JPH07147127A

JPH07147127A - 異方性の熱分解グラファイトヒーター

Info

Publication number: JPH07147127A
Application number: JP6168588A
Authority: JP
Inventors: Robert C Treseder; ロバート・シー・トレゼダー; Thomas J Grant; トーマス・ジェイ・グラント
Original assignee: Varian Associates Inc
Current assignee: Varian Medical Systems Inc
Priority date: 1993-06-30
Filing date: 1994-06-29
Publication date: 1995-06-06
Also published as: EP0632479A1; US5444327A

Abstract

(57)【要約】【目的】真空電子管のための新規で改良されたヒータ
ーを提供する。【構成】非直接に加熱される真空管のカソードのため
のヒーターが、電流をグラファイトと通して、“ｃ”方
向に流す異方性の熱分解グラファイトから作られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は一般的には、真空管の電
子エミッター、すなわちカソードのためのヒーターに関
し、特に電流が“ｃ”方向に流れる異方性の熱分解グラ
ファイトから作られるヒーターに関する。

【０００２】

【従来技術および発明が解決しようとする課題】現代の
真空管のカソードヒーターは、一般的に、タングステ
ン、モリブデン、レニウムのような耐熱性金属、または
タングステン−レニウムのような耐熱性合金から作られ
たワイヤーを含む。ワイヤーは通常、平坦に巻かれた、
もしくはジグザクになった形状、または円筒状もしくは
螺旋のように、便利な形状に曲げられる。

【０００３】適性な動作において、ヒーターワイヤー
は、加熱されるカソード、およびヒーターそれ自身の支
持構造物から電気的に絶縁される。ヒーターと他の要素
との間に電気的な絶縁は、典型的に、自立型ヒーターの
場合のように、ヒーターと残りの構造物との間に十分な
距離を保つことで行われる。代わって、ヒーターワイヤ
ーは、電気泳動的にコートされたヒーターの場合のよう
に、アルミナのような絶縁層でコートされる。他の場合
は、ヒーターは捕獲ヒーターの場合にように、ヒーター
と取り囲む構造物との間に分離した絶縁素子を配置する
ことで、その取り囲む構造物から電気的に絶縁される。
取り囲む構造物からヒーターを電気的に絶縁するための
他の構造物が、はめ込みヒーターの場合のように、絶縁
はめ込み材内にヒーターワイヤーを埋め込むことを必要
とする。上記構造物の組み合わせも広く使用されてい
る。要するに、間接的に加熱される真空管のカソードの
ための、典型的な現代の従来技術は基本的に絶縁され、
曲げられたワイヤーであり、そのワイヤーは近傍の構造
物から電気的に絶縁された、耐熱性の電気伝導性材から
作られた。

【０００４】最も現代的な、間接加熱のカソードの応用
例に対し、曲げられた電気伝導性のある耐熱性ヒーター
が適している。この典型的な現代的なヒーターにおける
欠点は、電子放出に必要な温度を達成するために、１分
といったかなりの時間を必要とすることである。応用例
の中には、カソードが数秒で電子放出をしなければなら
ないもの、あるいは熱をカソードに非常に効率的に移動
させことが必要なものがある。さらに、ヒーターを含む
全真空管が衝撃に耐え、振動に耐える得るものでなけれ
ばならない応用例がある。

【０００５】はめ込みヒーターは、衝撃、耐震に最もよ
く耐えるように見えるが、はめ込み材が大きな熱質量
（容量）をもつ。はめ込み材の熱質量は実質的に、真空
管のウォームアップに時間、すなわち、ヒーターに電流
が最初に流れたときからカソードが電子を放出するまで
の時間を増加させる。ウォームアップ時間ははめ込み材
の量を減らすことにより減少させることはできるが、は
め込み材の減少は構造物の完全さを悪くし、熱的および
機械的衝撃により、故障がちとなるため、この解決手段
は通常十分なものではない。上記した他のタイプのヒー
ターは低熱容量であるが、知られているかぎりでは、衝
撃、振動に耐えることができない。

