JP2006310084A - 蛍光ランプ及び照明器具 - Google Patents

Abstract

【課題】 ランプとしての照明領域を狭くすることなく、所定領域についてさらに明るく照明することが可能な蛍光ランプ及び照明器具を提供する。
【解決手段】 管状をなすバルブ１１と；バルブの管軸ｘに沿い略半周面にわたってバルブ内面に形成された可視光の一部を反射する光反射層１２と；光反射層に対向するバルブ内面領域に開口部１３ａが形成されるように、開口部１３ａを除くバルブ内面および光反射層上に形成された蛍光体層１３と；を具備する構成とする。
【選択図】 図２

Description

本発明は、蛍光ランプ及び蛍光ランプを用いた照明器具に関する。

蛍光ランプは、管状をなすガラスバルブから構成され、光がバルブの周面から周囲全体に向かって均等に放射される機能を有している。

このため、蛍光ランプを、例えば、部屋の天井に設置する照明器具の光源として使用した場合、上方の天井側にも光が放射されるが、上方に反射手段が設けられていない場合には上方に放射された光は照明を必要とする下方床面の照明に寄与しない。

この問題を解決するため、例えば、特許文献１に示される蛍光ランプが知られている。

特許文献１に示される蛍光ランプは、バルブ１の内面に、管軸に沿って開口角が１８０度以上の範囲に形成された半透明の光反射層４Ａと、この光反射層４Ａを含んでバルブ１の内面に形成した蛍光体層６とを備えたものである。
特開２０００−２５１８４０号公報

特許文献１に示される蛍光ランプは、ランプから放射される本来の光に光反射層４Ａで反射された光が加わった光量の多い光を、光反射層が形成されていない開口部５から放射するようにしている。

この結果、この蛍光ランプの開口部５を下方にして照明器具に装着した場合、照明を必要とする下方床面を明るくすることができ、蛍光ランプの光を効率的に活用している。

ところで、照明を必要とする下方の明るさをさらに向上させるためには、光反射層を形成する範囲を多くし、反射する光を多くする必要がある。

しかし、光反射層を形成する範囲を多くすると、開口部が狭くなり、明るく照明できる下方領域が狭くなってしまうという問題が生じる。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、ランプとしての照明領域を狭くすることなく、所定領域についてさらに明るく照明することが可能な蛍光ランプ及び照明器具を提供しようとするものである。

本発明の蛍光ランプは、管状をなすバルブと；バルブの管軸に沿い略半周面にわたってバルブ内面に形成された可視光の一部を反射する光反射層と；光反射層に対向するバルブ内面領域に開口部が形成されるように、開口部を除くバルブ内面および光反射層上に形成された蛍光体層と；を具備していることを特徴としている。

本発明において蛍光ランプは、直管形、環状形等、さらには電球形蛍光ランプやコンパクト形蛍光ランプなどに使用する略Ｕ字形に屈曲したもの、螺旋状に巻いたもの等、種々の形態が許容され、特定の形態のものには限定されない。

管状をなすバルブは、内面に黒化防止のための保護膜を形成したものであってもよい。

光反射層は、可視光の一部は反射するが、残りの多くは透過するような透光性を有するものである。

光の透過度合いは、明るさが不自然とならないように設計上で選択すればよい。

また、光反射層は、バルブの管軸に沿い略半周面にわたり形成するが、厳密に半周面である１８０度の角度の範囲に形成することが必要条件ではなく、例えば、バルブ管軸から１８０±２０度の角度範囲に形成することも許容する。

蛍光体層は、光反射層に対向する部位に開口部が形成されるように一部非形成領域を有する。開口部を形成する範囲は、光反射層に対向して、例えばバルブ管軸からの開口角を２０〜１２０度の範囲に形成したものが好ましい。

