JPH0329875Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は人工衛星に搭載される高出力進行波管
に主として用いられる輻射冷却形多段コレクタの
構造に関する。

従来の技術 人工衛星に搭載される高出力の進行波管は、コ
レクタにおいて熱損失として消費される電力をで
きるだけ少なくして効率を高める必要がある。そ
こで、複数個のコレクタ電極を装備して、その
各々の電極に異なつた電圧を印加することによ
り、高周波との相互作用を終えて速度分布をもつ
ようになつた電子ビームをそれぞれの速度に応じ
て弁別して捕捉し、熱損失を最小限に止めるよう
に構成された多段コレクタが用いられる。

また、人工衛星に搭載される進行波管は、コレ
クタで発生する熱が人工衛星本体の温度上昇を招
くことを防止するため、コレクタの真空外囲器を
人工衛星の構造体の外に突き出して、発生する熱
を直接に宇宙空間に輻射させて放散するように構
成された輻射冷却形コレクタが用いられている。

従来用いられている多段コレクタは、金属性真
空外囲器と、該外囲器内に配置された該外囲器に
対して固定された複数の金属性ネジ付棒状部材
と、該ネジ付棒状部材に装着された筒状絶縁体
と、該筒状絶縁体上に更に装着された複数の絶縁
性スペーサと、外周部が該筒状スペーサ間に支持
されて、前記ネジ付棒状部材の軸方向に互いに離
隔された複数コレクタ電極と、前記ネジ付棒状部
材に螺着されて、前記筒状スペーサ間にコレクタ
電極を挟持固定するナツトとを備えた構造になつ
ている。

この構造ような構造を有するコレクタにおい
て、各コレクタ電極で発生した熱は、輻射によつ
て、温度の高いコレクタ電極から温度の低い電極
へ伝達され更に各コレクタ電極から真空外囲器へ
伝達され、また伝導によつても温度の高いコレク
タ電極から絶縁性スペーサおよび温度の低いコレ
クタ電極などを経て真空外囲器へ伝達され、つい
には真空外囲器から宇宙空間へ輻射によつて放散
される。

このように、コレクタ電極で発生した熱はコレ
クタ全体の温度を高めるので、材質の異なる部材
の接触部は、夫々の材質の熱膨張差により破損す
る恐れがあるので、ろう付等により固着すること
は好ましくない。従つて多段電極を有するコレク
タでは、電極および絶縁体の組立およびそれらの
支持部材への取りつけをネジ、ナツトを用いて機
械的に締めつける構造とし、ネジ付棒状部材の一
端には皿状バネワツシヤを挿入し、その弾性力を
利用して各コレクタ電極およびスペーサを圧着し
て構成部材の熱膨張の違いによる接触部位の破損
を避けながら各部材の機械的安定を保つように構
成されている。

このように輻射冷却形多段コレクタは、人工衛
星に搭載される進行波管に用いられるという特殊
な用途に鑑みて、小形かつ軽量であると同時に、
機械的な振動あるいは温度等の環境条件の変化に
対して極めて高い信頼性が求められ、その構造の
機械的安定性は非常に高いものが要求される。

考案が解決しようとする問題点 人工衛星の打ち上げには、非常に大きな振動お
よび衝撃が伴い、これらは、人工衛星の構造物た
る進行波管にも当然及ぶことになる。

これらの高出力電子管の絶縁部材は、通常その
絶縁性の高さから磁器製のものが採用されている
がこの素材は衝撃等に対して脆いという特性を有
する材料である。

そこで、上述した従来のコレクタの構造では、
バネワツシヤにより熱膨張差を吸収しつつ機械的
安定を達成している。しかし、その弾性支持は、
各電極とそれに挟持されるコレクタ電極のみであ
り、このバネワツシヤによる弾性支持はネジ付棒
状部材に装着されている筒状絶縁体には及ばな
い。

しかるに、ネジと電極の間に挿入される筒状絶
縁体は、コレクタを構成する他の部材との熱膨張
の違いを考慮し、絶縁性スペーサとコレクタ電極
を交互に積み重ねて得られる長さよりも多少短く
なつている。このために、熱膨張率の大きい部
材、主に金属部材が膨張状態にある時は、前記筒
状絶縁体は、絶縁性スペーサの内部に画成される
管状の空間内に動いてしまう。

