放电灯用电极及放电灯的制作方法

专利名称：放电灯用电极及放电灯的制作方法
技术领域：
本发明涉及放电灯用电极以及放电灯，特别是涉及充填发射电子用的电子 发射物质的放电灯用电极以及具备该电极的放电灯。
背景技术：
近年来， 一直在追求放电灯的省电化和长寿命化。作为实现省电化的方法 之一，考虑使发光管细化提高发光效率。发光管细化时，放电时的电流损耗以 及电极损耗减少，因此发光效率得到提高。
另一方面，作为实现长寿命化的方法之一，考虑增加充填于电极的灯丝线
圈的电子发射物质的量。图9是表示已有例的三重线圈的照片。例如，已有的 放电灯用电极为了增加电子发射物质的充填量，采用图9所示的所谓三重线圈 (专利文献l)。
图IO对已有例的三重线圈的巻绕工序进行说明。下面参照图10，继续对三 重线圈进行说明。三重线圈采用如下方法进行制作，首先，如图10 ( a )所示， 将灯丝201绕一次芯线202巻绕作为一重线圈203，接着，如图10 ( b )所示， 将所述一重线圈203绕二次芯线204进行二次巻绕作为二重线圈205，进而， 如图10 ( c )所示，将所述二重线圈205绕三次芯线206进行三次巻绕制造 三重线圈。另外，各芯线202、 204、 206在巻绕工序完成后被溶解去除。
由于在这样制作的三重线圈207中，不仅能够在存在过一次芯线202的一 次巻绕的中空部分202'充填电子发射物质，而且能够在存在过二次芯线204的 二次巻绕的中空部分204，中充填电子发射物质，因此该三重线圈207与一重 线圈等相比，其电子发射物质的充填容量大。还有，三重线圈的线圈尺寸过大 时，电极就不能够装入发光管内，因此，将二重线圈205巻绕在三次芯线206 上的三次巻绕的匝数通常限制在1匝左右。因此，如图10 ( c )所示，三次芯 线206存在过的三次巻绕的中空部分206'其巻绕轴方向的尺寸短，电子发射 物质在该三次巻绕的中空部分206'中无法保持稳定，因此难以在该三次巻绕 的中空部分206'中充填电子发射物质。
4专利文献1:日本特开2004-356060号公报

发明内容
但是，为了达到省电化的目的而想使发光管细化时，需要能够装入该发光 管内的小型电极。即通过将发光管做细、做长，可以提高灯的发光效率，从而 可以谋求省电化。换句话说，通过将发光管做细、做长，可以在确保相同亮度 的条件下降低灯的功率，其结果是，可以实现省电化。然而，为了使电极小型 化，需要将线圈的尺寸做小，如果这样做的话，能够充填于三重线圈的电子发 射物质的量将减少。这样一来，放电灯的寿命将縮短。
鉴于上述课题，本发明的主要目的在于提供小型且电子发射物质的充填容 量大的放电灯用电极。本发明的另一个目的在于提供具备这样的放电灯用电极 的省电且长寿命的放电灯。
为了解决上述课题，本发明的放电灯用电极的特征在于，具备将灯丝巻绕 作为一重线圈，再将该一重线圈进行二次巻绕作为二重线圈，又将该二重线圈 进行三次巻绕作为三重线圈，再将该三重线圈进行四次巻绕形成的四重线圈， 电子发射物质至少充填于所述四重线圈的三次巻绕的中空部分。
又，本发明的另一放电灯用电极的特征在于，具备将灯丝巻绕作为一重线 圈，再将该一重线圈进行二次巻绕作为二重线圈，又将该二重线圈进行三次巻 绕作为三重线圈，再将该三重线圈弯曲形成的弯曲三重线圈，电子发射物质至 少充填于所述弯曲三重线圈的三次巻绕的中空部分。
本发明的放电灯的特征在于，具备上述放电灯用电极。
如果采用如下所述结构，即具备将灯丝巻绕作为一重线圈，再将该一重线圈 进行二次巻绕作为二重线圈，又将该二重线圈进行三次巻绕作为三重线圈，且 将该三重线圈进行四次巻绕形成的四重线圈，电子发射物质至少充填于所述四 重线圈的三次巻绕的中空部分，则由于三重线圈被四次巻绕，因此即使三次巻 绕的匝数增加，线圈尺寸也不易变大。如果三次巻绕的匝数增加，三次巻绕的 中空部分的巻绕轴方向的长度变长，保持电子发射物质的功能得到增强，因此 能够将电子发射物质充填于该三次巻绕的中空部分。因此，三次巻绕的中空部 分中也可以充填电子发射物质。本发明的放电灯用电极具备上述那样的线圈尺 寸小且电子放射物质的充填容量大的四重线圈，也可以将电子发射物质充填于 该四重线圈的三次巻绕的中空部分，因此是小型化且电子发射物质充填容量大的放电灯用电极。具体地说，与已有的电极相比，其电子发射物质的充填容量
