JP2002298782A - 電球形蛍光ランプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 より小型化できる電球形蛍光ランプを提供す
る。 【解決手段】 ３つの略Ｕ字形で略同形状の管体13a,13
b,13cでバルブ12を形成する。管体13a,13b,13cがなす平
面に直交する方向に並設して内部に放電路17を形成す
る。バルブ12の中心域の管体13bの端部に第１の細管21
を設ける。バルブ12の両端域の管体13a,13cの端部に第
２の細管22a,22bを設ける。第１の細管21を第２の細管2
2a,22bより短くする。電球形蛍光ランプ１は口金３軸を
中心とした回転体形状である。発光管５をカバー２の真
中に配設する。バルブ12の中心域は両端域よりカバー２
から離れる。バルブ12の中心域は収容スペースを容易に
確保できる。第１の細管21に主アマルガムを封止でき
る。より小型化できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、少なくとも３つの
略Ｕ字形で略同形状の管体で放電路が形成されるバルブ
を備えた電球形蛍光ランプに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の電球形蛍光ランプとして
は、例えば３本以上の略Ｕ字形の管体を順次接続して屈
曲形の放電路を有するバルブを形成するとともにこのバ
ルブの両端に電極が封装された発光管を用いるものが知
られている。

【０００３】そして、このような電球形蛍光ランプで
は、この電球形蛍光ランプの発光管、およびこの発光管
を点灯させる点灯回路の小型化が要求されている。この
ため、これら発光管と点灯基板の配置関係までもが小型
化のための重要な設計項目として盛り込まれている。

【０００４】また、この電球形蛍光ランプは、外径寸法
が１０ｍｍ程度の管体を用いた発光管が使用されて、Ｅ
２６口金を有するＡ形の白熱電球に類似した形状とされ
ているが、近年、Ｅ１７口金を有する小形の電球が普及
していることに伴い、このＥ１７口金を有する小形の電
球の代替用として設計するためには更なる工夫が必要と
されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この電
球形蛍光ランプをＥ１７口金の小形電球の代替用とする
ためには、この電球形蛍光ランプのバルブの端部に細管
が設けられているため、これら細管が設計上問題とな
り、小型化することが容易ではないという問題を有して
いる。

【０００６】本発明は、このような点に鑑みなされたも
ので、より小型化できる電球形蛍光ランプを提供するこ
とを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の電球形蛍
光ランプは、少なくとも３つの略Ｕ字形で略同形状の管
体をこれら管体がなす平面に直交する方向に並設して内
部に放電路が形成されるように構成されたバルブ、この
バルブの中心域に位置する管体の端部に設けられた第１
の細管、バルブの両端域に位置する各管体の端部それぞ
れに設けられ第１の細管より短い第２の細管、およびバ
ルブの両端に封装された電極を有する発光管と；この発
光管を点灯させる点灯回路と；発光管を支持するととも
に、点灯回路を収容したカバーと；このカバーに取り付
けられた口金と；を具備しているものである。

【０００８】そして、この構成では、少なくとも３つの
略Ｕ字形で略同形状の管体をこの管体がなす平面に直交
する方向に並設して内部に放電路が形成されるように構
成されたバルブの両端域に位置する各管体の端部それぞ
れに設けた第２の細管を、バルブの中心域に位置する管
体の端部に設けた第１の細管より短くする。この結果、
通常電球形蛍光ランプは口金軸を中心とした回転体形状
に形成されるので、発光管をカバーの真中に配設する
と、バルブの中心域は、このバルブの両端域に比べカバ
ーから離れた位置となるので、収容スペースが容易に確
保可能であり、このバルブの第１の細管に、例えばアマ
ルガムを封止することも可能となる。よって、より小型
化が可能となる。

【０００９】請求項２記載の電球形蛍光ランプは、請求
項１記載の電球形蛍光ランプにおいて、各管体は、外径
寸法が１０ｍｍ未満であり、第１の細管の管径が第２の
細管の管径より大きいものである。

