JPS58103758A - 低圧蒸気放電灯 - 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】 本発明は、低圧蒸気放電灯の改良に関し、とくにほぼ球
状あるいは円筒状の外形形状を有する片口金電球形の螢
光放′１灯に関するものである。

従来の照明用螢光放電灯は細長いガラス管の両端に電極
を設けた構造のものが一般的であるが、このような長い
放電灯は取扱いが不便であり、長さが短かく小形で明る
い照明用放電灯の開発が望まれていた。

このための一方法として実開昭５６−８２８０７号公報
に見られるように、両端に電極を設けた管形バルブをそ
の中央でＵ字状に屈曲するとともにさらにその両端部を
上記Ｕ字形を含む平面と直又する方向にＵ字状に湾曲さ
せてなる曲管形バルブをグローブ内に設けるものがある
。第１図はその一例を示したものであり、図中１はベー
ス、２は口金、４はグローブ、１０は曲管形バルブ、１
３は安定器である。ところがこの方法による放電灯は、
上記曲管形パルプの製作が困難であること、曲管形パル
プの温度が放′ｔ％性からみた最適値よりも高くなるた
め発光効率が低下すること、等の欠点を有する。

さらに小形放電灯を実現する別方法として、英国特許第
６１９，７２１号明２削曹に見られるように、外管バル
ブ内に複数本の片口開孔直管を設け、放電経路をＵ字状
にしたものがある。第２図はその一例を図示したもので
あり、図中２１は外管バルブ、２２．２３は片口開孔直
管、２４．２５は陰極、２６はスタータースイッチ、２
７．２８は安定器、２９．３０は交流電源端子、３１は
放電経路である。

ところがこの方法による放電灯には、釉々の欠点がある
。その一つは、第２図の構造によれは陽光柱を一回折り
曲げただけの構造になっているため、その全長は従来の
直線状放電灯に比べ、高々半分にしかならない。事実こ
の特許明細書中に記載された実施例における放電灯全長
は約３０ｃｒｎあり、未だ十分短いとは百い廟＜、依然
として取扱いが不便である。さらに、第２図の構造によ
る放電灯は、陽光柱の一部が片口開孔直管２２と２３の
外に出るため、この部分での放射紫外線は螢光体を励起
することができず、電力の損失となる。

外管バルブ２１の頂部に螢光体を塗布子ればこの損失は
減少するが、一部のみに螢光体が塗布されているため、
外観が著しく悪くなる。全体に螢光体を塗布すれば外観
は改良されるが、片口開孔直管２２．２３から出る可視
光の一部がこの螢光体に吸収されるため、やはり電力の
損失が増大する。

さらに第２図の構造による放電灯は、片口開孔直管２２
．２３内で発生した可視光のうちかなりの部分がそれぞ
れの開口端部から外に出るため、該放電灯を頂部から見
ると、著しく明るい片口開口直管端面が見える。このた
め放電灯表面の輝度ムラが大きく、配光性も悪い。

し友がって、本発明の目的は、コンパクト、高効率で、
輝度ムラが少なく、製作も答易な片口金電球形螢光放電
灯を提供することＫある。

上記の目的を達成するため、本発明においては、内部に
気密空間を形成する透光性外管内に、一本もしくは複数
本の、一端が封じられ、他端が開放されている内管を設
け、該内管中の上記封じ端近傍に放電電極を設けると共
に、該内管の少なくとも一本を略Ｕ字形状に折り曲げる
ことにより、該内管長を外管長よりも大きくなるように
構成し、かつ該内管の開放端を外管のステム封止端近傍
に位置させてなることを特徴としている。

本発明のさらに他の目的、特徴的構成並びに奏する作用
効果については以下の実施例をあげての詳細な説明の中
で１畝次明らかにする。

以下、本発明を実施例に基づき詳細に説明する。

第３図は本発明の一実施例を示す図であり、図中１０１
は透光性外管、１０２は上記外管と一体になって気密空
間を構成する外骨ステムであり、該気密空間内には排気
管１０８全通して低圧の金属蒸気や希ガスを封入する。

１０３は概略Ｕ字形をした内管で必シ、その内壁には螢
光体等の発光物質１０４が設けられている。内管１０３
の一端は開いているが他端はほぼ、あるいは完全に封じ
られており、封じ端の近傍Ｖこは直流あるいは交流で動
作する、たとえば酸化物陰極１０５が設けられている。

