JP6452533B2

JP6452533B2 - 電子管用コレクタ

Info

Publication number: JP6452533B2
Application number: JP2015084988A
Authority: JP
Inventors: 一嘉七日市; 蒲原　理水; 理水蒲原
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2015-04-17
Filing date: 2015-04-17
Publication date: 2019-01-16
Anticipated expiration: 2035-04-17
Also published as: JP2016207336A

Description

本発明は、電子管用コレクタに関する。

進行波管、クライストロン、ジャイロトロンなどの電子管で用いられるコレクタは、電子管において電子銃から放射された電子ビームのエネルギーを回収する電極である。電子管において、電子ビームの回収効率を高めるために、電極を複数有する多段型の電子管用コレクタが用いられる。

特許文献１に開示される電子管用コレクタは、先端にビーム透過孔をそなえた円錐型のベリリウム製第１コレクタ電極と、先端にビーム透過孔を備えた円錐部を有する円筒型のベリリウム製第２コレクタ電極を備える。該電子管用コレクタにおいて、第１コレクタ電極と、第１コレクタ電極に嵌合する第１コレクタ支持体とが、ろう付けされ、第２コレクタ電極と、第２コレクタ電極に嵌合する第２コレクタ支持体と、第２コレクタ支持体に嵌合するコレクタ底とが、ろう付けされる。また該電子管用コレクタにおいて、第１コレクタ支持体が、コレクタ底およびフランジのそれぞれにろう付けされる。

特許文献２に開示されるビームコレクタは、コレクタ電極と、コレクタ電極を囲む導電性ケースと、コレクタ電極を囲み、接触する熱伝導性誘導体の内側バンドと、内側バンドとケースとの間にあって、それぞれと接触する熱伝導性誘導体の外側バンドとを備える。内側バンドは、密に詰め込んだ誘電ロッドの層であり、外側バンドは中空誘電円柱である。

特開平０５−２７５０１８号公報特開昭６３−２８４７３６号公報

特許文献１に開示される電子管用コレクタは、ろう付け箇所が多く、製造工程が複雑である。特許文献２に開示されるビームコレクタは、多数の誘電ロッドで構成された内側バンドを有するため、誘電体部品の部品点数が多く、ビームコレクタの部品点数も多くなる。

本発明は上述の事情に鑑みてなされたものであり、より簡易な構成で電子管コレクタを実現することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る電子管用コレクタは、軸方向の一方の端部が閉じられている筒状の接地電極と、筒状の形状を有する複数の電極と、接地電極の閉じられている端部と接する軸方向の端部が閉じられている筒状の絶縁部材とを備える。複数の電極は、接地電極の内部において、中心軸が接地電極の中心軸と一致する位置または平行となる位置に、接地電極の中心軸の方向に並べて設けられる。絶縁部材は、接地電極と複数の電極との間に設けられ、接地電極および複数の電極のそれぞれと接し、複数の電極の内、隣り合う電極の間に位置する突起部を有する。接地電極の閉じられている端部に最も近い位置に設けられた電極である第１の電極は、絶縁部材の閉じられている端部と接する軸方向の端部が閉じられている筒状である。接地電極、電極、および絶縁部材は円筒状である。絶縁部材は、接地電極の側面および複数の電極のそれぞれと接する円筒状の第１の絶縁部材と、該絶縁部材の閉じられている端部である円形の第２の絶縁部材とを有する。第１の絶縁部材は、該第１の絶縁部材から、接地電極の中心軸に向かって突出し、隣り合う電極の間に位置する突起部を有する。第２の絶縁部材は、接地電極の内部の閉じられている端部に接合され、第１の電極（電極４）は、側面が接地電極の側面と離隔した状態で、第１の電極（電極４）の閉じられている端部が接地電極に接合された第２の絶縁部材に接合され、第１の絶縁部材は、接地電極と第２の絶縁部材に接合された第１の電極（電極４）との間に挿入され、接地電極と第２の絶縁部材に接合された第１の電極（電極４）とに接合される。

