JP3401821B2 - 中空電子ビーム放出用電子銃 - Google Patents
中空電子ビーム放出用電子銃Info
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- JP3401821B2 JP3401821B2 JP05213993A JP5213993A JP3401821B2 JP 3401821 B2 JP3401821 B2 JP 3401821B2 JP 05213993 A JP05213993 A JP 05213993A JP 5213993 A JP5213993 A JP 5213993A JP 3401821 B2 JP3401821 B2 JP 3401821B2
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、例えば大電力マイク
ロ波もしくはミリ波を発生するジャイロトロン等の電子
管において、中空電子ビームを放出する電子銃の構造に
関するものであり、特に、電子銃部内での放電の防止に
関するものである。
ロ波もしくはミリ波を発生するジャイロトロン等の電子
管において、中空電子ビームを放出する電子銃の構造に
関するものであり、特に、電子銃部内での放電の防止に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】本発明は2つの観点から上記のような電
子銃部内での放電の防止という課題を解決しようとする
ものであり、ここではそれぞれの観点に対応する2つの
従来技術の例を挙げる。
子銃部内での放電の防止という課題を解決しようとする
ものであり、ここではそれぞれの観点に対応する2つの
従来技術の例を挙げる。
【0003】ジャイロトロンに代表される電子サイクロ
トロン共鳴メーザ作用を利用した電子管は、マイクロ波
帯から、ミリ波、サブミリ波帯における高周波大電力源
として利用されつつある。
トロン共鳴メーザ作用を利用した電子管は、マイクロ波
帯から、ミリ波、サブミリ波帯における高周波大電力源
として利用されつつある。
【0004】このようなジャイロトロンは、一般に図3
3に示すように構成されている。図において、39は中
空電子ビーム47を発生する電子銃部、40はその電子
ビームを相互作用領域に導くビームトンネル部、41は
空胴共振器部、42は相互作用を終えた電子ビームを回
収するとともに上記空胴共振器部41で発生した電磁波
43を伝送する導波管として働くコレクタ部、44は出
力窓部、45は導波管結合フランジ、46は磁界装置の
ソレノイドを表している。
3に示すように構成されている。図において、39は中
空電子ビーム47を発生する電子銃部、40はその電子
ビームを相互作用領域に導くビームトンネル部、41は
空胴共振器部、42は相互作用を終えた電子ビームを回
収するとともに上記空胴共振器部41で発生した電磁波
43を伝送する導波管として働くコレクタ部、44は出
力窓部、45は導波管結合フランジ、46は磁界装置の
ソレノイドを表している。
【0005】本発明は、図33における電子銃部39に
関するものであり、これに関する第1の従来技術とし
て、例えば特開昭61−138430号公報に示されて
いる如く図34の電子銃を挙げる。この図において、1
は陰極、2は電子を放出する電子放出環帯、3は陰極支
持機構、4は陰極1の周囲に設けられた中空円筒状で同
軸形の陽極、5はヒータ線、6はヒータ支持柱、7は各
電極間を絶縁する絶縁体、8はヒータ線と陰極間を絶縁
する絶縁体、9はこの電子銃から発せられる電子ビーム
中の電子軌道の一例、48は電子銃部に磁場を発生する
ためのマグネット、49は電子銃部を排気するための排
気ポートである。
関するものであり、これに関する第1の従来技術とし
て、例えば特開昭61−138430号公報に示されて
いる如く図34の電子銃を挙げる。この図において、1
は陰極、2は電子を放出する電子放出環帯、3は陰極支
持機構、4は陰極1の周囲に設けられた中空円筒状で同
軸形の陽極、5はヒータ線、6はヒータ支持柱、7は各
電極間を絶縁する絶縁体、8はヒータ線と陰極間を絶縁
する絶縁体、9はこの電子銃から発せられる電子ビーム
中の電子軌道の一例、48は電子銃部に磁場を発生する
ためのマグネット、49は電子銃部を排気するための排
気ポートである。
【0006】次に動作について説明する。陰極1は陰極
支持機構3により支えられており、陽極4によって囲ま
れている。陰極1の付近にはマグネット48によりある
強度の軸方向磁場がかけられている。陰極1の内部には
電子放出環帯2を加熱するためのヒータが設置されてお
り、これへの電力はヒータ線5、ヒータ支持柱6を通し
て供給される。各電極間は絶縁体7で絶縁されている。
陽極4はビームトンネル部40等を含むジャイロトロン
本体に対し負の電圧が印加され、陰極1は陽極4に対し
更に負の電圧が陰極支持機構3を通して印加される。電
子銃部の排気は主に排気ポート49を通して行われる。
支持機構3により支えられており、陽極4によって囲ま
れている。陰極1の付近にはマグネット48によりある
強度の軸方向磁場がかけられている。陰極1の内部には
電子放出環帯2を加熱するためのヒータが設置されてお
り、これへの電力はヒータ線5、ヒータ支持柱6を通し
て供給される。各電極間は絶縁体7で絶縁されている。
陽極4はビームトンネル部40等を含むジャイロトロン
本体に対し負の電圧が印加され、陰極1は陽極4に対し
更に負の電圧が陰極支持機構3を通して印加される。電
子銃部の排気は主に排気ポート49を通して行われる。
【0007】電子放出環帯2はヒータにより加熱され、
電子を放出する。電子は陰極1と陽極4間の電界により
加速され、マグネット48に発生されている軸方向磁場
