JPS59194342A - 低圧放電灯装置 - 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】 （技術分野） 本発明は、管断面が扁平な平板状の低圧放電ランプを使
用した低圧放電灯装置に関する。

（背景技術） 放電ランプは、その放射効率の良さから螢光ランプ等、
照明用光源に広く用いられている。しかし、放電物性的
に、一般設計領域では負性抵抗の電気特性となるため、
電流抑制用として安定器を直列に挿入しなければならな
い。このため、照明装置全体としての大型化、重量化、
コスト高等は避けられず、使用状況によっては大きな欠
点となっている。

ここで、負性抵抗とは、何かのはずみで一旦放電電流が
増加し出すと、より電離が促進され放電インピーダンス
が低下し、従って、放電維持電圧が下がり、電流は更に
増大し電圧は益々下がっていくという性向をいう。何故
このようになるかを今少し放電物理的に説明すると、電
流の増加は電子の増加であり、電子が増すと気体との電
離衝突確率を増し、結果としてイオンと電子が生成増大
し、その電子が電界で加速され、また気体を電離させる
という過程が破局的に進行してい、くことによる。これ
らを防ぐには、電子の損失を増やしてやる、つまり、塊
散、結合等による生成以上に失なわれていくようにして
やる必要がある。

（発明の目的） 本発明は上記欠点に鑑みなされたもので、その目的とす
るところは、放電特性を実用的に正特性化せしめること
により、安定器を必要とせず、しかも始動も良好な低圧
放電灯装置を提供するにある。

（発明の開示） 以下、本発明を実施例に基づき説明する。第１図は本発
明に係る低圧放電ランプの一実施例を示すもので、上下
面が略円板状で薄厚のランプバルブ１内には、一対の電
極２．３が同図（ｂｌに示す如く円断面の一端に対向し
て配設され、ランプバルブ１内には少量（数十■）の水
銀と、数Ｔｏｒｒのアルゴン等の不活性気体が封入され
ている。

而して、上記ランプバルブ１の下面と側面は透光性のガ
ラスグローブ１ａで形成され、上面はガラス又は内表面
を絶縁処理した鉄−クロム合金等の基板１ｂで形成され
、ガラスグローブ１ａの開口縁と基板１ｂの周縁はガラ
スフリット等により気密封着されている。また、上記一
対の電極２゜３は基板１ｂに設けた封入線を介して支持
されており、一方の電極２はニッケル等で構成された陽
極板、他方の電極３はタングステンコイルの上に酸化バ
リウム等の熱電子放射物質を被着した陰極フィラメント
であり、グローブ１ａ内面には水銀よりの紫外線を可視
変換するハロリン酸カルシウム等の螢光体４が被着され
、基板１ｂ内面には酸化チタン等の可視光及び紫外線を
反射する反射膜５が被着され、その表面は上記螢光体４
で被覆されている。そして、基板１ｂの上面には下方を
Ｎ極とする永久磁石６が貼着されている。

かかる構成のランプを第２図に示す如き回路構成、即ち
、直流電源７を陽極２と陰極３間に接続すると共に、陰
極３を構成する陰極フィラメントにフィラメント加熱電
源８を接続し、陰極を加熱すると、両電極２．３間に放
電が起り（第３図におけるａ点）、急速な電離促進で電
極２．３間の放電電圧が低下していこうとする。しかる
に、放電電流（または電界）と直交方向に磁界Ｂが印加
されているため、第４図において矢印で示す方向にロー
レンツ力ｆが発生し、放電プラズマを同図中、右方向へ
拡散させようとする。また、プラズマは薄い厚みの空間
のため拡散過程での電子の壁面（グローブ１ａ内面及び
基板１ｂ内面）への付着・再結合は大きくなり、いわゆ
る電荷損失が増大する。

この電荷損失が電離促進による電荷発生度より大なるよ
うに、磁界傾度及び断面形状を予め設計しであるため、
電離をより促進すべく放電電圧を高める方向へプラズマ
が作用する。その結果、いわゆる正性特性（電流が増す
につれて放電電圧も上昇する）を示し、外部より与えら
れた（直流電源７による）電圧で安定にバランスする（
第３図におけるｂ点）。勿論、もし磁界Ｂがなければ第
３図において点線で示す負性特性を示し、電流制限が外
部的になされぬ限り、破局的に電流が増しランプの破壊
を招くことになる。なお、第３図において直線Ｃは定格
電源電圧を示す。

第４図は外部電圧に応じて放電拡散がどのようになされ
るかを模式的に示したもので、図中斜線域が放電域であ
り、電源電圧が（ａ）は小、（ｂ）は中、ｔｃ）は大で
ある。而して、拡散の駆動力となるローレンツ力ｆは電
流と磁界強度に比例するので、電流が増せば増す程拡散
が大、即ち再結合による電子の損失ロスが大という自己
規制効果を発揮することになり、これが正性特性を示す
ことになる。

