JPH0556620B2

JPH0556620B2 -

Info

Publication number: JPH0556620B2
Application number: JP13037185A
Authority: JP
Inventors: Seiichiro Fujioka; Osamu Matsubara; Shigeki Hiramatsu; Kazuya Ito
Original assignee: NEC Home Electronics Ltd; Nippon Electric Co Ltd
Current assignee: NEC Home Electronics Ltd; NEC Corp
Priority date: 1985-06-15
Filing date: 1985-06-15
Publication date: 1993-08-20
Also published as: JPS61288366A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野この発明は電球螢光ランプ装置等に使用される
曲管形螢光ランプに関し、詳しくは管外径（バル
ブ外径）が10数mmと小さい曲管形螢光ランプに関
する。

従来の技術交流電源に対する接続手段のＥ形口金を具えた
外囲器に曲管形螢光ランプとその点灯手段を収納
した電球螢光ランプ装置は同じＥ形口金を有する
白熱電球と同様に手軽に利用でき、而にも同一明
るさの白熱電球に比べ消費電力が格段に少なく長
寿命であり、更に白熱電球と互換性もあることか
ら、商店、事務所、一般家庭等で賞用されてい
る。

この電球形螢光ランプ装置に用いるられ曲管形
螢光ランプはＵ形のものと、このＵ形のものを更
にＵ形に曲成したダブルＵ形のものが一般的であ
り、またこの曲管形螢光ランプの管外径は10〜20
mmと小さいものが一般的である。このような細い
曲管形螢光ランプの一例を第６図及び第７図を参
照して以下説明すると、１はダブルＵ形のバル
ブ、２はバルブ１内周面に塗着された螢光膜、
３，３はバルブ１の両端部に封止されたステムで
ある。ステム３，３には２本一対の支柱線４，４
…が貫通封止され、支柱線４，４…の各一対の内
側端部にはフイラメント５，５が溶接され、この
フイラメント５，５の中央部にエミツタ物質６，
６が塗着される。エミツタ物質６，６はバルブ１
にステム３，３を封止した後の排気工程でフイラ
メント５，５に通電して熱分解されて電子放射性
が付与される。

この曲管形螢光ランプはバルブ外径が約13〜15
mmと小さくて、点灯時のランプ電流は約120〜250
ｍＡである。またフイラメント５，５は次の第８
図に示すダブルコイル型フイラメント５ａ、又は
第１１図に示すトリプルコイル型フイラメント５
ｂのいずれかが使用されている。

第８図のダブルコイル型フイラメント５ａは第
９図と第１０図に示す工程で製作される。先ず第
９図に示すようにタングステン線７ａをモリブデ
ン又は鉄製の丸棒状芯材８に巻回して１次コイル
９ａを作成する。次にこの芯材８入りの１次コイ
ル９ａを第１０図に示すように丸棒状のスチール
ピン１０に巻回して２次コイル１１ａを作成す
る。この後、スチールピン１０から２次コイル１
１ａを抜いて、１次コイル９ａの中の芯材８を酸
で溶解させて除去すればダブルコイル型フイラメ
ント５ａが得られる。

このダブルコイル型フイラメント５ａのタング
ステン線７ａの線径は約0.04mm、１次コイル９ａ
の外径D₁は約0.3mm、１次コイル９ａの１mm当り
の巻数は約8.46回、２次コイル１１ａの外径D₂は
約2.0mmである。

第１１図及び第１２図のトリプルコイル型フイ
ラメント５ｂは第１３図乃至第１５図に示す工程
で製作される。先ず第１３図に示すようにタング
ステン線７ｂをモリブデン又は鉄製の丸棒状第１
の芯材１２とこの第１の芯材１２より線径の小さ
いタングステン製芯線１３を重ねたものに巻回し
て１次コイル９ｂを作成する。次に第１３図の１
次コイル９ｂを第１４図に示すようにモリブテン
又は鉄製の丸棒状第２の芯材１４に巻回して２次
コイル１１ｂを作成する。更にこの第１４図の２
次コイル１１ｂを第１５図に示すように丸棒状ス
チールピン１５に巻回して３次コイル１６ｂを作
成する。次に３次コイル１６ｂからスチールピン
１５を抜いて、３次コイル１６ｂの中のモリブデ
ン又は鉄の各芯材１２，１４を酸で溶解して除去
すれば、１次コイル９ｂの中に芯線１３のあるト
リプルコイル型フイラメント５ｂが得られる。

