JP2006339016A - 電球形蛍光ランプ - Google Patents

Abstract

【課題】 外部電極方式とすることにより、製造が容易で、発光管を細くできるため小型化が可能で、長寿命で点滅に強く、瞬時点灯が可能で、点灯回路もシンプルで小型低価格にできる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】 この発明に係る電球形蛍光ランプ１は、内部に水銀と希ガスとを封入して両端を閉塞し、内面に蛍光体被膜を形成した発光管２と、この発光管２の両端部の外面に設けられた一対の外部電極１４ａ、外部電極１４ｂと、発光管２の外部に設けられ、一対の外部電極１４ａ、外部電極１４ｂ間を電気的に絶縁する絶縁部材２０と、発光管２を点灯させるための高周波点灯回路３と、高周波点灯回路３を収納し且つ口金５を有するカバー４と、発光管２を覆う外管グローブ６とを備えたことを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

この発明は、電球形蛍光ランプに関するものであり、詳しくは、内部に水銀と希ガスとを封入して両端を閉塞し、内面に蛍光体被膜を設けた管状バルブ（発光管）を形成し、管状バルブの両端部の外面に外部電極を設けた外部電極方式の電球形蛍光ランプに関するものである。

従来、例えば白熱電球などの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を備え、このカバーの内側に点灯回路を収納するとともに、Ｕ字形状、２重螺旋形状などの屈曲した発光管を外管グローブに収納した電球形蛍光ランプが知られている。

図６は従来のＵ字形状の発光管を使用した電球形蛍光ランプ１を示す図で、（ａ）は内部を透視したランプ構造図、（ｂ）はランプ外形図である。図６（ａ）に示すように、電球形蛍光ランプ１は、３個のＵ字形状のバルブからなる発光管２と、この発光管２を点灯させるための高周波点灯回路３と、高周波点灯回路３を収納し且つ口金５を有するカバー４と、発光管２を覆う外管グローブ６と、発光管２の両端部にフィラメントからなる電極７とを備えている。

図７はＵ字形状の発光管を使用した電球形蛍光ランプ１の発光管展開図である。図７に示すように、発光管２内の両端部の電極７には、電球形蛍光ランプ１の始動時に加熱されて熱電子を放出するフィラメントが設けられている。また、電球形蛍光ランプ１は、発光管２が外管グローブ６内に収納されるため、点灯中の発光管温度が一般の蛍光ランプよりも著しく上昇する。蛍光ランプの発光効率は、内部に封入された水銀の蒸気圧に依存するので、このような高温下では効率が低下する。効率低下を抑えるために、発光管２内部に水銀合金（主アマルガム８、補助アマルガム９）を封入する。アマルガムは純水銀よりも水銀蒸気圧を低く制御する作用を持つ。発光管温度に合わせて選択されたアマルガムを使用することで、外管グローブ６内での高温下でも最大の効率を得ることができる。

図８は従来の２重螺旋形発光管２ａを使用した電球形蛍光ランプ１を示す図で、（ａ）は内部を透視したランプ構造図、（ｂ）はランプ外形図である。図８（ａ）において、発光管には２重螺旋形発光管２ａを使用している。その他は図６Ｕ字形状の発光管を使用した電球形蛍光ランプ１と同じであるので説明は省略する。この２重螺旋形発光管２ａを使用した電球形蛍光ランプ１は、Ｕ字形状のガラス管を複数本結合させた発光管よりも、一定空間内における発光管内の電極間距離を長くできる長所を有し、そして、さらに、発光管を構成するガラス管を細くし、旋回軸方向に隣合うガラス管の間隙を１ｍｍ程度に狭めることにより、発光管自身の全長を延ばすことなく、旋回軸の廻りを旋回する旋回数を増やすことができる。これにより、発光管内の電極間距離を長くでき、白熱電球と同等の明るさが得られるようになった。

図９は従来の外部電極方式の蛍光ランプ１０の縦断面正面図である。この蛍光ランプ１０は、ガラス管１１の内面に蛍光体１３が管軸方向に互いに対向する両端部を除いた部分に塗布されており、蛍光体１３の存在しない対向両端部のガラス管外面に一対の外部電極１４ａ、外部電極１４ｂが設けられている。ガラス管１１内部に希ガスあるいは金属蒸気等の放電気体１２を封入し、ガラス管外面に設けた一対の外部電極１４ａ、外部電極１４ｂに高周波電圧を印加して、管内部の気体を放電させ、これにより発生する紫外線を蛍光物質によって所要の可視光に変換する。外部電極１４ａ、外部電極１４ｂの内面には放電を維持するための高い電極降下電圧が発生し、この電圧によって加速された電子およびイオンがガラス管１１内面に衝突するが、この部分には蛍光体１３が存在しないため、これによる激しい劣化は生じないというものである。但し、電球形蛍光ランプへの適用についての言及はない（例えば、特許文献１参照）。
特開平１−２３１２６０号公報

