JP2003257368A

JP2003257368A - 蛍光ランプおよび照明器具

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Publication number: JP2003257368A
Application number: JP2002052992A
Authority: JP
Inventors: Mamoru Ikeda; 守池田
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 2002-02-28
Filing date: 2002-02-28
Publication date: 2003-09-12

Abstract

(57)【要約】【課題】アマルガムが配置された蛍光ランプにおいて、
電極付近に補助アマルガムを設けることなく、ランプ点
灯直後の光束立上りを向上させた電球形蛍光ランプを提
供することを目的とする。【解決手段】ランプ消灯時に電極２ｂ付近に塗布した水
銀放出層２ｅに効率よく水銀が吸い寄せられ、点灯直後
は電極２ｂの熱影響を受け、発光管２全域に水銀放出層
２ｅから速やかに水銀が蒸発・拡散されることにより、
ランプ点灯直後の光束立ち上がりが向上する蛍光ランプ
を提供することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光束立上り特性を
改善した蛍光ランプに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、蛍光ランプはその最冷部温度が
４０℃から５０℃のときに発光効率が最大となる特性を
有している。そして、そのときの周囲温度は、ほぼ２５
℃となるよう設計されている。しかし、放電路を折曲げ
たり複数の屈曲バルブを連結して構成された管壁負荷が
高い蛍光ランプは、点灯中にランプが高温になりやす
く、また密閉性の高い照明器具内で用いられる蛍光ラン
プはその周囲温度が高くなるため、最冷部が最適温度を
超えてしまい、ランプ効率が低下してしまうという不都
合があった。

【０００３】このため、発光管の細管内にアマルガムを
配置することで水銀蒸気圧を適正な範囲内に制御すると
ともに、電極近傍に補助アマルガムを配置して、点灯直
後に必要な水銀を管内に供給し、始動時の光束立上り特
性を向上させる技術が例えば、特開平５−３０１７号公
報（従来技術１）に開示されている。

【０００４】従来技術１は、光束立上がり向上のために
必要な水銀を速やかに蒸発させるために、ステンレス板
上にインジウムメッキを施した補助アマルガムを電極付
近に設けたものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術１の補助アマルガムは、水銀との結着力が比較的強い
ため、放電路長が大きい発光管の場合には、始動時に補
助アマルガムから放出された水銀が、管内全体に拡散す
るまでに時間がかかり、光束立上り特性が劣るという問
題がある。また、バルブ封止工程の加熱時の封止部温度
は７００〜８００℃に達するが、補助アマルガムのイン
ジウムは約１３０℃で溶融してしまうため、ステンレス
板上の限られたスペースに形成したインジウム膜が凝集
し、粒状に変形してしまうので、このインジウムが光束
立上がりに必要な水銀を十分に蒸発、拡散することがで
きなくなる不具合がある。

【０００６】また、特開２００１−２９７７３１号公報
（従来技術２）には、光束立上り改善のために、補助ア
マルガムに代わって、発光管内壁に塗布された蛍光体層
に、アマルガムよりも水銀との結着力が弱い結着物質を
混合させて水銀を吸着する技術が開示されている。この
結着物質は、ランプ始動後の放電による管内温度上昇に
より、消灯時に自己に吸着した水銀を蒸発・拡散させる
ものである。

【０００７】しかしながら、蛍光体層にアマルガムより
も水銀との結着力が弱い吸着物質を混合させる方法で
は、消灯時に最も早く温度が低下するバルブ屈曲部の水
銀凝集力と、そこに存在する結着物質の吸引力とが同時
に作用することで、屈曲部付近に水銀が過度に凝集して
しまい、放電路内の結着物質に水銀がまんべんなく吸着
されなくなるので、特に、電極付近の結着物質に吸着さ
れる水銀は微量となる欠点があった。すなわち、始動直
後、電極付近の結着物質に結着した水銀は、電極の熱に
より加熱されて管内に放出するが、電極近傍に結着して
いる水銀は微量であるため、光束の立上がりにはあまり
寄与しない。さらに、水銀が過度に凝集している屈曲部
は、放電による管壁温度上昇に時間がかかるため、水銀
の放出が速やかに行なわれず、光束立上りの著しい改善
には至っていないという問題がある。

【０００８】本発明は、アマルガムが配置された蛍光ラ
ンプにおいて、電極付近に補助アマルガムを設けること
なく、ランプ点灯直後の光束立上りを向上させた電球形
蛍光ランプを提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の蛍光ラン
プは、内面に蛍光体層が塗布されたＵ字状屈曲バルブか
ら構成され、１本の放電路が形成されるように、両端部
に電極がそれぞれ配設され、かつ希ガスおよび水銀蒸気
圧を制御するアマルガムが封入された発光管と；前記発
光管の内面のうち少なくとも一方のバルブ電極近傍の領
域のみに形成された水銀放出層と；を具備していること
を特徴とするものである。

