KR920003143B1

KR920003143B1 - 형광램프

Info

Publication number: KR920003143B1
Application number: KR1019890011677A
Authority: KR
Inventors: 세이이찌 무라야마; 히로미쯔 마쯔노; 데쯔오 오노; 야스스께 세끼; 아쯔오 고야마; 즈료 고다마; 쯔요시 고바야시
Original assignee: 가부시끼가이샤 히다찌세이사꾸쇼; 미다 가쓰시게
Priority date: 1988-08-26
Filing date: 1989-08-17
Publication date: 1992-04-20
Also published as: JPH0261956A; JP2776840B2; KR900003958A; US5034655A

Abstract

내용 없음.

Description

형광램프

제1도는 본 발명에 따른 형광램프의 실시예 1을 도시한 도면.

제2도는 제1도의 실시예의 일부 확대도.

제3도 내지 제5도는 본 발명에 따른 형광램프의 다른 실시예를 도시한 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

3 : 박막 4,6 : 소케트

5 : 원판 10,20,30,40,50 : 방전관

11,21,31,32 : 전극

본 발명은 일반 조명용 형광램프에 관한 것으로서, 특히 거실이나 식당등에 적합한 고 광출력이고 소형이며 또한 박형의 펜던트를 실현하는데 적합한 형광램프에 관한 것이다.

종래, 거실이나 식당등에 사용되는 펜던트는 고객의 고출력에 대한 요구를 만족시키기 위해 크기가 다른 여러개의 원래의 형광램프를 2단 또는 3단으로 설치하여 높은 광출력화를 도모하였다. 그러나, 이러한 구성은 기구가 대형으로 되어 기구의 디자인에 자유도가 적어진다는 문제점이 있었다. 예를 들면, 3개의 원형의 형광램프를 사용하는 경우, 3단을 중첩한 램프의 두께가 약 10cm로 되므로, 기구를 박형화하는 것은 불가능하였다. 따라서, 보다 소형인 형광램프가 요구되었다.

소형인 형광램프로서는 일본국 특허 공개공보 소화 60-225346호에 기재되어 있는 바와 같은 U자형상의 형광램프가 개발되어 사용되고 있다.

종래의 U자형상 형광램프는 가늘고 긴 형상으로 되어 있으므로, 1개의 U자형상 형광램프를 사용하는 펜던트의 경우는 배광특성이 나빠진다. 또, 여러개의 램프를 병렬로 사용했다고 해도 기구의 형상이 필연적으로 4각형이 되므로, 이 기구의 4각형의 한변과 방의 벽면이 이루는 각도가 평행하지 않은 경우는 미관상 좋지 않다는 문제점이 있었다. 어떤 경우에서도 U자형상의 소형인 형광램프는 펜던트에 적합하지 않았다.

본 발명의 목적은 이와 같은 문제점을 해결하여 종래에는 불가능했던 소형이고 박형이며 높은 광출력의 펜던트를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해서 본 발명에 따르면, 동일 평면상에 적어도 2개의 동심원 형상의 방전경로를 갖는 형광 방전관을 사용하여 상기 2개의 방전경로를 형성하는 2개의 방전관의 각각의 직경을 5mm~25mm의 범위내의 값을 갖도록 선택하고, 방전관의 각각의 표면의 휘도를 2×104Cd/㎡~6×104Cd/㎡의 범위내의 값을 갖도록 선택한다.

즉, 동일한 평면상에 적어도 2개의 동심원 형상의 방전경로를 갖는 형광 방전관을 사용하는 것에 의해 고출력이고, 박형인 형광램프를 실현할 수 있고, 또 상기 2개의 방전경로를 형성하는 2개의 방전관의 각각의 직경을 5mm~25mm의 범위내의 작은 값을 갖도록 선택하는 것에 의해 단위 길이당 입력되는 전력을 증가시킬 수 있다. 또, 방전관의 표면의 휘도를 2×104Cd/㎡~6×104Cd/㎡의 범위내에서 선택하는 것에 의해, 작은 발광면적에서 큰 광출력을 얻을 수 있게 된다. 이것에 의해 높은 광출력이고 박형인 형광램프를 실현할 수 있다.

여기서, 방전관의 표면의 휘도값 2×104Cd/㎡~6×104Cd/㎡의 범위를 산출하는 일련의 과정을 설명한다.

