JP2006172801A - グロースタータおよび照明器具 - Google Patents

Abstract

【課題】無鉛ガラスからなるステムを具備し、寿命期間に亘り一対の電極の接離が正常に行えるとともにパルス電圧の低下が抑制されるグロースタータおよびこのグロースタータが配設された照明器具を提供する。
【解決手段】グロースタータ１は、放電容器６、この放電容器６内に収納され少なくとも一方が熱応動性の可動電極８であってグロー放電に伴う発生熱により変位して接離する一対の電極７，８、一対の電極７，８を支持して放電容器６の一端部に封着された無鉛ガラスからなるステム９、ステム９の少なくとも一対の電極７，８間の表面に形成された絶縁体１０および放電容器６内に封入された放電媒体を有してなるグロースタータ本体２を具備している。
【選択図】図１

Description

本発明は、蛍光ランプなどの放電ランプを始動させるグロースタータおよびこれを配設した照明器具に関する。

近年、環境保護の観点から、ランプに使用されるステム用ガラスやバルブ用ガラスに鉛を含まないガラスが使用されている。そして、グロースタータにおいても、放電容器が鉛を含まないガラスから形成されたものが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。この従来技術のグロースタータは、放電容器の壁の一部に第１および第２の電極が設けられ、一方の電極にランタン層を形成するとともに、放電容器内の放電媒体のアルゴンおよびネオンの混合比を所定の範囲に設定することにより、放射性物質を含まずに、低い光レベルで長時間室内にあった後でも、寿命期間に亘りグロー放電の始動開始時間が非常に短くなるというものである。
特表２００２−５３１９２９号公報（第６頁、第１図）

特許文献１のグロースタータは、グロー放電の放電電流が小さくなり、熱応動性の電極またはバイメタルが過度に熱せられずに変位しにくくなるという現象が発生することがあった。すなわち、一対の電極同士の接離が円滑に行われなくなることによって、放電ランプを始動させるパルス電圧が発生しにくくなるおそれがある。これは、鉛を含まないガラスは、鉛を含むガラスよりも絶縁性が低下することが知られているが、この絶縁性の低下によって何らかの異常が電極近傍に発生して始動のグロー放電時に一方の電極から飛び出した電子が他方の電極に侵入しにくくなり、無鉛ガラスからなるステムの方に電子が侵入してしまうことによるものと考えられる。

また、無鉛ガラスからなるステムは、鉛ガラスからなるステムよりも絶縁性が劣るので、前記パルス電圧の発生時、一対の電極間の放電空間から無鉛ガラスからなるステムにパルス電圧が抜けることが考えられる。この結果、放電ランプに印加するパルス電圧が低下して、放電ランプが始動しにくくなるおそれがある。

本発明は、無鉛ガラスからなるステムを具備し、寿命期間に亘り一対の電極の接離が正常に行えるとともにパルス電圧の低下が抑制されるグロースタータおよびこのグロースタータが配設された照明器具を提供することを目的とする。

請求項１に記載のグロースタータの発明は、放電容器、この放電容器内に収納され少なくとも一方が熱応動性の可動電極であってグロー放電に伴う発生熱により変位して接離する一対の電極、一対の電極を支持して放電容器の一端部に封着された無鉛ガラスからなるステム、ステムの少なくとも一対の電極間の表面に形成された絶縁体および放電容器内に封入された放電媒体を有してなるグロースタータ本体と；一端部が閉塞され、他端部に一対の電極とそれぞれ接続されている一対の給電端子を有し、グロースタータ本体を収納している外囲器と；を具備していることを特徴とする。

本発明および以下の発明において、特に言及しない限り、各構成は以下による。

一対の給電端子は、Ｅ形の口金に形成されてもよく、Ｐ形の接続ピン（口金ピン）に形成されてもよい。

絶縁体は、高抵抗値を有する絶縁被膜であってもよく、板状のものであってもよい。絶縁体の抵抗値は、鉛ガラスの抵抗値以上、例えば１．０×１０^１０Ω以上が好ましい。絶縁体として、例えばマイカ（雲母）や絶縁性フリットスラリーなどを用いることができる。

本発明によれば、始動時、一対の電極の一方から飛び出した電子は、絶縁体により、無鉛ガラスからなるステムに侵入することが阻止される。これにより、使用の経過に伴って電極の表面に不純物が付着しても、グロー放電の放電電流は、一対の電極間に放電し、この放電電流の減少が抑制される。また、一対の電極の接離に応じて発生するパルス電圧は、絶縁体により、一対の電極間の放電空間から無鉛ガラスからなるステムに抜けることが抑制される。これにより、当該パルス電圧は、電圧値が低下することなく放電ランプに印加される。すなわち、寿命期間に亘り、熱応動性の可動電極が正常に熱せられて、一対の電極の接離が正常に行われるとともに、放電ランプを始動するパルス電圧の低下が抑制される。

