JP3775596B2 - Glow discharge lamp, lighting fixture, and electrode for glow discharge lamp - Google Patents

Glow discharge lamp, lighting fixture, and electrode for glow discharge lamp Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、蛍光ランプなどを始動するグロースタータとして好適なグロー放電ランプ、これを用いた照明器具およびグロー放電ランプ用電極に関する。
【0002】
【従来の技術】
グロー放電ランプは、蛍光ランプなどの放電ランプを始動するのにグロースタータや表示ランプとして従来から多用されている。
【0003】
ところが、グロースタータなどのグロー放電ランプは、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。なお、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。
【0004】
そこで、従来は、以下に示す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。
【0005】
147Pmなどの放射性同位元素の微量を電極近傍に塗布したり、電気化学的に被覆し、さらにNiなどの金属を鍍金したりする(従来技術1)。
【0006】
85Kr、Hなどの気体性放射性同位元素を放電容器内にイオン化充填ガスとして封入する(従来技術2)。
【0007】
従来技術1、2は、そのいずれも放射性同位元素により常時放電容器内の充填ガスをイオン化しておくことができ、これにより点灯時には速やかに放電が開始されるので、放電遅れ時間に対する改善効果は顕著である。しかしながら、放射性物質を使用する場合、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。
【0008】
これに対して、放射性同位元素を用いない手段も模索されていて、特開平10−255724号公報には、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開示されている(従来技術3)。
【0009】
従来技術3は、放射性物質を用いないので、前述した問題に対して効果的である。ところが、長残光性を示す蛍光体とはいうものの、所要の残光量を維持できる期間には限度がある。上記文献においては、FL15形蛍光ランプによる100lx、30分間光照射後暗所中放置60時間(2.5日)ないし90時間(3.75日)経過までが限度である旨記載されている。また、長残光性を示す蛍光体は、外光が届く部位に設ける必要があるため、遮光性のケースを備えたグロースタータには使用できないといった制約がある。
【0010】
特開昭54−64873号公報には、電気めっきなどによって電極を亜鉛で被覆したことにより、暗所における始動時間を短縮する技術が開示されている(従来技術4)。
【0011】
従来技術4は、グロー放電により亜鉛の表面層がスパッタし、それにより清浄なかなり活性な表面が形成される。また、飛散した亜鉛原子がガス中の不純物ガスを吸着してガラス管内壁に付着し、ガスを清浄化するとともにガラス管からの不純物ガスの放出も抑える。これらにより、電極表面から初期電子が放出されやすくなる旨記載されている。
【0012】
そうして、従来技術4によれば、上記した従来技術1ないし3の問題が解消する。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、本発明者の研究によると、従来技術4においては、バイメタルまたは固定電極に亜鉛を被覆すると、亜鉛がグロー放電または高圧パルス放電に伴うスパッタリングにより飛散して消耗が激しくなり、グロースタータの保証点滅回数以下で電極から消失してしまい、所望の点灯所要時間特性を維持できなくなることがある。これに対して、亜鉛の膜厚を増して所定範囲にすることによって改善されるものの、製造の困難さや電気特性の変動などの不具合要因が考えられるため、本質的な解決にはなっていない。
【0014】
本発明は、電子放射性物質のスパッタリングを本質的に改善するとともに、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したグロー放電ランプ、これを用いた照明器具およびグロー放電ランプ用電極を提供することを目的とする。
【0015】
また、本発明は、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したグロースタータ、これを用いた照明器具およびグロー放電ランプ用電極を提供することを他の目的とする。
【0016】
さらに、本発明は加えて残留不純ガスを除去して放電遅れや放電開始電圧の不所望な上昇を抑制したグロースタータ、これを用いた照明器具およびグロー放電ランプ用電極を提供することを他の目的とする。
【0017】
【課題を達成するための手段】
本発明のグロー放電ランプは、放電容器と;放電容器内に封装された一対の電極と;放電容器内に封入された希ガスを主体とする放電媒体と;一対の電極の少なくともいずれか一方に厚さ1.0〜20μmの範囲内で形成された亜鉛の含有率が50質量%以上の亜鉛合金からなる電子放射性物質と;放電容器内に配設されたAl またはMgOからなるエキソ電子放射物質と;を具備していることを特徴としている。
【0018】
本発明および以下の各発明において、特に指定しない限り用語の定義および技術的意味は次による。本発明のグロー放電ランプは、上記のように放電容器、一対の電極、放電媒体および電子放射性物質を構成要素として備えていて、表示用グローランプ、冷陰極形蛍光ランプ、グロースタータなどグロー放電を生起して作動する放電ランプを包含する。以下、構成要素ごとに説明する。
【0019】
放電容器は、気密性、加工性および好ましくは耐熱性を備えた材料たとえばガラスから形成され、内部に放電空間を有している。また、ガラス材料の中でも軟質ガラスが加工性およびコストの面で優れている。
【0020】
一対の電極は、熱電子放射性物質を備えていない、いわゆる冷陰極を用いることができる。表示用のグロー放電ランプの場合には、一対の電極は固定形のものを用いる。これに対して、グロースタータの場合には、少なくともその一方がバイメタルを備えた可動電極からなる。すなわち、一対の電極の一方が可動電極で、他方が固定電極からなる態様および双方の電極が可動電極からなる態様のいずれであってもよい。なお、いずれの放電ランプであっても、一対の電極は、放電容器内に封装されている。
【0021】
次に、グロースタータとして好適なバイメタルとしては、たとえばFe−Ni合金からなる薄板と、Ni−Cr−Fe合金、Ni−Mn−Fe合金、Mn−Cu−Ni合金またはCr−Cu−Ni合金からなる薄板とを直接または中間の熱膨張率を有する第3の薄板を間に介在させて間接に、溶接などにより張り合わせて形成したものを用いることができる。そして、電極間に生じたグロー放電の発生熱により可動電極が温度上昇に伴って変位して温度が50〜150℃になったときに一対の電極が接触する。接触により電極間が短絡されるので、グロー放電が停止すると、可動電極の温度が低下して再び一対の電極は離間する。
【0022】
また、一対の電極は、グロースタータの場合、グロー放電の持続時間がなるべく短くなるように、その電極間距離を0.1〜2mm程度になるように設定する。
【0023】
さらに、一対の電極を所定の電極間距離を保持して放電容器内の所定の位置に封装するために、ステムを用いて予め所定の電極間距離に組み立てたマウントを使用することができる。ステムは、フレアステム、ビードステムなど適宜用いることができる。なお、電極間のステム表面で沿面放電が発生してパルス電圧が低下するのを抑制するために、当該部分の表面を絶縁物質で被覆することができる。
【0024】
放電媒体は、希ガスを主体とするもので、放電容器内に封入される。希ガスとしては、一般的にはアルゴンを用いるが、グロー放電電流を増加させる目的、または寿命中の再動作電圧低下を抑制する目的で、アルゴンに水素または有機ガスなどを混合することができる。あるいは、アルゴンに代えてネオンまたはネオン・アルゴンのペニング効果を利用した混合ガスを用いることもできる。さらに、ネオンおよびアルゴンのいずれか一方または両方と、クリプトンおよびまたはキセノンとの混合ガスを用いることもできる。
【0025】
電子放射性物質は、電極活性剤とも称するが、本発明においては少なくとも亜鉛合金を含んでいる。そして、一対の電極の少なくとも一方の表面の一部またはほぼ全体を被覆するように配設される。亜鉛合金は、亜鉛と合金を形成する金属の種類が限定されない。たとえば、Ag、Al、Au、Ba、Be、Ce、Co、Ca、Cr、Cu、Fe、Ge、La、Mn、Mo、Ni、Pd、Pt、Te、Ti、WおよびZrのグループから選択された一種または複数種を他方の成分とする亜鉛合金を用いることができる。しかし、上記のグループの中では、Niを成分とする場合に最も作用が良好で、容易、かつ、安価に亜鉛合金を得ることができる。また、Co、Fe、Cu、Al、Mn、CrおよびMoも比較的容易に得やすい。
【0026】
一方、亜鉛合金は、耐スパッタ性を向上させるために、融点が450℃以上のものが好ましい。しかし、亜鉛合金の製造工程を容易にするためには、融点が550〜830℃の範囲であるのが好ましい。また、所定の電子放射特性を得るために、亜鉛の含有率は、50質量%以上であるのが好ましく、より一層好ましくは65〜98質量%の範囲内であるのがよい。
【0027】
次に、亜鉛合金を電極に好ましくは膜状に配設するには、たとえば電気めっき、溶融めっき、真空蒸着、CVDまたはイオンプレーティングなどの手段を用いることができる。また、これによって、所望の膜厚に制御しやすくて、緻密で、しかも不純物の混入が少ない亜鉛合金膜を形成することができる。しかし、電気めっきによるのが最も経済的である。電気めっきによる場合、亜鉛およびニッケルなどの合金形成金属を電極の一方とし、グロー放電ランプの電極を他方の電極とする共析電気めっき法により、直接亜鉛合金膜をグロー放電ランプの電極に形成することができる。また、最初ニッケルなどの合金形成金属を電気めっきし、次に亜鉛をめっきしてから、あるいは最初亜鉛をめっきし、次にニッケルなどの合金形成金属をめっきしてから、その後熱処理を行なって亜鉛合金膜を形成する2段階めっき法を用いることもできる。
【0028】
なお、電子放射性物質としては、亜鉛合金に加えて他の電子放射性物質を付加することが許容される。本発明者の検討によると、カーボンナノチューブは、電子放射性を有しているので、これを本発明における電子放射性物質として亜鉛合金に付加することができる。しかし、カーボンナノチューブを単独で用いることもできる。
【0029】
本発明の必須要素ではないが、所望により以下の構成を選択的に付加することができる。
【0030】
グロー放電ランプの寿命中に放電容器内に不純ガスが放出されると、始動性が低下する。そこで、ガス吸着を行なうゲッター材としてパーフォーマンスゲッターを放電容器の内部に配設することができる。
【0031】
ケースは、グロースタータを機械的に保護するために、放電容器の周囲を包囲する手段である。また、ケースは、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。さらに、ケースには、グロースタータをソケットに対する着脱を容易にするために、摘みやすいようにすべり止めの突条などの操作補助部を形成することができる。
【0032】
口金は、適合蛍光ランプの定格に応じてねじ口金たとえばE17形またはピン口金たとえばP21形などを用いることができる。
【0033】
本発明においては、亜鉛合金からなる電子放射性物質の亜鉛成分が活性化して電子を放射しやすくなる。亜鉛合金の初期電子放出性能は亜鉛のそれと殆ど変わらない。このため、グロー放電ランプの暗所条件下における始動特性を改善することができる。
【0034】
また、電子放射性物質が亜鉛合金であることにより、電子放射性物質の融点が高くなるために、スパッタリングが著しく少なくなって、厚さ1.0〜20μmの範囲内で形成された電子放射性物質の消耗に伴って特性が低下するという問題が本質的に改善される。したがって、亜鉛合金は、亜鉛よりも融点が高いものが選択的に使用される。さらに、亜鉛合金からの不純ガスの放出量も、亜鉛単体の皮膜を電子放射性物質として用いた場合と比較して、少なくなることが分かった。これは、めっき製造時に混入する不純ガスが少なくなることに起因しているものと考えられる。したがって、亜鉛合金による電子放出作用を寿命中良好に継続するとともに、不純ガス放出による始動性低下が少なくてグロー放電ランプが長寿命になる。さらに、Al またはMgOからなるエキソ(Exo)電子放射性物質Exoを用いることで、亜鉛合金から不純ガスが多く放出されるという不具合が万一発生したとしても、エキソ(Exo)電子放射性物質Exoが不足する初期電子を補うので、亜鉛合金による放電開始時間短縮効果が確実に維持される。
【0035】
請求項2の発明のグロー放電ランプは、請求項1記載のグロー放電ランプにおいて、電子放射性物質は、亜鉛−ニッケル合金であることを特徴としている。
【0036】
本発明は、亜鉛合金の好適な構成例を規定している。すなわち、Niを他方の成分とする亜鉛合金の場合、Niを約25質量%前後含有することで融点881℃のNiZnとなり、またNiを約19質量%前後含有することで融点870℃程度のNiZn21となり、さらにNiを約11質量%前後含有することで融点が790℃程度のNiZnとなり、いずれも安定な金属間化合物を形成する。このように亜鉛−ニッケル合金は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の形態が適用可能であり、たとえば固溶体の形態も許容される。
【0037】
そうして、本発明によれば、工業的規模で容易に入手し得て、しかも安価な電子放射性物質を備えたグロー放電ランプを提供することができる。
【0038】
また、電子放射性物質を共析電気めっき法により形成する場合、亜鉛合金は融点が高いため、めっきの際の水素発生量が少なくなり、電子放射性物質中の不純ガス濃度が低下するとともに、めっき工程における電流効率が高くなる。
【0039】
請求項3の発明のグロー放電ランプは、請求項2記載のグロー放電ランプにおいて、亜鉛−ニッケル合金は、ニッケルを2〜15質量%含有していることを特徴としている。
【0040】
本発明は、亜鉛−ニッケル合金の好適な組成範囲を規定している。すなわち、ニッケルの組成が上記の範囲にあれば、融点が約550〜830℃程度の亜鉛合金が得られる。亜鉛単体の融点が419.4℃であることから明らかなように、本発明の亜鉛合金は、融点が十分に高い。このため、耐スパッタリング性が向上する。しかし、Niが2質量%未満であると、融点が低下しすぎる。これに対して、Niが15質量%を超えると、融点は飽和傾向を示す。
【0041】
また、上記の亜鉛合金は、共析電気めっき法により電極上に直接膜状に形成することができ、したがって電子放射性物質の配設が容易になる。しかし、本発明は、たとえば溶融めっき法などで亜鉛−ニッケル合金を形成してもよく、共析電気めっき法によって電子放射性物質を形成することに限定されない。
【0042】
さらに、上記の亜鉛合金からなる電子放射性物質は、亜鉛を多く含んでいるから、十分な電子放射性を有している。
【0043】
請求項4の発明のグロー放電ランプは、請求項1記載のグロー放電ランプにおいて、亜鉛合金は、亜鉛と、コバルト、銅、ニッケル、スズおよびモリブデンのグループから選択された2種の金属とを主成分とする3元亜鉛合金からなることを特徴としている。
【0044】
