JPH0422057A - 放電管 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、放電管の改良に関し、特に熱陰極放電管の改
良に関する。

［先行技術の記載１ 交流回路で点対されるいわゆる蛍光灯などの熱陰極管は
、ガラス管内壁に蛍光物質が塗布され、またガラス管の
両端にタングステンのフィラメントコイル電極が対向配
置され、しかしてこれら電極には、電子放射物質が塗布
されている。さらに管内には数Ｔｏｒｒの圧力でアルゴ
ンガスと水銀ガスが封入されている。

以上の放電管の電極にそれぞれ電流を流して、電極を予
熱し、両゛電極管を介して＾電圧を印化すると放電が開
始される。この放電により紫外線が発生し、この紫外線
がガラス管内壁上の蛍光物質を励起して可視光線を発す
る。このような放電管は、単一のアーク放電形式のもの
であり、′ｒｉ流の増加とともに電圧が低下する負の熱
陰極放電特性のものである。この種の放電管の欠点は、
寿命が３０００から４０００時間と短く、また輝度が８
０００ｎｔと低いことである。

本願出願人は、特開平１−５７５３号公報で複合電極放
電管を提案し、新規な電極構造を提案し、すなわち熱陰
極アーク放電とグ０つ、放電との双方の機能を有する放
電管を提案し、高輝度で長寿命の放電管を提案した。当
該特開平の特許請求の範囲に記載のように、アーク放電
用の電極に近接して焼結電極を配置した構成とし、高輝
度ならびに長寿命の放電管が得られているが、その具体
的な実施例では、おもに冷陰極管の輝度を向上するもの
が説明されており、商用電源で動作するいわゆる蛍光灯
などの熱陰極管についての具体的な説明がなされていな
かった。

［発明が解決しようとしている問題点］本発明は、以上
に鑑みてなされたものであり、すなわち上記特開平の放
電管の原理構成を保持しつつ、しかして蛍光灯などの商
用電源で動作する放電管を高輝度ならびに長寿命とした
改良構造を提供することを目的とするものである。

［問題を解決する手段１ 以上の目的を達成する本発明の放電管は、両端子がリー
ド線に接続されたアーク放電電極が対向配列された放電
管において、各アーク放電電極の周りにグロウ放電電極
を設けるともに、このグロウ放電電極を前記アーク放電
電極の一方の端子に電気的に接続したことを特徴とする
ものである。

［作用コ 本発明の以上の構成により、商用電源で動作する放電管
において、グロウ放電とアーク放電の双方の機能を有し
、高輝度および長寿命の好ましい放電管が提供され、さ
らにアーク放電用の電極の温度上昇が防止されるととも
に、イオン衝撃による電子放射物質や電極の粒子などの
放散および蒸発剥離が防止され放電管内壁の黒化現象を
極めて少なくすることができる。

［実施例の説明］ 本発明の添付図を参照して実施例の形で詳細に説明する
。

第１図は、本発明の細管用（直径的１０−以下）の放電
管の実施例を示す。例えば、直径６．５厘、良さ２６０
■の透明ガラス管１の両端部１ａ。

１ｂのそれぞれにフィラメントコイル電極２ａ。

２ｂとこれを囲むように濾斗状の焼結電極３ａ。

３ｂが設けられている。フィラメント電極は、ガラス管
１の管軸方向に縦長に配置され、その両端の端子をガラ
ス管１の端部１ａ、１ｂのステム１ｃ、１ｄを貫通して
いるリード線４ａ、５ａ。

４ｂ、５ｂにそれぞれ接続されているとともに、これら
のリード１４ａ、５ａ、４ｂ、５ｂにより、ガラス管１
の中心軸に沿って配置されるように支持されている。濾
斗状の焼結電極３ａ、３ｂは、その根元部でリード線４
ａ、４ｂにより支持されているとともに、これと電気的
に接続されているが、その他端は、電気的には開放され
ている。またガラス管１の内壁には、蛍光膜６が塗布さ
れるとともに、同内部には、希ガス７および水銀ガス８
が封入されている。なお、ガスは、常時は閉じられてい
る排気管９を介して封入されている。

さて、焼結電極３８．３ｂは、上記のごとくの濾斗状ば
かりでなく、円筒状、半円筒状でもよく、さらにフィラ
メントコイル電極２ａ、２ｂを取り巻く螺旋状など、フ
ィラメントコイル電極２ａ。

