JP2006012492A

JP2006012492A - 放電管

Info

Publication number: JP2006012492A
Application number: JP2004184988A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiko Machida; 和彦町田
Original assignee: Shinko Electric Industries Co Ltd
Current assignee: Shinko Electric Industries Co Ltd
Priority date: 2004-06-23
Filing date: 2004-06-23
Publication date: 2006-01-12
Also published as: KR20060047501A; DE602005011703D1; EP1610356A3; EP1610356A2; EP1610356B1; US20050285536A1

Abstract

【課題】外囲器表面の汚れや水分の付着による絶縁劣化の発生を防止し、取り扱いおよび保守管理の負担を大幅に軽減した放電管を提供する。
【解決手段】筒状のセラミック外囲器の両端部をそれぞれ板状の正極および負極で封じた放電管において、セラミック外囲器の少なくとも負極側端部の外周全体に渡って絶縁性インクで捺印を施したことを特徴とする放電管。
【選択図】図１

Description

本発明は、筒状のセラミック外囲器の両端部をそれぞれ板状の正極および負極で封じた放電管に関する。

放電管は高電圧で作動するので、特に絶縁性を安定して確保することが重要である。セラミック外囲器の外表面に付着した汚れや水分に対して絶縁性は非常に敏感であり、付着量がごく微量であっても絶縁劣化が生じて放電電圧の低下を招く。例えば人が素手で触れただけでも、あるいは空気中の水分の結露によっても絶縁劣化が生じ易い。

そのため従来は、放電管の取り扱いおよび保守管理には煩雑な手間を必要としていた。

本発明は、外囲器表面の汚れや水分の付着による絶縁劣化の発生を防止し、取り扱いおよび保守管理の負担を大幅に軽減した放電管を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明によれば、筒状のセラミック外囲器の両端部をそれぞれ板状の正極および負極で封じた放電管において、
セラミック外囲器の少なくとも負極側端部の外周全体に渡って絶縁性インクで捺印を施したことを特徴とする放電管が提供される。

本発明においては、放電管のセラミック外囲器の少なくとも負極側端部の外周全体に渡って絶縁性インクで捺印を施すことにより、従来起きていた絶縁劣化を効果的に防止できる。

本発明者は、放電管のセラミック外囲器の少なくとも負極側端部の外周全体に渡って絶縁性インクで捺印を施すことにより、従来起きていた絶縁劣化を効果的に防止できることを見出した。その理由はまだ解明されていないが、以下のように推測される。

（１）セラミック外囲器の外周面に付着した微量の汚れまたは水分による絶縁劣化の原因は、セラミック外囲器の内周面にあるカーボントリガー線と外周面の汚れや水分との間に何らかの静電的な干渉が起きた結果であり、その影響は特に負極近傍で著しい。

（２）負極側のセラミック外囲器外周に絶縁性インクの捺印による絶縁皮膜が形成されると、汚れや水分は直接セラミック外囲器には付着せず、間に絶縁皮膜が介在する。元々極めて微量の汚れや水分で生じた絶縁劣化現象であり、その発生はセラミック外囲器の表面状態によって大きく影響され、捺印インクによる絶縁皮膜の存在により発生条件が失われ、絶縁劣化が防止される。

従来、放電管のセラミック外囲器の外表面には、表面積内に許容可能な表示項目として社章、放電電圧、製造年月日等が捺印されていた。

本発明においては、これら従来の捺印に加えて少なくともセラミック外囲器の負極側端部の外周全体に渡って絶縁性のインクで捺印を施せば、絶縁劣化を防止する効果が得られる。

本発明の捺印に用いる絶縁性インクは、従来から用いられている捺印用インクで十分である。ただし、絶縁劣化防止効果を更に高める必要がある場合には、更に絶縁性の高いコーティング材をインクとして用いて捺印することもできる。

また、負極側端部にのみ捺印した場合、下記のように副次的な利点がある。

先ず、正極・負極の向きが一目で判断できる。これは、製造者、流通者、使用者の全てにおいて、実用上極めて利便性が良い。

更に、製品歩留りが高まる。すなわち、放電管の特性は一般的には双方向性であるが、顧客は直流電源で使用するため一方向の特性のみ満たせばよい。したがって、セラミック外囲器の負極側端部のみの外周に捺印することで（あるいは負極と正極とを区別できるように両端部にそれぞれ捺印することで）、一方向のみについて所要特性を満たす製品も良品として採用できるので、製品歩留りが高まる。更に、双方向の特性を選別する手間も省ける。

また、捺印でバーコード表示すれば、従来表記されていた社章、放電電圧、製造年月日等に加えて、更に製造ロット番号等の詳細な情報を表記できるので望ましい。

捺印は、セラミック外囲器の負極側端部の外周全体を取り巻いている必要があるが、外周に沿って連続的であることは必ずしも常に必要では無く、場合によっては断続的であってもよい。

