專利名稱：多極電子管的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及具有螺旋狀直熱式陰極、至少一個鼠籠型控制柵電極和筒狀陽極的多極電子管。
多極電子管的一種例如發(fā)射管具有發(fā)射熱電子的陰極；捕捉從該陰極發(fā)射的熱電子的筒狀陽極；和在該陰極與陽極之間配置的控制熱電子通過量的至少一個控制柵電極。而且，一般采用把由釷鎢構成的金屬線卷成螺旋狀的直熱式燈絲作為陰極。此外，一般采用把多根鉬細線在縱向方向即與管軸平行的方向上并排，并與卷繞的橫向支撐線焊接，以束縛這些縱線的鼠籠型柵電極作為控制柵電極。
在實公昭38-2768號公報和實公昭41-16896號公報中詳細地披露了這種多極電子管的結構。也就是說，在前一公報中披露的結構如圖3(a)、(b)、(c)所示，在管軸上配置的陰極支柱111上裝有固定支撐的螺旋狀的直熱式陰極112。而且，在該陰極112周圍同軸地配置控制柵電極113?？刂茤烹姌O113有由鎢細線構成的多條縱線114；和較粗的卷成螺旋狀以捆住這些縱線的橫向支撐線115。橫向支撐線115是比縱線114粗的金屬線，與縱線在交點處焊接，具有機械地固定支撐縱線和防止變形的功能。而且，配置包圍這些燈絲和柵電極并兼作真空容器的一部分的筒狀陽極116。
另一方面，上述的后者，即在實公昭41-16896號公報上披露的結構，如圖4所示，是把多根橫向支撐線115在相對于管軸的垂直方向上卷繞的結構。這種結構由于準備按預定直徑成圓的橫向支撐線115，在縱線周圍以預定間隔嵌入之后，必須焊接各交點，所以存在制造復雜的缺陷。
因此，上述前者的結構，由于在縱線周圍連續(xù)地卷繞一條或兩條左右的橫向支撐線115后焊接各交點，所以能夠使制造比較簡化。但是，如圖3所示，現(xiàn)有技術是陰極112的螺旋狀卷繞方向與柵電極的橫向支撐線的螺旋狀卷繞方向相同，同時，陰極112的螺旋狀卷繞線的節(jié)距間隔(Pf)與柵電極的橫向支撐線的螺旋狀卷繞線的節(jié)距間隔(Ps)相等或大致相等。
按照現(xiàn)有的結構，如圖5和圖6所示，根據(jù)陰極112的螺旋狀卷繞線與柵電極的橫向支撐線的螺旋狀卷繞線，在熱電子流的前進方向上大致從對應的正橫向方向看的重合情況，工作特性、特別是電壓放大率(μ)大幅度地變化，如虛線(R)所示。
也就是說，圖5的(5a)表示在正橫向方向即從管軸垂直方向看陰極112的螺旋狀繞線和柵電極的橫向支撐線115的螺旋狀繞線時，兩繞線剛好以重疊狀態(tài)組裝情況的模式。這種情況是從陰極112的卷線和柵電極的橫向支撐線115的繞線的正橫向方向看錯位間隔(G)為零(G＝0)。
由于這樣組裝的電子管用柵電極的橫向支撐線115最大地抑制了從陰極發(fā)射的熱電子的通過，所以其電壓放大率(μ)為與圖6所示的特性曲線的橫軸(G＝0)對應的最小電壓放大率(μ)，在試制的三極發(fā)射管中，μ＝17。這種狀態(tài)的陰極112的圓周方向的特定位置假定為Y，柵電極的同樣的特定位置為Z，用圖5表示。
下面，圖5的(5b)表示陰極112的位置原封不動，使柵電極113從上方看在順時針方向上旋轉90度的位置并確定、進行組裝的情況。因此，對應陰極112的上述特定位置Y，柵電極的特定位置Z處于在順時鐘方向上進90度的位置。這種情況下，陰極112的卷線與柵電極的橫向支撐線115的鄰接卷線的錯位間隔(G)與兩卷線節(jié)距間隔(Pf，Ps)的1/4相當(G＝0.25·Pf)。而且，這樣組裝的電子管的電壓放大率(μ)與圖6的橫軸(G＝0.25)對應，μ＝20。
并且，如圖5的(5c)所示，與陰極112的特定位置Y對應，在把柵電極113的特定位置Z在順時針方向上進180度的位置組裝的情況下，兩卷線的錯位間隔與兩卷線節(jié)距間隔(Pf，Ps)的1/2相當(G＝0.5·Pf)。而且，這樣組裝的電子管的電壓放大率(μ)與圖6的橫軸(G＝0.5)對應，μ＝24。
