ニキシー管 かん
ニキシー管 かん (ニキシーかん、Nixie tube )は数字 すうじ あるいは文字 もじ ・記号 きごう の情報 じょうほう を表示 ひょうじ する一種 いっしゅ の冷 ひや 陰極 いんきょく 放電 ほうでん 管 かん (冷 ひや 陰極 いんきょく 管 かん )である。
ニキシー管 かん (GN-4) の0 - 9までの表示 ひょうじ
ニキシー管 かん NL54417型 がた 背面 はいめん (左 ひだり )と前面 ぜんめん (右 みぎ 、アラビア数字 すうじ の陰極 いんきょく が重 かさ なって見 み える)
ガラス 製 せい で、数字 すうじ あるいは文字 もじ などの形状 けいじょう をした多数 たすう の陰極 いんきょく と1つのメッシュ状 じょう 陽極 ようきょく から構成 こうせい され、内部 ないぶ は少量 しょうりょう のアルゴン あるいはさらに少量 しょうりょう の水銀 すいぎん を添加 てんか した0.15気圧 きあつ 以下 いか のネオン ガス(すなわち、放電 ほうでん 電圧 でんあつ を低 ひく くするためのペニングガス )で満 み たされている。最 もっと も一般 いっぱん 的 てき なニキシー管 かん は0 - 9の数字 すうじ と小数点 しょうすうてん の形状 けいじょう の陰極 いんきょく を重 かさ ねて内蔵 ないぞう しているが、さらに様々 さまざま な文字 もじ や記号 きごう を示 しめ すためのタイプ(1文字 もじ を14セグメントの陰極 いんきょく で同 どう 一 いち 平面 へいめん に表示 ひょうじ するものなど)もある。真空 しんくう 管 かん のようなバルブの形状 けいじょう をしているものが有名 ゆうめい である。各 かく 陰極 いんきょく と陽極 ようきょく との間 あいだ に約 やく 140 - 170Vの直流 ちょくりゅう 電圧 でんあつ (おおむね商用 しょうよう 電源 でんげん を整流 せいりゅう して得 え られる電圧 でんあつ レベル)が印加 いんか されると陰極 いんきょく から電子 でんし 放出 ほうしゅつ が起 お こり、陰極 いんきょく を覆 おお うように赤 あか 橙色 だいだいいろ のグロー放電 ほうでん 発光 はっこう が生 しょう じるので数字 すうじ などを認識 にんしき することができる。発光 はっこう 色 しょく を変 か えることは使用 しよう する混合 こんごう ガスを変 か えることで可能 かのう である。文字 もじ の大 おお きさは高 たか さが10 - 135mmのものがある。表示 ひょうじ 文字 もじ をバルブの頭部 とうぶ の方向 ほうこう から見 み る頭部 とうぶ 表示 ひょうじ 型 がた と側面 そくめん 方向 ほうこう から見 み る側部 そくぶ 表示 ひょうじ 型 がた があるが、小型 こがた 機器 きき には後者 こうしゃ が用 もち いられた。
ニキシー管 かん は、1954年 ねん に小 ちい さな真空 しんくう 管 かん 製造 せいぞう 企業 きぎょう 「ハイデューブラザーズ研究所 けんきゅうじょ (Haydu Brothers Laboratories)」が開発 かいはつ した。のちに同社 どうしゃ はバロース 社 しゃ に買収 ばいしゅう されている。
同 おな じようなデバイスは1920年代 ねんだい にすでに特許 とっきょ 化 か されており、1930年代 ねんだい にはナショナルユニオン社 しゃ (National Union Co.) とテレフンケン 社 しゃ が量産 りょうさん を開始 かいし している。しかしながら、その構造 こうぞう はまだ洗練 せんれん されたものではなく、デジタル エレクトロニクス技術 ぎじゅつ も未熟 みじゅく な時代 じだい であったことから、ニキシー管 かん の普及 ふきゅう は1950年代 ねんだい まで待 ま つこととなる。
雑誌 ざっし 「サイエンティフィック・アメリカン (Scientific American)」1973年 ねん 6月 がつ 号 ごう の記事 きじ によると、ニキシー (Nixie) という名称 めいしょう の由来 ゆらい は、"Numeric Indicator eXperimental No.1"の省略形 しょうりゃくけい である"NIX I"という。
バロース社 しゃ に買収 ばいしゅう されたハイデュー社 しゃ は、デジタルカウンタ として作動 さどう し、なおかつディスプレイ 用 よう のニキシー管 かん を動作 どうさ させることができる別 べつ の電子 でんし 管 かん 技術 ぎじゅつ も開発 かいはつ していた。これは、「Beam-X ch」計数 けいすう 管 かん として知 し られ、後 のち に「Trochotron(トロコトロン)」と呼 よ ばれたものである。トロコトロンは、時計 とけい および周波数 しゅうはすう カウンタと同様 どうよう に UNIVAC 1101 コンピュータ で使用 しよう された。
他 た の会社 かいしゃ で製造 せいぞう されたニキシーと同 おな じようなディスプレイは、「Numicator」などの様々 さまざま な商標 しょうひょう 名 めい で呼 よ ばれていた。「ニキシー管 かん 」は一般 いっぱん 名 めい として早 はや くから用 もち いられたが、冷 ひや 陰極 いんきょく ネオン表示 ひょうじ 管 かん (cold cathode neon readout tube) という名称 めいしょう も使用 しよう されていた。同 おな じようなデザインの表示 ひょうじ 管 かん は、1950年代 ねんだい から1990年代 ねんだい まで、世界 せかい 的 てき に製造 せいぞう されている。
