JPS63887B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はブラウン管のような電子管に使用し
て好適な含浸形陰極構体の製造方法に関する。

一般に電子管例えばブラウン管の電子銃には、
陰極が使用されている。この種の含浸形陰極構体
は、従来、第１図に示すように構成され、内部に
ヒータ１３を収容した有底カツプ１２に、基体金
属板１１が部材１４，１４を介して固着されてい
る。

この場合、基体金属板１１は多孔質タングステ
ン製にして、電子放射物質が含浸されている。そ
して、多孔質タングステンは、陰極完成後におけ
る電子放射率および電子放射物質の熱蒸発の防止
などの点から、一般にその見かけ比重が16程度の
ものが使用されている。さらに電子放射物質とし
ては、一般的にBaOとCaOとAl₂O₃がモル比で
４：１：１の比率にしたものが用いられており、
この電子放射物質を炭酸塩の状態BaCO₃，
CaCO₃にしたもの（但しAl₂O₃は酸化物の状態）
をミキサーでよく混合した後、前記多孔質タング
ステン製基体金属板１１の上に載せ、水素炉中で
約1000℃に加熱し、前記炭酸塩を酸化物に分解せ
しめ、その後、急速に温度を上昇し電子放射物質
を溶融して多孔質タングステンの空孔部に含浸し
ている。又、有底カツプ１２は、モリブデンやタ
ンタル等の高融点金属あるいはこの高融点金属を
主体とした合金からなり、図に示す如く基体金属
板１１を動作温度（1000〜1100℃）まで加熱する
ヒータ１３を収納すること、および陰極を支持す
るためのものである。第１図においてカツプ１２
が有底状となつている理由は、含浸形陰極を動作
させたとき基体金属板１１の裏面から電子放射物
質がヒータ１３に被覆されている絶縁物に蒸発
し、ヒータ１３と陰極との絶縁劣化を防止するた
めであり、このためカツプ１２は有底状に形成さ
れ、カツプ１２の底部分は電子放射物質の飛散を
防止している。さらに部材１４，１４は、基体金
属板１１と有底カツプ１２を抵抗溶接により固着
するために、前記基体金属板１１と有底カツプ１
２の間に挿入された白金等の線よりなつている。
この部材１４，１４を用いる理由は、基体金属板
１１と有底カツプ１２がタングステン、モリブデ
ン、タンタル等の金属およびそれらの合金よりな
るため、それらの金属を直接に抵抗溶接法で溶接
することは困難である。何故ならば、溶接電極用
材料として銅あるいは銅−ニツケル−ベリリウム
合金、あるいは多孔質タングステンに銅を含浸し
た材料が用いられるが、被溶接物同士が2700℃以
上の高融点金属であるために、溶接の際、溶接電
極の方が先に溶融して被溶接物に付着してしまう
ためである。さらに実際の溶接においては、カツ
プ１２の中に溶接電極を挿入する必要があるため
に、溶接電極の形状をカツプ１２の内径以下に設
計する必要があるので、溶接の際、溶接電極の加
熱がさらに激しくなる等の理由があるからであ
る。

上記のような理由のために、白金の円板を被溶
接物つまり基体金属板１１と有底カツプ１２の間
に介在させて溶接する方法が用いられていたが、
含浸形陰極を量産的に製造する場合には、やはり
溶接電極の消耗が激しく実用化は困難であつた。
さらに溶接性を向上させる手段として、部材１４
を線材にして溶接電流を線材に集中させて溶接す
る方法、即ち、プロジエクシヨン溶接法が用いら
れていた。このプロジエクシヨン溶接法によつて
基体金属板１１と有底カツプ１２の溶接は可能で
あるが、やはり量産化に際しては、次のような欠
点があることが判つた。

