JP4675180B2 - Discharge tube - Google Patents

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Description

本発明は、放電管の内部に電極を形成しない放電管に関するものである。   The present invention relates to a discharge tube in which no electrode is formed inside the discharge tube.

照明用として広く普及している蛍光ランプの蛍光管や、液晶ディスプレイのバックライト等として広く普及している冷陰極管の蛍光管は、いずれも管内に電極(蛍光ランプの場合はフィラメント)を配置している。これらの蛍光管は、直管型やU字管又はW字管等の各形状の円筒状のガラス管の内壁面に蛍光体を塗布すると共に、このガラス管の内部に低圧の例えばアルゴンガスと水銀蒸気からなる放電ガスを封入して両端を封口したものである。また、電極は、このガラス管の内部の両端部にそれぞれ配置され、これらの両端の封口の際にリード材だけが封止されて外部に引き出されるようになっている。   Both fluorescent tube fluorescent lamps that are widely used for lighting and cold cathode fluorescent tubes that are widely used as backlights for liquid crystal displays have electrodes (filaments in the case of fluorescent lamps) placed inside the tubes. is doing. These fluorescent tubes apply a fluorescent material to the inner wall surface of a cylindrical glass tube of each shape such as a straight tube type, a U-shaped tube, or a W-shaped tube, and a low-pressure, for example, argon gas inside the glass tube. A discharge gas made of mercury vapor is sealed and both ends are sealed. In addition, the electrodes are respectively disposed at both ends of the glass tube, and only the lead material is sealed and drawn to the outside when the both ends are sealed.

ここで、冷陰極管の発光原理を図1に基づいて説明する。直管型の蛍光管1の内部の両端部に配置された電極2,2に高電圧を印加すると、電場Eが発生し管内に存在する電子eが加速されて、矢印(1)に示すように水銀原子Hgに衝突する。すると、この水銀原子Hgは、衝突した電子eの運動エネルギーを吸収して、矢印(2)に示すように最外殻電子eを放出するので、矢印(3)に示すようにイオン化して水銀イオンHg+となる。しかも、電子eは、水銀原子Hgとの衝突のたびに新たな電子eを発生させるので、電子なだれによって数が急激に増大する。また、このようにして励起状態となった水銀イオンHg+は、矢印(4)に示すように一定の時定数に従って電子eと再結合することにより基底状態である水銀原子Hgに戻ると共に、矢印(5)に示すように、このときのエネルギーを波長245nmの紫外線として放出する。そして、この水銀原子Hgが発した紫外線が蛍光管1の内壁面に形成された蛍光体層3によって可視光に変換されて、矢印(6)に示すように外部に放射されることになる。 Here, the light emission principle of the cold cathode tube will be described with reference to FIG. When a high voltage is applied to the electrodes 2 and 2 disposed at both ends inside the straight fluorescent tube 1, an electric field E is generated and electrons e existing in the tube are accelerated, as shown by an arrow (1). It collides with mercury atom Hg. Then, the mercury atom Hg absorbs the kinetic energy of the colliding electron e and emits the outermost electron e as shown by the arrow (2). It becomes ion Hg + . Moreover, since the electron e generates a new electron e every time it collides with the mercury atom Hg, the number rapidly increases due to the avalanche of electrons. Further, the mercury ion Hg + thus excited is returned to the mercury atom Hg in the ground state by recombining with the electron e according to a certain time constant as shown by the arrow (4), and the arrow As shown in (5), the energy at this time is emitted as ultraviolet rays having a wavelength of 245 nm. Then, the ultraviolet rays emitted from the mercury atoms Hg are converted into visible light by the phosphor layer 3 formed on the inner wall surface of the fluorescent tube 1, and are emitted to the outside as indicated by the arrow (6).

なお、上記冷陰極管は、点灯開始時に高電圧を印加することにより電子eを加速させて放電を開始させるのに対して、蛍光ランプは、電極であるフィラメントを加熱して大量の熱電子を放出させることにより放電を開始させる点が異なるだけであり、発光原理自体は同じである。   The cold-cathode tube accelerates electrons e by applying a high voltage at the start of lighting, and starts discharge. On the other hand, a fluorescent lamp heats a filament as an electrode to generate a large amount of thermoelectrons. The only difference is that the discharge starts by discharging, and the light emission principle itself is the same.

