(57)【要約】【課題】暗所中における始動性の向上を実現することのできるガス放電管及びその製造方法を提供する。【解決手段】ガス放電管１においては、ガスが封入されたガラスバルブ２内に一対の電極５，６が並設され、電極５，６間には、酸化マグネシウムを含むセラミックスからなる誘電部材１０が掛け渡されている。そして、基部３における電極５，６間の間隔が誘電部材１０の貫通孔１１，１２間の間隔より大きくなっているため、各電極５，６は、貫通孔１１，１２の一端面１０ａ側の開口部分における内側部分に圧接される。これにより、電極５，６間に電圧を印加すると、放電を開始するための初期電子が放電部１３，１４近傍に確実に供給される。したがって、酸化マグネシウム等、誘電体としての金属酸化物を電極５，６に直接塗布するようなことをしなくとも、暗所中における始動性の向上を実現することが可能になる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスが封入された放電容器内に一対の電極を並設してなるガス放電管であって、
誘電体としての金属酸化物を含む電気絶縁材料により形成され、前記電極が挿通される一対の貫通孔を有して前記電極間に掛け渡された誘電部材を備え、
前記電極は、前記誘電部材の一端面から突出した部分を放電部とすると共に、前記貫通孔の前記一端面側の開口部分において前記誘電部材に接触していることを特徴とするガス放電管。
【請求項２】
前記電極の少なくとも一方は、前記誘電部材の一端面に接触するストッパを有することを特徴とする請求項１に記載のガス放電管。
【請求項３】
前記電極は、前記誘電部材の他端面から突出した部分において前記放電容器により支持され、その支持部における前記電極間の間隔は、前記貫通孔間の間隔より大きいことを特徴とする請求項１又は２に記載のガス放電管。
【請求項４】
前記誘電部材の表面には、誘電体としての金属酸化物を含む膜が形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のガス放電管。
【請求項５】
前記金属酸化物を構成する金属元素は、１族元素及び２族元素からなる群から選ばれる少なくとも１つの金属元素であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のガス放電管。
【請求項６】
前記金属酸化物を構成する金属元素は、マグネシウムであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のガス放電管。
【請求項７】
ガスが封入された放電容器内に一対の電極を並設してなるガス放電管であって、
誘電体としての金属酸化物を含む電気絶縁材料により形成され、前記電極間に掛け渡された誘電部材を備え、
前記電極は、前記誘電部材の一端面から突出した部分を放電部とすると共に、前記一端面側において前記誘電部材に接触していることを特徴とするガス放電管。
【請求項８】
ガスが封入された放電容器内に一対の電極を並設してなるガス放電管の製造方法であって、
誘電体としての金属酸化物を含む電気絶縁材料により形成された誘電部材が有する一対の貫通孔に前記電極を挿通し、前記誘電部材の一端面から前記電極の一端を突出させ且つ前記誘電部材の他端面から前記電極の他端を突出させる工程と、
前記放電容器となる筒状体内に前記電極及び前記誘電部材を挿入し、前記筒状体の開口部から前記電極の他端を突出させる工程と、
前記貫通孔の前記一端面側の開口部分において前記誘電部材に前記電極を接触させた状態で前記筒状体の開口部を封止する工程とを備えることを特徴とするガス放電管の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、希ガス等のガスが封入された放電容器内に一対の電極を並設してなるガス放電管及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来におけるこの種のガス放電管としては、例えば、特開２００１−３４５１９０号公報に記載されたものが知られている。この公報に記載のガス放電管においては、放電容器内に設けられた電極に酸化アウミニウム等を塗布することによって、放電空間中に初期電子を供給し、暗所中における始動性の向上（放電開始電圧の低圧化、放電開始時間の短縮化等）を図っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記公報に記載のガス放電管にあっては、酸化アルミニウム等を電極に塗布するため、製品毎に塗布面積が変化して光出力にばらつきが生じるおそれがある。
