JP2004055293A - 電球形蛍光ランプおよび照明装置 - Google Patents
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Abstract
水銀蒸気圧制御用のアマルガムが封入された場合であっても、簡単な構成により光束立上り特性を改善することができる電球形蛍光ランプを提供する。
【課題】バルブ５１端部から突出する細管５２の先端部５２ａを口金１１側部位まで延出し、点灯中比較的温度が低いカバー体１０内に接触させているので、細管５２の先端部が点灯中最も高温となるバルブ５１の熱影響を受けにくくなって、比較的温度の低い状態となり、水銀蒸気圧の上昇に伴って光出力特性が損なわれることが抑制され、消灯時の温度状態における水銀蒸気圧を高くすることが可能となり、点灯直後の光束立上り特性を向上させることができる。
【選択図】図１
【課題】バルブ５１端部から突出する細管５２の先端部５２ａを口金１１側部位まで延出し、点灯中比較的温度が低いカバー体１０内に接触させているので、細管５２の先端部が点灯中最も高温となるバルブ５１の熱影響を受けにくくなって、比較的温度の低い状態となり、水銀蒸気圧の上昇に伴って光出力特性が損なわれることが抑制され、消灯時の温度状態における水銀蒸気圧を高くすることが可能となり、点灯直後の光束立上り特性を向上させることができる。
【選択図】図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光束立ち上がり特性を改善した電球形蛍光ランプおよび照明装置に関する。
【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６０℃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するなど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い。特に、蛍光ランプをグローブなどで覆った電球形蛍光ランプの場合は、グローブ内の発光管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。
【０００２】
このため、発光管の細管内に水銀蒸気圧制御用の主アマルガムを配置することで、点灯中の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。
【０００３】
また、特許第３２７５７９７号（従来技術２）には、点灯中アマルガムの温度が高くなりすぎることを抑制するために、アマルガム収容部と口金を熱伝導部材で接続した電球形蛍光ランプが開示されている。
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この従来技術を応用した電球形蛍光ランプは、消灯時には周囲温度が低いため、水銀蒸気圧が低下しており、点灯直後に補助アマルガムから水銀が蒸発したとしても、発光管の温度が所定値まで上昇するには時間がかかるため、光束の立ち上がり特性としては、充分満足できるものではなかった。
【０００４】
また従来技術２は、通常金属である口金に熱伝導部材でアマルガム温度を下げようとすると消灯時の口金の急激な温度低下により、蛍光ランプ内の水銀のほとんどがアマルガムに吸収されてしまうため、再点灯する時、光束立ち上がりがわるかった。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、水銀蒸気圧制御用のアマルガムが封入された場合であっても、簡単な構成により光束立上り特性を改善することができる電球形蛍光ランプおよびこの電球形蛍光ランプを使用した照明器具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】
請求項１記載の電球形蛍光ランプは、屈曲形バルブを有する蛍光ランプと；基板およびこの基板に実装された電子部品を有し、高周波電力を蛍光ランプに供給する点灯装置と；一端側に口金が設けられ、他端側に蛍光ランプを保持する保持部を有し、点灯装置を収容したカバー体と；上記蛍光ランプの屈曲バルブ端部から突出し、先端部がカバー体の口金側部位に熱的に接続するよう延出している細管と；を具備していることを特徴とするものである。
【０００６】
口金側部位とは、口金が設けられるカバー体の部分および当該部分から蛍光ランプ側に連続的に延在した比較的温度が低いカバー体の点灯装置収容部内面部分をいうが、口金自体も含まれる。
【０００７】
ここでいう「比較的温度が低い」とは、その温度が通常点灯時に６５℃以下になることを意味する。
【０００８】
「熱的に接続されている」とは、直接的、間接的に口金側部位と接続されていてもよく、細管先端部の熱がカバー体側に放熱可能で、接続部分の温度が低くすることが可能であれば、接続方法は限定されない。
【０００９】
バルブ端部から突出形成された細管を封着する方法は、フレアステム等の封止用ガラス部材を使用していても、バルブの端部を加熱溶融して側方よりピンチャー等の治具で挟み、変形させる圧潰封着方法を用いても構わない。
【００１０】
屈曲バルブは、直管状ガラスバルブのほぼ中央部を加熱溶融し、屈曲するか、またはガラスバルブをモールド成形することによってＵ字状に屈曲した形状に形成される。ここで、「Ｕ字状に屈曲形成された」とは、放電路が屈曲部で折り返されて放電が屈曲するようにガラスバルブが形成されていることを意味し、屈曲部が湾曲状または円弧状に形成されたものに限定されず、屈曲部が角形状や尖鋭状に形成されたものも含むという意味である。要するに、放電路が屈曲するように直線部の一端同士が連続するように形成されたバルブを意味する。また、屈曲バルブは、ほぼ平行な２本の直線部の一端同士を吹き破りなどによって形成された連通管によって接続されたものや、スパイラル状に形成されたものであってもよい。なお、屈曲バルブはガラス製でなくてもよく、透光性気密容器を形成可能なセラミックスなどの材質で形成することが許容される。
【００１１】
蛍光ランプは、屈曲バルブ単体で構成される他、複数の屈曲バルブの端部同士を連通管を介してつなぎ合わせることで内部に少なくとも一本の放電路が形成されるようにガラスバルブ間が連通するように並設されたものであってもよい。
【００１２】
屈曲バルブの内面には直接または間接的に蛍光体層が被着されている。蛍光体層は、希土類金属酸化物蛍光体、ハロリン酸塩蛍光体などが挙げられるが、これに限らない。しかし、発光効率を向上させるためには赤、青、緑の各色に発光する蛍光体を混合した三波長発光形の蛍光体を使用するのが好ましい。
【００１３】
蛍光ランプには、蛍光ランプ内に形成された放電路の両端位置に電極が封装されている。電極はフィラメントからなる熱陰極、電子放射物質が坦持されたセラミック電極、ニッケルなどから形成された冷陰極などが挙げられる。
【００１４】
蛍光ランプには、内部に放電媒体が封入されている。放電媒体としては、アルゴン、ネオン、クリプトン、キセノンなどの不活性ガスおよび水銀からなる。
【００１５】
細管は、屈曲バルブの端部から延出するように封着されたものであり、排気管として使用されるものであってもよい。
【００１６】
カバー体は、口金が取付けられるとともに、口金が取付けられた方向と逆の部位に蛍光ランプを支持する保持体を備えたものであり、内部に点灯装置の収容空間を形成する収容部が形成されている。保持体は、蛍光ランプの端部が挿入可能な形状を有するホルダとしてカバー体とは別体構造とするのが好ましいが、カバー体と一体構造であっても構わない。
【００１７】
口金は、白熱電球用のＥ形と称されるねじ込みタイプが通常使用されるが、これに限定されない。また、口金は、カバー体に直接装着される必要はなく、間接的にケースに装着されるものやカバー体の一部が口金を構成するものであってもよい。
【００１８】
点灯装置は、カバー体内に収容されるものである。点灯装置の基板は、カバーに対して直接的または間接的に取付けられて収納されている。点灯装置は、平滑用電解コンデンサを備えるものが一般的であるが、これに限定されない。
【００１９】
請求項１記載の電球形蛍光ランプによれば、バルブ端部から突出する細管の先端部を口金側部位まで延出し、点灯中比較的温度が低いカバー体内に接触させているので、細管の先端部が点灯中最も高温となるバルブの熱影響を受けにくくなって、比較的温度の低い状態となり、水銀蒸気圧の上昇に伴って光出力特性が損なわれることが抑制される。さらに、消灯時の温度状態における水銀蒸気圧を高くすることが可能となり、点灯直後の光束立上り特性を向上させることができる。