該電極のリード線１０６は、内管１０３の封じ端および
外管ステム１０２を通り抜け、放電灯外側に露出してい
る。該電極リード線におい被覆を施しても工い。第３図
示の放電灯における散策に路は図中一点釦線１０７で示
すように、内管１０３の内側を通って２つのｔ極１０５
間を結んでいる。放電路の大部分は陽光柱で構成され。

該陽光柱が発生する紫外線で螢光体１０４を励起し、可
視光を発生せしめている。

具体例として、外管１０１は直径７〇四、長さ１１５咽
の軟質ガラス、外管ステム１０２はボタンステムやフレ
アステム等の形状を有する直径７０＋＋＋ｍの軟質カラ
ス、内管１０３は直径１２〜２０ｍ、長さ２００ｍの軟
質カラス、発光物質１０４は２５３．７ｎｍの紫外線で
発光するけい光体、電極１０５はアルカリ土類の酸化物
皮膜を有する直熱形陰極、電極リード１０６はデュメッ
ト、Ｎ：、Ｆｅ、／Ｎｉ等の金属であり、気密空間内に
はＨｇおよびＮｅ、　Ａｒ、　Ｋｒ、　Ｘｅ等の希カス
が数Ｔｏｒｒ封入されている。直径１５〜２０ｍｍ程度
の軟質カラスをＵ字状に曲げる技術は公知であり、この
ように−回だけ曲げることに特別の困難は無い。但し上
記内容は一例であり、本発明はこれに限るものではない
。なお、第４図は第３図の正面図でめり、第５図は第３
図の側面図である。

第３図において外管１０１は透明でもよいが。

表面をすりガラス状にし、あるいは光拡散物質を付着し
て光が拡散されるようにしてもよい。こうすると放電灯
内部が見えなくなると同時に１表面輝度分布がより一体
になる。

低圧水銀放電灯内の水銀圧力には最適値が存在する。こ
の水銀圧力は、放電灯内の最冷部温度に対応する蒸気圧
となるため、放電灯内最冷部の温度を敢適値に保つこと
が重要である。例えば第１図に示した放電灯内の水銀蒸
気圧は曲管形バルブ１００取冷部内面温度で定められる
。ところが曲管形バルブｌＯはペース１とグローブ４に
１マれているため、曲管形パルプ１０の温ｋが上昇しす
ぎ、水銀蒸気圧が高くなり丁ぎ、発光効率が低下する。

ところが本発明の第３図に示した構造によれば水銀蒸気
圧は外管１０１の最冷部内面温度で定まる。該外管は外
気に直接触れているため、その温度は第１図における曲
管形バルブのそれよりも低くなり、水銀蒸気圧は最適値
によｐ近くなる。

したがりて発光効率も第１図の構造による放電灯よりも
高い。

さらにｍ３図の構造による放電灯は、陽光柱を４回折り
曲げ−ｆｃ構造になっているため、その全長しく容易に
なるとともに外観も勝れている。この放電灯を第２図の
構造による放電灯と比べると、両者の出力光東金一定と
した場合前者の方が狭面積が小さいため、輝度はその分
だけ高くなり、高輝度ランプとして応用範囲が増大する
。

さらに第３図の構造による放電灯は、内管１０３の開放
端より強い可視光が軸方向に放射されるが、この光は一
担外當ステム１０２を通過し、その先に設けられた可視
光反射層（図示せず）で反射されてもどってくるため、
外管表面上での著しい輝度ムラは減少する。

第３図の構造によれば内管１０３はＵ字形をしているが
、直径１５ｔｗ程度のガラス管を１回だけ折り曲げるこ
とはさして困難ではない。内管内壁面への螢光体の塗布
は、曲げる前あるいは曲げた後のいずれの時点でも可能
である。第１図の曲管形バルブ１０の内壁にはやはり螢
光体を設けることが必要であるが、該バルブを２回も折
９曲げたあとで螢光体を設けることは著しく困難である
。

一方面げる前に螢光体を設けると、該バルブを曲げるた
めに必要な加熱工程での螢光体の温度上昇による劣化や
、曲げ工程で螢光体膜のにがれを防ぐためバインダーを
必要とすることなどにより螢光体の発光効率が著しく低
下する。第１図の曲管形バルブでパ・よ折り曲げ箇所が
３箇所もめるのに対し、第３図の内管では折シ曲げ箇所
が２箇所だけであるため、後者の方が上述したような劣
化が少ない。のみならず、前述のように、第３図の構造
では、管曲げ後に螢光体塗布が可能となるので、上記の
管曲げに伴う螢光体発光残置の低下はない。

