(57)【要約】【課題】電極の容積を大きくして電子放射性物質の被着量を増加するとともに電流を流したときの電極の昇温を確保し得る放電ランプ用電極、高周波点灯専用蛍光ランプ及び照明装置を提供する。【解決手段】放電ランプ用電極４は、メインワイヤ１０径が０．０５０〜０．０６３ｍｍ、１次マンドレルワイヤ１１径が０．０７〜０．１３ｍｍ、２次マンドレルワイヤ１４径が０．２０〜０．３５ｍｍ、サブワイヤ１２の巻回によるファーストコイルピッチＰ１が０．０７〜０．１３ｍｍであって、電子放射性物質が被着されたトリプルコイルで構成されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
メインワイヤ径が０．０５０〜０．０６３ｍｍ、１次マンドレルワイヤ径が０．０７〜０．１３ｍｍ、２次マンドレルワイヤ径が０．２０〜０．３５ｍｍ、サブワイヤの巻回によるファーストコイルピッチが０．０７〜０．１３ｍｍであって、電子放射性物質が被着されたトリプルコイルで構成されていることを特徴とする放電ランプ用電極。
【請求項２】
請求項１に記載の放電ランプ用電極を備え、定格ランプ電流が０．２５〜０．４５Ａ、周波数が４０ｋＨｚ以上で点灯することを特徴とする高周波点灯専用蛍光ランプ。
【請求項３】
照明装置本体と；
この本体に装着された請求項２に記載の高周波点灯専用蛍光ランプと；
この高周波点灯専用蛍光ランプを点灯する点灯装置と；
を具備していることを特徴とする照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、放電ランプ用電極、この電極を備えた高周波点灯専用蛍光ランプ及びこの蛍光ランプが装着された照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、照明用の放電ランプとして、その効率の高さから例えば、高周波点灯専用蛍光ランプの普及が進んでいる。このような蛍光ランプの場合、蛍光ランプの交換頻度を低減するため、さらなる長寿命化が期待されている。
【０００３】
一般的に、蛍光ランプの点灯寿命は、電極としてのフィラメントに被着されている電子放射性物質（エミッタ）の被着量に比例することが知られている。このエミッタは、ランプの始動時及び点灯時において、飛散、蒸発して点灯時間とともに消耗していく。
【０００４】
そこで、フィラメントにおけるエミッタの被着量を増加して長寿命化するため、フィラメントの容積を大きくすることが考えられる。つまり、フィラメントにおけるエミッタを保持する容積を大きくしてエミッタの被着量を増加するものである。
【０００５】
一方、このような蛍光ランプを現行の点灯装置（インバータ）に適合するためには、フィラメントの冷抵抗値や電流を流したときの抵抗値は、現状と同等の値であることが望ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−５６８０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記のようにフィラメントの容積を大きくすると、熱容量が増加するため、従来と同じ電流を流したときのフィラメントの昇温が不十分となり、始動が適正に行われにくく、また、フィラメントの特性においてＪＩＳ（日本工業規格）規格、ＪＩＳ  Ｃ  ７６１７−２及びＪＩＳ  Ｃ  ７６１８−２で定める規定値を満足しない虞が生じる。
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑みなされたもので、電極の容積を大きくして電子放射性物質の被着量を増加するとともに電流を流したときの電極の昇温を確保し得る放電ランプ用電極、高周波点灯専用蛍光ランプ及び照明装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の実施形態による放電ランプ用電極は、メインワイヤ径が０．０５０〜０．０６３ｍｍ、１次マンドレルワイヤ径が０．０７〜０．１３ｍｍ、２次マンドレルワイヤ径が０．２０〜０．３５ｍｍ、サブワイヤの巻回によるファーストコイルピッチが０．