このように、磁界印加により正性特性を示し、且つ電流
の瞬時変化に即応してローレンツ抑制力が作用するので
、安定器がなくても安定に電源電圧に応じた動作点をも
つことができる。また、上記実施例の如く、直流電源の
場合には薄い永久磁石６の密着貼付ができるため、実質
的にランプの外観形状を損なうことなく、極めてすっき
りしたランプを提供することができると共に、両電極が
近接しているため、始動も何等特別のスタート手段を必
要とせず、簡便な点灯装置で点灯できる。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではないこ
とは言うまでもないことであり、例えばランプバルブ１
の形状、即ち、放電空間形状は、磁界印加方向と直交す
る面方向に拡がりが大で、磁界印加方向の厚みが小であ
ればどのような形状でもよく、封入気体も特に限定され
ず、また、螢光体被着も不要であり、要は低気圧放電を
なすランプであればよい。また、電極間配置は第１図に
示すようにランプバルブ１の端部に近接（特別に始動付
加手段を設けることなく直接始動しうる程度の近接）し
て配設するのが望ましいが、その程度はラフで自由度は
大である。磁界Ｂは平板面全域に印加するのが望ましい
が、少なくとも電極２．３近傍に印加されていれば本発
明を構成することができる。さらに、直流電源７に限る
必要はな（交流電源でもよ（、かかる場合の磁界印加手
段は、上記交流電源周波数に同期した小さな電磁石を基
板ｌｂ上に分割配置すればよく、かかる構成は上記実施
例と比べれば多少寸法的に大きくなり、複雑化するもの
の、通常の安定器による点灯装置と比べれば、寸法、形
状、重さ等、はるかに利便が多く、また、電磁石巻線を
放電電流を介するように構成すれば、電流の増減に応じ
て磁界強度が増減し、より一層の正特性効果を奏するこ
とができる。さらにまた、磁界印加手段はランプに一体
的に設ける必要はなく、例えば、ランプを装着する照明
装置本体に設けてもよいのは言うまでもないことである
。

（発明の効果） 本発明は上記のように、断面が扁平で上下面が略平板状
のランプバルブの側面端部に近接して一対の電極を配設
すると共に、該バルブ内に放電気体を封入して成る低圧
放電灯を、上記両電極間に電界を印加すると共に、バル
ブ平板面に略直交する磁界を印加して点灯して成る低圧
放電灯装置であって、上記印加電界と印加磁界の方向を
、ローレンツ力が常に両電極間に対して直交し、且つバ
ルブの中心方向に作用するように印加したことを特徴と
するので、放電特性を実用的に正特性化せしめることが
でき、従って、従来の低圧放電灯装置の如き安定器を必
要とせず、しがも始動も良好な低圧電灯装置を提供する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る低圧放電ランプの一実施例を示す
もので、（ａｌは断面図、（ｂｌは下面図、第２図は本
発明に係る回路構成の一例を示す図、第３図は低圧放電
灯ランプの電圧・電流特性図、第４図（ａ）〜（Ｃ＋は
本発明に係る低圧放電ランプにおける放電拡散を模式的
に示す図である。 特許出願人 松下電工株式会社 代理人　弁理士　竹元敏丸 （ばか２名） 一 手続ネ甫正書（自発補り 昭和５８年１２月２２日 特許庁長官　殿 １、事件の表示 日計口５８年　特許側　第０６９８１３号２、発明の名
称 イ卯ａ配を禾１丁１イ１置 ３、補正をする者 事件との関係　　　特許出願人 住　所　　　　大阪府門真市大字門真１０４８番地名　
称（５８３）松下電工株式会社 代表者　　　　　小　　林　　　　　郁４、代理人 住　　所　　　　　大阪府門真市大字門真１０４８番地
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Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）断面が扁平で上下與が略平板状のランプバルブの
   側面端部に近接して一対の電極を配設すると共に、該バ
   ルブ内に放電気体を封入して成る低圧放電灯を、上記両
   電極間に電界を印加すると共に、バルブ平板面に略直交
   する磁界を印加して点灯して成る低圧放電灯装置であっ
   て、上記印加電界と印加磁界の方向を、ローレンツ力が
   常に両電極間に対して直交し、且つバルブの中心方向に
   作用するように印加したことを特徴とする低圧放電灯装
   置。
2. （２）ランプバルブの内面に螢光体を被着し、水銀放電
   とした特許請求の範囲第１項記載の低圧放電灯装置。
3. （３）印加電界を直流電界とし、印加磁界を直流磁界と
   した特許請求の範囲第１項または第２項記載の低圧放電
   灯装置。