JPH06283140A

JPH06283140A - コンパクト形けい光ランプ

Info

Publication number: JPH06283140A
Application number: JP5070424A
Authority: JP
Inventors: Toshiyuki Ikeda; 敏幸池田
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 1993-03-29
Filing date: 1993-03-29
Publication date: 1994-10-07

Abstract

(57)【要約】【目的】内部リード線の抵抗を小さくして、飛散を防止
し、早期黒化を防止することができるコンパクト形けい
光ランプを提供する。【構成】発光管１の封止端部に一対の内部リード線８を
貫通し、これら内部リード線に電極９を接続してなり、
上記発光管１は内径を２０mm以下とし、点灯時のランプ
電流が０．３Ａ以上で点灯されるコンパクト形けい光ラ
ンプにおいて、上記内部リード線８は、銅の導電率の１
５％以上の導電率をもつ材料により形成したことを特徴
とする。【作用】内部リード線の導電率が高くなるので、陽極降
下電圧を低くすることができ、電子衝撃が小さくなり、
内部リード線の飛散が少なくなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、発光管が細くて管壁負
荷の大きなコンパクト形けい光ランプに適用して有効で
あり、特にその電極を支持する内部リード線の改善に関
する。

【０００２】

【従来の技術】最近のけい光ランプのなかには、発光管
の形状をＵ字形やＷ字形などに屈曲したり、複数本の直
管形ガラスチューブの端部を相互に接合してＨ字形のバ
ルブを構成するなどにより、小さなスペースに高密度の
発光部を集中させて、いわゆるコンパクト化したランプ
が市販されている。この種のコンパクト形けい光ランプ
は、発光管が上記したようなＵ字形やＷ字形またはＨ字
形の放電空間を有し、この放電空間の端部にフィラメン
ト電極を封装してある。

【０００３】従来のコンパクト形けい光ランプについ
て、詳細な構造を図４および図５にもとづき説明する。
図示のコンパクト形けい光ランプは、Ｕ字形のガラスチ
ューブを２本並べかつ端部相互を繋いで構成したダブル
Ｕ字形のコンパクト形けい光ランプである。すなわち、
発光管１は、２本のＵ字形チューブ３、３を端部で繋い
だ形状のバルブ２を有し、これら２本のＵ字形チューブ
３、３は、互いの一端部側面を互いに溶着し、この融着
連結部４により相互に一体に結合されている。このため
これら２本のＵ字形チューブ３、３は上記融着連結部４
を通じて内部が互いに導通し、展開した場合は略Ｗ字形
の放電路を構成している。

【０００４】上記Ｕ字形チューブ３、３の内面には、図
５に示す通り、けい光体被膜５が形成されている。そし
て、これらＵ字形チューブ３、３のそれぞれ他端には電
極マウント６、６（一方のみ図示する）が封装されてい
る。電極マウント６の封装構造を図５にもとづき説明す
ると、符号７は、チューブ３の端部を閉塞したフレアス
テムであり、このフレアステム７には一対の内部リード
線（ウエルズ）８、８が気密に貫通されている。これら
内部リード線８、８の放電空間側端部にはフィラメント
電極９が掛け渡されている。また、上記フレアステム７
には細管１０が突設されており、この細管１０は放電空
間に通じている。この細管１０内にはＢｉ−Ｓｎ−Ｈｇ
等からなるアマルガム１１が収容されている。なお、他
方のＵ字形チューブ３の電極側にはアマルガムが収容さ
れておらず、細管は排気管として用いられている。

【０００５】このような構成のコンパクト形けい光ラン
プは、当社製で定格電力１３Ｗの場合（ＦＤＬ１３）、
管内径が１５．３mm、ランプ電流０．３００Ａで点灯さ
れるようになっており、また定格電力１８Ｗの場合（Ｆ
ＤＬ１８）は、管内径が１７．５mm、ランプ電流０．３
７５Ａで点灯されるようになっており、さらに、定格電
力２７Ｗの場合（ＦＤＬ２７）は、管内径が１７．５m
m、ランプ電流０．６２０Ａで点灯されるようになって
いる。

【０００６】すなわち、管内径が２０mm以下であり、ラ
ンプ電流は０．３００Ａ以上で使用されるようになって
おり、電流密度は０．１６３Ａ／cm²以上となってい
る。これに対し、通常の直管形けい光ランプＦＬ２０の
場合、定格電力２０Ｗでは、管内径が２８〜３８mm、ラ
ンプ電流０．３５０〜０．３７５Ａで点灯されるように
なっており、電流密度は０．０５〜０．０３Ａ／cm²と
なっている。