【００２０】
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、細管の先端部に主アマルガムが位置するように封入されており、主アマルガムは、通常点灯時にカバー体内の周囲温度が４０〜６５℃となるカバー体の内側空間に配置されていることを特徴とするものである。
【００２１】
細管に封入された主アマルガムを、通常点灯時に４０〜６５℃の範囲となる空間に位置させるのは、水銀蒸気圧特性の高い主アマルガムを使用して、光束立ち上がり特性を改善するためにである。
【００２２】
細管内に封入される主アマルガムは、点灯直後の水銀蒸気圧が純水銀に近く、安定点灯時の水銀蒸気圧も適正な値に制御可能な特性を有するものが使用される。例えば、Ｂｉ−Ｓｎ−Ｈｇで構成される合金などからなり、主アマルガムの温度が２５℃のときに０．１〜０．２４Ｐａ、好ましくは０．１５〜０．２４Ｐａであって、主アマルガムの温度が５０〜６０℃のときに１．０〜２．０Ｐａとなるものが好ましい。なお、主アマルガムを封入するにあたっては、点灯直後の水銀蒸気拡散を補うため、補助アマルガムをバルブ内に配置することが好ましいが、この補助アマルガムは必須ではなく、点灯直後に発光管内に適度な水銀蒸気拡散が起こる条件で発光管が構成されていれば主アマルガムのみを封入したものであってもよい。
【００２３】
請求項２記載の電球形蛍光ランプによれば、細管内に先端部分に封入した主アマルガムを、周囲温度が４０〜６５℃であるカバー体内空間に配置しているので、主アマルガムを所定温度に保つことができるため、水銀蒸気圧が高い特性を有する主アマルガムを使用することが可能となり、光束立ち上がり特性を改善することができる。
【００２４】
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、カバー体内面に熱的に細管の先端部の少なくとも一部が接続するように配設された熱伝導部材を具備していることを特徴とするものである。
【００２５】
熱伝導部材は、細管の少なくとも一部とカバー体内面に接触しており、互いに接触している部分の熱を熱伝導部材を介して伝導させるものである。光束立ち上がり特性を向上させるには、細管先端に封入されたアマルガムの温度を所定温度に保つ必要があるため、熱伝導部材と接触する部分は、アマルガムが封入されている細管先端部である必要がある。また、アマルガムが封入されている細管先端周囲にわたり熱伝導部材で完全に被覆すれば、アマルガムの温度をより確実に最適温度に保つことが可能となる。熱伝導部材が細管の先端部から電極側に形成されていても、電極および点灯装置の発熱部材からの熱影響を受けずにアマルガムが最適温度を維持できる程度であれば許容される。
【００２６】
請求項３記載の電球形蛍光ランプによれば、細管の先端部分に熱伝導部材が配設されているので、効率よくカバー体内の熱をカバー体に伝導させることができ、細管の先端部の温度の過剰上昇を規制することができ、発光効率を向上することができる。
【００２７】
請求項４記載の電球形蛍光ランプは、屈曲形バルブを有する蛍光ランプと；基板およびこの基板に実装された電子部品を有し、高周波電力を蛍光ランプに供給する点灯装置と；一端側に口金が設けられ、他端側に蛍光ランプを保持する保持部を有し、点灯装置を収容したカバー体と；上記蛍光ランプの屈曲バルブ端部から突出し、その先端部に主アマルガムが封入された細管と；上記細管の少なくとも一部とカバー体内面とが熱的に接続されるように設けられた熱伝導部材と；上記細管および熱伝導部材の大部分を覆っている断熱材と；を具備していることを特徴とするものである。
【００２８】
請求項４で使用された用語のうち、請求項１ないし３いずれか一記載のものと同一であれば、特に説明がない限り同様の定義とする。
【００２９】
細管および熱伝導部材の大部分を覆っている断熱材は、細管の先端部が比較的温度が高い部分からの熱影響を防ぐためのものである。すなわち、点灯中高温となる蛍光ランプおよび点灯回路の発熱部材が配置されたカバー体の蛍光ランプ側の比較的温度が高い空間に位置している部分は、細管の中間部または熱伝導部材に近接しており、熱影響を受けやすいので、断熱手段により覆う必要がある。具体的には、バルブ端部から口金側方向に突出した細管全てを含み、さらに断熱手段は、カバー体内に位置している熱伝導部材のほぼ全域にわたり覆われていることが望ましい。
【００３０】
断熱手段は、温められた蛍光ランプ内空間の熱を遮断することが可能であれば蛍光ランプを構成する例えばカバー体に一体的形成されるような構造となっていてもよく、また別部品により構成されていても構わない。
【００３１】
請求項４記載の電球形蛍光ランプによれば、細管と熱伝導部材を断熱手段により覆っているので、点灯中高温となる蛍光ランプおよびカバー体内の比較的温度が高い部分からの熱影響を受けることが抑制され、細管の先端部を最適温度に保つことができる。
【００３２】
請求項５記載の電球形蛍光ランプは、請求項１ないし４いずれか一記載の蛍光ランプにおいて、基板は蛍光ランプの全端部を覆うようにカバー体に装着されており、細管は基板に形成された挿通部を介してカバー体の口金側に延在していることを特徴とするものである。
【００３３】
点灯装置の基板による遮熱効果は、基板が蛍光ランプの端部を覆い、かつ細管を貫通孔や切欠きなどによって基板に形成された挿通部を介して口金側に延在させることでより確実に得ることができる。特に、基板が蛍光ランプの全端部を覆うことで、蛍光ランプの全端部を覆っていない場合に比べて蛍光ランプの放射熱が効率よく遮断されて口金側の空間に熱が伝わりにくくなり、挿通部を介して細管を突出させるのでこの遮熱効果が大きく損なわれることがない。このとき、挿通部と細管との隙間はできるだけ小さく、好ましくは１ｍｍ以下にするとよい。なお、「蛍光ランプの全端部を覆う」とは、蛍光ランプに複数の端部が形成されている場合には、各端部の全ての端面を完全に覆う必要は無く、基板が遮熱に必要な蛍光ランプの端部の端面の一部分を全て覆っていればよい。例えば、蛍光ランプが複数の屈曲バルブを並設して形成されている場合には、バルブ軸中心よりも蛍光ランプの外周側に位置する部分は覆わなくても十分な遮熱効果が得られる。
【００３４】
請求項５記載の電球形蛍光ランプによれば、基板が蛍光ランプの全端部を覆う状態でカバー体に装着され、細管が基板に形成された挿通部を介して口金側に延在されているので、カバー体内の口金側の空間温度を上昇させることなく細管の先端部を口金側に位置させることができるので、簡単な構成で光束立上り特性を向上させることが可能となる。
【００３５】
請求項６記載の電球形蛍光ランプは、請求項１ないし５いずれか一記載の電球形蛍光ランプにおいて、蛍光ランプはカバー体に装着されたグローブに覆われていることを特徴とするものである。
【００３６】
蛍光ランプを覆うグローブは、光透過性を有していれば、光拡散性、透明性のいずれであってもよく、模様または着色が施してあるものでもよい。グローブの材質はガラス、プラスチックのいずれでもよい。グローブの形状は任意であるが、一般に普及している白熱電球形状に類似するいわゆるＡ形と称される形状、ほぼ球形状のいわゆるＧ形と称される形状、先端球形で円筒状のいわゆるＴ形と称される形状等を採用することができる。
【００３７】
このようにグローブ付の電球形蛍光ランプの場合、カバー体内の空間の温度が上昇しやすく、水銀蒸気圧特性の低いアマルガムを使用する必要があり、消灯時の水銀蒸気圧が低くなるため、光束立上り特性が特に悪かった。
【００３８】
請求項６の電球形蛍光ランプによれば、グローブ付の電球形蛍光ランプであっても消灯時の水銀蒸気圧を高くすることが可能となり、光束立上り特性の改善効果が顕著となる。
【００３９】
請求項７記載の照明装置は、請求項１ないし６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照明装置。
【００４０】
請求項７記載の照明装置は、請求項１ないし６いずれか一記載の電球形蛍光ランプの作用を有することができる。
【発明の実施の形態】
【００４１】
以下、本発明の電球形蛍光ランプの一実施形態を図面を参照して説明する。
【００４２】