为其1.5 2.0倍。
又，所述四重线圈采用三次巻绕的芯轴(mandrel)直径M"为0. 15 0. 45 mm的结构的情况下，可以充分确保电子发射物质的充填容量，同时能够在放 电时对电子发射物质的整体进行均匀加热，从而能够更有效地谋求长寿命化。 也就是说，若所述芯轴直径MD3大于0.45迈m，则三次巻绕的中空部分过宽，无 法用灯丝对充填于该三次巻绕的中空部分的电子发射物质进行均匀加热。即靠 近灯丝的部分由于灯丝的热容易传递到，因此容易造成加热过多，而远离灯丝 的部分由于灯丝的热难以传递到，因此容易造成加热不充分。其结果是，给电 子发射物质中的游离钡的生成带来困难，尽管电子发射物质的充填量增加，但 长寿命化的效果无法得到充分体现。另一方面，若所述芯轴直径MD3小于 0. 15mm，则三次巻绕的中空部分过窄，因此电子发射物质的充填容量小，无法 充分发挥与已有的三重线圈相比充填容量大的本发明的效果。
又，所述四重线圈采用三次巻绕的线圈间距(pitch) P3为所述芯轴直径MD3 的1.2 2.4倍的结构的情况下，可以更有效地谋求长寿命化。也就是说若所 述线圈间距P3小于芯轴直径MD3的1.2倍，则相邻的灯丝间的距离过短，将引
起电气短路，因此会导致四重线圈的发热不充分。其结果是，给电子发射物质 中的游离钡的生成带来困难，尽管电子发射物质的充填量增加，但长寿命化的 效果无法得到充分体现。反之，若所述线圈间距P3大于芯轴直径MD3的2.4倍， 则相邻的灯丝间的距离过长，可能因灯在输送时受到的冲击、震动等，致使电 子发射物质从三次巻绕的中空部分脱落，其结果是，可能导致电子发射物质的 充填量不足。
又，采用将与所述灯丝不同的第2灯丝配置成贯通所述四重线圈的一次巻 绕的中空部分、二次巻绕的中空部分以及三次巻绕的中空部分中的至少1处的 结构的情况下，可以使四重线圈的形状保持稳定。因此，电子发射物质不易脱 落，能够做成不容易引起发生短路的电极。
又，采用使所述第2灯丝的直径D a与所述四重线圈的灯丝的直径D b满足 Db <D a <1. 5Db的关系的结构时，构成四重线圈的灯丝的直径与第2灯丝的 直径之差小，因此电流适度分流到两方的灯丝。因此，即使构成四重线圈的灯 丝长，该四重线圈的总电阻值也不太大，即使增加三次巻绕的匝数，在支持四 重线圈的电极引线间也不会发生放电。又，所述四重线圈采用三次巻绕的匝数为20匝以上的结构时，可以将充足 量的电子发射物质充填于三次巻绕的中空部分。
又，即使采用具备将灯丝巻绕作为一重线圈，再将该一重线圈进行二次巻 绕作为二重线圈，又将该二重线圈进行三次巻绕作为三重线圈，且将该三重线 圈弯曲形成的弯曲三重线圈，电子发射物质至少充填于所述弯曲三重线圈的三 次巻绕的中空部分的结构，也可以得到与具备上述四重线圈的电极的情况相同 的效果。
本发明的放电灯具备上述放电灯用电极，因此可以制作发光管内径小，电 子发射物质的充填量多的放电灯，因此可以谋求放电灯省电化和长寿命化。具 体地说，已有的放电灯的额定寿命为6000小时，而本发明的放电灯的额定寿 命可以延长到10000小时以上。


图1是示出第1实施形态的放电灯的剖面图。 图2是示出第l实施形态的四重线圈的照片。
图3示出第1实施形态的放电灯用电极，图3 (a)是正视图，图3 (b)是 侧视图。
图4是第1实施形态的四重线圈的巻绕工序的说明图，图4 (a)示出一次 巻绕的步骤，图4 (b)示出二次巻绕的步骤，图4 (c)示出三次巻绕的步骤， 图4 (d)示出四次巻绕的步骤。
图5是表示线圈间距P3/芯轴直径MD3与电子发射物质的脱落率之间关系的 曲线图。
图6将本发明的四重线圈的规格与已有的三重线圈的规格加以比较示出的 比较图。
图7是示出具备第2实施形态的放电灯用电极的灯的结构的部分解剖图。 图8示出变形例的放电灯用电极。 图9是已有例(比较例)的三重线圈的照片。
图IO是对已有例(比较例)三重线圈的巻绕工序进行说明的说明图，图10 (a)表示一次巻绕的步骤，图10 (b)表示二次巻绕的步骤，图10 (c)表示 三次巻绕的步骤。 符号说明1、 100放电灯
