JPH03280353A - 冷陰極放電灯 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、電極として冷陰極を使用した冷陰極放電灯、
特にメータの指針として用いるのに好適な冷陰極放電灯
に係り、その冷陰極の構造に関する。

（従来の技術） 最近、自動重用計器や電気機器などの表示盤における表
示指針として、冷陰極形低圧ガス放電灼を使用したメー
タが提案されている。

この表示指針は、例えばキセノングロー放電管のような
戚圧放電灯を、バルブをきわめて細い中空棒の針状にし
、この放電灯の一端をメータの回転指針軸に取付け、こ
の回転指針軸が回動すると放゛屯灯も一体的に胸囲され
るようにし、このため細い放電灯が指針の機能を奏し、
しがも、この放電灯を点灯させるとこれ自身が発光し、
がっこの放電灯が表示目盛り部を照らすので格別な照明
が不要であるなどの利点がある。

このようなメータの指針として使用される放電：す灯は
、細長い中空棒状をなすバルブの内部に冷陰極からなる
内部電極を設けるとともに、このバルブの外表面に軸方
向に沿って帯状の外部電極を設け、これら内部電極と外
部電極との間に高周波電力を与えてバルブ内でグロー放
電を発生させるように構成されている。

なお、バルブの外表面には合成樹脂よりなる遮光被膜を
形成し、この遮光被膜はバルブの軸方向に伸びる細い帯
状の光透過用スリットを除いて形成してあり、この細長
い帯状の光透過用スリットから光を放出するようになっ
ている。したがって、この種の放電灯はアパーチャ形の
ランプとなっており、バルブが細いことに加えて発光領
域がさらに細いので、指針が極めて細い針形になる。

ところで、このような構成の放電灯は、内部電極として
冷陰極を用いている。冷陰極は熱陰極に比べて発熱が少
なく、熱損傷が少ないので長寿命であるばかりでなく、
冷陰極は熱陰極に比べて発熱が少ないことから、この周
囲のバルブを加熱する割合が少なく、よってバルブ径を
小さくすることができ、逆に言えばバルブ径の小さなラ
ンプには冷陰極を用いるのが有利である。

従来において、冷陰極はニッケル等からなる電極ヘッド
と、これに接合された電極軸とで構成されており、電極
ヘッドは円または角柱形、円または角筒形、傘形、板形
などの形態をなしていた。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、最近ではバルブの内径が３ａｍ以下の細
い放電灯も開発されており、このような細いバルブの狭
い空間に冷陰極を収容しようとすると、電極ヘッドの大
きさが限られる。

しかも、この種のランプの冷陰極は外部電極との間で放
電を行うので、始動時にはＩＫＶ程度の電圧を加えて放
電させる必要があり、この始動放電を容易にさせるため
には電極ヘッドからの電子の放出量を多くしなければな
らない。このためには電極ヘッドの表面積が大きいこと
が望ましい。

これらの条件を満足しようとすると、電極ヘッドは円筒
、楕円筒または角筒形などのような中空形態が望ましく
、このような中空構造であれば外径を小さくすることが
できるとともに、その割りには表面積を太き（すること
ができ、電流値を大きくして電子の放出量を増加させ、
いわゆるポロ効果を期待することができる。

また、場合によりこの中空部分に電子放射物質（エミッ
タ）やゲッタを充填して電極機能を高めることもできる
などの利点もある。

このような小形中空の電極ヘッドをバルブに収容しよう
とすると、バルブの大きさも限られているので、電極ヘ
ッドはバルブの中心軸上に配置する必要がある。

従来の場合、電極軸は中空の電極ヘッドの側面に添設し
て接合されていたので、電極ヘッドをバルブの中心軸上
に配置しようとすると、電極軸がバルブの中心軸から偏
心している。

しかしながら、バルブの径が小さいと、電極軸もバルブ
の中心軸上に配置せざるを得す、従来のように電極軸を
電極ヘッドの側面に添設して接合する構造は好ましくな
い。

本発明においては、中空形の電極ヘッドと電極軸を、共
にバルブの中心軸上に配置することができる冷陰極放電
灯を提供しようとするものである。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明においては、中空形の電極ヘッドに電極軸を接合
して構成した冷陰極放電灯において、上記電極軸の先端
面は上記中空形電極ヘッドの端面における開口部最小内
径よりも大きな径の部分を６゛シこの電極軸先端面を上
記電極ヘッドの端面に突き合わせて接合したことを特徴
とする。

（作用） 本発明によると、電極ヘッドと電極軸を突き合わせ接合
することにより接合することができるので、これら両者
のセンター合わせが可能であるとともに、これら両者を
径の細いバルブの中心軸上に配置することができる。

