JP2002075279A

JP2002075279A - 二重管式放電管及びその製造方法

Info

Publication number: JP2002075279A
Application number: JP2000257710A
Authority: JP
Inventors: Takaaki Yokoyama; 隆昭横山
Original assignee: Sanken Electric Co Ltd
Current assignee: Sanken Electric Co Ltd
Priority date: 2000-08-28
Filing date: 2000-08-28
Publication date: 2002-03-15

Abstract

(57)【要約】【課題】発光ばらつきを減少させることができ、振動
等による損傷、破壊を防止することができる二重管式放
電管を提供する。【解決手段】内部に一対の放電用電極４Ａ及び４Ｂが
配設され、放電用ガスが封入された第１のガラス材料か
らなる第１の封体管２、第１のガラス材料の線膨張係数
よりも小さな線膨張係数を有する第２のガラス材料から
なり、第１の封体管２の周囲を気密空間６を介在させて
被覆する第２の封体管３、及び第１の封体管の両端に設
けられた、第１の封体管と第２の封体管との溶融結合部
とから構成されている。第１の封体管を第２の封体管よ
りも膨張させた状態で、第１の封体管と第２の封体管と
を溶融結合することにより、溶融結合時の温度より低い
動作環境において、第１の封体管２に対し、常時引張応
力Ｆ１を加えることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、二重管式冷陰極蛍
光放電管（以下において、単に「二重管式放電管」と言
う。）及びこの二重管式放電管の製造方法に関する。特
に本発明は、低温度環境下において十分な輝度が得ら
れ、発光のばらつきを減少させることができ、さらに落
下、衝撃等による内管の破損を確実に防止することがで
きる二重管式放電管及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】冷陰極放電管は、対向配置される一対の
電極を１つのガラス管で包囲した構造を備えている。こ
の冷陰極放電管においては、低温度環境下で使用する場
合、放電管内部の温度が十分に上昇しないために、放電
管内部の水銀蒸気圧が低下して発光効率が低くなってし
まい、十分な発光輝度を得ることができなかった。

【０００３】このような技術課題を解決するために、低
温度環境下においては二重管式放電管が一般的に使用さ
れる傾向にある。図８は従来技術に係る二重管式放電管
の断面構造図である。二重管式放電管１１は、対向配置
される一対の放電用電極１４Ａ及び１４Ｂを気密に封止
する内管（第１の封体管）１２と、この内管１２を気密
空間１６を介在させて被覆する外管（第２の封体管）１
３と、一対の放電用電極１４Ａ、１４Ｂのそれぞれに結
合され内管１２内から外管１３外まで導出された端子１
５Ａ、１５Ｂのそれぞれとを備えて構成されている。

【０００４】外管１３には内管１２の外径よりも内径が
大きい細長いガラス管が使用されており、内管１２、外
管１３のそれぞれは両端の溶融結合部において溶融結合
により一体的に形成されている。内管１２の内壁には放
電によって発生する紫外線の照射を受けて可視光線を放
出する蛍光膜が塗布されている。さらに、内管１２内部
は気密に封じられており、この内管１２内部にはネオン
(Ｎｅ)ガスとアルゴン(Ａｒ)ガスとの混合ガスからなる
放電用ガスが一般的に封入されている。外管１３内部
は、内管１２内部と同様に気密に封じられ、所定の圧力
で保持されており、内管１２の断熱効果が高められてい
る。

【０００５】このように構成される二重管式放電管１１
は、内管１２と外管１３との間の気密空間１６を熱伝導
率が低い高真空状態に保持しているので、内管１２の熱
が外管１３を通して外部に逃散しにくく、断熱効果が十
分に得られるので、低温度環境下でも十分な発光輝度を
得ることが期待できる。

【０００６】図９乃至図１３は製造方法を説明するため
の二重管式放電管１１の工程断面図である。

【０００７】（１）まず、図９に示す内管１２並びに図
１０に示す外管１３を形成するためのガラス管１３Ａを
それぞれ準備する。内管１２は筒状の細長いガラス管の
両端を気密に封じたものであり、内管１２の図９中左側
の一端には放電用電極１４Ａ及び端子１５Ａが、図９中
右側の他端には放電用電極１４Ｂ及び端子１５Ｂがそれ
ぞれ配設されている。図１０に示すガラス管１３Ａは内
管１２の外径よりも大きな内径を有する筒状で細長い形
状を有し、ガラス管１３Ａの両端は封じられていない開
放状態にある。

【０００８】（２）内管１２にスペーサ１８を装着する
（図１１参照）。スペーサ１８の内径は内管１２の外径
とほぼ同一の寸法に設定されており、内管１２の外周面
がスペーサ１８の内周面に当接した状態において装着が
行われる。スペーサ１８の一端側は放電用電極１４Ａ部
分に位置し、他端側は後にスペーサ１８を引き抜き排出
するために内管１２よりも外側に導出されている。

