JP2005235659A - Fluorescent lamp and luminaire - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、蛍光ランプの寿命の末期に稀に発生する電極部異常過熱を防止して安全性向上を図った蛍光ランプおよび照明器具に関する。 The present invention relates to a fluorescent lamp and a luminaire that are improved in safety by preventing abnormal overheating of an electrode rarely occurring at the end of the life of the fluorescent lamp.
一般に、エミッタ(電子放射物質)が塗布されたフィラメント電極(熱陰極)を備えた蛍光ランプは、その寿命末期にエミッタが消耗すると、その電極を陰極とした半サイクルの放電電流が低下して半波放電等の異常放電現象が発生する。この異常放電現象はランプ電圧が定格値以上に上昇するので商用周波数で点灯している場合には速やかに消灯に至るが、高周波点灯の場合には継続して発生し易い。また、エミッタが消耗する前の正常な点灯状態における陰極降下電圧は通常10V程度であるが、エミッタが消失した後の陰極降下電圧は40〜70Vに上昇する。このため、異常放電現象が継続する電極には高いエネルギーが投入されることになり、電極部や口金の異常温度上昇を招くことがある。 In general, when a fluorescent lamp having a filament electrode (hot cathode) coated with an emitter (electron emitting material) is exhausted at the end of its life, the discharge current of a half cycle using the electrode as a cathode decreases and the half of the discharge current decreases. Abnormal discharge phenomenon such as wave discharge occurs. This abnormal discharge phenomenon causes the lamp voltage to rise above the rated value, so that when the lamp is lit at the commercial frequency, the lamp is quickly turned off, but it tends to occur continuously in the case of high-frequency lighting. Further, the cathode fall voltage in a normal lighting state before the emitter is consumed is normally about 10V, but the cathode fall voltage after the emitter disappears increases to 40 to 70V. For this reason, high energy is input to the electrode in which the abnormal discharge phenomenon continues, and an abnormal temperature rise of the electrode part or the base may be caused.
一方、蛍光ランプの点灯中には、フィラメント電極を形成するタングステン(W)等のフィラメント物質やフィラメントの両端を支持する一対のインナーリード(ウェルズ)を形成するニッケル(Ni)等のリード線物質が大量に飛散し、インナーリードを封着するガラスステムの頂部やその周辺の部材にこの飛散物質が堆積する。 On the other hand, during the lighting of the fluorescent lamp, a filament material such as tungsten (W) that forms the filament electrode and a lead wire material such as nickel (Ni) that forms a pair of inner leads (wells) that support both ends of the filament are present. The scattering material accumulates on the top of the glass stem that seals the inner lead and its surroundings.
そして、フィラメント電極が溶断しても、高周波点灯の場合には点灯が継続し易いので、放電の起点がインナーリードに移行して、なお異常放電現象が継続される。この現象が続くと、上述のとおりインナーリードやガラスステム等の電極部が異常に高温となって溶融し、さらに蛍光ランプの口金や点灯器具のソケット等までも溶融させる等の課題が発生する場合がある。また、ステムの頂部に堆積された飛散物質が導電性であるがためにフィラメント電流が通電が発生してジュール加熱によりステムの溶融等の問題が発生する可能性がある。 Even when the filament electrode is melted, lighting is easy to continue in the case of high-frequency lighting, so that the discharge starting point shifts to the inner lead, and the abnormal discharge phenomenon is continued. If this phenomenon continues, as described above, the electrode part such as the inner lead and the glass stem melts at an abnormally high temperature, and further, such as melting of the base of the fluorescent lamp and the socket of the lighting device occurs. There is. Further, since the scattered material deposited on the top of the stem is conductive, there is a possibility that the filament current is energized and problems such as melting of the stem occur due to Joule heating.
この課題を解決するための蛍光ランプの一例としては、蛍光ランプの平常点灯時の温度よりも高い分解温度を有する水素チタンなどの金属水素化物をガラスステム表面に塗布し、寿命末期の異常高温により金属水素化物を分解して水素ガスをランプ内に放出させ、水素ガス圧の濃度上昇によりランプ電圧を高めて異常放電を強制的に停止させるものが提案されている(特許文献1参照)。
しかしながら、上記従来の蛍光ランプでは、正常点灯中には水素ガスが放出せず、かつ異常放電時には、確実に水素ガスをバルブ内へ放出させるように金属水素化物をガラスステムの表面に塗布しなければならないので、塗布位置や塗布量、材料を選択し、工程管理しなければならず、製造が容易ではないという課題がある。 However, in the conventional fluorescent lamp described above, metal hydride must be applied to the surface of the glass stem so that hydrogen gas is not released during normal lighting, and hydrogen gas is reliably released into the bulb during abnormal discharge. Therefore, it is necessary to select the application position, the application amount, and the material and to manage the process, and there is a problem that manufacturing is not easy.