請求項２に記載の照明器具の発明は、請求項１記載のグロースタータと；グロースタータが配設されている照明器具本体と；照明器具本体に着脱可能に配設されている蛍光ランプと；照明器具本体に配設され、グロースタータの一対の電極の接離に応じてインダクタンス成分によりキック電圧を発生させて蛍光ランプを始動させるとともに蛍光ランプに供給する電流を制限する安定器を有する点灯装置と；を具備していることを特徴とする。

本発明によれば、照明器具は、請求項１記載のグロースタータを配設しているので、グロースタータの寿命期間に亘り、グロースタータの一対の電極の接離に応じて発生する安定器のインダクタンス成分によるキック電圧によって蛍光ランプが始動される。

請求項１の発明によれば、グロースタータは、一対の電極間の放電電流が無鉛ガラスからなるステムに流れないように、また、一対の電極の接離に応じて発生するパルス電圧が一対の電極間の放電空間から無鉛ガラスからなるステムに抜けないように、ステムの少なくとも一対の電極間の表面に絶縁体が形成されているので、寿命期間に亘って一対の電極の接離を正常に行うことができるとともにパルス電圧の低下を抑制することができる。そして、鉛を含んだガラスを使用しないので、環境に与える影響を防止することができる。

請求項２の発明によれば、請求項１記載のグロースタータを具備するので、無鉛ガラスからなるステムを具備したグロースタータを配設する照明器具を提供することができる。

以下、本発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。まず、本発明の第１の実施形態について説明する。

図１および図２は、本発明の第１の実施形態を示し、図１はグロースタータの一部切り欠き正面図、図２は電極マウントを示し、図２（ａ）は一部正面図、図２（ｂ）は上面図である。

図１において、グロースタータ１は、グロースタータ本体２および外囲器３を有してＰ形で構成されている。すなわち、グロースタータ１がＰ形の場合、外囲器３内に雑音防止用コンデンサ４を内蔵するとともに、口金５はＰ２１形のピン口金となっている。

グロースタータ本体２は、透光性の放電容器６、一対の電極を構成する固定電極７および可動電極８、ステム９、絶縁体１０、さらに放電容器６内に封入された放電媒体を有している。

放電容器６は、無鉛ガラスからなり、ガラスバルブ６ａ、ステム部６ｂおよび排気チップオフ部６ｃを備え、内部に放電空間６ｄが形成されている。ガラスバルブ６ａは、図示しないが、予め一端に開口端、他端に相対的に細管の排気管が一体に形成されていたものである。ステム部６ｂは、後述するステムとしてのフレアステム９をガラスバルブ６ａの開口端に封着してガラスバルブ６ａと一体化されている。排気チップオフ部６ｃは、ガラスバルブ６ａの他端に形成された排気管をチップオフした際に形成されたものである。

固定電極７および可動電極８は、予め電極マウント１１として組み立てられ、これをガラスバルブ６ａの開口端(一端部)に封着することによって放電容器６内の所定の位置に気密に支持されている。すなわち、電極マウント１１は、フレアステム９、固定電極７、可動電極８および外部導入線１２ａ，１２ｂを所定の位置関係に組み立てて構成されている。そして、フレアステム９のフレアの部分をガラスバルブ６ａの開口端(一端部)に封着することにより、放電容器６が形成されるとともに、一対の電極である固定電極７および可動電極８を放電容器６内に収納（封装）している。こうして、フレアステム９は、一対の電極である固定電極７および可動電極８を支持して放電容器６の一端部に封着されている。そして、フレアステム９は、放電容器６と同様、無鉛ガラスからなっている。無鉛ガラスは、例えば表１に示すサンプル１またはサンプル２のものが用いられている。

固定電極７は、棒状金属７ａからなり、基端がフレアステム９に封着され、外部導入線１２ａに接続している。可動電極８は、棒状金属８ａおよびバイメタル１３からなっている。棒状金属８ａは、固定電極７の棒状金属７ａより長く、その基端がフレアステム９の固定電極７に離間対向する位置に封着され、外部導入線１２ｂに接続されている。また、バイメタル１３は、略く字状に屈曲され、上側の端部１３ａが棒状金属８ａの上部に溶接され、冷却状態においては下側の端部１３ｂが棒状金属８ａに当接して係止している。可動電極８は、バイメタル１３により熱応動性の可動電極を構成している。そして、可動電極８は、固定電極７および可動電極８間のグロー放電に伴う発生熱により変位して固定電極８に接離する。

