JPH103885A

JPH103885A - 蛍光ランプ装置および移動体用計器装置

Info

Publication number: JPH103885A
Application number: JP15122496A
Authority: JP
Inventors: Masasane Takagi; 将実高木; Shigeru Senzaki; 茂千崎
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 1996-06-12
Filing date: 1996-06-12
Publication date: 1998-01-06

Abstract

(57)【要約】【課題】螺旋状ヒータと蛍光ランプの気密容器との熱膨
張率の差によって冷熱サイクルにおいて螺旋状ヒータが
断線し、または蛍光ランプのバルブクラックが発生する
心配がないとともに、低温時の立ち上がり特性の良好な
蛍光ランプ装置および移動体用計器装置を提供する。【解決手段】蛍光ランプのほぼ円筒状の細長い気密容器
の外面に１ターン中りの長さがｌで、気密容器の外面に
等ピッチで密着して巻回したときの１ターン当たりの長
さをｌ’とした場合に、ｌ’＜ｌ＜１．１ｌ’の条件を
満足する螺旋状ヒータを配設した。上記条件の範囲で
は、低温時にヒータの収縮によって気密容器を強く締め
付けるようなことがなく、また蛍光ランプの低温時の立
ち上がりは良好で問題はない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は低温時の輝度低下を
補償するためのヒータを備えた蛍光ランプ装置および移
動体用計器装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車などの移動体に使用されている計
器を照明するために、蛍光ランプの使用が増えている。
蛍光ランプは放電媒体として水銀を封入しており、所望
の光量を高効率に得られる利点があるが、低温時には水
銀の蒸気圧が所定値まであがらないため、輝度が低下す
る問題がある。

【０００３】従来、この問題に対しては蛍光ランプにヒ
ータを設けて蛍光ランプを加熱し、水銀蒸気圧を高くす
るようにしている。この種の代表的なヒータとしては、
ステンレスリボンをエッチングして蛇行状にしたものを
蛍光ランプの背面に添接するか、特開平４−１７２２２
１号公報に記載されているように蛍光ランプにヒータ線
を螺旋状に巻き付けるものが知られている。

【０００４】図９は、従来の蛍光ランプ装置の一例を示
す正面図である。

【０００５】図において、２０は紫外線発光形の蛍光ラ
ンプ、２１はヒータ線、２２はふっ素樹脂製のチューブ
である。従来の蛍光ランプ装置は、蛍光ランプのヒータ
線２１を蛍光ランプ２０の上に螺旋状に巻き付け、ふっ
素樹脂製のチューブ２２で固定する構造である。このも
のは前者のヒータに比べてランプ全周を加熱するので、
低温時の立ち上がり特性が改善されるという利点を有し
ている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の装置では、蛍光ランプ２０の上にヒータ線２１を直
接巻き付けて螺旋状にしているため、および蛍光ランプ
２０への伝熱を良好にさせるために、ヒータ線２１をラ
ンプに密着させている。

【０００７】ところが、一般に、ヒータ線２１の熱膨張
率の方が蛍光ランプのガラスのそれより大きいので、低
温時においてヒータ線２１の方が収縮がより大きくなっ
て、蛍光ランプ２０に強い締め付け応力を作用させる。

【０００８】このため、この蛍光ランプ装置を−３０℃
から２５℃１のいわゆる冷熱サイクルを加えると、ヒー
タ線２１の断線または蛍光ランプのバルブクラックとい
った不具合が発生するおそれがある。

【０００９】本発明は、螺旋状ヒータと蛍光ランプの気
密容器との熱膨張率の差によって、冷熱サイクルにおい
て螺旋状ヒータの断線または蛍光ランプのバルブクラッ
クの心配がないとともに、低温時の立ち上がり特性も良
好な蛍光ランプ装置および移動体用計器装置を提供する
ことを目的とする。

【００１０】

【課題を達成するための手段】請求項１の発明の蛍光ラ
ンプ装置は、ほぼ円筒状で透光性の細長い気密容器、気
密容器内の両端部に封着した一対の電極、気密容器の内
面側に配設した蛍光体層ならびに気密容器内に封入した
希ガスおよび水銀を含む放電媒体を備えた蛍光ランプ
と；気密容器の外面に装着され、１ターン当たりの長さ
がｌで、気密容器の外面に密着して等ピッチで巻回した
ときの１ターン当たりの長さをｌ’とした場合に、ｌ’
＜ｌ＜１．１ｌ’の条件を満足する螺旋状ヒータと；を
具備していることを特徴としている。

