JP2000133199A - Low-pressure discharge lamp and lighting system - Google Patents
Low-pressure discharge lamp and lighting systemInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は低圧放電ランプに係
り、さらに詳しくは商用周波数点灯での電極消費電力が
低減させた低圧放電ランプに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a low-pressure discharge lamp, and more particularly, to a low-pressure discharge lamp having reduced electrode power consumption during commercial frequency operation.
【0002】[0002]
【従来の技術】低圧放電ランプは、一般照明を始めとし
て、最近ではOA機器用光源、巨大画面用の画素光源な
ど広範囲に利用されている。ところで、低圧放電ランプ
は、一般的に、内壁面に蛍光体膜が設けられた透光性管
(たとえばガラスバルブ)内に、水銀および少なくとも
1種の希ガスなどの放電媒体が充填され、この放電媒体
中で陽光柱放電が生ずるように構成されている。具体的
には、内壁面に蛍光体層が設けられた気密封止型のガラ
ス管と、前記ガラス管内に封入された水銀および少なく
とも1種の希ガスと、前記ガラス管内に封入され、かつ
希ガス中で陽光柱放電を発生する一対の電極とを具備し
た構成を成している。2. Description of the Related Art Low-pressure discharge lamps are widely used in general lighting, light sources for office automation equipment, and pixel light sources for large screens. By the way, a low-pressure discharge lamp is generally filled with a discharge medium such as mercury and at least one rare gas in a light-transmitting tube (for example, a glass bulb) provided with a phosphor film on an inner wall surface. The positive column discharge is generated in the discharge medium. Specifically, a hermetically sealed glass tube having a phosphor layer provided on an inner wall surface thereof, mercury and at least one rare gas sealed in the glass tube, and a rare gas sealed in the glass tube. It has a configuration including a pair of electrodes that generate a positive column discharge in a gas.
【0003】上記低圧放電ランプは、通常、商用周波数
の交流による点灯で電極が予熱され、電極のエミッショ
ン(始動)を経て、電気エネルギーを放電媒体に供給す
ることで保たれる。たとえば、低圧蛍光ランプの場合、
対向する電極に通電することによって陰極が予熱され、
担持している電子放射性物質(エミッタ)から熱電子を
放出し、ガラス管内でプラズマ放電を開始する。そし
て、この放電エネルギーで励起された水銀原子の共鳴放
射により主に紫外線(254 nm)が放射され、この紫外線
がガラス管内壁面の蛍光体膜によって長い波長に変換さ
れ、蛍光ランプとして機能する。ここで、放電媒体が直
接可視光を発光する場合は、蛍光体膜の形設を省略でき
る。[0003] In the low-pressure discharge lamp, the electrodes are usually preheated by alternating current at a commercial frequency, and are maintained by supplying electric energy to a discharge medium through emission (starting) of the electrodes. For example, for a low-pressure fluorescent lamp,
The cathode is preheated by energizing the opposing electrodes,
Thermoelectrons are emitted from the electron-emitting substance (emitter) carried, and plasma discharge is started in the glass tube. Ultraviolet light (254 nm) is mainly radiated by the resonance radiation of the mercury atoms excited by the discharge energy, and the ultraviolet light is converted into a long wavelength by the phosphor film on the inner wall surface of the glass tube to function as a fluorescent lamp. Here, when the discharge medium directly emits visible light, the formation of the phosphor film can be omitted.
【0004】なお、従来、電子放射性物質(エミッタ)
としては、酸化バリウム,酸化カルシウム,酸化ストロ
ンチウム中の少なくとも1種の酸化物に、少量の酸化ジ
ルコニウムを添加したものが使用されている。また、蛍
光ランプの発光波長は、蛍光体層に含まれる蛍光体粒子
の種類に依存し、近紫外〜可視〜近赤外までのものが得
られている。さらに、上記透光性管(たとえばガラスバ
ルブ)は、直管型のものに限らず、円形状,U形状,鞍
形状などとすることも可能で、最近では小型化が進み、
形状も複雑なものが多くなってきている。[0004] Conventionally, electron-emitting materials (emitters)
For example, an oxide obtained by adding a small amount of zirconium oxide to at least one oxide of barium oxide, calcium oxide, and strontium oxide is used. Further, the emission wavelength of the fluorescent lamp depends on the type of phosphor particles contained in the phosphor layer, and wavelengths from near ultraviolet to visible to near infrared have been obtained. Further, the light-transmitting tube (for example, a glass bulb) is not limited to a straight tube type, but may be a circular shape, a U shape, a saddle shape, or the like.