０７〜０．１３ｍｍであって、電子放射性物質が被着されたトリプルコイルで構成されている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の実施形態によれば、電極の容積を大きくして電子放射性物質の被着量を増加するとともに電流を流したときの電極の昇温を確保し得る放電ランプ用電極、高周波点灯専用蛍光ランプ及び照明装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に係る高周波点灯専用蛍光ランプの一部を断面で示す正面図である。
【図２】同高周波点灯専用蛍光ランプを部分的に示す要部（電極）の斜視図である。
【図３】同高周波点灯専用蛍光ランプにおける電極のファーストコイルを示す斜視図である。
【図４】同高周波点灯専用蛍光ランプにおける電極のセカンドコイルを示す斜視図である。
【図５】同高周波点灯専用蛍光ランプにおける電極のサードコイルを示す斜視図である。
【図６】同高周波点灯専用蛍光ランプを用いる照明装置の実施形態として天井直付け形蛍光灯器具を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について図１乃至図６を参照して説明する。図１及び図２は、高周波点灯専用蛍光ランプを示し、図３乃至図５は、放電ランプ用電極を示している。また、図６は、照明装置を示している。
【００１３】
図１及び図２に示すように蛍光ランプ１は、高周波点灯専用蛍光ランプの例えば、３２Ｗ形の「ＦＨＦ３２」である。蛍光ランプ１は、ガラスバルブ２と、蛍光体層３と、電極４と、口金５とを備えている。
【００１４】
ガラスバルブ２は、ソーダライムガラス等の軟質ガラスにより形成され、管外径が２５．５ｍｍ、管内径が２４．０ｍｍ、肉厚が０．７５ｍｍ、管長が１１９８ｍｍの寸法を有している。このガラスバルブ２の軸方向の両端部には、一対のガラス製のステム２１が気密的に設けられている。
【００１５】
なお、ガラスバルブ２は、ソーダライムガラス等の軟質ガラスにより形成されるが、ほうケイ酸ガラスや石英ガラス等の硬質ガラスによって形成される場合であってもよい。
【００１６】
蛍光体層３は、ガラスバルブ２の内面における略全長にわたって形成されている。蛍光体層３は、例えば、三波長発光形の蛍光体から形成されていて、赤色発光形蛍光体、緑色発光形蛍光体及び青色発光形蛍光体のそれぞれの蛍光体微粒子を混合して加色混光により白色発光を生じるように構成されている。
【００１７】
三波長発光形の蛍光体としては、具体的には、６１０ｎｍ付近にピーク波長を有する赤色発光形蛍光体としてＹ２Ｏ３：Ｅｕ３＋、５４０ｎｍ付近にピーク波長を有する緑色発光形蛍光体として（Ｌａ，Ｃｅ，Ｔｂ）ＰＯ４、４５０ｎｍ付近にピーク波長を有する青色発光形蛍光体としてＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ２７：Ｅｕ２＋、等が適用可能である。
【００１８】
なお、ガラスバルブ２の内面と蛍光体層３との間に保護膜を介在させてもよい。保護膜としては金属酸化物微粒子から構成したものが好適であり、金属酸化物微粒子には、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）やシリカ（ＳｉＯ２）等を用いることができる。
【００１９】
また、ガラスバルブ２の内部には、放電媒体として希ガスと水銀とが封入されている。希ガスには、本実施形態においては、アルゴン（Ａｒ）が用いられているが、ネオン（Ｎｅ）又はクリプトン（Ｋｒ）を混合して封入してもよい。
【００２０】
水銀は、液体水銀を封入するか、又は液体水銀に略近い水銀蒸気圧特性を示すアマルガム、例えば、Ｚｎ−ＨｇやＴｉ−Ｈｇ系のアマルガムとして封入する。アマルガムとして封入する場合には、ペレット状に成形したり、金属板にアマルガムを担持させたりすることができる。
【００２１】
放電ランプ用電極４は、詳細を後述するように、タングステンワイヤを三重に巻回して形成されたフィラメントであり、トリプルコイルで構成されている。電極４は、このコイル状部分に電子放射性物質が被着されている熱陰極形のフィラメント電極である。