【００１１】本発明および以下の請求項の各発明におい
て、蛍光ランプは上記した要件を備えていれば、どのよ
うなものでもよい。したがって、気密容器はどのような
材質でもよく、通常使用されている軟質ガラスを用いる
ことができる。気密容器の径および長さも任意である
が、機器の小形化、薄形化のために蛍光ランプもこれに
対応して細いものが使用される傾向にあるが、本発明は
一般的には外径１．５ｍｍ〜３０ｍｍ、好ましくは１．
５〜１０ｍｍのものである。長さは機器の表示面のサイ
ズに合わせて適宜の寸法のものが用いられるが、一般的
には１００ｍｍ〜６００ｍｍのものが製造可能である。

【００１２】電極は冷陰極がよく用いられており、棒状
のもの、板状のものなどを用いることができる。しかし
ながら、いわゆる熱陰極であってもよい。

【００１３】希ガスにはネオン、アルゴン、キセノンな
どを単独または任意に組合せて使用することができる。
また、その封入圧は所望のランプ電流およびランプ電圧
を得るために適当に設定することができる。

【００１４】蛍光体層は、任意所望の蛍光体を用いて気
密容器内において層を形成していればよく、したがって
要すれば、蛍光体層を気密容器内面に保護膜を介して形
成することも許容される。

【００１５】螺旋状ヒータは、適宜の材質および線径の
ものを用いることができるが、気密容器と熱膨張率が異
なるので、前述の寸法比を採用するものである。この比
率は、蛍光ランプに対してヒータ線を所定ピッチで密着
巻きした場合の１ターンの線の長さｌ’を基準にして、
同一ピッチで巻回された螺旋状ヒータの１ターンの線の
長さｌが前述の寸法関係にあるという意味である。本発
明の寸法要件より長さが短いと、既述のように低温時に
強く締め付けられてヒータの断線または蛍光ランプにク
ラックが生じるおそれがある。反対に前述の寸法関係よ
り長いと、低温時の蛍光ランプの温度上昇が遅くなり、
所期の立ち上がり特性が得られない。したがって、本発
明は前述した寸法関係である必要がある。しかし、螺旋
状ヒータのピッチは気密容器の長手方向に沿って一様で
ある必要はない。必要に応じて長手方向の所要の領域の
ピッチを任意に設定することが許容される。さらに、本
発明においては、螺旋状ヒータのピッチは発明の効果に
対して直接関係しない。密着巻きの基準とすべき１ター
ンのピッチと等しいピッチであることが比較の前提とな
っているにすぎない。

【００１６】前述の所定寸法関係を満足する螺旋状ヒー
タを得るには、たとえば予め用意した蛍光ランプの外径
より所定寸法だけ径の大きな心棒にヒータ線を巻回し、
心棒を抜き取って、まず螺旋状ヒータを形成し、次に螺
旋状ヒータを蛍光ランプに装着すればよい。しかし、本
発明はこの方法に限定されるものではない。異なる方法
としては蛍光ランプに直接ヒータ線を巻回し、次に所定
値だけ螺旋を逆巻きに戻してターン当たりの寸法を前述
の範囲に設定する方法を採用することもできる。

【００１７】螺旋ヒータを蛍光ランプに対して支持する
には、従来技術のように透明性にして耐熱性のプラスチ
ックチューブをかぶせることが許容される。しかし、本
発明はこれに限定されるものではなく、その他の手段た
とえば接着剤によって適宜固定してもよい。

【００１８】本発明の蛍光ランプ装置は、上記のような
構成であるから、低温時に蛍光ランプが螺旋状ヒータに
よって強く締め付けられるようなことはない。しかし、
低温時の温度の立ち上がり特性は密着巻きと遜色がな
い。

【００１９】請求項２の発明の蛍光ランプ装置は、請求
項１記載の蛍光ランプ装置において、螺旋状ヒータは、
鉄・ニッケル・アルミニウム系合金からなることを特徴
としている。

【００２０】上記合金は、加工性が良好であるととも
に、比較的細い線で所要の発熱を得やすい。ヒータは線
が細い方が光量の損失が少ないので、好ましい。

【００２１】請求項３の発明の蛍光ランプ装置は、請求
項１または２記載の蛍光ランプ装置において、螺旋状ヒ
ータは、気密容器の長手方向の約半分を境に巻き方向が
互いに逆向きであることを特徴としている。

【００２２】本発明によれば、１本のヒータ線を半分に
折り曲げてから左右方向に同時に巻回できるから、工数
が半分になり、したがって螺旋状ヒータを比較的安価に
得ることができる。

【００２３】請求項４の発明の蛍光ランプ装置は、請求
項１ないし３のいずれか一記載の蛍光ランプ装置におい
て、螺旋状ヒータは、気密容器の両端部近傍おいてピッ
チが相対的に密であることを特徴としている。