Many shapes are also complicated.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】ところで、低圧放電ラ
ンプ(たとえば蛍光ランプ)は、陰極降下および陽極降
下による損失で、電極消費電力が左右される。たとえば
陽極では、 電流=陽極の面積×電子密度×電子の速度× 1/4 で決まる電流が流れる(放電電流)。ここで、電子の速
度は熱速度もしくは陽極降下部での加速電圧で決まり、
また、電子密度は数 kHz以上ではほとんど時間的に変動
しなくなり、さらに、陰極サイクルで生成された高密度
のプラズマは、陽極サイクルでも高い値を維持したまま
で、上記式において、電子密度が高くなる。したがっ
て、電極は必要な放電電流を捕集することができるの
で、陽極降下がゼロになり高周波点灯での発光効率が高
くなるが、商用周波数点灯では、陽極降下がゼロになる
程、陽極サイクルでの電子密度が高くならない。In a low-pressure discharge lamp (for example, a fluorescent lamp), the power consumed by the electrodes is affected by the loss caused by the cathode drop and the anode drop. For example, at the anode, a current determined by current = area of anode × electron density × electron speed × 1/4 flows (discharge current). Here, the speed of the electrons is determined by the heat speed or the accelerating voltage at the anode falling part,
In addition, the electron density hardly fluctuates with time at several kHz or more, and the high-density plasma generated in the cathode cycle maintains a high value even in the anode cycle. Become. Therefore, the electrodes can collect the required discharge current, so that the anode drop becomes zero and the luminous efficiency in high-frequency lighting increases, but in commercial frequency lighting, the anode drop becomes zero as the anode drop becomes zero. Electron density does not increase.
【0006】一方、上記式から分かるように、陽極の面
積を大きくすることにより、電子密度が低くい場合でも
放電電流を捕集できるので、陽極降下をゼロにすること
が可能と考えられる。しかし、実際上、陽極降下のゼロ
化には、陽極を必要以上に大きく設定せざるを得ない
が、効率面で依然問題がある。On the other hand, as can be seen from the above equation, it is considered that by increasing the area of the anode, the discharge current can be collected even when the electron density is low, so that the anode drop can be reduced to zero. However, in practice, in order to reduce the anode drop to zero, the anode must be set larger than necessary, but there is still a problem in efficiency.
【0007】すなわち、単純な板状の陽極やカップ状の
陽極では、電子が陽光柱に近い端部で専ら捕集され、全
面積が有効に使用されない。特に、カップ状陽極の場合
は、負グロー付近の発光が犠牲になるので、光効率の低
下を招来するという問題がある。That is, in a simple plate-shaped anode or a cup-shaped anode, electrons are exclusively collected at the end near the positive column, and the entire area is not effectively used. In particular, in the case of a cup-shaped anode, light emission near the negative glow is sacrificed, which causes a problem that light efficiency is reduced.
【0008】本発明は、上記事情に対処してなされたも
ので、放電電流を効率よく捕集し、陽極降下のゼロ化を
図った低消費電力型の低圧放電ランプ、および照明装置
の提供を目的とする。The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a low-power-consumption type low-pressure discharge lamp and a lighting device that efficiently collect a discharge current and reduce the anode drop to zero. Aim.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、放電
媒体を封有する透光性管、および前記透光性管の両端部
にそれぞれ封装された一対の放電電極と;を備えた低圧
放電ランプであって、前記放電電極は、一対のインナー
リードで両端側を接続支持された放電電極本体と;前記
放電電極本体を囲繞し、かつインナーリードに接続する
導電性を有する筒体と;前記放電電極本体近傍の放電が
陽光柱に接続する開口部を有し、かつ筒体の対向開口部
に配置された絶縁体と;を具備していることを特徴とす
る低圧放電ランプである。According to a first aspect of the present invention, there is provided a low-pressure lamp comprising: a light-transmitting tube having a discharge medium sealed therein; and a pair of discharge electrodes sealed at both ends of the light-transmitting tube. A discharge lamp, wherein the discharge electrode has a pair of inner leads connected and supported at both ends by a pair of inner leads; and a conductive cylinder surrounding the discharge electrode body and connected to the inner leads; A discharge in the vicinity of the discharge electrode main body having an opening connected to the positive column, and an insulator disposed at an opposite opening of the cylindrical body.
【0010】請求項2の発明は、請求項1記載の低圧放
電ランプにおいて、放電媒体を封有する透光性管の内壁
面には、蛍光体膜が形成されていることを特徴とする。According to a second aspect of the present invention, in the low-pressure discharge lamp according to the first aspect, a phosphor film is formed on an inner wall surface of the light-transmitting tube that seals the discharge medium.
【0011】請求項3の発明は、請求項1または請求項
2記載の低圧放電ランプにおいて、放電電極の筒体は、
透光性材料製で少なくとも内壁面に透明導電性膜が形成
されていることを特徴とする。According to a third aspect of the present invention, in the low-pressure discharge lamp according to the first or second aspect, the cylinder of the discharge electrode is:
A transparent conductive film is formed on at least the inner wall surface of a light-transmitting material.
【0012】請求項4の発明は、請求項1ないし請求項
3いずれか一記載の低圧放電ランプにおいて、放電電極
の筒体の開口部に配置された絶縁体は、少なくとも陽極
柱と対向する面に金属酸化物膜が形成されていることを
特徴とする。According to a fourth aspect of the present invention, in the low-pressure discharge lamp according to any one of the first to third aspects, the insulator disposed at the opening of the cylindrical body of the discharge electrode has at least a surface facing the anode column. In which a metal oxide film is formed.
【0013】請求項1ないし4の発明は、透光性管内に
封装された放電電極の構造に特徴がある。すなわち、放
電電極本体を導電性を有する筒体で囲繞し、かつその筒
体をインナーリードに接続するとともに、前記筒体の対
向する開口部に放電電極近傍の放電が陽光柱に電気的に
接続する開口部を有する絶縁体を配置した構成を採って
いる。The inventions of claims 1 to 4 are characterized by the structure of the discharge electrode sealed in the light-transmitting tube. That is, the discharge electrode body is surrounded by a cylindrical body having conductivity, and the cylindrical body is connected to the inner lead, and the discharge near the discharge electrode is electrically connected to the positive column at the opposite opening of the cylindrical body. In this configuration, an insulator having an opening is provided.
