(57)【要約】【課題】  放電電極間の絶縁性を良好とし、外部環境が変化した場合にも安定な放電を行う事が可能な放電管を提供する。【解決手段】  放電空間を挟んで対向する一対の電極と、前記一対の電極が両端に設置され、前記放電空間を画成する気密筒と、を有する放電管であって、前記気密筒の表面に耐透水性を有するコーティング膜を形成したこと特徴とする放電管を用いることで、放電電極間の絶縁性を良好とし、外部環境が変化した場合にも安定な放電を行う事が可能となる。【選択図】  図３
2006228466.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電空間を挟んで対向する一対の電極と、
前記一対の電極が両端に設置され、前記放電空間を画成する気密筒と、を有する放電管であって、
前記気密筒の表面に耐透水性を有するコーティング膜を形成したこと特徴とする放電管。
【請求項２】
前記気密筒はセラミック材料よりなることを特徴とする請求項１記載の放電管。
【請求項３】
前記コーティング膜は、光透過性材料よりなることを特徴とする請求項１または２記載の放電管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一対の放電電極を有する放電管に関する。
【背景技術】
【０００２】
空間内に放電現象を発生させるためには、当該空間に放電開始電圧を超える電圧を印加する必要があり、このためには、高電圧トリガを発生させるための回路が必要となる場合がある。例えば、近年車両のヘッドライトなどに用いられているＨＩＤ（High Intensity Discharge）は、放電を開始するための高圧トリガを発生するためのイグナイト回路を必要とする。このイグナイト回路は、主に電荷をチャージするコンデンサ、高圧トリガを発生するトランス、そして安定した電源パルスを発生するための放電管（スイッチング放電管と呼ぶ場合もある）で構成されている。（例えば特許文献１、特許文献２参照）。
【０００３】
図１及び図２は、従来用いられている放電管の一例である、放電管１００を示している。図１は放電管１００の断面図であり、図２は放電管１００の外観を示す斜視図である。
【０００４】
図１および図２を参照するに、前記放電管１００は、図１に示されるように、大略すると気密筒１１０，上部放電電極１２２，及び下部放電電極１２４，及び封入ガス等により構成されている。内部に放電空間１００ａが画成される前記気密筒１１０は円筒形状を有しており、セラミック材料等の絶縁体材料から形成されている。
【０００５】
前記気密筒１１０の上端開口部及び下端開口部には、上部放電電極１２２と下部放電電極１２４が接合されており、さらに前記上部放電電極１２２及び下部放電電極１２４には、円板状の蓋体部１２６および蓋体部１２８が、それぞれ一体的に形成されている。
【０００６】
また、前記気密筒１１０の上端開口部及び下端開口部にはメタライズ面１４０が形成されており、前記上部放電電極１２２および下部放電電極１２４に形成された前記蓋体部１２６および１２８は、前記気密筒１１０の各開口部に形成された前記メタライズ面１４０にろう付けされ、そのために前記上部放電電極１２２及び下部放電電極１２４は、前記気密筒１１０に接合されている。この接合の際、前記気密筒１１０内には封入ガスが封入される。このようにして、前記気密筒１１０の内部には、当該気密筒１１０、前記上部放電電極１２２、および前記下部放電電極１２４によって、封入ガスが封入される放電空間１００ａが画成される。
【０００７】
前記上部放電電極１２２は、前記蓋体部１２６から前記気密筒１１０の中央位置に向け突出しており、その先端部は小径の円柱状に形成されている。また、この小径の円柱状の先端部に上部放電面１２３が形成されており、当該上部放電面１２３には放電を安定させて発生させるための凹部１２７が設けられている。
【０００８】
同様に、前記下部放電電極１２４は、前記蓋体部１２８から前記気密筒１１０の中央位置に向け突出しており、その先端部は小径の円柱状に形成されている。また、この小径の円柱状の先端部に下部放電電極面１２５が形成されており、この下部放電面１２５にも放電を安定させて発生させるための凹部１２７が設けられている。前記上部放電面１２３及び下部放電電極面１２５には、例えば銅メッキが施されている。