【００２４】本発明によれば、蛍光ランプの両端部近傍
は電極が位置している関係で、ノイズ発生が多いが、こ
の部分のピッチを密にすることにより、ノイズ低減効果
がある。また、蛍光ランプの両端部は発光量が少ないの
で、螺旋状ヒータのピッチが密であっても、光量損失は
わずかである。

【００２５】請求項５の発明の蛍光ランプ装置は、請求
項１ないし３のいずれか一記載の蛍光ランプ装置におい
て、螺旋状ヒータは、気密容器の一端部近傍においてピ
ッチが相対的に密であることを特徴としている。

【００２６】蛍光ランプを点灯するためにインバータを
使用する場合、インバータの高圧側に接続する方の蛍光
ランプの端部からのノイズ発生量が多いが、この部分に
対向する螺旋状ヒータのピッチを密にすることにより、
ノイズの発生を抑制することができる。インバータの低
圧側に接続する蛍光ランプの端部はノイズ発生が少ない
ので、ピッチを密にする必要はない。

【００２７】請求項６の発明の蛍光ランプ装置は、請求
項１ないし３のいずれか一記載の蛍光ランプ装置におい
て、螺旋状ヒータは、気密容器の中間部においてピッチ
が相対的に密であることを特徴としている。

【００２８】本発明は、蛍光ランプの中央領域の部分は
電極から離れているために、消灯時に水銀が溜まりやす
いが、この部分を集中的に加熱して水銀を積極的に蒸発
させるのに都合がよい。

【００２９】請求項７の発明の移動体用計器装置は、計
器と；計器の照明すべき箇所を照明するように配設され
た請求項１ないし６のいずれか一記載の蛍光ランプ装置
と；を具備していることを特徴としている。

【００３０】本発明によれば、低温時の温度立ち上がり
特性が良好でありながらヒータの断線または蛍光ランプ
のクラックの心配がない移動体用計器装置が得られる。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。

【００３２】図１は、本発明の蛍光ランプ装置の第１の
実施形態を示す一部切欠正面図である。

【００３３】図において、１は蛍光ランプ、２は螺旋状
ヒータである。蛍光ランプ１は、ほぼ円筒状で透光性の
細長い気密容器１ａの内部において両端部に一対の電極
および気密容器１ａの内面に蛍光体層（いずれも図示し
ない。）が配設されており、また気密容器１ａの内部に
希ガスと水銀を含む放電媒体が封入されている。なお、
１ｂは内部の電極に給電するための外部リード線であ
る。

【００３４】螺旋状ヒータ２は、コイル部２ａの１ター
ン当たりの長さが前述の所定範囲内に設定されている。
なお、２ｂはコイル部２ａの両端から導出されたリード
線である。

【００３５】図２は、本発明における蛍光ランプ１の拡
大断面図である。

【００３６】図において、２ｃは蛍光体層、２ｄは電極
である。蛍光体層２ｃは気密容器２ａの内面に形成され
ている。電極２ｄは円筒状をなした冷陰極である。

【００３７】

【実施例】

１．実施例蛍光ランプ：気密容器は、外径３ｍｍ、内径２ｍｍ、長
さ３００ｍｍの透明軟質ガラス製放電媒体は、Ｎｅ９７％とＡｒ３％（いずれも分圧比）
の混合気体が封入圧13332.2Pa(100tor
r)および水銀蛍光体層は、３波長形蛍光体を使用電極は、円筒状の冷陰極定格ランプ電流は、６ｍＡ螺旋状ヒータ：直径０．２６ｍｍのＦｅ（７１重量％）
・Ｃｒ（２３重量％）・Ａｌ（６重量
％）合金線、ピッチ３ｍｍ、１ターン当たりの
長さは１１．１ｍｍ２．比較例−その１蛍光ランプ：実施例と同じ。

【００３８】螺旋ヒータ：１ターン当たり１０．７ｍｍ
以外は実施例と同じ。

【００３９】３．比較例−その２蛍光ランプ：実施例と同じ。

【００４０】螺旋ヒータ：１ターン当たり１１．７７ｍ
ｍ以外は実施例と同じ。４．実験方法：周囲温度−３０℃において、蛍光ランプ
を定格ランプ電流が流れるように調整して点灯し、また
螺旋状ヒータの入力電力が６Ｗになるように調整して、
各サンプルごとに蛍光ランプの中央部と螺旋状ヒータの
ほぼ中央部とにおけるそれぞれの温度の変化を点灯開始
時点から測定した。

