JP2004253387A - 低圧放電ランプ - Google Patents

Abstract

【課題】従来技術の欠点を有していない、僅かなコストで取り付け可能であり、点弧電圧が低減された、放電容器からのランプ光束が影響されないランプを提供すること。
【解決手段】口金ケースと、終端部分が口金ケースの終端部分に固定されている曲がりくねった管状放電容器と、ランプの電気的接触のためのコンタクトシステムを有する低圧放電ランプであって、コンタクトシステムは、放電容器の方を向いていない口金ケースの終端部分にある形式のものにおいて、コンタクトシステムと導電接続され、電気的短絡回路が放電容器の少なくとも一部の周りに形成されるように口金ケース内の放電容器に隣接して配置された導電性部分を有することを特徴とする低圧放電ランプ。
【選択図】図１

Description

本発明は口金ケースと、終端部分が口金ケースの終端部分に固定された曲がりくねっている管状放電容器と、ランプの電気的接触のためのコンタクトシステムを有する低圧放電ランプに関する。ここでこのコンタクトシステムは、放電容器の方を向いていない口金ケースの終端部分に位置する。

本発明はさらに、口金ケースと、終端部分が口金ケースに固定され、少なくとも２つのＵ字形部分要素と、１つの継ぎ足しウェブを具備している放電容器または終端部分が口金ケースに固定されており、少なくとも３つのＵ字形部分要素と２つの継ぎ足しウェブを有している低圧放電ランプに関する。ここで１つまたは複数の継ぎ足しウェブは、連続した放電路がこの部分要素内に形成されるように、Ｕ字形の部分要素の終端部分を次のＵ字形部分要素の終端部分と接続するために設けられる。

この種の低圧放電ランプはＯＳＲＡＭ社において、例えば名称ＤＵＬＵＸ Ｄ／Ｅ，Ｔ／Ｅ、Ｔ／Ｅ ＩＮで製造されている。詳細には上述のランプは、少なくとも４つの直線的で平行に延在している管から成る放電容器を有しているコンパクト形低圧放電ランプのことである。ここでこの管は多角形に配置され、横方向接合部によって直線的な管の終端部分、または終端部分の近傍に結合され、単一の連続した気密性に密閉された放電路を形成している。

放電容器の長さおよび直径、並びに放電管の横方向接合部の直径に依存して、低圧放電ランプの点弧を確実にするのに、しばしば非常に高い電圧が必要になる。

欧州特許第１２１７６４５号明細書から、点弧電圧を低減させ、同時に、放電容器の直線管および横方向接合部から構成された中空室内に内側へ向けて放射される光が妨げられず通過するように、放電容器の直線管によって構成された筒状中空室の中心に、直線管に対して平行に延在している金属製コイルばねが配置されている低圧放電ランプが公知である。

米国特許第６０６４１５２号から、放電容器の平行に延在する直線管によって構成されている内部空間内に、金属薄膜状の導電性材料から成る中空筒型部を設け、これによって点弧電圧を著しく低減させることが公知である。

従来技術の欠点は、欧州特許第１２１７６４５号のコイルばねおよび米国特許からの金属製筒型部が外から見え、光束を妨害してしまうことである。

ＷＯ０１／８７０１９号から、一方で点弧補助が口金と接続されて、他方で電極のない放電容器の脚部を有するばねの形で存在する蛍光ランプが公知である。
欧州特許第１２１７６４５号明細書 米国特許第６０６４１５２号明細書 ＷＯ０１／８７０１９号

本発明の課題は従来技術の欠点を除去し、点弧電圧が低減されたランプを提供することである。ここで放電容器からのランプ光束は影響を受けない。さらに本発明によるランプは、僅かなコストで取り付け可能である。

