JP2003123702A

JP2003123702A - 蛍光ランプ

Info

Publication number: JP2003123702A
Application number: JP2001316895A
Authority: JP
Inventors: Eiju Yano; 英寿矢野
Original assignee: Harison Toshiba Lighting Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 2001-10-15
Filing date: 2001-10-15
Publication date: 2003-04-25

Abstract

(57)【要約】【課題】ランプの発光効率を低下させないで、ランプ
および回路に過電流が流れる際には低い電流値で外部電
極である導電線の一部を溶断させて電流を遮断し、イン
バータや周辺装置の熱破損を防止することができる蛍光
ランプを提供する。【解決手段】本発明の蛍光ランプは、外部電極５とし
て、（１）ランプ点灯時の外部電極の低抗損失を低く抑
え、ランプの発光効率を向上させるために、溶融電流が
大きい（つまり、低抗値が低い）線径、材料の導電線
と、（２）ランプに過電流が流れた際に早期に導電線の
一部を溶断させるために、溶融電流値が小さい（つま
り、抵抗値が高い）線径、材料の導電線を直列に接続し
て構成したものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、蛍光ランプに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、液晶用バックライトには、水銀が
封入された冷陰極蛍光ランプが使用されてきた。ところ
が近年、有害物質といわれている水銀の代わりに、キセ
ノンガスを封入した蛍光ランプが開発されている。この
キセノンガスを封入した蛍光ランプは、図４及び図５に
示す構造である。図４及び図５において、ガラス管１の
内壁には蛍光体層２が設けられ、またガラス管１の内部
空間には少なくともキセノンを含んだ放電媒体が封有さ
れている。ガラス管１の片端には、リード線３を介して
内部電極４が封着されている。ガラス管１の外壁には、
管軸方向に沿って、線状の導電性物質（金属線）が螺旋
状に巻かれており、外部電極５として機能している。

【０００３】この外部電極５は、ガラス管１に対して位
置ズレが生じないようにするために、例えば透光性樹脂
の熱収縮チューブ６をその周囲に被覆することによって
ガラス管１上に堅固に固定されている。内部電極４はリ
ード線３を介して電圧供給線８と接続され、また、外部
電極５は固定用金属棒７を介して電圧供給線８’と接続
されている。これらの電圧供給線８，８’に対して電源
であるインバータ９から高周波の矩形波電圧が印加され
ると、内部電極４と外部電極５との間で放電が発生し、
キセノンから紫外線が放射される。そしてこの紫外線が
蛍光体２に当たることによって蛍光が発生し、これが光
源として利用される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の蛍光
ランプでは、内部電極４と外部電極５との間に１ｋＶ〜
５ｋＶ_P.P程度の高電圧が印加されるため、図６のａ部
に示すように、内部電極４に通ずるリード線３と外部電
極５との間の最短距離が短い場合、リード線３と外部電
極５の端部との間で絶縁破壊、すなわち大気放電を引き
起こす可能性がある。

【０００５】このような大気放電を防止する対策とし
て、内部電極４に通ずるリード線３と外部電極５とが最
も接近する部分ａの距離を２ｍｍ以上隔てるようにして
いるが、ランプの使用条件によっては、ガラス表面（ａ
部）に導電を促す物質が付着する場合がある。例えば、
長時間点灯で埃やすすが堆積したり、多湿条件下でラン
プを点灯して水分が付着するなどである。このように、
ガラス管１の直上に付着した導電を促す物質を介して内
部電極４に通ずるリード線３と外部電極５とが直接導通
したり、大気放電を引き起こしたりすると、ランプイン
ピーダンスが減少し、管電流（回路電流）が急激に増加
する。すると、ランプのガラス管１が発熱により溶融し
たり、インバータ９が熱破損する場合が起こりえる。さ
らには、ランプやインバータ９の周辺材料まで熱破損や
火災などを引き起こす可能性もある。

【０００６】従来、外部電極５である導電線には、例え
ばＦｅ，Ｎｉ，Ｃｕ等などが使用され、また、線径は
０．０３〜０．５ｍｍ程度の一定線径のものが使用され
ている。空気中で金属線が溶断するのに要する電流（溶
融電流）Ｉ（Ａ）は、導電線の材料または線径ｄ（ｍ
ｍ）によって決定され、Ｉ＝ｋｄ^3/2（Ａ）の実験式が
知られている（実際には、線の長さ、周囲温度、取り付
け条件によって大きく左右される）。

