JP2005108699A

JP2005108699A - 電球形蛍光ランプおよび照明器具

Info

Publication number: JP2005108699A
Application number: JP2003342132A
Authority: JP
Inventors: Nobuya Shirata; 伸弥白田; Toshiyuki Hiraoka; 敏行平岡; Hiroshi Kubota; 洋久保田; Tsutomu Araki; 努荒木; Shinichiro Matsumoto; 晋一郎松本
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 2003-09-30
Filing date: 2003-09-30
Publication date: 2005-04-21

Abstract

【課題】一般白熱電球の外観寸法が略同一となるような小形の電球形蛍光ランプおよび照明器具を提供するとともに、同一材料の部材から一体的に外囲器を成形可能とすること、さらにはその製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】一般白熱電球のシルエットに一層近づけることが可能となり、口金側にも蛍光ランプの照射が可能となり白熱電球の配光特性に近づけることができる。さらに、樹脂からなる部材を使用しないので分別、分解が容易となる。
【選択図】図１

Description

本発明は、蛍光ランプを覆うグローブを具備した電球形蛍光ランプおよび照明器具に関する。

一般照明用電球のソケットに装着可能な口金を有するカバー体を備え、このカバー体の内側に点灯装置を収納するとともに、発光管を屈曲などしてグローブに収納した電球形蛍光ランプが知られている。

近年、点灯装置の電子回路化や、加工技術の改良などによって発光管である蛍光ランプの小形化、高効率化が進み、白熱電球６０Ｗ相当サイズでありながら、高光出力で高効率、長寿命という特徴を有する電球形蛍光ランプが知られている（例えば特許文献１参照）。
特開２０００−２１３５１号公報

しかし、特許文献１の電球形蛍光ランプは、６０Ｗ形の白熱電球の外形寸法に略近似する程度まで小形化されてきているが、一般白熱電球の外形寸法よりも未だ大きいため、一般照明用電球に置き換えが完全ではなく、更なる小形化が望まれている。

さらに、近年では、地球環境の保護や各種リサイクルが叫ばれているが、この種の電球形蛍光ランプは、主にガラス材料を主体とする発光管やガラスグローブ、金属や樹脂を主体とする点灯装置、これらを収容する樹脂製のカバー体および金属製の口金などが一体的に形成されている。そのため、寿命などにより破棄される電球形蛍光ランプを、異種の材料ごとに分別することは非常に手間がかかり困難であった。さらに、点灯装置を収容するカバー体は透光性を有さない樹脂を使用することが多いため、口金側への照射がされず白熱電球の配光分布に近似させる支障要因となっている。

本発明は、このような点に鑑みなされたもので、一般白熱電球の外観寸法が略同一となるような小形の電球形蛍光ランプおよび照明器具を提供するとともに、同一材料の部材から一体的に外囲器を成形可能とすること、さらにはその製造方法を提供することを目的とする。

請求項１記載の電球形蛍光ランプは、放電を生起可能なように電極手段が設けられた蛍光ランプと；高周波電力を出力して蛍光ランプを点灯させる点灯装置と；点灯装置と電気接続された口金と；蛍光ランプおよび点灯装置を収容し一端側に口金を被覆するグローブと；を具備していることを特徴とする電球形蛍光ランプ。

高周波電力を出力して蛍光ランプを点灯させる点灯装置は、蛍光ランプの点灯回路を構成する電解コンデンサ、抵抗、トランジスタ、スイッチング素子などの複数の電子部品を実装するものが一般的であるが、発光量を制御するような制御回路などを含んでもよく、これら電子部品はチップタイプの部品を用いた小形のものが好ましいがその限りではない。

口金を構成する口金シェル部は、例えば黄銅や銅などの導電性金属を筒状に成形してなり、カバー体に口金を装着する際に、接着剤としてのシリコーン樹脂などにより支持される部分を構成する。ランプソケットにねじ込み式で装着する場合には、口金シェル部の周面にねじ込み溝を形成しておく。

アイレット部と口金シェル部間に介在する絶縁体は、後述するアイレット部と口金シェル部間の絶縁関係を保ち、機械的に一体化させるために機能する部分である。

また、絶縁体は、ガラスやセラミックスなどにより形成することができる。絶縁体がガラスからなる場合には、ガラスを加熱溶融下で成形しながら口金シェル部およびアイレット部に溶着させることができる。

蛍光ランプは、直管状ガラスバルブのほぼ中央部を加熱溶融させ、ガラスバルブをモールド成形することによってＵ字状に屈曲させるが、屈曲部が湾曲状または円弧状に形成されたものや、屈曲部が角形状や尖鋭状に形成されたもの、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、螺旋状に形成されていても構わない。

