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JPS6350814B2 - - Google Patents
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JPS6350814B2 - - Google Patents

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Publication number
JPS6350814B2
JPS6350814B2 JP58154851A JP15485183A JPS6350814B2 JP S6350814 B2 JPS6350814 B2 JP S6350814B2 JP 58154851 A JP58154851 A JP 58154851A JP 15485183 A JP15485183 A JP 15485183A JP S6350814 B2 JPS6350814 B2 JP S6350814B2
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JP
Japan
Prior art keywords
cathode
electron gun
heat
grid
cylinder
Prior art date
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Expired
Application number
JP58154851A
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English (en)
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JPS5958736A (ja
Inventor
Yukio Honda
Tadanori Taguchi
Toshuki Aida
Ushio Kawabe
Akira Misumi
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPS6350814B2 publication Critical patent/JPS6350814B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J29/00Details of cathode-ray tubes or of electron-beam tubes of the types covered by group H01J31/00
    • H01J29/02Electrodes; Screens; Mounting, supporting, spacing or insulating thereof
    • H01J29/04Cathodes

Landscapes

  • Electrodes For Cathode-Ray Tubes (AREA)
  • Solid Thermionic Cathode (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は傍熱型含浸陰極用電子銃の構造に関す
るものである。
〔発明の背景〕
含浸あるいは補給型と呼ばれる方式の陰極は、
撮像管、ブラウン管などの光電変換管や進行波
管、クライストロン、マグネトロンなどのマイク
ロ波管用として有望視されている。従来からの含
浸陰極は、電子放射物者が含浸された陰極基体と
スリーブとからなり、ヒータなどの発熱体により
陰極を加熱する方式の傍熱型陰極である。この含
浸陰極は、Wを主成分とする粉末を適当な焼結条
件で焼結した多孔質の陰極基体にBaO・Al2O3
CaOなどからなる溶融化合物を電子放射物質とし
て陰極基体の空孔内に含浸したものである。使用
時には、MoやTa等の高融点金属の円筒形のスリ
ーブで陰極基体を保持し、スリーブ内に陰極加熱
用のヒータを装着する傍熱形の構造となつてい
る。ヒータは通常、耐熱性良好なW線が用いら
れ、W線表面に電気的絶縁用のアルミナ被覆層が
形成されている。
従来、撮像管、ブラウン管等の電子放射源とし
ては、(Ba、Sr、Ca)Oを主成分とする酸化物
カソードが用いられている。酸化物カソードは
1000〓で10A/cm2の飽和電流密度を得ることがで
きる電子源であるが、電子源が(Ba、Sr、Ca)
Oの粉末を用いるためイオン衝撃に弱く、また電
気抵抗が(充分活性化された酸化物カソードの比
抵抗は約104Ωcm)大きいため多くの放射電流で
動作すると自己加熱により酸化物カソード自体が
劣化するという欠点がある。従つて酸化物カソー
ドの定常動作時の放射電流密度は約0.5A/cm2
