JPH0532925Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は衛星に塔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改
良に関するものである。衛星に塔載される高出力
の進行波管では、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、能率の
向上を図ることが必要である。このため、コレク
タ電極を複数個に分割してそれぞれに異なつた電
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できるだけ熱損
失を発生しないように捕捉する多段コレクタが一
般に用いられる。また、コレクタで発生する熱が
多いので衛星本体の温度上昇を防ぐため、コレク
タを衛星外壁の外に突き出した状態で進行波管を
衛星に据えつけて、コレクタで発生する熱を直接
に宇宙空間に輻射によつて放散する輻射冷却形コ
レクタが用いられる。このような衛星塔載用進行
波管に用いられる輻射冷却形多段コレクタには、
小形軽量、振動および温度などの環境条件に対す
る信頼性が特に要求される。

このような多段コレクタの従来のものは、薄い
金属板で所要の形状に作つた各コレクタ電極と、
中心軸対称の数か所に配設した所要の高さの円柱
状の磁器製絶縁体とを交互に積み重ねて、各コレ
クタ電極を所要の位置に配設し、更に両端の磁器
製絶縁体を金属製支持部材に接続し、更にこの金
属製支持部材を前記の全構造を覆う金属製真空外
囲器に接続した構造になつている。この構造にお
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、
更に各コレクタ電極から真空外囲器へ伝達され
る。これに加えて伝導によつても温度の高いコレ
クタ電極から磁器製絶縁体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る。そ
して結局は真空外囲器から宇宙空間へ輻射によつ
て放散される。

ところで、このような熱の伝達ないし放散、特
にコレクタ電極から真空外囲器への伝達に関して
は、伝導経路であるコレクタ電極と磁器製絶縁体
との接続部など各接続部の熱抵抗が十分に小さく
なければ有効に熱が伝達されない。しかしなが
ら、このような接続部を熱抵抗が小さく、しかも
頑丈に作ることは、金属と磁器製絶縁体との熱膨
張係数が異なることおよびコレクタ構造の各部で
温度が異なる、すなわち温度分布が生じることな
どのため困難である。そのため種々の工夫がなさ
れているが、特に無励振時にコレクタで発生する
熱のほとんど大部分が発生する最終段コレクタ電
極の中央部を磁器製絶縁体を介して円筒形真空外
囲器の底面に接続部の熱抵抗が小さくなるように
接続することにより伝導により有効に熱の伝達が
行なえ、しかも磁器製絶縁体の破損などの生じな
いように工夫されたコレクタ構造が実願昭55−
125923に示されている。この構造は接続部を単に
接触させるだけとし、この接触状態を保つために
真空外囲器の底面の外側に設けたバネによりこの
底面を内側に押すようにされている。しかしなが
ら、十分な接触状態を保つためにはかなり大きな
バネが必要であり、そのためにコレクタの外形と
重量が大きくなるという欠点があつた。更に進行
波管の動作・非動作すなわちコレクタの温度上
昇・下降の繰り返しによりバネに作用する繰り返
し荷重のためにバネが疲労して破断する恐れがあ
るので、非常に高い信頼度の要求される衛星塔載
用進行波管に使用するためには、バネ自身の信頼
性評価を実施しなければならないといつた煩わし
さがあつた。

この考案はこのような従来の欠点を取り除いた
多段コレクタを提供するもので、最終段電極と真
空外囲器の底面とを磁器製絶縁体を介してろう付
により接合するようにしたものである。この考案
は接合部の熱抵抗を小さくするために広い面積に
わたつて磁器製絶縁体と金属とをろう付するよう
にしているが、両者の熱膨張係数が異なるために
生じる恐れのある磁器製絶縁体の破壊を防ぐため
の工夫を施してある。

次にこの考案を図面を参照しながら説明する。
第１図はこの考案の第１の実施例を示す断面図で
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および円筒形の薄肉金属製
の真空外囲器４がろう付されている。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のコレクタ電極８，９，１０，１１は所要
の高さの円柱状の磁器製絶縁体１２により中心軸
対称の数か所で中心軸方向に所要の間隔を保たれ
て、磁器製絶縁体１２の第１コレクタ電極側を支
持板７に、第４コレクタ電極側を支持板１３に接
続されている。磁器製絶縁体１２の内側には第１
なし第４の各コレクタ電極にあけられた穴を貫通
してネジ１４および絶縁管１５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を通つてナツト１６により締めつけられ
ている。支持板１３は真空外囲器４および５の接
続部に接続されている。第４コレクタ電極１１の
中央部には磁器製絶縁板１７がろう付され、これ
の反対側には金属部材１８がろう付されている。
この金属部材１８は真空外囲器５に数個のネジ１
９により固定され、その外側には真空外囲器２０
が真空外囲器５にアーク溶接により接続されてい
る。支持板２には磁器製絶縁管２１がろう付さ
れ、これによつて各コレクタ電極へ給電するリー
ド線２２が封止されて真空外囲器の外側から内側
へ貫通して導びかれている。