しかしながら、上記のように、蛍光管1の内部に電極2,2が存在すると、放電プラズマ中でイオン化した水銀イオンHg+やアルゴンイオンが矢印(7)に示すように負極となる電極2に衝突するので、この電極2の金属材料がスパッタされて金属Mが放出される。そして、この金属Mが水銀原子Hgと結合しアマルガムを生成するために、点灯時間の経過に伴ってこれら電極2の金属材料と水銀原子Hgが徐々に消耗されることになる。特に冷陰極管では、点灯開始時に1000V以上の高電圧を印加する必要があるので、電極2でのスパッタ効果が激しくなり、水銀原子Hg等の消耗も非常に顕著となる。従って、蛍光管1の内部に電極2,2を設けた蛍光ランプや冷陰極管では、電極2でのスパッタ効果による水銀原子Hg等の消耗がランプ寿命を制限する主な要因となっていた。 However, as described above, when the electrodes 2 and 2 are present inside the fluorescent tube 1, mercury ions Hg + and argon ions ionized in the discharge plasma collide with the electrode 2 serving as the negative electrode as indicated by an arrow (7). Therefore, the metal material of the electrode 2 is sputtered to release the metal M. And since this metal M couple | bonds with the mercury atom Hg and produces | generates an amalgam, the metal material and mercury atom Hg of these electrodes 2 will be consumed gradually with progress of lighting time. In particular, in a cold cathode tube, since it is necessary to apply a high voltage of 1000 V or more at the start of lighting, the sputtering effect at the electrode 2 becomes intense and the consumption of mercury atoms Hg and the like becomes very significant. Therefore, in a fluorescent lamp or a cold cathode tube in which the electrodes 2 and 2 are provided inside the fluorescent tube 1, consumption of mercury atoms Hg and the like due to the sputtering effect at the electrode 2 has been a main factor limiting the lamp life.

そこで、従来から、蛍光管の内部に電極を形成しない蛍光ランプの提案が種々なされている。この蛍光ランプは、外部から蛍光管の内部に電場を発生させて、この管内の電子を加速させるようにしたものであり、この加速された電子が水銀原子に衝突することにより発光が行われる。そして、この蛍光管の内部に電場を発生させる方式としては、コイルが発生する磁束を利用した誘導結合型のものが、高い発光効率を得られるために有望視されている。   Thus, various proposals have been made for fluorescent lamps in which no electrode is formed inside the fluorescent tube. In this fluorescent lamp, an electric field is generated from the outside inside the fluorescent tube to accelerate electrons in the tube, and light is emitted when the accelerated electrons collide with mercury atoms. As a method for generating an electric field inside the fluorescent tube, an inductive coupling type using a magnetic flux generated by a coil is considered promising because high luminous efficiency can be obtained.

上記誘導結合型の蛍光ランプとしては、例えば図2に示すようなものが従来から提案されている(例えば、特許文献1参照。)。この蛍光ランプの蛍光管1は、4本の筒状のガラス管1a〜1dを繋ぎ合わせて、管内をループ状に形成したものを用いている。そして、この管内に電場を発生させるために2個の外部コイル4,4をループ状の蛍光管1の対称位置となる2本のガラス管1a,1cの外周に配置している。これらの外部コイル4,4は、円環状のフェライトコア4a,4aにそれぞれ巻線を巻回したものである。また、これらの外部コイル4,4には、それぞれ交流電源5,5が接続されている。従って、この蛍光ランプは、外部コイル4,4に交番電流が流れることによりフェライトコア4a,4a内に生じた磁束によって、ループ状の蛍光管1の管内に電場が発生する。すると、図1に示した冷陰極管の発光原理の場合と同様に、蛍光管1の管内に存在する電子がこの電場によって加速されて水銀原子に衝突することにより発光することになる。   As the inductive coupling type fluorescent lamp, for example, the one shown in FIG. 2 has been proposed (for example, see Patent Document 1). As the fluorescent tube 1 of this fluorescent lamp, a tube in which four cylindrical glass tubes 1a to 1d are connected and formed in a loop shape is used. And in order to generate an electric field in this pipe | tube, the two external coils 4 and 4 are arrange | positioned on the outer periphery of the two glass tubes 1a and 1c used as the symmetrical position of the loop-shaped fluorescent tube 1. FIG. These external coils 4 and 4 are obtained by winding windings around annular ferrite cores 4a and 4a, respectively. Further, AC power supplies 5 and 5 are connected to these external coils 4 and 4, respectively. Therefore, in this fluorescent lamp, an electric field is generated in the tube of the loop-shaped fluorescent tube 1 by the magnetic flux generated in the ferrite cores 4a and 4a when an alternating current flows through the external coils 4 and 4. Then, as in the case of the light emission principle of the cold cathode tube shown in FIG. 1, the electrons existing in the tube of the fluorescent tube 1 are accelerated by this electric field and emit light by colliding with mercury atoms.

