真空管的制作方法

本发明涉及作为模拟放大器工作的真空管。

背景技术：

作为与真空管相关的技术，公知的是荧光显示管，并且公知有例如专利文献1(日本实公昭49-5240号公报)、专利文献2(日本特开2007-42480号公报)所示的结构。在专利文献1中，将在规定以上的温度释放热电子的、拉伸成直线状的灯丝称为“灯丝H”。并且，具有与灯丝平行配置的阳极(专利文献1的“阳极4”)、在灯丝与阳极之间与阳极对置配置的栅极(参照专利文献1的第一图、第二图)。专利文献2的基本结构与专利文献1相同。另外，作为专利文献1、2所示的荧光显示管的控制方法，公知的是参考文献1(则武伊势电子株式会社，“荧光显示管(VFD)全面应用手册驱动方法-驱动方式”，[2014年12月19日检索]，网址<https://www.noritake-itron.jp/cs/appnote/apf100_vfd/apf201_houshiki.html>.)所示的驱动方式。

在以音乐界为中心，有着来自青睐真空管的特性的用户的期望，因此会有对作为模拟放大器使用的真空管的需求，存在能够作为模拟放大器使用的真空管。但是，通常的模拟放大器几乎都使用晶体管、运算放大器等半导体，因此作为模拟放大器使用的真空管的产量低，并且存在价格高、难以获得的课题。另一方面，对于作为真空管的一种，廉价且普及的荧光显示管而言，根据参考文献1所示的驱动方式可知，为数字控制，并非作为模拟放大器使用，因此难以用于模拟放大。

技术实现要素：

本发明的目的在于，提供一种真空管，其为与廉价且容易获得的荧光显示管相近的结构，并且容易作为模拟放大器工作。

作为本发明的对象的真空管具有：释放热电子的拉伸成直线状的灯丝、与灯丝平行配置的阳极、在灯丝与阳极之间与阳极对置配置的栅极。并且，本发明的灯丝与栅极的间隔为0.2mm以上且0.6mm以下。

利用本发明的真空管，能够使从灯丝流向阳极的电子流根据栅极的电位而模拟变化，因此作为模拟放大器容易使用。

附图说明

图1是实施例1的真空管的俯视图。

图2是实施例1的真空管的主视图。

图3是实施例1的真空管的侧视图。

图4是图1的IV-IV线的剖视图。

图5是表示在玻璃基板上形成有阳极和绝缘层的样子的图。

图6是表示在玻璃基板上形成有阳极的样子的图。

图7是表示绝缘层的形状的图。

图8是固定件的三视图(俯视图、主视图、侧视图)。

图9是表示栅极的形状的示例的图。

图10是表示吸气剂的图。

图11是表示利用真空管的放大电路的示例的图。

图12是表示在荧光显示管中、在栅极的各电压下的阳极电压Va与电流Ip的关系的图。

图13是表示在阳极与栅极的间隔为0.3mm左右、灯丝与栅极的间隔为0.4mm左右的情况下，在栅极的各电压下的阳极电压Va与电流Ip之间的关系的图。

图14是变形例的真空管的俯视图。

图15是图14的XV-XV线的剖视图。

具体实施方式

以下，具体说明本发明的实施方式。需要说明的是，对具有相同功能的结构部标注相同的附图标记并省略重复说明。

[实施例1]

图1是实施例1的真空管的俯视图，图2表示主视图，图3表示侧视图，图4表示图1的IV-IV线的剖视图。需要说明的是，在图4中，为了便于理解结构，将图在上下方向上伸长。在图2和图4中，上下方向与左右方向的比不同，但实际上是相同的。真空管100具有：在规定以上的温度下释放热电子并拉伸成直线状的灯丝110、与灯丝110平行配置的阳极120-1、120-2、在灯丝110与阳极120-1之间与阳极对置配置的栅极130-1、在灯丝110与阳极120-2之间与阳极对置配置的栅极130-2。并且，(第一)特征在于，灯丝110与栅极130-1、130-2的间隔为0.2mm以上且0.6mm以下。并且，(第二)特征在于，阳极120-1、120-2与栅极130-1、130-2的间隔为0.15mm以上且0.35mm以下。(第三)特征在于，灯丝110的固有振动的基本频率为3kHz以上。另外，阳极120-1、120-2形成在与平面基板即玻璃基板125相同的面上，阳极120-1和栅极130-1的间隔与阳极120-2和栅极130-2的间隔相同。需要说明的是，在图1中，为了理解阳极120-1、120-2的位置，未记载栅极130-1、130-2的一部分。在实际真空管100中，在阳极120-1、120-2上存在网状的栅极130-1、130-2(参照图9)，因此阳极120-1、120-2是难以看到的状态。

