(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
台座と、この台座を貫通する複数のピンと、板状に形成され、前記複数のピンにより支持されて所定間隔離間して互いに平行に配設された一対の電極と、前記ピンの一部と前記一対の電極とを収容し、前記台座とともに外囲器を構成する管体とを備えた電子管の製造方法であって、
金属板と棒状の連結部材を介して接続された電極を、前記金属板から折り取る切断ステップと、
この切断ステップにより折り取られた前記電極を前記ピンに固定する固定ステップと
を有し、
前記電極は、前記ピンと接合される複数の接合部を備え、
前記複数の接合部のうち１つは、前記電極の縁部に形成された切り欠きからなり、
前記連結部材は、前記切断ステップの前には、前記切り欠きに接続されている
ことを特徴とする電子管の製造方法。
【請求項２】
前記固定ステップは、前記接合部と前記ピンとを溶接することにより、前記電極を前記ピンに固定する
ことを特徴とする請求項１記載の電子管の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所定の波長の電磁波が照射されると放電する電子管の製造方法およびその電子管に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、燃焼炉等において、火炎から放出される紫外線に基づいて火炎の有無を検出するのに用いられる電子管が知られている（例えば、特許文献１参照。）。この電子管は、所定のガスを充填封止した密閉用器と、この密閉容器を貫通する電極支持ピン、この電極支持ピンにより密閉用器内で互いに平行に支持されるアノード電極およびカソード電極とを備えるものである。このような電子管では、電極支持ピンを介して電極間に電圧を印加した状態において、カソード電極に紫外線が照射されると、光電効果によりカソード電極から電子が放出され、その電子が次々と励起されてアノード電極との間で電子なだれを形成する。そこで、電極間のインピーダンスの変化、電極間の電圧の変化、電極間に流れる電流などを計測することにより、火炎の有無を検出することができる。
【０００３】
このような電子管に配設されるアノード電極は、例えば、図７，図８に示すように、１枚の金属板１００に多数形成され、その金属板１００から切り離して用いられる。具体的には、まず、金属板１００に対してエッチングやプレス加工を行うことにより、電極支持ピンが通る孔２０１などが形成された所定の形状のアノード電極２００を複数形成する。このとき、各アノード電極２００は、縁部に設けられたノッチ部２０２と金属板の外枠１０１とを接続する棒状のブリッジ１０２により、金属板１００に接続された状態となっている。そこで、ノッチ部２０２を支点としてアノード電極２００を金属板１００の方に折り曲げて、ブリッジ１０２とノッチ部２０１とを切断し、金属板１００からアノード電極２００を折り取る。これにより、１枚のアノード電極２００が形成されることとなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−１１５５４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、アノード電極をその外縁に設けられたノッチ部を支点として折り曲げることにより金属板から切り離していたので、その折り曲げた箇所にノッチ部やブリッジの一部などからなるバリが形成されることがあった。このようなバリが形成されると、２枚の電極間の電界分布が変化したり、そのバリの部分に電界が集中したりして、そのバリの部分、すなわち電極の外縁で放電が発生することがあった。
【０００６】
電子管においては、放電を所定の時間行わせて所定の波長域のみ反応するようにする電極表面のエージング作業が一般的に行われている。このとき、電極の外縁部を起点に放電が行われると、この場所を中心として放電が行われることとなり、電極の全体を一様に改質できなくなってしまう。すると、所定の波長域外でも放電が行われたり、紫外線が照射されていなくても放電するいわゆる自己放電が行われたりするので、製品としての性能が不安定になったり、寿命が短くなってしまう場合があった。
【０００７】
そこで、本発明は、性能の不安定化および短寿命化を防ぐことができる電子管の製造方法および電子管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】
【０００８】
上述したような課題を解決するために、本発明に係る電子管の製造方法は、台座と、この台座を貫通する複数のピンと、板状に形成され、前記複数のピンにより支持されて所定間隔離間して互いに平行に配設された一対の電極と、前記ピンの一部と前記一対の電極とを収容し、前記台座とともに外囲器を構成する管体とを備えた電子管の製造方法であって、金属板と棒状の連結部材を介して接続された電極を、前記金属板から折り取る切断ステップと、この切断ステップにより折り取られた前記電極を前記ピンに固定する固定ステップとを有し、前記電極は、前記ピンと接合される複数の接合部を備え、前記複数の接合部のうち１つは、前記電極の縁部に形成された切り欠きからなり、前記連結部材は、前記切断ステップの前には、前記切り欠きに接続されていることを特徴とするものである。