２ｂから放射される電子放射物質の粒子を捕獲し得るよ
うに設けてあれば、いずれの形状も取り得るものである
。この焼結電極３ａ、３ｂは、電子放射を容易にするた
めに、たとえば、粉末状のタングステン、ジルコニウム
ならびにニッケルに炭酸バリウムを混合して成形し、焼
成して得られる。

濾斗状開放部の直径を約４．０ａｓ＋とじ、長さ４５１
１１、岸さ０．３履、フィラメントコイル電極との結合
部の直径１ａｍの濾斗状焼結電極とする。この代わりに
ニッケル金属で上記形状に成形し、焼結金属の代わりに
使用することができる。しかしこの場合、放電特性が多
少低下する。

フィラメントコイル電極２ａは、タングステン線の周囲
に電子放射物質として例えば水酸化バリウムの溶液を塗
布焼成して炭酸バリウム皮膜を形成被覆し、しかる後に
これを二】イル状として形成する。あるいはタングステ
ン線をコイル状にしてから圃皮躾を形成被覆しても良い
。このようにして、長さ３　ｍ　、直径０．５ＭＩのフ
ィラメント電極２ａが得られる。

各フィラメントコイル電極２ａ、２ｂは、その・端を繍
斗状焼結電極３ａ、３ｂの底部に直接かしめて固定溶着
しても良く、同焼結電極３ａ。

３ｂの軸線に沿って配置する。フィラメントコイル電極
２ａ、２ｂの他端は、焼結電極３ａ、３ｂの濾斗状部の
開「」端近くまで延び、しかして焼結電極３ａ、３ｂと
は非接触状態となっている。

フィラメントコイル電極２ａ、２ｂならびに濾斗状焼結
電極３ａ、３ｂは、電気的には並列回路を形成している
。

なお、本実施例においては、ガラス管１内の希ガス（ア
ルゴンガス）の封入圧力は約５　ｔｏｒｒであり、さら
に水銀の封入量は約５Ｊ１５Ｆである。

以下に上記第１実施例の放電管の作動の説明をする。

放電管は、発振トランス１０と高周波発信器１１からな
る公知の点灯回路９で駆動される。フィラメントコイル
２ａ、２ｂは、リード線１ａ。

１ｂを介して発振トランス１１内の予熱コイルに接続さ
れている。すなわち点灯回路９が励起されると予熱コイ
ルによりフィラメントコイル電極２ａ、２ｂに電流が流
れ、フィラメントコイル電極２ａ、２ｂが加熱する。こ
れによりフィラメントコイル電極２ａ、２ｂから熱電子
が放出され、同時にフィラメントコイル電極２ａ、　２
ｂのそれぞれのコイルの両端子間に電位差が与えられる
。

さらに局部放電が各フィラメントコイル電極２ａ。

２ｂと各対応焼結電極３ａ、３ｂとの間に生じる。

この局部放電により主放電が容易に確立され、以後アー
ク放電とグロウ放電が放電管内で維持される。

またフィラメントコイル電極２ａ、２ｂに塗布された電
子放射物質が加熱により蒸発し、その蒸発粒子が飛び散
るが、局部放電により主放電が促進されるとともに、熱
容量の大きい焼結電極３ａ。

３ｂがフィラメントコイル電極２ａ、２ｂに並列に接続
されているのでフィラメント電極２ａ。

２Ｃ）＄８温加熱されないので、蒸発粒子の飛散が抑制
されるとともに、粒子が飛散したとしても焼結電極３ａ
、３ｂに捕捉され、ガラス管１の内面には付着せず、い
わゆる放電管の寿命を早める黒化現象が生ずることなく
、しかして焼結電極３ａ。

３ｂに捕捉された電子放射物質の粒子は、再度その作用
を発揮するので電子放射物質の消耗が原因で短寿命の放
電管の寿命を長くすることができる。

第２図は、本発明の第１実施例の変形態様を示すもので
あり、異なる部分である電極部分のみ図示しである。そ
の他の構成は、第１実施例と同様であるので省略してい
る。濾斗状焼結電極３ａの底部は大きく開口され、この
開口を通してリード線４ａ、５ａが貫通している。リー
ド線４ａは、焼結電極にスポット溶接されている。しか
しながらリード線５ａは、焼結電極３ａに非接触状態で
開口を貫通している。フィラメントコイル電極２ａは、
第１実施例と同様にこれらリード１４ａ。