【０００７】すなわち、上記コンパクト形けい光ランプ
は、小形であるにも拘らず大きな発光量を得るため、高
い入力（高い電流密度）を与えて点灯するようになって
いる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
コンパクト形けい光ランプは、小形であるにも拘らず高
い入力を与えて点灯するから、発光管の温度が高くなる
傾向にある。この結果、管壁の黒化が発生し易い。ま
た、管径が小さいため飛散物質が、すぐ近くにあるバル
ブ壁に付着し易く、早期に黒化を生じ、光出力の低下を
招く。

【０００９】管壁が黒化する原因は、管壁に、不純物や
フィラメント材料およびエミッタ、ならびに内部リード
線材料が飛散して付着するためであり、不純物やフィラ
メント材料およびエミッタの飛散を防止する対策は種々
提案されている。

【００１０】しかしながら、従来、内部リード線の飛散
による管壁黒化については、大して注意が払われていな
い。そこで、本発明者らは、内部リード線の飛散につい
て研究した。その結果、内部リード線が飛散する原因
は、該電極が陽極モードの場合に、陽極降下電圧に影響
を受けると考えられる。内部リード線のスパッタリング
は、陽極降下電圧が高いと起こり易い。陽極降下電圧は
内部リード線の抵抗により変化する。つまり、内部リー
ド線の抵抗が大きい場合は陽極降下電圧が高いから、電
子が飛び込み難くなる。よって無理に飛び込んだ電子
は、その衝撃が大きいから内部リード線の材質を飛散さ
せ、よって黒化を誘発する。これに対し、内部リード線
の抵抗が小さいと、陽極降下電圧は低くなり、電子が飛
び込み易くなるので飛び込みの衝撃が小さくなり、内部
リード線の飛散が少なくなるものと考えられる。

【００１１】しかしながら、図４および図５に示す従来
のコンパクト形けい光ランプは、内部リード線８、８が
ＦＬ２０と同様に、ＴＮＧ（Ｎｉ５１％、Ｆｅ４８％、
その他１％からなる合金）（銅Ｃｕに対する導電率４
％）にて構成されていたから、抵抗が大きく（抵抗率４
３μΩ・cm／２０℃）、飛散が多いから早期黒化を発生
する不具合があった。

【００１２】本発明はこのような事情にもとづきなされ
たもので、その目的とするところは、内部リード線の抵
抗を小さくして、飛散を防止し、早期黒化を防止するこ
とができるコンパクト形けい光ランプを提供しようとす
るものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、発光管の封止
端部に一対の内部リード線を貫通し、これら内部リード
線に電極を接続してなり、上記発光管は内径を２０mm以
下とし、点灯時のランプ電流が０．３Ａ以上で点灯され
るコンパクト形けい光ランプにおいて、上記内部リード
線は、銅の導電率の１５％以上の導電率をもつ材料によ
り形成したことを特徴とする。

【００１４】

【作用】本発明によると、内部リード線の導電率が高く
なるので、陽極降下電圧を低くすることができ、よって
電子が飛び込み易くなるので飛び込みの衝撃が小さくな
り、内部リード線の飛散が少なくなる。

【００１５】

【実施例】以下本発明について、図１ないし図３に示す
一実施例にもとづき説明する。図１は、図４に示す屈曲
形コンパクトけい光ランプの電極封止端部を示す断面図
であり、このコンパクトけい光ランプは定格電力１３Ｗ
であり、発光管１のバルブ２は、ガラスチューブ３の内
径が管内径が１７．５mm、ランプ電流０．３００Ａで点
灯されるようになっており、したがって電流密度は０．
１２５Ａ／cm²となっている。本実施例では、バルブ２
の端部がピンチシールされており、このピンチシール部
２０に電極マウント６が封装されている。電極マウント
６は、ビードマウント構造をなしており、すなわち一対
の内部リード線８、８（ウエルズ）が上記ピンチシール
部２０を気密に貫通されており、これら内部リード線
８、８の内側端部にはフィラメント９が掛け渡されてい
る。上記一対の内部リード線８、８の途中箇所は、ビー
ドガラス２１により絶縁状態を保って結合されている。
上記ピンチシール部２０からは細管１０が突出されてお
り、この細管１０内にはＢｉ−Ｓｎ−Ｈｇ等からなるア
マルガム１１が収容されている。