【０００７】ここで、ｋは金属による比例定数で、例え
ば、Ｃｕ：８０，Ｆｅ：２４．６，Ａ１：５９．２であ
る。

【０００８】例えば、線径０．１ｍｍのＣｕ線を外部電
極５として使用する場合は、金属線が溶断される電流値
は２．５Ａ以上であり、通常ランプが点灯される管電流
値２〜５０ｍＡ_P.P（P.Pとはピーク・ツー・ピークの
意味）に比べてかなり大きいため、過電流を長時間許容
することになる。その結果、インバータ部品などの発
熱、破損を引き起こす結果となるのである。

【０００９】一方、線径を０．０１ｍｍまで細くする
と、８０ｍＡ以上の過電流で金属線が溶断されるので、
インバータや周辺装置の熱破損を早い段階で防止するこ
とができる。しかし、導電線の線径を細くすると導電線
の抵抗値が高くなって外部電極（導電線）で消費される
電力が増加する。そのため、通常点灯におけるランプの
発光効率が低下することになる。

【００１０】本発明は、このような従来の技術的課題に
鑑みてなされたもので、ランプの発光効率を低下させな
いで、ランプおよび回路に過電流が流れる際には低い電
流値で外部電極である導電線の一部を溶断させて電流を
遮断し、電源であるインバータや周辺装置の熱破損を防
止することができる蛍光ランプを提供することを目的と
する。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の蛍光ランプは、
外部電極として、（１）ランプ点灯時の外部電極の低抗
損失を低く抑え、ランプの発光効率を向上させるため
に、溶融電流が大きい（つまり、低抗値が低い）線径、
材料の導電線と、（２）ランプに過電流が流れた際に早
期に導電線の一部を溶断させるために、溶融電流値が小
さい（つまり、抵抗値が高い）線径、材料の導電線を直
列に接続して構成することを特徴とする。

【００１２】より詳細には、請求項１の発明は、内壁面
に蛍光体被膜が形成され、かつキセノンガスを含む放電
媒体が封入されたガラス管と、前記ガラス管の一端側に
リード端子を導出して封装された内部電極と、前記ガラ
ス管の外周面に管軸方向ほぼ全長に亘って螺旋状に設置
された導電線より成る外部電極とを有する蛍光ランプで
あって、前記外部電極が、溶融電流の異なる２種類以上
の導電線を直列に接続して構成されることを特徴とする
ものである。

【００１３】請求項２の発明は、請求項１に記載の蛍光
ランプにおいて、前記外部電極である導電線の溶融電流
値を異ならせるために、同一材料の導電線で線径を異な
らせたことを特徴とするものである。

【００１４】請求項３の発明は、請求項１に記載の蛍光
ランプにおいて、前記外部電極である導電線の溶融電流
値を異ならせるために、同一線径の導電線で材料を異な
らせたことを特徴とするものである。

【００１５】請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれ
かに記載の蛍光ランプにおいて、前記外部電極を構成す
る導電線のうち、溶融電流が小さい導電線の長さを、溶
融電流が大きい導電線の長さよりも短くしたことを特徴
とするものである。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に
基づいて詳説する。図１は本発明の第１の実施の形態の
蛍光ランプの構造を示している。この図１の実施の形態
において、外部電極５以外の構成は、図４及び図５に示
した従来例と同じであるので、その詳しい説明は省略す
る。

【００１７】本実施の形態の特徴である外部電極５に
は、溶融電流（抵抗値）が異なるように、同一材料で線
径を異ならせた２種類の導電線５Ａと導電線５Ｂとを直
列に接続したものが使用されている。ガラス管１の外周
の大部分に巻装されている金属線５Ａは、ランプ点灯時
における外部電極５の抵抗損失を抑え、ランプの発光効
率を向上させるために、その線径が０．０３〜０．５ｍ
ｍ程度のものを使用する。

【００１８】例えば、線径０．１ｍｍのＣｕ線を外部電
極５Ａとして使用する場合は、この金属導電線が溶断さ
れる電流値は２．５Ａ以上であり、通常、ランプが点灯
される管電流値２〜５０ｍＡ_P.Pに比べてかなり大きい
ため、過電流を長時間許容することになる。一方、導電
線５Ｂには、導電線５Ａと同一の材料であるが、過電流
発生時に早期に溶断するように、導電線５Ａより細い線
径のものが選択され、例えば、線径０．０１ｍｍのＣｕ
線が使用される。この場合、導電線５Ｂは、導電線５Ａ
の溶融電流２．５Ａよりも大幅に小さい電流である８０
ｍＡ以上の電流で溶断されるので、インバータ９や周辺
装置の熱破損を早い段階で防止することができる。