上述の課題は、口金ケースと、終端部分が口金ケースの終端部分に固定された、曲がりくねった管状放電容器と、ランプの電気的接触のためのコンタクトシステムを有する低圧放電ランプであって、コンタクトシステムは放電容器の方を向いていない口金ケースの終端部分にある形式のものにおいて、コンタクトシステムと導電接続され、電気的短絡回路（Schluss）が放電容器の少なくとも一部の周りに形成されるように口金ケース内の放電容器に隣接して配置されている導電性部分を有することを特徴とする低圧放電ランプによって解決される。

すなわち上述の課題は本発明と相応して、口金ケースと、放電容器と、コンタクトシステムを有している上述の形式の低電圧放電ランプにおいて、放電容器の部分区間の周りないしは口金ケース内の全放電容器の周りの電気的短絡回路を有する導電性部分によって解決される。ここでこのような短絡回路は、電気的にコンタクトシステム（電極保持部またはコンタクトピン）と接続状態にある。このような方法によって、有利には、例えば電子的なバラストによって供給されるような高周波交流電圧（≧２０ｋＨｚ）でランプが駆動されている場合に、ランプの点弧電圧が低減される。

導電性部分は有利にはワイヤである。これによって、わずかなコストで、かつランプの光束を妨害することなく、点弧電圧が低減可能である。

ワイヤは有利には閉じており、電極保持部（４つの電流導入線のうちの１つないしはランプフレームとされているコンタクトピンのうちの１つ）と導電接続されている。取り付けを容易にするために、口金ケースの内周（Innenumfang）または放電容器を構成するガラス管の内周が用いられる。ここで点弧電圧の低下は一般的に、ワイヤが放電容器に近づくほど高められる。ここでは、固定のために口金ケース内に突出している、放電容器を形成するガラス管が意図される。

電極フィラメントによって構成された面と、ワイヤーリングによって構成された面との間の間隔は、ガラス管とワイヤの「側方」間隔より大きい、点弧電圧を低下させる効果を有する。ここで各面はランプ長手軸に対して垂直であるとする。この間隔が狭くなればなるほど点弧電圧が大幅に低減される。

これに対して択一的にワイヤは「蛇行線」状、すなわちあるところでは内側に、またあるところでは外側にランプの周りの放電管に沿って導かれても良い。

製造を簡単にするために、例えば座金状の金属製リングをワイヤの代わりにランプの口金内に設け、電流導入部と接触させることができる。

環状リングに対して択一的に、金属薄膜状（例えばアルミニウム薄膜）または導電性粉末（有利には鉄粉）の導電性層を設けることもできる。ここでこれは口金ケースの接合質量体（Kittmasse）内に埋め込まれる。加熱前に導電性粉末を口金ケースの接合質量体上に散布することも可能である。このような手法によっても点弧電圧が低減される。

放電容器は２つ、有利には３つのＵ字形部分要素を有している。ここでこれらの部分要素の終端部分は、１つないしは２つの継ぎ足しウェブと、連続した放電路のために接続されている。このような継ぎ足しウェブの横断面は、放電容器の管直径に関して最適化されているので、ランプの点弧のための最小の点弧電圧が必要とされる。導電性部分を構成するこのような択一的または付加的な方法によって、点弧電圧が低下するだけでなく、光束立ち上がり（Lichtstromanlauf）も加速され、口金ケースの温度が低下する。

ランプの２つの終端部が近づくことによっても、点弧電圧は同じように低減される。

本発明は、低圧放電ランプ、殊にコンパクト形蛍光ランプでの曲げられた管状放電容器に任意に適用可能であり、有利には２つまたは３つのＵ字形部分要素から成る放電容器に適用可能である。これは殊にランプがバラストで周波数≧２０ｋＨｚで駆動されている場合である。

以下で本発明の有利な実施例を概略的な図面に基づき説明する。

図１には、本発明による低圧放電ランプの部分断面の概略的な斜視図が示されており、図４には図１の低圧放電ランプの下からの図が示されている。

図示された種類の低圧放電ランプは、ガラスから成る放電容器２をしている。この放電容器は、自身の長手軸方向に相互に平行に配置された６つの管２ａ〜２ｆを有しており、
口金ケース１０の終端部分に設けられている（図１参照）。管２ａ〜２ｆは、横方向接合部４Ａ、４Ｂ、４Ｃおよび継ぎ足し部分３Ａ、３Ｂ（図３、４参照）とともに、連続した放電路を構成している。放電容器２の内壁には蛍光層が設けられている。

