説明

点灯管

【課題】本発明では、固定電極の消耗が有意に抑制された点灯管を提供することを目的とする。
【解決手段】内部空間を有するバルブと、該バルブの内部空間に充填された希ガスと、前記バルブの内部空間に設置された可動性の第1の電極および固定された第2の電極と、を有する点灯管であって、前記希ガスは、第1の希ガスと第2の希ガスの混合ガスであり、前記第1の希ガスは、アルゴンガスであり、前記第2の希ガスは、ネオン、クリプトンおよびキセノンからなる群から選定された少なくとも一つであり、前記可動性の第1の電極は、サポート材とバイメタルとを有し、前記固定された第2の電極は、導電性マイエナイト化合物を含むことを特徴とする点灯管。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、点灯管に関する。
【背景技術】
【0002】
一般に、点灯管は、蛍光ランプにキック電圧を印加して、蛍光ランプを始動点灯させるための装置として、広く使用されている。
【0003】
通常、点灯管は、バルブ内に、バイメタルで構成された可動性の第1の電極と、固定された第2の電極とを有する。点灯管の使用の際には、点灯管を蛍光ランプと並列に接続して回路を構成した状態で、第1の電極と第2の電極の間に電圧を印加して、両電極間に放電を発生させる。放電により、第1の電極のバイメタルが加熱されると、バイメタルが変形して、第2の電極に接触する。すると、両電極間の放電が停止し、蛍光ランプのフィラメントが熱せられるようになる。また、点灯管において、放電が停止したことにより、バイメタルの温度が低下し始めると、バイメタルの変形が解消され、バイメタルと第2の電極の間が再度非接触状態となる。この際に、蛍光ランプのフィラメントに、回路上に接続された安定器のキック電圧が印加される。これにより、蛍光ランプを始動させることができる。
【0004】
このような点灯管において、バルブ内に希ガスの混合ガスを充填することにより、点灯遅延時間を短縮することができることが開示されている(特許文献1)
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開2002−329480号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
前述のように、特許文献1に記載の点灯管では、バルブ内に希ガスの混合ガスが充填される。混合ガスは、第1のガスおよび第2のガスを含み、第1のガスは、アルゴンガスである。また、第2のガスは、ネオン、クリプトン、およびキセノンのうちの少なくとも一種類のガスである。このような混合ガスを使用することにより、バルブ内での放電が容易となり、点灯遅延時間を短縮することができる。
【0007】
しかしながら、このような点灯管では、使用中に、第2の電極、すなわち固定電極が比較的容易にスパッタされるため、固定電極の消耗が激しく、これにより点灯管の寿命が比較的短くなるという問題がある。
【0008】
本発明は、このような問題に鑑みなされたものであり、本発明では、固定電極の消耗が有意に抑制された点灯管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】
本発明では、
内部空間を有するバルブと、該バルブの内部空間に充填された希ガスと、前記バルブの内部空間に設置された可動性の第1の電極および固定された第2の電極と、を有する点灯管であって、
前記希ガスは、第1の希ガスと第2の希ガスの混合ガスであり、前記第1の希ガスは、アルゴンガスであり、前記第2の希ガスは、ネオン、クリプトンおよびキセノンからなる群から選定された少なくとも一つであり、
前記可動性の第1の電極は、サポート材とバイメタルとを有し、前記固定された第2の電極は、導電性マイエナイト化合物を含むことを特徴とする点灯管が提供される。
【0010】
ここで、本発明による点灯管において、前記第2の電極は、導電性マイエナイト化合物で構成されても良い。
【発明の効果】
【0011】
本発明では、固定電極の消耗が有意に抑制された点灯管を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】本発明による点灯管の一構成例を概略的に示した一部切り欠き図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、図面を参照して、本発明の構成を説明する。
【0014】
図1には、本発明による点灯管の一構成例を概略的に示す。
【0015】
