ジャイロトロン
【課題】ＲＦ吸収体12と冷却構造体15の接合部品16とのろう接を良好にでき、セラミック製のＲＦ吸収体12に割れが発生するのを防止できるジャイロトロンを提供する。
【解決手段】ビームトンネル11にセラミック製のＲＦ吸収体12を設け、ＲＦ吸収体12の端部に金属製のフランジ13，14を配置する。ＲＦ吸収体12およびフランジ13，14にろう材23によって冷却構造体15の接合部品16をろう接する。ろう材23がＲＦ吸収体12とフランジ14との間へ流出するのを阻止するろう材流出阻止部27を設ける。ろう材流出阻止部27は、ＲＦ吸収体12およびフランジ14の接合箇所と接合部品16およびフランジ14の接合箇所との間で、フランジ14に設けた凹状のトラップ26で構成する。
【解決手段】ビームトンネル11にセラミック製のＲＦ吸収体12を設け、ＲＦ吸収体12の端部に金属製のフランジ13，14を配置する。ＲＦ吸収体12およびフランジ13，14にろう材23によって冷却構造体15の接合部品16をろう接する。ろう材23がＲＦ吸収体12とフランジ14との間へ流出するのを阻止するろう材流出阻止部27を設ける。ろう材流出阻止部27は、ＲＦ吸収体12およびフランジ14の接合箇所と接合部品16およびフランジ14の接合箇所との間で、フランジ14に設けた凹状のトラップ26で構成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高周波発振機であるジャイロトロンに関する。
【背景技術】
【０００２】
核融合等において、プラズマを加熱、制御する手段として、例えばミリ波帯の電磁波を用いる方法が知られている。このミリ波帯の電磁波を発振させるための発振源としてジャイロトロンが有望視されている。
【０００３】
このジャイロトロンは、高磁場中の空胴に電子ビームを入射することによって発振を行っている。電子ビームが通過するビームトンネルにおいて不要なＲＦ（Radio Frequency）が存在すると、空胴での発振効率を下げる原因になると考えられているため、ビームトンネルにはＲＦを吸収する円筒状でセラミック製のＲＦ吸収体を配置することが一般的に行われている。
【０００４】
また、ジャイロトロンのパルス幅の伸長に伴い、ＲＦ吸収体の温度上昇が問題とされてきた。このため、ＲＦ吸収体の外側に冷却構造体をろう材によって接合し、この冷却構造体に冷媒を流して除熱する技術が必要とされてきた。
【０００５】
このろう接については、ジャイロトロンにおいて、各種の部品間の接合に用いられている（例えば、特許文献１参照。）。また、一般的には、ろう材の量を調整することにより、ろう接面を限定している。
【特許文献１】特公平８−１７０８２号公報（第３頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ＲＦ吸収体と冷却構造体の加工精度や炉中での温度により、ＲＦ吸収体とフランジとをろう接する際に、ＲＦ吸収体とフランジとの間へろう材が流出することがある。
【０００７】
一般的に、ろう材の量を調整することによりろう接面を限定しているが、ＲＦ吸収体と冷却構造体とのろう接が良好になるようにろう材の量を調整した場合には、ＲＦ吸収体とフランジとの間へろう材が流出しやすくなる。
【０００８】
このように、ＲＦ吸収体とフランジとの間へろう材が流出し、ＲＦ吸収体とフランジとがろう接されると、これらの熱膨張差に起因して、セラミック製のＲＦ吸収体に割れが発生する問題がある。
【０００９】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、ＲＦ吸収体と冷却構造体とのろう接を良好にできるとともに、セラミック製のＲＦ吸収体に割れが発生するのを防止できるジャイロトロンを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、ビームトンネルに設けられるセラミック製のＲＦ吸収体と、このＲＦ吸収体の端部に配置される金属製のフランジと、前記ＲＦ吸収体および前記フランジにろう材によって接合される冷却構造体と、前記ろう材が前記ＲＦ吸収体と前記フランジとの間へ流出するのを阻止するろう材流出阻止部とを具備しているものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ろう材がＲＦ吸収体とフランジとの間へ流出するのを阻止するろう材流出阻止部を設けたため、ＲＦ吸収体と冷却構造体とをろう材によって良好に接合できるとともに、そのろう材がＲＦ吸収体とフランジとの間に流出するのを阻止し、セラミック製のＲＦ吸収体に割れが発生するのを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施の形態を、図面を参照して説明する。
【００１３】
図１は、ジャイロトロンのビームトンネルの断面図を示す。
【００１４】
ジャイロトロンは、高磁場中の空胴に電子ビームを入射することによって発振を行うものであり、ビームトンネル11は電子ビームが通過する部分である。
【００１５】