このトリプルコイル型フイラメント５ｂのタン
グステン線７ｂの線径は約0.02mm、芯線１３の芯
径に約0.05mm、２次コイル１１ｂの外径D₃は約
0.5mm、２次コイル１１ｂの１mm当りの巻数は約
4.72回、３次コイル１６ｂの外径D₄は約2.0mmで
ある。

発明が解決しようとする問題点ところで、バルブ外径が10数mmと小さく、ラン
プ電流が約120〜150ｍＡの曲管形螢光ランプおけ
るフイラメントは全長がフイラメント両端がバル
ブ内周面に当らないように短く（約９mmまで）制
限され、従つてフイラメントのエミツタ物質が塗
着されるボデイ部の全長、例えば前述ダブルコイ
ル型フイラメント５ａにおいては２次コイル１１
ａ部分の全長L₁、前述トリプルコイル型フイラ
メント５ｂにおいては３次コイル１６ｂの部分の
全長L₂が長く設計できず、この全長は約３mm程
度までである。

そのため、ダブルコイル型フイラメント５ａに
おいては２次コイル９ａのボデイ部をエミツタ物
質が十分な量だけ安定して塗着されるよう設計す
ることが難しい。またこのボデイ部にエミツタ物
質を必要量だけ塗布する作業も難しく、仮にボデ
イ部にエミツタ物質を必要量塗布しても、このエ
ミツタ物質をバルブ内の排気工程で熱分解するま
でにエミツタ物質の一部がボデイ部より落下し
て、結果的にダブルコイル型フイラメント５ａの
ボデイ部に塗着されたエミツタ物質が不足する傾
向にあつて、ダブルコイル型フイラメント５ａを
用いた曲管形螢光ランプの長寿命化が極めて難し
かつた。

またトリプルコイル型フイラメント５ｂの場合
は、ボデイ部の全長が短くても１次コイル９ｂの
中に芯線１３が通り、この芯線１３がエミツタ物
質保持能力を倍加させるので、ボデイ部に塗着さ
れるエミツタ物質の量が不足するといつた問題は
ない。しかし、トリプルコイル型フイラメント５
ｂは１次コイル９ｂにタングステンの芯線１３を
通している分だけフイラメント抵抗値が小さく、
例えば電流を流さない時の冷抵抗値は約5Ωと小
さくて、ランプ始動特性を悪くする原因になつて
いた。

即ち、螢光ランプを例えばグロースタータ方式
で点灯させる場合を考えると、螢光ランプの点灯
回路の電源スイツチを閉じるとグロースタータが
動作して螢光ランプのフイラメントに予熱電流が
流れ、これによりフイラメントの支柱線間の端子
電圧がバルブ内の絶縁破壊電圧を超えてフイラメ
ント端子間の放電（エンドグロー）が起こつてバ
ルブ内が電離されて点灯し易くなり、次にグロー
スタータが切れた時のキツク電圧で螢光ランプが
点灯する。ところが管外径の小さい曲管形螢光ラ
ンプのフイラメントに上記トリプルコイル型フイ
ラメント５ｂを使用して120〜250ｍＡの少ないラ
ンプ電流で点灯させるとなると、上記フイラメン
ト５ｂの冷抵抗が小さいので予熱電流を流しても
フイラメント温度が十分に上らず、そのためエン
ドブローが起こり難くて、電源スイツチを閉じて
から螢光ランプが点灯するまでに時間がかかり、
悪くすると点灯しないことがあつた。そこで、ト
リプルコイル型フイラメント５ｂにおいてはその
設計をランプ点灯が確実に且つランプ点灯時間が
短くなるように行つているが、この設計が極めて
難しく、またフイラメント５ｂは最良に設計され
製作されても、これを使つた曲管形螢光ランプの
点灯時間は良くて５〜８秒と未だ長いのが現状で
ある。

それ故に、本発明の目的は管外径が小さくラン
プ電流が120〜250ｍＡの曲管形螢光ランプの始動
特性を改善し、長寿命化を図ることである。

問題点を解決するための手段本発明の上記目的を達成する技術的手段は、曲
管形螢光ランプにおける電極フイラメントに線径
が0.030〜0.050mmのタングステン線の３次巻コイ
ル構造で、その１次コイルは空芯コイルで、２次
コイルは１mm当りの巻数が2.75〜5.12回であるも
のを使用することである。