本発明は、電子放射性物質が3元亜鉛合金からなる構成を規定している。3元亜鉛合金としては、たとえばZn−Co−Mo、Zn−Co−Cr、Zn−Ni−Coなどを用いることができる。Zn−Co−Moにおいては、Co:1〜3%、Mo:0.1〜0.5%、残部Znである。Zn−Co−Crにおいては、Co:0.1〜0.5%(たとえば0.3%)、Cr:0.01〜0.1%(たとえば0.05%)、残部Znである。Zn−Ni−Coにおいては、Ni:15〜20%(たとえば17%)、Co:0.1〜0.5%(たとえば0.3%)、残部Znである。なお、上記%はいずれも質量%である。また、これらの3元亜鉛合金は、たとえば共析電気めっき法により形成することができる。
【0045】
そうして、本発明においては、亜鉛合金が3元亜鉛合金からなることで、2元亜鉛合金とほぼ同様な作用、効果を奏する。
【0046】
請求項5の発明のグロー放電ランプは、請求項1記載のグロー放電ランプにおいて、電子放射性物質は、亜鉛−ニッケル合金と、仕事関数が4eV以下で、かつ、融点が500℃以上の金属とを含んで構成されていることを特徴としている。
【0047】
本発明は、亜鉛−ニッケル合金と上記所定条件を満足する他の金属(合金を含む。)とを含んで構成された電子放射性物質を具備する放電ランプを規定している。所定条件を満足する他の金属としては、Mg、Ca、Sr、Ba、Sc、Y、La、Zr、Hf、ThおよびCeのグループから選択された一種または複数種である。なお、「仕事関数が4eV以下で、かつ、融点が500℃以上の金属とを含んで構成されている」とは、これら金属の一部または全部と亜鉛−ニッケル合金の成分とがさらに合金を形成している状態を含んでいることを意味するものである。また、Laを選択している場合には、さらにBとの化合物であってもよい。
【0048】
また、亜鉛−ニッケル合金と上記所定条件を満足する他の金属との比率は自由である。したがって、要すれば、後者が主成分で前者が副成分であってもよいし、またその逆であってもよい。
【0049】
そうして、本発明においては、電子放射性物質の一部に亜鉛−ニッケル合金が含まれていることにより、亜鉛−ニッケル合金による前述の優れた作用、効果と所定条件の金属による作用、効果とがともに得られる。
【0050】
請求項6の発明のグロー放電ランプは、請求項1ないし5のいずれか一記載のグロー放電ランプにおいて、電子放射性物質は、下地層を介して電極に支持されていることを特徴としている。
【0051】
下地層は、電極の構成材料と電子放射性物質との干渉を抑制するように作用させることができる。
【0052】
本発明においては、電極が可動および固定のいずれであってもよいが、Fe−Ni合金とMn−Cu−Ni合金とからなるバイメタルを用いた可動電極の場合には、Mn成分の亜鉛合金との反応によってバイメタルが劣化すると考えられ、この劣化が抑制するので、特に効果的である。このバイメタルの劣化は、亜鉛合金を電気めっきにて形成する場合に特に発生する。しかし、バイメタルは、上記でなくてもよく、Fe−Ni合金と、Ni−Mn−Fe合金、Ni−Cr−Fe合金またはCr−Cu−Ni合金とからなる構成であってもよい。
【0053】
請求項7の発明のグロー放電ランプは、請求項1ないし6のいずれか一記載のグロー放電ランプにおいて、亜鉛合金は、電流密度1〜15A/dm(平方デシメータ)における電気めっきにより形成されていることを特徴としている。
【0054】
本発明は、水素のガス放出を低減した亜鉛合金を用いて構成されたグロー放電ランプを規定している。点灯管などのように放電容器の内容積が小さいグロー放電ランプにおいては、電極などの封装部材から放出される吸蔵ガスのグロー放電ランプのランプ特性に与える影響が相対的に大きいので、ガス放出が極力少なくなるようにする必要がある。
【0055】
一方、電子放射性物質として亜鉛合金がすこぶる好適であることは先行する請求項において理解できるところである。また、亜鉛合金は、電気めっきにより電極に被着させることによって、電極に配設するのが効果的である。
【0056】
ところが、亜鉛合金を電気めっきにより製造する場合であっても、めっきの際の電流密度が水素のガス放出性能に大きく影響することが分った。すなわち、大きな電流密度で亜鉛合金を電気めっきにより形成した電極を封装したグロー放電ランプは、初期点滅後に放電遅れが生じる。これは電気めっきの際の電流密度が大きいと、めっきの速度が早くなるものの、形成される亜鉛合金の組織が粗くなって、吸蔵水素量が多くなる。そして、グロー放電ランプが動作すると、吸蔵されていた水素の放出量が多いために、放電開始電圧が上昇して放電遅れが生じるものと考えられる。
【0057】
そこで、本発明者は、上記の考察に基づいて検討の結果、本発明をなすに至った。すなわち、上記電流密度の範囲内で電気めっきを行なって形成した亜鉛合金は、その組織が緻密になり、吸蔵水素が少なくなる。このように吸蔵水素の少ない亜鉛合金が配設された電極を組み込んで製造されたグロー放電ランプは、働程中の水素のガス放出が実用上差し支えない範囲にまで低減する。また、上記の範囲内であれば、亜鉛合金の析出効率も比較的高く、工業的生産に耐えることができる。なお、好適には1〜10A/dmであり、最適には5A/dm前後の範囲である。
【0058】
これに対して、電気めっきの際の電流密度が15A/dmを超えると、電気めっきの生産効率は高くなる。しかしながら、亜鉛合金の組織が粗くなりすぎて、水素のガス放出が著しくなり、点灯管のように放電容器の内容積が小さいグロー放電ランプにおいては、水素のガス放出が許容範囲を逸脱してしまう。反対に、電流密度が1A/dm未満になると、生産効率が低下しすぎるために、実用的でなくなる。
【0059】
そうして、本発明においては、働程中の水素のガス放出が少なくて放電遅れが生じにくいグロー放電ランプを得ることができる。
【0060】
請求項8の発明のグロー放電ランプは、請求項1ないし7のいずれか一記載のグロー放電ランプにおいて、亜鉛合金は、電極に電気めっきにより配設されるとともに、水素吸蔵量が0.1〜50PPMの範囲内にある亜鉛−ニッケル合金であることを特徴としている。
【0061】
亜鉛合金が亜鉛−ニッケル合金の場合、電気めっき工程時に吸蔵される水素量を少なくすることが可能であることが分った。これはニッケルの有する特性として、めっき効率が高いためである。これに対して、亜鉛単体を電気めっきする場合には、めっき効率が低いため、水素吸蔵量が100PPM程度になることがある。
【0062】
ところで、グロースタータなどのグロー放電ランプにおいては、水素の放出量が多いと、放電開始電圧が高くなるという不具合がある。しかし、電気めっきされた電極部分の水素吸蔵量を50PPM以下に抑えれば、実用上差し支えないことが分った。また、水素吸蔵量を0.1PPM未満にすることは製造上困難である理由から、本発明では、水素吸蔵量の範囲を0.1〜50PPMと規定した。しかし、好適な範囲は、1.0〜10PPMの範囲内である。
【0063】
そうして、本発明においては、上記の構成によってグロー放電ランプの使用中に水素の放出を少なくすることが可能になるので、グロースタータとして使用した場合であっても、放電開始電圧の不所望な上昇を抑制することが可能になる。
【0064】
請求項9の発明のグロー放電ランプは、請求項1ないし8のいずれか一記載のグロー放電ランプにおいて、透光性放電容器内に配設されたガス吸着を行なうゲッター材を具備していることを特徴としている。
【0065】
ゲッター材として以下の構成を用いることができる。すなわち、Baまたはその合金、あるいはZr、Alまたはこれらの合金を透光性放電容器の内部へ配設することができる。Baの合金としては、たとえばBaAlを用いることができる。また、Baの化合物としてBaN(アジ化バリウム)を用いることもできる。そして、封入後BaAlまたはBaNをフラッシングすると、Ba単体となってゲッター作用を行なう。また、ZrおよびAlの合金としては、たとえばZrAlを用いることができる。さらに、水素ゲッターとしてBaO(過酸化バリウム)を使用することもできる。
【0066】
また、ゲッター材は、リング状または板状に整形して電極に固着したり、粉末にしてステムや透光性放電容器に膜状に付着させたりすることができる。
【0067】
そうして、電子放射性物質として亜鉛合金を用いることにより、前述のように亜鉛のスパッタが著しく低減するが、たとえば亜鉛合金を電気めっき法により電極に付着した場合には、その際にわずかながらHやHOの不純ガスが吸蔵する。そして、寿命中に亜鉛合金から不純ガスが放出されて始動性に多少悪影響を与えることがある。これに対して、本発明においては、上述したゲッター材を透光性放電容器の内部に封入することにより、寿命中に電子放射性物質の亜鉛合金から透光性放電容器内に放出されるわずかな不純ガスを吸着して、これを良好に除去することができる。また、ゲッター材は、透光性放電容器などの部材の壁面から放出されたHOなどの不純ガスに対しても吸着作用を行なう。このため、放電ランプの寿命中の始動性低下を極めて良好に抑制することができる。
【0068】
請求項10の発明のグロー放電ランプは、請求項1ないし9のいずれか一記載のグロー放電ランプにおいて、放電容器の内部に形成された亜鉛合金薄膜体を具備していることを特徴としている。
【0069】
本発明は、ガス吸着を行なうゲッター材として好適な構成を規定している。すなわち、放電容器の内部に形成された亜鉛合金薄膜体は、ゲッター作用があることが分った。
【0070】
亜鉛合金薄膜体は、電子放射性物質の亜鉛合金と構成材料が同一であるから、これを放電容器の内部に形成するには、たとえば亜鉛合金薄膜体を形成しないで、グロー放電ランプを製造してから、エージングなどおいてグロー放電ランプを点滅させることにより、電極に配設された電子放射性物質としての亜鉛合金の一部を放電容器の内部へスパッタさせればよい。しかし、要すれば、電極を封装する前に予め放電容器の内面に亜鉛合金薄膜体を形成してから、電極マウントを放電容器に封装してもよい。
【0071】
また、亜鉛合金薄膜体は、放電容器の内面およびステムの表面の両方またはいずれか一方に形成することができる。さらに、亜鉛合金薄膜体は、その一部または全部が酸化物を形成していることが許容される。
【0072】
そうして、本発明においては、放電容器の内部に亜鉛合金薄膜体が形成されると、表面積が大きくなってガス吸着作用すなわちゲッター作用を呈するので、放電容器の内部に放出された水や水素などの残留不純ガスを吸着して放電容器の内部をクリーンアップすることができる。このため、不所望な放電遅れや放電開始電圧の上昇が生じにくくなる。
【0073】
請求項11の発明のグロー放電ランプは、請求項1ないし10のいずれか一記載のグロー放電ランプにおいて、放電媒体は、水素を0.05〜10%含有していることを特徴としている。
【0074】
本発明は、放電媒体中に含有されている水素の量を所定範囲にしてグロー放電ランプの特性が所望値範囲になるようにした構成を規定している。すなわち、放電媒体中に水素が含有されていると、放電遅れが生じたり放電開始電圧が上昇したりするので、一般的には水素を除去しようとしている。しかしながら、水素の含有に伴う放電開始電圧の上昇は、再動作電圧が低すぎる場合には、改善手段になり得ることが分った。たとえば、放電媒体がネオンにキセノンを混合してなる構成の場合、働程中に再動作電圧が低下していく傾向が見られ、極端な場合には規格値から逸脱する虞がある。
【0075】
本発明においては、水素の含有量を分圧で上記のように規定することにより、再動作電圧の低下傾向を相殺して常に再動作電圧を所要範囲内に収めることができる。放電媒体中の水素含有量の好適な範囲は、0.05〜5%である。なお、放電媒体中の水素の含有量は、質量分析計を用いて放電媒体を分析するものとする。また、働程中に亜鉛合金などからガス放出された水素は、ゲッターが放電容器の内部に配設される場合、ゲッターに吸着されるが、亜鉛合金の電子放射性物質に吸蔵されていた水素が徐々に放出されることにより、減少分を補うことができる。この場合、放電容器に封装される前の亜鉛合金を形成した電極に対する水素の吸蔵量は、0.1〜50PPM(電極1g当り0.1〜50μg)が適当である。
【0076】
請求項12の発明のグロー放電ランプは、請求項1ないし11のいずれか一記載のグロー放電ランプにおいて、一対の電極は、少なくとも一方がバイメタルを備えた可動電極からなり、グロー放電の発生熱によりバイメタルが変位して一対の電極が互いに接触し得る構成であり;電子放射性物質は、可動電極のバイメタルに支持されている;ことを特徴としている。
【0077】
本発明は、グロースタータとしての構成を規定している。なお、バイメタルは、一対の電極の一方または双方に備えることができる。双方にバイメタルを備える場合、電子放射性物質は、バイメタルの一方または双方に支持させることができる。また、電子放射性物質は、バイメタルに加えてバイメタルを支持しているウエルズ(たとえば図2の棒状金属3a)に支持させるようにしてもよい。さらに、所定の電子放射特性が得られれば、バイメタルには支持させないで、バイメタルを支持しているウエルズのみに電子放射性物質を付設するようにしてもよい。
【0078】
そうして、本発明においては、電子放射性物質をバイメタルに支持させることにより、所要量の電子放射性物質を容易に支持させることができる。
【0079】
請求項13の発明のグロー放電ランプは、請求項1ないし11のいずれか一記載のグロー放電ランプにおいて、一対の電極は、少なくとも一方がバイメタルを備えた可動電極、他方が固定電極からなり、グロー放電の発生熱によりバイメタルが変位して一対の電極が互いに接触し得る構成であり;電子放射性物質は、固定電極に直接支持されている;ことを特徴としている。
【0080】
本発明は、電子放射性物質が固定電極に直接支持されている点で請求項12の発明と異なる。すなわち、固定電極は、使用する材料に対する制約が少ないので、亜鉛合金と反応しにくい金属を選択することが可能になる。そのため、下地層を必要としなくなるので、製造が容易で、コストも低く抑えることが可能になる。また、固定電極は、形状に制約が少なく、変形しないので、電子放射性物質を支持させやすい。
【0081】
請求項14の発明の照明器具は、照明器具本体と;照明器具本体に配設された請求項1ないし13記載のグロー放電ランプと;を具備していることを特徴としている。
【0082】
本発明において、「照明器具本体」とは、照明器具からグロー放電ランプを除いた残余の部分をいう。したがって、放電ランプおよび放電ランプ点灯装置は、照明器具本体に含まれていてもよいし、いずれか一方または両方が照明器具本体に含まれていなくてもよい。照明器具は、その用途および構造を問わない。グロー放電ランプがグロースタータの場合には、たとえば蛍光ランプが照明器具本体に配設され、グロースタータで蛍光ランプを始動し、点灯する。グロー放電ランプが表示用グロー放電ランプの場合には、それ自体が光源となる。
【0083】
請求項15の発明のグロー放電ランプ用電極は、放電容器内に封装される部分に亜鉛の含有率が50質量%以上の亜鉛合金を含む電子放射性物質が下地層を介して厚さ1.0〜20μmの範囲内で形成されていることを特徴としている。
【0084】
本発明は、グロー放電ランプに封装される電極として効果的な構成を規定している。
【0085】
そうして、本発明のグロー放電ランプ用電極を放電媒体とともに周知の放電容器に封装すれば、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、厚さ1.0〜20μmの範囲内で形成された電子放射性物質のスパッタリングが本質的に改善され、しかも亜鉛合金からの不純ガスの放出量も少なくなって、長寿命のグロー放電ランプを得ることが可能になる。さらに、下地層によって電極の構成材料と電子放射性物質との干渉を抑制される。
【0086】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【0087】
図1は、本発明のグロー放電ランプの第1の実施形態としてのグロースタータを示す正面図である。
【0088】
図2は、同じく電極マウントを示す拡大正面図である。
【0089】
