JP2752017B2 - 放電管 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は放電管に係り、特に放電
を安定させるのに好適な放電管に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、絶縁管内に放電気体を封入
し、絶縁管の両端部に封着した電極間に電圧を印加して
放電させるようにした放電管は、様々な分野で広く用い
られている。

【０００３】図１３は従来の代表的な放電管１を示した
もので、セラミック等の絶縁物の円筒状外囲器２の両端
部分は、メタライズ３等の手段で金属化されており、こ
の部分には、中心部を棒状に突き出してなる電極５，５
を有する電極板４，４が対向して封着されている。上記
外囲器２の内部空間には、上記一方の電極板４に固着さ
れた封入パイプ６及び一方の電極５に形成された封入孔
７を介してアルゴン等の放電気体が封入されており、上
記電極板４，４間に所定の電圧が印加されることで、上
記電極５，５の先端部分間（放電間隙Ｇ）で放電が行わ
れるようになっている。

【０００４】上記棒状電極５が外囲器２内に位置する放
電管１においては、上記電極５の先端部分の断面形状
が、例えば、全体を半円状に形成したもの等となってい
るが、斯かる棒状電極５においては、その表面及び放電
間隙Ｇ中の電界が位置によって異なる不平等電界となり
やすくなっており、放電開始電圧のばらつきがその平均
値に対して例えば２０〜３０％と極めて大きく、また経
年変化も大きく、放電が安定しないという不都合があっ
た。また、放電管１の外囲器２近傍に、ある電位にある
近接導体が位置すると、それによる電界の影響を強く受
け、放電開始電圧が大きく変動するという不都合もあっ
た。さらに、鋸歯状波電圧が印加される場合には、放電
開始時刻が変動して放電が安定しないという不都合があ
った。

【０００５】そこで、従来より、電極５の先端部分の断
面形状を、中心部分を平面とし、周縁部分を曲面とした
平等電界形成電極としてのロゴウスキー（Ｒｏｇｏｓｋ
ｉ）電極、ブルース（Ｂｒｕｃｅ）電極、ハリソン（Ｈ
ａｒｒｉｓｏｎ）電極等の形状とし、電極５の表面及び
放電間隙Ｇの電界を平等電界に近似させて放電を安定さ
せるようにしていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記電極５を
上記したロゴウスキー電極等の平等電界形成電極に形成
するには、放電間隙の３〜７倍の大きな直径を有する電
極が必要となり、放電管１全体の直径寸法が極めて大き
くなるという不都合があった。また、上記した平等電界
形成電極は、その表面加工等に精密な加工技術を要求さ
れ、その製造が極めて困難であり、製造コスト等が極め
て嵩んでしまうという不都合がある。

【０００７】さらに、上記電極５を上記した平等電界形
成電極に形成しても、電極５全体が外囲器２の内部に位
置しているため、上記した表面加工において僅かな加工
の違いが生じると、その部分の電界が強くなってその部
分から放電を生じてしまい、放電が不安定になるという
おそれがある。

【０００８】本発明は上記した点に鑑みてなされたもの
で、放電を安定させることができると共に放電管全体を
小型化することができ、またその製造が極めて容易な放
電管を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る放電管は、絶縁物からなる筒状の外囲
器の両端部に相対向する放電電極を設け、上記外囲器内
に放電気体を封入してなる放電管において、上記外囲器
の両端部のうち少なくとも一方の端部の、上記外囲器の
内壁面よりも該外囲器の外壁面寄りの端部部分であっ
て、かつ、上記一方の端部よりも上記外囲器の他方の端
部寄りの端部部分に、導電部が設けられており、上記導
電部には、上記一方の端部に設けた上記放電電極に与え
る電位と同じ電位が与えられることをその特徴とするも
のである。また、本発明に係る放電管は、上記外囲器の
端部に、上記外囲器の内壁面より該外囲器の内方に延出
してなる張出部が形成されてなることをその特徴とする
ものである。 さらに、本発明に係る放電管は、上記外囲
器の両端方向における上記張出部の両端面のうち、上記
外囲器の内方寄りに位置する内端面が、上記外囲器の両
端方向における上記放電電極の両端面のうち、上記外囲
器の内方寄りに位置する内端面よりも、上記外囲器の両
端方向における上記外囲器の内方寄り箇所に配置されて
いることをその特徴とするものである。 また、本発明に
係る放電管は、上記導電部を上記外囲器の端部に対する
上記放電電極の封着部とすることをその特徴とするもの
である。 さらに、本発明に係る放電管は、上記放電電極
のうち上記外囲器内に露出する放電電極部分が、スパッ
タ防止部材で覆われていることをその特徴とするもので
ある。 また、本発明に係る放電管は、絶縁物よりなる外
部沿面放電防止部材を、上記導電部のうち上記外囲器の
外方に露出する導電部部分を覆うように配設したことを
その特徴とするものである。

