JPH0644933A

JPH0644933A - フィラメント線のクリップ支持体

Info

Publication number: JPH0644933A
Application number: JP4348282A
Authority: JP
Inventors: Tzvi Avnery; ツヴィ・アヴネリー; Rolfe W Graham; ラルフ・ダブリュ・グラハム
Original assignee: Energy Sciences Inc
Current assignee: Energy Sciences Inc
Priority date: 1991-12-30
Filing date: 1992-12-28
Publication date: 1994-02-18
Anticipated expiration: 2017-04-02
Also published as: JP3270552B2; DE69210579D1; US5236159A; EP0550134B1; DE69210579T2; CA2083911A1; EP0550134A1

Abstract

(57)【要約】【目的】装置の性能の維持又は改善と、極めて多様な
大きさの被支持加熱フィラメント用の技術の提供と、そ
の容易な交換可能性との全てを満たすと共に、据え付け
及び保守の容易性と、低コストと、改善された信頼性及
び堅牢性を含むこととを可能にする、新規で改善された
フィラメント支持体を提供すること【構成】新規の加熱可能フィラメント線の支持体を提
供するものである。これは、フレキシブルな支持体及び
堅牢な支持体、及び固有の弾性クリップスプリングで終
端する電流供給ブラケットビームを実施したものであ
り、高い機械的及び電気的信頼性をもってフィラメント
の両端部を精確にクランプし、フィラメント線の位置合
わせ及び交換を容易化し、フィラメントの加熱時におけ
る熱変位に適応することができるようにしたものであ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コーティング又はイン
クを治すことが可能な電子ビームの取り扱い又は照射、
表面殺菌及びその関連用途、Ｘ線生成装置、真空管、及
びその他の熱フィラメントを用いた計器設備のための電
子ビーム銃の構造に関するものであり、特に、そのため
のフィラメント構造及びその支持に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子ビーム生成の様々な分野において
は、種々の構成の直接加熱フィラメント電子ビーム源に
関して非常に多くの技術が存在する。そのような電子ビ
ーム照射用途に特に適する単一のフィラメント銃は、例
えば本出願人の米国特許第3,702,412号及び第4,100,450
号に説明され、Energy Sciences Inc. の Type ESI Gun
装置で実施されている。また、並列のものを含む複数フ
ィラメント構成が、例えば米国特許第3,749,967号及び
第3,863,163号で提案されている。これらにおいては、
他の真空管の用途の場合のように、Ｘ線生成装置を含
め、極めて多様な加熱フィラメント支持構造が用いられ
ており、その恒久的な性質の多くは、フィラメントの焼
失又は損失時に全てを交換しなければならないというこ
とであり、またフィラメント線を交換するために分解可
能なその他のものも、一般に複雑化し、時間を浪費する
ものとなる。そのような直接加熱フィラメントを使用す
る場合、それは典型的には2000℃を越える温度で動作
し、空間、寸法、及び特定用途の考慮に基づき、そのフ
ィラメントに対して異なるタイプの機械的支持体及び電
気的終端が必要とされてきた。上述の交換に関する問題
に加えて、現存するフィラメント構造及び終端に関して
別の問題が一般に生じる。この問題は、それらのコスト
の高さ、位置合わせの困難性、低信頼性、大きな寸法の
構造に対する適合性といった点である。

【０００３】しかし、信頼性と組み立て及び保守の容易
性とを改善し、より詳細には、フィラメントの長さのア
ップ及びダウンサイジングに容易に適応可能であると共
にフィラメントの交換が容易である、汎用性があり高効
率で簡素な信頼性の高い、加熱フィラメント支持構造を
提供するという課題は、本発明が開示されるまで当業界
において数十年もの間残存し続けてきたものである。

【０００４】本発明によれば、新規のフィラメント支持
体及びスプリングクリップ留め技術が提供され、特に、
1991年11月22日に出願された本出願人による係属の米国
特許出願第796,479号「Improved Parallel Filament El
ectron Gun」に記述されているように、位置合わせが行
われる複数のフィラメントのカソード及びその類のもの
で使用するように専用に適合された手段を介することが
ない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、上述の欠点をなくす一方、装置の性能の維持又は改
善と、極めて多様な大きさの被支持加熱フィラメント用
の技術の提供と、その容易な交換可能性との全てを満た
すと共に、据え付け及び保守の容易性と、低コストと、
改善された信頼性及び堅牢性を含むこととを可能にす
る、新規で改善されたフィラメント支持体を提供するこ
とである。