第６図は本発明による他の一実施例を示し、図中１１１
は外管ステム１０２の内面に設けた螢光体膜である。陽
光柱の一部は内管１０３の外に出（１１） るが、この部分の陽光柱が発生する紫外線は、螢光体１
１１により有効に利用され、放電灯の発光効率が上昇す
る。しかも、この部分は外管ステム１０２の内面である
ので、外観を悪くすることはない。

第６図中螢光膜１１１の部分を、螢光体の代りにＴｉｅ
、やＡｔ蒸着膜などの光反射膜としてもよい。内管１０
３から出た光はこの膜１１１にょシ反射され、有効に使
用される。螢光体、または、反射膜１１１を外管ステム
内面全面に設けても良いことは勿論である。

第７図は本発明によるさらに他の一実施例を示し、２個
の電極１０５を結ぶ縁は外管ステム１０２の中心上を通
る。こうすると電極リード線１０６が外管ステメ１０２
中の対称な位置を通るため、外管ステムの作成が容易に
なる、等の利点がある。

第８図は本発明によるさらに別の一実施例を示し、内管
ｌＯ３の開口端部１１２が広げである。

こうすることにより内管１０３外から内管１０３内への
水銀の流入が容易になり、内管１０３内に（１２） 水銀蒸気が不足する現象を防ぐことができる。

第９図は本発明によるさらに別の一実施例を示し、内管
１０３の開口端部１１３が狭くしである。

こうすることによｐ内管１０３内に発生した可視光が開
口端から外管ステム１０２の外へと逃げるのを防ぐこと
ができる。

第１０図は本発明ＶＣよるさらに他の一実施例を示し、
２本の内管１０３のつなぎの部分に補助内管１１４を設
け、該補助内管の内壁には発光物質１０４を設ける。こ
うすることにより、放電で発生した屡光柱の紫外線のほ
ぼ全てを有効に使用することができるようになる。

Ｍ１１図は本発明によるさらに別の一実施例を示し、２
本の内管１０３の開口端近傍に補助・電極１１５が設け
てめる。１１６はそのリード線でおる。第１１図に示す
放電灯を点灯するとき、７′ｃとえばまず一方の内管１
０３内の電極１０５と補助電極１１５間で放ｔを開始せ
しめ１次に両内管１０３内の電極１０５と１０５′の間
で放％を開始せしめれば、放電開始に必要な電圧は補助
電極（１３） １１５を使用しない場合と比較して大幅に低下する。

さらに第１１図に示す構造によれば、２本の内管１０３
のうち片方のみ、あるいは両者同時に光らせしめること
ができ、すなわち該放電灯の発光光束を２段階に調節す
ることができる。

第１２図は本発明によるさらに別の一実施例を示し、外
管１０１および外管ステム１０２で囲まれた空間内に１
ケ又Ｆｉ、複数個のたとえばプロースタータなどの自動
作動式点火装置１１７が設けられている。これにより、
外管ステム１０２を通り抜ける電極リード線数を減ら丁
ことができ、放電灯駆動回路との接合も容易になる。

第１３図は本発明によるさらに他の一実施例を示し、そ
れぞれの内管１０３は、ガラス管を曲げて形成するので
はなく、複数本のガラス管を端部間で接続して形成する
。

第１４図は本発明によるさらに別の一実施例を示し、第
３図中の２本の内管１０３は、本実流側では開口端にお
いて部分的に接続されている。しく１４） たがって本実施例による内管１１９は一体構造となって
おり、部品点数の低減および機械的強度の増大を来して
いる。内管１１９には１個もしくは複数個の内管孔１２
０が設けられており、内管１１９の内側と外側を結んで
いる。上記内管孔１２０が設けられているため内管１１
９内外の水銀蒸気圧は等しくなる。したがって放電によ
り内管１１９が加熱されても、内管の加熱にしたがって
内管内蒸気圧が上がり、効率が低下する現象が発生せず
、内管内水銀蒸気圧は外管１０１もしくは外管ステム１
０２の最冷部温度により定まるため、効率の低下を防ぐ
ことができる。

