JP2004193025A - Single base type fluorescent lamp - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a single base type fluorescent lamp with a lamp current per unit cross section area is ≥0.2 A/cm<SP>2</SP>, excellent rising of optical output immediately after starting and an optical response in modulating light by realizing the improvement of luminous efficiency in a high temperature area without using amalgam. <P>SOLUTION: Two straight tube bulbs having a tube inner diameter D of 12-18 mm and an overall length L of 200-300 mm are disposed in parallel, points near one end parts of these two straight tube bulbs are connected, electrodes (1) are sealed in the other end parts respectively, and the single base type fluorescent lamp provided with a transparent container (2) having a discharge path folded-back and bent is lighted at a high-frequency wave with rated lamp power of 20-25 W. The coldest part is set so that the length F from the tip end of one end part where the straight tube bulb is sealed to the center of the connected part to satisfy a relation of 1.25 D<F<2 D and formed at an end of the sealed tip end part projected from the discharge path. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、片口金形蛍光ランプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、蛍光ランプは、環境問題等を背景に、その高効率、高出力化、また省資源化が進んでいる。特に片口金形蛍光ランプは、直管蛍光灯に代わるベースライトとして、さらなる細管化、コンパクト化が推進され、管壁負荷がさらに増加する傾向に有る。従来、この種の片口金形蛍光ランプは、高出力化に対応するために、下記特許文献１に示されるような例が提案されおり、高温時の光束低下を防止する水銀蒸気圧制御手段として、封入水銀には鉛やインジウム等で合金されたアマルガムが採用されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−１６７７３４号公報（第３−４頁、第２図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記従来の提案のように水銀蒸気圧制御手段としてアマルガムを用いると、入力電力の変化に対する水銀蒸気圧の変化に時間遅れを有するため、始動直後の光出力の立ち上がりや、調光時の光応答性に問題が発生する問題がある。加えて、コンパクト性を重視した発光管長が短い片口金形蛍光ランプの場合、狭スペースで大光束が要求され、かつ従来の設計では汎用の銅鉄安定器を用いて点灯されることが前提であったため、一般の蛍光ランプより細管径で大きなランプ電流を有し、より管壁負荷が大きい。このような発光管長が短い高出力の片口金形蛍光ランプの場合、アマルガムを用いなければ、点灯時の水銀蒸気圧が高くなりすぎて、実用される器具内使用時の発光効率の低下が避けられなかった。
【０００５】
本発明は上記問題に鑑みなされたもので、特に管内径１２〜１８ｍｍ、管長２００〜３００ｍｍのバルブを有する片口金形蛍光ランプにおいて、アマルガムを用いずに高温領域での発光効率改善を実現し、始動直後の光出力の立ち上がりや、調光時の光応答性が良好な片口金形蛍光ランプを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を達成するための手段】
