JP2019029260A - Impregnated cathode structure - Google Patents

Abstract

To provide an impregnated cathode structure capable of suppressing heat dissipation due to heat conduction and also capable of improving rigidity of a reflection cylinder.SOLUTION: An impregnated cathode structure according to an embodiment includes: a cathode substrate having an electron emission surface and impregnated with an electron emissive material; an outer cylinder provided to a surface on a side opposite to an electron emission surface of the cathode substrate; an inner cylinder provided at the inside of the outer cylinder; a heater provided between the inner cylinder and the outer cylinder; and a first reflection cylinder provided at the outside of the outer cylinder and having a projection projecting from a side part.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明の実施形態は、含浸型陰極構体に関する。   Embodiments described herein relate generally to an impregnated cathode assembly.

含浸型陰極構体を備えた電子銃は、クライストロンやジャイロトロンなどの直流電子エネルギーをマイクロ波電力に変換するマイクロ波電子管に用いられている。
例えば、クライストロンの電子銃に用いられる含浸型陰極構体は、陰極基体、ヒータ、絶縁部、反射板、反射筒などを有している。
ヒータは、絶縁部を介して、電子放射物質が含浸された陰極基体を加熱する。陰極基体が加熱されることで電子が放出される。
反射筒には、２つの役割がある。１つ目の役割は、陰極基体を支えることである。そのため、反射筒の剛性は大きい方が好ましい。
２つ目の役割は、絶縁部から外部への輻射による放熱を抑制することである。輻射による放熱を抑制することができれば、陰極基体の加熱効率を高めることができる。
ところが、陰極基体を支えるために、反射筒は陰極基体と接合されている。そのため、反射筒を設けると、絶縁部から外部への輻射による放熱は抑制できるが、陰極基体から外部への熱伝導による放熱が発生するという問題がある。この場合、反射筒の剛性を大きくするために反射筒の肉厚を厚くすると、熱伝導による放熱が大きくなることになる。
そこで、熱伝導による放熱を抑制することができ、且つ、反射筒の剛性を向上させることができる含浸型陰極構体の開発が望まれていた。 An electron gun having an impregnated cathode structure is used in a microwave electron tube that converts direct current electron energy such as a klystron or a gyrotron into microwave power.
For example, an impregnated cathode assembly used in an electron gun of a klystron has a cathode base, a heater, an insulating part, a reflector, a reflector, and the like.
The heater heats the cathode substrate impregnated with the electron-emitting material through the insulating portion. Electrons are emitted by heating the cathode substrate.
The reflecting cylinder has two roles. The first role is to support the cathode substrate. Therefore, it is preferable that the reflection cylinder has a large rigidity.
The second role is to suppress heat dissipation due to radiation from the insulating portion to the outside. If the heat radiation due to radiation can be suppressed, the heating efficiency of the cathode substrate can be increased.
However, in order to support the cathode substrate, the reflecting cylinder is joined to the cathode substrate. For this reason, when the reflection tube is provided, heat radiation due to radiation from the insulating portion to the outside can be suppressed, but there is a problem that heat radiation due to heat conduction from the cathode base to the outside occurs. In this case, if the thickness of the reflecting cylinder is increased in order to increase the rigidity of the reflecting cylinder, the heat radiation due to heat conduction increases.
Therefore, it has been desired to develop an impregnated-type cathode assembly that can suppress heat dissipation due to heat conduction and can improve the rigidity of the reflecting cylinder.

特開２０１１−１２９３６１号公報JP 2011-129361 A

本発明が解決しようとする課題は、熱伝導による放熱を抑制することができ、且つ、反射筒の剛性を向上させることができる含浸型陰極構体を提供することである。   The problem to be solved by the present invention is to provide an impregnated-type cathode assembly that can suppress heat radiation due to heat conduction and can improve the rigidity of a reflecting tube.

実施形態に係る含浸型陰極構体は、電子放出面を有し、電子放射物質が含浸された陰極基体と、前記陰極基体の前記電子放出面とは反対側の面に設けられた外筒と、前記外筒の内側に設けられた内筒と、前記内筒と前記外筒との間に設けられたヒータと、前記外筒の外側に設けられ、側部から突出する突出部を有する第１の反射筒と、を備えている。   The impregnated-type cathode assembly according to the embodiment has an electron emission surface, a cathode base impregnated with an electron-emitting material, an outer cylinder provided on a surface of the cathode base opposite to the electron emission surface, A first cylinder having an inner cylinder provided on the inner side of the outer cylinder, a heater provided between the inner cylinder and the outer cylinder, and a protrusion provided on the outer side of the outer cylinder and protruding from a side portion; And a reflection tube.

本実施の形態に係る含浸型陰極構体を例示するための模式部分断面図である。It is a typical fragmentary sectional view for illustrating the impregnation type cathode structure concerning this embodiment. 反射筒を例示するための模式斜視図である。It is a model perspective view for illustrating a reflective cylinder. 反射筒の展開図である。It is an expanded view of a reflecting cylinder. 他の実施形態に係る含浸型陰極構体を例示するための模式部分断面図である。It is a typical fragmentary sectional view for illustrating the impregnation type cathode structure concerning other embodiments. 他の実施形態に係る反射筒を例示するための模式斜視図である。It is a model perspective view for illustrating the reflective cylinder which concerns on other embodiment. 他の実施形態に係る反射筒の展開図である。It is an expanded view of the reflective cylinder which concerns on other embodiment. 他の実施形態に係る突出部を例示するための模式斜視図である。It is a model perspective view for illustrating the projection part concerning other embodiments.