即ち、その１つは溶接状態にばらつきがあり、
安定に溶接されているものと、溶接が不十分なも
のがあることが判つた。この場合、溶接状態の確
認法としては、第２図に示す如く有底カツプ１２
の下部１２ａをピンセツトで変形させたとき、溶
接箇所がはがれるか否かによつて調べた。更に溶
接不良の箇所を光学顕微鏡で観察してみると、溶
接不良品は、白金線は潰されているが、溶融され
ていないことが判つた。この理由は、溶接する
際、白金は柔かい金属であるために、加圧すると
同時に潰されて溶融電流が流れる部分の面積が大
きくなる。従つて、この部分の抵抗が小さくな
り、そこに発生するジユール熱が小さくなつて溶
融されないためと考えられる。この現象を生じさ
せなくするためには、加圧と溶融電流とが同期す
れば良い訳けであるが、実際の溶接機ではスプリ
ングによつて加圧力をきめるタイプのものが多い
ので、ある一定の加圧力になつたとき、溶接電流
が流れるような構造となつている。従つて、ある
一定の加圧力に達するまでの間に、スプリングの
力によつて白金線材が潰されてしまう訳けであ
る。然るに、加圧力を小さくして溶接電流を大き
くすれば、上記した現象は小さくなる訳けである
が、溶接電流を大きくすると溶接電極に流れる電
流が大きくなり、第１図に示す如き有底カツプ１
２を有する陰極構体の場合は、溶接電極をカツプ
１２の中に挿入しなければならないために溶接電
極を大きくすることができず、このため溶接電極
が極度に加熱され被溶接物に溶接電極の材料であ
る銅が付着してしまう不都合を生じる。更にもう
１つの欠点として、第１図に示す陰極構体では白
金線の部材１４を２本使用したが（２本使用した
理由はカツプ１２の軸線Ａ−A′に対し基体金属
板１１の電子放射面が垂直になるようにするため
である）、前述の如く白金線は柔い物質であるた
めに、溶接時に白金線が潰されてカツプ１２の軸
線Ａ−A′に対して電子放射面の直角度が失なわ
れる。電子管陰極において、カツプ１２の軸線に
対する電子放射面の直角度は特に重要であり、含
浸形陰極を陰極線管に用いた場合、第１グリツド
と電子放射面との間隔は0.15mm程度に設定される
場合が多く、この場合、直径0.05mmの白金線を用
いると、電子放射面の周辺部において0.03mm程度
の垂直度不良が発生し易く、電子管のカツトオフ
特性上不都合である。

以上の点から鑑みて、基体金属板１１と有底カ
ツプ１２とを量産的にかつ精度良く固着すること
のできる陰極構体の製造方法が要望されていた。

この発明は、以上のような事情に鑑みてなされ
たもので容易且つ高精度に組立て得る含浸形陰極
構体の製造方法を提供することを目的とする。

以下、図面を参照してこの発明の実施例を説明
する。この発明は第３図に示すように、後にヒー
タ３３を収容する有底カツプ３２の底部外面に、
被覆部材３４，３４を介して基体金属板３１を載
せ、この状態で図示しない溶接電極を有底カツプ
および基体金属板間に接続して抵抗溶接する。こ
の場合、ヒータ３３、有底カツプ３２、基体金属
板３１は従来例と同一材質と同一形状であり、同
一製造方法により得られたものである。即ち、有
底カツプ３２はモリブデンやタンタル等の高融点
金属またはこの高融点金属を主体とした合金より
なり、基体金属板３１は電子放射物質を含浸せし
めた多孔質タングステンからなつている。さらに
被覆部材３４，３４は有底カツプ３２と基体金属
板３１とを安定にかつ精度良く溶接固着するため
に用いるもので、この発明の特徴となつており、
拡大して示すと第４図のようになる。即ち、この
被覆部材３４は、予め直径0.05mmの高融点金属例
えばタングステンの芯線３４ａに白金をメツキ法
によつて約10μｍの厚さに被覆して被覆層３４ｂ
を形成したものである。この被覆部材３４，３４
を２本、基体金属板３１と有底カツプ３２との間
に介在させて抵抗溶接法で溶接固着する訳けであ
る。