に巻き付くように螺旋状の軌道を描きながら進む。
電子を放出する。電子は陰極1と陽極4間の電界により
加速され、マグネット48に発生されている軸方向磁場
に巻き付くように螺旋状の軌道を描きながら進む。
【0008】さらに、図33において、電子銃部39よ
り引き出された中空状電子ビームは、ビームトンネル部
40を通過し、通常、円筒状空胴からなる空胴共振器部
41における固有モードと電子サイクロトロン共鳴メー
ザ相互作用により相互作用し、電子の運動エネルギーの
一部が電磁波に変換された後、コレクタ電極部に回収さ
れる。
り引き出された中空状電子ビームは、ビームトンネル部
40を通過し、通常、円筒状空胴からなる空胴共振器部
41における固有モードと電子サイクロトロン共鳴メー
ザ相互作用により相互作用し、電子の運動エネルギーの
一部が電磁波に変換された後、コレクタ電極部に回収さ
れる。
【0009】第2の従来技術の例として、例えば特開平
3-238734号公報に示されている図35の電子銃を
挙げる。この電子銃は、電子を発生する電子放出環帯
2、電子放出環帯2に隣接し、これと同電位である前部
電極30および後部電極31、これら3つの電極から構
成される陰極1、陰極1から電子を引き出すための電位
を形成し、陰極1の周囲に同軸状に配設されている中空
円筒状の陽極4、これらの電極間の絶縁を保つ絶縁体
7、電子放出環帯2を加熱するヒータ5を備えている。
3-238734号公報に示されている図35の電子銃を
挙げる。この電子銃は、電子を発生する電子放出環帯
2、電子放出環帯2に隣接し、これと同電位である前部
電極30および後部電極31、これら3つの電極から構
成される陰極1、陰極1から電子を引き出すための電位
を形成し、陰極1の周囲に同軸状に配設されている中空
円筒状の陽極4、これらの電極間の絶縁を保つ絶縁体
7、電子放出環帯2を加熱するヒータ5を備えている。
【0010】次に動作について説明する。電子ビーム
は、熱電子放出作用により電子放出環帯2の表面から引
き出される。その際電子ビームは、前部電極30、後部
電極31、電子放出環帯2からなる陰極1と陽極4によ
って形成される電界分布と、外部から印加される軸方向
磁界によって、エネルギー分散の小さい所望の中空状電
子ビームを形成する。
は、熱電子放出作用により電子放出環帯2の表面から引
き出される。その際電子ビームは、前部電極30、後部
電極31、電子放出環帯2からなる陰極1と陽極4によ
って形成される電界分布と、外部から印加される軸方向
磁界によって、エネルギー分散の小さい所望の中空状電
子ビームを形成する。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】まず、第1の従来技術
による電子銃の持つ課題について説明する。電子銃動作
時において陰極1は高温になり、熱伝導および熱輻射に
よって周辺の各種構成部品も加熱され、これらの部品か
らガスが放出される。また、電子放出環帯2から電子が
放出されるときにもガスが放出されるなど、電子銃内に
は真空度を劣化させる要因が多い。真空度の劣化は得ら
れる電子ビームの電流を低下させたり、電極間の放電を
誘発し、構成部品に損傷を与える原因になったりする。
による電子銃の持つ課題について説明する。電子銃動作
時において陰極1は高温になり、熱伝導および熱輻射に
よって周辺の各種構成部品も加熱され、これらの部品か
らガスが放出される。また、電子放出環帯2から電子が
放出されるときにもガスが放出されるなど、電子銃内に
は真空度を劣化させる要因が多い。真空度の劣化は得ら
れる電子ビームの電流を低下させたり、電極間の放電を
誘発し、構成部品に損傷を与える原因になったりする。
【0012】特に図34の陰極1より左側の陰極支持機
構3周辺部の空間に入り込んだガスは、陰極1と陽極4
間の間隙を通して排気されるのみである。しかし、この
間隔は狭く、この部分の排気コンダクタンスが小さいた
めに、陰極支持機構3周辺部の排気が行われにくく、真
空度が劣化し、電極間の放電を誘発するに至るという問
題点があった。
構3周辺部の空間に入り込んだガスは、陰極1と陽極4
間の間隙を通して排気されるのみである。しかし、この
間隔は狭く、この部分の排気コンダクタンスが小さいた
めに、陰極支持機構3周辺部の排気が行われにくく、真
空度が劣化し、電極間の放電を誘発するに至るという問
題点があった。
【0013】次に、第2の従来技術による電子銃の持つ
課題について説明する。この電子銃の陰極1における前
部電極30、後部電極31は帯状の電子放出環帯2から
射出される電子ビームを所定の性能にするために不可欠
な電極であり、なめらかな等電位面を形成するという意
味で、それらの外周面はなめらかに接合されていなけれ
ばならない。
課題について説明する。この電子銃の陰極1における前
部電極30、後部電極31は帯状の電子放出環帯2から
射出される電子ビームを所定の性能にするために不可欠
な電極であり、なめらかな等電位面を形成するという意
味で、それらの外周面はなめらかに接合されていなけれ
ばならない。
【0014】しかし、前部電極30、電子放出環帯2、
後部電極31が一体化され、表面が接触した構成では、
連続面を形成しやすい反面、電子放出環帯2を加熱する
ヒータ5の熱が、前部電極30、後部電極31まで及
び、電子放出環帯2を所定の温度まで加熱するために要
するヒータ電力が大きくなるとともに、これらの電極ま
でも高温に熱する。これらの前部電極30および後部電
極31は通常モリブデンのような高融点金属で構成さ
れ、動作初期には表面から電子が放出されることはない
が、長時間の動作に伴って電子放出環帯2から蒸発した
バリウム等の電子放出物質がこれらの電極表面に付着し