以下、図面を参照しつつ、実施の形態について例示をする。なお、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
本実施の形態に係る含浸型陰極構体１は、例えば、クライストロンの電子銃に用いることができる。
ただし、含浸型陰極構体１の用途は、クライストロン用に限定されるわけではない。 Hereinafter, embodiments will be illustrated with reference to the drawings. In addition, in each drawing, the same code | symbol is attached | subjected to the same component and detailed description is abbreviate | omitted suitably.
The impregnated-type cathode assembly 1 according to the present embodiment can be used for an electron gun of a klystron, for example.
However, the use of the impregnated-type cathode assembly 1 is not limited to the klystron.

図１は、本実施の形態に係る含浸型陰極構体１を例示するための模式部分断面図である。
図１に示すように、含浸型陰極構体１には、陰極基体１０、筒体２０、ヒータ３０、絶縁部４０、反射板５０、フランジ６０、および反射筒７０（第１の反射筒の一例に相当する）が設けられている。 FIG. 1 is a schematic partial cross-sectional view for illustrating an impregnated cathode assembly 1 according to the present embodiment.
As shown in FIG. 1, the impregnated-type cathode assembly 1 includes a cathode base 10, a cylinder 20, a heater 30, an insulating portion 40, a reflector 50, a flange 60, and a reflector 70 (as an example of a first reflector). Equivalent).

陰極基体１０には、電子放射物質が含浸されている。陰極基体１０は、電子放出面１１を有する。陰極基体１０は、例えば、２０％程度の空孔率を有する多孔質のタングステン（Ｗ）から形成することができる。陰極基体１０は、例えば、円板状を呈している。陰極基体１０の直径寸法は７０ｍｍ程度とすることができる。陰極基体１０には、所定の曲率を有し、曲面状に窪んだ電子放出面１１が形成されている。陰極基体１０の空孔には、例えば、酸化バリウム（ＢａＯ）、酸化カルシウム（ＣａＯ）、および、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）などを含む電子放射物質が含浸されている。 The cathode substrate 10 is impregnated with an electron emitting substance. The cathode substrate 10 has an electron emission surface 11. The cathode substrate 10 can be made of, for example, porous tungsten (W) having a porosity of about 20%. The cathode substrate 10 has, for example, a disk shape. The diameter of the cathode substrate 10 can be about 70 mm. The cathode substrate 10 is formed with an electron emission surface 11 having a predetermined curvature and recessed in a curved shape. The holes of the cathode substrate 10 are impregnated with an electron emitting material including, for example, barium oxide (BaO), calcium oxide (CaO), aluminum oxide (Al ₂ O ₃ ), and the like.

なお、電子放出面１１の加工時に空孔の目潰れが生じる場合がある。目潰れが生じると、電子放射物質が空孔に充分に含浸されないことがある。これを防ぐために、以下の様にして陰極基体１０の空孔に電子放射物質を含浸させるようにすることが望ましい。
まず、電子放出面１１の加工前に、陰極基体１０の空孔にプラスチックを含浸させる。 次に、電子放出面１１の加工後に、陰極基体１０を水素雰囲気下または真空下において加熱して、含浸されているプラスチックを飛散させる。
その後、陰極基体１０の空孔に電子放射物質を含浸させる。
この様にすれば、陰極基体１０の空孔に電子放射物質を充分に含浸させることができる。 In addition, when the electron emission surface 11 is processed, voids may be crushed. When clogging occurs, the electron emitting material may not be sufficiently impregnated in the pores. In order to prevent this, it is desirable that the holes of the cathode substrate 10 are impregnated with the electron emitting material as follows.
First, before processing the electron emission surface 11, the pores of the cathode substrate 10 are impregnated with plastic. Next, after processing the electron emission surface 11, the cathode substrate 10 is heated in a hydrogen atmosphere or in a vacuum to scatter the impregnated plastic.
Thereafter, the holes of the cathode substrate 10 are impregnated with an electron emitting substance.
In this way, the holes of the cathode substrate 10 can be sufficiently impregnated with the electron emitting substance.

筒体２０は、陰極基体１０の、電子放出面１１とは反対側の面１２に設けられている。筒体２０は、内部に形成された収納空間２１にヒータ３０および絶縁部４０を収納する。 筒体２０は、外筒２２、および内筒２３を有する。   The cylindrical body 20 is provided on the surface 12 of the cathode base 10 opposite to the electron emission surface 11. The cylinder 20 stores the heater 30 and the insulating portion 40 in a storage space 21 formed therein. The cylinder 20 has an outer cylinder 22 and an inner cylinder 23.

外筒２２および内筒２３は、モリブデン（Ｍｏ）から形成することができる。外筒２２および内筒２３は、例えば、円筒状を呈している。内筒２３は、外筒２２の内側に、外筒２２と同軸（同心状）となるように配置されている。そのため、内筒２３の外壁（外筒２２側の壁面）と、外筒２２の内壁（内筒２３側の壁面）との間には、環状の収納空間２１が形成される。例えば、内筒２３の直径寸法は２０ｍｍ程度、軸方向の長さ寸法は１５ｍｍ程度、肉厚寸法は２ｍｍ程度とすることができる。   The outer cylinder 22 and the inner cylinder 23 can be formed from molybdenum (Mo). The outer cylinder 22 and the inner cylinder 23 have a cylindrical shape, for example. The inner cylinder 23 is disposed inside the outer cylinder 22 so as to be coaxial (concentric) with the outer cylinder 22. Therefore, an annular storage space 21 is formed between the outer wall of the inner cylinder 23 (wall surface on the outer cylinder 22 side) and the inner wall of the outer cylinder 22 (wall surface on the inner cylinder 23 side). For example, the inner cylinder 23 can have a diameter of about 20 mm, an axial length of about 15 mm, and a wall thickness of about 2 mm.

収納空間２１の一方の端部は、陰極基体１０により塞がれている。外筒２２および内筒２３の一方の端部には、陰極基体１０が接合されている。例えば、外筒２２および内筒２３の一方の端部と、陰極基体１０の面１２とが、ルテニウム−モリブデン（Ｒｕ−Ｍｏ）合金を用いてろう付けされている。   One end of the storage space 21 is closed by the cathode base 10. The cathode base 10 is bonded to one end of the outer cylinder 22 and the inner cylinder 23. For example, one end of the outer cylinder 22 and the inner cylinder 23 and the surface 12 of the cathode base 10 are brazed using a ruthenium-molybdenum (Ru-Mo) alloy.

