JPS60143556A - コンパクト形螢光ランプ装置 - 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、コンパクト形螢光ランプ装置に関するもので
ある。

従来例の構成とその問題点 最近、白熱電球に代わる省エネルギー光源として種々の
コンパクト形螢光ランプが提案され、一部はすでに実用
化されている。第１図に、その−例を示す。ガラス細管
が折シ曲げられた２つのＵ字形発光管１，２が外管グロ
ーブ３の内部に保持され封着されておシ、発光管１，２
と外管グローブ３は図かられかるように空間的に導通状
態にあって、内部には希ガスと水銀が封入されている。

発光管１，２の片側の端部にはそれぞれ電極コイル４，
５が保持され、その両電極間に放電路が形成される。発
光管１，２の内面には螢光体６が塗布されておシ、水銀
放電からの２５３．７ｎｍ紫外線で励起されて可視光を
放射する。そして、螢光ランプ装置としては、ケース７
と口金８が設けられておシ、ケース７の内部には螢光管
点灯用の安定器９が組込まれている。安定器９としては
通常チョークコイルが用いられる。

かかるコンパクト形螢光ランプ装置は総合効率３＼− （安定器損失も含めたもの）が電球の３倍弱の約４０１
ｍ／Ｗと高く、また電球用ソケットにそのまま装着して
使用できるという使用上の簡便さも備えている。

しかるに、使用上のひとつの問題点として、電球に比べ
てその重量が４００〜５ｏｏｙと著しく重いことがあげ
られる。これは、安定器９のチョークコイルの重量が２
５０〜３００ｙと大きいからであり、このようにコンパ
クト形螢光ランプ装置の重量が大きいことがその本格的
な普及化を阻害しているひとつの要因といえる。

かかるコンパクト形螢光ランプ装置の軽量化を図るのに
、安定器９として抵抗安定器を用いることが考えられる
。しかし、このときの総合効率は抵抗安定器損失が大き
くなるので、２Ｑ１ｍ／Ｗ以下まで低下する。さらに、
上記のようにガラス細管が折り曲げられた発光管を抵抗
器で交流点灯したときは、異常な光のちらつきが発生す
るために、実用に供することは不可能である。これは、
ランプの交流点灯時の各半サイクル毎の再点弧時間が一
定でなくたえず変動するからである。

現在のところ、軽くて安価で高効率のコンパクト形螢光
ランプ装置は実現されていない。

発明の目的 本発明の目的は、軽くて高効率であシ、従来のものに比
べて普及性が高いコンパクト形螢光ランプ装置を提供す
ることにある。

発明の構成 発明者らは、上記目的を達成できる螢光ランプ装置につ
いて検討した。その結果、まず、基本的に発光管を直流
点灯で動作させることを案出した。

第１図に示すようなガラス細管を有する発光管を交流点
灯したときは、半サイクル毎の再点弧電圧が高くなるの
で、発光管の管電圧を高く設計することが難しく、それ
だけ安定器にかかる電圧降下が大きくなる。それゆえに
、安定器損失が大きく大形で重い安定器と々る。これに
対して、発光管を直流で点灯すると、再点弧電圧が基本
的に存在しないので、電源電圧に対する管電圧比率を高
めることが可能となって、それだけ安定器損失が削５＼
− 減されて、安定器の小形軽量化が達成される。

ところで、上記の基本的発想を具現するときには、直流
で点灯できる発光管が必要となる。ちなみに、通常の螢
光ランプを直流で点灯すると、いわゆるカタフォレシス
現象によシ水銀が陽極領域から陰極領域へと片寄ってい
き、水銀放電による効率が高く明るい発光領域が、陰極
に近い発光管部分のみに存在するということはよく知ら
れている。第２段階として、発明者らはこの現象につい
て種々検討した。その結果、第１図に示すような構造の
ものにおいて発光管と外管グローブを空間的に導通する
部分を陽極近傍領域に設けるならば、上記カタフォレシ
ス現象を防止できることを見い出した。この新しい知見
にもとづき直流点灯方式が導入されて、安定器が小形軽
量化されたコンパクト形螢光ランプ装置が実現された。