各図において、1は放電容器、2は固定電極、3は可動電極、4は電子放射性物質、5はケース、6は口金、7は雑音防止コンデンサである。本実施形態は、P形グロースタータである。すなわち、グロースタータがP形の場合は、ケース5内に雑音防止コンデンサ7を内蔵するとともに、口金6がP21形のピン口金であるという外観上の特徴がある。
【0090】
放電容器1は、軟質ガラスからなり、ガラスバルブ1a、ステム部1bおよび排気チップオフ部1cを備え、内部に放電空間1dが形成されている。ガラスバルブ1a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る。ステム部1bは、後述するフレアステムHSをガラスバルブ1aの開口端に封着してガラスバルブ1aと一体化されている。排気チップオフ部1cは、ガラスバルブ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る。
【0091】
放電容器1の内部には、放電媒体としてネオン−キセノンの混合ガスを封入している。
【0092】
固定電極2および可動電極3は、図2に示すように、予め電極マウントEMとして組み立てられ、これをガラスバルブ1aの開口端に封着することによって放電容器1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EMは、フレアステムHS、固定電極2、可動電極3、外部導入線OL1、OL2、電子放射性物質4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HSのフレアの部分をガラスバルブ1aの開口端に封着することにより、放電容器1が形成されるとともに、固定電極2および可動電極3を放電容器1内に封装している。
【0093】
固定電極2は、棒状金属からなり、基端がフレアステムHSに封着され、外部導入線OL1に接続している。
【0094】
可動電極3は、棒状金属3aおよびバイメタル3bからなる。棒状金属3aは、固定電極2より長く、その基端がフレアステムHSの固定電極2に離間対向する位置に封着され、外部導入線OL2に接続している。また、バイメタル3bは、く字状に屈曲され、図1において上側の端部が棒状金属3aの上部に溶接され、冷却状態においては下側の端部が棒状金属3aに当接して係止している。
【0095】
電子放射性物質4は、亜鉛90質量%、ニッケル10質量%からなる亜鉛−ニッケル合金からなり、バイメタル3bの表面に厚さ1.0〜20μmの範囲内で形成されている。
【0096】
ケース5は、遮光性のユリア樹脂また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してなり、開口端に口金6が係合し、かつ、接着剤により固着されている。また、頭部周縁に摘み用のローレット部5bを備えている。
【0097】
口金6は、絶縁基板6bおよび一対の口金ピン6c、6cから構成されている。絶縁基板6bは、ケース5開口端を閉塞している。一対の口金ピン6c、6cは、絶縁基板6bに離間対向して固着されていて、ケース5の外部に突出した係止突部6c1と、ケース5の内部に突出する接続部6c2とを一体化して備えている。
【0098】
雑音防止コンデンサ7は、そのリード線7aを介して固定電極2および可動電極3に対して並列接続されるように一対のピン6c、6cの接続部6c1に接続している。
【0099】
以下、図3ないし図6を参照して本発明のグロー放電ランプの第1の実施形態としてのグロースタータにおける実施例の電気特性を比較例と比較しながら説明する。図中、実線aは実施例、点線bは比較例、をそれぞれ示したグラフである。なお、実施例は、電子放射性物質の亜鉛合金をバイメタルに5μmの膜厚で付着した40W形蛍光ランプ用のグロースタータである。これに対して、比較例は、いずれも電子放射性物質が膜厚5μmの亜鉛単体である以外、実施例と同一仕様である。また、各図は、実施例および比較例についてそれぞれ20個用意して電気特性を測定した結果に基づいて作成した。縦軸の相対発生率は、全数20個当たりの各放電開始時間を示した個数を100分率で表したものである。なお、点滅は、25秒オン、35秒オフである。
【0100】
図3は、点滅0回における放電開始時間のばらつきを示すグラフである。
【0101】
図4は、点滅6000回後における放電開始時間のばらつきを示すグラフである。
【0102】
点滅0回においては、実施例は放電開始時間が極めて短くなり、最長でも0.1秒程度、また比較例は最長で0.2秒程度であるから、いずれも良好であり、両者は差が少ない。
【0103】
これに対して、点滅6000回後になると、実施例は殆どが1秒以内に放電開始するが、比較例は4秒以内の範囲で大きくばらつきを生じる。これは、亜鉛単体を電子放射性物質として用いた比較例が点滅に伴うスパッタリングによって電子放射性物質が消耗したためと考えられる。
【0104】
図5は、点滅0回における放電開始電圧のばらつきを示すグラフである。
【0105】
図6は、点滅6000回後における放電開始電圧のばらつきを示すグラフである。
【0106】
点滅0回においては、放電開始電圧は、150Vを中心として前後約10Vの範囲にばらつく程度であって、実施例の方が曲線がシャープであった。これに対して、点滅6000回後においては、実施例は155Vを中心として150Vから170Vまでの範囲で放電開始電圧がばらついた。これに対して、比較例は、170Vを中心として160Vから180Vまで放電開始電圧がばらついた。これは、電子放射性物質からのガス放出量が実施例のそれよりも多いために放電開始電圧の上昇が相対的に高いことに起因している。
【0107】
図7は、本発明のグロー放電ランプの第1の実施形態としてのグロースタータにおける点滅1000回後の亜鉛残量をバイメタルとそれ以外の個所との対比を比較例のそれとともに示すグラフである。図において、横軸は上記実施例と同様構成の実施例1および2と、上記比較例と同様構成の比較例1ないし3とのバイメタルを左側に、バイメタル以外を右側に、縦軸は亜鉛残量(相対値)を、それぞれ示す。
【0108】
図から理解できるように、実施例1および2は、比較例1ないし3より電子放射性物質がバイメタルに多く残留していて、したがって、バイメタル以外の個所の電子放射性物質が少ない。このことは、本発明によれば、電子放射性物質のスパッタリングによる飛散が亜鉛単体を電子放射性物質とした比較例よりも少ないことを示している。
【0109】
図8は、本発明のグロー放電ランプの第1の実施形態としてのグロースタータにおける実施例のバイメタル1個当たりのガス放出量を比較例のそれとともに示すグラフである。図において、横軸は本発明の実施例1、比較例1、2および参考例を、縦軸はガス放出全圧(Pa)を、それぞれ示す。なお、参考例は、電子放射性物質を支持していないバイメタルのみのガス放出量を分析した結果を示す。
【0110】
図から理解できるように、本発明によれば、亜鉛合金を電子放射性物質に用いることにより、亜鉛単体を電子放射性物質とした比較例よりもガス放出量が著しく少なくなり、電子放射性物質を支持していない参考例とほぼ同等である。
【0111】
放電容器1またはステム部1bに使用するガラスに、いずれも質量%で、MgOが2%を超え、かつ、NaOが10%以下であるガラスまたはAlが1.8%を超え、かつ、NaOが10%以下であるガラスを使用すると、点灯所要時間が一層短縮される。これは、ガラス中のMgOまたはAlからエキソ(Exo)電子が放出され、始動のための電子源として作用するためと考えられる。なお、NaOが10%を超えて含まれているものは、たとえMgOまたはAlから所定量混入されていても、点灯所要時間の短縮効果が減少した。これは、ガラス中にNaが多く混入することにより、ガラスの電気伝導度が増すことによると思われる。すなわち、MgOからエキソ(Exo)電子が放出されるためには、機械的刺激、電気的刺激などが必要であるが、Naがガラス中に多く含まれることにより、リーク電流が表面でなく、内部を通過してしまい、電気的刺激が与えられないためではないかと推察される。
【0112】
次に、上記組成を満足するガラスの一例を表1に示す。なお、このガラスは、鉛成分を実質的に含まないいわゆる鉛レスガラスであり、これをグロースタータのステム部1bに使用したところ、放電開始時間が一層短縮された。
【表1】

Figure 0003775596
【0113】
図9は、本発明の第1の実施形態において、異なる電流密度で亜鉛合金を電気めっきした電極について水素放出量を測定した結果を示すグラフである。図において、横軸は電流密度10A/dmおよび5A/dmのそれぞれ9個のサンプルを、縦軸は水素放出量(相対値)を、それぞれ示す。なお、亜鉛合金は、図1のバイメタル3bの表面に電気めっきしている。そして、各9本の電極を真空中にセットし、1000℃まで加熱してガスを放出させ、質量分析計で水素量を求めた。
【0114】
図から明らかなように、小さい電流密度で電気めっきした方が水素放出量が少ない。そうして、これらと同一仕様の電極を用いて点灯管を製造した結果、点滅6000回でも暗黒中における点灯遅延時間は所望の程度に短かった。
【0115】
また、以上説明した本発明の第1の実施形態における点灯管は、そのいずれも放電容器の内面にスパッタにより薄膜体が形成されていたので、放電容器を破壊して、内面に付着していた薄膜体を剥がして分析したところ、亜鉛合金を主体とするもので、亜鉛合金薄膜体を構成していることが判明した。そして、亜鉛合金薄膜体には水素が吸着していた。なお、亜鉛合金薄膜体は、一部が酸化していた。
【0116】
さらに、本発明の第1の実施形態における点灯管に封入されているネオンおよびキセノンを主体とする放電媒体中の水素量を分析した結果、水素は0.3〜2.8%であった。
【0117】
以下、図10ないし図15を参照して、本発明の他の実施形態について説明する。なお、各図において、図1および図2と同一部分については同一符号を付して説明は省略する。
【0118】
図10は、本発明のグロー放電ランプの第2の実施形態としてのグロースタータの電極マウントを示す拡大正面図である。
【0119】
本実施形態は、電子放射性物質4が固定電極2に支持されている点で異なる。また、フレアステムHSにはエキソ(Exo)電子放射性物質Exoが付着されている。このエキソ(Exo)電子放射性物質Exoは、Al、MgOおよびBeの粉末を結着剤を用いて塗布形成したものである。このようにエキソ(Exo)電子放射性物質Exoを用いることで、亜鉛合金から不純ガスが多く放出されるという不具合が万一発生したとしても、エキソ(Exo)電子放射性物質Exoが不足する初期電子を補うので、亜鉛合金による放電開始時間短縮効果が確実に維持されることが認められた。
【0120】
図11は、本発明のグロー放電ランプの第3の実施形態としてのグロースタータの電極マウントを示す拡大正面図である。
【0121】
本実施形態は、ゲッター材8を固定電極2に支持させている点で異なる。すなわち、ゲッター材8は、ZrAl合金の板片からなり、スポット溶接により固定電極2の基部近傍の外側に固定されている。このゲッター剤8は、主として電子放出物質4から寿命中に放出されるわずかなH2ガスを吸着する。
【0122】
図12は、本発明のグロー放電ランプの第4の実施形態としてのグロースタータを示す一部断面正面図である。
【0123】
図13は、同じく要部断面正面図である。本実施形態は、E形グロースタータである。
【0124】
ケース5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形成されているとともに、周側縁に複数の突条5aを形成している。そして、その内部に一対の電極2、3および電子放射性物質4を封装し、放電媒体を封入してなる放電容器1を収納する。なお、一対の電極2、3、電子放射性物質4および放電媒体は、第1の実施形態と同様の構成である。
【0125】
口金6は、E17形ねじ口金からなり、ケース6の開口端に装着し、かつ、ケース5の開口端に加締めて固着している。なお、図中6aは加締め痕で、加締め時に形成されたものである。
【0126】
図14は、本発明のグロー放電ランプの第5の実施形態としての表示用グロー放電ランプおけるワイヤバルブを示す正面図である。
【0127】
一対の電極2、2は、いずれも固定電極からなる。電子放射性物質4は、一対の電極2、2に支持されている。
【0128】
図15は、本発明のグロー放電ランプの第6の実施形態としての冷陰極蛍光ランプを示す一部切欠縦断面図である。
【0129】
本実施形態は、内面に蛍光体層9を配設した細長い放電容器1の長手方向の両端に冷陰極形の一対の電極2、2が封装され、電子放射性物質4は、一対の電極2、2に支持されている。
【0130】
図16は、本発明の照明器具の一実施形態としての蛍光灯ペンダントを示す一部断面正面図である。
【0131】
図において、11は照明器具本体、12、13はグロースタータである。照明器具本体11は、シャーシ11a、セード11b、蛍光ランプ11c、11d、ランプホルダー11e、常夜灯11f、安定器11g、切換スイッチ11h、ペンダントコード11i、コードホルダー11jおよび引掛けシーリングキャップ11kなどを備えている。シャーシ11aは、内部に安定器11g、切換スイッチ11hを収納し、側面周縁にランプホルダー11jを固定し、上面でセード1bを支持している。蛍光ランプ11c、11dは、ランプホルダー11eを介してシャーシ11aに支持されている。常夜灯11fは、シャーシ11aの下面から露出している。ペンダントコード11iは、シャーシ11aの上面からコードホルダー11jを介して導出されている。コードホルダー11jは、ペンダントコード11iの長さを直接可能にしている。引掛けシーリングキャップ11kは、ペンダントコード11iの先端に接続していて、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11を天井から垂下する。
【0132】
グロースタータ12、13は、シャーシ蛍光ランプ11aの内部に装着され、頭部をシャーシ11aから外部へ露出していて、蛍光ランプ11c、11dを個別に始動する。
【0133】
【発明の効果】
請求項1ないし9の各発明によれば、放電容器、一対の電極、放電媒体、および一対の電極の少なくとも一方に配設された亜鉛の含有率が50質量%以上の亜鉛合金を含む厚さ1.0〜20μmの範囲内で形成された電子放射性物質を具備していることにより、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、電子放射性物質のスパッタリングが本質的に改善され、しかも亜鉛合金からの不純ガスの放出量も少なくなって、長寿命のグロー放電ランプを提供することができる。さらに、Al またはMgOからなるエキソ(Exo)電子放射性物質Exoを用いることで、亜鉛合金から不純ガスが多く放出されるという不具合が万一発生したとしても、エキソ(Exo)電子放射性物質Exoが不足する初期電子を補うので、亜鉛合金による放電開始時間短縮効果を維持することができる。
【0134】
請求項2の発明によれば、加えて亜鉛合金が亜鉛−ニッケル合金であることにより、工業的規模で容易に入手し得て、しかも安価な電子放射性物質を備えたグロー放電ランプを提供することができる。
【0135】
請求項3の発明によれば、加えて亜鉛合金がニッケルを2〜15質量%含有している亜鉛−ニッケル合金であることにより、融点が高く、たとえば共析電気めっき法により電極上に直接膜状に形成することができて、電子放射性物質の配設が容易になるとともに、十分な電子放射性を有しているグロー放電ランプを提供することができる。
【0136】
請求項4の発明によれば、加えて亜鉛合金が、亜鉛と、コバルト、銅、ニッケル、スズおよびモリブデンのグループから選択された2種の金属とを主成分とする3元亜鉛合金からなることにより、2元亜鉛合金とほぼ同様な作用、効果を奏するグロー放電ランプを提供することができる。
【0137】