【0014】ここで、放電電極本体は、一般的に、たと
えばタングステン製のダブルコイル、スティックコイル
などのフィラメント型である。そして、酸化バリウム、
酸化カルシウム、酸化ストロンチウムなどに、少量の酸
化ジルコニウムを添加したものを始め、蒸気圧の低いバ
リウムのタングステン酸化物、ジルコニウム酸化物、タ
ンタル酸化物などを電子放射性物質(エミッタ)として
塗布(担持)てしいる。 なお、電極本体として、放電
による加熱で熱電子を放出するエミッタ物質を焼結指せ
た焼結体(セラミック)電極であってもよい。Here, the discharge electrode body is generally of a filament type such as a double coil or stick coil made of tungsten, for example. And barium oxide,
Applying (supporting) barium tungsten oxide, zirconium oxide, tantalum oxide, etc. with low vapor pressure, such as calcium oxide, strontium oxide, etc. to which a small amount of zirconium oxide is added, as an electron-emitting substance (emitter) I do. The electrode body may be a sintered (ceramic) electrode in which an emitter material that emits thermoelectrons by heating by electric discharge is sintered.
【0015】また、放電電極本体を囲繞する導電性を有
する筒体は、たとえばニッケル、鉄、ステンレス鋼など
の金属製、もしくは少なくとも内壁面に酸化錫や酸化イ
ンジウム膜などが被覆形成された透光性のガラス製であ
る。そして、この筒体自体は、単純な円筒型でもよい
が、両開口端を縮径(絞る)しておくことが好ましい。The conductive cylinder surrounding the discharge electrode main body is made of a metal such as nickel, iron or stainless steel, or has at least an inner wall surface coated with a tin oxide or indium oxide film. It is made of glass. The cylindrical body itself may be a simple cylindrical type, but it is preferable that both open ends are reduced in diameter (narrowed).
【0016】なお、筒体が全体的に導電性を有する金属
製の場合は、外周面を絶縁体で被覆しておくことが好ま
しく、また、導電性を有する筒体とインナーリードとの
電気的な接続の位置などは、特に限定されない。When the cylindrical body is entirely made of a metal having conductivity, it is preferable to coat the outer peripheral surface with an insulator, and the electrical connection between the conductive body and the inner lead is made. The position of the proper connection is not particularly limited.
【0017】さらに、前記筒体の対向する開口部に配置
する絶縁体は、たとえばマイカなど耐熱性絶縁体、ある
いは表面に金属酸化物などの耐熱絶縁性膜を被覆形成し
たものである。そして、この絶縁体は、前記放電電極近
傍の放電が陽光柱に電気的に接続するように、ほぼ中央
部が開口されている必要がある。Further, the insulator disposed at the opening facing the cylindrical body is, for example, a heat-resistant insulator such as mica, or a surface formed by coating a heat-resistant insulating film such as a metal oxide. The insulator needs to be opened at a substantially central portion so that the discharge near the discharge electrode is electrically connected to the positive column.
【0018】請求項1ないし4の発明において、低圧放
電ランプ、たとえば蛍光ランプは、一般的に、ガラスバ
ルブである気密封止型の透光性管の内壁面に蛍光体膜を
設けたものである。また、蛍光体膜を形成する蛍光体
は、たとえば SrB4 O 7 :Eu2+、Sr10(PO4 )6 Cl12:
Eu2+、(Sr,Ca)10(PO4 )6 Cl12:Eu2+、(Sr,Ca,
Ba)10(PO4 )6 Cl12:Eu2+、(La,Ce,Tb)PO4 、 Y
2 SiO 5 :Ce,Tb、Zn2SiO 4 :Mn、 Y2 O 3 :Eu3+、
YVO4 Y(P,V)O 4 :Eu3+など、通常、蛍光ランプの構成
に使用されているいずれの蛍光体であってもよい。In the first to fourth aspects of the present invention, a low-pressure discharge lamp, for example, a fluorescent lamp, generally comprises a hermetic sealing type translucent tube, which is a glass bulb, provided with a phosphor film on an inner wall surface thereof. is there. The phosphors forming the phosphor film are, for example, SrB 4 O 7 : Eu 2+ , Sr 10 (PO 4 ) 6 Cl 12 :
Eu 2+ , (Sr, Ca) 10 (PO 4 ) 6 Cl 12 : Eu 2+ , (Sr, Ca,
Ba) 10 (PO 4 ) 6 Cl 12 : Eu 2+ , (La, Ce, Tb) PO 4 , Y
2 SiO 5 : Ce, Tb, Zn 2 SiO 4 : Mn, Y 2 O 3 : Eu 3+ ,
Any phosphor usually used in the construction of a fluorescent lamp, such as YVO 4 Y (P, V) O 4 : Eu 3+ , may be used.