セラミック外囲器の端面と電極板とは銀ろうなどの接合剤によって接合されているが、接合面には接合剤による凹凸に起因して微視的な空孔が不可避的に存在する。セラミック外囲器の少なくとも負極側端部と負極との接合面を覆うように捺印を施すと、接合面の微視的空孔からの水分の浸入を防止できるため、絶縁劣化の防止効果が高まり望ましい。負極側端部からの水分侵入が絶縁劣化に対して影響が大きいので、少なくとも負極側端部で接合面を覆うように捺印すると水分侵入に対するシール効果が大きい。もちろん、負極側端部に加えて正極側端部でも同様に接合面を覆う捺印を施せば、更に水分侵入防止効果が高まり望ましい。

図１に、本発明による捺印を備えた放電管の一例を側面図で示す。本発明の放電管１０は、円筒状のセラミック外囲器１２の両端部をそれぞれ封じた板状の正極１４および負極１６から正極リード線１８および負極リード線２０が延びた構造であり、セラミック外囲器１２の負極１６側の端部の外周全体に渡って連続した絶縁性インクの捺印２６を備えている。セラミック外囲器１２の胴部外周には従来品と同様に捺印２２を備えており、社章「Ｓ」、放電電圧「３Ａ０４」、製造年月日「０５２３」を表している。更に、図示の例では、正極１４側の端部にも外周全体に渡って断続的な捺印２４を備えている。これら捺印２２、２４、２６は全て同じインクで施されている。

図示の例では、本発明により負極側端部の捺印２６および正極側端部の捺印２４はいずれも、セラミック外囲器の端部に施されており、正極１４とセラミック外囲器１２との接合面２８および負極とセラミック外囲器１２との接合面３０は覆っていない。

図示の例では、負極１６側の捺印２６だけでなく正極１４側にも捺印２４を備えているが、これは正負の向きの目視判定を補助するためであり、負極１６側の捺印２６を備えていれば正極１４側の捺印２４の有無にかかわらず、本発明による絶縁劣化防止効果を得ることができる。

図２に、本発明による捺印の種々の実施形態を側面図で示す。同図では、図示を完結にするために、放電管のセラミック外囲器のみを示し、正負の電極およびリード線は図示を省略してある。また同趣旨で、図１に参照番号２２で示したような従来の捺印部分も図示を省略した。図２（１）〜（８）の各々において、それぞれ「＋」「−」と表記したように、上端が正極側であり下端が負極側である。セラミック外囲器は円筒形であり、円筒の中心軸は図の上下方向に沿っている。

図２（１）に最も基本的な捺印形態を示す。セラミック外囲器１２の負極側端部（図中の下端）の外周全体に渡って連続した、１本の捺印２６を備えている。これにより本発明の絶縁劣化防止効果が得られる。

図２(１)の実施形態における捺印２６は、図２（２）に示すように３本の並行線で構成しても良いし、あるいは、図２（３）に示すように多数本の並行線でバーコードを構成することもできる。これらの実施形態においても、図２(１)の実施形態と同等の絶縁劣化防止効果が得られる。

図２（４）の実施形態は、図２（１）の実施形態と同様にセラミック外囲器１２の負極側端部（図中の下端）の外周全体に渡って連続した、１本の捺印２６を備えており、加えてセラミック外囲器１２の正極側端部（図中の上端）にも外周全体に渡って連続した、２本の捺印２４を備えている。両極の端部にそれぞれ捺印表示することにより、負極側のみを捺印表示した場合よりも更に積極的に正負の向きを示しており分かり易い。この実施形態においても図２（１）の実施形態と同等の絶縁劣化防止効果が得られる。

図２（５）の実施形態は、図２（１）の実施形態における連続的な捺印２６を断続的に変更したものであり、絶縁劣化防止効果が得られる限り、このような断続捺印も許容され、デザイン上の多様性が広がる。

同様に、図２（６）の実施形態は図２（２）の実施形態における連続的な捺印２６を断続的に変更したものであり、絶縁劣化防止効果が得られる限り、このような断続捺印も許容され、デザイン上の多様性が広がる。

図２（７）（８）の実施形態は、図２（４）の実施形態における正負両極側端部の捺印２６をそれぞれ断続的に変更したものであり、デザイン上の多様性が広がる。

図３に、本発明の望ましい実施形態の一例を示す。円筒形のセラミック外囲器１２の上端を正極１４が下端を負極１６がぞれぞれ封じている。リード線は図示を省略した。

図示したように、本実施形態では、セラミック外囲器１２の負極１６側の端部の外周全体に連続して設けた捺印２６が、セラミック外囲器１２と負極１６との接合面３０を覆っている。これにより接合面３０の微視的な空孔から水分が浸入するのを防止できる。

＜汚染の影響：試験結果＞
汚れによる絶縁劣化およびそれに対する本発明の捺印による防止効果を調べた。定格放電電圧８５０Ｖの放電管について、下記の５通りの状態で放電電圧を測定した。