ところが、上記従来の蛍光ランプは、蛍光管1がループ状に形成されているため、ガラス管1a〜1dの接合作業が高い技術と手間を必要とし、製造コストが上昇するという問題があった。しかも、1本のガラス管を無端の円環状に形成することは、さらに製造コストを上昇させることになる。また、外部コイル4のフェライトコア4aは、例えば2分割しておき、ガラス管1aやガラス管1cの外周で重ね合わせるように配置しなければならないので、組み立て作業が面倒になりコストが上昇するだけでなく、重ね合わせ部の磁気ギャップによって磁束の漏れが多くなり発光効率が低下するという問題もあった。   However, the above-described conventional fluorescent lamp has a problem that since the fluorescent tube 1 is formed in a loop shape, the joining work of the glass tubes 1a to 1d requires high technology and labor, and the manufacturing cost increases. In addition, forming one glass tube in an endless annular shape further increases the manufacturing cost. In addition, the ferrite core 4a of the external coil 4 must be divided into, for example, two parts and arranged so as to overlap on the outer periphery of the glass tube 1a or the glass tube 1c. In addition, there is a problem in that the leakage of magnetic flux increases due to the magnetic gap in the overlapped portion, resulting in a decrease in light emission efficiency.

また、上記誘導結合型の蛍光ランプとしては、電球型の蛍光管1を用いたものも提案されている。しかしながら、この電球型の蛍光管1の外周に外部コイル4として巻線のみを巻回した蛍光ランプの場合には、この外部コイル4に電流を供給する交流電源5の周波数を極めて高くする必要があるので、この交流電源5が大型で重く高価になるという問題があった。さらに、この電球型の蛍光管1のガラス管壁の一部を内側に窪ませて凹部を形成し、この凹部の中に外部コイル4を配置した蛍光ランプの場合には、複雑な形状の蛍光管1の作製が容易ではないために、製造コストが極めて高くなるという問題があった。
特開平11−191398号公報
As the inductive coupling type fluorescent lamp, a lamp using a bulb-type fluorescent tube 1 has been proposed. However, in the case of a fluorescent lamp in which only the winding is wound around the outer periphery of the bulb-type fluorescent tube 1 as the external coil 4, it is necessary to extremely increase the frequency of the AC power supply 5 that supplies current to the external coil 4. Therefore, there is a problem that the AC power supply 5 is large, heavy and expensive. Furthermore, in the case of a fluorescent lamp in which a concave portion is formed by indenting a part of the glass tube wall of the bulb-type fluorescent tube 1 and the external coil 4 is disposed in the concave portion, a fluorescent lamp having a complicated shape is formed. Since the production of the tube 1 is not easy, there is a problem that the manufacturing cost becomes extremely high.
JP 11-191398 A

本発明は、両端を封口した放電管の端部の外周に外部コイルを配置することにより、この放電管の内部に電極を設ける必要がなくなるだけでなく、放電管内の水銀やこの電極の消耗をなくして長寿命化を可能にすると共に、製造が容易で低コストの放電管を提供しようとするものである。   The present invention not only eliminates the need to provide an electrode inside the discharge tube by disposing an external coil on the outer periphery of the end of the discharge tube sealed at both ends, but also reduces mercury in the discharge tube and consumption of this electrode. It is an object of the present invention to provide a discharge tube that is easy to manufacture and low in cost while allowing a long life.

請求項1の放電管は、管状の内部に低圧の放電ガスを封入して両端を封口した放電管の一端部の外周に、コアと前記コアに巻回した巻線とからなる外部コイルを配置すると共に、この放電管の他端部の外側に外部電極を配置し、交流電源の一方に外部電極を接続し、交流電源の他方に外部コイルの巻線の一端を接続すると共に、外部コイルの巻線の他端は交流電源と接続しないで開放していることを特徴とする。 In the discharge tube according to claim 1, an external coil comprising a core and a winding wound around the core is arranged on the outer periphery of one end of a discharge tube sealed with a low-pressure discharge gas inside a tube. In addition, an external electrode is disposed outside the other end of the discharge tube , the external electrode is connected to one side of the AC power source, one end of the winding of the external coil is connected to the other side of the AC power source, and The other end of the winding is open without being connected to an AC power source .

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請求項2の放電管は、前記放電管が、管状の内壁面の全部又は一部に蛍光体層を形成した蛍光管であることを特徴とする。 The discharge tube according to claim 2 is characterized in that the discharge tube is a fluorescent tube in which a phosphor layer is formed on all or a part of a tubular inner wall surface.

請求項1の発明によれば、交流電源の電圧を外部コイルの巻線の一端と外部電極との間に印加することにより放電管内に放電が発生し、これによって外部コイルに電流が流れて磁束が発生し、放電管内に電場が誘導されるので、この電場により加速された電子の衝突により放電ガス中の金属原子が励起されて発光を維持することができるようになる。しかも、放電管の内部には電極を設ける必要がないので、製造工程を簡素化できるだけでなく、この放電管の寿命を延長することもできる。さらに、この放電管は、両端を有する直管型やこれを曲げたU字管型等であるため、従来からの一般的な放電管の製造工程を利用できるだけでなく、外部コイルをこの放電管の端から容易に嵌め込むことができるようになるので、組み立てコストを低減することもできるようになる。   According to the first aspect of the present invention, a discharge is generated in the discharge tube by applying the voltage of the AC power source between one end of the winding of the external coil and the external electrode, whereby a current flows through the external coil and the magnetic flux Since an electric field is induced in the discharge tube, the metal atoms in the discharge gas are excited by the collision of electrons accelerated by the electric field, so that light emission can be maintained. Moreover, since it is not necessary to provide electrodes inside the discharge tube, not only can the manufacturing process be simplified, but the life of the discharge tube can be extended. Furthermore, since this discharge tube is a straight tube type having both ends, a U-shaped tube shape obtained by bending the discharge tube, etc., not only can a conventional discharge tube manufacturing process be used, but also an external coil can be connected to the discharge tube. Since it can be easily fitted from the end, the assembling cost can be reduced.