前記目的を達成するため、本発明の片口金形蛍光ランプは、各々管内径Ｄが１２〜１８ｍｍ、かつ管長Ｌが２００〜３００ｍｍの２本の直管バルブを平行に配置し、前記２本の直管バルブの一端部近傍をブリッジ接合によって連接し、他端部にそれぞれ電極を封着した透光性容器を備え、前記透光性容器の内部には希ガスと水銀または亜鉛水銀とが封入され、かつアマルガムは封入されておらず、前記直管バルブの先端から前記連接部中心を含み、前記直管バルブの長手方向の軸に対して垂直な面までの距離Ｆは１．２５Ｄ＜Ｆ＜２Ｄであり、前記透光性容器の単位断面積あたりのランプ電流は０．２Ａ／ｃｍ²以上であることを特徴とする。
【０００７】
前記において、「アマルガム」とは、鉛やインジウム等を含む水銀合金であって、水銀吸収性を利用し、高温での水銀蒸気圧を制御するものであり、亜鉛水銀は含まない。
【０００８】
本発明において、亜鉛水銀の好ましい範囲は、亜鉛：水銀＝２５〜７５：７５〜２５（重量％）である。
【０００９】
また、定格ランプ電力が２０〜２５Ｗで構成され、かつ１０ｋＨｚ以上の高周波で点灯されることが好ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例について図面を用いて説明する。なお、本発明における片口金形蛍光ランプは、高周波点灯に適用することが好ましく、そのため高周波インバータを用いて点灯することが好ましい。
【００１１】
図１に示すように、本発明の一実施例の片口金形蛍光ランプは、管内径が約１５ｍｍであり、封止管長（Ｌ）約２３０ｍｍの２本の直管バルブを平行に配置し、この２本の直管バルブの封止加工された一端部先端からの距離Ｆに対し、Ｆ＝２１ｍｍの箇所を中心に連接し、他端部にそれぞれ電極１を封着し折返し屈曲した放電路を有する透光性容器２を備えている。ここで封止管長とは、先端を封止加工し、他端に電極を封着した直管バルブの加工後のバルブ長を示す。透光性容器２の内面には蛍光体膜層３が塗布形成され、透光性容器２の内部にはアルゴンを主成分とする希ガスが封入され、亜鉛と合金された約１０ｍｇの水銀粒４（亜鉛：水銀＝５０：５０（重量％）が電極１近傍の排気管内に配置されている。
【００１２】
水銀粒４は、製造の都合上、粒体積を大きくする目的で単に亜鉛と合金させているに過ぎず、従来技術に見られたような水銀蒸気圧規制手段として動作するアマルガムとしての機能は有していない。つまり、アマルガムは封入されていない。
【００１３】
透光性容器２の電極封着端には口金５が被着され、外部入力端子である口金ピン６を有している。電極１は高周波インバータによる予熱始動を前提に、熱陰極フィラメントを用いて構成される。フィラメント表面には、BaOなどの電子放射物質が塗布されており、フィラメントと外部出力端子である口金ピン６を連結する導入線は、フレアステムを介して透光性容器２の一端に封着され、気密性を確保している。なお、この導入線封着手段としては、ピンチシール加工などを用いても構わない。本実施例では管内径を従来よりも細い約１５ｍｍとしているが、これは管外径を系列品種で採用されている１７．５ｍｍと同値とし、かつガラス肉厚が必要十分な機械的強度を確保することを目的に設定されている。発光効率を向上させるためにはさらなる細管化が要求されるが、通常使用温度領域である４０℃以下での発光効率が低下したり、複数の連接部を有しない場合は発光管長が長くなり機械的強度が低下するので１２ｍｍ未満では好ましくない。逆に、管内径が１８ｍｍを超える場合は管体が巨大になり好ましくない。なお、管内径１５ｍｍを採用することで、従来構成の片口金形蛍光ランプよりも始動電圧が高くなる懸念があるが、前述のとおり本発明は高周波点灯専用を意図しており、ランプ始動時にはフィラメントが予めプレヒートされ、高周波インバータにより共振電圧が印加されるので始動性に問題は生じない。透光性容器２を構成する２本の直管バルブには材質を問わないが、加工性から軟質ガラスが好ましい。環境性から鉛を含まないガラスを用いることはなお好ましい。
【００１４】
本実施例では、２本の直管バルブに対し、一箇所の連接部を有している。バルブを連接する手段としては、予め直管バルブの一端部先端を封止加工し、逆端部に電極を封着した２本の直管閉容器の先端封止端から距離Fの連接予定箇所である側接対面部をバーナーで局所加熱軟化させ、同時に電極封着端に接続された排気管から管内を加圧することにより加熱部分を吹き破り、この吹き破り部を突き合わせて周囲を加熱接合させることで形成できる。なお、本実施例では、連接部の位置を、２本の直管バルブの封止加工された一端部先端からの距離Fに対し、F＝２１ｍｍに設定している。これにより、水銀蒸気圧を規制する最冷部を放電路から突出した先端封止端部に形成することができ、周囲温度が高温になっても、最冷部の温度を適切に維持することが可能となる。
【００１５】
