JP2005166323A - グロースタータおよび照明器具 - Google Patents

Abstract

【課題】特殊な初期電子放射手段を放電容器内に配設することなく、点灯所要時間を短縮して暗所条件下における始動特性を改善するとともに、定格寿命中に安定的に動作するグロースタータおよびこれを使用した照明器具を提供する。
【解決手段】グロースタータ１は、透光性の放電容器２を備えている。放電容器２の内部には、電極３は、固定電極４と可動電極５とから構成された一対の電極３が封装されている。放電容器２の周囲は、放電容器２等を機械的に保護するためのカバー体９により覆われている。カバー体９と放電容器２との間の空間かつ電極３の延長方向には、電極３に光を照射するＬＥＤ１２が配設されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、蛍光ランプなどを始動させるグロースタータおよびこれを用いた照明器具に関する。

グロースタータは、蛍光ランプなどの放電ランプを始動するために従来から多用されている。グロースタータは、暗所中における点灯所要時間が長くなる傾向があるために、それを改善する必要がある。点灯所要時間は、グロースタータの場合、放電遅れ時間、グロー放電持続時間、閉止時間およびパルス発生時間の和である。暗所中で点灯所要時間が長くなるのは、初期電子の供給が不足するために、放電遅れ時間が長くなるからである。

そこで、従来は、^１４７Ｐｍや^８５Ｋｒ、^３Ｈなどの放射性同位元素を用いた手段により放電遅れ時間を改善している。しかしながら、放射性同位元素を使用する場合、それがたとえ微量であったとしても、製造上および取り扱い上放射線安全基準を満たす施設と安全取り扱いのための厳格な管理とが要求されるという問題がある。

このため、放射性同位元素を用いない手段も模索されている。例えば、長残光性を示す蛍光体を用いて暗所中において残光を電極表面部に入射させることで光電子放出により初期電子を供給して放電遅れ時間を改善する技術が知られている（特許文献１参照）。

また、仕事関数の低い金属である亜鉛を電極活性剤として所定膜厚で電極に被着形成して放電遅れ時間を改善する技術が知られている（特許文献２、３参照）。
特開平１０−２５５７２４号公報 特開昭５４−６４８７３号公報 特開２００３−５１３９１号公報

特許文献１に記載された技術は、グロースタータに使用されるカバー体が透光性であることが必須であり、アルミニウムやセラミックスなどの非透光性材料からなるカバー体を有するグロースタータには適用できない。

特許文献２、３に記載された技術は、非透光性材料からなるカバー体を有したグロースタータであっても亜鉛から初期電子が放出されるので放電遅れ時間の改善に所定の効果を発揮するが、グロー放電に伴うスパッタによる影響で亜鉛被膜が飛散して初期電子放射機能が損なわれてしまい、被膜に特殊な加工を施さなければ寿命末期に始動特性が低下するという問題があった。

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、特殊な初期電子放射手段を放電容器内に配設することなく、点灯所要時間を短縮して暗所条件下における始動特性を改善するとともに、寿命中に安定的に動作するグロースタータおよびこれを使用した照明器具を提供することを目的とする。

請求項１記載のグロースタータは、透光性の放電容器と；前記放電容器内に封装された一対の電極と；前記放電容器内に封入された放電媒体と；前記放電容器を覆うカバー体と；前記カバー体と前記放電容器との間の空間にかつ前記電極の延長方向の位置に配設され、前記電極に光を照射する半導体発光素子と；を具備することを特徴としている。

請求項２記載の照明器具は、照明器具本体と；前記照明器具本体に取り付けられた請求項１記載のグロースタータと；前記照明器具本体に取り付けられた蛍光ランプと；を具備することを特徴としている。

請求項１記載のグロースタータによれば、特殊な初期電子放射手段を放電容器内に配設することなく、点灯所要時間を短縮して暗所条件下における始動特性を改善するとともに、定格寿命中に安定的に動作する。また、請求項１記載のグロースタータによれば、半導体発光素子が点灯している場合であっても、電極の延長方向からグロースタータを目視した場合には外観上グロースタータが点灯していないように見える。