作用上記本発明使用のフイラメントはダブルコイル
型フイラメントを３次巻きしたもの、或いはトリ
プルコイル型フイラメントから１次コイルの芯線
を除いたものと同様な構造のものであり、従つて
このフイラメントのボデイ部でのエミツタ物質保
持能力はダブルコイル型フイラメントより数段優
れ、且つ冷抵抗はトリプルコイル型フイラメント
より数倍大きく設計することが容易になり、上記
目的が達成される。

実施例本発明の曲管形螢光ランプで使用するフイラメ
ントの構造例及びその製造例を第１詰乃至第５図
に基づき以下説明する。

第１図及び第２図のフイラメント１７において
１８はタングステン線、１９はタングステン線１
８を１次巻きした１次コイル、２０は１次コイル
１９を１次巻きした２次コイル、２１は２次コイ
ル２０を１次巻きした３次コイルである。１次、
２次、３次コイル１９，２０，２１は各々空芯コ
イルで、このようなフイラメント１７はブロツク
コイルと通称されている。

このフイラメント１７の製造工程を第３図乃至
第５図を参照して説明すると、先ず第３図に示す
ようにタングステン線１８をモリブデン又は鉄製
の丸棒状第１の芯材２２に巻回して１次コイル１
９を作成する。次に芯材入り１次コイル１９を第
４図に示すようにモリブデン又は鉄製の丸棒状第
２の芯材２３に巻回して第２コイル２０を作成す
る。次に第４図の芯材入り第２コイル２０を第５
図に示すようにスチールピン２４に巻回して３次
コイル２１を作成する。その後、スチールピン２
４から３次コイル２１を抜き取り、３次コイル２
１に含まれている各芯材２２，２３を酸で溶解し
て除去すればブロツクコイル型フイラメント１７
が得られる。

ここでフイラメント１７は管外径が10〜20mm、
例えば13〜15mmでランプ電流が120〜250ｍＡの曲
管形螢光ランプに使用するものであつて、タング
ステン線１８は線径が0.030〜0.050mmで好ましく
は0.035〜0.045mmの範囲のものを使用し、２次コ
イル２０の１mm当りの巻数を2.75〜5.12回に設定
する。このようなフイラメント１７のボデイ部
（３次コイル２１）の全長L₃を約３mm、２次コイ
ル２０の外径D₅とボデイ部の外径D₆をトリプル
コイル型フイラメント５ｂの各外径D₃、D₄と同
程度に設計して、ボデイ部にエミツタ物質の塗布
を行うと、ボデイ部にはトリプルコイル型フイラ
メント５ｂのボデイ部と同様に簡単に必要量のエ
ミツタ物質が塗着される。またフイラメント１７
はトリプルコイル型フイラメント５ｂからタング
ステンの芯線１３を除いたものに似た構造のた
め、このフイラメント１７の冷抵抗はトリプルコ
イル型フイラメント５ｂの冷抵抗より少なくとも
芯線１３を除いた分以上に大きくなり、従つてこ
のフイラメント１７を使つた曲管形螢光ランプの
始動特性が改善される。

尚、フイラメント１７のタングステン線１８の
線径0.030〜0.050mmの規制は次の理由による。即
ち、タングステン線１８の線径を0.030mmより小
さくすると、フイラメント１７の冷抵抗が大きく
なり過ぎ、且つタングステン線１８の熱容量が小
さくなり過ぎ、従つてこのフイラメント１７を使
つてランプ点灯させるとフイラメント温度が上昇
し過ぎて、フイラメント１７のボデイ部一端にで
きる放電点（スポツト）でのタングステン線１８
が蒸発し易くなつて、寿命が短くなる。逆にタン
グステン線１８の線径が0.050mmを超えると、上
述と逆にフイラメント１７の冷抵抗が小さくなり
過ぎ、タングステン線１８の熱容量が大きくなり
過ぎて、ランプ点灯時にフイラメント温度が十分
に上らず、ランプ始動特性が悪くなる。

またフイラメント１７の２次コイル２０の１mm
当りの巻数を2.75〜5.12回に制限した理由は次の
通りである。即ち、この巻数を2.75より少なくす
ると、２次コイル２０の隙間が大きくなり過ぎて
エミツタ物質の保持能力が劣り、ボデイ部に必要
な量のエミツタ物質を塗着することが難しくなつ
て、ランプ寿命が短くなる恐れが多分にある。逆
に２次コイル２０の１mm当りの巻数が5.12回を超
えると、２次コイル２０の隙間が小さくなり過ぎ
て、２次コイル２０の中にエミツタ物質が侵入し
難くなつて、結果的にエミツタ物質の保持能力が
劣り、ランプ寿命が短くなることがある。