【０００６】熱分解グラファイト（これは高温度の下で
化学蒸着により製造される）は、直接に加熱されないカ
ソードのヒーターのために、提唱され、試されている。
熱分解グラファイトのヒーターは、出来上がった材料が
薄層をなし、異方性の材料特性を呈することから、ウォ
ームアップが速く、機械的な丈夫さが得られるものと考
えられていた。熱分解グラファイトの構造物は、炭素原
子が正確に六方パターンになって配列された基底面によ
り特徴付けされる。単結晶の基底面は規則的に積み重ね
られるが、しかし、熱分解グラファイトの基底面は多少
ランダムに積み重ねられる。

【０００７】“ａ”方向として知られる基底面に平行な
方向は、高い引張り強度、低い熱膨張、高い熱伝導性お
よび適度の電気伝導性により特徴付けられる。たとえ
ば、２１００℃の温度で絶縁基板上に蒸着された熱分解
グラファイトは２５℃で“ａ"方向に以下の特性を呈す
る。

【０００８】

【表１】表１特性 “ａ”方向の値電気抵抗性７００×１０^-6 Ohm-cm 熱伝導性３３００ BTU/hr-ft²-F/in 線膨張（０℃から１０００℃）１．５×１０^-3 in/in 弾性係数（純張力）４．２９×１０⁶ psi 引張り強度１０×１０³ psi 圧縮強度１５×１０³ psi

【０００９】過去に、放電管のヒーターおよび他の素子
が、熱分解グラファイトが、薄い異方性の熱分解窒化炭
素（ＡＰＢＮ）基板上に“ａ”方向に積み重ねられ、ま
たは蒸着された熱分解グラファイトを利用していた。最
近、屈曲した伝導性パターンがＡＰＢＮ基板の絶縁面上
に残留するように、グラファイトが選択的に除去されて
いる。電流は熱分解グラファイトを“ａ”方向に通過す
る。

【００１０】このタイプのヒーターは速いウォームアッ
プのめたに非常に薄く作り得るが、問題がある。熱分解
グラファイトとＡＰＢＮ基板との間の接合は非常に弱
く、そのため、ウォームアップの間の熱応力により、熱
分解グラファイト層がしばしばＡＰＢＮからおよびそれ
自身から分離する。ヒーターへの電気的接続を行うた
め、リード線が熱分解グラファイト表面に直接にろう付
けされる。

【００１１】平滑な薄層状構造で、“ａ”方向に垂直な
面の熱分解グラファイトの引張り強度が低いため、熱分
解グラファイトへの良好なろう付けを行うことが難しか
った。“ａ”方向に垂直な面は“ｃ”方向として知られ
る。

【００１２】異方性の熱分解グラファイトが、１９世紀
の後半に白熱電球のフィラメントとして利用された。２
０世紀初頭に、熱分解グラファイトは好適材料としてタ
ングステンに置き換えられ、これにより、熱分解グラフ
ァイトは電球のフィラメントのためのヒーターとして使
用されなくなった。２０世紀初頭以来、タングステン
が、マイクロ波管のための電子銃、すなわちカソードを
含む、ほとんどの応用例に対し、フィラメントを加熱す
る標準的な材料になった。グラファイトが支承体または
基板から分離し、さらに、異方性グラファイトが互いに
分離する傾向があることから、熱分解グラファイトはタ
ングステンに置き換えられた。

【００１３】本発明の目的は、真空電子管のための新規
で改良されたヒーターを提供することである。

【００１４】本発明の他の目的は、真空電子管のための
新規、改良された丈夫なカソードを提供することであ
る。

【００１５】さらに、本発明の目的は、真空電子管のた
めの新規で、改良された熱分解グラファイトのカソード
ヒーターを提供することである。

【００１６】さらに、本発明の他の目的は、真空電子管
のための新規で、改良され、効率の高い丈夫なヒーター
であって、僅か時間、すなわち５秒以内でウォームアッ
プのできるヒーターを提供することである。