なお、固定電極７に対しても、可動電極８と同様にバイメタル１３を備え、一対の電極は、両方とも可動電極からなっていてもよい。すなわち、一対の電極は、少なくとも一方がバイメタル１３を備えていればよい。

そして、絶縁体１０は、例えば硬質マイカ（ＫＡｌ_２（Ｓｉ_３Ａｌ）Ｏ_１０（ＯＨ）_２）からなり、フレアステム９の頂部９ａの表面において、少なくとも固定電極７および可動電極８間に位置するように形成されている。すなわち、絶縁体１０は、図２（ｂ）に示すように、長方形の板状であって固定電極７および可動電極８を結ぶ方向の両端部側１０ａ，１０ｂに一対のＵ字状の切り欠き１４，１４が形成されている。そして、切り欠き１４，１４の円弧状部１４ａ，１４ａにそれぞれ固定電極７および可動電極８が位置している。すなわち、絶縁体１０は、切り欠き１４，１４に固定電極７および可動電極８を嵌め込むようにして、フレアステム９の頂部９ａの表面に配設されている。

絶縁体１０をフレアステム９の頂部９ａの表面に配設するには、図２（ａ）において、まず、一端側１０ａを下方、他端側１０ｂを上方にして固定電極７および可動電極８間に挿入する。そして、絶縁体１０の一端側１０ａがバイメタル１３の端部１３ｂよりも下方に位置するときに、一端側１０ａの切り欠き１４に可動電極８の棒状金属８ａの基端が挿通されるようにした後、他端側１０ｂの切り欠き１４に固定電極７の棒状金属７ａの基端が挿通されるようにする。そして、絶縁体１０をフレアステム９の頂部９ａ側に押し込む。これにより、絶縁体１０は、切り欠き１４，１４の円弧状部１４ａ，１４ａにそれぞれ固定電極７および可動電極８が位置し、固定電極７および可動電極８によって挟持されてフレアステム９の頂部９ａに配設される。固定電極７および可動電極８による挟持は、強固であるので、絶縁体１０は、グロースタータ１の配設方向によらず、フレアステム９の頂部９ａの表面から外れないものである。

そして、絶縁体１０の抵抗値は、１．０〜４．０×１０^１０（Ω）であった。当該抵抗値は、一例の鉛ガラスの抵抗値１．２〜１．４×１０^１０（Ω）と略同等またはそれ以上である。ちなみに、表１に示すサンプル１またはサンプル２の無鉛ガラスの抵抗値は、５．２〜８．６×１０^９（Ω）であった。

そして、放電媒体には、アルゴンが用いられ放電容器６の内部に封入されている。このようにして、グロースタータ本体２が形成されている。

図１において、外囲器３は、ケース１５および絶縁基板１６により構成されている。ケース１５は、例えば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有底筒状に成形したものである。すなわち、ケース１５は、一端部（頭部）１５Ａが閉塞され、他端部１５Ｂに開口を有し、グロースタータ本体２を収納している。そして、一端部（頭部）１５Ａの周縁に摘み用のローレット部１７が形成されている。なお、ケース１５は、アルミニウムなどの金属から形成されてもよい。

絶縁基板１６は、ケース１５の開口端に嵌合されて、接着材によりケース１５の内壁に固着されている。そして、この絶縁基板１６に、口金５が配設されている。

口金５は、絶縁基板１６に所定間隔でカシメ付けられた一対の給電端子としての一対の口金ピン１８，１８により構成されている。一対の口金ピン１８，１８は、ケース１５の外部へ突出した係止突部１８ａ，１８ａと、ケース１５の内部へ突出する接続部１８ｂ，１８ｂを一体的に備えている。そして、口金ピン１８，１８は、外部導入線１２ａ，１２ｂによりグロースタータ本体２の固定電極７および可動電極８とそれぞれ接続されている。

そして、雑音防止用コンデンサ４は、セラミックスコンデンサからなり、そのリード線１９，１９および一対の口金ピン１８，１８の接続部１８ｂ，１８ｂを介して固定電極７および可動電極８に対して並列接続されている。

次に、本発明の第１の実施形態の作用について述べる。

グロースタータ１の一対の口金ピン１８，１８間に所定の交流電圧（例えば２００Ｖ）が供給されると、この交流電圧は、外部導入線１２ａ，１２ｂを介して固定電極７および可動電極８の間に印加される。