本発明によれば、複数の電極の間に絶縁部材を設けることで、より簡易な構成で電子管コレクタを実現することが可能となる。

本発明の実施の形態１に係る電子管用コレクタの長手方向に沿った断面図である。実施の形態１に係る電子管用コレクタの長手方向に直交する断面図である。本発明の実施の形態２に係る電子管用コレクタの長手方向に沿った断面図である。実施の形態２に係る電子管用コレクタの長手方向に直交する断面図である。実施の形態２に係る電子管用コレクタの長手方向に直交する断面図である。実施の形態２に係る電子管用コレクタの長手方向に直交する断面図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお図中、同一または同等の部分には同一の符号を付す。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る電子管用コレクタの長手方向に沿った断面図である。図２は、実施の形態１に係る電子管用コレクタの長手方向に直交する断面図である。図２は、図１に示す電子管用コレクタ１のＡ−Ａ線の断面図である。電子管用コレクタ１は、複数の電極を有し、複数の電極によって入射してきた電子ビームを捕捉する多段型の電子管用コレクタである。電子管用コレクタ１が複数の電極を有することで、電子ビームのエネルギーの回収効率が向上する。電子管用コレクタ１は、軸方向の一方の端部が閉じられている筒状の接地電極２と、接地電極２の内部において、中心軸が接地電極２の中心軸と一致する位置または平行となる位置に、接地電極２の中心軸の方向に並べて設けられる筒状の電極３，４と、接地電極２および電極３，４のそれぞれと接する絶縁部材とを有する。接地電極２の中心軸は、図１において一点鎖線で示す軸Ｂである。

電子管用コレクタ１が備える電極の内、接地電極２の閉じられている端部に最も近い位置に設けられた電極である電極４は、接地電極２の閉じられている端部に近い軸方向の端部が閉じられている筒状である。絶縁部材は、接地電極２の閉じられている端部と接する軸方向の端部が閉じられている筒状であり、電極３，４の間に位置する突起部を有する。突起部を設けることで、より簡易な構成で電極３，４間の絶縁を行うことが可能となる。絶縁部材は導電率が閾値以下の部材であり、接地電極２と電極３，４のそれぞれとが絶縁された状態とみなせ、電極３と電極４とが絶縁された状態とみなせる程度に該閾値は十分に小さい値である。また絶縁部材は熱伝導率が閾値以上の値であり、該閾値は、電極３，４における発熱量に応じて定めることができる。

実施の形態１において接地電極２、電極３，４、および絶縁部材は円筒状である。接地電極２および電極３，４は、例えば無酸素銅などの金属で構成される。図１の例では、電極３は、電子ビームの入射位置に近い方の一端に、電極３の内部の空洞の軸Ｂに直交する断面積の最大値より小さい面積を有するビーム透過孔を備える。また電極４は、電子ビームの入射位置に近い方の端部が円錐台の形状を有しており、電子ビームの入射位置に近い方の一端に、電極４の内部の空洞の軸Ｂに直交する断面積の最大値より小さい面積を有するビーム透過孔を備える。また図１の例のように、電極４の内部の空洞の軸Ｂに直交する断面積が電極４の閉じられている端部に近づくにつれて小さくなるようにしてもよい。

絶縁部材は、接地電極２の側面および電極３，４のそれぞれと接する円筒状の第１の絶縁部材５と、電極４の閉じられている端部および接地電極２の閉じられている端部と接する円形の第２の絶縁部材６とを有する。第１の絶縁部材５は、該第１の絶縁部材５から、軸Ｂに向かって突出し、電極３，４の間に位置する突起部を有する。第１の絶縁部材５は、例えばメタライズ処理されたセラミックなどで構成される。例えば、第１の絶縁部材５の表面に、モリブデン−マンガン層を形成し、モリブデン−マンガン層の上にニッケル層を形成する。第１の絶縁部材５は、接地電極２および電極３，４に、例えば銀ロウ箔などを用いてろう付けされる。第１の絶縁部材５が接地電極２および電極３，４にろう付けされることで、接地電極２および電極３，４が互いに絶縁された状態で、電極３，４で発生する熱を接地電極２に伝え、電極３，４の冷却を行うことが可能となる。

第２の絶縁部材６は、例えばセラミックなどで構成される。第２の絶縁部材６として用いられるセラミックにはメタライズ処理を行わない。第２の絶縁部材６は、第１の絶縁部材５と同様の方法で、接地電極２および電極４にろう付けされる。第２の絶縁部材６を設けることで、電極４と接地電極２とが絶縁された状態となる。

フランジ７は、接地電極２にろう付けされる。フランジ７により、電子管用コレクタ１は、電子管本体に接続される。フランジ７と、電極３との距離は、電子管の設計に応じて定められる。

電極３，４には、図示しない、電圧供給端子に接続する部位が設けられる。電極３，４および第１の絶縁部材５が有する突起部の形状は、電子管用コレクタ１における電子ビームの入射条件が最適となるように、調節される。

実施の形態１に係る電子管用コレクタ１の製造方法について説明する。接地電極２の内部に第２の絶縁部材６が挿入され、接地電極２の閉じられている端部に第２の絶縁部材６が接合される。接地電極２の内部に電極４が挿入され、電極４の側面と接地電極２の側面とが離隔した状態で、第２の絶縁部材６に電極４の閉じられている端部が接合される。接地電極２と電極４との間に第１の絶縁部材５が挿入され、第１の絶縁部材５が接地電極２および電極４に接合される。第１の絶縁部材５の内部に電極３が挿入され、電極３が第１の絶縁部材５に接合される。フランジ７が接地電極２に接合される。上記製造方法における接合は、ろう付けによって行われる。ろう付けを行う際には治具などが用いられる。

