JPH0438448Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の技術分野〕 この考案は、クライストロンのようなマイクロ
波電子管の出力部の改良に関する。

〔考案の技術的背景およびその問題点〕

クライストロンのようなマイクロ波電子管の出
力部の構造として、出力空胴に同軸線路が接続さ
れ、その先端に短形導波管が結合される場合があ
る。そして導波管の一部にセラミツク誘電体製の
真空気密窓が設けられる。あるいは同軸線路部の
途中に誘電体気密壁が設けられる場合もある。し
かしこれらは導波管の内部まで真空に排気しなけ
ればならず、また同軸線路と導波管との結合特性
を管の排気後に調整することがほとんどできない
という不都合がある。また出力導波管が管本体と
一体に形成されていると、例えば外部装置への出
力結合構造が制約されてしまう。

〔考案の目的〕

この考案は以上のような不都合を解消し、出力
部の真空領域を必要最小限にとどめるとともに、
出力導波管として任意のものが接続可能であり、
しかも管本体の排気後に同軸線路と出力導波管と
の結合特性を所望に応じて容易に調整しえ、且つ
組立てが容易なマイクロ波電子管の出力部の構造
を提供するものである。

〔考案の概要〕

この考案は、例えばクライストロンのような出
力空胴に結合され内部が真空に保たれる出力空胴
と、この出力空胴に結合された内導体および外導
体を有する同軸線路部とを具備するマイクロ波電
子管の出力部において、同軸路線部の内、外導体
の一端部が上記出力空胴壁に真空気密に接合さ
れ、且つ内導体の外周壁および外導体の内周壁の
間に誘電体気密リングが真空気密に封着されてな
り、この誘電体気密リングの封着位置よりも外方
端がわで内導体先端部分が部品上で分割されてお
り、管本体の排気後にこれを装着又は交換可能に
接続されてなることを特徴とする出力部である。

これによつて、管本体の排気も必要最小限の真
空領域のもとでできる。そして管本体の排気後に
おいて管本体に何ら加工を施すことなく内導体先
端部を所望に応じて装着、又は交換でき任意の出
力結合特性を得ることができる。したがつてま
た、この出力部に結合される出力導波管は任意の
形状、大きさのものを使用して所望の出力結合特
性を得ることができる。

〔考案の実施例〕

以下この考案の実施例を図面を参照しながら説
明する。なお同一部分は同一符号であらわす。

まず第１図により本考案を直進形クライストロ
ンに適用した例の概略構成を説明する。クライス
トロン管本体の一部を構成する中間共振空胴１
１、ドリフト管１２、出力空胴１３、およびコレ
クタ部１４が管軸に沿つて縦列に配設されてい
る。そして出力空胴１３の空胴壁の一部には、内
導体１５および外導体１６からなる同軸線路部１
７が結合され、内導体１５には矢印Ｃの如く冷却
水が循環させられるようになつている。内、外導
体はともにその途中から直径が拡大されて内導体
径大部１８および外導体径大部１９に変換され、
これら径大部において両導体間に誘電体気密リン
グ２０が真空気密に接合されている。そしてこの
気密リング２０の位置よりも内方の分割部２１で
両導体は後述するように軸方向に部品上で分割さ
れており、管の完成状態では電気的および真空気
密的に一体結合されてなる。このようなクライス
トロンの出力部に対して、外部負荷に接続される
例えば短形状の出力導波管２２が接続される。す
なわち外導体径大部１９の先端フランジ部に短形
導波管２２の幅広面２３が接続され、この出力導
波管に形成された結合孔２４から内導体径大部１
８の先端部２５が導波管内に所定長さだけ挿入さ
れる。出力導波管２２の一端部には可動短格板２
６が設けられ、他端開口部２７は外部高周波回路
に接続されるようになつている。

そこで、内導体径大部１８は、誘電体気密リン
グ２０の気密接合位置よりも外方すなわち内導体
先端寄りの位置に内導体分割部２８が設けられ、
ここで内導体先端部２５が管本体の排気後に装着
又は交換可能な構造で設けられている。こうして
出力空胴１３、および同軸線路部１７の誘電体気
密リング２０までの内部空間が真空領域とされ
る。また一体化される内導体１５およびその径大
部１８の中に冷却水が循環される。なお外導体も
後述するようにその内部に冷却水を循環する構造
となつている。