そして、固定電極７または可動電極８の一方の電極から飛び出した電子は、他方の電極に到達して侵入する。そして、以下のように推定される。すなわち、固定電極７または可動電極８のそれぞれの基端から飛び出した電子は、無鉛ガラスからなり鉛ガラスよりも絶縁性の低いフレアステム９の頂部９ａの表面に侵入しようとするが、当該頂部９ａの表面には絶縁体１０が配設されているので、当該頂部９ａの表面に侵入することが阻止される。

そして、グロースタータ１が動作（使用）されるにしたがい、固定電極７および可動電極８のそれぞれの表面に放電容器６内の不純物が付着するようになる。固定電極７または可動電極８に不純物が付着するにしたがい、当該一方の電極から飛び出した電子は、他方の電極に侵入しにくくなり、無鉛ガラスからなる抵抗値の低いフレアステム９に侵入しようとする。

しかし、フレアステム９の頂部９ａの表面には絶縁体１０が配設されているので、前記電子は、頂部９ａの表面からフレアステム９内に侵入することが阻止される。これにより、一方の電極から飛び出した電子は、他方の電極に侵入しにくくなっても、他方の電極に侵入するようになる。この結果、不純物の付着による固定電極７および可動電極８からの電子の飛び出しが減少する分、放電電流は減少するももの、グロースタータ１の寿命期間に亘って固定電極７および可動電極８間に安定的なグロー放電が形成される。

そして、グロー放電が発生すると、グロー放電に伴う熱が発生する。この発生熱は、固定電極７および可動電極８と共に、バイメタル１３を熱する。バイメタル１３は、熱せられるにしたがい、棒状金属８ａに当接して係止している下側の端部１３ｂが棒状金属８ａから離れるようになる。すなわち、バイメタル１３は、熱せられるにしたがい変位して、略く字状の屈曲部が固定電極７に接触するようになる。

バイメタル１３が固定電極７に接触すると、固定電極７および可動電極８は同電位となるので、固定電極７および可動電極８の間にグロー放電が発生しなくなり、グロー放電に伴う熱が発生しなくなる。すると、バイメタル１３は、自然冷却されるようになり、略く字状の屈曲部が固定電極７から離れて、当初の冷却状態に復帰していく。

そして、バイメタル１３が固定電極７から離れたときに、安定器のインダクタンス成分によりパルス電圧としてのキック電圧(例えば、約１ＫＶ)が発生する。このとき、フレアステム９の頂部９ａの表面には絶縁体１０が配設されているので、当該パルス電圧は、固定電極７および可動電極８の放電空間６ｄからフレアステム９内に抜けることが抑制される。したがって、前記パルス電圧は、電圧値が低下することなく蛍光ランプなどの放電ランプの電極間に印加され、放電ランプを始動させる。放電ランプが始動すると、固定電極７および可動電極８の間に所定の交流電圧が印加されなくなり、グロー放電が発生しなくなる。

上述したように、グロースタータ１は、フレアステム９の少なくとも固定電極７および可動電極８間の表面に、鉛ガラスの抵抗値と略同等またはそれ以上の抵抗値を有する絶縁体１０を配設することにより、固定電極７および可動電極８のそれぞれの表面に放電容器６内の不純物が付着しても、固定電極７および可動電極８間の放電電流が無鉛ガラスからなり鉛ガラスよりも抵抗値の低いフレアステム９側に流れないように構成している。また、同じく固定電極７および可動電極８間の接離に応じて発生するパルス電圧が固定電極７および可動電極８間の放電空間６ｄからフレアステム９に抜けないように構成している。したがって、寿命期間に亘り固定電極７および可動電極８間に安定的なグロー放電が発生して、固定電極７および可動電極８の接離が正常に行えるとともに、パルス電圧の低下が抑制される。

そして、グロースタータ１は、放電容器６およびステムとしてのフレアステム９が無鉛ガラスにより形成されているので、鉛による環境汚染を防止する。

次に、本発明の第２の実施形態について説明する。

図３は、本発明の第２の実施形態を示す電極マウントであり、図３（ａ）は一部正面図、図３（ｂ）は上面図である。なお、図２と同一部分には、同一符号を付して説明は省略する。

図３に示す電極マウント２０は、図１または図２に示す電極マウント１１において、フレアステム９の頂部９ａの表面に絶縁体１０に代えて絶縁体としての絶縁被膜２１が形成されたものである。絶縁被膜２１は、例えばアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）やシリカ（ＳｉＯ_２）のアルコキシドあるいは絶縁性フリットスラリーを塗布して形成されている。

