JPH0736456B2 - ガス放電管 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、それぞれ中心孔および、前記中心孔の軸に実
質的に直角な第１および第２の面を有する第１および第
２の部材より成り、これら部材が、第１部材の第１の面
が第２の部材の第２の面に対向しかつ中心孔が同軸であ
りかつ一緒になつてガスを含有するキヤビテイーの少な
くとも１部分を形成するように配置され、さらに、第１
の部材の第１の面および第２の部材の第２の面間の前記
キヤビテイー周りに配置されて前記キヤビテイーの気密
性を保証する環状のガスケツト、および前記ガスケツト
を前記第１および第２の部材間に締付ける装置より成る
ガス放電管に関する。

従来の技術 本発明を、欧州特許公開第0048690号に記載されたよう
なガスレーザ用の放電キヤビテイーを制限する管につき
例示することにより詳述する。

欧州特許公開第0048690号に記載された管は、半径方向
の冷却フインおよび中心孔が備えられた一般にジスク状
の中心部を有する、例えばアルミニウム合金より成る金
属部材より成る。これら部材は、それらの中心孔が整列
されかつ一緒になつてレーザの放電キヤビテイーを形成
するように積重ねられている。このキヤビテイーが、ガ
ス、例えばアルゴンが低い圧力で充填されるように形成
されている。

この管の対向終端部に、１方が陽極、他方が陰極を有す
る１組の終端部材が備えられる。この陽極および陰極
が、キヤビテイーを充填するガス中に放電を形成および
維持するように備えられている。

この管のこれら端末部材は、これら管部材を相互に圧迫
しかつ従つてこれら部材間に備えられかつゴムまたはプ
ラスチツク材料より成るＯリングガスケツトを圧縮する
ことが可能であるような方法でその外側カバーに固定さ
れている。

レーザの作動中、種々の管部材が種々の電位に昇圧し、
かつキヤビテイーの壁面が、キヤビテイーを充填するガ
スにより形成されたプラズマからの激しいイオン衝撃を
受ける。従つて管部材は、イオン衝撃により惹起される
侵食に対し保護されかつ相互に電気的に絶縁されている
必要がある。所要の保護および絶縁が、これら部材を完
全に被覆する絶縁層、有利に酸化アルミニウムにより形
成される。

レーザの作動中、管キヤビテイーを充填するガス中に維
持される放電により生じる熱が、これら部材の半径方向
フインおよび管の外側カバー間に存在する空間中を流動
する流体、例えば水により除去される。

前述のガス放電管は若干の欠点を有する。

第１に、レーザ作動中の管部材の温度上昇が部材の膨張
を惹起する。部材に使用された材料の膨張係数がそれを
被覆する絶縁層と異なるので、絶縁材料に亀裂が生じ
る。これら亀裂が、管の冷媒のキヤビテイーへの侵入を
可能にし、それによりレーザの正常な作動を阻止する。

第２に、レーザをはじめて起動する際または長い中断後
に、所望のガスが充填または補充される前に、キヤビテ
イーは、可能な最高限度にまで空気またはそれを含有す
るガスが除去される必要がある。公知のように、この排
気操作が同時に管を加熱することにより促進および改善
される。

しかしながら、部材間のゴムまたはプラスチツク材料よ
り成るガスケツトの存在が、管と前述のような高い温度
に加熱することを阻止する。他方で、これらガスケツト
がそれらの面に相応量の空気またはガスを保留し、かつ
この空気またはガスが管キヤビテイーの排気に所要の時
間を相応に増大させる。

第３に、これらガスケツトが、レーザの作動中に管キヤ
ビテイー中に形成されたプラズマからのイオン衝撃によ
り破壊され易い。従つてこれら管部材は、衝撃中にガス
ケツトを保護するように配置されたリブおよび溝が備え
られる必要がある。このようなリブおよび溝が、これら
部材の製造を複雑にしかつその費用を増大させる。

このような欠点を回避するため、前記ゴムまたはプラス
チツク材料のガスケツトを、大きい差圧および／または
高温に耐える気密室を包含する装置でしばしば使用され
る金属、例えば銅またはアルミニウムのガスケツトに代
えることが可能である。