【０００４】
そこで、本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、前述の課題を解決して暗所中における始動性の向上を実現することのできるガス放電管及びその製造方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係るガス放電管は、ガスが封入された放電容器内に一対の電極を並設してなるガス放電管であって、誘電体としての金属酸化物を含む電気絶縁材料により形成され、電極が挿通される一対の貫通孔を有して電極間に掛け渡された誘電部材を備え、電極は、誘電部材の一端面から突出した部分を放電部とすると共に、貫通孔の一端面側の開口部分において誘電部材に接触していることを特徴とする。
【０００６】
このガス放電管においては、放電容器内に並設された一対の電極間に、誘電体としての金属酸化物を含む電気絶縁材料により形成された誘電部材が掛け渡されている。これにより、電極間に電圧を印加すると、放電を開始するための初期電子が誘電部材から放電空間中に供給される。しかも、各電極は、誘電部材の一端面から突出した電極の放電部側において誘電部材と接触しているため、初期電子は電極の放電部近傍に確実に供給されることになる。したがって、誘電体としての金属酸化物を電極に直接塗布するようなことをしなくとも、暗所中における始動性の向上を実現することが可能になる。
【０００７】
本発明に係るガス放電管においては、電極の少なくとも一方は、誘電部材の一端面に接触するストッパを有することが好ましい。これにより、放電部側への誘電部材の位置ずれを防止することができ、放電部となる電極の突出量を一定化させて所定の光出力を得ることが可能になる。さらに、ストッパが誘電部材の一端面に接触するため、放電部側における電極と誘電部材との接触を確実なものにすることができる。
【０００８】
本発明に係るガス放電管においては、電極は、誘電部材の他端面から突出した部分において放電容器により支持され、その支持部における電極間の間隔は、貫通孔間の間隔より大きいことが好ましい。これにより、放電容器の支持部側への誘電部材の位置ずれを防止することができ、放電部となる電極の突出量を一定化させて所定の光出力を得ることが可能になる。さらに、電極と誘電部材の貫通孔との間に隙間が存在しても、各電極は貫通孔の一端面側の開口部分に圧接されることになるため、放電部側における電極と誘電部材との接触を確実なものにすることができる。
【０００９】
本発明に係るガス放電管においては、誘電部材の表面には、誘電体としての金属酸化物を含む膜が形成されていることが好ましい。誘電体としての金属酸化物を含む膜を、誘電部材の表面の少なくとも一部に塗布等により形成すれば、電極間に電圧を印加した際に放電空間中に供給される初期電子を増加させることができ、更なる始動性の向上を実現することが可能になる。特に、誘電部材の一端面や貫通孔の内面に塗布すると、放電部近傍への初期電子の供給量を増加させることができる。また、誘電体としての金属酸化物を含む膜を電極に直接形成するものではないため、製品毎に放電部の露出面積が変化して光出力にばらつきが生じるようなこともない。
【００１０】
本発明に係るガス放電管においては、金属酸化物を構成する金属元素は、１族元素及び２族元素からなる群から選ばれる少なくとも１つの金属元素であることが好ましい。これらの族の元素単体は、電子放射特性が高く、元素表面に電子が到達しやすい特性を有しているが、大気中では、酸素、水等との反応性が高く、大変不安定であり、元素単体で存在することはほとんどない。ただし、これらの族の酸化物となると、融点が増し、単体の場合に比べて大気中での安定性が増しながらも、高い電子放出特性を維持している。したがって、これらの族の酸化物は、表面電荷が豊富で、空間中に引き出しやすく、低い電界で電子が放出されるという性質を有し、放電開始電圧を大きく下げる効果を有する。
