JPS61126755A - 螢光ランプ - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は電子放射性物質のスパッタや蒸発に起因する短
寿命を防止して長寿命を得る螢光ランプ（−関し、特（
＝ひん繁Ｃ：点滅を繰返す螢光ランプに適する。

、〔発明の技術的背景とその問題点〕 螢光ランプの寿命は主として電極フィラメントＣ二塗布
された電子放射性物質の消耗によって決定される。この
電子放射性物質はアルカリ土類金属酸化物（Ｂｍｏ、　
８ｉ０．　Ｃａｂ）の１種または複数種を主成分とし、
これをタングステンコイルからなるフィラメントに塗布
したものである。そうして、ランプ点灯により蒸発また
はスパッタにより消耗して電子放射能力が低下し、ラン
プ始動電圧が高くなるか、放電の不安定シーよるちらつ
きを生じ、この結果、残余の電子放射性物質が急速に消
耗して不点灯になる。一般に、螢光ランプの寿命は８時
間点滅を繰返した場合、５０００〜１００００時間であ
る。

電子放射性物質中の醒化バリウムはランプ点灯中タング
ステンと次の化学反応（−よって遊離バリウムを生、し
る。

６　ＢａＯ＋　Ｗ−＋Ｂａ　＠　ＷＯ６＋　８　Ｂ　ａ
そうして、タングステン酸バリウムは放射性物質との間
Ｃ二中間層を形成し、一方、過剰の遊離／＜すクムは蒸
発し、これがランプ悪化の原因になる。

電子放射性物質の消耗の原因として次の８つが考えられ
る。

（ａ）　　始動時、特Ｃ；電極の温度が低い場合に起る
イオン衝撃Ｃ二よる電子放射性物質のスパッタ。

（ｂ）　　電子放射性物質の蒸発。

（Ｃ）　　管内の不純ガス（Ｈ，、Ｃｏ、Ｈ，ｏナト）
　ト’４子放射性物質との化学反応。

そうして、螢光ランプが頻繁な点滅を繰返しても長時間
の使用Ｃ二耐えられるためには設計上上記８点を考慮Ｃ
二加えなければならない。

イオン衝撃に起因する電子放射性物質のスパッタは、い
ったんこの物質が電極から脱出したら、再度電極Ｃ二戻
ってこないことである。実際Ｃ二はランプ内Ｃ二２〜９
　Ｔｏｒｒの希ガスが存在するので、電極から脱出した
電子放射性物質の一部がこれらのガスＣ二よって反射し
て電極に戻ると考えられるが、寿命時間を長くするほど
の効果はない。

また、電子放射性物質の蒸発は連続点灯されているとき
は一定であるが、電子放射能力が低下するとともＣ；、
電極温度の上昇が見られ、これに従って蒸発が加速され
る。蒸発した電子放射性物質の一部はランプ内の希ガス
によって反射されて再び電極に戻るが、ごく僅かである
ためこの場合も寿命時間を長くするほどの効果はない。

これに対し、たとえば特表昭５６−５０１５０７号公報
に見られるように、電極フィラメントを囲繞するシール
ド本体は金属板製箱形本体とこの本体の前面を電気絶縁
材料からなりフィラメン）ｌ二対窓した放電孔を穿設し
た前面板で閉塞されているので、イオン衝撃や蒸発によ
って電極から脱出した電子放射性物質をこれら箱形本体
および前面板で反射して再び電極に戻すよう１ニした螢
光ランプが開発された。この螢光ランプは電極から脱出
した電子放射性物質の一部を電極に帰還させて再利用で
きるので、寿命を若干延ばすことができる。しかしなが
ら、この螢光ランプにおいてはり一ルド本体が電気的に
は接続されておらずかつ前面板は電気絶縁材料で構成さ
れているので、イオン衝撃を緩和してスパッタを少なく
する効果がなく、またスパッタ粒子を電気的２二接続す
る機能区二乏しく、またこれら本体や前面板Ｃ二付着し
た電子放射性物質は総て損失になり、したがって寿命延
長効果は未だ不充分である。

〔発明の目的〕

本発明はイオン衝撃や蒸発によって電極フィラメントか
ら脱出する電子放射性物質を少なくし、かつ脱出した電
子放射性物質を効果的Ｃ：反射して電極に帰還させるこ
とによって長寿命の螢光ランプを提供することを目的と
する。