請求項２記載の照明器具によれば、請求項１記載の発明の作用を有するグロースタータを備えた照明器具を提供することができる。

（第１の実施の形態）
以下、本発明の第１の実施の形態について説明する。図１は第１の形態に係るグロースタータの模式的な垂直断面図であり、図２は第１の実施の形態に係るグロースタータを組み込んだ点灯回路を模式的に示した図である。

図１に示されるように、グロースタータ１は、Ｐ形のものである。グロースタータ１は、透光性の放電容器２などから構成されている。放電容器２は、軟質ガラスからなり、ガラスバルブ２ａ、ステム部２ｂ及び排気チップオフ部２ｃを備え、内部に放電空間２ｄが形成されている。ステム部２ｂは、フレアステムをガラスバルブ２ａの開口端に封着してガラスバルブ２ａと一体化されている。排気チップオフ２ｃは、ガラスバルブ２ａの他端に形成された排気管をチップオフして放電容器２内を封止した際に形成される。

放電容器２の内部には、放電媒体としてネオンにクリプトンおよびキセノンのうち少なくとも一種からなるガスを混合した混合ガスが４０００Ｐａの圧力で封入されている。クリプトン、キセノンおよびアルゴンのうち少なくとも一種からなるガスの分圧比は、放電開始電圧、再動作電圧および封入ガスの全圧力などとの関係により２〜６０％、好ましくは５〜６０％、最適には５〜２０％の範囲内で設定される。

放電容器２の内部には、一対の電極３が封装されている。電極３は、固定電極４と可動電極５とから構成されている。固定電極４および可動電極５は、ステム部２ｂに予め電極マウントとして組み立てられている。このステム部２ｂをガラスバルブ２ａの開口端に封着することによって、固定電極４および可動電極５が放電容器２内に封装される。

固定電極４は、棒状金属からなり、基端がステム部２ｂに封着され、可動電極５は、棒状金属５ａおよびバイメタル５ｂからなる。棒状金属５ａは、固定電極４より長く、その基端が固定電極４に離間対向する位置に配設されている。また、バイメタル５ｂは、く字状に屈曲され、一端部が棒状金属５ａの先端側に溶接され、冷却状態においては基端側の端部が棒状金属５ａに当接して係止している。

なお、バイメタル５ｂの表面に厚さ１．０〜２０μｍの電極活性剤が形成されていてもよい。この電極活性剤としては、亜鉛９０質量％、ニッケル１０質量％からなる亜鉛−ニッケル合金等が挙げられるがこれに限られない。

また、上記電極活性剤に代えて、固定電極４および可動電極５の表面、またはステム部２ｃにおける固定電極４および可動電極５間表面にＺｎ_２ＳｉＯ_４：ＭｎまたはＺｎＳ：Ａｇなどの蛍光体を被着してもよい。このように被着された蛍光体は所定の電界または電位が発生するとわずかに発光するので、この発光を利用することでグロースタータ１に放電を発生させることが可能である。

ステム部２ｂからは固定電極４、可動電極５に接続され、ステム部２ｂによって封着されたリード線６が放電容器２の外方に導出されている。ステム部２ｂから導出されたリード線６は、グロースタータ１に電力を導入するための口金ピン７にそれぞれ接続されている。口金ピン７としては、適合蛍光ランプの定格に応じてねじ口金たとえばＥ１７形などを用いることが可能である。

口金ピン７は、絶縁基板８に両面側から突出するように取付けられている。絶縁基板８は次に説明するカバー体９の開口端に係合して固着されており、絶縁基板８によってカバー体９の開口端を閉塞されている。

放電容器２の周囲は、放電容器２などを機械的に保護するためのカバー体９により覆われている。カバー体９は、金属、合成樹脂、またはセラミックスなどの所要の機械的強度を有する材料を用いて形成することができる。本実施の形態においては、酸化チタン微粒子を適量添加して適度の光拡散性にしたポリカーボネート樹脂を成形して有底筒状に成形されている。

カバー体９の外周面には、摘みやすいようにすべり止めの突条が形成されていてもよい。なお、図１には図示されていないが、図２に示されるようにカバー体９内には電極３に対して並列的に接続された雑音防止コンデンサ１０が収容されている。