ビームトンネル11には、ＲＦを吸収する円筒状でセラミック製のＲＦ吸収体12が配置されている。このＲＦ吸収体12の軸方向の両端には環状で例えばステンレスなどの金属製のフランジ13，14がそれぞれ配置され、ＲＦ吸収体12の外周には冷却構造体15が配置されている。
【００１６】
冷却構造体15は、ＲＦ吸収体12の外周およびフランジ13，14にろう接される筒状で例えば銅などの金属製の接合部品16、この接合部品16との内側間に空間部17を形成して接合部品16に密閉接合された環状で金属製の外側部品18を備えている。外側部品18には、一対のパイプ19が取り付けられ、これらパイプ19を通じて空間部17に冷媒などが流通される。
【００１７】
接合部品16は、ＲＦ吸収体12の肉厚に比べて薄くそのＲＦ吸収体12の外周にろう接されるＲＦ吸収体接合部20、およびこのＲＦ吸収体接合部20の両端部でフランジ13，14にろう接されるフランジ接合部21，22を有している。
【００１８】
ＲＦ吸収体12と接合部品16とをろう接するろう材23にはシート状のろう材23aが使用され、また、フランジ13，14と接合部品16とをろう接するろう材23にはワイヤー状のろう材23bが使用される。
【００１９】
また、ＲＦ吸収体12の外周面の両端部には、環状の溝部24，25が形成されている。
【００２０】
また、図１において下側に位置するフランジ14には、接合部品16との接合箇所とＲＦ吸収体12との接合箇所との間で、ＲＦ吸収体12の溝部24に対向する位置に、環状で凹状のトラップ26が形成されている。
【００２１】
そして、ＲＦ吸収体12の下部側においては、トラップ26が、ろう材がＲＦ吸収体12とフランジ14との間へ流出するのを阻止するろう材流出阻止部27として構成され、また、ＲＦ吸収体12の上部側においては、溝部24が、ろう材がＲＦ吸収体12とフランジ14との間へ流出するのを阻止するろう材流出阻止部27として構成されている。
【００２２】
次に、本実施の形態の作用を説明する。
【００２３】
まず、製造するには、ＲＦ吸収体12と接合部品16との間にシート状のろう材23aを介在させ、フランジ13，14と接合部品16との間にワイヤー状のろう材23bを介在させ、炉内に入れる。
【００２４】
炉内で高温にすると、それぞれのろう材23が融解して液体となり、部品間を毛細管現象で広がって、部品間の隙間を埋めていく。
【００２５】
このとき、ＲＦ吸収体12の下部側においては、ＲＦ吸収体12と接合部品16との間の余分なろう材23が、ＲＦ吸収体12より濡れやすい接合部品16を伝ってトラップ26に溜まり、フランジ14と接合部品16との間の余分なろう材23が、トラップ26に溜まる。したがって、トラップ26によって、ＲＦ吸収体12とフランジ14との間のろう接させない面へのろう材23の流出が阻止される。
【００２６】
ＲＦ吸収体12の上部側においては、フランジ13と接合部品16との間の余分なろう材23が、ＲＦ吸収体12より濡れやすい接合部品16を伝って溝部24に溜まる。したがって、溝部24によって、ＲＦ吸収体12とフランジ13との間のろう接させない面へのろう材23の流出が阻止される。
【００２７】
このように、ろう材23がＲＦ吸収体12とフランジ13，14との間へ流出するのを阻止するろう材流出阻止部27を設けたため、ＲＦ吸収体12と冷却構造体15の接合部品16とをろう材23によって良好に接合できるとともに、そのろう材23がＲＦ吸収体12とフランジ13，14との間に流出するのを阻止し、ＲＦ吸収体12とフランジ13，14との熱膨張差を起因としてセラミック製のＲＦ吸収体12に割れが発生するのを防止できる。
【００２８】
また、ろう材流出阻止部27として、ＲＦ吸収体12の下部側においては、接合部品16との接合箇所とＲＦ吸収体12との接合箇所との間で、ＲＦ吸収体12の溝部24に対向する位置に、環状で凹状のトラップ26を形成することにより、ＲＦ吸収体12と接合部品16との間の余分なろう材23、およびフランジ14と接合部品16との間の余分なろう材23を、トラップ26で確実に捕獲し、ＲＦ吸収体12とフランジ14との間のろう接させない面へのろう材23の流出を確実に阻止できる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一実施の形態を示すジャイロトロンのビームトンネルの断面図である。
【符号の説明】
【００３０】
11 ビームトンネル
12 ＲＦ吸収体
13，14 フランジ
15 冷却構造体
26 トラップ
27 ろう材流出阻止部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高周波発振機であるジャイロトロンに関する。
【背景技術】
【０００２】
核融合等において、プラズマを加熱、制御する手段として、例えばミリ波帯の電磁波を用いる方法が知られている。このミリ波帯の電磁波を発振させるための発振源としてジャイロトロンが有望視されている。
【０００３】