【０００６】本発明の別の目的は、多くの異なるタイプ
の加熱フィラメント装置で汎用的に用いられる新規のフ
ィラメントクリップ支持構造体を提供することである。

【０００７】その他の本発明の目的は、以降で説明さ
れ、また特許請求の範囲においてより特定されて指摘さ
れることになる。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、縦方向に延び
るブラケットビームからなる、電子銃の加熱可能フィラ
メント線の支持体を包含するものであり、前記ブラケッ
トビームは、支持構造体上に据え付けるための手段をそ
の一端に備え、その他端には前記ビームから横方向に延
びる弾性のあるクリップスプリング手段を有している。
そのクリップスプリング手段は、全体的にＵ字形状から
なり、一方のアームが前記他端において前記ビームから
固定的に横方向に延びると共に、アパーチャ手段が設け
られ、その背部の対向する横の側部にはフィラメント位
置合わせ溝手段が設けられている。更に、このクリップ
スプリング手段の他方のアームは、自由になっており、
その圧縮時に前記アパーチャ手段の前部を通って弾性的
に圧縮可能な舌状部で終端している。そして、横方向に
延びるフィラメント線が、背部にあるアパーチャの溝手
段に沿って配置された際に、前記クリップスプリング手
段の他方のアームを解放することにより、前記アパーチ
ャ手段の背部を横切るフィラメントを前記溝手段内にお
いて前記舌状部がクランプするようになっている。

【０００９】また、フィラメント支持構造全体という観
点から見ると、本発明は、横方向に間隔を置き、その間
にフィラメントが据え付けられる一対の据え付け支持体
と、それと同様の、下方に延び、各々が前記一対の支持
体のうち対応する支持体の横方向の位置合わせにおいて
一端で据え付けられる、一対のブラケットビームとを組
み合わせて備える、電子銃の加熱フィラメント線の支持
アセンブリを提供するものである。前記各ビームは、そ
の他端において横内方に延びる全体的にＵ字形状の弾性
クリップスプリングを有し、その一方のアームは前記ビ
ームの他端において前記ビームから固定的に横内方に延
びると共に、アパーチャ手段が設けられ、前記各クリッ
プスプリングの他方のアームは、自由になっており、そ
の各々の圧縮時に対応する前記アパーチャ手段の前部を
通って弾性圧縮可能な舌状部で終端している。そして、
横方向に延びるフィラメント線が、個々のアパーチャ手
段の外部表面に関して位置合わせされた前記ビーム間に
配置された際、圧縮された各クリップスプリングの他方
のアームの解放時に、対応するアパーチャ手段及びビー
ムを横切る又はそれに対するフィラメントの両端を前記
他方のアームの個々の舌状部がクランプして前記フィラ
メントの据え付けを行うようになっている。

【００１０】従って、本発明は、機械的支持、電気的接
続、及び熱膨張によるフィラメントの変位に対する準備
を提供する。機械的支持体を作成するために機械加工さ
れて曲げられた好適な薄型のビーム（ストリップ）は、
位置合わせピンポール、及び据え付けネジが設けられて
おり、電気的接続が可能なものである。弾性的な機械式
クリップ留めは、過圧縮及び位置決め溝による確定的な
フィラメントの位置合わせに対する保護を有するもので
ある。

【００１１】最適態様及び好適設計について以下に詳述
する。

【００１２】

【実施例】本発明を図面を参照して説明することにす
る。図１を参照すると、本発明に従って構成されたフィ
ラメント線の支持体が好適な形態で示されており、それ
は、電流を通してフィラメントを加熱するために板状金
属から作られており、基本的には以下の２つの部分を備
えている。