【０００９】（３）図１１に示すように、内管１２にス
ペーサ１８を介在させてガラス管１３Ａを装着する。ス
ペーサ１８の外径はガラス管１３Ａの内径とほぼ同一の
寸法に設定されており、ガラス管１３Ａの内周面とスペ
ーサ１８の外周面とが当接した状態において装着が行わ
れる。ガラス管１３Ａの図１１中左側の一端は、スペー
サ１８よりも外側に突出させており、内管１２の一端側
を包囲する位置に配設される。

【００１０】（４）図１２に示すように、ガラス管１３
Ａの一端側を溶融させ、このガラス管１３Ａの一端側と
内管１２の一端側とが溶融結合により気密に封じられ
る。この工程においては、内管１２の外周面とガラス管
１３Ａの内周面との間の離間寸法はスペーサ１８により
均一に保たれている。

【００１１】（５）この後、内管１２とガラス管１３Ａ
との間のスペーサ１８がガラス管１３Ａの他端側から抜
き取られ排出される。このスペーサ１８の排出により内
管１２とガラス管１３Ａとの間に空間が形成される。

【００１２】（６）引き続き、ガラス管１３Ａの開放状
態にある他端側からガラス管１３Ａの内部の排気を行
い、所定の高真空状態に達した後、ガラス管１３Ａの他
端側を溶融させ、図１３に示すようにガラス管１３Ａの
他端側が気密に封じられ、ガラス管１３Ａの内部には気
密空間１６が生成される。

【００１３】（７）最後に、ガラス管１３Ａの他端側を
溶融させてこのガラス管１３Ａの他端側と内管１２の他
端側とを溶融結合させた後、ガラス管１３Ａの他端側の
余分な部分を切り取り、取り除くことによりガラス管１
３Ａから外管１３が形成されるとともに、前述の図８に
示す二重管式放電管１１を完成させることができる。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
二重管式放電管１１においては、以下の点について配慮
がなされていなかった。

【００１５】（１）前述の図８に示す二重管式放電管１
１においては、一対の放電用電極１４Ａ、１４Ｂがそれ
ぞれ配設された両端の溶融結合部で内管１２が外管１３
で支持されているので、製造された段階或いは非点燈時
には外管１３の中央部分に内管１２が位置している。し
かしながら、点燈時には内管１２が外管１３に比べて高
温下に置かれるために、図１４に示すように外管１３に
比べて内管１２がその長手方向に延伸して外管１３の内
部で撓みを生じ、内管１２が外管１３に当接してしまう
ことがある。内管１２が比較的大きな面積を持って外管
１３に接触してしまった場合には、外管１３を通して熱
が奪われるため、内管１２の接触部分の温度が急激に低
下してしまい、二重管式放電管１１の発光ばらつきを生
じてしまう。

【００１６】（２）前述の図８に示す二重管式放電管１
１においては、両端の溶融結合部で内管１２が外管１３
で支持されてはいるものの、内管１２の中央部分は浮い
た状態にある。このため、二重管式放電管１１それ自体
又は二重管式放電管１１が取り付けられたパーソナルコ
ンピュータ等の機材を誤って落下させてしまった場合や
強い衝撃を加えてしまった場合には、内管１２が外管１
３内で振動したり内管１２に撓みを生じてしまい、内管
１２を破損させてしまう。

【００１７】本発明は上記課題を解決するためになされ
たものである。従って、本発明の目的は、発光のばらつ
きを減少させることができる二重管式放電管を提供する
ことである。

【００１８】さらに、本発明の目的は、落下、衝撃等に
よる封体管の損傷を確実に防止することができる二重管
式放電管を提供することである。特に、本発明の目的
は、落下、振動等による内管（第１の封体管）の損傷を
確実に防止することができる二重管式放電管を提供する
ことである。

【００１９】さらに、本発明の目的は、断熱効果を向上
させることができ、低温度環境下において優れた輝度特
性を得ることができる二重管式放電管を提供することで
ある。

【００２０】さらに、本発明の目的は、上記目的を達成
しつつ、簡易な構造でしかも製品コストの安価な二重管
式放電管を提供することである。

【００２１】そして、さらに本発明の目的は、上記目的
を達成することができる二重管式放電管の製造方法を提
供することである。

【００２２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の第１の特徴は、内部に放電用電極が配設さ
れ、放電用ガスが封入された第１のガラス材料からなる
第１の封体管と、第１のガラス材料の線膨張係数よりも
小さな線膨張係数を有する第２のガラス材料からなり、
第１の封体管の周囲に気密空間を介在して被覆する第２
の封体管と、第１の封体管の両端に設けられた、第１の
封体管と第２の封体管との溶融結合部とからなる二重管
式放電管としたことである。