ヒータ３０は、内筒２３と外筒２２との間に設けられている。ヒータ３０は、絶縁部４０を介して、陰極基体１０を加熱する。ヒータ３０は、線状部材からなるフィラメントとすることができる。線状部材は、例えば、断面寸法（線径）が１．５ｍｍのタングステン（Ｗ）線とすることができる。ヒータ３０の中間部分（発熱部分）３１は、コイル状を呈している。中間部分３１は、絶縁部４０の内部に設けられている。中間部分３１の中心軸は、例えば、内筒２３の周方向に沿って延びている。   The heater 30 is provided between the inner cylinder 23 and the outer cylinder 22. The heater 30 heats the cathode base 10 via the insulating part 40. The heater 30 can be a filament made of a linear member. The linear member can be, for example, a tungsten (W) wire having a cross-sectional dimension (wire diameter) of 1.5 mm. An intermediate portion (heat generation portion) 31 of the heater 30 has a coil shape. The intermediate portion 31 is provided inside the insulating portion 40. For example, the central axis of the intermediate portion 31 extends along the circumferential direction of the inner cylinder 23.

ヒータ３０の一方の端部３２は、内筒２３に電気的に接続されている。そのため、ヒータ３０、筒体２０、および、陰極基体１０は、同電位となっている。
ヒータ３０の他方の端部３３は、絶縁管３４の内部を通って含浸型陰極構体１の外部に延びている。ヒータ３０の端部３３は、図示しない電源装置と電気的に接続されている。 One end 32 of the heater 30 is electrically connected to the inner cylinder 23. Therefore, the heater 30, the cylindrical body 20, and the cathode base 10 are at the same potential.
The other end 33 of the heater 30 extends outside the impregnated-type cathode assembly 1 through the inside of the insulating tube 34. The end portion 33 of the heater 30 is electrically connected to a power supply device (not shown).

絶縁管３４は、筒体２０の、陰極基体１０が設けられる側とは反対側に設けられている。絶縁管３４は、絶縁部４０の表面付近において端部３３が折損するのを防止するとともに、ヒータ３０と反射板５０とを絶縁するために設けられている。絶縁管３４は、例えば、アルミナ（酸化アルミニウム）などから形成することができる。   The insulating tube 34 is provided on the opposite side of the cylindrical body 20 from the side on which the cathode base 10 is provided. The insulating tube 34 is provided to prevent the end portion 33 from breaking near the surface of the insulating portion 40 and to insulate the heater 30 and the reflecting plate 50 from each other. The insulating tube 34 can be formed from alumina (aluminum oxide) or the like, for example.

絶縁部４０は、ヒータ３０からの熱を陰極基体１０に伝える。絶縁部４０は、収納空間２１に収納されたヒータ３０を保持する。絶縁部４０は、ヒータ３０を絶縁する。絶縁部４０は、ヒータ３０の中間部分３１が収納された収納空間２１に隙間なく充填されている。絶縁部４０は、例えば、アルミナの焼結体とすることができる。   The insulating unit 40 transmits heat from the heater 30 to the cathode base 10. The insulating unit 40 holds the heater 30 stored in the storage space 21. The insulating unit 40 insulates the heater 30. The insulating portion 40 is filled in the storage space 21 in which the intermediate portion 31 of the heater 30 is stored without a gap. The insulating portion 40 can be, for example, an alumina sintered body.

反射板５０は、絶縁部４０から外部への放熱を抑制するとともに、輻射により陰極基体１０の加熱効率を高めるために設けられている。
反射板５０は、モリブデン（Ｍｏ）から形成することができる。反射板５０は、環状の板状体とすることができる。反射板５０は、収納空間２１の、陰極基体１０が設けられる側とは反対側の開口を塞ぐように設けられている。反射板５０は、アーク溶接により外筒２２に溶接することができる。 The reflection plate 50 is provided to suppress heat radiation from the insulating portion 40 to the outside and increase the heating efficiency of the cathode substrate 10 by radiation.
The reflection plate 50 can be formed from molybdenum (Mo). The reflection plate 50 can be an annular plate-like body. The reflection plate 50 is provided so as to close the opening of the storage space 21 on the side opposite to the side where the cathode substrate 10 is provided. The reflector 50 can be welded to the outer cylinder 22 by arc welding.

また、反射板５１および反射板５２をさらに設けることもできる。
反射板５１は、反射板５０の、絶縁部４０側とは反対側に設けることができる。反射板５１は、環状の板状体とすることができる。反射板５２は、反射板５１の、絶縁部４０側とは反対側に設けることができる。反射板５２は、円板とすることができる。反射板５１および反射板５２は、例えば、モリブデン（Ｍｏ）から形成することができる。反射板５０と反射板５１との間、および、反射板５１と反射板５２との間には、環状のスペーサ５３が設けられている。そのため、反射板５０と反射板５１との間、および、反射板５１と反射板５２との間には、所定の隙間を設けることができる。反射板５１および反射板５２を設ければ、絶縁部４０から外部への放熱をさらに抑制することができる。 Moreover, the reflecting plate 51 and the reflecting plate 52 can be further provided.
The reflection plate 51 can be provided on the opposite side of the reflection plate 50 from the insulating portion 40 side. The reflection plate 51 can be an annular plate-like body. The reflection plate 52 can be provided on the opposite side of the reflection plate 51 from the insulating portion 40 side. The reflector 52 can be a disc. The reflecting plate 51 and the reflecting plate 52 can be formed from, for example, molybdenum (Mo). An annular spacer 53 is provided between the reflecting plate 50 and the reflecting plate 51 and between the reflecting plate 51 and the reflecting plate 52. Therefore, a predetermined gap can be provided between the reflecting plate 50 and the reflecting plate 51 and between the reflecting plate 51 and the reflecting plate 52. If the reflecting plate 51 and the reflecting plate 52 are provided, heat radiation from the insulating portion 40 to the outside can be further suppressed.