【００１０】蛍光ランプは、１本の直管バルブをＵ字状
に屈曲させたものの場合、屈曲部が半円状をなしていて
も、コ字状となっていてもよい。また、２本の直管バル
ブの対向する端部近傍同士を連結管で連結して屈曲部が
形成されたものであってもよい。また、複数の屈曲バル
ブを連結して形成されたものであってもよい。

【００１１】発光管の内面に形成された水銀放出層は、
一対の電極近傍のいずれか一方に形成されていれば良い
が、両方に形成されていても構わない。

【００１２】電極付近とは、点灯直後、電極が発熱する
熱影響を最も受けやすい部分を示す。

【００１３】なお、アマルガムは水銀蒸気圧制御用のも
のであればよく、例えばビスマス（Ｂｉ）−インジウム
（Ｉｎ）アマルガム、ビスマス（Ｂｉ）−インジウム
（Ｉｎ）−スズ（Ｓｎ）アマルガムなどが挙げられる。

【００１４】水銀放出層とは、放電路中の水銀を消灯時
に吸着し、点灯時には速やかに水銀を放出する物質であ
って、発光管内面に層状に形成可能なものをいう。

【００１５】請求項１記載の発明によれば、ランプ消灯
時に最も早く温度が低下する屈曲部よりも、電極付近に
塗布された水銀放出層に効率よく水銀が吸着されるの
で、点灯直後に電極の熱影響を受け、発光管全域に水銀
放出層より速やかに水銀が蒸発・拡散され、ランプ点灯
直後の光束立上がりが向上する。

【００１６】請求項２記載の蛍光ランプは、請求項１記
載の蛍光ランプにおいて水銀放出層は、前記アマルガム
よりも水銀との結着力が弱いバリウム、マグネシウム、
錫、鉛などのうち、いずれか一種の金属酸化物を主成分
として形成されていることを特徴とする請求項１記載の
形蛍光ランプ。

【００１７】金属酸化物は、水銀との結着力がアマルガ
ム形成物質よりも弱く、水銀がバルブ内へ速やかに蒸発
・拡散するものであって、バルブ端部封止時の過熱によ
り熱劣化しないものであれば適用可能である。

【００１８】請求項２記載の発明によれば、請求項１記
載の効果に加え、水銀放出層として最適な材質を使用す
ることにより、光束立上り特性に優れ、製造の容易な蛍
光ランプを提供することができる。

【００１９】請求項３記載の蛍光ランプは、請求項１ま
たは２記載の蛍光ランプにおいて、水銀放出層が形成さ
れている領域の内表面積は２００ｍｍ^２〜３００ｍｍ^２
であることを特徴とする。

【００２０】請求項３記載の発明によれば、請求項１ま
たは２記載の蛍光ランプの作用に加えて、所定の面積を
して水銀放出層を形成することで、始動時の光束立上が
り向上に必要な水銀量を、水銀放出層に吸着させること
ができる。

【００２１】水銀放出層の形成領域は、光束立上りに必
要な水銀を消灯時に吸着可能で、さらに始動直後、自己
に吸着した水銀および管内の水銀が凝集し残留すること
なく蒸発、拡散可能な領域を示す。

【００２２】請求項４記載の電球形蛍光ランプは、請求
項１ないし３いずれか一記載の蛍光ランプと；この蛍光
ランプを点灯させる点灯装置が収納されるとともに、一
方側に口金が他方側に前記蛍光ランプがそれぞれ取付け
られたカバー体と；を具備していることを特徴とする。

【００２３】請求項４記載の発明によれば、請求項１な
いし３いずれか一記載の作用を有する電球形蛍光ランプ
を提供することができる。

【００２４】請求項５記載の照明器具は、請求項１ない
し４いずれか一記載の電球形蛍光ランプと；この電球形
蛍光ランプが装着された器具本体と；を具備しているこ
とを特徴とするものである。

【００２５】請求項５記載の発明によれば、請求項１な
いし４いずれか一記載の作用を有する蛍光ランプを備え
た照明器具を提供することができる。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。

