多极电子管 本发明涉及具有螺旋状直热式阴极、至少一个鼠笼型控制栅电极和筒状阳极的多极电子管。
多极电子管的一种例如发射管具有：发射热电子的阴极；捕捉从该阴极发射的热电子的筒状阳极；和在该阴极与阳极之间配置的控制热电子通过量的至少一个控制栅电极。而且，一般采用把由钍钨构成的金属线卷成螺旋状的直热式灯丝作为阴极。此外，一般采用把多根钼细线在纵向方向即与管轴平行的方向上并排，并与卷绕的横向支撑线焊接，以束缚这些纵线的鼠笼型栅电极作为控制栅电极。
在实公昭38-2768号公报和实公昭41-16896号公报中详细地披露了这种多极电子管的结构。也就是说，在前一公报中披露的结构如图3(a)、(b)、(c)所示，在管轴上配置的阴极支柱111上装有固定支撑的螺旋状的直热式阴极112。而且，在该阴极112周围同轴地配置控制栅电极113。控制栅电极113有由钨细线构成的多条纵线114；和较粗的卷成螺旋状以捆住这些纵线的横向支撑线115。横向支撑线115是比纵线114粗的金属线，与纵线在交点处焊接，具有机械地固定支撑纵线和防止变形的功能。而且，配置包围这些灯丝和栅电极并兼作真空容器的一部分的筒状阳极116。
另一方面，上述的后者，即在实公昭41-16896号公报上披露的结构，如图4所示，是把多根横向支撑线115在相对于管轴的垂直方向上卷绕的结构。这种结构由于准备按预定直径成圆的横向支撑线115，在纵线周围以预定间隔嵌入之后，必须焊接各交点，所以存在制造复杂的缺陷。
因此，上述前者的结构，由于在纵线周围连续地卷绕一条或两条左右的横向支撑线115后焊接各交点，所以能够使制造比较简化。但是，如图3所示，现有技术是阴极112的螺旋状卷绕方向与栅电极的横向支撑线的螺旋状卷绕方向相同，同时，阴极112的螺旋状卷绕线的节距间隔(Pf)与栅电极的横向支撑线的螺旋状卷绕线的节距间隔(Ps)相等或大致相等。
按照现有的结构，如图5和图6所示，根据阴极112的螺旋状卷绕线与栅电极的横向支撑线的螺旋状卷绕线，在热电子流的前进方向上大致从对应的正横向方向看的重合情况，工作特性、特别是电压放大率(μ)大幅度地变化，如虚线(R)所示。
也就是说，图5的(5a)表示在正横向方向即从管轴垂直方向看阴极112的螺旋状绕线和栅电极的横向支撑线115的螺旋状绕线时，两绕线刚好以重叠状态组装情况的模式。这种情况是从阴极112的卷线和栅电极的横向支撑线115的绕线的正横向方向看错位间隔(G)为零(G＝0)。
由于这样组装的电子管用栅电极的横向支撑线115最大地抑制了从阴极发射的热电子的通过，所以其电压放大率(μ)为与图6所示的特性曲线的横轴(G＝0)对应的最小电压放大率(μ)，在试制的三极发射管中，μ＝17。这种状态的阴极112的圆周方向的特定位置假定为Y，栅电极的同样的特定位置为Z，用图5表示。
下面，图5的(5b)表示阴极112的位置原封不动，使栅电极113从上方看在顺时针方向上旋转90度的位置并确定、进行组装的情况。因此，对应阴极112的上述特定位置Y，栅电极的特定位置Z处于在顺时钟方向上进90度的位置。这种情况下，阴极112的卷线与栅电极的横向支撑线115的邻接卷线的错位间隔(G)与两卷线节距间隔(Pf，Ps)的1/4相当(G＝0.25·Pf)。而且，这样组装的电子管的电压放大率(μ)与图6的横轴(G＝0.25)对应，μ＝20。
