JP2006024422A - Discharge tube - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は放電管に係り、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。 The present invention relates to a discharge tube, in particular, as a switching spark gap for supplying a constant voltage for lighting or ignition to a high pressure discharge lamp such as a projector or a metal halide lamp of an automobile, or an ignition plug of a gas cooker, or The present invention relates to a discharge tube that can be suitably used as a gas arrester for absorbing surge voltage.
この種の放電管として、本出願人は、先に特開2003−7420号を提案した。この放電管60は、図5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。
As this type of discharge tube, the present applicant has previously proposed Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-7420. As shown in FIG. 5, this
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、微小放電間隙76を隔てて対向配置された一対のトリガ放電膜78,78が、複数組形成されている。一対のトリガ放電膜78,78の内、一方のトリガ放電膜78は、一方の放電電極部68と電気的に接続され、他方のトリガ放電膜78は、他方の放電電極部68と電気的に接続されている。このトリガ放電膜78は、カーボン系材料等の導電性材料で構成されている。
上記放電電極部68の表面には、放電開始電圧の安定に効果的なアルカリヨウ化物が含有された絶縁性の被膜80が形成されている。
上記気密外囲器66内に封入する放電ガスとしては、例えば、アルゴン、ネオン、ヘリウム、キセノン等の希ガスあるいは窒素ガス等の不活性ガスの単体又は混合ガスが該当する。また、希ガスあるいは不活性ガスの単体又は混合ガスと、H2等の負極性ガスとの混合ガスが該当する。
The
A plurality of pairs of
On the surface of the
As the discharge gas sealed in the
上記構成を備えた放電管60の放電電極部68,68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78,78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。
上記トリガ放電膜78は、初期電子を供給して放電遅れを防止する機能を担うために形成されているものであるが、放電時の衝撃によりスパッタして剥離してしまい、放電遅れの防止機能が徐々に劣化していた。
The
この発明は、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、
トリガ放電膜がスパッタにより剥離しても、トリガ放電膜の放電遅れ防止機能の劣化を抑制できる長寿命な放電管を実現することにある。
The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and its object is to
An object of the present invention is to realize a long-life discharge tube that can suppress deterioration of the discharge delay preventing function of the trigger discharge film even if the trigger discharge film is peeled off by sputtering.
上記の目的を達成するため、本発明に係る放電管は、両端が開口した絶縁材よりなる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トリガ放電膜を形成して成る放電管であって、上記放電電極部の表面に導電膜を形成したことを特徴とする。 In order to achieve the above object, the discharge tube according to the present invention is hermetically sealed by hermetically sealing both end openings of a case member made of an insulating material having both ends open with a pair of lid members that also serve as discharge electrodes. Forming an envelope, enclosing a discharge gas in the hermetic envelope, and forming a discharge gap between the discharge electrode portions of the lid member disposed in the hermetic envelope; A discharge tube formed on the inner wall surface of the member by forming a trigger discharge film whose both ends are spaced from the lid member by a minute discharge gap, wherein the conductive film is formed on the surface of the discharge electrode portion. Features.
上記導電膜は、例えばチタンで構成することができる。 The conductive film can be made of titanium, for example.
本発明に係る放電管にあっては、放電電極部の表面に導電膜を形成したので、該導電膜が放電時の衝撃によりスパッタされて飛散する導電材料の一部が、トリガ放電膜の剥離箇所に付着して補うことができる。その結果、トリガ放電膜の放電遅れ防止機能の劣化が抑制され、長寿命な放電管を実現することができる。 In the discharge tube according to the present invention, since the conductive film is formed on the surface of the discharge electrode portion, a part of the conductive material that is spattered and scattered by the impact during discharge is separated from the trigger discharge film. Can be compensated by adhering to the location. As a result, deterioration of the discharge delay preventing function of the trigger discharge film is suppressed, and a long-life discharge tube can be realized.
導電膜をチタンで構成すると、チタンはゲッタ作用を有していることから、放電によって放電電極部から放出される酸素(O2)や二酸化炭素(CO2)等の不純ガスを吸着し、放電ガス組成の経時劣化を防止することができる。 When the conductive film is made of titanium, since titanium has a getter function, it absorbs impure gases such as oxygen (O 2 ) and carbon dioxide (CO 2 ) released from the discharge electrode portion by discharge, and discharges. The deterioration of the gas composition with time can be prevented.