図１は第１の本実施形態の電球形蛍光ランプの断面図、図２は蛍光ランプの構造を説明する展開図である。
【００４３】
図１および図２において、この電球形蛍光ランプは、口金１１を有するカバー体１０と、カバー体１０の一部としてカバー体１０の開口部１２に装着された保持部としてのホルダ２０と、カバー体１０に収納された点灯装置３０と、透光性を有するグローブ４０と、このグローブ４０に収納された蛍光ランプ５０としてのガラスバルブ５１とを備えている。そして、グローブ４０とカバー体１０とから構成される外囲器は、定格電力６０Ｗ形相当の白熱電球などの一般照明用電球の規格寸法に近似する外形に形成されている。すなわち、口金１１を含む高さＨ１ は１１０〜１２５ｍｍ程度、直径すなわちグローブの外形Ｄ１ が５０〜６０ｍｍ程度、カバー体１０の外形Ｄ２ が４０ｍｍ程度に形成されている。なお、一般照明用電球とはＪＩＳ Ｃ ７５０１に定義されるものである。
【００４４】
ガラスバルブ５１の内面には、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）保護膜（図示しない）とその上に蛍光体層（図示しない）が形成されている。
【００４５】
蛍光ランプ５０は、略同形状の３本のＵ字状屈曲形バルブ５１を所定の位置に配置し、連通管を介して順次接続することによって、１本の放電路が形成されている。
【００４６】
３本のガラスバルブ５１は、バルブ５１の直線部が円周上に位置するように配設して３つの屈曲部が三角形状をなすトリプルＵ形に構成されている。なお、ガラスバルブ５１を４本使用して屈曲部が四角形状をなすように構成してもよい。
【００４７】
各バルブ５１は、管外径が約１１ｍｍ、管内径が約９．４ｍｍ、肉厚が約０．８ｍｍの無鉛ガラス製で、１１０〜１３０ｍｍ程度の直管ガラスバルブの中間部を滑らかに湾曲するように屈曲形成したものであり、屈曲部を備えた略Ｕ字状に形成されている。管外径が９．０〜１３ｍｍ、肉厚が０．５〜１．５ｍｍのガラスバルブ５１を用いた蛍光ランプ５０としては、放電路長が２５０〜５００ｍｍ、ランプ入力電力が８〜２５Ｗとして設計することで、白熱電球形状に近似した電球形蛍光ランプを構成することが可能となる。さらに、放電路長が大きくなることによってランプ効率が改善される点灯領域について検討した結果、放電路長が２５０〜５００ｍｍ、ランプ入力電力が８〜２５Ｗの範囲内であれば、ランプ効率が特に改善される。
【００４８】
屈曲バルブ５１は、ピンチシール部などにより、一端部が封着されているとともに、他端部には内径２〜５ｍｍの細管５２がピンチシールによって封着されている。中間の屈曲バルブ５１に封着された細管５２内には主アマルガム６０が封入されている。
【００４９】
蛍光ランプ５０の両側に位置する屈曲バルブ５１の非連通管側の一端部には、電極としてのフィラメントコイルが、一対のウエルズに支持されて配置されている。一対のウエルズは、両端の屈曲バルブ５１の端部にマウントを用いないピンチシールなどにより封着されたジュメット線を介して、屈曲バルブ５１の外部に導出されたランプ側ワイヤーに接続されている。そして、蛍光ランプ５０から導出された２対すなわち４本のランプ側ワイヤーは、点灯装置３０に電気的に接続されている。
【００５０】
中間の屈曲バルブ５１の所望の一端部および電極近傍のウエルズには補助アマルガム６１が設けられている。中間の屈曲バルブ５１に設けられた補助アマルガム６１は、ピンチシールなどにより封着されたウエルズに取付けられており、放電路の中間位置に配設される。補助アマルガム６１は、縦２ｍｍ、横７ｍｍ、厚さ４０μｍのステンレスの基板に金（Ａｕ）または銀（Ａｇ）を約３ｍｇメッキした形成されたものである。
【００５１】
中間の屈曲バルブ５１に封着された細管５２は、その先端５２ａが カバー体１０内の口金１１側に位置するように屈曲バルブ５１の端部からの突出長Ｌ１は１５〜５０ｍｍの長さとするのが好ましく、本実施形態では直線長さにして約４５ｍｍで突出している。細管５２は、熱伝導部材７０である例えばシリコーン樹脂を介してカバー体１０の口金１１が被される筒部１３内面に当接しており、屈曲バルブ５１の端部から細管先端５２ａまでの突出高さＬ１は約４０ｍｍである。
【００５２】
主アマルガム６０は、ビスマス（Ｂｉ）が５０〜６５質量％、錫（Ｓｎ）が３５〜５０質量％からなる合金を基体とし、この合金に対して水銀を１２〜２５質量％含有させたものである。
【００５３】
そして、蛍光ランプ５０は、バルブ５１の高さが５０〜６０ｍｍ、放電路長が２００〜３５０ｍｍ、バルブ５１並設方向の最大幅が３２〜４３ｍｍに形成されている。
【００５４】
そして、蛍光ランプ５０には、封入ガス比率が９９％以上のアルゴンガスが封入圧力４００〜８００Ｐａで封入される。
【００５５】
以下、口金１１側を上側、グローブ４０側を下側として説明する。
【００５６】
蛍光ランプ５０は、蛍光ランプ５０固定部材であり、また点灯装置３０固定部材でもあるホルダ２０に取り付けられ、このホルダ２０がカバー体１０の開口部１２を覆うようにカバー体１０に装着されている。また、ホルダ２０には点灯装置３０の回路基板３１が嵌合手段（図示しない）により取り付けられている。点灯装置３０は、水平状、すなわち蛍光ランプ５０の長手方向と垂直に配置される円板状の回路基板３１を備え、この回路基板３１の両面すなわち口金１１側である上面および蛍光ランプ５０側である下面に、複数の部品（電気部品）が実装されて、高周波点灯を行なうインバータ回路（高周波点灯回路）が構成されている。
【００５７】
回路基板３１には、直径約６ｍｍの挿通部としての円径状の挿通孔３２が形成されており、この挿通孔３２を介して細管先端部５２ａが口金１１側まで延在している。回路基板３２の一面側には、平滑用電解コンデンサ３０ａや、インダクタ、トランス、抵抗やフィルムコンデンサなどからなる電子部品の大部分が実装されている。回路基板３２の蛍光ランプ５０側の他面には、電界効果形トランジスタ（ＦＥＴ）や整流ダイオード（ＲＥＣ）、チップ抵抗など、比較的耐熱温度が高い小形電子素子が実装されている。平滑用電解コンデンサ３０ａは、電界効果形トランジスタ、トランス、限流インダクタ、抵抗、共振コンデンサなどの発熱量が比較的多い電子部品よりもその先端部が口金１１側に突出している。主アマルガム６０は、電解コンデンサ３０ａを除く電子部品よりも口金１１側である電解コンデンサ３０ａに隣接して位置するように細管５２内に収容されている。このとき、主アマルガム６０は回路基板３２の口金１１側の面からの距離が約４０ｍｍになるように離間している。
【００５８】
そして、カバー体１０は、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たカバー本体１０を備えている。そして、このカバー本体１０は、下方に拡開する略筒状をなし、上方には、Ｅ２６形などの口金１１が被せられる筒部１３を有し、接着剤またはかしめなどにより固定されている。
【００５９】
また、グローブ４０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、定格電力６０Ｗ形相当の一般照明用電球のガラス球とほぼ同一形状の滑らかな曲面状に形成されているとともに、開口部の縁部には、カバー体１０の下端の開口部１２の内側に嵌合する嵌合縁部が形成されている。なお、このグローブ４０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る。
【００６０】
回路基板３２は、略円板状で、蛍光ランプ５０の最大幅 の１．２倍以下の直径（最大幅寸法）に形成されている。
【００６１】
そして、点灯装置３０は、７〜１５Ｗのランプ電力により蛍光ランプ５０内の電流密度（断面積当たりの電流）が３〜５ ｍＡ／ｍｍ２で点灯させるように構成されている。本実施形態の電球形蛍光ランプは、入力電力定格１２Ｗで、蛍光ランプ５０には、１０．５Ｗの電力の高周波で加わり、ランプ電流は１９０ｍＡ、ランプ電圧は５８Ｖとなり、蛍光ランプ５０からの光出力により全光束が約８１０ｌｍとなっている。
【００６２】
このように規定された電球形蛍光ランプを、一般照明用電球の照明器具に用いた場合、電球形蛍光ランプの配光が一般照明用電球の配光に近似することで、照明器具内に配設されたソケット近傍の反射体への光照射量が十分に確保され、反射体の光学設計どおりの器具特性を得ることができる。
【００６３】