フランジ６０は、陰極基体１０の面１２と対峙している。フランジ６０は、反射板５２の、絶縁部４０側とは反対側に設けられている。フランジ６０は、環状の板状体とすることができる。フランジ６０は、例えば、モリブデン（Ｍｏ）から形成することができる。含浸型陰極構体１は、フランジ６０を介して、図示しない電子銃部に固定される。   The flange 60 faces the surface 12 of the cathode substrate 10. The flange 60 is provided on the opposite side of the reflecting plate 52 from the insulating portion 40 side. The flange 60 can be an annular plate-like body. The flange 60 can be formed from, for example, molybdenum (Mo). The impregnated cathode assembly 1 is fixed to an electron gun portion (not shown) via a flange 60.

反射筒７０は、例えば、円筒状を呈したものとすることができる。反射筒７０は、例えば、レニウム−モリブデン（Ｒｅ−Ｍｏ）合金の薄板を用いて形成することができる。反射筒７０は、外筒２２と間隔を空けて、外筒２２の外側に配置されている。反射筒７０の一端（陰極基体１０側の端部）は、外筒２２にろう付けされている。反射筒７０の他端（陰極基体１０側とは反対側の端部）は、フランジ６０にろう付けされている。ろう付けは、例えば、ルテニウム−モリブデン−ニッケル（Ｒｕ−Ｍｏ−Ｎｉ）合金を用いて行うことができる。   For example, the reflecting tube 70 may have a cylindrical shape. The reflecting cylinder 70 can be formed using, for example, a thin plate of rhenium-molybdenum (Re-Mo) alloy. The reflection cylinder 70 is disposed outside the outer cylinder 22 with a space from the outer cylinder 22. One end of the reflecting tube 70 (the end on the cathode base 10 side) is brazed to the outer tube 22. The other end of the reflecting tube 70 (the end opposite to the cathode base 10 side) is brazed to the flange 60. The brazing can be performed using, for example, a ruthenium-molybdenum-nickel (Ru-Mo-Ni) alloy.

反射筒７０を設ければ、絶縁部４０（外筒２２）から外部への輻射による放熱を抑制することができる。そのため、陰極基体１０の加熱効率を向上させることができる。また、反射筒７０を設ければ、フランジ６０を電子銃部に固定した際に、陰極基体１０を支えることができる。
陰極基体１０を支えることを考慮すると、反射筒７０の剛性は大きい方が好ましい。この場合、反射筒７０の肉厚を厚くすれば反射筒７０の剛性を大きくすることができる。
一方、反射筒７０の一端は、外筒２２を介して陰極基体１０に接合されている。また、反射筒７０の他端は、フランジ６０を介して電子銃部に接合されている。そのため、陰極基体１０の熱が、外筒２２、反射筒７０、およびフランジ６０を介して電子銃部に伝わることになる。
すなわち、反射筒７０を設けると、絶縁部４０から外部への輻射による放熱は抑制できるが、陰極基体１０から外部への熱伝導による放熱が発生するという問題がある。この場合、反射筒７０の剛性を大きくするために反射筒７０の肉厚を厚くすると、熱伝導による放熱が大きくなることになる。 If the reflecting cylinder 70 is provided, heat dissipation due to radiation from the insulating portion 40 (outer cylinder 22) to the outside can be suppressed. Therefore, the heating efficiency of the cathode substrate 10 can be improved. Further, if the reflecting cylinder 70 is provided, the cathode base 10 can be supported when the flange 60 is fixed to the electron gun portion.
Considering that the cathode substrate 10 is supported, it is preferable that the reflecting cylinder 70 has a higher rigidity. In this case, if the thickness of the reflecting cylinder 70 is increased, the rigidity of the reflecting cylinder 70 can be increased.
On the other hand, one end of the reflecting cylinder 70 is joined to the cathode base 10 via the outer cylinder 22. The other end of the reflecting tube 70 is joined to the electron gun unit via the flange 60. Therefore, the heat of the cathode base 10 is transmitted to the electron gun section through the outer cylinder 22, the reflecting cylinder 70, and the flange 60.
That is, when the reflection tube 70 is provided, heat radiation due to radiation from the insulating portion 40 to the outside can be suppressed, but there is a problem that heat radiation due to heat conduction from the cathode base 10 to the outside occurs. In this case, if the thickness of the reflecting cylinder 70 is increased in order to increase the rigidity of the reflecting cylinder 70, heat dissipation due to heat conduction increases.

そこで、本実施の形態に係る反射筒７０には突出部７０ａが設けられている。
図２は、反射筒７０を例示するための模式斜視図である。
図３は、反射筒７０の展開図である。
図２に示すように、反射筒７０は円筒状を呈し、側部（胴部）から突出する突出部７０ａが設けられている。突出部７０ａの数には特に限定はないが、複数の突出部７０ａが設けられることが好ましい。複数の突出部７０ａが設けられていれば、反射筒７０の剛性を大きくするのが容易となる。また、複数の突出部７０ａの配置にも特に限定はないが、複数の突出部７０ａが等間隔に設けられることが好ましい。複数の突出部７０ａが等間隔に設けられていれば、反射筒７０の剛性を均等にするのが容易となる。突出部７０ａの平面形状にも特に限定はない。突出部７０ａの平面形状は、例えば、図２および図３に例示をしたような長円形とすることもできるし、円や多角形とすることもできる。 Therefore, the reflecting tube 70 according to the present embodiment is provided with a protruding portion 70a.
FIG. 2 is a schematic perspective view for illustrating the reflecting cylinder 70.
FIG. 3 is a development view of the reflecting cylinder 70.
As shown in FIG. 2, the reflecting tube 70 has a cylindrical shape and is provided with a protruding portion 70 a that protrudes from a side portion (body portion). Although the number of the protrusions 70a is not particularly limited, it is preferable that a plurality of protrusions 70a are provided. If the plurality of projecting portions 70a are provided, it is easy to increase the rigidity of the reflecting tube 70. Further, the arrangement of the plurality of protrusions 70a is not particularly limited, but the plurality of protrusions 70a are preferably provided at equal intervals. If the plurality of projecting portions 70a are provided at equal intervals, it becomes easy to make the rigidity of the reflecting cylinder 70 uniform. There is no particular limitation on the planar shape of the protrusion 70a. The planar shape of the protrusion 70a can be, for example, an oval as illustrated in FIGS. 2 and 3, or a circle or a polygon.