일반 조명용으로 사용되는 형광램프에 대해 필요한 루멘(lumen)의 실제의 최소값이 존재한다. 형광램프의 사이즈에 대해서는 원형의 방전관의 최대 외부반경이 취급의 편리성 및 미관상의 관점에서 제한된다. 이들 칫수에서, 최대 휘도가 결정된다. 또한, 최대 휘도는 눈부심에 의해 발생된 불합리한 점을 피하기 위해서 결정된다. 여기서, 루멘값을 Ψ, 방전관의 외부직경을 D, 방전관의 단면직경을 d라고 할때, 다음의 식이 성립한다.

L=Ψ/{2·(πD)·(πd)·π}…………………………………(1)

형광램프의 현재의 평균 루멘이 8000lm으로 고려하면, 광원으로써 일반 램프의 루멘값에 대한 요구가 장차

Ψ≥Ψ_min=12000lm…………………………………………………(2)

등과 같이 50%증대될 것이다. 또, 원형의 방전관의 외부반경 D는

D≤D_max=0.4m…………………………………………………………(3)

로써 요구된다.

또한, 유리의 기계적인 강도에서 고려하면, 2개의 원형의 방전램프로 구성된 것과 같이 오히려 복잡하게된 방전관에서, 방전관의 단면직경 d의 칫수는

d_min=10mm……………………………………………………………(4)

로 될 것이다.

또한, 정확하게 원형의 방전램프를 만들고, 미관상으로 동일한 평면에 동심원 형상으로 2개의 원형의 방전램프를 배치하기 위한 최대칫수는

d_max=25mm……………………………………………………………(5)

이다.

상기 조건에서,

L_min=12000/2·(π×0.4)·(π×0.025)·π=2×10⁴Cd/㎡………(6)

이 얻어진다.

형광램프가 노출 방법에서 사용하는 경우에서는 불합리한 점이 발생하지 않는 최대휘도는

L_max=6×10⁴Cd/㎡…………………………………………(7)

이다.

상기에서 유추해 보면, 휘도의 레벨은 2×104Cd/㎡~6×104Cd/㎡를 포함한 범위내로 된다.

또, 상기 2개의 방전관사이의 간격을 3mm~15mm를 포함하는 범위내의 값을 갖도록 선택하는 것에 의해, 균형이 잡히고 미관이 우수한 형광램프를 실현할 수 있다. 또, 상기 방전관의 방전전압을 80V~130V를 포함하는 범위내의 값을 갖도록 선택하는 것에 의해 반도체를 사용한 전자점등회로에 적합한 방전 전압으로 하고, 전자점등회로를 사용하는 것에 의한 고효율화를 가능하게 하며, 전자점등회로의 저렴화를 도모하고 있다.

또, 형광램프의 바깥둘레를 200mm~400mm를 포함하는 범위내의 값을 갖도록 선택하는 것에 의해 기구의 고급스러움을 손상하지 않고 소형화를 가능하게 하고 있다. 또, 방전관에 흐르는 램프 전류를 0.8A이하의 값으로 선택하는 것에 의해 램프의 수명의 저하를 방지하고, 고출력화를 가능하게 하고 있다.

방전관의 내벽에 도포하는 형광체로서 회토류 형광체를 사용하는 것에 의해 광속유지율을 손상하지 않고 높은 광출력화를 가능하게 하고 있다.

이하, 본 발명의 실시예 1을 도면을 사용해서 설명한다.

제1도는 실시예 1를 도시한 것이다. 2개의 원형의 방전관(10),(20)은 동일한 평면상에 동심원 형상으로 배치되어 있다. 방전관(10),(20)의 한쪽끝에는 각각 전극(11),(21)마련되어 있고, 방전관(10),(20)의 다른쪽 끝(13),(23)은 공동의 브리지(1)을 거쳐서 서로 접속되어 있다. 제2도는 브리지(1)의 근방의 단면도를 도시한 것이다. 방전관(10),(20)의 각각의 방전공간은 브리지(1)의 공간을 거쳐서 서로 접속된다. 즉, 방전경로는 방전관(10)-브리지(1)-방전관(20)을 거쳐서 전극(11)과 (21)사이에, 형성된다. 상기와 같이 2개의 방전관을 브리지(1)을 거쳐서 서로 접속하면, 형광램프 전체를 크게 하지 않고 방전경로의 길이를 길게 할 수 있으므로, 램프효율을 보다 높일 수 있는 이점이 있다.

