JPH0569257B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、線状ビーム電子銃の陰極であるフイ
ラメントの支持機構に関する。

（従来の技術） 第５図及び第６図を用いて従来の線状ビーム電
子銃のフイラメント支持機構を説明する。図にお
いて、１は絶縁碍子２を保持するケース、３，４
はアルミナ，ステアタイト等の絶縁碍子２に設け
られた電流端子である。電流端子３，４の一方の
端面には穴３ａ，４ａが穿設されており、これら
の穴３ａ，４ａに略門形のフイラメント５の端部
５ａ，５ｂが圧入、溶接等の手段により取付けら
れている。又、６はフイラメント５からの放射電
子流の制御や電子ビームの形状の制御を行うグリ
ツド、７は放射された電子ビームをグリツド６よ
り引出すアノードである。

ここで、電流端子３，４に電圧を印加し、フイ
ラメント５に電流を流すと、フイラメント５の電
気抵抗により、フイラメント５は高温（例えばフ
イラメント５がタングステン線ならば2700K）と
なる。その為、フイラメント５は熱膨張を起こ
し、フイラメント５の中央部５ｃの長さをＬとす
ると、長手方向の伸びΔLは次式で表わされる。

ΔL＝Lα（T_F−T_M） …… ここでα：熱膨張率 T_F：フイラメント加熱後の温度 T_M：フイラメントの常温度 式で表わされるように、フイラメント５の長
さＬが長くなると、フイラメント５の伸びΔLも
増し、フイラメント５はたわみを生じる。そこ
で、第５図及び第６図に示すように絶縁碍子２上
に支持柱８，９を立設し、該支持柱８，９の先端
部８ａ，９ｂをフイラメント５に巻回して、フイ
ラメント５の中央部５ｃを支持し、極力たわみを
少なくするようにしている。

（発明が解決しようとする問題点） 上記構成のフイラメント支持機構においては、
支持柱８，９の先端部８ａ，９ａがフイラメント
５を巻回しているので、先端部８ａ，９ａ近傍の
フイラメント５の断面方向の熱膨張は阻止され、
フイラメント５の径が均一でなくなる。又、支持
柱８，９の先端部８ａ，９ａ近傍のフイラメント
５の熱は、支持柱８，９へも伝達され、フイラメ
ント５の温度分布も不均一となる。更に、支持柱
８，９を設けても、根本的にはたわみが生じてい
る。このような理由により、均一な密度の電子ビ
ームが得られないという問題点があつた。

本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、
その目的は、均一な密度の電子ビームが得られる
線状ビーム電子銃のフイラメント支持機構を提供
することにある。

（問題点を解決するための手段） 上記問題点を解決する本発明は、ほぼコの字形
のフイラメントの端部をバイメタルで支持し、前
記フイラメントの中央部の熱膨張による長手方向
の伸びを前記バイメタルの温度変化による反りで
もつて吸収するようにしたことを特徴とするもの
である。

（作用） 本発明の線状ビーム電子銃のフイラメント支持
機構においては、ほぼコの字形のフイラメントの
中央部の熱膨張による長手方向の伸びは、前記フ
イラメントの端部を支持するバイメタルの温度変
化による反りでもつて吸収される。

（実施例） 次に第１図乃至第４図を用いて、本発明の一実
施例を説明する、尚、これらの図において、従来
例を示す第５図と同一部分には同一符号を付し
て、それらの説明は省略する。

図において、絶縁碍子２上には、電流端子１
１，１２が設けられる。電流端子１１，１２の端
部には、バイメタル１３，１４−端部がそれぞれ
取付けられる。バイメタル１３，１４の他端部に
はフイラメント取付台１５，１６がそれぞれ取付
けられる。フイラメント取付台１５，１６には、
穴１５ａ，１６ａが穿設され、それらの穴１５
ａ，１６ａにほぼコの字形のフイラメント１７の
端部１７ａ，１７ｂが圧入、溶接等の手段により
取付けられている。又、１８，１９は一端がフイ
ラメント取付台１５，１６に他端が電流端子１
１，１２に接続され、柔軟性を有する銅編組線で
ある。２０はフイラメント１７よりの輻射熱が、
絶縁碍子２やバイメタル１３，１４等に直接当た
るのを防止する防熱板で、取付脚２１，２２を介
して絶縁碍子２に取付けられている。そして、バ
イメタル１３，１４は上記の構成において、フイ
ラメント１７に電流を流した場合、フイラメント
１７の熱でもつて、反る。そして、その反り量
は、フイラメント１７の中央部１７ｃの伸び
（ΔL）の半分（ΔL／２）であり、更に、室温か
らフイラメント１７が加熱完了迄（又はその逆）
の間、フイラメント１７の伸び又は収縮に追従
し、フイラメント１７をたわみなく支持するよう
に材質、板厚、長さが選ばれている。