また、突出部７０ａは、反射筒７０の側部から外側に突出していてもよいし、反射筒７０の側部から内側に突出していてもよい。ただし、図１に示すように、突出部７０ａが反射筒７０の側部から外側に突出していれば、突出部７０ａと外筒２２との間の距離を大きくすることができる。そのため、輻射による放熱を抑制するのが容易となる。   Further, the protruding portion 70 a may protrude outward from the side of the reflecting tube 70, or may protrude inward from the side of the reflecting tube 70. However, as shown in FIG. 1, the distance between the protruding portion 70 a and the outer cylinder 22 can be increased if the protruding portion 70 a protrudes outward from the side portion of the reflecting tube 70. Therefore, it becomes easy to suppress the heat radiation by radiation.

突出部７０ａの肉厚は、反射筒７０の、突出部７０ａ以外の部分の肉厚とほぼ同じとすることができる。突出部７０ａが反射筒７０の側部から外側に突出したものである場合には、突出部７０ａは、反射筒７０の外側面の一部が凸状に形成され、外側面が凸状に形成された部分において、反射筒７０の内側面が凹状に形成されたものとすることができる。
突出部７０ａは、例えば、プレス刻印金型によるプレス加工（エンボス加工）により形成することができる。 The wall thickness of the protrusion 70a can be made substantially the same as the wall thickness of the reflection tube 70 other than the protrusion 70a. When the protruding portion 70a protrudes outward from the side portion of the reflecting tube 70, the protruding portion 70a is formed such that a part of the outer surface of the reflecting tube 70 is convex and the outer surface is convex. In the formed part, the inner surface of the reflecting cylinder 70 can be formed in a concave shape.
The protrusion 70a can be formed by, for example, press working (embossing) using a press stamping die.

複数の突出部７０ａを有する反射筒７０は、例えば、以下のようにして形成することができる。
まず、厚みが０．１ｍｍ程度の帯状の板を用意する。帯状の板の材料は、例えば、レニウム−モリブデンなどとすることができる。
次に、図３に示すように、エンボス加工により複数の突出部７０ａを等間隔に成形加工する。
次に、図２に示すように、複数の突出部７０ａが形成された帯状の板を円筒状に丸め、帯状の板の端部７０ｂを重ね合わせる。
次に、重ね合わせた部分を抵抗溶接により接合する。
以上のようにして、複数の突出部７０ａを有する反射筒７０を形成することができる。 The reflection cylinder 70 having the plurality of protrusions 70a can be formed as follows, for example.
First, a belt-like plate having a thickness of about 0.1 mm is prepared. The material of the strip-shaped plate can be, for example, rhenium-molybdenum.
Next, as shown in FIG. 3, the plurality of protrusions 70a are formed at regular intervals by embossing.
Next, as shown in FIG. 2, the belt-like plate on which the plurality of protrusions 70a are formed is rounded into a cylindrical shape, and the end portions 70b of the belt-like plate are overlapped.
Next, the overlapped portions are joined by resistance welding.
As described above, it is possible to form the reflecting cylinder 70 having the plurality of projecting portions 70a.

突出部７０ａを有する反射筒７０とすれば、反射筒７０の剛性を大きくすることができる。そのため、突出部７０ａを有さない反射筒と比べて、肉厚を薄くすることが可能となる。肉厚を薄くすることができれば、反射筒７０の陰極基体１０側の端部の面積（断面積）を小さくすることができるので、陰極基体１０から反射筒７０に伝わる熱量を少なくすることができる。   If the reflecting cylinder 70 having the protrusion 70a is used, the rigidity of the reflecting cylinder 70 can be increased. For this reason, it is possible to reduce the wall thickness compared to a reflecting tube that does not have the protruding portion 70a. If the thickness can be reduced, the area (cross-sectional area) of the end of the reflecting cylinder 70 on the cathode base 10 side can be reduced, so that the amount of heat transferred from the cathode base 10 to the reflecting cylinder 70 can be reduced. .

本発明者の得た知見によれば、突出部７０ａを有さない反射筒の肉厚を０．１５ｍｍとすると、これと同等の剛性を有する反射筒７０の肉厚は０．１ｍｍ以下とすることができた。そのため、反射筒７０の断面積を３３％以上小さくすることができる。
またさらに、突出部７０ａを設ければ、伝熱距離を長くすることができるので、フランジ６０（電子銃部）に伝わる熱量を少なくすることができる。
以上に説明したように、突出部７０ａを有する反射筒７０とすれば、熱伝導による放熱を抑制することができ、且つ、反射筒７０の剛性を向上させることができる。 According to the knowledge obtained by the present inventor, when the thickness of the reflecting cylinder having no protrusion 70a is 0.15 mm, the thickness of the reflecting cylinder 70 having the same rigidity is set to 0.1 mm or less. I was able to. Therefore, the cross-sectional area of the reflecting cylinder 70 can be reduced by 33% or more.
Furthermore, if the protrusion 70a is provided, the heat transfer distance can be increased, so that the amount of heat transferred to the flange 60 (electron gun portion) can be reduced.
As described above, if the reflecting cylinder 70 has the projecting portion 70a, heat radiation due to heat conduction can be suppressed, and the rigidity of the reflecting cylinder 70 can be improved.