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請求項2の発明によれば、長寿命で製造コストの安い蛍光管を提供することができるようになる。 According to the invention of claim 2 , it is possible to provide a fluorescent tube having a long lifetime and low manufacturing cost.

以下、本発明の最良の実施形態と参考形態について図3〜図9を参照して説明する。なお、これらの図においても、図1及び図2に示した従来例と同様の機能を有する構成部材には同じ番号を付記する。 Hereinafter will be described with reference to FIGS. 3 to 9 for reference embodiment and best mode of the present invention. In these drawings, the same reference numerals are given to constituent members having the same functions as those of the conventional example shown in FIGS.

本実施形態は、照明用や液晶ディスプレイのバックライトとして用いられる蛍光ランプについて説明する。この蛍光ランプに用いられる蛍光管1は、内壁面に蛍光体層が塗布等により形成された直管型の細長い円筒状のガラス管の両端を封口したものである。また、この蛍光管1の内部には、低圧のアルゴンガスと水銀蒸気からなる放電ガスが封入されている。そして、この蛍光管1の内部には電極は設けない。   In the present embodiment, a fluorescent lamp used for illumination or as a backlight of a liquid crystal display will be described. A fluorescent tube 1 used in this fluorescent lamp is formed by sealing both ends of a straight tube-type elongated cylindrical glass tube having a phosphor layer formed on an inner wall surface by coating or the like. The fluorescent tube 1 is filled with a discharge gas composed of low-pressure argon gas and mercury vapor. No electrode is provided inside the fluorescent tube 1.

なお、本発明の放電管に用いる放電ガスとしては、希ガスと金属蒸気との混合ガスであればよく、本実施形態のようなアルゴンガスと水銀蒸気に限らず、他の組み合わせを用いることもできる。また、本実施形態のように照明用やバックライトとして用いる蛍光管1の蛍光体層は、紫外線を可視光領域内の広範囲な波長領域の光に変換するものを用いることが好ましいが、用途によっては、可視光領域内に限らない特定の波長領域の光に変換するものであってもよい。さらに、例えば紫外線ランプ等の用途に用いる放電管の場合には、蛍光管1に代えて、内壁面に蛍光体層を形成しない放電管を用いることもできる。   The discharge gas used in the discharge tube of the present invention may be a mixed gas of rare gas and metal vapor, and is not limited to argon gas and mercury vapor as in the present embodiment, and other combinations may be used. it can. In addition, it is preferable to use a fluorescent material layer of the fluorescent tube 1 used for illumination or as a backlight as in this embodiment, which converts ultraviolet light into light in a wide wavelength region in the visible light region. May convert light into a specific wavelength region not limited to the visible light region. Furthermore, in the case of a discharge tube used for applications such as an ultraviolet lamp, a discharge tube that does not form a phosphor layer on the inner wall surface can be used instead of the fluorescent tube 1.

また、本実施形態では、直管型の放電管(蛍光管1)を用いる場合を示したが、両端を有する管状のものであればよいので、直管型のものを曲げたU字管型等であってもよく、管の横断面形状も円形には限らない。さらに、この放電管は、本実施形態のようなガラス管に限らず、例えば石英ガラス管等を用いることもできる。   In the present embodiment, a straight tube type discharge tube (fluorescent tube 1) is used. However, since a tubular tube having both ends may be used, a U tube type in which a straight tube is bent. The cross-sectional shape of the tube is not limited to a circle. Further, the discharge tube is not limited to the glass tube as in the present embodiment, and for example, a quartz glass tube can be used.

