JP2776840B2 - 蛍光ランプ - Google Patents

蛍光ランプ

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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、一般照明用蛍光ランプに関するもので、特
に、居間やダイニングルームなどに好適な高出力、小
形、かつ、薄形の吊り下げ器具を実現するに適した蛍光
ランプを提供するものである。
[従来技術] 従来、居間やダイニングルームなどに用いられる吊り
下げ器具は、顧客の高出力に対するニーズに応ずるため
大きさの異なる複数個の環形蛍光ランプを2段または3
段に設置し、高出力化をはかっていた。しかし、この方
法では器具が大形になり、器具のデータデザインに自由
度が少なくなる欠点があった。例えば、3個の環形蛍光
ランプを用いる場合、3段重ねのランプの厚みは約10cm
にもおよび、器具の薄型化は不可能であった。そこで、
よりコンパクトな蛍光ランプが要求されていた。
コンパクト蛍光ランプとしては、特開昭60−225346号
に記載されているようなU字状の蛍光ランプが開発され
用いられている。
[発明が解決しようとする課題] 従来のU字状蛍光ランプは細長い形状をしているた
め、1本のランプを用いる吊り下げ器具の場合は配光特
性が悪くなる。また、複数本並列に並べて用いたとして
も、器具が必然的に4角形となり、この4角形の一辺と
部屋の壁面のなす角度が平行でない場合は美観を損う欠
点があった。いずれにせよU字状のコンパクト蛍光ラン
プは吊り下げ器具には適さなかった。
本発明の目的は、従来よりも高出力、薄形な蛍光ラン
プを提供することにある。
[課題を解決するための手段] 本発明の要旨は、互いのその環の直径が異なる第1お
よび第2の環形形状放電管が同一平面上に同心円状に位
置し、 前記第1および第2の環形形状放電管の一端側に第1
および第2の電極が設けられ、 前記第1および第2の電極間で放電が生じるように前
記第1および第2の環形形状放電管の放電空間を連通す
るためのブリッジが設けられ、 前記第1および第2の環形形状放電管の前記第1およ
び第2の電極が形成されている側とは反対側の端部から
離れた位置に前記ブリッジが位置し、 前記第1および第2の環形形状放電管の一端側の端部
である第1、第2の端部および前記反対側の端部である
第3、第4の端部は口金で覆われており、 前記ブリッジは前記口金の外側に位置していることを
特徴とする蛍光ランプにある。
同一平面内に2本以上の同心円状の放電路を持つ蛍光
放電管を用いることにより、従来よりも高出力で、薄型
の蛍光ランプが実現できる。
2本の放電路を形成する2本の放電管の直径を10mmか
ら25mmの範囲に細くすることにより、単位長さ当たりの
入力電力が増加できる。さらに、放電管表面の輝度を2
×104Cd/m2から6×104Cd/m2の範囲とすることにより、
少ない発光面積で大きな光出力を得ることが出来るよう
になる。これにより高出力で薄型の蛍光ランプを実現で
きる。
また、上記2本の放電管の間の間隔を3mm以上15mm以
下にすることにより、均整の取れた美貌に優れた蛍光ラ
ンプを実現できる。また、上記放電管の放電電圧を80V
以上130V以下にすることにより半導体を用いた電子点灯
回路に適した放電電圧とし、電子点灯回路を用いること
による高効率化と、電子点灯回路の低価格化を図ること
ができる。
また、蛍光ランプの外周を200mm以上400mm以下にする
ことにより、器具の高級感を損わず小型化を可能にして
いる。また、放電管に流れるランプ電流を0.8A以下とす
ることにより、ランプ寿命の低下を防止し、高出力化を
可能にしている。
放電管の内壁に塗布する蛍光体として希土類蛍光体を
用いることにより、光束維持率を損うことなく、高出力
化を可能にしている。
[実施例] 以下、本発明の一実施例を図を用いて説明する。
第1図に、第1の実施例を示す。2個の環状の放電管
10,20が同一平面上に同心状に設置されている。放電管1
0,20の一端には、それぞれ電極11,21が設けられてお
り、放電管の他端13,23はブリッジ1によって接続され
ている。第2図にブリッジ1の近傍の断面図を示す。放
電管10,20の放電空間が、ブリッジ1によって接続され
る。すなわち、放電路は、電極11−放電管10−ブリッジ
1−放電管20−電極21のようになる。上記のように、2
個の放電管をブリッジ1によって接続すると、蛍光ラン
プ全体を大きくすることなく放電路長を長くすることが
出来るので、ランプ効率をより高くできるという利点が
生じる。
放電管10,20相互の間隔d(mm)は、平均的に3mm以上
15mm以下である必要がある。なぜなら、間隔dの平均を
3mm未満にするためには、二つの放電管を真円環状に精
度良く加工しなければならないので製造費が著しく高く
なり、またdの平均が15mmをこえると、二つの放電管1
0,20がそれぞれ独立して存在するように見え、デザイン
上好ましくない。間隔dの平均が3mm以上10mm以下の範
