JPH09306423A - 蛍光ランプ用電極 - Google Patents

蛍光ランプ用電極

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JPH09306423A
JPH09306423A JP12202696A JP12202696A JPH09306423A JP H09306423 A JPH09306423 A JP H09306423A JP 12202696 A JP12202696 A JP 12202696A JP 12202696 A JP12202696 A JP 12202696A JP H09306423 A JPH09306423 A JP H09306423A
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JP
Japan
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coil
electrode
filament
fluorescent lamp
coil filament
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JP12202696A
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English (en)
Inventor
Hiroshi Imamura
博司 今村
Keisuke Sato
啓介 佐藤
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Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構成で多量の電子放射性物質を保持で
きる寿命の長い蛍光ランプ用電極を提供すること。 【解決手段】 2本のインナーリード線11,11に両
端がピンチされた、従来よりも長尺なタングステン多重
コイルフィラメント1の略中央部分を、そのフィラメン
ト1より熱伝導率の低いフローティングリード線12で
支持している。また、多重コイルフィラメント1の両端
部の間を遮蔽する機能を有する電極リング20を装着し
てもよい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、蛍光ランプ用電極
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に蛍光ランプの点灯寿命は、タング
ステンの多重コイルフィラメントに被着された電子放射
性物質が、ランプ始動時及び点灯時に飛散、蒸発し、消
耗することによって決定される。
【0003】多重コイルフィラメントとしては、ダブル
コイルフィラメント、ダブルコイルフィラメントに細線
を緩く巻いた所謂トリプルコイルフィラメント、シング
ルコイルに細線を緩く巻いたスティックコイルフィラメ
ント、コイルを三重に巻回したブロックコイルフィラメ
ントなどが実用化され用いられている。
【0004】また、電子放射性物質としては、アルカリ
土類金属(バリウム、ストロンチウム、カルシウム)の
複合酸化物が用いられており、例えば、一般の直管形蛍
光ランプで、FL10では6,000時間、FL20S
Sでは8,500時間、FL40SSでは12,000
時間の定格寿命が得られている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、地球環
境問題が顕在化しつつある昨今、省資源および環境汚染
(ランプ管内に含まれる水銀の排出)の観点からすれ
ば、上記蛍光ランプの定格寿命は決して満足できるレベ
ルに達しているとは言えない。
【0006】蛍光ランプの点灯寿命を延ばす最も簡単な
手段は、多重コイルフィラメントに被着する電子放射性
物質の塗布量を増やしてやることである。しかし、従来
の多重コイルフィラメントは、機械構造的に保持できる
電子放射性物質量に限界があり、その被着量を大幅に増
やそうとしても、ランプ製造時の振動や、運搬時の振
動、衝撃などにより、電子放射性物質が脱落し易く、期
待するほどの寿命延長は得られない。
【0007】また、電子放出に最も寄与する酸化バリウ
ムは、多重コイルフィラメントの基材であるタングステ
ンに還元されて遊離バリウムを生成し仕事関数を下げる
が、拡散により還元される電子放射性物質の厚みは、最
大でも基材から数10μm程度と言われており、被着量
を増す目的で電子放射性物質の厚みを大きくしても大部
分の電子放射性物質は有効に利用されず、従って、寿命
は長くならない。
【0008】本発明は、上記問題点を解決するためにな
されたもので、その目的とするところは、簡単な構成で
多量の電子放射性物質を保持できる寿命の長い蛍光ラン
プ用電極を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明は、2本のインナーリード線に両端がピンチされ
た、従来よりも長尺なタングステン多重コイルフィラメ
ントの略中央部分を、前記フィラメントより熱伝導率の
低いフローティングリード線で支持したことを特徴とす
るものであり、従来よりも長尺な多重コイルフィラメン
