(57)【要約】      （修正有）【課題】放電開始電圧が安定的であると共に、早期点弧の発生を抑制することができる長寿命な放電管を実現する。【解決手段】円筒状のケース部材１２の両端開口部を、放電電極を兼ねた一対の蓋部材１４，１４で気密に封止することによって気密外囲器１６を形成すると共に、該気密外囲器１６内にネオン、アルゴン及び水素より成る放電ガスを封入し、また、上記蓋部材１４，１４の放電電極部１８，１８間に放電間隙２２を形成すると共に、ケース部材１２の内壁面２４に、その両端が、蓋部材１４，１４と微小放電間隙２６を隔てて配置された複数のトリガ放電膜２８を形成し、さらに、上記放電電極部１８の表面に、多数の穴部を形成すると共に、上記穴部内面に、ヨウ化ナトリウム、モリブデン酸セシウム、モリブデン酸カリウム及び臭化ルビジウムを含有した被膜30を形成して成る放電管１０であって、上記多数の穴部２９を、円筒状のケース部材１２の内壁面２４と同心の円上に配置形成した。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
円筒状のケース部材の両端開口部を、放電電極を兼ねた一対の蓋部材で気密に封止することによって気密外囲器を形成すると共に、該気密外囲器内に、ネオン、アルゴン及び水素で構成された放電ガスを封入し、また、気密外囲器内に配置される上記蓋部材の放電電極部間に放電間隙を形成すると共に、上記ケース部材の内壁面に、その両端が上記蓋部材と微小放電間隙を隔てて配置された複数のトリガ放電膜を形成し、さらに、上記放電電極部の表面に、多数の穴部を形成すると共に、上記穴部内面に、ヨウ化ナトリウム、モリブデン酸セシウム、モリブデン酸カリウム及び臭化ルビジウムを含有した被膜を形成して成る放電管であって、上記多数の穴部を、円筒状のケース部材の内壁面と同心の円上に配置形成したことを特徴とする放電管。
【請求項２】
上記穴部を、略半球状と成したことを特徴とする請求項１に記載の放電管。
【請求項３】
上記ヨウ化ナトリウムの含有割合が０．０１〜４０重量％、モリブデン酸セシウムの含有割合が０．０１〜４０重量％、モリブデン酸カリウムの含有割合が０．０１〜４０重量％、臭化ルビジウムの含有割合が０．０１〜４０重量と成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の放電管。
【請求項４】
上記ネオンの混合割合が０．１〜７０体積％、アルゴンの混合割合が０．１〜７０体積％、水素の混合割合が０．１〜７０体積％と成されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の放電管。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この考案は放電管に係り、特に、プロジェクターや自動車のメタルハライドランプ等の高圧放電ランプやガス調理器等の着火プラグに、点灯用又は着火用の定電圧を供給するためのスイッチングスパークギャップとして、或いは、サージ電圧を吸収するためのガスアレスタ（避雷管）として好適に使用できる放電管に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の放電管として、本出願人は、先に実用新案登録第３１３３８２４号を提案した。
この放電管60は、図１１乃至図１３に示すように、両端が開口した絶縁材よりなる円筒状のケース部材62の両端開口部を、放電電極を兼ねた一対の蓋部材64，64で気密に封止することによって気密外囲器66を形成し、該気密外囲器66内に、所定の放電ガスを封入してなる。
【０００３】
上記蓋部材64は、気密外囲器66の中心に向けて大きく突き出た平面状の放電電極部68と、ケース部材62の端面に接する接合部70を備えており、両蓋部材64，64の放電電極部68，68間には、所定の放電間隙72が形成されている。
また、上記ケース部材62の内壁面74には、その両端が、放電電極を兼ねた上記蓋部材64，64と微小放電間隙76を隔てて配置されたトリガ放電膜78が複数形成されている。
