JPS5854768Y2 - 進行波管 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、進行波管、特に高周波増幅作用に関与し終っ
た電子ビームがコレクタに補集されることにより発生す
る熱の放散効率を改良した進行波管に関する。

進行波管においては電子ビームの運動エネルギーは、そ
の一部が遅延回路において、高周波エネルギーに変換さ
れるが、大部分はコレクタで熱エネルギーに変換される
。

このためコレクタは熱発生源となり、コレクタにおいて
発生する熱により動作中の管球温度は上昇する。

しかし、管球の安定動作のためには管球温度を出来る限
り下げる必要があリコレクタに放熱のための部品を取付
は伝導冷却あるいは強制空冷等の手段により発生する熱
を外部に放熱している。

第１図ａは、従来の金属製真空外囲器を有する進行波管
であり、螺旋形遅波回路を用い、電子ビーム集束装置と
して周期磁界装置を有し、伝導冷却方式を採用している
進行波管を金属製ケースに収納したものを示した一部欠
截の断面図である。

また第１図すは同図ａのＡ−Ａ断面を示す。

第１図ａ。ｂにおいて、電子銃（示せず）から発生した
電子ビームは、周期磁界装置３によって集束され遅波回
路１を経て略同筒状のコレクタ５に導びかれる。

４はコレクタ５と遅波回路１と同電位にある金属製真空
外囲器６を電気的に絶縁するセラミック環である。

増幅されるべき高周波は入力線（図示せず）から遅波回
路１に導かれ、電子ビームとの相互作用により増幅され
て、出力線２から取出される。

コレクタ５で発生する熱はその円周外側面を包む放熱体
７を介し金属製のケース基板１２に伝導されて外部に放
熱される。

ケースカバー１１とケース基板１２はケース１０を構成
し、これらは熱放散と周期磁界装置３により形成される
磁界に対する影響を考慮して非磁性金属でつくられてい
る。

またケース１０は金属製真空外囲器を有する進行波管の
場合、遅波回路１の直流電位と同電位となり、同時に接
地点となる。

このためコレクタ５を遅波回路１の直流電位で動作させ
るためには、コレクタ５とケース１０は電気的に絶縁す
る必要がある。

この働きをしているのが平板状の絶縁板８であり、金属
製放熱体７と金属製放熱台９との間を絶縁している。

絶縁板８としては、通常ベリリア磁器等の熱伝導の良い
絶縁材料が選ばれる。

また絶縁体８の放熱体７及び放熱台９との接触面に金属
被膜を形成し、これらの各接触面において半田付を行い
放熱体７、絶縁板８、放熱台９の間の熱伝導率を増加さ
せると共にケース基板１２へ固定している。

しかしながら、コレクタ５は円筒状をなしており放熱体
７のコレクタ５を収納する同筒状の穴の内径はコレクタ
５の外径に比べ、わずかに大きく加工されている。

したがって、コレクタ５と放熱体７とのかん合部の接触
面積は小さくなり、熱の伝動に必要な有効接触面積は減
少する。

この点を改良するために、第１図すに示すように、ネジ
１３により放熱体７を締め付はコレクタ５の保持を強固
にすると共にコレクタ５と放熱体７との接触面積を増加
させているが、コレクタ等管球を構成する各部品の変形
を防ぐ等の理由から締付トルクに制限が加わるため実際
の管球の場合有効接触面積はかん合部全面積の１０％程
度であり、コレクタ５と放熱体７とに温度差が生じコレ
クタ５の温度が異常に上昇する場合があった。

金属製でできた放熱体７及び放熱台９とアルミナセラミ
ック等の絶縁体でできた絶縁板８との熱膨張係数に差が
あることから設計および製造条件のコントロールが難か
しく半田付により絶縁板８に微少なりラックが入り、耐
圧を低下させる危険性が多分にあり、製造歩留りの低下
を招く怖れがあった。

さらに、半田の融点は２００〜３００℃程度であリコレ
クタの温度を半田の融点以上上昇させることができず、
コレクタ温度を半田の融点以下に保つよう熱伝導率を良
くするためコレクタ５の外径、放熱体７、放熱台９、絶
縁板８の形状は大きくなり製造原価、重量及び体積の増
加を招く可能性があった。

またケース１０に対し、出力線２、コレクタ５等の管球
構成部品は各々定められた位置に正確に保持されなけれ
ばならないため、放熱体７の穴の中心軸から放熱台９の
ケース基板１２に接触する面までの距離ｌの寸法公差を
出来る限り小さく押える必要がある。

しかし、コレクタ５からケース基板１２までの熱伝導径
路は放熱体７と、絶縁板８と、放熱台９により形成され
ているため、各々の部品の寸法精度を極めて高くする必
要がある。

あるいは放熱体７と絶縁板８と放熱台９とを半田付によ
り組立てた後寸法ｌの精度を上げるため、更に加工が必
要となり、コレクタの放熱部は極めて高価となる欠点も
あった。