【００２３】本発明の第１の特徴に係る二重管式放電管
においては、第１の封体管を構成する第１のガラス材料
の線膨張係数が、第２の封体管を構成する第２のガラス
材料の線膨張係数より大きいので、高温で第１の封体管
が第２の封体管よりも膨張した状態で、第１の封体管と
第２の封体管とを溶融結合させることにより、溶融結合
時の温度以下の動作環境では、第１の封体管は、第２の
封体管よりも縮んだ状態となる。このため、溶融結合時
の温度以下の動作環境では、常時、第１の封体管に対し
て引張応力が加わる。「常時」とは、溶融結合が終了し
た後の、通常使用時の意味であり、点燈時、非点燈時は
問わない。

【００２４】このように構成される本発明の第１の特徴
に係る二重管式放電管においては、第１の封体管に対し
て、常時引張応力が加わるようにしているので、この引
張応力が第１の封体管の外壁が第２の封体管の内壁に接
触しないように第１の封体管の撓みを減少するように作
用する。このため、第２の封体管の中心軸部分に第１の
封体管を維持させることができ、結果的に第１の封体管
と第２の封体管との間の気密空間の寸法を均一に保つこ
とができる。従って、気密空間で得られる断熱性効果を
均一にすることができるので、二重管式放電管において
発光のばらつきを減少させることができる。特に本発明
の第１の特徴に係る二重管式放電管においては、低温度
環境下での輝度特性を向上させることができる。

【００２５】さらに、第１の封体管に対して、常時引張
応力が加わるようにしているので、二重管式放電管自体
又は二重管式放電管を組み込んだパーソナルコンピュー
タ等の電子装置（電子機器）を誤って落下させてしまっ
たり、予期しない衝撃が発生しても第１の封体管に加わ
る振動又は撓みを防止し、第１の封体管の損傷を防止す
ることができる。

【００２６】さらに、本発明の第１の特徴に係る二重管
式放電管においては、部品点数を増加させることがな
く、従来の技術で容易に製造することができ、かつ高品
質の二重管式放電管を安価に提供出来る。

【００２７】本発明の第１の特徴に係る二重管式放電管
において第１の封体管を構成する第１のガラス材料の線
膨張係数を、第２の封体管を構成する第２のガラス材料
の線膨張係数より大きくするためには、例えば、第２の
ガラス材料を、第１のガラス材料よりも相対的にシリカ
（ＳｉＯ₂）の含有率の多いガラス材料で形成すれば良
い。

【００２８】本発明の第２の特徴は、（イ）第１のガラ
ス材料からなる第１のガラス管と、第１のガラス材料の
線膨張係数よりも小さな線膨張係数を有する第２のガラ
ス材料からなる第２のガラス管を用意する工程と、
（ロ）第１のガラス管を用いて、内部に放電用電極が配
設され、放電用ガスが封入された第１の封体管を形成す
る工程と、（ハ）両端が開放された第２のガラス管の内
部に空間を介在させて第１の封体管を配置し、第２のガ
ラス管の一端と第１の封体管の一端とを溶融結合させる
工程と、（ニ）第１の封体管が、第２のガラス管よりも
相対的に膨張した状態で、第２のガラス管の他端と第１
の封体管の他端とを溶融結合し、第１の封体管を被覆す
るように第２の封体管を形成する工程とを少なくとも備
えた二重管式放電管の製造方法としたことである。ここ
で、「第１の封体管が、第２のガラス管よりも相対的に
膨張した状態」とは、室温における第１の封体管の長さ
と溶融結合時の温度における第１の封体管の長さの差Δ
Ｌ_１が、室温における第２の封体管の長さと溶融結合時
の温度における第２の封体管の長さの差ΔＬ_２よりも大
きいという意である。即ち、室温状態の長さに比した第
１の封体管の膨張の割合が、第２のガラス管のそれより
も相対的に大きいことを意味する。

【００２９】本発明の第２の特徴に係る二重管式放電管
の製造方法においては、ガラスの融点（若しくはいわゆ
る「作業温度」）以上となる高温で、第１の封体管が、
第２のガラス管よりも相対的に膨張した状態とし、第２
のガラス管の他端と第１の封体管の他端とを溶融結合し
ているので、溶融結合後に、第１及び第２の封体管が、
溶融結合時の温度より下がれば、逆に、第１の封体管
が、第２のガラス管よりも相対的に縮小した状態とな
る。このため、溶融結合時の温度以下の動作環境では、
常時、第１の封体管に対して引張応力が加わる状態とな
る。製造工程終了後、第１の封体管に対して、常時引張
応力が加わるようになるので、この引張応力が第１の封
体管の外壁が第２の封体管の内壁に接触しないように第
１の封体管の撓みを減少するように作用する。このた
め、第２の封体管の中心軸部分に第１の封体管を維持さ
せることができ、結果的に第１の封体管と第２の封体管
との間の気密空間の寸法を均一に保ち、気密空間で得ら
れる断熱性効果を均一にすることができる。このため、
発光のばらつきを減少させることができる二重管式放電
管を製造出来る。特に、低温度環境下での輝度特性を向
上さた二重管式放電管を簡単に製造出来る。このよう
に、第１の封体管に対して、常時引張応力が加わるよう
にしておけば、二重管式放電管自体又は二重管式放電管
を組み込んだパーソナルコンピュータ等の電子装置（電
子機器）を誤って落下させてしまったり、予期しない衝
撃が発生しても第１の封体管に加わる振動又は撓みを防
止し、第１の封体管の損傷を防止することができる。