【０００４】
上記放電電極部68の表面には、略半球状の穴部79（図１２参照）が多数形成されており、各穴部79内面に、電子放出特性が良好な臭化セシウム、チタン、モリブデン酸カリウム及び酸化マグネシウムの混合物が含有された被膜80が形成されている。
略半球状の上記穴部79は、４×４の合計１６個が、マトリクス状に配置形成されている。
【０００５】
上記構成を備えた放電管60にあっては、放電電極を兼ねた上記一対の蓋部材64，64間に、当該放電管60の放電開始電圧以上の電圧が印加されると、トリガ放電膜78の両端と蓋部材64，64間の微小放電間隙76に電界が集中し、これにより微小放電間隙76に電子が放出されてトリガ放電としての沿面コロナ放電が発生する。次いで、この沿面コロナ放電は、電子のプライミング効果によってグロー放電へと移行する。そして、このグロー放電が放電電極部68，68間の放電間隙72へと転移し、主放電としてのアーク放電に移行するのである。
【特許文献１】実用新案登録第３１３３８２４号
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、放電は放電電極部68と被膜80との界面で発生する傾向が有るため、放電時の衝撃で被膜80がスパッタされやすく、スパッタで飛散した被膜80の構成材料（以下、スパッタ飛散物と称する）がケース部材62の内壁面74やトリガ放電膜78に付着・堆積することが、放電開始電圧の不安定化をもたらす原因となっている。
【０００７】
従来の上記放電管60にあっては、被膜80の形成される穴部79が、放電電極部68の表面にマトリクス状に配置形成されているので、円筒状のケース部材62の内壁面74と各穴部79との距離がバラバラであった。
このため、穴部79との距離が小さい箇所のケース部材62の内壁面74・トリガ放電膜78へのスパッタ飛散物の堆積量は多くなり、一方、穴部79との距離が大きい箇所のケース部材62の内壁面74・トリガ放電膜78へのスパッタ飛散物の堆積量は少なくなっていた。
このように、スパッタ飛散物の堆積量が、ケース部材62の内壁面74やトリガ放電膜78の箇所毎にバラバラであることが、放電開始電圧の不安定化を促進する大きな要因となっていた。
【０００８】
また、上記放電管60においては、規定電圧より低い電圧で放電してしまう早期点弧を生じることもあった。
【０００９】
この考案は、従来の上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、放電開始電圧が安定的であると共に、早期点弧の発生を抑制することができる長寿命な放電管を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本考案者らは、被膜に含有させる材料、放電ガスの組成、被膜を被着する穴部の配置態様等について種々検討を試みた結果、被膜中にヨウ化ナトリウム（ＮａＩ）、モリブデン酸セシウム（Ｃｓ２ＭｏＯ４）、モリブデン酸カリウム（Ｋ２ＭｏＯ４）及び臭化ルビジウム（ＲｂＢｒ）を含有した場合、放電ガスをネオン（Ｎｅ）、アルゴン（Ａｒ）及び水素（Ｈ２）の混合ガスで構成した場合、被膜を被着する穴部を、円筒状のケース部材の内壁面と同心の円上に配置形成した場合に、放電開始電圧が安定的であると共に、早期点弧の発生を抑制することができることを見出し、本考案を完成するに至ったものである。
すなわち、本考案に係る放電管は、円筒状のケース部材の両端開口部を、放電電極を兼ねた一対の蓋部材で気密に封止することによって気密外囲器を形成すると共に、該気密外囲器内に、ネオン、アルゴン及び水素で構成された放電ガスを封入し、また、気密外囲器内に配置される上記蓋部材の放電電極部間に放電間隙を形成すると共に、上記ケース部材の内壁面に、その両端が上記蓋部材と微小放電間隙を隔てて配置された複数のトリガ放電膜を形成し、さらに、上記放電電極部の表面に、多数の穴部を形成すると共に、上記穴部内面に、ヨウ化ナトリウム、モリブデン酸セシウム、モリブデン酸カリウム及び臭化ルビジウムを含有した被膜を形成して成る放電管であって、上記多数の穴部を、円筒状のケース部材の内壁面と同心の円上に配置形成したことを特徴とする。