本考案の目的は、以上に述べた従来の構造の持つ欠点を
改良し、高い熱伝導率を有し、且つ安価で信頼性の高い
コレクタ放熱部を有する進行波管を提供するものである
。

本考案によれば、電子ビームを発生する電子銃と電子ビ
ームと高周波との相互作用により高周波増幅が行われる
遅波回路と、この遅波回路において高周波の増幅作用に
関与し終った電子ビームを捕集するためのコレクタを有
する進行波管において、コレクタの外周面に少なくとも
１つの平坦面を設け、この平坦面をコレクタからの熱放
散の主径路を特徴とする進行波管が得られる。

第２図ａは、本考案を螺旋形遅波回路を用いた進行波管
へ実施した場合の本考案に係る部分を示したもので、第
２図すは同図ａのＢ−Ｂでの断面図である。

第２図ａ、ｌ）において、コレクタ５の外形は略直方体
形状を有しており、ケース基板１２に向うａ面及びこの
ａ面に対向する６面は均一な平坦面である。

コレクタ５はこれらのａ面及び６面に接触する電気的絶
縁の良好な絶縁体１４．１５により狭まれ、コレクタ支
持体１６及びネジ１７によりケース基板１２に固定され
ている。

コレクタ５において発生する熱の大部分は絶縁体１５を
介し、ケース基板１２に放熱される。

また熱の一部は絶縁体１４、コレクタ支持体１６及びネ
ジ１７を介しケース基板１２に放熱される。

コレクタ５はネジ１７によりケース基板１２に固定され
ているだけであり、絶縁体１５とコレクタ５との接触面
において半田付する必要はない。

本考案では、半田付による残留応力が発生せず、ネジに
よるケース基板１２方向への圧力に対しては、絶縁体１
４．１５は充分耐えることができるため半田付時に絶縁
体１４．１５に生しる微少クラックによる絶縁破壊が生
じることがない。

また放熱径路におけるコレクタ５、絶縁体１５、ケース
基板１２の各々の接触は全て平面接触であるため、接触
面積全体が有効放熱面となり、同筒状コレクタと接触面
積が同じ場合には熱伝導効率は大幅に改善され、またコ
レクタ５における発生熱量が少ない場合等、熱伝導率を
改善する必要がない場合にはコレクタの外周面積を少な
くすることができコレクタの小型化が簡単にできる。

更に、従来の進行波管に用いられていた、第１図ａまた
はｂに示される高精度に加工された放熱体７が本考案で
は必要なく、半田付工程も必要がないことから、放熱部
として製造単価は引下げることが可能である。

絶縁体１４．１５の材料としては、半田付のための金属
被膜の形成が不必要なことから、ベリリア磁器あるいは
アルミナ磁器等の絶縁材に限定されることがなく、テフ
ロンあるいはシリコンゴム等の絶縁材を用いることがで
きる。

例えばシリコンゴムを絶縁材として用いる場合シリコン
ゴム単体では熱伝導率がベリリ磁器に比べ悪いため、ボ
ロンナイ）・ライトあるいはべりリア磁器等の粉末をシ
リコンゴムに混入させて薄膜状にして使用される。

この場合、シリコンゴムの弾力性によりケース基板１２
及びコレクタ５との接触はべりリア磁器を用いた場合に
比べ更に強固なものとなり、シリコンゴムの持つ低熱伝
導率を補うことができる。

本考案では、コレクタに２つの平坦面を有する場合につ
いての実施例について述べたが、第３図に示されるよう
に電気的絶縁材質でできたネジ１８によりコレクタ５を
ケース基板１２に固定する、あるいは第４図のように絶
縁環１９．２０を用いて金属製ネジ２１を用いてコレク
タ５をケース基板１２に固定する等の場合にはコレクタ
５の平坦面は１個所で良い。

また本考案では遅波回路を接地電位にした進行波管への
実施例について述べてきたが、ガラス等の絶縁性真空外
囲器を有するコレクタを接地電位とした進行波管にも実
施できる。

即ち第２図においてケース１０は直流的にコレクタ５と
同電位になるため、絶縁体は不要となりコレクタ５は直
接ケース基板１０にネジにより固定される。

この場合コレクタ５とケース基板１０との接触面に熱伝
導率の良好な有機物質を塗布することにより熱伝導は更
に改善される。

以上の実施例で示したように、コレクタの外周に少なく
とも１個所以上の平坦面を設けその平坦面にて、コレク
タを直接または肉厚の薄い絶縁体を介し金属製ケースに
取付けることにより従来のものに比べすぐれた放熱効果
をもち、かつより安定した動作を行なう進行波管を得る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ、ｌ）は、それぞれ従来形の遅波回路接地形の
進行管の一部欠截の断面図、第２図ａ、ｌ）はそれぞれ
本考案の実施例の要部を示す断面図であり、第３図、第
４図は本考案の他の実施例の要部を示す断面図である。 １・・・・・・遅波回路、５・・・・・・コレクタ、７
・・・・・・放熱体、８・・・・・・絶縁板、９・・・
・・・放熱台、１２・・・・・・ケース基板、１４゜１
５・・・・・・絶縁体、１６・・・・・・保持板。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. コレクタを有する進行波管において、前記コレクタはケ
   ース基板上に配設され、真空容器の一部を成す前記コレ
   クタの外周面に少なくとも一つの平坦面を設け、この平
   坦面をコレクタからの熱放散の主径路とし、前記コレク
   タの平坦面と前記ケース基板間に電気絶縁体を介在させ
   たことを特徴とする進行波管。