次に、本実施形態の作用について説明する。図３は、本実施形態の温度分布を示す概略断面図である。この温度分布の測定条件は、周囲温度を２５℃の無風状態にて口金上向き点灯とした。このとき、電球形蛍光ランプは入力電力１２．１Ｗの約１割が点灯回路で消費されている。
【００６４】
各部の温度はそれぞれ次のとおりであった。アマルガム６０近傍の細管先端５２ａ温度Ｔ１は５５℃、口金１１の内側空間温度Ｔ２は５３℃、カバー体１０中央の空間温度（発熱部品の上端が位置する空間温度）Ｔ３は６２℃、回路基板３２の上面温度Ｔ４は９８℃、カバー体１０の外面の上部温度Ｔ５は６２℃、中間部温度Ｔ６は６２℃、バルブ５１の電極近傍温度Ｔ７は１５８℃、陽光柱温度Ｔ８は１３６℃、屈曲部温度Ｔ９は１０６℃、グローブ４０外面の上部温度Ｔ１０は８１℃、最大外径部温度Ｔ１１は６０℃、頂部温度Ｔ１２は５７℃。
【００６５】
このように、点灯装置３０の近傍は、主発熱要素である蛍光ランプ５０の上部に位置するために温度が高くなる。これは熱が上部方向および外径方向へと拡散すること、および点灯装置３０のうち主たる発熱部品であるバラスト巻線やトランジスタの近傍には高温の空間ができることを意味している。このような高温領域に実装された部品群よりも口金１１側のカバー体１０内の空間は比較的温度が低く、この空間に主アマルガム６０を位置させることによって、主アマルガム６０の温度を低下させている。これは、カバー体１０内の空気がよどんでおり、カバー体１０内の対流があまり起こっていないため、点灯装置３０の主要部品よりも口金１１側付近は比較的温度が低くなるためと考えられる。主アマルガム６０に近接する電解コンデンサはほとんど発熱しない部品であり、また口金近傍の内部は５０〜６０℃程度である。ちなみに、主アマルガム６０が封入された細管５２の突出長が約１０ｍｍの蛍光ランプ５０を備えた従来例（ショートチップ方式）の主アマルガム６０の温度を測定したところ約９０℃であった。このように、本実施形態のように主アマルガム６０を口金１１側に配置させたロングチップ方式では、主アマルガム６０の温度を約３０〜４０℃低減する効果がある。
【００６６】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
【００６７】
図５は、第２実施形態の電球形蛍光ランプを示す一部切欠き断面図である。なお、第１の実施形態と同一の構成には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００６８】
本実施形態の電球形蛍光ランプは、第一の実施形態とほぼ同様の水銀蒸気圧特性を有する主アマルガム６０が封入された細管５２の突出長は約１０ｍｍの従来通りの構造（ショートチップ方式）である。
【００６９】
この細管５２とカバー体１０の筒部１３の間は、熱伝導部材７０である熱伝導性の良い例えば銅線などにより熱的に接触しており、屈曲バルブ５１端部の細管根元付近から熱伝導部材７０のほぼ全域にわたりシリコーンチューブからなる断熱手段８０により覆われている。主アマルガム６０封入用の細管５２が熱伝導部材７０によりカバー体１０に接続され、かつこれらを断熱手段８０で覆っているので、カバー体１０内空間中比較的温度が高い電極近傍、および発熱部品により温められた熱影響を受けることなく主アマルガム６０を最適温度に保つことができる。細管５２は、安定点灯時９８℃まで上昇するカバー体１０内の回路基板３２側にも位置しているが、断熱手段８０により覆われておりさらに細管５２は、熱伝導部材である銅線を介して口金１１と熱的に接続しているので、点灯中のカバー体１０内温度が高くなっていても、細管５２部分は温度が低く保たれているため、水銀蒸気圧の高いアマルガム６０を使用することが可能となる。したがって、安定点灯時の光出力が損われることが抑制され、光束立上り特性が向上する。また、断熱手段８０は、薄肉のガラス管からなる細管５２は、外部からの衝撃に弱く、それら衝撃から保護する緩衝材としても作用することも考えられる。
【００７０】
さらに、細管５２は排気管として使用されるものであり、第１の実施形態で使用された細管５２はガラスバルブ５１の製造時に使用された後、端部付近でチップオフされているため、バルブ５１の端部から突出しているのは実質的に細管５２のみとなり、ホルダ２０と蛍光ランプ５０との距離を小さくできるので、電球形蛍光ランプの高さ寸法を短くすることが可能である。
【００７１】
なお、本実施形態の電球形蛍光ランプの、主アマルガム６０を封入したが、亜鉛（Ｚｎ）アマルガムからなる水銀封入構体としての定量封入用水銀ペレットなど使用して蛍光ランプ５０内に水銀を封入したものであっても同等の効果が得られる。
【００７２】
また、細管５２とカバー体１０内面を熱的に接続する熱伝導部材７０は、熱劣化せず、空気よりも熱伝導性が良い材料であれば、シリコーン樹脂の他に金属類などの使用も可能である。
【００７３】
細管５２および熱伝導部材７０を覆う断熱手段８０はシリコーンチューブ他にガラスウールなどが考えられる。
【００７４】
次に本発明の一実施形態である照明器具を図６を用いて説明する。図６は本発明の照明器具の一実施形態を示す断面概略図である。図において６１は電球形蛍光ランプ、６０は埋め込み形照明器具本体である。器具本体６０は、基体６２と反射板６３などより構成されている。
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、バルブ端部から突出する細管の先端部を口金側部位まで延出し、点灯中比較的温度が低いカバー体内に接触させているので、細管の先端部が点灯中最も高温となるバルブの熱影響を受けにくくなって、比較的温度の低い状態となり、水銀蒸気圧の上昇に伴って光出力特性が損なわれることが抑制される。さらに、消灯時の温度状態における水銀蒸気圧を高くすることが可能となり、点灯直後の光束立上り特性を向上させることができる。
【００７５】
請求項２記載の発明によれば、細管内に先端部分に封入した主アマルガムを、周囲温度が４０〜６５℃であるカバー体内空間に配置しているので、主アマルガムを所定温度に保つことができるため、水銀蒸気圧が高い特性を有する主アマルガムを使用することが可能となり、光束立ち上がり特性を改善することができる。
【００７６】
請求項３記載の発明によれば、細管の先端部分に熱伝導部材が配設されているので、効率よくカバー体内の熱をカバー体に伝導させることができ、細管の先端部の温度の過剰上昇を規制することができ、発光効率を向上することができる。
【００７７】
請求項４記載の発明によれば、細管と熱伝導部材を断熱手段により覆っているので、点灯中高温となる蛍光ランプおよびカバー体内の比較的温度が高い部分からの熱影響を受けることが抑制され、細管の先端部を最適温度に保つことができる。
【００７８】
請求項５記載の発明によれば、基板が蛍光ランプの全端部を覆う状態でカバー体に装着され、細管が基板に形成された挿通部を介して口金側に延在されているので、カバー体内の口金側の空間の温度を上昇させることなく細管の先端部を口金側に位置させることができるので、簡単な構成で光束立上り特性を向上させることが可能となる。
【００７９】
請求項６記載の発明によれば、グローブ付の電球形蛍光ランプであっても消灯時の水銀蒸気圧を高くすることが可能となり、光束立上り特性の改善効果が顕著となる。
【００８０】
請求項７記載の発明によれば、請求項１ないし６いずれか一記載の電球形蛍光ランプの作用を有することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の電球形蛍光ランプの一部断面図。
【図２】図１の電球形蛍光ランプの発光管の構造を説明する展開図。
【図３】図１の電球形蛍光ランプの点灯時の温度分布を説明する概略断面図。
【図４】第２の実施形態の電球形蛍光ランプの一部断面図。
【図５】本実施の形態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】
１０…カバー体、３０…点灯装置、３０ａ…電解コンデンサ、
４０…グローブ、５０…蛍光ランプ、６０…主アマルガム、
７０…熱伝導部材、７０…断熱手段
【発明の属する技術分野】
本発明は、光束立ち上がり特性を改善した電球形蛍光ランプおよび照明装置に関する。
