JPH0697596B2 - 電子管のセラミツク気密接合部構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は、電子管のセラミック気密接合部構造の改良
に関する。

〔発明の技術的背景およびその問題点〕 例えば大電力多空洞クライストロン、進行波管、ジャイ
ロトロン、大電力マグネトロン、大電力送信管のような
高周波電子管には、それらの電子銃部、共振空洞部、陰
極支持部、高周波出力部などに、セラミック円筒体と金
属支持板との接合部を有する。このようなセラミック円
筒体は、多くの場合高電圧を絶縁する部分や、あるいは
高周波電力が通過される部分に設けられる。例えば大電
力多空洞クライストロンの高周波出力部は、従来第８図
に示すような構成になっている。図中の符号11は出力空
洞、12、13はそのドリフト管、14は空洞壁、15はコレク
タ部、17は出力同軸線路、18はその内導体、18aは内導
体先端部、18bはループ結合部、19は外導体、20はセラ
ミック円筒体、21、22はこのセラミック円筒体の両開口
端部に気密接合された金属支持板、23、24はそれぞれセ
ラミック円筒体と金属支持板との気密接合部、25は矩形
導波管をあらわしている。こうして出力部同軸線路から
矩形導波管に高周波変換されて使用される。

さて気密接合部は、その一方を拡大して示すようにアル
ミナセラミック製円筒体20の開口端面に第１の薄肉封着
金属リング26がろう接部Ｂで気密ろう接され、Ｕ字状に
折返されたうえ他端部が外側に延長されている。この第
１封着金属リング26の裏面にはバックアップリングと通
称される同質のセラミックからなるスペーサリング27が
ろう接固定されている。このスペーサリング27は裏面が
金属支持板21に形成された環状凹部21aに保持されてい
る。金属支持板の環状凹部21aの外周側には、薄肉金属
からなる第２の封着金属リング28が気密ろう接されてい
る。そして第１および第２封着金属リング26、28は、互
いに一部が面合わせされ、大気側の外周先端が符号Ａで
示すように、アーク溶接されている。なお金属支持板の
環状凹部21aの内周部には放電防止用リング29が固定さ
れてあり、また導波管25にも放電防止用リング30が固定
されている。そして固定用フランジ31により結合されて
いる。これら金属支持板21、第１、第２封着リング26、
28、およびセラミック円筒体20により真空気密が維持さ
れる。スペーサリング27は、第１封着リング26とセラミ
ック円筒体20とのろう接部の応力を緩和して保護する機
能を有する。

ところでマイクロ波管の動作においては、高周波電流が
この気密接合部近傍で矢印の如く流れる。そこで問題と
なるのは、第１、第２封着リング26、28の溶接部の内面
が相互にわずかな間隔で面合わせされているためこの部
分で高周波放電が生じやすいことである。これは高周波
電力が比較的小さい場合はほとんど問題にならないが、
数百kw以上の大電力マイクロ波管では無視し得ないもの
となる。このような部分で放電が生じると、封着リング
の局部的発熱のためこれとセラミック材とのろう接部が
損傷されるおそれがある。

このような気密接合構造およびそれによる現象は、出力
部に限らず、例えば実開昭59−16057号公報に開示され
るように外付空洞形の共振器における金属支持板とセラ
ミック円筒体とのろう接部においても同様の現象が生じ
るおそれがある。

〔発明の目的〕

この発明は以上のような不都合を解消し、大電力動作で
もセラミック筒体と金属支持板との気密接合部における
高周波放電を一層確実に抑制し、安定な動作が得られる
高周波電子管のセラミック筒体気密接合部構造を提供す
るものである。

〔発明の概要〕

この発明は、金属支持板に気密接合され高周波を透過す
るセラミック筒体、その端面に気密ろう接された第１の
封着金属リング、この裏面部にろう接固定されたセラミ
ックスペーサリング、および金属支持板に気密接合され
第１封着金属リングに一部が面合わせされて大気側で気
密接合された第２封着金属リングを備え、第１封着金属
リングが、真空領域側で金属支持板に電気的に短絡接触
されスペーサリングを含む空間をセラミック筒体内側空
間から高周波的に遮蔽してなる高周波電子管のセラミッ
ク気密接合部構造である。

それによって、金属支持板とセラミック筒体とを気密接
合し一部が面合わせされ大気側で気密接合された複数の
封着金属リングの内面相互間に高周波電流が流れず、そ
こで高周波放電が発生するおそれが解消される。したが
って安定で、信頼性の高い動作が得られる。

〔発明の実施例〕

以下図面を参照してその実施例を説明する。なお同一部
分は同一符号であらわす。

第１図に示す実施例は、出力部同軸線路17の外導端部に
固定された円板状の金属支持板とセラミック円筒体20と
の気密接合部23、24に適用したものである。その一方を
同図に拡大して示すように、セラミック円筒体20および
バックアップ用の同質のセラミックスペーサリング27が
両面にろう接部Ｂでろう接された第１の封着リング26
は、その内周側すなわちセラミック円筒体よりも内側に
おいて、ほぼコ字状に折曲げられている。この内周部26
aはスペーサリング27の内周面を覆い、その折曲げ端部2
6bがスペーサリング27の裏面まで延長されている。そし
て金属支持板21の環状凹部21aの面に接触させられてい
る。またこのコ字状内周部26aには管軸方向に平行な多
数のスリット26cが形成されており、スペーサリング27
およびその外周空間Ｓを真空に排気する通気孔および金
属支持板との電気的接触性を良好にしている。なおこの
スリット26cは、動作基本周波数の電磁界をほとんど透
過しないカットオフ寸法になっている。