【００３０】

【発明の実施の形態】次に、図面を参照して、本発明の
実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同
一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付してい
る。ただし、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸
法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異な
ることに留意すべきである。従って、具体的な厚みや寸
法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また
図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる
部分が含まれていることは勿論である。

【００３１】（構造）図１に示すように、本発明の実施
の形態に係る二重管式放電管１は、内部に一対の放電用
電極４Ａ及び４Ｂが配設され、放電用ガスが封入された
第１のガラス材料からなる第１の封体管（内管）２、第
１のガラス材料の線膨張係数よりも小さな線膨張係数を
有する第２のガラス材料からなり、第１の封体管２の周
囲を気密空間６を介在させて被覆する第２の封体管（外
管）３、及び第１の封体管の両端に設けられた、第１の
封体管と第２の封体管との溶融結合部を備えて構成され
ている。

【００３２】このように、第１の封体管２を構成する第
１のガラス材料の線膨張係数が、第２の封体管３を構成
する第２のガラス材料の線膨張係数より大きくなるよう
に、互いのガラス材料を選択しておき、高温で第１の封
体管２が第２の封体管３よりも膨張した状態で、第１の
封体管２と第２の封体管３とを溶融結合（後述の製造方
法参照。）させることにより、常時、第１の封体管２に
対して引張応力Ｆ１が加わる状態を実現出来る。

【００３３】「第１の封体管２が第２の封体管３よりも
膨張した状態」とは、室温における第１の封体管２の長
さと、溶融結合時の温度における第１の封体管２の長さ
の差ΔＬ_１が、室温における第２の封体管３の長さと、
溶融結合時の温度における第２の封体管３の長さの差Δ
Ｌ_２よりも大きいという意味である。即ち、第１及び第
２のガラス材料を溶融させるに必要な高温（溶融結合時
の温度）以下の温度条件では、「引張応力Ｆ１」が常に
第１の封体管２に作用する。具体的には、少なくとも第
１の封体管２の両端の２カ所の溶融結合部において、第
１の封体管２に対して引張応力Ｆ１が加わるように結合
させておく。

【００３４】「溶融結合時の温度」の温度は、溶融結合
部においては、ガラスの軟化温度よりも十分高い９００
〜１９００℃の、いわゆる「作業温度」であるが、溶融
結合部より遠い箇所では、ガラスの軟化温度よりも低い
３００〜６００℃程度になっているので、第１の封体管
２の長さ方向にある温度分布を有している。この温度分
布を考慮した、第１の封体管２の長さにおける全体の膨
張がΔＬ_１を決定する高温時の長さになり、第２の封体
管３の長さにおける全体の膨張がΔＬ_２を決定する高温
時の長さになる。

【００３５】第１の封体管２は例えば１．４ｍｍ〜１．
７ｍｍの外径寸法の細長い筒状のガラス材料で形成され
た封止管である。第２の封体管３は、第１の封体管２を
気密空間６を介在させて被覆可能な幾何学的形状を有し
ており、第１の封体管２の外径寸法よりも大きい例えば
２．４ｍｍ〜２．６ｍｍの外径寸法で形成された細長い
筒状のガラス材料で形成された封止管である。このよう
に両者の外形寸法を選ぶことにより、第２の封体管３の
内部に第１の封体管２を配設することができる。そし
て、第１の封体管２、第２の封体管３のそれぞれは、図
１中左側一端と右側他端の２カ所の溶融結合部におい
て、溶融結合により一体的に形成されている。この結果
（上記の外形寸法の関係から）、第１の封体管２から第
２の封体管３までの間の気密空間６の寸法は、第２の封
体管３の肉厚を０．１ｍｍとすれば、約０．２５ｍｍ〜
０．５ｍｍになる。

【００３６】従来の二重管式放電管では、第１の封体管
２と第２の封体管３は、いずれも同一のガラス材料、例
えばシリカ（ＳｉＯ₂）７６重量％、アルミナ（Ａｌ_２
Ｏ₃）１重量％、酸化ホウ素（Ｂ_２Ｏ₃）１６重量％、
酸化ナトリウム（Ｎａ_２Ｏ）及び酸化カリウム（Ｋ
_２Ｏ）６重量％、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）及び酸化
カルシウム（ＣａＯ）１重量％により形成されていた。
このため、第１の封体管２と第２の封体管３を構成する
第２のガラス材料の線膨張係数は同一であり、その線膨
張係数は約３７．５×１０^−６／℃であった。