【００１３】ａ．機械的支持を与え、及びフィラメント
が（後述するように）常温から一般には2000℃を越える
温度まで上昇する際に必要とされる大きな変位を許容す
る、フレキシブルで平坦なブラケットビームＢｂ．フィラメントを保持する弾性クリップスプリングＣフレキシブルで平坦なブラケットビームＢは、図５及び
図６の支持アセンブリに関連して以降で説明するよう
に、組み立て中に位置合わせピンＰと共に用いられる位
置合わせホール１と、クリップ支持体全体を装置の支持
体に固定するための据え付けホール３とを、その上端に
備えている。板状金属支持体Ｂ−Ｃの厚さ及び幅は、特
定のフィラメント用途のための特定部材に基づき柔軟性
に関して設計が行われる。これは、高温状態のフィラメ
ントへ力を加えることが致命的となるからである。

【００１４】図１で垂直に縦方向に向けられて示されて
いるフレキシブルビームＢの反対又は下方の端部は、ク
リップＣの固定アーム５として働く剛性化部分を有し、
好適にはビームの板部材を５において横内方へ直角に曲
げて形成されている。その上部では幅が減じられ、Ｕで
示すようにＵ字形に曲げられてクリップスプリングの弾
性アーム５′へと続き、固定アーム５の平面に対して鋭
角に開口位置まで延びている。このアーム５′は、その
下部がＬ字形に曲げられた後、舌状部Ｔで終端する。こ
の舌状部Ｔは、クリップスプリングが圧縮された際に、
アーム５の下端部において、下部の好適な矩形のアパー
チャＡを通過することができるものである。

【００１５】図２及び図３に示すように、アパーチャＡ
の対向する側縁部Ａ′は、背方又は外方へ延ばされ（曲
げられ）、その中間に（好適には真ん中に）切欠き又は
溝Ｇが形成されて、フィラメントＦの端部を舌状部Ｔに
よりクリップ留め又はクランプするための位置合わせ溝
として働くようになっている。図３における実線は、図
１に対応する開放クリップ位置を示しており、また「ね
じった位置」と記した最も左側の破線は、弾性アーム
５′を圧縮させることにより舌状部ＴをアパーチャＡを
通して押しやった状態を示している。横方向に位置合わ
せされた溝Ｇ内にフィラメントＦが挿入されると、圧縮
されたクリップのアーム５′が解放され舌状部Ｔがフィ
ラメントＦに食いついて、フィラメントＦが、固定クラ
ンプアーム５に対して、アパーチャＡをまたいで、溝内
の正しい位置に、機械的にクランプ又はクリップ留めさ
れる。その状態を「閉鎖位置」と記した中間の破線で示
す。精確で安全な機械的クランプ留めに加えて、この構
成は、ビームＢに対するフィラメントの卓越した電気的
接触を可能にする。

【００１６】クランプスプリングの過度の圧縮又は曲げ
を防止する為、Ｌ字型の階段部Ｌ′が舌状部の階段部Ｌ
の上側に形成されている。これは、図３の最も左の破線
の位置においてアパーチャＡの上縁部に対して係合する
ことにより、そのスプリングの衰弱又は崩壊を引き起こ
すことになり得る過度の曲げに対する保護を行う。

【００１７】図５及び図６の実施例に関連して後に説明
するように、横方向に間隔をおいて位置合わせされた一
対のビームクリップＢ−Ｃは、フィラメントのクランプ
又はクリップ留めされる両端部で前記フィラメントを支
持する。図示のクリップ又はクランプ留め舌状部Ｔは、
フィラメントＦが位置合わせ溝Ｇ内で自動的に位置合わ
せされることを考慮し、またフィラメント端部に極めて
堅い電気的接触を与えるように、平坦な形状に構成され
ている。この環境において高温が発生するので、フィラ
メントの端部をクリップ又はクランプ留めするこの設計
は、効率的に熱を放射する広い表面積を提供する。この
ような比較的広い放射表面積のため、クリップ留め装置
は比較的低温に維持され、また従来の場合のようにクラ
ンプ留め用のネジその他の適当なツールの必要性をなく
すことができる。更に、従来のシステムで必要とされた
タンタル製のスリーブ等、フィラメントの両端部に対し
て特殊な高温終端を施す必要がなくなり、フィラメント
の両端部をむき出しのまま使用することができる。