この発明の陰極構体の製造方法は上記説明及び
図示のように構成され、被覆部材３４，３４はタ
ングステンのような高融点金属よりなる芯線３４
ａに白金よりなる被覆層３４ｂを覆つてなつてい
るため、予めこの被覆部材を製作することが容易
で、したがつてまた量産性に富んでいる。また抵
抗溶接に際して、白金が溶融した状態においても
芯線３４ａであるタングステン線材はほとんど変
形されない。従つて、従来の陰極構体の場合に発
生した垂直度不良は殆んど発生せず、僅かに傾い
たものでも、その値は電子放射面の周辺部におい
て最大0.003mm程度であり、従来構造の十分の一
に精度を向上させることができた。更に前述の如
く、溶接時に芯線３４ａが潰されることがないた
めに、溶接電流の流れる部分の面積が変化するこ
とがないので、個々の陰極の組立作業において、
溶接部に発生する熱量は一定であり、白金の被覆
層３４ｂのみを溶融した溶接が可能となる。従つ
て含浸形陰極を量産的に製造する場合において
も、精度良く、かつ歩留良く製造することができ
る。

また、この溶接部分の溶接強度を調べるため
に、強度試験を行なつた。その１つは前述した如
く、有底カツプ３２の下の部分を第２図に示した
ようにピンセツトで潰して、溶接部がはがれるか
否かの試験である。この試験において、有底カツ
プ３２の下の部分を極度に変形させても、溶接は
がれを生じるものはなく、十分良好な溶接がなさ
れていることを確かめた。

さらに、この発明の実施により得られた陰極構
体を陰極線管に組み込み、ヒータ回路をオン・オ
フ動作させた場合、溶接部に変形が生じるか否か
を調べたところ、溶接部に変形を生じることな
く、十分良好な溶接がなされていることが確認で
きた。

尚、上記実施例においては、被覆部材３４の芯
線３４ａとしてタングステン線を用いて説明した
が、芯線材としてはモリブテンあるいはルテニウ
ム−タングステン合金線材等の高融点金属および
高融点金属を主体にした合金を用いても良好な結
果を得ることができる。

さらに被覆材としては、白金以外にロジウム、
ルテニウム、パラジウム、イリジウム等の白金属
の金属または白金属を主体とした合金、例えば白
金−ロジウム合金を用いても良好な結果を得るこ
とができる。その理由は、ロジウムの融点が1996
℃、パラジウムが1554℃、ルテニウムが2450℃、
イリジウムが2454℃であるため、芯線材としてモ
リブデンを用いた場合でも被覆材の融点の方が低
いからである。

また、上記実施例においては被覆部材３４，３
４を２本平行に並べて用いた場合について述べた
が、有底カツプ３２の軸線Ａ−A′と基体金属板
３１の電子放射面との垂直度をより向上させるた
めに第５図に示す如く被覆線材を網状に形成した
部材４４を用いてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の含浸形陰極構体を示す一部断面
を含む正面図、第２図は従来の含浸形陰極構体の
溶接部のはがれ試験を行なうために有底カツプを
変形させた状態を示す正面図、第３図はこの発明
の一実施例に係る含浸形陰極構体製造方法の溶接
前の状態を示す一部断面を含む正面図、第４図は
第３図の要部（被覆部材）を拡大して示した断面
図、第５図はこの発明の他の実施例を示す分解斜
視図である。 ３１……基体金属板、３２……有底カツプ、３
３……ヒータ、３４……被覆部材、３４ａ……芯
線、３４ｂ……被覆層。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ヒータを収容した有底カツプに、電子放射物
   質を含浸せしめた基体金属板を溶接により固着す
   る含浸形陰極構体の製造方法において、 予め高融点金属又は高融点金属を主体とした合
   金よりなる芯線に白金族又は白金族を主体とした
   合金よりなる被覆層を形成して被覆部材をつく
   り、 この被覆部材を前記有底カツプと基体金属板と
   の間に挟むとともに、これらカツプおよび基体金
   属板間に溶接電極を接続し抵抗溶接により固着す
   ることを特徴とする含浸形陰極構体の製造方法。