
第２図により説明すると、板厚が約４０μ以下のニッケ
ルを主材とする陰極筒体（１）内部にヒータ（２１＋２
）　を内装すると共に電子放射性酸化物層（３）を頂面
に付設してなり、ヒータ（２）　（２）は線径が２０１
１ｔｆｉ〜３０μ≠のタングステン線をコイル形成した
ヒータコイル（４）とこのヒータコイル（４）を内外両
側から固める焼結アルミナの絶縁層（５）とからなって
おり、その外周面は陰極筒体ｆｌ）の一部に密に接し、
かつこの一部によってほぼ完全に包囲されている。この
ような陰極筒体（１）は最初、第２図に符号＜１１１で
示すように矩形断面の筒状等に形成されておシ、またそ
の内部空間はヒータｆ２）　（２）を挿入しても、なお
かなりの空隙金残す程度の大きさに設計されている。そ
して圧縮工程において整形台＋６）　＋６）が第２図の
矢印方向に移動させることによって、ヒータ（２）（２
）間に前述した関係をもたせるように彦されている４゜ このよう外電子管用陰極構体は陰極筒体に施した圧縮加
工によって陰極筒体の一部が重合部を形成し、かつ他部
がヒータの外周面に密接してこのヒータを芯として陰極
筒体全体を変形しであるため、ヒータと陰極筒体との機
械的および熱的結合の度合いはきわめて高いものとなり
前記ｚ名聞の相対的位置ずれにもとづく種々の弊害が除
去されるばかりでなく、加熱効率の向上が得らｔｌ、と
ぐに小形ブラウン管の熱電子放出源として−ｒぐれた効
果を発揮すると言われているが、その反面下記の様な電
子管用陰極構体としては致命的な欠点がある。

（１）　　フィラメントの端部のみで支持している耐振
及び衝撃等に弱い構造となる。更にヒータコイルの熱変
形特性など考慮すると、電子放射性酸化物層とこれに対
設する格子電極との間隔（Ｇｔ−に間隔）が−足となら
ず従って格子電極のカットオフ電圧が変動し、カラー受
像管に於ては白バランスが悪くなる。　　　　　　　　
゛ （２）　　ヒータの加熱時、ヒータを構成するタングス
テン、酸化アルミナのコーテング材、ニッケルを全主材
とする陰極筒体などの熱膨張の差によりフィラメントが
破断したりコーテング材がはがれることによるフィラメ
ントと陰極筒体のタッチ事故が発生し易い。

（３）矩形断面の陰極筒体にヒータを挿入してから圧縮
工程により陰極筒体をヒータの絶縁層の外周面に密接し
、かつ陰極筒体の一部に重合部を形成させる工程でヒー
タを挿入してから圧縮する工程はヒータ材料のタングス
テン及びアルミナのもろさの点から考えて非常に困難で
おる。

（４）　　ヒータ會形成するコイル状のタングステンと
７ｋ　ミｔ　、！：Ｏ間にＷ十■ρｓ−Ｗ、１ｌＯ１ｌ
＋　ｋｌ　（但しｍ。

ｎは正の整数）の反応が起り、このＷ、Ｏ１ｌ中の酸素
がニッケルを主材とする４０μ以下の陰極構体の結晶粒
界を拡散して上部の酸化物層の組成を変化させる所謂ガ
スドープ現象が起り、陰極としての時命を極めて短くす
る。

