JPH1069882A - 蛍光ランプおよび照明装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 始動時の電極13のコイル16の温度上昇を速め
て予熱時間を短くし、点灯寿命を長くする。 【解決手段】 バルブ11の内面に蛍光体を塗布し、バル
ブ11内に希ガスおよび水銀を封入し、バルブ11の両端に
コイル16を有する電極13を封止する。コイル16は、コイ
ル16への通電開始から０．８秒経過時に、コイル16の両
端間の通電前の抵抗値ＲC 〔Ω〕と通電後の抵抗値ＲH
〔Ω〕との抵抗比ＲH ／ＲC を４．７〜４．９とする。
コイル16への通電開始から０．８秒経過時に、抵抗比Ｒ
H ／ＲC ＝４．７〜４．９とするため、始動時のコイル
16の温度上昇を速く、予熱時間を短くでき、点灯寿命を
長くできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、予熱始動形の蛍光
ランプおよび照明装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、蛍光ランプにおいては、放電路の
両端の電極に電流を流して予熱すると、電極のコイルに
塗布された電子放射性物質から熱電子をバルブ内に放出
するとともにコイルの温度上昇に伴って放出する熱電子
が増加し、この熱電子が反対側の電極に引かれて移動す
ることにより、グロー放電からアーク放電に移行して点
灯する。

【０００３】蛍光ランプの点灯寿命は、主に、始動時や
点灯中においてコイルに塗布されている電子放射性物質
が消耗することに起因し、特に、電子放射性物質の消耗
は始動時が激しく、点滅回数が多い場合や始動時のコイ
ルに対する予熱時間が長い場合に、電子放射性物質の消
耗が激しくなり、コイルから飛散した電子放射性物質が
バルブの管壁に付着して早期に黒化が生じ、点灯寿命が
短くなる。

【０００４】また、例えば、特開昭５７−６１２９２号
公報に記載されているように、通電前のコイルの両端間
の抵抗値ＲC 〔Ω〕と通電後のコイルの両端間の電圧Ｖ
H および電流ＩH から求められる抵抗値ＲH 〔Ω〕＝Ｖ
H ／ＩH との抵抗比ＲH ／ＲC が３．４〜４．２となる
ときに放電起動させるように設定することにより、コイ
ルの温度を十分に上昇させて熱電子を豊富に放出してい
る状態で放電起動させ、点灯寿命を長くしようとする点
灯装置がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開昭
５７−６１２９２号公報に記載されているように、従来
の蛍光ランプを点灯装置により予熱始動させる際、コイ
ルの温度を十分に上昇させてから放電起動させるように
しても、逆に、コイルの温度が上昇するまでの予熱時間
が長くかかり、電子放射性物質の消耗、バルブの管壁の
黒化が早期に生じ、点灯寿命が短くなり易い。

【０００６】また、コイルの予熱時間が長くなると、点
灯管を用いたグロースタート形の点灯方式を用いる場
合、点灯管の接点のコンタクトを何度も繰り返し、点灯
寿命を短くする。

【０００７】本発明は、このような点に鑑みなされたも
ので、始動時の電極のコイルの温度上昇を速めて予熱時
間を短くし、点灯寿命を長くできる蛍光ランプおよび照
明装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の蛍光ラン
プは、内面に蛍光体が塗布されたバルブと；バルブ内に
封入された希ガスおよび水銀と；バルブの両端に配設さ
れるコイルを有し、コイルへの通電開始から０．８秒経
過時に、通電前のコイルの両端間の抵抗値ＲC〔Ω〕と
通電後のコイルの両端間の電圧ＶH および電流ＩH から
求められる抵抗値ＲH 〔Ω〕＝ＶH ／ＩH との抵抗比Ｒ
H ／ＲC が４．７〜４．９である電極と；を具備してい
るものである。電極のコイルへの通電開始から０．８秒
経過時に、抵抗比ＲH ／ＲC ＝４．７〜４．９とするた
め、始動時のコイルの温度上昇が速く、予熱時間が短く
なり、点灯寿命が長くなる。