【００１０】そして、この構成では、外径寸法が１０ｍ
ｍ未満の管体を有するバルブの第１の細管を第２の細管
それぞれより長くしても設計する上で問題が生じ難いの
で、より小型化が可能となる。また、第１の細管の管径
が第２の細管の管径より大きいので効率良く排気でき、
第２の細管の管径が第１の細管の管径より小さいので、
同じ端部に電極が封装可能となる。

【００１１】請求項３記載の電球形蛍光ランプは、請求
項１または２記載の電球形蛍光ランプにおいて、第１の
細管および第２の細管は、ステムシールであるものであ
る。

【００１２】そして、この構成では、第１の細管および
第２の細管をステムシールにすることにより、これら第
１の細管および第２の細管それぞれをより短くすること
が可能となるので、より小型化が可能となる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の第１実施の形態を
図面を参照して説明する。

【００１４】図１ないし図５に本発明の第１の実施の形
態を示し、図１は電球形蛍光ランプの発光管の上面図で
あり、図２は電球形蛍光ランプの側面図であり、図３は
発光管の製造工程図であり、図４は発光管の端部の断面
図であり、図５はピンチシールの断面図である。

【００１５】図２において、１は電球形蛍光ランプで、
この電球形蛍光ランプ１は、外径５５ｍｍ高さ１００ｍ
ｍである仮想円柱内に納まる大きさである。また、この
電球形蛍光ランプ１は、カバー２、口金３およびグロー
ブ４を有する外囲器を備えている。この外囲器内には、
発光管５および点灯回路６などを有する蛍光ランプ装置
が収容されている。また、この外囲器は、例えばミニク
リプトンタイプの電球の規格寸法に近似する外形で、口
金３からグローブ４までの高さ方向の寸法が約８１ｍｍ
程度、グローブ４の最大直径部分に対応した幅方向の寸
法が約４５ｍｍ程度に形成されている。そして、以下カ
バー２の一端側つまり口金３側を上側、他端側つまりグ
ローブ４側を下側として説明する。

【００１６】そして、カバー２は、例えばポリブチレン
テレフタレート(ＰＢＴ)などの耐熱性合成樹脂などにて
形成されている。

【００１７】また、口金３は、エジソンタイプのＥ１７
型などで、カバー２の上端部に被せられ、接着剤または
かしめなどにより固定されている。

【００１８】さらに、グローブ４は、透明あるいは光拡
散性を有する乳白色などで、ガラスあるいは合成樹脂に
より、ミニクリプトンタイプの電球のガラス球の形状に
近似した略球形に形成されているとともに、一部に開口
部11が形成されている。なお、このグローブ４は、拡散
膜などの別部材を組み合わせ、輝度の均一性を向上する
こともでき、あるいは省略することもできる。

【００１９】また、発光管５は、図１および図２に示す
ように、ガラス製のバルブ12を有している。このバルブ
12の内面には、例えば３波長形蛍光体が塗布されて形成
されている。また、このバルブ12内には、アルゴンなど
の希ガスや水銀などを含む封入ガスが封入されている。
さらに、このバルブ12の両端には、一対の電極23が、例
えばピンチシールによって封装されている。

【００２０】そして、このバルブ12は、３本の略同形状
の管体13a,13b,13cを有している。これら管体13a,13b,1
3cは、例えば管外径寸法が１０ｍｍ未満、例えば８ｍｍ
で、管内径寸法が５ｍｍ以上でガラス製の断面略円筒状
の管が、中間部で湾曲されて頂部を有する略Ｕ字状に形
成されている。すなわち、これら各管体13a,13b,13c
は、湾曲する曲成部14と、この曲成部14に連続する互い
に平行な一対の直管部15とを備えており、略Ｕ字状の状
態で曲成部14と端部との高さ方向の管長が約４０ｍｍ程
度に形成されている。また、各管体13a,13b,13cは、略
Ｕ字状の状態で２６ｍｍの幅寸法を有している。