図２は、本発明の一実施形態と従来構成との周囲温度に対する相対光束比の関係を示すグラフである。図２において、横軸は周囲温度（℃）、縦軸は相対光束比（％）をそれぞれ示す。そして曲線Ａは本実施形態の特性を示し、曲線Ｂは従来構成の特性を示す。なお、従来構成は本実施形態と管長が等しいＦＰＬ２７形蛍光ランプである。図２から明らかなように従来構成では周囲温度２５℃において最大光束を示すのに対し、本実施形態では周囲温度３５℃において最大光束を出力し、高温特性が改善されている。従来構成では、発光管内径は１８ｍｍ程度とやや太いが、ランプ電流が大きい（約６１０ｍＡ）ため、管壁負荷が高い。しかしながら、発光管長が約２４５ｍｍと短いため、連接部Ｆの位置を直管バルブの先端封止端部から管内径Ｄに対し１．２５Ｄ＜Ｆとすると、有効発光部が短くなって所望の光束を確保することが困難になる。
【００１６】
これに対して本実施例では、管内径が約１５ｍｍであるが、高周波点灯によるランプ電流の低減（約４２５ｍＡ）で、管壁負荷を従来構成とほぼ同等にしている。そこで、連接部の位置を、２本の直管バルブの封止加工された一端部先端からの距離Fに対し、従来構成よりも長いF＝２１ｍｍに設定することで、高温特性を改善することを可能とした。これにより、従来構成よりも有効発光長が短くなるが、高周波点灯による発光効率の改善で、従来構成と同等の光束を２３Ｗのランプ電力で実現し、約１５％の省電力化を実現している。しかし、Ｆ＞２．０ＤまでＦの値を大きくすると、有効発光長が短くなりすぎて所望の光束を確保することが困難になる。また、Ｆ＜１．２５Ｄでは、最冷部温度を所要値に設定することが困難になり、高温特性が確保できない。なお、本実施例では、連接部を吹き破り工法により形成する事例を示したが、例えば２本の直管バルブの封止加工された一端部先端からの距離Fの位置を中心軸とする短連結管を２本の直管バルブに相互に接続加工する形態でも良い。また、蛍光体膜層３は、透光性容器２の内面に直接塗布形成してもよいし、アルミナ微粒子などから形成される保護膜層を塗布した膜面上に間接的に塗布形成しても良い。本発明おいては、高い発光効率と高演色性が得られる３波長域発光形蛍光体を採用しているが、蛍光体の種類を限定するものではない。さらに、本実施例では透光性容器内の水銀存在形態として、亜鉛と合金された約１０ｍｇの水銀粒４が電極１近傍の排気管内に配置された例を示したが、水銀粒４は、容器内を移動可能な状態で自由存在していても良い。また、純水銀が容器内に封入されている状態でも良い。
【００１７】
【発明の効果】
以上説明した本発明によれば、特に管長が２００〜３００ｍｍの短い高出力の片口金形蛍光ランプにおいて、水銀蒸気圧を規制する最冷部を放電路から突出した先端封止端部に確実に形成することができ、周囲温度が高温になっても、最冷部の温度を適切に維持することが可能となる。これにより、アマルガムを用いることなく高温領域での発光効率改善を実現し、始動直後の光出力の立ち上がりや、調光時の光応答性が良好な片口金形蛍光ランプを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の片口金形蛍光ランプの一部切り欠き断面図。
【図２】本発明の一実施形態と従来構成との周囲温度に対する相対光束比の関係を示すグラフ。
【符号の説明】
１ 電極
２ 透光性容器
３ 蛍光体膜層
４ 水銀粒
５ 口金
６ 口金ピン[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a single-ended fluorescent lamp.
[0002]
[Prior art]
BACKGROUND ART In recent years, fluorescent lamps have been highly efficient, have high output, and are being resource-saving due to environmental problems and the like. In particular, single-ended fluorescent lamps tend to be further miniaturized and compacted as base lights instead of straight tube fluorescent lamps, and the tube wall load tends to further increase. Heretofore, in order to cope with high output, an example as shown in the following Patent Document 1 has been proposed for this kind of single-capped fluorescent lamp, and as a mercury vapor pressure control means for preventing a decrease in luminous flux at a high temperature. For the enclosed mercury, amalgam alloyed with lead or indium is used.