【０００９】
上記電子管の製造方法において、固定ステップは、接合部とピンとを溶接することにより、アノード電極をピンに固定するようにしてもよい。
【００１０】
また、本発明に係る電子管は、台座と、この台座を貫通する複数のピンと、これらのピンにより支持されて所定間隔離間して互いに平行に配設された一対の電極と、前記ピンの一部と前記一対の電極とを収容し、前記台座とともに外囲器を構成する管体とを備えた電子管であって、前記電極は、前記ピンと接合される複数の接合部を備え、前記複数の接合部のうち１つは、前記電極の縁部に形成された切り欠きからなることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ピンが接合される複数の接合部のうち１つの接合部が電極の縁部に形成された切り欠きからなり、この切り欠きからなる接合部が連結部材を介して金属板に接続されているので、アノード電極を金属板から折り取ったときに接合部の近傍にバリが生じても、この接合部を介してピンが接合されることによりバリが目立たなくなるので、そのバリが生じていた箇所への電界集中を防ぎ、改質作業の際にアノード電極の周縁で放電が行われるのを防ぐことができるので、結果として、性能の不安定化および短寿命化を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本発明の実施の形態に係る電子管の構成を模式的に示す斜視図である。
【図２】図２は、アノード電極の構成を模式的に示す平面図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態に係る電子管の製造方法を示す図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態に係る電子管の製造方法を示す図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態に係る電子管の製造方法を示す図である。
【図６】図６は、本発明の実施の形態に係る電子管の製造方法を示す図である。
【図７】図７は、従来のアノード電極の製造方法を説明するための図である。
【図８】図８は、従来のアノード電極の構成を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１４】
＜電子管の構成＞
図１に示すように、本実施の形態に係る電子管１は、ガラス管２と、このガラス管２に接合された台座３と、台座３を貫通する６本の電極支持ピン（電極ピン）４と、６本の電極ピン４を介して互いに平行に支持された２枚の電極５と、台座３からガラス管２とは反対側に突出した排気管６とを備えている。
【００１５】
ガラス管２は、円筒状の側面ガラス２１と、この側面ガラス２１の一方の端部を塞ぐ天板２２とから構成されている。側面ガラス２１は、通常のホウ珪酸ガラスでできており、この部分から電子管１内に紫外線が入光しない。一方、天板２２は、紫外線を透過させるガラスからなり、この部分から電子管１内に紫外線を入光させるようになっている。本実施の形態では、天板２２は、１８５ｎｍ以上の波長の光を透過させるように形成されている。これにより、天板２２を例えばボイラの火炎等に向けた状態で電子管１を設置すると、火炎が発する波長が１８５〜２４５［ｎｍ］の紫外線がガラス管２内に入光することとなる。
【００１６】
台座３は、側面ガラス２１と同様にホウ珪酸ガラスからなり、略円板状に形成されている。台座３の周縁近傍には、周方向に等間隔をなして６本の電極ピン４が貫通されている。このとき、電極ピン４の軸線は、台座３の中心軸線と平行な状態とされている。また、台座３の中央部分には貫通孔３１が形成され、この貫通孔３１のガラス管２とは反対側には排気管６が接合されている。
【００１７】
電極ピン４は、台座３の周縁近傍に円周方向に亘って等間隔隔てた６本の電極支持ピンからなり、上述したように台座３を貫通した状態で設けられている。これらの電極ピン４は、導電性を有する材料から構成され、例えばコバール（ガラスと同じ熱膨張率を有する）等の金属を用いることができる。電極ピン４の天板２２側の端部（以下、「固定端」と言う。）には電極５が固定され、反対側の端部（以下、「端子端」と言う。）には、図示しない制御回路が接続される。このような電極ピン４のうち、３本の電極ピン４１が周方向互いに等間隔隔てて台座３に設けられ、後述するアノード電極５１が固定されることにより、アノード電極５１の支持体および端子として機能する。また、残り３本の電極ピン４２は、電極ピン４１の周方向に入れ違いの位置に等間隔をなして台座３に設けられており、後述するカソード電極５２が固定されることにより、カソード電極５２の支持体および端子として機能する。そして、アノード電極５１を支持する電極ピン４１の固定端は、カソード電極５２を支持する電極ピン４２の固定端よりもガラス管２の天板２２側に突出している。これにより、アノード電極５１とカソード電極５２とは、所定間隔離間した状態で対向配置されることとなる。