管２ａ〜２ｆのそれぞれ２つの管（詳細には管２ａと２ｂ、管２ｃと２ｄ、管２ｅと２ｆ）はそれぞれ、図４に示された横方向接合部４Ａ、４Ｂ、４Ｃのうちの１つによって相互に接合されている。横方向接合部４Ａ、４Ｂ、４Ｃは、口金ケース内の管の終端部に対向して設けられている管２ａ〜２ｆの終端部に位置する。管２ｂと２ｃ並びに２ｄと２ｅは、口金ケース１０内の終端部分で継ぎ足しウェブ３Ａおよび３Ｂ（図４参照）によって接続されている。相互に隣接して配置されたそれぞれ２つの管（すなわち管２ｂと２ｃ、２ｄと２ｅ並びに２ａと２ｆ）は、有利な正三角形の角を形成する。

横方向接合部４Ａおよび４Ｃと対向する、管２ａから２ｆの自由端部は、ガス気密性に密閉されており、口金ケース１０によって保持されている。放電容器の管部分２ａおよび２ｆの２つの終端部には、電極維持部６、７が溶かしこまれている。

口金ケース１０は、放電容器２に対向している自身の終端部分に、図示されていないコンタクトシステムを有している。このコンタクトシステムは電極保持部６、７のコンタクトを外へ向かって設け、有利にはピン状の口金として構成されている。

図１に示された第１の実施例に相応して、導電性ワイヤ５が、口金ケース１０の内周に口金接合部（Sockelkitt）に隣接して、または口金接合部内に設けられる。ここでこのワイヤは、実質的に電気的な短絡回路が放電容器２を中心に形成されるように配置される。この場合にワイヤ５は接続部分５Ａを有しており、この接続部分を介してこのワイヤは電極保持部６、７と電気的に接続され、この接続部分はワイヤの対向する終端部分５Ｂと接触している。しかし本発明はこの実施例に制限されるのではなく、接続部分５Ａおよび終端部分５Ｂは本実施例に対して択一的に相互に間隔があけられてもよい。この場合でも本発明の効果は同じように特筆すべきものである。

本発明に相応する第２の実施例は図２に示されており、第１の実施例のワイヤ５とは異なってワイヤ５０を有している。ここでこのワイヤ５０は放電容器２の管の内周に設けられている。ワイヤ５０は、電極保持部に接している接続部分５０Ａと、終端部分５０Ｂを有している。ここでこの終端部分は接続部分５０Ａと接触している。しかし本発明はこの実施例に制限されるものではなく、接続部分５０Ａと終端部分５０Ｂはこの実施例に対して択一的に相互に間隔があけられてもよい。この場合でも本発明の効果は同じように特筆すべきものである。

第１および第２の実施例に相応する環状ワイヤ５および５０によって低圧放電ランプの点弧電圧が低下する。しかも米国特許第６０６４１５２号の従来技術のように、外側から見え、ランプ光束に影響を与える点弧補助を用いない。

ワイヤ５ないし５０の一部のみが電極保持部分に接続されるので、従来技術の口金に組み込まれた点弧補助と比較して格段に容易に備え付けができる。

例えば低圧放電ランプＯＳＲＡＭ ＤＵＬＵＸ Ｔ／Ｅ ３２Ｗおよびワイヤ５では、第１の実施例に相応して点弧電圧は６４０Ｖから（口金ケース１０の内周にワイヤ５がない場合）５５０Ｖまで低下した。