【０００９】請求項２記載の蛍光ランプは、内面に蛍光
体が塗布されたバルブと；バルブ内に封入された希ガス
および水銀と；バルブの両端に配設されるコイルを有
し、コイルへの通電開始から放電起動直前に、通電前の
コイルの両端間の抵抗値ＲC 〔Ω〕と通電後のコイルの
両端間の電圧ＶH および電流ＩH から求められる抵抗値
ＲH 〔Ω〕＝ＶH ／ＩH との抵抗比ＲH ／ＲC が４．７
〜４．９である電極と；具備しているものである。放電
起動直前の抵抗比ＲH ／ＲC ＝４．７〜４．９とするた
め、始動時のコイルの温度上昇が速く、予熱時間が短く
なり、点灯寿命が長くなる。

【００１０】そして、抵抗比ＲH ／ＲC が４．７よりも
小さければ、始動時のコイルの温度上昇が遅く、予熱時
間が長くなり、また、４．９よりも大きければ、始動時
のコイルの温度が上がり過ぎ、適性温度条件を越える。

【００１１】請求項３記載の蛍光ランプは、内面に蛍光
体が塗布されたバルブと；バルブ内に封入された希ガス
および水銀と；バルブの両端に封止されるコイルを有
し、コイルの１本当たりの質量に相当するピースウェイ
トが１８．５〜２１ｍｇである電極と；を具備している
ものである。電極のコイルのピースウェイトが１８．５
〜２１ｍｇであるため、コイルの質量が小さいととも
に、熱容量が小さく、したがって、始動時のコイルの温
度上昇が速く、予熱時間が短くなり、点灯寿命が長くな
る。なお、ピースウェイトが１８．５ｍｇより小さい
と、スポット温度が異常上昇して電子放射性物質の消耗
が早まり、また、２１ｍｇより大きいと、寿命末期時に
コイルが破断するまでに時間がかかり、コイルが加熱
し、周囲の部材を熱劣化させるおそれがあり、１８．５
〜２１ｍｇの範囲が好ましい。

【００１２】請求項４記載の蛍光ランプは、請求項１記
載の蛍光ランプにおいて、通電開始から０．２秒経過時
の抵抗比ＲH ／ＲC ＝１．７〜１．９、通電開始から
０．４秒経過時の抵抗比ＲH ／ＲC ＝２．５〜２．７、
通電開始から０．６秒経過時の抵抗比ＲH ／ＲC ＝３．
６〜３．８であり、始動時のコイルの温度上昇が速く、
予熱時間が短くなる。

【００１３】請求項５記載の蛍光ランプは、請求項１な
いし４いずれか一記載の蛍光ランプにおいて、コイルの
ワイヤの長さ２００ｍｍ当たりの質量は８〜１２．５ｍ
ｇであり、コイルの質量が小さく、熱容量が小さくな
る。なお、質量が８ｍｇより小さいと、スポット温度が
異常上昇して電子放射性物質の消耗が早まり、また、１
２．５ｍｇより大きいと、寿命末期時にコイルが破断す
るまでに時間がかかり、コイルが加熱し、周囲の部材を
熱劣化させるおそれがあり、８〜１２．５ｍｇの範囲が
好ましい。

【００１４】請求項６記載の蛍光ランプは、請求項５記
載の蛍光ランプにおいて、コイルのワイヤの一次巻回ピ
ッチは０．１３〜０．１５ｍｍ、二次巻回ピッチは０．
９〜１．２ｍｍである。請求項５に示すとおりコイルの
質量を小さくするためにワイヤ径を細くしても、ワイヤ
の一次巻回ピッチを０．１３〜０．１５ｍｍ、二次巻回
ピッチは０．９〜１．２ｍｍに大きくするため、ワイヤ
径を細くすることによる始動時のコイルの温度上昇が適
性温度条件になるように調整可能となる。