実施例の説明 以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。

第２図は本発明を完成するに先立って開発しだ６＼− コンパクト形螢光ランプ装置の発光部の一部切欠断面図
を示す。球状の外管グローブ３の開口部にはステンレス
材料からなる金属基板１ｏがガラスフリット（図示せず
）で気密に封着されており、金属基板１０には、２つの
電極コイル４，６を保持したステム１１，１２が同じガ
ラスフリット（図示せず）で封着されている。そして、
Ｕ字形ガラス細管を再度折シ曲げだいわゆるダブルＵ字
形からなる発光管１′が金属基板１ｏに同様にガラスフ
リット（図示せず）を用いて固定されている。この場合
、発光管１′の両端には電極コイル４．５が位置するよ
うになっている。発光管１′の内面には螢光体６が塗布
されている。また、発光管１ノと外管グローブ３の内部
には水銀のほかにアルゴンガスが３．０Ｔｏｒｒ封入さ
れている。さらに、発光管１′には一方の電極４の近傍
において外管グローブ３と空間的に導通する導通部分１
３が設けられている。この例では導通部分１３は孔から
なっている。なお、外管グローブ３として、球状のほか
にドーム状などの種々の形状が用いら７＼− れる。

さて、第２図に示した発光管を直流点灯するとき、導通
部分１３に近い電盲唯４陰極として動作すると、数分の
うちにカタフォレシス現象が発生して他方の陽極領域に
近い発光管部分の発光強度は著しく低下する。なお、か
かるカタフォレシス現象は周囲温度が低くなる程顕著と
なる。

オレシス現象が周囲温度が零度近傍に低下しても顕著に
発生しないことが見い出された。発明者らは、この新し
い現象の原因について調べだところ、これは動作時の発
光管１１の温度が外管グローブ３の温度約４０°Ｃに比
べて約１５０°Ｃと高くなるので、カタフォレシス現象
で陽極から陰極へ移動した水銀は上記の温度差による対
流現象を通じて、陰極から陽極領域を経て外管グローブ
３の内部に戻されていることがわかった。いわば、電気
的なカタフォレシス現象にもとづく水銀の移動が、温度
差による対流現象で相殺されているといえる。

上記のうちで、導通部分１３に近い＃ゝを陰極として動
作させたときは、前記温度差にもとづく対流現象によっ
ても水銀が陽極から陰極領域へと移動するので、ます捷
すカタフォレシス現象が促進される結果となる。本発明
は、カタフォレシス現象が電源の極性を選ぶことによっ
て防止できることを発明者らが見い出したことにある。

なお、導通部分１３の形状としては上記対流現象を適当
に発生させるものであれば任意のものでよい。たとえば
、陽極側の発光管端部をガラスフリットで固定せずに開
放状態としたものでよい。

また、導通部分１３の位置は、必らずしも陽極に極めて
接近した個所でなくてもよい。通常の室温状態では、陽
極コイル前方から７ｃｍ程離れて設けた場合でも、陽極
と導通部分１３ではさまれた発光管領域は比較的に明る
い発光状態を示した。これは、比較的短い距離であるな
らば、水銀粒子の密度差にもとづく拡散現象によって、
導通部分１３から陽極へと水銀が移動して、その結果上
記カタフォレシス現象による水銀の片寄シが緩和されて
９べ− いるといえる。

次の段階として、第２図の基本構造をもつランプを応用
して本発明にかかるコンパクト形螢光ランプ装置を製作
した。第３図および第４図に、それぞれ新しい装置の全
体の構成図および発光部の構造を示す。第３図において
、１４はフィラメント抵抗からなる抵抗安定器、１５は
整流ブリッジ、１６は５０μＦの平滑用コンデンサ、１
７は発光管始動用デバイスである。発光管始動用デバイ
ス１７としては、たとえば小形のコイルとグロースイッ
チとを直列に接続したものを用いる。また、第４図に示
すように、抵抗安定器１４は金属基板１０にガラスフリ
ットで封着されたステム１８に保持されて、外管グロー
ブ３の内部に保持されている。本発明実施例の装置の特
徴は、（１）装置の軽量化を図るために、安定器として
抵抗を用いてランプを直流で点灯する。

（２）上記抵抗安定器としてフィラメント抵抗を採用し
、これを外管グローブに内蔵している。

ことである。下表に本発明にかかる装置の仕様と緒特性
を従来装置と比較して示す。

１０、− １１＼− 上表かられかるように、本装置は軽量化が実現されてい
るほかに、ランプ効率そのものが従来のものに比べて約
２０％高いことが注目される。

この理由は２つあり、ひとつは螢光ランプを直流点灯す
ると交流点灯に比べて約１０％ランプ効率が上昇するこ
とである。もうひとつの理由は、直流点灯方式では同一
ランプ入力に対して低ランプ電流で設計されておシ、こ
れによってもランプ効率は約１０％上昇している。この
ように、コンパクト形螢光ランプを直流点灯することの
ほかの利点がこのラング効率の上昇にあり、これによっ
て、抵抗安定器で動作させた装置でも約４０１ｍ／Ｗの
従来装置とほぼ同じ総合効率が得られている。