[0003]
[Patent Document 1]
JP 2001-167734 A (page 3-4, FIG. 2)
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, when amalgam is used as the mercury vapor pressure control means as in the conventional proposal, there is a time delay in the change in mercury vapor pressure with respect to the change in input power. There is a problem that a problem occurs in light responsiveness. In addition, in the case of single-ended fluorescent lamps with a short arc tube that emphasizes compactness, a large luminous flux is required in a narrow space, and it is assumed that the conventional design is lit using a general-purpose copper iron ballast. Therefore, the lamp has a smaller tube diameter and a larger lamp current than a general fluorescent lamp, and the tube wall load is larger. In the case of such a high-power single-ended fluorescent lamp with a short arc tube length, if amalgam is not used, the mercury vapor pressure at the time of lighting becomes too high, and a decrease in luminous efficiency when used in a practical appliance is avoided. I couldn't.
[0005]
The present invention has been made in view of the above problems, particularly in a single-necked fluorescent lamp having a bulb with a tube inner diameter of 12 to 18 mm and a tube length of 200 to 300 mm, to achieve an improvement in luminous efficiency in a high-temperature region without using amalgam. It is an object of the present invention to provide a single-ended fluorescent lamp having good light output rise immediately after starting and excellent light responsiveness at the time of dimming.
[0006]
[Means for achieving the object]
In order to achieve the above object, the single-ended fluorescent lamp of the present invention has two straight tube bulbs each having a tube inner diameter D of 12 to 18 mm and a tube length L of 200 to 300 mm, and the two straight tubes are arranged in parallel. One end of the straight pipe valve is connected by a bridge junction, and the other end is provided with a light-transmitting container having electrodes sealed thereto, and the light-transmitting container is filled with a rare gas and mercury or zinc mercury. And the distance F from the tip of the straight pipe valve to the plane including the connection center and perpendicular to the longitudinal axis of the straight pipe valve is 1.25D <F. <2D, wherein the lamp current per unit cross-sectional area of the translucent container is 0.2 A / cm ² or more.
[0007]
In the above description, “amalgam” is a mercury alloy containing lead, indium, or the like, which controls mercury vapor pressure at high temperature using mercury absorption and does not include zinc mercury.
[0008]
In the present invention, a preferable range of zinc mercury is zinc: mercury = 25 to 75:75 to 25 (% by weight).
[0009]
Further, it is preferable that the rated lamp power is configured to be 20 to 25 W and that the lamp is lit at a high frequency of 10 kHz or more.
[0010]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, it is preferable that the single-ended fluorescent lamp of the present invention is applied to high-frequency lighting, and therefore, it is preferable to use a high-frequency inverter for lighting.
[0011]
As shown in FIG. 1, the single-ended fluorescent lamp according to one embodiment of the present invention has a tube inner diameter of about 15 mm and two straight tube bulbs having a sealed tube length (L) of about 230 mm, which are arranged in parallel. A discharge path connected to a center at a point of F = 21 mm with respect to a distance F from the front end of one end of the two straight pipes to which sealing processing is performed, and electrodes 1 sealed to the other ends and folded back. Is provided. The term “sealing tube length” as used herein refers to the length of a straight pipe valve having a front end sealed and an electrode sealed at the other end after processing. A phosphor film layer 3 is applied and formed on the inner surface of the translucent container 2, and a rare gas containing argon as a main component is sealed inside the translucent container 2, and about 10 mg of mercury particles alloyed with zinc. 4 (zinc: mercury = 50: 50 (% by weight) is disposed in the exhaust pipe near the electrode 1.
[0012]
The mercury particles 4 are merely alloyed with zinc for the purpose of increasing the particle volume for the sake of production, and have a function as an amalgam which operates as a mercury vapor pressure regulating means as seen in the prior art. I haven't. That is, amalgam is not enclosed.
