JPS60246549A - 螢光灯 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、電球代替用の螢光灯に関するものである。

従来例の構成とその問題点 螢光灯は白熱電球に比較して高効”Ｊｉ、長寿命なので
互換性を満足するように設営−１されれは、大きな電力
節減か可能になり経済的効果が大きい、この観点から、
最近カラス管を少なくとも１回折９曲：げてコンパクト
な形状Ｃ発光管とし、−の発ガー着を安定６に、５白灯
答、透光性外囲器及び電球［ＩＸ］金と共に一体化した
・苦造の螢光灯か実用化されている。

ところか、このような螢光灯；ておいて（′：、透ｆ。

性外囲イ；内（ｌご発光管ととも（ζ各挿素ｆ−を組込
むため、熱放散により外囲器２Ｓ部の、□４度が上昇し
発光管内のべｉλ蒸気圧か最適値を越えてし甘い、発光
効−トが低下する欠点かちる。

一般的にいって低圧水銀放電灯で（竹、仏気１」−が約
１Ｐａのとき最も発光効率が高い。そしてこの圧力は、
４０℃の温度を有するへ体水銀とイー衡する蒸気圧であ
る。発光管の周囲の温度が高くなり６０℃を越すと発光
効率は９０係以下捷で低下する。そして密閉構造の外囲
器をもった電球代替用蛍光灯で１７ワツト以上。の高ワ
ツトタイプの内部温度は６０℃をはるかに越える高温に
なるので発光効率の低下はさけられない。

光出力の低下を防ぐためにまず考えられる方法は、発光
管を冷却することである。既にいくつかの蛍光灯が工業
化されている。例えば発光管を冷却するために、プラス
チック製外囲器・に孔をあけ、ベンチレーンヨン作用を
させるものが製品化されている。しかし前記蛍光灯では
、効果的な冷却のためには直径５鴫以上の孔を複数個必
要とし、この孔から異物侵入の危険性があり、又静電作
用によって外囲器内面にじんあいが付着し光出力低下の
原因ともなる。冷却効果を良くし発光効率を上げる゛た
めには外囲器の寸法を大きく設計しなければならぬ点も
、製品自体のコンパクト化と逆行することになる。

温度の上昇にもかかわらず水銀気圧を約Ｉ　Ｐａに保ち
光出力の低下を防ぐ次の手段は、水銀をアマルガム状態
で使うことである。一般形螢光灯の水銀蒸気圧規制の例
として、実公昭５８−２１０６７号に記載されているよ
うに、ビスマス・インジウム合金と水銀のアマルガムを
発光管内に設けたもの、あるいは前記公報に記載されて
いる既知の技術として、純粋インジウムと水銀のアマル
ガムを用いた例などが知られている。又電球代替用蛍光
灯の例としては、屈曲形見光管の管端部のステム細管内
にビス妥ス・インジウムの水銀合金を設けた構造が知ら
れているが、かかる蛍光灯においても点灯直後の光束立
上りに要する時間（正常光束への到達速度）が極めて長
くなる欠点があった。

かかる現象は、電球と同じ機能を要求されるこの種螢光
灯にとっては大きな欠点といわねばならない。

前記欠点を除去するために、はぼ、くら形に曲げた発光
管の端部のステム細管内に、ビスマス−インジウム合金
の如き第１の水銀アマルガム形成用物質を、両電極近傍
にインジウムの如き第２の水銀アマルガム形成用物質を
設けて、外囲器に収納した蛍光灯が知られている。

前記既知の蛍光灯は、交流２２０Ｖ電源電圧用としては
発光管のガラス管外径が約１２鴎程度で、電極間距離が
約３ＢＯｍ程度で発光管内には所要管電圧（゛約９０■
）を得るために、ネオン−アルゴン混合ガスが封入され
ている。また、交流１２０Ｖ電源電圧用としては、前記
と同じ程度の寸度の発光管内には、所要管電圧（約５５
ｖ）を得るためにクリプトンガスを封入した蛍光灯が知
られている。

しかしながら前記の従来の蛍光灯では、発光管が細くて
長いだめにコンパクトな外囲器を得ることができず、と
りわけ１　ｏｏＶ電源電源用圧用ては始動電圧が高くな
り、また安定器のワット損が増えるので、総合発光効率
（光束／（ランプワット＋安定器損））が低いという欠
点もあった。