【００３７】一方、本発明の実施の形態においては、第
１の封体管２を構成する第１のガラス材料は、シリカ
（ＳｉＯ₂）７２重量％、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ₃）７重量
％、酸化ホウ素（Ｂ_２Ｏ₃）１０．５重量％、酸化ナト
リウム（Ｎａ_２Ｏ）及び酸化カリウム（Ｋ_２Ｏ）７．
５重量％、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）及び酸化カルシ
ウム（ＣａＯ）３重量％で形成され、その線膨張係数は
約５２×１０^−６／℃である。第２の封体管３を構成す
る第２のガラス材料は、上述した従来の第２の封体管３
のガラス材料と同じである。即ち、本発明の実施の形態
に係る第２のガラス材料は、シリカ（ＳｉＯ₂）７６重
量％、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ₃）１重量％、酸化ホウ素（
Ｂ_２Ｏ₃）１６重量％、酸化ナトリウム（Ｎａ_２Ｏ）及
び酸化カリウム（Ｋ_２Ｏ）６重量％、酸化マグネシウム
（ＭｇＯ）及び酸化カルシウム（ＣａＯ）１重量％で形
成されている。このように、第１の封体管２と第２の封
体管３とを異なるガラス材料によって形成することによ
り、第１の封体管２を構成する第１のガラス材料の線膨
張係数を第２の封体管３を構成する第２のガラス材料の
線膨張係数より大きく設定することができる。

【００３８】本発明の実施の形態に係る二重管式放電管
１において、第１の封体管２を構成する第１のガラス材
料が、第２の封体管３を構成する第２のガラス材料よ
り、相対的に線膨張係数の大きなガラス材料となるよう
な関係であれば、種々の組成からなる第１及び第２のガ
ラス材料が採用可能である。例えば、第２のガラス材料
は、前述の組成とし、第１のガラス材料として、シリカ
（ＳｉＯ₂）７４重量％、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ₃）３重量
％、酸化ホウ素（Ｂ_２Ｏ₃）１５重量％、酸化ナトリウ
ム（Ｎａ_２Ｏ）及び酸化カリウム（Ｋ_２Ｏ）８重量％
を用いても良い。この場合の第１のガラス材料の線膨張
係数は約４７×１０^−６／℃である。一般的には、ガラ
ス材料中のシリカ（ＳｉＯ₂）の含有率を大きくする
と、その線膨張係数が小さくなる傾向があるので、第１
のガラス材料を相対的にシリカ（ＳｉＯ₂）の含有率の
小さなガラス材料で形成し、第２のガラス材料を相対的
にシリカ（ＳｉＯ₂）の含有率の大きなガラス材料で形
成すると良い。

【００３９】本発明の実施の形態に係る二重管式放電管
１においては、第１の封体管２を構成する第１のガラス
材料の線膨張係数が第２の封体管３を構成する第２のガ
ラス材料の線膨張係数より大きく選定され、製造時に第
１の封体管２が第２の封体管３よりも相対的に膨張した
状態で溶融されているので、溶融時の温度よりも低い温
度における動作環境では、第１の封体管２には、逆に、
軸方向（長手方向）に引張応力Ｆ１が加わるようになっ
ている。この引張応力Ｆ１は、第１の封体管２の外壁が
第２の封体管３の内壁に接触しないように第１の封体管
２の撓みを減少させ、第１の封体管２の中央部分の位置
を第２封体管３の中心軸部分に維持するように作用す
る。さらに、引張応力Ｆ１は、外部からの衝撃により発
生する、第１の封体管２の振動を減衰させるように作用
する。結果的に第１の封体管２と第２の封体管３との間
の気密空間６の寸法（気密空間６の厚さ）を均一に保つ
ことができる。そして、この引張応力Ｆ１は、溶融時の
温度よりも低い温度における動作環境であれば、点燈
時、非点燈時に関係なく、常に第１の封体管２に加わる
ようになっている。

【００４０】図示しないが、第１の封体管２の内壁に
は、放電により発生する紫外線の照射を受けて可視光線
を放出させるために蛍光膜が塗布されている。さらに、
第１の封体管２の内部には、水銀放電を発生させるため
の必要一定量の水銀（水銀粒）と、点燈を助けるための
放電用ガスとが封入されている。放電用ガスにはアルゴ
ン（Ａｒ）ガス、キセノン（Ｘｅ）ガス等の希ガスが使
用され、第１の封体管２の内部の圧力は５．３ｋＰａ〜
１３ｋＰａ程度に設定されている。第２の封体管３の内
壁には基本的には蛍光膜が塗布されていない。なお、可
視光線の放出率を高くする等の目的で、第２の封体管３
の内壁に蛍光膜を塗布することができる。

【００４１】一対の放電用電極４Ａ、４Ｂは、本発明の
実施の形態においていずれも円筒形状で形成され、ニッ
ケル（Ｎｉ）等の電極材料で形成されている。一対の放
電用電極４Ａ、４Ｂのそれぞれの電極形状は、特に限定
されないが、皿形状、棒形状、ワイヤ形状等、様々な形
状を採用することができる。