【0019】また、前記気密封止型の透光性管内に、封
入されたる放電媒体としては、水銀の他、たとえばネオ
ン、アルゴン、クリプトン、キセノンおよびこれら希ガ
スの混合ガスなどが挙げられる。一方、透光性管は、直
管型のものに限らず、円形状,U形状,鞍形状などであ
ってもい。The discharge medium sealed in the hermetically sealed light-transmitting tube includes mercury, for example, neon, argon, krypton, xenon, and a mixed gas of these rare gases. On the other hand, the translucent tube is not limited to a straight tube type, but may be a circular shape, a U shape, a saddle shape, or the like.
【0020】請求項5の発明は、点灯器具と;この点灯
器具に装着した請求項1ないし請求項4いずれか一記載
の低圧放電ランプと;を具備して成ることを特徴とする
照明装置である。According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a lighting device comprising: a lighting device; and the low-pressure discharge lamp according to any one of the first to fourth aspects mounted on the lighting device. is there.
【0021】ここで、点灯器具は、点灯回路を内蔵した
したもので、一般的には低圧放電ランプを着脱できる分
離型に構成されているが、両者を一体的に組み込んだ構
成を採ることもできる。Here, the lighting equipment has a built-in lighting circuit, and is generally configured as a detachable type to which a low-pressure discharge lamp can be attached and detached, but it is also possible to adopt a configuration in which both are integrated. it can.
【0022】[0022]
【発明の実施の形態】次に、図1ないし図5を参照し
て、本発明の一実施形態例を説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
【0023】図1、図2、図3は、第1の実施例に係る
低圧放電ランプの要部構成を示すもので、図1は一部切
り欠き断面図、図2は放電電極部の構成断面図、図3は
放電電極部の展開斜視図である。図において、1は放電
媒体(希ガス、水銀など)を封有する直管型のガラス
管、2は前記ガラス管1内壁面に形成されている蛍光体
膜、3は前記ガラス管1の両端部にそれぞれ封装された
一対の放電電極、4は口金である。FIGS. 1, 2 and 3 show the main parts of the low-pressure discharge lamp according to the first embodiment. FIG. 1 is a partially cutaway sectional view, and FIG. 3 is a developed perspective view of the discharge electrode section. In the figure, 1 is a straight tube type glass tube that seals a discharge medium (rare gas, mercury, etc.), 2 is a phosphor film formed on the inner wall surface of the glass tube 1, 3 is both ends of the glass tube 1 Are a pair of discharge electrodes sealed respectively, and 4 is a base.
【0024】ここで、ガラス管1は、たとえば内径24m
m,長さ1200mmの直管であり、蛍光体膜2は、青色、緑
色、赤色に発光領域を有する3種の蛍光体を混合した3
波長形蛍光体層である。また、放電電極3は、タングス
テン製のトリプルコイルにアルカリ土類の酸化物を塗布
して成る放電電極本体3aと、内径16mm,高さ12mmで両端
開口が縮径された厚さ 0.2mm程度のニッケル製筒体3b
と、厚さ 1mm,外径15.5mm程度で、かつほぼ中央部に径
5mm程度の円形に開口3c′したマイカ製の絶縁性円板3c
とで構成されている。The glass tube 1 has an inner diameter of 24 m, for example.
m, a straight tube having a length of 1200 mm, and the phosphor film 2 is a mixture of three kinds of phosphors having emission regions of blue, green and red.
It is a wavelength type phosphor layer. The discharge electrode 3 has a discharge coil body 3a formed by applying an alkaline earth oxide to a triple coil made of tungsten, and an inner diameter of 16 mm, a height of 12 mm, and a thickness of about 0.2 mm with both ends being reduced in diameter. Nickel cylinder 3b
With a thickness of 1mm and an outer diameter of about 15.5mm
Mica insulating disc 3c with circular opening 3c 'of about 5mm
It is composed of
【0025】すなわち、一対のインナーリード3d,3d′
で両端側を接続支持された放電電極本体3aが、一方のイ
ンナーリード3dに接続させたニッケル製筒体3bで囲繞さ
れ、かつ前記放電電極本体3aの放電が陽光柱に電気的に
接続するように、前記ニッケル製筒体3bの対向開口部
に、前記絶縁性円板3cを一体的に配置した構成と成って
いる。ここで、インナーリード3dに対するニッケル製筒
体3bの接続は、ニッケル製筒体3bに予め接続用舌片3b′
を設けておき、この接続用舌片3b′をインナーリード3d
にスポット溶接することで行われている。また、ニッケ
ル製筒体3bに対する絶縁性円板3cの一体的な配置は、ニ
ッケル製筒体3bの開口縮径部での挟着などによって行う
ことができる。That is, a pair of inner leads 3d, 3d '
The discharge electrode main body 3a, both ends of which are connected and supported, is surrounded by a nickel cylindrical body 3b connected to one inner lead 3d, and the discharge of the discharge electrode main body 3a is electrically connected to a positive column. Further, the insulating disc 3c is integrally arranged in the facing opening of the nickel cylinder 3b. Here, the connection of the nickel cylinder 3b to the inner lead 3d is performed by connecting the tongue piece 3b 'to the nickel cylinder 3b in advance.
And the connecting tongue piece 3b ′ is connected to the inner lead 3d.
This is done by spot welding. Further, the integral arrangement of the insulating disc 3c with respect to the nickel cylinder 3b can be performed by clamping the nickel cylinder 3b at a reduced diameter portion of the opening.