【００２２】
電極４は、ガラスバルブ２の内部に放電を生起するように、ガラスバルブ２内の両端部に一対封装されている。具体的には、電極４は、ステム２１を気密的に貫通してガラスバルブ２内に導入された一対の内部導入線４１の先端部間に架設するように配設され、その両端部が内部導入線４１にクランプされて保持されている。
【００２３】
口金５は、G１３型であり、口金本体５１及び一対の口金ピン５２を備えている。口金本体５１は、キャップ状をなしていて、ガラスバルブ２両端部に接着されている。一対の口金ピン５２は、口金本体５１に互いに絶縁的に支持されているとともに、それぞれ図示しない外部導入線に接続されている。
【００２４】
次に、放電ランプ用電極４について図３乃至図５を参照して詳細に説明する。図３乃至図５は、電極４の製作状況の概略を示しており、図３は、第１段階、図４は、第２段階、図５は、第３段階(完成段階)を示している。電極４は、タングステンワイヤによってトリプルコイルで構成されている。なお、製作工程は格別下記に限定されるものではない。
＜第１段階（ファーストコイル）＞
【００２５】
図３に示すように、モリブデンから形成された１次マンドレルワイヤ１１にタングステンから形成されたメインワイヤ１０が同軸方向に添うように配設されている。これらメインワイヤ１０及び１次マンドレルワイヤ１１の外周には、これらより線径寸法が小さく、タングステンから形成されたサブワイヤ１２が所定のファーストコイルピッチＰ１をなしてコイル状に巻かれる。
このようにメインワイヤ１０及び１次マンドレルワイヤ１１の外周にサブワイヤ１２が巻回されることによりファーストコイル１３が構成される。
＜第２段階（セカンドコイル）＞
【００２６】
上記のように構成されたファーストコイル１３は、図４に示すように、１次マンドレルワイヤ１１よりも線径寸法が大きいモリブデンから形成された２次マンドレルワイヤ１４の外周に所定のセカンドコイルピッチＰ２をなしてコイル状に巻かれる。
このように２次マンドレルワイヤ１４の外周にファーストコイル１３が巻回されることによりセカンドコイル１５が構成される。
＜第３段階（サードコイル）＞
【００２７】
上記のように構成されたセカンドコイル１５は、図５に示すように、２次マンドレルワイヤ１４よりも線径寸法が大きいピアノ線から形成された３次マンドレルワイヤ１６の外周に所定のサードコイルピッチＰ３をなしてコイル状に巻かれる。ピアノ線から形成された３次マンドレルワイヤ１６は、セカンドコイル１５が巻回された後、すぐに抜き取られる。
【００２８】
続いて、このコイルを、モリブデンを溶解させるがタングステンを溶解させない酸溶液中に浸漬し、モリブデンから形成された１次マンドレルワイヤ１１及び２次マンドレルワイヤ１４を溶解させて除去されてサードコイル１７が構成される。
【００２９】
このように形成されたサードコイル１７、すなわち、トリプルコイルをステム２１を気密的に貫通してガラスバルブ２内に導入された一対の内部導入線４１の先端部間に架設し、電子放射性物質（エミッタ）を被着させる。電子放射性物質は、バリウム（Ｂａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、カルシウム（Ｃａ）の酸化物を主体として構成されている。この電子放射物質は、電子放射性物質の炭酸化物溶液中にトリプルコイルを浸漬して、ファーストコイル１３及びセカンドコイル１５が形成する空間内、すなわち、ピッチ間及び巻回ターン内に充填、塗布され、乾燥させることにより被着される。
【００３０】
以上のように構成される電極４においては、トリプルコイルの内側空間の容積、いわゆるバスケットボリュームを大きくしてコイルに被着される電子放射性物質の被着量を増加するとともに、電流を流したときの電極の昇温を確保し、フィラメントの特性においてＪＩＳ規格で定める規定値を満足するように各寸法関係を所定値に設定している。
【００３１】