一方、抵抗安定器であるフィラメント抵抗を外管グロー
ブに内蔵したことによる効果としては、（ａ、）抵抗安
定器から放散される熱の処理が容易となって、発光部と
点灯回路部を一体化したときの整の立上り時間が短縮で
きたこと、の２つがあげられる。とくに、発光管の水銀
蒸気圧が外管グローブ３の温度で規制されるこの種のコ
ンパクト形螢光ランプは、低温時の光束立上り時間が長
くなることがひとつの欠点として指摘されてきたが、こ
れが改善されたことが本装置のひとつの特長といえる。

さらに、本装置のほかの特長として、直流点灯ゆえにち
らつきのない発光が得られることがあげられる。

なお、装置としては、発光部と点灯回路部を必らずしも
一体化する必要はなく、両者を分離した形でたとえば照
明器具に保持させた場合でも、本発明の目的とする軽く
て高効率でかつ光のちらつきのないコンパクト形螢光ラ
ンプ装置が実現されるものである。

発明の詳細 な説明したように、本発明は、カタフォレシス現象を防
止するために、発光管の陽極として動作せしめる電極の
近くに外管グローブと空間的に導通する部分を設け、か
つ外管グローブ内に発光１３＼− 管と直列に接続されている抵抗を内蔵させ、発光管を適
正な電源極性でもって前記抵抗を安定器として直流で点
灯することにより、軽くて高効率で光のちらつきのない
コンパクト形螢光ランプ装置を提供することができるも
のである。

【図面の簡単な説明】 第１図は従来例のコンパクト形螢光ランプ装置の構成図
、第２図は本発明を完成するに先立って開発したコンパ
クト形螢光ランプの装置の発光部を示す一部切次断面図
、第３図は本発明にがかる装置の構成図、第４図は本発
明にかかるコンパクト形螢光ランプ装置の発光部の一部
切欠断面図である。 １２・・・・・・ステム、１３・・・・・・導通部分、
１４・・・・・・抵抗安定器、１５・・・・・・整流ブ
リッジ、１６・・・・・・平滑用コンデンサ、１７・・
・・・・発光管始動用デバイス。 代理人の氏名弁理士中尾敏男ほか１名 −〇 第３図 第４図 手続補正書 昭和６０年３月２６日 特許庁長官殿 ２発明の名称 コンパクト形螢光ランプ装置 ３補正をする者 事件との関係特許出願人 任所大阪府門真市大字門真１００６番地名称（５８４）
松下電子工業株式会社 代表者藤本夫 ４代理人〒５７１ 住所大阪府門真市大字門真１００６番地松下電器産業株
式会社内 ６補正の対象 ”“°°”““°“°゛シ２ ノ補正の内容 別紙の通り補正いたします。τゝ 、−−−，１ １ページ ２、特許請求の範囲 気密に封着されている外管グローブの内部に発光管が保
持され、前記発光管の両端に電極が設けられ、前記発光
管の内表面に螢光体が被着されており、さらに前記外管
グローブおよび前記発光管の内部に水銀および希ガスが
封入されているとともに、前記発光管の一方の電極に近
い領域に前記外管グローブと空間的に導通する部分が設
けられ、かつ前記発光管と直列に接続した抵抗体が前記
外管グローブに内蔵されてなるコンパクト形螢光ランプ
装置を、前記発光管の導通部分に近い電極を陽極として
前記抵抗体を安定器に用いて直流で点灯せしめることを
特徴とするコンパクト形螢光ランプ装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 気密に封着されている外管グローブの内部に、キ 螢光体が被着されており、さらに前記外管グローブおよ
   び前記発光管の内部に水銀および希ガスが封入されてい
   るとともに、前記発光管の一方の電極に近い領域に前記
   外管グローブと空間的に導通する部分が設けられ、かつ
   前記発光管と直列に接続した抵抗体が前記外管グローブ
   に内蔵されてなるコンパクト形螢光ランプ装置を、前記
   発光管の導通部分に近い電極を陽極として前記抵抗体を
   安定器に用いて直流で点灯せしめることを特徴とするコ
   ンパクト形螢光ランプ装置。