【００２１】さらに、各管体13a,13b,13cの隣接する端
部近傍同士が連通管16で順次接続されて１本の連続した
放電路17が形成されている。また、これら管体13a,13b,
13cは、これら管体13a,13b,13cがなす平面に直交する方
向に並設して内部に放電路17が形成されている。そし
て、連通管16は、各管体13a,13b,13cの接続する端部を
加熱溶融した後、吹き破ることによって形成された開口
同士をつなぎ合わせて形成されている。そして、各管体
13a,13b,13cの直管部15が、電球形蛍光ランプ１の中心
軸を中心とする同一円周上に等間隔で位置され、すなわ
ち、各管体13a,13b,13cの直管部15が断面六角形の各頂
点に対応して配置されている。

【００２２】また、各管体13a,13b,13cは、マウントを
用いたラインシールあるいはマウントを用いないピンチ
シールなどにより一端部が封止されている。さらに、中
心域に位置する管体13bの他端部には、排気管とも呼ば
れる排気用の太い第１の細管21がステムシールにより連
通状態に突設されている。この第１の細管21は、例えば
４ｍｍ程度の外径寸法を有している。また、両側域に位
置する管体13a,13cの他端部には、円筒状の第２の細管2
2a,22bがステムシールによりそれぞれ連通状態に突設さ
れている。ここで、第１の細管21は、バルブ12の横断面
において、第２の細管22a,22bそれぞれよりバルブ12の
重心寄りに位置している。すなわち、この第１の細管21
は、各管体13a,13b,13cの端部の配置を断面方向の重心
からの距離でみた状態で、バルブ12の重心にもっとも近
い位置に設けられている。

【００２３】また、第２の細管22a,22bは、第１の細管2
1より短く細く、例えば２ｍｍの外径寸法を有してお
り、電極23が封装される端部に突設されている。これら
第１の細管21および第２の細管22a,22bそれぞれは、図
３に示すように、バルブ12の製造過程で溶断によって順
次封止され、これら第１の細管21および第２の細管22a,
22bのうちの封止されていない一部を通じてバルブ12内
の排気がなされるとともに、封入ガスが封入されて置換
された後に、これら第１の細管21および第２の細管22a,
22bのうちの封止されていない一部を溶断することによ
って封止される。

【００２４】さらに、各電極23は、熱陰極コイルである
フィラメントコイル24を有し、このフィラメントコイル
24が一対、すなわち２本の線状のウエルズ25に支持され
ている。各ウエルズ25は、例えば両端の管体22a,22bの
端部にステムシールによって封着されたジュメット線を
介して、両端の管体22a,22bの端部の外部に導出されて
点灯回路６に接続されるワイヤ26に接続されている。

【００２５】そして、中央域の管体13bの第１の細管21
には、この第１の細管21を封止する際にアマルガムとし
ての主アマルガム27が封入されている。この主アマルガ
ム27は、ビスマス、インジウムおよび水銀にて構成され
る合金であり、略球形状に形成され、バルブ12内の水銀
蒸気圧を適正な範囲に制御する作用を有している。な
お、主アマルガム27としては、ビスマス、インジウムの
他に、スズ、鉛などを組み合わせた合金によって形成し
たものを用いてもよい。また、両端の各管体13a,13cの
電極23の一方のウエルズ25には、主アマルガム27と同様
の水銀蒸気圧特性を有するアマルガムとしての補助アマ
ルガム28が取り付けられている。

【００２６】また、点灯回路６は、図２に示すように、
カバー２に配置される略円板状の基板31を備え、この基
板31の両面すなわち口金３側である上面および発光管５
側である下面に、複数の電気部品が実装されて、発光管
５を高周波点灯させるインバータ回路である高周波点灯
回路が構成されている。

【００２７】そして、基板31の上面には、比較的熱に弱
い、すなわち耐熱性が低い大形の電解コンデンサ、フィ
ルムコンデンサなどの電気部品32が配置されているとと
もに、下面には、比較的熱に強い、すなわち耐熱性が高
い高さ寸法の小さい整流素子またはダイオードブリッジ
などの整流回路(ＲＥＣ)や、トランジスタ、抵抗などの
チップ状の電気部品としての図示しないチップ部品が配
置されている。さらに、基板31は、カバー２の内側に固
定される。