〔第1実施形態〕
第1実施形態(請求項1を引用した請求項2に対応)の蛍光ランプを図3〜図5に示す。この蛍光ランプは、図3に示すように、上記蛍光管1の一端部の外周に外部コイル4を配置すると共に、他端部の下方に外部電極6を配置したものである。外部コイル4は、円環状のフェライトコア4aに巻線を巻回したものであり、この巻線に電流を流すと、磁束はほぼフェライトコア4a内にのみ生じて、ほどんど漏れ磁束が生じない。この外部コイル4は、フェライトコア4aの内径孔に蛍光管1の一端部を挿入することにより、この蛍光管1の外周に配置される。外部電極6は、図3の正面図と図4の平面図に示すように、細長い導電性の金属板であり、蛍光管1の他端部の下方にある程度の隙間をあけて沿うように配置される。これら外部コイル4の巻線の一端と外部電極6との間には、交流電源5が接続される。即ち、交流電源5の一方に外部電極6が接続され、交流電源5の他方に外部コイル4の巻線の一端が接続される。また、外部コイル4の巻線の他端は交流電源5と接続しないで開放されている。交流電源5は、以下の実施形態でも同様であるが、例えば数十kHz〜200kHz程度の周波数のものであり、少なくとも放電の開始時には、外部コイル4と外部電極6との間に正負のピーク・ツー・ピークで2000V程度の高電圧を印加することが好ましい。
[First Embodiment]
A fluorescent lamp according to a first embodiment (corresponding to claim 2 in which claim 1 is cited) is shown in FIGS. As shown in FIG. 3, the fluorescent lamp has an external coil 4 disposed on the outer periphery of one end of the fluorescent tube 1 and an external electrode 6 disposed below the other end. The external coil 4 is formed by winding a winding around an annular ferrite core 4a. When a current is passed through the winding, the magnetic flux is generated only in the ferrite core 4a, and almost no leakage magnetic flux is generated. . The external coil 4 is disposed on the outer periphery of the fluorescent tube 1 by inserting one end of the fluorescent tube 1 into the inner diameter hole of the ferrite core 4a. As shown in the front view of FIG. 3 and the plan view of FIG. 4, the external electrode 6 is an elongated conductive metal plate and is arranged along a certain gap below the other end of the fluorescent tube 1. Is done. An AC power source 5 is connected between one end of the winding of the external coil 4 and the external electrode 6. That is, the external electrode 6 is connected to one side of the AC power source 5, and one end of the winding of the external coil 4 is connected to the other side of the AC power source 5. The other end of the winding of the external coil 4 is open without being connected to the AC power source 5 . The AC power source 5 is the same in the following embodiments, but has a frequency of, for example, about several tens of kHz to 200 kHz. At least at the start of discharge, a positive / negative peak between the external coil 4 and the external electrode 6 It is preferable to apply a high voltage of about 2000 V at two peaks.

上記蛍光ランプは、交流電源5による電圧が外部コイル4と外部電極6との間に印加されると、蛍光管1の内部に発生した電場によって、この蛍光管1の内部に存在する電子が加速され、この電子が放電ガスの水銀原子やアルゴン原子に衝突することにより電子なだれが起こり放電が開始される。すると、蛍光管1の内部がプラズマ状態となって電気抵抗が低下するので、外部コイル4に大きな電流が流れるようになり、フェライトコア4aに交番磁束が生じることにより、この磁束に誘導されて蛍光管1の内部の電場が維持される。従って、蛍光管1の内部では、外部コイル4によって誘導された電場によって電子が加速され続けるので、この電子が放電ガス中の水銀原子に衝突し励起することにより、管全体が発光を維持することができるようになる。   In the fluorescent lamp, when a voltage from the AC power supply 5 is applied between the external coil 4 and the external electrode 6, electrons existing inside the fluorescent tube 1 are accelerated by an electric field generated inside the fluorescent tube 1. Then, when the electrons collide with mercury atoms or argon atoms of the discharge gas, avalanche occurs and discharge is started. Then, since the inside of the fluorescent tube 1 is in a plasma state and the electric resistance is lowered, a large current flows through the external coil 4, and an alternating magnetic flux is generated in the ferrite core 4a. The electric field inside the tube 1 is maintained. Accordingly, inside the fluorescent tube 1, electrons continue to be accelerated by the electric field induced by the external coil 4, so that the electrons collide with the mercury atoms in the discharge gas and are excited, so that the entire tube maintains light emission. Will be able to.

上記蛍光ランプは、外部コイル4と蛍光管1との間は電磁誘導により結合され、この蛍光管1の内部は低抵抗のプラズマ状態となる。また、蛍光管1と外部電極6との間は、空間によって絶縁されているが、実際には、図3に示すように浮遊容量Cfを介して結合されていると考えられる。従って、この蛍光ランプの点灯時の等価回路は図5に示すものとなり、外部コイル4とプラズマ状態になった蛍光管1の抵抗と浮遊容量Cfとが直列に交流電源5に接続されたものとなる。なお、外部コイル4の巻線の開放された他端からは、若干電磁波が発生することになると思われるが、回路上の最適化とある程度の電磁シールドを設けることにより、他への影響は十分に低減することができる。 In the fluorescent lamp, the external coil 4 and the fluorescent tube 1 are coupled by electromagnetic induction, and the inside of the fluorescent tube 1 is in a low resistance plasma state. Further, although the fluorescent tube 1 and the external electrode 6 are insulated by a space, it is considered that they are actually coupled via a stray capacitance C f as shown in FIG. Therefore, an equivalent circuit when the fluorescent lamp is turned on is as shown in FIG. 5, in which the external coil 4 and the resistance of the fluorescent tube 1 in a plasma state and the stray capacitance Cf are connected in series to the AC power source 5. It becomes. In addition, although it seems that some electromagnetic waves will generate | occur | produce from the open | released other end of the coil | winding of the external coil 4, the influence on others is enough by providing the optimization on a circuit and a certain amount of electromagnetic shielding. Can be reduced.