14、 110电子发射物质
15、 16、 102、 103、 150 放电灯用电极
41 灯丝
42 第2灯丝
43' —次巻绕的中空部分
44 一重线圈
45' 二次巻绕的中空部分
46 二重线圈
47'三次巻绕的中空部分
48 三重线圈
50、 105 四重线圈
151 弯曲三重线圈
具体实施例方式
下面根据附图对本发明的实施形态的放电灯用电极以及放电灯进行说明。 第l实施形态
以下利用图1 6对第l实施形态的放电灯用电极以及放电灯进行说明。 图1是示出第1实施形态的放电灯的剖面图。第1实施形态的放电灯(以
下表示为灯)是替代一般灯泡(60W)用的灯泡形荧光灯(12W),基本结构以
已有的灯为准。
如图1所示，灯1具备发光管10、支持该发光管10的支持树脂构件30、 包含该发光管10的茄子形状的玻璃制外管灯泡31、成一整体地装配在所述支 持树脂构件30上的点灯用的所谓串联逆变器方式的电子稳定器32、覆盖该电 子稳定器32的树脂容器33、以及安装在该树脂容器33的端部的灯头34。
发光管10其容器由成型加工成双重螺旋形的弯曲玻璃管11构成。在该发 光管10上，膨胀部22形成于弯曲玻璃管11的管中央附近，在该膨胀部22上 还形成凸部23。将凸部23设计成，借助于由硅树脂构成的热传导性介质35与 外管灯泡31的前端部31t接合，该凸部23的前端内表面为最冷点。另外，在 外管灯泡31的内表面上涂敷以碳酸钙为主成分的漫射膜36。
在发光管IO的两个管端部12、 13上配置电极15、 16。电极15、 16具备使钨制灯丝成型为四重巻绕的线圈状而构成的四重线圈50、 51、以及以玻璃珠固 定(bead mounting)的方式支持这些线圈50、 51的一对电极引线17a-17b、 18a-18b。将各电极引线17a-17b、 18a-18b气密封于发光管10的两个管端部 12、 13,同时将排气管19 (发光管抽气后密封前端部)封装在一个管端部12 上。此外，关于电极15、 16的详情将在后文中叙述。
在发光管10的主要内表面上形成将水银发出的紫外线变换成可见光的荧光 体层20。荧光体层20由例如将红色荧光体(Y203: Eu)、绿色荧光体(LaP04: Ce、 Tb)、蓝色荧光体(BaMg2Al16027: Eu、 Mn)混合而成的稀土荧光体形成。
在发光管10的内部封入例如3mg单体水银(Hg) 21，还以400Pa的气压封 入80%氩(Ar) —20%氪(Kr)的混合气体作为缓冲气体(未图示)。此外， 缓冲气体并非限于上述混合气体，也可以是例如氩(Ar)、氖(Ne)、氪等的 单纯气体或将这些气体混合而成的混合气体。
灯1的典型结构中，各尺寸如下所述。发光管10其主要部分的管内径为 6.4mm，管外径为8. Omm，电极间的距离为480mm。膨胀部22的凸部23的高度 为2mm。双重螺旋形弯曲的玻璃管ll其相邻的巻层管的间隙为l.Omm，巻层数 约为5. 25匝，外径Oao为36. 5mtn，全长La为63咖。灯1的外围形状，其外 管灯泡31的外径Do为55mm，灯全长Lo为110mm。
灯l与已有的灯相同，其外径Do为55mm，灯全长Lo为110mm，但由于将 发光管10的管外径从已有的9.0mm减小到8. Omm，因此电极间距离是已有的灯 的1.2倍即480mm。这样一来，尽管灯1的功耗为10W,但其光通量为8101m。
下面对电极15、 16的结构进行详细说明。另外，由于电极15与电极16具 有相同的结构，因此仅对电极15进行说明。
图2示出第1实施形态的四重线圈。图3示出第1实施形态的放电灯用电 极，图3 (a)是正视图，图3 (b)是侧视图。图4对第1实施形态的四重线 圈的巻绕工序进行说明，图4 (a)示出一次巻绕的步骤，图4 (b)示出二次 巻绕的步骤，图4 (c)示出三次巻绕的步骤，图4 (d)示出四次巻绕的步骤。
电极15具备图2所示的四重线圈50。该四重线圈50尽管与已有的三重线 圈的尺寸(线圈长度CL)相同，但电子发射物质的充填容量大于所述三重线圈。 因此，灯1的额定寿命是10000小时，比已有灯的额定寿命(6000小时)长。