清 従来例の第２の実施例を第３図〜第５図に示す。

第３図乃至第５図は電子管用陰極構体の要部を示し、第
３図は斜視図、第４図は平面図を、第５図には第４図を
Ａ　−Ａ’線に沿って切断して見た断面図。

即ち電子管用陰極構体（２）は例えば楕円状に形成され
た第１の陰極支持筒体ｆ２Ｉ）の円形部内面に少なくと
も一端が接する様に形成され前記第１の陰極支持筒体ｃ
ｌυに溶接固定された筒体（至）＠と、前記溶接固定さ
れた筒体（２）（２）にフィラメント用導電支持部材（
２１＠を貫通させた稜に接着ガラス（財）（ハ）等の絶
縁物で固着して成る陰極支持筒体と、陰極構体を支持す
る一対支持片（ハ）（至）と、この支持片（２）（至）
の一端（財）（２？）を介して電子銃軸（３）に対して
直角でかつ平行に並べられ接触点＠＠を溶接された断面
形状が） ＃１は円形をなし、内外面を黒化処理した例えば厚す１
５μｍ１直径１．３ｍ、長さ３−のニッケルークロム−
タングステン合金からなる２本の陰極スリーブ＠（至）
と、これら陰極スリーブ＠（至）の包絡頂面に沿って電
子銃軸を中心とするように配設されると共に陰極スリー
ブ（至）（ハ）のそれぞれに端部近傍が溶接点ｃｎｃｎ
ｗｍ’を介して固定された例えば厚さ０．０４閣、直径
１．４−のニッケルを主体とした基体金属０υと、この
基体金属Ｃ３１）上に被着形成した熱電子を放出する酸
化物層（至）と、陰極スリーブｃＡ＠の同一方向の開口
部よりそれぞれ挿入可能なコイル状に巻回されたフィラ
メント（至）の内外面にアルミナ（財）を焼結し両端部
近傍をそれぞれ前記フィラメント用導電支持部材（至）
（２）に溶接点（至）（至）を介して溶接されたヒータ
（至）と前記陰極構体を支持する支持片弼（至）の他の
一端部が前記第１の陰極支持筒Ｃ！υに溶接されて形成
している１、 第３〜第５図に示す陰極構体の欠点を第６図に示す。こ
の図はヒータ点火直後から陰極が正常に動作するまでの
間の陰極スリーブ及び基体金属の温度上昇のカーブを示
したものである。この図を説明すると、２本の陰極スリ
ーブ（２Ｉ＠の部位を支持片ＯＩ９を溶接し周方向に９
０°の位置を２９ａとし、中央側面ｔ−２９ｂ、２９ｂ
を中心とした２９ｍ−２９ｂの反対側ｔ２９ｃとする。

又、反対側スリーブの対応する点ｆｒ　２９　＆’、　
２９　ｂ’、　２９　ｃ’とする。基体金属中央’ｅ　
３１ｄとする従軸に温度を示すと、点２９ａと２９ｃ′
は支持片があるため傅導による熱の逃げがあり上昇のカ
−プも又、安定時の温度も低い。又、２９ｃと２９ａ′
は温度の上昇も早いが安定時の温度も基体金属の中央３
１ｄよりも高い。又陰極スリーブの中央２９ｂ。

２９ｂ′はスリーブ各部及び基体金属より高い。これは
ヒーを陰極スリーブ２９に対し等分に配置しであるため
と、支持片（至）が接続されて熱傅導で損失する熱量の
ために起る。従って連動性を必要とする部分は基体金属
であり、陰極スリーブ２９ｅ、２９畠′。

２９ｂ、２９ｂ’が過熱することは望ましくない。又ヒ
ータを中央部のみに集中しても２９ｂ　、　２９ｂ’の
過熱及び２９（！、２９４’の温度上昇能力の低下はさ
けられない、。

この対策のためｘ印で示した溶接点を２９ｂ、２９ｂ’
に変更することが考えられるが、近年強力に進められる
省力化のためヒータ電力減少スリーブ縮少は余儀なくさ
れ、一方電子放射面も寿命を考慮した大きさが必要であ
るから溶接点をスリーブの長さ方向の中心部すなわち２
９ｂ　、　２９ｂ’に変更することはできない。

（発明の目的） 本発明は前出欠点を改良し極めて連動性に優れた陰極の
構造を提供するものである。

（発明の概要） 本発明は電子銃軸に直角な平面上に平行に並べて配置さ
れ九２本の円筒状スリーブと、この２本のスリーブの綾
線に接するように置かれ綾線上に固着点を有する基体金
属と、この２本のスリーブのそれぞれ内側に置かれるヒ
ータとを備えた連動形陰極構体において、前記２本のス
リーブ″は長さ方向に所定寸法ずらせ、前記固着点はそ
れぞれのスリーブ長さ方向のほぼ中心部に設けたことを
特徴とする電子管用連動型陰極構体である。

本発明にかかる基本図を第７図に示す。同一部品は同一
番号を附す。（ｌは陰極本体でμＤ　＋　（＜３の陰極
スリーブを点（２点）−で溶接する。この陰極スリーブ
はニッケルクロム合金又はニッケルクロムタングステン
合金からなり水分添加水素炉で表面を黒化しである。ｔ
３ａは電子放射の基体金属でこの上に電子放射物質であ
る（Ｂａ　Ｓｒ　Ｃａ）Ｃｏ３３２’を塗布しである。

