JPH04126331A - 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、
特にその冷陰極の構造に関する。

（従来の技術） 最近、自動車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、冷陰極形紙圧ガス放電灯を使用したメー
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
低圧放電灯からなり、そのバルブをきわめて細い中空棒
の針状にし、このランプ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電灯も一体的に
旋回されるようにし、このため細い放電灯が指針の機能
を果たし、しかもこの放電灯を点灯させるとこれ自身が
発光し、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。

内部電極として冷陰極を用いている理由は、この種の冷
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／く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。

従来における冷陰極は、ニッケル等からなる電極ヘッド
と、これに接合されたジュメ・ソト線などからなる電極
軸（リード線）とて構成されており、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。

しかしながら、最近ではバルブの内径が３１１ｎ１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
の大きさを小さくすることが要求される。

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ず
、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、
いわゆるホロー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）の粉体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。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、中空筒形の電極ヘッドに電極軸を接合す
る場合、端部同志を突き合せて抵抗溶接する手段が採用
されるが、電極ヘッドの中心軸上に電極軸の中心を合せ
て接合すると、電極軸の先端面の多くが筒形電極ヘッド
の開口部と対向してしまい、つまり電極ヘッドと電極軸
の接触面積が小さくなり、接合強度が低下する不具合が
ある。

筒形電極ヘッドの中空部に電子放射物質の粉体を充填し
である場合も、電極ヘッドと電極軸の実質的な接触面積
が小さくなるばかりでなく、電子放射物質の粉体が接合
面に付着して接合強度か低下する欠点がある。

電極ヘッドと電極軸の接触面積を増すため、電極軸を太
くすることが考えられるが、この場合はバルブに対する
封着性が低下し、バルブとの接着性が悪化してリークし
易くなる。また、電極軸の先端面を潰すなどにより接触
面積を増すことも考えられるが、この場合は加工が面倒
で高価になる。

したがって、本発明の課題は、中空筒形の電極ヘッドと
電極軸を突合せ接合する場合に接触面積が小さくて、接
合強度が低下する点である。

本発明はこのような事情にもとづきなされたもので、沖
空筒形の電極ヘッドと電極軸の接合強度が高くなる冷陰
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、電極軸と電極ヘッドの中心線を互に
偏位させて電極軸先端面を上記電極ヘッドの端面に突き
合わせ接合したことを特徴とする。

（作用） 本発明によると、電極軸と電極ヘッドの中心線が互に偏
位するので、電極軸の先端面が電極ヘッドの開口部と対
向せずに肉厚部と対向するようになり、接触面積が増し
て接合強度が高くなる。

（実施例） 以下本発明について、図面に示す一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
ングロー放電灯のバルブであり、このバルブ１は例えば
外径２．５ｍｍ、内径１．５＋ａｍ、全長６０關程度の
ガラスチューブからなり内部に細長い放電空間２を有し
ている。

このように、全体が針形状をなしているバルブ１の一端
は、第２図に示すようにピンチシール３となっている。

上記バルブ１の一端に形成したピンチシール部３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、電極へ・ソド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。

は両端が開口されたニッケル（Ｎｉ）やジルコニウム（
Ｚ「）−アルミニウム（Ａｎ）　）合金などのような低
融点金属の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Ｄ１が０．７ｍ＋＋＋、内径Ｄ２が０
．３ｍｍに成形され、これを長さ１．５關程度に切断し
て形成されている。

電極軸４２は上記ピンチシール部３を気密に貫通される
リード線を兼ねるものであるためジュメット線によって
形成されており、線径ｄが０．３謳鵬程度で、上記電極
ヘッド４１の後端部に突合せ溶接されている。

この場合、電極ヘッド４１の一端開口部は外径Ｄ１が０
．７ｍｍ、内径Ｄ２がＯ，：２＋ｍであり、これに対し
て電極軸４２の先端の外径ｄは０．３關とされているの
で、Ｄ＋＞　　ｄ７Ｄ２の関係を有し、したがって電極
軸４２の先端面は電極ヘッド４１の一端面に突き合わせ
ることができるが、開口部の分が接触されないため接触
面積が小さくなる。

このため、本実施例では、第２図および第３図に示すよ
うに、電極ヘッド４１と電極軸４２を互いにオフセンタ
ーさせ、つまり中心を相互に偏心させて突合せ溶接しで
ある。