并且，如图5的(5c)所示，与阴极112的特定位置Y对应，在把栅电极113的特定位置Z在顺时针方向上进180度的位置组装的情况下，两卷线的错位间隔与两卷线节距间隔(Pf，Ps)的1/2相当(G＝0.5·Pf)。而且，这样组装的电子管的电压放大率(μ)与图6的横轴(G＝0.5)对应，μ＝24。
由此，在使阴极的螺旋卷绕方向与栅电极的横向支撑线的螺旋状卷绕方向以相同方向卷绕的现有结构中，通过调整两者的绕线的错位间隔(G)，虽然具有能够以某种程度任意设定电子管的工作特性(电压放大率μ)的优点，但在同样的电子管的大量生产中，只要阴极与栅电极的圆周方向的确定位置稍稍错位，特性就离散，会出现制造不一致的电子管的不利的情况。因此，在大量生产品质良好一致的电子管上存在障碍。
本发明的目的在于消除上述现有结构的不合适的情况，在同一种电子管的大量生产中，即使在阴极与栅电极的圆周方向的位置关系不固定的情况下组装，也能使工作特性、特别是电压放大率(μ)的离散较小，提供品质良好一致的多极电子管。
按照本发明是这样的多极电子管，包括：把金属线按预定节距螺旋状地卷绕的用于发射电子的直热式阴极，在该阴极的外周配置至少一条有多条栅极纵线和螺旋状卷绕同时固定在该栅极纵线上的的横向支撑线的栅电极，和在栅电极的外周设置的筒状阳极，其中栅电极的横向支撑线沿与阴极的螺旋状卷绕方向相反的方向螺旋状地卷绕。
此外，本发明的多极电子管的特征在于，栅电极的横向支撑线的螺旋状卷绕线的节距间隔(Ps)为阴极的螺旋状卷绕线的节距间隔(Pf)的0.8倍以上。
再有，本发明的多极电子管的特征在于，阴极和栅电极的横向支撑线都分别由单根金属线构成。
还有，本发明的多极电子管的特征在于，栅电极的横向支撑线的直径(Ds)与阴极的金属线的直径(Df)之比(Ds/Df)在0.8以下。
图1是表示本发明实施例采用的有螺旋形阴极和鼠笼型栅电极的电子管结构的纵向剖面图。
图2是表示图1所示的电子管的阴极和栅电极的主要部分的放大图。
图3是表示现有技术的公知的电子管一例的概略结构图。
图4是表示现有技术的公知的电子管的另一例的主要部分的纵向剖面图。
图5是表示图3所示的电子管中阴极与栅电极的横向支撑线的卷绕关系的模式图。
图6是比较图1和图3所示的电子管的电压放大率的变化特性的曲线图。
下面，参照附图，详细说明本发明的实施例。
图1表示在例如高频熔合设备那样的高频感应加热装置、比如有30MHz、6kW的高频振荡输出工作特性的三极发射管中，应用本发明的实施例。该发射管通过在阴极芯柱11上由陶瓷制成的绝缘圆筒12，与兼作真空容器的一部分的铜制圆筒状阳极13气密接合。在该阳极13上，固定着散热片14、排气管15、排气管保护帽16。
在阴极芯柱11上，相互电绝缘地固定着一对阴极端子17、18和栅电极端子19。在一个阴极端子17上，固定着支撑灯丝并用于供给加热电流的棒状的中心支柱21，在另一个阴极端子18上，固定着同样的侧边支柱22。而且，在这样一对支柱21、22的各前端部分，分别通过焊接，电和机械地连接并支撑螺旋状卷绕的用于发射热电子的直热式阴极23的各前端部分23a、23b。