（実施例） 以Ｆ本発明について、第１図ないし第６図に示す第１の
実施例にもとづき説明する。

図において１は、計器の表示針に使用される冷陰極キセ
ノングロー放電灯を示し、この放電灯Ｉは内部に細長い
ｈｔ電空間３を形成したバルブ２を備えている。このバ
ルブ２はガラスチューブがらなり、例えば外径２．５關
、内径１．５ｍｍ、全長６（１＋ｉ＋ｉ程度に形成され
、針形状をなしている。

バルブ２の一端は、第３図に示すようにビンチシール構
造２１０となっており、他端はチップオフ構造２５０と
なっている。

上記バルブ２の一端に形成したピンチシール部２１０に
は内部電極４が封装されている。この内部電極４は冷陰
極により形成されており、電極ヘッド４１とリード線を
兼ねた電極軸４２、および電極ヘッド４１の内部に充填
された電子放射物質（エミッタ）４３とで構成されてい
る。

リード線を兼ねた電極軸４２は上記ピンチシール部２１
０を気密に貫通されている。この電極軸４２は、線径ｄ
が０．５１程度のジュメット線からなり、放電空間３内
に延びた端部に上記電極ヘッド４１を固定しである。

電極ヘッド４１は両端が開口されたニッケル（Ｎｉ）や
ジルコニウム（Ｚ　ｒ）−アルミニウム（Ａｎ）　）合
金などのような低融点金属チューブで形成されており、
絞りダイスや伸延ロール機あるいはスェージング機など
を用いて冷間伸線加工により、外径ＤＩが１　ａｓ、内
径Ｄ２が０．３ｍｍ、長さ２１ｍｍ程度に形成されてい
る。

この電極ヘッド４１の一端は上記リード線を兼ねた電極
軸４２の先端に突き合わせ溶接されている。

この場合、電極ヘッド４１の一端開口部は外径Ｄ１が１
１１１％内径Ｄ２が０．３−一であり、これに対して電
極軸４２の先端の外径ｄは０．５ｍｍとされているので
、Ｄ！　＞　ｄ＞Ｄ２の関係を有し、したがって電極軸
４２の先端面を電極ヘッド４１の一端面に突き合わせる
ことができる。このような突き合わせ接合によって、電
極ヘッド４１と電極軸４２は互いのセンターを合致して
接合されており、がっ電極軸４２をバルブ２の略中心軸
上に封着することにより電極軸４２および電極ヘッド４
１はバルブ２の略中心軸上に配置されている。

上記電極ヘッド４１の他端、つまり放電空間３側は開放
されており、この電極ヘッド４１には例えばホウ化ラン
タン（ＬａＢ、）などのようなランタニド系希土類から
なる電子放射物質４３の粉末が充填される。

この電子放射物質４３は電極へラド４１の前面開口部か
ら電子を放電空間３に向けて放出するようになっている
。

前記バルブ２の上記放電空間３に面した内面にはけい光
体被膜６が形成されており、かつこのバルブ２内にはキ
セノンガスが５〜４０Ｔｏｒｒ、好ましい範囲は２０〜
４０Ｔｏｒｒ、具体的には３０Ｔｏｒｒ程度充填されて
いる。

バルブ２の外表面には、軸方向に沿って帯状をなす外部
電極７が設けられている。この外部電極７はカーボンフ
ェノールまたは銀エポキシなどのペーストをバルブ２の
軸方向に沿って帯状に塗むし、これを焼成して構成した
ものである。

この外部電極７は、その一端は内部電極４と対向する部
分に位置し、他端はバルブ２のチップオフ部２５０に先
端面まで延びている。

また、この外部電極７の幅は、バルブ２の周方向長さの
１／３以上の範囲、つまり１２０”以上の角度をなす領
域に形成されている。

上記バルブ２には、内部の冷陰極４を封＋ｌ−した端部
の外表面に第１の受電端子１０が形成されている。この
第１の受電端子ＩＯは被膜状に形成されており、上記リ
ード線５に接続されている。したがってこの第１の受電
端子１ｏは冷陰極４に接続されているものである。

また、バルブ２の外表面には、上記第１の受電端子１０
に対して軸方向に離間した位置に第２の受電端子１１か
形成されている。第２の受電端子１１も、銀エポキシな
どの導電性ペーストを塗布してこれを焼成したものであ
り、所定の幅を有して周方向に延びている。この第２の
受電端子１１は上記外部電極７に接続されている。なお
、第２の受電端子１１は後述する遮光被膜８のスリット
部９を避けて形成されている。

さらに、バルブ２の外表面には遮光被膜８が形成されて
いる。

遮光被膜８はカーボン、エポキシ樹脂および接着剤の成
分を白゛しており、バルブ２の上記外部電極７を設けた
面に、この外部電極７を覆って塗’ｔｒｉされ、この塗
酊膜を焼成して形成されている。