次に第２図および第３図によりこの考案の出力
部の構造および外部負荷に接続される出力導波管
との結合構造について、その好ましい組立て順序
にしたがつて説明する。第２図は組立て順序を説
明するための要部分解半断面図であり、第３図は
その完成構造を示す縦断面図である。まずクライ
ストロンの出力空胴に接続される同軸線路部１７
の外導体１６は、一定直径のまま延長されたうえ
外導体径大部１９に変換される外導体漏斗状部３
１を有し、その径大な開口端部に第１フランジ３
２、外導体第１被溶接薄肉リング３３が鑞接さ
れ、端面に外導体接続用段部３４が形成されてい
る。この外導体の内側に内導体１５が同軸的に設
けられ、これは内導体外管３５および内導体内管
３６により構成され、その内部に冷媒通路３７が
形成されている。内導体外管３５には内導体漏斗
状部３８が接合され、その先端に内導体接続用リ
ング３９が接合されている。この内導体接続用リ
ング３９の内周には半断面Ｕ字状部４０をもつ内
導体第１被溶接薄肉リング４１が接合され、また
先端にはテーパー部４２が形成されている。内導
体漏斗状部３８にはまたその一部に斜め方向の多
数のスリツト４３が穿設された外管シリンダー４
４が接合されており、その先端に複数個のねじ孔
４５が形成されている。内導体内管３６の先端に
は雌ねじを有する内管ねじ筒４６が接合されてい
る。以上の構造体は予め組立てられ出力空胴に一
体的に固定される。

一方、誘電体気密リング２０の部分はこれとは
別個の構造体として次のようにして組立てられ
る。すなわちセラミツクからなる誘電体気密リン
グ２０の外周面には外導体接合用リング４７の薄
肉外壁４８が気密接合され、その外周に複数の
Mo製の外周補強リング４９が巻回されている。
外導体接合用リング４７の下端面には外導体接続
用テーパ部５０、その外周に外導体第２被溶接薄
肉リング５１および第２フランジ５２が鑞接され
ている。外導体接合用リング４７にはまた、薄肉
外壁４８の外周に環状の冷媒室５３が形成される
ように外導体先端シリンダー５４が接合され、そ
の一部に冷却パイプ５５が取付けられている。上
記シリンダ５４の先端部には第３フランジ５６が
固着されている。誘電体気密リング２０の内周面
には内導体接続用リング５７に接合された薄肉内
壁５８が気密接合され、その内周壁にMo製補強
リング５９が配置されている。内導体接続用リン
グ５７の内周部にはシリンダー状の内導体第２被
溶接薄肉リング６０が鑞接され、また薄肉内壁５
８の上端には内導体第１溶接リング６１が接合さ
れている。なお誘電体気密リング２０の内面に
は、マルチパクタ防止用のコーテイング層２０ａ
が被着されている。前述のようにこれらの構造体
はそれ単体で組立てられる。このように、内、外
導体間に気密接合される誘電体気密リングの部分
の構造体をそれ単体で管本体とは独立に組立て得
るので、それらの気密接合部分をきわめて信頼性
の高い接合構造とすることが容易にできる。とく
に誘電体気密リングの内、外周面の気密接合部、
及びマルチパクタ防止用コーテイング層の被着を
きわめて信頼性のあるものとすることが容易にで
きる。また外導体の各被溶接薄肉リングおよび内
導体の各被溶接薄肉リングによる気密接合部には
高周波電流が流れず、これら接合部の破損の危険
が少ない。そして電気的に短絡される外導体接続
用段部、外導体接合用リング、内導体接続用リン
グ、内導体接続用リングにより実質的に高周波電
流が流れる内、外導体壁が構成されるので、大電
力マイクロ波の伝送にも充分耐えることができ
る。しかも内導体の各被溶接薄肉リングによる気
密接合部、および誘電体気密リングの接合部の冷
却も確実に得られ信頼性がすぐれている。さらに
誘電体気密リングが同軸線路部の径大部に接合さ
れているので、誘電体気密リングの高周波電界密
度が緩和されまた加熱や熱応力による破損が防止
され、且つ誘電体気密リングへの電子ビームの一
部の到達も確実に防止される。

