JPS62163251A - 放電ランプ - 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】 ［技術分野］ 本発明は、低〜中気圧放電により発光させるようにした
放電ランプに関するものである。

［背景技術］ 一般に、照明用光源として用いられる放電ランプとして
は、高効率、高輝度でコンパクトなものが望ましく、し
かも、低電圧始動及び再点弧ができ、点灯装置（バラス
トなど）を小型軽量化できることが要望されている。と
ころで、従来、一般的に使用されている直管型あるいは
丸型蛍光ランプは、高効率のランプであるが、コンパク
トなものではなかった。そこで、コンパクト化を図るた
めに放電部を多屈曲して球状ランプとした白熱電球状の
コンパクト蛍光ランプが考えられている。しかしながら
、このようなコンパクト蛍光ランプにいるために、高い
始動電圧が必要になり、点灯装置として大型で、重く、
しかも高コストのものを使用しなければならないという
問題があった。また、放電部を形成する透光性バルブ（
ガラス管）の屈曲部が多くなり、屈曲加工が面倒になる
とともに、屈曲部分にクラックが発生したり、蛍光体の
塗布むらおよび剥がれが発生し易く、結果として蛍光ラ
ンプ自体のコストも高くなってしまうという不都合があ
った。

［発明の目的１ 本発明は上記の点に鑑みて為されたものであり、その目
的とするところは、高効率化、高輝度化、コンパクト化
および点灯装置の小型軽量化ができ、しかもコストが安
い放電ランプを提供することにある。

［発明の開示］ （実施例） 第１図は本発明一実施例を示すもので、ガラス管よりな
る閉塞された透光性バルブ１にて形成される気密空間２
に適宜圧力の放電ガスを封入し、透光性パルプ１内に設
けられた一対の電極３間で低〜中気圧放電を行うことに
より発光させるようにした放電ランプにおいて、気密空
間２内に紫外線を透過する石英にて形成されたグラスウ
ール・ｔを透光性バルブ１の管径方向に対して適当な密
度分布でもって配設することにより、管央部分にグラス
ウール４の密度が小さい主放電路を形成するとともに、
管壁に近い部分にグラスウール４の密度が大きい副放電
路を形成したものであり、第１図実施例におけるグラス
ウール４の密度分布は、管央部にグラスウールを配置せ
ず、管央部がら管壁部に向かって密度が緩やかに大きく
なるような分布となっているが、グラスツール４の他の
密度分布としては、第２図（ａ）〜（ｅ）に示すような
分布が考えられ、同図（、）は管内半径ｒがｒｏの透光
性バルブ１内に、グラスウール４の密度変化を急峻にし
て管央部分（ｒ＝０〜ｒ＋）を除く管壁に近い部分（ｒ
、〜ｒｏ）に略均−に配置したものであり、同図（ｂ）
はグラスウール４の密度を管火がら管壁に向がって２段
階に大きくしたものであり、同図（ｃ）はグラスウール
４の密度を一方の管壁から他方の管壁に向かって徐々に
大きくして偏心分布させたものである。また、実施例に
あっては、放電ガスを水銀蒸気とし、透光性バルブ１の
内面に蛍光体５を塗布して白色の照明光を得るようにし
ているが、放電ガスをネオン、アルゴンなどの希ガスあ
るいは水銀蒸気と希ガスとの混合ガスとしても良く、紫
外線あるいは特定の波長の光を得る場合には蛍光体５を
塗布しなくても良いことは言うまでもない。さらにまた
、電極３間距離αと透光性バルブ１の管内半径「との関
係は、コンパクト化を図るために軸方向と平行な面の断
面が略正方形になるようにＱ＝２ｒに設定しているが、
αをより長くしても良く、この場合、Ｑ／ｒに対する始
動電圧の上昇曲線を考慮して、 ０　〈　４ｒ となるように設定することが望ましい。