具体的には、メインワイヤ１０の線径Ｄ１は、０．０５０〜０．０６３ｍｍ、１次マンドレルワイヤ１１の線径ＭＤ１は、０．０７〜０．１３ｍｍ、２次マンドレルワイヤ１４の線径ＭＤ２は、０．２０〜０．３５ｍｍ、ファーストコイルピッチＰ１は、０．０７〜０．１３ｍｍに設定されている。
【００３２】
因みに、サブワイヤ１２の線径Ｄ１は、０．０１６〜０．０２０ｍｍ、セカンドコイルピッチＰ２は、０．２７０〜０．４１０ｍｍの寸法範囲が好ましい。これらの値は、後述する試験、測定結果に基づいて導き出されたものである。
【００３３】
次に、本発明者らは、本実施形態の電極４を製作するにあたり、バスケットボリュームを大きくしてコイルに被着される電子放射性物質の被着量を増加し、長寿命化を実現するため各寸法関係を種々設定し、試験、測定を行った。
【００３４】
その結果を下表に示しており、表１乃至表４は、本実施形態と比較例との代表例を示している。本実施形態と比較例とは、両者とも従来に比較しバスケットボリュームを大きくして電子放射性物質の被着量を増加することを試みたものである。
【００３５】
【表１】
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【００３６】
材料データとしては、本実施形態及び比較例ともに同寸法であり、メインワイヤ１０の線径Ｄ１が０．０５８５ｍｍ、サブワイヤ１２の線径Ｄ２が０．０１８２ｍｍ、１次マンドレルワイヤ１１の線径ＭＤ１が０．０９３５ｍｍ、２次マンドレルワイヤ１４の線径ＭＤ２が０．３３７９ｍｍ、３次マンドレルワイヤ１６の線径ＭＤ３が１ｍｍである。
【００３７】
【表２】
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【００３８】
コイリングデータとしては、本実施形態と比較例とは、ファーストコイルピッチＰ１が異なるが、他の寸法等は同じである。本実施形態では、ファーストコイルピッチＰ１が０．０９９０ｍｍであるのに対し、比較例では、０．０６００ｍｍである。セカンドコイルピッチＰ２は、０．３１２５ｍｍ、サードコイルピッチＰ３は、１ｍｍ、サードコイルターン数Ｎ、すなわち、巻回数は４ターンである。
【００３９】
【表３】
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【００４０】
マウントデータとしては、本実施形態及び比較例ともに同寸法であり、クランプ幅Ｌ１は、７．５ｍｍ、エミッタ非塗布幅Ｌ２は、１．５ｍｍである。クランプ幅Ｌ１は、図２に示すように内部導入線４１にクランプされたコイルにおける内部導入線４１内側間の寸法である。エミッタ非塗布幅Ｌ２は、内部導入線４１内側端からエミッタが塗布されていない所定幅である。
【００４１】
以上のように本実施形態と比較例とは、寸法的にはファーストコイルピッチＰ１のみが異なっており、本実施形態では、比較例に対しファーストコイルピッチＰ１が大きく設定されている。
【００４２】
【表４】
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【００４３】
電極特性値は、本実施形態及び比較例それぞれ冷抵抗値Ｒｃは、２．３５Ω及び２．３７Ω、バスケットボリュームＢｖは、計算値として本実施形態が５．４９ｍｍ３であり、比較例が５．４１ｍｍ３である。この場合、差は僅かであり、同等と考えてよい。
温抵抗値Ｒｈ及び抵抗比Ｒｈ／Ｒｃは、本実施形態が１１．１Ω、４．７２であるのに対し比較例では９．７６Ω、４．１２となっている。
【００４４】
ここで冷抵抗値Ｒｃは、電極の抵抗値が変化しない程度の微小電流（例えば、５ｍＡ）を流したときの抵抗値である。温抵抗値Ｒｈは、電極に試験電流として３７０ｍＡの電流を流したときの抵抗値であり、抵抗比Ｒｈ／Ｒｃは、温抵抗値Ｒｈを冷抵抗値Ｒｃで除した値である。
【００４５】
ところで、ＦＨＦ３２の場合、ＪＩＳ規格  ＪＩＳ  Ｃ  ７６１７−２（直管蛍光ランプ−第２部：性能仕様）には、試験電流３７０ｍＡ時の温抵抗値Ｒｈは、８〜１４Ωと定められている。また、現在規格化はされていなが、ＪＩＳ  Ｃ  ７６１８−２（片口金蛍光ランプ−第２部：性能仕様）では、抵抗比Ｒｈ／Ｒｃは、４．７５±０．５と定められており、直管蛍光ランプの規格であるＪＩＳ  Ｃ  ７６１７−２においても、規格化が想定されている。将来ＪＩＳ規格に適合するためには、これらの範囲以内であることが必要となると考えられる。