【００１８】
電極５は、円形に形成された金属の２枚の電極からなり、ガラス管２の天板２２と対向配置された網状のアノード電極５１と、台座３と対向配置された平板状のカソード電極５２とから構成されている。このアノード電極５１とカソード電極５２は、上述したように電極ピン４に支持されて、所定間隔離間して互いに平行に配置されている。なお、カソード電極５２の周縁には、アノード電極５１に接続される電極ピン４と干渉しないようするための切り欠き５２１が設けられている。
【００１９】
ここで、アノード電極５１には、図２に示すように、第１のピン孔５１１ａと、第２のピン孔５１１ｂと、切り欠き部５１２とが形成されている。これらは、アノード電極５１の周縁近傍に円周方向に亘って等間隔隔てて形成されている。
第１のピン孔５１１ａおよび第２のピン孔５１１ｂは、アノード電極５１を貫通する孔からなり、その内径は電極ピン４の外径に対応している。このような第１のピン孔５１１ａおよび第２のピン孔５１１ｂは、接合部として機能する。
切り欠き部５１２は、アノード電極５１の周縁に形成され、この周縁から中心に向かって切り欠かれた断面略Ｕ字状に形成されている。この切り欠き部５１２におけるアノード電極５１の中心側の内径は、電極ピン４の外径に対応している。このような切り欠き部５１２は、１の接合部として機能する。
【００２０】
排気管６は、細長の筒体であり、一方の端部が台座３に接合されるとともに、他方の端部が閉塞されている。このような排気管６は、ガラス管２および台座３と同様にホウ珪酸ガラスから構成されている。排気管６の他方の端部が閉塞されることにより、ガラス管２、台座３および排気管６によって内部に空間が形成され、この空間内に所定の組成のペニングガスが封入される。
【００２１】
＜電子管の製造方法＞
次に、本実施の形態に係る電子管１の製造方法について説明する。
【００２２】
まず、台座３、電極ピン４および排気管６を一体形成する。具体的には、管状のホウ珪酸ガラスを加熱し、所定の位置に配置した電極ピン４とともにプレス成形することにより、図２に示すように、台座３、電極ピン４および排気管６を一体化させる。
【００２３】
台座３、電極ピン４および排気管６を一体形成すると、電極ピン４を酸で洗浄する。上述したように、台座３、電極ピン４および排気管６を一体化させるために焼成すると、電極ピン４の表面が酸化されて被膜が形成される。この被膜は、放電特性に影響を与える。そこで、電極ピン４を酸で洗浄することにより、その被膜を除去する。
【００２４】
電極ピン４を洗浄すると、切り欠き５２１内部に電極ピン４１を位置させてカソード電極５２が電極ピン４１と干渉しないようにした上で、電極ピン４２の固定端にカソード電極５２をレーザ溶接等で固定する。
【００２５】
カソード電極５２を固定すると、アノード電極５１を用意し、電極ピン４１の固定端にアノード電極５１をレーザ溶接等で固定する。
【００２６】
ここで、アノード電極５１は、以下の手順で用意および固定が行われる。
【００２７】
まず、図４に示すように、金属板１０に対してエッチングやプレス加工を行うことにより、第１のピン孔５１１ａ、第２のピン孔５１１ｂ、切り欠き部５１２などを含む所定の形状のアノード電極５１を複数形成する。このとき、各アノード電極５１は、図５に示すように、ブリッジ１２により切り欠き部５１２と金属板１０の外枠１１とが接続されることにより、金属板１０に接続された状態となっている。ブリッジ１２は、切り欠き部５１２におけるアノード電極５１の中心に近い縁部に接続されている。
【００２８】
次に、切り欠き部５１２のブリッジ１２との接続部を支点としてアノード電極５１を金属板１０の方に折り曲げることにより、切り欠き部５１２とブリッジ１２とを切断し、アノード電極５１を金属板１０から折り取る。これにより、１枚のアノード電極５１が生成されることとなる。このとき、切り欠き部５１２には、ブリッジ１２との接続箇所にバリが形成される場合がある。
このようにしてアノード電極５１を用意すると、アノード電極５１に形成された第１のピン孔５１１ａ、第２のピン孔５１１ｂおよび切り欠き部５１２にそれぞれ１本づつ電極ピン４２の固定端を嵌合させる。このとき、切り欠き部５１２は、アノード電極５１の中心に近い縁部に電極ピン４２の固定端が嵌合される。また、電極ピン４２の固定端をアノード電極５１の表面から突出させるようにしてもよい。
【００２９】
第１のピン孔５１１ａ、第２のピン孔５１１ｂおよび切り欠き部５１２に電極ピン４２の固定端を嵌合させると、この勘合された部分をレーザ溶接等で固定する。この溶接は、アノード電極５１のカソード電極５２と対向しない面の側から行われる。第１のピン孔５１１ａ、第２のピン孔５１１ｂおよび切り欠き部５１２と、対応する電極ピン４２の固定端とがそれぞれ接合され、図６に示すように、電極ピン４１の固定端にアノード電極５１が固定された状態となる。
【００３０】
このとき、切り欠き部５１２において、ブリッジ１２と切り離されたときに形成されたバリは、電極ピン４２と溶接されるときに溶融した電極ピン４２に覆われる。したがって、切り欠き部５１２と電極ピン４２との溶接箇所は、滑らかな表面を有することとなる。