〔発明の概要〕

シールド本体および前面板を金属製とし、かつ本体およ
び前面板が陽極側になるようＣニダイオードを介してリ
ード線と電気的２二接続したことにより、電極が陰極に
なったときシールド本体が陰極になってイオン衝撃を緩
和し、かつ粒子を電気的に反射し、電極が陽極になった
ときシールド本体が電極として作用しなくなるようにし
てむだな電流を少なくしかつ電子放射性物質の反射を良
くしたものである。

〔発明の実施例〕

本発明の詳細を図示の実施例によって説明する。

（１）は直管形ガラスバルブ、（２）はこのバルブＴＩ
）の内面に形成された螢光膜、（３）はバルブ（１）の
端部な封止したステム、　（４）、　（ｊ）はこのステ
ム（３）を貫通してバルブ（１）内（；導入された１対
の導入線、（５）はこれら導入線（４）、（！）間で装
架されたタングステンコイルフィラメント、（６）はこ
のフィラメント（５）を囲繞する金纏性電極シールド、
（７）はこのシールド（６）と導入線（イ）との間砿；
介挿されたダイオードである。

上記電極シールド（６）は第２図ないし第４図に示すよ
うＣ；、鉄、二′ツケルまたはそれらの合金からなる金
属メツシュを成形したもので、有底円筒形。

有底長円筒形などの箱形本体（６１）とこの本体（６１
）の前面を閉塞する同様な金属メツシュからなる前面板
（６２）とからなり、本体（６１）の底面には導入線（
４）、（４’）がマウント状態のまま接触するおそれな
く貫通することができる長孔からなる導入孔（８８）を
穿設するとともに、前面板（６２）にはフィラメント（
５）に対応し、かつこれよりはるか（；大面積の長孔か
らなる放電孔（６４）を穿設し、さらに本体（６１）＋
二股けたサポー）（６５）によって直接ステム（３）　
Ｃ支付しである。

上記ダイオード（７）は箱形本体（６１）側が負（＝な
るよう（；、この本体（６１）と導入線（４）との間（
；電気的に介挿されている。

次（；本発明の螢光ランプの作用を説明する。相対向す
るフィラメントに交流電圧を印加して点灯する場合、今
、フィラメント（５）が負の電圧が印加されている瞬間
では、放電空間から、水銀やアルゴンの陽イオンが前面
板（６２）の放電孔（６４）を通ってフイラメン）　（
５）　Ｃ入射し、その衝撃によって、フィラメント（５
）≦二被着された電子放射性物質がスパッタする。しか
し、フィラメント（５）は電極シールド（６）に上って
包囲され、しかも、ダイオードの作用Ｃ；より負の電位
であるので、飛散した電子放射性物質はシールド（６）
口達するものは少なく、大部分は再び、フィラメント（
５）に戻り、シールド（６）外に脱出してバルブ（１）
に被着する量が極めて少ない。また、定常時のフィラメ
ント（５）が高温で動作している状態（特１ニアーク放
電によるフィラメントのスポット近傍）での電子放射性
物質の蒸発については、シールド（６）によって獲見ら
れ、バルブ（１）Ｃ二到達するものが極めて少ない。シ
ールド（６）に付着した電子放射性物質は、やがてまた
、イオン衝撃によってスパッタし、再びフィラメント（
５）に戻るものもある。従って、この螢光ランプは電子
放射性物質の消耗が少なく、かつ管壁黒化が少なく長寿
命である。さらに、この電極シールド（６）　によって
、フィラメント（５）の電子放射性物質前面の陰極降下
電圧を小さくする作用があるので、イオン衝撃によるス
パッタが少なくなる効果がある。

ｔた、フィラメント（５）が正の電圧、Ｃなった場合、
電極シールド（６）はダイオード（７）の作用Ｃ二より
、放電電流がシールド（６）には流れず、すべてフイラ
メン）（５）（ニー流入する。従って、放電孔（６４）
近傍での放電々流の電子密度は大きくなり、陽極降下電
圧が小さくなるので、陰イオンによるフィラメント（５
）へのイオン衝撃′も少なくなる。同時ζ二陰極温度上
昇が低くなる効果があり、電子放射性物質のスパッタお
よび蒸発を抑える効果があり、管壁黒化も少なくなる。