【００１７】さらに、本発明の他の目的は、単純で、加
熱されるカソードに組みつけする前に、調査でき、修正
できる、新規で改良された真空電子管のカソードヒータ
ーを提供することである。

【００１８】さらに、本発明の他の目的は、進行波管、
マグネトロンのような、外部磁場が適用される真空電子
管のカソードヒーターであって、ヒーターに適用される
電流が外部磁場と相互作用しない磁場を形成するヒータ
ーを提供することである。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明に従い、真空管の
電子エミッターのためのヒーターが、電流がグラファイ
ト構造物を“ｃ”方向、すなわち、グラファイト構造物
の基底面に垂直な方向に流れように配置した異方性の熱
分解グラファイトから成る。基底面では、グラファイト
の炭素原子が正確な六方パターンに配列されている。電
流が“ｃ”方向に流れように配置することで、速いウォ
ームアップ時間および機械的安定性が達成される。
“ｃ”方向は、“ｃ”方向のよりも高い圧縮強度をもつ
“ａ”方向を越えた利点、より高い熱膨張係数、より低
い熱伝導性およびかなり高い電気抵抗性をもつ。特に、
２１００℃の温度でＡＰＢＮ基板上に“ｃ”方向に蒸着
された異方性の熱分解グラファイトは２５℃で動作の
間、以下の特性をもつ。

【００２０】

【表２】表２特性 “ｃ”方向の値電気抵抗性０．５ Ohm-cm 熱伝導性１３ BTU/hr-ft²-F/in 線膨張（０℃から１０００℃）２５×１０^-3 in/in 弾性係数（純張力）１．５５×１０⁶ psi 引張り強度約５００ psi 圧縮強度５０×１０³ psi “ｃ”方向の異方性の熱分解グラファイトの特性は同じ
条件の下での“ａ”方向に対する上記特性と比較される
べきもである。

【００２１】本発明を実施したヒーターは機械的に形成
され、そのため非常にコンパクトとなり、丈夫なものと
なる。ヒーターが非常に低い熱質量をもち、ウォームア
ップ時間が非常に速い。好適に、構造物は、ヒーターの
縦軸線により定義される中央軸のまわりの回転円の形状
をもつ、複数の、積み重ねた基底面のように形状付けら
れる。出来上がった形状は一対の向かい合った端部をも
ち、縦軸線に平行な基底面に垂直に電流が流れるように
その端部に電気伝導体が接続される。

【００２２】構造物はスリーブのように、またはシリン
ダーのように形成され得る。前者の場合、熱の移動は、
真空電子管内でヒーターからスリーブの中心に取り付け
られたカソードへの放出により行われる。シリンダーに
形状付けられたヒーターに対して、シリンダーはカソー
ドへの熱の伝導経路に接続され、これにより、より高い
熱の移動効率が与えられる。

【００２３】その構造物の他の利点は、ヒーターを通過
する電流が電子管の磁場に影響を与えないことである。
このことは、あるタイプの電子管、特に適正な動作に対
し外部磁場に依存するマグネトロン、進行波管において
特に重要である。

【００２４】

【実施例】図１において、シリンダー１０は、基板１２
上に通常の方法による蒸着処理で形成された異方性の熱
分解グラファイトの基底面１１を含む。基板１２に接す
るシリンダー１０の一部が基板上に蒸着され、図１に一
般的に図示されているように、水平に向いている基底面
が基板の面と平行となる。基板１２に隣接するシリンダ
ー１０の一部が基板上に蒸着された後に、シリンダーの
残部が基板上に順次蒸着され、そしてその基底面１１が
すべて互いに平行になる。

【００２５】同様の蒸着処理が基板１４上に異方性の熱
分解管１５を形成するために使用される。管１５の基底
面１３は互いに、かつ基板１４の面に平行である。シリ
ンダー１０または管１５が形成された後に、基板１２お
よび１４は適切な公知の処理でシリンダーまたは管から
取り外される。