図４は、他の実施形態に係る含浸型陰極構体１ａを例示するための模式部分断面図である。
図５は、他の実施形態に係る反射筒を例示するための模式斜視図である。
図６は、他の実施形態に係る反射筒の展開図である。
図７は、他の実施形態に係る突出部７０ａ１を例示するための模式斜視図である。
図４に示すように、含浸型陰極構体１ａには反射筒７１（第２の反射筒の一例に相当する）がさらに設けられている。 FIG. 4 is a schematic partial cross-sectional view for illustrating an impregnated-type cathode assembly 1a according to another embodiment.
FIG. 5 is a schematic perspective view for illustrating a reflecting cylinder according to another embodiment.
FIG. 6 is a development view of a reflecting tube according to another embodiment.
FIG. 7 is a schematic perspective view for illustrating a protrusion 70a1 according to another embodiment.
As shown in FIG. 4, the impregnated-type cathode assembly 1a is further provided with a reflection cylinder 71 (corresponding to an example of a second reflection cylinder).

図５に示すように、反射筒７１は、例えば、円筒状を呈したものとすることができる。反射筒７１は、例えば、レニウム−モリブデン合金の薄板を用いて形成することができる。反射筒７１の肉厚は、反射筒７０の肉厚と同じとすることができる。   As shown in FIG. 5, the reflecting cylinder 71 can be, for example, a cylinder. The reflection cylinder 71 can be formed by using, for example, a rhenium-molybdenum alloy thin plate. The thickness of the reflecting cylinder 71 can be the same as the thickness of the reflecting cylinder 70.

反射筒７１は、反射筒７０の外側に設けられている。反射筒７１は、反射筒７０の側部を囲む様に設けられている。この場合、突出部７０ａが、反射筒７０の側部から外側に突出していれば、反射筒７０の外側面と、反射筒７１の内側面とが密着するのを抑制することができる。すなわち、反射筒７０の突出部７０ａが設けられていない部分と、反射筒７１の内側面との間に隙間を確保することができる。この場合、反射筒７１の内側面と反射筒７０の突出部７０ａとは接触していてもよいし、接触していなくてもよい。ただし、反射筒７１の内側面と反射筒７０の突出部７０ａとが接触していなければ、反射筒７０から反射筒７１に伝わる熱量を少なくすることができる。   The reflection cylinder 71 is provided outside the reflection cylinder 70. The reflection cylinder 71 is provided so as to surround the side portion of the reflection cylinder 70. In this case, if the protruding portion 70 a protrudes outward from the side portion of the reflecting tube 70, it is possible to prevent the outer surface of the reflecting tube 70 and the inner surface of the reflecting tube 71 from coming into close contact with each other. That is, a gap can be secured between the portion of the reflecting tube 70 where the protruding portion 70 a is not provided and the inner surface of the reflecting tube 71. In this case, the inner surface of the reflecting cylinder 71 and the protruding portion 70a of the reflecting cylinder 70 may be in contact with each other or may not be in contact. However, if the inner surface of the reflecting cylinder 71 and the protrusion 70a of the reflecting cylinder 70 are not in contact, the amount of heat transferred from the reflecting cylinder 70 to the reflecting cylinder 71 can be reduced.

反射筒７１は陰極基体１０を支えるものではないため、反射筒７１の一端（陰極基体１０側の端部）は、外筒２２と接触しないようにすることができる。反射筒７１と外筒２２とが接触していなければ、熱伝導により陰極基体１０から反射筒７１に伝わる熱量をなくすことができる。
後述するように、反射筒７０と反射筒７１が一体に形成される場合がある。その場合には、反射筒７１の他端（陰極基体１０側とは反対側の端部）は、フランジ６０にろう付けしてもよいし、ろう付けしなくてもよい。ろう付けは、例えば、ルテニウム−モリブデン−ニッケル合金を用いて行うことができる。 Since the reflecting cylinder 71 does not support the cathode base 10, one end of the reflecting cylinder 71 (the end on the cathode base 10 side) can be prevented from contacting the outer cylinder 22. If the reflecting cylinder 71 and the outer cylinder 22 are not in contact, the amount of heat transferred from the cathode base 10 to the reflecting cylinder 71 by heat conduction can be eliminated.
As will be described later, the reflecting cylinder 70 and the reflecting cylinder 71 may be integrally formed. In that case, the other end (the end opposite to the cathode base 10 side) of the reflecting cylinder 71 may be brazed to the flange 60 or may not be brazed. Brazing can be performed using, for example, a ruthenium-molybdenum-nickel alloy.

反射筒７１は陰極基体１０を支えるものではないため、反射筒７１の剛性は反射筒７０の剛性よりも小さくすることができる。そのため、反射筒７１には突出部７０ａを設けないようにすることができる。この場合、反射筒７１の肉厚は、反射筒７０の肉厚と同じとすることができる。   Since the reflecting cylinder 71 does not support the cathode substrate 10, the rigidity of the reflecting cylinder 71 can be made smaller than the rigidity of the reflecting cylinder 70. Therefore, it is possible not to provide the protruding portion 70a in the reflecting cylinder 71. In this case, the thickness of the reflecting cylinder 71 can be the same as the thickness of the reflecting cylinder 70.

また、反射筒７０の側部を囲む反射筒７１が設けられる場合には、突出部７０ａの頂面に孔を設けたり、図７に例示をしたように反射筒７０の側部の一部を折り曲げて突出部７０ａ１としてもよい。   Further, when the reflection cylinder 71 surrounding the side portion of the reflection cylinder 70 is provided, a hole is provided in the top surface of the protruding portion 70a, or a part of the side portion of the reflection cylinder 70 is formed as illustrated in FIG. The protrusion 70a1 may be bent.