低い値に設定してある。
一方、含浸型陰極は陰極基体としてWあるいは
MoあるいはReあるいはこれらの合金等の高温強
度の高い金属を用いているため、イオン衝撃に強
く、みまた電気抵抗(Wの比抵抗は約4.9×10-6
Ωcm)が小さいので多くの放射電流密度で動作し
ても自己加熱による陰極基体も温度上昇もない。
しかし、含浸型陰極では10A/cm2の飽和電流密度
を得るには、1000〜1100℃の高温に陰極基体を加
熱する必要がある。従つて、発熱体としてのヒー
タから供給される電力を有効に利用するための電
子銃の構造が要求される。
以下には、従来の傍熱方式による電子銃の構造
を、酸化物カソードを用いた場合と含浸型陰極を
用いた場合を例にとつて説明する。
例 1 第1図は従来の傍熱型酸化物カソードを用いた
最も一般的な電子銃の構造を示す。(Ba、Sr、
Ca)Oから成る酸化物は陰極基体1上に塗布さ
れる。陰極基体1の材料は主としてNiが用いら
れ、他の少量の活性剤(Mg、Si、Al等)添加さ
れている。陰極基体1は耐熱合金(例えばニクロ
ム)製の支持円筒2で支持され、さらに支持円筒
2は、保持台8を界して、熱反射用筒体を兼ねた
陰極支持体4に固定されて、絶縁板7に取付けら
れる。陰極加熱用のヒータ3は支持円筒2の内側
に挿入して用いる。実用の電子銃としては、陰極
基体1に対向して電子流を流す孔を有した第1グ
リツド5及び電子の引出し用の第2グリツド6の
他に複数個の電極を用いて螢光面に電子流を投影
する様になつている。この電子銃構成の欠点は、
支持円筒2の熱容量が大きく、かつ長さも長く、
また保持台8、陰極支持体4への熱の逃げも多い
ため、ヒータ3も大きいものが要求されてくる。
また陰極表面温度が定常値に達する時間も長くな
る。さらに支持円筒2の長さが長いと、温度上昇
による熱膨張の量も増加して、陰極表面と第1グ
リツド5の間隔の変動(陰極表面と第1グリツド
の間隔が100μmの場合の変動の許容値は10%以
下と云われている)も大きくなる。
例 2 第2図は陰極部の熱容量を減らし、かつ熱膨張
による変形量も減少する様に工夫された電子銃構
成の一例を示す。陰極基体1は支持円筒2で支持
される。陰極加熱用ヒータ3が、陰極部を集中的
に加熱できるように工夫された結果、支持円筒の
長さも例1の場合に比べて半分以下になつてい
る。支持円筒2は、その円周上の3箇所もしくは
4箇所に取付けられた陰極支持板9により、陰極
支持体4の上部に固定される。他の電極構造は例
1の場合とほとんど同じである。本方式の特徴
は、陰極部の熱容量が減少したことにより、陰極
表面温度が定常時に達する時間が短縮(例1の場
合の約1/4に短縮されている)された。また、支
持円筒2の熱膨張による変形に対して、陰極支持
板9はこれを吸収する様な伸びをして、陰極表面
と第1グリツド5との間隔を一定に保つ様になつ
ている。
ここに上げた2つの例は、電子放射物質として
(Ba、Sr、Ca)O等の酸化物を用いた場合で、
従つて陰極基体1の温度も高々800℃と低いので、
陰極部から発散する熱を有効に利用するための熱
反射用筒体を兼ねた陰極筒体4に特別の操作をし
なくても実用上は大きな障害はない。
次に含浸型陰極を用いた電子銃の従来構造の例
を示す。
例 3 第3図は含浸型陰極を用いた傍熱型電子銃の構
造の例を示す。多孔質Wに電子放射物質として
BaO・Al2・O3・CaOを含浸した陰極基体1′は、
MoあるいはTaあるいはW等の耐熱金属の薄板
(20〜30μm厚)で作つた支持円筒2で支持され
る。この支持円筒2は陰極基体1′と反対の一端
において、陰極部からの放射熱を反射する熱反射
用筒体を兼用した陰極支持体4によつて保持され
ている。ヒータ3は支持円筒2の内側に挿入さ
れ、熱伝導と輻射熱により陰極基体1′を加熱す
る。陰極基体1′のヒータ3と接する側には、電
子放射物質がヒータ3側に蒸発してヒータ3の絶
縁破壊を生じるのを防止するための障壁板10が
設けてある。陰極支持体4は絶縁板7に取付け固
定される。この様な含浸型陰極を電子銃として用
いる場合、陰極基体1′に対向して電子線を通す
孔を有する第1グリツド5、及び電子線の引出し
用電極の第2グリツド6の他収束用電極を用いて
螢光面等に投影される。
含浸型陰極は高電流密度の電子線源として期待
されているが、その動作温度が1000〜1100℃と高
いため、ヒータの消費電力をできるだけ低くする
様な電子銃構成が期待される。この様な観点から
第3図の例をみた場合、従来の電子銃構造には次
の様な欠点がある。すなわち、陰極基体1′の周
囲からの熱放射によつつて消費される熱を有効に
利用する電子銃構造になつていない。つまり、陰
極基体1′周囲からの輻射熱を陰極側に反射する
様な電子銃構造になつていない。
〔発明の目的〕
本発明の第1の目的は、陰極基体及びその支持