【００１５】請求項７記載の照明装置は、請求項１ない
し６いずれか一記載の蛍光ランプと；蛍光ランプを点灯
させる点灯装置と；蛍光ランプが接続されるランプソケ
ットと；ランプソケットおよび点灯装置が設けられる器
具本体と；を具備しているものであり、蛍光ランプの点
灯寿命を長く維持可能となり、ランプ交換の頻度が少な
い器具が提供される。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の蛍光ランプおよび
照明装置の一実施の形態を図面を参照して説明する。

【００１７】図１ないし図７に第１の実施の形態を示
し、図１は蛍光ランプの正面図、図２は照明装置の正面
図、図３は電極のコイルの一部を拡大した正面図、図４
は電極のコイルの正面図、図５はグロースタート形の点
灯装置の回路図、図６は通電開始から時間経過に伴う抵
抗比の変化を示す説明図、図７は点灯時間に対する黒化
点数の変化を示す説明図である。

【００１８】図２において、照明装置は、直管形の蛍光
ランプ１を使用する照明器具であり、器具本体２を有
し、器具本体２の両端に蛍光ランプ１を接続するランプ
ソケット３が取り付けられ、器具本体２の内部に蛍光ラ
ンプ１を点灯させる点灯装置４が内蔵されている。

【００１９】図１において、蛍光ランプ１は、バルブ11
を有し、このバルブ11は透光性を有する例えばソーダラ
イムガラス製で円筒状に形成され、バルブ11の両端部に
は封止部12が形成されている。

【００２０】バルブ11の内面には蛍光体が塗布され、バ
ルブ11内には体積比で９０％以上のアルゴンガスまたは
混合ガスなどの希ガスおよび水銀が封入されている。

【００２１】バルブ11の両端の封止部12にはバルブ11内
に位置される電極13が封止され、バルブ11の両端には口
金14が固着され、各口金14には電極13に電気的に接続さ
れた一対のランプピン15が突設されている。

【００２２】電極13は、フィラメントとしてのコイル16
を有し、このコイル16の両端を導電性を有する一対の電
極棒17で支持し、この各電極棒17が封止部12に封止支持
されているとともに封止部12から外部に突出して各ラン
プピン15に接続されている。コイル16には電子放射性物
質が塗布されている。

【００２３】図３および図４において、コイル16は、ダ
ブルコイルに形成されている。１１．５ＭＧで径が０．
０６２ｍｍのワイヤ18を、径が０．２３８ｍｍのモリブ
デン製の一次マンドレルＭ1 に０．１４６ｍｍのピッチ
で巻回し、その後、一次マンドレルＭ1 を焼損させ、ワ
イヤ18をコイル状に形成する。

【００２４】続いて、コイル状のワイヤ18を、径が１．
５ｍｍのモリブデン製の二次マンドレルＭ2 に０．９０
１ｍｍのピッチで巻回し、その後、二次マンドレルＭ2
を焼損させ、ダブルコイル形状のコイル16を形成する。

【００２５】そして、表１には、本実施の形態のコイル
16の仕様と従来例のコイルの仕様を示す。なお、ＭＧは
ワイヤ18の長さ２００ｍｍ当たりの質量ｇであり、ピー
スウェイトＰＷはコイル16の１本当たりの質量ｍｇであ
る。

【００２６】

【表１】 本実施の形態のコイル16は、従来例に比べて、ワイヤ18
の径が細いとともに質量が小さく、冷抵抗が大きく、ピ
ースウェイトが小さく、したがって、コイル16の質量が
小さく、熱容量が小さい。さらに、一次マンドレル径が
大きく、二次ピッチが大きく、コイル16の温度上昇を適
性温度条件になるように調整される。なお、コイル16の
ピースウェイトは１８．５〜２１ｍｇの範囲、ＭＧは８
〜１２．５ｍｇの範囲、一次巻回ピッチは０．１３〜
０．１５ｍｍの範囲、二次巻回ピッチは０．９〜１．２
ｍｍの範囲にあればよい。