囲にあると、ブリッジ1は、放電管10,20の管壁ガラス
の一部を加熱してふくらませ、ふきやぶり、管壁ガラス
に生じた突出部を直接溶融接合する事によって形成でき
るので、ブリッジ1のための新しいガラス部材が不要で
あるという利点が生じる。
蛍光ランプの最大環外径はD、この実施例では外側に
配置された放電管、すなわち放電管10の環外径D(mm)
が200mm未満においては、光の放射効率の悪い電極部、
管端部13,23の占める割合が増大し、ランプの効率が低
下するという欠点が生じる。また、Dが400mmをこえる
と、照明器具が大形になり、器具のデザインの自由度が
少なくなるという欠点が生じ、通常の居間やダイニング
ルームにおいては実際上使用できないという欠点が生じ
る。すなわち、蛍光ランプの最大環外径Dは、200mm以
上400mm以下が最適である。
二つ以上の放電管を、放電管相互の間隔が3mm以下の
範囲で、同一平面内に同心円状に設置するためには、放
電管を精度よく真円環状に加工しなければならない。放
電管の管径が25mmをこえると、この真円環状のガラス加
工が著しく困難になり、加工費が高くなるという欠点が
生じる。また、放電管の管径が10mm未満ではガラス機械
的な強度が低下し、蛍光ランプを器具へとりつける際な
どの取扱がやっかいになるなどの欠点が生じる。したが
って、放電管の管径は10mm以上25mm以下が最適である。
さらに、器具のよりいっそうの薄型化を考慮すると、放
電管の管径は20mm以下がよりいっそう好ましい。
放電管のガラス内面には、光集劣化を防ぐために、第
2図に示したようにアルミナ,シリカ,酸化セリウムな
どの金属酸化物の薄膜3を設ける事が望ましい。そし
て、薄膜3の上に、希土類蛍光体2を設ける。放電管の
曲げ加工は蛍光体塗布後に行うが、放電管を真円環状に
精度よく加工するために、通常の環蛍光ランプの場合に
比較してガラスをより高温度にすること、比較的高管壁
負荷で点灯された複数本の放電管が近接して設けられて
いるので点灯中における蛍光体の温度がかなり高くなる
ことから、耐熱性にすぐれている希土類蛍光体を用いる
事が必須である。
放電を始動させるためには、高電圧を必要とする。し
かし、安価な電気絶縁物を使用する事や、人間に対する
安全性などを考慮すると、放電始動用の電圧は実効値で
650V以下が最適である。われわれの実験によると、ラン
プ電圧と放電始動電圧は比例関係にあり、始動電圧はラ
ンプ電圧の5倍になっている。したがって、実効値で表
わしたランプ電圧は130V以下が最適である。また、ラン
プ電圧が80V以下になると、電極損失の割合が大きくな
り、効率が低下するという欠点が生じる。すなわち、実
効値で表わしたランプ電圧は、80V以上130V以下の範囲
が最適である。蛍光ランプの放電を安定に維持するため
には、ランプ電圧の約1.5倍以上の電源電圧が必要であ
る。したがって上記のランプ電圧80以上130V以下の蛍光
ランプは、商用周波数の100Vの電源では直接点灯でき
ず、なんらかの昇圧手段が必要となる。通常のトランス
を使用して昇圧すると、点灯回路が大形になり、照明器
具の小型化が妨げられる。したがって、本発明の蛍光ラ
ンプは、小形、軽量である高周波電子回路を用いて点灯
するか、あるいは商用周波200Vの電源を用いて点灯する
事によって、その効果がさらに増大される。
電極11,21は、タングステンコイルにBa,Sr,Caの酸化
物を主体とした電子放射物質を被着した熱電極である。
ランプ電流が0.8Aをこえると、電子放射物質の飛散が著
しくなり、管端の黒化が著しくなるという欠点が生じ
る。本発明の蛍光ランプのように、同一平面内に複数個
の放電管が同心円状に設置された状態で、しかも、複数
個の電極が近接して設けられた状態においては、電極付
近の黒化は従来の蛍光ランプの場合よりも著しく外観を
悪くする。したがって、ランプ電流は0.8A以下が最適で
ある。
第1図および第2図において、放電管10,20の管径は2
0mm,放電管10の環外径Dは212mm,放電管10と20の間隔平
均dを3mm,金属酸化物の被膜3としてアルミナを用い、
希土類蛍光体2としてY2O3:Eu,MgAl11O19:Tb,Ce,3Sr
3(PO4・CaCl2:Euの混合物を用い、放電用ガスとし
てアルゴンと水銀を封入した。この蛍光ランプは、樹脂
製の口金4によって、照明器具に電気的、機械的に接続
される。口金4が管端部12,22,13,23と機械的に十分な
強度を有して接続されているので、器具への蛍光ランプ
の固定は主にこの口金4によって行なわれるので、従来
の環形蛍光ランプのように多数の固定具を用いる事がな
く、より洗練された器具デザインが可能となった。
上記の蛍光ランプを30kHzの高周波電子点灯回路を用
いて、ランプ電流0.6Aで点灯したところ、ランプ電圧は
107V,ランプ電力は64W,平均輝度は2.7×104Cdm-2が得ら
れた。この蛍光ランプの全光束は従来の30Wと40W環形蛍
光ランプ2本を用いた場合の10%増であり、かつ本発明
の蛍光ランプは従来の環形蛍光ランプ2本を用いる器具
の厚み70%の薄形器具で点灯できた。すなわち、本発明