【００１０】

【作用】本発明に係る放電管によれば、外囲器の少なく
とも一方の端部に設けた導電部が、外囲器の内壁面より
も外壁面寄りに位置していることから、一方の端部の放
電電極に与える電位と同じ電位を導電部に与えると、他
方の端部の放電電極、或は、他方の端部の導電部との間
の電位差により、外囲器の中実部分に電界が形成され
る。 しかも、外囲器の中実部分を電界物質とする、一方
の端部の導電部と、他方の端部の放電電極、或は、他方
の端部の導電部との間の電界は、外囲器の内部空間を電
界物質とする両放電電極間の電界よりも、電界物質の相
違により弱くなるが、外囲器の少なくとも一方の端部に
設けた導電部が、外囲器の一方の端部よりも外囲器の他
方の端部寄りの端部部分に位置していることから、他方
の端部寄りに位置する分だけ外囲器の中実部分に形成さ
れる電界が強くなり、これにより、外 囲器の内部の等電
位面が歪むことがない。 従って、両放電電極間に形成さ
れる電界と外囲器の中実部分内に形成される電界とが協
働して平等電界を形成することで、平等電界領域が極め
て広い放電管を得ることができ、放電を極めて安定させ
ることができるものである。

【００１１】また、平等電界領域が極めて広いので、放
電間隙と放電管内径とがほぼ等しい状態でも放電管の全
体にわたって平等電界を形成することができ、これによ
り放電管全体の直径寸法を小さくすることができるもの
である。

【００１２】さらに、外囲器内に平等電界に近い確定さ
れた強い電界が形成されているので、近接導体による影
響が少なく、放電をより安定させることができ、また、
高度な加工精度を要求されず、放電管の製造が極めて容
易になるものである。また、本発明に係る放電管によれ
ば、張出部が形成されている外囲器の端部において、外
囲器の両端方向における外囲器の内壁面の寸法が、外囲
器の内方への張出部の張出寸法に応じた分だけ長くな
り、これにより、外囲器の内部沿面距離が長くなり、よ
って、内部沿面放電の発生を抑えて、より放電を安定さ
せることができる。 さらに、本発明に係る放電管によれ
ば、外囲器の端部に対する放電電極の封着部である導電
部が、外囲器の内壁面よりも外壁面寄りに位置し、しか
も、外囲器の一方の端部よりも外囲器の他方の端部寄り
の端部部分に位置していることから、導電部、つまり、
外囲器の端部に対する放電電極の封着部が、外囲器の内
部空間に露出することがない。 従って、外囲器の両端部
における各放電電極の封着部の間に放電が発生し、この
放電により、外囲器の内部空間の電界のうち、外囲器の
端部に対する放電電極の封着部が露出する内部空間箇所
の電界が、他の内部空間部分の電界に比べて強くなるこ
とがなく、よって、外囲器の内部空間における両放電電
極間の放電をより安定させることができる。 また、本発
明に係る放電管によれば、外囲器内に露出する放電電極
部分がスパッタ防止部材で覆われていることから、陰極
となる放電電極におけるスパッタリ ングの発生とそれに
伴う放電電極の汚れ、さらには、この汚れによる外囲器
の内部沿面放電の発生をいずれも防ぎ、放電をより安定
させることができる。 さらに、本発明に係る放電管によ
れば、導電部のうち外囲器の外方に露出する導電部部分
が絶縁物よりなる外部沿面放電防止部材で覆われている
ことから、外囲器の外方に露出する外囲器の両端部の導
電部部分間に、外囲器の外壁面に沿って放電が発生しよ
うとしても、これが外部沿面放電防止部材により阻止さ
れ、その結果、外囲器の内部空間における両放電電極間
の放電をより安定させることができる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１乃至図１２を参
照して説明する。図１は本発明に係る放電管の基礎とな
る参考例としての放電管を示したもので、図１中引用符
号１で示すこの参考例の放電管は、セラミック等の絶縁
物からなる円筒状外囲器２を有している。 そして、この
外囲器２は、その一端部２ａの内径ｒ_１が他端部２ｂの
内径ｒ_２より大きくなるようにその内部に段部８が形成
されており、この段部８により上記外囲器２の一端部２
ａに取付凹部９が形成されるようになっている。この取
付凹部９内には、略円盤状に形成され周縁部分５ａ′が
取付凹部９の入口側に丸め込まれ曲面形状とされた電極
５ａが嵌入されており、上記取付凹部９の内端面９ａが
メタライズ３ａ等の手段により金属化された導電面とさ
れることで、上記嵌入される電極５ａの周縁部分５ａ′
がろう付け等の手段により上記内端面９ａに封着されて
いる。

【００１４】また、上記外囲器２の他端部２ｂの外端面
２ｂ′もメタライズ３ｂ等の手段により金属化された導
電面となっており、上記外囲器２の外径とほぼ同径で、
その周縁部分５ｂ′が外囲器２の外方に丸め込まれた略
円盤状の電極５ｂの周縁部分５ｂ′が上記外端面２ｂ′
に封着されている。また、上記電極５ｂの中心部分に
は、封入パイプ６が固着されると共に、封入孔７が形成
されており、これにより、上記放電管１内に所定の放電
気体が封入されるようになっている。