なお、ランプ全光束が極端に低下しないのであれば、光反射層を形成していない範囲の
全てを開口部に形成したものでもよい。

開口部は管軸に沿って長手方向に連続して形成されていても、所定の間隔をもって部分的に形成されていてもよい。

開口部は、蛍光体層を形成せずに透明に形成することが好ましい。しかし部分的に蛍光体層を薄い層としたものでもよい。

本発明の照明器具は、請求項１または２に記載の蛍光ランプと；この蛍光ランプを装着する照明器具本体と；を具備していることを特徴とする。

本発明によれば、ランプから本来放射される光に光反射層によって反射された光が加わった光量の多い光が光反射層に対向するバルブ部位から放射されるとともに、開口部からは蛍光体層によって透過量が減少することがないので、さらに光量の多い光が強く放射される。これにより光反射層によって明るく照明される領域を確保しつつ、開口部から放射された光によって照射される所定領域の照度をさらに明るくすることが可能となる。

以下、本発明に係る蛍光ランプ及び照明器具の実施形態につき説明する。

図１〜図３は、本発明の第一実施形態である蛍光ランプを示し、図１は一部を切り欠いて示す正面図、図２は図１のＡ−Ａ線に沿って切断し端面を拡大して示した断面図、図３は蛍光ランプの配光曲線を示す説明図である。

図４は、本発明の第一実施形態である照明器具を示し、天井に設置した照明器具の斜視図である。

まず、本実施形態の蛍光ランプの構成を、直管形蛍光ランプの実施例に従い説明する。

１０は蛍光ランプで、バルブ１１と、バルブの内面に形成した光反射層１２、バルブ内面に形成した蛍光体層１３、バルブの両端部に設けられた電極１４及び口金１５で構成されている。

バルブ１１は、ソーダライムガラスやホウ珪酸ガラスからなる管状をなす直管形のガラスバルブであり、内面全周にアルミナまたはシリカの微粒子で形成された保護膜１１ａが形成されている。

保護膜１１ａは、水銀や紫外線による黒化防止のために設けられるものである。

保護膜１１ａ上に透光性の、本実施形態では半透明の光反射層１２を、バルブの管軸ｘに沿い略半周面、本実施形態ではバルブの管軸ｘを中心として約１８０度の角度ａの範囲にわたり形成する。

半透明の光反射層１２は、可視光の波長範囲（３８０〜７８０ｎｍ）を対象として、こ
の可視光の一部を透過し、一部を反射する作用をなす。

光反射層１２を形成する角度ａの範囲は、バルブの管軸ｘを中心として１８０±２０度の角度範囲に形成するとよい。

この範囲を逸脱すると、光反射層１２を形成した部分と、形成していない部分の放射光量の差が大きくなり、ランプを見たときに明暗差を感じ違和感を生じる恐れがある。

光反射層１２は、例えば酸化アルミニウム、ピロリン酸カルシウム、ピロリン酸ストロンチウムなどの微粉末の懸濁液を塗布して形成する。

光反射層１２の上に半透明の蛍光体層１３を、光反射層１２を含んで、バルブ内面に管軸ｘに沿い形成する。

蛍光体層１３には、バルブ内面に管軸ｘに沿い、光反射層１２に対向して、バルブ管軸
ｘを中心として開口角ｂが約４５度になるように、蛍光体層１３を形成しない透明な領域となして開口部１３ａを形成する。

開口部１３ａの開口角ｂは、バルブの管軸ｘを中心として２０〜１２０度、好ましくは３０〜９０度の範囲に形成するとよい。

この範囲を逸脱して開口部１３ａの開口角ｂが大きくなると、紫外線励起によって可視光を発光する蛍光体層１３の面積が減少して有効発光量が低下し、かえって暗くなってしまう。

また開口部１３ａの開口角ｂが小さくなると、蛍光体層１３によって光が遮られる割合が多くなるので、所定領域を一層明るく照明することができない。

蛍光体層１３は、例えばユーロピウム付活ハロリン酸バリウム・カルシウム・ストロンチウム（青色蛍光体）、セリウム・テルビウム付活リン酸ランタン(緑色蛍光体)、ユーロピウム付活酸化イットリウム（赤色蛍光体）の三種の蛍光体の微粉末を混合塗布して形成した３波長発光形やハロリン酸カルシウム（白色蛍光体）などからなり、その微粉末の懸濁液を塗布して形成する。