【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６０℃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するなど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い。特に、蛍光ランプをグローブなどで覆った電球形蛍光ランプの場合は、グローブ内の発光管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。
【０００２】
このため、発光管の細管内に水銀蒸気圧制御用の主アマルガムを配置することで、点灯中の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。
【０００３】
また、特許第３２７５７９７号（従来技術２）には、点灯中アマルガムの温度が高くなりすぎることを抑制するために、アマルガム収容部と口金を熱伝導部材で接続した電球形蛍光ランプが開示されている。
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この従来技術を応用した電球形蛍光ランプは、消灯時には周囲温度が低いため、水銀蒸気圧が低下しており、点灯直後に補助アマルガムから水銀が蒸発したとしても、発光管の温度が所定値まで上昇するには時間がかかるため、光束の立ち上がり特性としては、充分満足できるものではなかった。
【０００４】
また従来技術２は、通常金属である口金に熱伝導部材でアマルガム温度を下げようとすると消灯時の口金の急激な温度低下により、蛍光ランプ内の水銀のほとんどがアマルガムに吸収されてしまうため、再点灯する時、光束立ち上がりがわるかった。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、水銀蒸気圧制御用のアマルガムが封入された場合であっても、簡単な構成により光束立上り特性を改善することができる電球形蛍光ランプおよびこの電球形蛍光ランプを使用した照明器具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】
請求項１記載の電球形蛍光ランプは、屈曲形バルブを有する蛍光ランプと；基板およびこの基板に実装された電子部品を有し、高周波電力を蛍光ランプに供給する点灯装置と；一端側に口金が設けられ、他端側に蛍光ランプを保持する保持部を有し、点灯装置を収容したカバー体と；上記蛍光ランプの屈曲バルブ端部から突出し、先端部がカバー体の口金側部位に熱的に接続するよう延出している細管と；を具備していることを特徴とするものである。
【０００６】
口金側部位とは、口金が設けられるカバー体の部分および当該部分から蛍光ランプ側に連続的に延在した比較的温度が低いカバー体の点灯装置収容部内面部分をいうが、口金自体も含まれる。
【０００７】
ここでいう「比較的温度が低い」とは、その温度が通常点灯時に６５℃以下になることを意味する。
【０００８】
「熱的に接続されている」とは、直接的、間接的に口金側部位と接続されていてもよく、細管先端部の熱がカバー体側に放熱可能で、接続部分の温度が低くすることが可能であれば、接続方法は限定されない。
【０００９】
バルブ端部から突出形成された細管を封着する方法は、フレアステム等の封止用ガラス部材を使用していても、バルブの端部を加熱溶融して側方よりピンチャー等の治具で挟み、変形させる圧潰封着方法を用いても構わない。
【００１０】
屈曲バルブは、直管状ガラスバルブのほぼ中央部を加熱溶融し、屈曲するか、またはガラスバルブをモールド成形することによってＵ字状に屈曲した形状に形成される。ここで、「Ｕ字状に屈曲形成された」とは、放電路が屈曲部で折り返されて放電が屈曲するようにガラスバルブが形成されていることを意味し、屈曲部が湾曲状または円弧状に形成されたものに限定されず、屈曲部が角形状や尖鋭状に形成されたものも含むという意味である。要するに、放電路が屈曲するように直線部の一端同士が連続するように形成されたバルブを意味する。また、屈曲バルブは、ほぼ平行な２本の直線部の一端同士を吹き破りなどによって形成された連通管によって接続されたものや、スパイラル状に形成されたものであってもよい。なお、屈曲バルブはガラス製でなくてもよく、透光性気密容器を形成可能なセラミックスなどの材質で形成することが許容される。
【００１１】
蛍光ランプは、屈曲バルブ単体で構成される他、複数の屈曲バルブの端部同士を連通管を介してつなぎ合わせることで内部に少なくとも一本の放電路が形成されるようにガラスバルブ間が連通するように並設されたものであってもよい。
【００１２】
屈曲バルブの内面には直接または間接的に蛍光体層が被着されている。蛍光体層は、希土類金属酸化物蛍光体、ハロリン酸塩蛍光体などが挙げられるが、これに限らない。しかし、発光効率を向上させるためには赤、青、緑の各色に発光する蛍光体を混合した三波長発光形の蛍光体を使用するのが好ましい。
【００１３】
蛍光ランプには、蛍光ランプ内に形成された放電路の両端位置に電極が封装されている。電極はフィラメントからなる熱陰極、電子放射物質が坦持されたセラミック電極、ニッケルなどから形成された冷陰極などが挙げられる。
【００１４】
蛍光ランプには、内部に放電媒体が封入されている。放電媒体としては、アルゴン、ネオン、クリプトン、キセノンなどの不活性ガスおよび水銀からなる。
【００１５】
細管は、屈曲バルブの端部から延出するように封着されたものであり、排気管として使用されるものであってもよい。
【００１６】
カバー体は、口金が取付けられるとともに、口金が取付けられた方向と逆の部位に蛍光ランプを支持する保持体を備えたものであり、内部に点灯装置の収容空間を形成する収容部が形成されている。保持体は、蛍光ランプの端部が挿入可能な形状を有するホルダとしてカバー体とは別体構造とするのが好ましいが、カバー体と一体構造であっても構わない。
【００１７】
口金は、白熱電球用のＥ形と称されるねじ込みタイプが通常使用されるが、これに限定されない。また、口金は、カバー体に直接装着される必要はなく、間接的にケースに装着されるものやカバー体の一部が口金を構成するものであってもよい。
【００１８】
点灯装置は、カバー体内に収容されるものである。点灯装置の基板は、カバーに対して直接的または間接的に取付けられて収納されている。点灯装置は、平滑用電解コンデンサを備えるものが一般的であるが、これに限定されない。
【００１９】
請求項１記載の電球形蛍光ランプによれば、バルブ端部から突出する細管の先端部を口金側部位まで延出し、点灯中比較的温度が低いカバー体内に接触させているので、細管の先端部が点灯中最も高温となるバルブの熱影響を受けにくくなって、比較的温度の低い状態となり、水銀蒸気圧の上昇に伴って光出力特性が損なわれることが抑制される。さらに、消灯時の温度状態における水銀蒸気圧を高くすることが可能となり、点灯直後の光束立上り特性を向上させることができる。
【００２０】
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、細管の先端部に主アマルガムが位置するように封入されており、主アマルガムは、通常点灯時にカバー体内の周囲温度が４０〜６５℃となるカバー体の内側空間に配置されていることを特徴とするものである。
【００２１】
細管に封入された主アマルガムを、通常点灯時に４０〜６５℃の範囲となる空間に位置させるのは、水銀蒸気圧特性の高い主アマルガムを使用して、光束立ち上がり特性を改善するためにである。
【００２２】
細管内に封入される主アマルガムは、点灯直後の水銀蒸気圧が純水銀に近く、安定点灯時の水銀蒸気圧も適正な値に制御可能な特性を有するものが使用される。例えば、Ｂｉ−Ｓｎ−Ｈｇで構成される合金などからなり、主アマルガムの温度が２５℃のときに０．１〜０．２４Ｐａ、好ましくは０．１５〜０．２４Ｐａであって、主アマルガムの温度が５０〜６０℃のときに１．０〜２．０Ｐａとなるものが好ましい。なお、主アマルガムを封入するにあたっては、点灯直後の水銀蒸気拡散を補うため、補助アマルガムをバルブ内に配置することが好ましいが、この補助アマルガムは必須ではなく、点灯直後に発光管内に適度な水銀蒸気拡散が起こる条件で発光管が構成されていれば主アマルガムのみを封入したものであってもよい。
【００２３】
請求項２記載の電球形蛍光ランプによれば、細管内に先端部分に封入した主アマルガムを、周囲温度が４０〜６５℃であるカバー体内空間に配置しているので、主アマルガムを所定温度に保つことができるため、水銀蒸気圧が高い特性を有する主アマルガムを使用することが可能となり、光束立ち上がり特性を改善することができる。
