JP2005259529A

JP2005259529A - 蛍光ランプ、電球形蛍光ランプおよび照明器具

Info

Publication number: JP2005259529A
Application number: JP2004069634A
Authority: JP
Inventors: Taeko Murano; 妙子村野; Toshiyuki Nakamura; 俊之中村
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 2004-03-11
Filing date: 2004-03-11
Publication date: 2005-09-22

Abstract

【課題】放電路長を短くすることなく一般白熱電球と同一外径寸法を有するとともに発光効率および直下照度を高めることができる電球形蛍光ランプおよび照明器具を提供する。
【解決手段】直管部外径Ｄ、屈曲部外径ｄとしたとき0.5≦d/D≦0.8であるとともに、肉厚ｔとしたとき0.08≦t/D≦0.12でありとなるよう管外径が７〜8.9mmのガラス管を最大バルブ高さが40〜70mmの少なくとも３本以上のＵ字形屈曲バルブをそのＵ字面が互いに平行するとともに各端部が円周上に並設し連結管により340〜400mmの１本の放電路が形成され、発光管電力が７〜11.5Wで点灯したときの全光束が400〜900lm以上であり、口金を含む高さが白熱電球60W相当のランプでは109mm以下、40W相当のランプでは98mm以下とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数本連結したバルブ間にスペーサーを介在させた蛍光ランプ、電球形蛍光ランプおよび照明器具に関する。

従来から商業施設、オフィスなどの高天井に埋設、直付け、吊下げられる照明装置の光源としては、高位置から下方の広い領域を照射するために大きい光出力が必要とされており、高圧水銀ランプ、メタルハライドランプなどのＨＩＤランプ（高輝度放電ランプ）が主に使用されている。

ＨＩＤランプは、一般的に光出力が大きく演色性が良いが、反面その点灯装置を含めた総合的な価格が高い。このため、演色性がよく高照度でかつ低価格で置換え可能な光源が要望されている。そこで、このような照明器具の光源として片口金タイプのコンパクト形蛍光ランプを使用することが提案されている。（例えば、特許文献１）。
特開２００３−２１７５０６号公報

しかし、特許文献１の蛍光ランプは、ＨＩＤランプと略同寸法としながら、同レベルの光束を得るために、発光管全長を長くして放電路長を確保している。このため、照明器具本体に取り付けようとして発光管先端部を強く握ると各バルブには直管部と交差する方向に力が加えられ変形、あるいは隣り合うバルブ同士がぶつかって破損するという問題があった。

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、発光管の破損を抑制した蛍光ランプ、電球形蛍光ランプを提供することを目的とするものである。

請求項１記載の電球形蛍光ランプは、管外径１１．５〜１８ｍｍ、肉厚０．８〜１．５ｍｍのガラス管を高さ寸法１４０〜２９０ｍｍとなるようＵ字状に屈曲形成したバルブを３本以上連結するとともに各バルブの全直線部が非同一線上に位置するように配設されている発光管と；相互に隣接するバルブの屈曲部側のバルブ間に介在しているスペーサーと；非屈曲側の一端部で発光管を保持する保持部を有するとともに、発光管の電極から導出されたワイヤと電気的に接続される導電部を有する口金と；を具備していることを特徴とするものである。

従来のＨＩＤランプと置換えるための必要条件として、外観寸法を同等の大きさとしながら同レベルの発光光束を確保するためには、バルブの管径を小さくするとともに、発光管全長を長くしたバルブを密着連結させ放電路長を長くすなどする必要がある。

このように管径の小さいバルブは、従来からコンパクトランプに採用されていたものの、比較的バルブ長さが短いため、発光管を手で持ってランプの取付け取り外しを行なっても、バルブをその直管部と交差する方向に変形させようとする力は小さく、ランプの損傷という問題は発生することはなかった。しかし、ＨＩＤランプと同等の外形寸法と、発光光束も同等とすることによりバルブの直管部の長さは必然的に大きくなる。