【００２８】このように構成された電球形蛍光ランプ１
は、入力電力定格１０Ｗで、３波長発光形蛍光体の使用
により、４８０lmの全光束が得られる。

【００２９】そして、電球形蛍光ランプ１の消灯状態に
おいて、口金３に電力が供給されることにより、点灯回
路６によって、バルブ12の両端の電極23間にランプ点灯
電圧を印加して発光管５を点灯させる。

【００３０】このように、第１の細管21および第２の細
管22a,22bは、同じマウント高さの電球形蛍光ランプ１
を成形する場合でも、図４に示すように、ステムシール
であれば封止端のぎりぎりのところで焼き切ることが可
能であるが、図５に示すように、ピンチシールではピン
チ部にクラックが入る危険があり短くても６、７ｍｍ以
上となってしまう。

【００３１】また、点灯回路６に穴を設け、この穴に第
１の細管21および第２の細管22a,22bそれぞれを貫通さ
せることも可能であるが、この場合には点灯回路６の部
品の実装スペースが狭くなってしまう。

【００３２】この結果、第１の細管21および第２の細管
22a,22bそれぞれは、カバー２内に収容した際に点灯回
路６にぶつからなくするために短い方が好ましい。この
ため、第１の細管21および第２の細管22a,22bそれぞれ
を図５に示すピンチシールよりも図４に示すステムシー
ルにすることにより、これら第１の細管21および第２の
細管22a,22bそれぞれをより短くできる。

【００３３】また、バルブ21の各管体13a,13b,13cの管
径が内径で６ｍｍ程度の場合には、ウエルズ25を考慮す
れば、必然的に第１の細管21および第２の細管22a,22b
の外径寸法が２ｍｍ程度となる。

【００３４】そして、各第１の細管21および第２の細管
22a,22bそれぞれの外径寸法を２ｍｍ程度にすると、各
管体13a,13b,13cの連結工程でのエアー吹き込み用とし
ては十分であるが、排気するためには細すぎて排気時間
が長くなり、またはバルブ21内の到達真空度が悪くな
る。

【００３５】また、両端域に位置する第２の細管22a,22
bは短くカットでき、さらに、中央域に位置する第１の
細管21は電極23を持たないので太くすることが可能であ
るから、この第１の細管21で効率良く排気できるととも
に、この第１の細管21に主アマルガム27を封入すること
もできる。

【００３６】さらに、第２の細管22a,22bそれぞれは、
第１の細管21より細くて短いので、これら第２の細管22
a,22bを形成した管体13a,13cの端部それぞれに電極23を
封装できる。

【００３７】よって、バルブ21の両端域に設けた第２の
細管22a,22bを、このバルブ21の中心域に位置する第１
の細管21より短くすることにより、通常電球形蛍光ラン
プ１は口金３軸を中心とした回転体形状に形成されるも
のであるから、発光管５をカバー２の真中に配設する
と、バルブ21の中心域はこのバルブ21の両端域に比べカ
バー２から離れた位置となるので、収容スペースが容易
に確保できるので、より小型化できる。

【００３８】さらに、第１の細管21が第２の細管22a,22
bそれぞれよりバルブ12の重心寄りに位置することとな
るから、この第１の細管21が第２の細管22a,22bそれぞ
れより幾何学的に中心域に位置することとなる。ここ
で、バルブ12とカバー２との位置関係において、中央域
よりの方が細管を長くできる。よって、第１の細管21を
第２の細管22a,22bそれぞれより長くしても、収容する
際に問題とならないので、より小型化できる。

【００３９】また、外径寸法が１０ｍｍ未満の管体13a,
13b,13cを有するバルブ12の第１の細管21を第２の細管2
2a,22bそれぞれより長くしても設計する上で問題が生じ
にくいので、このようなバルブ21を用いる電球形蛍光ラ
ンプ１でもより小型化できる。