如图3 (a) 、 (b)所示，在四重线圈50中充填有电子发射物质14。电子 发射物质14是先以包括氧化锆的碱土金属Ba-Sr-Ca的复合碳酸盐的形态涂敷、充填于电极15、 16，然后通过所谓分解处理使所述复合碳酸盐变成复合氧 化物而形成的。
如图3 (a)所示，在与四重线圈50的电极引线17a、 17b的压紧密封部附近 没有充填电子发射物质14。这是因为即使在所述压紧密封部附近充填电子发射 物质14，也不能够期望在灯制造时的电极分解工序中该电子发射物质14的温 度能够上升到足够高的程度。
如图3 (b)所示，在四重线圈50的四次巻绕的中空部分49'中几乎没有充 填电子发射物质14。这是因为如下所述，四次巻绕的巻绕匝数为l匝，四次巻 绕的中空部分49'其巻绕轴方向的长度不足，因此即使将电子发射物质充填于 该四次巻绕的中空部分49'，也可能因灯在输送时受到的冲击、震动，致使充 填的电子发射物质14脱落。
以下对四重线圈50的制造方法进行说明。
首先，对巻绕灯丝制作四重线圈50的巻绕工序进行说明。四重线圈50是 将灯丝巻绕作为一重线圈，再将该一重线圈二次巻绕作为二重线圈，又将该二 重线圈三次巻绕作为三重线圈，且将该三重线圈四次巻绕而成的。
巻绕工序由以下四个步骤构成。首先，如图4 (a)所示，将钨制的副线(灯 丝)41围绕钨制主线(第2灯丝)42以及钼制一次芯线43巻绕作为一重线圈 44。接着，如图4(b)所示，将所述一重线圈44围绕钼制二次芯线45巻绕， 作为二重线圈46。接着，如图4 (c)所示，将所述二重线圈46围绕钼制三次 芯线47巻绕，作为三重线圈48。又接着如图4 (d)所示，将所述三重线圈48 围绕钼制四次芯线49仅巻绕1匝，作为四重线圈50。
接着，借助溶解处理工序使钼制芯线43、 45、 47、 49溶解将其去除。具体 地说，使四重线圈50以绕在芯线43、 45、 47、 49上的状态浸泡在混合酸液中， 利用该混合酸液仅使芯线43、 45、 47、 49溶解以将其去除。
溶解处理工程结束后的四重线圈50中，将存在过一次芯线43的空间以及 存在有主线42的空间等统称为一次巻绕的中空部分43'。将存在过二次芯线 45的空间称为二次巻绕的中空部分45'。将存在过三次芯线47的空间称为三 次巻绕的中空部分47'。将存在过四次芯线49的空间称为四次巻绕的中空部 分49，。
一次巻绕的芯轴直径MD,大致等于一次芯线43的直径与主线42的直径Da 的合计值。二次巻绕的芯轴直径MD2与二次芯线45的直径大致相同。三次巻绕
10的芯轴直径MD3与三次芯线47的直径大致相同。四次巻绕的芯轴直径MD4与四 次芯线49的直径大致相同。
主线42是钨制的，因此不溶解于混合酸液。因此，主线42以贯通一次巻 绕的中空部分43'的状态残留。即构成一重线圈44的副线41作为编篮 (basket)线，形成围绕主线42旋转的状态。另外，在上面的说明中，构成 一重线圈44的副线41起到编篮线的作用，但也可以是构成二重线圈46或三 重线圈48的副线41起到编篮线的作用的结构。即使是这样的结构也可以稳定 地方保持四重线圈50的形状。
接着，借助于所谓的压紧密封将四重线圈50固定于电极引线17a、 17b之 后，将电子发射物质14充填于该四重线圈50。具体地说，在四重线圈50上涂 敷电子发射物质14的悬浊液，然后使该悬浊液干燥，以将电发射物质14充填 于该四重线圈50。电子发射物质14就这样被分别充填于一次巻绕的中空部分 43， 、 二次巻绕的中空部分45'、以及三次巻绕的中空部分47'。此外，也 附着于副线41以及主线42的表面。
还有，只要电子发射物质14至少充填于三次巻绕的中空部分47'即可，根 据情况，有时候即使未充填于一次巻绕的中空部分43'或二次巻绕的中空部分 45，也可以。这是因为三次巻绕的中空部分47'的充填容量最大，只要将电子 发射物质14充填于该三次巻绕的中空部分47',就可以确保比已有的三重线 圈大的充填容量。另外，也可以电子发射物质14不必充填于整个三次巻绕的 中空部分47'，充填于其一部分即可。