第１５図は本発明によるさらに別の一実施例を示し、内
管１０３内、電極１０５の近傍にはインジウムなどの、
水銀アマルガムを形成する金属１２１が設けてめる。放
電灯点灯初期に内管１０３内の水銀蒸気圧が不足し、十
分な光束が得られないばかりか放電開始電圧も高くなる
ことがある。

ところが水銀アマルガム１２１が電極１０５の近傍に設
けられている場合、電極１０５が発生する（１５） を放出する。この結果、点灯初期にも十分な水銀蒸気圧
を併ることができる。

第１６図は本発明によるさらに別の一実施例を示し、内
管１０３は概略Ｕ字形はしているが、　Ｉｆｆｊ口端側
は短い。上記形状をとることにより、管電圧が低くなり
、また内管１０３の農作が容易になる。

第１７図は本発明によるさらに他の一実施例を示し、内
管１０３は概略Ｕ字型はしているが、全体に丸みをつけ
である。上記形状をとることによυ放電長が長くなるた
め効率が向上し、さらに外観が勝れる。

さらに第１７図中外管１０１を概略球状とすることによ
り、外観的に変化を持たせることができるばかりでなく
、外管１０１の表面積を大きくできるため、外管１０１
の温度が低下し、水銀蒸気圧をより最適値に近づけるこ
とができる。

第１８図は本発明によるもう一つの実施例を示し、内管
１０３の開口端同志をつき合わせた構造（１６） を有する。上記構造のため、一方の内管１０３の開口部
近傍で発生した紫外線の一部は他方の内管１０３の内壁
に塗布した螢光体１０４を励起するため、紫外線の損失
を少なくすることができる。

第１９図は本発明による別の一実施例を示し、外管ステ
ム１０２の外面に光反射／Ｉｆ　１２８が設けられてお
り、さらにコネクタ１２２およびコネクタビン１２３が
設けられている。これによシ放電灯駆動回路との接続が
容易になる。

第２０図は本発明によるさらに別の一実施例を示し、外
管ステム１０２の外側に放電灯駆動回路収納部１２４お
よび電気入力端子用口金１２５が設けである。本構造を
持つ放電灯は、白熱電球と互換性を有し、使用上簡便で
ある。

第２１図は本発明によるもう−りの実施例を示し、内管
１０３が３本設けられている。３本の内管１０３は、駆
動回路方式に基づき、同時に、もしくは順＠ｔＫ発光す
る。

第２２図は本発明によるもう一つの実施例を示し、内管
１０３の両端近傍に電極１０５が１組設（１７） けられている。外管１０１の内壁には螢光体１０４を塗
布してもかまわない。

以上の実施例の他に、上記釉々の実施例の組与合わせも
可能である。

第３図中Ｕ字状内管１０３は、必ずしもＵ字の形である
必要なく、さらに槓々の方向に曲がっていてもよい。

第２３図は本発明によるもう一つの実施例を示し、一方
の内管１０３は概略直線状である。放電経路１０７は一
点鎖線で示してめり、両回管１０３の内部および外部を
通る。発光物質１０４は内管１０３の内面、外面、外管
１０１の内面、外管ステム１０２の内面のいずれか、あ
るいは全てに設けである。

第２４図は内管１０３と外管ステム１０２の接続例を示
し、内管１０３の先端をピンチすることによシ内管１０
３を電極リード１０６に固定している。電極リード１０
６の一部の表面には、誘電体層１２６を設けることによ
り電気的絶縁をほどこしてもよい。

第２５図は内管１０３と外管ステム１０２の他の接続例
を示し、内管先端にはフレア状ステム１２７を設け、該
ステムから出た電極リード１０６′を、外管ステム１０
２のリード１０６と接続している。電極リード表面は絶
縁してもよい。