このような構成において、第１ないし第４コレ
クタ電極には、その順にボデイ電位からの電位低
下量の大きい電圧がリード線によつて印加され
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、順に速度の遅い電子は第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、更に各コレク
タ電極から真空外囲器に伝達される。熱の残りは
磁器製絶縁体１２を通つて伝導により支持板７お
よび１３に伝達されて、更に伝導により真空外囲
器に伝達される。更に熱の一部は第４コレクタ電
極１１から磁器製絶縁板１７、および金属部材１
８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。

特に第４コレクタ電極の中央部が真空外囲器と
磁器製絶縁板を介してろう付により接続されてい
るので接続部の熱抵抗が小さくなり、低い温度差
で多量の熱が第４コレクタ電極から真空外囲器に
伝達される。とりわけ無励振時には電子ビームの
ほとんど大部分が第４コレクタ電極に入射するの
で、第４コレクタ電極の温度が最も高くなるが、
前記のように低い温度差で熱が伝達されて第４コ
レクタ電極の温度上昇が抑えられる。したがつ
て、コレクタ電極が高温になるためにガス放出を
招いて管内真空度の劣化ひいてはそれによる動作
不良を生じるなどということはない。

ところでこのろう付部は熱抵抗を小さくするた
めに広い面積にわたつて磁器製絶縁板と金属とを
ろう付しているが、両者の熱膨張係数の違いによ
り生じる恐れのある磁器製絶縁板の割れ、欠けな
どが生じてはいけない。もし割れや欠けが生じれ
ば、電気絶縁不良が生じたり、熱抵抗が増加して
第４コレクタ電極の温度上昇を生じたりする。こ
のようなことの生じないように磁器製絶縁板１７
にろう付される第４コレクタ電極１１および金属
部材１８について、ろう付される部分の肉厚を薄
くすると共に、ろう付される部分の面積を等しく
している。このようにすることにより、熱膨張係
数の違いによつてろう付部に生じる応力による磁
器製絶縁板の破壊を、ろう付された金属の変形並
びに磁器製絶縁板の両側に生じる応力が均衡する
ことによつて防ぐことができる。したがつて、２
つの金属は同じ材質、特に軟くて熱伝導の良い銅
が望ましい。更に変形しやすいように、金属のろ
う付される部分に格子状の溝を設けることが望ま
しい。

第２図は、この考案の第２の実施例の一部を示
す断面図である。第１の実施例と比較すると、磁
器製絶縁板１７の両側にろう付された第４コレク
タ電極１１および金属部材１８のそれぞれの上に
更に磁器製絶縁板の熱膨張係数に近い金属の板２
３をろう付した点が異なつている。磁器製絶縁板
の材質がアルミナセラミツクの場合には金属板２
３の材質はモリブデンが適している。このように
することにより、磁器製絶縁板１７と金属１１，
１８とのろう付部に生じる応力が、金属１１，１
８と金属板２３のろう付部に生じる応力によつて
それぞれ均衡して打消される。したがつて磁器製
絶縁板の破壊が第１の実施例の場合よりも更に生
じにくくなる。

尚、上記の実施例では４段のコレクタ電極の場
合について説明したが、この考案が上記実施例と
同様の態様でコレクタ電極数の異なる場合にも適
用できるのはもちろんである。

以上詳細に説明したように、この考案による多
段コレクタは最終段コレクタ電極がろう付によつ
て真空外囲器に接続されるので、最終段コレクタ
電極で発生した熱を低い温度差で真空外囲器に伝
達することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の第１の実施例を示す断面
図、第２図はこの考案の第２の実施例を示す断面
図である。 １……ボデイ、２，７，１３……支持板、４，
５，２０……真空外囲器、８，９，１０，１１…
…第１，２，３，４コレクタ電極、１２……磁器
製絶縁体、１７……磁器製絶縁板、１８……金属
部材、２３……金属板。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 複数のコレクタ電極が磁器製絶縁体を介して
   コレクタ真空外囲器の内側に配設された輻射冷
   却形多段コレクタにおいて、最終段コレクタ電
   極と金属部材とをその間に磁器製絶縁板を介し
   てろう付により接合し、更に前記金属部材を前
   記コレクタ真空外囲器に接続し、かつ前記最終
   段コレクタ電極と金属部材それぞれが磁器製絶
   縁板にろう付される部分の肉厚を薄くすると共
   に、面積を等しくしたことを特徴とする輻射冷
   却形多段コレクタ。 (2) 最終段コレクタ電極と金属部材それぞれが磁
   器製絶縁板にろう付される部分の上に、磁器製
   絶縁板の熱膨張係数に近い金属の板をろう付し
   たことを特徴とする実用新案登録請求の範囲第
   １項記載の輻射冷却形多段コレクタ。