【００１８】更に、本発明の設計により、これまで必要
であった単調なネジ留め作業、及びもろいフィラメント
の重要な位置合わせを行う必要がなく、またツールを必
要とすることなく、最初の組み立て時及び日常の保守時
におけるフィラメントの迅速な交換を可能にする。保守
を行う者は、単にクリップを押さえつけ又は圧縮し、フ
ィラメントを滑らせて平衡移動させた後、クリップを解
放すればよい。このフィラメントクリップ支持体は、位
置合わせピンホール１及び位置合わせ溝Ｇを介して、装
置本体へのフィラメントの精確な位置合わせを確実にす
る。また必要に応じて、フィラメントの端部は実際には
図２のＦ′で示すように横に曲げられる可能性がある。
前記係属特許出願の場合のように複数のフィラメントが
存在する用途においては、この構成は、全てのフィラメ
ントを、互いに及び装置の支持体に対して適切に位置合
わせすることを確実にする。

【００１９】更に、ビームＢのフレキシビリティは、フ
ィラメントの加熱時の熱膨張に備えるものであるという
ことが理解されよう。しかし、用途によっては、フィラ
メントの一端に剛性をもたせる必要があることもある。
これは、複数のフィラメントが用いられ、フィラメント
の互いの位置合わせが重要である用途に関する上位のも
のの場合である。従って、図４に示すビームクリップ構
造体Ｂ′−Ｃは、図１ないし図３のそれに類似している
が、そのブラケットビームＢ′は直角曲部Ｂ″により強
化されている。しかし、このような構成の場合、多量に
必要とされる熱変位を提供するために、フィラメントの
他端は図１の構造体ＢーＣの場合のようにフレキシブル
にするべきである。

【００２０】そのようなフィラメント支持アセンブリが
上述の図５及び図６に示されており、その各図は、フィ
ラメントが冷却状態及び加熱状態にある場合をそれぞれ
示している。横方向に間隔をおいた剛性ビームクリップ
Ｂ′−Ｃ（左側）及びフレキシブルビームクリップＢ−
Ｃ（右側）のための上部支持体が、一対の平行な間隔を
おいたバス・バー１０として示されており、そのバス・
バー１０の外側部に、個々のビームクリップが、ネジＳ
で据え付けられ、前述のピンＰで位置合わせされてい
る。

【００２１】このように、本発明では、堅くて精確な位
置合わせのための位置決めと、信頼性の高い電気的接続
と、熱変位に対するフレキシビリティと、フィラメント
のむき出し終端と、迅速なフィラメント交換と、フィラ
メントの電流バスへの本質的な接続とを備えた、汎用性
のあるフィラメント支持体が提供される。

【００２２】当業者であれば更なる修正が可能である
が、そのようなものは特許請求の範囲に記載の本発明の
思想及び範囲に含まれるものとみなされる。

【００２３】

【発明の効果】本発明は上述のように構成したので、装
置の性能の維持又は改善と、極めて多様な大きさの被支
持加熱フィラメント用の技術の提供と、その容易な交換
可能性との全てを満たすと共に、据え付け及び保守の容
易性と、低コストと、改善された信頼性及び堅牢性を含
むこととを可能にする、新規で改善されたフィラメント
支持体を提供することが可能となり、更に、多くの異な
るタイプの加熱フィラメント装置で汎用的に用いられる
新規のフィラメントクリップ支持構造体を提供すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のフレキシブルビームクリップ支持体を
開放位置で示す斜視図である。

【図２】フィラメントがクランプされた閉鎖位置におけ
るフレキシブルクリップ支持体を拡大して示す斜視図で
ある。

【図３】開放及び閉鎖位置におけるフレキシブルクリッ
プ支持体を示す側面図である。

【図４】開放位置における剛性クリップ支持体の斜視図
である。

【図５】フィラメントの冷却状態での典型的なアセンブ
リ例を示す側面図である。

【図６】フィラメントの加熱状態での典型的なアセンブ
リ例を示す側面図である。

【符号の説明】

１位置合わせホール３据え付けホール５固定アーム５′ 弾性アームＴ舌状部ＡアパーチャＡ′ 側縁部ＢブラケットビームＣ弾性クリップスプリングＢ−Ｃ板状金属支持体ＦフィラメントＧ溝