水銀のない低圧放電ランプＯＳＲＡＭ ＤＵＬＵＸ Ｔ／Ｅ ４２Ｗを用いた測定では、放電管の内側のワイヤ５０は、口金ケース１０の内縁でのワイヤ５と比較して、点弧電圧の低下に約２倍大きい効果を有していることが確認された。このような効果は、放電路とワイヤ５０（内輪）とのより少ない間隔が点弧電圧の低下に有利であることに起因すると発明者は考える。

本発明は６個の管を有するランプでの使用に制限されるものではなく、殊に４個の管を有する低圧放電ランプ（例えば低圧放電ランプＯＳＲＡＭ ＤＵＬＵＸ Ｄ／Ｅ）にも使用される。また８個又はより多数のｎ個の管を有する低圧放電ランプにも使用される。図１および図２に示された実施例と異なって、ｎ／２個の横方向接合部および（ｎ／２）−１個の継ぎ足しウェブが設けられる。ワイヤ５ないし５０は同じように、放電容器の管の外側またはその内側に設けられる。

本発明では、放電容器の終端部分でのみ電流導入が行われる必要もない。同じように、本発明は付加的な電極保持部を有する低圧放電ランプにも使用可能である。

点弧電圧を低減させる従来技術の解決方法に対して、本発明によってランプの電気的パラメーターは変化しない。

例えばアマルガムを加熱するための別の電流導入部が既にランプに取り付けられている場合にも、点弧電圧低下のために本発明を効果的に用いることができる。

ワイヤーリング５ないし５０の代わりに、第３の実施例に相応する本発明の低圧放電ランプでは、導電性の粉末が口金ケース１０の口金接合部内に入れられ、電流導入線と接触する。例えば１５％の鉄粉を口金接合部内に入れることができる。

第３の実施例に対して択一的に、第１の実施例に相応する低圧放電ランプでは導電性の粉末、有利には鉄粉が加熱前に口金接合部上に散布される。ここでこの粉末は電流導入線と接触する。この第４の実施例でも点弧電圧の低減が確認された。

第５の実施例に相応する低圧放電ランプでは、第３および第４の実施例の粉末の代わりに、導電性の層が口金ケースの内側に設けられ、電流導入部が備えられる。この目的のために、アルミニウム薄膜またはアルミニウム層が口金ケースの内側に被着される。

図３Ａおよび図３Ｂは、本発明に相応する第６の実施例を明瞭にするために用いられる。

図３Ａには管２ｂおよび２ｃおよび、継ぎ足しウェブ３Ａとのその脚部側での接合部分が略示されている。同じように管２ｄと２ｅは継ぎ足しウェブ３Ｂを介して接続され、ｎ個の管を有する低圧放電ランプでは相応する管が接続される。図３Ｂには、図３Ａの断面Ｑにおける、継ぎ足しウェブ３Ａの横断面の拡大図が示されている。

継ぎ足しウェブ３Ａの横断面を大きくすることによって、ランプの点弧に必要な電圧が低減される。従って例えば９〜１０ｍｍ^２のウェブ横断面を約２４ｍｍ^２にまで上昇させた場合、１つの継ぎ足しウェブ毎に約２０Ｖの点弧電圧降下が確認された。

この場合には光束立ち上がりの加速も観察された。発明者は、このような効果は、継ぎ足しウェブの横断面積がより大きい場合にランプ開始後の水銀蒸気がより迅速にランプ内に分散されることに起因すると考える。他方で光束自体は継ぎ足しウェブ横断面によって影響されない。

拡大された継ぎ足しウェブ３Ａ、３Ｂの領域において壁部損失がより少ないことによって、口金ケースの温度は従来のランプより約５度低い。

大きなウェブ直径は、例えば吹込形内への吹込成形によって実現される。この場合、放電容器の高い壁部強度は処理問題につながってしまう。なぜならウェブ開口部を作成するために、比較的大量のガラスが除去されなければならないからである。このガラス材料は継ぎ足しウェブの周りのビード（Wulst）を形成する。これによって、管２ｂと２ｃ並びに２ｄと２ｅの間隔が大きくされなければならなくなる。これは、管２ａおよび２ｆの終端部分が、継ぎ足しウェブの横断面が拡大されていないランプに比べて少ない間隔を有することにつながる。ここでこの終端部分には電極が収容され、これによってこれらの管は放電区間の終端部を形成する。しかしこれらの管２ａおよび２ｆの終端部の間隔は、同じようにランプの点弧電圧に影響を与える。従ってこの間隔は、継ぎ足しウェブの横断面を拡大することによって点弧電を低減する場合に考慮されるべきである。