第２６図は内管１０３と外管ステム１０２のもう一つの
接続例を示し、上記両者はガラスフリット等の接着物質
１２８で接着される。

以上に述べたごとく、本発明によれば、コンパクト、高
効率、高輝度で、輝度ムラも少なく、水銀蒸気圧が最適
値近傍に設定され、さらに製作容易な片口金電球形状の
螢光放電灯が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はそれぞれ従来の電球形放電灯の一
例を示す図、第３図は本発明による放電灯の構造の一例
を示す図、第４．５図は第３図に示した放電灯の正面図
および側面図を示す図、第６図〜第２３図は本発明によ
る放電灯の構造の糧程の変形芙流側を示す図、第２４図
〜第２６図は、それぞれ本発明による内管固定方法の一
例を示す（１９） 図である。 図中、１０１・・・外管、１０２・・・外管ステム、１
０３・・・内管、１０４・・・螢光体、１０５・・・電
極、１０６・・・電極リード、１２８・・・光反射層。 代理人　弁理士　薄田利幸 （２０） 采　ｊ　口 肩２　目 ＜二／＝＝ＪくＥゝ＼Ｎへ／ｌＯＩ 第　４　　口 ′ｆＪ７　　図 第　８　図 第９図 第　１０　　図 ＶＪｔｒ　　ロ ′″ｆＩ／２　　図 拓　１３　　図 第　１４　　口 第　１５　　図 ｆＩ　　ｆら　　（２） ￥、　　Ｉ’７　　閏 浣　１δ　図 爾　１９　　図 第　２０　　図 ７７−−＼、 第　ｚ３　　閏 第２４　　図 第　２５　　図 ￥ｉ　　２１．　　図 −「「二１０６ 第１頁の続き Ｑ多発　明　者　小野性部 国分寺市東恋ケ窪１丁目２８０番 地株式会社日立製作所中央研究 所内 ＠発　明　者　加藤端夫 国分寺市東恋ケ窪１丁目２８０番 地株式会社日立製作所中央研究 所内

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、透光性外管と、該外管と一体になり気密空間を構成
   する外管ステムと、上記空間内に設けられた１本もしく
   ｉｌｌ：複数本の、一端がほぼ、あるいは完全に封じた
   内管と、該内管中の上記の封じ端側に各１個ずつ設けら
   れた電極とを有してなる低圧蒸気放電灯において、上記
   内管のうち少なくとも１本の形状を概略Ｕ字形に折り曲
   げることにより、該内管長を外管長よりも大きく、かつ
   、該内管の開口端を外管ステム近傍に設けたことを特徴
   とする低圧蒸気放電灯。 ２、特許請求の範囲第１項記載の低圧蒸気放電灯におい
   て、内管の内壁面に発光物質を設けてなることを特徴と
   する低圧蒸気放電灯。 ３、特許請求の範囲第１項記載の低圧蒸気放電灯におい
   て、外管ステムの内面上、概略Ｕ字形内管の開口端部近
   傍に発光物質を設けたことを特徴とする低圧蒸気放電灯
   。 ４、％許藷求の範囲第１項記載の低圧蒸気放電灯におい
   て、外管ステムの内面あるいは外向上、概略Ｕ字形内管
   の開放端部近傍に光反射物質を設けたことを特徴とする
   低圧蒸気放電灯。 ５、％許請求の範囲第１項記載の低圧蒸気放電灯におい
   て、外管内面おるいは外面をすりガラス状にし、あるい
   は光拡散物質を付着したことを特徴とする低圧蒸気放電
   灯。 ６、特許請求の範囲第１項記載の低圧蒸気放電灯におい
   て、内管の開口端を太く、あるいは細く形成したことを
   特徴とする低圧蒸気放電灯。 ７、％許請求の範囲第１項記載の低圧蒸気放電灯におい
   て、少なくとも一つの開口部を持つ円筒を設け、該開口
   Ｓを上記放電灯内管の開口部近傍に配置したことを特徴
   とする低圧蒸気放電灯。 ８゜特許請求の範囲第１項記載の低圧蒸気放電灯におい
   て、内管の開口部近傍に別の電極を設けたことを特徴と
   する低圧蒸気放電灯。 ９、特許請求の範囲第１項記載の低圧蒸気放電灯におい
   て、気密空間内に１個又は複数個の自動作動式点火装置
   を設けたことを特徴とする低圧蒸気放電灯。 １０、特許請求の範囲第１項記載の低圧蒸気放電灯にお
   いて、内管開口端同志を部分的に接続することにより内
   管を一体化し、かつ１個もしくは複数個の通気孔を設け
   たことを特徴とする低圧蒸気放電灯。 １１、特許請求の範囲第１項記載の低圧蒸気放電灯にお
   いて、電極近傍に水銀アマルガムを形成する金属を設け
   たことを特徴とする低圧蒸気放電灯。 １２、特許請求の範囲第１項記載の低圧蒸気放電灯にお
   いて、内管開口端同志を向い合わせて配置したことを特
   徴とする低圧蒸気放電灯。 １３、％許請求の範囲第１項記載の低圧蒸気放電灯にお
   いて、外管ステムの外面に光反射層を設けたことを％徴
   とする低圧蒸気放電灯。