体となる支持円筒から放散される熱を有効に利用
出来、かつ電子銃構造を簡略化できる傍熱型の含
浸陰極用電子銃を提供することである。
本発明の他の目的は、陰極部からの輻射熱によ
る第1グリツドの熱膨張による変形を減少する電
子銃構造を提供することである。
〔発明の概要〕
本発明の傍熱型含浸陰極用電子銃は、多孔質金
属からなる陰極基体、これを支持する円筒型の支
持円筒及び発熱体とからなる傍熱型の含浸陰極、
陰極基体と支持円筒から外側に放散される熱を陰
極側に反射する熱反射用筒体、及び電子流を通す
孔を有し陰極に対向する第1グリツドから構成さ
れる電子銃において、該熱反射用筒体と第1グリ
ツドを一体の複合体としたことおよびこの複合体
の側面に輪状襞を設けることを特徴とする。
〔発明の実施例〕
以下、本発明を実施例により説明する。
参考例 本発明の基礎となる電子銃の構造を第4図によ
り説明する。空孔率20〜25%の多孔質Wに
4BaO・Al2O3・CaOなる電子放射物質を含浸し
た陰極基体1′(直径1.4mmφ、厚さ0.6mm)は、
肉厚25μm、長さ6mmのMo製の支持円筒2で支
持した。支持円筒2の材質としてはMoの他、高
温強度の高い耐熱金属であれば、W、Ta、Re、
Ptやこれらの合金を用いてもよい。発熱体とし
てのヒータ3は支持円筒2の内側に挿入して用い
る。陰極基体1′がヒータ3と接する側には、電
子放射物質の蒸発によるヒータ3の絶縁破壊等を
防止するための障壁板10を設けた。障壁板10
としては、支持円筒2と同様に高温強度の高い耐
熱金属を用いるのが望ましい。本参考例では肉厚
25μmのMo板を用いた、陰極基体1′と支持円筒
2、及び障壁板はRu−Moのろう材にて固定し
た。陰極取付け用の孔(カラーブラウン管のよう
に複数の陰極ある時は複数個の孔)を有するアル
ミナ等の絶縁板7に、陰極取付用孔を中心とした
円周上を3等分(もしくは4等分)した位置にお
いて陰極支持棒12を固定する。陰極支持棒12
には陰極支持板9を介して支持円筒2を固定し
た。陰極支持板9としては、できるだけ支持円筒
2と同一材質とした方が望ましいが、高温強度が
高く、熱膨張の少ない耐熱金属であればMo、
W、Ta、Re、Ptあるいはこれらの合金を用いて
も良い。本参考例ではMoを用いた。さらに陰極
支持棒12の一つに、陰極基体1′の電位設定用
の陰極リード線を設けた。陰極基体1′と支持円
筒2の外側には、陰極基体1′に対向し電子線を
通す孔を有する第1グリツドと、陰極基体1′及
び支持円筒2から放散される輻射熱を有効に利用
するための熱反射用筒体を兼用した複合体11を
設けた。複合体11は、陰極基体1′及び支持円
筒2の輻射熱で500〜600℃に上昇することもある
ので、複合体11の材質としては高温強度が高く
熱膨張の少ない耐熱合金であればMo、W、Ta、
Re、Pt、Niあるいはこれらの合金を用いても良
い。複合体11の肉厚は陰極基体1′の動作温度
によつても多少異なるが(動作温度が高いと厚肉
が良い)、50〜200μmが適当である。本参考例の
複合体11は、Moのブロツクを100μm肉厚の形
状に削り出したものを用いたが、複合体11の製
法としては深絞りによつても、または円筒と第1
グリツドにあたる孔あきの円板をろう接あるいは
溶接によつて行つてもよい。また第1グリツドと
陰極基体1′の間隔は100μm、支持円筒2と複合
体11との間の間隔は1.0mmとなる様に組立てた。
複合体11には電位設定用の第1グリツドリード
線14を接続した。複合体11の外側に第2グリ
ツド6を設け、さらに第2グリツドリード線15
を接続した。18,19は絶縁板7に複合体11
および第2グリツド6を固定するための取付金具
である。なお、第4図bは陰極リード線等の若干
の部分を省略してある。
以上述べた電極構造を用いる事により、同一寸
法の陰極基体1′を同一温度まで加熱するのに要
するヒータ3の消費電力を約15%低減できた。複
合体11の材料を別の金属を用いても同様の結果
を得た。本発明は本例を基礎としてなされたもの
である。
実施例 第5図は、放熱される熱の有効利用およびヒー
タ3の消費電力低減と複合体11の熱変形による
第1グリツド5′と陰極基体1′の間隔の変化を減
少することを目的とした本発明の実施例を示す。
複合体11は、電子線を通す孔を有する円板か
らなる第1グリツド5′と、側面に輪形襞を有す
る円筒からなる熱反射用筒体16で構成される。
この複合体11は、高温強度が高く熱膨張の少な
い耐熱金属であればMo、W、Ta、Re、Ptある
いはこれらの合金を用いても良い。また複合体1
1は、同種の金属を組合せても、異種の金属を組
合せて構成しても良い。本実施例では、第1グリ
ツド5′と熱反射用円筒体16としてMoを用い
た例につき述べる。第1グリツド5′は肉厚100μ