（至）は支持片で陰極スリーブ（４ｍ）　、　（４３に
それぞれその末端近く罰で溶接する。！４４ｊ　、（ハ
）はヒータで陰極スリーブの長さ方向の中心部（４１龜
Ｘ４２ａ）とヒータの長手方向の中心部をほぼ一致させ
る。

父、陰極スリーブの長さ方向中心部（４１ｍ）　（４２
ａ）で基体金属６１）の鍔状部に溶接接合する。このよ
うにすることによりヒータの中心部と陰極スリーブの中
心部を一致させることで発熱中心部と陰極スリーブ中心
部を合致させることができる。ここで浴接点はスリーブ
の長さ方向の中心部に設けるが、発明の効果を発揮する
にはスリーブ長さの中心からのずれは±０．４■以内で
あればよく、この範囲を中心部とする±０．２ｍがより
好ましい。又、陰極基体金属Ｇυの中心部３１ａ　ｆ：
陰極スリーブの径方向によぎる中心線を中心として（４
１ｍ）　（４２ｍ）に相対する、陰極スリーブの外周と
基体金属の接する部位（４１ｂ）　（４２ｂ）で陰極基
体との溶接を追加しても良い。

（発明の実施例） 実施例１について第７図により説明する。

陰極スリーブＵＵａは外径φ０．８θ■厚さ１５μｍ、
長さ３■のスリーブである。陰極基体は厚さ４０μｍを
外径φ１，４■で中心のφ１．０■をキャップ状に成形
する。このキャップ状基体金属鍔状部の中心ｍはφ１．
２−である。キャップ状基体金属の中心点ａｔａをφ１
．２−とφ０８−の２本のスリーブの外周が接する点は
鍔付情状基体金属の中心点（３１ｍ）を通りスリーブの
径方向にスリーブ軸に対し直角によぎる線上から０．４
５ｗｇ支持子２６側にずらせ点４１ａ　４２ａ第１の結
合点とする。この情状中心線上から０．４５−ずれた点
を陰極スリーブの長手方向の中心点として算出しく口）
、（６）を配設する。このことは即ち、スリーブ端は約
０．９ｍｍずれたことになる。

ヒータｈ！９．ｍｈφ３６μｍのタングステンレニウム
合金１ｓｔ−一８６／Ｊｍのモリブデン線に巻き、１次
コイルとし、これをφ１７８μｍの２次マンドレルに中
心部を密とした可変ピッチとして成形する。このように
したタングステンレニウム合金線の有効長は４２■で１
本当りＥｆ　３．１５Ｖ、　Ｉｆ　１４０ｍＡ’を得て
、並列に２本使用しＩｆ　２８０ｍＡで陰極基体金属の
温度を８００℃に加熱することができる。

第２の結合部である（４１ｂ）　（４２ｂ）　ｔキャッ
プの中心線をはさんで（４１ｍ）　（４２ｍ）の反対側
に設けることも可能である。この点（４１ｂ）　（４２
ｂ）は陰極スリーブ（ｔｅ　Ｕ　＋　ｉｉ度安定した際
スリーブ端が過熱しないよう、キャップ状基体金属に熱
を流す九めに役立つ。

陰極スリーブの中心部とヒータの中心部を合致させ、こ
の中心部でキャップ状基体金属に接合しヒータ点火直稜
の熱の流れを、キャップ状基体金属に流すことによって
傍熱型陰極でありながら直熱型陰極と殆んど差のない温
度上昇を達成できる主因をなしている。

第８図にその温度の上昇カーブを記す。カーブ（４１ｍ
）は点（４１ｍ）　（４２ｍ）に於ける温度上昇を示す
。

カーブ（４１ｂ）は点（４１ｂ）　（４２ｂ）の温度上
昇を、カーブ（４１＠）は点（４１ｃ）　（４２ｃ）　
Ｋ於ける温度上昇のカーブを示す。

この図からもわかる通り、カーブ（４１ｍ）はそり温度
上昇速度が極めて早くミ且っ安定も早い。カーブ（４１
ｂ）はカーブ（４１ｍ）より立上りは遅れるが安定時に
はキャップ状基体金属の中心点３１１（カーブ３１ａ）
との差はわずかである。カーブ（４１ｃ）は支持片に接
続されているため温度上昇は遅く巨つ到達する温度も低
い。