５ａに接続保持されている。

第３図は、本発明の第２の実施例を示すものであり、焼
結電極３０ａ、３０ｂは、半割円筒形状となっている。

焼結電極３０ａ、３０ｂは、ガラス管内で内向が互いに
向き合うように設けられ、その円筒形軸が管軸とほぼ直
交する方向に配置され、上端をリード線４ａ、４ｂにス
ポット溶接されて固定支持されているとともに下端をガ
ラス管１の端部１ａ、１ｂのステムＩＧ、１ｄに支持さ
れたアンカ１２ａ、１２ｂにより支持されている。

フィラメントコイル電極２０ａ、２０ｂは、上記焼結電
極の円筒形軸に沿って設けられ、その上端をリード線４
ａ、４ｂに固定接続されているとともに、Ｆ端を焼結電
極３０ａ、３０ｂとは非接触状態で延びるリード線５ａ
、５ｂに固定接続されている。

第２実施例のその他の構成は、第１実施例とほぼ同様で
あるが、放電管点灯回路が、第１図の図示のものと異な
り、公知のグロウスタート方式のものが示されている。

この放電管は、ガラス管が太めのものに好適に使用され
るものであり、例えば、直径２５．５ｊｗ＋。

長さ３３０ａｍのガラス管においては、焼結電極３０ａ
、３０ｂは、直径５履、長さ９ａｗ＋および曲面高さ４
履となっている。さらにフィラメントコイル電極２０ａ
、２０ｂの艮ざは、コイル部分が５履であり、各端子長
さは、３履である。またコイル部の直径は、２’１ｍと
なっている。またガラス管１内には、約１０ｔｏｒｒの
アルゴンガスと、約２０■の水銀が封入されている。

第２実施例の作動は、公知のグロウスタート方式で駆動
が開始される点を除き第１実施例と同様である。すなわ
ち、商用電源を印加すると、グロウスタータ１３のバイ
メタル電極と固定電極との間でグロウ放電が発生し、発
熱するのでバイメタルの湾曲が広がり、固定電極と接す
る。よって交流電源１５から安定器１４を経由してフィ
ラメントコイル電極に電流が流れ、よってフィラメント
コイル電極が多熱されて熱電子が放出される。フィラメ
ントコイル電極間に電位差が与えられているので、これ
によりフィラメントコイル電極と焼結電極との間で局部
放電が生じる。数秒後にクロウスタータ１３内の温度が
降下するのでバイメタルの湾曲が急となり固定電極との
接触状態が切り放される。これにより安定器１４のチョ
ークに逆起電力が生じ、放電管は、主放電が開始され、
放電を維持する。この場合局部放電によって主放電がき
わめて容易になり、長尺の放電管においても、トリガー
コート等の放電用補助電極を必要としない。

第４図は、第２実施例の変形態様であり、放電管の電極
部分のみ図示する。当該変形態様では、半割円筒形の両
端が閉じられた焼結電極３０ａが使用され、電子放射物
質の蒸発粒子の捕捉能力をさらに向上させている。第２
実施例と同様に焼結電極３０ａは、リード１１４ａとア
ンカ１２ａにより支持されており、フィラメントコイル
電極２０ａは、リード線４ａ、５ａに固定接続されてい
るが、リード線５ａは、焼結電極３０ａの外周面に形成
された開口を非接触状態で貫通している。

第５図は、本発明の第３實施例を図示するものであり、
放電管の電極部分のみ示されている。本実施例において
は、焼結電極３００ａは、軸方向がガラス管１の管軸方
向と一致するように配置された円筒形状とされ、上部と
下部でリード１Ｉ４ａおよびアンカ１２ａとにスポット
溶接されてそれぞれ支持されている。フィラメントコイ
ル電極２００ａについては、第２実施例と同様にリード
線４ａ、５ａに接続支持されている。

第６図は、第３実施例の変形態様を示すものであり、円
筒形の焼結電極３００ａの底に壁を設けて閉じ、リード
線５ａを底壁に設けた開口を通して非接触状態で貫通さ
せている。この構成により電子放射物質の蒸発粒子の捕
捉を向上させている。

実例１ 第１実施例の放電管を作成し、以下の条件で高周波正弦
波電圧を当該放電管に印加した。

条件： 発振周波数二 最大発振電圧： フィラメントコイル電圧： フィラメントコイル電流： 封入ガス： アルゴン：　　　　　　　　　５０ｔＯｒｒ水銀　　　
　　　　　　　　５ａｙ 雰囲気温度：　　　　　常ｍ　　２０℃発振電圧をＱＶ
より徐々に上昇させると、１８０ｖで放電電流が流れ、
熱電子によるアーク放電が生じる。アーク放電は、電流
増加とともに低下し、２０鵬Ａで１００ｖとなる負特性
を示した。