トを用いることにより、電子放射性物質は従来の数倍量
保持でき、しかも、フィラメント中央部分を該フィラメ
ントより熱伝導率の低いフローティングリード線で支持
しているので、熱的、電気特性的に問題はなく、振動に
も強い蛍光ランプ用電極が得られる。
【0010】また、上記多重コイルフィラメント両端部
の間を遮蔽する機能を有する電極リングを装着すれば、
ランプ点灯中にフィラメントの一端に形成されたホット
スポットより飛散、放出される不純物が、他端の電子放
射性物質を汚染することが少ないので、寿命期間中、安
定した特性を維持でき、しかも、ランプ管端部に生じる
黒化をも抑制できるので、高品質で点灯寿命の長い蛍光
ランプが得られる。
【0011】
【発明の実施の形態】図1は、本発明に係る蛍光ランプ
用電極のマウント部分の構造を示すものであり、図中、
1は多重コイルフィラメントで、例えば、FL40SS
用に設計されたそれでは、主線径53μm、細線径24
μm、2次巻内径700μmのスティックコイルフィラ
メントで、コイル全長は25mm、電子放射性物質保持
量は複合酸化物の形で約17mgである。この電子放射
性物質保持量は、従来の4倍〜6倍に及ぶ。2は塗布さ
れた電子放射性物質を示す。なお、上記コイルフィラメ
ントの電気特性は、従来のコイルフィラメント(一般的
にはダブルコイルフィラメント)のそれと同等になるよ
うに設計されている。
【0012】図2は、電子放射性物質が塗布されていな
い状態のスティックコイルフィラメントを示すもので、
3は主線、4は細線を示し、MD2はスティックコイル
フィラメントの2次巻内径を示す。また、図1におい
て、10はガラスステムで、そのステム10に配設され
た2本のインナーリード線11,11に多重コイルフィ
ラメント1の両端がピンチされている。
【0013】多重コイルフィラメント1は、上述したよ
うにコイル全長が長く、所定のランプガラス管(図示せ
ず)内に収容するために、略U字状に屈曲させるととも
に、耐振性能(電子放射性物質の脱落防止およびコイル
切れ)を維持するために、コイルフィラメント1より熱
伝導率の低いフローティングリード線12で、コイルフ
ィラメント1の略中央部分を支持している。なお、コイ
ルフィラメント1の支持をより確実なものとするため、
フローティングリード線12の先端にはU字状の支持手
段12aが形成されている。
【0014】ここで、上記リード線12をフローティン
グにするのは、コイルフィラメント1の電位分布を正常
に保つためである。また、コイルフィラメント1より熱
伝導率の低い材料を選ぶのは、一つには、ランプ製造時
の電子放射性物質の通電加熱による活性化処理を均一に
行うためであり、他には、コイルフィラメント1に生じ
るホットスポットが支持部近傍に形成された場合に、ホ
ットスポットの熱がフローティングリード線12を介し
て逃げるのを最小にするためである。
【0015】本実施例では、フローティングリード線1
2の材料として、ステンレスワイヤーを用いた。ステン
レスの熱伝導率は16〜26W/m・Kで、タングステ
ンの167W/m・Kに比べると1桁小さい。また、タ
ンタルも熱伝導率が55W/m・K程度と小さいので、
フローティングリード線12の材料として用いることが
できる。
【0016】なお、図1において、13は電極リング2
0を装着するためのフローティングリード線で、材料は
電極リング20と共に従来と同様のものでよい。14は
ステム10に形成された排気孔、15は排気管である。
【0017】次に、図3を参照して本発明に係るマウン
トの組立方法を説明する。先ず、2本のインナーリード
線11,11に多重コイルフィラメント1の両端をピン
チした後、ピンチ端を保持しながらコイルフィラメント
1を略U字状に屈曲させる。この時、フローティングリ
ード線12は、ピンチ端側に後退させておく(図3
(a)参照)。
【0018】この状態で電子放射性物質2を塗布する
(図3(b)参照)。そして、フローティングリード線
12を前進させて、多重コイルフィラメント1の略中央
部分を支持する(図3(c)参照)。他の製造工程は、
従来の蛍光ランプの製造工程と同じである。
【0019】以上のようにして得られた電極を用いたF
L40SS直管形蛍光ランプは、4万時間以上という非
常に長い点灯寿命を有することがわかった。
【0020】次に、図4は上記FL40SS用に設計さ
れた、主線径53μm、細線径24μm、2次巻内径7
00μm、コイル全長25mmのスティックコイルフィ
ラメントをベースに、2次巻内径MD2のみを400,
500,600,800μmと変化させたときの、コイ
ル単位長当たりの電子放射性物質重量と、その充填率の
変化を示すグラフである。なお、電子放射性物質は、い
ずれも20mmの長さにわたって塗布されている。
【0021】ここで、同図において、特性Iは、電子放
射性物質が充填率100%でコイルに塗布された場合の
電子放射性物質重量(単位長当たり)を、特性IIは、充
填率を変化させた場合の実際の電子放射性物質重量(単
位長当たり)を、特性III は実際の充填率の変化をそれ
ぞれ示すものである。
【0022】ところで、電子放射性物質は、一般にバリ
ウム、カルシウム、ストロンチウム等より成る複合炭酸
塩を、酢酸ブチルなどの有機溶媒に懸濁しスラリー化し