【００１１】
上記穴部を略半球状と成すのが好ましい。
【００１２】
上記被膜に含有されるヨウ化ナトリウムの含有割合を０．０１〜４０重量％、モリブデン酸セシウムの含有割合を０．０１〜４０重量％、モリブデン酸カリウムの含有割合を０．０１〜４０重量％、臭化ルビジウムの含有割合を０．０１〜４０重量と成すのが好ましい。
また、放電ガス中のネオンの混合割合を０．１〜７０体積％、アルゴンの混合割合を０．１〜７０体積％、水素の混合割合を０．１〜７０体積％と成すのが好ましい。
【考案の効果】
【００１３】
本考案に係る放電管にあっては、被膜中にヨウ化ナトリウム、モリブデン酸セシウム、モリブデン酸カリウム及び臭化ルビジウムを含有させると共に、ネオン、アルゴン及び水素で放電ガスを構成し、さらに、被膜が形成される多数の穴部を、円筒状のケース部材の内壁面と同心の円上に配置形成したことにより、放電開始電圧が安定的であると共に、早期点弧の発生を抑制できる長寿命な放電管を実現することができる。
【００１４】
上記穴部を略半球状と成した場合には、被膜の状態が安定化し、放電特性のバラツキを低減することができる。すなわち、穴部を「略半球状」と成した場合には、穴部の全方向から表面張力が均等に掛かり、その結果、被膜が全方向に均等に形成されるため、被膜の状態が安定化し、放電特性のバラツキを低減することができるのである。
【考案を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１乃至図５に示す本考案に係る放電管10は、両端が開口した絶縁材としてのセラミックよりなる円筒状のケース部材12の両端開口部を、放電電極を兼ねた一対の蓋部材14，14で気密に封止することによって気密外囲器16を形成してなる。
【００１６】
上記蓋部材14は、気密外囲器16の中心に向けて大きく突き出た略円柱状の放電電極部18と、ケース部材12の端面に接する接合部20を備えており、両蓋部材14，14の放電電極部18，18間には、所定の放電間隙22が形成されている。
放電電極部18と接合部20を備えた上記蓋部材14は、無酸素銅や、無酸素銅にジルコニウム（Ｚｒ）を含有させたジルコニウム銅で構成されている。尚、ケース部材12の端面と蓋部材14の接合部20とは、銀ろう等のシール材（図示せず）を介して気密封止されている。
【００１７】
また、上記ケース部材12の内壁面24には、その両端が、放電電極を兼ねた上記蓋部材14，14と微小放電間隙26を隔てて配置された線状のトリガ放電膜28が複数形成されている。図１乃至図３においては、トリガ放電膜28を、ケース部材12の内壁面24の円周方向に、４５度の等間隔で８本形成した場合が例示されている。
上記トリガ放電膜28は、カーボン系材料等の導電性材料で構成されている。このトリガ放電膜28は、例えば、カーボン系材料より成る芯材を擦り付けることにより形成することができる。
【００１８】
上記放電電極部18の表面には、略半球状の穴部29が多数形成されており、各穴部29内面に、ヨウ化ナトリウム（ＮａＩ）、モリブデン酸セシウム（Ｃｓ２ＭｏＯ４）、モリブデン酸カリウム（Ｋ２ＭｏＯ４）及び臭化ルビジウム（ＲｂＢｒ）を含有した被膜30が形成されている。
図３及び図５に示すように、上記穴部29は、円筒状のケース部材12の内壁面24と同心の円（以下、同心円と称する）Ｘ，Ｙ上に等間隔で配置形成されている。すなわち、同心円Ｘ上に、３０度の等間隔で１２個の穴部29が形成され、また、同心円Ｙ上に、９０度の等間隔で４個の穴部29が形成されている。また、円筒状のケース部材12の円心の位置にも１個の穴部29が配置形成されている。
尚、図３及び図５の同心円Ｘ，Ｙは説明の便宜上示した仮想円である。
【００１９】
上記被膜30は、ヨウ化ナトリウムの粉末、モリブデン酸セシウムの粉末、モリブデン酸カリウムの粉末及び臭化ルビジウムの粉末を、珪酸ナトリウムと純水よりなるバインダーに添加したものを、放電電極部18表面の穴部29内面に塗布することによって形成することができる。