このようなガスケツトの使用が、キヤビテイーの排気中
に管を高温に加熱することを可能にする。さらに、この
ような使用が、管部材を被覆する絶縁層の亀裂による気
密上の難点を克服することを可能にする。それというの
もこれらガスケツトに使用された金属が、浸透に対し十
分に軟質でありかつ、ガスケツトが管の２つの部材間で
強く圧迫された際に亀裂を完全にシールするからであ
る。さらに、これら金属ガスケツトは、レーザ作動中の
プラズマからのイオン衝撃に対し不感である。

しかしながら、このような金属ガスケツトが、２つの管
部材間で圧迫されかつこれら部材の絶縁層中の亀裂を貫
通した場合、このガスケツトが亀裂底部の未保護の金属
と接触しかつこれら部材間の短絡を惹起し、それにより
レーザの正常な作動を阻止する。

また、欧州特許公開第0048690号に記載されたような締
付け装置は、これらガスケツトで管の密閉性を保証する
ため、それぞれのガスケツトに個々に加えられる力の合
計が管に作用するような寸法とされる必要がある。それ
ぞれのこれら力は、ガスケツトがゴムまたはプラスチツ
クより成るよりもむしろ金属である場合に極めて大であ
る。

もしガスケツトが金属でありかつ管部材の数が相対的に
大であるならば、締付け装置により加えられるべき全力
が実際に極めて大でなければならない。従つて実際に、
欧州特許公開第0048690号に記載されたような締付け装
置は、その寸法が過大であることを要するので使用され
ることができなかった。

発明が解決しようとする問題点 本発明の目的は、公知の金属ガスケツトの全ての利点を
有するが、種々の管部材間の短絡を容易に生じない前記
せる種類の放電管を得ることである。

本発明の他の目的は、管の相応する気密性を保証するた
め、締付け装置によりガスケツトに加えられるべき力が
過大であることを要せずに任意数の部材を包含すること
のできる前記せる種類の放電管を得ることである。

問題点を解決するための手段 本発明によればこれら目的は、前記せる種類の放電管に
おいて、ガスケツトが、ガス不透過性、耐圧縮および耐
熱性および電気絶縁性である材料より成る環状コアー、
このコアーおよび第１の部材の第１の面間の第１の金属
層、およびこのコアーおよび第２の部材の第２の面間の
第２の金属層からこれら２つの層間の電気的接触なしに
形成され、前記コアーおよび前記２つの層が、前記ガス
ケツトが前記締付け装置により前記部材間で圧迫された
際に前記部材間のいかなる電気的接触をも阻止するよう
な寸法とされていることにより達成される。

実施例 以下、本発明を図面実施例につき詳説する。

欧州特許公開第0048690号に記載された管と類似に、図
面に示した管はそれぞれ同じ部材の積重ねより成る。一
般にこれら部材は前記１で表わされるが、第２図のよう
に２つの部材が表わされている場合は、記号1aおよび1b
と表わされる。そして欧州特許公開第0048690号に記載
されたものと類似に、部材1aおよび1bは金属より成りか
つ一般にジスク状の中心部を有し、これには１連の、円
周へ向け半径方向に延びる８つの先細冷却フイン２およ
び、軸４回りの平滑な円形中心孔３が備えられている。
全ての管部材１の孔３が１緒になつてレーザの放電キヤ
ビテイーを形成する。

有利に部材１は、アルミニウム合金より成りかつ全面的
にアルミナ層で被覆されているが、これは極めて薄いた
め図示しない。

１方の面５に、孔と同軸に円筒形のリセス６が形成され
ている。

他方の面７に、円筒形のボス８が形成され、これはまた
孔３と同軸でありかつリセス６よりも小さい直径を有す
る。

環状のガスケツト９が、部材1aのリセス６、およびガス
ケツト９の中心孔中へ延びる隣接する部材1bのボス８中
に配置されている。

ガスケツト９を第３図に詳示する。このものは、リセス
６よりも小さい直径を有する外側の円筒面11、外面11と
同軸でありかつボス８よりも大きい直径を有する内側円
筒面12、および面11および12の軸と直角な実質的にフラ
ツトな面13および14により制限された環状コアー10より
成る。