【００１５】本参考例においては、放電管１の電極５
ａ，５ｂの曲面形状をした周縁部分５ａ′，５ｂ′が外
囲器２の端面部分９ａ，２ｂ′にそれぞれ封着されて、
外囲器２の内部に面しておらず、外囲器２の内部には、
実質的に平面でかつ平行な電極面５ａ″，５ｂ″のみが
面するようになっているので、上記電極５ａ，５ｂ間に
所定の電圧を印加すると、上記電極面５ａ″，５ｂ″間
の放電空間Ｓにおける電界が平等電界に近似するように
なっている。

【００１６】また、上記外囲器２の両端部に封着された
電極５ａ，５ｂの封着部のうち、一方の電極５ａの封着
部３ａが他方の電極５ｂの封着部３ｂと外囲器２の厚さ
ｔ_１部分を介して相重なり合っているので、上記外囲器
２内にも平等電界に近似した電界が形成されるようにな
り、しかも、この外囲器２内に形成される電界が、外囲
器の誘電率をεとすると、通常の放電管内のガス体換算
でほぼεｔ_１だけ電極を外部に拡大したものの電界とほ
ぼ等価な電界として形成されるようになっている。

【００１７】そして、本参考例の放電管１は、上記電極
面５ａ″，５ｂ″間に形成される電界と外囲器２内に形
成される電界とが協働し合ってこれらの電界が連続形成
されることにより、上記電極面５ａ″，５ｂ″による放
電空間Ｓ内には平等電界に極めて近似した電界が形成さ
れるようになり、斯かる放電空間Ｓ内において発生する
放電の放電開始電圧のばらつきが小さくなる等、放電が
極めて安定するようになっている。

【００１８】これに対して、従来の放電管は、棒状の電
極全体が外囲器２内に位置しており、斯かる電極の放電
間隙近傍に形成される電界によって放電状態が決定され
てしまうものであり、上記外囲器２内に形成される電界
が非常に弱いので、上記放電間隙近傍に形成される電界
に影響を及ぼすことがほとんどなく、いわゆる平等電界
形成電極を使用したとしても、放電管全体にわたって平
等電界が形成されているわけではなかった。一方、上記
した通り、外囲器２内の電界が弱いので、外部に近接導
体による強い電界があると、重ね合わせの原理により、
この近接導体による強い電界の方が上記放電間隙近傍に
形成される電界に影響を与え、放電開始電圧が大きく変
動する欠点があった。

【００１９】従って、本参考例の放電管１においては、
外囲器２の両端部に封着された電極５ａ，５ｂのうち、
外囲器２の内部に面する電極面５ａ″，５ｂ″が平行板
電極として形成されると共に、上記電極５ａ，５ｂと同
じ電位が与えられる外囲器２の導電面としての一方の電
極５ａの封着部３ａが他方の電極５ｂの封着部３ｂと外
囲器２を介して相重なり合って形成されているので、電
極面５ａ″，５ｂ″間に形成される電界と外囲器２内に
形成される電界とが協働し合うことで、平等電界領域が
極めて広い放電管を得ることができ、放電開始電圧のば
らつきが小さくなる等放電を安定させることができる。

【００２０】また、従来のいわゆる平等電界形成電極に
おいては、放電間隙の所定部分のみに平等電界が形成さ
れており、放電管全体にわたって平等電界が形成されて
いるわけではなく、また、上記所定部分の平等電界を形
成するために放電間隙の数倍の大きさの直径を有する電
極が必要であり、放電管全体の直径寸法が極めて大きく
なっていたが、本参考例の放電管１によれば、平等電界
領域が極めて広いので、放電間隙と放電管内径とがほぼ
等しい状態でも放電管の全体にわたって平等電界を形成
することができ、結果として、放電管全体の直径寸法を
小さくすることができ、放電管を小型化することができ
る。このことは、換言すれば、限られた放電管外径で大
きな放電間隙を得られることを意味するものである。

【００２１】さらに、外囲器２内に形成される平等電界
に近く、かつ、強い電界も利用して平等電界領域が極め
て広い放電管としているので、放電管外部に位置する近
接導体による影響が少なくなり、斯かる近接導体に起因
する放電開始電圧のばらつき等を防ぐことができる。

【００２２】またさらに、上記電極５ａ，５ｂの曲面形
状の周縁部分５ａ′，５ｂ′が外囲器２内に面していな
いので、斯かる曲面形状部分の加工精度が全く問題とな
らず、上記電極の製造が極めて容易となる。そして、斯
かる電極５ａ，５ｂを内周面に段部８を有する外囲器２
に封着して組み立てるだけでよいので、放電管の製造コ
ストを極めて安価に抑えることができる。

【００２３】さらに、上記一方の電極５ａが外囲器２に
形成された取付凹部９内に嵌入されているので、上記一
方の電極５ａから他方電極５ｂまでの外囲器２の外壁面
に沿った距離が長くなり、外囲器２の外面に沿った沿面
放電の発生を防ぐことができ、上記電極面５ａ″，５
ｂ″間において十分な放電開始電圧をもって放電させる
ことができる。