発明の目的 本発明の目的は、上記の欠点を除去し、コンパクトで、
優れた発光効率表共に迅速な光束立上り特性をもった９
０〜１３０■電源電任用電球代替用の蛍光灯を提供する
ことにある。

発明の構成 本発明は、透光性外囲器内に、両端に電極を備えた非直
線状ガラス管よりなる発光管を設けるとともに、前記発
光管の片端電極のステム細管内に第１のアマルガム形成
用物質、前記発光管内の両電極近傍に第２のアマルガム
形成用物質を設け、前記ガラス管外径を１４〜１６閣の
範囲とし、電極間距離を２５０〜２７０ｍｍの範囲とし
、かつ前記発光管内に２００〜５２０Ｐａ　の範囲のア
ルゴンを封入した蛍光灯を特徴とするものである。

ところで、現在まで、わが国でアマルガム状態の蛍光灯
か工業化されなかった最大の理由は、低温時の水銀蒸気
圧が非常に低くなるので、始動特性並びに光束立上り特
性の両面で一般形螢光灯に劣るためであった。この欠点
を改良するために、本発明の蛍光灯においては、ステム
細管内に第１のアマルガム形成用物質を設け、さらに第
２のアマルガム形成用物質を発光管内の電極近傍に設け
ることにより、点灯直後の水銀蒸気圧発生を素早く行な
わせ、さらにガラス管の外径、電極間距離、ガラス管内
に封入する希ガスの種類および封入圧を規定することに
より、周囲温度が低温のときでも確実に始動することが
できるようにしたものである。

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１図は本発明の一実施例である螢光灯の一部切欠正面
図である。１はガラス捷たはプラスチック製で何らの通
気孔を有さない密閉構造の透光性外囲器である。この中
に管外径１４〜１６鵡のカラス管を３個所折り曲げ加工
した非直線状の発光管２が設けられている。更にカップ
状のメタルケース４が設けられており、その底部には電
球口金６が取付けられている。メタルケース４の内部に
は、安定器５が設けられている。発光管２は、タロース
タータ方式の点灯回銘により点灯きれる。

グロースタータは、外囲器内に設けられてｌへろデｊ・
図示は省略した。

第２図は、発光管２の一部切欠斜視図である。

発光管２内面には、たとえばユーロピウム付活酸化イツ
トリウム螢光体、テルビウム付活アルミ／酸セリウム・
マグネシウム螢光体及びユーロピウム付活アルミン酸バ
リウム・マグネシウム螢光体の３種類の螢光体の２成分
系、３成分系混合螢尤体３が塗布されている。片媒のス
テム細管９の中には、たとえはビスマス・インジウムか
らなる第１のアマルガム形成用物質１０が封入されてい
る３゜更に、発光管２内の両端部の電や了の近傍、例ジ
ーは’＋ｉ　％リート紳には、網」犬のステ／レス・チ
ッソ。

：こたとえは純粋イノジウムを設けた第２のアマルガム
形成用物質８が増付けられている７介尤管２の他方の端
部から水銀と２００〜５２０　Ｐａの範囲のアルゴンか
発光管２内（・て封入さねでいる。軸芯の電極間距離は
２５０〜２９０肥である３４．尚、透光性外囲器１の内
面（グは、ノリ力などの散光ＰＩ被臆１１が形成されて
いる。

前記の螢光灯を点灯すると発光管内の余剰の水銀は第１
のアマルガム形成用物質と合体してアマルガム化し発光
管内の水銀蒸気圧が最適に保たれ発光特性が安定して持
続する。

次いで前記螢光灯を消灯した場合には、発光管内の水銀
が電極近傍に設けた第２のアマルガム形成用物質と合体
して水銀アマルガムを形成し、次の点灯に際し、ては電
極の熱により早期に水銀か発光管内に蒸気化して最適水
銀蒸気圧になるので光束の安定が早くなる。