このジャイロトロンは、高磁場中の空胴に電子ビームを入射することによって発振を行っている。電子ビームが通過するビームトンネルにおいて不要なＲＦ（Radio Frequency）が存在すると、空胴での発振効率を下げる原因になると考えられているため、ビームトンネルにはＲＦを吸収する円筒状でセラミック製のＲＦ吸収体を配置することが一般的に行われている。
【０００４】
また、ジャイロトロンのパルス幅の伸長に伴い、ＲＦ吸収体の温度上昇が問題とされてきた。このため、ＲＦ吸収体の外側に冷却構造体をろう材によって接合し、この冷却構造体に冷媒を流して除熱する技術が必要とされてきた。
【０００５】
このろう接については、ジャイロトロンにおいて、各種の部品間の接合に用いられている（例えば、特許文献１参照。）。また、一般的には、ろう材の量を調整することにより、ろう接面を限定している。
【特許文献１】特公平８−１７０８２号公報（第３頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ＲＦ吸収体と冷却構造体の加工精度や炉中での温度により、ＲＦ吸収体とフランジとをろう接する際に、ＲＦ吸収体とフランジとの間へろう材が流出することがある。
【０００７】
一般的に、ろう材の量を調整することによりろう接面を限定しているが、ＲＦ吸収体と冷却構造体とのろう接が良好になるようにろう材の量を調整した場合には、ＲＦ吸収体とフランジとの間へろう材が流出しやすくなる。
【０００８】
このように、ＲＦ吸収体とフランジとの間へろう材が流出し、ＲＦ吸収体とフランジとがろう接されると、これらの熱膨張差に起因して、セラミック製のＲＦ吸収体に割れが発生する問題がある。
【０００９】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、ＲＦ吸収体と冷却構造体とのろう接を良好にできるとともに、セラミック製のＲＦ吸収体に割れが発生するのを防止できるジャイロトロンを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、ビームトンネルに設けられるセラミック製のＲＦ吸収体と、このＲＦ吸収体の端部に配置される金属製のフランジと、前記ＲＦ吸収体および前記フランジにろう材によって接合される冷却構造体と、前記ろう材が前記ＲＦ吸収体と前記フランジとの間へ流出するのを阻止するろう材流出阻止部とを具備しているものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ろう材がＲＦ吸収体とフランジとの間へ流出するのを阻止するろう材流出阻止部を設けたため、ＲＦ吸収体と冷却構造体とをろう材によって良好に接合できるとともに、そのろう材がＲＦ吸収体とフランジとの間に流出するのを阻止し、セラミック製のＲＦ吸収体に割れが発生するのを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施の形態を、図面を参照して説明する。
【００１３】
図１は、ジャイロトロンのビームトンネルの断面図を示す。
【００１４】
ジャイロトロンは、高磁場中の空胴に電子ビームを入射することによって発振を行うものであり、ビームトンネル11は電子ビームが通過する部分である。
【００１５】
ビームトンネル11には、ＲＦを吸収する円筒状でセラミック製のＲＦ吸収体12が配置されている。このＲＦ吸収体12の軸方向の両端には環状で例えばステンレスなどの金属製のフランジ13，14がそれぞれ配置され、ＲＦ吸収体12の外周には冷却構造体15が配置されている。
【００１６】
冷却構造体15は、ＲＦ吸収体12の外周およびフランジ13，14にろう接される筒状で例えば銅などの金属製の接合部品16、この接合部品16との内側間に空間部17を形成して接合部品16に密閉接合された環状で金属製の外側部品18を備えている。外側部品18には、一対のパイプ19が取り付けられ、これらパイプ19を通じて空間部17に冷媒などが流通される。
【００１７】
接合部品16は、ＲＦ吸収体12の肉厚に比べて薄くそのＲＦ吸収体12の外周にろう接されるＲＦ吸収体接合部20、およびこのＲＦ吸収体接合部20の両端部でフランジ13，14にろう接されるフランジ接合部21，22を有している。
【００１８】
ＲＦ吸収体12と接合部品16とをろう接するろう材23にはシート状のろう材23aが使用され、また、フランジ13，14と接合部品16とをろう接するろう材23にはワイヤー状のろう材23bが使用される。
【００１９】
また、ＲＦ吸収体12の外周面の両端部には、環状の溝部24，25が形成されている。
【００２０】
また、図１において下側に位置するフランジ14には、接合部品16との接合箇所とＲＦ吸収体12との接合箇所との間で、ＲＦ吸収体12の溝部24に対向する位置に、環状で凹状のトラップ26が形成されている。
【００２１】
そして、ＲＦ吸収体12の下部側においては、トラップ26が、ろう材がＲＦ吸収体12とフランジ14との間へ流出するのを阻止するろう材流出阻止部27として構成され、また、ＲＦ吸収体12の上部側においては、溝部24が、ろう材がＲＦ吸収体12とフランジ14との間へ流出するのを阻止するろう材流出阻止部27として構成されている。