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電子銃の加熱可能フィラメント線の支持体
であって、この支持体が、支持構造体上に据え付けるた
めの手段を一端に備え、他端に横方向に延びる弾性クリ
ップスプリング手段を有する、縦方向に延びるブラケッ
トビームからなり、前記クリップスプリング手段が、全
体的にＵ字形状を有し、一方のアームが前記他端におい
て前記ビームから固定的に横方向に延びると共に、アパ
ーチャ手段が設けられ、その背部の対向する横方向の側
部には、フィラメント位置合わせ溝手段が設けられてお
り、前記クリップスプリング手段の他方のアームは、自
由になっており、その圧縮時に前記アパーチャ手段の前
部を通って弾性圧縮可能な舌状部で終端しており、横方
向に延びるフィラメント線が、背部にあるアパーチャの
溝手段に沿って配置された際に、前記クリップスプリン
グ手段の他方のアームを解放することにより、前記アパ
ーチャ手段の背部を横切るフィラメントを前記溝手段内
において前記舌状部がクランプするようになっているこ
とを特徴とする、フィラメント線のクリップ支持体。
【請求項２】ブラケットビームがフレキシブルであるこ
とを特徴とする、請求項１記載のフィラメント線のクリ
ップ支持体。
【請求項３】ブラケットビームが剛性を有するように強
化されていることを特徴とする、請求項１記載のフィラ
メント線のクリップ支持体。
【請求項４】アパーチャ手段の上方に部分的に延び、過
度の曲げを防止する保護用階段部として働く第１の階段
部と、舌状部で終端し、アパーチャ手段を通って圧縮可
能な第２の階段部とからなる、内方に形成された一対の
連続的な階段部が、クリップスプリング手段の他方の自
由なアームに設けられていることを特徴とする、請求項
１記載のフィラメント線のクリップ支持体。
【請求項５】一対の階段部の連続的な階段がＬ字型から
なることを特徴とする、請求項４記載のフィラメント線
のクリップ支持体。
【請求項６】縦方向に延びるブラケットビーム及び横方
向に延びるクリップスプリング手段が板状の帯部材から
なり、前記ブラケットビームが平坦であり、前記クリッ
プスプリング手段の一方のアームが前記ビームの平面に
対して直角な平面内に延び、その他方のアームがその非
圧縮時に前記一方のアームの平面に対して鋭角をなすこ
とを特徴とする、請求項１記載のフィラメント線のクリ
ップ支持体。
【請求項７】クリップスプリング手段の一方のアーム
が、本支持体の他端においてブラケットビームの帯部材
を直角に曲げてなることを特徴とする、請求項６記載の
フィラメント線のクリップ支持体。
【請求項８】クリップスプリング手段の他方のアーム及
びその一方のアームに対するＵ字型接続のネック部の幅
が、前記一方のアームの幅より狭いことを特徴とする、
請求項７記載のフィラメント線のクリップ支持体。
【請求項９】支持構造体上にブラケットビームを据え付
けるための手段が、ネジ等の据え付け挿入物を受容する
ための据え付け穴と、前記ブラケットビームの位置合わ
せ用のピンを受容するための別の穴とからなることを特
徴とする、請求項１記載のフィラメント線のクリップ支
持体。
【請求項１０】背部にあるアパーチャの溝手段が、アパ
ーチャ手段の背方に延びる対向する側縁部からなり、こ
の側縁部に横方向に位置合わせが行われた切欠き部が設
けられて前記アパーチャの溝手段を構成することを特徴
とする、請求項１記載のフィラメント線のクリップ支持
体。
【請求項１１】アパーチャ手段が矩形であり、切欠き部
がその側縁部に沿ったほぼ中央部にあることを特徴とす
る、請求項１０記載のフィラメント線のクリップ支持
体。
【請求項１２】電子銃の加熱可能フィラメント線の支持
体であって、この支持体が、板状金属製の平坦な縦方向
に延びるブラケットビームからなり、このブラケットビ
ームが、その一端に据え付け手段を備え、他端において