방전관(10)과 (20)사이의 간격 d(mm)는 3mm~15mm를 포함하는 범위내의 평균값을 갖도록 선택될 필요가 있다. 왜냐하면 간격 d의 평균값을 3mm미만으로 선택하면, 2개의 방전관을 진원형상으로 정밀도 좋게 가공해야 하므로 제조비가 현저하게 높아지고, 또 간격 d의 평균값을 15mm를 초과하도록 선택하면, 2개의 방전관(10),(20)이 서로 독립해서 존재하는 것 같이 보여서 디자인상 바람직하지 않다. 간격 d의 평균값이 3mm~10mm를 포함한 범위내로 되도록 선택하면, 브리지(1)은 방전관(10),(20)의 각각의 벽 유리의 일부를 가열해서 부풀게 하고 깨트려서 구멍을 만들어서 관의 벽 유리에 발생한 돌출부를 직접 용융접합하는 방법으로 형성할 수 있으므로, 브리지(1)을 형성하기 위한 새로운 유리부재가 불필요하다는 이점이 있다.

형광램프의 최대 외부직경 D, 즉 이 실시예에서는 바깥쪽에 배치된 방전관(10)의 외부직경

D(mm)가 200mm미만이면, 광의 방출효율이 나쁜 관의 끝부분(13) 및(23)과 전극부의 점유공간의 비율이 증대하여 램프의 효율이 저하한다는 결점이 있다. 한편, 외부직경 D가 400mm를 초과하면, 조명기구가 대형으로 되어 기구의 디자인의 자유도가 적어진다는 문제점이 발생하여 이 조명기구를 통상의 거실이나 부엌에서는 실제로 사용할 수 없다는 결점이 있다.

즉, 형광램프의 최대 외부직경 D를 200mm~400mm를 포함하는 값을 갖도록 선택하는 것이 가장 적합하다.

2개 이상의 방전관을 서로 인접하는 방전관사이에서 3mm이하의 간격을 갖고 동일한 평면상에 동심원 형상으로 배치하기 위해서는 이들 방전관을 정밀도 좋게 전원형상으로 가공해야 한다. 방전관의 관 직경이 25mm를 초과하면, 이 진원형상의 유리가공이 매우 곤란하게 되어 가공비가 높아진다는 결점이 있다. 또, 방전관의 직경이 10mm미만으로 선택되면, 유리의 기계적인 강도가 저하하여 형광램프를 기구에 부착할때등의 형광램프의 취급이 조심스러워지는 등의 결점이 발생한다. 따라서, 방전관의 직경율 10mm~25mm를 포함하는 범위내의 값을 갖도록 선택하는 것이 가장 적합하다. 또, 기구를 한층 더 박형화하기 위해서는 방전관의 직경을 20mm이하로 선택하는 것이 더 바람직하다.

광출력의 저하를 방지하기 위해, 제2도에 도시한 바와 같이, 방전관의 유리면에는 알루미나, 실리카, 산화세륨등의 금속 산화물로 구성되는 박막(3)을 마련하는 것이 바람직하다. 그리고, 박막(3)위에 회토류 형광체(2)를 마련한다. 방전관의 벤딩가공은 형광체 도포후에 실행된다. 방전관을 진원형상으로 정밀도 좋게 가공하기 위해서는 종래의 원형의 형광램프의 경우와 비교해서 유리를 보다 높은 온도로 가열하고 비교적 높은 벽 부하로써 점등된 여러개의 방전관을 근접해서 마련하며 점등중에서의 형광체의 온도가 상당히 높게 되므로 내열성이 우수한 회토류 형광체를 사용하는 것이 필수적이다.

방전관을 발화시키기 위해서는 높은 전압이 필요하다. 그러나, 저렴한 전기 절연물을 사용하는 것이나 인간에 대한 안전성등을 고려해서 발화전압은 실효값에서 650V이하가 적합하다.

본 발명자 등의 실험에 의하면 램프 전압과 발화전압은 비례관계에 있고, 발화전압은 램프전압의 5배로 되어 있다. 따라서, 실효값에서 나타낸 램프전압은 130V이하가 가장 적합하다. 또, 램프전압이 80V이하로 되면, 전극손실의 비율이 커지므로, 효율이 저하한다는 결점이 있다. 즉, 실효값으로 표시한 램프 전압은 80V∼130V를 포함하는 범위내의 값을 갖도록 선택하는 것이 가장 적합하다. 형광 램프의 방전을 안정하게 유지하기 위해서는 램프전압의 약 1.5배 이상의 전원전압이 필요하다. 따라서, 80V∼130V를 포함하는 범위내의 램프전압을 갖는 형광램프는 상업용 주파수 100V의 전원에서는 직접 점등할 수 없으므로, 형광램프를 점등하기 위해서는 어떠한 승압수단이 필요하게 된다.