〔第2実施形態〕
第2実施形態(請求項1を引用した請求項2に対応)の蛍光ランプを図6に示す。この蛍光ランプは、図3及び図4に示した第1実施形態における外部電極6を、蛍光管1の他端部の外周を取り巻く導体によって構成したものである。この外部電極6は、例えば若干太めの導線を蛍光管1の外周に1回程度巻き付けたものでもよいし、ある程度幅のある導電板をガラス管壁の外表面にほぼ全周にわたって張り付けたようなものであってもよく、ガラス管壁の外表面に成膜した導電膜であってもよい。また、この外部電極6として、例えばITO(Indium Tin Oxide)等からなる透明電極をガラス管壁の外表面に成膜した場合には、蛍光管1が発した光をこの外部電極6を通して外部に照射することもできるので、発光光を有効利用することができるようになる。なお、外部コイル4や交流電源5の構成は、第1実施形態の場合と全く同じである。
[Second Embodiment]
FIG. 6 shows a fluorescent lamp according to the second embodiment (corresponding to claim 2 in which claim 1 is cited). In this fluorescent lamp, the external electrode 6 in the first embodiment shown in FIGS. 3 and 4 is configured by a conductor surrounding the outer periphery of the other end of the fluorescent tube 1. The external electrode 6 may be, for example, a slightly thick conductive wire wound around the outer periphery of the fluorescent tube 1 once, or a conductive plate having a certain width is attached to the outer surface of the glass tube wall over almost the entire periphery. The conductive film formed into a film on the outer surface of the glass tube wall may be sufficient. Further, when a transparent electrode made of ITO (Indium Tin Oxide), for example, is formed on the outer surface of the glass tube wall as the external electrode 6, the light emitted from the fluorescent tube 1 is transmitted to the outside through the external electrode 6. Since it can also irradiate, emitted light can be used effectively. The configurations of the external coil 4 and the AC power supply 5 are exactly the same as those in the first embodiment.

上記蛍光ランプも、第1実施形態の場合と同様に、交流電源5による電圧が外部コイル4と外部電極6との間に印加されると、蛍光管1の内部で放電が開始される。そして、外部コイル4に流れた電流による磁束に誘導されて蛍光管1の内部で電場が維持されることにより、この蛍光管1の内部の放電ガス中の水銀原子が励起され続けて、管全体が発光を維持することができるようになる。   Similarly to the case of the first embodiment, when the voltage from the AC power supply 5 is applied between the external coil 4 and the external electrode 6, the fluorescent lamp also starts discharging inside the fluorescent tube 1. Then, the electric field is maintained in the fluorescent tube 1 by being induced by the magnetic flux generated by the current flowing in the external coil 4, whereby mercury atoms in the discharge gas inside the fluorescent tube 1 are continuously excited, and the entire tube is excited. Can maintain light emission.

また、上記蛍光ランプも、外部コイル4と蛍光管1との間は電磁誘導により結合され、この蛍光管1の内部は低抵抗のプラズマ状態となる。そして、本実施形態の場合には、外部電極6が蛍光管1のガラス管壁の外表面に直接接しているが、プラズマ状態の管内とこの外部電極6の間は、ガラス管壁を介した浮遊容量を介して結合されていると考えられる。   The fluorescent lamp is also coupled between the external coil 4 and the fluorescent tube 1 by electromagnetic induction, and the inside of the fluorescent tube 1 is in a low resistance plasma state. In the case of this embodiment, the external electrode 6 is in direct contact with the outer surface of the glass tube wall of the fluorescent tube 1, but the plasma tube and the external electrode 6 are interposed via the glass tube wall. It is thought that they are coupled through stray capacitance.

〔参考形態〕
参考形態の蛍光ランプを図7及び図8に示す。この蛍光ランプは、図7に示すように、上記蛍光管1の両端部の外周にそれぞれ外部コイル4,4を配置したものである。各外部コイル4は、第1実施形態のものと同じ構成であり、それぞれフェライトコア4aの内径孔に蛍光管1の端部を挿入することにより、この蛍光管1の外周に配置される。本実施形態では、これら外部コイル4,4の巻線の一端同士の間に交流電源5が接続され、これらの巻線の他端は開放されている。
[Reference form]
A fluorescent lamp of a reference form is shown in FIGS. In this fluorescent lamp, as shown in FIG. 7, external coils 4 and 4 are arranged on the outer periphery of both ends of the fluorescent tube 1, respectively. Each external coil 4 has the same configuration as that of the first embodiment, and is arranged on the outer periphery of the fluorescent tube 1 by inserting the end of the fluorescent tube 1 into the inner diameter hole of the ferrite core 4a. In the present embodiment, an AC power supply 5 is connected between one ends of the windings of the external coils 4 and 4, and the other ends of these windings are open.