[0013]
A base 5 is attached to the electrode sealing end of the translucent container 2 and has a base pin 6 as an external input terminal. The electrode 1 is configured using a hot cathode filament on the premise of starting preheating by a high frequency inverter. An electron emitting material such as BaO is applied to the surface of the filament, and a lead wire connecting the filament and a base pin 6 serving as an external output terminal is sealed to one end of the translucent container 2 via a flare stem. , Ensuring airtightness. In addition, pinch sealing may be used as the introduction wire sealing means. In this embodiment, the inner diameter of the tube is set to about 15 mm, which is smaller than the conventional one. However, the outer diameter of the tube is set to the same value as 17.5 mm used in the series, and the glass wall thickness secures necessary and sufficient mechanical strength. Is set up to do so. In order to improve the luminous efficiency, further narrowing of the tube is required. However, when the luminous efficiency in the normal operating temperature range of 40 ° C. or lower is reduced, or when there are no plural connecting parts, the length of the luminous tube becomes longer and the machine becomes longer. If the target strength is less than 12 mm, it is not preferable. Conversely, if the inner diameter of the pipe exceeds 18 mm, the pipe becomes undesirably large. There is a concern that the adoption of the tube inner diameter of 15 mm may cause a higher starting voltage than the conventional single-ended fluorescent lamp, but as described above, the present invention is intended only for high-frequency lighting, Is preheated in advance and a resonance voltage is applied by the high-frequency inverter, so that there is no problem in the startability. The materials of the two straight pipe valves constituting the translucent container 2 are not limited, but soft glass is preferable from the viewpoint of workability. It is even more preferable to use lead-free glass from the viewpoint of environmental friendliness.
[0014]
In this embodiment, one connecting portion is provided for two straight pipe valves. As means for connecting the valves, the end of the end of the straight pipe valve is sealed in advance, and the electrodes are sealed at the opposite ends. The side facing surface portion is locally heated and softened by a burner, and at the same time, the inside of the heated portion is blown out by pressurizing the inside of the tube from the exhaust pipe connected to the electrode sealing end. Can be formed. In the present embodiment, the position of the connecting portion is set to F = 21 mm with respect to the distance F from the end of the sealed one end of the two straight pipe valves. As a result, the coldest part that regulates the mercury vapor pressure can be formed at the tip sealing end protruding from the discharge path, and the temperature of the coldest part can be appropriately maintained even when the ambient temperature becomes high. Becomes possible.
[0015]
FIG. 2 is a graph showing the relationship between the relative luminous flux ratio and the ambient temperature for one embodiment of the present invention and the conventional configuration. In FIG. 2, the horizontal axis represents the ambient temperature (° C.), and the vertical axis represents the relative luminous flux ratio (%). Curve A shows the characteristics of the present embodiment, and curve B shows the characteristics of the conventional configuration. The conventional configuration is an FPL27 type fluorescent lamp having the same tube length as the present embodiment. As is clear from FIG. 2, while the conventional configuration shows the maximum luminous flux at an ambient temperature of 25 ° C., the present embodiment outputs the maximum luminous flux at an ambient temperature of 35 ° C., and the high-temperature characteristics are improved. In the conventional configuration, the inner diameter of the arc tube is as large as about 18 mm, but the lamp current is large (about 610 mA), so that the tube wall load is high. However, since the arc tube length is as short as about 245 mm, if the position of the connecting portion F is 1.25D <F with respect to the tube inner diameter D from the sealed end of the straight tube bulb, the effective light emitting portion becomes short and the desired light flux It becomes difficult to secure.