통상의 트랜스를 사용해서 전압을 승압하면, 점등회로가 대형으로 되어 본 발명의 목적인 기구의 소형화가 방해된다. 따라서, 본 발명의 형광램프의 효과는 형광램프를 소형, 경량인 고주파전자점등회로를 사용해서 점등하던가 상업용 주파수 200V의 전원을 사용해서 점등하였을때 더욱 중대된다.

전극(11)과 (21)의 각각은 텅스텐 코일에 Ba,Sr,Ca의 산화물을 주체로 한 전자방사물질을 피착한 열전극이다. 램프전류가 0.8A를 초과하면, 전자방사물질의 비산이 현저하게 되어 관의 끝부분이 현저하게 검게된다는 결점이 생긴다. 본 발명의 형광램프와 같이 동일한 평면상에 여러개의 방전관이 동심원 형상으로 배치된 상태와 또 여러개의 전극이 서로 근접해서 마련된 상태에서는 전극부근이 검게 되는 것이 종래의 형광램프의 경우보다 현저하게 외관을 나쁘게 한다. 따라서, 램프전류는 0.8A이하가 적합하다.

제1도 및 제2도의 실시예에서는 방전관(10),(20)의 각각의 직경을 20mm, 방전관(10)의 외부직경 D를 212mm, 방전관(10)과 (20)사이의 간격 d의 평균값을 3mm로 하고, 금속 산화물의 피막(3)으로써 알루미나를 사용하고, 회토류 형광체(2)로써 Y₂O₃; Eu,MgAl₁₁O_{19 ;}Tb,Ce,3Sr₃(PO₄)₂CaCl₂; Eu의 혼합물을 사용하고, 방전용 가스로써 아르곤과 수은을 봉입하였다. 이 형광램프는 수지제의 소케트(4)에 의해 조명기구에 전기적, 기계적으로 접속된다. 소케트(4)가 관의 끝부분(12),(22),(13),(23)과 충분한 기계적강도를 갖고 접속되어 있으므로, 형광램프를 주로 이 소케트(4)에 의해 기구에 고정한다.

따라서, 종래의 원형의 형광램프와 같이 다수의 고정수단을 사용하지 않으므로, 보다 세련된 기구디자인을 얻을 수가 있었다.

상기의 형광램프를 30KHz의 고주파 전자점등회로를 사용해서 램프전류 0.6A 에서 점등한 결과, 램프전압은 107V, 램프전력은 64W, 평균휘도는 2.7×10⁴Cd/m^-2가 얻어졌다. 이 형광램프의 전체 출력은 종래의 30W와 40W의 2개의 원형의 형광램프를 사용한 경우의 10%증가하였고, 또한 본 발명의 형광램프는 종래의 2개의 원형의 형광램프를 사용하는 기구의 두께의 70%의 박형기구에 의해 점등할 수 있었다. 즉, 본 발명의 형광램프는 종래의 2개의 원형의 형광램프를 사용하는 경우에 비해 효율이 좋고, 또 박형의 세련된 디자인의 조명기구를 사용할 수 있다는 이점이 있다.

제3도는 본 발명의 다른 실시예의 형광램프로써, 양끝에 전극(31),(32)를 마련한 1개의 방전관(30)을 나선형상으로 구성한 것이다. 이 실시예에서는 2개의 방전관을 서로 접속하는 작업이 불필요하다는 이점이 있다.

제4도는 본 발명의 형광램프의 또 다른 실시예로써, 각각 양끝에 1쌍의 전극을 갖는 방전관(40),(50)을 소케트(4)에 의해 동일한 평면상에 동심원 형상으로 묶은 것이다. 이 실시예의 형광램프는 제조방법이 간단하다는 이점이 있다. 또, 방전관(40) 및(50)의 각각에서 램프전류는 0.8A이하, 램프전압은 80V∼130V를 포함하는 범위내로 본 발명의 요건을 만족시켜야 한다는 것은 명백하다.