接下来，说明用于实现上述特征的结构的具体例。在图5中表示在玻璃基板上形成有阳极120-1、120-2和绝缘层的样子。图6是表示在玻璃基板上形成有阳极120-1、120-2的样子的图，图7是表示绝缘层的形状的图。玻璃基板125具有排气孔151。阳极120-1、120-2形成在玻璃基板125的一个面上。阳极端子121-1、121-2与阳极120-1、120-2连接。阳极120-1、120-2利用例如铝薄膜形成即可。绝缘层126使用例如低熔点玻璃即可，具有阳极用开口部127-1、127-2和端子用开口部128-1、128-2。真空管100将罩体180和玻璃基板125密封，通过从排气孔151抽出空气来使内部真空。并且，在排气孔151中嵌有排气孔栓150。虽然在图5中未图示，但是也可以在玻璃基板125的与罩体180接触的部分进一步配置密封用的低熔点玻璃。另外，利用端子190进行与外部的电接触。

灯丝110为直接式的负极。例如，为了在通过流通直流电流而加热到650度左右时，释放出热电子，灯丝110施以氧化钡的涂层即可。在该例中，上述“规定以上的温度”为650度，但不限于650度。在图8中表示用于对灯丝110施加张力的固定件115的三视图(俯视图、主视图、侧视图)。在固定件主体116的一部分配置有板簧117的一端，板簧117的另一端为灯丝固定部118。固定件115使用SUS(不锈钢材料)等即可。固定件115安装在灯丝支承部件111上，灯丝110通过焊接等固定在固定件115的灯丝固定部118上。图4中的附图标记112表示焊点。灯丝110与阳极120-1、120-2的间隔由灯丝支承部件111的长度决定，灯丝110的张力能够利用固定件115的板簧117调节。

图9是表示栅极的形状的示例。栅极130为网状，由SUS等形成即可。如上所述，在图1中，为了将阳极120-1、120-2表示得容易理解，省略了栅极130的一部分记载。实际的栅极130-1、130-2为如图9所示的栅极130。另外，栅极130-1、130-2固定在栅极支承部件132-1、132-2上。由栅极支承部件132-1、132-2的板厚，决定阳极120-1、120-2与栅极130-1、130-2的间隔、灯丝110与栅极130-1、130-2的间隔。

即，在真空管100中，阳极120-1、120-2与栅极130-1、130-2的间隔为0.15mm以上且0.35mm以下是通过栅极支承部件132-1、132-2实现的。并且，灯丝110与栅极130-1、130-2的间隔为0.2mm以上且0.6mm以下是通过灯丝支承部件111和栅极支承部件132-1、132-2实现的。另外，灯丝110的固有振动的基本频率为3kHz以上通过调节灯丝110的材质、粗细、焊点112间的长度、由固定件115施加的张力来实现即可。需要说明的是，希望使基本频率较高，如果调整为10kHz以上，人就听不到由于灯丝振动导致的噪声。

图10表示吸气剂140。吸气剂140因高频感应加热而快速蒸发，使金属钡膜蒸镀到罩体180内的一部分，由此实现提高真空度或者保持真空度的作用。吸气剂护罩142是用于相对于灯丝110、栅极130-1、130-2、阳极120-1、120-2遮蔽吸气剂140的部件。在荧光显示管的情况下，无论吸气剂配置在罩体内的何处，都能够忽略对显示器的特性的影响，因此不需要从特性方面考虑吸气剂的位置。但是，在将两组阳极120-1、120-2和栅极130-1、130-2作为立体信号用的放大器使用的情况下，为了使两组放大器的特性一致，就不能够忽略吸气剂140的影响。因此，为了使两组放大器的特性一致，优选吸气剂140配置在距各个栅极130-1、130-2等距离的位置。

图11表示使用真空管100的放大电路的示例。灯丝110与直流电压源310(例如0.7V)连接，并加热到释放热电子的规定温度(例如650度)。阳极电压源320经由电阻330-1、330-2施加到阳极120-1、120-2。并且，例如，施加了规定偏压的立体声的左通路的信号vL输入到栅极130-1，施加了同样偏压的立体声的右通路的信号vR输入到栅极130-2。在这种情况下，阳极端子121-1的电压VL为左通路的输出，阳极端子121-2的电压VR为右通路的输出。