下面对本发明的四重线圈的特长进行说明。
图9所示的已有三重线圈(比较例)，为了使电极的尺寸小型化，三次巻 绕的匝数限于l匝左右，此外，为了避免弯曲导致的灯丝相互间的接触，二次 巻绕的芯轴直径的大小也是有限制的。因此，难以进一步使已有的三重线圈充 填电子发射物质的充填容量增大到迄今为止的充填容量以上。
与此相反，本发明的四重线圈虽然与已有的三重线圈的尺寸大致相同，但 是三次巻绕的匝数在20匝以上(例如第1实施形态中四重线圈50的匝数为27 匝)，也就是三次巻绕的中空部分的巻绕轴方向的长度长，所以可以将电子发 射物质也充填于该三次巻绕的中空部分。因此，与只能将电子发射物质充填于 一次巻绕的中空部分以及二次巻绕的中空部分的已有的三重线圈相比，其电子 发射物质的充填容量明显大。具体地说，是以往的充填容量的1.5 2.0倍。其结果是，已有的灯的额定寿命是6000小时，而本发明的灯的额定寿命可以 延长到10000小时以上。
但是，为了充分得到使电子发射物质的充填容量增大而产生的长寿命化的 效果，必须形成电子发射物质不易从四重线圈脱落的结构以及能够利用灯丝的 热对全部电子发射物质进行均匀加热的结构。这是因为倘若灯在输送时受到的 冲击、震动等致使电子发射物质容易从四重线圈脱落，则无论增加多少电子发 射物质的充填量，也无法实现灯的稳定的长寿命化的愿望。另外，为了使电极 发射电子用的功函数Oe降低，有必要在电子发射物质中适当生成游离钡，为
此需要用适当的温度对全部电子发射物质进行均匀加热，倘若有加热过度或加 热不充分的部分，则电子发射物质就不能够对长寿命化作出有效贡献。
这些不管哪一项都是阻碍谋求灯的长寿命化这一本发明的目的的问题。本 发明申请人为了解决上述2个问题，充分得到使电子发射物质量增加而产生的 长寿命化的效果，对电极的具体尺寸的最佳范围进行了探讨。
结果发现特别是三次巻绕的条件尤其重要，具体地说，如果将三次巻绕的 芯轴直径MD3设定为0. 15 0. 45mm，并且将线圈间距P3设定为所述芯轴直径MD3 的1.2 2.4倍，则可以应对上述问题。
还有，使芯轴直径MD3大于0.45mm时，该灯丝的热没有充分地传递给位于 远离灯丝的位置的电子发射物质，电子发射物质中的游离钡难以生成，结果， 长寿命化的收效甚微。另外，若使芯轴直径MD3小于0. 15mm，则三次巻绕的 中空部分过于狭窄，电子发射物质的充填容量与已有的三重线圈几乎没有什么 不同。
因此，芯轴直径MD3过大和过小都不能够充分取得长寿命化的效果，0. 15 0. 45mm的范围合适的。
其次，三次巻绕的线圈间距P3小于芯轴直径MD3的1.2倍时，相邻的灯丝间 的距离过短，因此在这些灯丝间容易发生电气短路，有可能在制造时无法生成 足够的游离钡。其结果是，有可能产生灯泡寿命短等问题。
又，线圈间距P3大于芯轴直径MD3的2.4倍时，相邻的灯丝间的距离过大，
电子发射物质容易脱落。其结果是，灯在运输时容易由于冲击、振动等造成电 子发射物质容易从线圈脱落，有可能产生灯泡寿命短等问题。因此，最好是线 圈间距P3为芯轴直径MD3的1. 2 2. 4倍。
图5是表示P3/MD3与电子发射物质的脱落率之间关系的曲线图。如图5所示，将线圈间距P3与芯轴直径MD3之比作为参数，制作4种线圈，用曲线图表示电 子发射物质的易脱落程度。横坐标轴设定为线圈间距P3与芯轴直径MD3之比(即 P3/MD3)。另一方面，纵坐标轴设定为电子发射物质的脱落率。
如以下所述求出所述脱落率。首先，用测定对象线圈制作灯。接着，通过 破坏式的冲击但不使电子发射物质脱落的方式对灯进行破坏，然后取出线圈。 之后对线圈的重量进行测定(试验前的线圈重量Wl)。再用测定了重量的线 圈进行跌落冲击试验之后，再次对该线圈的重量进行测定(试验后的线圈重量 W2)。又用酸将附着的电子发射物质从线圈上全部去除，对去除后的线圈重量 进行测定(去除电子发射物质后的线圈重量W3)。然后，利用下式对脱落率 进行计算。
(脱落率)=(W1-W2) /(W1-W3)