て不所望な電子放出を起こす可能性がある。さらに、前
部電極30、後部電極31表面からの不所望な電子放出
を防ぐために、これらの電極を熱的に分離した構成にし
た場合には、電子放出環帯2の端面やエッジ部から動作
にまったく不都合な電子を大量に放出する可能性があ
る。これらの電子は、空胴共振器部で電子サイクロトロ
ン共鳴メーザ相互作用を効率よく行わせるためのビーム
集束条件を満足するように形成されていないので、相互
作用に悪影響を及ぼすだけでなく、陽極4に流入し陽極
電流過大を起こし、陽極電圧制御を不能にしたり、陰極
1と陽極4との間の放電の引き金になったりして、電子
銃自体の動作が不安定になるという問題点があった。
後部電極31が一体化され、表面が接触した構成では、
連続面を形成しやすい反面、電子放出環帯2を加熱する
ヒータ5の熱が、前部電極30、後部電極31まで及
び、電子放出環帯2を所定の温度まで加熱するために要
するヒータ電力が大きくなるとともに、これらの電極ま
でも高温に熱する。これらの前部電極30および後部電
極31は通常モリブデンのような高融点金属で構成さ
れ、動作初期には表面から電子が放出されることはない
が、長時間の動作に伴って電子放出環帯2から蒸発した
バリウム等の電子放出物質がこれらの電極表面に付着し
て不所望な電子放出を起こす可能性がある。さらに、前
部電極30、後部電極31表面からの不所望な電子放出
を防ぐために、これらの電極を熱的に分離した構成にし
た場合には、電子放出環帯2の端面やエッジ部から動作
にまったく不都合な電子を大量に放出する可能性があ
る。これらの電子は、空胴共振器部で電子サイクロトロ
ン共鳴メーザ相互作用を効率よく行わせるためのビーム
集束条件を満足するように形成されていないので、相互
作用に悪影響を及ぼすだけでなく、陽極4に流入し陽極
電流過大を起こし、陽極電圧制御を不能にしたり、陰極
1と陽極4との間の放電の引き金になったりして、電子
銃自体の動作が不安定になるという問題点があった。
【0015】この発明は上記2つの従来技術による電子
銃の持つ、電極間の放電を起こし易く、動作が不安定で
あるという問題点を解消するためになされたもので、陰
極支持機構周辺部の排気を容易にし、また、陽極に流入
する電流を抑えることによって、放電を防止して安定な
動作を行わせることのできる中空電子ビーム放出用電子
銃を提供することを目的とする。
銃の持つ、電極間の放電を起こし易く、動作が不安定で
あるという問題点を解消するためになされたもので、陰
極支持機構周辺部の排気を容易にし、また、陽極に流入
する電流を抑えることによって、放電を防止して安定な
動作を行わせることのできる中空電子ビーム放出用電子
銃を提供することを目的とする。
【0016】
【課題を解決するための手段】請求項1に係る中空電子
ビーム放出用電子銃は、電子放出環帯を有する陰極と、
この陰極の周囲に設けられた中空円筒状の陽極と、前記
電子放出環帯を加熱するヒータとを真空雰囲気中に配置
した中空電子ビーム放出用電子銃において、前記陽極の
前記陰極に対向する部分における肉厚をそれ以外の部分
よりも薄く形成し、その肉厚の薄い部分に貫通穴を設け
たものである。
ビーム放出用電子銃は、電子放出環帯を有する陰極と、
この陰極の周囲に設けられた中空円筒状の陽極と、前記
電子放出環帯を加熱するヒータとを真空雰囲気中に配置
した中空電子ビーム放出用電子銃において、前記陽極の
前記陰極に対向する部分における肉厚をそれ以外の部分
よりも薄く形成し、その肉厚の薄い部分に貫通穴を設け
たものである。
【0017】請求項2に係る中空電子ビーム放出用電子
銃は、前記貫通穴を前記電子放出環帯に対向する部分以
外に設けた請求項1に記載のものである。
銃は、前記貫通穴を前記電子放出環帯に対向する部分以
外に設けた請求項1に記載のものである。
【0018】
【作用】請求項1に係る中空電子ビーム放出用電子銃
は、陽極の陰極に対する部分における肉厚をそれ以外の
部分よりも薄く形成し、陽極の肉厚の薄い部分に貫通穴
を設けて貫通穴の長さを短くしたため、貫通穴のコンダ
クタンスが大きくなり、電子銃内を高真空に保持する。
は、陽極の陰極に対する部分における肉厚をそれ以外の
部分よりも薄く形成し、陽極の肉厚の薄い部分に貫通穴
を設けて貫通穴の長さを短くしたため、貫通穴のコンダ
クタンスが大きくなり、電子銃内を高真空に保持する。
【0019】請求項2に係る中空電子ビーム放出用電子
は、貫通穴を電子放出環帯に対向する部分以外に設けた
ので、陽極の電子放出環帯に対向する部分における電界
の影響を少なくする。
は、貫通穴を電子放出環帯に対向する部分以外に設けた
ので、陽極の電子放出環帯に対向する部分における電界
の影響を少なくする。
【0020】
【実施例】以下、この発明の一実施例による電子銃を図
について説明する。なお、従来装置とその構成が同一の
部分については同一の符号を付けてその説明を省略す
る。図1において、52は陰極支持機構周辺部に設置さ
れた例えばチタン等のガス吸着性物質である。このガス
吸着性物質52が陰極1周辺の構成部品等から放出され
るガスを吸着して、陰極1を支える支持機構3周辺部の
空間すなわち支持空間の真空度が、陽極4を挟んで上記
支持空間と反対側に位置する空間すなわち反対側空間の
真空度より悪くなるのを防止でき、支持空間に存在する
ガスが電子放出環帯2と陽極4間の隙間を通過すること
がなく、陰極1と陽極4間の放電を起こしにくくし、安
定に動作する電子銃を得ることができる。
について説明する。なお、従来装置とその構成が同一の
部分については同一の符号を付けてその説明を省略す
る。図1において、52は陰極支持機構周辺部に設置さ
れた例えばチタン等のガス吸着性物質である。このガス