電極３，４の間に第１の絶縁部材５が有する突起部を設けて電極３，４とを絶縁した状態とすることで、より簡易な構成で電極３，４を絶縁した状態とすることが可能となり、より簡易な構成を有する多段型電子管用コレクタを実現することが可能となる。接地電極２と電極３，４との絶縁、および電極３，４の絶縁を、第１の絶縁部材５によって行うことで、電子管用コレクタ１に用いられる高価なセラミック部品の種類を低減することができ、電子管用コレクタ１のコストを低減することが可能となる。

（実施の形態２）
図３は、本発明の実施の形態２に係る電子管用コレクタの長手方向に沿った断面図である。図４および図５は、実施の形態２に係る電子管用コレクタの長手方向に直交する断面図である。図４は、図３に示す電子管用コレクタ１のＣ−Ｃ線の断面図である。図５は、図３に示す電子管用コレクタ１のＤ−Ｄ線の断面図である。実施の形態１と異なる実施の形態２に係る電子管用コレクタ１の構成について説明する。

絶縁部材は、実施の形態１と同様、接地電極２の閉じられている端部と接する軸方向の端部が閉じられている筒状である。実施の形態２において、絶縁部材は、接地電極２の側面および電極３，４のそれぞれと接する半円筒状の第１の絶縁部材５ａ，５ｂと、接地電極２の閉じられている端部および電極４の閉じられている端部と接する円形の第２の絶縁部材６と、突起部として、第１の絶縁部材５ａ，５ｂの少なくともいずれかと接し、電極３，４の間に位置する、軸Ｂの方向に厚みを有する環状または一部が欠けた環状の第３の絶縁部材８とを有する。第１の絶縁部材５ａ，５ｂの接合位置は図４の例に限られない。

実施の形態１と同様に、第１の絶縁部材５ａ，５ｂはメタライズ処理されたセラミックなどで構成される。第２の絶縁部材６および第３の絶縁部材８は、例えばセラミックなどで構成され、第２の絶縁部材６および第３の絶縁部材８として用いられるセラミックにはメタライズ処理を行わない。第１の絶縁部材５ａ，５ｂおよび第２の絶縁部材６は、実施の形態１と同様に、接地電極２および電極３，４にろう付けされる。

図５の例では、第３の絶縁部材８の形状は環状である。第３の絶縁部材８は、電極３，４の間に設けられる。第３の絶縁部材８の厚みによって、電極３，４の間隔が決まる。また第３の絶縁部材８を電極３，４の間に設けることで、電極３，４が絶縁された状態となる。

第３の絶縁部材８の形状は環状に限られない。図６は、実施の形態２に係る電子管用コレクタの長手方向に直交する断面図である。第３の絶縁部材８の形状は、図６に示すように、一部が欠けた環状でもよい。

実施の形態２に係る電子管用コレクタ１の製造方法について説明する。接地電極２の内部に第２の絶縁部材６が挿入され、接地電極２の閉じられている端部に第２の絶縁部材６が接合される。接地電極２の内部に電極４が挿入され、電極４の側面と接地電極２の側面とが離隔した状態で、第２の絶縁部材６に電極４の閉じられている端部が接合される。接地電極２と電極４との間に第１の絶縁部材５ａ，５ｂが挿入され、第１の絶縁部材５ａ，５ｂが接地電極２および電極４に接合される。第１の絶縁部材５ａ，５ｂが形成する円筒の内部に第３の絶縁部材８が挿入される。第１の絶縁部材５ａ，５ｂが形成する円筒の内部に電極３が挿入され、電極３が第１の絶縁部材５ａ，５ｂに接合される。フランジ７が接地電極２に接合される。上記製造方法における接合は、実施の形態１と同様にろう付けによって行われる。

図３の例では、電子管用コレクタ１は、２つの電極３，４を備えるが、電子管用コレクタ１が備える電極の数は２に限られず、３以上であってもよい。電子管用コレクタ１が３以上の電極を備える場合には、隣り合う電極の間のそれぞれに第３の絶縁部材８が設けられる。３つ以上の電極を有する電子管用コレクタ１を製造する際には、上述の製造方法において、第１の絶縁部材５ａ，５ｂが接地電極２および電極４に接合された後に、第１の絶縁部材５ａ，５ｂが形成する円筒の内部に第３の絶縁部材８と電極とが交互に挿入され、電極は第１の絶縁部材５ａ，５ｂに接合される。