【００２７】また、表２および図６には、コイル16への
通電開始から０．８秒経過までの０．２秒毎の抵抗比Ｒ
H ／ＲC 、すなわち通電前のコイル16の両端間の抵抗値
ＲC〔Ω〕と通電後のコイル16の両端間の電圧ＶH およ
び電流ＩH から求められる抵抗値ＲH 〔Ω〕＝ＶH ／Ｉ
H との抵抗比ＲH ／ＲC について、本実施の形態と従来
例の測定結果を示す。なお、測定は、本実施の形態のコ
イル16と従来例のコイルをそれぞれ４本ずつ測定し、そ
の測定値の平均を求めたもので、図６中の曲線ａは本実
施の形態、曲線ｂは従来例を示す。

【００２８】

【表２】 本実施の形態のコイル16の抵抗比ＲH ／ＲC は、通電開
始から０．２秒経過時に１．７〜１．９、０．４秒経過
時に２．５〜２．７、０．６秒経過時に３．６〜３．
８、０．８秒経過時に４．７〜４．９であり、従来例に
比べて、抵抗比ＲH ／ＲC が大きく、したがって、コイ
ル16の温度上昇が速い。

【００２９】図５において、点灯装置４は、グロースタ
ート形の点灯方式を採り、蛍光ランプ１の電極13の一端
に安定器21およびスイッチ22を介して交流電源23が接続
され、電極13の他端に点灯管24とコンデンサ25が並列に
接続されている。

【００３０】そして、スイッチ22を閉成して電源電圧を
加えると、点灯管24の接点すなわちバイメタル電極と固
定電極との間で放電が生じ、この放電による発熱でバイ
メタル電極が湾曲して接点を閉じ、交流電源23から安定
器21を通って両電極13に電流が流れ、電極13のコイル16
が予熱されて熱電子を放出する。点灯管24の接点が閉じ
ている状態では、ほとんど発熱がなくなってバイメタル
電極の温度が下がり、バイメタル電極が元の位置に戻っ
て接点を開く。この点灯管24の接点を開く瞬間に安定器
21に生じる大きなインダクションキック電圧により、グ
ロー放電からアーク放電に移行して蛍光ランプ１が点灯
する。

【００３１】この蛍光ランプ１の始動時においては、電
極13のコイル16の質量が小さく、熱容量が小さいため、
コイル16の温度上昇が速い。このように、始動時のコイ
ル16の温度上昇が速いと、コイル16の予熱時間が短くで
きるとともに、点灯管24の接点の開閉を繰り返す回数す
なわち点滅回数を減少でき、コイル16に塗布された電子
放射性物質の消耗を低減し、コイル16から飛散した電子
放射性物質がバルブ11の管壁に付着して黒化するのを抑
制でき、蛍光ランプ１の点灯寿命を長くできる。

【００３２】そして、図７に示すように、本実施の形態
の蛍光ランプ１（曲線ａ）と従来例の蛍光ランプ（曲線
ｂ）とについて、３０秒毎に点灯、消灯を繰り返す点滅
試験をそれぞれ５本ずつ行ない、黒化点数の平均値を求
めた。本実施の形態の蛍光ランプ１は、従来例に比べ
て、点滅回数２０００回で約４０％が黒化点数の減少が
認められた。

【００３３】以上のように、電極13のコイル16への通電
開始から０．８秒経過時または放電起動直前に、通電前
のコイル16の両端間の抵抗値ＲC 〔Ω〕と通電後のコイ
ル16の両端間の抵抗値ＲH 〔Ω〕との抵抗比ＲH ／ＲC
が４．７〜４．９であるため、従来例に比べて、始動時
のコイル16の温度上昇が速く、予熱時間を短くでき、点
灯寿命を長くできる。なお、抵抗比ＲH ／ＲC が４．７
よりも小さければ、始動時のコイル16の温度上昇が遅
く、予熱時間が長くなり、また、４．９よりも大きけれ
ば、始動時のコイル16の温度が上がり過ぎ、適性温度条
件を越える。