反射筒７０と反射筒７１は、例えば、以下のようにして一体に形成することができる。 まず、厚みが０．１ｍｍ程度の帯状の板を用意する。帯状の板の材料は、例えば、レニウム−モリブデンなどとすることができる。
次に、図６に示すように、帯状の板の一部の領域に、エンボス加工により複数の突出部７０ａを等間隔に成形加工する。
次に、図５に示すように、帯状の板の、複数の突出部７０ａが形成された領域を円筒状に丸め、さらにその外側に、帯状の板の、複数の突出部７０ａが形成されていない領域を丸め、帯状の板の端部７１ａを重ね合わせる。
次に、重ね合わせた部分を抵抗溶接により接合する。
以上のようにして、複数の突出部７０ａを有する反射筒７０と、反射筒７１とを一体に形成することができる。 The reflecting cylinder 70 and the reflecting cylinder 71 can be integrally formed as follows, for example. First, a belt-like plate having a thickness of about 0.1 mm is prepared. The material of the strip-shaped plate can be, for example, rhenium-molybdenum.
Next, as shown in FIG. 6, a plurality of protrusions 70a are formed at equal intervals in a partial region of the belt-like plate by embossing.
Next, as shown in FIG. 5, the area | region in which the some protrusion part 70a of the strip | belt-shaped board was formed is rounded cylindrically, and also the several protrusion part 70a of a strip | belt-shaped board is formed in the outer side. The unexposed region is rounded and the end portions 71a of the belt-like plate are overlapped.
Next, the overlapped portions are joined by resistance welding.
As described above, the reflecting cylinder 70 having the plurality of projecting portions 70a and the reflecting cylinder 71 can be integrally formed.

なお、複数の突出部７０ａを有する反射筒７０と、反射筒７１とを別々に形成し、それぞれの端部をフランジ６０に接合してもよい。
反射筒７０の側部を囲む反射筒７１を設ければ、反射筒７０から外部への輻射による放熱を抑制することができる。そのため、陰極基体１０の加熱効率をさらに向上させることができる。 Note that the reflecting tube 70 having the plurality of protruding portions 70 a and the reflecting tube 71 may be formed separately, and the respective end portions may be joined to the flange 60.
If the reflecting cylinder 71 surrounding the side portion of the reflecting cylinder 70 is provided, heat radiation due to radiation from the reflecting cylinder 70 to the outside can be suppressed. Therefore, the heating efficiency of the cathode substrate 10 can be further improved.

次に、本実施の形態に係る含浸型陰極構体１の製造方法について例示をする。
まず、筒体２０を電子放射物質が含浸されていない陰極基体１０の面１２に設置して、陰極基体１０と筒体２０との接合部分にルテニウム−モリブデン合金を塗布する。同様に、陰極基体１０の面１２にルテニウム−モリブデン合金を塗布する。塗布後、ルテニウム−モリブデン合金を溶解させて、陰極基体１０と筒体２０とを接合し、陰極基体１０の面１２にルテニウム−モリブデン合金の膜を形成する。このルテニウム−モリブデン合金の膜は、電子放出面１１から陰極基体１０に電子放射物質を含浸させる際に、電子放射物質が陰極基体１０の面１２から収納空間２１に染み出さないようにするために設けられる。 Next, a method for manufacturing the impregnated-type cathode assembly 1 according to the present embodiment will be illustrated.
First, the cylindrical body 20 is placed on the surface 12 of the cathode base 10 that is not impregnated with the electron emitting substance, and a ruthenium-molybdenum alloy is applied to the junction between the negative electrode base 10 and the cylindrical body 20. Similarly, ruthenium-molybdenum alloy is applied to the surface 12 of the cathode substrate 10. After the application, the ruthenium-molybdenum alloy is dissolved, the cathode base 10 and the cylinder 20 are joined, and a ruthenium-molybdenum alloy film is formed on the surface 12 of the cathode base 10. This ruthenium-molybdenum alloy film prevents the electron emitting material from oozing out from the surface 12 of the cathode substrate 10 into the storage space 21 when the cathode emitting substrate 11 is impregnated with the electron emitting material. Provided.

次に、冶具を用いてヒータ３０を収納空間２１内の所定位置に保持し、収納空間２１に絶縁部４０を充填する。絶縁部４０は、例えば、ペースト状の材料を収納空間２１に流し込み、その後、乾燥と焼結を行うことで形成することができる。
ペースト状の材料は、例えば、結着剤を含む有機溶剤に粉末状のアルミナを加え、これを撹拌することで生成することができる。
また、乾燥は、ペースト状の材料に含まれている有機溶剤を飛散させるために行われる。
焼結においては、例えば、真空中あるいは水素雰囲気中において、１８００℃〜１８５０℃程度に加熱するようにする。 Next, the heater 30 is held at a predetermined position in the storage space 21 by using a jig, and the insulating portion 40 is filled in the storage space 21. The insulating part 40 can be formed, for example, by pouring a paste-like material into the storage space 21 and then drying and sintering.
The pasty material can be produced, for example, by adding powdery alumina to an organic solvent containing a binder and stirring it.
Moreover, drying is performed in order to disperse the organic solvent contained in the paste-like material.
In the sintering, for example, heating is performed at about 1800 ° C. to 1850 ° C. in a vacuum or a hydrogen atmosphere.

次に、ヒータ３０の端部３２を内筒２３に溶接する。
次に、筒体２０に反射板５０を溶接し、反射板５０にスペーサ５３を介して反射板５１を溶接する。
次に、反射板５１にスペーサ５３を介して反射板５２を溶接する。 Next, the end 32 of the heater 30 is welded to the inner cylinder 23.
Next, the reflecting plate 50 is welded to the cylindrical body 20, and the reflecting plate 51 is welded to the reflecting plate 50 via the spacer 53.
Next, the reflecting plate 52 is welded to the reflecting plate 51 through the spacer 53.