【００１１】
本発明に係るガス放電管においては、金属酸化物を構成する金属元素は、マグネシウムであることが好ましい。酸化マグネシウムは、大気中の安定性が他の元素に比べて特に高く、扱いの容易性、安全性においても、１，２族の中で特に優れている。
【００１２】
また、上記目的を達成するために、本発明に係るガス放電管は、ガスが封入された放電容器内に一対の電極を並設してなるガス放電管であって、誘電体としての金属酸化物を含む電気絶縁材料により形成され、電極間に掛け渡された誘電部材を備え、電極は、誘電部材の一端面から突出した部分を放電部とすると共に、一端面側において誘電部材に接触していることを特徴としてもよい。
【００１３】
さらに、上記目的を達成するために、本発明はガス放電管の製造方法にも係り、本発明に係るガス放電管の製造方法は、ガスが封入された放電容器内に一対の電極を並設してなるガス放電管の製造方法であって、誘電体としての金属酸化物を含む電気絶縁材料により形成された誘電部材が有する一対の貫通孔に電極を挿通し、誘電部材の一端面から電極の一端を突出させ且つ誘電部材の他端面から電極の他端を突出させる工程と、放電容器となる筒状体内に電極及び誘電部材を挿入し、筒状体の開口部から電極の他端を突出させる工程と、貫通孔の一端面側の開口部分において誘電部材に電極を接触させた状態で筒状体の開口部を封止する工程とを備えることを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るガス放電管の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、図面の説明において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１５】
図１に示すガス放電管１は、紫外線検出器のチェッカー用ＵＶ光源として用いられるものであり、希ガスと水素ガスとの混合ガスが封入された筒形状のガラスバルブ（放電容器）２を有し、このガラスバルブ２の基部（支持部）３には、並設された一対の電極５，６が気密を維持して貫通している。各電極５，６の一端５ａ，６ａはガラスバルブ２内に延在し、この一端５ａ，６ａは、所定の長さ分だけ折り返されてストッパ７，８を形成している。一方、各電極５，６の他端５ｂ，６ｂはガラスバルブ２の外部に延在し、この他端５ｂ、６ｂには駆動回路が接続される。
【００１６】
ガラスバルブ２内において、電極５と電極６との間には円柱形状の誘電部材１０が掛け渡されている。具体的には、誘電部材１０に形成された一対の貫通孔１１，１２に各電極５，６を挿通し、誘電部材１０の一端面１０ａにストッパ７，８を接触させて、各電極５，６における一端面１０ａから突出した部分を放電部１３，１４としている。この誘電部材１０は、酸化マグネシウムを９７％の割合で含むセラミックスにより形成されているため、電極５，６間に電圧を印加すると、放電部１３，１４間において放電を開始するための初期電子が誘電部材１０から放電空間Ｓ中に供給される。
【００１７】
なお、誘電部材１０の材料としては、酸化マグネシウムを含むセラミックスに限らず、誘電体としての金属酸化物を含む電気絶縁材料を適用することができる。誘電体としての金属酸化物を含んでいれば、電極５，６間に電圧を印加した際に、誘電部材１０から放電空間Ｓに電子が供給されるからである。誘電体としての金属酸化物としては、酸化マグネシウムの他に、例えば、酸化アルミニウム、酸化バリウム、１族の酸化リチウム、希土類（３族）酸化物、酸化チタン、酸化ジルコニウム、これら構成元素を含む複合酸化物（例えば、チタン酸バリウム  ＢａＴｉＯ３）等がある。酸化バリウム等、元素周期表の１族元素及び２族元素からなる群から選ばれる少なくとも１つの金属元素の酸化物は、融点が増し、単体の場合に比べて大気中での安定性が増しながらも、高い電子放出特性を維持している。したがって、これらの族の酸化物は、表面電荷が豊富で、空間中に引き出しやすく、低い電界で電子が放出されるという性質を有し、放電開始電圧を大きく下げる効果を有するため好適である。特に、酸化マグネシウムは、大気中の安定性が他の元素に比べて特に高く、扱いの容易性、安全性においても、１，２族の中で特に優れているため好適である。