ガスケツト９の全体的厚さは、ガスケツト９が後述する
ように部材1aおよび1b間で圧迫された場合でさえ、これ
が配置されたリセス６の深さよりも大であり、かつまた
これが包囲するボス８の高さよりも大である。従つて、
部材1aおよび1bが直接に接触することがありえない。

ガスケツト９のコアー10は、ガス不透過性であり、耐圧
縮および耐高温性、および電気絶縁性である材料より成
る。有利に、この材料がセラミツクである。

フラツトな面13および14が金属層15および16でそれぞれ
被覆されている。層15および16が軟質の材料より成り、
これは例えば銅またはアルミニウムであればよい。これ
ら層が、コアー10上に、相互に電気的接触を有せざるよ
うに配置される。

コアー10および層15および16の厚さは、ガスケツト９が
それぞれ部材1aおよび1b間で圧迫された場合でさえ、コ
アー10および層15または16の厚さの合計がリセス６の深
さおよびガス８の高さよりも大であるように選択され
る。

もしガスケツト９が孔３と完全に同軸でなくかつリセス
６またはボス８の側面と接触するとしても、その場合層
15および16はそれぞれ部材1aの面５および部材1bの面７
と接触することが不可能である。従つて、部材1aおよび
1bは層15および16を経て電気的に接続されることがあえ
ない。

金属層15および16がコアー10に結合されていてもよい。
この目的で、層15および16が、例えば差当りコアー10の
両面13および14に選択された材料の薄膜を化学蒸着（CV
D）または物理蒸着（PVD）することにより製造されるこ
とができる。

その後にこの金属層の厚さが、他の公知の方法、すなわ
ち電解メツキにより所望の価に増大される。

また結合された層15および16が、所望厚さの適当な金属
シートから打抜いたワツシヤ状のリングより成りかつ接
着剤で面13および14に固定されてもよい。

また層15および16がコアー10に結合されなくてもよく、
前述のようなワツシヤ状リングより成る層15および16
が、管の組立て中にコアー10の対向面に簡単に配置され
る。

第３図に示したようなガスケツト９の場合、層15および
16がコアー10と同じ巾を有する。このことが絶対に必要
ではなく、また層15および16がコアー10よりも小さい巾
を有してもよい。

絶縁材料より成るコアー10を使用し、かつ前述の関係を
有する種々の寸法のコアー10、金属層15および16、リセ
ス６およびボス８を使用することにより、直接的な電気
的接触が２つの隣接する部材１間に生じえないことを容
易に明白である。

従つて、金属層15および16の存在が部材１間の短絡を惹
起することはありえない。

ガスケツト９に使用される材料が耐圧縮性であるので、
管の組立て中にガスケツト９に作用する全力が、さらに
前記せるように層15および16の変形に利用可能であり、
この変形が、層15および16をこれが接触する面５また７
の不均斉部に密接に追従させかつ、部材１を被覆する絶
縁材料の亀裂に侵入させるために必要であり、これによ
り管の十分な気密性が得られる。

またこの気密性は、コアー10に使用される材料がガスに
対し不透過性であるという事実により促進される。

さらに前記せるようなガスケツト９は、管の部材１およ
びガスケツト９により集成されたキヤビテイーの排気中
に管に加えられる高温に耐えることが可能である。

さらに前記せるようなガスケツト９は、レーザが作動す
る際キヤビテイー中に存在するプラズマからのイオン衝
撃に、ゴムまたはプラスチツク材料より成る公知のガス
ケツトよりも十分に耐えることが可能である。従つて、
管部材１はガスケツト９の保護装置が備えられる必要が
なく、それによりその製造が簡単化されかつ費用節減さ
れる。他方で、すでにボス８が、少くとも若干の範囲で
ガスケツト９をこのイオン衝撃から保護する。

