JPS61288366A - 曲管形螢光ランプ - 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】 崖ｌ上■且■豆団 この発明は電球形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１
０数ｌｌｌｌ１１と小さい曲管形螢光ランプに関する。

従来坐肢玉 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形螢光
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、而も同−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、一般家庭等で賞月され
ている。

この電球形螢光ランプ装置に用いられる曲管形螢光ラン
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１０〜２０ｓ＋■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ィラメント（５）（５）が溶接さ
れ、このフィラメント（５）（５）の中央部にエミッタ
物質（６）（６）が塗着される。エミッタ物質（６）（
６）はバルブ（１）にステム（３）（３）を封止した後
の排気工程でフィラメンｌ−（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１３〜１５ａ＋
＊と小さくて、点灯時のランプ電流は約１２０〜２５０
ｍＡである。またフィラメント（５）（５）は次の第８
図に示すダブルコイル型フィラメント（５ａ）　、又は
第１１図に示すトリプルコイル型フィラメント（５ｂ）
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ィラメント（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ビン（１０）に
巻回して２次コイル（１１ａ　）を作成する。この後、
スチールビン（１０）から２次コイル（ｌｌａ）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ィラメント（５ａ）が
得られる。

このダブルニイル型フィラメント（５ａ）のタングステ
ン線（７ａ）の線径は約０．０４ｍｍ　、１次コイル（
９ａ）の外径り、は約０．３ａ＋＋ｅ、１次コイル（９
ａ）の１インチ当りの巻数は約２１５回、２次コイル（
１１ａ　）　　の外径Ｄ２は約２．０＋ｍｓ＋である。

第１１図及び第１２図のトリプルコイル型フィラメン）
　（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先棒状箱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（９
ｂ）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
うにモリブデ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０次に３次コイル（１６ｂ　）
からスチールビン（１５）を抜いて、３次コイル（１６
ｂ　）の中のモリブデン又は鉄の各芯材（１２）　　（
１４）を酸で熔解して除去すれば、１次コイル（９ｂ）
の中に芯線（１３）のあるトリプルコイル型フィラメン
ト（５ｂ）が得られる。

このトリプルコイル型フィラメント（５ｂ）のタングス
テン線（７ｂ）の線径は約０．０２ａ＋ｍ、芯線（１３
）の線径に約０．０５ｍｍ、２次コイル（１１ｂ　＞の
外径Ｄ３は約０．５ｎｕ＋＋、　２次コイル（１１ｂ　
＞の１インチ当りの巻数は約１２０回、３次コイル（１
６ｂ　）の外径Ｄ４は約２．抛ｌである。

■が　′　しようとする口　占 ところで、バルブ外径が１０数ＩＩＩＩ＋と小さく、ラ
ンプ電流が約１２０〜１５０ｍＡの曲管形螢光ランプお
けるフィラメントは全長がフィラメント両端がバルブ内
周面に当らないように短く　（約９鶴まで）制限され、
従ってフィラメントのエミッタ物質が塗着されるボディ
部の全長、例えば前述ダブルコイル型フィラメント（５
ａ）においては２次コイル（’１１　ａ　）の部分の全
長Ｌ１、前述トリプルコイル型フィラメント（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３鶴程度までである。

そのため、ダブルコイル型フィラメント（５ａ）におい
ては２次コイル（９ａ）のボディ部をエミッタ物質が十
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。またこのボディ部にエミッタ物質を必要量だけ塗布
する作業も難しく、仮にボディ部にエミッタ物質を必要
量塗布しても、このエミッタ物質をバルブ内の排気工程
で熱分解するまでにエミッタ物質の一部がボディ部より
落下して、結果的にダブルコイル型フィラメント（５ａ
）のボディ部に塗着されたエミッタ物質が不足する傾向
にあって、ダブルコイル型フィラメント（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った。

またトリプルコイル型フィラメント（５ｂ）の場合は、
ボディ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）がエミッタ物質保
持能力を倍加させるので、ボディ部に塗着されるエミッ
タ物質の量が不足するといった問題はない。しかし、ト
リプルコイル型フィラメント（５ｂ）は１次コイル（９
ｂ）にタングステンの芯線（１３）を通している分だけ
フィ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
する原因になっていた。

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ィ
ッチを閉じるとグロースタータが動作して螢光ランプの
フィラメントに予熱電流が流れ、これによりフィラメン
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
えてフィラメント端子間の放電（エンドグロー）が起こ
っ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ッ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ィラ
メントに上記トリプルコイル型フィラメント　（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、上記フィラメント（５ｂ）の冷抵抗
が小さいので予熱電流を流してもフィラメント温度が十
分に上らず、そのためエンドブローが起こり難くて、電
源スィッ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（すると点灯しないことがあった。そこ
で、トリプルコイル型フィラメント（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
くなるように行っているが、この設計が極めて難しく、
またフィラメント（５ｂ）は最良に設計され製作されて
も、これを使っ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。

占　　゛　るための 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ィラメントに線径が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１イン
チ当りの巻数が７０〜１３０回であるものを使用するこ
とである。

ゴ」 上記本発明使用のフィラメントはダブルコイル型フィラ
メントを３次巻きしたもの、或いはトリプルコイル型フ
ィラメントから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、従ってこのフィラメントのボディ部
でのエミッタ物質保持能力はダブルコイル型フィラメン
トより数段優れ、且つ冷抵抗はトリプルコイル型フィラ
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。

爽施血 本発明の曲管形螢光ランプで使用するフィラメントの構
造例及びその製造例を第１図乃至第５図に基づき以下説
明する。

第１図及び第２図のフィラメン）　＜１７）において（
１日）はタングステン線、（１９）はタングステン線（
１８）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、このようなフィラメント（１７
）はブロンクコイルと通称されている。