【００１８】
さらに、ガス放電管１において、電極５と電極６とは、誘電部材１０の他端面１０ｂからガラスバルブ２の基部３に向かって末広がりになるよう基部３により支持されている。すなわち、基部３における電極５，６間の間隔は、誘電部材１０の貫通孔１１，１２間の間隔より大きくなっている。これにより、図２に示すように、電極５と貫通孔１１との間及び電極６と貫通孔１２との間に隙間が存在しても、各電極５，６は、貫通孔１１，１２の一端面１０ａ側の開口部分１１ａ，１２ａにおける内側部分Ｐ１，Ｐ１に圧接されることになる。したがって、放電部１３，１４側において各電極５，６と誘電部材１０とを確実に接触させることができる。
【００１９】
以上により、ガス放電管１においては、電極５，６間に電圧を印加すると、放電部１３，１４間において放電を開始するための初期電子が誘電部材１０から放電空間Ｓ中に供給されるが、この初期電子は、各電極５，６が放電部１３，１４側において誘電部材１０と接触しているため、放電部１３，１４近傍に確実に供給されることになる。したがって、酸化マグネシウム等、誘電体としての金属酸化物を電極５，６に直接塗布するようなことをしなくとも、暗所中における始動性の向上を実現することが可能になる。具体的には、ガス放電管１を７日間暗所中に放置した後、電極５，６間に電圧を印加すると、２５０Ｖの電圧で０．５秒以内に点灯するという結果が得られた。このように、ガス放電管１によれば、放電開始電圧の低圧化及び放電開始時間の短縮化を実現することができる。
【００２０】
また、ガス放電管１においては、誘電部材１０の放電部１３，１４側への移動は、ストッパ７，８により規制され、誘電部材１０の基部３側への移動は、誘電部材１０と基部３との間において電極５と電極６とからなる末広がり形状により規制される。したがって、電極５，６に対する誘電部材１０の位置ずれを防止することができ、放電部１３，１４となる電極５，６の突出量を一定化させて所定の光出力を得ることが可能になる。さらに、電極５，６と一体に形成されたストッパ７，８が誘電部材１０の一端面１０ａに接触するため、放電部１３，１４側における各電極５，６と誘電部材１０との接触がストッパ７，８によっても確保される。
【００２１】
次に、ガス放電管１の製造方法について説明する。図３（ａ）に示すように、誘電部材１０の各貫通孔１１，１２に電極５，６を挿通し、誘電部材１０の一端面１０ａに各電極５，６のストッパ７，８を接触させる。これにより、電極５，６は、ストッパ７，８の所定の長さ分だけ誘電部材１０の一端面１０ａから突出し、この突出した部分が放電部１３，１４となる。一方、電極５，６の他端５ｂ，６ｂは、誘電部材１０の他端面１０ｂから突出する。
【００２２】
続いて、図３（ｂ）に示すように、ガラスバルブ２となる円筒形状のガラスパイプ（筒状体）１５の開口部１５ａから、電極５，６が挿通された誘電部材１０をガラスパイプ１５内に挿入し、電極５，６の他端５ｂ，６ｂを開口部１５ａから外部に突出させる。そして、電極５，６における他端面１０ｂから突出した部分が開口部１５ａに向かって末広がりになるよう、電極５，６の他端５ｂ，６ｂを保持する。
【００２３】
この状態において、図３（ｃ）に示すように、ガラスパイプ１５の開口部１５ａを融着により封止し、電極５，６における他端面１０ｂから突出した部分を支持する基部３を形成する。さらに、開口部１５ａと反対側のガラスパイプ１５の開口部（図示しない）から、希ガスと水素ガスとをガラスパイプ１５内に充填し、この反対側の開口部も融着により封止する。
【００２４】
