JP2002042729A - 蛍光ランプ及びそれを用いた電球形蛍光ランプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】点灯直後の発光強度を均一化し、高い光束立ち
上がり特性を有する蛍光ランプおよび電球形蛍光ランプ
を提供する。 【解決手段】３本以上のＵ形バルブ2-5の端部をそれぞ
れブリッジ接合して１本の放電路を形成し、その両端部
に一対の電極15,16を設けて発光管1を構成し、定常点灯
時の水銀蒸気圧を制御する主アマルガム13,14を配置す
るとともに、一対の電極15,16のそれぞれ近傍に第１の
補助アマルガム6,7を配置し、中間に位置する電極を有
しないＵ形バルブの放電路中に第２の補助アマルガム1
7,18を配置し、第１の補助アマルガム6,7に比較し、第
２の補助アマルガム17,18の方の常温領域の同一温度に
おける水銀放出量を多くする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、点灯後速やかに、
かつ均一に光束を立ち上げることができる、蛍光ランプ
および電球形蛍光ランプに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、電球形蛍光ランプやその他の管
壁負荷が高く設計されたコンパクト蛍光ランプにおいて
は、定常点灯時の発光管の温度過上昇によるランプ効率
の低下を抑制するために、水銀をアマルガム（以下、
「主アマルガム」という）として封入して管内の水銀蒸
気圧を効率面から最適な範囲に制御している。また、上
記主アマルガムは純水銀に比べて水銀蒸気圧が低いため
に、常温〜低温時におけるランプ始動時は管内水銀蒸気
圧が低すぎて光束の立ち上がりが遅いという欠点を補う
ために、始動時に速やかに水銀を管内に放出、拡散させ
る補助アマルガム（以下、「第１の補助アマルガム」と
いう）を発光管両端の電極近傍に設けている。また、ブ
リッジ接合などにより３本以上のＵ形バルブ（以下、
「Ｕ管」という）を連結して一連の放電路を形成した構
成の発光管においては、上記電極近傍だけでなく、放電
路の中間に位置する電極を有しないＵ管の管端部の放電
路中にも補助アマルガム（以下、「第２の補助アマルガ
ム」という）が設けられている（実開昭６３−３８２５
２号公報）。

【０００３】なお、これら補助アマルガムは、ランプ製
造時には金属基板にアマルガム形成金属を被着させただ
けの形態であり、ランプ完成後に主アマルガムから蒸発
する水銀を捕獲・反応して水銀を有するアマルガムの形
態を持つようにさせてある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、３本以
上のＵ管をブリッジ接合して一連の放電路を形成した発
光管の両端に位置したＵ管の電極近傍に第１の補助アマ
ルガムを設け、更にこれら両端のＵ管の中間に接合され
た電極を有しないＵ管の管端部の放電路中にも第２の補
助アマルガムを設けた電球形蛍光ランプは、補助アマル
ガムとして発光管の両端のＵ管の電極近傍に第１の補助
アマルガムのみを設置し、これらの中間のＵ管の放電路
中には第２の補助アマルガムを配置しない電球形蛍光ラ
ンプに比べると、始動時の補助アマルガムからの水銀放
出と管内への拡散速度は若干改善されるが、その光束立
ち上がりは一般照明用光源としてはまだ不十分であり、
特に電極を有しないＵ管の光束立ち上がりは発光管両端
の電極を有するＵ管に比べて遅く、発光の不均一を生じ
て外観上も好ましくないという問題があった。

【０００５】本発明は、３本以上のＵ管を連結して構成
された発光管に、主アマルガムおよび補助アマルガムが
配置された蛍光ランプに関して、点灯直後の各Ｕ管の発
光が均等でかつ光束立ち上がりが速く、一般照明用とし
て商品価値の高い蛍光ランプ及びそれを用いた電球形蛍
光ランプを提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明の蛍光ランプは、３本以上のＵ形バルブの端
部をそれぞれブリッジ接合して１本の放電路を形成し、
その両端部に一対の電極を設けて発光管を構成し、前記
発光管内には定常点灯時の水銀蒸気圧を制御する主アマ
ルガムを配置するとともに、前記発光管の両端のＵ形バ
ルブ内に配置された一対の電極のそれぞれ近傍に第１の
補助アマルガムを配置し、前記両端のＵ形バルブの中間
に位置する電極を有しないＵ形バルブの放電路中に第２
の補助アマルガムを配置した蛍光ランプにおいて、前記
第１と第２の補助アマルガム中の水銀量およびアマルガ
ム形成金属に対する水銀の重量比率が同じとしたとき
に、前記第１の補助アマルガムに比較し、前記第２の補
助アマルガムの方が、常温領域の同一温度における水銀
放出量が多いことを特徴とする。