焼結電極によるグロウ放電は、電圧３００ｖで開始され
、ｉｌ流の増加とともに放電電圧は上昇し、ｉＪ流２０
−八で４５０ｖとなる正特性を示した。

０ｋＨ７ ５００Ｖ ６．５ｖ ０ｅＡ 上記のアーク放電とグロウ放電が放電管の駆動中維持さ
れ、高輝度で長寿命の放電管が得られることが証明され
た。

またフィラメントコイル電極には、バリウム、ストロン
チウム等の活性酸化物を塗布して熱電子の発生を促進し
ているために、イオンｌｉｉνなどによりこの酸化物が
蒸発剥離して、ガラス管の内壁に付着し黒化現象を生じ
せしめる軸向があるが、この黒化現象は、焼結電極でこ
の蒸発粒子が捕捉されるために生じなかった。

具体的には、輝度が、３００００ｎｔｒｌＯＯＯＯ時間
の寿命があることが判明している。

試験例２ 第３図の実施例と同様の放電管を作成し、以下の条件で
商用゛磁圧を印加した。

条件二 商用電源： 電圧　　　　　　１００ｖ 周波数　　　５０　−　６０Ｈｚ 封入ガス： アルゴンガス　　　１０ｔＯｒｒ 水銀　　　　　　　２０＃ｊ 雰囲気温度　　常ｌ　　　２０℃ 点灯回路は、図示のように公知のグロウスタータ方式を
用いた。

また比較例として、第３図の放電管で、焼結電極のない
ものを作成し、上記と同様の条件で駆動した。

比較用放ｔＩ管は、Ｉｌｉ度８０００ｎｔで連続点灯さ
せると、１００時間経過後に管内壁に黒化現象を生じ、
３０００時間経過後に輝度が初期の３０％まで低下した
のに対し、第３図の本発明の放電管は、輝度２００００
　ｎｔで連続点灯させ、３０００時間経過後も黒化現象
は生じなかった。しかして、１００００時間経過後に輝
度が初期の３０％に低下した。

すなわち、従来の同種の放電管に比べて、輝度は２．５
倍、寿命は３．３倍の放電管が本発明により得られるこ
とが判明した。

以上本発明を実施例の形で詳細に説明したが、本発明は
、当該実施例に限定されず、特許請求の範囲により記載
される範囲でさまざまに変更可能である。

［本発明の効果］ 以上の本発明の構成により、 １、　高輝度で長寿命の低発熱の放電管が得られる。

２．８部放電が生じるために点刻が容易でかつ高応答性
の放電管が得られる。すなわち放電管に補助電極を設け
る必要がない。

３、　ガラス管内壁に黒化現象が生じ難い。

４、　グロウ放電電極〈焼結電極）がアーク放電に移行
することなく、アーク放電電流（フィラメント電流）は
、グロウ放＊＊極により電流を調節されるので両方相ま
って非常に安定した放電をする放電管が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の第１実施例の放電管を示す斜視図で
あり、同図には、放電管を駆動する点灯回路も併せて概
略的に示している。 第２図は、第１実施例の変形態様の電極部分の斜視図で
ある。 第３図は、本発明の第２実施例の放電管を示す斜視図で
あり、同図には放電管を駆動する点灯回路も併せて概略
的に示している。 第４図は、第２実施例の変形態様の電極部分を示す斜視
図である。 第５図は、本発明の第３実施例の電極部分を示す斜視図
であり、第６図は、第３実施例の変形態様の！４電極分
を斜視図で示す図。 １・・・ガラス管、２ａ、２ｂ、２０ａ、２０ｂ。 ２００ａ・・・フィラメントコイル電極、３ａ、３ｂ。 ３０ａ、３０ｂ、３００ａ−・・焼結電極、４ａ、４ｂ
、５ａ、５ｂ−ＩＪ−ｔ’ｉｌ、６−Ｉｔ　光膜、７・
・・アルゴンガス、８・・・水銀。 手続補正書 （自発） 平成 年 月２１

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）両端子がリード線に接続されたアーク放電電極が
   対向配列された放電管において、各アーク放電電極の周
   りにグロウ放電電極を設けるとともに該グロウ放電電極
   を前記アーク放電電極の一方の端子に電気的に接続した
   ことを特徴とする放電管。