以上のように、ガス放電管１の製造方法においては、電極５，６における他端面１０ｂから突出した部分が末広がりになるよう電極５，６の他端５ｂ，６ｂを保持し、この状態でガラスパイプ１５の開口部１５ａを融着により封止する。これにより、基部３における電極５，６間の間隔は、誘電部材１０の貫通孔１１，１２間の間隔より大きくなる。したがって、図２に示すように、電極５と貫通孔１１との間及び電極６と貫通孔１２との間に隙間が存在しても、各電極５，６は、貫通孔１１，１２の一端面１０ａ側の開口部分１１ａ，１２ａにおける内側部分Ｐ１，Ｐ１に圧接されることになる。このように、ガス放電管１の製造方法によれば、放電部１３，１４側における各電極５，６と誘電部材１０との接触を簡易且つ確実に達成することができる。
【００２５】
また、冶具等を使用しなくとも、誘電部材１０の各貫通孔１１，１２に電極５、６を挿通することによって、放電部１３，１４間の間隔を所定の間隔に保持することができる。すなわち、図３（ｃ）に示すようなガラスパイプ１５の開口部１５ａを融着する工程において、放電部１３，１４間の間隔を所定の間隔に保持するための冶具等を使用することが不要になり、ガス放電管１の製造コストの軽減を実現することができる。
【００２６】
本発明は、上記実施形態に限定されない。例えば、電極５，６のいずれか一方にストッパを形成してもよい。この場合にも、誘電部材１０の放電部１３，１４側への移動を規制し、電極５，６に対する誘電部材１０の位置ずれを防止することができるからである。そして、ストッパは、電極５，６の一端５ａ，６ａを折り返して形成するものに限らず、図４に示すように、電極５の所定の位置に突起を設けてストッパ１７を形成したり、図５に示すように、電極５の所定の位置に別部材を溶接等により固定してストッパ１９を形成したりしてもよい。
【００２７】
また、誘電部材１０の一端面１０ａや貫通孔１１，１２の内面等、誘電部材１０の表面の少なくとも一部に、酸化マグネシウム等、誘電体としての金属酸化物を含む膜を塗布等により形成してもよい。この場合には、電極５，６間に電圧を印加した際の放電部１３，１４近傍への初期電子の供給量を増加させることができ、更なる始動性の向上を実現することが可能になる。また、誘電体としての金属酸化物を含む膜を電極５，６に直接形成するものではないため、製品毎に放電部１３，１４の露出面積が変化して光出力にばらつきが生じるようなこともない。
【００２８】
さらに、誘電部材１０の電極５，６間への掛け渡しは、誘電部材１０に貫通孔１１，１２を形成して行うものに限らず、互いに平行な一対の溝を誘電部材１０に形成し、各溝内に電極５，６を配置することなどによって行ってもよい。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るガス放電管及びその製造方法によれば、誘電体としての金属酸化物を電極に直接塗布するようなことをしなくとも、暗所中における始動性の向上を実現することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るガス放電管の一実施形態を示す断面図である。
【図２】図１に示すガス放電管の要部を示す拡大断面図である。
【図３】図１に示すガス放電管の製造工程を示す模式図であり、（ａ）は誘電部材に電極を挿通する工程であり、（ｂ）は電極及び誘電部材をガラスパイプ内に挿入する工程であり、（ｃ）はガラスパイプの開口部を融着する工程である。
【図４】本発明に係るガス放電管の他の実施形態を示す断面図である。
【図５】本発明に係るガス放電管のさらに他の実施形態を示す断面図である。
【符号の説明】
１…ガス放電管、２…ガラスバルブ（放電容器）、３…基部（支持部）、５，６…電極、５ａ，６ａ…一端、５ｂ，６ｂ…他端、７，８，１７，１９…ストッパ、１０…誘電部材、１０ａ…一端面、１０ｂ…他端面、１１，１２…貫通孔、１１ａ，１２ａ…開口部分、１３，１４…放電部、１５…ガラスパイプ（筒状体）、１５ａ…開口部、Ｐ１，Ｐ２…内側部分。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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