【００２６】基底面１１および１３は、異方性の熱分解
グラファイトの“ａ”方向に伸長する。基底面１１およ
び１３に垂直な面（図１で垂直な方向）を“ｃ”方向と
いうとする。図２−４において、基底面は特に図示され
ていないが、シリンダー１０および管１５に対して図１
に示されるように配置されると仮定する。本発明に従
い、電気的導体がシリンダー１０または管１５の上面お
よび底面の平行な面または端部に接続され、そして電流
が異方性の熱分解グラファイトの“ｃ”方向にシリンダ
ーまたは管を流れる。

【００２７】図２において、カソード組立体２１が、図
１の管１５に関連して説明したと同じように、管２２
（ヒーター）の形状をもつ異方性の熱分解グラファイト
を含むものとして図示されている。管（ヒーター）２２
は、環状の周囲および凹状形をもつ、ディスペンサーカ
ソード２４およびカソード組立体２１の中心線を定義す
る軸線２３を中心としている。カソード２４はヒーター
２２により輻射および伝導により加熱され、カソード組
立体２１を含むマイクロ波真空管に電子が放出される。

【００２８】カソード組立体２１が含まれる真空管の実
例は、進行波管（ＴＷＴ）、クライストロンである。単
位平方センチメートル当たり１０アンペアがカソード２
４から導出されるビームの典型的な密度である。

【００２９】カソード組立体２１は軸線２３を中心とし
た管形をしたカソード支持体２５上に取り付けられる。
カソード支持体２５には好適にはモリブデンとレニウム
の合金（ＭｏＲｅ）が使用される。その理由は、それ
が、ヒーターの高温度に晒されたとき、延性をもつが、
再結晶しないからである。金属製カソード支持体２５は
ヒーター２２を通過して流れる電流の帰還路の一部で、
カソード２４とそのための電源との間に電気的接続を形
成することに役立つ。

【００３０】シリンダー２６は、管のカソード支持体２
５の上方外側に接続され、そこから伸長している。シリ
ンダー２６は支持体２５のものよりもかなり厚い壁厚を
もち、モリブデンまたはモリブデン−レニウムの合金の
ような耐熱性金属により作られる。シリンダー２６は、
シリンダーが軸線２３を中心となるように、カソード支
持体２５の上方外側面に接着される。シリンダー２６
は、中心軸線２３から半径方向外側に、支持体２５から
離れるようにシリンダーの端部から伸長するフランジ２
７を有する。シリンダー２６の内壁は、フランジ２７の
ところに、カソード２４の端部を収納するための切り込
み２８を有し、端部は切り込みを構成する壁に適所に接
着される。

【００３１】フランジ３０を含むリング２９は好適に
は、シリンダー２６およびフランジ２７の外壁の交差面
に好適に接着される。フランジ３０を含むリング２９は
電気的絶縁体であり、好適に誘電性ＡＰＢＮより作られ
る。ワッシャー３２がフランジ３０の下面およびリング
２９の外壁にプレスばめされる。ワッシャー３２の内周
囲および上面はリング２９の外側壁およびフランジ３０
の下面と接する。ワッシャー３２はチタニウムおよびジ
ルコニウムの合金のような耐熱性金属により作られるワ
ッシャー３２の下面はヒーター２２の上端部にプレスば
めされる。好適にモリブデンおよびレニウムの合金の、
耐熱性金属のリードワイヤー（線）３３がフランジ３０
の頂点にチタニウム拡散接合によりろう付けされる。チ
タニウム拡散接合は、好適には、熱分解グラファイトの
ヒーター２２が熔けることを防止するように形成され
る。