【0026】さらに、放電電極本体3aなどは、ガラス管
1の開口端部に、インナーリード3d,3d′を気密にアウ
ターリードとして導出する排気管3e付きフレア3fを封着
し、放電電極3の封装・排気後に、排気管3eを封じ切る
ことで行われている。また、口金4は、前記アウターリ
ードに電気的に接続する端子ピン4a,4bを突設・具備し
ている。Further, the discharge electrode body 3a and the like are sealed at the opening end of the glass tube 1 with a flare 3f with an exhaust pipe 3e that leads the inner leads 3d and 3d 'as airtight outer leads. After sealing and exhaust, the exhaust pipe 3e is sealed off. Further, the base 4 is provided with terminal pins 4a and 4b which are electrically connected to the outer leads.
【0027】上記構成の蛍光ランプ5は、端子ピン4a,
4bを介して各放電電極3に通電すると、この放電電極3
間で放電が開始し、紫外線を放出する。そして、この紫
外線が蛍光体膜2によって可視光に変換され、発光効率
の高い蛍光ランプとして機能する。すなわち、この種の
蛍光ランプは、図4に構成例を側面的に示すように、点
灯器具6に組み込み・装着して、光源として利用され
る。図4において、6aは点灯回路6bを内蔵した点灯器具
本体、6cは蛍光ランプ5の両端側の各端子ピン4a,4bが
係合して電気的に接続するとともに、機械的に保持する
ソケット部である。The fluorescent lamp 5 having the above-described structure includes the terminal pins 4a,
When a current is applied to each of the discharge electrodes 3 via 4b, the discharge electrodes 3
Discharge starts between them, emitting ultraviolet light. Then, this ultraviolet light is converted into visible light by the phosphor film 2 and functions as a fluorescent lamp with high luminous efficiency. That is, this kind of fluorescent lamp is used as a light source by being assembled and mounted on a lighting fixture 6 as shown in FIG. In FIG. 4, reference numeral 6a denotes a lighting fixture body having a built-in lighting circuit 6b, and 6c denotes a socket portion for engaging and mechanically holding each of the terminal pins 4a and 4b at both ends of the fluorescent lamp 5 in engagement. It is.
【0028】そして、この照明装置による点灯過程で
は、絶縁性円板3cが電気的に絶縁性であるため、この絶
縁性円板3cで電子の捕集が起こらずに、絶縁性円板3cの
開口3c′を介してニッケル製筒体3b内側に、電子が侵入
することになる。このとき、絶縁性円板3cの開口3c′
が、ガラス管1の断面積に比べて小さいため、前記絶縁
性円板3cの開口3c′を抜ける部分での電界強度が急激に
上昇し、電子密度が高くなる。In the lighting process by this lighting device, since the insulating disk 3c is electrically insulating, electrons are not collected by the insulating disk 3c and the insulating disk 3c is Electrons enter the inside of the nickel cylinder 3b through the opening 3c '. At this time, the opening 3c 'of the insulating disc 3c
However, since it is smaller than the cross-sectional area of the glass tube 1, the electric field strength at the portion passing through the opening 3c 'of the insulating disk 3c sharply increases, and the electron density increases.
【0029】したがって、電子は電子密度が十分高い状
態で、ニッケル製筒体3b内に捕集されるため、陽極降下
がなくとも放電に必要な電流が集められる。また、この
放電電極3の構造では、陽光柱に対向するニッケル製筒
体3bの端部に、電子が捕集されることもないので、ニッ
ケル製筒体3b内壁面の全てを有効に活用できる。すなわ
ち、この発明に係る放電電極3を封装して成る蛍光ラン
プは、陽極降下の解消による高効率化と、放電電極3の
面積最小化による有効な光利用効率の向上とを、同時に
達成することができる。Therefore, the electrons are collected in the nickel cylinder 3b in a state where the electron density is sufficiently high, so that the current necessary for the discharge is collected without the anode drop. Further, in the structure of the discharge electrode 3, since no electrons are collected at the end of the nickel cylinder 3b facing the positive column, the entire inner wall surface of the nickel cylinder 3b can be effectively used. . That is, the fluorescent lamp in which the discharge electrode 3 is sealed according to the present invention achieves both high efficiency by eliminating the anode drop and effective light use efficiency improvement by minimizing the area of the discharge electrode 3 at the same time. Can be.
【0030】第2の実施例として、上記蛍光ランプの構
成において、ニッケル製筒体3bの代りに、ガラス筒体を
基材にし、その内壁面に導電性透明膜(たとえば酸化イ
ンジウム膜)を設けたものを使用した場合は、負グロー
の発光をより有効に利用できるので、さらなる効率の向
上を図ることができる。また、絶縁性円板3cもマイカ製
の代りに、ソーダガラス製もしく鉛ガラス製などであっ
てよく、これらガラス製の場合は、表面をアルミナやイ
ットリアなどの金属酸化物膜で被覆しておくと、水銀の
ガラス侵入を防止できるので、長時間点灯でも透明性が
保持され、光束維持率の改善が図られる。As a second embodiment, in the structure of the above-mentioned fluorescent lamp, a glass cylinder is used as a base instead of the nickel cylinder 3b, and a conductive transparent film (for example, an indium oxide film) is provided on the inner wall surface. In the case of using such a material, the light emission of the negative glow can be used more effectively, so that the efficiency can be further improved. Also, the insulating disc 3c may be made of soda glass or lead glass instead of mica, and in the case of these glasses, the surface is coated with a metal oxide film such as alumina or yttria. If this is done, the penetration of mercury into the glass can be prevented, so that the transparency is maintained even when the lamp is operated for a long time, and the luminous flux maintenance rate is improved.