本発明において、カラス管外径、′ｉｊ４　棒間距離、
希ガスの種類および封入圧を上記のごとくに規定したの
は、次の理由によるものである。

まず、カラス管外径については、ガラス管のタト径が１
４１＋Ｉ＋ｎ未満ては電源電圧１　ｏｏｖ（でおいて、
ランプ電圧がｓｏＶを越えてし１い、実質的にランプ股
引をすることがてきない。かりに、螢光灯を作ることが
できだとしても、陰極降下ｉＭ圧の増大および電極とガ
ラス管内面との距離が小さいことのために、早期管壁黒
化が生じ、ランプ寿命を著しく損うおそれがある。一方
、外径が１６町を越えると、上記のような不都合が生じ
ない反面、コンパクト化を図るという面から反する。こ
の場合、電極間距離を短縮してコンパクト化を図ろうと
すると、ランプ電圧の低下をきたしてランプ電圧かｓｏ
Ｖ以下となり、安定器側の電力負和分が増大して、総合
効１−が低下してし４う。したがって、カラス管の外径
（・址１４〜１６贋の範囲にすることが必−要である。

しかし４・から、カラ７管外径か１４〜１６「の範囲内
（（あっても、電りク間と１・離か２９０７をｉ仝レ−
ると、周一、ｌ’ｊ　ｊｉｂ　ｍｌか−１０Ｃ７，低呉
Ｆ時’ｉ”−，４，イア、・トσ！市圧１ＱＯＶ、う７
７”＋ｌケ−”Ｊ　、　３　Ａて’１ｏｌｙＬＪ内に螢
九汀針・憑、１灯することかてきなｌｙｒ、−人、電極
間：ｌ　（’ｄ　’、）・２５０　Ｂ末法てあ／：、と
、ｉｊｊ＋　記と司−条件で光束か６００ルー７ノを−
し・・４す、電！りＭ：〆［１離７か２９０ｍｍのとき
の光束了３０ルーフ）（で比し約２０係り−トも低下し
、明るさがイ・十分となり、実用的でない。したかって
、電極間距離を２５０〜２９０陥の範囲にすることが必
要である。

さら（で、カラス管外径を１４−１６化の範囲上し、か
つ電極間距離を２５０〜２９０　ｍの範囲とした場合に
おいて、希ガスとしてアルゴンを用いなければ、上記の
始動特性、光束および総合効率が得られない。ちなみに
、希ガスとしてクリプトンを用いた場合には、始動電圧
が上昇してし捷い、前記と同一点灯条件で始動困難とな
るばかりでなく、安定器損を含めた総合ワットが大きく
なり、総合効率が低下する。そして、かかるアルゴンの
封入圧が２００　Ｐａ未満であると、早期の管壁黒化が
起こり、寿命中の光束低下が生じて、定格寿命６０００
時間をまっとうすることができない。−力、封入圧が６
２０Ｐａ　を越えると、前記と同一条件で始動が困難と
なる。したがって、希カスとしてアルゴンを用い、この
封入圧を２００〜５２０Ｐａの範囲とすることが必要で
ある。

実験に際して図示した前記の如き構造の螢光灯において
、外径１０４ｍｍの球状に近いガラス外囲器１内に第１
と第２のアマルガム形成用物質１０と８を具えた発光管
２を設け、発光管２のガラス省外径を１６．５＋＋ｍ、
電極間距離を２７０順として該発光管内に４ｏｏｐａの
アルゴンを水銀とともに封入して、第１図に示すごとき
全長１５６ｍの螢光灯を作った。

前記螢光灯を交流電源電圧１ｏｏＶ　、ランプ電流０．
３Ａで点灯すると、始動電圧も正常（常温で９４Ｖ以下
）であり始動性も良好であ−）だ。点灯後発光管内の余
剰の水銀は、ＭｉＪ記第１のアマルガム形成用物質１０
と合体してアマルガノ、化し発光管内の水銀蒸気圧が最
適に保だ′Ｉ−１、色温度２ｓｏｏＫまたは５０００に
で初光束値７３０ルーノンが得られた。そのときの入力
電力（う／ゾワット十安定器損）は１７ワツトとなり白
熱電球に比べ３倍以上の高効率が得られた。