たものをコイルフィラメントに塗布し、このフィラメン
トを真空中で通電加熱することにより、炭酸塩を加熱分
解してアルカリ土類金属の複合酸化物を形成する。
【0023】このとき、有機成分は気化しポンプにより
排気されるが、スラリー中の溶媒と炭酸塩の間には間隙
が存在するために、アルカリ土類酸化物中には多くの気
泡が存在することになる。さらに、2次巻内径MD2が
ある程度大きくなると、スラリーをコイルターン中に充
填する際に気泡が形成され易くなるために、多量の電子
放射性物質が保持できないという問題が生じる。
【0024】そこで発明者等は、理論的に算出されるア
ルカリ土類酸化物の結晶密度と、分解後の電子放射性物
質のバルク密度とを比較することにより、充填率の変化
を調べた。
【0025】まず、予め、2次巻内径MD2が400μ
m以下の、従来レベルのスティックコイルフィラメント
について充填率を比較したところ、これらには殆ど変化
がなかった。そこで、2次巻内径MD2が400μmの
ときの充填率を100%として、2次巻内径MD2の増
加に伴う充填率の変化を示したのが図4の特性III であ
る。これより、2次巻内径MD2が500μm以下で
は、充填率は略100%を維持するが、500μmを越
えると徐々に減少し始め、800μmでは約40%も低
下することがわかる。
【0026】測定されたスティックコイルフィラメント
は2次巻内径MD2以外のパラメータとして固定してあ
るので、そのエミッタ重量は理想的には2次巻内径MD
2に2乗に比例して増加する(図4の特性I)。
【0027】しかしながら、実際には上述のように電子
放射性物質中に大小の気泡が形成される結果、充填量は
2次巻内径MD2に対して一つのピークを持つ凸型の特
性となる(図4の特性II)。
【0028】そして、上述のように、本発明によれば非
常に長い点灯寿命を有する蛍光ランプが得られるわけで
あるが、そのためには、従来のコイルフィラメントの4
倍〜5倍の電子放射性物質保持量を有する必要がある。
この観点より上記特性IIを見ると、従来の4倍〜5倍の
電子放射性物質保持量を得るためには、2次巻内径MD
2が、500μm≦MD2≦700μmの範囲であれば
十分なことがわかる。
【0029】このように、本発明は2次巻内径MD2と
単位長さ当たりの電子放射性物質重量との関係を従来コ
イルとの比率で示したものであり、低ワット用から高ワ
ット用までのスティックコイルフィラメントの設計に用
いることができる。
【0030】このようにして、高い充填率で電子放射性
物質を保持できる2次巻内径を決定することができるの
で、次は主線径を決定すればよい。一般に、主線径とラ
ンプ定格電流との間には、ある相関関係があるので、主
線径はほぼ一義的に決定できる。
【0031】これらが決定すれば、後は1次巻コイルお
よび2次巻コイルのピッチとコイル全長を調整して従来
コイルと電気特性を合わせるように設計すればよい。2
次巻内径MD2が上記範囲内のピークより左方にあれば
コイル全長Lは長くなり、右方にあればコイル全長Lは
短くなるが、これはランプの管径により選択すればよ
い。
【0032】本発明に係るスティックコイルフィラメン
トを各ワット用に設計した結果、それらのコイル全長L
は、20mm≦L≦30mmの範囲にあることがわかっ
た。例えば、10ワット用に設計されたそれでは、主線
径36μm、細線径24μm、2次巻内径700μmの
スティックコイルフィラメントで、コイル全長は25m
m、電子放射性物質保持量は複合酸化物の形で約13m
gである。この電子放射性物質保持量は、従来コイルの
3倍〜5倍に及ぶ。
【0033】なお、上記コイルフィラメントの電気特性
は、従来のコイルフィラメント(一般的にはダブルコイ
ルフィラメント)のそれと同等になるように設計されて
いる。かかる電極を用いたFL10直管形蛍光ランプ
は、5万時間以上という非常に長い点灯寿命を有するこ
とがわかった。
【0034】次に、多重コイルフィラメントとして、脚
部のないダブルコイルフィラメントを用いた実施の形態
について説明する。なお、図5は電子放射性物質が塗布
されていない状態のダブルコイルフィラメントを示すも
ので、5は主線、MD1は1次巻内径、MD2は2次巻
内径である。
【0035】例えば、FL10用に設計されたダブルコ
イルフィラメントでは、主線径45μm、細線径24μ
m、1次巻内径100μm、2次巻内径500μmのダ
ブルコイルで、コイル全長は23mm、電子放射性物質
保持量は、複合酸化物の形で約13mgである。この電
子放射性物質保持量は、従来の3倍〜5倍に及ぶ。ま
た、このコイルフィラメントの電気特性は、従来のコイ
ルフィラメント(一般的にはダブルコイルフィラメン
ト)のそれと同等になるように設計されている。
【0036】かかる電極を用いたFL10直管形蛍光ラ
ンプは、5万時間以上という非常に長い点灯寿命を有す
ることがわかった。
【0037】なお、上記2つの実施形態では、長尺の多
重コイルフィラメント1として、スティックコイルおよ
びダブルコイルについて説明したが、本発明は基本的に
はどのようなタイプのフィラメントにも適用できること
は言うまでもないことである。
【0038】次に、図6は、上述の多重コイルフィラメ