【０００９】
前記放電管１００内の放電は、前記放電空間１００ａであって、前記上部放電電極面１２３と前記下部放電電極面１２５との間の離間部分である放電ギャップ１２９で発生する。
【００１０】
また、前記上部方電極１２２および前記下部放電電極１２４には、それぞれリード線１１２、１１４が接続され、他のデバイスなどと前記放電管１００の接続を容易にしている。
【００１１】
また、例えば放電管の材料には様々なものが用いられる場合があり、上記に示した構造以外にも、例えばガラスを用いたものが提案されており、この場合にはガラスの破損を防止するためにガラスの表面に破損防止用のコーティングを施す場合があった（例えば特許文献３参照）。
【特許文献１】特開２００４−２２０８０８号公報
【特許文献２】特開２００４−２３５０１７号公報
【特許文献３】特開平９−６３７４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかし、放電管を用いる環境は必ずしも一定の条件下である場合に限定されず、様々な環境で使用する場合があり、過酷な条件下では所定の電気特性が得られない場合があった。
【００１３】
例えば、放電管を高温高湿の下で使用した場合、図１〜図２に示した気密筒に水分が付着し、当該気密筒の絶縁抵抗の低下、電気的な特性（スイッチング特性）の低下が発生する場合があった。また、急激な外気温度の変化が生じた場合にも、気密筒が結露し、水分が付着するために絶縁抵抗が低下してしまう場合があった。
【００１４】
そこで、本発明では上記の問題を解決した、新規で有用な放電管を提供することを目的としている。
【００１５】
本発明の具体的な課題は、放電電極間の絶縁性を良好とし、外部環境が変化した場合にも安定な放電を行う事が可能な放電管を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は、上記の課題を、放電空間を挟んで対向する一対の電極と、前記一対の電極が両端に設置され、前記放電空間を画成する気密筒と、を有する放電管であって、前記気密筒の表面に耐透水性を有するコーティング膜を形成したこと特徴とする放電管により、解決する。
【００１７】
当該放電管は、放電を行う電極間の絶縁性が良好であり、外部環境が変化した場合にも安定な放電を行う事が可能である。
【００１８】
また、前記前記気密筒はセラミック材料よりなると、前記電極間の絶縁性が良好であり、好適である。
【００１９】
また、前記コーティング膜は、光透過性材料よりなると、放電管の放電特性が良好となる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、放電電極間の絶縁性を良好とし、外部環境が変化した場合にも安定な放電を行う事が可能な放電管を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
次に、本発明の実施の形態について、図面に基づき以下に説明する。
【実施例１】
【００２２】
図３及び図４は、本発明の実施例１による放電管の一例である、放電管１を示している。図３は放電管１の断面図であり、図４は放電管１の外観を示す斜視図である。
【００２３】
図３および図４を参照するに、前記放電管１は、図３に示されるように、大略すると気密筒１０，上部放電電極２２，及び下部放電電極２４，及び封入ガス等により構成されている。内部に放電空間が画成される前記気密筒１０は、例えば円筒形状を有しており、例えばセラミック材料等の絶縁体材料から形成されている。
【００２４】
前記気密筒１０の上端開口部及び下端開口部には、上部放電電極２２と下部放電電極２４が接合されており、さらに前記上部放電電極２２及び下部放電電極２４には、円板状の蓋体部２６および蓋体部２８が、それぞれ一体的に形成されている。
【００２５】
