JPH0527219B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

産業上の利用分野 本発明は、コンパクト形螢光ランプ装置に関す
るものである。 従来例の構成とその問題点 最近、白熱電球に代わる省エネルギー光源とし
て種々のコンパクト形螢光ランプ装置が提案さ
れ、一部はすでに実用化されている。第１図にそ
の一例を示す。２つのＵ字形の発光管１，２が外
管グローブ３の内部に保持され封着されており、
発光管１，２と外管グローブ３は図からわかるよ
うに空間的に導通状態にあつて、内部には水銀と
希ガスが封入されている。発光管１，２の両端部
にはそれぞれ電極コイル４，５が保持されてお
り、その両電極間に放電路が形成される。発光管
１，２の内面には螢光体６が塗布されており、水
銀放電からの253.7nm紫外線で励起されて可視光
を放射している。ランプ装置として、ケース７と
口金８が設けられており、ケース７の内部には発
光管点灯用の安定器９が組み込まれている。安定
器９としては通常チヨークコイルが用いられてい
る。 このようなコンパクト形螢光ランプ装置の総合
効率は、電球の３倍弱の約40lm／Ｗと高く、ま
たランプは電球用ソケツトにそのまま装着して点
灯できるという使用上の簡便さも備えている。 ところが、かかるコンパクト形螢光ランプ装置
は、電球に比べて重量が400〜500gと著しく重い
という問題がある。これは、安定器９のチヨーク
コイル重量が250〜300gと大きいからである。こ
のように、コンパクト形螢光ランプ装置の重量が
大きいことが、家庭用照明などへの本格的普及を
阻害しているひとつの要因といえる。 このような問題点に対して、安定器９としてチ
ヨークコイルに代つて軽量の電子安定器を組み込
んだコンパクト形螢光ランプ装置が発表されてい
る。これは、装置全体の重量が従来のものに比べ
て約1/2まで減少される反面・装置全体のコスト
が高くなるという別の問題点が発生する。 発明の目的 本発明は、軽くてしかも比較的低いコストのコ
ンパクト形螢光ランプ装置を提供するものであ
る。 発明の構成 発明者らは、上記目的を達成すべく、コンパク
ト形螢光ランプ装置の基本的方式について種々検
討した。その結果、従来コンパクト形螢光ランプ
のように半サイクル毎の電流が対称であるいわゆ
る直流成分のない交流で点灯する回路よりも、い
わゆる直流成分をもつ非対称交流で点灯する回路
の方が低コスト設計が可能であるというひとつの
基本的発想に到達した。 ところで、上記の基本的発想を具現化するに
は、直流成分をもつ交流の点灯できる発光管が必
要となる。 ちなみに、通常の螢光ランプを直流成分をもつ
交流で点灯すると、いわゆるカタフオレシス現象
によつて水銀が直流成分面からは陰極として動作
している片側の電極へと片寄つていき、その片側
の電極に近い陽光柱領域のみが明るく発光し他の
電極側の陽光柱領域が暗くなる。したがつて、上
記の基本的発想を従来の発光管を用いるかぎり具
現化することはできない。 発明者らは、次の段階として、直流成分をもつ
交流で点灯してもカタフオレシス現象が発生しな
いランプについて検討した。その結果、第１図に
おいて、発光管と外管グローブとを空間的に導通
する導通部分を発光管の片側の電極近傍に設け、
かつ前記導通部分を設けた方の電極を直流成分面
からは陽極として動作させるならば、カタフオレ
シス現象の発生を防止できることを発見した。こ
の新しい知見にもとづいて、直流成分をもつ交流
による点灯回路が比較的軽量でかつ低コストにで
きて、前記目的を満たしたコンパクト形螢光ラン
プ装置が実現された。 実施例の説明 以下、本発明の実施例について図面を用いて説
明する。 第２図は本発明にかかるコンパクト形螢光ラン
プの一例を示す。同図に示すように、球状のガラ
スグローブ３の開口部にはステンレスからなる金
属基板１０がガラスフリツト（図示せず）気密に
封着されている。金属基板１０には２つの電極コ
イル４，５を保持したステム１１，１２が同じガ
ラスフリツト（図示せず）で封着されている。そ
して、Ｕ字形管を再度折り曲げたいわゆるダブル
Ｕ字形管からなる発光管１′が金属基板１０に同
様にガラスフリツト（図示せず）を用いて封着固
定されている。この場合、発光管１′の両端には
電極コイル４，５が位置するようになつている。
発光管１′の内面には螢光体が塗布されている。
また、発光管１′および外管グローブ３の内部に
は水銀のほかにアンゴルが3Torr封入されてい
る。さらに、発光管１′には一方の電極コイル４
の近傍に外管グローブ３と空間的に導通する導通
部分１３が設けられている。なお、外管グローブ
３は球状のほかにドーム状などの種々の形状のも
のが用いられる。 さて、第２図に示す発光管を、第３図に示すチ
ヨツパー方式の高周波点灯用のモデル回路を用い
て直流成分をもつ交流で電灯した。なお、第３図
では外管グローブの図示は省略している。 第３図の点灯回路の動作を簡単に説明すると、
まず整流ブリツジ１４と平滑用コンデンサ１５に
よつて交流から直流に交換される。ランプ始動時
には、双方向２端子サイリスタ（ダイアツク）１
６がオンしてパワートランジスタ１７がオン状態
となり、ダイオード１８と双方向２端子サイリス
タ（SSS）１９の動作により発光管１′の電極コ
イル４，５に予熱電流が流れる。そうすると、パ
ワートランジスタ１７が電流検出トランス２０か
らのフイードバツク信号によつてカツトオフさ
れ、そのときチヨークコイル２１とコンデンサ２