請求項5の発明によれば、加えて電子放射性物質が、亜鉛合金と、仕事関数が4eV以下で、かつ、融点が500℃以上の金属とを含んで構成されていることにより、亜鉛合金による前述の優れた作用、効果と所定条件の金属による電子放出の作用、効果とがともに得られるグロー放電ランプを提供することができる。
【0138】
請求項6の発明によれば、加えて電子放射性物質が下地層を介して電極に支持されていることにより、電極と電子放射性物質の干渉を抑制したグロー放電ランプを提供することができる。
【0139】
請求項7の発明によれば、加えて亜鉛合金が、電流密度1〜15A/dmにおける電気めっきにより形成されていることにより、働程中の水素のガス放出が少なくて放電遅れが生じにくいグロー放電ランプを提供することができる。
【0140】
請求項8の発明によれば、加えて亜鉛合金が電極に電気めっきにより配設されるとともに、水素吸蔵量が0.1〜50PPMの範囲内にある亜鉛−ニッケル合金であることにより、使用中に水素の放出を少なくすることができ、したがってグロースタータとして使用した場合であっても、放電開始電圧の不所望な上昇を抑制することが可能になるグロー放電ランプを提供することができる。
【0141】
請求項9の発明によれば、加えて透光性放電容器内に配設されたガス吸着を行なうゲッター材を具備していることにより、寿命中に電子放射性物質の亜鉛合金から透光性放電容器内に放出されるわずかな不純ガスを吸着して、これを良好に除去するので、寿命中の始動性低下を極めて良好に抑制する放電ランプを提供することができる。
【0142】
請求項10の発明によれば、加えて放電容器の内部に形成された亜鉛合金薄膜体を具備していることにより、亜鉛合金薄膜体の表面積が大きくなってガス吸着作用すなわちゲッター作用を呈するので、放電容器の内部をクリーンアップして、不所望な放電遅れや放電開始電圧の上昇が生じにくいグロー放電ランプを提供することができる。
【0143】
請求項11の発明によれば、加えて放電媒体が、水素を0.05〜5%含有していることにより、再動作電圧の低下傾向を相殺して常に再動作電圧を所要範囲内に収めるグロー放電ランプを提供することができる。
【0144】
請求項12の発明によれば、加えて一対の電極が少なくとも一方がバイメタルを備えた可動電極からなり、グロー放電による発生熱によりバイメタルが変位して一対の電極が互いに接触し得る構成であるとともに、電子放射性物質が可動電極のバイメタルに支持されていることにより、所要量の電子放射性物質を備えたグロースタータに好適なグロー放電ランプを提供することができる。
【0145】
請求項13の発明によれば、加えて一対の電極の一方がバイメタルを備えた可動電極、他方が固定電極からなり、グロー放電の発生熱によりバイメタルが変位して一対の電極が互いに接触し得る構成であるとともに、電子放射性物質が固定電極に直接支持されていることにより、製造が容易で、しかもコストを抑えることが可能なグロー放電ランプを提供することができる。
【0146】
請求項14の発明によれば、照明器具本体と、照明器具本体に配設された請求項1ないし12のいずれか一記載のグロー放電ランプとを具備していることもより、請求項1ないし13の効果を有する照明器具を提供することができる。
【0147】
請求項15の発明によれば、放電容器内に封装される部分に亜鉛の含有率が50質量%以上の亜鉛合金を含む厚さ1.0〜20μmの範囲内で形成された電子放射性物質が配設されていることにより、これを周知の放電容器に放電媒体とともに封装すれば、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、電子放射性物質のスパッタリングが本質的に改善され、しかも亜鉛合金からの不純ガスの放出量も少なくなって、長寿命のグロー放電ランプを得ることができる。さらに、下地層によって電極の構成材料と電子放射性物質との干渉を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のグロー放電ランプの第1の実施形態としてのグロースタータを示す正面図
【図2】同じく電極マウントを示す拡大正面図
【図3】点滅0回における放電開始時間のばらつきを示すグラフ
【図4】点滅6000回後における放電開始時間のばらつきを示すグラフ
【図5】点滅0回における放電開始電圧のばらつきを示すグラフ
【図6】点滅6000回後における放電開始電圧のばらつきを示すグラフ
【図7】本発明のグロー放電ランプの第1の実施形態としてのグロースタータにおける点滅1000回後の亜鉛残量をバイメタルとそれ以外の個所との対比を比較例のそれとともに示すグラフ
【図8】本発明のグロー放電ランプの第1の実施形態としてのグロースタータにおける実施例のバイメタル1個当たりのガス放出量を比較例のそれとともに示すグラフ
【図9】本発明の第1の実施形態において、異なる電流密度で亜鉛合金を電気めっきし
た電極について水素放出量を測定した結果を示すグラフ
【図10】本発明のグロー放電ランプの第2の実施形態としてのグロースタータの電極マウントを示す拡大正面図
【図11】本発明のグロー放電ランプの第3の実施形態としてのグロースタータの電極マウントを示す拡大正面図
【図12】本発明のグロー放電ランプの第4の実施形態としてのグロースタータを示す一部断面正面図
【図13】同じく要部断面正面図
【図14】本発明のグロー放電ランプの第5の実施形態としての表示用グロー放電ランプおけるワイヤバルブを示す正面図
【図15】本発明のグロー放電ランプの第6の実施形態としての冷陰極蛍光ランプを示す一部切欠縦断面図
【図16】本発明の照明器具の一実施形態としての蛍光灯ペンダントを示す一部断面正面図
【符号の説明】
1・・・放電容器、1a・・・ガラスバルブ、1b・・・ステム部、1c・・・排気チップオフ部、1d・・・放電空間、2・・・固定電極、3・・・可動電極、3a・・・棒状金属、3b・・・バイメタル、4・・・電子放射性物質、5・・・ケース、5b・・・ローレット部、6・・・口金、6b・・・絶縁基板、6c・・・口金ピン、6c1・・・係止突部、6c2・・・接続部、7・・・雑音防止コンデンサ、7a・・・リード線、EM・・・電極マウント、HS・・・フレアステム、OL1・・・外部導入線、OL2・・・外部導入線。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a glow discharge lamp suitable as a glow starter for starting a fluorescent lamp or the like, a lighting fixture using the same, and an electrode for a glow discharge lamp.
[0002]
[Prior art]
Glow discharge lamps are conventionally used frequently as glow starters and display lamps for starting discharge lamps such as fluorescent lamps.
[0003]
However, a glow discharge lamp such as a glow starter tends to require a longer lighting time in a dark place and needs to be improved. In the case of a glow starter, the lighting required time is the sum of a discharge delay time, a glow discharge duration, a closing time, and a pulse generation time. The reason why the required lighting time is long in a dark place is that the discharge delay time becomes long because the supply of initial electrons is insufficient.
[0004]
Therefore, conventionally, the discharge delay time is improved by means using the radioisotope shown below.
[0005]
147A trace amount of a radioisotope such as Pm is applied in the vicinity of the electrode, or is coated electrochemically, and a metal such as Ni is plated (Prior Art 1).
[0006]
85Kr,3Gaseous radioactive isotopes such as H are sealed in the discharge vessel as an ionized filling gas (prior art 2).
[0007]
Both of the prior arts 1 and 2 can always ionize the filling gas in the discharge vessel with the radioisotope, so that the discharge is started quickly at the time of lighting, so the effect of improving the discharge delay time is It is remarkable. However, when using a radioactive substance, even if it is a trace amount, there exists a problem that the facilities which satisfy | fill radiation safety standards on manufacture and handling, and the strict management for safe handling are required.
[0008]
On the other hand, a means not using a radioisotope has been sought, and Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-255724 uses a phosphor exhibiting long afterglow to cause afterglow on the electrode surface in a dark place. There has been disclosed a technique for improving discharge delay time by supplying initial electrons through photoelectron emission upon incidence (Prior Art 3).
[0009]
Since the prior art 3 does not use a radioactive substance, it is effective for the above-described problem. However, although it is a phosphor exhibiting long afterglow, there is a limit to the period during which a required amount of remaining light can be maintained. The above document states that the limit is 60 hours (2.5 days) to 90 hours (3.75 days) after exposure to light of 100 lx with a FL15 type fluorescent lamp for 30 minutes. In addition, since the phosphor exhibiting long afterglow needs to be provided at a site where external light reaches, there is a restriction that it cannot be used for a glow starter having a light shielding case.
[0010]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 54-64873 discloses a technique for shortening the starting time in a dark place by coating an electrode with zinc by electroplating or the like (prior art 4).
[0011]
In the prior art 4, a surface layer of zinc is sputtered by glow discharge, thereby forming a clean and fairly active surface. Further, the scattered zinc atoms adsorb the impurity gas in the gas and adhere to the inner wall of the glass tube, thereby purifying the gas and suppressing the release of the impurity gas from the glass tube. It is described that these make it easier to emit initial electrons from the electrode surface.
[0012]
Thus, according to the prior art 4, the problems of the prior arts 1 to 3 are solved.
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
However, according to the research of the present inventor, in the prior art 4, when the bimetal or the fixed electrode is coated with zinc, the zinc is scattered due to glow discharge or sputtering accompanying high-pressure pulse discharge, and the wear becomes severe. If the number of blinks is less than the number of times the electrode disappears, the desired lighting time characteristics may not be maintained. On the other hand, although it can be improved by increasing the film thickness of zinc to be within a predetermined range, it is not an essential solution because of possible trouble factors such as difficulty in manufacturing and fluctuations in electrical characteristics.