しかし、管径が細く長いバルブを連結形成した発光管は、構造強度が非常に弱くなる。特に、管外径１１．４ｍｍ以下、肉厚０．７ｍｍ以下の直管ガラスを１４０ｍｍ以上の長さで連結してなる発光管は、発光管先端を握って作業する場合、取り付け取り外しの際、バルブ直管部と交差する方向に変形し、バルブが損傷するという問題を生じやすくなる。一方、管外径１１．４ｍｍ以下、肉厚０．７ｍｍ以下の直管ガラスであっても１３９ｍｍ以下の長さであれば、バルブ損傷の発生は少ない。また、直管ガラスが１４０ｍｍ以上であっても、管外径１１．５ｍｍ以上、肉厚０．８ｍｍ以上であれば、バルブ損傷は減少する。

そこで、特にバルブ構造強度が弱いランプにおいては、構造強度を補強するために、外部からの押圧などによる圧力を吸収し、緩和するようなスペーサーを特に作業時外部からの圧力を受ける先端側に介在させる必要がある。

発光管を構成する屈曲バルブは、直管ガラスのほぼ中央部を加熱溶融し、屈曲するか、または直管ガラス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直管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であってもよい。

発光管は、管内に形成された蛍光体膜が放射する紫外線または発光管内に形成された蛍光体膜が照射する可視光を透過可能であれば、材質、形状および寸法は限定されない。一般的には対環境、経済性及び加工性などの理由からソーダライムガラスが使用されることが多い。

電極は、通常フィラメントコイルを備えた熱陰極が使用されるが、本発明は冷陰極、電子放射物質を有するセラミック電極などでも構わない。

バルブ間に介在させるスペーサーとしては、耐熱性、紫外線劣化しにくいものであれば、シリコーン樹脂、フィラー、プラスチックなどであっても構わない。

なお、バルブ高さとは、バルブの封止端部（細管などの突出長は含まない）から屈曲部の頂部までの長さを意味する。

請求項１記載の蛍光ランプによれば、バルブ径が細く、バルブ長の長い発光管を複数本連結したランプであっても、バルブ先端側にスペーサーを介在させているので、発光管先端部を強く握ってランプ取り付け取り外しをしたとしても各バルブには直管部と交差する方向に力が加えられ変形、あるいは隣り合うバルブ同士がぶつかって破損することを抑制することができる。

請求項２記載の形蛍光ランプは、請求項１記載において、隣接するバルブ間の直管部長手方向の中間領域にもスペーサーが介在していることを特徴とするものである。

発明者らは管径が細く長いバルブを連結させたランプにおいて、特に発光管にクラックが発生する要因を検証した。その結果、屈曲バルブの肉厚、管径、および直管部の長さなどと相関があることが明らかになった。また、外的圧力の影響のほかにも、複数のバルブを連結してなる発光管においては、連結部分にガラスしわや肉溜りなどが発生し、ガラス残留歪が発生しやすく、急激な温度変化もその要因となることがわかった。これら問題点を解決するために発光管を構成する直管部の長手方向の中間領域にもスペーサーを介在させることで効率的にバルブ損傷を抑制することができる。

請求項２記載の蛍光ランプによれば、請求項１記載の作用効果に加え、管径が細く長い直管部を有するランプにおいて、直管部の長手方向の中間領域にもスペーサーを介在させているので一層バルブ破損を抑制することができる。さらに、スペーサーは点灯時の直管ガラスが離間するよう反る減少を抑制する作用も奏し、ガラスバルブの破損を抑制することができる。

請求項３記載の電球形蛍光ランプは、請求項１または２記載の蛍光ランプと；基板および基板に実装された電子部品を有し、高周波電力を前記蛍光ランプに出力する点灯装置と；一端側に口金を設け、他端側に前記蛍光ランプを保持する保持部を有するとともに点灯装置を収容するカバー体と；を具備していることを特徴とするものである。

請求項３記載の電球形蛍光ランプによれば、請求項１または２記載の発明の作用を有する蛍光ランプを備えた電球形蛍光ランプを提供することができる。

請求項４記載の照明器具は、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４記載の照明器具は、請求項１ないし３いずれか一記載の作用を有することが可能となる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。