遮光被膜８は、この外部電極７を設けた面と反対側の面
に位置して軸方向に伸びる光透過用スリット部９を形成
しである。つまり光透過用スリット部９は、遮光被膜８
を形成しない素通し部分で形成されている。

さらに説明すると、バルブ２の外表面には第５図に断面
して示すように、一方の面に外部電極７が設けられてお
り、この外部電極７を遮光液ｉ％ｇが覆っており、この
外部電極７に対して１８０度対向した他面に、遮光液ｆ
ｌａｌｌを形成していない光透過用スリット部９が形成
されているものである。

光透過用スリット部９の幅は外部電極７の幅より小さく
形成されている。

バルブ２内の光は上記光透過用スリット部９のみを通じ
て外部に放出され、このためこの放電灯１はアパーチャ
形をなしている。

なお、第２の受電端子ＩＩは、第６図に示すように遮光
被膜８で覆われていなく、ランプ！の外表面に露出され
ている。

このように構成したキセノン放電灯１は、ランプホルダ
２０に取付けられる。

ランプホルダ２０は合成樹脂等のような電気絶縁祠料に
より断面Ｕ字形に形成されており、長手方向に離間して
第１および第２の給電端子舌片２１゜２２を保持してい
る。

これら給電端子舌片２１．２２はリン青銅などのような
導電性の板ばねを略Ｕ字形に屈曲してなり、第６図に示
すように、互いに対向する挟持片２２２．２２２によっ
てバルブ２を挟持するものである。

上記ランプホルダ２０は５１°器の表示回動軸２５に固
定されており、この日動軸２５が回転すると一体的に旋
回されるようになっている。

なお、本実施例の回動軸２５は、図示しないが中空軸に
て構成され、この中空表示軸２５内に図示しない２本の
被覆コードが挿通され、これら被覆コドの一端はそれぞ
れ前記第１および第２の給電端子舌片２１．２２に接続
されているとともに、他端は図示しない高周波電源に接
続されている。

上記放電灯１は、その内部電極４をピンチシール側の端
部が上記ランプホルダ２０に取付けられるようになって
いる。すなわち、バルブ２の外表面に形成した第１の受
電端子ＩＯおよび第２の受電端子１１は、ランプホルダ
２０側の第１の給電端子舌片２１および第２の給電端子
舌片２２に対向しており、このランプ１をランプホルダ
２０の開口部側から押し込むと、第１および第２の給電
端子舌片２１．２２のそれぞれ挟持片２２２　、２２２
が、第１受電端子ｌＯおよび第２の受電端子１１を挟持
し、バルブ２を支持する。したがって放電灯１はランプ
ホルダ２０に固定される。

この場合、第１および第２の給電端子舌片２１．２２は
それぞれ第１受電端子ＩＯおよび第２受ｙｔｓ＠子１１
と電気的に接触するので、内部電極４および外部電極７
は高周波電源に接続される。

このような構成の実施例について作用を説明する。

放電灯１の一端内部に設けた冷陰極４と外部電極７の間
に高周波電力を供給すると、放電空間３内において内部
の冷陰極４と外部電極７との間でグロー放電が発生する
。

このグロー放電は、放電空間３内に充填したキセノンガ
スを励起し、キセノンガス特何のスペクトルの紫外線を
放出させる。この短波長光線はけい光体被膜６を励起し
、このけい光体被膜６が可視光を発生する。

けい光体被膜６から出る光は、スリット部９より外部に
放出される。このため、もともとバルブ２か細いことに
加えて、幅の狭いスリット部９がさらに光の帯を規制す
るので、この放電灯１は針のような細い帯の光を発する
。

したかって、この放電灯１で表示目盛を差し示し、これ
が光るので他に格別な光源は不要となる。

上記ランプホルダ２０は回動軸２５に固定され、この回
動軸２５が回転するとランプホルダ２０も一体的に回動
される。よって、ランプホルダ２０に取り付けられた放
電灯ｌも一緒に旋回され、表示目盛を差し示すことがで
きる。

上記実施例の冷陰極４は、電極ヘッド４１が中空円筒形
をなしているので、この電極ヘッド４１の中空部分に電
子放射物質４３を充填することができるので、−層電子
の放出が促され電極機能を高めることもできる。このた
め、電極ヘッド４１の外径を小さくしても電子の放出量
が増加する。

このため、バルブ径が３１Ｉ１１以下の細い放電灯であ
っても、狭いバルブの空間に収容することができる。

また、上記実施例のように、電極ヘッド４！の中空部分
に電子放射物質４３を充填することができるので、−層
重子の放出が促され電極機能を高めることもできる。

そして、本実施例の場合、電極ヘッド４１の一端開口部
の外径Ｄ】をＩ　Ｉｍｓ内径Ｄ２を０．　３ａｍ。

電極軸４２の先端の外径ｄを０．’５ｍとしてあり、Ｄ
Ｉ　＞ｄ＞０２の関係を有するので、電極軸４２の先端
面を電極ヘッド４１の一端面に突き合わせることができ
る。このような突き合わせ接合により、電極ヘッド４１
と電極軸４２は互いのセンターを合致して接合すること
ができ、かつ電極軸４２をノ（ルブ２の略中心軸上に封
着することにより電極軸４２および電極ヘッド４１をバ
ルブ２の略中心軸上に配置することができる。