このフィラメント（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箱１
の芯材（２２）に巻回して１次コイル（１９）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箱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
チールビン（２４）に巻回して３次コイル（２１）を作
成する。その後、スチールビン（２４）から３次コイル
（２１）を抜き取り、３次コイル（２１）″に含まれて
いる各芯材（２２）　　（２３）を酸で溶解して除去す
ればブロックコイル型フィラメント（１７）が得られる
。

ここでフィラメント（１７）は管外径が１０〜２０ｍｍ
、例えば１３〜１５１ｍ１１でランプ電流が１２０〜２
５０ｍＡの曲管形螢光ランプに使用するものであって、
タングステン線（１８）は線径がＯ，Ｑ３Ｑ〜０．０５
０ｍ＋ｗ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１インチ当り
の巻数を７０〜１３０回に設定する。このようなフィラ
メント（１７）のボディ部（３次コイル（２１）　）の
全長Ｌ３を約３鶴、２次コイル（２０）の外径Ｄ５とボ
ディ部の外径Ｄ６をトリプルコイル型フィラメント（５
ｂ）の各外径Ｄ３、Ｄ４と同程度に設計して、ボディ部
にエミッタ物質の塗布を行うと、ボディ部にはトリプル
コイル型フィラメント（５ｂ）のボディ部と同様に簡単
に必要量のエミッタ物質が塗着される。またフィラメン
ト　（１７）はトリプルコイル型フィラメン）　（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、このフィラメント（１７）の冷抵抗はトリ
プルコイル型フィラメント（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、従って
このフィシメンＩ−（１７）を使った曲管形螢光ランプ
の始動特性が改善される。

尚、フィラメント（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０．０３０
ｍ−より小さくすると、フィラメント（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、従ってこのフィラメント（１７）
を使ってランプ点灯させるとフィラメント温度が上昇し
過ぎて、フィラメント（１７）のボディ部一端にできる
放電点（スポット）でのタングステン線（１８）が蒸発
し易くなって、寿命が短くなる。逆にタングステン線（
１８）の線径が０．０５軸−を超えると、上述と逆にフ
ィラメント（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
点灯時にフィ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。

またフィラメント（１７）の２次コイル（２０）の１イ
ンチ当りの巻数を７０〜１３０回に制限した理由は次の
通りである。即ち、この巻数を７０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ッタ
物質の保持能力が劣り、ボディ部に必要な量のエミッタ
物質を塗着することが難しくなって、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１イ
ンチ当りの巻数が１３０回を超えると、２次コイル（２
０）の隙間が小さくなり過ぎて、２次コイル（２０）の
中にエミッタ物質が侵入し難くなって、結果的にエミッ
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。

次にフィラメント（１７）の具体的寸法例を説明する。

このフィシ・メント（１７）を管外径が１３〜１５１Ｉ
ｌｆｆ＋でランプ電流が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−０，０４１ｍ＋ｗ１次
コイル（１９）の内径Ｄ７　＝０．０８６ｍｍ・１次コ
イル（１９）の外径ＤＢ　＝Ｑ、１６Ｂ＋ｓｍ２次コイ
ル（２０）の内コイルｓ　＝　０．２４９ｍｍ２次コイ
ル（２０）の外径Ｄｓ　＝０．５８５ＩＩｍ３次コイル
（２１）の内径Ｄ＋ｏ　＝０．７０Ｏｎ＋ｍ３次コイル
（２１）の外径Ｄ　ｅ　−１，８７０＋ｍｍ１次コイル
（１９）の１インチ当りの巻数３５０回２次コイル（２
０）の１インチ当りの巻数１００回３次コイル（２１）
の１インチ当りの巻数１８０回３次コイル（２１）のボ
ディ部全長Ｌａ、＝２．８ｍｍこの寸法のフィラメント
（１７）の両端間の全長を９１１１１にして、第７図に
示すステム（３）から延びる６ｕ間隔の支柱線（４）（
４）に溶接してフィシメン）　（１７）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ィ
ラメンｌ−（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
ることが分る。

実際、上記寸法のフィラメント（１７）を使用した曲管
形螢光ランプを電源電圧２２０ｖ、定格電流１６０ｍＡ
、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秒であった。またランプ点灯の公称保障時間の６０
００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。

光訓駆Ｂ丸果 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、またフィラメ
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ィラメン
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図のフィラメントの製作工
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ィラメントの正
面図、第９図及び第１０図は第８図のフィラメントの製
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ィラメントの正面図、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図のフィ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）　−フィラメント、（１日）・−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。 特　許　出　願　人　　日本電気ホームエレクトロニク
ス株式会社 代　　　　理　　　　人　　江　　　原　　　省　　　
吾第３図 第４図 第５図 第９図 第１１図 第ｉ２図 第１３図 第１４図 手続補正書 ６０．１０．１６ 昭和　　年　　月　　日 １、事件の表示 昭和６０年　特許層　第１３０３７１号２、発明の名称
　曲管形螢光ランプ ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 名　称（１９３）日本電気ホームエレクトロニクス株式
会社４、代理人 住　所　　大阪府大阪市西区江戸堀１丁目１５番２６号
昭和６０年　９月　４日 （発送日昭和６０年　９月２４日） ６、補正の対象　図　面

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）バルブの両端に電極フィラメントを具え、かつ、
   ランプ電流が１２０〜２５０ｍＡの曲管形螢光ランプで
   あって、電極フィラメントは線径が０．０３０〜０．０
   ５０ｍｍ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１インチ当りの巻数
   が７０〜１３０回であることを特徴とする曲管形螢光ラ
   ンプ。