そのブラケットビームの平面に対して直角横方向に曲げ
られてクリップスプリングの固定アームを形成し、その
クリップスプリングの他方の自由アームは、前記固定ア
ームの上部から下方にＵ字型に曲げられて前記固定アー
ムに対して鋭角をなし、この自由アームは、前記固定ア
ームに向かって弾性圧縮可能に舌状端部で終端し、前記
固定アームの下部近傍にアパーチャが設けられ、前記自
由アームの圧縮された舌状端部を受容し、その舌状端部
がそこを通過できるようにしたことを特徴とする、フィ
ラメント線のクリップ支持体。
【請求項１３】自由アームが過度に曲げられることに対
する保護を行うものとして働く第１の階段部と、舌状端
部を圧縮する第２の階段部とからなる、内方に曲げられ
た一対の連続的な階段部が、前記自由アームに設けられ
ていることを特徴とする、請求項１２記載のフィラメン
ト線のクリップ支持体。
【請求項１４】横方向に位置合わせされた切欠き部を備
えた背方に延びる対向する側縁部が、固定アームのアパ
ーチャに設けられていることを特徴とする、請求項１３
記載のフィラメント線のクリップ支持体。
【請求項１５】据え付け手段が据え付けネジ開口手段か
らなり、ブラケットビームが、弾性のあるフレキシブル
なものと剛性を有する強化されたものとのうちの一方で
あることを特徴とする、請求項１２記載のフィラメント
線のクリップ支持体。
【請求項１６】ブラケットビームの一端に位置合わせ用
の開口手段が設けられていることを特徴とする、請求項
１５記載のフィラメント線のクリップ支持体。
【請求項１７】電子銃の加熱可能フィラメント線の支持
アセンブリであって、このアセンブリが、横方向に間隔
を置き、その間にフィラメントが据え付けられる、一対
の据え付け支持体と、それと同様の、下方に延び、各々
が前記一対の支持体のうち対応する支持体の横方向の位
置合わせにおいて一端で据え付けられる、一対のブラケ
ットビームとを組み合わせて備え、その各ビームが、そ
の他端において横内方に延びる全体的にＵ字型の弾性ク
リップスプリングを有し、その一方のアームが、前記他
端において前記ビームから固定的に横内方に延びると共
にアパーチャ手段が設けられ、前記各クリップスプリン
グの他方のアームが、自由になっており、その各々の圧
縮時に対応する前記アパーチャ手段を通って弾性圧縮可
能な舌状部で終端しており、個々のアパーチャ手段の外
部表面に関して位置合わせされた前記ビームの間に横方
向に延びるフィラメント線が配置された際、圧縮された
各クリップスプリングの他方のアームの解放時に、その
対応するアパーチャ手段及びビームを横切る又はそれに
対するフィラメントの両端を前記他方のアームの個々の
舌状部がクランプして前記フィラメントの据え付けを行
うようになっていることを特徴とする、フィラメント線
の支持アセンブリ。
【請求項１８】据え付け用の支持体の各々が電気的バス
からなり、ビーム及びクリップスプリングを導電性のも
のとして、据え付けられたフィラメントへの電力供給を
可能としたことを特徴とする、請求項１７記載のフィラ
メント線の支持アセンブリ。
【請求項１９】解放されたクリップスプリングの個々の
舌状部によってフィラメント線の個々の端部がクランプ
される溝手段が、各ビームのアパーチャ手段に外方へ設
けられていることを特徴とする、請求項１７記載のフィ
ラメント線の支持アセンブリ。
【請求項２０】ブラケットビームの一方を強化して堅牢
な支持を与えると共にその他方をフレキシブルとしてフ
ィラメントの冷却時における予荷重を可能にし、フィラ
メント線への電力供給時における温度上昇に応じた外方
への熱膨張で位置合わせが行われるようにしたことを特
徴とする、請求項１９記載のフィラメント線の支持アセ
ンブリ。
【請求項２１】フィラメント線の端部が横方向に曲げら
れていることを特徴とする、請求項２０記載のフィラメ
ント線の支持アセンブリ。