【００３２】ヒーター２２がワッシャー３２にプレスば
めされ、ワッシャーがリング２９の適所に嵌まり、その
リングがシリンダー２６に接着された後、ヒーター２２
の露出した端部にリング３５を配置し、リングの内面が
シリンダーの外面と接するようにリングをシリンダー２
６に設置することによりヒーター組立体の製造が完了す
る。リング３５はモリブデンまたはモリブデンとレニウ
ムとの合金のような耐熱性金属から作られる。リング３
５とシリンダー２６との接合面はレーザー溶接３７によ
り共に接着される。同心のシリンダー２６の外壁と真空
管を形成するヒーター２２の内壁との間の空間３８は、
ヒーター２２を適切に動作ために必要とされる電気的絶
縁を形成する。

【００３３】動作中、電流が、リード線からヒーター２
２を通過して、すなわち異方性の熱分解グラファイトヒ
ーター２２の“ｃ”方向に、そしてリングへと流れる。
次に、電流はリング３５およびシリンダー２６を通過
し、カソード支持体２５へと半径方向に流れる。ヒータ
ー２２の抵抗は、最初の電流がリード線３５に適用され
たときから１乃至５秒でカソードから全電子の放出がな
し得る最適な加熱をするためにワイヤーヒーターの抵抗
に近似する。図２の形状は、異方性の熱分解グラファイ
トヒーターの“ｃ”方向の圧縮強度が高く、リング２９
のフランジ３０とリング３５との間で、ヒーターの
“ｃ”方向の熱膨張係数が高いので、機械的に安定であ
る。軸線方向２３に平行な方向における熱膨張が高いこ
とから、ヒーター２２の両端と、ワッシャー３２とリン
グ３５の上面との間に良好な接触が生じる。ヒーター２
２は、どのリング２９、ワッシャー３２またはリング３
５よりも高い、軸線方向２３に平行な方向の熱膨張を有
し、ヒーターはリード線に対して顕著な圧縮力を加え
る。ヒーター２２が接するパーツへのヒーターのプレス
ばめは、グラファイトヒーターをこれらパーツにろう付
けすることを不要にする。ヒーターが薄膜なって裂ける
ようになろうとも、またはフランジ３０がフランジ２７
から分離するようになろうとも、ヒーターに生じる圧縮
力は、装置の動作を悪くするようにはしない。

【００３４】図２の設計の他の利点は、カソード組立体
２１が組み立てられた後に、ヒーター２２の抵抗を最終
的に修正することができるということである。ヒーター
の抵抗は、組立体２１を清潔なレースの上に取り付け、
ヒーター２２の直径を変えることにより、変化させるこ
とができ、適切なヒーター抵抗を達成できる。さらに、
図２の形状の利点は、ヒーター２２に電流を流すことで
形成される磁場がカソード２４の放出表面での磁場にほ
とんど影響を及ぼさないことである。

【００３５】図３において、図示のカソード組立体４１
は、凹状ディスペンサーカソード４２を含み、ヒーター
組立体４６は、図１のシリンダー１０と同様に構成さ
れ、形成された異方性の熱分解グラファイト４７を含
む。カソード４２は円形の周囲およびカソード組立体の
縦軸線を定義する中心軸線４３を有する。ディスペンサ
ーカソード４２は、モリブデンまたはモリブデンおよび
レニウムの合金のような耐熱性金属で作られて金属製ス
リーブ（管）４４に固着されている。管４４は軸線４３
を中心とし、ヒーター電源の一つのターミナルおよびヒ
ーター組立体４１を一部とするマイクロ波電子管の電極
の電源ターミナルに電気的に接続されている。ヒーター
電源の他のターミナルはヒーター組立体４６にリード線
を介して接続される。したがって、ヒーター４７の
“ｃ”方向は、ヒーター２２の“ｃ”方向が軸線２３と
同じ方向に伸びるのと同様に、軸線４３と同じ方向に伸
長する。