絶縁被膜２１は、図２（ｂ）に示すように、固定電極７および可動電極８をそれぞれ包囲して、固定電極７および可動電極８間のフレアステム９の表面に形成され、さらに、図２（ａ）に示すように、フレアステム９の頂部９ａの両側面９ｂの一部に形成されている。絶縁被膜２１の抵抗値は、図１または図２に示す絶縁体１０と同様、１．０〜４．０×１０^１０（Ω）であった。

そして、絶縁被膜２１は、固定電極７および可動電極８から飛び出した電子が無鉛ガラスからなるフレアステム９に侵入することを阻止していると推定される。また、固定電極７および可動電極８間の接離に応じて発生するパルス電圧が固定電極７および可動電極８間の放電空間６ｄから無鉛ガラスからなるフレアステム９に抜けることを抑制していると推定される。これにより、グロースタータ１の寿命期間に亘り固定電極７および可動電極８間に安定的なグロー放電が発生して、固定電極７および可動電極８の接離が正常に行えるとともに、放電ランプを始動させるパルス電圧の低下が抑制される。

次に、本発明の第３の実施形態について説明する。

図４は、本発明の第３の実施形態を示す照明器具の一部断面正面図である。なお、図１と同一部分には、同一符号を付して説明は省略する。

図４に示す照明器具２２は、蛍光ランプ２３，２４を搭載しているペンダントである。そして、グロースタータ１，１および蛍光ランプ２３，２４は、照明器具本体２５に着脱可能に配設されている。

照明器具本体２５は、シャーシ２６、セード２７、蛍光ランプ２３，２４、ランプホルダー２８，２８、常夜灯２９、点灯装置３０、切換スイッチ３１、ペンダントコード３２、コードホルダー３３および引掛けシーリングキャップ３４などを備えている。

シャーシ２６は、内部に、点灯装置３０、切換スイッチ３１を収納し、側面周縁にランプホルダー２８，２８を固定し、上面でセード２７を支持している。蛍光ランプ２３，２４は、ランプホルダー２８，２８を介してシャーシ２６に支持されている。常夜灯２９は、シャーシ２６の下面から露出している。

そして、ペンダントコード３２は、シャーシ２６の上面からコードホルダー３３を介して導出されている。コードホルダー３３は、ペンダントコード３２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３４は、ペンダントコード３２の先端に接続していて、部屋の天井に設けられている引掛けシーリングボディに電気的に接続するとともに、機械的に支持されることによって、照明器具本体２５を天井から垂下する。

グロースタータ１，１は、シャーシ２６の内部に装着され、一端部（頭部）１５Ａをシャーシ２６から外部に露出している。そして、点灯装置３０は、図示しない安定器を備えている。この安定器は、グロースタータ１，１の固定電極７および可動電極８の接離に応じてインダクタンス成分によりパルス電圧としてのキック電圧（例えば、約１ＫＶ）を発生させ、蛍光ランプ２３，２４を個別に始動させるとともに、蛍光ランプ２３，２４に供給する電流を制限する。

グロースタータ１，１は、放電容器６およびステムとしてのフレアステム９が無鉛ガラスにより形成されている。したがって、照明器具２２は、鉛による環境汚染を防止する。

本発明の第１の実施形態を示すグロースタータの一部切り欠き正面図。 同じく、電極マウントを示し、（ａ）は一部正面図、（ｂ）は上面図。 本発明の第２の実施形態を示す電極マウントであり、（ａ）は一部正面図、（ｂ）は上面図。 本発明の第３の実施形態を示す照明器具の一部断面正面図。

符号の説明

１…グロースタータ
２…グロースタータ本体
３…外囲器
２２…照明器具
２３，２４…蛍光ランプ
２５…照明器具本体
３０…点灯装置

Claims (2)

1. 放電容器、この放電容器内に収納され少なくとも一方が熱応動性の可動電極であってグロー放電に伴う発生熱により変位して接離する一対の電極、一対の電極を支持して放電容器の一端部に封着された無鉛ガラスからなるステム、ステムの少なくとも一対の電極間の表面に形成された絶縁体および放電容器内に封入された放電媒体を有してなるグロースタータ本体と；
   一端部が閉塞され、他端部に一対の電極とそれぞれ接続されている一対の給電端子を有し、グロースタータ本体を収納している外囲器と；
   を具備していることを特徴とするグロースタータ。
2. 請求項１記載のグロースタータと；
   グロースタータが配設されている照明器具本体と；
   照明器具本体に着脱可能に配設されている蛍光ランプと；
   照明器具本体に配設され、グロースタータの一対の電極の接離に応じてインダクタンス成分によりキック電圧を発生させて蛍光ランプを始動させるとともに蛍光ランプに供給する電流を制限する安定器を有する点灯装置と；
   を具備していることを特徴とする照明器具。

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