図３Ｂに示されたようにウェブ横断面に対する有利な値は、１９〜２９ｍｍ^２の範囲、有利には２２〜２５ｍｍ^２の範囲である。継ぎ足しウェブの横断面をこのように広くすることによって、１方の電極から他方の電極へ放電管内側に沿って初めのチャージングウェーブ（Ladungswelle）を搬送するのに必要な電圧が低減する。なぜなら管の内側に沿った各狭い箇所は、このようなチャージングウェーブに対して障害だからである。付加的に管２ａと２ｆの終端部の間隔を、標準のサイズである２. ３ｍｍから１. ８ｍｍ〜０. ７ｍｍにまで減少させることもできる。発明者は、管２ａおよび２ｆの終端部に配置される電極間の間隔がより狭い場合に、電極からバルブ壁部への電子雪崩がより容易にトリガされることから出発する。これによって必要な点弧電圧がさらに低下する。

第６の実施例は、他の実施例と分けて考えられるべきではない。本発明による低圧放電ランプでは、継ぎ足しウェブの比較的大きな横断面に対して付加的に、第１から第５の実施例の点弧電圧を低減させる１つまたは複数の装置を設けることができる。これは有利には第１および第２の実施例のワイヤ５または５０である。このような組み合わせでは、ワイヤは点弧電圧を約１００Ｖ降下させる効果を有し、またウェブを広げることで結果的に点弧電圧が約４０Ｖ低下した。

従って次のような低圧放電ランプが説明された。すなわち口金ケースと、放電容器（その終端部分は口金ケースの終端部分に固定されている）と、ランプの電気的接触のためのコンタクトシステムを有している低圧放電ランプであり、このコンタクトシステムは、放電容器の方を向いていない口金ケースの終端部分に位置し、ここで導電性部分が設けられており、この導電性部分はコンタクトシステムと電気的に接続されており、放電容器に隣接して口金ケース内に、放電容器の周りに電気的短絡回路が形成されるように配置されている。このようにしてランプの点弧電圧は低減される。これと択一的または付加的に、放電容器の管の間の継ぎ足しウェブの横断面が増大され、これによって光束立ち上がりの速度も上昇される。

第１の実施例に相応する、本発明による低圧放電ランプの概略的な部分断面図である。

第２の実施例に相応する、本発明による低圧放電ランプの概略的な部分断面図である。

第６の実施例の概略図である。

本発明に相応する放電容器の構造を具体的にあらわす図である。

符号の説明

２ 放電容器
２ａ〜２ｆ 管
３Ａ、３Ｂ 継ぎ足しウェブ
４Ａ〜４Ｃ 横方向接合部
５ ワイヤ
５Ａ 接続部分
５Ｂ 終端部分
６、７ 電極保持部
１０ 口金ケース
５０ ワイヤ
５０Ａ 接続部分
５０Ｂ 終端部分

Claims (16)