종래의 원형의 형광램프와 마찬가지로, 이 실시예에서도 방전관(40)과 (50)에 각각 독립적으로 소케트를 마련하고, 기구에서 동일평면상에 동심원 형상으로 고정하는 방법을 실행하는 것은 방전관이 원형이고, 방전관의 각각의 직경이 10∼25mm의 범위내의 작은값을 가지며, 방전관사이의 간격이 3∼15mm범위내의 작은 값을 갖기 때문에 불가능하였다. 즉, 동일평면상에 동심원형상으로 2개의 방전관을 만들기 위해서는 2개의 방전관을 사전에 묶어둘 필요가 있다.

상기한 제1도∼제4도의 실시예의 각각의 형광램프는 비교적 높은 벽부하로 되므로, 수은의 중기압을 최적화하기 위해 Bi-In-Hg, In-Hg등의 아말감을 사용하는 것이 바람직하다.

제5도는 본 발명의 형광램프의 다른 실시예를 도시한 것이다. 제4도에서는 소케트(4)에 의해 방전관(40),(50)을 묶은 경우를 설명하였지만, 제5도의 실시예에서는 원판(5)를 사용해서 방전관(40)과 (50)을 묶는다. 그리고, 이 형광램프는 원판(5)에 부착된 소케트(6)에 의해 전기적, 기계적으로 기구에 부착된다. 방전관(40) 및 (50)은 실리콘계의 접착제나 기계적인 스프링에 의해 원판(5)에 고정된다. 원판(5)가 열전도율이 좋은 플라스틱이나 금속재료로 이루어지면 원판(5)는 방열판으로써 작용하여 아말감을 사용하지 않아도 가장 적합한 수은 증기합을 얻을 수 있다는 이점이 있다. 또, 원판(5)를 가시광을 반사하는 재질로 하던가 가시광을 반사하도록 표면을 가공하는 것에 의해 원판(5)는 가시광 반사판의 작용도 한다.

이상 상세하게 기술한 구성에 의해, 소형이고 박형의 균형이 잡히고 외관이 우수한 형상을 갖고, 고 광출력, 고효율이고, 또 수명이 긴 형광램프를 실현할 수 있고, 이것에 의해 고급스러우면서 소형이고 박형이며 고출력의 펜던트를 실현할 수가 있다.

Claims

그의 각각의 내벽에는 형광체가 마련되어 있으며, 또한 동일한 평면상에 동심원 형상으로 배치된 서로 다른 직경의 제1 및 제2의 원형의 방전관(10,20)을 포함하는 형광램프에 있어서, 상기 각각의 제1 및 제2의 원형의 방전관(10,20)의 한쪽끝(12,22)에는 1쌍의 전극(11,21)이 마련되어 있으며, 상기 제1의 원형의 방전관(10)의 다른쪽끝에 가까운 부분과 상기 제2의 원형의 방전관(20)의 다른쪽끝에 가까운 부분은 공동의 브리지(1)로 연결되고, 상기 공동의 브리지(1)은 상기 제1의 원형의 방전관(10)의 방전공간과 상기 제2의 원형의 방전관(20)의 방전공간을 그의 내부공간을 거쳐서 접속하도록 구성되어 있고, 상기 제1 및 제2의 원형의 방전관(10,20)의 각각의 직경은 5mm∼25mm를 포함하는 범위내의 값을 갖도록 선택되고, 상기 방전관의 각각의 표면의 휘도는 2×10⁴Cd/㎡~6×10⁴Cd/㎡의 범위내의 값을 갖도록 선택되고, 상기 제1의 원형의 방전관(10)의 직경은 상기 제2의 원형의 방전관(20)의 직경보다 크며, 상기 제1의 원형의 방전관(10)의 직경은 200mm∼400mm를 포함하는 범위내의 값을 갖도록 선택되는 형광램프.
특허청구의 범위 제1항에 있어서, 상기 동일평면상에 동심원 형상으로 배치된 2개의 방전관사이의 간격 d는 3mm∼15mm범위내의 값을 갖도록 선택되는 형광램프.
특허청구의 범위 제1항에 있어서, 상기 1쌍의 전극(11,21)사이의 방전전압은 80V∼130V범위내의 값을 갖도록 선택되는 형광램프.
특허청구의 범위 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 형광체는 회토류 형광체인 형광램프.
특허청구의 범위 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 1쌍의 전극(11,21)사이에 흐르는 방전전류는 0.8A이하의 값을 갖도록 선택되는 형광램프.