【０００７】前記蛍光ランプにおいては、第１の補助ア
マルガム材料がインジウム（Ｉｎ）であり、第２の補助
アマルガム材料が鉛（Ｐｂ）であることが好ましい。

【０００８】また、第２の補助アマルガムの熱容量が、
第１の補助アマルガムに比べて小さいことが好ましい。

【０００９】次に本発明の電球形蛍光ランプは、前記の
いずれかの蛍光ランプに点灯回路を組み込んだことを特
徴とする。

【００１０】

【発明の実施の形態】前記した従来の問題に対して本発
明者が種々検討したところ、この問題は、発光管の両端
のＵ管内の電極近傍に配置された第１の補助アマルガム
の温度は、始動時に電極の熱を受けて瞬時に上昇して多
量の水銀を管内に速やかに放出し、拡散させるが、電極
を有しないＵ管の放電路中に配置された第２の補助アマ
ルガムのランプ放電電流加熱による温度上昇は遅く、か
つ到達温度も低いために、補助アマルガムからの水銀放
出と管内への拡散速度が遅いことに起因していることが
わかった。発明者の観察によれば、前記第１の補助アマ
ルガム近傍のバルブ内壁には、ランプ点灯直後に補助ア
マルガムから放出されて付着した水銀の膜が目視確認で
きたが、第２の補助アマルガム近傍バルブ内壁には確認
されなかった。

【００１１】そこで本発明は、前記中間に位置するＵ管
の放電路中に配置された第２の補助アマルガムは、点灯
直後の温度上昇が従来ランプと同じであっても水銀の放
出および管内への拡散が加速されるという作用・機能が
得られ、よってランプ点灯直後の全てのＵ管の発光が均
一でかつ光束立ち上がりの速い電球型蛍光ランプを実現
できる。

【００１２】第１の補助アマルガム材料をＩｎ、第２の
補助アマルガム材料をＰｂにすると、第２の補助アマル
ガムに捕捉されている水銀の放電電流による放出および
管内への拡散は、第１の補助アマルガムのそれと同等に
まで加速されるという作用・機能が得られ、よってラン
プ点灯直後の全てのＵ管の発光が均一でかつ光束立ち上
がりの速い電球型蛍光ランプを実現できる。

【００１３】また、第２の補助アマルガムの熱容量を第
１の補助アマルガムのそれより小さくすると、上記と同
様に第２の補助アマルガムの放電電流による温度上昇と
水銀の放出、拡散が加速されるという作用・機能が得ら
れ、よってランプ点灯直後の全てのＵ管の発光が均一で
かつ光束立ち上がりの速い電球型蛍光ランプを実現でき
る。