1960年代 ねんだい 後半 こうはん 、当時 とうじ 生産 せいさん 量 りょう を伸 の ばしていた電卓 でんたく の表示 ひょうじ 用 よう に多用 たよう され、生産 せいさん 量 りょう は最高 さいこう に達 たっ した。
他 た の数字 すうじ 表示 ひょうじ デバイスには、「Numitron」などと呼 よ ばれる白熱 はくねつ のフィラメント表示 ひょうじ 管 かん や「Digitron」などの名称 めいしょう をもつ蛍光 けいこう 表示 ひょうじ 管 かん 、発光 はっこう ダイオード (LED)、液晶 えきしょう ディスプレイ (LCD) などがある。
ニキシー管 かん は約 やく 170Vの電源 でんげん を必要 ひつよう としたため、1970年代 ねんだい までに、低 てい 電圧 でんあつ 動作 どうさ の発光 はっこう ダイオードや蛍光 けいこう 表示 ひょうじ 管 かん によって表現 ひょうげん される7セグメントディスプレイ に主役 しゅやく の座 ざ を明 あ け渡 わた した。低 てい 電圧 でんあつ であることは、ドライバとして安価 あんか な集積 しゅうせき 回路 かいろ を使 つか う上 うえ で必要 ひつよう な条件 じょうけん であり、とくに新興 しんこう のポケット電卓 でんたく 、および携帯 けいたい 型 がた のデジタル測定 そくてい 機器 きき には求 もと められていた。7セグメントディスプレイの普及 ふきゅう により、ニキシー管 かん はその役目 やくめ を終 お えることとなった。高額 こうがく な特許 とっきょ 料 りょう も衰退 すいたい の一因 いちいん であった。
その後 ご も保守 ほしゅ 用 よう としての生産 せいさん は続 つづ いたが、1990年代 ねんだい までにすべてのメーカーで製造 せいぞう が終了 しゅうりょう した。
実用 じつよう 品 ひん としての利用 りよう は既 すで に無 な いが、ニキシー管 かん も駆動 くどう 回路 かいろ も個人 こじん で制作 せいさく 可能 かのう なレベルであるため、ニキシー管 かん を使用 しよう した時計 とけい などレトロアートとしての需要 じゅよう があり[ 1] 、ストックをばら売 う りするネットショップや個人 こじん で少数 しょうすう 生産 せいさん する者 もの [ 2] [ 3] も現 あらわ れている。
周波数 しゅうはすう カウンタでの動作 どうさ 表示 ひょうじ 例 れい
ニキシー管 かん は、初期 しょき のデジタル電圧 でんあつ 計 けい や回路 かいろ 計 けい 、周波数 しゅうはすう カウンタ 、自動 じどう 券売 けんばい 機 き 、その他 た の多 おお くの装置 そうち の数字 すうじ 表示 ひょうじ 器 き として使用 しよう された。また、軍事 ぐんじ ・研究 けんきゅう 機関 きかん における高価 こうか なデジタル式 しき の時間 じかん 表示 ひょうじ 器 き 、そして多 おお くの初期 しょき の電卓 でんたく (1961年 ねん の真空 しんくう 管 かん を使 つか ったSumlock-Comptometer社 しゃ のAnita Mk VII)にも使 つか われていた。後 のち に、14セグメントによる英数字 えいすうじ 表示 ひょうじ 形式 けいしき が空港 くうこう の到着 とうちゃく ・出発 しゅっぱつ 表示 ひょうじ 盤 ばん や株式 かぶしき 相場 そうば 表示 ひょうじ 盤 ばん に使用 しよう された。さらに、階 かい の番号 ばんごう を表示 ひょうじ するためにエレベーター のインジケーターや、駅 えき の自動 じどう 券売 けんばい 機 き ・精算 せいさん 機 き 、ピンボール など古 ふる いアーケードゲーム 機 き の得点 とくてん 表示 ひょうじ に使 つか われた例 れい がある。名鉄 めいてつ 7000系 けい 電車 でんしゃ の2次 じ 車 しゃ 以降 いこう では客室 きゃくしつ 内 ない の速度 そくど 計 けい に使用 しよう されていた。
ニキシー管 かん の平均 へいきん 寿命 じゅみょう は製造 せいぞう 技術 ぎじゅつ や材料 ざいりょう などによって異 こと なり、初期 しょき の製品 せいひん は5000時 じ 間 あいだ ほどだったが、最後 さいご の頃 ころ の優 すぐ れた製品 せいひん では20万 まん 時 じ 間 あいだ あるいはそれ以上 いじょう に達 たっ した。ニキシー管 かん は次 つぎ のような多数 たすう の故障 こしょう モード がある。
単純 たんじゅん な破壊 はかい
ガラスのヒビ割 わ れや電極 でんきょく 線 せん 導入 どうにゅう 部 ぶ の気密 きみつ 劣化 れっか による大気 たいき の漏 も 入 いれ
1字 じ または複数 ふくすう 文字 もじ の一部 いちぶ あるいは全部 ぜんぶ の陰極 いんきょく 劣化 れっか による発光 はっこう 不良 ふりょう
放電 ほうでん に要 よう する電圧 でんあつ 値 ち が上 あ がることによる発光 はっこう のちらつきや不 ふ 点灯 てんとう
ガラス容器 ようき 内面 ないめん への電極 でんきょく 金属 きんぞく のスパッタリング による視認 しにん 性 せい 悪化 あっか
誤用 ごよう あるいはスパッタリングによる内部 ないぶ 回路 かいろ の開放 かいほう または短絡 たんらく
定 てい 格 かく を超 こ えた条件 じょうけん でニキシー管 かん を駆動 くどう させると直 す ぐに動作 どうさ 停止 ていし に至 いた る。特 とく に過 か 電流 でんりゅう は電極 でんきょく のスパッタリングを引 ひ き起 お こす。
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