以上の構造体とは別に、押えリング６２が用意
される。この押えリング６２は、多数の斜めスリ
ツト６３、複数のボルト６４を挿通するためのボ
ルト孔６５を有する。また内導体径大部１８を構
成する部品すなわち冷媒通路用の内管シリンダー
６６、および外管シリンダー６７をもつ内導体先
端部２５が別に用意される。内管シリンダー６６
の下端には内管漏斗状部６８が接合され、これに
雄ねじが形成された内管ねじ筒６９が結合されて
いる。外管シリンダー６７の下端には内導体第２
溶接リング７０が接合され、またこの外管シリン
ダー６７の上端には内導体先端部２５が外管接合
部７１で鑞接により液密に接合されている。

さて、管の組立てにおいてはまず、前述のよう
にクライストロンの出力空胴に同軸線路部１７
の、内、外導体漏斗状部３１，３８の部分までの
構造体を一体的に組合わせ、これに誘電体気密リ
ング２０の部分の構造体を結合する。すなわち外
導体径大部１９において、その外導体漏斗状部３
１の外導体第１被溶接薄肉リング３３と、外導体
接合用リング４７に設けた外導体第２被溶接薄肉
リング５１とを合致させ、同様に内導体径大部１
８において、内導体漏斗状部３８の内導体第１被
溶接薄肉リング４１と内導体接続用リング５７の
内導体第２被溶接薄肉リング６０とを嵌合させ、
これら先端外周をヘリアーク溶接する。これらの
気密溶接部を夫々符号７２，７３であらわしてい
る。そして外導体の第１フランジ３２と第２フラ
ンジ５２とを複数の締付けボルト７４により、ま
た内導体側において押えリング６２を上方から挿
入し内導体接続用リング５７に当て、ボルト６４
を外管シリンダー４４のねじ孔４５に螺合し、
夫々を締付ける。これによつて外導体は径大部に
おいてその外導体接続用段部３４と外導体接続用
テーパ部５０とが、また内導体は径大部において
そのテーパ部４２と内導体接続用リング５７とが
全周にわたり当接され電気的に短絡される。な
お、外導体１６の内径寸法よりも内導体１５の外
形寸法を大きく形成して出力空胴１３の電子ビー
ム路から誘電体気密リング２０が直接見通せない
ようにしてある。これによつて電子の一部が同軸
線路部１７を通り誘電体気密リング２０に到達す
る不都合を防止している。

この状態で出力空胴から同軸線路部１７の外導
体漏斗状部３１、内導体漏斗状部３８および誘電
体気密リング２０までの空間は真空気密容器を形
づくる。したがつてこの状態でクライストロン管
本体は排気される。その後、内導体の内管ねじ筒
４６に内管シリンダー６６をその内管ねじ筒６９
をねじ込み、次に内導体径大部の一部をなす外管
シリンダー６７を、その内導体第２溶接リング７
０を内導体第１溶接リング６１に嵌合するととも
にそのアーク溶接部７５で接合する。こうして出
力部が組立てられる。

そして出力導波管との接続にあたつては、外導
体先端シリンダー５４の第３フランジ５６を出力
導波管２２の結合孔２４部分に合致させ、複数個
のボルト７６により結合する。動作にあたつて
は、外導体の冷媒通路７７、内導体の冷媒通路３
７、および誘電体気密リング２０のまわり冷媒室
５３に、各々矢印Ｃで示す如く冷媒を循環させ
る。とくに内導体において、冷媒は主として外管
シリンダー４４のスリツト４３を通つて両内導体
被溶接薄肉リング４１，６０を冷却し、更に押え
リング６２のスリツト６３を通り、薄肉内壁５
８、外管シリンダー６７及び内導体先端部２５を
冷却して内管シリンダー６６の内部に流入し内導
体内管３６を通つて外部に排水される。