用这样的实验方法求出的脱落率的结果图如图5所示。根据经验可以得知， 脱落率超过30%时，电子发射物质容易脱落，对灯的寿命造成影响。因此，从 图5的曲线可以判定，通过将P3/MD3设定在2.4以下，可以将脱落率抑制在30 %以下，其结果是，可以防止灯在输送时受到的冲击和震动等所导致的电子发 射物质的脱落。
接着，三次巻绕的匝数多时，能够大量充填电子发射物质，但其负面影响 却是，由于线圈长度CL变长，因而总电阻值过大，通以所希望的电流量时， 电极引线间的电位差增大，从而会引起放电。为了解决该问题，采用主线贯通 作为编篮线的副线的一次巻绕的中空部分的结构，将所述主线的直径记为Da， 将所述副线的直径记为Db时，满足Db<Da<l. 5Db的关系。
如果满足这样的关系，则电流被适度地分流到主线和副线，因此即使线圈 长度CL变长，总电阻值也不太增大。因此，即使将三次巻绕的匝数设定在20 匝以上，也不会在电极引线间引起放电。还有，第1实施形态的四重线圈50, 其主线42的直径Da为0. 028mm，副线的直径Db为0. 020mm。
制作具备第1实施形态的电极15、 16的灯1，对其进行寿命试验和特性测 定。图6将本发明的四重线圈的规格与已有的三重线圈的规格加以比较。
如图6所示，四重线圈50的电子发射物质14的充填量为2.8mg，相比已有 的三重线圈的1.6mg增加了约70%。因此，灯1的额定寿命从已有的灯的6000 小时延长到10000小时以上。
还有，虽然灯1的大小大致等同于一般灯泡(60W)，但是效率为81流明/W(灯的输入功率为10W,光通量为810流明)，与60W灯泡相比(810/60=13. 5 流明/W)和已有的灯泡形荧光灯(810/12 = 67. 5流明/W)相比，达到了明显省
电的目的。
第2实施形态
图7是示出具备第2实施形态的放电灯用电极的灯的结构的部分解剖图。
如图7所示，放电灯100 (以下称为灯100)是低压水银放电灯，具备玻璃 管101、以及分别封装在玻璃管101的两个端部的热阴极型电极102、 103。
玻璃管101例如其外径为18mm，壁厚为0.8mm，长度为1010mm。在玻璃管 101的内部除了封入水银(例如4 10mg)作为发光物质之外，还以600Pa的 气压封入例如氩50%—氪50%的混合气体作为缓冲气体。
在玻璃管101的内表面上形成能够将水银发出的紫外线变换成可见光的荧 光体层104。荧光体层104由例如将红色荧光体(Y203:Eu)、绿色荧光体(LaP04: Ce、 Tb)、蓝色荧光体(BaMg2Al16027: Eu、 Mn)混合而成的稀土荧光体形成。
电极102和电极103的结构相同，因此只对电极102进行说明。电极102 是所谓玻璃珠固定方式的电极，具备钨制的四重线圈105、支持该四重线圈105 的一对引线106、 107、以及将这一对引线106、 107成一整体固定的玻璃珠108。
电极102是引线106、 107的一部分(具体地说是从玻璃珠108向四重线圈 105的相反侧延伸的部分)，被封装于玻璃管101。另外，通过例如箍縮密封 将电极102封装于玻璃管101。
另外，将电极102连同排气管109安装在玻璃管101的一个端部(这里是 电极102侧的端部)上。该排气管109在封装完电极106、 107之后，对玻璃 管101的内部进行抽真空，或封入上述缓冲气体等时使用，在完成向玻璃管101 的内部封入缓冲气体等时，位于排气管109中玻璃管101外部的部分，被例如 气(tip —off)密封。
下面对四重线圈105进行详细说明。第2实施形态的四重线圈105基本上 具有与第1实施形态的四重线圈50相同的结构。因此，省略或简化相同结构 的部分的说明，以结构不同的部分为中心进行说明。
四重线圈105是四次巻绕的匝数为4匝的四重线圈，是将灯丝巻绕作为一 重线圈，再将该一重线圈二次巻绕作为二重线圈，又将该二重线圈三次巻绕作 为三重线圈，且将该三重线圈四次巻绕而成的。而且，在一次巻绕的中空部分 配置主线，以使其贯通该一次巻绕的中空部分。四重线圈的各尺寸，其主线直径Da为70um,副线直径Db为50wm， 一次 芯轴直径M"为90 u m， 一次间距长度P！为89 u m， 二次芯轴直径MD2为200 u m， 二次间距长度h为381 um，三次芯轴直径MD3为398um，三次间距长度h为 710um，四次芯轴直径MD4为1500ixm，四次间距长度P4为1800u m。