すなわち、蛍光ランプの製造時には、ガラスステムが高温に昇温するので、この製造時に金属水素化物が分解温度に達してこれから水素ガスが放出してしまう虞がある。このために、製造時の厳格な温度管理等の工程管理が必要である。 That is, when the fluorescent lamp is manufactured, the glass stem is heated to a high temperature, so that the metal hydride may reach the decomposition temperature during the manufacturing, and hydrogen gas may be released therefrom. For this reason, process control such as strict temperature control at the time of manufacture is necessary.
また、金属水素化物の塗布位置がフィラメント電極に近過ぎる場合には、フィラメント電極の平常点灯時に金属水素化物が分解温度に達して水素ガスを放出してしまう場合がある。上記従来技術において金属水素化物の近傍にゲッター物質を設けて平常点灯時に放出された水素ガスを吸着させる構成が開示されている。しかし、水素ガスの放出量がゲッター物質のガス吸着能力を超えることが十分考えられるため、平常点灯時に水素ガス濃度が上昇することによる不具合を防止するための好ましい改善策とは言い難い。 If the metal hydride application position is too close to the filament electrode, the metal hydride may reach a decomposition temperature and release hydrogen gas when the filament electrode is normally lit. In the above prior art, a structure is disclosed in which a getter material is provided in the vicinity of a metal hydride to adsorb hydrogen gas released during normal lighting. However, since it is considered that the amount of hydrogen gas released exceeds the gas adsorption capacity of the getter substance, it is difficult to say that this is a preferable improvement measure for preventing problems caused by the increase in the hydrogen gas concentration during normal lighting.
本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、ランプ寿命末期等の異常放電を確実に停止させることができ、かつ製造が容易な蛍光ランプおよび照明器具を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a fluorescent lamp and a lighting fixture that can reliably stop abnormal discharge at the end of the lamp life and can be easily manufactured. .
請求項1に係る発明は、管外径34mm以下、管長1300mm以下のバルブと;このバルブの両端に封装されたフィラメント電極と;内面に形成された蛍光体層と;バルブ内部に封入された水銀を含む放電媒体と;バルブ両端に封装された電極の近傍にそれぞれ配設されたゲッターと;を具備していることを特徴する蛍光ランプである。 The invention according to claim 1 includes a bulb having a tube outer diameter of 34 mm or less and a tube length of 1300 mm or less; a filament electrode sealed at both ends of the bulb; a phosphor layer formed on the inner surface; and mercury enclosed in the bulb And a getter disposed in the vicinity of the electrodes sealed at both ends of the bulb.
本発明および以下の各発明において、特に指定しない限り用語の定義および技術的意味は次による。 In the present invention and each of the following inventions, the definitions and technical meanings of terms are as follows unless otherwise specified.
ゲッターが配設される電極近傍とは異常放電時の温度上昇の影響を受けてゲッターが吸蔵している不純ガスを放出可能な位置を意味する。最適にはフィラメント電極の付近であって放電を阻害しない位置である。 The vicinity of the electrode where the getter is disposed means a position where the impure gas stored by the getter can be released under the influence of the temperature rise during abnormal discharge. The optimum position is in the vicinity of the filament electrode and does not hinder the discharge.
管外径が34mmを超え、管長が1300mmよりも長いバルブを備えた蛍光ランプ(例えば管外径38mm、管長約2370mmの110W形の蛍光ランプ「FLR110」等)では、異常放電現象に伴うゲッターからの不純ガス放出があったとしても、バルブ内容積が大きいことから不純ガス濃度が所望レベル以上に高くならず、ランプ点灯維持電圧が上昇しなかった。これに対し、管外径34mm以下、管長1300mm以下のバルブを有する蛍光ランプの場合には、異常放電現象によりゲッターから不純ガスが放出されると効果的に不純ガス濃度が上昇し、ランプ点灯維持電圧が上昇する。したがって、蛍光ランプの点灯維持電圧が高周波点灯回路の出力電圧を超えるように上昇するので、異常放電現象は停止する。 Fluorescent lamps having a bulb outer diameter of more than 34 mm and a tube length longer than 1300 mm (for example, 110 W type fluorescent lamp “FLR110” having a tube outer diameter of 38 mm and a tube length of about 2370 mm, etc.) Even if there was an impure gas release, the impure gas concentration did not rise above the desired level due to the large volume of the bulb, and the lamp lighting maintenance voltage did not increase. On the other hand, in the case of a fluorescent lamp having a bulb with a tube outer diameter of 34 mm or less and a tube length of 1300 mm or less, if the impure gas is released from the getter due to an abnormal discharge phenomenon, the impure gas concentration is effectively increased and the lamp is kept on. The voltage rises. Accordingly, the lighting sustaining voltage of the fluorescent lamp rises so as to exceed the output voltage of the high frequency lighting circuit, so that the abnormal discharge phenomenon stops.