図１は、本発明の実施の形態における定格電力85Wのコンパクト形蛍光ランプを示す正面図、図２は図１のコンパクト蛍光ランプの発光管展開図である。

図１に示すコンパクト形蛍光ランプは、ガラス製の発光管10と、この発光管の端部に設けられた樹脂製の口金20とを備えている。

発光管10は、管外径１５．５mmの2本の直管ガラス端部の先端近傍を加熱溶融させ吹き破りによりＨ字状に繋ぎ合わせて屈曲バルブ11a,11b,11c,11d端部近傍を連結管12a,12b,12cにより４本連結させている。なお、屈曲バルブ11a,11b,11c,11dを４本連結されたバルブ幅は６９ｍｍとなるよう発光管長手方向を中心軸とする円周上に直管ガラスを配置し、１本の屈曲した放電路が形成している。加熱溶融させ吹き破りにより連結させた屈曲バルブ先端からつなぎ部上端13a,13b,13c,13dまでの距離は、約１０ｍｍ離間するよう形成している。なお、隣接する屈曲バルブ間の各バルブのつなぎ部13a,13b,13c,13dと同等高さには、スペーサーとしての熱伝導性に優れたシリコーン樹脂30a,30b,30cが介在している。

発光管10の両端部には、フィラメントコイルからなる電極40が形成されている。また、発光管10の内面に例えば図示しない３波長形の蛍光体層および保護膜が形成され、発光管10の内部に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。なお保護膜は、例えば可視光線を透過する金属酸化物からなる透明性の金属酸化物としてのZnOおよびTiO2を主体として形成されている。

本実施の形態のランプに使用のアマルガム50は、アマルガム温度が25℃の時に0.6Paの水銀蒸気圧を有するBi-Sn-Hgからなり、バルブ端部11bに封着された細管内14に封入されている。なお、本実施の形態において水銀媒体としてBi-Sn-Hgからなるアマルガム50を使用しているが、最冷部温度、入力電力などにより点灯中の管内の蒸気圧を最適に制御可能であれば、特に限定されない。

電極40および細管14が封着されたバルブ端部側を図示しないシリコーン樹脂などによりカバー体60に接着することでコンパクト形蛍光ランプが組み立てられる。

本実施の形態において、管内径Ｌが１３．５ｍｍ、バルブ先端からつなぎ部13a,13b,13cまでの距離をｌとしたとき、ｌ／Ｌが０．７４という関係であるため、高温点灯するランプであっても最冷部を形成することができる。したがって、水銀蒸気圧の高いアマルガム50の使用が可能となり、常温時においても発光管内の水銀蒸気圧を比較的高くでき、光束立ち上がり特性を向上することができる。

さらに、全ての隣接する屈曲バルブ11a,11b,11c,11d間先端側には熱伝導率の高いシリコーン樹脂30a,30b,30cを介在させているので、点灯中の最冷部を形成させる補助的な役割とも考えられる。

また、隣接する全ての屈曲バルブ11a,11b,11c,11d間にシリコーン樹脂30a,30b,30cを介在させることで、蛍光ランプの取り付け取り外しの際、バルブ先端を握り作業を行なってもバルブ間同士の圧迫による破損を生じることを抑制することができる。

以上のように本実施形態のコンパクト形蛍光ランプは、ランプ電力が８５Ｗ、ランプ電流は０．４４mA、ランプ電圧は１９３Vとなり、発光管からの光出力により全光束が約６２００lmとなっている。

このように、管径が細く長い直管ガラスを連結させた構造強度の弱い発光管10であっても、バルブの破損を抑制することができる。

なお、本実施の形態において隣接する全てのバルブ間屈曲側にシリコーン樹脂30a,30c,30cを介在させるが、必要に応じて発光管10を構成する隣接する全ての直管部の長手方向中央領域にもスペーサーを介在しても構わない。さらになお一層のランプ構造強度を高める必要があるときは、屈曲バルブを連結する連結管側の屈曲バルブを構成する直管部間にもシリコーン樹脂を介在させても構わない。

図３は、本発明第２の実施の形態をとしての電球形蛍光ランプを示す正面図、図４は図３の発光管展開図である。

図において図１または図２と同一部分については同一符号を付して説明する。

電球形蛍光ランプは、１本の放電路を有する発光管10と、発光管10を点灯させるための図示しない点灯装置を収納し、一端に口金20が装着されたカバー体60より構成されている。

カバー体60は、例えばポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）などの白色の耐熱性合成樹脂などにて、発光管10側に拡開する略円筒状に形成されている。