No.１：清浄表面の状態で正方向の放電電圧
No.２：清浄表面の状態で負方向の放電電圧
No.３：正極側端部にカーボンを帯状に付着させた状態で正方向の放電電圧
No.４：負極側端部にカーボンを帯状に付着させた状態で負方向の放電電圧
No.５：負極側端部に本発明による捺印を施し、その上にカーボンを帯状に付着させた状態で負方向の放電電圧
（注）「正方向」は正極から負極へ向かう順方向の直流電圧を印加。「負方向」は負極から正極へ向かう逆方向の直流電圧を印加。

結果をまとめて表１に示す。

表１に示したように、No.１、No.２の結果から、清浄表面の状態では正負両方向について定格通りの放電電圧が得られ、双方向について同一性能を持つことが分かる。図４（１）にNo.１の測定チャートを示す。No.２についても同様の測定チャートであった。

No.３の結果から、正極側端部にカーボンが付着して汚染されても、清浄表面の場合と同様に定格通りの放電電圧が得られ、汚染の影響はないことが分かる。測定チャートは図４（１）に示したNo.１の測定チャートと同様であった。

No.４の結果から、負極側端部にカーボンが付着して汚染されると、絶縁劣化が生じて、放電電圧は定格値から大幅に低下してしまう。図４（２）にNo.４の測定チャートを示す。

No.５の結果から、負極側端部に本発明による捺印を施すことにより、その上からNo.４と同様にカーボンが付着して汚染されても、定格通りの放電電圧が得られ、汚染による絶縁劣化が完全に防止されている。測定チャートは図４（１）に示したNo.１の測定チャートと同様であった。

このように、本発明の捺印を施すことにより汚染による絶縁劣化を防止することができる。

＜高温高湿バイアス（THB)試験結果＞
高温高湿バイアス（Temperature Humidity Bias）試験を行った。条件は下記のとおりであった。

〔サンプル条件〕
本発明例No.１〜５：セラミック外囲器の負極側端部の外周全体に連続的捺印付与
比較例No.６〜１０：セラミック外囲器の正極側端部の外周全体に連続的捺印付与
〔試験条件〕
温度：８５℃
湿度：８５％
バイアス：ＤＣ５００Ｖを常時印加
測定項目：ＦＶｓ（初回放電開始電圧）
Ｖｓ（二発目以降放電開始電圧）
試験時間：２０００時間までの種々の経過時間について測定（２０００時間経過サンプルについては、１）試験終了直後、２）試験終了から１時間経過後の２回測定）
結果を図５（ＦＶｓ）および図６（Ｖｓ）にまとめて示す。

図に示したように、負極側端部に捺印を施した本発明例No.１〜５は、２０００時間までの試験で放電電圧の低下が生じなかった。これに対して、正極側端部に捺印を施した比較例No.６〜１０は、５００時間までの試験では放電電圧の低下は生じなかったが、７５０時間を超えると放電電圧が低下したサンプルが現われ始め、２０００時間経過後はすべてのサンプルで放電電圧の顕著な低下が発生した。

このように、本発明によりセラミック外囲器の負極側端部の外周全体に捺印を施すことにより、長時間に渡って高温かつ高湿下でバイアス負荷された状態でも絶縁劣化を防止できる。

本発明によれば、外囲器表面の汚れや水分の付着による絶縁劣化の発生を防止し、取り扱いおよび保守管理の負担を大幅に軽減した放電管が提供される。

図１は、本発明による捺印を備えた放電管の一例を示す側面図である。図２（１）〜（８）は、本発明による捺印の種々の形態を示す側面図である。図３は、本発明による望ましい形態の捺印を備えた放電管を示す側面図である。図４は、放電管の放電電圧の測定チャートを示すグラフであり、（１）は定格通りの放電電圧の測定例、（２）は絶縁劣化により定格値より大幅に低下した放電電圧の測定例を示す。図５は、高温高湿バイアス（THB）試験におけるＦＶｓ測定結果を示すグラフである。図６は、高温高湿バイアス（THB）試験におけるＶｓ測定結果を示すグラフである。

符号の説明

１０放電管
１２セラミック外囲器
１４正極
１６負極
１８正極側リード線
２０負極側リード線
２２従来からの捺印表示部分
２４正極側端部の捺印
２６負極側端部の捺印
２８正極とセラミック外囲器との接合面
３０負極とセラミック外囲器との接合面

Claims

筒状のセラミック外囲器の両端部をそれぞれ板状の正極および負極で封じた放電管において、
セラミック外囲器の少なくとも負極側端部の外周全体に渡って絶縁性インクで捺印を施したことを特徴とする放電管。
請求項１において、上記捺印が連続的または断続的であることを特徴とする放電管。
請求項１または２において、上記セラミック外囲器の少なくとも負極側端部と上記負極との接合面を覆うように上記捺印を施したことを特徴とする放電管。
請求項１から３までのいずれか１項において、上記捺印によりバーコードが表示されていることを特徴とする放電管。