また、ランプ電流を120〜250ｍＡに制限する理
由は次の通りである。即ち、ランプ電流を120ｍ
Ａより少なくすると、ランプ点灯時にフイラメン
トの一端に生成される放電点〔アークスポツト〕
の温度が充分に上昇しない。このため、陰極降下
電圧が大きくなり、フイラメントに対するイオン
衝撃が大きくなつて短寿命となる。逆に、ランプ
電流が250ｍＡを越えると、ランプ電流に対する
タングステン線の熱容量が小さくなりすぎ、ラン
プ点灯時の放電点の温度が上昇しすぎる。このた
め、タングステン線及びエミツタが蒸発し易くな
り、短寿命となる。

次にフイラメント１７の具体的寸法例を説明す
る。このフイラメント１７を管外径が13〜15mmの
ランプ電流が140〜210ｍＡの曲管形螢光ランプに
使用する場合は次の寸法が有効である。

タングステン線１８の線径＝0.041mm １次コイル１９の内径D₇＝0.086mm １次コイル１９の外径D₈＝0.168mm ２次コイル２０の内径D₉＝0.249mm ２次コイル２０の外径D₅＝0.585mm ３次コイル２１の内径D₁₀＝0.700mm ３次コイル２１の外径D₆＝1.870mm １次コイル１９の１mm当りの巻数が13.78回２次コイル２０の１mm当りの巻数が3.94回３次コイル２１の１mm当りの巻数が7.09回３次コイル２１のボデイ部全長L₃＝2.8mm この寸法のフイラメント１７の両端間の全長を
９mmにして、第７図に示すステム３から延びる６
mm間隔の支柱線４，４に溶接してフイラメント１
７の冷抵抗値を測定すると約17Ωである。つまり
トリプルコイル型フイラメント５ｂの冷抵抗（約
5Ω）に比べ３倍強に冷抵抗が大きくなり、それ
だけランプ始動特性が向上することが分かる。

実際、上記寸法のフイラメント１７を使用した
曲管形螢光ランプを電源電圧220V、定格電流160
ｍＡ、予熱電流170〜180ｍＡで点灯させたとこ
ろ、始動が確実で、点灯するまでに要する時間は
約３秒、長くて５秒であつた。またランプ点灯の
公称保障時間の6000時間点灯させても異常は認め
られず、本発明の有効性が実証された。

発明の効果本発明によれば、ランプ電流が120〜250ｍＡの
曲管形螢光ランプの長寿命化が容易になり、また
フイラメントの冷抵抗が小さいので、ランプ始動
特性が向上して、商品価値大なる曲管形螢光ラン
プが提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る螢光ランプで使用するフ
イラメントの正面図、第２図は第１図のＡ−Ａ線
に沿う拡大断面図、第３図乃至第５図は第１図の
フイラメントの製作工程を説明するためのもの
で、第３図は１次コイル拡大正面図、第４図は２
次コイル拡大正面図、第５図は３次コイル正面図
である。第６図は曲管形螢光ランプの斜視図、第
７図は第６図の螢光ランプの部分拡大断面図であ
る。第８図は従来の曲管形螢光ランプ用フイラメ
ントの正面図、第９図及び第１０図は第８図のフ
イラメントの製作工程を説明するための各正面図
である。第１１図は他の従来の曲管形螢光ランプ
用フイラメントの正面図、第１２図は第１１図の
Ｂ−Ｂ線に沿う拡大断面図、第１３図乃至第１５
図は第１１図のフイラメントの製作工程を説明す
るための各拡大正面図である。１７……フイラメント、１８……タングステン
線、１９……１次コイル、２０……２次コイル、
２１……３次コイル。

Claims

【特許請求の範囲】

１バルブの両端に電極フイラメントを具え、か
つ、ランプ電流が120〜250ｍＡの曲管形蛍光ラン
プであつて、電極フイラメントは線径が0.030〜
0.050mmのタングステン線の３次巻コイル構造で、
その１次コイルは空芯で、２次コイルは１mm当り
の巻数が2.75〜5.12回であることを特徴とする曲
管形蛍光ランプ。