【００１６】上記内部リード線８、８は、銅Ｃｕの導電
率の１５％以上の導電率をもつ材料により形成されてお
り、例えばＤＮＸ（銅にニッケルＮｉメッキしたワイヤ
＝銅Ｃｕの導電率の１７％、抵抗率１０μΩ・cm／２０
℃）により形成されている。そして、この内部リード線
８、８は、線径を０．８mm以下とし、具体的には０．６
mmとし、フィラメント９を架設した場合のピンチシール
部２０からの高さＨを１０mm以上、具体的には２２mmに
設定してある。

【００１７】このような構成の屈曲形コンパクトけい光
ランプの場合、電極降下電圧Ｖp は、１１．５Ｖとなっ
ており、従来のＴＮＧを用いた場合の電極降下電圧Ｖp
１２．０Ｖに比べて０．５Ｖ低くすることができた。こ
のため、電極損失が少なくなり、効率が向上するととも
に、電子衝撃が少なくなるので内部リード線の飛散が少
なくなり、黒化の発生を抑制することができる。

【００１８】本発明者らは、種々のリード線材料につい
て、その導電率と抵抗率を調べた。その結果を下記に示
す。なお、導電率は銅Ｃｕを１００とした場合の割合で
ある。銅Ｃｕ …導電率１００、抵抗率１．
７μΩ・cm／２０℃ ＦＮｉ（高純度ニッケル）…導電率２４、抵抗率７．
０μΩ・cm／２０℃ ＤＮＸ（銅にニッケルＮｉメッキした金属）…導電率１
７〜２８、抵抗率６〜１０μΩ・cm／２０℃ ＴＮＧ（Ｎｉ５１％、Ｆｅ４８％、その他１％からなる
合金）…導電率４、抵抗率４３μΩ・cm／２０℃ これら各材料を用いてリード線８を形成し、ランプに組
み込んでその電極降下電圧Ｖp を測定したところ、図２
のような特性を得た。すなわち、電極降下電圧Ｖp は、
内部リード線８の導電率が高いほど低下することが判っ
た。

【００１９】次に、屈曲形コンパクトけい光ランプを点
灯して、黒化の発生具合と導電率との関係を調べた。図
３は点灯２０００時間後における黒化の発生状況と導電
率との関係を記した特性図である。各ランプは、ＦＤＬ
１３（ランプ電流０．３Ａ）、ＦＤＬ１８（ランプ電流
０．３７５Ａ）、ＦＤＬ２７（ランプ電流０．６１Ａ）
であり、上記図３より、導電率が１５％以上であれば２
０００時間しても黒化の発生が少ないことが判った。こ
の結果、銅に対して導電率が１５％以上のワイヤを内部
リード線８として使用すれば、電極降下電圧Ｖp が引き
下げられ、内部リード線８のスパッタが抑制されて黒化
の防止に有効であることが確認された。

【００２０】ところで、電極降下電圧Ｖp を引き下げる
には、内部リード線８の抵抗を小さくすれば有効である
ことは既に述べた。このためには、内部リード線８を導
電率の高い材料、つまり抵抗率の低い材料で構成するこ
とも１つの対策であるが、抵抗を小さくする他の手段と
して、内部リード線８の線径を大きくすることが考えら
れる。しかしながら、この種のコンパクト形けい光ラン
プは、管壁負荷が高く、ランプ電流も大きいので、発光
管バルブ２の温度が上昇し勝ちであり、ＦＬ２０等のよ
うな一般形けい光ランプに比べて封止部の温度が高くな
る傾向にある。このため、内部リード線８の線径を大き
くすると、封止部のガラスが熱膨脹差により歪みやクラ
ックを生じる心配がある。このため、内部リード線８の
線径を大きくするには限度がある。特に、図１に示すマ
ウント封止構造は、バルブ２の端部をピンチシールした
構造であるから、図５に示すフレアステム７を用いる場
合に比べて、リークし易い心配があり、よってピンチシ
ール構造の場合、特に内部リード線８の線径を大きくす
ることができない。本発明者らの経験および実験から、
内部リード線８の線径は０．８mm以下とすることが望ま
れる。しかし、上記のように内部リード線８の線径を細
くすると、表面積が小さくなるので陽極モードの場合に
電子が飛び込み難くなり、電子衝撃が大きくなるから、
飛散が発生しやすい。そこで、放電空間に露出する内部
リード線８の表面積を大きくするため、内部リード線８
の長さ、つまり内部リード線８の上記封止端部８からフ
ィラメント９までの高さＨを長くすればよいと考えられ
るが、内部リード線８の長さを大きくすると封止部の内
部リード線まで電子が飛び込むことから電極降下電圧Ｖ
p が高くなる。