或者，也可以如以下所述设定四重线圈的各尺寸。例如，四重线圈的各尺 寸中，主线直径Da为90um,副线直径Db为20um， 一次芯轴直径M"为90 wm， 一次间距长度P,为89ii m， 二次芯轴直径MD2为200um, 二次间距长度 P2为381u迈，三次芯轴直径MD3为398iim,三次间距长度P3为710u m，四次芯 轴直径MD4为1200um，四次间距长度P4为1800um。
四重线圈105中，电子发射物质110分别充填于一次巻绕的中空部分、二 次巻绕的中空部分、以及三次巻绕的中空部分。另外，电子发射物质附着在副 线41以及主线42的表面上。
四重线圈105中其电子发射物质110的充填量为60mg，是安装在已有的低 压水银放电灯上的三重线圈的充填量的12倍。因此，灯100的额定寿命从以 往的10000小时延长到超过120000小时。
另外，可以根据所需要的寿命将四重线圈105中的电子发射物质110的充 填量选择在15mg 60mg。这时，灯100的额定寿命从30000小时变为120000 小时。
(变形例)
但本发明的内容并不局限于上述的实施形态。
本发明的电极除了对上述实施形态的灯起有效作用之外，对例如管内径为 例如6mm以下的较细的发光管更能起到有效作用。因此，可以提供省电、长寿 命且更小型的灯泡形荧光灯。
本发明的四重线圈并不局限于像第l实施形态的四重线圈50那样的四次巻 绕的匝数为1匝的线圈、或像第2实施形态的四重线圈105那样的四次巻绕的 匝数为4匝的线圈，只要是可以构成能够收纳在发光管内的电极的尺寸即可， 四次巻绕的匝数可以是任何匝数。而且，匝数并不局限于自然数，可以是O以 上的小数。即只要是2. 5匝等的带小数的数或0. 5匝等纯小数都可以。
还有，本发明的电极并不局限于具备四重线圈的电极，也可以是具备弯曲 三重线圈的电极。这里，所谓弯曲三重线圈意指将灯丝巻绕作为一重线圈，再将该一重线圈二次巻绕作为二重线圈，又将该二重线圈三次巻绕作为三重线 圈，且使该三重线圈弯曲而成的线圈。
作为使三重线圈弯曲的形状，只要是既能够使例如大致呈Q形、大致呈M 形、大致呈倒U形、大致呈倒V形、螺旋形等线圈的长度CL保持得较短，又 可以增加三次巻绕的匝数的形状就可以。
图8示出变形例的放电灯用电极。例如图8所示的电极150具备使三重线 圈弯曲成大致呈Q形而成的弯曲三重线圈151。弯曲三重线圈151是借助于与 第l实施形态的巻绕工序相同的工序将鸭制灯丝形成为三重线圈，再使该三重 线圈弯曲成大致呈Q形而成的。弯曲三重线圈151除了使三重线圈不进行四次 巻绕地弯曲这点之外，基本上具有与第l实施形态的四重线圈50相同的结构。 该弯曲三重线圈151由一对电极引线152、 153利用玻璃珠固定方式加以的支 持。
弯曲三重线圈151由于进一步使三重线圈弯曲，因此即使电极引线152、 153 之间的距离相等，其三次巻绕匝数也比已有的没有弯曲的三重线圈多。因此， 不将线圈尺寸(线圈长度CL)做大，就可以使三次巻绕的中空部分的巻绕轴方 向的长度增加，从而可以将更多的电子发射物质充填于三次巻绕的中空部分。
另外，最好是弯曲三重线圈151与第l实施形态的四重线圈50同样，三次 巻绕的芯轴直径MD3为0. 15 0.45mm。如果采用装置结构，则可以充分确保 电子发射物质的充填容量，同时可以在放电时对全部电子发射物质进行均匀加 热，可以更有效地谋求长寿命化。
又，最好是弯曲三重线圈151其三次巻绕的线圈间距P3为所述芯轴直径MD3 为的1.2 2.4倍，如果采用这种结构，则可以更有效地谋求长寿命化。
又，弯曲三重线圈151可以考虑采用以下所述结构，即配置成不同于所述 灯丝的第2灯丝贯通所述四重线圈的一次巻绕的中空部分、二次巻绕的中空部 分、以及三次巻绕的中空部分的至少l处。如果采用这种结构，则可以稳定地 保持四重线圈的形状，因此可以做成电子发射物质不易脱落且不易引起电气短 路的电极。
