JPH05174758A - 電子銃装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 カソードとカソードのサポートの変形を常に
防止することができる電子銃装置を実現することを目的
としている。 【構成】 ライン状のフィラメントから放出される第１
の熱電子をライン状のカソードに衝突させて第２の熱電
子を発生させ、この第２の熱電子をカソードを両側から
挟むようにカソードと平行に対向配置されたグリッドで
集束形成し、集束形成された熱電子をアノードを介して
電子ビームとして取り出すように構成した電子銃装置に
おいて、前記カソードの両端部に配置され、カソードを
その一端で支持するための板状のサポートと、サポート
が他端を起点として傾斜し得るようにサポートの他端に
おいてサポートを保持する保持部材とを備え、カソード
の熱膨張，収縮をサポートの傾斜によって吸収するよう
に構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子銃装置に関し、更
に詳しくはライン状の電子ビームを出力する電子銃装置
のカソードの支持構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子銃装置の一種に、ライン状の電子ビ
ームを出力するように構成されたものがある。

【０００３】図４は、このような電子銃装置の概念構成
図である。図において、１はライン状に形成されたフィ
ラメントであり、通電に応じて第１の熱電子２を放出す
る。３は例えば100mm 程度の長さのライン状に形成され
たカソードであり、一定の間隔を保ってフィラメント１
と対向するように配置されている。カソード３はコの字
状に形成され、カソード支持体３ａによって支持されて
いる。カソード３はフィラメント１に対して所定の電位
差を持っている。フィラメント１から放出される第１の
熱電子２は、電位差により加速されてカソード３に衝突
し、カソード３を加熱する。カソード３は加熱に応じて
第２の熱電子４を放出する。

【０００４】５はグリッドであり、フィラメント１を内
包する第１のカバー６の端面に固定されている。グリッ
ド５は、カソード３から出力される第２の熱電子４の集
束状態を制御する。７はアノードであり、第２のカバー
８の開口部の内周に固定されている。アノード７は、グ
リッド５で集束制御された第２の熱電子４を加速して電
子ビーム９として引き出す。

【０００５】なお、例えば、カソード３に加速電圧を印
加しないとき、フィラメント１には−２ＫＶが加えら
れ、カソード３は０Ｖに保たれ、グリッド５には−６Ｋ
Ｖが加えられる。これにより、フィラメント１とカソー
ド３の電位差は２ＫＶとなり、カソード３とグリッド５
の電位差は６ＫＶとなり、フィラメント１とグリッド５
の電位差は４ＫＶになる。そして、カソード３は、フィ
ラメント１から出力される第１の熱電子の衝撃により、
2000°Ｋ以上の高温に加熱されることになる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述した構成の電子銃
における従来のカソードの支持構造を図５と図６に示
す。図５は上面図、図６は側面図であり、図４と同一部
分には同一番号が付されている。フィラメント１は、電
子銃本体部にフィラメント支持部１０を介して固定され
ている。カソード３は、グリッド５に固定された絶縁碍
子１１にカソード長手方向に対して直交するように配置
されたサポート１２を用いて固定されている。カソード
３の両端部には、圧入されたピン１３が設けられてお
り、このピン１３は、サポート１２に設けられたピン穴
１４に挿入される。

【０００７】このような構成において、カソード３が高
温で加熱されることによって熱膨張して伸びた場合に
は、ピン１３のスライドによって吸収され、カソード３
とグリッド５との相対的な位置関係を常にほぼ一定に保
つことができる。カソード３からの熱の流出は、サポー
ト１２の肉厚をできる限り薄くしたり、絶縁碍子１１で
サポート１２とグリッド５との間を熱絶縁して温度勾配
を小さくすることによりかなり少なくでき、温度安定度
を高めることができる。

【０００８】しかしながら、この図５，図６による電子
銃を製作し、実験したところ、次のような問題が生じ
た。すなわち、カソード３の加熱中、カソードのピン１
３とサポート１２のピン穴１４との間、カソード両端面
とサポート側面との間に、カソードが高温に加熱される
ことに伴って、熱拡散による接着現象が生じることが明
らかとなった。この結果、カソードの熱膨張や収縮に伴
うピン１３のスライドが困難となり、結果としてカソー
ド３やサポート１２の変形が生じ、更に、各電極間の相
対的位置関係が狂い、電子ビームの集束性や被加熱物上
に照射される電子ビームの電子密度の悪化が生じた。