【００４２】端子５Ａの一端側は放電用電極４Ａに電気
的に接続され、他端側は第２の封体管３の外部に導出さ
れている。同様に、端子５Ｂの一端側は放電用電極４Ｂ
に電気的に接続され、他端側は第２の封体管３の外部に
導出されている。端子５Ａ、５Ｂはいずれも例えばニッ
ケル等の電気伝導性が良好な金属材料で形成されてお
り、端子５Ａと放電用電極４Ａとの間、端子５Ｂと放電
用電極４Ｂとの間のそれぞれは、例えば、溶融結合、ろ
う接又は半田接合等により接合されている。

【００４３】第１の封体管２と第２の封体管３との間の
気密空間６の内部は、断熱性効果が最も期待出来る高真
空状態に保持されている。例えば、気密空間６の内部は
１３３ｍＰａ〜１．３ｍＰａ程度の圧力の高真空状態に
保持されることが好ましい。さらに、気密空間６の内部
には熱伝導率の悪い（熱抵抗値の高い）断熱性気体、例
えばアルゴンガス、エチレン（ＣＨ_２＝ＣＨ_２）ガス、
エタン（Ｃ_２Ｈ_６）ガス、一酸化窒素（ＮＯ）ガス、ク
リプトン（Ｋｒ）ガス、或いはフルオロメタン（Ｃ
Ｆ_４）若しくはクロロフルオロメタン（ＣＣｌ_２Ｆ_２）
等の多ハロゲン化誘導体のいずれか１種類のガス、又は
これらの内から選ばれた複数種類のガスを混合した混合
ガスを充填することができる。

【００４４】以上説明した本発明の実施の形態に係る二
重管式放電管１においては、第１の封体管２に対して、
常時引張応力Ｆ１が加わるようにしているので、第２の
封体管３の中心軸部分に第１の封体管２を維持させるこ
とができ、結果的に第１の封体管２と第２の封体管３と
の間の気密空間６の寸法（気密空間６の厚み）を均一に
保つことができる。従って、気密空間６で得られる断熱
性効果を均一にすることができるので、二重管式放電管
１において発光のばらつきを減少させることができる。
特に本発明の実施の形態に係る二重管式放電管１におい
ては、低温度環境下での輝度特性を向上させることがで
きる。さらに、第１の封体管２に対して、常時引張応力
Ｆ１が加わるようにしているので、この二重管式放電管
１自体又は二重管式放電管１を組み込んだパーソナルコ
ンピュータ等の電子装置を誤って落下させてしまった
り、予期しない衝撃が発生しても、第１の封体管２に加
わる振動又は撓みを防止することができ、第１の封体管
２の損傷を防止することができる。

【００４５】（製造方法）次に、本発明の実施の形態に
係る二重管式放電管１の製造方法を、図２乃至図７に示
す工程断面図を用いて簡単に説明する。

【００４６】（１）まず、第１の封体管２と第２の封体
管３を形成するために、第１のガラス材料からなるガラ
ス管２Ａ（図２）と第２のガラス材料からなるガラス管
３Ａ（図３）を用意する。この際、第１のガラス材料の
線膨張係数が、第２のガラス材料の線膨張係数より大き
くなるように設定されている必要がある。

【００４７】（２）次に、周知のガラス切断技術、ガラ
スシールド技術等を使用し、図４に示すように、ガラス
管２Ａより第１の封体管２を形成する。この第１の封体
管２は、内壁に蛍光膜が塗布され、内部に放電用ガスが
充填され、内部に一対の放電用電極４Ａ及び４Ｂが形成
され、さらに内部から外部に端子５Ａ及び５Ｂが導出さ
れた状態で形成されている。

【００４８】（３）第１の封体管２にスペーサ８を装着
する（図５参照）。スペーサ８の内径は第１の封体管２
の外径とほぼ同一の寸法に設定されており、第１の封体
管２の外周面がスペーサ８の内周面に当接した状態にお
いて装着が行われる。スペーサ８の左側一端は放電用電
極４Ａ部分に位置し、右側他端は後にスペーサ８を引き
抜き排出するために第１の封体管２よりも外側に導出さ
れている。

【００４９】（４）図５に示すように、第１の封体管２
にスペーサ８を介在させて第２のガラス材料からなるガ
ラス管３Ａを装着する。スペーサ８の外径はガラス管３
Ａの内径とほぼ同一の寸法に設定されており、ガラス管
３Ａの内周面とスペーサ８の外周面とが当接した状態に
おいて装着が行われる。ガラス管３Ａの図５中左側の一
端は、スペーサ８よりも外側に突出させており、第１の
封体管２の一端側を包囲する位置に配設されている。

【００５０】（５）図６に示すように、第１の封体管２
の一端とガラス管３Ａの一端とを、バーナーを用いて所
定の作業温度に加熱し、溶融により結合させ、この一端
側を気密に封じる。ガラス管３Ａの他端は開放された状
態のままである。第１の封体管２の外周面とガラス管３
Ａの内周面との間の離間寸法（気密空間６の厚さに相当
する。）はスペーサ８により均一に保たれている。