ここで基体金属の中心点３１ａの温度を本発明の陰極と
従来の陰極とについて第８図と第６図を用いて比較する
と、例えばスイッチオンして２秒後における温度は本発
明の陰極が４００℃であるのに対し、従来の陰極は３０
０℃であり、本発明の方が１００℃も高い。これは出画
時間の短縮にきわめて有利であり、出画時間を一定にす
るならばヒータパワーの省電力化が実現されることを意
味する、。

陰極本体に）は第３図〜第５図に示すような楕円状に形
成され九陰極支持筒体Ｑ１）に接続された支持子（至）
で保持される。又ヒータはヒータ導電支持部材（至）に
溶接される。ヒータ導電支持部材（ハ）は絶縁子■を介
して筒状体のに固着されており筒状体（２）は陰極支持
筒体ｃｌ勘に溶接されている。この構造は陰極構体が単
独に成形されており図示しないがビードガラスに植設さ
れた第１〜第６格子及び陰極支持類を介して電子銃とし
て完成する。

実施例１の陰極構体を用い、所定の製造方法により得た
カラーブラウン管は出画時間が１．５秒であった。これ
に対し同時に製作した第４図に示す従来のそれは２．０
秒であり、本発明の陰極構体が優れていることが確認さ
れた。

実施例１０本陰極構体はカラー用電子銃に使用されるこ
とを目的としたため楕円状陰極支持部材を用いたが、単
電子銃型である表示用ブラウン管や撮像管では第９図に
示す一枚の円型セラミック基板に支持子を植設した形の
保持方法を用いてもなんら差支えがなく本特性を満足し
得る。

実施例２を第９図により説明する。

（５０）は陰極構体本体で、陰極スリーブ（５１）　、
　（５２）を並列にしキャップ状基体金属０１）と陰極
スリーブの第１の結合点を前出実施例１に設明の如く支
持子（５７）側にずらせ、この点を陰極スリーブ長さ方
向の中心としてふり分ける。・同様にして基体金属０１
）の中心線を境としてＭｌの結合点と反対側に第２の結
合点を設けることも可である。基体金属０υの頂面には
電子放射性物質（至）を載置する。

陰極構体本体社、セラミック基板（５４）にヒータ導電
支持部材（５６）　、陰極支持部材（５５）をセラミッ
ク基板に設けられた透孔に挿入し、ガラス等の結着剤（
５８）で固定したものである。陰極支持部材（５５）に
支持子（５７）　ｔ一つけこれで陰極スリーブと結ぶヒ
ータ（５３）は実施例１とやや異なりコイルトコイルを
ヘアピン型に折曲げてＥｆ　６．３Ｖ　Ｉｆ　１４０ｍ
Ａとなる。ヒータの両端をヒータ導電支持部材（５６）
　。

（−５６’）間に結合する。ヒータ（５３）の発熱部は
第１の実施例と同様２次コイルを中央密にして発熱部を
集中させ、且つ陰極スリーブと基体金属の第１の結合点
をヒータ発熱部の中心と合致させる。実施例２の陰極構
体を用い所定の製造方法により得た表示用ブラウン管は
出画時間が１．６秒であっ喪。

これに対し同時に製作した従来のそれは２．１秒であり
、本発明の陰極構体が優れていることが確認された。

（発明の効果） （１）本発明の最大の目的でありその効果を充分発揮す
るポイントは基体金属と円型陰極スリーブの接点を第１
の結合部とし、この第１の結合部を陰極スリーブの長さ
方向の中心として振り別けることに６９、且つこの第１
の結合部にヒータ発熱部の中心を合致させることで極め
て効率的な温度上昇をなさしめるものである。

（２）　　この効率的であることは陰極基体に対し他の
部分（主として陰極スリーブ）が過度の温度にならない
ように配慮されていることでありこれは極薄肉のスリー
ブの変形や破断を防止するために極めて重大な事である
。且つヒータの効率向上でヒータ入力を１割節約できる
。

