JPH097543A - 放電管及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 放電ガスを充填したガラス製の気密容器12内
に、一対の放電電極16，16を封入して放電間隙14を形成
し、リード線22，22を気密容器12外に導出した放電管10
であって、一対のジュメット線18，18の上端側表面にニ
ッケル・メッキ層19，19を形成して放電電極16，16と成
すと共に、下端側表面にスズ・メッキ層20，20を形成し
てリード線22，22と成した。 【効果】 同一のジュメット線を用いて放電電極とリー
ド線が一体的に形成されており、両者間に接続抵抗が存
在しないため、放電時に電力ロスが生じない。また、ジ
ュメット線の表面にメッキ可能なあらゆる金属を放電電
極表面の構成材料として選択できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、放電ガスを充填した
ガラス製の気密容器内に、複数の放電電極を放電間隙を
隔てて対向配置し、各放電電極に導通するジュメット線
より成るリード線を、気密容器を貫通させて外部に導出
した構造の放電管に関する。

【０００２】

【従来の技術】図６に示すように、従来の放電管50は、
表面にエミッタ層52，52を被着させた一対の放電電極5
4，54の下端にリード線58，58を接続し、これを所定の
放電間隙60を隔てて互いに平行するよう配置し、ガラス
管の両端を封止して形成した気密容器62内に、希ガスを
主体とした放電ガスと共に封入し、上記リード線58，58
を気密容器62の下端封着部62ａを貫通させて外部に導出
して成る。このリード線58，58を介して定格以上の電圧
が放電管50に印加されると、放電間隙60にグロー放電あ
るいはグロー放電を経てアーク放電が生成される。しか
して、気密容器62内に封入する放電ガスの組成を調整
し、放電生成によって可視光を発生させることにより、
この放電管50はパイロットランプ等として用いられる。
あるいは、放電開始電圧等の放電特性を調整することに
より、放電型サージ吸収素子として用いることもでき
る。

【０００３】放電型サージ吸収素子としての放電管50
は、例えば図７に示すように、被保護回路64に接続され
た一対の電源ラインＬ1とグランドＧ間、及びＬ2とグラ
ンドＧ間に、リード線58，58を介してそれぞれ挿入接続
される。各放電管50には、続流防止用の保護素子として
の抵抗66が直列接続されている。しかして、上記電源ラ
インＬ1−グランドＧ間あるいはＬ2−グランドＧ間に伝
導性のコモンモード・サージが印加されると、上記放電
間隙60にグロー放電を経てアーク放電が生成され、該ア
ーク放電を通じてサージはグランドＧ側に逃がされるこ
ととなる。

【０００４】このような従来の放電管50は、以下のよう
に製造される。まず、リード線58，58を接続した放電電
極54，54の表面に、炭酸バリウムより成るエミッタ材料
を付着させる。そして、上記リード線58，58を同一方向
に揃え、両放電電極54，54が所定の間隔をおいて平行す
るよう整列治具によって保持しておく。これを、図８に
示すように、両端が開口したガラス管68の下端開口68ａ
から管内に挿入する。この際、リード線58，58の下端
は、ガラス管の下端開口68ａから外部へ突き出た状態と
なっている。つぎに、ガラス管68の下端表面をガスバー
ナ42によって加熱して溶融させ、溶融部分をピンチャー
によって内方向へ圧潰して気密に封着する。この結果、
リード線58，58の中途部はガラス管68の封着部に埋没し
て固定されると共に、リード線58，58の下端はガラス管
68の外部に導出される。

【０００５】ついで、図９に示すように、ガラス管68の
上端開口68ｂ側を、排気装置に連なる排気ヘッド70に形
成された装填口70ａに填め込む。排気ヘッド70内にはＯ
リング36が配置されているため、ガラス管の上端開口68
ｂは排気ヘッドの装填口70ａに気密に接続される。この
状態で、ガラス管68を高周波コイル40内に挿入し、これ
に高周波加熱を施すと共に、ガラス管68内を排気すれ
ば、エミッタ材料の炭酸バリウムが熱分解し、放電電極
54，54の表面に酸化バリウムより成るエミッタ層52，52
が形成される。つぎに、上記排気作業によって、残留空
気、炭酸バリウム分解による二酸化炭素、並びにガラス
管68自身やガラス管68内に収納された部材から放出され
る不純ガスを除去してガラス管68内を高真空状態とした
後、放電ガスを充填する。さらに、上記ガラス管68の中
途部分をガスバーナ42で加熱し、これを溶融させて封じ
切り、気密容器62を形成する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、この種の放
電管50にあっては、リード線58とガラス製気密容器62と
の接続部分の気密性を確保するために、リード線58の材
質としてガラスとの熱膨張係数が略等しい物質を選定す
る必要がある。この点を考慮し、リード線58は一般にジ
ュメット線（銅被覆鉄ニッケル合金線）によって構成さ
れている。また、放電電極54とリード線58とは、通常電
気抵抗溶接によって接続されているため、放電電極54の
材料としては、ジュメット線よりも抵抗値の高い物質を
選定せざるを得ず、主としてニッケルが用いられてい
る。