【００３１】
アノード電極５１を固定すると、台座３の排気管６が接合されていない側にガラス管２を接合する。
【００３２】
ガラス管２を接合すると、所定の組成のガスを封入した後、排気管６の所定の位置をバーナーの火炎であぶることにより、排気管６を閉塞させる。排気管６が閉塞されると、電極ピン４を介して電極５に所定の電圧を印加して所定期間放電を連続して起こさせるエージング工程を実施する。
【００３３】
ここで、エージング工程においては、電極５（カソード電極５１）の中央部を起点に放電を起こすことにより、電極５全体を効率よく安定してエージングさせることができる。したがって、エージング工程における放電も、電極５の中央部を起点に放電を起こさせることにより、電極５の表面全体を一様に行わせることが望ましい。
【００３４】
しかしながら、アノード電極の周縁部にノッチ部を設けた場合のように、アノード電極５２の周縁部とカソード電極５１との間で放電が行われると、電極５全体を効率よく安定して改質することができなくなってしまう。すると、感度不足や自己放電といった不良が現れるので、生産性が圧迫されるとともに、製品としての信頼性も低いものとなってしまう。また、放電が集中することにより、製品の短寿命化も見込まれる。
【００３５】
そこで、本実施の形態では、ピン孔の１つを、アノード電極５１の周縁から連続する切り欠き部５１２とし、金属板１０とアノード電極５１とを接続するブリッジ１２をその切り欠き部５１２に接続させている。これにより、アノード電極５１を金属板１０から切り取る際にバリが生じても、切り欠き部５２１に電極ピン４２を接合することによりバリが電極ピン４２と隣接するので、バリが目立たなくなる。特に、切り欠き部５２１に電極ピン４２を溶接して固定すると、このときにバリは溶融した電極ピン４２に覆われるので、その溶接部の表面が滑らかになる。これにより、溶接部への電界集中を防ぐことができるので、上述したエージング工程の際にアノード電極５１の周縁で放電が行われるのを防ぐことができる。結果として、電極５の表面が一様に改質されるので、性能の不安定化および短寿命化を防ぐことができる。
【００３６】
エージング工程が終了すると、電子管１の製造工程が終了し、出荷されることとなる。
【００３７】
以上説明したように、本実施の形態によれば、切り欠き５１２がブリッジ１２を介して金属板１０と接続されているので、アノード電極５１を金属板１０から切り取る際にバリが生じても、切り欠き部５１２と電極ピン４２とを接合することによりバリが目立たなくなるので、そのバリが生じていた箇所への電界集中を防ぎ、改質作業の際にアノード電極５１の周縁で放電が行われるのを防ぐことができ、結果として、性能の不安定化および短寿命化を防ぐことができる。
【００３８】
なお、本実施の形態では、紫外線が照射されると放電を行う電子管の場合を例に説明したが、放電するために照射される電磁波は紫外線のみならず、適宜自由に設定することがきる。この場合には、天板２２および電極５の材料を放電を行わせる電磁波の波長に基づいて適宜変更することにより実現することができる。このとき、被覆部４ａ，５ａは、その電磁波が照射されても電子を放出しない仕事関数を有する材料から構成される。
【００３９】
また、本実施の形態では、１つのアノード電極５１に対して１つの切り欠き部５１２を設ける場合を例に説明したが、１つのアノード電極５１に設ける切り欠き部５１２の数量は１つに限定されず、適宜自由に設定することができる。この場合、切り欠き部５１２の数量に伴って、
【００４０】
また、本実施の形態では、ブリッジ１２を切り欠き部５１のアノード電極５１の中心に近い縁部に接続する場合を例に説明したが、切り欠き部５１に接続する位置はこれに限定されず、例えば電極ピン４２と接触する位置など、切り欠き部５１に電極ピン４２を固定したときにバリが目立たなくなる位置であれば適宜自由に設定することができる。
【００４１】
さらに、本実施の形態では、アノード電極５１に切り欠き部５１２を設ける場合を例に説明したが、カソード電極５２に切り欠き部５１２と同等の構成を設けるようにしてもよいことは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明は、火炎センサなど電子管など放電が生じる各種装置に適用することができる。
【符号の説明】
【００４３】
１…電子管、２…ガラス管、３…台座、４，４１，４２…電極ピン、５…電極、６…排気管、１０…金属板、１１…外枠、１２…ブリッジ、２１…側面ガラス、２２…天板、３１…貫通孔、５１…アノード電極、５２…カソード電極、５１２…切り欠き部、５２１…切り欠き。
【図１】
0005912719.tif 000002
【図２】
0005912719.tif 000003
【図３】
0005912719.tif 000004
【図４】
0005912719.tif 000005
【図５】
0005912719.tif 000006
【図６】
0005912719.tif 000007
【図７】
0005912719.tif 000008
【図８】
0005912719.tif 000009