【００２４】
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、カバー体内面に熱的に細管の先端部の少なくとも一部が接続するように配設された熱伝導部材を具備していることを特徴とするものである。
【００２５】
熱伝導部材は、細管の少なくとも一部とカバー体内面に接触しており、互いに接触している部分の熱を熱伝導部材を介して伝導させるものである。光束立ち上がり特性を向上させるには、細管先端に封入されたアマルガムの温度を所定温度に保つ必要があるため、熱伝導部材と接触する部分は、アマルガムが封入されている細管先端部である必要がある。また、アマルガムが封入されている細管先端周囲にわたり熱伝導部材で完全に被覆すれば、アマルガムの温度をより確実に最適温度に保つことが可能となる。熱伝導部材が細管の先端部から電極側に形成されていても、電極および点灯装置の発熱部材からの熱影響を受けずにアマルガムが最適温度を維持できる程度であれば許容される。
【００２６】
請求項３記載の電球形蛍光ランプによれば、細管の先端部分に熱伝導部材が配設されているので、効率よくカバー体内の熱をカバー体に伝導させることができ、細管の先端部の温度の過剰上昇を規制することができ、発光効率を向上することができる。
【００２７】
請求項４記載の電球形蛍光ランプは、屈曲形バルブを有する蛍光ランプと；基板およびこの基板に実装された電子部品を有し、高周波電力を蛍光ランプに供給する点灯装置と；一端側に口金が設けられ、他端側に蛍光ランプを保持する保持部を有し、点灯装置を収容したカバー体と；上記蛍光ランプの屈曲バルブ端部から突出し、その先端部に主アマルガムが封入された細管と；上記細管の少なくとも一部とカバー体内面とが熱的に接続されるように設けられた熱伝導部材と；上記細管および熱伝導部材の大部分を覆っている断熱材と；を具備していることを特徴とするものである。
【００２８】
請求項４で使用された用語のうち、請求項１ないし３いずれか一記載のものと同一であれば、特に説明がない限り同様の定義とする。
【００２９】
細管および熱伝導部材の大部分を覆っている断熱材は、細管の先端部が比較的温度が高い部分からの熱影響を防ぐためのものである。すなわち、点灯中高温となる蛍光ランプおよび点灯回路の発熱部材が配置されたカバー体の蛍光ランプ側の比較的温度が高い空間に位置している部分は、細管の中間部または熱伝導部材に近接しており、熱影響を受けやすいので、断熱手段により覆う必要がある。具体的には、バルブ端部から口金側方向に突出した細管全てを含み、さらに断熱手段は、カバー体内に位置している熱伝導部材のほぼ全域にわたり覆われていることが望ましい。
【００３０】
断熱手段は、温められた蛍光ランプ内空間の熱を遮断することが可能であれば蛍光ランプを構成する例えばカバー体に一体的形成されるような構造となっていてもよく、また別部品により構成されていても構わない。
【００３１】
請求項４記載の電球形蛍光ランプによれば、細管と熱伝導部材を断熱手段により覆っているので、点灯中高温となる蛍光ランプおよびカバー体内の比較的温度が高い部分からの熱影響を受けることが抑制され、細管の先端部を最適温度に保つことができる。
【００３２】
請求項５記載の電球形蛍光ランプは、請求項１ないし４いずれか一記載の蛍光ランプにおいて、基板は蛍光ランプの全端部を覆うようにカバー体に装着されており、細管は基板に形成された挿通部を介してカバー体の口金側に延在していることを特徴とするものである。
【００３３】
点灯装置の基板による遮熱効果は、基板が蛍光ランプの端部を覆い、かつ細管を貫通孔や切欠きなどによって基板に形成された挿通部を介して口金側に延在させることでより確実に得ることができる。特に、基板が蛍光ランプの全端部を覆うことで、蛍光ランプの全端部を覆っていない場合に比べて蛍光ランプの放射熱が効率よく遮断されて口金側の空間に熱が伝わりにくくなり、挿通部を介して細管を突出させるのでこの遮熱効果が大きく損なわれることがない。このとき、挿通部と細管との隙間はできるだけ小さく、好ましくは１ｍｍ以下にするとよい。なお、「蛍光ランプの全端部を覆う」とは、蛍光ランプに複数の端部が形成されている場合には、各端部の全ての端面を完全に覆う必要は無く、基板が遮熱に必要な蛍光ランプの端部の端面の一部分を全て覆っていればよい。例えば、蛍光ランプが複数の屈曲バルブを並設して形成されている場合には、バルブ軸中心よりも蛍光ランプの外周側に位置する部分は覆わなくても十分な遮熱効果が得られる。
【００３４】
請求項５記載の電球形蛍光ランプによれば、基板が蛍光ランプの全端部を覆う状態でカバー体に装着され、細管が基板に形成された挿通部を介して口金側に延在されているので、カバー体内の口金側の空間温度を上昇させることなく細管の先端部を口金側に位置させることができるので、簡単な構成で光束立上り特性を向上させることが可能となる。
【００３５】
請求項６記載の電球形蛍光ランプは、請求項１ないし５いずれか一記載の電球形蛍光ランプにおいて、蛍光ランプはカバー体に装着されたグローブに覆われていることを特徴とするものである。
【００３６】
蛍光ランプを覆うグローブは、光透過性を有していれば、光拡散性、透明性のいずれであってもよく、模様または着色が施してあるものでもよい。グローブの材質はガラス、プラスチックのいずれでもよい。グローブの形状は任意であるが、一般に普及している白熱電球形状に類似するいわゆるＡ形と称される形状、ほぼ球形状のいわゆるＧ形と称される形状、先端球形で円筒状のいわゆるＴ形と称される形状等を採用することができる。
【００３７】
このようにグローブ付の電球形蛍光ランプの場合、カバー体内の空間の温度が上昇しやすく、水銀蒸気圧特性の低いアマルガムを使用する必要があり、消灯時の水銀蒸気圧が低くなるため、光束立上り特性が特に悪かった。
【００３８】
請求項６の電球形蛍光ランプによれば、グローブ付の電球形蛍光ランプであっても消灯時の水銀蒸気圧を高くすることが可能となり、光束立上り特性の改善効果が顕著となる。
【００３９】
請求項７記載の照明装置は、請求項１ないし６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照明装置。
【００４０】
請求項７記載の照明装置は、請求項１ないし６いずれか一記載の電球形蛍光ランプの作用を有することができる。
【発明の実施の形態】
【００４１】
以下、本発明の電球形蛍光ランプの一実施形態を図面を参照して説明する。
【００４２】
図１は第１の本実施形態の電球形蛍光ランプの断面図、図２は蛍光ランプの構造を説明する展開図である。
【００４３】
図１および図２において、この電球形蛍光ランプは、口金１１を有するカバー体１０と、カバー体１０の一部としてカバー体１０の開口部１２に装着された保持部としてのホルダ２０と、カバー体１０に収納された点灯装置３０と、透光性を有するグローブ４０と、このグローブ４０に収納された蛍光ランプ５０としてのガラスバルブ５１とを備えている。そして、グローブ４０とカバー体１０とから構成される外囲器は、定格電力６０Ｗ形相当の白熱電球などの一般照明用電球の規格寸法に近似する外形に形成されている。すなわち、口金１１を含む高さＨ１ は１１０〜１２５ｍｍ程度、直径すなわちグローブの外形Ｄ１ が５０〜６０ｍｍ程度、カバー体１０の外形Ｄ２ が４０ｍｍ程度に形成されている。なお、一般照明用電球とはＪＩＳ Ｃ ７５０１に定義されるものである。
【００４４】
ガラスバルブ５１の内面には、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）保護膜（図示しない）とその上に蛍光体層（図示しない）が形成されている。
【００４５】
蛍光ランプ５０は、略同形状の３本のＵ字状屈曲形バルブ５１を所定の位置に配置し、連通管を介して順次接続することによって、１本の放電路が形成されている。
【００４６】
３本のガラスバルブ５１は、バルブ５１の直線部が円周上に位置するように配設して３つの屈曲部が三角形状をなすトリプルＵ形に構成されている。なお、ガラスバルブ５１を４本使用して屈曲部が四角形状をなすように構成してもよい。
【００４７】