第３図は、本発明の螢光灯と、従来のアマルカム方式螢
光灯との点灯直後の光束＼７．１−り特ｒｔを比較した
ものである。従来のアマルガム方式螢光灯は、本発明の
第１のアマルガム形成用物質をイ」さず、第１のアマル
ガム形成用物質のみであるからこの部分の熱的慣性が大
きく管内に十分な；ｉ：の水銀蒸気圧を与える温度にな
る丑てには、曲線Ｂ　（／ｒ示す如く８分以上の時間を
央する。一方、本発明の第１および第２のアマルガム形
成用物質を備えた螢光灯で（−，１、点灯値後、電極７
からの熱により、第２のアマルガム形成用物質上の水銀
原子が直ちに蒸気化して曲線へに示す如く素早く光束を
立上げ３０秒以内に９０係光束値に達する。その後、一
部の水銀蒸気は、捷だ十分温度が」＝昇していない第１
のアマルガム形成用物質に吸着されるのて一環。光束に
低下し、次いて温度の上パと共にこの第１のアマルガム
形成用物質から放出される水銀蒸気によって再び光出力
は回４する。

さらに、本発明の螢光灯においては、封入された水銀＋
−＝１、第１および第２のアマルガム形成用物質と合体
してアマルガムを形成しているので管内に余剰水銀はな
い。従って一般形の螢光灯では、螢光体膜の薄くなって
いる曲げ部に水銀が付着し７て、この部分が早期に黒化
する難点かあるが、アマルガム力式ては、この黒化が非
常に軽度であり、従−）て、ランプ働程中の光束劣化の
程度も良好である。

なお同時Ｋ、ガラス管外管１２順で電極間距離３８０ｍ
の図の如き形状の発光管内に水銀とともに２００Ｐａ　
のクリプトンを封入し、図示しだ如き第１と第２のアマ
ルガム形成用物質を設けた螢光灯を作った後ＡＣ１００
Ｖで０．３Ａのランプ電流で点灯試験を実施したところ
常温での始動は異常なかったが５℃雰囲気もしくはそれ
、Ｉりも低い温度では始動電圧か大巾に上昇して点灯で
きず実用できなか−）だ。捷だ常温で点ナゴシた螢光用
１（＋光束は５３０ル一ノン程度となり、低い光束（ｉ
ｌｊ　Ｌ−か得られなかった。

尚、本発明（でおいては、実施例中に記載；〜ｔ１．　
ｌ；螢光体以外にも各々用途、目的に晒じ、？−螢／１
′、体？・。

適用できるものであり、件だ発光管の各・」度゛：・形
状や、各段」を条件も必要Ｊｆ（応じて選択できるもの
である。尚、実施例の説明として、安定器やグ【Ｊ−ス
タークを発光管や外囲器や１−１金などと一体化したも
のを述べだが、点灯装置と分１１／、ｉ形シバに・光灯
にも本発明は、適用できるものである。

本発明の螢光灯は交流電源市川９０〜１３０Ｖで点灯さ
れるよう（て設計さＪまたものである３゜発明の効果 以上説明したように、本発明の螢光灯は、発光管の片端
のステム細管内に第１のアマルガム形成用物質、電極近
傍に第２のアマルガム形成用物質を設け、ガラス管を太
く短くして密閉構造でコンパクト化するとともにアルゴ
ンの適正量封入（でより、９０〜１３０Ｖ電源電圧て点
灯でき、しかも従来にない始動性能の安定し、しかも最
大の光出力を発揮し得ると言う実用上の改良効果を有す
るものである。さらには第１・第２のアマルガム形成用
物質の併用で光束立ち上りも迅速（ζてきる夫用件を得
るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である螢光灯の−ＴｉＳ切欠
正面図、第２図は同螢光灯の発光管の一部切欠斜祈図、
第３図は螢光灯の点灯時間と相対光束との関係図である
。 １・・透光性外囲器、２・　・発光管、３　螢光体、７
・　電極、８　・・第２のアマルガム形成用物質、９・
・・・ステム細管、１０・　第１のアマルガム形成用物
質。 第１図 第２図 呉勅紀￥〆

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）透光性外囲器内に、両端に電極を備えた非直線状
   ガラス管よりなる発光管を設けるとともに、前記発光管
   の片端ステム細管内に第１の水銀アマルガム形成用物質
   、＠託児光管内の両３Ｊｒ　′（Ｌ％近（〕；に第２の
   水銀アマルガム形成用物質を設けた螢光灯において、前
   記カラス管外径を１４〜１６ルの範囲とし、電極間距離
   を２５０〜２９０　！’＋ｍの範囲とするとともに、前
   記発光管内に２００〜５２０Ｐａ　の範囲のアルゴンを
   封入したことを生）パとする螢光灯。
2. （２）　交流電源電圧が９Ｑ〜１３０Ｖて点灯されるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の螢光灯。