【００５１】（６）この後、図７に示すように、第１の
封体管２とガラス管３Ａとの間のスペーサ８がガラス管
３Ａの他端側から抜き取られ排出される。このスペーサ
８の排出により第１の封体管２とガラス管３Ａとの間
に、将来、気密空間６となる空間が形成される。

【００５２】（７）そして、ガラス管３Ａの開放状態に
ある他端側からガラス管３Ａの内部をターボ分子ポン
プ、クライオポンプ、油拡散ポンプ等の真空排気装置に
より排気し、ガラス管３Ａの内部の圧力を１３３ｍＰａ
〜１．３ｍＰａ程度のバックグランド圧力（到達圧力）
に設定する。ガラス管３Ａの内部圧力が１３３ｍＰａ〜
１．３ｍＰａの範囲内の圧力に到達した時点で排気を停
止し、この内部圧力が維持される。

【００５３】（８）上記ガラス管３Ａの内部圧力が所定
圧力に到達した時点で排気を停止し、前述の図１に示す
ように、線膨張係数の大きな第１の封体管２が線膨張係
数の小さな第２の封体管３よりも相対的に膨張した状態
で、第１の封体管２の他端側（図１中、右側）とガラス
管３Ａの他端側とを溶融（封じ切り）により結合させ
る。封じ切りは、溶融結合部をバーナーを用いて所定の
作業温度に加熱して行う。例えば、ガラスの軟化温度よ
りも十分高い９００〜１９００℃に加熱する。このと
き、溶融結合部より遠い箇所では、ガラスの軟化温度よ
りも低い３００〜６００℃程度になっているので、第１
の封体管２の長さ方向にある温度分布を有している。こ
の温度分布を考慮した第１の封体管２の長さにおける全
体の膨張が、第２の封体管３の長さにおける全体の膨張
よりも大きくなっている。この時点で、第１の封体管２
とガラス管３Ａとの間に気密空間６が生成される。この
後、余分なガラス管３Ａが切り取られることによりガラ
ス管３Ａから第２の封体管３が形成さる。ここで、溶融
接合が完了した高温状態の時点では、第１の封体管２と
ガラス管３Ａの間には、何の応力も作用していない。し
かし、この工程が終了し、第１の封体管２と第２の封体
管３が、冷却又は放冷され室温に戻る際に、双方の線膨
張係数の差により、第１の封体管２は第２の封体管３よ
りも軸方向（長手方向）に余分に縮もうとする。この相
互作用が第１の封体管２の軸方向に生じる引張応力Ｆ１
として作用する。

【００５４】（９）これら一連の製造工程により本発明
の実施の形態に係る二重管式放電管１が完成する。

【００５５】以上説明した本発明の実施の形態に係る二
重管式放電管１の製造方法においては、第１の封体管２
を形成する第１のガラス材料の線膨張係数は、第２の封
体管３を形成する第２のガラス材料の線膨張係数より大
きく設定していることにより、溶融接合時の温度より低
い温度における動作環境においては、常時、少なくとも
第１の封体管２の２カ所の溶融結合部において、第１の
封体管２に対して引張応力Ｆ１が加わる二重管式放電管
１を簡易に製造することができる。

【００５６】（その他の実施の形態）本発明は上記実施
の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述
及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべき
ではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形
態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。

【００５７】例えば、上記実施の形態に係る二重管式放
電管１において、第１及び第２のガラス材料の特定の組
成に付いて説明したが、重要なことは、第１の封体管２
を構成する第１のガラス材料の線膨張係数が、第２の封
体管３を構成する第２のガラス材料の線膨張係数より大
きければ、どのようなガラス材料又はその組み合わせを
も使用出来ることである。例えば、第１の封体管２にソ
ーダ石灰ガラス、アルミノ珪酸ガラス若しくは硼珪酸ガ
ラスを、第２の封体管３にアルミノ硼珪酸ガラス若しく
は低膨張硼珪酸ガラスを用いた組み合わせ、或いは、第
１の封体管２にアルミノ硼珪酸ガラス若しくは低膨張硼
珪酸ガラスを、第２の封体管３に９６％シリカガラス若
しくは透明石英ガラスを用いた組み合わせ等を使用出来
る。さらに、同種のガラスを第１及び第２のガラス材料
として用い、そのシリカの組成を互いに調整して、第１
のガラス材料の線膨張係数が、第２のガラス材料の線膨
張係数より大きくなるように設定しても良い。

【００５８】また、図７に示す状態において、第１の封
体管２の他端側（図１中、右側）とガラス管３Ａの他端
側とを溶融（封じ切り）により結合させる際に、溶融結
合部より遠い箇所を他のバーナー等で補助加熱し、全体
をガラスの軟化温度よりも低い所定の温度にまで加熱し
ておき、溶融結合部を所定の作業温度に加熱しても良
い。こうすれば、第１の封体管２を第２の封体管３より
もより効果的に膨張した状態で封じ切ることが可能にな
る。