本発明に係る放電管10は、図1及び図2に示すように、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。
As shown in FIGS. 1 and 2, a
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平面状の放電電極部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。この放電間隙22は、例えば1.5mm程度と成される。
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。
The
The
上記気密外囲器16内には、所定の放電ガスが封入されている。この放電ガスとしては、例えば、アルゴン、ネオン、ヘリウム、キセノン等の希ガスあるいは窒素ガス等の不活性ガスの単体又は混合ガスが該当する。また、希ガスあるいは不活性ガスの単体又は混合ガスと、H2等の負極性ガスとの混合ガスが該当する。
A predetermined discharge gas is sealed in the
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。
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。
In addition, a plurality of linear
The
上記放電電極部18の表面には、導電材料であるチタン(Ti)を蒸着して成る導電膜30が形成されている。この導電膜30の膜厚は、例えば1〜5μm程度と成される。
この導電膜30は、スパッタにより剥離したトリガ放電膜28を補うために設けられたものである。すなわち、この導電膜30も、トリガ放電膜28と同様に、放電時の衝撃によりスパッタされ、その構成材料であるチタンが様々な方向に飛散することになるが、飛散したチタンの一部が、トリガ放電膜28の剥離箇所に付着して補い、その結果、トリガ放電膜28の放電遅れ防止機能の劣化が抑制されるのである。この導電膜30は、導電材料(チタン)を蒸着して形成しているので、放電時の衝撃により容易にスパッタされるものである。
尚、導電膜30を、上記の如くチタンで構成すると、チタンはゲッタ作用を有していることから、放電によって放電電極部18から放出される酸素(O2)や二酸化炭素(CO2)等の不純ガスを吸着し、放電ガス組成の経時劣化を防止することができる。勿論、上記チタン以外の導電材料(例えばカーボン系材料)で導電膜30を形成しても良い。
On the surface of the
The
When the
本発明の上記放電管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。
In the
而して、本発明の放電管10にあっては、放電電極部18の表面に導電膜30を形成したので、該導電膜30が放電時の衝撃によりスパッタされて飛散する導電材料(チタン)の一部が、トリガ放電膜28の剥離箇所に付着して補うことができる。その結果、トリガ放電膜28の放電遅れ防止機能の劣化が抑制され、長寿命な放電管を実現することができる。
Thus, in the
図3は、放電電極部18の表面に導電膜30を形成した本発明に係る放電管10と、放電電極部18の表面に導電膜30を形成しない放電管における、放電回数と直流放電開始電圧(定格800V)との関係を示すグラフである。
このグラフに示される通り、放電電極部18の表面に導電膜30が形成されていない放電管の場合(図3のグラフB)には、直流放電開始電圧が徐々に上昇して放電遅れが発生しており、放電回数が約30万回程度で直流放電開始電圧が1000Vを越えて使用に適さなくなっている。これに対し、本発明の放電管10の場合(図3のグラフA)には、放電回数が50万回を越えても直流放電開始電圧に大きな変化は見られず、従って放電遅れを生じることがなく長寿命化が実現されている。
FIG. 3 shows the number of discharges and the DC discharge start voltage in the
As shown in this graph, in the case of a discharge tube in which the
図4は、本発明に放電管10の変形例を示すものであり、上記導電膜30の表面に、放電開始電圧の安定に効果的なアルカリヨウ化物が含有された絶縁性の被膜32を形成した点に特徴を有する。
尚、上記導電膜30は、アルカリヨウ化物が含有された絶縁性の被膜32と共にスパッタされ、スパッタされた導電材料(チタン)が気密外囲器16内の様々な方向に飛散するため、その一部が、トリガ放電膜28の剥離箇所に付着してトリガ放電膜28を補うことができる。
FIG. 4 shows a modified example of the
Note that the
上記被膜32は、ヨウ化カリウム(KI)、ヨウ化ナトリウム(NaI)、ヨウ化セシウム(CsI)、ヨウ化ルビジウム(RbI)等のアルカリヨウ化物の単体又は混合物を、珪酸ナトリウム溶液と純水よりなるバインダーに添加したものを、導電膜30表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、アルカリヨウ化物の単体又は混合物が0.01〜70重量%、バインダーが99.99〜30重量%の配合割合で混合される。また、バインダー中の珪酸ナトリウム溶液と純水との配合割合は、珪酸ナトリウム溶液が0.01〜70重量%、純水が99.99〜30重量%となされる。
The
In this case, the alkali iodide alone or a mixture is mixed at a blending ratio of 0.01 to 70% by weight, and the binder is 99.99 to 30% by weight. Moreover, the compounding ratio of the sodium silicate solution and the pure water in the binder is 0.01 to 70% by weight for the sodium silicate solution and 99.99 to 30% by weight for the pure water.