ント1の両端部の間を遮蔽する機能を有する電極リング
20を装着した実施形態を示すもので、この実施形態で
は、多重コイルフィラメント1の両端部の間を遮蔽板2
1を用いて遮蔽している。なお、電極リング20は、上
述のように、フローティングリード線13を利用して装
着されている。
【0039】このように、電極リング20に、コイルフ
ィラメント1の両端部の間を遮蔽する機能を持たせたこ
とにより、ランプ点灯中に、コイルフィラメント1の一
端に形成されたホットスポットより飛散、放出される不
純物が、他端の電子放射性物質を汚染することが少ない
ので、寿命期間中、安定した特性を維持できる。しか
も、電極リング20の本来の機能であるランプ管端部に
生じる黒化をも抑制できるので、高品質の蛍光ランプが
得られる。
【0040】
【発明の効果】上記のように本発明に係る蛍光ランプ用
電極は、従来よりも長尺な多重コイルフィラメントを用
いることにより、電子放射性物質は従来の数倍量保持で
き、しかも、フィラメント中央部分を該フィラメントよ
り熱伝導率の低いフローティングリード線で支持してい
るので、熱的、電気特性的に問題はなく、振動にも強い
蛍光ランプ用電極が得られる。
【0041】また、上記多重コイルフィラメント両端部
の間を遮蔽する機能を有する電極リングを装着すれば、
ランプ点灯中にフィラメントの一端に形成されたホット
スポットより飛散、放出される不純物が、他端の電子放
射性物質を汚染することが少ないので、寿命期間中、安
定した特性を維持でき、しかも、ランプ管端部に生じる
黒化をも抑制できるので、高品質で点灯寿命の長い蛍光
ランプが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る蛍光ランプ用電極のマウント部分
の構造を示す斜視図である。
【図2】本発明に係るスティックコイルフィラメントの
一部断面の拡大側面図で、電子放射性物質が塗布されて
いない状態を示すものである。
【図3】本発明に係るマウントの組立方法を説明する斜
視図である。
【図4】スティックコイルフィラメントの2次巻内径M
D2に対するコイル単位長当たりの電子放射性物質重量
と、その充填率の変化を示すグラフである。
【図5】電子放射性物質が塗布されていない状態のダブ
ルコイルフィラメントを示す一部断面の拡大側面図であ
る。
【図6】多重コイルフィラメントの両端部の間を遮蔽す
る機能を有する電極リングを装着した状態を示す平面図
である。
【符号の説明】
1 多重コイルフィラメント 2 電子放射性物質 3 主線 4 細線 5 主線 10 ガラスステム 11 インナーリード線 12 フローティングリード線 13 フローティングリード線 14 排気孔 15 排気管 20 電極リング 21 遮蔽板

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 2本のインナーリード線に両端がピンチ
    されたタングステン多重コイルフィラメントの略中央部
    分を、前記フィラメントより熱伝導率の低いフローティ
    ングリード線で支持したことを特徴とする蛍光ランプ用
    電極。
  2. 【請求項2】 前記フローティングリード線の先端にU
    字状の支持手段を設けたことを特徴とする請求項1記載
    の蛍光ランプ用電極。
  3. 【請求項3】 前記多重コイルフィラメントがスティッ
    クコイルフィラメントである請求項1または請求項2記
    載の蛍光ランプ用電極。
  4. 【請求項4】 前記スティックコイルフィラメントの2
    次巻内径(MD2)が500μm≦MD2≦700μm
    である請求項3記載の蛍光ランプ用電極。
  5. 【請求項5】 前記スティックコイルフィラメントの全
    長(L)が20mm≦L≦30mmである請求項4記載
    の蛍光ランプ用電極。
  6. 【請求項6】 前記多重コイルフィラメントが脚部のな
    いダブルコイルフィラメントである請求項1または請求
    項2記載の蛍光ランプ用電極。
  7. 【請求項7】 前記多重コイルフィラメントの両端部の
    間を遮蔽する機能を有する電極リングを装着したことを
    特徴とする請求項1から請求項6のいずれかに記載の蛍
    光ランプ用電極。
JP12202696A 1996-05-16 1996-05-16 蛍光ランプ用電極 Withdrawn JPH09306423A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008011757A1 (fr) * 2006-07-20 2008-01-31 Tianzai Huang Lampe-tube fluorescente à deux électrodes
JP2009009784A (ja) * 2007-06-27 2009-01-15 Nec Lighting Ltd 光源装置
JP2009170298A (ja) * 2008-01-17 2009-07-30 Nec Lighting Ltd 熱陰極蛍光ランプ

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Effective date: 20030805