図1に示すように、本発明による点灯管100は、ガラスバルブ110と、該ガラスバルブ110の内部空間115に配置された第1の電極120および第2の電極150と、ガラスバルブ110を収容する円筒状のカバー管170と、該カバー管170の基端側に位置し、ウエルズ(図示されていない)により、第1および第2の電極120、150に接続される口金180とを有する。
【0016】
ガラスバルブ110の内部空間115には、希ガスの混合ガスが充填される。混合ガスは、第1のガスおよび第2のガスを含み、第1のガスは、アルゴンガスである。また、第2のガスは、ネオン、クリプトン、およびキセノンからなる群から選定された少なくとも一種類のガスを含む。混合ガスの圧力は、例えば、2000Pa〜5300Paの範囲であっても良い。このような混合ガスを使用することにより、点灯管100の点灯遅延時間を短縮化することができる。
【0017】
なお、通常、第2のガスは、混合ガス全体の1%〜40%の範囲で含まれている。第2のガスの量が極端に少なくなると、放電遅延時間が長くなってしまう。逆に、第2のガスの量が極端に多くなると、点灯管100の放電電圧が低くなってしまう。このため、蛍光ランプの放電開始前に、点灯管が再始動してしまい、蛍光ランプを確実に点灯することができなくなるおそれがある。
【0018】
再度図1を参照すると、点灯管100の第1の電極120は、可動電極として構成され、第2の電極150は、固定電極として構成される。
【0019】
すなわち、第1の電極120は、サポート材130と、略L字型に折り曲げて構成されたバイメタル140とを有する。バイメタル140は、その一端がサポート材130の上部先端に取り付けられる。
【0020】
一方、第2の電極150は、第1の電極120のサポート材130と略平行となるようにして、ガラスバルブ110の内部空間115に配置される。ただし、第2の電極150は、サポート材130と比べて、バイメタル140の側により接近するようにして(すなわち、第2の電極150と第1の電極120のバイメタル140とが相互に内向きに対面するようにして)、設置される。
【0021】
第1の電極120のサポート材130および第2の電極150は、ステム160によって固定されており、これにより、両電極120、150の相互に対する位置が定められる。
【0022】
なお、本発明では、第2の電極150は、少なくとも、バイメタル140と対面する側に、導電性マイエナイト化合物を有するという特徴を有する。導電性マイエナイト化合物は、例えば、第2の電極150全体に設置されていても良い。あるいは、第2の電極150自体が、導電性マイエナイト化合物で構成されていても良い。
【0023】
ここで、「マイエナイト化合物」とは、ケージ(籠)構造を有する12CaO・7Al(以下「C12A7」ともいう)およびC12A7と同等の結晶構造を有する化合物(同型化合物)の総称である。
【0024】
また、本願において、「導電性マイエナイト化合物」とは、ケージ中に含まれる「フリー酸素イオン」の一部もしくは全てが電子で置換された、電子密度が1.0×1018cm−3以上のマイエナイト化合物を表す。全てのフリー酸素イオンが電子で置換されたときの電子密度は、2.3×1021cm−3である。
【0025】
なお、一般に、導電性マイエナイト化合物の電子密度は、マイエナイト化合物の電子密度により、2つの方法で測定される。電子密度は、1.0×1018〜3.0×1020cm−3未満の場合、導電性マイエナイト化合物粉末の拡散反射を測定し、クベルカムンク変換させた吸収スペクトルの2.8eV(波長443nm)の吸光度(クベルカムンク変換値)から算出される。この方法は、電子密度とクベルカムンク変換値が比例関係になることを利用している。以下、検量線の作成方法について説明する。
【0026】
電子密度の異なる試料を4点作成しておき、それぞれの試料の電子密度を、電子スピン共鳴(ESR)のシグナル強度から求めておく。ESRで測定できる電子密度は、1.0×1014〜1.0×1019cm−3程度である。クベルカムンク値とESRで求めた電子密度をそれぞれ対数でプロットすると比例関係となり、これを検量線とした。すなわち、この方法では、電子密度が1.0×1019〜3.0×1020cm−3では検量線を外挿した値である。
【0027】
電子密度は、3.0×1020〜2.3×1021cm−3の場合、導電性マイエナイト化合物粉末の拡散反射を測定し、クベルカムンク変換させた吸収スペクトルのピークの波長(エネルギー)から換算される。関係式は下記の式を用いた:

n=(−(Esp−2.83)/0.199)0.782

ここで、nは電子密度(cm−3)、Espはクベルカムンク変換した吸収スペクトルのピークのエネルギー(eV)を示す。
【0028】
また、本発明において、導電性マイエナイト化合物は、カルシウム(Ca)、アルミニウム(Al)および酸素(O)からなるC12A7結晶構造を有している限り、カルシウム(Ca)、アルミニウム(Al)および酸素(O)の中から選ばれた少なくとも1種の原子の一部が、他の原子や原子団に置換されていても良い。例えば、カルシウム(Ca)の一部は、マグネシウム(Mg)、ストロンチウム(Sr)、バリウム(Ba)、リチウム(Li)、ナトリウム(Na)、クロム(Cr)、マンガン(Mn)、セリウム(Ce)、コバルト(Co)、ニッケル(Ni)および銅(Cu)からなる群から選択される1以上の原子で置換されていても良い。また、アルミニウム(Al)の一部は、シリコン(Si)、ゲルマニウム(Ge)、ホウ素(B)、ガリウム(Ga)、マグネシウム(Mg)、チタン(Ti)、マンガン(Mn)、鉄(Fe)、セリウム(Ce)、プラセオジウム(Pr)、スカンジウム(Sc)、ランタン(La)、イットリウム(Y)、ヨーロピウム(Eu)、イットリビウム(Yb)、コバルト(Co)、ニッケル(Ni)およびテリビウム(Tb)からなる群から選択される1以上の原子で置換されても良い。また、ケージの骨格の酸素は、窒素(N)などで置換されていても良い。
【0029】
導電性マイエナイト化合物は、電極を構成する通常の金属材料(例えば、ニッケルおよびタングステンなど)に比べて、耐スパッタリング性に優れるという特徴を有する。
【0030】
なお、導電性マイエナイト化合物の形成方法は、特に限られない。導電性マイエナイト化合物は、電極を構成する通常の電極材料(Niおよびタングステン)に塗布することによって形成されても良い。例えば、導電性マイエナイト化合物粉末のペースト中に、市販の金属ニッケル基板を浸漬して、表面にペーストを塗布し、80℃で2時間保持することでペースト中の有機溶剤を乾燥させ、導電性マイエナイト化合物粉末の乾燥膜付ニッケル基板を作製する。なお、導電性マイエナイト化合物粉末は、たとえば国際公開第2006/19674号に示されているような、非導電性マイエナイト化合物を蓋付きカーボン容器中に入れて、1300℃で熱処理する方法により、調製することができる。
【0031】
次に、前記乾燥膜付ニッケル基板を蓋付カーボン容器内に、該カーボン容器と触れないように設置し、雰囲気調整ができる電気炉で還元熱処理する。還元熱処理の前に、例えば10-4Paの真空下で、500℃まで15分で昇温し、500℃で30分保持させてバインダーを除去しても良い。その後、さらに1300℃まで24分で昇温し、1300℃で30分温度保持して熱処理を施し、室温まで急冷却させることで、金属ニッケル基板上に導電性マイエナイト化合物の層を形成できる。
【0032】
点灯管100の作動の際には、点灯管100が蛍光ランプと並列に接続され、回路が構成される。この状態で、点灯管100の両電極120および150の間に電圧が印加されると、第1の電極120のバイメタル140と第2の電極150との間に放電が生じる。これにより、バイメタル140が加熱され、変形する。また、バイメタル140の変形が所定量を上回ると、バイメタル140は、第2の電極150と接触する。
【0033】
次に、両電極の接触により放電が停止すると、点灯管に並列に接続された蛍光ランプのフィラメントが加熱される。その後、バイメタル140の温度が低下し、バイメタル140の変形量が少なくなり、バイメタル140が第2の電極150から離れると、蛍光ランプのフィラメントに、キック電圧が印加される。
【0034】
このような以上の一連の過程により、蛍光ランプが始動し、点灯する。
【0035】
ここで、本発明による点灯管100では、前述のように、第2の電極150は、耐スパッタリング性に優れた導電性マイエナイト化合物を含む。このため、点灯管100を長期間使用しても、第2の電極150がスパッタによって消耗するという問題を有意に抑制することができる。
【0036】
従って、本発明による点灯管100では、従来に比べて寿命を有意に向上させることが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【0037】
本発明は、例えば、蛍光ランプにキック電圧を印加して、蛍光ランプを始動点灯させるための点灯管等に利用することができる。
【符号の説明】
【0038】
100 本発明による点灯管
110 ガラスバルブ
115 内部空間
120 第1の電極
130 サポート材
140 バイメタル
150 第2の電極
160 ステム
170 カバー管
180 口金

【特許請求の範囲】
【請求項1】
内部空間を有するバルブと、該バルブの内部空間に充填された希ガスと、前記バルブの内部空間に設置された可動性の第1の電極および固定された第2の電極と、を有する点灯管であって、
前記希ガスは、第1の希ガスと第2の希ガスの混合ガスであり、前記第1の希ガスは、アルゴンガスであり、前記第2の希ガスは、ネオン、クリプトンおよびキセノンからなる群から選定された少なくとも一つであり、
前記可動性の第1の電極は、サポート材とバイメタルとを有し、前記固定された第2の電極は、導電性マイエナイト化合物を含むことを特徴とする点灯管。
【請求項2】
前記第2の電極は、導電性マイエナイト化合物で構成されることを特徴とする請求項1に記載の点灯管。

【図1】
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【公開番号】特開2013−105529(P2013−105529A)
【公開日】平成25年5月30日(2013.5.30)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−246616(P2011−246616)
【出願日】平成23年11月10日(2011.11.10)
【出願人】(000000044)旭硝子株式会社 (2,665)