又，最好是弯曲三重线圈151其所述第2灯丝的直径Da与所述四重线圈的 灯丝的直径Db满足Db <Da <1.5Db的关系。如果采用这种结构，则电流适 度分流到构成四重线圈的灯丝和第2灯丝，从而在电极引线间将不会产生放电。
又，最好是弯曲三重线圈151其三次巻绕的匝数在20匝以上，如果采用这
16种结构，则可以将足够量的电子发射物质充填于三次巻绕的中空部分。 工业应用性
本发明的放电灯用电极也可以用于近年来作为节能光源与灯泡形荧光灯一 同得到普及的紧凑型荧光灯。另外，通过进一步增加例如三次巻绕的匝数，也 基本上可以用于各种一般照明用荧光灯、此外也可以作为液晶背照灯用节能光 源，使用于替代已有冷阴极型的热阴极型荧光灯的热阴极型的小型荧光灯。总 之，不仅
权利要求
1. 一种放电灯用电极，其特征在于，具备将灯丝卷绕作为一重线圈，再将该一重线圈进行二次卷绕作为二重线圈，又将该二重线圈进行三次卷绕作为三重线圈，再将该三重线圈进行四次卷绕形成的四重线圈，电子发射物质至少充填于所述四重线圈的三次卷绕的中空部分。
2. 如权利要求l所述的放电灯用电极，其特征在于， 所述四重线圈，其三次巻绕的芯轴直径MD3为0. 15 0.45mm。
3. 如权利要求2所述的放电灯用电极，其特征在于，所述四重线圈，其三次巻绕的线圈间距P3为所述芯轴直径MD3的1.2 2.4倍。
4. 如权利要求3所述的放电灯用电极，其特征在于，将与所述灯丝不同的第2灯丝配置成贯通所述四重线圈的一次巻绕的中空 部分、二次巻绕的中空部分以及三次巻绕的中空部分中的至少l处。
5. 如权利要求4所述的放电灯用电极，其特征在于，所述第2灯丝的直径Da与所述四重线圈的灯丝的直径Db满足Db <Da < 1.5Db的关系。
6. 如权利要求5所述的放电灯用电极，其特征在于， 所述四重线圈，其三次巻绕的匝数为20匝以上。
7. —种放电灯用电极，其特征在于，具备将灯丝巻绕作为一重线圈，再将该一重线圈进行二次巻绕作为二重线 圈，又将该二重线圈进行三次巻绕作为三重线圈，再将该三重线圈弯曲形成的 弯曲三重线圈，电子发射物质至少充填于所述弯曲三重线圈的三次巻绕的中空部分。
8. 如权利要求7所述的放电灯用电极，其特征在于，所述弯曲三重线圈，其三次巻绕的芯轴直径MD3为0. 15 0. 45mm。
9. 如权利要求8所述的放电灯用电极，其特征在于，所述弯曲三重线圈，其三次巻绕的线圈间距P3为所述芯轴直径MD3的1.2 2.4倍。
10. 如权利要求9所述的放电灯用电极，其特征在于，将与所述灯丝不同的第2灯丝配置成贯通所述弯曲三重线圈的一次巻绕的 中空部分、二次巻绕的中空部分以及三次巻绕的中空部分中的至少1处。
11. 如权利要求10所述的放电灯用电极，其特征在于，所述第2灯丝的直径Da与所述弯曲三重线圈的灯丝的直径Db满足Db <D a <1.5Db的关系。
12. 如权利要求ll所述的放电灯用电极，其特征在于， 所述弯曲三重线圈，其三次巻绕的匝数为20匝以上。
13. —种放电灯，其特征在于，具备权利要求l所述的放电灯用电极。
14. 根据权利要求13所述的放电灯，其特征在于，是灯泡形荧光灯。
15. 根据权利要求13所述的放电灯，其特征在于，是液晶背照灯用的光源。
16. —种放电灯，其特征在于，具备权利要求7所述的放电灯用电极。
17. 根据权利要求16所述的放电灯，其特征在于，是灯泡形荧光灯。
18. 根据权利要求16所述的放电灯，其特征在于，是液晶背照灯用的光源。
全文摘要
本发明的放电灯用电极如果采用如下所述结构，即具备将灯丝(41)卷绕作为一重线圈(44)，再将该一重线圈(44)二次卷绕作为二重线圈(46)，又将该二重线圈(46)三次卷绕作为三重线圈(48)，再将该三重线圈(48)四次卷绕形成的四重线圈(50)；将电子发射物质至少充填于所述四重线圈(50)的三次卷绕的中空部分(47)，则能够得到小型化而且电子发射物质充填容量大的放电灯用电极(15、16)。
文档编号H01J61/067GK101467229SQ20078002126
公开日2009年6月24日 申请日期2007年6月18日 优先权日2006年6月19日
发明者关胜志, 安藤保, 谷胁达也, 饭田史朗 申请人:松下电器产业株式会社