バルブの管外径は最適には10〜28mmであり、管長は500〜1200mmとするのが好ましい。 The tube outer diameter of the valve is optimally 10 to 28 mm, and the tube length is preferably 500 to 1200 mm.
請求項2に係る発明は、ゲッターは、上記電極を囲む一対の金属製リングにそれぞれ配設されていることを特徴とする請求項1記載の蛍光ランプである。 According to a second aspect of the present invention, in the fluorescent lamp according to the first aspect, the getters are respectively disposed on a pair of metal rings surrounding the electrodes.
金属製リングは、一対の電極をそれぞれ囲むことにより、電極からその周囲に飛散する電極飛散物質を捕捉し、この電極飛散物質が管壁に付着して管壁黒化するのを防止するものである。 A metal ring surrounds a pair of electrodes to capture the electrode scattering material that scatters from the electrode to its surroundings, and prevents the electrode scattering material from adhering to the tube wall and blackening the tube wall. is there.
請求項3に係る発明は、一対の金属製リングの少なくとも一方に水銀放出体が形成されていることを特徴とする請求項1または2記載の蛍光ランプである。
The invention according to
請求項4に係る発明は、器具本体と;この器具本体に配設された請求項1ないし3のいずれか一記載の蛍光ランプと;この蛍光ランプの一対の電極に高周波ランプ電力を供給する高周波点灯回路と;この蛍光ランプの上記一対の電極に印加されるランプ電圧が所定値以上に達した状態を検出したときに、上記高周波点灯回路の出力を低下ないし停止させる寿末検出回路と;を具備していることを特徴する照明器具である。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an instrument main body; the fluorescent lamp according to any one of claims 1 to 3 disposed in the instrument main body; a high frequency that supplies high frequency lamp power to a pair of electrodes of the fluorescent lamp A lighting circuit; and a life detection circuit that reduces or stops the output of the high-frequency lighting circuit when it detects that the lamp voltage applied to the pair of electrodes of the fluorescent lamp has reached a predetermined value or more. It is the lighting fixture characterized by having.
器具本体は天井直付形、天井吊下形または壁面取付形であって、グローブ、セード、反射笠などが取り付けられるものであってもよく、蛍光ランプが露出するもの、導光板を備えたものであってもよい。 The main body of the fixture is of a direct ceiling type, a ceiling suspended type or a wall-mounted type, which may be equipped with a globe, shade, reflective shade, etc., with a fluorescent lamp exposed, with a light guide plate It may be.
本発明によれば、蛍光ランプの寿命末期時に電極が温度上昇することによって電極近傍のゲッターから不純ガスが放出され、ランプ電圧が早期に上昇するので、寿命末期等の異常放電が長期間継続することを防止でき、異常放電状態の点灯を早期に停止させることができる信頼性の高い蛍光ランプおよび照明器具を提供することができる。 According to the present invention, since the temperature of the electrode rises at the end of the life of the fluorescent lamp, impure gas is released from the getter in the vicinity of the electrode, and the lamp voltage rises early, so that abnormal discharge such as the end of life lasts for a long time. Therefore, it is possible to provide a highly reliable fluorescent lamp and lighting apparatus that can prevent the abnormal discharge state from being turned on at an early stage.
以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて説明する。なお、これら添付図面中、同一または相当部分には同一符号を付している。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the accompanying drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals.