接下来，说明本发明的特征的必要性。通常的荧光显示管也具有：在规定以上的温度下释放热电子的拉伸成直线状的灯丝、与灯丝平行配置的阳极、在灯丝与阳极之间与阳极对置配置的栅极。但是，在通常的荧光显示管中，阳极与栅极的间隔为0.5mm左右以上，灯丝与栅极的间隔为1.0mm左右以上。另外，并没有考虑灯丝的固有振动的基本频率。在荧光显示管的情况下，由于进行开关控制，因此在栅极的电压发生变化时，无法避免电流流动不完整。在此，成为如上所述的尺寸。在图12中表示在荧光显示管中、在栅极的各电压下的阳极电压Va与电流Ip的关系。图12的线的横轴表示的数值为栅极的电压(伏特)。在该实验所使用的荧光显示管中，阳极与栅极的间隔为0.5mm左右，灯丝与栅极的间隔为1.0mm左右。在阳极电压Va为10V的情况下，在栅极的电压为4V附近时，不完整的电流流通，在栅极的电压为3V以下时关闭，在5V以上时开启。另外，即便使栅极的电压在4V附近变化，考虑到获得线性的范围小，难以用于模拟放大。需要说明的是，在阳极电压Va比30V高的区域，可能存在能够获得线性的区域。但是，在作为模拟放大器使用时，需要一直施加阳极电压，因此考虑到热膨胀的影响，难以提高阳极电压Va。补充说明的是，在作为荧光显示管使用的情况下，由于还利用人的后像，因此不需要一直施加阳极电压。即，与作为荧光显示管使用相比，难以提高阳极电压也是难以作为模拟放大器使用的原因。

在图13中表示在阳极与栅极的间隔为0.3mm左右、灯丝与栅极的间隔为0.4mm左右的情况下，在栅极的各电压下的阳极电压Va与电流Ip的关系。根据该图可知，在偏压电压为3V、输入信号的振幅的最大值为1V时，在阳极电压Va为4V左右以上的范围内，能够获得大致线性的放大特性。因此，作为模拟放大用的真空管容易使用。本申请所示的实验例仅为图13，与利用图12说明的通常荧光显示管相比，只要灯丝110与栅极130-1、130-2的间隔为0.2mm以上且0.6mm以下，就能够容易地将真空管用于模拟放大。即，根据本发明的真空管的(第一)特征，从灯丝流向阳极的电子流根据栅极的电位而模拟变化，因此作为模拟放大器容易使用。

另外，在阳极120-1、120-2与栅极130-1、130-2的间隔超过0.35mm的情况下，需要将栅极支承部件132-1、132-2弯折成形。另一方面，在阳极与栅极的间隔为0.15mm以上且0.35mm以下时，仅通过对平板进行冲压加工就能够构成栅极支承部件132-1、132-2。在该情况下，由于阳极与栅极的间隔仅由栅极支承部件的板厚决定，因此能够精度良好地形成间隔。另外，在将栅极支承部件132-1、132-2弯折成形的情况下，栅极也容易振动，成为噪声的原因。在对栅极支承部件132-1、132-2进行平板冲孔加工的情况下，能够抑制栅极的振动，能够制造作为模拟放大用容易使用的真空管。

如上所述，根据本发明的真空管的第三特征，由于灯丝的振动的影响比人容易听到的频率高，因此作为使声音信号放大的模拟放大器容易使用。需要说明的是，在将除去灯丝110的振动的影响的功能设于真空管的外部时，仅利用第一特征就能够构成可用于声音信号的模拟放大器。

[变形例]

图14表示变形例的真空管的俯视图，在图15中表示图14的XV-XV线的剖视图。需要说明的是，为了便于理解结构，使图15在上下方向上伸长。真空管200与真空管100的不同之处在于，阳极120和栅极130的组为一组、吸气剂140的位置、灯丝110的固定方法彼此不同。在图14中，为了便于理解阳极120的位置，未记载栅极130的一部分，但栅极130与图9相同。在真空管200中，由于阳极120与栅极130的组仅为一组，因此不需要为了调节特性而限制吸气剂140的位置。在此，吸气剂140以在真空管200的端部保持于吸气剂支承部件242上的状态设置。

在真空管200中，固定件115仅安装在一方的灯丝支承部件111上。在未安装固定件115的灯丝支承部件111的情况下，通过焊接等将灯丝110固定在灯丝支承部件111的灯丝固定部114上即可。需要说明的是，在真空管100中，也可以如上所述地将固定件115安装在单侧，在真空管200中，也可以在两侧安装固定件115。

与真空管100相同，真空管200也包括：在规定以上的温度下释放热电子的拉伸成直线状的灯丝110；与灯丝110平行配置的阳极120；在灯丝110与阳极120之间与阳极对置配置的栅极130。并且，第一特征在于，灯丝110与栅极130的间隔为0.2mm以上且0.6mm以下。并且，第二特征在于，阳极120与栅极130的间隔为0.15mm以上且0.35mm以下。并且，第三特征在于，灯丝110的固有振动的基本频率为3kHz以上。获得的效果与实施例1相同。