カバー体９の頭部内面には、絶縁基板１１が取付けられている。絶縁基板１１には、発光ダイオード１２（以下、「ＬＥＤ」という。）が実装されている。即ち、ＬＥＤ１２は、カバー体９と放電容器２との間の空間に配設されている。本実施の形態では、ＬＥＤ１２として表面実装形のＬＥＤが使用されている。ＬＥＤ１２は、ＬＥＤ１２から発せられた光が固定電極４及び可動電極５の少なくとも一方に照射されるように電極３の延長方向に位置しているとともに頭部が電極方向に向けられている。

ＬＥＤ１２には、リード線１３が電気的に接続されており、リード線１３はリード線６に電気的に接続されている。即ち、ＬＥＤ１２は電極３に対して並列的に接続されている。また、リード線１３には、ＬＥＤ１２に対して直列的に接続されるようにＬＥＤ１２に流れる電流を制御する抵抗体１４がそれぞれ介在している。抵抗体１４をＬＥＤ１２に対して直列的に接続することにより、電源投入時およびインダクションキック電圧発生時に発生する突入電流がＬＥＤ１２に流れることを抑制することができ、かつインダクションキック電圧を分圧することができるためＬＥＤ１２が破壊されることを抑制することができる。

以下、本実施の形態の作用について説明する。図２に示されるように、点灯回路２０は、グロースタータ１、蛍光ランプ２１、スイッチ２２、および安定器２３等を結線することにより構成されている。蛍光ランプ２１を点灯させるためには、スイッチ２２を閉じる。これにより、電源が投入され、電極３間に電圧が印加される。この電圧はリード線１３を介してＬＥＤ１２にも印加されるため、ＬＥＤ１２に電流が流れ、ＬＥＤ１２が発光する。そして、このＬＥＤ１２から発せられた光により電極３が照射され、電極３の表面から光電子が放出される。このため、暗所条件下においても電極３間に放電が形成されやすくなる。電極３間に放電が形成されると、バイメタル５ｂの動作により電極３間が短絡し、その後バイメタル５ｂの温度が低下すると電極３間が解放されるようにバイメタル５ｂが動作する。これによりインダクションキック電圧が発生し、蛍光ランプ２１が点灯する。

本実施の形態では、ＬＥＤ１２をカバー体９と放電容器２との間の空間に配設しているので、特殊な初期電子放射手段を放電容器２内に配設することなく、点灯所要時間を短縮して暗所条件下における始動特性を改善することができる。また、初期電子放射手段を放電容器２内に配設しているものと比べ定格寿命を通して安定的に動作させることができる。

本実施の形態では、ＬＥＤ１２を電極３の延長方向に配設しているので、ＬＥＤ１２が点灯している場合であっても、電極３の延長方向からグロースタータ１を目視した場合には外観上グロースタータ１が点灯していないように見える。即ち、蛍光ランプ２１が点灯している状態においてはＬＥＤ１２が点灯してしまう可能性がある。一般的にグロースタータは蛍光ランプの点灯中は点灯していない。そのため、蛍光ランプ２１が点灯している状態でグロースタータ１が点灯していると、グロースタータ１或いは照明器具に異常が発生しているのではないかという不安を抱くことがある。ここで、一般的にグロースタータは照明器具に頭部が下側になるように取付けられるので、グロースタータは電極の延長方向から目視されることが多い。本実施の形態では、指向性が強いＬＥＤ１２を電極３の延長方向に配設しているので、グロースタータ１を電極３の延長方向から目視した場合にはグロースタータ１が点灯していないように見える。

本実施の形態では、ＬＥＤ１２を電極３の延長方向に配設しているので、確実に電極３に光を照射することができる。即ち、電極３間に放電が生じると、電極材料或いは電極３表面に付着している物質がイオンによりスパッタされ、飛散することがある。飛散した電極材料などは放電容器２の側壁に付着してしまう。従って、ＬＥＤ１２を電極３の側方に配設すると、ＬＥＤ１２から発せられた光が放電容器２の側壁に付着した電極材料などにより遮られてしまう。これに対し、本実施の形態では、ＬＥＤ１２を電極の延長方向に配設しているので、放電容器２の側壁に電極材料などが付着している場合であってもＬＥＤ１２から発せられた光が遮られ難い。それ故、確実に電極３に光を照射することができる。