吸着性物質52が陰極1周辺の構成部品等から放出され
るガスを吸着して、陰極1を支える支持機構3周辺部の
空間すなわち支持空間の真空度が、陽極4を挟んで上記
支持空間と反対側に位置する空間すなわち反対側空間の
真空度より悪くなるのを防止でき、支持空間に存在する
ガスが電子放出環帯2と陽極4間の隙間を通過すること
がなく、陰極1と陽極4間の放電を起こしにくくし、安
定に動作する電子銃を得ることができる。
【0021】次に、図2、図3に示し、これについて説
明する。なお、図3は図2のAーA線断面図である。こ
の例では陽極4の外周部に突出部11が設けられ、突出
部11は先端で絶縁体7と接続されている。陽極4の電
圧は導体10を通して印加される。
明する。なお、図3は図2のAーA線断面図である。こ
の例では陽極4の外周部に突出部11が設けられ、突出
部11は先端で絶縁体7と接続されている。陽極4の電
圧は導体10を通して印加される。
【0022】このように構成すれば、突出部11以外の
ところには陽極4と絶縁体8との間に支持空間と反対側
空間とを連通する連通経路12が形成され、ガスが自由
に通過できる。陰極支持機構3周辺部の空間すなわち支
持空間のガスは連通経路12、および陽極4を挟んで上
記支持空間と反対側に位置する空間すなわち反対側空間
を通って排気される。
ところには陽極4と絶縁体8との間に支持空間と反対側
空間とを連通する連通経路12が形成され、ガスが自由
に通過できる。陰極支持機構3周辺部の空間すなわち支
持空間のガスは連通経路12、および陽極4を挟んで上
記支持空間と反対側に位置する空間すなわち反対側空間
を通って排気される。
【0023】従来は陰極1と陽極4間を通って排気する
のみだったので排気コンダクタンスは小さかったが、こ
の例のように構成すれば、陰極支持機構3周辺部を排気
するための排気経路のコンダクタンスが大きく、電子銃
内を高真空に保ち続けることができ、放電が起こりにく
く、安定に動作する電子銃を得ることができる。
のみだったので排気コンダクタンスは小さかったが、こ
の例のように構成すれば、陰極支持機構3周辺部を排気
するための排気経路のコンダクタンスが大きく、電子銃
内を高真空に保ち続けることができ、放電が起こりにく
く、安定に動作する電子銃を得ることができる。
【0024】上記では連通経路12を設けるために陽極
4に突出部11を設けたが、図4、図5に示すような方
法も考えられる。なお、図5は図4のAーA線断面図で
ある。この例では、絶縁体7に図5に示すように内側方
向の突出部13をいくつか設け、ここで陽極4を支えて
いる。
4に突出部11を設けたが、図4、図5に示すような方
法も考えられる。なお、図5は図4のAーA線断面図で
ある。この例では、絶縁体7に図5に示すように内側方
向の突出部13をいくつか設け、ここで陽極4を支えて
いる。
【0025】このようにすることにより陽極4と絶縁体
7間に連通経路12が設けられる。陰極支持機構3周辺
部の空間のガスは連通経路12を通り、反対側空間を通
って排気される。次に、図6、図7に示し、これについ
て説明する。なお、図7は陽極4を図6の右の方から中
心軸にそった方向に見たときの形状を示す平面図であ
る。この例では、陽極4に、陰極支持機構3周辺部を排
気するための貫通穴14が図7に示すように周にわたっ
て4箇所設けられている。このようにすることによっ
て、陰極支持機構3周辺部の空間のガスは貫通穴14を
通り、反対側空間を通って排気される。なお、上記では
端部が半円形をした貫通穴14を示したが、図8のよう
に端部が矩形のものでもよく、同様の効果を奏する。
7間に連通経路12が設けられる。陰極支持機構3周辺
部の空間のガスは連通経路12を通り、反対側空間を通
って排気される。次に、図6、図7に示し、これについ
て説明する。なお、図7は陽極4を図6の右の方から中
心軸にそった方向に見たときの形状を示す平面図であ
る。この例では、陽極4に、陰極支持機構3周辺部を排
気するための貫通穴14が図7に示すように周にわたっ
て4箇所設けられている。このようにすることによっ
て、陰極支持機構3周辺部の空間のガスは貫通穴14を
通り、反対側空間を通って排気される。なお、上記では
端部が半円形をした貫通穴14を示したが、図8のよう
に端部が矩形のものでもよく、同様の効果を奏する。
【0026】また、上記では貫通穴14が4個のものを
示したが、これはいくつあってもよく、図9のように円
形の貫通穴14を多数設けたものでも同様の効果を奏す
る。
示したが、これはいくつあってもよく、図9のように円
形の貫通穴14を多数設けたものでも同様の効果を奏す
る。
【0027】次に、図10、図11に示し、これについ
て説明する。図10において、15は陽極4の外側で陽
極4を支持する陽極支持体すなわちこの例では絶縁体7
に設けた連通経路である。なお、支持空間と反対側空間
とを連通する連通経路15をこの例では絶縁体7に設け
ているが、図11に示すように陽極4に接続部品16を
取り付け、この部品に上記と同様の経路15を設ける方
法もある。
て説明する。図10において、15は陽極4の外側で陽
極4を支持する陽極支持体すなわちこの例では絶縁体7
に設けた連通経路である。なお、支持空間と反対側空間
とを連通する連通経路15をこの例では絶縁体7に設け
ているが、図11に示すように陽極4に接続部品16を
取り付け、この部品に上記と同様の経路15を設ける方
法もある。
【0028】このようにすることによって、陽極4の外
側を通る経路15が形成され、陰極支持機構3周辺部の
ガスはこの経路15を通過し、反対側空間を通って排気
されるので、上記実施例と同様の効果を奏する。さら
に、この例によれば、陽極4を加工しなくてもよい。