【００２２】
次に、本実施の形態の作用を説明する。
【００２３】
まず、製造するには、ＲＦ吸収体12と接合部品16との間にシート状のろう材23aを介在させ、フランジ13，14と接合部品16との間にワイヤー状のろう材23bを介在させ、炉内に入れる。
【００２４】
炉内で高温にすると、それぞれのろう材23が融解して液体となり、部品間を毛細管現象で広がって、部品間の隙間を埋めていく。
【００２５】
このとき、ＲＦ吸収体12の下部側においては、ＲＦ吸収体12と接合部品16との間の余分なろう材23が、ＲＦ吸収体12より濡れやすい接合部品16を伝ってトラップ26に溜まり、フランジ14と接合部品16との間の余分なろう材23が、トラップ26に溜まる。したがって、トラップ26によって、ＲＦ吸収体12とフランジ14との間のろう接させない面へのろう材23の流出が阻止される。
【００２６】
ＲＦ吸収体12の上部側においては、フランジ13と接合部品16との間の余分なろう材23が、ＲＦ吸収体12より濡れやすい接合部品16を伝って溝部24に溜まる。したがって、溝部24によって、ＲＦ吸収体12とフランジ13との間のろう接させない面へのろう材23の流出が阻止される。
【００２７】
このように、ろう材23がＲＦ吸収体12とフランジ13，14との間へ流出するのを阻止するろう材流出阻止部27を設けたため、ＲＦ吸収体12と冷却構造体15の接合部品16とをろう材23によって良好に接合できるとともに、そのろう材23がＲＦ吸収体12とフランジ13，14との間に流出するのを阻止し、ＲＦ吸収体12とフランジ13，14との熱膨張差を起因としてセラミック製のＲＦ吸収体12に割れが発生するのを防止できる。
【００２８】
また、ろう材流出阻止部27として、ＲＦ吸収体12の下部側においては、接合部品16との接合箇所とＲＦ吸収体12との接合箇所との間で、ＲＦ吸収体12の溝部24に対向する位置に、環状で凹状のトラップ26を形成することにより、ＲＦ吸収体12と接合部品16との間の余分なろう材23、およびフランジ14と接合部品16との間の余分なろう材23を、トラップ26で確実に捕獲し、ＲＦ吸収体12とフランジ14との間のろう接させない面へのろう材23の流出を確実に阻止できる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一実施の形態を示すジャイロトロンのビームトンネルの断面図である。
【符号の説明】
【００３０】
11 ビームトンネル
12 ＲＦ吸収体
13，14 フランジ
15 冷却構造体
26 トラップ
27 ろう材流出阻止部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビームトンネルに設けられるセラミック製のＲＦ吸収体と、
このＲＦ吸収体の端部に配置される金属製のフランジと、
前記ＲＦ吸収体および前記フランジにろう材によって接合される冷却構造体と、
前記ろう材が前記ＲＦ吸収体と前記フランジとの間へ流出するのを阻止するろう材流出阻止部と
を具備していることを特徴とするジャイロトロン。
【請求項２】
ろう材流出阻止部は、フランジに設けた凹状のトラップである
ことを特徴とする請求項１記載のジャイロトロン。
【請求項１】
ビームトンネルに設けられるセラミック製のＲＦ吸収体と、
このＲＦ吸収体の端部に配置される金属製のフランジと、
前記ＲＦ吸収体および前記フランジにろう材によって接合される冷却構造体と、
前記ろう材が前記ＲＦ吸収体と前記フランジとの間へ流出するのを阻止するろう材流出阻止部と
を具備していることを特徴とするジャイロトロン。
【請求項２】
ろう材流出阻止部は、フランジに設けた凹状のトラップである
ことを特徴とする請求項１記載のジャイロトロン。
【図１】
【公開番号】特開２０１０−４９８２３（Ｐ２０１０−４９８２３Ａ）
【公開日】平成２２年３月４日（２０１０．３．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２１０５８６（Ｐ２００８−２１０５８６）
【出願日】平成２０年８月１９日（２００８．８．１９）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【出願人】（５０３３８２５４２）東芝電子管デバイス株式会社 (369)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年３月４日（２０１０．３．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年８月１９日（２００８．８．１９）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【出願人】（５０３３８２５４２）東芝電子管デバイス株式会社 (369)
【Ｆターム（参考）】
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