また、前記気密筒１０の上端開口部及び下端開口部にはメタライズ面４０が形成されており、前記上部放電電極２２および下部放電電極２４に形成された前記蓋体部２６および２８は、前記気密筒１０の各開口部に形成された前記メタライズ面４０にろう付けされ、そのために前記上部放電電極２２及び下部放電電極２４は、前記気密筒１０に接合されている。この接合の際、前記気密筒１０内には封入ガスが封入される。このようにして、前記気密筒１０の内部には、当該気密筒１０、前記上部放電電極２２、および前記下部放電電極２４によって、封入ガスが封入される放電空間１０ａが画成される。
【００２６】
前記上部放電電極２２は、前記蓋体部２６から前記気密筒１０の中央位置に向け突出しており、その先端部は小径の円柱状に形成されている。また、この小径の円柱状の先端部に上部放電面２３が形成されており、当該上部放電面２３には放電を安定させて発生させるための凹部２７が設けられている。
【００２７】
同様に、前記下部放電電極２４は、前記蓋体部２８から前記気密筒１０の中央位置に向け突出しており、その先端部は小径の円柱状に形成されている。また、この小径の円柱状の先端部に下部放電電極面２５が形成されており、この下部放電面２５にも放電を安定させて発生させるための凹部２７が設けられている。前記上部放電面２３及び下部放電電極面２５には、例えば銅メッキが施されている。
【００２８】
前記放電管１内の放電は、前記放電空間１０ａであって、前記上部放電電極面２３と前記下部放電電極面２５との間の離間部分である放電ギャップ２９で発生する。
【００２９】
また、前記上部方電極２２および前記下部放電電極２４には、それぞれリード線１２、１４が接続され、他のデバイスなどと前記放電管１の接続を容易にしている。
【００３０】
ところで、本実施例に係る放電管１は、上部及び下部放電電極２２，２４の材質として４２アロイ，コバール．鉄−ニッケル−クロム合金等を用いると共に、この上部及び下部放電電極２２，２４の上部放電電極面２３及び下部放電電極面２５に銅メッキを施している。この銅メッキの厚さは、数μｍ〜２０μｍ程度とすることが望ましい。
【００３１】
前記したように、気密筒１０はセラミック等の絶縁体により形成されており、上部放電電極２２，下部放電電極２４は気密筒１０にろう付け接合される。このため、上部放電電極２２，下部放電電極２４の材料としてセラミックとの間で熱膨張係数の差が少ない４２アロイ，コバール．鉄−ニッケル−クロム合金等を用いることにより、確実なろう付け接合を実現することができ、放電管１の信頼性を向上させることができる。
【００３２】
しかし、従来は放電管を高温高湿の状態で使用した場合には、前記気密筒１０の表面に水分が付着し、前記上部放電電極２２と、前記下部放電電極２４の間の絶縁性が低下し、放電管の放電特性が変化してしまう場合があった。例えば、前記気密筒１０をセラミック材料などで形成した場合には、セラミック材料は表面に微細な凹凸があり、またミクロな観点からすると多孔質材料であるため、水分の吸着が生じやすく、そのために絶縁性の低下が生じやすい場合があった。
【００３３】
そこで、本実施例による放電管１では、前記気密筒１０の、放電が生じる側と反対側、すなわち前記気密筒１０の大気に面する側の表面に、耐透水性を有する、絶縁材料よりなるコーティング膜１０Ａが形成されている。このため、前記上部放電電極２２と前記下部放電電極２４の絶縁性が良好となり、安定な放電が維持される効果を奏する。
【００３４】
例えば、前記気密筒１０の表面に前記コーティング膜１０Ａを形成することで、当該コーティング膜１０Ａがセラミック材料の表面の凹凸や微細な穴部に浸透し、水分が付着しやすい箇所を埋設し、そのために水分の付着を抑制する効果があると考えられる。さらに、当該コーティング膜が耐透水性を有していると、水分の浸入を防止することが可能となり、好適である。
【００３５】
そのため、高温高湿の環境下での使用や、または結露が生じやすい温度変化が激しい環境下での使用において、気密筒の絶縁性の低下を抑制し、安定した放電を発生させることが可能となっている。
【００３６】
