JPH0527218B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

産業上の利用分野 本発明は、コンパクト形螢光ランプ装置に関す
るものである。 従来例の構成とその問題点 最近、白熱電球に代わる省エネルギー光源とし
て種々のコンパクト形螢光ランプが提案され、一
部はすでに実用化されている。第１図は、その一
例を示す。ガラス細管が折り曲げられた２つのＵ
字形発光管１，２が外管グローブ３の内部に保持
され封着されており、発光管１，２と外管グロー
ブ３は図からわかるように空間的に導通状態にあ
つて、内部には希ガスと水銀が封入されている。
発光管１，２の片側の端部にはそれぞれ電極４，
５が保持され、その両電極間に放電路が形成され
る。発光管１，２の内面には螢光体６が塗布され
ており、水銀放電からの253.7nm紫外線で励起さ
れて可視光を放射する。そして、螢光ランプ装置
としては、ケース７と口金８が設けられており、
ケース７の内部には発光管点灯用の安定器９が組
込まれている。安定器９としては通常チヨークコ
イルが用いられている。 かかるコンパクト形螢光ランプ装置は総合効率
（安定器損失も含めたもの）が電球の３倍弱の約
40lm／Ｗと高く、また電球用ソケツトにそのま
ま装着して使用できるという使用上の簡便さも備
えている。 しかるに、使用上のひとつの問題点として、電
球に比べてその重量が400〜500gと著しく重いこ
とがあげられる。これは、安定器９のチヨークコ
イル重量が250〜300gと大きいからであり、この
ようにコンパクト形螢光ランプ装置の重量が大き
いことがその本格的な普及化を阻害しているひと
つの要因といえる。 かかるコンパクト形螢光ランプ装置の軽量化を
図るのに、安定器９として抵抗安定器を用いるこ
とが考えられる。しかし、このときの総合効率は
抵抗安定器損失が大きくなるので、20lm／Ｗ以
下まで低下する。さらに、上記のようにガラス細
管が折り曲げられた発光管を抵抗安定器で交流点
灯したときは、異常な光のちらつきが発生するた
めに、実用に供することは不可能である。これ
は、ランプの交流点灯時の各半サイクル毎の再点
弧時間が一定でなくたえず変動するからである。 現在のところ、軽くて安価で高効率のコンパク
ト形螢光ランプ装置は実現されていない。 発明の目的 本発明の目的は、軽くて高効率で、従来のもの
に比べて普及性が高いコンパクト形螢光ランプ装
置を提供することにある。 発明の構成 発明者らは、上記目的を達成できる螢光ランプ
装置について検討した。その結果、まず、基本的
に発光管を直流点灯で動作させることを案出し
た。第１図に示すようなガラス細管を有する発光
管を交流点灯したときは、半サイクル毎の再点弧
電圧が高くなるので、発光管の管電圧を高く設計
することが難しく、それだけ安定器にかかる電圧
降下が大きくなる。それゆえに、安定器損失が大
きく大形で重い安定器となる。これに対して、発
光管を直流で点灯すると、再点弧電圧が基本的に
存在しないので、電源電圧に対する管電圧比率を
高めることが可能となって、それだけ安定器損失
が削減されて、安定器の小形軽量化が達成され
る。 すなわち、本発明は気密に封着されている外管
グローブの内部に発光管が設けられ、前記発光管
の両端に電極が設けられ、前記発光管の内面に螢
光体が被着されており、さらに前記外管グローブ
および前記発光管の内部に水銀および希ガスが封
入されているとともに、前記発光管の両電極の近
傍の２箇所に前記外管グローブと空間的に導通す
る部分が設けられたコンパクト形螢光ランプを直
流で点灯せしめるコンパクト形螢光ランプ装置を
特徴とするものである。 ところで、上記の基本的発想を具現するには、
直流で点灯できる発光管が必要となる。ちなみ
に、通常の螢光ランプを直流で点灯すると、いわ
ゆるカタフオレシス現象により水銀が陽極領域か
ら陰極領域へと片寄つていき、水銀放電による効
率が高く明るい発光領域が、陰極に近い発光管部
分のみに存在することは、よく知られている。第
２段階として、発明者らはこの現象について種々
検討した。その結果、第１図において陰極へ移動
した水銀が陽極へ戻るようないわゆる対流および
拡散が形成されるように、発光管の陰極および陽
極の近傍の２箇所に導通する部分を設けるなら
ば、上記カタフオレシス現象を防止できることを
見い出した。この新しい知見にもとづき直流点灯
方式が導入されて、安定器が小形・軽量化された
コンパクト形螢光ランプ装置が実現された。 実施例の説明 以下、本発明の一実施例について図面を用いて
説明する。 第２図は本発明の一実施例であるコンパクト螢
光ランプ装置の発光部を示す。同図に示すよう
に、球状の外管グローブ３の開口部にはステンレ
ス材料からなる金属基板１０がガラスフリツト
（図示せず）で気密に封着されており、金属基板
１０には２つの電極４，５を保持したステム１
１，１２が同じガラスフリツト（図示せず）で封
着されている。ついで、Ｕ字形ガラス細管を再度
折り曲げたいわゆるダブルＵ字形の発光管１′が
金属基板１０に同様にガラスフリツト（図示せ
ず）を用いて固定されている。この場合、発光管