蛍光ランプはガラス製であることが好ましいが、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。

蛍光ランプを構成する発光管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。

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。

蛍光ランプには、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ものが一般的であるが、一対の電極を有さないいわゆる無電極であっても構わない。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。

蛍光ランプおよび蛍光ランプを点灯させる点灯装置を覆うグローブは、一端側に口金を被覆する開口部を有していることが望ましく、例えばその開口部から略球状の他端側に向けて延在させ、一般白熱電球のシルエットと略同形状としている。なお、グローブと口金の接続は、グローブ一端側にねじ込みを形成し、互いをねじ込むことで接続固定していても、シリコーン樹脂などの接着剤により接着固定しても構わない。

蛍光ランプを点灯させる点灯装置は、蛍光ランプとグローブ内の同一空間に収容されていてもグローブ開口部の開口縁に固定されていても、開口縁から蛍光ランプ側の内部に入っていてもさらには、口金内に収容され固定されていても構わない。要は、電球形蛍光ランプを白熱電球と略同等のシルエットとなるよう大形化することなく、従来使用していた樹脂からなるカバー体を使用せずに安定配置可能であれば適宜選択可能である。

請求項１記載の電球形蛍光ランプによれば、一般白熱電球のシルエットに一層近づけることが可能となり、口金側にも蛍光ランプの照射が可能となり白熱電球の配光特性に近づけることができる。さらに、樹脂からなる部材を使わないので分別、分解が容易となる。

請求項２記載の電球形蛍光ランプは、内面に蛍光体層が形成され、放電を生起可能なように電極手段が設けられ、放電媒体が封入されているとともに屈曲した１本の放電路を有する蛍光ランプと；略球状の先端側から延在し先端側の最大径よりも縮径された開口部を有しているとともに蛍光ランプを収容するグローブと；高周波電力を出力して蛍光ランプを点灯させる点灯装置と；照明器具側のソケットに接続可能な口金と；を有しており、前記グローブの開口部は蛍光ランプの幅方向の最大外径よりも小径であることを特徴とするものである。

略球状発光管の先端側頂部は、グローブ先端側内部に配置するとともに、グローブ先端側から口金が被される開口部側に向かい縮径され、グローブ開口部は、蛍光ランプの幅方向最大径よりも小径に形成されている。グローブ開口部は口金開口部径と略同径となることが好ましい。なお、グローブ内には蛍光ランプのみ収容しても構わないが、蛍光ランプを点灯させる点灯装置を収容することも可能である。

蛍光ランプと点灯装置の接続は点灯装置を構成する回路基板上に実装した接続ピンに電極からのリード線を巻きつけても、点灯装置と蛍光ランプのリード線を捩ることで接続してもよく、その接続方法は特に限定されない。

蛍光ランプの幅方向とは、蛍光ランプをグローブ内に収容し、口金を被覆した状態における口金およびグローブ先端側を結ぶ軸に略直交する方向を示す。

請求項２記載の電球形蛍光ランプによれば、一般白熱電球のシルエットに一層近づけることが可能となり、口金側にも蛍光ランプの照射が可能となり白熱電球の配光特性に近づけることができる。さらに、樹脂からなる部材を使わないので分別、分解が容易となる。

請求項３記載の照明器具は、請求項１または２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。

請求項３記載の照明器具は、請求項１または２の発明の作用を有する電球形蛍光ランプを備えた照明器具を提供することができる。

請求項４記載の電球形蛍光ランプの製造方法は、蛍光ランプと点灯装置を接続させる工程と；グローブ内にグローブ開口側から蛍光ランプを収容する工程と；グローブ開口縁部をグローブ先端側最大径および蛍光ランプのグローブ幅方向最大径よりも小径となるよう縮径させる工程と；点灯装置と口金を接続させるとともに口金をグローブ開口側に被覆させる工程と；を具備していることを特徴とするものである。

請求項４記載の電球形蛍光ランプの製造方法によれば、請求項１ないし３いずれか一記載の電球形蛍光ランプと同様の効果が得られる。

請求項３記載の照明器具によれば、請求項１または２記載の発明の作用を有する電球形蛍光ランプを備えた照明器具を提供することができる。

請求項４記載の電球形蛍光ランプの製造方法によれば、請求項１ないし３いずれか一記載の蛍光ランプと同様の効果が得られる。

以下、本発明の電球形蛍光ランプの一実施の形態を図面を参照して説明する。

図１は、本発明の第1の実施形態である電球形蛍光ランプの側面断面図、図２は図１に示す電球形蛍光ランプの回路基板の斜視図、図３は図１の電球形蛍光ランプの組立工程図である。