【００４６】
そこで、本実施形態及び比較例をＪＩＳ規格及び、ＪＩＳ規格化が想定される抵抗比範囲と照合してみると、比較例では、抵抗比Ｒｈ／ＲｃがＪＩＳ規格化が想定される範囲内に入っていない。一方、本実施形態では、抵抗比Ｒｈ／ＲｃがＪＩＳ規格化が想定される範囲内に入っており、将来においてもＪＩＳ規格に適合するものとなっている。
【００４７】
これは、本実施形態と比較例とは、バスケットボリュームＢｖが同等であり、材料データ、コイリングデータ及びマウントデータからしてファーストコイルピッチＰ１以外は同じであるからファーストコイルピッチＰ１に起因していることが分かる。
【００４８】
つまり、電極としてのフィラメントにおけるファーストコイルピッチＰ１を大きくすることにより、フィラメントの熱容量を少なくし、サブワイヤ１２による熱吸収を抑制して昇温を確保し、この昇温に従い温抵抗値Ｒｈが大きくなる結果、抵抗比Ｒｈ／ＲｃがＪＩＳ規格で定める範囲内に入り適合することが可能となるものである。
【００４９】
よって、本実施形態は、バスケットボリュームＢｖを大きくしてコイルに被着される電子放射性物質の被着量を増加した場合であっても、ファーストコイルピッチＰ１を所定値（０．０７〜０．１３ｍｍ）に設定することにより、ＪＩＳ規格に適合させることができる構成を見出したものである。
【００５０】
次に、上記蛍光ランプ１が装着されている照明装置２０について図６を参照して説明する。照明装置２０は、天井直付け形蛍光灯器具であり、装置本体２１を有していて、この装置本体２１における下面側の両端部には、ランプソケット２２が対向して設けられている。これらランプソケット２２間には２本の蛍光ランプ１が電気的、かつ機械的に装着されるようになっている。また、装置本体２１内には、蛍光ランプ１を点灯する点灯装置２３が収納されている。
【００５１】
点灯装置２３は、例えば、商用交流電源を整流、平滑した直流電源に、４０ｋＨｚ以上の高周波を発生するインバータ回路が接続されて構成されている。そして、このインバータ回路は、インバータトランス等を介して蛍光ランプ１の電極４に接続されている。
【００５２】
蛍光ランプ１を点灯させる場合には、直流電源の直流電圧をインバータ回路で高周波交流に変換し、蛍光ランプ１の電極４を予熱しながら蛍光ランプ１の電極４間に電圧を印加して点灯させる。
【００５３】
蛍光ランプ１を点灯させると、ランプ電流が０．２５〜０．４５Ａで、例えば、定格点灯時は、ランプ電力が３２Ｗ、ランプ電流が０．２５５Ａ、高出力点灯時は、ランプ電力が４５Ｗ、ランプ電流が０．４２５Ａとなる。
なお、このような蛍光ランプ１は、定格寿命を１８０００時間以上とすることができ、長寿命化することが可能となる。
【００５４】
以上のように本実施形態によれば、電極４の容積を大きくして電子放射性物質の被着量を増加するとともに電流を流したときの電極４の昇温を確保し得、長寿命化が達成でき、かつＪＩＳ規格に適合させることが可能な放電ランプ用電極４、高周波点灯専用蛍光ランプ及び照明装置２０を提供することができる。
【符号の説明】
【００５５】
１・・・蛍光ランプ、２・・・ガラスバルブ、
３・・・蛍光体層、４・・・電極、５・・・口金、
１０・・・メインワイヤ、１１・・・１次マンドレルワイヤ、
１２・・・サブワイヤ、１３・・・ファーストコイル、
１４・・・２次マンドレルワイヤ、１５・・・セカンドコイル、
１６・・・３次マンドレルワイヤ、１７・・・サードコイル、
２１・・・ステム、４１・・・内部導入線
【図１】
2013235803.tif 000007
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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