図1は本発明の第1実施形態に係る蛍光ランプ1の一部切欠縦断面図である。この図1に示すように蛍光ランプ1は、高周波点灯専用形の32W形名「FHF32」であり、管外径25.5mm、管内径24.0mm、肉厚0.75mm、管長約1200mmのガラスバルブ2を有している。このガラスバルブ2dの軸方向両端部には、一対のガラス製ステム3,3が気密に取り付けられている。ここでガラスバルブ2の管長は、一方の口金8の外端から他方の口金8の外端までの長さをいう。
FIG. 1 is a partially cutaway longitudinal sectional view of a fluorescent lamp 1 according to a first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the fluorescent lamp 1 is a high-frequency lighting-only type 32W type “FHF32”, and has a glass outer diameter of 25.5 mm, a tube inner diameter of 24.0 mm, a wall thickness of 0.75 mm, and a tube length of about 1200 mm. A
ガラスバルブ2は、ソーダライムガラス等の軟質ガラスにより形成され、その内面のほぼ全長に三波長発光型等の蛍光体膜4を形成し、その内部に、希ガスと水銀とが放電媒体として封入されている。放電媒体の希ガスには、アルゴン(Ar)、ネオン(Ne)またはクリプトン(Kr)などが含まれ、本実施形態にはアルゴン(Ar)が使用されている。
The
ガラスバルブ2は、ソーダライムガラスや鉛ガラスなどの軟質ガラスで形成されるが、ほうケイ酸ガラスや石英ガラスなどの硬質ガラス製であってもよい。バルブの肉厚は0.8〜1.2mm程度が望ましいがこれに限定されない。
The
蛍光体層4を構成する蛍光体としては、三波長発光形蛍光体、ハロ燐酸塩蛍光体など周知の蛍光体で構成可能であるが、発光効率の観点から三波長発光形蛍光体の使用が好ましい。
The phosphor constituting the
三波長発光形の蛍光体としては、450nm付近に発光ピーク波長を有する青系蛍光体としてBaMg2Al16O27:Eu2+、540nm付近に発光ピーク波長を有する緑系蛍光体として(La,Ce,Tb)PO4、610nm付近に発光ピーク波長を有する赤系蛍光体としてY2O3:Eu3+などが適用可能であるが、これらに限定されない。 As the three-wavelength emission type phosphor, BaMg 2 Al 16 O 27 : Eu 2+ as a blue phosphor having an emission peak wavelength near 450 nm, and (La, Ce) as a green phosphor having an emission peak wavelength near 540 nm. , Tb) PO 4 , Y 2 O 3 : Eu 3+ can be used as a red phosphor having an emission peak wavelength near 610 nm, but is not limited thereto.
なお、ガラスバルブ2の内面と蛍光体層4との間に保護膜を介在させてもよい。保護膜としては金属酸化物微粒子から構成したものが好適であり、金属酸化物微粒子には、アルミナ(Al2O3)やシリカ(SiO2)など周知のものを用いることが可能である。
A protective film may be interposed between the inner surface of the
バルブ内にはアマルガムが封入されていてもよい。アマルガムは、ガラスバルブの端部に封着されたステムに配設された細管(排気管)内などに収容される。アマルガムは溶融、機械的保持などの手段によってこれらいずれかの位置に固定または収納される。また、アマルガムはバルブ内を移動可能に収容されていてもよい。ガラスバルブ内にアマルガムを配設すると、周囲温度が比較的高くなっても最適な状態で蛍光ランプが点灯される。 Amalgam may be enclosed in the valve. The amalgam is accommodated in a narrow tube (exhaust pipe) disposed on a stem sealed at the end of the glass bulb. The amalgam is fixed or stored in any of these positions by means of melting, mechanical holding or the like. Moreover, the amalgam may be accommodated so as to be movable in the valve. When the amalgam is disposed in the glass bulb, the fluorescent lamp is lit in an optimum state even when the ambient temperature is relatively high.
アマルガムは、水銀と合金を作る物質と水銀との合金である。例えば、水銀の定量封入のために亜鉛−水銀などのアマルガムを封入してもよい。アマルガムはペレット状、柱状、板状等どのような形状であってもよい。 Amalgam is an alloy of mercury and a material that forms an alloy with mercury. For example, an amalgam such as zinc-mercury may be encapsulated for quantitative encapsulation of mercury. The amalgam may have any shape such as a pellet shape, a column shape, or a plate shape.
図2は、図1の蛍光ランプの両端にそれぞれ取り付けられている電極部を拡大して示す断面図である。 FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view showing electrode portions attached to both ends of the fluorescent lamp shown in FIG.