【００５９】このように、本発明はここでは記載してい
ない様々な実施の形態等を含むことは勿論である。従っ
て、本発明の技術的範囲は上記の妥当な特許請求の範囲
に係る発明特定事項によってのみ定められるものであ
る。

【００６０】

【発明の効果】本発明によれば、第１の封体管２を構成
する第１のガラス材料の線膨張係数を、第２の封体管３
を構成する第２のガラス材料の線膨張係数よりも大きく
設定し、第１の封体管２が第２の封体管３よりも相対的
に膨張した状態で、これらを溶融接合させている。この
結果、溶融接合時の温度よりも低い動作温度の環境下で
は、第１の封体管２に対して、常時引張応力Ｆ１が加わ
るようになる。このため、第１の封体管２の撓みに起因
する第１の封体管２と第２の封体管３との間の気密空間
の寸法のばらつきを減少させることができ、発光ばらつ
きを減少させることができる二重管式放電管を提供する
ことができる。

【００６１】さらに、本発明によれば、第１の封体管２
に、溶融接合時の温度よりも低い動作温度の環境下では
常時、引張応力Ｆ１が加えられているので、落下・衝撃
等による第１の封体管２の振動や撓みによる破損を確実
に防止することができる二重管式放電管を提供すること
ができる。

【００６２】さらに、本発明によれば、第１の封体管２
に対して引張応力Ｆ１が加えられているので、断熱効果
を向上させることができ、低温度環境下において優れた
輝度特性を得ることができる二重管式放電管を提供する
ことができる。

【００６３】さらに、本発明によれば、上記効果を得る
ことができる二重管式放電管を簡単に製造出来る二重管
式放電管の製造方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る二重管式放電管の断
面構造図である。

【図２】本発明の実施の形態に係る二重管式放電管の工
程断面図である（その１）。

【図３】本発明の実施の形態に係る二重管式放電管の工
程断面図である（その２）。

【図４】本発明の実施の形態に係る二重管式放電管の工
程断面図である（その３）。

【図５】本発明の実施の形態に係る二重管式放電管の工
程断面図である（その４）。

【図６】本発明の実施の形態に係る二重管式放電管の工
程断面図である（その５）。

【図７】本発明の実施の形態に係る二重管式放電管の工
程断面図である（その６）。

【図８】従来技術に係る二重管式放電管の断面構造図で
ある。

【図９】従来技術に係る製造方法を説明するための二重
管式放電管の工程断面図である（その１）。

【図１０】従来技術に係る二重管式放電管の工程断面図
である（その２）。

【図１１】従来技術に係る二重管式放電管の工程断面図
である（その３）。

【図１２】従来技術に係る二重管式放電管の工程断面図
である（その４）。

【図１３】従来技術に係る二重管式放電管の工程断面図
である（その５）。

【図１４】従来技術に係る二重管式放電管の課題を説明
するための断面構造図である。

【符号の説明】

１二重管式放電管２第１の封体管（内管）３第２の封体管（外管）３Ａガラス管４Ａ、４Ｂ放電用電極５Ａ、５Ｂ端子６気密空間Ｆ１引張応力

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内部に放電用電極が配設され、放電用ガ
スが封入された第１のガラス材料からなる第１の封体管
と、前記第１のガラス材料の線膨張係数よりも小さな線膨張
係数を有する第２のガラス材料からなり、前記第１の封
体管の周囲に、気密空間を介在して被覆する第２の封体
管と、前記第１の封体管の両端に設けられた、前記第１の封体
管と前記第２の封体管との溶融結合部とからなることを
特徴とする二重管式放電管。
【請求項２】前記第２のガラス材料を、前記第１のガ
ラス材料よりも相対的にシリカ（ＳｉＯ₂）の含有率の
多いガラス材料で形成したことを特徴とする請求項１に
記載の二重管式放電管。
【請求項３】前記第１のガラス材料のシリカ（ＳｉＯ
₂）の含有率を、４８〜７４重量％、前記第２のガラス
材料のシリカ（ＳｉＯ₂）の含有率を、７５〜９９．９
重量％としたことを特徴とする請求項１に記載の二重管
式放電管。
【請求項４】少なくとも下記工程を備えたことを特徴
とする二重管式放電管の製造方法。（イ）第１のガラス材料からなる第１のガラス管と、前
記第１のガラス材料の線膨張係数よりも小さな線膨張係
数を有する第２のガラス材料からなる第２のガラス管を
用意する工程（ロ）前記第１のガラス管を用いて、内部に放電用電極
が配設され、放電用ガスが封入された第１の封体管を形
成する工程（ハ）両端が開放された前記第２のガラス管の内部に空
間を介在させて前記第１の封体管を配置し、前記第２の
ガラス管の一端と前記第１の封体管の一端とを溶融結合
させる工程（ニ）前記第１の封体管が、前記第２のガラス管よりも
相対的に膨張した状態で、前記第２のガラス管の他端と
前記第１の封体管の他端とを溶融結合し、前記第１の封
体管を被覆するように第２の封体管を形成する工程