この結果、バルブ２の内径が３Ｉｌ以下、例えば１．５
１のように細く形成されたランプであっても取り付ける
ことができる。

なお、本発明は上記実施例の構造に制約されるものでは
ない。

すなわち、上記実施例では電極ヘッド４１の中空部に電
子放射物質４３を充填した場合を説明したが、電子放射
物質４３に代わってゲッタを充填する、あるいは電子放
射物質とゲッタの混合物を充填してもよい。

また、第７図以上の図面は本発明のそれぞれ異なる実施
例の形態を示すものである。

第７図の場合は、円筒形電極ヘッド４１の中空部は空洞
のままとしたものであり、この場合は外径を小さくして
その割りには表面積を大きくすることができ、したがっ
て電流値を大きくして電子の放出量を増加させ、かつホ
ロー効果を期待することができ電極機能が向上する。

第８図の場合は、中空の電極ヘッド４■の側壁に孔４５
を開口したもので、この場合は電極ヘッド４１の表面積
を更に大きくすることができ、電流値を大きくして電子
の放出量を増加させることができる。

第９図の場合は、電極軸４２の先端を円錐形状に尖らせ
、この先端部４６を中空の電極ヘッド４１の一端開口部
にはめ込んだ状態で突き合わせ接合したものである。こ
の場合は電極ヘッド４１と電極軸４２のセンター合わせ
が容易である。

第１０図の場合は、電極軸４２の先端部を広く加工した
ものである。加工の手段としては切断により発生するば
りを利用することができる。切断ばり４７は・第１１図
に示すように電極軸４２の線径より大きな出っ張りを生
じ、この部分の寸法りが先端面の面積を増すから、電極
ヘッド４１と電極軸４２の接触面積が増し、接合強度が
向上する。

また、本発明は電極ヘッド４１の形状が必ずしも真円形
の筒形であることには制約されず、第１２図に示すよう
に、楕円形や図示しない角筒形であってもよい。

このような形状の場合、一端面の開口部は要するに電極
軸４２が貫通しない大きさ、形状であればよ（、第１２
図に示すように開口部の最小径部Ｄ３の大きさが電極軸
４２先端面の大きさＭよりも小さければよい。

さらに、本発明の放電幻は、計器の表示針として使用す
る場合に限らず、要するに冷陰極を備えた放電灯であれ
ばよい。

また、バルブ内に封入される放電ガスはキセノンのみに
制約されるものではなく、キセノンに加えてネオン、ア
ルゴン、クリプトンの少なくとも１種を混合した混合ガ
スを封入してもよい。

そして、バルブ内部に水銀を封入してもよい。

さらに、バルブは直線形状に限らず、屈曲形状のもので
あってもよい。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、電極ヘッドを中空
にしたから外径を小さくできるにもかかわらず表面積を
増すことができ、電子の放射量を多くすることができる
。そして、このような細い電極ヘッドは電極軸と突き合
わせ接合により接合したので、これら両者のセンター合
わせが可能であるとともに、これら両者を径の細いバル
ブの中心軸上に配置することができ、結局細いバルブで
あっても取り付けることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第６図は本発明の第１の実施例を示し、Ｔ
４１図はキセノングロー放電灯を計器の指針として用い
た場合を分解して示す斜視図、第２図はキセノングロー
放電灯の平面図、第３図は第２図の■−■線に沿う断面
図、第４図は第３図のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図、第５
図は第２図の■−■線に沿う断面図、第６図は第２図中
Ｖｌ−Ｖｌ線に沿う断面図、第７図ないし第１２図はそ
れぞれ本発明の他の実施例を示す断面図である。 ｌ・・・キセノングロー放電灯、２・・・バルブ、４・
・・冷陰極、６・・・けい光体波膜、７・・・内部電極
、８・・・遮光被膜、９・・・スリット部、２０・・・
ランプホルダ、４１・・・電極ヘッド、４２・・・電極
軸。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 バルブの端部に冷陰極を封装し、この冷陰極は両端が開
   口された中空形の電極ヘッドに電極軸を接合して構成し
   た冷陰極放電灯において、 上記電極軸の先端面は上記中空形電極ヘッドの端面にお
   ける開口部最小内径よりも大きな径の部分を有しこの電
   極軸先端面を上記電極ヘッドの端面に突き合わせて接合
   したことを特徴とする冷陰極放電灯。