電極３，４の間に第３の絶縁部材８を設けて電極３，４を絶縁した状態とすることで、より簡易な構成で電極３，４を絶縁した状態とすることが可能となり、より簡易な構成を有する多段型電子管用コレクタを実現することが可能となる。接地電極２と電極３，４との絶縁、および電極３，４の絶縁を、第１の絶縁部材５ａ，５ｂおよび第２の絶縁部材６と同じ素材である第３の絶縁部材８によって行うことで、電子管用コレクタ１に用いられる高価なセラミック部品の種類を低減することができ、電子管用コレクタ１のコストを低減することが可能となる。また実施の形態２においては、第３の絶縁部材８の厚みを変えることで、電極３，４の間隔を容易に調節することが可能となる。

本発明の実施の形態は上述の実施の形態に限られない。接地電極２、電極３，４、第１の絶縁部材５，５ａ，５ｂ、第２の絶縁部材６、および第３の絶縁部材８の形状は上述の実施の形態の例に限られない。

１電子管用コレクタ、２接地電極、３，４電極、５，５ａ，５ｂ第１の絶縁部材、６第２の絶縁部材、７フランジ、８第３の絶縁部材。

Claims

軸方向の一方の端部が閉じられている筒状の接地電極と、
筒状の形状を有し、前記接地電極の内部において、中心軸が前記接地電極の中心軸と一致する位置または平行となる位置に、前記接地電極の中心軸の方向に並べて設けられた複数の電極と、
前記接地電極と前記複数の電極との間に設けられ、前記接地電極および前記複数の電極のそれぞれと接し、前記複数の電極の内、隣り合う前記電極の間に位置する突起部を有し、前記接地電極の閉じられている前記端部と接する前記軸方向の端部が閉じられている筒状の絶縁部材と、
を備え、
前記接地電極の閉じられている前記端部に最も近い位置に設けられた前記電極である第１の電極は、前記絶縁部材の閉じられている前記端部と接する前記軸方向の端部が閉じられている筒状であり、
前記接地電極、前記電極、および前記絶縁部材は円筒状であって、
前記絶縁部材は、
前記接地電極の側面および前記複数の電極のそれぞれと接する円筒状の第１の絶縁部材と、
該絶縁部材の閉じられている前記端部である円形の第２の絶縁部材と、
を有し、
前記第１の絶縁部材は、該第１の絶縁部材から、前記接地電極の中心軸に向かって突出し、前記隣り合う電極の間に位置する前記突起部を有し、
前記第２の絶縁部材は、前記接地電極の内部の閉じられている前記端部に接合され、前記第１の電極は、側面が前記接地電極の側面と離隔した状態で、前記第１の電極の閉じられている前記端部が前記接地電極に接合された前記第２の絶縁部材に接合され、前記第１の絶縁部材は、前記接地電極と前記第２の絶縁部材に接合された前記第１の電極との間に挿入され、前記接地電極と前記第２の絶縁部材に接合された前記第１の電極とに接合された電子管用コレクタ。
軸方向の一方の端部が閉じられている筒状の接地電極と、
筒状の形状を有し、前記接地電極の内部において、中心軸が前記接地電極の中心軸と一致する位置または平行となる位置に、前記接地電極の中心軸の方向に並べて設けられた複数の電極と、
前記接地電極と前記複数の電極との間に設けられ、前記接地電極および前記複数の電極のそれぞれと接し、前記複数の電極の内、隣り合う前記電極の間に位置する突起部を有し、前記接地電極の閉じられている前記端部と接する前記軸方向の端部が閉じられている筒状の絶縁部材と、
を備え、
前記接地電極の閉じられている前記端部に最も近い位置に設けられた前記電極である第１の電極は、前記絶縁部材の閉じられている前記端部と接する前記軸方向の端部が閉じられている筒状であり、
前記接地電極および前記電極は円筒状であって、
前記絶縁部材は、
前記接地電極の側面および前記複数の電極のそれぞれと接する半円筒状の２つの第１の絶縁部材と、
該絶縁部材の閉じられている前記端部である円形の第２の絶縁部材と、
前記突起部として、前記第１の絶縁部材と接し、前記隣り合う電極の間に位置する、前記接地電極の中心軸の方向に厚みを有する環状または一部が欠けた環状の第３の絶縁部材と、
を有し、
前記第２の絶縁部材は、前記接地電極の内部の閉じられている前記端部に接合され、前記第１の電極は、側面が前記接地電極の側面と離隔した状態で、前記第１の電極の閉じられている前記端部が前記接地電極に接合された前記第２の絶縁部材に接合され、前記第１の絶縁部材は、前記接地電極と前記第２の絶縁部材に接合された前記第１の電極との間に挿入され、前記接地電極と前記第２の絶縁部材に接合された前記第１の電極とに接合され、前記第３の絶縁部材は、前記接地電極と前記第１の電極とに接合された前記第１の絶縁部材が形成する円筒の内部に挿入された電子管用コレクタ。