由此，在使陰極的螺旋卷繞方向與柵電極的橫向支撐線的螺旋狀卷繞方向以相同方向卷繞的現(xiàn)有結構中，通過調整兩者的繞線的錯位間隔(G)，雖然具有能夠以某種程度任意設定電子管的工作特性(電壓放大率μ)的優(yōu)點，但在同樣的電子管的大量生產中，只要陰極與柵電極的圓周方向的確定位置稍稍錯位，特性就離散，會出現(xiàn)制造不一致的電子管的不利的情況。因此，在大量生產品質良好一致的電子管上存在障礙。
本發(fā)明的目的在于消除上述現(xiàn)有結構的不合適的情況，在同一種電子管的大量生產中，即使在陰極與柵電極的圓周方向的位置關系不固定的情況下組裝，也能使工作特性、特別是電壓放大率(μ)的離散較小，提供品質良好一致的多極電子管。
按照本發(fā)明是這樣的多極電子管，包括把金屬線按預定節(jié)距螺旋狀地卷繞的用于發(fā)射電子的直熱式陰極，在該陰極的外周配置至少一條有多條柵極縱線和螺旋狀卷繞同時固定在該柵極縱線上的的橫向支撐線的柵電極，和在柵電極的外周設置的筒狀陽極，其中柵電極的橫向支撐線沿與陰極的螺旋狀卷繞方向相反的方向螺旋狀地卷繞。
此外，本發(fā)明的多極電子管的特征在于，柵電極的橫向支撐線的螺旋狀卷繞線的節(jié)距間隔(Ps)為陰極的螺旋狀卷繞線的節(jié)距間隔(Pf)的0.8倍以上。
再有，本發(fā)明的多極電子管的特征在于，陰極和柵電極的橫向支撐線都分別由單根金屬線構成。
還有，本發(fā)明的多極電子管的特征在于，柵電極的橫向支撐線的直徑(Ds)與陰極的金屬線的直徑(Df)之比(Ds/Df)在0.8以下。


圖1是表示本發(fā)明實施例采用的有螺旋形陰極和鼠籠型柵電極的電子管結構的縱向剖面圖。
圖2是表示圖1所示的電子管的陰極和柵電極的主要部分的放大圖。
圖3是表示現(xiàn)有技術的公知的電子管一例的概略結構圖。
圖4是表示現(xiàn)有技術的公知的電子管的另一例的主要部分的縱向剖面圖。
圖5是表示圖3所示的電子管中陰極與柵電極的橫向支撐線的卷繞關系的模式圖。
圖6是比較圖1和圖3所示的電子管的電壓放大率的變化特性的曲線圖。
下面，參照附圖，詳細說明本發(fā)明的實施例。
圖1表示在例如高頻熔合設備那樣的高頻感應加熱裝置、比如有30MHz、6kW的高頻振蕩輸出工作特性的三極發(fā)射管中，應用本發(fā)明的實施例。該發(fā)射管通過在陰極芯柱11上由陶瓷制成的絕緣圓筒12，與兼作真空容器的一部分的銅制圓筒狀陽極13氣密接合。在該陽極13上，固定著散熱片14、排氣管15、排氣管保護帽16。
在陰極芯柱11上，相互電絕緣地固定著一對陰極端子17、18和柵電極端子19。在一個陰極端子17上，固定著支撐燈絲并用于供給加熱電流的棒狀的中心支柱21，在另一個陰極端子18上，固定著同樣的側邊支柱22。而且，在這樣一對支柱21、22的各前端部分，分別通過焊接，電和機械地連接并支撐螺旋狀卷繞的用于發(fā)射熱電子的直熱式陰極23的各前端部分23a、23b。
在陰極23的周圍，保持預定間隔地同軸狀地配置鼠籠型的圓筒狀柵電極24。該柵電極24有在以預定的半徑規(guī)定的圓周上按預定間隔排列的多條柵極縱線25；和在該柵極縱線的周圍螺旋狀地卷繞并與各縱線25的交點焊接的橫向支撐線26。柵電極24，其圖示下端部固定在柵極支撐圓筒27上，其圖示上端部固定在柵極支撐環(huán)28上。再有，柵極支撐圓筒27固定在陰極芯柱11的柵電極端子板19上。
圖2是陰極和柵電極的主要部分的放大圖。陰極23是直徑(Df)為1mm左右的含有微量釷(Th)的鎢(W)合金線。如該圖的(a)所示，把它配置在中心軸上的一個中心支柱21的周圍，把它以預定的螺旋外徑(Rf)、預定的節(jié)距間隔(Pf)卷成預定圈數(shù)的螺旋。再有，按發(fā)射管要求的特性，例如在8至10的范圍內，可任意設定該陰極23的圈數(shù)(Nf)。