しかして、放電孔（６４）の面積が大きいと、放電の抵
抗が小さく始動電圧が低い利点があるが、その反面イオ
ン（＝よる電子放射性物質の衝撃が強く、スパッタ量が
多くなり、しかも飛散や蒸発した電子放射性物質が放電
孔（６４）から多量Ｃ二脱出して電子放射性物質の消耗
が多くなり、また管壁黒化が大きい。反対≦二、放電孔
（６４）の面積が小さいと、放電の抵抗が大きく始動電
圧が高い欠点があるが電子放射性物質のスパッタや蒸発
による消耗が少なく、管壁黒化も小さい。

しかして、管径２６１１定格２０Ｗの直管形螢光ランプ
（こおいて、放電孔（６４）の面積と始動電圧および悪
化との関係を実験したところ第５図に示すような関係を
得た。図は横軸に放電孔（６４）の面積を−の単位でと
り、縦軸６二始動電圧を（７）の単位でまた黒化な相対
１区で件部したもので曲線（ホ）（破線で示す。）は始
動電圧を、曲線但）（鎖線で示す。）は悪化をそれぞれ
示す。この図から放電孔（６４）の面積の好ましい範囲
は７０〜１２０−である。

また、箱形本体（６１）および前面板（６２）は金輌メ
ッシエで構成されているので、製造の排気工程に際し、
電子放射性物質から放出された不純ガスおよび残留ガス
の脱出が良く、シたがって、電子放射性物質の分解が良
好であるばかりか、これら不純ガスが速か（；排出され
るので、残留ガスＣ二よる電気特性の低下や短寿命など
のおそれもない。しかしながら、メツシュの大きさをあ
まり大きくするとスパッタや蒸発による電子放射性物質
がメツシュを通過しやすくなるので、悪化防止の効果が
低下する。そこで実験したところ、２０−（資）メツシ
ュのものが好ましいことが解った。しかし、箱形本体や
本体の導入孔を充分な大きさにすれば本体や前面板をあ
えてメツシュにしなくとも寿命を延ばす効果がある。

このような構成により、本実施例螢光ランプは電子放射
性物質の消耗が少なく、黒化も少ないので長寿命で、た
とえば直管形螢光ランプを８時間点滅を繰返しても従来
のランプの１゜５倍Ｉ：あたる１５０００時間以上の寿
命が得られた。

しかして、本発明は直管形Ｃ；限らず、環形、Ｕ字形な
どバルブの形状亀；関係なく、総ての螢光ランプＣ；適
用して同様な効果がある。そうして、本発明は対向する
両電極のうち少なくとも一方Ｃ二適用しても効果がある
。

〔発明の効果〕

本発明の螢光ランプは電極フィラメントを金属製箱形本
体および前面板からなる電極シールドで包囲しこのシー
ルドが陽極側Ｃ二なるよう（ニ）−ルドとフィラメント
を支持している導入線とをダイオードで接続したので、
フィラメントに被着した電子放射性物質のスパッタや蒸
発が少なく、かつ飛散した電子放射性物質かり一ルドに
よって再びフイラメン）Ｃ帰還するので、電子放射性物
の消耗と管！Ｍ化が少なくしたがって長寿命であり、特
に頻繁な点滅を繰返す用途には好都合である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の螢光ランプの一実施例の要部断面図、
第２図は同じく電極シールドの分解断面図、第８図は同
じくシールド前面板の平面図、第４図は同じくシールド
箱形本体の平面図、第５図はシールド前面板の放電孔の
最適面積を示すグラフである。 （１）・・・バルブ　　　　（２）・・・螢光膜（３）
・・・ステム　　　　（４）、　（４）・・・導入線（
５）・・・フィラメント　（６）・・・シールド（６１
）・・・箱形本体　　（６２）・・・前面板（６４）・
・・放電孔　　　（６５）・・・サポート代理人　弁理
士　　井　上　−男 第　　１　　図 第　　５　　図 ’７０／１０

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）バルブと、このバルブの端部に封装されリード線
   で支持された電極フィラメントと、このフィラメントを
   囲繞する金属製箱形本体およびこの本体の前面を閉塞し
   かつ上記フィラメントに対応した放電孔を設けた金属製
   前面板からなる電極シールドと、このシールドが陽極側
   になるようにこのシールドと上記リード線との間に介挿
   したダイオードとを具備したことを特徴とする螢光ラン
   プ。
2. （２）箱形本体および前面板は金属メッシュからなるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の螢光ランプ
   。