【0031】図5は第3の実施例に係る低圧放電ランプ
の要部構成を示す断面図である。FIG. 5 is a sectional view showing the structure of a main part of a low-pressure discharge lamp according to a third embodiment.
【0032】この実施例の放電ランプは、直管状の外径
がたとえば 3〜15mm程度の透光性容器を成すガラスバル
ブ1の両端に、ジュメット線(導入線…アウターリード
とインナーリードとを形成する)7が接続された熱陰極
としてのセラミック電極8が260mmの離隔距離で対向し
て封着され、かつガラスバルブ1内には放電媒体である
アルゴンガスおよび水銀蒸気の混合ガスが封入ガスとし
て封入されている。In the discharge lamp of this embodiment, a dumet wire (introduction wire: outer lead and inner lead) is formed at both ends of a glass bulb 1 which forms a straight tube and has a translucent container having an outer diameter of about 3 to 15 mm, for example. A ceramic electrode 8 as a hot cathode to which 7 is connected is sealed facing each other at a separation distance of 260 mm, and a mixed gas of argon gas and mercury vapor as a discharge medium is filled in the glass bulb 1 as a filling gas. It is enclosed.
【0033】ここで、セラミック電極8は対向する先端
が開口したニッケル製の有底円筒状の保持具8a、この保
持具8a内に同軸的に装着され、かつ同様に開口した有底
円筒状のカップ8b、前記カップ8b内に収納された熱電子
放射体としての顆粒(直径10〜 100μm 程度)8c、およ
び前記カップ8bの開口部に配置された絶縁性円板8dで構
成されている。なお、絶縁性円板8dはセラミック電極8
から約 5mm程度の間隔をおいて、かつ保持具8aの開口端
面を被覆する程度の外径を有して、カップ8bの開口部に
対応して配設されている。また、円板8dには、放電が陽
光柱に電気的に接続するように、中央部に径 5mm程度の
円形に開口8d′が設けられている。Here, the ceramic electrode 8 is a nickel-bottomed cylindrical holding member 8a having an open end, and is coaxially mounted in the holding member 8a. It comprises a cup 8b, granules (diameter: about 10 to 100 μm) 8c serving as thermionic radiators housed in the cup 8b, and an insulating disc 8d arranged in the opening of the cup 8b. The insulating disk 8d is a ceramic electrode 8
5 mm, and has an outer diameter enough to cover the opening end face of the holder 8a, and is disposed corresponding to the opening of the cup 8b. The circular plate 8d is provided with a circular opening 8d 'having a diameter of about 5 mm at the center so that the discharge is electrically connected to the positive column.
【0034】前記保持具8aは、ニッケル製に限られず、
たとえばタンタル、チタン、ジルコニウム、アルミニウ
ム、タングテン、もしくはこれらのうちの1種以上を含
む合金、あるいは前記金属の窒化物や酸化物を含んだも
のを素材としてもよい。さらに、熱電子放射体は、たと
えばバリウムタンタル酸に少量の酸化ジルコンを混合し
たものを主体とし、表面に耐スパッター性を向上させる
ために炭化タンタルなどからなる導電性のの薄膜を被覆
したものが挙げられる。The holder 8a is not limited to nickel,
For example, the material may be tantalum, titanium, zirconium, aluminum, tungsten, an alloy containing one or more of these, or a material containing a nitride or oxide of the metal. Furthermore, thermionic emitters are mainly composed of, for example, a mixture of barium tantalic acid and a small amount of zircon oxide, and have a surface coated with a conductive thin film made of tantalum carbide or the like to improve spatter resistance. No.
【0035】また、前記保持具8a内に同軸的に装着され
たカップ8bは、保持具8aの開口端面から突出させた複数
の延出部8a′の折り曲げで係止されている。すなわち、
保持具8aの延出部8a′を内側にほぼ直角に折り曲げ、カ
ップ8bの開口端面を係止し、カップ8bの軸方向への移動
や離脱を防止する一方、グロー放電などにも寄与する。
次に、この放電ランプの動作について説明する。The cup 8b coaxially mounted in the holder 8a is locked by bending a plurality of extensions 8a 'protruding from the opening end face of the holder 8a. That is,
The extended portion 8a 'of the holder 8a is bent inward at a substantially right angle to lock the opening end surface of the cup 8b, thereby preventing the cup 8b from moving or detaching in the axial direction, and also contributing to glow discharge and the like.
Next, the operation of the discharge lamp will be described.
【0036】放電ランプが点灯する際、対向する熱陰極
8,8間でそれぞれ熱電子を放出し、熱陰極8,8間で
放電し、水銀により 254nmの波長の紫外線を照射し、こ
の紫外線を蛍光体膜2で可視光に変換する。また、熱陰
極8は始動開始時には冷陰極としてグロー放電し、高い
陰極降下電圧で加速されたイオンがセラミック電極8の
全体を加熱して温度を上昇させる。When the discharge lamp is turned on, thermoelectrons are emitted between the opposed hot cathodes 8 and 8 respectively, and discharged between the hot cathodes 8 and 8 and irradiated with ultraviolet rays having a wavelength of 254 nm by mercury. The phosphor film 2 converts the light into visible light. The hot cathode 8 performs glow discharge as a cold cathode at the start of startup, and ions accelerated by a high cathode drop voltage heat the entire ceramic electrode 8 to increase the temperature.