[0014]
The present invention essentially improves the sputtering of the electron-emitting material, and shortens the time required for lighting to improve the starting characteristics under dark conditions, a lighting apparatus using the same, and an electrode for the glow discharge lamp The purpose is to provide.
[0015]
Another object of the present invention is to provide a glow starter that shortens the time required for lighting and has improved starting characteristics under dark conditions, a lighting fixture using the glow starter, and an electrode for a glow discharge lamp.
[0016]
Furthermore, the present invention additionally provides a glow starter which removes residual impurity gas and suppresses an undesirable increase in discharge delay and discharge start voltage, a lighting fixture using the same, and an electrode for a glow discharge lamp. Objective.
[0017]
[Means for achieving the object]
  The glow discharge lamp of the present invention includes a discharge vessel, a pair of electrodes sealed in the discharge vessel, a discharge medium mainly composed of a rare gas sealed in the discharge vessel, and at least one of the pair of electrodes. An electron-emitting material made of a zinc alloy with a zinc content of 50% by mass or more formed in a thickness range of 1.0 to 20 μm; and disposed in a discharge vesselAl 2 O 3 Or MgOAnd an exo-electron emitting material.
[0018]
In the present invention and each of the following inventions, the definitions and technical meanings of terms are as follows unless otherwise specified. As described above, the glow discharge lamp of the present invention includes the discharge vessel, the pair of electrodes, the discharge medium, and the electron-emitting material as components, and performs glow discharge such as a display glow lamp, a cold cathode fluorescent lamp, and a glow starter. Includes discharge lamps that occur and operate. Hereinafter, each component will be described.
[0019]
The discharge vessel is formed of a material having airtightness, workability and preferably heat resistance, such as glass, and has a discharge space therein. Among glass materials, soft glass is superior in terms of workability and cost.
[0020]
For the pair of electrodes, so-called cold cathodes that do not include a thermionic emission material can be used. In the case of a glow discharge lamp for display, a pair of electrodes is used as a pair. On the other hand, in the case of a glow starter, at least one of them consists of a movable electrode provided with a bimetal. That is, either of a mode in which one of the pair of electrodes is a movable electrode and the other is a fixed electrode and a mode in which both electrodes are movable electrodes may be used. In any discharge lamp, the pair of electrodes is sealed in a discharge vessel.
[0021]
Next, as a bimetal suitable as a glow starter, for example, a thin plate made of an Fe—Ni alloy, and a Ni—Cr—Fe alloy, a Ni—Mn—Fe alloy, a Mn—Cu—Ni alloy, or a Cr—Cu—Ni alloy are used. It is possible to use a thin plate that is formed by bonding directly or indirectly with a third thin plate having an intermediate thermal expansion coefficient by welding or the like. The pair of electrodes come into contact with each other when the temperature of the movable electrode reaches 50 ° C. to 150 ° C. due to the heat generated by glow discharge generated between the electrodes. Since the electrodes are short-circuited by the contact, when the glow discharge is stopped, the temperature of the movable electrode is lowered and the pair of electrodes are separated again.
[0022]
In the case of a glow starter, the pair of electrodes is set so that the distance between the electrodes is about 0.1 to 2 mm so that the duration of glow discharge is as short as possible.
[0023]
Furthermore, in order to seal the pair of electrodes at a predetermined position in the discharge vessel while maintaining a predetermined distance between the electrodes, a mount assembled in advance at a predetermined distance between the electrodes using a stem can be used. As the stem, a flare stem, a bead stem or the like can be used as appropriate. In addition, in order to suppress the occurrence of creeping discharge on the stem surface between the electrodes and the reduction of the pulse voltage, the surface of the part can be covered with an insulating material.
[0024]
The discharge medium is mainly composed of a rare gas and is enclosed in a discharge vessel. As the rare gas, argon is generally used. However, hydrogen or an organic gas can be mixed with argon for the purpose of increasing the glow discharge current or suppressing the decrease of the re-operation voltage during the lifetime. Alternatively, instead of argon, a mixed gas using the penning effect of neon or neon / argon can be used. Further, a mixed gas of one or both of neon and argon, and krypton and / or xenon can be used.
[0025]
The electron-emitting material is also called an electrode activator, but in the present invention, it contains at least a zinc alloy. And it arrange | positions so that a part or almost whole of at least one surface of a pair of electrode may be coat | covered. In the zinc alloy, the kind of metal forming the alloy with zinc is not limited. For example, selected from the group of Ag, Al, Au, Ba, Be, Ce, Co, Ca, Cr, Cu, Fe, Ge, La, Mn, Mo, Ni, Pd, Pt, Te, Ti, W and Zr Alternatively, a zinc alloy having one or more kinds as the other component can be used. However, among the above groups, when Ni is a component, the effect is the best, and a zinc alloy can be obtained easily and inexpensively. Co, Fe, Cu, Al, Mn, Cr and Mo are also relatively easy to obtain.
[0026]
On the other hand, the zinc alloy preferably has a melting point of 450 ° C. or higher in order to improve the sputtering resistance. However, in order to facilitate the manufacturing process of the zinc alloy, the melting point is preferably in the range of 550 to 830 ° C. In order to obtain predetermined electron emission characteristics, the zinc content is preferably 50% by mass or more, and more preferably in the range of 65 to 98% by mass.
[0027]
Next, in order to arrange the zinc alloy on the electrode, preferably in the form of a film, means such as electroplating, hot dipping, vacuum deposition, CVD or ion plating can be used. This also makes it possible to form a zinc alloy film that is easy to control to a desired film thickness, is dense, and contains little impurities. However, electroplating is the most economical. In the case of electroplating, a zinc alloy film is directly formed on the electrode of the glow discharge lamp by eutectoid electroplating using an alloy-forming metal such as zinc and nickel as one of the electrodes and the electrode of the glow discharge lamp as the other electrode. be able to. Also, first electroplating an alloy-forming metal such as nickel and then plating zinc, or first plating zinc and then plating an alloy-forming metal such as nickel and then heat treating the zinc A two-step plating method for forming an alloy film can also be used.
[0028]
In addition to the zinc alloy, addition of other electron-emitting substances is permitted as the electron-emitting substance. According to the study of the present inventor, since the carbon nanotube has electron emissivity, it can be added to the zinc alloy as an electron emissive substance in the present invention. However, carbon nanotubes can be used alone.
[0029]
Although not an essential element of the present invention, the following configurations can be selectively added as desired.
[0030]
If impure gas is released into the discharge vessel during the lifetime of the glow discharge lamp, the startability is reduced. Therefore, a performance getter can be disposed inside the discharge vessel as a getter material for gas adsorption.
[0031]
The case is a means for surrounding the discharge vessel to mechanically protect the glow starter. The case can be formed using a material having a required mechanical strength such as metal, synthetic resin, or ceramics. Furthermore, in order to make it easy to pick and attach the glow starter to the socket, the case can be provided with an operation assisting part such as a non-slip ridge so as to be easily picked.
[0032]
As the base, a screw base such as E17 type or a pin base such as P21 type can be used according to the rating of the compatible fluorescent lamp.
[0033]
In the present invention, the zinc component of the electron emissive substance made of a zinc alloy is activated and becomes easy to emit electrons. The initial electron emission performance of the zinc alloy is almost the same as that of zinc. For this reason, the starting characteristic of the glow discharge lamp under dark conditions can be improved.
[0034]
  Further, since the electron-emitting substance is a zinc alloy, the melting point of the electron-emitting substance is increased, so that sputtering is significantly reduced, and the consumption of the electron-emitting substance formed within a thickness range of 1.0 to 20 μm. As a result, the problem of deterioration of the characteristics is essentially improved. Therefore, a zinc alloy having a melting point higher than that of zinc is selectively used. Furthermore, it has been found that the amount of impure gas released from the zinc alloy is smaller than that in the case where a coating of zinc alone is used as the electron-emitting material. This is considered to be due to the reduction of impure gas mixed during plating production. Therefore, the electron emission action by the zinc alloy is continued well throughout the life, and the startability is not lowered by the impure gas discharge, so that the glow discharge lamp has a long life. further,Al 2 O 3 Or MgOBy using the exo-electron emissive material Exo, even if a defect that a lot of impure gas is released from the zinc alloy should occur, the exo-electron emissive material Exo compensates for the initial electrons that are insufficient. The effect of shortening the discharge start time by the zinc alloy is reliably maintained.
[0035]
A glow discharge lamp according to a second aspect of the present invention is the glow discharge lamp according to the first aspect, wherein the electron-emitting material is a zinc-nickel alloy.
[0036]
The present invention defines a preferred configuration example of the zinc alloy. That is, in the case of a zinc alloy having Ni as the other component, NiZn having a melting point of 881 ° C. is obtained by containing about 25 mass% of Ni.3NiZn having a melting point of about 870 ° C. by containing about 19% by mass of Ni21Furthermore, NiZn having a melting point of about 790 ° C. by containing about 11% by mass of Ni8Both form stable intermetallic compounds. Thus, various forms can be applied to the zinc-nickel alloy without departing from the spirit of the present invention. For example, a solid solution form is also allowed.
[0037]
Thus, according to the present invention, it is possible to provide a glow discharge lamp that is easily available on an industrial scale and that includes an inexpensive electron-emitting material.
[0038]
In addition, when the electron radioactive material is formed by the eutectoid electroplating method, since the zinc alloy has a high melting point, the amount of hydrogen generated during plating is reduced, the impurity gas concentration in the electron radioactive material is reduced, and the plating process The current efficiency at is increased.
[0039]
The glow discharge lamp of the invention of claim 3 is the glow discharge lamp of claim 2, wherein the zinc-nickel alloy contains 2 to 15% by mass of nickel.
[0040]
The present invention defines a preferred composition range of the zinc-nickel alloy. That is, if the composition of nickel is in the above range, a zinc alloy having a melting point of about 550 to 830 ° C. can be obtained. As is apparent from the fact that the melting point of zinc alone is 419.4 ° C., the zinc alloy of the present invention has a sufficiently high melting point. For this reason, sputtering resistance improves. However, if Ni is less than 2% by mass, the melting point is too low. On the other hand, when Ni exceeds 15 mass%, the melting point tends to be saturated.
[0041]
In addition, the zinc alloy can be directly formed into a film shape on the electrode by the eutectoid electroplating method, and therefore, the electron-emitting substance can be easily disposed. However, the present invention may form a zinc-nickel alloy by, for example, a hot dipping method, and is not limited to forming an electron-emitting material by a eutectoid electroplating method.
[0042]
Furthermore, since the electron-emitting substance made of the above zinc alloy contains a large amount of zinc, it has a sufficient electron-emitting property.
[0043]
The glow discharge lamp of the invention of claim 4 is the glow discharge lamp of claim 1, wherein the zinc alloy is mainly composed of zinc and two kinds of metals selected from the group of cobalt, copper, nickel, tin and molybdenum. It is characterized by comprising a ternary zinc alloy as a component.
[0044]
The present invention defines a configuration in which the electron-emitting material is made of a ternary zinc alloy. As the ternary zinc alloy, for example, Zn-Co-Mo, Zn-Co-Cr, Zn-Ni-Co, or the like can be used. In Zn-Co-Mo, Co is 1 to 3%, Mo is 0.1 to 0.5%, and the balance is Zn. In Zn—Co—Cr, Co: 0.1 to 0.5% (for example, 0.3%), Cr: 0.01 to 0.1% (for example, 0.05%), and the balance Zn. In Zn-Ni-Co, Ni is 15 to 20% (for example, 17%), Co is 0.1 to 0.5% (for example, 0.3%), and the balance is Zn. In addition, all the said% is mass%. Moreover, these ternary zinc alloys can be formed by eutectoid electroplating, for example.
[0045]
And in this invention, there exists an effect | action and effect substantially the same as a binary zinc alloy because a zinc alloy consists of a ternary zinc alloy.
[0046]
A glow discharge lamp according to a fifth aspect of the present invention is the glow discharge lamp according to the first aspect, wherein the electron-emitting material is a zinc-nickel alloy and a metal having a work function of 4 eV or less and a melting point of 500 ° C. or higher. It is characterized by comprising.
[0047]
The present invention defines a discharge lamp comprising an electron-emitting material composed of a zinc-nickel alloy and another metal (including an alloy) that satisfies the above predetermined conditions. The other metal that satisfies the predetermined condition is one or more selected from the group consisting of Mg, Ca, Sr, Ba, Sc, Y, La, Zr, Hf, Th, and Ce. Note that “comprising a metal having a work function of 4 eV or less and a melting point of 500 ° C. or higher” means that a part or all of these metals and a component of a zinc-nickel alloy further form an alloy. It means that the state which forms is included. Further, when La is selected, a compound with B may also be used.
[0048]
Further, the ratio of the zinc-nickel alloy to the other metal satisfying the predetermined condition is arbitrary. Therefore, if necessary, the latter may be the main component and the former may be the subcomponent, or vice versa.
[0049]
Thus, in the present invention, since the zinc-nickel alloy is contained in a part of the electron-emitting material, the above-described excellent action and effect by the zinc-nickel alloy and the action and effect by the metal under predetermined conditions Can be obtained together.
[0050]
A glow discharge lamp according to a sixth aspect of the present invention is the glow discharge lamp according to any one of the first to fifth aspects, wherein the electron-emitting material is supported on the electrode through an underlayer.
[0051]
The underlayer can act so as to suppress interference between the constituent material of the electrode and the electron-emitting substance.
[0052]
In the present invention, the electrode may be either movable or fixed, but in the case of a movable electrode using a bimetal composed of an Fe—Ni alloy and an Mn—Cu—Ni alloy, It is considered that the bimetal deteriorates due to this reaction, and since this deterioration is suppressed, it is particularly effective. This deterioration of the bimetal occurs particularly when a zinc alloy is formed by electroplating. However, the bimetal may not be as described above, and may be composed of a Fe—Ni alloy and a Ni—Mn—Fe alloy, a Ni—Cr—Fe alloy, or a Cr—Cu—Ni alloy.