また、口金20は、エジソンタイプのＥ２６型で、点灯装置との配線後にカバー体60の一端部に被せられ、接着剤またはかしめなどにより固定されている。

また、仕切体は、カバー体60の他端の開口部に取り付けられるもので、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材料にて円板状に形成されている。仕切体には、発光管10が挿通される図示しない複数の取付孔が形成され、これら取付孔に発光管10を構成する屈曲バルブ11a,11b,11c,11d,11eの端部が挿通された状態で例えばシリコーン樹脂などの接着剤で固定される。

また、この屈曲バルブ11a,11b,11c,11d,11eの内面に例えば３波長形の蛍光体が形成され、屈曲バルブ11a,11b,11c,11d,11eの内部に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、発光管10の両端に一対の電極40がピンチシールによって封装されている。

発光管10は、高さ方向の異なる５本のＵ字状屈曲形バルブ11a,11b,11c,11d,11eを所定の位置に配置し、連通管12a,12b,12c,12d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。

５本の屈曲バルブ11a,11b,11c,11d,11eは、バルブの直線部が円周上に位置するように配設し、各バルブのＵ字面が平行するように配設されている。

各屈曲バルブ11a,11b,11c,11d,11e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、直管ガラスバルブの中間部を滑らかに湾曲するように高さ２００〜２４０mm程度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。この屈曲部は、直管ガラスバルブの中間部を加熱して屈曲した後、屈曲バルブの屈曲箇所を成形型に入れ、バルブ内部を加圧することによって所望形状に成形される。

また、少なくとも一の屈曲バルブの端部11bには、細管14が連通状態で突設されている。この細管14の一部を通じて排気されるとともに、封入ガスが封入されて水銀蒸気圧を周囲温度25℃で0.6Pa以下となるように置換された後、各細管14を溶断して封止される。なお細管14内には、比較的水銀蒸気圧が水銀の蒸気圧に近い水銀蒸気圧特性を有するBi−Sn−Hgからなるアマルガム50が封入されている。

点灯装置は、カバー体60内に配置される図示しない略円板状の回路基板を備え、この回路基板の口金20側の一面、あるいは口金20側と発光管10側との両面に複数の電気部品が実装されて、発光管10を高周波点灯させるインバータ回路つまり、高周波点灯回路が構成されている。

本実施形態の電球形蛍光ランプは、ランプ電力が１２０Ｗ、ランプ電流は０．４４mA、ランプ電圧は２７３Ｖとなり、発光管からの光出力により全光束が約９０００lmとなっている。

図５は、本発明の照明器具の一実施形態を示す側面断面図である。

図においてLはコンパクト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71とソケット72と反射板73から構成されている。

本実施の形態のコンパクト蛍光ランプを示す側面図。図１のコンパクト蛍光ランプの発光管展開。本実施の形態を示す電球形蛍光ランプの側面図。図３の電球形蛍光ランプの発光管展開図。本発明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…カバー体、２…ホルダ、３…蛍光ランプ、４…点灯装置、
５…グローブ、６…アマルガム、７…熱遮蔽手段

Claims

管外径１１．５〜１８ｍｍ、肉０．８〜１．５ｍｍのガラス管を高さ寸法１４０〜２９０ｍｍとなるようＵ字状に屈曲形成したバルブを３本以上連結するとともに各バルブの全直線部が非同一線上に位置するように配設されている発光管と；
相互に隣接するバルブの屈曲部側のバルブ間に介在しているスペーサーと；
非屈曲側の一端部で発光管を保持する保持部を有するとともに、発光管の電極から導出されたワイヤと電気的に接続される導電部を有する口金と；
を具備していることを特徴とする蛍光ランプ。
隣接するバルブ間の直管部長手方向の中間領域にもスペーサーが介在していることを特徴とする請求項１記載の蛍光ランプ。
請求項１または２記載の蛍光ランプと；
基板および基板に実装された電子部品を有し、高周波電力を前記蛍光ランプに出力する点灯装置と；
一端側に口金を設け、他端側に前記蛍光ランプを保持する保持部を有するとともに点灯装置を収容するカバー体と；
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１ないし３いずれか一記載の蛍光ランプまたは電球形蛍光ランプと；
前記蛍光ランプまたは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。