上記電極ヘッド４１の中空部に充填された電子放射物質
４３は、はう化ランタンＬａ８６等からなり、始動電圧
が印加された場合に放電を誘起するものである。このほ
う化ランタンＬａＢ６からなる電子放射物質４３は、例
えばニッケルＮｉ粉末に、１０〜２０容量％のＬａＢ、
粉末を混合し、この混合粉末を電極ヘッド４１の中空部
に充填し、この電極ヘッド４１を上記のように冷間伸線
またはスェージング加工する。この後熱処理してニッケ
ル粉末を溶融し、ＬａＢ６を固溶着する。これにて電極
ヘッド４１にＬａＢ６からなる電子放射物質４３が保持
されるものである。そして、この電子放射物質４３は電
極ヘッド４１の放電空間２側の開口部から放電空間２に
向けて電子を放出するものである。

前記バルブ１の上記放電空間２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ｌ内にはキ
セノンガスが５〜４０　Ｔｏｒｒ、具体的には３０　Ｔ
ｏｒｒ程度封入されている。

バルブ１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１の
軸方向に沿って帯状に塗着し、これを焼成して構成した
ものである。

この外部電極７は、その一端が内部電極４と対向する部
分に位置し、他端はバルブｌのチップオフ部の先端面ま
で延びている。

また、この外部電極７の幅は、バルブ１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１には、内部の冷陰極４を封止した端部の外
表面に第１の受電端子ＩＯ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
ｌＯは冷陰極４に接続されているものである。

また、バルブｌの外表面には、上記第１の受電端子ｌＯ
に対して軸方向に離間した位置に第２の受電端子１１が
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
分を有しており、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を覆って塗布され、この塗布膜を焼
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４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を遮光被膜８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、遮光被膜８
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
形をなしているものである。

なお、第２の受電端子１１は、第５図に示すように遮光
被膜８で覆われていなく、ランプｌの外表面に露出され
ているものである。

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２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２内に充填したキセノンガ
スを励起し、キセノンガス特有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Ｂを励起し
、このけい光体被膜６か可視光を発生する。

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、この放電灯は針のような細い帯の光を発する。

したがって、この放電灯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。

上記実施例の冷陰極４は、電極ヘッド４１が中空円筒形
をなし、この電極ヘッド４１の中空部分に電子放射物質
４３を充填しであるから電子の放出を促し、電極機能を
高めることができる。

そして、本実施例の場合、中空円筒形の電極ヘッド４１
の端面に偏心して電極軸４２の先端を突合せて抵抗溶接
したので、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。

例えば、両者の偏心量を０および０．１＊＊ならびに０
．２＊＊として、折曲げテストによる剥がれ強度を測定
したところ、偏心量が０の場合が一番弱く、偏心量が０
．２ｍｍの場合が一番強かった。

なお、前記寸法の電極では、偏心量を０．２■以上に設
定すると電極ヘッド４１の側面から電極軸４２の側面が
突出し、このため接触面積が減るとともに、電極ヘッド
４１がバルブ２の中心軸から大きく偏るので好ましくな
い。

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、本発明は
電子放射物質４３を充填せずに中空のままにした場合で
も実施可能であり、また電子放射物質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。

さらに、本発明の放電灯は、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、電極ヘッドと電極
軸を互いに偏心させて突合せ接合したから、電極軸の先
端が電極ヘッドの開口部からずれて両者の接触面積が増
大し、接合強度が高くなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す指針に用いるキセノン
グロー放電灯の斜視図、第２図はその封止端部の断面図
、第３図は第２図の■−■線に沿う断面図、第４図は第
１図のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図、第５図は第１図の■
−ｖ線に沿う断面図である。 ■・・・バルブ、３・・・封止部、４・・・冷陰極、６
・・・けい光体被膜、７・・・内部電極、８・・・遮光
被膜、９・・・スリット部、４１・・・電極ヘッド、４
２・・・電極軸、４３・・・電子放射物質。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 凶

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）バルブの端部に冷陰極を封装し、この冷陰極は両
   端が開口された筒形の電極ヘッドの端面に電極軸の先端
   面を突き合わせ接合して構成した冷陰極放電灯において
   、 上記電極軸と上記電極ヘッドの中心線を互に偏位させて
   接合したことを特徴とする冷陰極放電灯。
2. （２）上記電極ヘッドの中空部に粉体状の電子放射物質
   を充填してあることを特徴とする第１の請求項に記載の
   冷陰極放電灯。