【００３４】また、電極13のコイル16のピースウェイト
が１８．５〜２１ｍｇであるため、従来例に比べて、コ
イル16の質量が小さく、熱容量を小さくでき、したがっ
て、始動時のコイル16の温度上昇が速く、予熱時間を短
くでき、点灯寿命を長くできる。なお、ピースウェイト
が１８．５ｍｇより小さいと、スポット温度が異常上昇
して電子放射性物質の消耗が早まり、また、２１ｍｇよ
り大きいと、寿命末期時にコイル16が破断するまでに時
間がかかり、コイル16が加熱し、周囲の部材を熱劣化さ
せるおそれがあり、１８．５〜２１ｍｇの範囲が好まし
い。

【００３５】また、電極13のコイル16のワイヤ18の長さ
２００ｍｍ当たりの質量は８〜１２．５ｍｇであるた
め、コイル16の質量を小さくして、熱容量を小さくでき
る。なお、質量が８ｍｇより小さいと、スポット温度が
異常上昇して電子放射性物質の消耗が早まり、また、１
２．５ｍｇより大きいと、寿命末期時にコイル16が破断
するまでに時間がかかり、コイル16が加熱し、周囲の部
材を熱劣化させるおそれがあり、８〜１２．５ｍｇの範
囲が好ましい。

【００３６】また、電極13のコイル16の質量を小さくす
るためにワイヤ径を細くしても、ワイヤの一次巻回ピッ
チを０．１３〜０．１５ｍｍ、二次巻回ピッチは０．９
〜１．２ｍｍに大きくするため、ワイヤ径を細くするこ
とによる始動時のコイル16の温度上昇を適性温度条件に
なるように調整できる。

【００３７】

【発明の効果】請求項１記載の蛍光ランプによれば、電
極のコイルへの通電開始から０．８秒経過時に、通電前
のコイルの両端間の抵抗値ＲC 〔Ω〕と通電後のコイル
の両端間の抵抗値ＲH 〔Ω〕との抵抗比ＲH ／ＲC が
４．７〜４．９であるため、始動時のコイルの温度上昇
が速く、予熱時間を短くでき、点灯寿命を長くできる。

【００３８】請求項２記載の蛍光ランプによれば、電極
のコイルへの通電開始から放電起動直前に、通電前のコ
イルの両端間の抵抗値ＲC 〔Ω〕と通電後のコイルの両
端間の抵抗値ＲH 〔Ω〕との抵抗比ＲH ／ＲC が４．７
〜４．９であるため、始動時のコイルの温度上昇が速
く、予熱時間を短くでき、点灯寿命を長くできる。

【００３９】請求項３記載の蛍光ランプによれば、電極
のコイルのピースウェイトが１８．５〜２１ｍｇである
ため、コイルの質量が小さく、熱容量を小さくでき、し
たがって、始動時のコイルの温度上昇が速く、予熱時間
を短くでき、点灯寿命を長くできる。

【００４０】請求項４記載の蛍光ランプによれば、請求
項１記載の蛍光ランプの効果に加えて、通電開始から
０．２秒経過時の抵抗比ＲH ／ＲC ＝１．７〜１．９、
通電開始から０．４秒経過時の抵抗比ＲH ／ＲC ＝２．
５〜２．７、通電開始から０．６秒経過時の抵抗比ＲH
／ＲC ＝３．６〜３．８であるため、始動時のコイルの
温度上昇が速く、予熱時間を短くできる。

【００４１】請求項５記載の蛍光ランプによれば、請求
項１ないし４いずれか一記載の蛍光ランプの効果に加え
て、コイルのワイヤの長さ２００ｍｍ当たりの質量は８
〜１２．５ｍｇであるため、コイルの質量を小さくし
て、熱容量を小さくできる。