電球形蛍光ランプのグローブ10は、後述する蛍光ランプ20を被覆し、ガラス材料により開口部11側に口金30を被覆し、拡開状に他端側に延長し、他端頂部が略球状となるよう回転体形状に形成されている。以下口金30側を上側、グローブ10側を下側として説明する。

蛍光ランプ20は、二重螺線構造であり、直管バルブの長手方向中心部を頂部とし、両端部の直線部22は蛍光ランプ20長手方向中心軸と略並行するよう形成されている。螺旋バルブ21の直線部22に近い部分は、螺旋バルブ21最大径Dよりも小径であり、螺旋バルブ頂部23に向かうに従い径大となるよう巻かれている。最大径Dを有した後、頂部23に向かい再び小径となるよう蛍光ランプ長手方向中心軸を中心とするよう螺旋状に巻かれている。この螺旋バルブ21は、例えば管外径が8〜13ｍｍで、本実施の形態では９ｍｍ程度、管内径は、6.5〜11.5ｍｍで本実施の形態では7.5ｍｍ程度であり、放電路が300mm程度に形成されている。

この放電路の両端に位置する蛍光ランプ端部には、後述する回路基板41裏面に実装された一対の電極24を封装しピンチシールにより封止されている。

蛍光ランプ20を点灯させる点灯装置40は、図２に示すよう螺旋バルブ21の長手方向と直交するよう円板状の回路基板41が配置される。回路基板41の両面すなわち口金30側である上面には複数の電子部品42が実装され、高周波点灯を行うインバータ回路が構成されている。この回路基板41に実装された複数の電子部品42の多くは一対のリード線を回路基板41の上面41aから下面41b側へ連通し、導出したリード線をはんだにより固定している。また、回路基板下面41bには、比較的耐熱性が強く、厚さ寸法の小さいチップ状のＲＥＣ（rectifier、整流素子、ダイオードブリッジ）、トランジスタ、抵抗などのパッケージの厚さ寸法2〜3mm程度に形成されている電子部品42が実装されている。さらには、螺線バルブ21の端部に封止される一対のフィラメント電極24を挟持しているワイヤーが回路基板下面41bに実装されている。

回路基板41は、グローブ開口部11とほぼ同径であり、開口部11近傍の内周縁に固定されている。これら部品で構成された高周波点灯回路の入力端が口金30側に電気的に接続される。なお本実施の形態においては、回路基板41に一対の電極24が実装されているため、点灯装置40側と蛍光ランプ20の電気的接続は省かれるが、点灯装置40側および蛍光ランプ20側のワイヤーを捩ることで電気的接続がされていても、回路基板上にラッピングピンを立設することが確保可能であれば蛍光ランプ側のワイヤーを巻きつけて接続する方法などを用いても構わない。

次に本実施形態の電球形蛍光ランプの組立工程について図３を参照して説明する。

まず、回路基板下面41bに実装された一対の電極24を螺旋バルブ21の両端側に挿入し、ピンチシールにより両端部を封止し、点灯装置40と蛍光ランプ20を電気的および機械的に接続固定させたものを用意する。螺線バルブ21と点灯装置40の固定はフィラメント電極24のワイヤー接続のみでは固定が安定しない場合には、固定強度のため耐熱性のシリコーン樹脂50などにより基板41と螺旋バルブ21端部を接着するなど補強することも可能であり、点灯装置40と蛍光ランプ20の支持方法、補強方法はこれに限定されない。

次に、最大幅が螺旋バルブ21の最大径Dよりもやや大きい有底円筒状のグローブ10の略半球状の底部に接触しないよう開口部11から螺線バルブ21を挿入配置する。螺線バルブ21の位置を安定させる方法として、螺旋バルブ21の頂部23とグローブ頂部12内面に透光性を有するシリコーン樹脂50により固着しても構わない。その後、グローブ10の点灯装置40側の円筒状側壁13外周からガスバーナーによりグローブ10を回転させながら加熱し、ガラスグローブ10を軟化させ、螺線バルブ21とグローブ10が接触しないよう開口部11を縮径させる。その際、グローブ10最大径Dより開口部11側を徐々に加熱するが、開口部11側に向かうに従いバーナーを強めることで最大径部から開口部11に向け緩やかに縮径可能となる。