各バルブ５１は、管外径が約１１ｍｍ、管内径が約９．４ｍｍ、肉厚が約０．８ｍｍの無鉛ガラス製で、１１０〜１３０ｍｍ程度の直管ガラスバルブの中間部を滑らかに湾曲するように屈曲形成したものであり、屈曲部を備えた略Ｕ字状に形成されている。管外径が９．０〜１３ｍｍ、肉厚が０．５〜１．５ｍｍのガラスバルブ５１を用いた蛍光ランプ５０としては、放電路長が２５０〜５００ｍｍ、ランプ入力電力が８〜２５Ｗとして設計することで、白熱電球形状に近似した電球形蛍光ランプを構成することが可能となる。さらに、放電路長が大きくなることによってランプ効率が改善される点灯領域について検討した結果、放電路長が２５０〜５００ｍｍ、ランプ入力電力が８〜２５Ｗの範囲内であれば、ランプ効率が特に改善される。
【００４８】
屈曲バルブ５１は、ピンチシール部などにより、一端部が封着されているとともに、他端部には内径２〜５ｍｍの細管５２がピンチシールによって封着されている。中間の屈曲バルブ５１に封着された細管５２内には主アマルガム６０が封入されている。
【００４９】
蛍光ランプ５０の両側に位置する屈曲バルブ５１の非連通管側の一端部には、電極としてのフィラメントコイルが、一対のウエルズに支持されて配置されている。一対のウエルズは、両端の屈曲バルブ５１の端部にマウントを用いないピンチシールなどにより封着されたジュメット線を介して、屈曲バルブ５１の外部に導出されたランプ側ワイヤーに接続されている。そして、蛍光ランプ５０から導出された２対すなわち４本のランプ側ワイヤーは、点灯装置３０に電気的に接続されている。
【００５０】
中間の屈曲バルブ５１の所望の一端部および電極近傍のウエルズには補助アマルガム６１が設けられている。中間の屈曲バルブ５１に設けられた補助アマルガム６１は、ピンチシールなどにより封着されたウエルズに取付けられており、放電路の中間位置に配設される。補助アマルガム６１は、縦２ｍｍ、横７ｍｍ、厚さ４０μｍのステンレスの基板に金（Ａｕ）または銀（Ａｇ）を約３ｍｇメッキした形成されたものである。
【００５１】
中間の屈曲バルブ５１に封着された細管５２は、その先端５２ａが カバー体１０内の口金１１側に位置するように屈曲バルブ５１の端部からの突出長Ｌ１は１５〜５０ｍｍの長さとするのが好ましく、本実施形態では直線長さにして約４５ｍｍで突出している。細管５２は、熱伝導部材７０である例えばシリコーン樹脂を介してカバー体１０の口金１１が被される筒部１３内面に当接しており、屈曲バルブ５１の端部から細管先端５２ａまでの突出高さＬ１は約４０ｍｍである。
【００５２】
主アマルガム６０は、ビスマス（Ｂｉ）が５０〜６５質量％、錫（Ｓｎ）が３５〜５０質量％からなる合金を基体とし、この合金に対して水銀を１２〜２５質量％含有させたものである。
【００５３】
そして、蛍光ランプ５０は、バルブ５１の高さが５０〜６０ｍｍ、放電路長が２００〜３５０ｍｍ、バルブ５１並設方向の最大幅が３２〜４３ｍｍに形成されている。
【００５４】
そして、蛍光ランプ５０には、封入ガス比率が９９％以上のアルゴンガスが封入圧力４００〜８００Ｐａで封入される。
【００５５】
以下、口金１１側を上側、グローブ４０側を下側として説明する。
【００５６】
蛍光ランプ５０は、蛍光ランプ５０固定部材であり、また点灯装置３０固定部材でもあるホルダ２０に取り付けられ、このホルダ２０がカバー体１０の開口部１２を覆うようにカバー体１０に装着されている。また、ホルダ２０には点灯装置３０の回路基板３１が嵌合手段（図示しない）により取り付けられている。点灯装置３０は、水平状、すなわち蛍光ランプ５０の長手方向と垂直に配置される円板状の回路基板３１を備え、この回路基板３１の両面すなわち口金１１側である上面および蛍光ランプ５０側である下面に、複数の部品（電気部品）が実装されて、高周波点灯を行なうインバータ回路（高周波点灯回路）が構成されている。
【００５７】
回路基板３１には、直径約６ｍｍの挿通部としての円径状の挿通孔３２が形成されており、この挿通孔３２を介して細管先端部５２ａが口金１１側まで延在している。回路基板３２の一面側には、平滑用電解コンデンサ３０ａや、インダクタ、トランス、抵抗やフィルムコンデンサなどからなる電子部品の大部分が実装されている。回路基板３２の蛍光ランプ５０側の他面には、電界効果形トランジスタ（ＦＥＴ）や整流ダイオード（ＲＥＣ）、チップ抵抗など、比較的耐熱温度が高い小形電子素子が実装されている。平滑用電解コンデンサ３０ａは、電界効果形トランジスタ、トランス、限流インダクタ、抵抗、共振コンデンサなどの発熱量が比較的多い電子部品よりもその先端部が口金１１側に突出している。主アマルガム６０は、電解コンデンサ３０ａを除く電子部品よりも口金１１側である電解コンデンサ３０ａに隣接して位置するように細管５２内に収容されている。このとき、主アマルガム６０は回路基板３２の口金１１側の面からの距離が約４０ｍｍになるように離間している。
【００５８】
そして、カバー体１０は、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たカバー本体１０を備えている。そして、このカバー本体１０は、下方に拡開する略筒状をなし、上方には、Ｅ２６形などの口金１１が被せられる筒部１３を有し、接着剤またはかしめなどにより固定されている。
【００５９】
また、グローブ４０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、定格電力６０Ｗ形相当の一般照明用電球のガラス球とほぼ同一形状の滑らかな曲面状に形成されているとともに、開口部の縁部には、カバー体１０の下端の開口部１２の内側に嵌合する嵌合縁部が形成されている。なお、このグローブ４０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る。
【００６０】
回路基板３２は、略円板状で、蛍光ランプ５０の最大幅 の１．２倍以下の直径（最大幅寸法）に形成されている。
【００６１】
そして、点灯装置３０は、７〜１５Ｗのランプ電力により蛍光ランプ５０内の電流密度（断面積当たりの電流）が３〜５ ｍＡ／ｍｍ２で点灯させるように構成されている。本実施形態の電球形蛍光ランプは、入力電力定格１２Ｗで、蛍光ランプ５０には、１０．５Ｗの電力の高周波で加わり、ランプ電流は１９０ｍＡ、ランプ電圧は５８Ｖとなり、蛍光ランプ５０からの光出力により全光束が約８１０ｌｍとなっている。
【００６２】
このように規定された電球形蛍光ランプを、一般照明用電球の照明器具に用いた場合、電球形蛍光ランプの配光が一般照明用電球の配光に近似することで、照明器具内に配設されたソケット近傍の反射体への光照射量が十分に確保され、反射体の光学設計どおりの器具特性を得ることができる。
【００６３】
次に、本実施形態の作用について説明する。図３は、本実施形態の温度分布を示す概略断面図である。この温度分布の測定条件は、周囲温度を２５℃の無風状態にて口金上向き点灯とした。このとき、電球形蛍光ランプは入力電力１２．１Ｗの約１割が点灯回路で消費されている。
【００６４】
各部の温度はそれぞれ次のとおりであった。アマルガム６０近傍の細管先端５２ａ温度Ｔ１は５５℃、口金１１の内側空間温度Ｔ２は５３℃、カバー体１０中央の空間温度（発熱部品の上端が位置する空間温度）Ｔ３は６２℃、回路基板３２の上面温度Ｔ４は９８℃、カバー体１０の外面の上部温度Ｔ５は６２℃、中間部温度Ｔ６は６２℃、バルブ５１の電極近傍温度Ｔ７は１５８℃、陽光柱温度Ｔ８は１３６℃、屈曲部温度Ｔ９は１０６℃、グローブ４０外面の上部温度Ｔ１０は８１℃、最大外径部温度Ｔ１１は６０℃、頂部温度Ｔ１２は５７℃。
【００６５】
このように、点灯装置３０の近傍は、主発熱要素である蛍光ランプ５０の上部に位置するために温度が高くなる。これは熱が上部方向および外径方向へと拡散すること、および点灯装置３０のうち主たる発熱部品であるバラスト巻線やトランジスタの近傍には高温の空間ができることを意味している。このような高温領域に実装された部品群よりも口金１１側のカバー体１０内の空間は比較的温度が低く、この空間に主アマルガム６０を位置させることによって、主アマルガム６０の温度を低下させている。これは、カバー体１０内の空気がよどんでおり、カバー体１０内の対流があまり起こっていないため、点灯装置３０の主要部品よりも口金１１側付近は比較的温度が低くなるためと考えられる。主アマルガム６０に近接する電解コンデンサはほとんど発熱しない部品であり、また口金近傍の内部は５０〜６０℃程度である。ちなみに、主アマルガム６０が封入された細管５２の突出長が約１０ｍｍの蛍光ランプ５０を備えた従来例（ショートチップ方式）の主アマルガム６０の温度を測定したところ約９０℃であった。このように、本実施形態のように主アマルガム６０を口金１１側に配置させたロングチップ方式では、主アマルガム６０の温度を約３０〜４０℃低減する効果がある。