【０００７】しかしながら、上記のように放電電極54と
リード線58を溶接すると、その溶接部分に接続抵抗が生
じ、その分放電時に電力ロスが生じるばかりでなく、甚
だしい場合にはその発熱作用によって気密容器62がクラ
ックする危険性があった。また、意図する放電特性に応
じて放電電極54を構成する材料を種々変更したい場合で
あっても、ジュメット線58と電気抵抗溶接する都合上、
現実にはジュメット線58よりも抵抗値の低い金属を選択
できない点で不都合であった。

【０００８】さらに、上記の製造方法によれば、ガラス
管の下端開口68ａを溶融させてリード線58の中途部を固
定する際に、放電電極54の表面が酸化してしまう。この
ため、後工程において放電電極54の表面に形成された酸
化物を除去する必要があり、実際には上記高周波加熱に
よって放電電極54の表面を溶融させ、排気に伴う減圧作
用によって溶融した酸化物を飛散させることが行われて
いる。しかしながら、一旦形成された酸化物を完全に除
去することは容易ではなく、酸化物の一部が放電電極54
の表面に残存することによって放電特性が不安定化する
憾みがあった。

【０００９】この発明は、従来の上記問題に鑑みて案出
されたものであり、その目的とするところは、放電時に
放電電極とリード線との接続抵抗に起因した電力ロスが
生じることがなく、また種々の金属を放電電極を構成す
る材料として用いることが可能な放電管を実現すること
にある。また、製造過程で放電電極の表面が酸化するこ
とがなく、したがって残存酸化物によって放電特性に悪
影響を及ぼす虞のない放電管の製造方法を実現すること
にある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、この発明に係る放電管は、放電ガスを充填したガラ
ス製の気密容器内に、複数の放電電極を封入し、各放電
電極間に放電間隙を形成すると共に、各放電電極に導通
するリード線を上記気密容器外に導出した放電管におい
て、上記気密容器内に複数本のジュメット線の一端側を
収納すると共に、各ジュメット線の他端側を気密容器を
貫通させて外部に導出し、上記気密容器内に収納したジ
ュメット線の表面に放電特性の良好な金属によるメッキ
層を形成して放電電極と成し、気密容器外に導出したジ
ュメット線をリード線と成したことを特徴とする。上記
メッキ層は、好ましくはニッケル、鉄、コバルト、クロ
ム、白金、金の少なくとも一つによって構成される。

【００１１】上記放電管は、例えば、所定の間隙を隔て
て平行に配置した複数本のジュメット線の中途部にガラ
スビーズを形成して各ジュメット線を結束すると共に、
上記ガラスビーズを境にして各ジュメット線の一方側に
放電特性の良好な金属によるメッキ層を形成して放電電
極と成し、該放電電極を上記ガラスビーズの外径よりも
径大な開口部を備えたガラス管内に収納し、上記ガラス
管の開口部を介して管内の排気及び放電ガスの充填を行
い、ガラス管内に残留空気が存在しない状態でガラス管
の外面を加熱して、上記ガラスビーズの表面とガラス管
の内面とを融着させ、以て上記ガラス管の開口部を気密
に封止して気密容器を形成すると同時に、該気密容器外
に配置された上記ジュメット線の他方側をリード線と成
すことによって製造される。

【００１２】

【作用】上記放電電極は、リード線を構成するのと同じ
ジュメット線を芯材として用いており、放電電極とリー
ド線は一体構造であるため、両者間に接続抵抗が生じる
ことはなく、これに基づく電力ロスも当然に生じない。
また、ジュメット線の表面にメッキ可能でさえあれば如
何なる金属でも放電電極表面の構成材料として用いるこ
とができるため、所望の放電特性に応じて各種の金属材
料を適宜選択することができる。