この縮径作業において、グローブ10の開口部11側の口金30被冠部分は口金30径と略同径となるまで焼き縮めたので、必然的に口金30が被冠される円筒部11aは肉厚となる。また、回路基板41は円筒状部11a近傍にグローブ10縮径工程において回路基板41を開口部11内側で塞ぐ。

その後、口金30をグローブ開口部11側のねじ込み溝にねじ込み、口金30と点灯装置40は電気接続される。このように構成された電球形蛍光ランプは、入力電力定格１３Ｗで、３波長発光形蛍光体の使用により、８１０ｌｍ程度の全光束が得られる。

なお、本実施の形態において有底円筒状のグローブ10を焼き縮めたが、グローブの長手方向を中心とする中心軸に直角となるようグローブ最大径部で２分割されたガラスグローブを採用し、分割されたグローブの開口を加熱後溶着するなどしても構わない。要は、蛍光ランプ20最大径よりもグローブ10開口部径が縮径したグローブ10であり、蛍光ランプ20を収容可能なものであれば構わない。

また、本実施の形態において回路基板41はグローブ開口部11の開口縁から内側に入っている状態で固定しているが、グローブ開口部11の外側縁に回路基板41を載せ、口金30を被せる際のシリコーン接着剤により同時に固着していても構わない。

また、本実施の形態において蛍光ランプ10の保持方法は、図４に示すように支持部材61を設け、シリコーン樹脂50などにより蛍光ランプ20端部を支持しているが、図５に示すように、従来同様蛍光ランプ20を支持する耐熱性樹脂からなる支持部材61を有するカバー体60を用い、カバー体60およびグローブ10の開口部を互いに接合する構造であっても構わない。この場合、電球形蛍光ランプの外囲器全体の割合に対してカバー体60の割合は少ないものが望ましい。

また、図６に示すような本発明第二の実施形態である電球形蛍光ランプのように、複数のＵ字状バルブ25を同一円周上に配置し、それらを連結して１本の放電路を形成したランプを用いても構わない。本実施形態においては、各Ｕ字状バルブ25により囲まれた空間に回路基板41に実装された比較的大きい電子部品42を配置することが可能となり電球形蛍光ランプの全長を短くすることも可能となる。なお、蛍光ランプ20は、各Ｕ字状バルブ25端部とグローブ10内壁が近接する隙間に透光性を有するシリコーン樹脂50を介してそれぞれを固着している。

図７は、本発明の照明器具の一実施形態を示す一部切欠断面図である。

図において71は電球形蛍光ランプである。70は埋め込み形照明器具本体であり、器具本体70は基体72、とソケット73および反射板74から構成されている。

本発明の第一実施形態の電球形蛍光ランプの断面側面図。図１の電球形蛍光ランプの回路基板斜視図。図１の電球形蛍光ランプの組立分解図。蛍光ランプの別の支持構造を示す一部拡大断面側面図。本発明の第二の実施形態の電球形蛍光ランプの断面側面図。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。

符号の説明

10‥グローブ、11‥開口部、12‥頂部、20‥蛍光ランプ、
21‥螺旋バルブ、22直線部、23‥頂部、24電極、25‥Ｕ字状バルブ
30‥口金、40‥点灯装置、41‥基板、42‥電子部品、
50‥シリコーン樹脂、61‥支持部材

Claims

放電を生起可能なように電極手段が設けられた蛍光ランプと；
高周波電力を出力して蛍光ランプを点灯させる点灯装置と；
点灯装置に電気接続された口金と；
蛍光ランプおよび点灯装置を収容し一端側に口金を被覆するグローブと；
を具備していることを特徴とする電球形蛍光ランプ。
内面に蛍光体層が形成され、放電を生起可能なように電極手段が設けられ、放電媒体が封入されているとともに屈曲した１本の放電路を有する蛍光ランプと；
略球状の先端側から延在し先端側の最大径よりも縮径された開口部を有しているとともに蛍光ランプを収容するグローブと；
高周波電力を出力して蛍光ランプを点灯させる点灯装置と；
照明器具側のソケットに接続可能な口金と；
を有しており、前記グローブの開口部は蛍光ランプの幅方向の最大外径よりも小径であることを特徴とする電球形蛍光ランプ。
請求項１または２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器具。
蛍光ランプと点灯装置を接続させる工程と；
グローブ内にグローブ開口側から蛍光ランプを収容する工程と；
グローブ開口縁部をグローブ先端側最大径および蛍光ランプのグローブ幅方向最大径よりも小径となるよう縮径させる工程と；
点灯装置と口金を接続させるとともに口金をグローブ開口側に被覆させる工程と；
を具備していることを特徴とする電球形蛍光ランプ製造方法。