【００１４】以下、本発明の実施の形態を図１を用いて
説明する。

【００１５】図１は、本発明の一実施の形態である、従
来の白熱電球１００Ｗ代替用の２２Ｗタイプの電球型蛍
光ランプの発光管構造図およびランプ構成図である。発
光管１は４本のＵ管２〜５がブリッジ接合により一連の
放電路を成すように接続されている。前記発光管１の管
端部には一対の電極タングステンコイル６及び７がそれ
ぞれリ−ド線８，９及び１０，１１により保持されて配
置されており、前記リ−ド線８〜１１は前記発光管１の
管端部ガラスに気密封止されている。前記発光管１の内
面には希土類蛍光体１２が塗布され、管内には始動補助
用としてアルゴン３００Ｐａが封入されている。また、
前記発光管１の管内には、In(38.8atom%)-Pb(19.4atom
%)-Sn(38.8atom%)-Hg(3.0atom%)からなる２つの主アマ
ルガム１３及び１４（封入量はそれぞれ４５ｍｇ）が、
それぞれ前記Ｕ管２及び５の管端部細管内に配置され、
併せて幅２ｍｍ、長さ５ｍｍ、厚さ０、３ｍｍのステン
レスメッシュ基体にInメッキを施してなる４つの補助ア
マルガム１５，１６及び１７、１８がそれぞれ前記電極
タングステンコイル６、７の近傍及び前記Ｕ管３、４の
管端部放電路中に配置されている。前記発光管１の寸法
は、管内径φi:9.15mm（管外径φo:10.75mm ）、電極間
距離Ｌe:490mm、発光管高さＨa:77mm及び発光管幅Ｗa:4
1mm である。また、図２に示すように、完成された２２
Ｗ電球型蛍光ランプ１９は、前記発光管１及び電子点灯
回路２０が組み合わされて外管ガラスバルブ２１及び樹
脂ケ−ス２２の内に配置され、更に口金２３が装着され
ている。前記電球型蛍光ランプ１９は、寸法が外管ガラ
スバルブの最大外径φo:65mm，ランプ全長Ｌo:143mmと
いう小形形状が特長であり、またランプ放電電流２１０
ｍＡでランプ光束１５２０ｌｍ及び効率６９ｌｍ／Ｗ、
平均寿命時間６０００hrs以上という優れたランプ特性
が得らた。

【００１６】次に、図１及び図２に示す前記２２Ｗ電球
型蛍光ランプ１９の光束立ち上がり特性を測定した。測
定は、前もって１５hrs エイジング点灯後６hrs 消灯放
置（常温中）したランプについて行った。

【００１７】その結果、従来技術による有効な手段であ
った同一仕様の４つの前記補助アマルガム１５〜１８を
配置したにもかかわらず、前記ランプ１９の点灯直後３
secの光束値は定常点灯時の１６％と低く一般照明用と
しては不十分であり、しかも４本のＵ管のうち、前記補
助アマルガム１７及び１８を配置した２本のＵ管の光束
立ち上がりが他の２本のＵ管のそれに比較して遅く発光
が不均一であり、外観上も好ましくないものであった。

【００１８】次に、特に放電路中に配置された前記第２
の補助アマルガム１７及び１８の水銀をより速やかに放
出させる方法について検討した。そして、本発明の実施
の形態である具体的手段として、 (a) 前記電極を有しないＵ管の管端部の放電路中に配置
した第２の補助アマルガム１７及び１８のアマルガム形
成物質として、前記電極タングステンコイルの近傍に配
置した第１の補助アマルガム１５及び１６のアマルガム
形成物質であるInに比較して、両者の補助アマルガム中
の水銀重量比率および水銀量が同じとしたときに、同一
温度における水銀放出量の多いPbを用いる。第１および
第2のの補助アマルガムは、ランプ製造時にはＨｇを含
まない状態であり、例えばステンレス基体にアマルガム
形成物質であるInやPbを0.15mg程度メッキしておく。ラ
ンプ完成後に主アマルガム(In-Pb-Sn-Hg)中から蒸発し
たHgが補助アマルガム形成物質のInやPbに時間に比例し
て捕獲反応が進行する。 (b) 前記電極を有しないＵ管の管端部の放電路中に配置
した第２の補助アマルガム１７及び１８のステンレスメ
ッシュ基体の厚みを、前記電極タングステンコイルの近
傍に配置した第１の補助アマルガム１５及び１６の半分
の０．１ｍｍの厚みにして熱容量を半分に小さくする (c) 前記電極を有しないＵ管の管端部の放電路中に配置
した第２の補助アマルガム１７及び１８を、前記の手段
(a)及び(b)を組合せる という３つについて検討した。実際の検討では、前記手
段(a)〜(c)を組み込んだランプ構成からなる試験ランプ
１９を準備して、従来ランプとともにその光束立ち上が
り特性を上記同一点灯条件にて測定した。