側を通る経路15が形成され、陰極支持機構3周辺部の
ガスはこの経路15を通過し、反対側空間を通って排気
されるので、上記実施例と同様の効果を奏する。さら
に、この例によれば、陽極4を加工しなくてもよい。
【0029】上記では、陽極4とビームトンネル部40
間を絶縁する絶縁体7の直径は、陽極4と陰極1間を絶
縁する絶縁体7の直径より小さくなっているが、この関
係は図12に示すように逆でもよく、陽極4と陰極1間
を絶縁する絶縁体7に連通経路15を設ける方法、ある
いは図11の例に示されたような接続部品を用いて経路
15を設ける方法でもよい。
間を絶縁する絶縁体7の直径は、陽極4と陰極1間を絶
縁する絶縁体7の直径より小さくなっているが、この関
係は図12に示すように逆でもよく、陽極4と陰極1間
を絶縁する絶縁体7に連通経路15を設ける方法、ある
いは図11の例に示されたような接続部品を用いて経路
15を設ける方法でもよい。
【0030】次に、図13に示し、これについて説明す
る。図において、14は陽極4の陰極1と対向する面に
設けられた貫通穴である。この貫通穴14の径は陰極1
と陽極4の間隔と比べて充分小さくするが、電子放出環
帯2付近、および陽極4の電子放出環帯2に対向する部
分の電界に影響を与える場合は、電子放出環帯2に対向
しない部分に貫通穴14を設ける。
る。図において、14は陽極4の陰極1と対向する面に
設けられた貫通穴である。この貫通穴14の径は陰極1
と陽極4の間隔と比べて充分小さくするが、電子放出環
帯2付近、および陽極4の電子放出環帯2に対向する部
分の電界に影響を与える場合は、電子放出環帯2に対向
しない部分に貫通穴14を設ける。
【0031】このように陽極4に貫通穴14を多数設け
ることによって、陰極1と陽極4間で発生したガスはこ
の貫通穴14を通して直ちに排気され、同時に陰極支持
機構3周辺部を排気するための排気経路のコンダクタン
スが大きくなる。その結果、電子銃内を高真空に保ち続
けることができ、安定に動作する電子銃を得ることがで
きる。
ることによって、陰極1と陽極4間で発生したガスはこ
の貫通穴14を通して直ちに排気され、同時に陰極支持
機構3周辺部を排気するための排気経路のコンダクタン
スが大きくなる。その結果、電子銃内を高真空に保ち続
けることができ、安定に動作する電子銃を得ることがで
きる。
【0032】なお、上記では陽極4に貫通穴14を設け
るものを示したが、排気スリットを設ける方法でもよ
い。図14は排気スリット17の形状を示すために、こ
れが設けられた陽極4単体をカットモデル的に一部破断
して描いた斜視図である。排気スリット17は図の縦方
向の幅が陰極1と陽極4の間隔と比較して充分小さいの
で、陰極1と陽極4間の電界を乱さず、電子銃の動作に
影響はない。このように陽極4に排気スリット17を設
ける方法によってもよい。
るものを示したが、排気スリットを設ける方法でもよ
い。図14は排気スリット17の形状を示すために、こ
れが設けられた陽極4単体をカットモデル的に一部破断
して描いた斜視図である。排気スリット17は図の縦方
向の幅が陰極1と陽極4の間隔と比較して充分小さいの
で、陰極1と陽極4間の電界を乱さず、電子銃の動作に
影響はない。このように陽極4に排気スリット17を設
ける方法によってもよい。
【0033】上記では陽極4に横方向の排気スリットを
設けるものを示したが、図15に示すように縦方向の排
気スリット17を設けてもよい。
設けるものを示したが、図15に示すように縦方向の排
気スリット17を設けてもよい。
【0034】次に、陽極4に設けられた貫通穴14、お
よび排気スリット17のコンダクタンスをさらに大きく
する手段を次に説明する。図16において、14は陽極
4に設けられた貫通穴であり、さらにこの部分の陽極4
の肉厚を薄くしてある。この貫通穴14の径は陰極1と
陽極4の間隔と比べて充分小さくするが、電子放出環帯
2付近、および陽極4の電子放出環帯2に対向する部分
の電界に影響を与える場合は、電子放出環帯2に対向し
ない部分に貫通穴14を設ける。このようにすることに
より、貫通穴14の大きさは同じでも長さが短くなるた
め、貫通穴14のコンダクタンスが大きくなり、それ以
上の効果を奏する。
よび排気スリット17のコンダクタンスをさらに大きく
する手段を次に説明する。図16において、14は陽極
4に設けられた貫通穴であり、さらにこの部分の陽極4
の肉厚を薄くしてある。この貫通穴14の径は陰極1と
陽極4の間隔と比べて充分小さくするが、電子放出環帯
2付近、および陽極4の電子放出環帯2に対向する部分
の電界に影響を与える場合は、電子放出環帯2に対向し
ない部分に貫通穴14を設ける。このようにすることに
より、貫通穴14の大きさは同じでも長さが短くなるた
め、貫通穴14のコンダクタンスが大きくなり、それ以
上の効果を奏する。
【0035】なお、上記では、陽極4に貫通穴14を設
けるものを示したが、排気スリット17を設けてもよ
く、この場合の陽極4の形状は図17のようになる。こ
のように陽極4に排気スリット17を設け、排気スリッ
ト17がある部分の陽極4の肉厚を薄くする方法によっ
ても、同様の効果を奏する。
けるものを示したが、排気スリット17を設けてもよ
く、この場合の陽極4の形状は図17のようになる。こ
のように陽極4に排気スリット17を設け、排気スリッ
ト17がある部分の陽極4の肉厚を薄くする方法によっ
ても、同様の効果を奏する。
【0036】上記では陽極4に横方向の排気スリットを
設けるものを示したが、図18に示すように縦方向の排
気スリット17を設けてもよい。
設けるものを示したが、図18に示すように縦方向の排
気スリット17を設けてもよい。
【0037】次に、図19に示し、これについて説明す