この管は、所要数の部材１とそれらの間のガスケツト９
とを、それぞれの部材の面５を隣接部材の合せ面７に整
列させて並列に配置することにより組立てられることが
できる。部材１が、１方の側面をボス８上に合せかつ他
方の側面をリセス６中へ合せたガスケツト９により少な
くとも大体において整列される。その後に、組立て続行
は、前記に引用せる欧州特許公開第0048690号に記載さ
れたものと類似の締付け装置を使用し１組の端末部材間
を圧迫すればよく、さらにこれら締付け装置が部材１の
正確な整列を可能にする。

また部材１は、ガスケツト９にそれぞれリセス６および
ボス８の直径と等しい内径および外径を与えることによ
り整列されることができる。この場合、第１図および第
２図中の部材1aおよび1bの部分および信号17〜22の部材
および未詳述の部材が不必要でありかつ省かれる。

しかしながら、むしろ大きい力が任意の隣接する２つの
部材間に加えられる必要があり、その結果中間ガスケツ
ト９の層15および16が、部材１の面５および７の不均斉
部に対し変形されかつ密接に適合しかつ部材１を被覆す
る絶縁材料層の亀裂に侵入する。このような変形が、管
の気密性を保証するために必要である。

もし管が相対的に多数の部材１を有するならば、所望の
変形をうるため全体としてこれら部材に作用されるべき
力は極めて大であることを要する。

このような場合、欧州特許公開第0048690号に記載され
たような締付け装置は殆んど不適当である、それという
のもこの場合これらが所要の力を作用しうるため極めて
大であることを必要としかつ最終的に嵩張りかつ製造困
難であるからである。

このような場合、部材１は、締付け装置が種種の部材よ
り成るとともに、それぞれの部材が少数のガスケツト９
に力を作用させる必要があるにすぎないように形成され
ていればよい。従つてこのような締付け装置は、さらに
嵩張らずかつ製造容易である。

第１図および第２図に示した実施例において、部材1aお
よび1bは、それぞれのガスケツト９が個々に締付けられ
うるように形成されている。

この実施例において、部材1aおよび1bはそれぞれ同数の
平滑な円形孔17およびねじ孔18を包含し、それらの軸が
孔３の軸４と平行でありかつそれら等距離にある。ま
た、孔17および18が同数にかつ交互に軸４回りに分配さ
れている。

さらに、円筒形のリセス19がそれぞれ平滑孔17回りの面
５中に備えられている。

この実施例において、管が以下のように組立てられる： 第１の部材１が、図示さぜる方法で、また図示せざる第
１の端末部材に固定される。例えばこの端末部材は、管
の陽極または陰極を含有するものであることができる。
この端末部材を示す場合、これは第２図の頂部に配置さ
れる。

第１の部材１が、その面５が完全に受容可能なままであ
るように第１の端末部材に固定される。

その後に、第１のガスケツト９が面５のリセス６中に配
置され、次いで第２の部材１が第１の部材と対向関係に
配置され、その結果その面７がガスケツト９と接触する
とともに、その平滑孔17が第１の部材のねじ孔18と軸方
向に整列する。

その後に、第２の部材１が第１の部材にねじ20により固
定されるが、このねじは、平滑孔17をその面と接触する
ことなく貫通して延びかつ第１の部材のねじ孔18中へね
じ込まれるような寸法とされている。所望の場合には、
この部分が孔17の面と適当に絶縁されることを保証する
ため、図示せざる絶縁材料より成るスリーブをねじ20の
平滑孔17中の部分へ滑り込ませてもよい。

ねじ20を挿入する前に、絶縁ワツシヤ21がそれらの頭部
22下側に備えられる。また頭部22の直径は、これらが取
付けられるリセス19の平滑円筒面と接触せざる程度であ
る。

従つて、ねじ20が第１の部材１と電気的に接触している
にせよ、これらねじは第２の部材１と電気的に絶縁され
ている。従つて、これら２つの部材は、接続ねじ20が存
在するにせよ、相互に電気的に絶縁されている。

はじめの２つの部材１が、ねじ20により、中間ガスケツ
ト９の金属層15および16が隣接面５および７のいかなる
不均斉部にも密接に適合するようにわずかに変形しか
つ、これら部材を被覆する絶縁層中のいかなる亀裂にも
侵入するような力で相互に対向圧迫される。