【００２４】ここで、本参考例の場合、上記外囲器２を
アルミナセラミックとし、その肉厚ｔ_２を２ｍｍ、内径
ｒ_２を２０ｍｍ、また、段部８の厚さｔ_１を１ｍｍ、電
極面５ａ″，５ｂ″の電極間隙Ｇを６ｍｍとし、放電管
１内に封入される放電気体をアルゴンガスとし、その圧
力を６ｋｇ／ｃｍ^２として測定したところ、放電開始電
圧の平均値が２０ｋｖとなり、放電開始電圧の最大値と
最小値との差が上記平均値に対して４．３％となり、放
電が極めて安定することが判明している。また、上記放
電気体として窒素ガスを封入しても、放電開始電圧のば
らつきが小さいことが判明している。

【００２５】なお、上記放電管１において、上記した外
部沿面放電を生ずる電圧より放電開始電圧が低ければ、
上記したように一方の電極５ａを外囲器２の取付凹部９
内に嵌入する必要がなく、上記他方の電極５ｂのように
単に外囲器２の端面に電極５ａを封着するだけでよい。

【００２６】また、上記メタライズされた導電面３ａ，
３ｂの全体が電極５ａ，５ｂの封着部と説明したが、上
記導電面３ａ，３ｂは外囲器２内に電界を形成させる作
用を有していればよいので、上記電極５ａ，５ｂの封着
を導電面の一部で行うか、または、導電面以外の部分で
他の手段により行うようにしてもよい。

【００２７】ところで、図１の参考例には改良の余地の
あることが判明した。即ち、図１に示した放電管１の外
囲器２を透明なパイレクッスガラスで形成して放電管１
を組み立てて実験を行った結果、外囲器２の内壁と電極
５ａ，５ｂとが接触する部分（図１のＡ，Ｂ部分）で放
電が生じる場合があり、この付近の電界が強くなってい
ることが判明した。

【００２８】そこで、図１に示した参考例の放電管１を
改良したのが、図２に示す本発明の実施例に係る放電管
１である。 即ち、図２に示したように、円筒状外囲器２
の両端周縁部分に切欠き部１０，１０を形成し、この各
切欠き部１０の端面１０ａをメタライズ３により金属化
された導電面とし、この金属化した各端面１０ａに、上
記外囲器２の両端部に対向して配設される外囲器２とほ
ぼ同径の略皿状に形成された電極５ａ、５ｂの周縁フラ
ンジ部１１を封着するようにした。また、上記両端部に
電極５ａ，５ｂが封着された外囲器２を、沿面放電防止
筒１２内に所定の接着材１３を介して収納、固定したも
のである。なお、符号６は、放電気体の封入パイプであ
る。

【００２９】本実施例においては、外囲器２と電極５
ａ，５ｂとのメタライズ３による導電面であり、かつ、
封着部分が外囲器２の外周縁部に位置し、外囲器２の内
部に面するものではないので、外囲器２の内壁と電極５
ａ，５ｂとが接触する部分の電界を弱めることができ、
この部分での放電の発生を防ぐことができ、より安定し
た放電を得ることができる。

【００３０】また、上記したように電極面５ａ″，５
ｂ″間に形成される電界と外囲器２内に形成される電界
とを利用して平等電界領域が極めて広い放電管を得るよ
うにしているが、一般的に、電界物質の違いにより外囲
器２内に形成される電界が電極面５ａ″，５ｂ″間に形
成される電界よりやや弱められて、外囲器２内に形成さ
れる等電位面が放電管の中央から両端側にやや傾く傾向
にあるが、本実施例によれば、外囲器２の切欠き端面１
０ａ部分で電極５ａ，５ｂが封着されているので、電極
５ａ，５ｂから外囲器２に対して電位が与えられるいわ
ゆる導電面が上記電極面５ａ″，５ｂ″より相手電極側
に接近して配置されるようになり、上記した外囲器２内
の電界の歪みを補正して、電極面５ａ″，５ｂ″間及び
外囲器２内に形成される電界の等電位面を歪みのないも
のとすることができ、放電管内に形成される電界をより
平等電界に近づけることができ、放電をより安定させる
ことができる。

【００３１】ここで、上記導電面の配設位置、即ち図２
中ａ部とｂ部との関係は、各種実験から、外囲器２の誘
電率をε、比例定数をＫとすると、 ｂ＝Ｋ・ａ／ε となり、Ｋとしては１〜３が最適であることが判明して
いる。

【００３２】そして、上記外囲器２をアルミナセラミッ
クとし、その肉厚ｔ_３を２ｍｍ、内径ｒ_３を６ｍｍ、ａ
部を１ｍｍ、ｂ部を０．２ｍｍとし、また、電極間隙Ｇ
を６ｍｍ、封入するアルゴンガスの圧力を６ｋｇ／ｃｍ
^２として測定したところ、放電開始電圧の平均値が２０
ｋｖとなり、放電開始電圧の最大値と最小値との差が上
記平均値に対して４．０％程となり、放電が安定するこ
とが判明している。また、上記放電気体として窒素ガス
を封入しても、放電開始電圧のばらつきが小さいことが
判明している。

【００３３】なお、上記したように外囲器２の切欠き端
面１０ａ部分で電極５ａ，５ｂが封着されており、いわ
ゆる導電面と電極の封着部との位置が一致しているが、
上記切欠き端面１０ａ部分が導電面として機能するもの
であれば、電極５ａ，５ｂの外囲器２への封着部は、メ
タライズによる封着部が外囲器２の内部に面しない範囲
であれば上記切欠き端面１０ａ部分以外の場所でもよ
く、この場合、上記導電面としてのメタライズ面が互い
に平行である必要はなく、例えば外囲器２の外壁に塗布
する形でもよい。