上記蛍光ランプも、第1実施形態の場合と同様に、交流電源5による電圧が外部コイル4,4の間に印加されると、蛍光管1の内部で放電が開始される。そして、外部コイル4に流れた電流による磁束に誘導されて蛍光管1の内部に電場が維持されることにより、蛍光管1の内部の放電ガス中の水銀原子が励起され続けて、管全体が発光を維持することができるようになる。   Similarly to the case of the first embodiment, when the voltage from the AC power source 5 is applied between the external coils 4 and 4, the fluorescent lamp also starts to discharge inside the fluorescent tube 1. Then, the electric field is maintained inside the fluorescent tube 1 by being induced by the magnetic flux generated by the current flowing through the external coil 4, whereby mercury atoms in the discharge gas inside the fluorescent tube 1 are continuously excited, and the entire tube is Light emission can be maintained.

また、上記蛍光ランプは、両端部の外部コイル4,4と蛍光管1との間がそれぞれ電磁誘導により結合され、この蛍光管1の内部は低抵抗のプラズマ状態となる。従って、この蛍光ランプの点灯時の等価回路は図8に示すものとなり、2個の外部コイル4,4とプラズマ状態になった蛍光管1の抵抗が直列に交流電源5に接続されたものとなる。   In the fluorescent lamp, the external coils 4 and 4 at both ends and the fluorescent tube 1 are coupled by electromagnetic induction, and the inside of the fluorescent tube 1 is in a low resistance plasma state. Therefore, the equivalent circuit when the fluorescent lamp is turned on is as shown in FIG. 8, and the two external coils 4 and 4 and the resistance of the fluorescent tube 1 in the plasma state are connected in series to the AC power source 5. Become.

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上記第1〜第2の実施形態によれば、蛍光管1の内部に電極が存在しないために、この電極を管内に組み込んで封止する工程が不要となり、この蛍光管1の製造が容易となる。しかも、管内の電極に水銀イオンやアルゴンイオンが衝突してスパッタされるようなことがなくなるので、水銀等の消耗もなくなり、蛍光管1の大幅な長寿命化を図ることができるようになる。そして、蛍光管1が長寿命になると、蛍光ランプの交換作業回数も減少するので、メンテナンス性の向上を図ることもできる。 According to the first and second embodiments, since no electrode is present inside the fluorescent tube 1, a step of incorporating and sealing the electrode in the tube is not required, and the manufacture of the fluorescent tube 1 is easy. Become. In addition, since mercury ions or argon ions do not collide with the electrodes in the tube and are not sputtered, mercury is not consumed and the life of the fluorescent tube 1 can be greatly extended. When the fluorescent tube 1 has a long service life, the number of replacement operations of the fluorescent lamp also decreases, so that the maintainability can be improved.

また、上記実施形態によれば、蛍光管1は、両端を有する管状であるため、この蛍光管1の製造に従来からの一般的な工程を利用できるだけでなく、端部に外部コイル4を嵌め込んだり、端面の凹部に挿入するだけで容易に組み立てることができるので、製造コストを大幅に低減することができるようになる。しかも、特に上記実施形態のように直管型の蛍光管1を用いた場合には、多数本を接近して配置することにより、面光源状の照明やバックライトを構成することができるようになり、実用性の高いものとなる。ただし、U字管型の蛍光管1を用いた参考形態の場合であっても、図9に示すように、外部コイル4,4を嵌め込んだ端部が互い違いとなるように各蛍光ランプを並べれば、十分に接近して配置することはできる。 Further, according to the above embodiment, since the fluorescent tube 1 is a tube having both ends, not only a conventional general process can be used for manufacturing the fluorescent tube 1, but also the external coil 4 is fitted to the end. Since it can be easily assembled by simply inserting it into the recess of the end face, the manufacturing cost can be greatly reduced. Moreover, especially when the straight fluorescent tube 1 is used as in the above-described embodiment, it is possible to configure a surface light source-like illumination or backlight by arranging a plurality of tubes close to each other. Therefore, it becomes highly practical. However, even in the case of the reference embodiment using the U-shaped fluorescent tube 1, as shown in FIG. 9 , the fluorescent lamps are arranged so that the ends into which the external coils 4 and 4 are fitted are staggered. If they are lined up, they can be placed close enough.