る。図において、14は陽極4に設けられた貫通穴であ
り、さらにこの貫通穴14の陰極1側の面は金属製網1
8で塞がれている。この網目は陰極1と陽極4の間隔と
比べて充分小さくするが、電子放出環帯2付近、および
陽極4の電子放出環帯2に対向する部分の電界に影響を
与える場合は、電子放出環帯2に対向しない部分に貫通
穴14を設ける。このようにすることにより排気経路の
コンダクタンスが大きくなる。
る。図において、14は陽極4に設けられた貫通穴であ
り、さらにこの貫通穴14の陰極1側の面は金属製網1
8で塞がれている。この網目は陰極1と陽極4の間隔と
比べて充分小さくするが、電子放出環帯2付近、および
陽極4の電子放出環帯2に対向する部分の電界に影響を
与える場合は、電子放出環帯2に対向しない部分に貫通
穴14を設ける。このようにすることにより排気経路の
コンダクタンスが大きくなる。
【0038】次に、図20に示し、これについて説明す
る。図において、19は非蒸発型ゲッタポンプであり、
これを図のように陰極支持機構3周辺部の空間に設置す
る。このポンプ19は常温においても、特に水素に関し
て40l/s程度の排気速度を持っている。ガスの吸着
量が飽和したときに再び活性化するためにヒータ22を
備えており、ヒータ22への通電は端子21を通して行
われる。このようにすることによって電子銃内のガスを
直接排気することができるため、陰極支持機構3周辺部
の支持空間の真空度が、陽極4を挟んで支持空間と反対
側に位置する反対側空間の真空度より悪くならないよう
にでき、放電を防止して安定に動作する電子銃を得るこ
とができる。
る。図において、19は非蒸発型ゲッタポンプであり、
これを図のように陰極支持機構3周辺部の空間に設置す
る。このポンプ19は常温においても、特に水素に関し
て40l/s程度の排気速度を持っている。ガスの吸着
量が飽和したときに再び活性化するためにヒータ22を
備えており、ヒータ22への通電は端子21を通して行
われる。このようにすることによって電子銃内のガスを
直接排気することができるため、陰極支持機構3周辺部
の支持空間の真空度が、陽極4を挟んで支持空間と反対
側に位置する反対側空間の真空度より悪くならないよう
にでき、放電を防止して安定に動作する電子銃を得るこ
とができる。
【0039】上記のようにポンプ19を設置しようとし
たとき、陰極支持機構3周辺部における空間の大きさの
点でポンプが設置できないという問題や、ポンプ19と
陰極1間にかかる電圧による放電の問題が起こる場合
は、図21に示すようにしてもよい。
たとき、陰極支持機構3周辺部における空間の大きさの
点でポンプが設置できないという問題や、ポンプ19と
陰極1間にかかる電圧による放電の問題が起こる場合
は、図21に示すようにしてもよい。
【0040】図21では、ポンプ19を収納するため
に、電子銃内に別の空間を設けている。23は陰極支持
機構3周辺部の空間に存在するガスがポンプ19が設置
された空間へ自由に通過できる経路である。このように
することによって電子銃内のガスを効果的に排気するこ
とができ、同時にポンプ19と陰極1との間の絶縁距離
を十分にとって放電を抑制することができるため、上記
実施例と同様の効果を奏する。
に、電子銃内に別の空間を設けている。23は陰極支持
機構3周辺部の空間に存在するガスがポンプ19が設置
された空間へ自由に通過できる経路である。このように
することによって電子銃内のガスを効果的に排気するこ
とができ、同時にポンプ19と陰極1との間の絶縁距離
を十分にとって放電を抑制することができるため、上記
実施例と同様の効果を奏する。
【0041】上記のようにしても、放電の問題に対する
対策が不十分な場合は、図22に示すようにしてもよ
い。図において、24は電界集中を緩和する部品であ
り、例えば銅やアルミニウム等よりなり、ポンプ19と
陰極1間の電圧により発生する電界集中を緩和するよう
に設置される。このようにすることによって電子銃内の
ガスを効果的に排気することができ、同時にポンプ19
と陰極1間の放電を抑制することができる。
対策が不十分な場合は、図22に示すようにしてもよ
い。図において、24は電界集中を緩和する部品であ
り、例えば銅やアルミニウム等よりなり、ポンプ19と
陰極1間の電圧により発生する電界集中を緩和するよう
に設置される。このようにすることによって電子銃内の
ガスを効果的に排気することができ、同時にポンプ19
と陰極1間の放電を抑制することができる。
【0042】なお、上記では非蒸発型ゲッタポンプを用
いていたが、他のゲッタポンプを用いてもよい。例え
ば、図23において、25は陰極支持機構3周辺部の空
間に設置されたチタンゲッタポンプである。このポンプ
はチタンを昇華させ、周辺の部品に堆積させてガスの吸
着を行う。チタンが絶縁体7の内壁に堆積した場合にこ
の絶縁体7の絶縁耐力を低下させる可能性があるので、
これを避けるように例えば図23のようにチタンの堆積
する可能性がある箇所には金属筒51を用いる。このよ
うにすることによって電子銃内のガスを直接排気するこ
とができるため、同様の効果を奏する。
いていたが、他のゲッタポンプを用いてもよい。例え
ば、図23において、25は陰極支持機構3周辺部の空
間に設置されたチタンゲッタポンプである。このポンプ
はチタンを昇華させ、周辺の部品に堆積させてガスの吸
着を行う。チタンが絶縁体7の内壁に堆積した場合にこ
の絶縁体7の絶縁耐力を低下させる可能性があるので、
これを避けるように例えば図23のようにチタンの堆積
する可能性がある箇所には金属筒51を用いる。このよ
うにすることによって電子銃内のガスを直接排気するこ
とができるため、同様の効果を奏する。