図2に示すように各ガラスステム3は、その軸方向に封着された一対のウェルズ(リードワイヤー)5,5を所定の間隔を置いて並設し、ガラスバルブ2内部側に延在するこれら一対のウェルズ5,5の内端部間に、フィラメント電極6,6をそれぞれ架け渡して固着している。
As shown in FIG. 2, each
一対の電極6,6は、フィラメントにエミッタ物質が塗布された熱陰極形の電極である。なお、ランプを高出力点灯させる必要がある場合には、電極6,6にはトリプルコイルを用いることが好ましい。電極6,6を支持するウェルズは、フレアステム、ボタンステム、ビードステム、ピンチシール部などによって封装支持される。
The pair of
ガラスステム3は一対のウェルズ5,5の中間部にて細径の排気管7をそれぞれ一体に形成している。排気管7はガラスバルブ2の封止後に封切りされ、ガラスステム3の側面には排気管7内とガラスバルブ2内の放電空間とを連通させる排気孔7aが穿設されている。
The
これら排気管7を備えたガラスバルブ2の軸方向両端部の外面には一対口金8,8がそれぞれ外嵌固着され、これら口金8,8には一対のウェルズ5,5に接続された2本で一組の口金ピン9,9がそれぞれ突設されている。
A pair of
口金ピン9,9は照明器具のソケットなどの給電手段と接続する電気接続手段である。なお、口金ピン9,9は、ガラスバルブ2の両端部から離れた位置に設けられていてもよい。また、口金8,8は、給電手段との機械的接続によって保持手段としての機能を発揮するような構成であってもよい。
The cap pins 9 and 9 are electrical connection means for connecting to power supply means such as a socket of a lighting fixture. The base pins 9, 9 may be provided at positions away from both end portions of the
図3は図2の電極部が蛍光ランプ1のガラスバルブ2の両端に設けられる前の状態を示した斜視図である。
FIG. 3 is a perspective view showing a state before the electrode portions of FIG. 2 are provided at both ends of the
図3にも示すようにガラスステム3の略中央部には支持ワイヤ10がウェルズ5,5と電気的に絶縁された状態で植設されている。この支持ワイヤ10には、例えば、ガラス製のステム3との熱膨張係数の差が20×10−7cm/℃以下のジュメット線が用いられている。これにより、支持ワイヤ10の熱膨張率がガラス製のステム3と近似するので、ガラスステム3の熱歪みを少なくし、クラックの発生を防止することができる。
As shown in FIG. 3, a
図4は金属製リング11を示す斜視図である。支持ワイヤ10の先端部には長円リング状の金属製リング11が固着されている。金属製リング11は、ステンレス(SUS)、鉄(Fe)、ニッケル(Ni)等の帯状金属板を断面長円形状または楕円形状に形成した筒状のリングにより形成されている。金属製リング11は、その長手方向がフィラメント電極6のコイル軸方向に沿うような向きであり、かつ開口がガラスバルブ2の中央を向くように支持ワイヤ10に取り付けられている。また、金属製リング11は、フィラメント電極6と所要の間隔が形成されるようにフィラメント電極6を包囲している。この金属製リング11はその内側の表面(フィラメント電極6側)の表面に水銀放出体12が配設され、外側の表面にゲッター13が配設されている。水銀放出体12としては例えば水銀(Hg)とチタニウム(Ti)の合金粉末からなる水銀合金(TiHg)を層状に付着したもの等が使用される。
FIG. 4 is a perspective view showing the
この水銀放出体12は、ガラスバルブ2内を排気した後に、ガラスバルブ2の外部から金属製リング11を誘導加熱して所定温度に加熱し、その加熱により水銀蒸気を水銀放出体12からガラスバルブ2内へ放出させて封入させるようになっている。なお、水銀放出体12は、バルブ両端部側に設けられた金属製リング11,11のそれぞれに設けられていてもよいが、いずれか一方の金属製リング11,11のみに設けられたものであってもよい。しかし、ゲッター13はバルブ両端部に設けられた金属製リング11,11にそれぞれ設ける必要がある。
The
ゲッター13は例えばジルコニウムとアルミニウムの合金(ZrAl)の微粉末からなり、金属製リング11の外表面に例えば帯状に塗布されている。
The
ゲッター13は、真空中所定の高温度下で所定時間活性化させた後に、バルブ内の水素等の不純ガスを吸着内蔵する物質であり、その活性化温度よりも高いランプ寿命末期等の異常高温時に、活性化時に吸蔵しておいた不純ガスを再び放出する物質をいう。例えばZrAl等、Ti,ZrないしAlを含有する混合物が好ましい。
The
ゲッター13はガラスバルブ2内を排気する排気工程時に、金属製リング11が誘導加熱により所定温度に加熱されたときに、活性化されて吸着効果が高くなるものである。すなわち、ゲッター13は、通常状態ではガラスバルブ2内の水素ガス等の不純ガスを吸着してバルブ内の不純ガス濃度を抑える働きをするものである。
The
ところで、蛍光ランプのランプの寿命末期時の異常放電現象の継続に伴う電極近傍の温度は例えば700℃〜800℃にまで上昇するが、この温度は蛍光ランプ製造時のゲッター13の活性化温度よりも高い温度であることから、異常放電現象が継続するとゲッター13から活性化時に吸蔵した水素ガス等の不純ガスが放出され、ランプの点灯維持電圧が高くなり、異常放電を停止させることが可能であることが分った。ゲッター13としてはZr−Al合金以外の非蒸発型ゲッターも適用可能であり、チタン(Ti)、ジルコニウム(Zr)、アルミニウム(Al)、バナジウム(V)および鉄(Fe)のうちの1種の金属またはこれらのうちの二種以上を主成分とする合金であってもよい。