【００４２】請求項６記載の蛍光ランプによれば、請求
項５記載の蛍光ランプの効果に加えて、コイルの質量を
小さくするためにワイヤ径を細くしても、ワイヤの一次
巻回ピッチを０．１３〜０．１５ｍｍ、二次巻回ピッチ
は０．９〜１．２ｍｍに大きくするため、ワイヤ径を細
くすることによる始動時のコイルの温度上昇を適性温度
条件になるように調整できる。

【００４３】請求項７記載の照明装置によれば、請求項
１ないし６いずれか一記載の蛍光ランプを用いるため、
蛍光ランプの点灯寿命を長く維持でき、ランプ交換の頻
度を少なくできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態を示す蛍光ランプの正面
図である。

【図２】同上実施の形態の照明装置の正面図である。

【図３】同上実施の形態の電極のコイルの一部を拡大し
た正面図である。

【図４】同上実施の形態の電極のコイルの正面図であ
る。

【図５】同上実施の形態のグロースタート形の点灯装置
の回路図である。

【図６】同上実施の形態の通電開始から時間経過に伴う
抵抗比の変化を示す説明図である。

【図７】同上実施の形態の点灯時間に対する黒化点数の
変化を示す説明図である。

【符号の説明】

１ 蛍光ランプ ２ 器具本体 ３ ランプソケット ４ 点灯装置 11 バルブ 13 電極 16 コイル

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内面に蛍光体が塗布されたバルブと；バ
   ルブ内に封入された希ガスおよび水銀と；バルブの両端
   に配設されるコイルを有し、コイルへの通電開始から
   ０．８秒経過時に、通電前のコイルの両端間の抵抗値Ｒ
   C 〔Ω〕と通電後のコイルの両端間の電圧ＶH および電
   流ＩH から求められる抵抗値ＲH 〔Ω〕＝ＶH ／ＩH と
   の抵抗比ＲH ／ＲC が４．７〜４．９である電極と；を
   具備していることを特徴とする蛍光ランプ。
2. 【請求項２】 内面に蛍光体が塗布されたバルブと；バ
   ルブ内に封入された希ガスおよび水銀と；バルブの両端
   に配設されるコイルを有し、コイルへの通電開始から放
   電起動直前に、通電前のコイルの両端間の抵抗値ＲC
   〔Ω〕と通電後のコイルの両端間の電圧ＶH および電流
   ＩH から求められる抵抗値ＲH 〔Ω〕＝ＶH ／ＩH との
   抵抗比ＲH ／ＲC が４．７〜４．９である電極と；を具
   備していることを特徴とする蛍光ランプ。
3. 【請求項３】 内面に蛍光体が塗布されたバルブと；バ
   ルブ内に封入された希ガスおよび水銀と；バルブの両端
   に封止されるコイルを有し、コイルの１本当たりの質量
   に相当するピースウェイトが１８．５〜２１ｍｇである
   電極と；を具備していることを特徴とする蛍光ランプ。
4. 【請求項４】 通電開始から０．２秒経過時の抵抗比Ｒ
   H ／ＲC ＝１．７〜１．９、通電開始から０．４秒経過
   時の抵抗比ＲH ／ＲC ＝２．５〜２．７、通電開始から
   ０．６秒経過時の抵抗比ＲH ／ＲC ＝３．６〜３．８で
   あることを特徴とする請求項１記載の蛍光ランプ。
5. 【請求項５】 コイルのワイヤの長さ２００ｍｍ当たり
   の質量は８〜１２．５ｍｇであることを特徴とする請求
   項１ないし４いずれか一記載の蛍光ランプ。
6. 【請求項６】 コイルのワイヤの一次巻回ピッチは０．
   １３〜０．１５ｍｍ、二次巻回ピッチは０．９〜１．２
   ｍｍであることを特徴とする請求項５記載の蛍光ラン
   プ。
7. 【請求項７】 請求項１ないし６いずれか一記載の蛍光
   ランプと；蛍光ランプを点灯させる点灯装置と；蛍光ラ
   ンプが接続されるランプソケットと；ランプソケットお
   よび点灯装置が設けられる器具本体と；を具備している
   ことを特徴とする照明装置。