【００１９】その結果、図３に示すように、補助アマル
ガム１５〜１８が全て同一仕様の従来の２２Ｗ電球型蛍
光ランプの定常点灯時に対する点灯直後３sec の相対光
束値は１６％であったのに対し、本発明の前記手段(a)
を組み込んだ試験ランプのそれは２２％、前記手段(b)
を組み込んだ試験ランプのそれは２０％、前記手段の
(c) を組み込んだ試験ランプのそれは２６％に達してお
り、そのいずれもに改善効果が確認された。また、点灯
直後の第2の補助アマルガム近傍のバルブ内壁に、従来
のランプでは見られなかった補助アマルガムが放出した
水銀の薄膜が確認された。

【００２０】以上のように、３本以上のＵ管を連結して
構成された発光管内に主アマルガムが配置され、かつそ
れぞれのＵ管内に補助アマルガムが配置された蛍光ラン
プに関して、特に発光管の両端に位置するＵ管のそれぞ
れ電極近傍に配置された第１の補助アマルガムに比較
し、前記電極を有する２本のＵ管の中間に位置するＵ管
の放電路中に配置された第２の補助アマルガムの組成
を、同一温度における水銀放出量の多い組成とする、ま
たは熱容量の小さいものとする、これらを組み合わせた
構成とする、のいずれかの手段により、電極を有しない
中間のＵ管の放電路中に配置された第２の補助アマルガ
ムが消灯中に捕捉していた水銀の点灯直後の放出、管内
への拡散が加速されるので、ランプの光束立ち上がりが
速くなるとともに、かつ全てのＵ管の発光が均一化され
て外観上も好ましく改善されることが明らかになった。

【００２１】なお、以上は本発明の実施の形態として、
電子点灯回路や外管ガラスバルブと一体化した電球型蛍
光ランプについて説明したが、本発明はこれに限定され
るものではなく、定常点灯時の発光管温度の過上昇対策
として主アマルガムや補助アマルガムを封入した他のコ
ンパクト蛍光ランプなどに適用してもその効果を発揮で
きるものである。

【００２２】

【発明の効果】本発明によれば、電極を有しない中間の
Ｕ管の放電路中に配置された第２の補助アマルガムに捕
捉されている水銀の点灯直後の放出、拡散がより加速さ
れるという効果が得られ、よってランプ点灯直後の光束
立ち上がり特性が改善されるとともに、全てのＵ管の発
光強度が均一化されて、外観上も好ましく商品価値の高
い電球型蛍光ランプが実現される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態の電球型蛍光ランプの発光
管構造図

【図２】本発明の一実施形態の電球型蛍光ランプのラン
プ構成図

【図３】本発明の一実施形態の電球型蛍光ランプの改善
された光束立ち上がり特性を示す図

【符号の説明】

１ 発光管 ２，３，４，５ Ｕ管（Ｕ形状バルブ） ６，７ 電極タングステンコイル １３，１４ 主アマルガム １５，１６ 第１の補助アマルガム １７，１８ 第２の補助アマルガム １９ 電球型蛍光ランプ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】３本以上のＵ形バルブの端部をそれぞれブ
   リッジ接合して１本の放電路を形成し、その両端部に一
   対の電極を設けて発光管を構成し、前記発光管内には定
   常点灯時の水銀蒸気圧を制御する主アマルガムを配置す
   るとともに、前記発光管の両端のＵ形バルブ内に配置さ
   れた一対の電極のそれぞれ近傍に第１の補助アマルガム
   を配置し、前記両端のＵ形バルブの中間に位置する電極
   を有しないＵ形バルブの放電路中に第２の補助アマルガ
   ムを配置した蛍光ランプにおいて、前記第１の補助アマ
   ルガムに比較し、前記第２の補助アマルガムの方が、常
   温領域の同一温度における水銀の放出量が多いことを特
   徴とする蛍光ランプ。
2. 【請求項２】第１の補助アマルガム材料がインジウム
   （Ｉｎ）であり、第２の補助アマルガム材料が鉛（Ｐ
   ｂ）である請求項１に記載の蛍光ランプ
3. 【請求項３】第２の補助アマルガムの熱容量が、第１の
   補助アマルガムに比べて小さい請求項１または２に記載
   の蛍光ランプ。
4. 【請求項４】請求項１〜３のいずれかに記載の蛍光ラン
   プに点灯回路を組み込んだことを特徴とする電球形蛍光
   ランプ。