第３図は、放電ランプの製造手順を示す図であり、両端
が開口したガラス管１ａの内面にノズル１　１’ｌ　　
Ｊｌｈ　　／−１賛　ｎ＋　　＊　　４−＋　　？−ｄ
シ、蟻ムＩｋ　　（Ｌ　　ｈ−ｋ　　ｌ　　　？−４曵
　　　／／−−躯炉１１にて焼成し、別途成形されたグ
ラスウール４をガラス管１ａ内に挿入し、ガラス管１ａ
の両端開口に電極３がマウントされたステム１ｂをバー
ナ１２にて溶着することにより気密空間２を有する透光
性バルブ１が形成される。次に、一方のステム１ｂに設
けられた排気口１３を介して気密空間２内の空気を排気
するとともに、気密空間２に所定量の放電ガスを封入し
てグラスウール入りの放電２ンブが得られるようになっ
ている。なお、実施例では、ガラス管１ａを用いて円筒
状の透光性バルブ１を形成しているが、球状あるいは他
の形状の透光性バルブ１を形成しても良いことは言うま
でらない。

以下、第１図実施例の動作について第４図乃至第７図を
用いて説明する。いま、電極３間に電源電圧を印加した
場合における絶縁破壊の発端は、管内半径ｒ１電極３間
距離α、放電ガスの種類および圧力にて影響を受けるが
、まず最初に阻害物であるところのグラスウール４の密
度が小さい主放電路（実施例では管央部）で始まる。こ
のようにして絶縁破壊が起きて放電の種ができると、放
電が主放電路から開始されて副放電路に拡がろうとする
が、副放電路においてはグラスウール４の密度が大きく
なっている（実施例では管壁に向かって徐々に大きくな
っている）ので、副放電路の放電インビーグン又は主放
電路に比べて大きな値となっており、放電ランプの放電
インピーダンスは主放電路および副放電路の放電インピ
ーダンスを合成した値となる。すなわち、放電インピー
ダンスは放電電流が少ない間は主放電路の径と同等の管
径を有する細径の透光性バルブ１を用いた放電ランプの
放電インピーダンスと略等しくなるが、放電電流が増加
するに伴って放電領域が副放電路に拡大すると、大径の
放電ランプの放電インピーダンスに近付くことになる。

第４図（、）に示す実＃ＸＣは、本発明に係る放電ラン
プのＶ−Ｉ特性を示すもので、放電電流ＩＱが増加する
につれて電極３間電圧ｖＱも増加する所謂正特性を呈し
ており、点線Ａ、Ｂで示すように負特性を呈する従来の
放電ランプの■−■特性とは全く逆の特性を示すことに
なる。図中１．α線Ａは１４図（ｂ）に示すように管内
半径がｒｂの大径放電ランプの■−ｒ特性、点！Ｂは管
内半径がｒａの細径放電ランプのＶ−ｒ特性を示してお
り、ＶＡＣは電極３間に印加される電源電圧である。図
から明らかなように、本発明に係る放電ランプのＶ−正
特性は、電流増加とともに、大径放電ランプのｖ　−ｒ
　４ｙ性から細径放電ランプのＶ−Ｉ特性に移行するこ
とになり、正特性放電ランプのようなＶ−Ｉ特性を呈す
る。

したがって、負特性を有する放電ランプを電源側から見
て正特性とするだめの安定器を不要にすることができ、
安定要素として挿入する場合にあっても小さなインピー
ダンス要素によって実現できることになり、７弘灯装置
の小型軽量化および低コスト化が図れることになる。ま
た、電極３間距離ａを従来例に比べて大幅に短くするこ
とができるので、低い電圧で始動および再、α弧ができ
、点灯装置がより小型化でき、コストも安くできるよう
になっている。一方、電極３間距離ｔが短くした場合に
あっても、放電領域がグラスウール４の密度が大きい副
放電路に拡大した定常放電状態における放電インピーダ
ンスが高くなり、適度にランプ電圧を高く（管内電界を
高く）することができ、十分な電力の投入と十分な陽光
柱発光が可能となり、コンパクトで高光出力（高輝度）
な放電ランプが得られることになる。