このように、筒状絶縁体は必ずしも常に固定さ
れた状態にはないので、これらの振動・衝撃を受
けた際に、該筒状絶縁体をコレクタ電極、絶縁性
スペーサ、及び金属製支持部材、ネジとの表面で
擦れ合いあるいは衝突する。その結果、微少な金
属くずを生成し、これがコレクタ電極間の絶縁劣
化あるいは摩擦によるガス放出による管内真空度
の劣化を招くばかりか、最悪の場合はこの絶縁性
スペーサ及び筒状絶縁体自体が破壊される恐れが
ある。

問題点を解決するための手段 本考案はこのような従来の欠点を取り除き、振
動、衝撃を受けても絶縁性スペーサあるいは筒状
絶縁体の破損の恐れの少ない、即ち、人工衛星に
搭載される高出力進行波管の構成部材としてより
好ましい輻射冷却形多段コレクタを提供すること
を目的としている。

即ち、筒状絶縁体を構造上安定させることによ
り、進行波管に振動、衝撃が加わつた際に、筒状
絶縁体がコレクタ電極、絶縁性スペーサあるいは
金属製支持部材と擦れ合いあるいは衝突すること
を防止し、輻射冷却形多段コレクタの機械的振動
あるいは衝撃に対する信頼性を向上させたもので
ある。

本考案により、金属性真空外囲器と、該外囲器
内に配置された該外囲器に対して固定された複数
の金属性ネジ付棒状部材と、該ネジ付棒状部材に
装着された筒状絶縁体と、該筒状絶縁体上に更に
装着された複数の絶縁性スペーサと、外周部が該
筒状スペーサ間に支持されて、前記ネジ付棒状部
材の軸方向に互いに離隔された複数コレクタ電極
と、前記ネジ付棒状部材に螺着されて、前記筒状
スペーサ間にコレクタ電極を挟持固定するナツト
とを備える輻射冷却形多段コレクタにおいて、前
記棒状部材上に装着されて前記筒状絶縁体に対し
て軸方向に力の作用するコイルバネを具備したこ
とを特徴とする上記輻射冷却形多段コレクタが提
供される。

作 用 上述のような構造を有する本考案にかかるコレ
クタでは、各コレクタ電極と絶縁性スペーサはネ
ジとナツトにより皿状バネワツシヤを介して軸方
向に強く締め付けられるので、外部から振動、衝
撃が加わつてもスペーサ等が他の部材と擦れ合つ
たりしない。一方、筒状絶縁体はスプリングコイ
ルにより支持部材のいずれかに向かつて押しつけ
られているので、筒状絶縁体がずれたりすること
はない。従つて、全体として常に安定した状態に
ある。

実施例 次にこの本考案について添付の図面を参照しな
がらより具体的に説明する。

第１図は、本考案になる多段コレクタをその中
心軸が通る平面で切つた様子を示す断面概略図で
ある。

ボデイ１（一部のみ図示）にコレクタを支持す
る支持板２がろう付され、この支持板２にステン
レス製ベローズ３を介して円筒形の薄肉金属製の
真空外囲器４がろう付され、この真空外囲器４と
皿形の薄肉金属製の真空外囲器５がそれぞれのつ
ば部において支持板１３を挟持するようにアーク
溶接されてコレクタの真空外囲器が形成されてい
る。また支持板２にはステンレス製支柱６を介し
て支持板７がろう付されている。この支持板７の
外縁部はベローズ３と真空外囲器４との接続部に
ろう付されている。薄い金属板で所要の形状に作
られた第１ないし第４の各コレクタ電極８，９，
１０，１１は、磁器製スペーサ１２により、中心
軸対称の数カ所で中心軸方向に所要の間隔を保た
れて支持されている。そして、絶縁性スペーサ１
２の第１コレクタ電極８側は支持体７に、第４コ
レクタ電極１１側は支持板１３に接続されてい
る。絶縁性スペーサ１２の内側には第１ないし第
４の各コレクタ電極にあけられた穴を貫通してネ
ジ付棒状部材１４、磁器性絶縁管１５及びスプリ
ングコイル２０が通つており、ネジ１４の一端は
支持板７にろう付され、他端は支持板１３を通つ
て皿状バネワツシヤ１６、２枚を対向させ配置し
た後、平ワツシヤ１７を介してナツト１８により
締めつけられている。第４コレクタ電極１１の中
央部は磁器製絶縁部材１９を介して真空外囲器５
の底面中央部に当接している。