【0043】上記のようにポンプ25を設置しようとし
たとき、陰極支持機構3周辺部における空間の大きさの
点でポンプが設置できないという問題や、ポンプ25と
陰極1間にかかる電圧による放電の問題が起こる場合
は、図24に示すようにしてもよい。
たとき、陰極支持機構3周辺部における空間の大きさの
点でポンプが設置できないという問題や、ポンプ25と
陰極1間にかかる電圧による放電の問題が起こる場合
は、図24に示すようにしてもよい。
【0044】図24では、ポンプ25を収納するため
に、電子銃内に別の空間を設けてある。23は陰極支持
機構3周辺部の空間にあるガスがポンプ25が設置され
た空間に自由に通過できる経路である。チタンの堆積す
る可能性がある箇所には実施例19の場合と同様に金属
筒51を用いる。このようにすることによって電子銃内
のガスを効果的に排気することができ、同時にポンプ2
5と陰極1との間の絶縁距離を十分にとって放電を抑制
することができる。
に、電子銃内に別の空間を設けてある。23は陰極支持
機構3周辺部の空間にあるガスがポンプ25が設置され
た空間に自由に通過できる経路である。チタンの堆積す
る可能性がある箇所には実施例19の場合と同様に金属
筒51を用いる。このようにすることによって電子銃内
のガスを効果的に排気することができ、同時にポンプ2
5と陰極1との間の絶縁距離を十分にとって放電を抑制
することができる。
【0045】上記では、チタンの絶縁体7への堆積防止
対策が不十分な場合には、図25に示すように例えば、
銅、アルミニウム等の金属やセラミックス等からなる遮
蔽板28を設置するようにしてもよい。このようにする
ことによって、絶縁体7の絶縁耐力を保ちながら電子銃
内のガスを効果的に排気することができる。
対策が不十分な場合には、図25に示すように例えば、
銅、アルミニウム等の金属やセラミックス等からなる遮
蔽板28を設置するようにしてもよい。このようにする
ことによって、絶縁体7の絶縁耐力を保ちながら電子銃
内のガスを効果的に排気することができる。
【0046】上記のようにしても、放電の問題に対する
対策が不十分な場合は、図26に示すようにしてもよ
い。図において、29は電界集中を緩和する部品であ
り、例えば銅やアルミニウム等の金属より成り、ポンプ
25と陰極1間の電圧により発生する電界集中を緩和す
るように設置されて放電を抑制すると同時に、チタンの
絶縁体7への堆積を防止する遮蔽板としても働く。この
ようにすることによって電子銃内のガスを効果的に排気
することができ、同時にポンプ25と陰極1間の放電を
抑制し、また、絶縁体7の絶縁耐力を保ち続けることが
できる。
対策が不十分な場合は、図26に示すようにしてもよ
い。図において、29は電界集中を緩和する部品であ
り、例えば銅やアルミニウム等の金属より成り、ポンプ
25と陰極1間の電圧により発生する電界集中を緩和す
るように設置されて放電を抑制すると同時に、チタンの
絶縁体7への堆積を防止する遮蔽板としても働く。この
ようにすることによって電子銃内のガスを効果的に排気
することができ、同時にポンプ25と陰極1間の放電を
抑制し、また、絶縁体7の絶縁耐力を保ち続けることが
できる。
【0047】
【発明の効果】以上のように 請求項1に係る中空電子
ビーム放出用電子銃は、陽極の陰極に対する部分におけ
る肉厚をそれ以外の部分よりも薄く形成し、陽極の肉厚
の薄い部分に貫通穴を設けて貫通穴の長さを短くしたた
め、貫通穴のコンダクタンスが大きくなり、電子銃内を
高真空に保持でき、安定に動作する電子銃を得ることが
できる。
ビーム放出用電子銃は、陽極の陰極に対する部分におけ
る肉厚をそれ以外の部分よりも薄く形成し、陽極の肉厚
の薄い部分に貫通穴を設けて貫通穴の長さを短くしたた
め、貫通穴のコンダクタンスが大きくなり、電子銃内を
高真空に保持でき、安定に動作する電子銃を得ることが
できる。
【0048】請求項2に係る中空電子ビーム放出用電子
は、貫通穴を電子放出環帯に対向する部分以外に設けた
ので、陽極の電子放出環帯に対向する部分における電界
の影響を少なくすることができ、安定に動作する電子銃
を得ることができる。
は、貫通穴を電子放出環帯に対向する部分以外に設けた
ので、陽極の電子放出環帯に対向する部分における電界
の影響を少なくすることができ、安定に動作する電子銃
を得ることができる。
【図1】 この発明に関する中空電子放出用電子銃を示
す断面図である。
す断面図である。
【図2】 この発明に関する中空電子放出用電子銃を示
す断面図である。
す断面図である。
【図3】 図2に示す中空電子放出用電子銃のAーA線
断面図である。
断面図である。
【図4】 この発明に関する中空電子放出用電子銃を示
す断面図である。
す断面図である。
【図5】 図4に示す中空電子放出用電子銃のAーA線
断面図である。
断面図である。
【図6】 この発明に関する中空電子放出用電子銃を示
す断面図である。
す断面図である。
【図7】図6に示した中空電子放出用電子銃の中の部品
である陽極を図6の右の方から中心軸にそった方向に見
たときの形状を示す平面図である。
である陽極を図6の右の方から中心軸にそった方向に見
たときの形状を示す平面図である。
【図8】 この発明に関する陽極の図6と同様の方向か
ら見たときの形状を示す平面図である。
ら見たときの形状を示す平面図である。
【図9】 この発明に関する陽極の図6と同様の方向か
ら見たときの形状を示す平面図である。
ら見たときの形状を示す平面図である。
【図10】 この発明に関する中空電子放出用電子銃を
示す断面図である。
示す断面図である。
【図11】 この発明に関する中空電子放出用電子銃を
示す断面図である。
示す断面図である。
【図12】 この発明に関する中空電子放出用電子銃を