By the way, the temperature in the vicinity of the electrode rises to, for example, 700 ° C. to 800 ° C. due to the continuation of the abnormal discharge phenomenon at the end of the life of the fluorescent lamp, and this temperature is higher than the activation temperature of the
なお、金属製リング11自体は図5に示すように、例えば2枚の長円弧状の金属片11a,11bを、これらの係止舌片11c,11dのかしめ結合により周方向に連結して長円リング状に形成してもよい。この場合、金属片11aはサエス社製のGEMEDIS(商品名)を使用することができる。金属片11aは鉄(Fe)の帯状体に水銀放出体12およびゲッター13が表裏面それぞれに塗布して形成されるものである。金属片11a,11bはステンレス(SUS)製の帯状体であり、水銀放出体およびゲッターは塗布されていない。
In addition, as shown in FIG. 5, the
蛍光ランプ1は上述のとおり構成されているので、ガラスバルブ2を排気して封止した後、ガラスバルブ2の外部から金属製リング11を高周波誘導加熱により所定温度に加熱し、その加熱により水銀放出体12を加熱することにより、水銀放出体12から所定量の水銀蒸気を放出させる一方、ゲッター13を加熱して活性化し、ガラスバルブ2内の水素ガス等の不純ガスをゲッター13により吸蔵させることができる。
Since the fluorescent lamp 1 is configured as described above, after the
そして、この蛍光ランプ1は、その一対のフィラメント電極6,6に、図示しない高周波点灯回路から例えば10KHz以上の高周波電力が供給されることにより点灯するが、ランプ寿命末期時には、一対のフィラメント電極6,6のエミッタが消耗して異常放電現象が維持されることがある。
The fluorescent lamp 1 is lit by supplying a high frequency power of, for example, 10 KHz or more from a high frequency lighting circuit (not shown) to the pair of
これにより、蛍光ランプ1の電極部が異常に昇温するが、金属製リング11もほぼ同時に高温に昇温し、ゲッター13も例えば700℃〜800℃に加熱される。このために、活性化時およびその後の吸着作用によって吸蔵していた水素ガス等の不純ガスをガラスバルブ2内に放出する。
Thereby, although the electrode part of the fluorescent lamp 1 is abnormally heated, the
これにより、ガラスバルブ2内の不純ガスの濃度が高くなり、ランプの点灯維持電圧が高周波点灯回路の出力電圧を超えるように上昇し続けるので、やがて異常放電が停止し、ランプは消灯する。このように蛍光ランプの寿命末期における異常放電現象が長期間継続することと、ガラスステム3やウェルズ5、口金8、点灯器具のソケット等の溶融等を未然に防止することができる。
As a result, the concentration of impure gas in the
このように、ゲッター13を設けた金属製リング11は、ガラスステム3よりも電極近傍の位置に設けられているうえに、熱伝導率の高い金属により形成されているので、金属製リング11はガラスステム3よりも早く高温に達する。
Thus, the
なお、ゲッター13は必ずしも金属製リング11に設ける必要はなく、異常放電時の過熱影響を受けて不純ガスを放出することが可能であれば、例えばインナーリード5やガラスステム3、インナーリードに溶着されたガラスビード等に設けてもよいが、蛍光ランプ1の異常放電時に素早く不純ガスを放出させるためには、ガラスステム3よりも金属製リング11にゲッター13を設けた方が効果が高い。
Note that the
また、ゲッター13が不純ガスを吸蔵したままの不動作状態(平常点灯時)とその吸蔵ガスを放出する動作状態(異常放電時)との温度差は、ガラスステム3よりも、金属製リング11の方が大きいので、ゲッター13を金属製リングに設けることでゲッター13の材料を選択する場合の選択範囲を広くとることができる。このために、ガラスバルブ2の排気工程時の高温でゲッター13が吸蔵ガスを放出させることを防止できるので、厳格な温度管理が不要になるうえに、ゲッター13の製造の容易性の向上とコスト削減とを共に図ることができる。
Further, the temperature difference between the non-operating state in which the
また、ゲッター13の不動作状態から動作状態までの温度範囲を大きくとることができるので、ゲッター13を確実に動作させる温度を設定することが容易になる。このために、ゲッター13の不純ガス吸蔵動作と吸蔵ガスの放出動作とを確実に行なうことができるという確実性を向上させることができるので、安全性および信頼性を向上させることができる。
In addition, since the temperature range from the non-operating state to the operating state of the