この場合、ヨウ化ナトリウム、モリブデン酸セシウム、モリブデン酸カリウム、臭化ルビジウムの含有割合は、ヨウ化ナトリウムが０．０１〜４０重量％、モリブデン酸セシウムが０．０１〜４０重量％、モリブデン酸カリウムが０．０１〜４０重量％、臭化ルビジウムが０．０１〜４０重量％と成すのが、放電開始電圧の安定化及び早期点弧の抑制効果向上の観点から好ましい。
また、ヨウ化ナトリウム、モリブデン酸セシウム、モリブデン酸カリウム及び臭化ルビジウムと、バインダーとの配合割合は、ヨウ化ナトリウム及びモリブデン酸セシウムが１０〜９０重量％、バインダーが１０〜９０重量％と成される。
尚、バインダー中の珪酸ナトリウムと純水との配合割合は、珪酸ナトリウムが０．０１〜７０重量％、純水が９９．９９〜３０重量％の配合割合で混合される。
【００２０】
上記気密外囲器16内には、ネオン（Ｎｅ）、アルゴン（Ａｒ）及び水素（Ｈ２）より成る放電ガスが封入されている。
この場合、ネオン、アルゴン、水素の混合割合は、ネオンが０．１〜７０体積％、アルゴンが０．１〜７０体積％、水素が０．１〜７０体積％と成すのが、放電開始電圧の安定化及び早期点弧の抑制効果向上の観点から好ましい。
【００２１】
本考案の上記放電管10にあっては、放電電極を兼ねた上記一対の蓋部材14，14間に、当該放電管10の放電開始電圧以上の電圧が印加されると、トリガ放電膜28の両端と蓋部材14，14間の微小放電間隙26に電界が集中し、これにより微小放電間隙26に電子が放出されてトリガ放電としての沿面コロナ放電が発生する。次いで、この沿面コロナ放電は、電子のプライミング効果によってグロー放電へと移行する。そして、このグロー放電が放電電極部18，18間の放電間隙22へと転移し、主放電としてのアーク放電に移行するのである。
【００２２】
尚、放電電極部18の表面に形成する穴部29の形状は、上記した「略半球状」に限定されるものではなく、図６及び図７の放電管10の変形例に示すように、「略直方体状」であっても良い。
もっとも、穴部29を「略半球状」と成した場合の方が、被膜30の状態が安定化し、放電特性のバラツキを低減することができるので好ましい。すなわち、穴部29を「略半球状」と成した場合には、穴部29の全方向から表面張力が均等に掛かり、その結果、被膜30が全方向に均等に形成されるため、被膜30の状態が安定化し、放電特性のバラツキを低減することができるのである。
【００２３】
而して、本考案の放電管10にあっては、被膜30中にヨウ化ナトリウム、モリブデン酸セシウム、モリブデン酸カリウム及び臭化ルビジウムを含有させると共に、ネオン、アルゴン及び水素で放電ガスを構成し、さらに、被膜30が形成される多数の穴部29を、円筒状のケース部材12の内壁面24と同心の円Ｘ，Ｙ上に配置形成したことにより、放電開始電圧が安定的であると共に、早期点弧の発生を抑制することができる。
尚、被膜30が形成される多数の穴部29を、円筒状のケース部材12の内壁面24と同心の円Ｘ，Ｙ上に配置形成することが、放電開始電圧の安定に寄与するのは以下の理由による。すなわち、被膜30が形成される多数の穴部29を、円筒状のケース部材12の内壁面24と同心の円Ｘ，Ｙ上に配置形成すると、同一の円Ｘ又はＹ上に配置された各穴部29とケース部材12の内壁面24との距離は全て同一となる。
このため、ケース部材12の内壁面24の特定の箇所及び特定のトリガ放電膜28において、スパッタ飛散物の堆積量に多少の差が生じることを抑制でき、ケース部材12の内壁面24及びトリガ放電膜28へのスパッタ飛散物の堆積量が平準化されるので、放電開始電圧が安定化するのである。
【００２４】
図８は、本考案に係る放電管10と、比較例の放電管における、暗中での放電回数と初期放電開始電圧との関係を示すグラフである。これら放電管は、何れも放電開始電圧が８００Ｖに設定されているものを用いており、この場合、初期放電開始電圧が９８０Ｖ（最高限界電圧）を越えた場合、或いは、初期放電開始電圧が７２０Ｖ（最低限界電圧）を下回った場合に使用に適さないものと評価される。