[0016]
On the other hand, in the present embodiment, the inner diameter of the tube is about 15 mm, but the lamp current is reduced by high-frequency lighting (about 425 mA), so that the tube wall load is made almost equal to the conventional configuration. Therefore, the high-temperature characteristics are improved by setting the position of the connecting portion to F = 21 mm, which is longer than the conventional configuration, with respect to the distance F from the end of the sealed one end of the two straight pipe valves. Was made possible. As a result, the effective light emission length becomes shorter than that of the conventional configuration, but the luminous flux equivalent to that of the conventional configuration is realized with a lamp power of 23 W and the power saving of about 15% is achieved by improving the luminous efficiency by high-frequency lighting. I have. However, if the value of F is increased to F> 2.0D, the effective light emission length becomes too short, and it becomes difficult to secure a desired light flux. When F <1.25D, it is difficult to set the coldest part temperature to a required value, and high temperature characteristics cannot be secured. In the present embodiment, an example in which the connecting portion is formed by the blow-down method has been described. However, for example, a short axis having a center F at a position at a distance F from one end of the sealed end of the two straight pipe valves is used. The connection pipe may be connected to two straight pipe valves. Further, the phosphor film layer 3 may be formed directly on the inner surface of the translucent container 2 or may be formed indirectly on the film surface coated with a protective film layer formed of alumina fine particles or the like. Is also good. In the present invention, a three-wavelength-band light-emitting phosphor capable of obtaining high luminous efficiency and high color rendering properties is employed, but the type of the phosphor is not limited. Further, in the present embodiment, as an example of the form of mercury present in the translucent container, an example in which about 10 mg of mercury particles 4 alloyed with zinc are arranged in the exhaust pipe near the electrode 1 has been described. It may be freely movable in the container. Further, pure mercury may be sealed in the container.
[0017]
【The invention's effect】
According to the present invention described above, especially in a high-power single-necked fluorescent lamp having a short tube length of 200 to 300 mm, the coldest part for controlling the mercury vapor pressure is surely provided at the front end sealing end projecting from the discharge path. The temperature of the coldest part can be appropriately maintained even when the ambient temperature becomes high. As a result, it is possible to improve the luminous efficiency in a high-temperature region without using amalgam, and to provide a single-necked fluorescent lamp having a good light response at the start of light output immediately after start-up and light control. Become.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partially cutaway cross-sectional view of a single-base fluorescent lamp according to one embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a graph showing a relationship between a relative luminous flux ratio and an ambient temperature in one embodiment of the present invention and a conventional configuration.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electrode 2 Translucent container 3 Phosphor film layer 4 Mercury particle 5 Base 6 Base pin

Claims (2)

各々管内径Ｄが１２〜１８ｍｍ、かつ管長Ｌが２００〜３００ｍｍの２本の直管バルブを平行に配置し、前記２本の直管バルブの一端部近傍をブリッジ接合によって連接し、他端部にそれぞれ電極を封着した透光性容器を備え、
前記透光性容器の内部には希ガスと水銀または亜鉛水銀とが封入され、かつアマルガムは封入されておらず、
前記直管バルブの先端から前記連接部中心を含み、前記直管バルブの長手方向の軸に対して垂直な面までの距離Ｆは１．２５Ｄ＜Ｆ＜２Ｄであり、
前記透光性容器の単位断面積あたりのランプ電流は０．２Ａ／ｃｍ²以上であることを特徴とする片口金形蛍光ランプ。Two straight pipe valves each having a pipe inner diameter D of 12 to 18 mm and a pipe length L of 200 to 300 mm are arranged in parallel, and the vicinity of one end of the two straight pipe valves is connected by bridge joining, and the other end is connected. Equipped with a translucent container in which electrodes are respectively sealed,
Noble gas and mercury or zinc mercury are sealed inside the translucent container, and amalgam is not sealed,
A distance F from a tip of the straight pipe valve to a plane including the connection portion center and perpendicular to a longitudinal axis of the straight pipe valve is 1.25D <F <2D;
The lamp current per unit cross-sectional area of the translucent container is 0.2 A / cm ² or more. 定格ランプ電力が２０〜２５Ｗで構成され、かつ１０ｋＨｚ以上の高周波で点灯される請求項１に記載の片口金形蛍光ランプ。The single-capped fluorescent lamp according to claim 1, wherein the rated lamp power is 20 to 25 W, and the lamp is lit at a high frequency of 10 kHz or more.

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