また、フィラメント電極6からガラスバルブ2の管壁へ向けて飛散する電極飛散物質を、その管壁へ飛散する前に金属製リング11により捕捉するので、この電極飛散物質が管壁に付着して黒化するのを防止ないし低減することができる。なお、金属製リングのゲッター13は必ずしも排気工程時に活性化を行わなくてはならないという訳ではなく、活性化を行わないゲッターであっても不純ガスを吸蔵さえしていれば、寿命末期等に良好に動作することが確認できた。また、バルブの管外径が32.5mm、管長が約1200mmの40W形の蛍光ランプ(形名「FL40」、「FLR40」)について第1実施形態と同様に構成したもので高周波点灯させて実験したところ、寿命末期時における異常放電現象が長期間継続することがなく、第1実施形態と同様の効果が認められた。
In addition, since the electrode scattering material scattered from the
図6は本発明の第2実施形態に係る照明器具21の側面図である。この照明器具21は天井直付形等の器具本体22に、上記実施例1に係る蛍光ランプ1を装着した状態を示している。
FIG. 6 is a side view of the
照明器具21は、その器具本体22の一面に、蛍光ランプ1の一対の口金8,8を着脱自在に装着させる一対のソケット23,23を配設する一方、これら一対のソケット23,23に電気的に接続されて、例えば10KHz以上の高周波電力を供給する高周波点灯回路24を器具本体22内に内蔵している。高周波点灯回路24は寿末検出回路25を備えている。
The
なお、高周波点灯回路24には、切換手段が設けられていてもよい。切換手段は、蛍光ランプ1を高効率点灯させるモードと、高出力点灯させるモードとに分かれていてもよく、これらモード間を連続的に変化させるものであってもよい。点灯回路24の切換手段を切換えることによって、蛍光ランプ1の点灯が調整される。例えば、切換手段が高効率点灯させるモードと、高出力点灯させるモードとに分けられている場合には、これらモードを使用条件に合わせることにより、適宜選択して蛍光ランプを使用することができる。
Note that the high-
蛍光ランプ1は、照明器具22本体の形状または照明器具21の光学特性に合わせて取付けられ、同一形状または異なる形状の複数の蛍光ランプを組み合わせて同一平面状またはバルブ同士の配設高さを変えて器具本体22に装着される。
The fluorescent lamp 1 is attached according to the shape of the main body of the
寿末検出回路25は蛍光ランプ1の一対のフィラメント電極6,6に印加されたランプ電圧が所定値以上に上昇したことを検出して異常放電を判断する機能を有している。高周波点灯回路24は、寿末検出回路が蛍光ランプ1の異常放電を検出すると、出力動作を停止させて当該異常放電を強制的に停止させるか、または突然の消灯を防ぐために出力を低減させて異常放電であっても電極部が過度に温度上昇しない程度に蛍光ランプを薄暗く点灯させるように動作する。
The end of
したがって、この照明器具21によれば、蛍光ランプ1が寿命末期等により異常放電が発生し、異常高温に上昇した場合には、上述したように蛍光ランプ1のガラスバルブ2内のゲッター13が不純ガスを放出する。
Therefore, according to this
これにより、ガラスバルブ2内の不純ガス濃度が上昇して放電電圧が上昇するので、異常放電は強制的に停止されるか、または出力を絞って電極部の温度上昇を防止する。
Thereby, since the concentration of impure gas in the
すなわち、第2の実施形態によれば、蛍光ランプ1の寿命末期時において、蛍光ランプ1のゲッター13の不純ガス放出作用と、照明器具21の寿末検出回路25の作用を組み合せた2重の安全動作によって異常放電現象が長期間継続されることが防止されるので、安全性を一層向上させることができる。
That is, according to the second embodiment, at the end of the life of the fluorescent lamp 1, a double operation that combines the impure gas discharge action of the
図7はこの照明器具21に装着された蛍光ランプ1に寿命末期の異常放電が発生した場合の蛍光ランプ1の口金8の端部の温度変化を調べた実験結果を示すグラフである。図中符号Aは金属製リング11がゲッター13を具備していない単なるステンレス製のリングを備えた比較例蛍光ランプの口金8の端部の温度変化を示し、Bは金属製リング11にゲッター13を設けた第1実施形態の蛍光ランプの口金8の端部温度変化を示している。
FIG. 7 is a graph showing the experimental results of examining the temperature change at the end of the
実験は、蛍光ランプ1の片側のフィラメント電極6のエミッタの消耗による寿命末期に至った状態を再現するために、その片側のフィラメント電極6にエミッタを塗布しない蛍光ランプを作製し、それを照明器具21に装着して点灯試験を実施した。なお、両方の蛍光ランプとも点灯開始直後から半波放電により点灯した。
In the experiment, in order to reproduce the end of life due to the exhaustion of the emitter of the
その結果、金属製リング11にゲッター13を有しない比較例蛍光ランプは、図7のA曲線に示すように点灯時間が400秒を経過した後に、口金8が約230℃を超える温度まで上昇し、その後温度が低下している(点線部分)。これは半波放電を継続して電極部が過度に温度上昇してステムが溶融してバルブ内がリークし、約460秒付近でようやく消灯して温度が低下していることを示している。
As a result, in the comparative fluorescent lamp having no