【００１３】上記製造方法によれば、ガラス管内に空気
が存在しない状態で、加熱溶融によるガラス管の気密封
止が実行されるため、放電電極の表面は一度も酸化する
ことがない。したがって、後工程で放電電極表面の酸化
物を除去する必要がなく、残存酸化物によって放電特性
が不安定化するという問題も全く生じない。

【００１４】

【実施例】以下、添付図面に基づき、この発明に係る放
電管の実施例を説明する。図１に示すように、放電管10
は、一端が開口した試験管状のガラス管の開口部側を封
止して形成した気密容器12内に、放電間隙14を隔てて対
向配置した一対の放電電極16，16を、不活性ガスを主体
とした放電ガスと共に封入して成る。

【００１５】上記放電電極16，16は、芯材としてのジュ
メット線18，18の上端側表面に、ニッケル・メッキ層1
9，19を被着させて成る。このジュメット線18，18の下
端側は、気密容器12の封止部12ａを貫通して外部に導出
されている。この気密容器12外に導出されたジュメット
線18，18は、その表面にスズ・メッキ層20，20が被着さ
れ、リード線22，22として機能する。ジュメット線18，
18の中間部は、気密容器12の封止部12ａ内に埋没してお
り、この封止部12ａによって支持・固定されている。上
記ニッケル・メッキ層19，19の表面には、耐スパッタ性
能の向上や放電開始電圧の低減のため、酸化バリウム等
のエミッタ層24，24が形成されている。

【００１６】以下に、この放電管10の製造方法について
説明する。まず、図２に示すように、一対のジュメット
線18，18を所定の距離を隔てて平行に配置し、各ジュメ
ット線18，18の中途部に溶融したガラスを付着させてガ
ラスビーズ26を形成する。この結果、各ジュメット線1
8，18は、ガラスビーズ26によって結束される。

【００１７】つぎに、このジュメット線18，18の露出部
分に対して錆取り、脱脂、酸洗い等の前処理を施して表
面の酸化膜や汚れを落とした後、上端側を溶融したニッ
ケル中に浸漬させ、表面にニッケル・メッキ層19，19を
形成する（図３）。また、ジュメット線18，18の下端側
を、溶融したスズ中に浸漬させ、表面にスズ・メッキ層
20，20を形成する（図３）。その後、図４に示すよう
に、ニッケル・メッキ層19，19の表面に炭酸バリウム等
より成るエミッタ材料28，28を塗布する。

【００１８】つぎに、図５に示すように、試験管型のガ
ラス管30内に、上記ガラスビーズ26を形成したジュメッ
ト線18，18を下端開口30ａから挿入する。このガラス管
の下端開口30ａ側は、排気ヘッド32の装填口32ａから内
部に填め込まれているが、ガラス管30の上端側は外部に
露出している。排気ヘッド32内には、台座部34が設けら
れており、この台座部34の凹部底面34ａに上記ガラス管
30の下端が載置されている。台座部34の上面34ｂにはＯ
リング36が配置されており、ガラス管30の内部と排気ヘ
ッド32の外部との間の気密性が保持されている。また、
ジュメット線18，18の下端は、台座部34の凹部底面34ａ
に形成された孔部内に突き刺され、固定されている。台
座部の凹部底面34ｂには、図示しない排気装置に連通す
る貫通口38が形成されている。

【００１９】そして、上記貫通口38を介して、ガラス管
30内の空気が排出される（ガラスビーズ26の直径は、ガ
ラス管30の内径よりも小と成されているため、ガラスビ
ーズ26によって気体の流通が阻害されることはない）。
また、ガラス管30の外周には高周波コイル40が配置され
ており、ガラス管30内の排気処理と同時に、高周波加熱
が施される。この高周波加熱により、ニッケル・メッキ
層19，19の表面に付着されていたエミッタ材料28，28、
すなわち炭酸バリウムが熱分解して酸化バリウムと成
り、ニッケル・メッキ層19，19を被覆するエミッタ層2
4，24が形成される。ガラス管30内の排気が終了した
後、上記貫通口38を介して、今度はガラス管30内に放電
ガスが充填される。