【００４１】図３は、実施例および比較例の低温時の立
ち上がり特性曲線を示すグラフである。図において、
実線で表した曲線Ａは、螺旋状ヒータのほぼ中央部の温
度を示す。点線で表した曲線Ｂは、比較例−その１の蛍
光ランプの中央部の温度を示す。一点鎖線で表した曲線
Ｃは、実施例の蛍光ランプの中央部の温度を示す。二点
鎖線で示す曲線Ｄは、比較例−その２の蛍光ランプの中
央部の温度を示す。

【００４２】図３から理解されるように、曲線Ｂの比較
例−その１における蛍光ランプの中央部の温度は、螺旋
ヒータの温度に最も接近しており、温度上昇の遅れも最
も少ない。曲線Ｃの実施例における蛍光ランプの中央部
の温度は、急激上昇時および飽和接近時は曲線Ｂと殆ど
区別がつかない程度に接近していた。急激上昇時と飽和
接近時の中間領域では、実施例が曲線Ｂより若干遅れが
認められるが、その差は僅少であった。これに対して、
曲線Ｄの比較例−その２は、温度上昇が極端に遅くな
り、しかも非常に不安定であった。なお、図示しない
が、１．１ｌ’超の長さの螺旋状ヒータについても測定
したが、上記比較例−その２以上に温度上昇が遅れ、ま
た不安定であった。

【００４３】次に、上述の実施例および比較例における
螺旋状ヒータの１ターン当たりの長さを、本発明の同様
な構成要件と対比する。

【００４４】（１）ｌ’（密着巻）の場合の１ターン当
たりの長さは数式１に示すとおりである。

【００４５】

【数１】したがって、比較例−その１は密着巻きである。

【００４６】（２）１．１ｌ’の場合の１ターン当たり
の長さは１１．７７ｍｍである。

【００４７】したがって、比較例−その２は１．１ｌ’
の場合である。

【００４８】（３）実施例の場合の１ターン当たりの長
さは、１１．１ｍｍである。

【００４９】したがって、実施例は約１．０４ｌ’であ
る。

【００５０】図４は、本発明の蛍光ランプ装置の第２の
実施形態を示す一部切欠拡大正面図である。

【００５１】図において、図１と同一部分には同一符号
を付して説明は省略する。

【００５２】本実施形態は、螺旋状ヒータ２の巻き方向
が中央を境に互いに反対方向である点に特徴がある。す
なわち、本実施形態の場合、中央部を折り返して互いに
外側に同時に巻回することにより得られるので、螺旋の
巻き工数が約半分になり、コスト低減に効果的である。

【００５３】図５は、本発明の蛍光ランプ装置の第３の
実施形態を示す一部切欠拡大正面図である。

【００５４】図において、図１と同一部分には同一符号
を付して説明は省略する。

【００５５】本実施形態は、蛍光ランプの両端部近傍領
域の螺旋状ヒータのコイル部２ａ’のピッチを残余の部
分に対して相対的に密にした点に特徴がある。

【００５６】図６は、本発明の蛍光ランプ装置の第４の
実施形態を示す一部切欠拡大正面図である。

【００５７】図において、図１と同一部分には同一符号
を付して説明は省略する。

【００５８】本実施形態は、蛍光ランプの中央部近傍領
域の螺旋状ヒータのコイル部２ａ”のピッチを残余の部
分に対して相対的に密にした点に特徴がある。

【００５９】図７は、本発明の蛍光ランプ装置の第４の
実施形態を示す一部切欠拡大正面図である。

【００６０】図において、図１と同一部分には同一符号
を付して説明は省略する。

【００６１】本実施形態は、蛍光ランプの一端部近傍に
おいて螺旋状ヒータのコイル部２ａ’のピッチを残余の
部分より相対的に密にした点に特徴がある。

【００６２】図８は本発明の移動体用計器装置の分解斜
視図である。

【００６３】本発明の移動体用計器装置は、計器ユニッ
ト３と、このユニット３照明するランプユニット４とか
らなっている。

【００６４】計器ユニット３は、液晶表示パネル３ａ
と、この表示パネル３ａを背後から照明するための導光
体３ｂとからなっている。液晶表示パネル３ａはスピー
ド表示部３ａ１、警告表示部３ａ２および燃料などのそ
の他表示部３ａ３を備えている。導光体３ｂは透明アク
リル樹脂板からなり、液晶表示パネル３ａと導光体３ｂ
との間には光拡散板および制光板（いずれも図示しな
い。）を必要に応じて介在させる。

【００６５】ランプユニット４は、樋状の枠体４ａと、
この枠体４ａ内に収納した蛍光ランプ１および螺旋状ヒ
ータ２とからなっていて、計器ユニット３の下面に配設
される。