上記被膜32中に、臭化セシウム(CsBr)、臭化ルビジウム(RbBr)、臭化ニッケル(NiBr2)、臭化インジウム(InBr3)、臭化コバルト(CoBr2)、臭化鉄(FeBr2、FeBr3)等の臭化物の1種類以上を添加すると、より一層、サージ吸収素子10の放電開始電圧の安定化を図ることができる。
尚、塩化バリウム(BaCl)、フッ化バリウム(BaF)、酸化イットリウム(Y2O3)、塩化イットリウム(YCl2)、フッ化イットリウム(YF3)、モリブデン酸カリウム(K2MoO4)、タングステン酸カリウム(K2WO4)、クロム酸セシウム(Cs2CrO4)、酸化プラセオジウム(Pr6O11)、チタン酸カリウム(K2Ti4O9)の1種類以上を、上記臭化物と共に、或いは上記臭化物以外に、上記被膜32中に添加しても、サージ吸収素子10の放電開始電圧の安定化に寄与する。
これら物質は、上記アルカリヨウ化物の単体又は混合物とバインダーとの混合物中に、0.01〜10重量%の配合割合で添加される。
In the
Incidentally, barium chloride (BaCl), barium fluoride (BaF), yttrium oxide (Y 2 O 3 ), yttrium chloride (YCl 2 ), yttrium fluoride (YF 3 ), potassium molybdate (K 2 MoO 4 ), tungsten One or more of potassium acid (K 2 WO 4 ), cesium chromate (Cs 2 CrO 4 ), praseodymium oxide (Pr 6 O 11 ), potassium titanate (K 2 Ti 4 O 9 ) together with the bromide, or In addition to the bromide, addition to the
These substances are added at a blending ratio of 0.01 to 10% by weight in the alkali iodide alone or a mixture of the mixture and the binder.
尚、アルカリヨウ化物が含有された絶縁性の上記被膜32は、仕事関数が小さく電子放出特性に優れているため放電開始電圧を低下させる作用を有しており、特に、ヨウ化カリウム(KI)を珪酸ナトリウム溶液と純水よりなるバインダーに添加して被膜32を形成した場合に、放電開始電圧の低下作用が顕著である。
この場合、バインダー(珪酸ナトリウム溶液と純水の配合比は1:1)に添加するヨウ化カリウムの配合割合が40重量%を越えると、バインダーに対するヨウ化カリウムの溶解度が飽和となりそれ以上溶解されないため、ヨウ化カリウムの配合割合は、0.1重量%〜40重量%の範囲と成すのが好ましく、ヨウ化カリウムの配合割合が40重量%の場合に、放電開始電圧の低下作用が最も大きくなる。
The insulating
In this case, when the compounding ratio of potassium iodide added to the binder (the mixing ratio of sodium silicate solution and pure water is 1: 1) exceeds 40% by weight, the solubility of potassium iodide in the binder becomes saturated and is not dissolved any more. Therefore, the blending ratio of potassium iodide is preferably in the range of 0.1 wt% to 40 wt%. When the blending ratio of potassium iodide is 40 wt%, the action of decreasing the discharge start voltage is the largest. Become.
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
22 放電間隙
26 微小放電間隙
28 トリガ放電膜
30 導電膜
32 被膜
10 discharge tube
12 Case material
14 Lid member
16 Airtight envelope
18 Discharge electrode
22 Discharge gap
26 Micro discharge gap
28 Trigger discharge membrane
30 Conductive film
32 coating
Claims (2)
The discharge tube according to claim 1, wherein the conductive film is made of titanium.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004200577A JP2006024422A (en) | 2004-07-07 | 2004-07-07 | Discharge tube |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004200577A JP2006024422A (en) | 2004-07-07 | 2004-07-07 | Discharge tube |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006024422A true JP2006024422A (en) | 2006-01-26 |
Family
ID=35797543
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004200577A Pending JP2006024422A (en) | 2004-07-07 | 2004-07-07 | Discharge tube |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2006024422A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017107680A (en) * | 2015-12-08 | 2017-06-15 | 三菱マテリアル株式会社 | Surge protective element |
-
2004
- 2004-07-07 JP JP2004200577A patent/JP2006024422A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2017107680A (en) * | 2015-12-08 | 2017-06-15 | 三菱マテリアル株式会社 | Surge protective element |
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