なお、同軸線路部１７に径大部を形成しない
で、誘電体気密リング２０の位置よりも外方で内
導体を分割し、必要に応じて内導体先端部を装
着、又は交換する構造としてもよい。ただしその
場合は電子が誘電体気密リング２０に到達しない
ように同軸線路部１７の一部を例えばＬ字状に曲
げた形状とすることが望ましい。

第４図に示す実施例は、カツプ状の内導体先端
部２５を誘電体気密リング２０の位置よりも外方
の位置でねじ部８１によりねじ込み、着脱可能に
接合したものである。そしてその内側に液密にシ
ールするためのＯリング８２を設けてある。これ
によつて外導体先端からの突出長Ｌや直径Ｄを所
望に応じて変えるために内導体先端部２５をねじ
部８１から容易に交換できる。

第５図に示す実施例は、内導体先端部２５の外
管シリンダー６７をさらに長く形成し、その先端
に冷媒導入排出用のパイプ８３，８４を設けたも
のである。そして外管シリンダー６７は、誘電体
気密リング２０の位置よりも外方の位置７５で溶
接により結合されている。この出力部に対して
は、出力導波管２２の対向面に内導体先端部２５
のまわりを同軸的にとりまくように同軸導波管部
８５が突設されており、この底面と外管シリンダ
ー６７の先端が電気的に結合されている。８６，
８６…はそのためのボルトを示している。この場
合も内導体先端部２５は、管本体の排気後に出力
導波管の特性に応じて任意の長さと太さ（途中か
ら直径が変化するものでもよい）のものを取付け
ることができる。

〔考案の効果〕

以上の構成を有するこの考案は、同軸線路部が
内導体の外周壁と外導体の内周壁との間に気密封
着された誘電体気密リングの位置よりも外方の位
置で内導体先端部を着脱可能な構造としているた
め、管本体の排気が必要最小限の真空領域のもと
で排気できるため、排気の能率がよく、且つ取扱
いも容易である。また、管本体の排気後に、出力
導波管の特性に応じて内導体先端部の長さ又は太
さ、形状のものを接続でき、結合特性の微調整も
容易にできる。とくに大電力クライストロンのよ
うに、管本体の組立て、排気が困難で、完成後に
は容易に出力部の変更が不可能な電子管にあつて
も、マイクロ波電力の負荷すなわち外部の導波管
やオーブンへの出力結合構造がほとんど制約され
ない。すなわち誘電体気密リングの位置よりも外
方の位置で内導体先端部が排気後に装着又は交換
可能に構成されているため、任意の出力導波管或
いはオーブンなどを適合させることができる。と
くに第３図に示すように容量結合にも、或いは第
５図に示すような誘導結合構造にも、内導体先端
部を交換するだけで適用できる。以上のようにこ
の考案は実用性にすぐれている。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の実施例を示す概略図、第２
図はその要部の分解半断面図、第３図はその要部
縦断面図、第４図および第５図は各々この考案の
他の実施例を示す要部断面図である。 １３……出力空胴、１５……内導体、１６……
外導体、１７……同軸線路部、１８……内導体径
大部、１９……外導体径大部、２０……誘電体気
密リング、２５……内導体先端部、２２……出力
導波管、２８……内導体分割部、６７……内導体
外管シリンダー、８１……ねじ部、８５……同軸
導波管部。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 内部が真空に保たれる出力空胴に、同軸線路部
   の一端部の外導体が電気的および真空気密的に結
   合されるとともに内導体が高周波結合され、上記
   同軸線路部の他端部の外導体が短形出力導波管の
   管壁に電気的に結合されるとともに内導体が短形
   出力導波管の内部に突出されてなるマイクロ波電
   子管の出力部において、 上記同軸線路部は上記短形出力導波管に接続さ
   れる外方端部近傍で内導体および外導体がともに
   径大に拡大され、これら径大部で両導体間に誘電
   体気密リングが真空気密に封着されており、 上記誘電体気密リングが封着された位置からさ
   らに外方に延長された外導体部分が上記短形出力
   導波管の管壁に着脱可能に結合され、且つ上記誘
   電体気密リングが封着された位置の外側近傍にお
   いて上記短形出力導波管の内部に突出する内導体
   先端部分が交換可能に接続されてなることを特徴
   とするマイクロ波電子管の出力部。