【0037】一方、熱電子放射体8cは顆粒状で熱容量が
小さい上に隣接する顆粒8cとの熱抵抗も高いので昇温し
易く、その後、顆粒8cが集中的に加熱されて熱電子が十
分放出できるような温度に達すると、グローからアーク
へ移転して、顆粒8cに陰極輝点が形成されて陰極に転移
し、熱陰極として動作して陰極降下電圧は15 V程度まで
低下する。On the other hand, the thermoelectron radiator 8c is granular and has a small heat capacity, and also has a high thermal resistance to the adjacent granules 8c, so that it is easy to raise the temperature. When the temperature reaches a temperature at which the particles can be released, the glow is transferred to an arc, a cathode luminescent spot is formed in the granules 8c, and the granules 8c are transferred to the cathode.
【0038】この点灯動作では、熱陰極8の陽光柱に接
続する側が、絶縁性円板8dによって電気的に絶縁性であ
るため、この絶縁性円板8dで電子の捕集が起こらずに、
絶縁性円板8dの開口8d′を介してカップ8b内側に、電子
が侵入することになる。このとき、絶縁性円板8dの開口
8d′が、ガラス管1の断面積に比べて小さいため、前記
絶縁性円板8dの開口8d′を抜ける部分での電界強度が急
激に上昇し、電子密度が高くなる。In this lighting operation, the side of the hot cathode 8 connected to the positive column is electrically insulated by the insulating disc 8d, so that electrons are not collected by the insulating disc 8d.
Electrons enter the inside of the cup 8b through the opening 8d 'of the insulating disk 8d. At this time, the opening of the insulating disc 8d
Since 8d 'is smaller than the cross-sectional area of the glass tube 1, the electric field intensity at the portion passing through the opening 8d' of the insulating disk 8d sharply increases, and the electron density increases.
【0039】したがって、電子は電子密度が十分高い状
態で、カップ8b内に捕集されるため、陽極降下がなくと
も放電に必要な電流が集められる。また、この熱陰極8
の構造では、陽光柱に対向するカップ8bの端部に、電子
が捕集されることもないので、カップ8b内の全てを有効
に活用できる。すなわち、この発明に係る熱陰極8を封
装して成る放電ランプは、電極降下の解消による高効率
化と、熱陰極8の面積最小化による有効な光利用効率の
向上とを、同時に達成することができる。Therefore, the electrons are collected in the cup 8b while the electron density is sufficiently high, so that the current necessary for the discharge is collected without the anode drop. The hot cathode 8
In the structure (1), electrons are not collected at the end of the cup 8b facing the positive column, so that everything in the cup 8b can be effectively used. That is, the discharge lamp in which the hot cathode 8 according to the present invention is sealed achieves both high efficiency by eliminating the electrode drop and effective light use efficiency improvement by minimizing the area of the hot cathode 8 at the same time. Can be.
【0040】上記では、ガラス管1の内壁面に蛍光体膜
2を形設した構成の蛍光ランプなどについて説明した
が、放電媒体としてキセノンを含む希ガスを封入した構
成、あるいはナトリウム封入した構成の場合も同様に、
低消費電力・高効率発光型で、長寿命であった。In the above description, a fluorescent lamp or the like having a structure in which the phosphor film 2 is formed on the inner wall surface of the glass tube 1 has been described, but a structure in which a rare gas containing xenon is sealed as a discharge medium or a structure in which sodium is sealed is used. Similarly,
It has low power consumption and high efficiency, and has a long life.
【0041】本発明は上記実施例に限定されるものでな
く、発明の主旨を逸脱しない範囲で、いろいろの変形を
採ることができる。たとえば、ガラス管の外径、肉厚、
長さ、あるいは筒体の形状、肉厚、長さ、蛍光体層を形
成する蛍光体の種類など適宜選択できる。The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the gist of the invention. For example, the outer diameter, wall thickness,
The length, the shape, thickness, and length of the cylindrical body, the type of the phosphor forming the phosphor layer, and the like can be appropriately selected.
【0042】[0042]
【発明の効果】請求項1の発明によれば、放電電極部に
おける発光の遮りなどの低減、および電極消費電力の低
減化が同時に達成され、経済的な低圧放電ランプを提供
できる。According to the first aspect of the present invention, it is possible to provide a low-pressure discharge lamp which is economical because it can simultaneously reduce the interruption of light emission at the discharge electrode and the power consumption of the electrode.
【0043】請求項2の発明によれば、低消費電力・高
効率発光型の蛍光ランプを提供できる。According to the second aspect of the present invention, a fluorescent lamp of a low power consumption and high efficiency light emitting type can be provided.
【0044】請求項3の発明によれば、放電電極部にお
ける発光の遮りが、より効果的に低減されるので、電極
消費電力の低減化が同時に達成されされことと相俟っ
て、さらに実用性のすぐれた低圧放電ランプを提供でき
る。According to the third aspect of the present invention, since the interruption of light emission at the discharge electrode portion is more effectively reduced, the reduction in electrode power consumption is achieved at the same time, and further practical use is achieved. A low-pressure discharge lamp with excellent properties can be provided.