示す断面図である。
示す断面図である。
【図13】 この発明に関する中空電子放出用電子銃を
示す断面図である。
示す断面図である。
【図14】 この発明に関する中空電子放出用電子銃を
一部破断して示す斜視図である。
一部破断して示す斜視図である。
【図15】 この発明に関する中空電子放出用電子銃を
一部破断して示す斜視図である。
一部破断して示す斜視図である。
【図16】 この発明に関する中空電子放出用電子銃を
示す断面図である。
示す断面図である。
【図17】 この発明に関する中空電子放出用電子銃を
一部破断して示す斜視図である。
一部破断して示す斜視図である。
【図18】 この発明に関する中空電子放出用電子銃を
一部破断して示す斜視図である。
一部破断して示す斜視図である。
【図19】 この発明に関する中空電子放出用電子銃を
示す断面図である。
示す断面図である。
【図20】 この発明に関する中空電子放出用電子銃を
示す断面図である。
示す断面図である。
【図21】 この発明に関する中空電子放出用電子銃を
示す断面図である。
示す断面図である。
【図22】 この発明に関する中空電子放出用電子銃を
示す断面図である。
示す断面図である。
【図23】 この発明に関する中空電子放出用電子銃を
示す断面図である。
示す断面図である。
【図24】 この発明に関する中空電子放出用電子銃を
示す断面図である。
示す断面図である。
【図25】 この発明に関する中空電子放出用電子銃を
示す断面図である。
示す断面図である。
【図26】 この発明に関する中空電子放出用電子銃を
示す断面図である。
示す断面図である。
1 陰極
2 電子放出環帯
3 陰極支持機構
4 陽極
5 ヒータ線
7 絶縁体
8 ヒータ支持柱絶縁体
10 電圧供給導体
12 連通経路
14 貫通穴
15 陽極の外側を通る排気経路
16 接続部品
17 排気スリット
18 金属製網
19 非蒸発型ゲッタポンプ
22 ヒータ
23 連通経路
24 電界集中を緩和する部品
25 チタンゲッタポンプ
28 遮蔽板
29 電界集中を緩和する部品
39 電子銃部
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平4−351836(JP,A)
特開 昭62−97232(JP,A)
特開 昭62−133641(JP,A)
特開 平5−234527(JP,A)
特開 平4−286837(JP,A)
実開 昭63−121354(JP,U)
(58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名)
H01J 23/06 - 23/07
H01J 25/00
Claims (2)
- 【請求項1】 電子放出環帯を有する陰極と、この陰極
の周囲に設けられた中空円筒状の陽極と、前記電子放出
環帯を加熱するヒータとを真空雰囲気中に配置した中空
電子ビーム放出用電子銃において、前記陽極の前記陰極
に対向する部分における肉厚をそれ以外の部分よりも薄
く形成し、その肉厚の薄い部分に貫通穴を設けたことを
特徴とする中空電子ビーム放出用電子銃。 - 【請求項2】 前記貫通穴は、前記電子放出環帯に対向
する部分以外に設けたことを特徴とする請求項1に記載
の中空電子ビーム放出用電子銃。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05213993A JP3401821B2 (ja) | 1993-03-12 | 1993-03-12 | 中空電子ビーム放出用電子銃 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05213993A JP3401821B2 (ja) | 1993-03-12 | 1993-03-12 | 中空電子ビーム放出用電子銃 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001321479A Division JP3412625B2 (ja) | 2001-10-19 | 2001-10-19 | 中空電子ビーム放出用電子銃 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06267442A JPH06267442A (ja) | 1994-09-22 |
| JP3401821B2 true JP3401821B2 (ja) | 2003-04-28 |
Family
ID=12906545
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05213993A Expired - Fee Related JP3401821B2 (ja) | 1993-03-12 | 1993-03-12 | 中空電子ビーム放出用電子銃 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3401821B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110828261A (zh) * | 2019-12-12 | 2020-02-21 | 安泰德智能装备(深圳)有限公司 | 电子枪框架及空间行波管 |
-
1993
- 1993-03-12 JP JP05213993A patent/JP3401821B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06267442A (ja) | 1994-09-22 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |