(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
３本以上の略Ｕ字状のガラス管が連結されて一体化され、その両端部に主電極を有した発光管と、始動時にはあらかじめ上記主電極に予熱電流を流して主電極の温度を上昇させた後に、上記主電極間の放電を始動させる回路とを備え、その発光管内に主アマルガムと、中間部のＵ字状ガラス管の少なくとも１本には補助アマルガムが設置され、上記主電極の予熱期間内に、上記中間部のＵ字状ガラス管内の補助アマルガムを電極としてあらかじめ放電させた後、上記両端部の主電極間で放電させ点灯する電球形蛍光ランプであって、上記中間部の少なくとも１本のＵ字状ガラス管内に上記補助アマルガムと対向電極の両方が設置され、上記主電極の予熱期間内に、上記中間部の少なくとも１本のＵ字状ガラス管内の補助アマルガムと対向電極間で放電させた後、上記両端部の主電極間で放電させ点灯することを特徴とする電球形蛍光ランプ。
【請求項２】
上記中間部の少なくとも１本のＵ字状ガラス管内の補助アマルガムと対向電極間で放電させるために、上記補助アマルガムと一つの主電極、および上記対向電極と他の主電極とをそれぞれ限流素子を介して接続したことを特徴とする請求項１記載の電球形蛍光ランプ。
【請求項３】
上記予熱電流の一部から上記補助アマルガムを電極とする放電に電流を供給することを特徴とする請求項１または２記載の電球形蛍光ランプ。
【請求項４】
上記補助アマルガムの形状がＶ字状、板状またはホロー状であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の電球形蛍光ランプ。
【請求項５】
３本以上の略Ｕ字状のガラス管が連結されて一体化され、その両端部に主電極を有した発光管と、始動時にはあらかじめ上記主電極に予熱電流を流して主電極の温度を上昇させた後に、上記主電極間の放電を始動させる回路とを備え、その発光管内に主アマルガムと、中間部のＵ字状ガラス管の少なくとも１本には補助アマルガムが設置され、上記主電極の予熱期間内に、上記中間部のＵ字状ガラス管内の補助アマルガムを電極としてあらかじめ放電させた後、上記両端部の主電極間で放電させ点灯する電球形蛍光ランプであって、上記補助アマルガム周辺の発光管外面に電極が設置され、上記補助アマルガムを電極とする放電が上記発光管外面に設置された電極との間の高周波放電であることを特徴とする電球形蛍光ランプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は照明用蛍光ランプであって、発光管と回路が一体になっており、電球形口金を備えた蛍光ランプに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来例として特開２０００−４８７６８号公報に記載されている電球形蛍光ランプがある。さらに、電球形蛍光ランプの発光管として、複数の略Ｕ字状のガラス管を接続して一体としたものがある。
【０００３】
電球形蛍光ランプでは、点灯時には発光管の温度上昇が大きく、水銀蒸気圧を適正にするためアマルガムを用いるのが一般的である。アマルガムを用いた場合、常温での水銀蒸気圧が低いため、始動直後の光束が十分でない。従来の電球形蛍光ランプでは、光束の立ち上がりを早くするため、定常点灯時の水銀蒸気圧を決めるための主アマルガムとは別に、温度上昇の早くなる場所に補助アマルガムを設置する。
【０００４】
主電極近傍に補助アマルガムを設置して、この補助アマルガムに電極の熱を伝達したり、また、３本以上の略Ｕ字状のガラス管を接続して一体とした発光管の場合では、中間部のＵ字状ガラス管の放電路中に補助アマルガムを設置して点灯後の放電プラズマの熱を伝達させることによって水銀を蒸発させるように構成されている。
【０００５】
主アマルガムはＨｇとＩｎやＢｉ、Ｐｂ、Ｓｎなどとの合金である。また点灯初期に水銀を蒸発させて光束の立ち上がりを早くする補助アマルガムとは、鋼やニッケルの表面にＩｎなどをメッキして表面に水銀合金が形成できるようにしたもので、消灯時に水銀を捕捉して、次回の点灯始動時には速やかに温度上昇して水銀を放出するものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来の技術に属する補助アマルガムを有する電球形蛍光ランプでは、点灯時からの光束がまだ十分でなく、本発明は点灯直後から光束立ち上がりのさらに早い電球形蛍光ランプを提供しようとするものである。特に、３本以上の略Ｕ字状のガラス管を接続して一体とした発光管の場合で、中間部のＵ字状ガラス管内での水銀蒸気圧が速やかに上昇する電球形蛍光ランプを提供しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明では３本以上の略Ｕ字状のガラス管が連結されて一体化され、その両端部に主電極を有した発光管であって、その発光管内に主アマルガムと、中間部のＵ字状ガラス管の少なくとも１本には補助アマルガムが設置され、上記中間部のＵ字状ガラス管内の補助アマルガムを電極としてあらかじめ放電させた後、上記両端部の主電極間で放電させ点灯するように構成する。