【００２０】その後、ガラス管30表面におけるガラスビ
ーズ26に対応する部分をガスバーナー42で加熱溶融さ
せ、ガラス管30の内面とガラスビーズ26とを融着させ
る。この結果、ガラス管30の開口部側が気密に封止さ
れ、気密容器12が形成される。この際、ガラス管30内の
排気及び放電ガスの充填が既に完了しており、管内には
空気が一切存在しないため、ガスバーナ42で高温加熱を
施しても、放電電極の表面が酸化する可能性はない。最
後に、ガラス管30やジュメット線18，18の余計な部分を
切除し、放電管10が完成する。

【００２１】上記においては、ジュメット線18，18の上
端側にニッケル・メッキ層19，19を形成して放電電極1
6，16とする例を示したが、本発明はこれに限定される
ものではない。鉄、コバルト、クロム、白金、金、ある
いはこれらの合金など、ジュメット線の表面にメッキ可
能な金属であれば放電電極形成に利用でき、意図する放
電特性等に応じて適宜選択すればい。

【００２２】

【発明の効果】本発明に係る放電管にあっては、同一の
ジュメット線を用いて放電電極とリード線が一体的に形
成されており、両者間に接続抵抗が存在しないため、放
電時に電力ロスが生じることがない。また、放電電極の
表面を構成する材料として、ジュメット線の表面にメッ
キ可能なあらゆる金属を用いることができるため、材料
選択の自由度を飛躍的に高めることができる。さらに、
本発明に係る製造方法によれば、放電電極の表面が酸化
することは一度もないため、放電電極表面に残存する酸
化物の影響で放電特性が不安定化するという問題も全く
生じない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る放電管を示す断面図である。

【図２】一対のジュメット線の中途部にガラスビーズを
形成した様子を示す断面図である。

【図３】上記ジュメット線の露出部にニッケル・メッキ
層及びスズ・メッキ層を形成した様子を示す断面図であ
る。

【図４】上記ニッケル・メッキ層の表面にエミッタ材料
を塗布した様子を示す断面図である。

【図５】上記放電管の製造工程を示す断面図である。

【図６】従来の放電管を示す側面図である。

【図７】従来の放電管を放電型サージ吸収素子として用
いた例を示す回路図である。

【図８】従来の放電管の製造工程を示す断面図である。

【図９】従来の放電管の製造工程を示す断面図である。

【符号の説明】

10 放電管 12 気密容器 14 放電間隙 16 放電電極 18 ジュメット線 19 ニッケル・メッキ層 20 スズ・メッキ層 22 リード線 26 ガラスビーズ 30 ガラス管

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 放電ガスを充填したガラス製の気密容器
   内に、複数の放電電極を封入し、各放電電極間に放電間
   隙を形成すると共に、各放電電極に導通するリード線を
   上記気密容器外に導出した放電管において、上記気密容
   器内に複数本のジュメット線の一端側を収納すると共
   に、各ジュメット線の他端側を気密容器を貫通させて外
   部に導出し、上記気密容器内に収納したジュメット線の
   表面に放電特性の良好な金属によるメッキ層を形成して
   放電電極と成し、気密容器外に導出したジュメット線を
   リード線と成したことを特徴とする放電管。
2. 【請求項２】 上記メッキ層を、ニッケル、鉄、コバル
   ト、クロム、白金、金の少なくとも一つによって構成し
   たことを特徴とする請求項１に記載の放電管。
3. 【請求項３】 所定の間隙を隔てて平行に配置した複数
   本のジュメット線の中途部にガラスビーズを形成して各
   ジュメット線を結束すると共に、上記ガラスビーズを境
   にして各ジュメット線の一方側に放電特性の良好な金属
   によるメッキ層を形成して放電電極と成し、該放電電極
   を上記ガラスビーズの外径よりも径大な開口部を備えた
   ガラス管内に収納し、上記ガラス管の開口部を介して管
   内の排気及び放電ガスの充填を行い、ガラス管内に残留
   空気が存在しない状態でガラス管の外面を加熱して、上
   記ガラスビーズの表面とガラス管の内面とを融着させ、
   以て上記ガラス管の開口部を気密に封止して気密容器を
   形成すると同時に、該気密容器外に配置された上記ジュ
   メット線の他方側をリード線と成すことを特徴とする放
   電管の製造方法。