なお、光反射層１２は、蛍光体層１３と同様の材料で形成することもできる。

光反射層１２を形成する微粉末の場合の平均粒径は、０．５〜１０ミクロンの範囲内がよく、膜厚は３〜３０ミクロンの範囲内が好ましい。

１４は電極で、マウント１４ａに一対のリード線１４ｂ、１４ｂと排気管を圧潰封着し
、このリード線間にタングステン素線を巻回したコイル状のフィラメント１４ｃを懸架して構成する。

上記に構成した電極１４のマウント１４ａを、バルブ１１両端の開口部に封着してバルブを気密容器に構成する。この際、フィラメント１４ｃは、その長手方向に直交する方向に光反射層１２の反射ピークが存するように位置させる（図２参照）。

一対のリード線１４ｂ、１４ｂは、封着部から外部に導出され、口金１５の一対の端子ピン１５ａ、１５ａに接続される。

なお、バルブ１１内には、排気後に水銀、及びアルゴン（Ａｒ）等の希ガスが、２５０〜３６０Ｐａ（パスカル）に封入され、蛍光ランプ１０が構成される。

上記に構成した蛍光ランプ１０において、開口部１３ａの輝度を１００％として、光反射層１２を形成した側の輝度が３０％以上となるように構成する。

また、光透過率も、開口部１３ａの透過率を１００％として、光反射層１２を形成した側の透過率が３０％以上となるように構成する。

この光反射層１２を形成した側の輝度比率または透過比率が３０％未満であると、光反射層１２を形成した側が暗くなりすぎて、明暗差が大きくなり違和感を生じる恐れがある。

この輝度比率または透過比率の調整は、光反射層１２の膜材料、微粉末粒径、膜厚などを調整して行う。

次に、本実施例の作用を説明する。

蛍光ランプ１０が点灯するとバルブ１１の全周面から光が放射される。しかし、この蛍光ランプ１０の光放射は全周にわたり均等ではなく、光反射層１２を形成した部分からは、半透明の光反射層１２を介して減光された比較的弱い光が放射される。

光反射層１２が形成されていない部分からは、光反射層１２により反射した光が加わった光量の多い光が半透明の蛍光体層１３を介して放射され、特に蛍光体層１３が形成されていない透明な領域である開口部１３ａからは、光反射層１２で反射した光が加わった光量の多い光が、蛍光体層１３によって遮られることなく強く放射される。

したがって、蛍光ランプ１０は、バルブ１１の１８０度の半周面の範囲から少々暗くなった弱い光を放射し、残り１８０度の半周面の内、開口角４５度の透明な開口部１３ａから光量の多い光を強く放射し、さらに開口部１３ａの両側に位置する残り６７．５度の部分ｃ、ｃからは、光量の多い光を放射する。

この蛍光ランプ１０の円周からの鉛直配光曲線（等照度曲線）ｄは、図３に示すように略達磨形の光放射強度分布となり、蛍光ランプの光を照明が必要な床面等、下方に向けて効率よく有効に活用することができる。

なお、図３中ｅの曲線は、光反射層及び開口部のない従来の蛍光ランプの配光曲線であり、従来を１００％とした相対値で本発明の蛍光ランプ１０の配光曲線を示している。

本実施例によれば、光反射層１２を形成する範囲を大きくせずに、蛍光ランプの光を効率よく有効に活用しているので、明るく照明される領域を確保しつつ、開口部１３ａから放射された光によって照射される所定領域の照度をさらに明るくすることができる。