【0045】請求項4の発明によれば、電極消費電力の
低減化が、より長期間に亘って保持されるので、耐久性
のすぐれた低消費電力・高効率発光型の蛍光ランプを提
供できる。According to the fourth aspect of the present invention, since the reduction in electrode power consumption is maintained for a longer period of time, a low-power-consumption, high-efficiency light-emitting fluorescent lamp with excellent durability can be provided. .
【0046】請求項5の発明によれば、光効率が高く、
かつ電極消費電力が低減化された低圧放電ランプを光源
とするため、経済的にも有効な照明装置を提供できる。According to the invention of claim 5, the light efficiency is high,
In addition, since a low-pressure discharge lamp having reduced electrode power consumption is used as a light source, an economically effective lighting device can be provided.
【図1】実施例に係る蛍光ランプの概略構成を示す一部
切り欠き断面図。FIG. 1 is a partially cutaway sectional view showing a schematic configuration of a fluorescent lamp according to an embodiment.
【図2】実施例に係る蛍光ランプの放電電極部の構成を
拡大して示す断面図。FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view showing a configuration of a discharge electrode unit of the fluorescent lamp according to the embodiment.
【図3】実施例に係る蛍光ランプの放電電極封止部の構
成を拡大して示す斜視図。FIG. 3 is an enlarged perspective view showing a configuration of a discharge electrode sealing portion of the fluorescent lamp according to the embodiment.
【図4】実施例に係る照明装置の概略構成を示す側面
図。FIG. 4 is a side view showing a schematic configuration of a lighting device according to the embodiment.
【図5】実施例に係る放電ランプの要部構成を示す断面
図。FIG. 5 is a sectional view showing a configuration of a main part of the discharge lamp according to the embodiment.
1……ガラス管 2……蛍光体膜 3……放電電極 3a……放電電極本体(コイル) 3b……導電性筒体(カップ) 3b′……接続用舌片 3c……絶縁性円板(マイカ板) 3c′……絶縁性円板の開口(穴) 3d,3d′……インナーリード 3e……排気管 3f……フレア 4……口金 4a,4b……端子ピン 5……低圧蛍光ランプ 6……点灯器具 6a……点灯器具本体 6b……点灯回路 6c……ソケット部 7……導入線(インナーリードとアウターリード) 8……熱陰極(セラミック電極) DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Glass tube 2 ... Phosphor film 3 ... Discharge electrode 3a ... Discharge electrode main body (coil) 3b ... Conductive cylinder (cup) 3b '... Connection tongue 3c ... Insulating disc (Mica plate) 3c ': Opening (hole) of insulating disk 3d, 3d': Inner lead 3e: Exhaust tube 3f: Flare 4: Base 4a, 4b: Terminal pin 5: Low-pressure fluorescent light Lamp 6: Lighting device 6a: Lighting device body 6b: Lighting circuit 6c: Socket part 7: Lead wire (inner lead and outer lead) 8: Hot cathode (ceramic electrode)
Claims (5)
記透光性管の両端部にそれぞれ封装された一対の放電電
極と;を備えた低圧放電ランプであって、 前記放電電極は、一対のインナーリードで両端側を接続
支持された放電電極本体と;前記放電電極本体を囲繞
し、かつインナーリードに接続する導電性を有する筒体
と;前記放電電極本体近傍の放電が陽光柱に接続する開
口部を有し、かつ筒体の対向開口部に配置された絶縁体
と;を具備していることを特徴とする低圧放電ランプ。1. A low-pressure discharge lamp comprising: a light-transmissive tube having a discharge medium sealed therein; and a pair of discharge electrodes sealed at both ends of the light-transmissive tube, respectively. A discharge electrode main body connected and supported at both ends by a pair of inner leads; a conductive cylinder surrounding the discharge electrode main body and connected to the inner leads; and a discharge near the discharge electrode main body becomes a positive column. And an insulator disposed at an opposing opening of the cylindrical body.
は、蛍光体膜が形成されていることを特徴とする請求項
1記載の低圧放電ランプ。2. The low-pressure discharge lamp according to claim 1, wherein a phosphor film is formed on an inner wall surface of the light-transmitting tube that seals the discharge medium.
くとも内壁面に透明導電性膜が形成されていることを特
徴とする請求項1または請求項2記載の低圧放電ラン
プ。3. The low-pressure discharge lamp according to claim 1, wherein the cylindrical body of the discharge electrode is made of a translucent material and a transparent conductive film is formed on at least an inner wall surface.
縁体は、少なくとも陽光柱に対向する面に金属酸化物膜
が形成されていることを特徴とする請求項1ないし請求
項3いずれか一記載の低圧放電ランプ。4. The insulator disposed at the opening of the cylindrical body of the discharge electrode has a metal oxide film formed on at least a surface facing the positive column. The low-pressure discharge lamp according to any one of the above.
求項1ないし請求項4いずれか一記載の低圧放電ランプ
と;を具備して成ることを特徴とする照明装置。5. A lighting device, comprising: a lighting device; and the low-pressure discharge lamp according to claim 1 mounted on the lighting device.
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