本考案に係る放電管10として、被膜30中のヨウ化ナトリウム、モリブデン酸セシウム、モリブデン酸カリウム及び臭化ルビジウムの含有割合が５：１：１：１と成され、放電ガス中のネオン、アルゴン、水素の混合割合が、ネオン５０体積％、アルゴン３０体積％、水素２０体積％と成されているものを用いた。
また、比較例の放電管として、従来の放電管60の如く、被膜の形成される穴部が、放電電極部の表面にマトリクス状に配置形成されると共に、被膜中にヨウ化ナトリウムが含有され、また、アルゴン７７体積％、クリプトン３体積％、水素２０体積％で放電ガスを構成したものを用いた。
尚、初期放電開始電圧は、放電管を繰り返し動作させた場合における初回の放電開始電圧のことをいい、この初期放電開始電圧に続く２回目以降の放電開始電圧を追随放電開始電圧という。
図８のグラフに示される通り、比較例の放電管の場合（図８のグラフＢ）には、放電回数が１０万回を越えると徐々に初期放電開始電圧が上昇していくのに対し、本考案の放電管10の場合（図８のグラフＡ）には、放電回数が２０万回となっても初期放電開始電圧がほぼ一定であり、安定していることが判る。
【００２５】
図９は、本考案に係る放電管10と、上記比較例の放電管における、暗中での放電回数と追随放電開始電圧との関係を示すグラフである。この場合、追随放電開始電圧が９２０Ｖ（最高限界電圧）を越えた場合、或いは、追随放電開始電圧が７２０Ｖ（最低限界電圧）を下回った場合に使用に適さないものと評価される。
図９のグラフに示される通り、比較例の放電管の場合（図９のグラフＢ）には、放電回数が２０万回程度で追随放電開始電圧が最低限界電圧である７２０Ｖまで低下している。
これに対し、本考案の放電管10の場合（図９のグラフＡ）には、放電回数が２０万回となっても追随放電開始電圧が最低限界電圧である７２０Ｖを上回って推移しており、長寿命化が実現されていることが判る。
【００２６】
図１０は、放電開始電圧が８００Ｖに設定されている本考案の放電管10を、１０ｍｓ間隔で動作させた場合の放電開始電圧の推移を示すチャートである。
図１０のチャートに示される通り、本考案の放電管10は、早期点弧が発生することなく、安定した放電開始電圧が得られている。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本考案に係る放電管を示す概略断面図である。
【図２】図１のＢ−Ｂ概略断面図である。
【図３】図１のＣ−Ｃ概略断面図である。
【図４】本考案に係る放電管の要部拡大断面図である。
【図５】本考案に係る放電管の放電電極部表面を示す拡大図である。
【図６】本考案に係る放電管の変形例の放電電極部表面を示す拡大図である。
【図７】本考案に係る放電管の変形例の要部拡大断面図である。
【図８】本考案に係る放電管と比較例の放電管における、放電回数と初期放電開始電圧との関係を示すグラフである。
【図９】本考案に係る放電管と比較例の放電管における、放電回数と追随放電開始電圧との関係を示すグラフである。
【図１０】本考案に係る放電管を、１０ｍｓ間隔で動作させた場合の放電開始電圧の推移を示すチャートである。
【図１１】従来の放電管を示す概略断面図である。
【図１２】従来の放電管の要部拡大断面図である。
【図１３】図１１のＡ−Ａ概略断面図である。
【符号の説明】
【００２８】
10  放電管
12  ケース部材
14  蓋部材
16  気密外囲器
18  放電電極部
20  接合部
22  放電間隙
24  ケース部材の内壁面
26  微小放電間隙
28  トリガ放電膜
29  穴部
30  被膜
Ｘ  円筒状のケース部材の内壁面と同心の円
Ｙ  円筒状のケース部材の内壁面と同心の円
【図１】
0003141150.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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