【００６６】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
【００６７】
図５は、第２実施形態の電球形蛍光ランプを示す一部切欠き断面図である。なお、第１の実施形態と同一の構成には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００６８】
本実施形態の電球形蛍光ランプは、第一の実施形態とほぼ同様の水銀蒸気圧特性を有する主アマルガム６０が封入された細管５２の突出長は約１０ｍｍの従来通りの構造（ショートチップ方式）である。
【００６９】
この細管５２とカバー体１０の筒部１３の間は、熱伝導部材７０である熱伝導性の良い例えば銅線などにより熱的に接触しており、屈曲バルブ５１端部の細管根元付近から熱伝導部材７０のほぼ全域にわたりシリコーンチューブからなる断熱手段８０により覆われている。主アマルガム６０封入用の細管５２が熱伝導部材７０によりカバー体１０に接続され、かつこれらを断熱手段８０で覆っているので、カバー体１０内空間中比較的温度が高い電極近傍、および発熱部品により温められた熱影響を受けることなく主アマルガム６０を最適温度に保つことができる。細管５２は、安定点灯時９８℃まで上昇するカバー体１０内の回路基板３２側にも位置しているが、断熱手段８０により覆われておりさらに細管５２は、熱伝導部材である銅線を介して口金１１と熱的に接続しているので、点灯中のカバー体１０内温度が高くなっていても、細管５２部分は温度が低く保たれているため、水銀蒸気圧の高いアマルガム６０を使用することが可能となる。したがって、安定点灯時の光出力が損われることが抑制され、光束立上り特性が向上する。また、断熱手段８０は、薄肉のガラス管からなる細管５２は、外部からの衝撃に弱く、それら衝撃から保護する緩衝材としても作用することも考えられる。
【００７０】
さらに、細管５２は排気管として使用されるものであり、第１の実施形態で使用された細管５２はガラスバルブ５１の製造時に使用された後、端部付近でチップオフされているため、バルブ５１の端部から突出しているのは実質的に細管５２のみとなり、ホルダ２０と蛍光ランプ５０との距離を小さくできるので、電球形蛍光ランプの高さ寸法を短くすることが可能である。
【００７１】
なお、本実施形態の電球形蛍光ランプの、主アマルガム６０を封入したが、亜鉛（Ｚｎ）アマルガムからなる水銀封入構体としての定量封入用水銀ペレットなど使用して蛍光ランプ５０内に水銀を封入したものであっても同等の効果が得られる。
【００７２】
また、細管５２とカバー体１０内面を熱的に接続する熱伝導部材７０は、熱劣化せず、空気よりも熱伝導性が良い材料であれば、シリコーン樹脂の他に金属類などの使用も可能である。
【００７３】
細管５２および熱伝導部材７０を覆う断熱手段８０はシリコーンチューブ他にガラスウールなどが考えられる。
【００７４】
次に本発明の一実施形態である照明器具を図６を用いて説明する。図６は本発明の照明器具の一実施形態を示す断面概略図である。図において６１は電球形蛍光ランプ、６０は埋め込み形照明器具本体である。器具本体６０は、基体６２と反射板６３などより構成されている。
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、バルブ端部から突出する細管の先端部を口金側部位まで延出し、点灯中比較的温度が低いカバー体内に接触させているので、細管の先端部が点灯中最も高温となるバルブの熱影響を受けにくくなって、比較的温度の低い状態となり、水銀蒸気圧の上昇に伴って光出力特性が損なわれることが抑制される。さらに、消灯時の温度状態における水銀蒸気圧を高くすることが可能となり、点灯直後の光束立上り特性を向上させることができる。
【００７５】
請求項２記載の発明によれば、細管内に先端部分に封入した主アマルガムを、周囲温度が４０〜６５℃であるカバー体内空間に配置しているので、主アマルガムを所定温度に保つことができるため、水銀蒸気圧が高い特性を有する主アマルガムを使用することが可能となり、光束立ち上がり特性を改善することができる。
【００７６】
請求項３記載の発明によれば、細管の先端部分に熱伝導部材が配設されているので、効率よくカバー体内の熱をカバー体に伝導させることができ、細管の先端部の温度の過剰上昇を規制することができ、発光効率を向上することができる。
【００７７】
請求項４記載の発明によれば、細管と熱伝導部材を断熱手段により覆っているので、点灯中高温となる蛍光ランプおよびカバー体内の比較的温度が高い部分からの熱影響を受けることが抑制され、細管の先端部を最適温度に保つことができる。
【００７８】
請求項５記載の発明によれば、基板が蛍光ランプの全端部を覆う状態でカバー体に装着され、細管が基板に形成された挿通部を介して口金側に延在されているので、カバー体内の口金側の空間の温度を上昇させることなく細管の先端部を口金側に位置させることができるので、簡単な構成で光束立上り特性を向上させることが可能となる。
【００７９】
請求項６記載の発明によれば、グローブ付の電球形蛍光ランプであっても消灯時の水銀蒸気圧を高くすることが可能となり、光束立上り特性の改善効果が顕著となる。
【００８０】
請求項７記載の発明によれば、請求項１ないし６いずれか一記載の電球形蛍光ランプの作用を有することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の電球形蛍光ランプの一部断面図。
【図２】図１の電球形蛍光ランプの発光管の構造を説明する展開図。
【図３】図１の電球形蛍光ランプの点灯時の温度分布を説明する概略断面図。
【図４】第２の実施形態の電球形蛍光ランプの一部断面図。
【図５】本実施の形態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】
１０…カバー体、３０…点灯装置、３０ａ…電解コンデンサ、
４０…グローブ、５０…蛍光ランプ、６０…主アマルガム、
７０…熱伝導部材、７０…断熱手段
Claims (7)
- 屈曲形バルブを有する蛍光ランプと；
基板およびこの基板に実装された電子部品を有し、高周波電力を蛍光ランプに供給する点灯装置と；
一端側に口金が設けられ、他端側に蛍光ランプを保持する保持部を有し、点灯装置を収容したカバー体と；
上記蛍光ランプの屈曲バルブ端部から突出し、先端部がカバー体の口金側部位に熱的に接続するように延出している細管と；
を具備していることを特徴とする電球形蛍光ランプ。 - 細管の先端部に主アマルガムが位置するように封入されており、主アマルガムは、通常点灯時にカバー体内の周囲温度が４０〜６５℃となるカバー体の内側空間に配置されていることを特徴とする請求項１記載の電球形蛍光ランプ。
- 前記細管の先端部の少なくとも一部にカバー体内面と熱的に接続するための熱伝導部材が配設されていることを特徴とする請求項１または２記載の電球形蛍光ランプ。
- 屈曲形バルブを有する蛍光ランプと；
基板およびこの基板に実装された電子部品を有し、高周波電力を蛍光ランプに供給する点灯装置と；
一端側に口金が設けられ、他端側に蛍光ランプを保持する保持部を有し、点灯装置を収容したカバー体と；
上記蛍光ランプの屈曲バルブ端部から突出し、その先端部に主アマルガムが封入された細管と；
上記細管の少なくとも一部とカバー体内面と熱的に接続されるように設けられた熱伝導部材と；
上記細管および熱伝導部材の大部分を覆っている断熱手段と；
を具備していることを特徴とする電球形蛍光ランプ。 - 基板は蛍光ランプの全端部を覆うようにカバー体に装着されており、細管は基板に形成された挿通部を介してカバー体の口金側に延出していることを特徴とする請求項１ないし４いずれか一記載の電球形蛍光ランプ。
- 蛍光ランプはカバー体に装着されたグローブに覆われていることを特徴とする請求項１ないし５いずれか一記載の電球形蛍光ランプ。
- 請求項１ないし６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装置。
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