[0053]
A glow discharge lamp according to claim 7 is the glow discharge lamp according to any one of claims 1 to 6, wherein the zinc alloy has a current density of 1 to 15 A / dm.2It is characterized by being formed by electroplating in (square decimeter).
[0054]
The present invention defines a glow discharge lamp constructed using a zinc alloy with reduced outgassing of hydrogen. In a glow discharge lamp with a small internal volume of the discharge vessel such as a lighting tube, the influence of the occluded gas released from the sealing member such as the electrode on the lamp characteristics of the glow discharge lamp is relatively large. Should be reduced as much as possible.
[0055]
On the other hand, it can be understood from the preceding claims that zinc alloys are particularly suitable as electron-emitting materials. Moreover, it is effective to arrange the zinc alloy on the electrode by depositing the zinc alloy on the electrode by electroplating.
[0056]
However, even when a zinc alloy is produced by electroplating, it has been found that the current density during plating greatly affects the gas release performance of hydrogen. That is, a glow discharge lamp in which an electrode formed by electroplating a zinc alloy with a large current density is sealed has a discharge delay after initial flashing. If the current density at the time of electroplating is large, the plating speed increases, but the structure of the formed zinc alloy becomes rough and the amount of occluded hydrogen increases. When the glow discharge lamp operates, it is considered that the discharge start voltage increases and a discharge delay occurs because the amount of stored hydrogen released is large.
[0057]
Therefore, the present inventor has made the present invention as a result of examination based on the above consideration. That is, the zinc alloy formed by performing electroplating within the above current density range has a dense structure and a reduced amount of occluded hydrogen. Thus, a glow discharge lamp manufactured by incorporating an electrode in which a zinc alloy having a small amount of occluded hydrogen is disposed can reduce the outgassing of hydrogen during operation to a practically acceptable range. Moreover, if it is in said range, the precipitation efficiency of a zinc alloy is also comparatively high and can endure industrial production. Preferably, 1-10 A / dm2And optimally 5 A / dm2It is the range before and after.
[0058]
In contrast, the current density during electroplating is 15 A / dm.2Beyond, the production efficiency of electroplating is increased. However, the structure of the zinc alloy becomes too coarse, and the hydrogen gas emission becomes significant. In a glow discharge lamp with a small discharge vessel volume such as a lighting tube, the hydrogen gas emission deviates from the allowable range. End up. Conversely, the current density is 1 A / dm2If it is less than this, the production efficiency will be too low and it will not be practical.
[0059]
Thus, in the present invention, it is possible to obtain a glow discharge lamp in which the discharge of hydrogen during operation is small and the discharge delay is unlikely to occur.
[0060]
The glow discharge lamp according to claim 8 is the glow discharge lamp according to any one of claims 1 to 7, wherein the zinc alloy is disposed on the electrode by electroplating and has a hydrogen storage amount of 0.1 to 0.1. It is characterized by being a zinc-nickel alloy in the range of 50 PPM.
[0061]
It has been found that when the zinc alloy is a zinc-nickel alloy, the amount of hydrogen stored during the electroplating process can be reduced. This is because the plating efficiency is high as a characteristic of nickel. On the other hand, in the case of electroplating zinc alone, since the plating efficiency is low, the hydrogen storage amount may be about 100 PPM.
[0062]
By the way, in a glow discharge lamp such as a glow starter, there is a problem that the discharge start voltage increases when the amount of released hydrogen is large. However, it has been found that if the amount of hydrogen occluded in the electroplated electrode portion is suppressed to 50 PPM or less, there is no practical problem. In addition, since it is difficult to manufacture the hydrogen storage amount below 0.1 PPM, the range of the hydrogen storage amount is defined as 0.1 to 50 PPM in the present invention. However, the preferred range is in the range of 1.0 to 10 PPM.
[0063]
Thus, in the present invention, the above configuration makes it possible to reduce the release of hydrogen during use of the glow discharge lamp. Therefore, even when used as a glow starter, the discharge start voltage is undesirable. It is possible to suppress an increase.
[0064]
A glow discharge lamp according to a ninth aspect of the present invention is the glow discharge lamp according to any one of the first to eighth aspects, further comprising a getter material for adsorbing gas disposed in the translucent discharge vessel. It is characterized by.
[0065]
The following configurations can be used as the getter material. That is, Ba or an alloy thereof, or Zr, Al or an alloy thereof can be disposed inside the translucent discharge vessel. As an alloy of Ba, for example, BaAl4Can be used. Further, BaN is used as a Ba compound.6(Barium azide) can also be used. And after encapsulation BaAl4Or BaN6When Flushing is performed, the getter action is performed as Ba alone. As an alloy of Zr and Al, for example, ZrAl can be used. Furthermore, BaO as a hydrogen getter2(Barium peroxide) can also be used.
[0066]
Further, the getter material can be shaped into a ring shape or a plate shape and fixed to the electrode, or can be powdered and attached to a stem or a translucent discharge vessel in a film shape.
[0067]
Thus, by using a zinc alloy as the electron-emitting material, the sputtering of zinc is remarkably reduced as described above. For example, when the zinc alloy is attached to the electrode by electroplating, H2And H2O impure gas is occluded. In addition, impure gas may be released from the zinc alloy during the life, and the startability may be somewhat adversely affected. On the other hand, in the present invention, the getter material described above is sealed in the translucent discharge vessel, so that a small amount of the electron-emitting substance zinc alloy is released into the translucent discharge vessel during the lifetime. Impure gas can be adsorbed and removed satisfactorily. Further, the getter material is H released from the wall surface of a member such as a translucent discharge vessel.2Adsorption is also performed against impure gases such as O. For this reason, the startability fall during the lifetime of a discharge lamp can be suppressed very favorably.
[0068]
A glow discharge lamp according to a tenth aspect of the present invention is the glow discharge lamp according to any one of the first to ninth aspects, further comprising a zinc alloy thin film formed inside a discharge vessel.
[0069]
The present invention defines a configuration suitable as a getter material that performs gas adsorption. That is, it was found that the zinc alloy thin film formed inside the discharge vessel has a getter action.
[0070]
Since the zinc alloy thin film is made of the same material as that of the electron-emitting substance zinc alloy, the glow discharge lamp is manufactured without forming the zinc alloy thin film, for example, in order to form it inside the discharge vessel. Then, by flashing the glow discharge lamp during aging or the like, a part of the zinc alloy as the electron-emitting material disposed on the electrode may be sputtered into the discharge vessel. However, if necessary, the electrode mount may be sealed in the discharge vessel after the zinc alloy thin film is formed on the inner surface of the discharge vessel in advance before the electrode is sealed.
[0071]
Further, the zinc alloy thin film body can be formed on both or either one of the inner surface of the discharge vessel and the surface of the stem. Furthermore, the zinc alloy thin film body is allowed to partially or entirely form an oxide.
[0072]
Thus, in the present invention, when the zinc alloy thin film is formed inside the discharge vessel, the surface area becomes large and exhibits a gas adsorbing action, that is, a getter action. It is possible to clean up the inside of the discharge vessel by adsorbing residual impurity gas such as. For this reason, undesired discharge delay and discharge start voltage increase are less likely to occur.
[0073]
A glow discharge lamp according to an eleventh aspect of the present invention is the glow discharge lamp according to any one of the first to tenth aspects, wherein the discharge medium contains 0.05 to 10% of hydrogen.
[0074]
The present invention defines a configuration in which the amount of hydrogen contained in the discharge medium is set within a predetermined range so that the characteristics of the glow discharge lamp are within a desired value range. That is, if hydrogen is contained in the discharge medium, a discharge delay occurs or the discharge start voltage increases, so that it is generally attempted to remove hydrogen. However, it has been found that an increase in the discharge start voltage accompanying the inclusion of hydrogen can be an improvement measure if the reactivation voltage is too low. For example, when the discharge medium has a configuration in which xenon is mixed with neon, the re-operation voltage tends to decrease during the operation, and there is a risk of deviating from the standard value in an extreme case.
[0075]
In the present invention, by defining the hydrogen content as described above in terms of partial pressure, it is possible to offset the decrease in the reactivation voltage and always keep the reactivation voltage within the required range. A suitable range for the hydrogen content in the discharge medium is 0.05 to 5%. Note that the content of hydrogen in the discharge medium is determined by analyzing the discharge medium using a mass spectrometer. Also, the hydrogen released from the zinc alloy or the like during the operation is adsorbed by the getter when the getter is disposed inside the discharge vessel, but the hydrogen occluded in the electron radioactive material of the zinc alloy is absorbed. By gradually releasing, the decrease can be compensated. In this case, 0.1 to 50 PPM (0.1 to 50 μg per 1 g of electrode) is appropriate for the amount of hydrogen stored in the electrode formed with the zinc alloy before being sealed in the discharge vessel.
[0076]
A glow discharge lamp according to a twelfth aspect of the present invention is the glow discharge lamp according to any one of the first to eleventh aspects, wherein at least one of the pair of electrodes is a movable electrode provided with a bimetal, and is generated by heat generated by the glow discharge. The bimetal is displaced so that the pair of electrodes can come into contact with each other; the electron-emitting material is supported by the bimetal of the movable electrode.
[0077]
The present invention defines a configuration as a glow starter. Note that the bimetal can be provided on one or both of the pair of electrodes. When both are provided with a bimetal, the electron-emitting material can be supported on one or both of the bimetals. Further, the electron-emitting material may be supported by wells (for example, the rod-shaped metal 3a in FIG. 2) supporting the bimetal in addition to the bimetal. Further, if a predetermined electron emission characteristic can be obtained, the electron-emitting substance may be attached only to the wells supporting the bimetal without being supported by the bimetal.
[0078]
Thus, in the present invention, a required amount of the electron-emitting substance can be easily supported by supporting the electron-emitting substance on the bimetal.
[0079]
A glow discharge lamp according to a thirteenth aspect of the present invention is the glow discharge lamp according to any one of the first to eleventh aspects, wherein at least one of the pair of electrodes is a movable electrode having a bimetal, and the other is a fixed electrode. The bimetal is displaced by the heat generated by the discharge and the pair of electrodes can come into contact with each other; the electron-emitting material is directly supported by the fixed electrode.
[0080]
The present invention differs from the invention of claim 12 in that the electron-emitting material is directly supported by the fixed electrode. That is, since the fixed electrode has few restrictions on the material to be used, it is possible to select a metal that does not easily react with the zinc alloy. This eliminates the need for a base layer, which makes it easy to manufacture and keeps costs low. In addition, the fixed electrode has few restrictions on the shape and is not deformed, so that it is easy to support the electron-emitting material.
[0081]
A lighting fixture according to a fourteenth aspect of the present invention includes a lighting fixture main body; and the glow discharge lamp according to any one of the first to thirteenth aspects disposed in the lighting fixture main body.
[0082]
In the present invention, the “luminaire main body” refers to the remaining part of the luminaire excluding the glow discharge lamp. Therefore, the discharge lamp and the discharge lamp lighting device may be included in the luminaire main body, or one or both of them may not be included in the luminaire main body. The use and structure of the lighting fixture are not limited. When the glow discharge lamp is a glow starter, for example, a fluorescent lamp is disposed in the lighting fixture body, and the fluorescent lamp is started and lit by the glow starter. When the glow discharge lamp is a display glow discharge lamp, it itself becomes a light source.
[0083]
  In the glow discharge lamp electrode according to the fifteenth aspect of the present invention, an electron-emitting material containing a zinc alloy having a zinc content of 50% by mass or more in a portion sealed in the discharge vessel.Formed within a thickness range of 1.0 to 20 μm through the underlayerIt is characterized by being.
[0084]
The present invention defines an effective configuration as an electrode sealed in a glow discharge lamp.
[0085]
  Then, if the electrode for the glow discharge lamp of the present invention is sealed in a well-known discharge vessel together with the discharge medium, the lighting required time is shortened to improve the starting characteristics under dark conditions,Formed within a thickness range of 1.0 to 20 μmSputtering of the electron-emitting material is substantially improved, and the amount of impurity gas released from the zinc alloy is reduced, so that a long-life glow discharge lamp can be obtained.Furthermore, interference between the constituent material of the electrode and the electron-emitting substance is suppressed by the underlayer.
[0086]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0087]
FIG. 1 is a front view showing a glow starter as a first embodiment of a glow discharge lamp of the present invention.
[0088]
FIG. 2 is an enlarged front view of the electrode mount.
[0089]
In each figure, 1 is a discharge vessel, 2 is a fixed electrode, 3 is a movable electrode, 4 is an electron radioactive material, 5 is a case, 6 is a base, and 7 is a noise prevention capacitor. This embodiment is a P-type glow starter. That is, when the glow starter is P-type, the noise prevention capacitor 7 is built in the case 5 and the base 6 is a P21-type pin base.
[0090]
The discharge vessel 1 is made of soft glass and includes a glass bulb 1a, a stem portion 1b, and an exhaust tip-off portion 1c, and a discharge space 1d is formed therein. Although not shown, the glass bulb 1a is integrally formed with an open end at one end and a relatively narrow exhaust pipe at the other end in advance. The stem portion 1b is integrated with the glass bulb 1a by sealing a later-described flare stem HS to the opening end of the glass bulb 1a. The exhaust tip off portion 1c is formed when the exhaust pipe formed at the other end of the glass bulb is tip off.
[0091]
Inside the discharge vessel 1, a neon-xenon mixed gas is sealed as a discharge medium.