１′の両端には電極４，５が位置するように構成
されている。発光管１′の内面には螢光体６が被
着されている。また、発光管１′および外管グロ
ーブ３の内部には水銀のほかにアンゴルが封入さ
れている。さらに、発光管１′の電極４，５の近
傍の２箇所に外管グローブ３と空間的に導通する
導通部分１３，１４がそれぞれ設けられている。
この場合、放電が発光管１′の正規の放電路でな
くて上記導通部分１３，１４の短絡路で起こるの
を防ぐために、陰極として動作する電極５の近傍
の導通部分１４として複数個の小孔（直径約0.3
mm）が円周まわりに設けられている。このような
小孔であれば、上記の短絡放電は発生せず、他方
後述するように水銀粒子が対流および拡散により
移動するのに十分な断面積を有している。なお、
外管グローブ３として、球状のほかにドーム状な
どの種々の形状が考えられる。 さて、第２図に示した構造のランプを電極４を
陽極、電極５を陰極として直流点灯で動作する
と、前述したようなカタフオレシス現象が発生し
ないことが見いだされた。一般に螢光ランプのカ
タフオレシス現象は、周囲温度が低くなる程顕著
となるが、上記の本発明にかかるランプの直流点
灯によれば零度近傍の周囲温度でもカタフオレシ
ス現象はほとんど観察されなかつた。発明者ら
は、このようにカタフオレシス現象が防止される
ことについて検討した。その結果、かかる現象の
機構として、水銀粒子が電気的なカタフオレシス
現象により発光管１′の陽極４から陰極５へ移動
するが、次の段階で、移動した水銀が導通部分１
４，１３を通じて対流および拡散現象によつて陽
極４へ再度戻される、という過程が考えられる。
つまり、発光管１′でのカタフオレシス現象によ
る水銀の移動と、導通部分１３，１４を介しての
外管グローブ３での対流・拡散による水銀の移動
とが、ひとつの循環回路を形成していると考えら
れる。 ついで、第２図に示した本発明にかかるランプ
を用いた装置を検討した。第４図に、安定器とし
て抵抗を採用したものの一例を示す。１５は抵抗
安定器、１６は整流ブリツジ、１７は50μFの平
滑用コンデンサ、１８は発光管始動用デバイスで
ある。この場合の発光管始動用デバイス１８とし
ては、たとえば小形のコイルとグロースイツチと
を直列に接続したものを用いる。 下表に試作装置の仕様と諸特性を従来装置と比
較して示す。

【表】 上表からわかるように、本発明にかかる装置で
は小形・軽量化が図れているほかに、ランプ効率
が従来のランプに比べて約20％高いことが注目さ
れる。この理由は２つあり、ひとつは螢光ランプ
を直流点灯すると交流点灯に比べて約10％ランプ
効率が上昇することである。もうひとつの理由
は、直流点灯では発光管の管電圧を約85Vと高く
設計できるので、同一ランプ入力に対してランブ
電極を低く設定できることである。つまり、この
低ランプ電流によつて、ランプ効率は約10％上昇
している。このように、かかるコンパクト形螢光
ランプを直流点灯することのほかの利点がこのラ
ンプ効率の上昇にある。これによつて、抵抗安定
器で動作させたときでも約40lm／Ｗという従来
装置とほぼ同じ総合効率が得られている。さら
に、直流点灯ゆえにちらつきのない発光が得られ
るという利点も有する。 なお、本発明にかかる装置としては、発光部と
点灯回路とを必ずしも一体化する必要はなく、両
者を分離した形でたとえば証明器具などに保持さ
せた場合でも、本発明が目的とする小形・軽量で
光のちらつきのコンパクト形螢光ランプ装置が実
現されるものである。 発明の効果 以上説明したように、本発明は直流点灯におけ
る水銀のカタフオレシス現象を防止するために、
発光管の両電極の近傍に外管グローブと空間的に
導通する部分を設けたコンパクト形螢光ランプを
直流点灯せしめることにより、小形・軽量で光の
ちらつきのないコンパクト形螢光ランプ装置を提
供することができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のコンパクト形螢光ランプ装置の
一部切欠図、第２図は本発明のコンパクト形螢光
ランプ装置に発光部の一部切欠図、第３図は本発
明の一実施例であるコンパクト形螢光ランプ装置
の点灯回路図である。 １′……発光管、３……外管グローブ、４，５
……電極、６……螢光体、１０……金属基板、１
１，１２……ステム、１３，１４……導通部分、
１５……抵抗安定器、１６……整流ブリツジ、１
７……平滑用コンデンサ、１８……発光管始動用
デバイス。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 気密に封着されている外管グローブの内部に
   発光管が設けられ、前記発光管の両端に電極が設
   けられ、前記発光管の内面に螢光体が被着されて
   おり、さらに前記外管グローブおよび前記発光管
   の内部に水銀および希ガスが封入されているとと
   もに、前記発光管の両電極に近傍の２箇所に前記
   外管グローブと空間的に導通する部分が設けられ
   たコンパクト形螢光ランプを直流で点灯せしめる
   ことを特徴とするコンパクト形螢光ランプ装置。