これに対し、金属製リング11にゲッター13を設けた第1実施形態に係る蛍光ランプ1では、半波放電による電極の異常発熱によりゲッターも加熱され、ゲッターから不純物ガスが放出されてランプ電圧が上昇し続けるので、点灯時間が200秒を経過した後に、高周波点灯回路の寿末検出回路が寿命末期を検出して出力を絞るように動作している。このため、200秒経過後は電極部の温度が過度に上昇しないので、口金8が約120℃程度までしか上昇せず、比較例蛍光ランプの口金温度の約1/2程度以下に温度上昇を抑制することができる。このために、ガラスステム3、ウェルズ5、口金8、ソケット23の溶融を未然に防止することができた。
On the other hand, in the fluorescent lamp 1 according to the first embodiment in which the
したがって、第1実施形態に係る蛍光ランプ1を第2実施形態に係る照明器具21により点灯した場合には、蛍光ランプ1の寿命末期においても、蛍光ランプ1のガラスステム3、ウェルズ5、口金8、ソケット23等の溶融を防止することができるので、安全性を向上させることができる。
Therefore, when the fluorescent lamp 1 according to the first embodiment is turned on by the
1…蛍光ランプ、2…ガラスバルブ、3…ガラスステム、4…蛍光体層、6…フィラメント電極、11…金属製リング、12…水銀放出体、13…ゲッター、21…照明器具、22…器具本体、23…ソケット、24…高周波点灯回路。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Fluorescent lamp, 2 ... Glass bulb, 3 ... Glass stem, 4 ... Phosphor layer, 6 ... Filament electrode, 11 ... Metal ring, 12 ... Mercury emitter, 13 ... Getter, 21 ... Lighting equipment, 22 ... Equipment Main body, 23 ... socket, 24 ... high frequency lighting circuit.
Claims (4)
このバルブの両端に封装されたフィラメント電極と;
内面に形成された蛍光体層と;
バルブ内部に封入された水銀を含む放電媒体と;
バルブ両端に封装された電極の近傍にそれぞれ配設されたゲッターと;
を具備していることを特徴する蛍光ランプ。 A valve having a tube outer diameter of 34 mm or less and a tube length of 1300 mm or less;
A filament electrode sealed at both ends of the bulb;
A phosphor layer formed on the inner surface;
A discharge medium containing mercury enclosed in the bulb;
Getters disposed in the vicinity of electrodes sealed at both ends of the bulb;
A fluorescent lamp characterized by comprising:
この器具本体に配設された請求項1ないし3のいずれか一記載の蛍光ランプと;
この蛍光ランプの一対の電極に高周波ランプ電力を供給する高周波点灯回路と;
この蛍光ランプの上記一対の電極に印加されるランプ電圧が所定値以上に達した状態を検出したときに、上記高周波点灯回路の出力を低下ないし停止させる寿末検出回路と;
を具備していることを特徴する照明器具。 An instrument body;
The fluorescent lamp according to any one of claims 1 to 3, which is disposed in the instrument body;
A high-frequency lighting circuit for supplying high-frequency lamp power to a pair of electrodes of the fluorescent lamp;
An end-of-life detection circuit that lowers or stops the output of the high-frequency lighting circuit when it detects that the lamp voltage applied to the pair of electrodes of the fluorescent lamp has reached a predetermined value or higher;
The lighting fixture characterized by comprising.
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WO2009132903A2 (en) | 2008-04-29 | 2009-11-05 | Osram Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Electrode frame for a discharge lamp and method for producing an electrode frame and discharge lamp |
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2004
- 2004-02-20 JP JP2004045403A patent/JP2005235659A/en active Pending
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