【００２７】図１は、本発明の電球形蛍光ランプの第一
の実施形態を示す一部切欠き側面図、図２は図１の電球
形蛍光ランプの電極付近の一部拡大断面図である。

【００２８】電球形蛍光ランプＬはカバー１、発光管
２、点灯装置３およびホルダ４で構成されている。

【００２９】カバー１は、ポリブチレンテレフタレート
（ＰＢＴ）等の電気絶縁性の耐熱性合成樹脂材料からな
り、下方に拡開する略椀状および、上方に延在する円筒
状部が一体的に形成されており、下方に拡開した開口部
はＰＢＴなどの樹脂材料で形成したホルダ４が固定さ
れ、上方の円筒状部には、Ｅ２６型の口金５が被着さ
れ、かしめなどによりカバーに固定されている。

【００３０】発光管２は、３本の屈曲バルブ２ａを接合
して連通管により一本の放電路を形成するように構成さ
れ、両端に位置するバルブ２ａの端部２ｇには、一対の
電極２ｂが封装されている。それぞれの屈曲バルブ２ａ
の内面全域にわたり、蛍光体層２ｃが形成されており、
電極２ｂが配置されたバルブ端部２ｇには、蛍光体層２
ｃ上に水銀放出層である酸化バリウムを主成分とする水
銀放出層２ｅが塗布されている。バルブ２ａ内に封入ガ
スとして例えばアルゴンなどの希ガスおよびＢｉ−Ｓｎ
−Ｉｎからなる主アマルガム６（水銀含有量４ｍｇ）
が、それぞれバルブ端部２ｇの細管２ｆに封入され加熱
封止し発光管２が完成する。

【００３１】次に、屈曲バルブ２ａ内面の蛍光体層２ｃ
および水銀放出層の形成工程について説明する。まず、
内面全域にわたり蛍光体粒子に水溶性バインダーおよび
アルミナ結着在を混合した蛍光体混合液を用意し、この
液を屈曲形成されたバルブ２ａの内面に塗布する。その
後バルブ屈曲部２ｄを、上方向に向けた状態で少なくと
も電極２ｂが取付けられる一方のバルブ端部２ｇを、炭
酸バリウムを水溶性バインダーで溶いた溶液にバルブ端
部２ｇから３０ｍｍ程度浸す。最後にバルブ２ａ全体を
ベーキングし、バルブ端部２ｇ内面端部の蛍光体層、酸
化バリウムおよび外表面の酸化バリウムをブラシクリー
ニングする。これにより、発光管２内の水銀放出層２ｅ
の総面積はおよそ３００ｍｍ^２とる。なお、電極２ｄ付
近に塗布した炭酸バリウムは、不活性ガス雰囲気内の加
熱により分解されて酸化バリウムになる

【００３２】この屈曲バルブ２ａは、電球形蛍光ランプ
Ｌの上下方向を長手方向とする中心軸を中心とする円周
上に等間隔で配置するとともに、各バルブ２ａの直管部
も電球形蛍光ランプＬの中心軸を中心とする円周上に等
間隔で配置している。すなわち、各屈曲バルブ２ａの屈
曲部２ｄが略三角形の各辺に対応して配置されている。

【００３３】バルブ端部２ｇは、ホルダ４に形成された
バルブ取付孔にそれぞれ差込まれ、バルブ端部２ｇとバ
ルブ取付孔はシリコーン樹脂などにより接着固定され
る。これにより、バルブ２ａがホルダ４に支持され、ホ
ルダ４のバルブ２ａ非装着側には、点灯装置３が配置さ
れている。

【００３４】この点灯装置３の配線基板には、例えばト
ランジスタインバータを用いた高周波点灯用の回路部品
などを実装した点灯装置３が設けられており、発光管と
点灯装置３は外部リード線を介して電気的に接続されて
いる。

【００３５】次に本実施形態の電球形蛍光ランプＬの作
用について説明する。

【００３６】上記のように組み立てられた電球形蛍光ラ
ンプＬは、口金５を介して点灯装置３に給電されると、
点灯装置３が作動して高周波電圧を発光管４に出力し、
発光管４内部空間の導電体を介してフィラメント電極２
ｄ間に電圧が印加される。これにより、フィラメント電
極２ｄ間に放電が生起されると、消灯時に自己に吸着し
た水銀を、フィラメント電極２ｄの熱影響を受けやすい
電極２ｄ付近に塗布した水銀放出層２ｅより光束立上が
りに必要な水銀量を速やかに放電路中に蒸発、拡散する
ことが可能となり、光束立上り特性が向上する。