【００３６】ヒーター組立体４６は、電流が異方性の熱
分解グラファイト４７を通って“ｃ”方向に通過し、熱
がヒーター４７からディスペンサーカソード４２へと伝
導的に移動するように組み立てられる。さらに、ヒータ
ー４７が“ｃ”方向に軸線４３に沿って伸長すると、ヒ
ーターとディスペンサーカソード４２との間の熱伝導性
は増加する。

【００３７】ヒーター組立体４６は耐熱性金属、好適に
はモリブデンにより作られたカップ４８を含む。カップ
４８は、軸線４３に対してほぼ直角に伸長し、カソード
の放出面に向かい合うカソード４２の面に接着した外側
面を有する端部４９を有する。カップはまた、軸線４３
を中心とし、ぼほ同じ方向に伸長する側壁５１を含む。
側壁５１はヒーター対し電気的絶縁が達成されるよう
に、熱分解グラファイトヒーター４７の円柱状の側壁か
ら離される。カップ４８に対して熱分解グラファイトヒ
ーター４７を本来の位置に維持するために、誘電性リン
グ５２、好適にＡＰＢＮで作られた（熱膨張係数が低い
ことから）リングが熱分解ヒーター４７の円柱状の壁に
わって滑設される(slide)。リング５２の内側周囲およ
び外側周囲はヒーター４７の円柱状の壁およびカップ４
８の壁５１の内側面に係合する。

【００３８】ヒーター４７がカップ４８内に挿入される
前に、誘電性ＡＰＢＮ製スペーサ５３（これは、端部４
９の内面とほぼ整合するディスク形を有する）が、カッ
プ４８に配置される。次に、リング５４（これはモリブ
デンとレニウムの合金のような耐熱性金属により作られ
る）はスペーサ５３上に配置される。リング５４は、カ
ップの側壁５１の内径にほぼ等しい外形、および円柱状
ヒーター４７の直径よりも僅かに小さい内径を有する。
リングの中央開口によりヒーター４７は軸線４３に沿っ
て伸長ができる。

【００３９】耐熱性金属、好適にモリブデンにより作ら
れたリード線４５はリング５４に接続される。リード線
４５はカップ４８の壁５１にあるスロット５８を通って
突き出る。

【００４０】リング５４が適所に配された後に、ヒータ
ー４７はカップ４８内で、リングの上に載置される。次
に、キャップ５６（耐熱性金属、好適にはモリブデンに
より作られる）は、ディスク状のカップの側壁がカップ
４８の側壁の内面と係合するようにカップ４８上に配置
される。リング（ディスク）５２に代わるものとして、
キャップ５６は、円柱状ヒーター４７の外壁とカップ４
８の内壁５１との間の空間に突き出る耳５７を含む。キ
ャップ５６はレーザー接続により側壁５１に留め付けら
れる。

【００４１】動作中、電流は、管４４からカソード４２
を通り、カップ４８の端部４９に、したがって、側壁５
１に流れる。側壁５１から、電流はキャップ５６および
ヒーター４７を通り“ｃ”方向に流れる。ヒーターか
ら、電流はリング（ディスク）５４を通りリード線４５
へと流れる。

【００４２】このような動作は、ヒーター４７の“ｃ”
方向の電気的抵抗が比較的高く、カソードの速いウォー
ムアップがもたらされるために、優れた利点をもつ。ヒ
ーター４７の温度が上昇すると、ヒーターのリング５４
およびキャップ５６への圧縮力を増加するように、軸線
方向４３の方向に伸長し、これによりヒーター４７と、
リング５４およびキャップ５６との間に所望の確実な接
触圧および電気的接触が与えられる。

【００４３】本発明を実施し、ディスペンサーカソード
４２と組み合う他の実施例が図４に図示され、そこで
は、異方性の熱分解グラファイト製の円柱状ヒーター４
７の両端部がリード線６１および６２により、ヒーター
電源の両端のターミナルに直接接続される。ヒーター４
７は、図３に関連して説明したものと同様に、耐熱性の
金属製カップ４８に配置される。ただし、図４の実施例
において、ヒーターの端部、すなわち、面または表面は
ＡＰＢＮ製のスペーサ１６２および６３によりカップ４
８から共に電気的に絶縁される。（図３に示されるよう
に）ディスク５４がヒーター４７の頂端とスペーサとの
間に挟まれるのと同じように、ヒーター４７の平坦面と
スペーサ６３との間に、耐熱性金属のディスク６５が挟
まれる。