次に、上記のように構成された蛍光ランプを光源とした照明器具の構成を説明する。

図４に示すように、２０は店舗等の天井Ｘに設置される直付形の照明器具で、内部に安定器等の点灯装置を収容し、下面に開口部２１形成した矩形箱状をなす照明器具本体２２と、下面の開口部２１に嵌合される金属製の反射板２３で構成する。

反射板２３は、例えばステンレス等の金属板で構成し、下面周囲に飾り枠を一体に形成する。

反射板２３の両端部に一対のソケット２４を２列、計４個を取付ける。

各一対のソケット２４に、上述した本発明における蛍光ランプ１０を、２本それぞれの口金１５を介して装着する。

この際、透明な開口部１３ａを目印にして、開口部１３ａが下方の床面側に位置するようにしてソケット２４に装着する。これにより自動的に各蛍光ランプ１０の光反射層１２が上方の天井側に位置して装着される。

蛍光ランプ１０が点灯すると、下方の床面側に向けられた開口部１３ａから直下の床面に向けて光量の多い光が強く放射され、開口部の両側に位置する部分からは、光量の多い光が放射され、さらに、上方の天井側には少々暗くなった弱い光が放射される。

これにより、照明を必要とする直下の部分を特に明るくすると共に直下の周囲も明るくして照明することができる。

同時に照明をあまり必要としない天井側には弱い光で照明するようにして、極端な明暗が存在しないようにして違和感のない照明を行うことができる。

因みに、部屋中央の天井に設置した直付形の照明器具において、直下の所定領域の照度を、従来の蛍光ランプを使用した器具に比較して約３０〜５０％向上できると共に、点灯時の照明器具の外観も極端な明暗部が生じない、美観に優れた照明器具となる。

本実施形態によれば、バルブ１１の光反射層１２を形成した１８０度の半周面から少々暗くなった弱い光が放射され、透明な開口部１３ａからは光反射層１２で反射した光が加わった光量の多い光が強く放射され、さらに開口部１３ａの両側に位置する残りの部分からは、光反射層１２で反射した光が加わった光量の多い光が放射され、蛍光ランプの光を効率よく有効に活用することができる。

さらに、光反射層１２を形成する範囲を大きくせずに、蛍光ランプの光を効率よく有効に活用しているので、ランプの照明領域を狭くすることなく、明るく照明される領域を確保しつつ、開口部１３ａから放射された光によって照射される所定領域の照度をさらに明るくすることができる。

バルブ１１の内面に酸化スズや酸化インジウムなどのＥＣ膜と称される透明導電性膜を形成し、この透明導電性膜上に管軸ｘに沿って所定角度の範囲を上述した半透明の光反射
層１２を形成し、さらに光反射層の上に蛍光体層１３を形成し、蛍光体層に開口部１３ａを形成して、蛍光ランプをラピッドスタート形としてもよい。

次に、上記実施例における変形例を説明する。

上記実施例ではバルブ内面に保護膜１１ａを形成した構成を説明したが、保護膜は必須ではなく、例えば、図５に示すように保護膜を設けずにバルブ１１内面に直接、光反射層１２を形成してもよい。

光反射層１２は、管軸ｘに沿って長手方向に連続して形成したが、所定の間隔をもって点線状に分割して形成してもよい。

蛍光体層１３に形成する開口部１３ａは、管軸ｘに沿って長手方向に連続して形成したが、所定の間隔をもって部分的、例えば点線状に分割して形成してもよい。

開口部１３ａは、蛍光体層１３を形成せずに透明になるように構成したが、光の透過に支障とならない範囲で部分的に蛍光体層を形成したもの、さらには薄い層として蛍光体層を形成したものでもよい。

蛍光ランプ１０の器具への装着時における位置決めを、透明な開口部１３ａを目印として行うようにしたが、さらに「注意ラベル」をバルブ外面等に貼付して、ランプ装着時の方向性を確実に表示するようにしてもよい。

さらに、バルブ１１に対して口金１５が１８０度程度の角度の範囲で回動できるように構成し、ソケット２４へ口金１５を装着した後に、バルブ１１のみを回動して開口部１３ａが所定の位置になるように構成してもよい。