【００３４】また、上記沿面放電防止筒１２は、セラミ
ック等の絶縁物である必要はなく、安価なプラスチック
であってもよく、また、上記外囲器２の外部沿面放電を
生ずる電圧が本来の放電管の放電開始電圧より高けれ
ば、上記沿面放電防止筒１２を使用する必要がない。

【００３５】図３は図２の変形例を示したもので、上記
したように図２中外囲器２のｂ部の寸法が０．２ｍｍと
極めて小さく、上記切欠き部１０が極めて小さく形成さ
れており、斯かる切欠き端面１０ａ部分に封着される電
極５ａ、５ｂの周縁フランジ部１１の曲げ形状もその曲
げの度合いが極めて小さいので、上記電極５ａ，５ｂを
上記周縁フランジ部１１を形成することなく単なる円盤
平板状として形成し、斯かる電極５ａ，５ｂの電極面１
４と上記メタライズされた切欠き端面１０ａとの間に銀
ろう等のろう材１５を介在させるようにしたものであ
る。

【００３６】このようにすれば、上記ろう材の１５のろ
う付け代で上記外囲器２のｂ部の寸法を吸収することが
でき、上記電極５ａ，５ｂに単なる円盤状の平板を使用
することで、斯かる電極の製造コストをより抑えること
ができる。

【００３７】図４は本発明の他の実施例を示したもの
で、図２に示した放電管１において（本実施例の場合、
沿面放電防止筒１２は省略されている）、外囲器２の両
端部に封着される電極５ａ，５ｂと外囲器２の両端面と
の間にタングステン、モリブデン、タルタル等の高融点
金属よりなるスパッタ防止板１６を介在させ、このスパ
ッタ防止板１６で外囲器２内に面する電極５ａ，５ｂの
表面（電極面５ａ″，５ｂ″）を覆うようにしたもので
ある。

【００３８】ここで、上記スパッタ防止板１６は、セラ
ミック等からなる外囲器２の熱膨張係数と等しくする必
要性から４２アロイ等の材料で形成されている上記電極
５ａ，５ｂの中心部分において溶接等により固着されて
おり、また、上記スパッタ防止板１６の周縁部には、膨
張収縮を可能にするべく、僅かな間隙１７が設けられて
いる。

【００３９】従って、本実施例においては、上記スパッ
タ防止板１６により、陰極となる一方の電極５ａ又は５
ｂのスパッタリングを防ぐことができ、これにより、陰
極スパッタに起因する外囲器２内面の汚れ、及びこの汚
れに起因する放電管の内部沿面放電の発生を防ぐことが
でき、放電管の耐久性を高めることができると共に、よ
り放電を安定させることができる。

【００４０】なお、上記スパッタ防止板１６を必ずしも
両電極５ａ，５ｂに設ける必要はなく、陰極となる一方
の電極側に設けるだけでも十分な効果が得られる。

【００４１】また、図５及び図６は本発明のさらに他の
実施例を示したもので、図２に示した放電管１において
（本実施例の場合も、沿面放電防止筒１２は省略されて
いる）、外囲器２の両端内周部には、外囲器２と同様な
セラミック等の絶縁物で形成され中央に開口部１８ａを
有するワッシャー状の張出部１８がガラスフリット等に
より固着されている。また、上記外囲器２の両端外周部
の切欠き端面１０ａ部分には、メタライズ等の手段によ
り金属化された導電面３が形成されており、この部分に
電極５ａ，５ｂが封着されるようになっている。また、
上記張出部１８の開口部１８ａを介して電極５ａ，５ｂ
の表面（電極面５ａ″，５ｂ″）が外囲器２内に面する
ようになっており、斯かる部分には、上記電極面５
ａ″，５ｂ″を覆うようにスパッタ防止板１９が配設、
固着されている。

【００４２】ここで、上記スパッタ防止板１９の内端面
１９ａは、上記張出部１８の内端面１８ｂより外方に位
置しており、スパッタ防止板１９が張出部１８で囲まれ
るようになっている。また、上記張出部１８の内端面１
８ｂより内方に導電面としての上記切欠き端面１０ａが
位置するようになっている。そして、図６中の各部の寸
法関係は、上記張出部１８の誘電率をε_１、外囲器２の
誘電率をε_２とすると、 ｅ＝ｆ／ε_１ ｂ＝Ｋ・ａ／ε _２ 但し Ｋ＝１〜３ の関係にある時に、張出部１８の内端面１８ｂを延長し
た面ｈの電界が均一で平等電界に近くなり、放電開始電
圧のばらつきが小さいことが各種実験から判明してい
る。

【００４３】そして、本実施例においては、上記したよ
うに電極として機能するスパッタ防止板１９部分が張出
部１８で囲まれて、張出部１８で形成される電界で囲ま
れているので、斯かる張出部１８に形成される電界が平
等電界となることで放電開始電圧のばらつきを小さくす
ることができ、スパッタ防止板１９の表面形状が平面状
でなくても問題がないことが判明している。また、上記
スパッタ防止板１９の加工精度がそれほど高くなくても
十分であり、さらに、スパッタ防止板１９の周縁部を面
とりすれば、より放電開始電圧のばらつきをなくせると
共に、放電維持電圧を小さくできることが判明してい
る。