このような構造により、内部が真空状態になると大気圧
によりセラミック円筒体および第１封着金属リング26の
折曲げ端部26bが金属支持板面に強く押しつけられて確
実な電気的接触が保たれる。そして動作時の高周波電流
は、矢印の如く第１封着金属リング26の上面側のみ流
れ、裏面側すなわちスペーサリングがある空間Ｓの各金
属部材表面にはほとんど流れない。したがって第１およ
び第２封着金属リングの溶接部Ａの内側面合わせ部で高
周波放電が起るおそれがない。また第１封着リング26と
セラミックスペーサリング27とのろう接部には高周波電
流が流れないので、このろう接部の破損の危惧も解消さ
れる。

このような構造は、まず第１封着金属リング26を、第２
図に示すようにスリット26cを形成するとともに折曲げ
加工しておく。次に第３図に示すようにセラミックスペ
ーサリング27を裏面にろう接部Ｂのようにろう接固定す
る。そして第４図および第５図に示すように封着金属リ
ングの内周端部26bをスペーサリング27の裏面側まで折
曲げる。なお封着金属リング26を第４図に示すようにそ
の内周部をコ字状に折曲げ加工しておいてから、スペー
サリングをろう接してもよい。このように構成した後、
第１封着金属リング26からの平坦部上面にセラミック円
筒体20の開口端面をろう接する。一方、金属支持板に第
２封着金属リング28をろう接しておき、これらを組合わ
せて両封着金属リングの面合わせ部の外気側端部を全周
にわたってヘリアーク溶接して真空気密接合する。こう
して接合部を完成する。

第６図に示す実施例は、第１封着金属リング26の内周部
に逆Ｕ字状部26dを形成したものである。それによりセ
ラミック円筒体20の内部での高周波放電を確実に防止す
ることができる。

第７図に示す実施例は、第１封着金属リング26の内周部
26aに矢印Ｐ方向に作用するスプリング力をもたせ、こ
の内周面を金属支持板21の凹部内周壁面に圧入して電気
的に接触させたものである。この実施例によればさらに
部品加工が容易で、前述の実施例と同様の放電防止効果
を得ることができる。

なお第１封着金属リングの内周部を金属支持板に電気的
に接触させる部分は、ろう接などにより電気的および機
械的に接合してもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したようにこの発明によれば、金属支持板とセ
ラミック筒体とを気密接合するための一部が面合わせさ
れ大気側で気密接合された複数の封着金属リングの内面
相互間に高周波電流が流れず、そこで高周波放電が発生
するおそれが皆無となる。したがって安定で、信頼性の
高い動作が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す要部縦断面図、第２
図乃至第５図はその部品組立手順を示す要部半縦断面図
および底面図、第６図および第７図は各々この発明の他
の実施例を示す要部断面図、第８図は従来構造を示す要
部縦断面図である。 20……セラミック筒体、21……金属支持板、23、24……
気密接合部、26……第１封着金属リング、27……スペー
サリング、28……第２封着金属リング、26c……スリッ
ト、Ａ……溶接部、Ｂ……ろう接部。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】高周波電流が流れる金属支持板と、この金
   属支持板に気密接合され高周波を透過するセラミック筒
   体と、このセラミック筒体の開口端面に気密ろう接され
   た薄肉金属からなる第１の封着金属リングと、この第１
   封着金属リングの前記セラミック筒体接合部の裏面部に
   ろう接固定され上記金属支持板の一部に機械的に保持さ
   れたセラミックスペーサリングと、このスペーサリング
   の外周側で上記金属支持板に気密接合され上記第１封着
   金属リングと一部が面合わせされて大気側で気密接合さ
   れた薄肉金属からなる第２の封着金属リングとを具備す
   る電子管のセラミック気密接合部構造において、 上記セラミック筒体に気密ろう接された第１の封着金属
   リングが、真空領域側で上記金属支持板に電気的に短絡
   接触され上記スペーサリングを含む空間をセラミック筒
   体内側空間から高周波的に遮蔽してなることを特徴とす
   る電子管のセラミック気密接合部構造。
2. 【請求項２】第１の封着金属リングは、スペーサリング
   の内周面を覆い底面まで延長されて金属支持板面に電気
   的に接触されられてなる特許請求の範囲第１項記載の電
   子管のセラミック気密接合部構造。
3. 【請求項３】第１の封着金属リングは、その金属支持板
   に電気的に接触される部分に複数のスリットが形成され
   てなる特許請求の範囲第１項記載の電子管のセラミック
   気密接合部構造。