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公開番号2025100107
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-03
出願番号2023217225
出願日2023-12-22
発明の名称ホローカソード
出願人株式会社IHI,株式会社IHIエアロスペース
代理人個人,個人,個人
主分類H01J 37/06 20060101AFI20250626BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】過剰な大型化を抑えつつ、電子ビームの電流量を増加させることが可能なホローカソードの提供を目的とする。
【解決手段】ホローカソード1は電子放出源としてのインサート15を備える。インサート15は、電子の放出方向に開口した内部空間17を形成する内周面20及び内底面21と、内周面20及び内底面21のうちの少なくとも一方に開口する、少なくとも1つの作動ガスGの供給孔19とを含む。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
電子放出源としてのインサートを備え、
前記インサートは、
電子の放出方向に開口した内部空間を形成する内周面及び内底面と、
前記内周面及び前記内底面のうちの少なくとも一方に開口する、少なくとも１つの作動ガスの供給孔と
を含む
ホローカソード。
続きを表示（約 290 文字）【請求項２】
前記インサートは、
前記内周面を有する第１円筒部と、
前記内底面を有する第２円筒部と
を含み、
前記第１円筒部と前記第２円筒部は互いに別体として設けられている
請求項１に記載のホローカソード。
【請求項３】
前記供給孔は、前記第２円筒部に接する前記第１円筒部の端面において前記内周面に向けて延伸する溝として形成され、
前記第１円筒部及び前記第２円筒部は何れも円筒の外形を有し、
前記第２円筒部の外径は、前記第１円筒部の外径よりも小さい
請求項２に記載のホローカソード。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、ホローカソードに関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
静電加速型推進器は、宇宙機に搭載される電気推進器の一種である。静電加速型推進器は、作動ガスの高温プラズマを発生し、当該プラズマ中のイオンを電界で加速して排出することにより推力を得ている。推進器はイオンの排出によって負に帯電する。この帯電を防止するため、推進器には電子源（即ち、電子銃）が搭載される。電子源の電子ビームは、排出されたイオン照射され、当該イオンを中和する。この電子源には、一般的に大電流の電子ビームを得やすいホローカソードが使用されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
米国特許第７７９１２６０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ホローカソードは、電子放出源としてのインサート（即ち、エミッタ）を備えている。インサートは中空の筒状に形成され、ヒータ等の加熱によって電子を放出する。単位面積当たりの電子放出数は、インサートの温度上昇に伴って増加する。しかしながら、熱的損傷、耐久性、動作安定性等を考慮すれば、インサートの加熱温度には上限がある。従って、動作温度の範囲内で電子ビームの電流量を増加させたい場合、インサートの表面積を拡大させる必要があり、当該インサートは必然的に大型化する。
【０００５】
本開示は上述の事情を鑑みて成されたものであり、過剰な大型化を抑えつつ、電子ビームの電流量を増加させることが可能なホローカソードの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の一態様に係るホローカソードは電子放出源としてのインサートを備える。前記インサートは、電子の放出方向に開口した内部空間を形成する内周面及び内底面と、前記内周面及び前記内底面のうちの少なくとも一方に開口する、少なくとも１つの作動ガスの供給孔とを含む。
【０００７】
前記インサートは、前記内周面を含む第１円筒部と、前記内底面を含む第２円筒部とを含み、前記第１円筒部と前記第２円筒部は互いに別体として設けられてもよい。前記供給孔は、前記第２円筒部に接する前記第１円筒部の端面において前記内周面に向けて延伸する溝として形成されてもよい。前記第１円筒部及び前記第２円筒部は何れも円筒の外形を有し、前記第２円筒部の外径は、前記第１円筒部の外径よりも小さくてもよい。
【発明の効果】
【０００８】
本開示によれば、過剰な大型化を抑えつつ、電子ビームの電流量を増加させることが可能なホローカソードを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本実施形態に係るホローカソードの概略構成図である。
本実施形態の第１例に係るカソードの断面図である。
本実施形態の第１例に係るインサートの側面図である。
本実施形態の各例に係る第２支持部の正面図である。
本実施形態の第２例に係るカソードの断面図である。
本実施形態の第２例に係るインサートの側面図である。
本実施形態の第２例に係るインサートの正面図である。
本実施形態の第３例に係るカソードの断面図である。
本実施形態の第３例に係るインサートの側面図である。
本実施形態の第３例に係るインサートの第１円筒部の正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本開示の実施形態について説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。本実施形態に係るホローカソードは、静電加速型推進器及び電磁加速器等の電気推進器（例えばホールスラスタ）に設置され、イオンビームの中和機として用いられる。但し、ホローカソードの適用は、これら宇宙機の推進機構に限られない。
（【００１１】以降は省略されています）

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