【０００８】
また、３本以上の略Ｕ字状のガラス管が連結されて一体化され、その両端部に主電極を有した発光管であって、その発光管内に主アマルガムと、中間部のＵ字状ガラス管内の少なくとも１本には補助アマルガムと対向電極の両方が設置され、上記中間部のＵ字状ガラス管内の補助アマルガムと対向電極間で放電させた後、上記両端部の主電極間で放電させ点灯するように構成する。
【０００９】
また、４本以上の略Ｕ字状のガラス管が連結されて一体化され、その両端部に主電極を有した発光管であって、その発光管内に主アマルガムと、中間部の隣接する２本のＵ字状ガラス管内にはそれぞれ補助アマルガムが設置され、上記中間部の隣接する２本のＵ字状ガラス管内に設置された補助アマルガム間で放電させた後、上記両端部の主電極間で放電させ点灯するように構成する。
【００１０】
また、上記中間部のＵ字状ガラス管内の補助アマルガムと対向電極間で放電させるために、補助アマルガムと一つの主電極、対向電極と他の主電極とを限流素子を介して接続するように構成する。
【００１１】
また、上記中間部の２本のＵ字状ガラス管内に設置された補助アマルガム間で放電させるために、補助アマルガムはそれぞれ別の主電極に限流素子を介して接続するように構成する。
【００１２】
また、始動時にはあらかじめ主電極に予熱電流を流して主電極の温度を上昇させた後に、主電極間の放電を始動させる回路構成で、上記予熱期間内に、上記中間部の補助アマルガムを電極として放電するように構成する。
【００１３】
また、始動時にはあらかじめ主電極に予熱電流を流して主電極の温度を上昇させた後に、主電極間の放電を始動させる回路構成で、上記予熱電流の一部から補助アマルガムを電極とする放電に電流を供給するように構成する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
つぎに本発明の実施の形態を図面を用いて詳細に説明する。図１は本発明による電球形蛍光ランプの一実施例を示す一部切欠き図である。図中、１は発光管、２はガラスグローブ、３はプラスチック製のケース、４は口金である。発光管１は、４本のＵ字状ガラス管が連結されて一体化されている。その構造は正方形の各辺にＵ字状ガラス管が配置され、隣接するＵ字状ガラス管とはその下部で連通している。
【００１５】
図２に一部を切欠いた発光管１の展開図を示した。Ｕ字状ガラス管１１，１３，１４、１２がこの順に連結部１５，１６，１７において接合され一つの放電路を形成している。両端部のＵ字状ガラス管１１，１２内には主電極２１，２２がある。Ｕ字状ガラス管１１には細管１８が接続されその中に主アマルガム２３が設置されている。主電極２１，２２のすぐ下には補助アマルガム２４，２５がリード線に固定されている。中間部のＵ字状ガラス管内には補助アマルガム２６，２７が設置されている。
【００１６】
補助アマルガム２６，２７は、インジウムがメッキされたメッシュ状の鋼板がリード線の先端に２枚溶接されＶ字状になっている。なおＶ字状の開く方向は任意である。ケース３の内部には点灯回路が設置されている。
【００１７】
図４に本実施例の点灯回路の本発明にかかわる要部を示す。図４は予熱方式の点灯回路のうち、予熱回路部分に相当する。図２と同じ記号をつけたものは、図２と同じものである。５０はスイッチング素子、５１はトランスであり、２次側出力は補助アマルガム２６，２７に接続されている。本実施例の動作は次のようになる。電源が投入されるとスイッチング素子５０は閉状態にあるので、電極２１，２２は、スイッチング素子５０とトランス５１を通して電流が流れ予熱される。
【００１８】
電極の発熱により、電極近傍の補助アマルガム２４，２５が熱せられて、Ｕ字状ガラス管１１，１２内に水銀を蒸発させる。同時に、補助アマルガム２６，２７の間にはトランス５１を介して電圧が印加されるので放電が生じる。その結果、補助アマルガム２６，２７は温度が上昇し、Ｕ字状ガラス管１３，１４内に水銀を蒸発させる。その後、スイッチング素子５０は開となり、電極２１，２２間の放電が発生し、ランプが点灯する。その結果、予熱期間内に従来技術によりＵ字状ガラス管１１，１２に水銀が蒸発するだけでなく、本発明によりＵ字状ガラス管１３，１４内にも補助アマルガム２６，２７から十分な水銀が蒸発するため、点灯直後から十分な光束が得られる。
【００１９】
図５を用いて本発明の他の実施の形態を説明する。図５は点灯回路の本発明にかかわる要部の他の実施例である。図２と同じ記号をつけたものは、図２と同等のものである。５３はＰＴＣサーミスタであり、電流が流れることにより自己発熱し、抵抗値が上昇する抵抗素子である。５４，５５は抵抗であり、電極２１、２２の一端と補助アマルガム２６，２７の間を接続している。電極２１、２２間の放電開始電圧と補助アマルガム２６，２７間の放電開始電圧は、後者の方が低くなるように設計されている。