【００４０】そして、電球形蛍光ランプ１をＥ１７口金
に装着される電球の代替となるためには、外径５５ｍｍ
高さ１００ｍｍの仮想円柱内に収まる程度の大きさとす
る必要があり、そのためには蛇行した放電路17と点灯回
路６とを組み合わせなければならない。

【００４１】また、この点灯回路６は、基板31の上面に
配置される比較的大きな部品、例えば巻き線、フィルム
コンデンサなどと、この基板31の下面に配置される比較
的小さな部品、例えばチップ抵抗などからなるが、これ
らの多数の部品を狭いスペースに効果的に配置するため
には電気的に接続された複数の基板31を用いると良い。

【００４２】しかし、基板31の数が多いと製造工程が煩
雑となるので、２枚の基板31の裏側を互いに向かい合わ
せるように置くと良い。従来は、発光管側にはんだ面を
向けるように基板を配置しているが、はんだ面に大きな
部品を乗せることは製造上難しい。すなわち、はんだ面
側にはチップ抵抗や、ダイオード部品などが乗せられ、
これらは量産工業品の製造において高温で液相状態のは
んだ漕の中を移動するからであり、例えば電解コンデン
サやフィルムコンデンサ、チョークコイルなどのような
ディスクリート部品をはんだ面に設置することはできな
い。

【００４３】また、点灯回路６に２枚の基板31を使って
も、一部の部品を発光管５の内側に挿入するように配置
すれば、電球形蛍光ランプ１全体を小型化できる。しか
し、これら部品は、ある一定以上の耐熱性が必要であ
り、チョークバラストや、トランジスタ、ダイオード、
抵抗部品などであることが望ましい。

【００４４】さらに、これら部品を、電極から遠ざける
ように置くこと、これら部品と発光管５の間に遮熱板を
設置することも有効である。しかし、この遮熱板を設置
しても発光管５内の温度は高くなるので、この発光管５
のランプ電力を１４Ｗ以下とすることが望ましい。

【００４５】次に、図６および図７に第２の実施の形態
を示し、図６は電球形蛍光ランプの説明図で、(a)は発
光管の斜視図、(b)は電球形蛍光ランプの側面図であ
り、図７は点灯時間に対する光束維持率のグラフであ
る。

【００４６】そして、この電球形蛍光ランプ１のバルブ
12の曲成部14は、このバルブ12の封止長全体の２０％以
下の範囲を占めている。本実施の形態では、各曲成部14
の合計が全体の長さの１５％程度である。また、このバ
ルブ12の曲成部14それぞれは、直管状のガラスチューブ
41を局所的に曲成加工することにより計６カ所に設けら
ている。さらに、このバルブ12の各管体13a,13b,13cそ
れぞれの内径寸法は、９ｍｍ以下、具体的には６ｍｍで
ある。

【００４７】この結果、このバルブ12は、ガラスチユー
ブ41を折り曲げることにより、３つの略Ｕ字状の管体13
a,13b,13cを有する放電路17が形成されている。

【００４８】ここで、各管体13a,13b,13cをＵ字形状に
形成した後に、これら各管体13a,13b,13cの内面に図示
しない保護膜および蛍光体膜を形成している場合などに
は、ガラスチューブ41の曲成加工の際に、蛍光体膜が熱
によるダメージを受け、かつ亀裂が生じて、点灯中に酸
化水銀がガラスと反応し累化する、すなわち光束維持率
の低下を招く要因となる。そして、この光束維持率の低
下は、ガラスチューブ41の管径、曲成部14の曲率、曲成
部14の範囲が起因している。

【００４９】また、略Ｕ字状の管体13a,13b,13cを順次
接続して形成されたバルブ12の場合には、これら各管体
13a,13b,13cを接続した後に工程があるため、一般的に
製造速度や設備投資の面で不利となる。