【０００９】本発明は、このような点に鑑みてなされた
もので、その目的は、カソードの熱膨張，収縮を常に吸
収し、カソードとカソードのサポートの変形を常に防止
することができる電子銃装置を実現するにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明に基づく電子銃装
置は、ライン状のフィラメントから放出される第１の熱
電子をライン状のカソードに衝突させて第２の熱電子を
発生させ、この第２の熱電子をカソードを両側から挟む
ようにカソードと平行に対向配置されたグリッドで集束
形成し、集束形成された熱電子をアノードを介して電子
ビームとして取り出すように構成した電子銃装置におい
て、前記カソードの両端部に配置され、カソードをその
一端で支持するための板状のサポートと、サポートが他
端を起点として傾斜し得るようにサポートの他端におい
てサポートを保持する保持部材とを備え、カソードの熱
膨張，収縮をサポートの傾斜によって吸収するように構
成したことを特徴としている。

【００１１】

【作用】カソードをその一端で支持するための板状のサ
ポートと、サポートが他端を起点として傾斜し得るよう
にサポートの他端においてサポートを保持する保持部材
とを備え、カソードの熱膨張，収縮をサポートの傾斜に
よって吸収する。

【００１２】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。図１〜図３は、本発明の一実施例を示して
いるが、図５，図６と同一部分は同一番号が付されてい
る。この実施例におけるカソード３，フィラメント１，
グリッド５などの各構成要素の位置関係は、基本的に
は、図５，図６に示した構成と同一であり、本発明は、
カソード３の支持構造に特徴を有している。図１は、本
発明の一実施例におけるカソード３とサポート１５の接
続部分を拡大した図、図２（ａ）は、カソード支持構造
の全体の側面図、図２（ｂ）は、その上面図である。こ
れらの図において、カソード３には、３本のピン１６，
１７，１８が圧入されている。また、図６に示したサポ
ート１２と同じ山状の形状のサポート１５の先端部分に
は、２本のピン１６，１８が差し込めるように２つのピ
ン穴１９，２０が開けられている。このピン穴１９，２
０の形状は、ピン１６，１８がサポート１５から抜けな
いように、そして、ピン１６，１８とサポート１５の接
触面積を極力減らすようにされており、この図１の例で
は、座ぐら穴とラッパ形状の穴が開けられている。真ん
中のピン１７は、カソード３の両端部とサポート１５と
の位置決めと、サポート１５がカソード３からの熱伝導
および熱輻射の影響を少なくする効果をもたらすために
設けられている。このピン１７の先端部は球面状にされ
ており、ピン１７とサポート１５との接触面積を極力減
らし、カソード３からサポート１５への熱伝導と、ピン
１７との接着を防止している。ピン１６，１８の先端部
は、ピン穴１９，２０からピン１６，１８が抜けないよ
うに、ピン穴１９，２０の径より若干大きな径とされて
いる。

【００１３】上記サポート１５は、タングステンなどで
板状に形成されており、他からの応力による変形を防止
するため、２mm以上の厚さとされている。サポート１５
の両端部には、ネジ穴２１，２２が穿たれており、この
ネジ穴２１，２２には、絶縁碍子２３，２４に差し込ま
れたネジ２５，２６が嵌め込まれている。このネジ２
５，２６に対し、ナット２７，２８を締め付けることに
より、サポート１５の両端部は固定される。ネジ穴２
１，２２は、一方が丸穴、他方が長穴とされており、サ
ポート１５の熱膨張をこの長穴部で吸収できる構造とな
っている。また、サポート１５がカソード３の長手方向
に傾斜する際、ネジ２５，２６とネジ穴２１，２２とが
引っ掛からないように、ネジ穴２１，２２を図２
（ａ），（ｂ）に示すように傾斜をつけた穴形状として
いる。