如圖2的(b)所示，在按預定半徑(Rs)規(guī)定的圓的圓周上以例如24等分的間隔配置柵極縱線25，在這些縱線的外周上沿與陰極23的螺旋卷繞方向相反的方向成螺旋狀地卷繞一根橫向支撐線26，從而構成柵電極24。并且，用例如焊接法連接各柵極縱線25和橫向支撐線26的交點。
該柵電極的縱線25為直徑例如為0.4mm的鉬線，橫向支撐線26為直徑例如與縱線25相同或為其1.0至2.0倍范圍內的相同鉬線。此外，不希望更多地妨礙電子束的通過量，因此選定柵電極的橫向支撐線的直徑(Ds)與陰極的金屬線的直徑(Df)之比(Ds/Df)，使其在0.8以下，在0.5以下更好。
此外，該柵電極的橫向支撐線26的螺旋狀卷繞方向與陰極23的螺旋狀卷繞方向相反。并且，仍然是為不希望更多地妨礙電子束的通過量，該橫向支撐線26的螺旋狀卷繞線的間距間隔(Ps)為陰極23的螺旋狀卷繞線間距間隔(Pf)的0.8倍以上，在1.0倍以上更好。
按照該實施例，從正橫向方向看，陰極23的螺旋狀卷繞線與柵電極的橫向支撐線26重合處的數(shù)量，大致與該燈絲和柵電極的圓周方向的錯位程度無關。但是，即使燈絲與柵電極的組裝位置存在錯位，從陰極發(fā)射的熱電子在朝向陽極的行程中因柵電極阻擋的概率大致一定，與圖6的現(xiàn)有結構的情況下的特性(R)相比，本發(fā)明實施例情況下的電壓放大率(μ)基本保持一定，如圖6中符號(T)所示，μ≈23，其離散也變得基本相等。
因此，在大量組裝制造多極電子管時，陰極與柵電極的圓周方向的位置即使不能高精度地重合一致，也可獲得大致均勻的工作特性特別是電壓放大率(μ)的特性。因此，可簡化電子管的裝配工藝。
再有，即使將該發(fā)明用于同軸地配置二個以上柵極的多極電子管中，其至少一個柵電極的結構若按上述構成，則可享有上述優(yōu)點。
并且，上述實施例的陰極卷繞成一個螺旋狀線來構成，但并不限于此，也可構成為如圖3的(b)所示的雙螺旋狀線的結構。此外，柵電極的橫向支撐線也不限于單線卷繞，也可以如圖3的(c)所示用雙線卷繞，或用雙根以上的線卷繞。但是，這樣的情況下，陰極或柵極的橫向支撐線的卷繞間距間隔(Pf、Ps)在各情況下，用從其整個含卷繞線的正橫方向來看的鄰接的卷繞線的間距間隔的平均值定義。并且，如圖1和圖2所示的單線卷繞的情況下的卷繞間距間隔(Pf、或Ps)也由整個卷繞線的間距間隔的平均值定義。
如上所述，按照該發(fā)明，由于陰極螺旋的卷繞方向與柵電極的橫向支撐線的螺旋卷繞方向不同，所以不論陰極與柵電極的圓周方向的錯位大小如何，均可獲得大致一定的工作特性特別是電壓放大率。從而，可低成本地大量生產工作特性離散小、品質優(yōu)良一致的電子管。
權利要求
1.一種多極電子管，包括把金屬線按預定節(jié)距螺旋狀地卷繞成的用于發(fā)射電子的直熱式陰極(2 3)；在該陰極的外周配置的至少一個有多條柵極縱線(25)和螺旋狀卷繞并固定在該柵極縱線上的橫向支撐線(26)的柵電極(24)；和在所述柵電極的外周設置的筒狀陽極(13)，其特征在于，所述柵電極的橫向支撐線(26)沿與所述陰極(23)的螺旋狀卷繞方向相反的方向螺旋狀地卷繞。
2.如權利要求1所述的多極電子管，其特征在于，所述柵電極的橫向支撐線(26)的螺旋狀卷繞線的間距間隔(Ps)為所述陰極(23)的螺旋狀卷繞線的間距間隔(Pf)的0.8倍以上。
3.如權利要求1所述的多極電子管，其特征在于，所述陰極(23)和所述柵電極的橫向支撐線(26)都分別用單根金屬線構成。
4.如權利要求1所述的多極電子管，其特征在于，所述柵電極的橫向支撐線(26)的直徑(Ds)與所述陰極(23)的金屬線的直徑(Df)之比(Ds/Df)為0.8以下。
全文摘要
提供一種工作特性離散小、品質優(yōu)良一致的多極電子管。該發(fā)明是陰極23的螺旋卷繞方向與柵電極24的橫向支撐線26的螺旋卷繞方向不同的多極電子管。
文檔編號H01J19/00GK1193179SQ9810410
公開日1998年9月16日 申請日期1998年1月9日 優(yōu)先權日1997年1月9日
發(fā)明者大貫博文, 村幸夫 申請人:株式會社東芝