このような構成の、本考案にかかるコレクタに
おいて、第１ないし第４電極には、その順にボデ
イ電位からの電位低下量の大きい電圧が給電栓
（図示せず）によつて印加される。したがつて高
周波との相互作用により速度分布を生じた電子ビ
ームの内、最も遅い電子は第１コレクタ電極に、
順に速度の速い電子は第２から第４の各コレクタ
電極に入射し、入射するときの速度に応じた熱損
失が発生する。各コレクタ電極で発生した熱は一
部は輻射によつて高温のコレクタ電極から低温の
コレクタ電極に、また各コレクタ電極から真空外
囲器に伝達される。あるいは、絶縁性スペーサ１
２を通つて伝導により支持板７および１３に伝達
されて、更に伝達により真空外囲器に伝達され
る。更に熱の一部は第４のコレクタ電極１１か
ら、磁器製絶縁部材１９を通つて伝導により真空
外囲器５に伝達される。支持板７および真空外囲
器４は熱伝導の悪いステンレス製の支柱６および
ベローズ３によつて支持板２と断熱されているの
でコレクタで発生した熱はボデイ側へはほとんど
伝達されずに、コレクタ真空外囲器表面から宇宙
空間へ輻射によつて放散される。

コレクタ電極８，９，１０，１１と絶縁性スペ
ーサ１２はネジ１４とナツト１８により皿状バネ
ワツシヤ１８を介して軸方向に強く締め付けられ
る一方、筒状絶縁体１５はスプリングコイル２０
により、この実施例では支持部材１３に向かつて
押しつけられているので、常に安定した状態にあ
る。従つて、外部から振動、衝撃が加わつても他
部材とすれ合つたり、周囲の部材に強く衝突する
ことはなく、これらの擦過あるいは衝撃のために
筒状絶縁体１５が微粉を生成したりあるいは絶縁
体部材が破損したりするのを防止することができ
る。

考案の効果 以上詳述したように、本考案により提供される
多段コレクタは、その筒状絶縁体がコイルスプリ
ングにより機械的に安定な状態におかれているの
で、振動・衝撃のために他部材と擦れ合いあるい
は衝突することはなく、それらに起因する絶縁の
劣化、管内真空度の劣化および絶縁性スペーサあ
るいは筒状絶縁体の破損を回避することができ、
人工衛星の部材としての進行波管の信頼性を大き
く向上することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案に係る輻射冷却形多段コレク
タの１実施例を、その中心軸が通る面において切
つた縦断概略図である。 主な参照番号、１……ボデイ、２，７，１３…
…支持板、４，５……真空外囲器、８，９，１
０，１１……第１〜第４コレクタ電極、１２，１
９……絶縁性スペーサ、１４……ネジ、１５……
筒状絶縁体、１６……皿状バネワツシヤ、１７…
…平ワツシヤ、１８……ナツト、２０……スプリ
ングコイル。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 金属性真空外囲器と、該外囲器内に配置された
   該外囲器に対して固定された複数の金属性ネジ付
   棒状部材と、該ネジ付棒状部材に装着さた筒状絶
   縁体と、該筒状絶縁体上に更に装着された複数の
   絶縁性スペーサと、外周部が該筒状スペーサ間に
   支持されて、前記ネジ付棒状部材の軸方向に互い
   に離隔された複数コレクタ電極と、前記ネジ付棒
   状部材に螺着されて、前記筒状スペーサ間にコレ
   クタ電極を挟持固定するナツトとを備える輻射冷
   却形多段コレクタにおいて、 前記棒状部材上に装着されて前記筒状絶縁体に
   対して軸方向に力の作用するコイルバネを具備し
   たことを特徴とする上記輻射冷却形多段コレク
   タ。