ところで、管径方向の放電電流密度は第５図に示すよう
に、管央部の主放電路において大きく、管壁に近いハ１
１放電路において小さくなるため、ネオンのような発光
気体そのものから発する発光を照明光として利用する場
合には臂央部の発光が強くなり、高輝度なものが得られ
ることになる。また、管径方向の管内温度分布は第６図
に示すように、管央部に形成される主放電路の温度が最
も高く、管壁に向かって温度が低くなっており、管壁の
温度は管央部に比べてかなり低くなるので、水銀蒸気の
ような金属蒸気を放電ガスとして用いる場合において、
高光出力にも拘わらず最冷点温度すなわち管壁温度が余
り高くならず、例えば最適な発光が行えるようになって
いる。さらにまた、透光性パルプ１内面に蛍光体５を塗
布した場合においても、蛍光体５の温度上昇による光変
換効率の低下、蛍光体５の劣化促進などの不都合を回避
できることになる。

また、実施例にあっては、グラスウール４を紫外線を透
過する石英で形成しているので、気密空間２に封入され
る放電ガスを水銀蒸気とし、放電によって発生する紫外
線を透光性バルブ１の内面に塗布された蛍光体５にて可
視光に変換するようになっている場合にあっても、グラ
スウール４を入れたことによる発光効率の低下が防止さ
れていることになる。

一方、放電ランプのコンパクト化、高輝度化を図るには
、できるだけα／ｒを小さくする方が良く、また、ノ／
「に対する始動電圧の上昇曲線は＠７図に示すようにな
っており、始！ｊ／Ｊ電圧は　α／ｒ＝２　付近から急
激に上昇するので１、コンパクト化および高輝度化を図
り、しかも始動電圧が虻士ｉ宜ノナ−？−す−１、し上
ｌ＋＋１ンや一〜ｌ＋Ｉ↓ｌν囚つ間距離αと透光性バ
ルブ１の管内半径ｒとの関係が、α　＜　　４ｒ　とな
るように設定することが望ましく、実施例ではＱ／ｒを
２に設定してわけである。なお、放電ランプに十分な電
界（ランプ電圧）を印加して高光出力を得るためにはで
きるだけα／ｒを大きくする方が良いが、実施例にあっ
てはグラスウール４を設けることにより、実質的なα／
ｒを大きくしてコンパクト、高輝度で、しかも高光出力
が得られるようにしている。

［発明の効果１ 本発明は上述のように、閉塞された透光性バルブにて形
成される気密空間に適宜圧力の放電ガスを封入し、透光
性バルブ内に設けられた一対の電極間で低〜中気圧放電
を行うことにより発光させるようにした放電ランプにお
いて、気密空間内にグラスウールを適当な密度分布で配
設することによりグラスウールの密度が小さい主放電路
およびグラスウールの密度の大きい副放電路を形成した
ので、高効率化、高輝度化、フンバクト化および点灯装
置の小型軽量化ができ、しかもコストが安い放電ランプ
を提供できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

ｍｉ図は本発明一実施例を示すもので、同［Ｄ（ａ）は
軸方向の平行な面の断面図、同図（［＋）は軸方向と直
交する面の断面図、同図（ｃ）はグラスウールの管径方
向の密度分布図、第２図（ａ）〜（Ｃ）はグラスウール
の管径方向の密度分布例を示す図、第３図は同上の製造
手順を示す図、第４図乃至第７図は同上の動作説明図で
ある。 １は透光性バルブ、２は気密空間、３は電極、４はグラ
スウールである。 代理人　弁理士　石　１）艮　七 第２図 （’）　　　　　（ｂ）　　　　　　　　（ｃ）第３図 第４図 第５図 手続補正書（自発） 昭和６１年３月７日

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）閉塞された透光性バルブにて形成される気密空間
   に適宜圧力の放電ガスを封入し、透光性バルブ内に設け
   られた一対の電極間で低〜中気圧放電を行うことにより
   発光させるようにした放電ランプにおいて、気密空間内
   にグラスウールを適当な密度分布で配設することにより
   グラスウールの密度が小さい主放電路およびグラスウー
   ルの密度の大きい副放電路を形成したことを特徴とする
   放電ランプ。
2. （２）放電ガスを水銀蒸気、希ガス、あるいは水銀蒸気
   と希ガスとの混合ガスとしたことを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の放電ランプ。
3. （３）透光性バルブの内面に蛍光体を塗布したことを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の放電ランプ。
4. （４）電極間距離ｌと透光性バルブの管内半径ｒとの関
   係が、ｌ＜４ｒとなるようにしたことを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の放電ランプ。