【００４４】さらに、放電経路が放電管内径全体でな
く、張出部１８の開口部１８ａに位置するスパッタ防止
板１９部分に限定されているので、より放電を安定化さ
せるこができ、また、スパッタ防止板１９を小径とする
ことで、スパッタ防止板１９のコストを抑えることがで
きる。

【００４５】またさらに、上記張出部１８により放電管
１の内部沿面距離を長くすることができ、内部沿面放電
の発生を抑えて、より放電を安定させることができる。

【００４６】ここで、本実施例の場合、上記外囲器２を
誘電率約９のアルミナセラミックとし、その外径ｒ_４を
１０ｍｍ、内径ｒ_５を６ｍｍ、また、図６中ａ部を１ｍ
ｍ、ｂ部を０．２ｍｍ、ｅ部を０．１ｍｍ、ｆ部を０．
５ｍｍとし、さらに、電極として機能するスパッタ防止
板１９間の放電間隙Ｇを６ｍｍ、上記張出部１８の開口
部１８ａの穴径ｒ_６を２ｍｍとし、封入するアルゴンガ
スの圧力を６ｋｇ／ｃｍ^２として測定したところ、放電
開始電圧の平均値が２０ｋｖとなり、放電開始電圧の最
大値と最小値との差が上記平均値に対して３．４％とな
り、放電が極めて安定することが判明している。

【００４７】なお、上記実施例では、上記導電面３が上
記張出部１８の内端面１８ｂよりさらに相手電極側に接
近して設けられているが、これは最適な条件を示したも
ので、上記電極５が上記張出部１８または外囲器２に接
する部分より相手電極側に接近して上記導電面３を設け
るだけでも、上記放電空間Ｓ内を平等電界に近づける効
果を十分に奏することが判明している。

【００４８】また、上記張出部１８及びこれに囲まれた
スパッタ防止板１９部分を陰極となる一方の電極側に設
けるだけで十分な効果が得られることが判明している。

【００４９】さらに、上記実施例では、上記切欠き端面
１０ａに設けられた導電面３で電極５ａ，５ｂを封着す
るように説明したが、上記導電面３は、これに電極５の
電位が与えられて、外囲器２内に平等電界に近い電界を
形成する作用を有していればよいので、上記電極５の封
着を、上記切欠き端面１０ａ部分以外の、例えば図５に
示したＣ，Ｄ部分等の端部をメタライズして、この部分
で行うようにしてもよい。

【００５０】また、図７乃至図９も本発明の他の実施例
を示したもので、本実施例においては、封入パイプを介
さずに放電管１内に放電気体を封入するようにしたもの
である。

【００５１】即ち、略円筒状の外囲器２の両端内周部に
は、外囲器２と同様なセラミック等の絶縁物で形成され
中央に開口部２０ａを有する張出部２０がガラスフリッ
ト等により予め固着されており、これにより、上記張出
部２０を有する外囲器２の両端部分に切欠き部２１が形
成されるようになっている。また、上記張出部２０を有
する外囲器２とは別に、外囲器２とほぼ同径で、後述す
るように放電管１を組み立てた時に上記切欠き部２１に
位置する周縁フランジ部２２が形成された略皿状の電極
５ａ，５ｂが設けられており、この電極５ａ，５ｂに
は、予めそれぞれ、放電管を組み立てた時に放電管の内
面側となる面の中央部に、上記張出部２０の開口部２０
ａ内に位置するようにスパッタ防止板２３が固着される
と共に、放電管の外面側となる面の中央部に、外部と導
通するための接続部２４が固着されるようになってい
る。

【００５２】また、上記切欠き部２１の端面２１ａ部分
は、メタライズ３により金属化された導電面とされてお
り、この切欠き部２１には、図８に示したような一面側
に突起部２５ａが形成されたリング状のろう材２５が、
突起部２５ａが形成されていない面が上記メタライズさ
れた端面２１ａと対面するように配設されるようになっ
ている。

【００５３】本実施例においては、上記予め形成した張
出部２０を有する外囲器２の両端部に、上記ろう材２５
を介して上記スパッタ防止板２３及び接続部２４を有す
る電極５ａ，５ｂを配設し、図示しない治具で図面を９
０゜回転した状態で上端部に重錘を載せ、これらを放電
管１の形状に組み立てた状態で、この組み立て体２６全
体を図示しない排気充填装置の容器中に収容し、上記ろ
う材２５が溶融しない程度に組み立て体２６を加熱しな
がら脱ガス及び排気を行うものである。

【００５４】ここで、上記組み立て体２６には、上記ろ
う材２５の突起部２５ａにより微小間隙が形成されてお
り、この間隙を介して上記排気がなされるようになって
いる。そして、上記排気が終了したら、上記排気充填装
置の容器中にアルゴンガス等の放電気体を所定圧力で充
満させ、さらに、上記容器を加熱することで上記組み立
て体２６全体を加熱して上記ろう材２５を溶融させ、そ
の後、組み立て体２６全体を徐冷させることで、内部に
アルゴンガス等の放電気体が封入された図９に示すよう
な放電管１が形成されるようになっている。