【００５０】このため、封止長全体の２０％以下の範囲
を曲成部14が占めるように、内径寸法が９ｍｍ以下であ
る直管状のガラスチューブ41を曲成加工してバルブ12を
形成することにより、図７に示すように、略Ｕ字状の管
体13a,13b,13cを順次接続した従来のバルブ12に比べ、
このバルブを２０００時間点灯させた際に、１０ポイン
トの改善が得られたので、光束維持率を向上させること
ができる。

【００５１】また、各曲成部14を直角にすることによ
り、バルブ12を製造する際の寸法出しが容易になる。

【００５２】

【発明の効果】請求項１記載の電球形蛍光ランプによれ
ば、少なくとも３つの略Ｕ字形で略同形状の管体をこの
管体がなす平面に直交する方向に並設して内部に放電路
が形成されるように構成されたバルブの両端域に位置す
る各管体の端部それぞれに設けた第２の細管を、バルブ
の中心域に位置する管体の端部に設けた第１の細管より
短くすることにより、通常電球形蛍光ランプは口金軸を
中心とした回転体形状に形成されるので、発光管をカバ
ーの真中に配設すると、バルブの中心域がこのバルブの
両端域に比べカバーから離れた位置となるから、収容ス
ペースを容易に確保でき、このバルブの第１の細管に、
例えばアマルガムを封止でき、より小型化できる。

【００５３】請求項２記載の電球形蛍光ランプによれ
ば、請求項１記載の電球形蛍光ランプの効果に加え、外
径寸法が１０ｍｍ未満の管体を有するバルブの第１の細
管を第２の細管それぞれより長くしても設計する上で問
題が生じ難いので、より小型化でき、また、第１の細管
の管径が第２の細管の管径より大きいので効率良く排気
でき、第２の細管の管径が第１の細管の管径より小さい
ので、同じ端部に電極を封装できる。

【００５４】請求項３記載の電球形蛍光ランプによれ
ば、請求項１または２記載の電球形蛍光ランプの効果に
加え、第１の細管および第２の細管をステムシールにす
ることにより、これら第１の細管および第２の細管それ
ぞれをより短くできるから、より小型化できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態を示す電球形蛍光ラ
ンプの発光管の上面図である。

【図２】同上電球形蛍光ランプを示す側面図である。

【図３】同上電球形蛍光ランプの発光管の製造工程を示
す説明図である。

【図４】同上発光管の端部を示す断面図である。

【図５】ピンチシールを示す断面図である。

【図６】本発明の第２の実施の形態の電球形蛍光ランプ
を示す説明図である。 (a) 発光管の斜視図 (b) 電球形蛍光ランプの側面図

【図７】同上電球形蛍光ランプの点灯時間に対する光束
維持率のグラフである。

【符号の説明】 １ 電球形蛍光ランプ ２ カバー ３ 口金 ５ 発光管 ６ 点灯回路 12 バルブ 13a,13b,13c 管体 17 放電路 21 第１の細管 22a,22b 第２の細管 23 電極

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも３つの略Ｕ字形で略同形状の
   管体をこれら管体がなす平面に直交する方向に並設して
   内部に放電路が形成されるように構成されたバルブ、こ
   のバルブの中心域に位置する管体の端部に設けられた第
   １の細管、バルブの両端域に位置する各管体の端部それ
   ぞれに設けられ第１の細管より短い第２の細管、および
   バルブの両端に封装された電極を有する発光管と；この
   発光管を点灯させる点灯回路と；発光管を支持するとと
   もに、点灯回路を収容したカバーと；このカバーに取り
   付けられた口金と；を具備していることを特徴とした電
   球形蛍光ランプ。
2. 【請求項２】 各管体は、外径寸法が１０ｍｍ未満であ
   り、 第１の細管の管径が第２の細管の管径より大きいことを
   特徴とした請求項１記載の電球形蛍光ランプ。
3. 【請求項３】 第１の細管および第２の細管は、ステム
   シールであることを特徴とした請求項１または２記載の
   電球形蛍光ランプ。