【００４４】リード線６１がディスク６５から、図３に
関連して説明したのと同様に、カップ４８のスロットを
通って伸長する。ただし、図４において、ＡＰＢＮ製の
ディスク６６がヒーター４７の平坦な下面とディスク状
の端部キャップ５６の上面との間に挟まれる。リード線
６２は、カップ４８の側壁で、スロット５５が伸長する
側壁の部分に対して直径方向で向かい合う側壁部分上の
比較的短いスロット６７を通って伸長する。

【００４５】スペーサ６６の底面はディスク状の端部キ
ャップ５６の上面に接触し、ヒーター４７の横方向の移
動を防止するために、窒化ホウ素の誘電性リング５２
が、リングの内側および外側が側壁に接するように、ヒ
ーターの円柱状側壁と、カップ４８の円筒状の内側側壁
５１との間に配置される。リード線６１および６２に対
する確実な支持を与えるために、ディスク６５およびス
ペーサ６６がどこでもカップ４８の側壁５１へと伸長す
る。

【００４６】動作中、電流がリード線６１から流れ、次
に、図３において、電流がヒーターの“ｃ”方向に流れ
るのと同様に、異方性の熱分解グラファイトヒーター４
７を通って“ｃ”方向に流れる。ヒーター４７から、電
流がリード線６２を通って電源ターミナルに戻る。

【００４７】図３の構造に関する効果が、(１)速いウォ
ームアップ時間をもたらす低いヒーターの電気抵抗、
(２)機械的安定性、および(３)ディスク６３をヒーター
４７に接続する必要性のない、確実な接触力に関連して
図４の構造物においても得られる。さらに、熱伝導路が
ヒーター４７からカソード４２に、ＡＰＢＮ製スペーサ
６３および６４、並びにカソード４２と接するカップ４
８を通過するようにして存在する。

【００４８】本発明のいくつかの特定の実施例を説明
し、図示してきたが、特許請求の範囲により画成される
本発明の思想および範囲から逸脱することなく、説明
し、図示した特定の実施例の詳細を変化させ得ることは
明らかである。

【図面の簡単な説明】

【図１】異方性の熱分解グラファイトの“ａ”および
“ｃ”方向の現象を説明する際に、有用な図である。

【図２】本発明を実施した第１実施例のヒーターおよび
ヒーターにより輻射により加熱されるディスペンサーカ
ソードの断面図である。

【図３】ディスペンサーカソードを伝導的に加熱する第
１および第２のヒーターの側面図である。

【図４】ディスペンサーカソードを伝導的に加熱する第
１および第２のヒーターの側面図である。

【符号の説明】

２１カソード組立体２２ヒーター
（管）２３軸線２４ディスベン
サーカソード２５カソード支持体２６シリンダー２７フランジ２８切り込み２９リング３０フランジ３２ワッシャー３５リング３７レーザー溶接３８空間