２との直列共振回路により誘起される電圧で発光
管１′が点灯される。点灯後は、パワートランジ
スタ１７、チヨークコイル２１、コンデンサ２２
およびダイオード２３の機能によつていわゆるチ
ヨツパー動作が繰り返えされて、発光管１′には
第４図に示すような非対称な放電電流が流れる。
この放電電流波形を番号２４で示す。 さて、まず、導電部分１３に近い電極コイル４
を直流成分面からは陰極としてランプを点灯する
と、カタフオレシス現象が発生することが観測さ
れた。かかるカタフオルシス現象は、周囲温度が
低くかつ放電電流のうちの直流成分が増加する程
顕著となった。 一方、電極の陰性を逆転して導通部分１３に近
い電極コイル４を直流成分面からは陽極として動
作させると、上記カタフオレシス現象が低温領域
までにわたつてほぼ完全に防止されて、発光管全
域にわたつて従来の直流成分のない交流で点灯し
たときと同様の均一な発光状態が得られた。発光
者らは、この新しい現象の機構を究明したとこ
ろ、これは動作時の発光管の管壁温度は外管グー
ブ３の温度40℃に比べて約150℃と高くなるので、
カタフオレシス現象で導通部分１３に近い電極コ
イル４から他方の電極コイル５へ移動した水銀
が、上記の温度差による対流現象を通じて、電極
コイル５から電極コイル４の領域を経て外管グロ
ーブ３の内部に戻されていると考えられる。いわ
ば、電気的なカタフオレシス現象もとづく水銀の
移動が、温度による対流現象で相殺されていると
いえる。このように、本発明の基本は、カタフオ
レシス現象が電源の極性を選ぶことによつて防止
されることを発明者らが発見したところにある。 なお、導通部分１３の形状としては上記対流現
象を適当に発生させるものであれば任意のもので
よい。たとえば、電極コイル４側の発光管の端部
をガラスフリツトが封着せずに開放状態としたも
のでもよい。また、導通部分１３の位置は、必ら
ずしも電極コイル４に接近した所に設ける必要は
ない。通常の定温においては、電極コイル４から
約７cm離れた領域に設けた場合でも、電極コイル
４と導通部分１３との間の領域で比較的明るい発
光状態が得られた。これは、比較的短い距離であ
れば、水銀密度の濃度差にもとづく拡散現象によ
つて、上記カタフオレシス現象による水銀の片寄
りが緩和されるものと考えられる。 第２図に示すランプと第３図のチヨツパー方式
の高周波点灯回路とを組み合わせたコンパクト形
螢光ランプ装置の仕様とランプ特性を従来装置と
比較して示す。

【表】 上表からわかるように、本発明の装置は、チヨ
ークコイル安定器を用いた従来装置に比べて重量
が約1/2まで減少されており、総合効率も40lm／
Ｗから約50lm／Ｗのレベルが得られている。 なお、第３図に示すチヨツパー方式回路は、た
とえば従来から螢光ランプの高周波点灯に一般的
に用いられているプツシユプル方式（第５図）に
比べて、出力トランス２５が不用であり、またパ
ワートランジスタが一つですむので、かなり簡易
化されており、低コスト化が実現されている。 また、直流成分のある非対称の交流点灯が許容
できるならば、第３図に示すチヨツパー方式以外
のものでもよい。 なお、本発明にかかるコンパクト形螢光ランプ
装置は、発光部と点灯回路部とを必らずしも一体
化する必要はなく、両者を分離した形でたとえば
発光部を照明器具などに保持させたものでもよ
く、このものでも本発明が目的とする軽量で低コ
ストかつ高効率のコンパクト形螢光ランプ装置が
実現されるものである。 発明の効果 以上説明したように、本発明はカタフオレシス
現象を防止するために、一方の電極近傍の発光管
領域に外管グローブと空間的に導通する部分を設
け、この一方の電極を直流成分面からは陽極とし
て動作するように交流で点灯することにより、簡
易な点灯回路が設計できて、軽くて比較的低コス
トのコンパンクト形螢光ランプ装置を提供するこ
とができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のコンパクト形螢光ランプ装置の
一部切欠図、第２図は本発明にかかるコンパクト
形螢光ランプの一部切欠図、第３図は本発明の一
実施例であるコンパクト形螢光ランプ装置の回路
図、第４図はそのときの放電電流波形図、第５図
は従来の高周波点灯回路図である。 １′……発光管、３……外管グローブ、４，５
……電極コイル、６……螢光体、１０……金属基
板、１１，１２……ステム、１３……導通部分、
１４……整流ブリツジ、１５……平滑用コンデン
サ、１６……双方向２端子サイリスタ、１７……
パワートランジスタ、１８……ダイオード、１９
……双方向２端子サイリスタ、２０……電流検出
トランス、２１……チヨークコイル、２２……コ
ンデンサ、２３……ダイオード。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 気密に封着されている外管グローブの内部
   に、折り曲げられた細管の発光管が設けられ、前
   記発光管の両端に電極が設けられ、前記発光管の
   内面に螢光体が被着されており、さらに前記外管
   グローブと前記発光管の内部に希ガスと水銀が封
   入されているとともに、前記発光管の一方の電極
   に近い領域に前記外管グローブと空間的に導通す
   る部分が設けられたコンパクト形螢光ランプを備
   え、前記発光管を直流成分をもつ交流の放電電流
   で動作させ、前記導通部分に近い電極を直流成分
   面からは陽極として動作せしめることを特徴とす
   るコンパクト形螢光ランプ装置。