【００１４】次に、上述したカソードの指示構造を用い
た電子銃の基本動作を図３（ａ），（ｂ）を用いて説明
する。この図３（ａ），（ｂ）においては、電子銃の室
温時，加熱時のカソード３とフィラメント１およびサポ
ート１５の位置関係が示されている。図３（ａ）の電子
銃室温時の状態で、カソード３を加熱すると、カソード
３は熱膨張する。このカソード３の膨脹は、図３（ｂ）
に示すように、サポート１５が傾斜することによって吸
収される。ここで、カソード３の長さが１００mmで、タ
ングステンで形成されている場合、十分な電子ビームの
電流を発生させるために、２５００°Ｋ以上に加熱され
る。この温度のとき、カソード３が熱膨張で１．２mm伸
びるとすると、サポート１５でこの熱膨張を吸収するた
めには、サポート１５がカソード３とは逆のほうに傾斜
し、図３（ａ）のＡ，Ｂ点の位置が、図３（ｂ）の状態
でＣ，Ｄの点に０．６mmづつ移動できれば良いことにな
る。そのため、本発明の実施例では、サポート１５を碍
子２３，２４に固定する際、ナット２７，２８の位置を
動かし、図３（ａ）に示したＥの距離を変え、サポート
１５の傾斜角の調整を行い、サポート１５の所望範囲の
傾斜を可能としている。なお、電子銃組立て時には、サ
ポート１５をカソード３側に倒した後、その位置で碍子
２３，２４の位置決定をし、固定することが望ましい。
また、電子銃の加熱中、サポート１５の傾斜でカソード
３のＺ方向位置が若干移動し、グリッドとカソードとの
相対位置が変化してしまうので、電子銃組立て時には、
この移動を考慮し、グリッドとカソードの位置関係のオ
フセットを行う必要がある。

【００１５】なお、従来の電子銃では、カソードを所定
の温度に加熱した際のカソード両端部とサポート側面と
の接触により、カソード３の長手方向の位置が決められ
ていた。このような構成では、サポート自体がフィラメ
ントからのボンバード加熱により高温となり、クリープ
現象による変形が起こりやすい状態にあった。本発明で
は、図１〜図２に示したように、サポート１５の位置を
カソード３から所定距離離すように構成したので、サポ
ート１５は、フィラメント１からのボンバード加熱やカ
ソード３からの熱伝導，熱輻射の影響を受けることが少
なくなり、サポート１５の温度が上がらないようにされ
ている。更に、図１より明らかなように、ピン１６，１
８により、カソード３両端とサポート１５との距離が、
定められた範囲内で一定となり、前に述べたサポート１
５の初期設定により、カソード３が所定の温度に加熱さ
れたとき、常にカソード長手方向の位置を同位置に保つ
ことが可能となっている。

【００１６】以上本発明の一実施例を説明したが、本発
明はこの実施例に限定されない。例えば、サポートの形
状を山状としたが、それ以外の形状であっても良い。

【００１７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、カソ
ードをその一端で支持するための板状のサポートと、サ
ポートが他端を起点として傾斜し得るようにサポートの
他端においてサポートを保持する保持部材とを備え、カ
ソードの熱膨張，収縮をサポートの傾斜によって吸収す
るように構成したので、従来のようにピンのスライド不
良によるカソードやサポートの変形を防止することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に基づく電子銃装置のカソードの支持部
分を示す図である。

【図２】本発明に基づく電子銃装置のカソードの支持部
分を示す図である。

【図３】電子銃の室温時と加熱時におけるカソード支持
部分の状態を示す図である。

【図４】従来の電子銃装置の概念構成図である。

【図５】従来のカソード支持部分を示す図である。

【図６】従来のカソード支持部分を示す図である。

【符号の説明】

１ フィラメント ３ カソード ５ グリッド ７ アノード １２ サポート １３ ピン １４ ピン穴 １５ サポート １６，１７，１８ ピン １９，２０ ピン穴 ２１，２２ ネジ穴 ２３，２４ 絶縁碍子 ２５，２６ ネジ ２７，２８ ナット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高島 徹 東京都昭島市武蔵野三丁目１番２号 日本 電子株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ライン状のフィラメントから放出される
   第１の熱電子をライン状のカソードに衝突させて第２の
   熱電子を発生させ、この第２の熱電子をカソードを両側
   から挟むようにカソードと平行に対向配置されたグリッ
   ドで集束形成し、集束形成された熱電子をアノードを介
   して電子ビームとして取り出すように構成した電子銃装
   置において、前記カソードの両端部に配置され、カソー
   ドをその一端で支持するための板状のサポートと、サポ
   ートが他端を起点として傾斜し得るようにサポートの他
   端においてサポートを保持する保持部材とを備え、カソ
   ードの熱膨張，収縮をサポートの傾斜によって吸収する
   ように構成した電子銃装置。