【００６６】そうして、蛍光ランプ１の放射光は導光体
３ｂの下面から入射し、導光体３ｂ内部で全反射を繰り
返して導光体の前面から均一に出光する。さらに、要す
れば光拡散板および制光体などを経て所要の光を取り出
し液晶表示パネル３ａを背面から照明する。液晶表示パ
ネル３ａには計器本体（図示しない。）から各種測定デ
ータ信号が送出され、その信号に応じて液晶を駆動して
背面からの照明により信号内容を表示するようになって
いる。その結果、表示パネル３ａが計器表示される。

【００６７】

【発明の効果】請求項１ないし６の発明によれば、螺旋
状ヒータと蛍光ランプの気密容器との熱膨張率の差によ
って螺旋状ヒータが断線し、または蛍光ランプにバルブ
クラックが発生する心配がなく、しかも低温時の立ち上
がり特性も良好な蛍光ランプ装置を提供することができ
る。

【００６８】請求項２の発明によれば、加えて加工性が
良好で、しかも所要の発熱を得やすい蛍光ランプ装置を
提供することができる。

【００６９】請求項３の発明によれば、加えてヒータ線
を螺旋状に加工するのが容易になる蛍光ランプ装置を提
供することができる。

【００７０】請求項４の発明によれば、加えて蛍光ラン
プの両端部から発生しやすいノイズを抑制する蛍光ラン
プ装置を提供することができる。

【００７１】請求項５の発明によれば、高圧側の蛍光ラ
ンプの端部から発生しやすいノイズを抑制する蛍光ラン
プ装置を提供することができる。

【００７２】請求項６の発明によれば、蛍光ランプの中
間部に溜まりやすい水銀を集中的に加熱して蒸発させる
ことができる蛍光ランプ装置を提供することができる。

【００７３】請求項７の発明によれば、以上の各発明の
効果を有する移動体用計器装置を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の蛍光ランプ装置の第１の実施形態を示
す一部切欠正面図

【図２】本発明における蛍光ランプの拡大断面図

【図３】実施例および比較例の低温時の立ち上がり特性
を示すグラフ

【図４】本発明の蛍光ランプ装置の第２の実施形態を示
す一部切欠拡大正面図

【図５】本発明の蛍光ランプ装置の第３の実施形態を示
す一部切欠拡大正面図

【図６】本発明の蛍光ランプ装置の第４の実施形態を示
す一部切欠拡大正面図

【図７】本発明の蛍光ランプ装置の第５の実施形態を示
す一部切欠拡大正面図

【図８】本発明の移動体用計器装置の分解斜視図

【図９】従来の蛍光ランプ装置の一例を示す正面図

【符号の説明】

１…蛍光ランプ１ａ…気密容器２…螺旋状ヒータ２ａ…コイル部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ほぼ円筒状で透光性の細長い気密容器、気
密容器内の両端部に封着した一対の電極、気密容器の内
面側に配設した蛍光体層ならびに気密容器内に封入した
希ガスおよび水銀を含む放電媒体を備えた蛍光ランプ
と；気密容器の外面に装着され、１ターン当たりの長さ
がｌで、気密容器の外面に密着して等ピッチで巻回した
ときの１ターン当たりの長さをｌ’とした場合に、ｌ’
＜ｌ＜１．１ｌ’の条件を満足する螺旋状ヒータと；を
具備していることを特徴とする蛍光ランプ装置。
【請求項２】螺旋状ヒータは、鉄・ニッケル・アルミニ
ウム系合金からなることを特徴とする請求項１記載の蛍
光ランプ装置。
【請求項３】螺旋状ヒータは、気密容器の長手方向の約
半分を境に巻き方向が互いに逆向きであることを特徴と
する請求項１または２記載の蛍光ランプ装置。
【請求項４】螺旋状ヒータは、気密容器の両端近傍にお
いてピッチが相対的に密であることを特徴とする請求項
１ないし３のいずれか一記載の蛍光ランプ装置。
【請求項５】螺旋状ヒータは、気密容器の一端部近傍に
おいてピッチが相対的に密であることを特徴とする請求
項１ないし３のいずれか一記載の蛍光ランプ装置。
【請求項６】螺旋状ヒータは、気密容器の中間部におい
てピッチが相対的に密であることを特徴とする請求項１
ないし３のいずれか一記載の蛍光ランプ装置。
【請求項７】計器と；計器の照明すべき箇所を照明する
ように配設された請求項１ないし６のいずれか一記載の
蛍光ランプ装置と；を具備していることを特徴としてい
る移動体用計器装置。