[0092]
As shown in FIG. 2, the fixed electrode 2 and the movable electrode 3 are assembled in advance as an electrode mount EM, and are hermetically supported at a predetermined position in the discharge vessel 1 by sealing the electrode mount EM to the opening end of the glass bulb 1a. Has been. That is, the electrode mount EM is configured by assembling the flare stem HS, the fixed electrode 2, the movable electrode 3, the external lead wires OL1 and OL2, and the electron radioactive substance 4 in a predetermined positional relationship. Then, the discharge vessel 1 is formed by sealing the flare portion of the flare stem HS to the opening end of the glass bulb 1 a, and the fixed electrode 2 and the movable electrode 3 are sealed in the discharge vessel 1.
[0093]
The fixed electrode 2 is made of a rod-shaped metal, and the base end is sealed to the flare stem HS and connected to the external lead-in line OL1.
[0094]
The movable electrode 3 is composed of a rod-shaped metal 3a and a bimetal 3b. The rod-shaped metal 3a is longer than the fixed electrode 2, and its base end is sealed at a position facing the fixed electrode 2 of the flare stem HS, and is connected to the external lead-in line OL2. In addition, the bimetal 3b is bent into a square shape, and the upper end in FIG. 1 is welded to the upper portion of the bar-shaped metal 3a, and the lower end is in contact with and locked to the bar-shaped metal 3a in the cooled state. ing.
[0095]
The electron-emitting material 4 is made of a zinc-nickel alloy composed of 90% by mass of zinc and 10% by mass of nickel, and is formed on the surface of the bimetal 3b within a thickness range of 1.0 to 20 μm.
[0096]
The case 5 is formed into a bottomed cylindrical shape by molding an appropriate amount of light-shielding urea resin or titanium oxide fine particles to form a moderately light-diffusing polycarbonate resin, and the base 6 is engaged with the opening end. And are fixed by an adhesive. Moreover, the knurling part 5b for picking is provided in the head periphery.
[0097]
The base 6 includes an insulating substrate 6b and a pair of base pins 6c and 6c. The insulating substrate 6b closes the opening end of the case 5. The pair of cap pins 6c, 6c are fixed to the insulating substrate 6b so as to be spaced apart from each other, and an engaging projection 6c1 protruding to the outside of the case 5 and a connection portion 6c2 protruding to the inside of the case 5 are integrated. Prepared.
[0098]
The noise prevention capacitor 7 is connected to the connection portion 6c1 of the pair of pins 6c and 6c so as to be connected in parallel to the fixed electrode 2 and the movable electrode 3 through the lead wire 7a.
[0099]
Hereinafter, with reference to FIG. 3 to FIG. 6, the electrical characteristics of the examples in the glow starter as the first embodiment of the glow discharge lamp of the present invention will be described in comparison with comparative examples. In the figure, a solid line a is a graph showing an example, and a dotted line b is a graph showing a comparative example. In addition, an Example is a glow starter for 40 W type fluorescent lamps which adhered the zinc alloy of the electron emissive substance to the bimetal with the film thickness of 5 micrometers. On the other hand, all the comparative examples have the same specifications as the examples except that the electron-emitting substance is zinc alone having a thickness of 5 μm. Each figure was prepared based on the result of measuring 20 electrical characteristics prepared for each of the examples and comparative examples. The relative occurrence rate on the vertical axis represents the number of each discharge start time per 20 units expressed in terms of 100 minutes. The blinking is 25 seconds on and 35 seconds off.
[0100]
FIG. 3 is a graph showing the variation in the discharge start time at zero blinking.
[0101]
FIG. 4 is a graph showing variations in discharge start time after 6000 blinks.
[0102]
In the case of zero blinking, the discharge start time is extremely short in the example, and the maximum is about 0.1 seconds, and the comparative example is about 0.2 seconds at the longest. Few.
[0103]
On the other hand, after 6000 blinks, most of the examples start discharging within 1 second, but the comparative example has a large variation within a range of 4 seconds. This is presumably because the electron-emitting material was consumed by sputtering accompanying flashing in the comparative example using zinc alone as the electron-emitting material.
[0104]
FIG. 5 is a graph showing variations in the discharge start voltage at zero blinking.
[0105]
FIG. 6 is a graph showing variations in the discharge start voltage after 6000 blinks.
[0106]
At zero flashing, the discharge start voltage was in the range of about 10V around 150V, and the curve of the example was sharper. On the other hand, after 6000 blinks, in the example, the discharge start voltage varied in the range from 150 V to 170 V with 155 V as the center. On the other hand, in the comparative example, the discharge start voltage varied from 160V to 180V centering on 170V. This is due to the fact that the discharge start voltage rises relatively high because the amount of gas released from the electron-emitting material is larger than that of the embodiment.
[0107]
FIG. 7 is a graph showing the remaining amount of zinc after 1000 blinks in the glow starter as the first embodiment of the glow discharge lamp of the present invention, as well as the comparison between the bimetal and the other parts, together with that of the comparative example. In the figure, the horizontal axis shows the bimetals of Examples 1 and 2 having the same configuration as the above example and Comparative Examples 1 to 3 having the same configuration as the above comparative example on the left side, the non-bimetals on the right side, and the vertical axis shows the zinc residue. The amount (relative value) is shown respectively.
[0108]
As can be seen from the figure, Examples 1 and 2 have more electron-emitting material remaining in the bimetal than Comparative Examples 1 to 3, and therefore there are fewer electron-emitting materials at locations other than the bimetal. This indicates that according to the present invention, the scattering of the electron-emitting material by sputtering is less than that of the comparative example in which zinc alone is an electron-emitting material.
[0109]
FIG. 8 is a graph showing the gas discharge amount per bimetal of the example of the glow starter as the first embodiment of the glow discharge lamp of the present invention together with that of the comparative example. In the figure, the horizontal axis represents Example 1, Comparative Examples 1 and 2 and Reference Examples of the present invention, and the vertical axis represents gas discharge total pressure (Pa). In addition, a reference example shows the result of having analyzed the gas emission amount of only the bimetal which does not support an electron radioactive substance.
[0110]
As can be understood from the figure, according to the present invention, by using a zinc alloy as an electron-emitting material, the amount of gas emission is significantly reduced compared to a comparative example in which zinc alone is an electron-emitting material, and the electron-emitting material is supported. It is almost the same as the reference example.
[0111]
In the glass used for the discharge vessel 1 or the stem portion 1b, both are mass%, MgO exceeds 2%, and Na2Glass or Al whose O is 10% or less2O3Exceeds 1.8% and Na2When glass having O of 10% or less is used, the required lighting time is further shortened. This is because MgO or Al in the glass2O3It is thought that exo (Exo) electrons are emitted from the base and act as an electron source for starting. Na2What contains over 10% of O, even if MgO or Al2O3Even if a predetermined amount is mixed, the effect of shortening the lighting time is reduced. This seems to be due to the increase in electrical conductivity of the glass due to the large amount of Na mixed in the glass. That is, in order to release exo electrons from MgO, mechanical stimulation, electrical stimulation, and the like are necessary. However, since a large amount of Na is contained in the glass, the leakage current is not on the surface, but inside. It is assumed that this is because no electrical stimulation is given.
[0112]
Next, Table 1 shows an example of glass that satisfies the above composition. In addition, this glass is what is called lead-less glass which does not contain a lead component substantially, and when this was used for the stem part 1b of a glow starter, the discharge start time was further shortened.
[Table 1]
Figure 0003775596
[0113]
FIG. 9 is a graph showing the results of measuring the hydrogen release amount for electrodes electroplated with zinc alloys at different current densities in the first embodiment of the present invention. In the figure, the horizontal axis represents a current density of 10 A / dm.2And 5 A / dm29 samples each, and the vertical axis represents the hydrogen release amount (relative value). The zinc alloy is electroplated on the surface of the bimetal 3b in FIG. Then, each of the nine electrodes was set in a vacuum, heated to 1000 ° C. to release the gas, and the amount of hydrogen was determined with a mass spectrometer.
[0114]
As is apparent from the figure, the amount of hydrogen released is smaller when electroplating is performed at a lower current density. Then, as a result of manufacturing a lighting tube using electrodes having the same specifications as these, the lighting delay time in the dark was as short as desired even after 6000 blinks.
[0115]
In addition, since all of the lighting tubes in the first embodiment of the present invention described above were formed by sputtering on the inner surface of the discharge vessel, the discharge vessel was destroyed and adhered to the inner surface. When the thin film body was peeled off and analyzed, it was found that it was mainly composed of a zinc alloy and constituted a zinc alloy thin film body. Hydrogen was adsorbed on the zinc alloy thin film. The zinc alloy thin film was partially oxidized.
[0116]
Furthermore, as a result of analyzing the amount of hydrogen in the discharge medium mainly composed of neon and xenon enclosed in the lighting tube according to the first embodiment of the present invention, hydrogen was 0.3 to 2.8%. .
[0117]
Hereinafter, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In addition, in each figure, about the same part as FIG. 1 and FIG. 2, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.
[0118]
FIG. 10 is an enlarged front view showing an electrode mount of a glow starter as a second embodiment of the glow discharge lamp of the present invention.
[0119]
This embodiment is different in that the electron-emitting material 4 is supported by the fixed electrode 2. Further, an exo electron radioactive material Exo is attached to the flare stem HS. This exo electron radioactive material Exo is Al2O3, MgO and Be powders are formed by coating using a binder. In this way, even if there is a problem that a large amount of impure gas is released from the zinc alloy by using the exo electron emitting material Exo, the initial electrons that the exo electron emitting material Exo is insufficient It was confirmed that the effect of shortening the discharge start time by the zinc alloy was reliably maintained.
[0120]
FIG. 11 is an enlarged front view showing an electrode mount of a glow starter as a third embodiment of the glow discharge lamp of the present invention.
[0121]
This embodiment is different in that the getter material 8 is supported by the fixed electrode 2. That is, the getter material 8 is made of a ZrAl alloy plate, and is fixed to the outside in the vicinity of the base portion of the fixed electrode 2 by spot welding. This getter agent 8 mainly adsorbs a small amount of H2 gas released from the electron emitting material 4 during its lifetime.
[0122]
FIG. 12 is a partial sectional front view showing a glow starter as a fourth embodiment of the glow discharge lamp of the present invention.
[0123]
FIG. 13 is a cross-sectional front view of an essential part of the same. This embodiment is an E-shaped glow starter.
[0124]
The case 5 is formed in a bottomed cylindrical shape by molding a polycarbonate resin having an appropriate amount of titanium oxide fine particles added to make an appropriate light diffusibility, and a plurality of protrusions 5a are formed on the peripheral edge. . Then, a pair of electrodes 2 and 3 and an electron radioactive substance 4 are sealed therein, and a discharge container 1 in which a discharge medium is enclosed is accommodated. Note that the pair of electrodes 2 and 3, the electron-emitting material 4, and the discharge medium have the same configuration as in the first embodiment.
[0125]
The base 6 is made of an E17 screw base, is attached to the opening end of the case 6, and is crimped to the opening end of the case 5. In addition, 6a in a figure is a caulking trace and was formed at the time of caulking.
[0126]
FIG. 14 is a front view showing a wire bulb in a glow discharge lamp for display as a fifth embodiment of the glow discharge lamp of the present invention.
[0127]
Each of the pair of electrodes 2 and 2 is a fixed electrode. The electron radioactive substance 4 is supported by a pair of electrodes 2 and 2.
[0128]
FIG. 15 is a partially cutaway longitudinal sectional view showing a cold cathode fluorescent lamp as a sixth embodiment of the glow discharge lamp of the present invention.
[0129]
In this embodiment, a pair of cold cathode-type electrodes 2 and 2 are sealed at both ends in the longitudinal direction of an elongated discharge vessel 1 having a phosphor layer 9 disposed on the inner surface, and the electron-emitting material 4 includes a pair of electrodes 2, 2 is supported.
[0130]
FIG. 16 is a partial cross-sectional front view showing a fluorescent lamp pendant as an embodiment of the lighting fixture of the present invention.
[0131]
In the figure, 11 is a lighting fixture body, and 12 and 13 are glow starters. The luminaire main body 11 includes a chassis 11a, a shade 11b, fluorescent lamps 11c and 11d, a lamp holder 11e, a nightlight 11f, a ballast 11g, a changeover switch 11h, a pendant cord 11i, a cord holder 11j, a hooking ceiling cap 11k, and the like. Yes. The chassis 11a accommodates a ballast 11g and a changeover switch 11h inside, a lamp holder 11j is fixed to the peripheral edge of the side surface, and the shade 1b is supported on the upper surface. The fluorescent lamps 11c and 11d are supported by the chassis 11a through a lamp holder 11e. The nightlight 11f is exposed from the lower surface of the chassis 11a. The pendant cord 11i is led out from the upper surface of the chassis 11a via the cord holder 11j. The cord holder 11j directly enables the length of the pendant cord 11i. The hook ceiling cap 11k is connected to the tip of the pendant cord 11i, and is electrically connected to the hook ceiling body installed on the ceiling of the room and mechanically supported, whereby the luminaire main body 11 is suspended from the ceiling.
[0132]
The glow starters 12 and 13 are mounted inside the chassis fluorescent lamp 11a, have their heads exposed to the outside from the chassis 11a, and individually start the fluorescent lamps 11c and 11d.
[0133]
【The invention's effect】
  According to each invention of Claims 1 to 9, the thickness includes a zinc alloy having a zinc content of 50% by mass or more disposed in at least one of the discharge vessel, the pair of electrodes, the discharge medium, and the pair of electrodes. By including the electron-emitting material formed in the range of 1.0 to 20 μm, the time required for lighting is shortened to improve the starting characteristics under dark conditions, and the sputtering of the electron-emitting material is essential. In addition, the amount of impurity gas released from the zinc alloy is reduced, and a long-life glow discharge lamp can be provided. further,Al 2 O 3 Or MgOBy using the exo-electron emissive material Exo, even if a defect that a lot of impure gas is released from the zinc alloy should occur, the exo-electron emissive material Exo compensates for the initial electrons that are insufficient. The effect of shortening the discharge start time by the zinc alloy can be maintained.