次に上記構成の動作を説明する。

第１図において、電流端子１１，１２に電圧を
印加し、フイラメント１７に電流を流すと、フイ
ラメント１７の電気抵抗により、フイラメント１
７は次式に示す発熱量で加熱され高温となり、熱
膨張を起こす。

Ｐ＝I²Ｒ …… ここで、Ｐ：発熱量（Ｗ） Ｉ：電流（Ａ） Ｒ：抵抗（Ω） ここで、フイラメント１７の材質をタングステ
ン（熱膨張率α＝5.1×10^-6／Ｋ、加熱後の温度
T_H＝2700K）とし、中央部１７ｃの長さＬ＝100
mm、室温T_M＝300Kとするとフイラメント１７の
中央部１７ｃの長手方向の伸びΔLは式より次
のようになる。

ΔL＝Lα（T_F−T_M） ＝100×5.1×10^-6 ×（2700−300） ≒1.2（mm） この時、フイラメント１７の一方の端部１７ａ
に注目すると、伸びはΔL／２となり、第３図の
状態から第４図の状態となる。そして、バイメタ
ル１３はフイラメント１７の中央部１７ｃの伸び
（ΔL）の半分（ΔL／２）の反り量を有している
ので、ΔL／２の伸びを吸収する。又、室温から
加熱完了迄の過程において、バイメタル１３はフ
イラメント１７の伸びに追従し、フイラメント１
７をたわみなく支持する。これは、フイラメント
１７の他方の端部１７ｂにおいても、同様であ
る。

次に、フイラメント１７の加熱状態からフイラ
メント１７への電流を遮断すると、フイラメント
１７は徐々に冷却し、熱収縮を起こし、中央部１
７ｃの長さがＬになる。この時、バイメタル１
３，１４はフイラメント１７の収縮に追従し、フ
イラメント１７をたわみなく支持する。

上記構成によれば、フイラメント１７の中央部
１７ｃの断面方向の熱膨張を阻止するものはな
く、フイラメント１７の径はどんな温度において
も一定である。又、フイラメント１７の中央部１
７ｃは他の部材と接触していないので、温度分布
も一定となる。更に、バイメタル１３，１４によ
りどんな温度においてもたわみは生じない。よつ
て、フイラメント１７からは均一な密度の電子ビ
ームが得られる。

尚、本発明は上記実施例に限るものではない。
バイメタルをフイラメント１７の両端部１７ａ，
１７ｂに設けるのではなく、バイメタルをフイラ
メント１７の一方の端部に設け、他方は絶縁碍子
側に固定とし、１つのバイメタルでフイラメント
１７の中央部１７ｃの伸びΔLを吸収するように
してもよい。又、フイラメント１７への電流がバ
イメタル１３，１４のみで供給できれば、銅編組
線１８，１９は不要となる。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、均一な
電子ビーム密度が得られる線状ビーム電子銃のフ
イラメント支持機構を実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す構成断面図、
第２図は第１図におけるフイラメントの一方の端
部近傍の斜視図、第３図は第１図における加熱前
のフイラメントの一方の端部廻りの断面構成図、
第４図は第１図における加熱後のフイラメントの
一方の端部廻りの断面構成図、第５図は従来例を
示す断面構成図、第６図は第５図におけるフイラ
メントと支持柱近傍の斜視図である。 １……ケース、２……絶縁碍子、３，４，１
１，１２……電流端子、３ａ，４ａ……一方の端
面、５，１７……フイラメント、５ａ，５ｂ，１
７ａ，１７ｂ……端部、５ｃ，１７ｃ……中央
部、６……グリツド、７……アノード、８，９…
…支持柱、１３，１４……バイメタル、１５，１
６……フイラメント取付台、１５ａ，１５ｂ……
穴、１８，１８……銅編組線、２０……防熱板、
２１，２２……取付脚。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ほぼコの字形のフイラメントの端部をバイメ
   タルで支持し、前記フイラメントの中央部の熱膨
   張による長手方向の伸びを前記バイメタルの温度
   変化による反りでもつて吸収するようにしたこと
   を特徴とする線状ビーム電子銃のフイラメント支
   持機構。