mの円板を用いた。熱反射用筒体16は肉厚50μ
mの円筒の側面に、曲率半径0.5mmの外向けの輪
形襞17をプレス整形して作つたものを用いた。
第1グリツド5′と熱反射用筒体16はRu−Mo
のろう材により接続した。他に点溶接しても良
い。輪形襞17の曲率半径は0.5〜1mmが有効で
ある。また熱反射用筒体16の輪形襞17は、円
筒の内側に凸になつても本発明の目的に対しては
有効であるが、支持円筒2と熱反射用筒体16と
の間隔を接近できる点からは、輪形襞17は円筒
の外側に凸にした方が良い。
本発明の構造の複合体11にすることによつ
て、第1グリツド5′の円板の直径方向の伸びと、
熱反射用筒体16の軸方向の伸びを、輪形襞17
により緩和することができた。輪形襞17を有し
た複合体11を用いることにより、輪形襞17の
ない複合体を用いた場合に比べて、熱膨張による
変形量を約10%減少でき、その結果、第1グリツ
ド5′と陰極基体1′の間隔の変化も減少できた。
また、複合体11を有した電子銃構造を用いる事
により、従来の電子銃構造の場合に比べて、約15
%のヒータ3の消費電力を削減でできた。
〔発明の効果〕
以上、説明したごとく本発明によれば、傍熱型
含浸陰極において、陰極加熱用の発熱体の消費電
力を低下でき、また輪形襞を設けることにより第
1グリツドの熱膨張による変形も低減できる。
【図面の簡単な説明】
第1図と第2図は従来の酸化物カソードを用い
た傍熱型電子銃の構造を示す断面図、第3図は含
浸型陰極を用いた従来の傍熱型電子銃の構造を示
す断面図、第4図a,bは本発明の参考例たる傍
熱型含浸陰極用電子銃の構造を示す断面図と底面
図、第5図は本発明の実施例における傍熱型含浸
陰極用電子銃の構造を示す断面図である。 1,1′……陰極基体、2……支持円筒、3…
…ヒータ、4……陰極支持体、5,5′……第1
グリツド、6……第2グリツド、7……絶縁板、
8……保持台、9……陰極支持板、10……障壁
板、11……複合体、12……陰極支持棒、13
……陰極リード線、14……第1グリツドリード
線、15……第2グリツドリード線、16……熱
反射用筒体、17……輪形襞、18……取付金
具、19……取付金具。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 多孔質金属からなる陰極基体、前記陰極基体
    を支持する支持円筒及び発熱体とからなる傍熱型
    の含浸陰極、前記陰極基体と前記支持円筒から外
    側に放散される熱を前記含浸陰極側に反射する熱
    反射用筒体、及び電子流を通す孔を有し前記含浸
    陰極に対向するグリツドを有する電子銃におい
    て、前記熱反射用筒体と前記グリツドとを一体の
    複合体とせしめ、且つ前記複合体の側面に輪状襞
    を有することを特徴とする傍熱型含浸陰極用電子
    銃。 2 前記輪状襞は前記複合体の外側に凸部となる
    様に構成されて成ることを特徴とする特許請求の
    範囲第1項記載の傍熱型含浸陰極用電子銃。
JP58154851A 1983-08-26 1983-08-26 傍熱型含浸陰極用電子銃 Granted JPS5958736A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58154851A JPS5958736A (ja) 1983-08-26 1983-08-26 傍熱型含浸陰極用電子銃

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JP58154851A JPS5958736A (ja) 1983-08-26 1983-08-26 傍熱型含浸陰極用電子銃

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Publication Number Publication Date
JPS5958736A JPS5958736A (ja) 1984-04-04
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ID=15593287

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61138824A (ja) * 1984-12-10 1986-06-26 Toyota Motor Corp 多気筒内燃機関の吸気管長可変式吸気装置
JPS61207822A (ja) * 1985-03-12 1986-09-16 Toyota Motor Corp 吸気管長可変式吸気装置の吸気制御弁の制御方法

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