例えば、前記コーティング膜１０Ａに用いる材料としては、シリコン系、フッ素系、またはラッカー系（エチルアセテートを主原料としたもの）などを用いることが可能である。また、これらのコーティング膜は、例えば前記気密筒１０の表面に塗布した後、常温で硬化させるもの（常温効果型）、加熱して硬化させるもの（熱硬化型）、または紫外線照射により硬化させるもの（ＵＶ効果型）などの様々な仕様のものを用いることが可能である。
【００３７】
また、前記コーティング膜１０Ａは、光透過性材料よりなると好適である。これは、前記放電空間１０ａに光が侵入しなくなると、放電空間で光電子が生成されることがなく、放電状態が変化して放電が発生しにくくなる場合があるが、前記コーティング膜１０Ａを光透過性材料によって形成することで、前記放電空間１０Ａで安定した放電が発生するようにし、光が遮られることによる影響を排することが可能となるためである。また、例えば気密筒１０に刻印された製造番号などの製品管理情報を読み取ることが可能となり、製品の管理が容易となる効果も奏する。
【００３８】
この場合、前記コーティング膜１０Ａは、可視光域の光を５０％以上透過することが放電の安定のために好ましく、本実施例では可視光域の光を５０％以上透過する材料を光透過性材料と記述している。
【００３９】
また、この場合、前記コーティング膜１０Ａは、厚さが１μｍ以上であることが好ましい。これは、セラミック材料表面の凹凸を埋設して充分な絶縁性を保持するには、上記の厚さ以上とすることが好ましいからである。一方、前記コーティング膜１０Ａの膜厚は、５００μｍ以下とすることが好ましい。この場合、これ以上厚くしても放電の安定性に寄与したいためである。
【００４０】
次に、本実施例による放電管１の、前記放電筒１０の電気抵抗を測定した結果を図５に示す。図５には、コーティング品Ａとして、コーティング膜１０Ａの材料としてフッ素系材料を用いた場合の例を、コーティング品Ｂとして、コーティング膜１０Ａの材料としてラッカー系の材料を用いた場合の例をそれぞれ示す。また、比較のために、コーティングを施さない場合の電気抵抗を、従来品として記載している。
【００４１】
この場合、実験は、それぞれの場合において２０サンプル作成し、それぞれの２０サンプルについて抵抗値の測定を行っている。また、それぞれの場合において、外気が常温常湿（温度２６℃、湿度４２％）の場合、高温高湿（温度４０℃、湿度９０％）の場合について測定を行い、その結果を比較している。なお、図中の抵抗値の単位はメガオームであり、測定器の測定上限値は１００００００メガオームである。
【００４２】
図５を参照するに、コーティングを施さない従来品は、２０サンプルの平均値において、高温高湿の場合に、常温常湿の場合の抵抗値の０．００５７％程度に著しく減少している。
【００４３】
一方、コーティング品Ａおよびコーティング品Ｂの場合においては、高温高湿の場合に常温常湿の場合に比べて抵抗値は減少しているものの、その抵抗値が減少する割合が従来品に比べて抑制されている。例えば、コーティング品Ａの場合には、高温高湿の場合の抵抗値が、２０サンプルの平均で、従来品の７１０倍であり、また、コーティング品Ｂの場合には、高温高湿の場合の抵抗値が、２０サンプルの平均で、従来品の１０１８倍の値を示している。
【００４４】
また、図６は、上記の従来品とコーティング品Ｂの場合において、電極間に電圧を印加して電極間に連続的に放電を発生させて放電特性を比較した結果を示す図である。図中ＩＲは抵抗値を示し、ＦＶｓは、１回目の放電時の電圧を、Ｖｓｄｃは２回目の放電時の電圧をそれぞれ調べたものである。実験はそれぞれ１０サンプルの放電管の場合において、常温常湿の場合、高温高湿の場合について行っている。
【００４５】
図６を参照するに、まず従来品の場合には、常温常湿の場合に比べて、高温高湿の場合に上記のように著しく抵抗値が減少すると共に、放電時の電圧が、１回目の放電電圧、２回目の放電電圧ともに減少していることがわかる。
【００４６】
例えば、１回目の放電電圧を例にとってみると、常温常湿の場合の電圧が８６０Ｖ〜８９６Ｖであるのに対して、高温高湿の場合には、４８８Ｖ〜６８０Ｖにまで低下しており、２回目の放電についても同様の傾向を示している。
【００４７】