【００１９】次に、本発明の第２の実施の形態の蛍光ラ
ンプについて、図２を用いて説明する。第２の実施の形
態の蛍光ランプでは、外部電極５に、溶融電流（抵抗
値）が異なるように、同一線径で、材料を異ならせた２
種類の導電線５Ａと導電線５Ｂとを直列に接続したもの
が使用されている。

【００２０】ランプのガラス管１の外周の大部分に巻装
されている金属線５Ａは、溶融係数ｋが高い材料である
Ｃｕ線が使用される。Ｃｕ線の場合、０．０３ｍｍの線
径であれば、溶融電流は４１５ｍＡである。他方、導電
線５Ｂには、導電線５Ａに比べて溶融係数ｋが低い同一
線径のＦｅ線が使用される。このＦｅ線の溶融電流は１
２７ｍＡ程度であり、Ｃｕ線である導電線５Ａに比べて
３０％程度低い電流で溶断する。

【００２１】なお、導電線５Ｂは、抵抗値が高くランプ
点灯時の抵抗損失が大きいので、導電線５Ｂの長さは、
導電線５Ａの長さよりも短くし、外部電極５のごく一部
だけにとどめておくのが好ましい。その場合、導電線５
Ｂを設ける位置としては、図１、図２それぞれに示すよ
うに内部電極４側のランプ端部分の導電線５Ａの端部に
接続するか、または、図３に示すように内部電極４側と
は反対側のランプ端部分の導電線５Ａの途中に接続する
か、さらには導電線５Ａの端部に接続するかする。

【００２２】なお、本発明において、外部電極５として
構成される導電線の材料、線径、数、構成、導電線の接
続方法などは、ランプの用途に応じて自由に選択でき
る。

【００２３】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、外部電極
を溶融電流（抵抗値）が異なるような構成（材料、線
径）の導電線を少なくとも２種類以上直列に接続した構
造にしたので、外部電極と内部電極に通ずる導入線との
最接近部で短絡または大気放電が発生して過電流が流れ
る際には、溶融電流の小さい導電線が溶断して過電流を
遮断するので、ランプ以外の装置（例えば、インバー
タ、表示装置等）に熱破損が発生するのを防止すること
ができ、しかも、溶融電流が小さい（低抗値が高い）導
電線を外部電極の一部分とし、残りの大部分を抵抗値が
低い（溶融電流が大きい）導電線とすることにより、ラ
ンプ点灯時の外部電極の低抗損失を低くでき、ランプの
発光効率の低下を生じさせない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の断面図。

【図２】本発明第２の実施の形態の断面図。

【図３】本発明の第３の実施の形態の断面図。

【図４】従来例の正面図及び断面図。

【図５】従来の蛍光ランプにおいて、内部電極用外部リ
ード線と外部電極との間で発生する大気放電のメカニズ
ムを示す拡大図。

【図６】従来の蛍光ランプの一端部の拡大正面図。

【符号の説明】

１ガラス管２蛍光体３リード線４内部電極５外部電極５Ａ導電線５Ｂ導電線６透光性熱収縮チューブ７固定用金属棒８，８’ 電圧供給線９インバータ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内壁面に蛍光体被膜が形成され、かつキ
セノンガスを含む放電媒体が封入されたガラス管と、前
記ガラス管の一端側にリード端子を導出して封装された
内部電極と、前記ガラス管の外周面に管軸方向ほぼ全長
に亘って螺旋状に設置された導電線より成る外部電極と
を有する蛍光ランプであって、前記外部電極が、溶融電流の異なる２種類以上の導電線
を直列に接続して構成されることを特徴とする蛍光ラン
プ。
【請求項２】請求項１に記載の蛍光ランプにおいて、
前記外部電極である導電線の溶融電流値を異ならせるた
めに、同一材料の導電線で線径を異ならせたことを特徴
とする蛍光ランプ。
【請求項３】請求項１に記載の蛍光ランプにおいて、
前記外部電極である導電線の溶融電流値を異ならせるた
めに、同一線径の導電線で材料を異ならせたことを特徴
とする蛍光ランプ。
【請求項４】請求項１〜３のいずれかに記載の蛍光ラ
ンプにおいて、前記外部電極を構成する導電線のうち、
溶融電流が小さい導電線の長さを、溶融電流が大きい導
電線の長さよりも短くしたことを特徴とする蛍光ラン
プ。