の蛍光ランプは、従来の環形蛍光ランプ2本を用いる場
合に比べ、効率がよく、かつ、薄形の洗練されたデザイ
ンの照明器具が使用できるという利点が生じる。
第3図は、本発明の参考例の蛍光ランプで、両端に電
極31,32を設けた1本の設電管30を渦巻き状に構成した
ものである。この参考例においては、二つの放電管を接
続する作業が不要であるという利点がある。
第4図は、本発明の別の参考例で、それぞれ両端に1
対の電極を有する放電管40,50を、口金4によって同一
平面内に同心円状に束ねたものである。この参考例の蛍
光ランプは、製造方法が簡単であるという利点が生じ
る。なお、放電管40および50それぞれにおいて、ランプ
電流0.8A以下、ランプ電圧は80V以上130V以下という要
件を満たさなければならない事は自明である。
通状の環形蛍光ランプと同様に放電管40と50にそれぞ
れ独立した口金を設け、器具において同一平面内に同心
円状に固定する方法は、放電管が環状で、放電管の管径
が10〜25mmと細い事と、放電管の間隔が3〜15mmと小さ
いため、不可能であった。すなわち、同一平面内で円心
円状にするためには、二つの放電管を前もって束ねる事
が必須である。
上記した第1図から第4図の実施例、参考例の蛍光ラ
ンプは比較的高管壁負荷になるので、水銀の蒸気圧を最
適化するために、Bi−In−Hg,In−Hgなどのアマルガム
を使用する事が望ましい。
第5図に本発明の別の参考例を示す。第4図において
は口金4によって放電管40,50を束ねたが、第5図の参
考例においては、円板5を用いて放電管40と50を束ね
る。そして、この蛍光ランプは円板5に取り付けられた
口金6によって、電気的、機械的に器具に取り付けられ
る。放電管40および50の円板5への固定は、シリコン系
の接着剤や機械的なバネなどによる。円板5の材質を熱
伝導率のよいプラスチックや金属にすると、円板5は放
熱板として働き、アマルガムを使用しなくても最適水銀
蒸気圧が得られるという利点が生じる。また円板5を可
視光を反射する材質にするか、あるいは可視光を反射す
るように表面加工する事により、円板5は可視光反射板
の働きもする。
[発明の効果] 本発明のよれば、従来よりも高出力、薄形な蛍光ラン
プを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す図、第2図は上記実施
例の一部を拡大図、第3,4,5図は本発明の参考例であ
る。 10,20:同一平面上に配置された2個の環状の放電管、1
1,21:一対の電極、2は希土類蛍光体、d:上記2個の放
電管の間隔、D:上記放電管の最大環外径。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小野 哲郎 東京都国分寺市東恋ケ窪1丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 関 泰祐 東京都国分寺市東恋ケ窪1丁目280番地 株式会社日立製作所デザイン研究所内 (72)発明者 小山 敦夫 千葉県習志野市東習志野6丁目7番1号 日立照明株式会社内 (72)発明者 小玉 忠良 東京都青梅市藤橋888番地 株式会社日 立製作所青梅工場内 (72)発明者 小林 毅 東京都千代田区神田駿河台4丁目6番地 株式会社日立製作所内 (56)参考文献 特開 昭57−197741(JP,A) 特開 昭56−73855(JP,A) 特開 昭60−20448(JP,A) 実開 昭55−9042(JP,U) 実開 昭63−164158(JP,U) 実開 昭59−86656(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01J 61/32 H01J 61/72

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】互いのその環の直径が異なる第1および第
    2の環形形状放電管が同一平面上に同心円状に位置し、 前記第1および第2の環形形状放電管の一端側に第1お
    よび第2の電極が設けられ、 前記第1および第2の電極間で放電が生じるように前記
    第1および第2の環形形状放電管の放電空間を連通する
    ためのブリッジが設けられ、 前記第1および第2の環形形状放電管の前記第1および
    第2の電極が形成されている側とは反対側の端部から離
    れた位置に前記ブリッジが位置し、 前記第1および第2の環形形状放電管の一端側の端部で
    ある第1、第2の端部および前記反対側の端部である第
    3、第4の端部は口金で覆われており、 前記ブリッジは前記口金の外側に位置していることを特
    徴とする蛍光ランプ。
  2. 【請求項2】前記放電管の内面には希土類蛍光体膜が設
    けられていることを特徴とする請求項1記載の蛍光ラン
    プ。
  3. 【請求項3】アマルガムを使用することを特徴とする請
    求項1または2記載の蛍光ランプ。
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