その後に第２のガスケツト９が、第２の部材１のリセス
６中に配置される。その後に第３の部材１が、その面７
が第２の部材１の面５に対向しかつその平滑孔17が第２
の部材１のねじ孔18と同軸であるように、この第２のガ
スケツト９に対向配置される。

この第３の部材１がまた第２の部材に、その平滑孔17を
経て延びかつ第２の部材１のねじ孔18中へねじ込まれた
ねじ20で固定される。

その後に他の部材１が、類似の方法で、引続いて、所要
の数に適するまで固定される。

その後に、第２図の底部に示されるべき管用の第２の端
末部材が最後の部材１に取付けられ、こうして管の組立
てが完了する。

管部材上の絶縁層中の亀裂が、前記ガスケツトの金属層
により完全にシールされるには多数にすぎるかまたは深
すぎることがある。このような場合、管が絶対的に気密
ではない。

この難点を克服する簡単な方法は、ガスケツト９と接触
することが予定される管部材の横側面５および７の範囲
内でこれら絶縁層を除去することである。従つて、ガス
ケツト９の金属層15および16が、亀裂を有しない部材１
の金属と直接に接触する。このような直接的接触は、ガ
スケツト９のコアー10が絶縁材料より成るので管部材１
間になんらの短絡をも生じない。絶縁材料の除去は、前
記範囲を例えばミーリングすることにより容易に行なう
ことができる。

もし絶縁材料がこれら範囲にわたり除去されたならば、
冷媒はもはや簡単に水ではない、それというも水はこれ
ら範囲内の金属を簡単に腐食するからである。ガスケツ
ト下に拡がることにより、このような腐食が管の気密性
を破壊する。従つて冷媒は変圧器油のような絶縁用液体
でなければならない。

しばらくして、層15および16に作用する圧縮力が金属を
クリープさせることがある。場合により、このようなク
リーピングが管の気密性に影響することがある。

第４図に部分的に示した実施例を使用し、この欠点が克
服される。この実施例において、部材１の面５および７
に環状のリブ23および24が備えられている。リブ23およ
び24は、面５および７の、１度管が組立てられると金属
層15および16に接触する範囲内に配置されている。これ
らは３角形の断面を有し、従つてエツジを形成し、この
エツジが、ガスケツト９が２つの部材１間で圧迫された
際に金属層15および16中へ極めて深く侵入する。リブ23
および24は、層15および16の金属クリープするいかなる
傾向をも阻止しかつ管の長期間の気密性を保証する。

本発明が前記図面実施例に限定されないことは明白であ
る。殊に、管部材を相互に対向圧迫する装置が異なる配
列および／または構造を有してもよい。

例えば、部材１の面５中のリセス19が、その代わりに面
７中に備えられてもよい。その場合ねじ20が、第２図の
配列のように面５からではなく、面７から挿入される。
その場合管は、第２図に示すように上方へ組立てられ
る。

選択的に、１つまたはそれ以上の中間の部材１および相
応するガスケツト９が、第２図中の1aおよび1bのような
１組の部材間に備えられてもよい。これら中間の部材
は、ねじ孔18が孔17と同じ直径を有す平滑孔に代えられ
ていることを除き、部材1aおよび1bと極めて類似する。
この場合長いねじ20が、部材1aおよび1bおよび中間の部
材（単数または複数）を一緒に締付けるために使用され
る。

また前記せるこれらの管は、これらが形成するキヤビテ
イーに大気圧よりも大きい圧力でガスが充填される用途
で使用されることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明による装置の１実施例の構
造を示すそれぞれ平面図およびそのＡ−Ａ線による縦断
面図、第３図は第２図中の１部材の構造を詳示するその
直径方向縦断面図、および第４図は本発明による装置の
他の１実施例の構造を部分的に詳示する縦断面図であ
る。 1,1a,1b……管部材、２……先細冷却フイン、３……円
形中心孔、４……中心孔の軸、5,7……管部材の面、６
……円筒形リセス、８……円筒形ボス、９……環状ガス
ケツト、10……ガスケツトのコアー、11……ガスケツト
の外側円筒面、12……ガスケツトの内側円筒面、13,14
……ガスケツトの平面、15,16……金属層、17……平滑
な円形孔、18……ねじ孔、19……円筒形リセス、20……
ねじ、21……絶縁ワツシヤ、22……ねじ頭部、23,24…
…環状リブ