【００２０】
図５の点灯回路の動作は次のようになる。電源が投入されると、電極２１，２２は、ＰＴＣサーミスタ５３を通して電流が流れ予熱される。はじめはＰＴＣサーミスタ５３の抵抗値が小さいため、電極２１，２２間の電圧は低いが、時間とともにＰＴＣサーミスタ５３の抵抗値が大きくなって電極２１，２２間の電圧が上昇し、補助アマルガム２６，２７の間で放電が生じる。この放電はバラスト抵抗５４，５５によって電流制限されている。その結果、補助アマルガム２６，２７は温度が上昇し、水銀を蒸発させる。さらに電極２１，２２間の電圧が上昇して、電極２１，２２間の主放電が発生し、ランプが点灯する。その結果、予熱期間内に補助アマルガム２６，２７から十分な水銀が蒸発しているため、ランプが点灯すると十分な光束が直ちに得られる。
【００２１】
ランプ点灯後も抵抗５４，５５を通して電流が流れるが、抵抗値を調節して主放電の電流値と比べて小さくし、効率低下が少なくなるように設定する。または、抵抗５４，５５に直列にスイッチング素子を挿入して点灯後は遮断するようにしてもよい。
【００２２】
図３および図６を用いて本発明の他の実施の形態を説明する。図３は一部を切欠いた発光管１の展開図である。図２と同じ記号をつけたものは、図２と同じものである。Ｕ字状ガラス管１１，３１，１２がこの順に接合され一つの放電路を形成している。中間部のＵ字状ガラス管３１内には補助アマルガム３２とリード線３３が設置されている。リード線３３は補助アマルガム３２の対向電極となる。
【００２３】
補助アマルガム３２は、インジウムがメッキされたメッシュ状の鋼板がリード線の先端に２枚溶接されＶ字状になっている。Ｖ字状に開いた前面にリード線３３の先端がくるように配置されている。
【００２４】
本実施例の点灯回路を図６に示す。６０、６１はインバータ回路、６２は全波整流器、６３は主放電（電極２１，２２間の放電）の検出回路、６４は予熱回路である。全波整流器６２の出力は、リード線３３を陽極、補助アマルガム３２を陰極とするように結線されている。
【００２５】
図６の点灯回路の動作は次のようになる。電源が投入されると予熱回路６４の働きにより、電極２１，２２が予熱される。この間、インバータ回路６１により、リード線３３と補助アマルガム３２間の放電が生じ、補助アマルガム３２は温度が上昇し、水銀を蒸発させる。
【００２６】
電極２１，２２間の主放電が発生し、ランプが点灯すると、主放電の検出回路６３の信号により、インバータ回路６１は停止する。その結果、予熱期間内に補助アマルガム３２から十分な水銀が蒸発しているため、ランプが点灯すると十分な光束が直ちに得られる。
【００２７】
以上、実施例を用いて本発明を詳細に説明してきたが、本発明は点灯直後の水銀蒸気圧を高めるため、主放電の前に補助アマルガムを一つの電極とする放電を行うことを特徴としており、例えば、発光管内の補助アマルガムと、補助アマルガム周辺の発光管外面に設置された箔状電極との間の高周波放電でもよい。補助アマルガムの形状もＶ字状でなくても、単なる板状、さらにはホロー状などであってもよい。また、発光管と点灯回路の組合せを上記実施例に限定するものではなく、さらに点灯回路も各種の変形が考えられる。
【００２８】
【発明の効果】
本発明によれば、点灯直後の光束立ち上がりの早い電球形蛍光ランプが実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例による電球形蛍光ランプの、ガラスグローブの一部を切り欠いて内部構造を示した正面図。
【図２】本発明の一実施例による電球形蛍光ランプにおける発光管の展開図。
【図３】本発明の他の実施例による電球形蛍光ランプにおける発光管の展開図。
【図４】本発明の一実施例による電球形蛍光ランプにおける点灯回路の回路図。
【図５】本発明の他の実施例による電球形蛍光ランプにおける点灯回路の回路図。
【図６】本発明の他の実施例による電球形蛍光ランプにおける点灯回路の回路図。
【符号の説明】
１…発光管、２…ガラスグローブ、３…プラスチック製のケース、４…口金、１１，１２，１３，１４…Ｕ字状ガラス管、２１、２２…電極、２３…主アマルガム、２４，２５、２６，２７…補助アマルガム、３１…Ｕ字状ガラス管、３２…補助アマルガム、３３…リード線、５０…スイッチング素子、５１…トランス、５３…ＰＴＣサーミスタ、５４，５５…抵抗、６０，６１…インバータ、６２…全波整流器、６３…主放電の検出回路、６４…予熱回路。
【図１】
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【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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