一方、コーティング品の場合には、常温常湿の場合に比べて、高温高湿の場合に放電時の電圧が、１回目の放電電圧、２回目の放電電圧ともに殆ど減少しておらず、放電管を使用する環境の変化によって放電特性が変化することが抑制されていることがわかる。
【００４８】
例えば、１回目の放電電圧を例にとってみると、常温常湿の場合の電圧が８２８Ｖ〜８８４Ｖであるのに対して、高温高湿の場合には、８２８Ｖ〜８８０Ｖと、略同じ電圧が維持されていることがわかる。また、２回目の放電についても同様の傾向を示している。
【００４９】
これは、気密筒の表面にコーティングを施すことによって、気密筒の絶縁性の低下が抑制され、特に高温高湿の場合の抵抗値の減少や、それに伴う放電特性（スイッチング特性）の変化が抑制されているためと考えられる。
【００５０】
次に上記の図６の高温高湿の場合において、従来品とコーティング品（コーティング品Ｂ）とについて、連続的に放電を行った場合の電圧の状態を、図７Ａに従来品の場合について、図７Ｂにコーティング品の場合についてそれぞれ示す。なお、縦軸は、１マスが２００Ｖを示しており、横軸は２５ｍｓを示している。
【００５１】
図７Ａおよび図７Ｂを参照するに、まず図７Ａに示す従来品の場合には、放電電圧が６４０Ｖ程度であるのに対して、コーティング品の場合には放電電圧が８４０Ｖ程度であり、放電電圧が高く維持されているのがわかる。
【００５２】
また、このように、高温高湿などの環境で連続的に安定な放電が可能で有るため、本実施例による放電管は、例えば周囲環境が変化する自動車に搭載した場合に従来品にくらべて放電特性が安定する効果を奏する。
【００５３】
このため、例えば本実施例による放電管を、ＨＩＤなどの、放電を開始するための高圧トリガを発生するためのイグナイト回路の、電源パルスを発生するための放電管（スイッチング放電管と呼ぶ場合もある）に用いると好適である。
【００５４】
また、本実施例による放電管は、上記の場合に限定されず、プロジェクターのバックランプ点灯用の回路にも用いることが可能であり、その他様々な回路に用いることが可能であることは明らかである。
【００５５】
以上、本発明を好ましい実施例について説明したが、本発明は上記の特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した要旨内において様々な変形・変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明によれば、放電電極間の絶縁性を良好とし、外部環境が変化した場合にも安定な放電を行う事が可能な放電管を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】従来用いられている放電管の断面図である。
【図２】従来用いられている放電管の外観図である。
【図３】実施例１による放電管の断面図である。
【図４】実施例１による放電管の外観図である。
【図５】コーティングの違いによる放電管の抵抗値の違いを示す図である。
【図６】コーティングの違いによる放電管の放電特性の違いを示す図である。
【図７Ａ】放電管で連続的に放電を行った場合の電圧の状態を示す図（その１）である。
【図７Ｂ】放電管で連続的に放電を行った場合の電圧の状態を示す図（その２）である。
【符号の説明】
【００５８】
１，１００  放電管
１０，１１０  気密筒
２２，１２２  上部放電電極
２４，１２４  下部放電電極
２６，２８，１２６，１２８  蓋体部
２３，１２３  上部放電面
２５，１２５  下部放電面
２７，１２７  凹部
４０，１４０  メタライズ面
【図１】
2006228466.tif 000003
【図２】
2006228466.tif 000004
【図３】
2006228466.tif 000005
【図４】
2006228466.tif 000006
【図５】
2006228466.tif 000007
【図６】
2006228466.tif 000008
【図７Ａ】
2006228466.tif 000009
【図７Ｂ】
2006228466.tif 000010