さらに、上記実施形態の蛍光ランプは、蛍光管1と外部コイル4,4や外部電極6とを分解して仕分けることが容易となり、分離された蛍光管1には金属部品が使われていないので、リサイクルの処理効率も向上させることができるようになる。特に、法令によって規制されることの多い水銀が放電ガスとして封入された蛍光管1を外部コイル4,4や外部電極6とは分離して処理できるので、廃棄処理の安全性と効率の向上を図ることもできる。   Furthermore, in the fluorescent lamp of the above embodiment, it becomes easy to disassemble the fluorescent tube 1 and the external coils 4 and 4 and the external electrode 6, and no metal parts are used for the separated fluorescent tube 1. In addition, the recycling efficiency can be improved. In particular, since the fluorescent tube 1 in which mercury, which is often regulated by laws and regulations, is enclosed as a discharge gas, can be processed separately from the external coils 4 and 4 and the external electrode 6, the safety and efficiency of the disposal process can be improved. You can also plan.

なお、上記実施形態では、発光効率の向上を図るために、外部コイル4にフェライトコア4aを用いる場合を示したが、透磁率の高い材質を用いたコアであれば、必ずしもフェライトに限定されるものではない。また、外部電極6も、導電性のものであればよいので、金属板や導線に限らず、金属箔や金属線をネット状にしたもの等でもよく、例えば蛍光管1の外表面に金属酸化物を焼結させた導電膜等を用いることもできる。   In the above-described embodiment, the case where the ferrite core 4a is used for the external coil 4 in order to improve the light emission efficiency has been described. However, the core is not necessarily limited to ferrite as long as the core is made of a material having high magnetic permeability. It is not a thing. Further, since the external electrode 6 may be conductive, it is not limited to a metal plate or a conductive wire, but may be a metal foil or a metal wire in a net shape. For example, the outer surface of the fluorescent tube 1 is oxidized with metal. A conductive film obtained by sintering an object can also be used.

従来例を示すものであって、冷陰極管の発光原理を説明するための縦断面正面図である。It is a longitudinal cross-sectional front view for demonstrating the light emission principle of a cold cathode tube, showing a prior art example. 従来例を示すものであって、ループ状の蛍光管を用いた蛍光ランプを示す全体図である。It is a general view showing a conventional example and showing a fluorescent lamp using a looped fluorescent tube. 本発明の第1実施形態を示すものであって、蛍光ランプの正面図である。1 shows a first embodiment of the present invention and is a front view of a fluorescent lamp. FIG. 本発明の第1実施形態を示すものであって、蛍光ランプの平面図である。1 shows a first embodiment of the present invention and is a plan view of a fluorescent lamp. FIG. 本発明の第1実施形態を示すものであって、蛍光ランプの等価回路図である。1 shows the first embodiment of the present invention and is an equivalent circuit diagram of a fluorescent lamp. FIG. 本発明の第2実施形態を示すものであって、蛍光ランプの正面図である。The 2nd Embodiment of this invention is shown and is a front view of a fluorescent lamp. 本発明の参考形態を示すものであって、蛍光ランプの正面図である。It is a front view of a fluorescent lamp, showing a reference embodiment of the present invention. 本発明の参考形態を示すものであって、蛍光ランプの等価回路図である。1 is a view showing a reference form of the present invention and is an equivalent circuit diagram of a fluorescent lamp. FIG. 本発明の参考形態を示すものであって、U字管型の蛍光管を用いた蛍光ランプの配置例を示す平面図である。It is a top view which shows the reference form of this invention and shows the example of arrangement | positioning of the fluorescent lamp using a U-shaped tube-type fluorescent tube.

1 蛍光管
2 電極
3 蛍光体層
4 外部コイル
4a フェライトコア
5 交流電源
6 外部電極
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fluorescent tube 2 Electrode 3 Phosphor layer 4 External coil 4a Ferrite core 5 AC power supply 6 External electrode

Claims (2)

管状の内部に低圧の放電ガスを封入して両端を封口した放電管の一端部の外周に、コアと前記コアに巻回した巻線とからなる外部コイルを配置すると共に、この放電管の他端部の外側に外部電極を配置し、交流電源の一方に外部電極を接続し、交流電源の他方に外部コイルの巻線の一端を接続すると共に、外部コイルの巻線の他端は交流電源と接続しないで開放していることを特徴とする放電管。 An external coil consisting of a core and a winding wound around the core is disposed on the outer periphery of one end of a discharge tube sealed with a low-pressure discharge gas inside the tube and sealed at both ends. An external electrode is arranged outside the end , the external electrode is connected to one side of the AC power source, one end of the winding of the external coil is connected to the other side of the AC power source, and the other end of the winding of the external coil is the AC power source Discharge tube characterized by being open without being connected to . 前記放電管が、管状の内壁面の全部又は一部に蛍光体層を形成した蛍光管であることを特徴とする請求項1に記載の放電管。 The discharge tube according to claim 1 , wherein the discharge tube is a fluorescent tube in which a phosphor layer is formed on all or part of a tubular inner wall surface.
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