（３）陰極スリーブの中央部の温度が最も高くなる理由
としては、第１にヒータから放散された熱が陰極スリー
ブに伝わり、陰極スリーブから支持片に逃げるため、第
２に陰極スリーブの両端部が開放されているためヒータ
からの熱は陰極スリーブの両端部から逃げ、この部分の
温度を下げる１、ヒータに電圧を印加彼ヒータの温度上
昇過程を調べて見ると、ヒータの長さ方向の中央部から
温度が上昇していることがわかり実験の結果１．５秒の
出画特性を得ることが出来た。

（４）　　ヒータと基体金属が非接触な構造であり、ヒ
ータからの飛散物は陰極スリーブには付着するが基体金
属には付着しない。従って基体金属に不純物が拡散する
危険度は極めて小さく、この基体金属上に被着された酸
化物層からの熱電子の放出即ちエミッションの劣化が非
常に小さい。

（５）　　陰極スリーブはクロムやタングステンなどを
含有する金属より構成されており、このクロムやタング
ステンやタングステンとアルミナの反応によって生じる
酸素などが基体金属中に拡散されるとエミッション劣化
を招くが、本実施例の場合は周辺部近傍の２及び４点の
みで陰極スリーブに固定され゛ていて中央部は空所が設
けられ非接触構造であるのでクロムやタングステンや酸
素などの拡散があっても電子管の電子銃の場合、対設す
る格子電極の孔径は陰極の電子放射部の径に較べると小
さく設けられているため、電子放射は中央部のみから行
なわれる構造になっているので、本実施例の場合には不
純物の拡散が極めて少なく、エミッション的に有利であ
り、また寿命も長くなる。

（６）基体金属と陰極スリーブとの固定は基体金属の周
縁部近傍で行なわれているので溶装電極材、例えば、銅
の付着があっても周縁部近傍のみである。

（７）第１の結合部を、陰極スリーブの長さ方向の中心
点とし、２本の陰極スリーブを相互にずらせた構造の最
大の利点は、陰極スリーブ径に対し、鍔部を有する陰極
基体とこれに伴う電子放射部を大きく取ることが可能と
なることである。前出実施例１で説明の通りφ０．８０
の陰極スリーブｔ−２本使用しスリーブ長さ方向の中心
部を結合部としてスリーブ相互をずらせない構造とする
と、鍔部含有する（０．２−片側に溶接代を取る）陰極
基体の径は鍔部外径φ１．０ｍ電子放射物質塗布面はφ
０．６０１１１となる。＝般に電子透過孔（第一格子の
透過孔）ｉｔｏ、５５〜０．６５鱈であり電子銃組立精
度を考躍し、陰極構体と電子透過孔のオフセンタｔ　０
．２ｓｘと仮定すれば必然的に電子放射物質の塗布面積
はφ１．００ｓｍｔ必要とする。逆に電子放射物質の塗
布面積をφ１．００と規定すれば陰極スリーブはφ１．
２０■となり陰極放熱面積の重大となり、陰椿動作温１
ｆ’ｔｌ−一定とするとヒータ入力の重加となる。この
ためには、前出の如く、２本の陰極スリーブを相互にず
らせ第１＼ の結合部を陰極スリーブの長さ方向の中心部とすること
が解決策である。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第５図は従来の陰極構体の概略構造を説明する
図、第６図及び第８図はそれぞれ従来及び本発明の陰極
構体における陰極本体各部位の温度を示す図、第７図及
び第９図は本発明の実施例を示す図である。 ３．４１，４２，５１，５２．・・・円筒状スリーブ３
１・・・基体金属 あ、４５，４６．５３・・・ヒータ （７３１７）　　代理人　弁理士　則　近　憲　佑　（
ほか１名）第　　１　　図　　　　　　　　　　　第　
　２　固溶　　３　図 第　　４　図 第　　６　図 第７図 第　　８　図 第９図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）電子銃軸に直角な平面上に平行に並べて配置され
   た２本の円筒状スリーブと、この２本のスリーブの綾線
   に接するように置かれ綾線上に同着点を有する基体金属
   と、この２本のスリーブのそれぞれ内側に置かれるヒー
   タとを備えた連動形陰極構体において、 前記２本のスリーブは長さ方向に所定寸法ずらせ、前記
   固着点はそれぞれのスリーブ長さ方向のはソ中心部に設
   けたことを特徴とする電子管用連動型陰極構体。