【００３７】一方、ランプ消灯時には、最も温度が早く
低下する屈曲部２ｃよりも水銀の吸引力が大きい水銀放
出層２ｅを電極２ｄ近傍に塗布することにより、水銀放
出層２ｅに光束立上り向上に必要な０．１〜０．２ｍｇ
の水銀を確実に結着することが可能となる。さらに、従
来技術２のような蛍光体層２ｃにアマルガム６よりも水
銀との結着力が弱い吸着物質を混合させることで、消灯
時に最も早く温度が低下するバルブ屈曲部２ｄの水銀凝
集力と、そこに存在する結着物質の吸引力とが同時に作
用することで、屈曲部２ｄ付近に水銀が過度に凝集して
しまい、放電による管壁温度上昇では水銀の放出が速や
かに行なわれず、点灯中の紫外線照射によって、蛍光体
物質と反応して起こる黒化などの不具合も防止できる。

【００３８】なお、本実施の形態の電球形蛍光ランプに
使用したアマルガムの水銀含有量は４ｍｇだが、水銀蒸
気圧制御が可能であればこれに限定しない。

【００３９】また、発光管２の形状は、１本のガラス管
で屈曲部２ａを形成しても、複数本のガラス管で屈曲部
２ｃを形成したもの、あるいは複数本の直管状のガラス
管を繋ぎ管を介し放電路を形成したものであっても良
い。また、ホルダ４との関係において、単なる略Ｕ字形
状や略Ｗ字形状あるいは略Ｕ字形状の発光管を円周状に
配置したものであっても差し支えない。

【００４０】なお、上記実施の形態の電球形蛍光ランプ
Ｌは、発光管を覆うグローブを有していないがが、グロ
ーブを有していても構わない。

【００４１】次に本発明の照明器具の実施形態を図３を
用いて説明する。図３は本発明の照明器具の一実施形態
を示す概略断面図である。図においてて３１は電球形蛍
光ランプ、３０は埋め込み形照明器具本体である。器具
本体３０は、基体３２と反射板３３などより構成されて
いる。

【００４２】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、ランプ消
灯時に最も早く温度が低下する屈曲部よりも、電極付近
に塗布された水銀放出層に効率よく水銀が吸着されるの
で、点灯直後は電極の熱影響を受け、発光管全域に水銀
放出層より速やかに水銀が蒸発・拡散され、ランプ点灯
直後の光束立上がりが向上する。

【００４３】請求項２記載の発明によれば、請求項１記
載の効果に加え、水銀放出層として最適な材質を使用す
ることにより、光束立上り特性に優れ、製造の容易な蛍
光ランプを提供することができる。

【００４４】請求項３記載の発明によれば、請求項１ま
たは２記載の蛍光ランプの作用に加えて、所定の大きさ
の水銀放出層を形成することで、始動時の光束立上がり
向上に必要な水銀量を、水銀放出層に吸着させることが
できる。

【００４５】請求項４記載の発明によれば、請求項１な
いし３いずれか一記載の作用を有する電球形蛍光ランプ
を提供することができる。

【００４６】請求項５記載の発明によれば、請求項１な
いし４いずれか一記載の作用を有する蛍光ランプを備え
た照明器具を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態電球形蛍光ランプの一実施形態を
示す一部切欠き側面図。

【図２】図１の電球形蛍光ランプの電極付近の一部拡大
断面図。

【図３】本実施の照明器具の一実施形態を示す側面一部
断面図。

【符号の説明】

１…カバー、２…バルブ、２ｅ…水銀放出層、３…点灯
装置、４…ホルダ、５…口金

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内面に蛍光体層が塗布されたＵ字状屈曲バ
ルブから構成され、１本の放電路が形成されるように両
端部に電極がそれぞれ配設され、かつ希ガスおよび水銀
蒸気圧を制御するアマルガムが封入された発光管と；前
記発光管の内面のうち少なくとも一方のバルブ電極近傍
の領域のみに形成された水銀放出層と；を具備している
ことを特徴とする蛍光ランプ。
【請求項２】前記水銀放出層は、前記アマルガムよりも
水銀との結着力が弱いバリウム、マグネシウム、錫、鉛
などのうち、いずれか一種の金属酸化物を主成分として
形成されていることを特徴とする請求項１記載の形蛍光
ランプ。
【請求項３】前記水銀放出層が形成されている領域の内
表面積は２００ｍｍ^２〜３００ｍｍ^２であることを特徴
とする請求項１または２記載の蛍光ランプ。
【請求項４】請求項１ないし３いずれか一記載の蛍光ラ
ンプと；この蛍光ランプを点灯させる点灯装置が収納さ
れるとともに、一方側に口金が他方側に前記蛍光ランプ
がそれぞれ取付けられたカバー体と；を具備しているこ
とを特徴とする電球形蛍光ランプ。
【請求項５】請求項１ないし４いずれか一記載の蛍光ラ
ンプと；この蛍光ランプが装着された器具本体と；を具
備していることを特徴とする照明器具。