[0134]
According to the second aspect of the present invention, there is provided a glow discharge lamp that is easily available on an industrial scale and has an inexpensive electron-emitting material because the zinc alloy is a zinc-nickel alloy. Can do.
[0135]
According to the invention of claim 3, in addition, since the zinc alloy is a zinc-nickel alloy containing 2 to 15% by mass of nickel, the melting point is high, and the film is formed directly on the electrode by eutectoid electroplating, for example. Therefore, it is possible to provide a glow discharge lamp that has a sufficient electron-emitting property while facilitating the arrangement of the electron-emitting material.
[0136]
According to invention of Claim 4, in addition, zinc alloy consists of ternary zinc alloy which has as a main component zinc and two types of metals selected from the group of cobalt, copper, nickel, tin, and molybdenum. Thus, it is possible to provide a glow discharge lamp that exhibits substantially the same operations and effects as the binary zinc alloy.
[0137]
According to the invention of claim 5, in addition, the electron-emitting substance is composed of a zinc alloy and a metal having a work function of 4 eV or less and a melting point of 500 ° C. or more. It is possible to provide a glow discharge lamp that can obtain both the above-described excellent actions and effects and the action and effects of electron emission by a metal under a predetermined condition.
[0138]
According to the sixth aspect of the present invention, in addition, since the electron radioactive substance is supported by the electrode through the underlayer, a glow discharge lamp in which interference between the electrode and the electron radioactive substance is suppressed can be provided.
[0139]
According to the invention of claim 7, in addition, the zinc alloy has a current density of 1 to 15 A / dm.2Therefore, it is possible to provide a glow discharge lamp in which the discharge of hydrogen during operation is small and the discharge delay is unlikely to occur.
[0140]
According to the invention of claim 8, in addition, the zinc alloy is disposed on the electrode by electroplating, and is a zinc-nickel alloy having a hydrogen storage amount in the range of 0.1 to 50 PPM. In addition, it is possible to provide a glow discharge lamp that can reduce the release of hydrogen and thus can suppress an undesired rise in the discharge start voltage even when used as a glow starter.
[0141]
According to the ninth aspect of the present invention, in addition to the getter material that performs gas adsorption disposed in the translucent discharge vessel, the translucent discharge from the zinc alloy of the electron-radiating substance during the lifetime. Since a small amount of impure gas released into the container is adsorbed and removed satisfactorily, it is possible to provide a discharge lamp that very well suppresses startability deterioration during the lifetime.
[0142]
According to the invention of claim 10, in addition, since the zinc alloy thin film body formed inside the discharge vessel is provided, the surface area of the zinc alloy thin film body becomes large and exhibits a gas adsorption action, that is, a getter action. In addition, it is possible to provide a glow discharge lamp in which the inside of the discharge vessel is cleaned up and an undesired discharge delay or discharge start voltage hardly occurs.
[0143]
According to the eleventh aspect of the invention, in addition, since the discharge medium contains 0.05 to 5% of hydrogen, the decrease in the reactivation voltage is offset and the reactivation voltage is always within the required range. A glow discharge lamp can be provided.
[0144]
According to the twelfth aspect of the present invention, in addition, the pair of electrodes is composed of a movable electrode at least one of which is provided with a bimetal, and the bimetal is displaced by heat generated by glow discharge so that the pair of electrodes can contact each other. Since the electron-emitting material is supported on the bimetal of the movable electrode, it is possible to provide a glow discharge lamp suitable for a glow starter having a required amount of electron-emitting material.
[0145]
According to the invention of claim 13, in addition, one of the pair of electrodes comprises a movable electrode provided with a bimetal, and the other comprises a fixed electrode, and the pair of electrodes can come into contact with each other by the displacement of the bimetal due to the heat generated by glow discharge. In addition to the configuration, the glowing lamp can be provided which is easy to manufacture and can reduce the cost because the electron-emitting material is directly supported by the fixed electrode.
[0146]
According to a fourteenth aspect of the present invention, it further comprises the luminaire main body and the glow discharge lamp according to any one of the first to twelfth aspects disposed on the luminaire main body. A lighting apparatus having thirteen effects can be provided.
[0147]
  According to the invention of claim 15, the portion sealed in the discharge vessel contains a zinc alloy having a zinc content of 50% by mass or more.Formed within a thickness range of 1.0 to 20 μmIf an electron-emitting material is disposed, if it is sealed in a well-known discharge vessel together with a discharge medium, the time required for lighting is shortened to improve starting characteristics under dark conditions, and sputtering of the electron-emitting material is performed. Is essentially improved, and the amount of impure gas released from the zinc alloy is reduced, so that a long-life glow discharge lamp can be obtained.Furthermore, interference between the constituent material of the electrode and the electron-emitting substance can be suppressed by the underlayer.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view showing a glow starter as a first embodiment of a glow discharge lamp of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged front view showing the electrode mount.
FIG. 3 is a graph showing variation in discharge start time at zero blinking.
FIG. 4 is a graph showing variation in discharge start time after 6000 blinks
FIG. 5 is a graph showing variation in discharge start voltage at zero blinking.
FIG. 6 is a graph showing variation in discharge start voltage after 6000 blinks
FIG. 7 is a graph showing the remaining amount of zinc after 1000 blinks in the glow starter as the first embodiment of the glow discharge lamp of the present invention, as well as the comparison between the bimetal and the other parts, together with that of the comparative example.
FIG. 8 is a graph showing the gas discharge amount per bimetal of an example of the glow starter as the first embodiment of the glow discharge lamp of the present invention together with that of the comparative example.
FIG. 9 shows an electroplating of a zinc alloy at different current densities in a first embodiment of the present invention.
Graph showing the result of measuring the hydrogen release amount for the electrode
FIG. 10 is an enlarged front view showing an electrode mount of a glow starter as a second embodiment of the glow discharge lamp of the present invention.
FIG. 11 is an enlarged front view showing an electrode mount of a glow starter as a third embodiment of a glow discharge lamp of the present invention.
FIG. 12 is a partially sectional front view showing a glow starter as a fourth embodiment of a glow discharge lamp of the present invention.
FIG. 13 is a cross-sectional front view of the main part of the same
FIG. 14 is a front view showing a wire bulb in a display glow discharge lamp as a fifth embodiment of the glow discharge lamp of the present invention.
FIG. 15 is a partially cutaway longitudinal sectional view showing a cold cathode fluorescent lamp as a sixth embodiment of the glow discharge lamp of the present invention.
FIG. 16 is a partially sectional front view showing a fluorescent lamp pendant as an embodiment of the lighting apparatus of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Discharge vessel, 1a ... Glass bulb, 1b ... Stem part, 1c ... Exhaust tip-off part, 1d ... Discharge space, 2 ... Fixed electrode, 3 ... Movable electrode 3a ... Bar-shaped metal, 3b ... Bimetal, 4 ... Electron radioactive material, 5 ... Case, 5b ... Knurled part, 6 ... Base, 6b ... Insulating substrate, 6c ··· Cap pins, 6c1 ··· Locking projections, 6c2 ··· Connections, 7 · · · Noise prevention capacitors, 7a · · · Lead wires, EM ... Electrode mounts, HS ... Flare stems, OL1 ... external lead-in line, OL2 ... external lead-in line.

Claims (15)

放電容器と;
放電容器内に封装された一対の電極と;
放電容器内に封入された希ガスを主体とする放電媒体と;
一対の電極の少なくともいずれか一方に厚さ1.0〜20μmの範囲内で形成された亜鉛の含有率が50質量%以上の亜鉛合金を含む電子放射性物質と;
放電容器内に配設されたAl またはMgOからなるエキソ電子放射物質と;
を具備していることを特徴とするグロー放電ランプ。
A discharge vessel;
A pair of electrodes sealed in a discharge vessel;
A discharge medium mainly composed of a rare gas enclosed in a discharge vessel;
An electron-emitting substance containing a zinc alloy having a zinc content of 50% by mass or more formed in a thickness of 1.0 to 20 μm in at least one of the pair of electrodes;
An exoelectron emitting material made of Al 2 O 3 or MgO disposed in a discharge vessel;
A glow discharge lamp comprising:
亜鉛合金は、亜鉛−ニッケル合金であることを特徴とする請求項1記載のグロー放電ランプ。  2. The glow discharge lamp according to claim 1, wherein the zinc alloy is a zinc-nickel alloy. 亜鉛−ニッケル合金は、ニッケルを2〜15質量%含有していることを特徴とする請求項2記載のグロー放電ランプ。  The glow discharge lamp according to claim 2, wherein the zinc-nickel alloy contains 2 to 15% by mass of nickel. 亜鉛合金は、亜鉛と、コバルト、銅、ニッケル、スズおよびモリブデンのグループから選択された2種の金属とを主成分とする3元亜鉛合金からなることを特徴とする請求項1記載のグロー放電ランプ。  2. The glow discharge according to claim 1, wherein the zinc alloy is composed of a ternary zinc alloy mainly composed of zinc and two kinds of metals selected from the group consisting of cobalt, copper, nickel, tin and molybdenum. lamp. 電子放射性物質は、亜鉛−ニッケル合金と、仕事関数が4eV以下で、かつ、融点が500℃以上の金属とを含んで構成されていることを特徴とする請求項1記載のグロー放電ランプ。  The glow discharge lamp according to claim 1, wherein the electron-emitting material includes a zinc-nickel alloy and a metal having a work function of 4 eV or less and a melting point of 500 ° C. or more. 電子放射性物質は、下地層を介して電極に支持されていることを特徴とする請求項1ないし5のいずれか一記載のグロー放電ランプ。  6. The glow discharge lamp according to claim 1, wherein the electron-emitting material is supported by the electrode through an underlayer. 亜鉛合金は、電流密度1〜15A/dmにおける電気めっきにより形成されていることを特徴とする請求項1ないし6のいずれか一記載のグロー放電ランプ。Zinc alloy at a current density of 1 through 15A / dm claims 1, characterized in that it is formed by electroplating in the 2 to 6 glow discharge lamp of any one described. 亜鉛合金は、電極に電気めっきにより配設されるとともに、水素吸蔵量が0.1〜50PPMの範囲内にある亜鉛−ニッケル合金であることを特徴とする請求項1ないし7のいずれか一記載のグロー放電ランプ。  The zinc alloy is a zinc-nickel alloy that is disposed on the electrode by electroplating and has a hydrogen storage amount in the range of 0.1 to 50 PPM. Glow discharge lamp. 放電容器内に配設されたガス吸着を行なうゲッター材を具備していることを特徴とする請求項1ないし8のいずれか一記載のグロー放電ランプ。  The glow discharge lamp according to any one of claims 1 to 8, further comprising a getter material for adsorbing gas disposed in the discharge vessel. 放電容器の内部に形成された亜鉛合金薄膜体を具備していることを特徴とする請求項1ないし9のいずれか一記載のグロー放電ランプ。  The glow discharge lamp according to any one of claims 1 to 9, further comprising a zinc alloy thin film formed inside the discharge vessel. 放電媒体は、水素を0.05〜10%含有していることを特徴とする請求項1ないし10のいずれか一記載のグロー放電ランプ。  The glow discharge lamp according to claim 1, wherein the discharge medium contains 0.05 to 10% of hydrogen. 一対の電極は、少なくとも一方がバイメタルを備えた可動電極からなり、グロー放電の発生熱によりバイメタルが変位して一対の電極が互いに接触し得る構成であり;
電子放射性物質は、可動電極のバイメタルに支持されている;
ことを特徴とする請求項1ないし11のいずれか一記載のグロー放電ランプ。
The pair of electrodes includes a movable electrode at least one of which is provided with a bimetal, and the bimetal is displaced by heat generated by glow discharge so that the pair of electrodes can contact each other;
The electron radioactive material is supported on the bimetal of the movable electrode;
The glow discharge lamp according to claim 1, wherein the glow discharge lamp is provided.
一対の電極は、少なくとも一方がバイメタルを備えた可動電極、他方が固定電極からなり、グロー放電の発生熱によりバイメタルが変位して一対の電極が互いに接触し得る構成であり;
電子放射性物質は、固定電極に直接支持されている;
ことを特徴とする請求項1ないし11のいずれか一記載のグロー放電ランプ。
The pair of electrodes is configured such that at least one of the movable electrodes is provided with a bimetal and the other is a fixed electrode, and the pair of electrodes can come into contact with each other by the displacement of the bimetal due to heat generated by glow discharge;
The electron-emitting material is supported directly on the fixed electrode;
The glow discharge lamp according to claim 1, wherein the glow discharge lamp is provided.
照明器具本体と;
照明器具本体に配設された請求項1ないし13のいずれか一記載のグロー放電ランプと;
を具備していることを特徴とする照明器具。
A lighting fixture body;
A glow discharge lamp according to any one of claims 1 to 13, which is disposed in a lighting fixture body;
The lighting fixture characterized by comprising.
放電容器内に封装される部分に亜鉛の含有率が50質量%以上の亜鉛合金を含む電子放射性物質が下地層を介して厚さ1.0〜20μmの範囲内で形成されていることを特徴とするグロー放電ランプ用電極。  An electron radioactive substance containing a zinc alloy having a zinc content of 50% by mass or more is formed within a thickness range of 1.0 to 20 μm through a base layer in a portion sealed in the discharge vessel. An electrode for a glow discharge lamp.
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