【００５５】従って、本実施例においては、上記した各
実施例と同様に電極５ａ，５ｂ間の電界が平等電界に近
似することで放電を安定させることができると共に、放
電管の製造、組み立てを容易にすることができ、また、
スパッタ防止板２３によりスパッタリングを防いで、陰
極スパッタに起因する外囲器２内面の汚れ及びこの汚れ
に起因する放電管１の内部沿面放電の発生を防ぐことが
でき、さらに、上記外囲器２内周部の張出部２０により
放電管１の内部沿面距離を長くすることができ、より内
部沿面放電の発生を抑えることができる。また、スパッ
タ防止板２３を上記張出部２０の開口部２０ａに配設可
能に形成することで、スパッタ防止板２３を小径とする
ことができ、スパッタ防止板２３のコストを抑えること
ができる。さらに、封入パイプを必要としないので、そ
の分コストを抑えることもできる。

【００５６】また、図１０乃至図１２は、上記図４に示
した形状で、内部に放電気体が封入された放電管１を封
入パイプを介さずに、上記図７乃至図９に示した実施例
と同様の手順で形成するようにしたものである。ここ
で、上記手順はすでに説明したものと同じであるので、
同一該当箇所に同一符号を付してその説明を省略する。

【００５７】従って、本実施例においても、上記各実施
例と同様の作用、効果を得ることができ、放電の安定し
た放電管１を極めて容易に製造することができる。

【００５８】なお、本発明は上記各実施例に限定される
ものではなく、種々変更することができるものであり、
図２乃至図６に示した各実施例においては、放電管１と
外部とを導通する接続部が開示されていないが、図７乃
至図１２に示したような接続部を適宜設ければよく、ま
た、封入パイプ６を外部と導通する接続部として兼用し
てもよい。

【００５９】

【発明の効果】以上述べたように、本発明に係る放電管
によれば、絶縁物からなる筒状の外囲器の両端部に相対
向する放電電極を設け、上記外囲器内に放電気体を封入
してなる放電管において、上記外囲器の両端部のうち少
なくとも一方の端部の、上記外囲器の内壁面よりも該外
囲器の外壁面寄りの端部部分であって、かつ、上記一方
の端部よりも上記外囲器の他方の端部寄りの端部部分
に、導電部が設けられており、上記導電部には、上記一
方の端部に設けた上記放電電極に与える電位と同じ電位
が与えられる構成とした。 このため、外囲器の少なくと
も一方の端部に設けた導電部が、外囲器の内壁面よりも
外壁面寄りに位置していることから、一方の端部の放電
電極に与える電位と同じ電位を導電部に与えると、他方
の端部の放電電極、或は、他方の端部の導電部との間の
電位差により、外囲器の中実部分に電界が形成される。
しかも、外囲器の中実部分を電界物質とする、一方の端
部の導電部と、他方の端部の放電電極、或は、他方の端
部の導電部との間の電界は、外囲器の内部空間を電界物
質とする両放電電極間の電界よりも、電界物質の相違に
より弱くなるが、外囲器の少なくとも一方の端部に設け
た導電部が、外囲器の一方の端部よりも外囲器の他方の
端部寄りの端部部分に位置していることから、他方の端
部寄りに位置する分だけ外囲器の中実部分に形成される
電界が強くなり、これにより、外囲器の内部の等電位面
が歪むことがない。 従って、両放電電極間に形成される
電界と外囲器の中実部分内に形成される電界とが協働し
て平等電界を形成することで、平等電界領域が極めて広
い放電管を得ることができ、放電を極めて安定させるこ
とができる。 また、平等電界領域が極めて広いので、放
電間隙と放電管内径とがほぼ等しい状態でも放電管の全
体にわたって平等電界を形成することができ、これによ
り放電管全体の直径寸法を小さくすることができる。 さ
らに、外囲器内に平等電界に近い確定された強い電界が
形成されているので、近接導体による影響が少なく、放
電をより安定させることができ、また、高度な加工精度
を要求されず、放電管の製造を極めて容易にすることが
できる。 また、本発明に係る放電管によれば、上記外囲
器の端部に、上記外囲器の内壁面より該外囲器の内方に
延出してなる張出部が形成されてなる構成とした。 この
ため、張出部が形成されている外囲器の端部において、
外囲器の両端方向における外囲器の内壁面の寸法が、外
囲器の内方への張出部の張出寸法に応じた分だけ長くな
り、これにより、外囲器の内部沿面距離が長くなり、よ
って、内部沿面放電の発生を抑えて、より放電を安定さ
せることができる。 さらに、本発明に係る放電管によれ
ば、上記導電部を上記外囲器の端部に対する上記放電電
極の封着部とする構成とした。 このため、外囲器の端部
に対する放電電極の封着部である導電部が、外囲器の 内
壁面よりも外壁面寄りに位置し、しかも、外囲器の一方
の端部よりも外囲器の他方の端部寄りの端部部分に位置
していることから、導電部、つまり、外囲器の端部に対
する放電電極の封着部が、外囲器の内部空間に露出する
ことがない。 従って、外囲器の両端部における各放電電
極の封着部の間に放電が発生し、この放電により、外囲
器の内部空間の電界のうち、外囲器の端部に対する放電
電極の封着部が露出する内部空間箇所の電界が、他の内
部空間部分の電界に比べて強くなることがなく、よっ
て、外囲器の内部空間における両放電電極間の放電をよ
り安定させることができる。 また、本発明に係る放電管
によれば、上記放電電極のうち上記外囲器内に露出する
放電電極部分が、スパッタ防止部材で覆われている構成
とした。 このため、外囲器内に露出する放電電極部分が
スパッタ防止部材で覆われていることから、陰極となる
放電電極におけるスパッタリングの発生とそれに伴う放
電電極の汚れ、さらには、この汚れによる外囲器の内部
沿面放電の発生をいずれも防ぎ、放電をより安定させる
ことができる。 さらに、本発明に係る放電管によれば、
絶縁物よりなる外部沿面放電防止部材を、上記導電部の
うち上記外囲器の外方に露出する導電部部分を覆うよう
に配設する構成とした。 このため、導電部のうち外囲器
の外方に露出する導電部部分が絶縁物よりなる外部沿面
放電防止部材で覆われていることから、外囲器の外方に
露出する外囲器の両端部の導電部部分間に、外囲器の外
壁面に沿って放電が発生しようとしても、これが外部沿
面放電防止部材により阻止され、その結果、外囲器の内
部空間における両放電電極間の放電をより安定させるこ
とができる等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る放電管の基礎となる参考例として
の放電管を示す断面図である。