【００２１】上記フィラメント９高さＨについて、別の
角度から検討すると、図５に示すフレアステム７を用い
たマウントの場合、フレアステム７が封止端部からある
程度の高さｈを有しているから、フィラメント９から封
止端部までの距離（Ｈ＋ｈ）露出高さを大きく確保する
ことができ、よって封止端部に最冷部Ｃを形成すること
ができ、これよりもさらに突出した細管１０の先端に最
冷部を確保することがでいる。このため、水銀蒸気圧を
制御し易い。これに対し、図１に示すピンチシール２０
構造を採用した場合は、フィラメント９から細管１０ま
での距離が短くなり、細管１０の温度が高くなり、アマ
ルガム１１を過熱する心配があり、アマルガム１１の温
度を水銀蒸気圧を制御するに適した温度に維持するため
には、フィラメント９をアマルガム１１からある程度離
しておく必要がある。すなわち、電極高さＨはある程度
大きくする必要がある。

【００２２】上記のように、陽極モードの場合に表面積
を大きくして電子衝撃を和らげるため、およびアマルガ
ム１１の温度を水銀蒸気圧を制御するに適した温度に維
持するため、フィラメント９のＨをある程度以上大きく
する必要がある点、を考慮すれば、内部リード線８の長
さＨは長いことが望まれる。我々の経験および実験か
ら、少なくともアマルガム１１の温度を水銀蒸気圧を制
御するに適した温度に維持するためフィラメント９の高
さＨを１０mm以上は必要とし、よって内部リード線８は
１０mm以上の高さを有している必要がある。

【００２３】以上のことから、ピンチシール構造のコン
パクト形けい光ランプの場合、内部リード線８は、線径
を０．８mm以下にし、内部リード線８の長さＨを１０mm
以上にする必要がある。しかし、このような条件のみで
は、内部リード線８の飛散による管壁黒化を防止するこ
とができない。

【００２４】これに対し、このような条件の場合に、内
部リード線８として銅に対する導電率が１５％以上のワ
イヤを使用すれば、前記した理由から、電極降下電圧Ｖ
p を引き下げることができ、内部リード線８のスパッタ
を抑制し、黒化を防止することができることになる。

【００２５】なお、図５に示すフレアステム７を用いた
マウント構造の場合であっても、内部リード線８として
銅に対する導電率が１５％以上のワイヤを使用すれば、
電極降下電圧Ｖp を引き下げることができるので、内部
リード線８のスパッタを抑制し、黒化を防止することが
できる。よって、請求項１に記載の発明は、マウント構
造や封止構造に制約を受けるものではない。また、本発
明は、Ｗ字形けい光ランプ、Ｈ字形けい光ランプなどに
も実施可能である。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によると、導
電率の高い内部リード線を用いたので、抵抗が小さくな
り、陽極降下電圧を低くすることができ、よって電子が
飛び込み易くなるので飛び込みの衝撃が小さくなり、内
部リード線の飛散が少なくなる。このため、早期黒化を
防止することができ、寿命特性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示し、コンパクトけい光ラ
ンプの封止端部を示す断面図。

【図２】同実施例の電極降下電圧と内部リード線の導電
率との関係を示す特性図。

【図３】同実施例の黒化の発生具合と内部リード線の導
電率との関係を示す特性図。

【図４】上記実施例および従来の説明のために共通して
用いたコンパクト形けい光ランプの斜視図。

【図５】同じくその封止端部を示す断面図。

【符号の説明】

１…発光管２……バルブ３
…チューブ７…フレアステム８…内部リード線９
…フィラメント１０…細管１１…アマルガム２０…ピンチシール

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】発光管の封止端部に一対の内部リード線
を貫通し、これら内部リード線に電極を接続してなり、
上記発光管は内径を２０mm以下にし、点灯時のランプ電
流が０．３Ａ以上で点灯されるコンパクト形けい光ラン
プにおいて、上記リード線は、銅の導電率の１５％以上の導電率をも
つ材料により形成したことを特徴とするコンパクト形け
い光ランプ。
【請求項２】上記内部リード線は銅にニッケルメッキ
したワイヤからなることを特徴とする請求項１に記載の
コンパクト形けい光ランプ。
【請求項３】上記内部リード線の線径を０．８mm以下
とし、かつこの内部リード線の上記封止端部から内側に
向かって伸びる高さを１０mm以上としたことを特徴とす
る請求項１または請求項２に記載のコンパクト形けい光
ランプ。
【請求項４】上記発光管の封止端部は、圧潰封止され
ていることを特徴とする請求項１または請求項３に記載
のコンパクト形けい光ランプ。
【請求項５】封止端部から細管を突出し、この細管に
アマルガムを収容したことを特徴とする請求項４に記載
のコンパクト形けい光ランプ。