上記実施例では、直管形の蛍光ランプに構成したが、図６に示すようにバルブ１１を湾曲して構成した環形蛍光ランプ１０ａを構成してもよい。

さらに、図７に示すように電球形蛍光ランプ用のバルブ１０ｂに構成してもよい。

すなわち、1本のガラスバルブ１１をＵ字形状に曲成した２本のバルブを連結して連続
した放電路を形成した、いわゆる２Ｕの発光管を構成する。

この際、図８に示すように、開口部１３ａが外側に、光反射層１２が内側になるように曲成する。これにより複数の直管状部分が近接して併設され、外部から見ると影になる部分に光反射層１２が位置し、開口部１３ａが外方に面した位置となる。

この結果、光反射層１２から反射した光を加えた光量の多い強い光が開口部１３ａを介して外周に向かって放射され、光を効率よく有効に活用した照明を行う電球形の蛍光ランプが構成される。

従来では、図８の中央部分ｙに放射光が集中して、照明に寄与し難い中央部分の輝度が高くなり、照明に必要な周囲への放射にはあまり寄与していなかった。

さらに、図９に示すようにコンパクト形蛍光ランプ１０ｃに構成してもよい。

すなわち、１本のガラスバルブ１１をＵ字状に曲成して平面状に形成し、一端に口金１５を装着して構成する。

このランプは、卓上スタンドなどの光源として使用され、一側面方向から光放射を行って机上を照明するもので、図１０に示すように、開口部１３ａが下側に、光反射層１２が上側になるようにして曲成する。これによりスタンドの反射鏡Ｒに向かう上方の光を光反射層１２により反射させ、光量の多い強い光を開口部１３ａから机上に放射させることができる。

以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されることなく、例えば、蛍光ランプの電極はコイル状のフィラメントに限らず、他の熱陰極電極や冷陰極電極であっても、さらには無電極であってもよい。

また黒化防止のために電極の周囲を金属製の帯板、多数の穿孔をした板材やメッシュで囲ったものであってもよい。

さらに、光反射層、保護膜、蛍光体層などの成層膜順序やその組み合わせは上記実施形態に限定されず、定格、品種、用途などに応じて適宜変えられることはいうまでもない。

本発明の第一実施形態である蛍光ランプを、一部を切り欠いて示す正面図。 同じく図１のＡ−Ａ線に沿って切断し端面を拡大して示した断面図。 同じく蛍光ランプの配光曲線を示す説明図。 同じく照明器具を、天井に設置した状態で示した斜視図。 同じく蛍光ランプの変形例を示す端面を拡大して示した断面図。 同じく蛍光ランプの変形例を、一部を切り欠いて示す正面図。 同じく蛍光ランプの変形例を示す斜視図。 同じく図７の横断面。 同じく蛍光ランプの変形例を示す正面図。 同じく図９のＢ−Ｂ線に沿って切断して示した断面図。

符号の説明

１０ 蛍光ランプ
１１ バルブ
１２ 光反射層
１３ 蛍光体層
１３ａ 開口部
２０ 照明器具
２２ 照明器具本体
ｘ 管軸

Claims (3)

1. 管状をなすバルブと；
   バルブの管軸に沿い略半周面にわたってバルブ内面に形成された可視光の一部を反射する光反射層と；
   光反射層に対向するバルブ内面領域に開口部が形成されるように、開口部を除くバルブ内面および光反射層上に形成された蛍光体層と；
   を具備していることを特徴とする蛍光ランプ。
2. 前記光反射層は、バルブ管軸から１８０±２０度の角度範囲に形成され、蛍光体層の開口部は、バルブ管軸からの開口角を２０〜１２０度の範囲で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の蛍光ランプ。
3. 請求項１または２に記載の蛍光ランプと；
   この蛍光ランプを装着する照明器具本体と；
   を具備していることを特徴とする照明器具。