【図２】本発明に係る放電管の一実施例を示す断面図で
ある。

【図３】図２に示す放電管の変形例を示す要部断面図で
ある。

【図４】本発明に係る放電管の他の実施例を示す断面図
である。

【図５】本発明に係る放電管のさらに他の実施例を示す
断面図である。

【図６】図５に示す放電管の要部拡大断面図である。

【図７】本発明に係る放電管のさらに他の実施例を示す
組み立て断面図である。

【図８】図７に示す放電管に使用するろう材の斜視図で
ある。

【図９】図７に示す放電管の組み立て後の状態を示す断
面図である。

【図１０】本発明に係る放電管のさらに他の実施例を示
す組み立て断面図である。

【図１１】図１０に示す放電管に使用するろう材の斜視
図である。

【図１２】図１０に示す放電管の組み立て後の状態を示
す断面図である。

【図１３】従来の放電管を示す断面図である。

【符号の説明】

Ｓ 放電空間 Ｇ 放電間隙 １ 放電管 ２ 外囲器 ３ メタライズ面（導電面） ５，５ａ，５ｂ 電極 ５ａ″，５ｂ″ 電極面 ６ 封入パイプ ８ 段部 ９ 取付凹部 １０，２１ 切欠き部 １１，２２ 周縁フランジ部 １５，２５ ろう材 １６，１９，２３ スパッタ防止板 １８，２０ 張出部 ２４ 接続部 ２６ 組み立て体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭64−84585（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−62485（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−70392（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−79087（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭58−113290（ＪＰ，Ｕ)

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁物からなる筒状の外囲器の両端部に
   相対向する放電電極を設け、上記外囲器内に放電気体を
   封入してなる放電管において、 上記外囲器の両端部のうち少なくとも一方の端部の、上
   記外囲器の内壁面よりも該外囲器の外壁面寄りの端部部
   分であって、かつ、上記一方の端部よりも上記外囲器の
   他方の端部寄りの端部部分に、導電部が設けられてお
   り、 上記導電部には、上記一方の端部に設けた上記放電電極
   に与える電位と同じ電位が与えられる、 ことを特徴とする放電管。
2. 【請求項２】 請求項１記載の放電管において、上記外
   囲器の端部に、上記外囲器の内壁面より該外囲器の内方
   に延出してなる張出部が形成されてなることを特徴とす
   る放電管。
3. 【請求項３】 請求項２記載の放電管において、上記外
   囲器の両端方向における上記張出部の両端面のうち、上
   記外囲器の内方寄りに位置する内端面が、上記外囲器の
   両端方向における上記放電電極の両端面のうち、上記外
   囲器の内方寄りに位置する内端面よりも、上記外囲器の
   両端方向における上記外囲器の内方寄り箇所に配置され
   ていることを特徴とする放電管。
4. 【請求項４】 請求項１乃至３の何れかに記載の放電管
   において、上記導電部を上記外囲器の端部に対する上記
   放電電極の封着部とすることを特徴とする放電管。
5. 【請求項５】 請求項１乃至４の何れかに記載の放電管
   において、上記放電電極のうち上記外囲器内に露出する
   放電電極部分が、スパッタ防止部材で覆われていること
   を特徴とする放電管。
6. 【請求項６】 請求項１乃至５の何れかに記載の放電管
   において、絶縁物よりなる外部沿面放電防止部材を、上
   記導電部のうち上記外囲器の外方に露出する導電部部分
   を覆うように配設したことを特徴とする放電管。