次に、反射筒７０の一方の端部（陰極基体１０側の端部）を外筒２２の外側に設置して、反射筒７０と外筒２２との接合部分にルテニウム−モリブデン−ニッケル合金を塗布する。同様に、反射筒７０の他方の端部（陰極基体１０側とは反対側の端部）にフランジ６０を配置して、反射筒７０とフランジ６０との接合部分にルテニウム−モリブデン−ニッケル合金を塗布する。塗布後、ルテニウム−モリブデン−ニッケル合金を溶解させて、反射筒７０と、外筒２２およびフランジ６０とを接合する。
図５および図６に例示をしたように、反射筒７０と反射筒７１とが一体に形成されている場合には、反射筒７１は反射筒７０に保持される。
反射筒７０と反射筒７１とが別々に形成されている場合には、反射筒７０と同様にして、反射筒７１の端部（陰極基体１０側とは反対側の端部）とフランジ６０とを接合する。 Next, one end portion (end portion on the cathode base 10 side) of the reflection cylinder 70 is installed outside the outer cylinder 22, and ruthenium-molybdenum-nickel alloy is applied to the joint portion between the reflection cylinder 70 and the outer cylinder 22. Apply. Similarly, a flange 60 is disposed at the other end (the end opposite to the cathode substrate 10 side) of the reflecting cylinder 70, and ruthenium-molybdenum-nickel alloy is applied to the joint between the reflecting cylinder 70 and the flange 60. Apply. After the application, the ruthenium-molybdenum-nickel alloy is dissolved, and the reflecting cylinder 70, the outer cylinder 22 and the flange 60 are joined.
As illustrated in FIGS. 5 and 6, when the reflecting tube 70 and the reflecting tube 71 are integrally formed, the reflecting tube 71 is held by the reflecting tube 70.
When the reflecting cylinder 70 and the reflecting cylinder 71 are formed separately, the end of the reflecting cylinder 71 (the end opposite to the cathode substrate 10 side), the flange 60, and the like Join.

最後に、陰極基体１０に電子放射物質を含浸させて、含浸型陰極構体１が完成する。
電子放射物質の含浸は、以下のようにして行うことができる。
まず、陰極基体１０の電子放出面１１上に電子放射物質を載せる。
次に、電子放射物質を水素雰囲気下において、１６００℃〜１７００℃に加熱する。すると、電子放射物質が溶融して陰極基体１０に含浸する。 Finally, the cathode substrate 10 is impregnated with an electron emitting material, whereby the impregnated cathode assembly 1 is completed.
The impregnation of the electron emitting substance can be performed as follows.
First, an electron emitting material is placed on the electron emission surface 11 of the cathode substrate 10.
Next, the electron emitting substance is heated to 1600 ° C. to 1700 ° C. in a hydrogen atmosphere. Then, the electron emitting material is melted and impregnated in the cathode substrate 10.

以上、本発明のいくつかの実施形態を例示したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更などを行うことができる。これら実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。また、前述の各実施形態は、相互に組み合わせて実施することができる。   As mentioned above, although several embodiment of this invention was illustrated, these embodiment is shown as an example and is not intending limiting the range of invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, changes, and the like can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and equivalents thereof. Further, the above-described embodiments can be implemented in combination with each other.

１ 含浸型陰極構体、１０ 陰極基体、１１ 電子放出面、２０ 筒体、２１ 収納空間、２２ 外筒、２３ 内筒、３０ ヒータ、４０ 絶縁部、５０〜５２ 反射板、６０ フランジ、７０ 反射筒、７０ａ 突出部、７０ａ１ 突出部、７１ 反射筒   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Impregnation type | mold cathode structure, 10 cathode base | substrate, 11 electron emission surface, 20 cylinder, 21 storage space, 22 outer cylinder, 23 inner cylinder, 30 heater, 40 insulation part, 50-52 reflector, 60 flange, 70 reflector , 70a Projection part, 70a1 Projection part, 71 Reflector tube

Claims (5)

電子放出面を有し、電子放射物質が含浸された陰極基体と、
前記陰極基体の前記電子放出面とは反対側の面に設けられた外筒と、
前記外筒の内側に設けられた内筒と、
前記内筒と前記外筒との間に設けられたヒータと、
前記外筒の外側に設けられ、側部から突出する突出部を有する第１の反射筒と、
を備えた含浸型陰極構体。 A cathode substrate having an electron emission surface and impregnated with an electron emitting material;
An outer cylinder provided on a surface of the cathode substrate opposite to the electron emission surface;
An inner cylinder provided inside the outer cylinder;
A heater provided between the inner cylinder and the outer cylinder;
A first reflecting cylinder provided on the outer side of the outer cylinder and having a protruding portion protruding from a side portion;
An impregnated cathode assembly comprising: 前記突出部は、複数設けられている請求項１記載の含浸型陰極構体。   The impregnated-type cathode assembly according to claim 1, wherein a plurality of the protrusions are provided. 前記複数の突出部は、等間隔に設けられている請求項２記載の含浸型陰極構体。   The impregnated-type cathode assembly according to claim 2, wherein the plurality of protrusions are provided at equal intervals. 前記第１の反射筒の外側に設けられた第２の反射筒をさらに備えた請求項１〜３のいずれか１つに記載の含浸型陰極構体。   The impregnated-type cathode assembly according to any one of claims 1 to 3, further comprising a second reflecting cylinder provided outside the first reflecting cylinder. 前記第１の反射筒と前記第２の反射筒は、一体に形成されている請求項４記載の含浸型陰極構体。   The impregnated-type cathode assembly according to claim 4, wherein the first reflecting cylinder and the second reflecting cylinder are integrally formed.

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