1. 口金ケース（１０）と、終端部分が前記口金ケースの終端部分に固定されている曲がりくねった管状の放電容器（２）と、ランプの電気的接触のためのコンタクトシステムを有する低圧放電ランプであって、
   前記コンタクトシステムは、放電容器の方を向いていない口金ケース（１０）の終端部分にある形式のものにおいて、
   前記コンタクトシステムと導電接続され、電気的短絡回路が前記放電容器（２）の少なくとも一部の周りに形成されるように口金ケース（１０）内の放電容器（２）に隣接して配置されている導電性部分（５, ５０）を有する、
   ことを特徴とする低圧放電ランプ。
2. 前記導電性部分はワイヤ（５, ５０）を有している、請求項１記載の低圧放電ランプ。
3. 前記ワイヤ（５）は少なくとも部分的に、前記口金ケース（１０）の内周に設けられている、請求項２記載の低圧放電ランプ。
4. 前記ワイヤ（５０）は少なくとも部分的に、放電容器（２）を構成する放電管（２ａ〜２ｆ）の内周に設けられている、請求項２または３記載の低圧放電ランプ。
5. 前記放電容器（２）は少なくとも２つの管（２ａ〜２ｆ）を有しており、当該管の間にワイヤ（５０）が設けられている、請求項２または３記載の低圧放電ランプ。
6. 前記ワイヤ（５, ５０）は一方で前記コンタクトシステムと電気的に接続されている、請求項３または４記載の低圧放電ランプ。
7. 前記ワイヤ（５, ５０）は閉じている、請求項５記載の低圧放電ランプ。
8. 前記導電性部分は導電性層を口金ケース（１０）の内側に有している、請求項１記載の低圧放電ランプ。
9. 前記導電性層は金属薄膜、有利にはアルミニウム薄膜を有している、請求項８記載の低圧放電ランプ。
10. 前記導電性部分は、導電性の粉末を口金ケース（１０）の接合質量体内に有している、請求項１記載の低圧放電ランプ。
11. 前記粉末は鉄粉であって、当該鉄粉は口金ケース（１０）の基本質量体に混合されている、請求項１０記載の低圧放電ランプ。
12. 前記粉末は鉄粉であって、当該鉄粉は口金ケース（１０）の基本質量体上に加熱前に散布されている、請求項１０記載の低圧放電ランプ。
13. 前記導電性部分は、コンタクトシステムのコンタクトと電気的に接続されている、請求項８から１２までのいずれか１項記載の方法。
14. 前記放電容器（２）は、少なくとも３つのＵ字形部分要素（２ａ, ２ｂ, ４Ａ；２ｃ, ２ｄ, ４Ｂ；２ｅ, ２ｆ, ４Ｃ）を有しており、
    部分要素内に連続した放電路が形成されるように１つのＵ字形部分要素の終端部分を次のＵ字形部分要素の終端部分と接続する継ぎ足しウェブ（３Ａ, ３Ｂ）がそれぞれ設けられており、
    前記継ぎ足しウェブ（３Ａ, ３Ｂ）の横断面積が最大に構成されて、ランプの点弧電圧が最小化される、請求項１から１３までのいずれか１項記載の低圧放電ランプ。
15. 前記放電容器は３つのＵ字形部分要素と、２つの継ぎ足しウェブ（３Ａ, ３Ｂ）を有している、請求項１４記載の低圧放電ランプ。
16. 口金ケース（１０）と、
    終端部分が前記口金ケースに固定されており、少なくとも２つのＵ字形部分要素（２ａ, ２ｂ, ４Ａ；２ｃ, ２ｄ, ４Ｂ）と１つの継ぎ足しウェブ（３Ａ）を有している放電容器（２）または終端部分が前記口金ケースに固定されており、少なくとも３つのＵ字形部分要素（２ａ, ２ｂ, ４Ａ；２ｃ, ２ｄ, ４Ｂ；２ｅ, ２ｆ, ４Ｃ）と２つの継ぎ足しウェブ（３Ａ, ３Ｂ）を有している放電容器（２）を有している低圧放電ランプであって、
    部分要素内に連続した放電路が形成されるように１つのＵ字形部分要素の終端部分を次のＵ字形部分要素の終端部分と接続する前記１つ／複数の継ぎ足しウェブが設けられている形式のものにおいて、
    前記継ぎ足しウェブ（３Ａ, ３Ｂ）の横断面積は、ランプの点弧電圧が最小化されるように最大にされている、
    ことを特徴とする低圧放電ランプ。

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