（第２の実施の形態）
以下、本発明の第２の実施の形態について説明する。本実施の形態では、ＬＥＤとして砲弾型のＬＥＤを使用した例について説明する。図３は第２の形態に係るグロースタータの模式的な垂直断面図である。図３に示されるように、ＬＥＤ１２として砲弾型のＬＥＤを使用してもよい。

（第３の実施の形態）
以下、本発明の第３の実施の形態について説明する。本実施の形態では、グロースタータを照明器具に取付けた例ついて説明する。図４は第３の実施の形態に係る照明器具の模式的な正面図である。

図４に示されるように、照明器具３０は、照明器具本体３１、グロースタータ１、蛍光ランプ３２などから構成されている。照明器具本体３１は、シャーシ３１ａ、セード３１ｂ、ランプホルダ３１ｃ、常夜灯３１ｄ、安定器３１ｅ、切換スイッチ３１ｆ、ペンダントコード３１ｇ、コードホルダ３１ｈおよび引掛けシーシングキャップ３１ｉなどを備えている。

シャーシ３１ａは、内部に安定器３１ｅ、切換スイッチ３１ｆを収納し、側面周縁にランプホルダ３１ｃを固定し、上面でセード３１ｂを支持している。蛍光ランプ３２は、ランプホルダ３１ｃを介してシャーシ３１ａに支持されている。常夜灯３１ｄは、シャーシ３１ａの下面から露出している。

ペンダントコード３１ｇは、シャーシ３１ａの上面からコードホルダ３１ｈを介して導出されている。コードホルダ３１ｈは、ペンダントコード３１ｇの長さを調節可能にしている。引掛けシーリングキャップ３１ｉは、ペンダントコード３１ｇの先端に接続されており、部屋の天井に設備されている引掛けシーリングボディに電気的に接続されるとともに、機械的に支持されることによって、照明器具本体３１が天井から垂下される。

グロースタータ１は、シャーシ３１ａの内部に装着され、頭部がシャーシ３１ａから外部へ露出され、蛍光ランプ３２を個別的に始動させる。

なお、本発明は上記実施の形態の記載内容に限定されるものではなく、構造や材質、各部材の配置等は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、抵抗体１４の他に抵抗体をＬＥＤ１２に対して並列的に接続してもよい。この場合には、蛍光ランプ２１が点灯してランプ電圧が印加された状態においても、電流が抵抗体の方に流れるため、ＬＥＤ１２が点灯し難く又は点灯することがなくなる。なお、この場合の抵抗体の抵抗値はグロースタータ１の始動電圧印加時にはＬＥＤ１２が点灯し、蛍光ランプ２１の点灯後のランプ電圧ではＬＥＤ１２は点灯しないような適正の値にする必要がある。

第１の形態に係るグロースタータの模式的な垂直断面図である。 第１の実施の形態に係るグロースタータを組み込んだ点灯回路を模式的に示した図である。 第２の形態に係るグロースタータの模式的な垂直断面図である。 第３の実施の形態に係る照明器具の模式的な正面図である。

符号の説明

１…グロースタータ、２…放電容器、３…電極、９…カバー体、１２…発光ダイオード、３０…照明器具、３１…照明器具本体、３２…蛍光ランプ。

Claims (2)

1. 透光性の放電容器と；
   前記放電容器内に封装された一対の電極と；
   前記放電容器内に封入された放電媒体と；
   前記放電容器を覆うカバー体と；
   前記カバー体と前記放電容器との間の空間にかつ前記電極の延長方向の位置に配設され、前記電極に光を照射する半導体発光素子と；
   を具備することを特徴とするグロースタータ。
2. 照明器具本体と；
   前記照明器具本体に取り付けられた請求項１記載のグロースタータと；
   前記照明器具本体に取り付けられた蛍光ランプと；
   を具備することを特徴とする照明器具。

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