在阴极23的周围，保持预定间隔地同轴状地配置鼠笼型的圆筒状栅电极24。该栅电极24有在以预定的半径规定的圆周上按预定间隔排列的多条栅极纵线25；和在该栅极纵线的周围螺旋状地卷绕并与各纵线25的交点焊接的横向支撑线26。栅电极24，其图示下端部固定在栅极支撑圆筒27上，其图示上端部固定在栅极支撑环28上。再有，栅极支撑圆筒27固定在阴极芯柱11的栅电极端子板19上。
图2是阴极和栅电极的主要部分的放大图。阴极23是直径(Df)为1mm左右的含有微量钍(Th)的钨(W)合金线。如该图的(a)所示，把它配置在中心轴上的一个中心支柱21的周围，把它以预定的螺旋外径(Rf)、预定的节距间隔(Pf)卷成预定圈数的螺旋。再有，按发射管要求的特性，例如在8至10的范围内，可任意设定该阴极23的圈数(Nf)。
如图2的(b)所示，在按预定半径(Rs)规定的圆的圆周上以例如24等分的间隔配置栅极纵线25，在这些纵线的外周上沿与阴极23的螺旋卷绕方向相反的方向成螺旋状地卷绕一根横向支撑线26，从而构成栅电极24。并且，用例如焊接法连接各栅极纵线25和横向支撑线26的交点。
该栅电极的纵线25为直径例如为0.4mm的钼线，横向支撑线26为直径例如与纵线25相同或为其1.0至2.0倍范围内的相同钼线。此外，不希望更多地妨碍电子束的通过量，因此选定栅电极的横向支撑线的直径(Ds)与阴极的金属线的直径(Df)之比(Ds/Df)，使其在0.8以下，在0.5以下更好。
此外，该栅电极的横向支撑线26的螺旋状卷绕方向与阴极23的螺旋状卷绕方向相反。并且，仍然是为不希望更多地妨碍电子束的通过量，该横向支撑线26的螺旋状卷绕线的间距间隔(Ps)为阴极23的螺旋状卷绕线间距间隔(Pf)的0.8倍以上，在1.0倍以上更好。
按照该实施例，从正横向方向看，阴极23的螺旋状卷绕线与栅电极的横向支撑线26重合处的数量，大致与该灯丝和栅电极的圆周方向的错位程度无关。但是，即使灯丝与栅电极的组装位置存在错位，从阴极发射的热电子在朝向阳极的行程中因栅电极阻挡的概率大致一定，与图6的现有结构的情况下的特性(R)相比，本发明实施例情况下的电压放大率(μ)基本保持一定，如图6中符号(T)所示，μ≈23，其离散也变得基本相等。
因此，在大量组装制造多极电子管时，阴极与栅电极的圆周方向的位置即使不能高精度地重合一致，也可获得大致均匀的工作特性特别是电压放大率(μ)的特性。因此，可简化电子管的装配工艺。
再有，即使将该发明用于同轴地配置二个以上栅极的多极电子管中，其至少一个栅电极的结构若按上述构成，则可享有上述优点。
并且，上述实施例的阴极卷绕成一个螺旋状线来构成，但并不限于此，也可构成为如图3的(b)所示的双螺旋状线的结构。此外，栅电极的横向支撑线也不限于单线卷绕，也可以如图3的(c)所示用双线卷绕，或用双根以上的线卷绕。但是，这样的情况下，阴极或栅极的横向支撑线的卷绕间距间隔(Pf、Ps)在各情况下，用从其整个含卷绕线的正横方向来看的邻接的卷绕线的间距间隔的平均值定义。并且，如图1和图2所示的单线卷绕的情况下的卷绕间距间隔(Pf、或Ps)也由整个卷绕线的间距间隔的平均值定义。
如上所述，按照该发明，由于阴极螺旋的卷绕方向与栅电极的横向支撑线的螺旋卷绕方向不同，所以不论阴极与栅电极的圆周方向的错位大小如何，均可获得大致一定的工作特性特别是电压放大率。从而，可低成本地大量生产工作特性离散小、品质优良一致的电子管。