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】 “ｃ”方向をもつ異方性の熱分解グラフ
ァイト構造物、および電流を熱分解グラファイト構造物
を通過させ“ｃ”方向に流す手段から成る真空管の電子
エミッターのためのヒーター。
【請求項２】構造物が、構造物の縦軸線を定義する軸
線のまわりの回転円のように形成され、構造物が、一対
の向かい合う端部、電流が縦軸線に平行に前記向かい合
う端部の間の構造物を通るように、電流をヒーター電源
から前記構造物の端部に供給する、前記向かい合う端部
に接続された電気伝導体手段を有する、請求項１に記載
のヒーター。
【請求項３】構造物が円筒状管のように形成され、請
求項２に記載のヒーター。
【請求項４】構造物が中実のシリンダーのように形成
される、請求項２に記載のヒーター。
【請求項５】電子エミッターと、電子エミッターと熱
交換関係に取り付けられ、“ｃ”方向をもつ異方性の熱
分解グラファイト構造物を含む、前記エミッターのため
のヒーターと、電流を熱分解グラファイト構造物を通し
て“ｃ”方向に流すための手段とから成る電子管のため
の、間接的に加熱されるカソード。
【請求項６】ヒーター構造物がヒーター構造物の縦軸
線を定義する中心軸線のまわりの回転円のように形成さ
れ、ヒーター構造物が、一対の向かい合う端部、電流が、縦
軸線に平行な前記向かい合う端の間のヒーター構造物を
通して流れるように、ヒーター電源から前記ヒーター構
造物に電流を供給するための、前記端部に接続された電
気伝導体手段を有する、請求項５に記載のカソード。
【請求項７】電流を前記電源の一つのターミナルから
前記エミッターおよび前記端部の一つに供給するため
の、前記エミッターおよび前記端部の一つに電気的かつ
機械的に接続された金属製支持部材をさらに有する、請
求項５に記載のカソード。
【請求項８】前記支持部材が管状で、かつ前記ヒータ
ー構造物と中心が一致する、請求項７に記載のカソー
ド。
【請求項９】ヒーター構造物が、第１および第２の耐
熱性端部部材によりそれぞれ限定される第１および第２
の向かい合う端部を有する管として形成され、前記部材の一つが、金属製で、該金属製部材が、前記第１の端部を前記支持部材に電気
的かつ機械的に接続し、部材の他方が、前記第２の端部を前記支持部材に機械的
に接続する電気的誘電体であり、電流をヒーター電源から前記第２の端部に供給する電気
的リード線が前記他方の部材と前記第２の端部との間で
本来の位置に保持される、請求項８に記載のカソード。
【請求項１０】第１および第２の端部部材がリング
として形成され、前記リングの一つがヒーター構造物および支持部材の端
部壁に対しそれぞれ接する第１の面および第２の向かい
合う面を有するフランジを含む、請求項９に記載のカソ
ード。
【請求項１１】ヒーター構造物が、熱がヒーター構造
物からエミッターに主に輻射により移動するように、エ
ミッターに対して取り付けられる、請求項９に記載のカ
ソード。
【請求項１２】ヒーター構造物が、熱がヒーター構造
物からエミッターに主に輻射により移動するように、エ
ミッターに対して取り付けられる、請求項８に記載のカ
ソード。
【請求項１３】前記ヒーターの構造物の前記端部の一
つを前記エミッターに電気的かつ機械的に接続し、前記
構造物と前記エミッターとの間に熱伝導路を形成し、ヒ
ーター電源と前記端部との間で、支持部材およびエミッ
ターを介して電気的接続を形成する金属体をさらに含
む、請求項１２に記載のカソード。
【請求項１４】前記ヒーター構造物を前記エミッター
に機械的に接続し、前記ヒーター構造物と前記エミッタ
ーとの間に熱伝導路を形成する金属体をさらに含む、請
求項１２に記載のカソード。
【請求項１５】前記他の端部をヒーター電源のターミ
ナルに電気的に接続するための電気的リード線をさらに
含む、請求項１２に記載のカソード。
【請求項１６】前記第１および第２の端部をヒーター
電源の両ターミナルに電気的に接続する第１および第２
の電気的リード線をさらに含む、請求項１２に記載のカ
ソード。
【請求項１７】金属体がヒーター構造物の側壁に係合
する側壁を有するカップとして形成され、耐熱性の電気絶縁体が、第１の端部に接し、カップの壁
上の面に接する向かい合う面を有し、カップの壁上の向かい合う面の一つがエミッターに接
し、カップが、リード線が伸長する開口を含む、請求項１２
に記載のカソード。