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】それぞれ中心孔（３）および、前記中心孔
   の軸（４）に実質的に直角な第１および第２の面（5,
   7）を有する第１および第２の部材（1a,1b）より成り、
   これら部材（１）が、第１の部材（1a）の第１の面
   （５）が第２の部材（1b）の第２の面（７）に対向しか
   つ中心孔（３）が同軸でありかつ一緒になつてガスを含
   有するキヤビテイーの少くとも１部分を形成するように
   配置され、さらに、第１の部材（1a）の第１の面（５）
   および第２の部材（1b）の第２の面（７）間の前記キヤ
   ビテイー周りに配置されて前記キヤビテイーの気密性を
   保証する環状ガスケツト（９）、および前記ガスケツト
   を前記第１および第２の部材（1a,1b）間に締付ける装
   置（17〜22）より成るガス放電管において、前記ガスケ
   ツト（９）が、ガス不透過性、耐圧縮および耐熱性およ
   び電気絶縁性である材料より成る環状コアー（10）、こ
   のコアー（10）および第１の部材の第１の面（５）間の
   第１の金属層（16）、およびこのコアー（10）および第
   ２の部材の第２の面（７）間の第２の金属層（15）から
   これら２つの層（15,16）間の電気的接触なしに形成さ
   れ、前記コアー（10）および前記２つの層（15,16）
   が、前記ガスケツト（９）が前記締付け装置（17〜22）
   により前記部材（1a,1b）間で圧迫された際に前記部材
   （1a,1b）間のいかなる電気的接触をも阻止するような
   寸法とされていることを特徴とするガス放電管。
2. 【請求項２】前記コアー（10）がセラミツクより成るこ
   とを特徴とする、特許請求の範囲第１項記載のガス放電
   管。
3. 【請求項３】前記第１および第２の金属層（16,15）が
   前記コアー（10）に結合されていることを特徴とする、
   特許請求の範囲第１項記載のガス放電管。
4. 【請求項４】前記第１および第２の金属層（16,15）
   が、前記コアー（10）に、これに結合されることなく配
   置されていることを特徴とする、特許請求の範囲第１項
   記載のガス放電管。
5. 【請求項５】前記締付け装置（17〜22）が、前記第１の
   部材（1a）中の前記軸（４）に平行な最低１つのねじ孔
   （18）、前記第２の部材（1b）中の前記軸（４）に平行
   な、前記ねじ孔（18）に対向する最低１つの平滑孔（1
   7）、前記第１および第２の部材（1a,1b）間の前記ガス
   ケツト（９）を圧迫するように前記平滑孔（17）中に支
   持されかつ前記ねじ孔（18）中へねじ込まれたねじ（2
   0）、および前記ねじ（20）を前記第２の部材（1b）と
   電気的に絶縁する装置（21）を含有することを特徴とす
   る、特許請求の範囲第１項記載のガス放電管。
6. 【請求項６】前記第１の部材（1a）が、その第１の面
   （５）の、前記第１の金属層（16）と接触する範囲に前
   記中心孔（３）を包囲する第１の環状リブ（24）を含有
   し、かつ前記第２の部材（1b）が、その第２の面（７）
   の、前記第２の金属層（15）と接触する範囲に前記中心
   孔（３）を包囲する第２の環状リブ（23）を含有し、こ
   れらリブ（23,24）が、前記締付け装置（17〜22）によ
   り前記部材（1a,1b）に作用された力に応じ隣接金属層
   （15,16）に侵入するように形成されたそれぞれ１つの
   エツジを有することを特徴とする、特許請求の範囲第１
   項記載のガス放電管。
7. 【請求項７】前記それぞれの部材（１）が、その第１お
   よび第２の面（5,7）の、前記ガスケツト（９）と接触
   するそれら範囲を除く全面にわたり電気絶縁層を含有す
   ることを特徴とする、特許請求の範囲第１項記載のガス
   放電管。