従来の電球形蛍光ランプ１は、一般照明用電球に比べて大きい外形状に形成されているため、一層の小型化が望まれている。小型化のために、なるべく発光管２を管径の細いガラス管を使用して複雑な折り曲げ構造にすることが行われている。しかし発光管２の内部の両端部には、不可欠な電極７があり、この電極７のためにむやみに細管化することができない。

通常、発光管２内部の電極７は、フィラメントに酸化物の熱電子放射物質を塗布した熱陰極であり、このため、それぞれの電極７に２本のリード線が必要である。また、十分な寿命を得るためには、十分な量の熱電子放射物質が必要であり、そのためにはフィラメントの大きさをむやみに小さくできない。電極７が発光管２の内壁に触れると特性が異常になったり破損したりするため、電極７が発光管２の内壁に触れないようにしなければならず、管径を細くすることが難しい。また点滅に強くするためには、点灯する前にフィラメントを予め加熱する必要がある（１秒程度）。このためスイッチを入れても直ぐに点灯しないし、電球に比べ点滅に弱い。またその予熱のために高周波点灯回路３の構造が複雑になる。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、外部電極方式とすることにより、製造が容易で、発光管を細くできるため小型化が可能で、長寿命で点滅に強く、瞬時点灯が可能で、点灯回路もシンプルで小型低価格にできる電球形蛍光ランプを提供することを目的とする。

この発明に係る電球形蛍光ランプは、内部に水銀と希ガスとを封入して両端を閉塞し、内面に蛍光体被膜を形成した発光管と、この発光管の両端部の外面に設けられた一対の外部電極と、発光管の外部に設けられ、一対の外部電極間を電気的に絶縁する絶縁部材と、発光管を点灯させるための高周波点灯回路と、高周波点灯回路を収納し且つ口金を有するカバーと、発光管を覆う外管グローブとを備えたことを特徴とする。

また、この発明に係る電球形蛍光ランプは、内部に水銀と希ガスとを封入して両端を閉塞し、内面に蛍光体被膜を形成し、両端部が所定間隔離れて位置する２重螺旋形発光管と、この２重螺旋形発光管の両端部の外面に設けられた一対の外部電極と、２重螺旋形発光管を点灯させるための高周波点灯回路と、高周波点灯回路を収納し且つ口金を有するカバーと、２重螺旋形発光管を覆う外管グローブとを備えたことを特徴とする。

また、この発明に係る電球形蛍光ランプは、内部に水銀と希ガスとを封入して両端を閉塞し、内面に蛍光体被膜を形成した発光管と、この発光管の両端部の該発光管同士が近接した部位を除いた外面に設けられた一対の外部電極と、発光管を点灯させるための高周波点灯回路と、高周波点灯回路を収納し且つ口金を有するカバーと、発光管を覆う外管グローブとを備えたことを特徴とする。

また、この発明に係る電球形蛍光ランプは、内部に水銀と希ガスとを封入して両端を閉塞し、内面に蛍光体被膜を形成し、端部となるＵ字管同士が隣接しないようにＵ字管が組み合わされて形成される発光管と、この発光管の両端部の外面に設けられた一対の外部電極と、発光管を点灯させるための高周波点灯回路と、高周波点灯回路を収納し且つ口金を有するカバーと、発光管を覆う外管グローブとを備えたことを特徴とする。

また、この発明に係る電球形蛍光ランプは、内部に水銀と希ガスとを封入して両端を閉塞し、内面に蛍光体被膜を形成した発光管と、この発光管の両端部の外面に設けられた一対の外部電極と、発光管内面で、この外部電極に対向する部位に設けられた二次電子放出物質と、発光管を点灯させるための高周波点灯回路と、高周波点灯回路を収納し且つ口金を有するカバーと、発光管を覆う外管グローブとを備えたことを特徴とする。

この発明に係る電球形蛍光ランプは、上記構成により、製造が容易で、発光管を細くできるため小型化が可能で、長寿命で点滅に強く、瞬時点灯が可能で、点灯回路もシンプルで小型低価格にできる。

実施の形態１．
図１は実施の形態１を示す図で、（ａ）は電球形蛍光ランプ１の内部を透視した正面図、（ｂ）は電球形蛍光ランプ１の正面図である。
図１において、電球形蛍光ランプ１は、Ｕ字管を３本接合した形状の発光管２と、この発光管２を点灯させるための高周波点灯回路３と、高周波点灯回路３を収納し且つ口金５を有するカバー４と、発光管２を覆う外管グローブ６と、発光管２両端部外面に設けた一対の外部電極１４ａ、外部電極１４ｂと、これらの外部電極１４ａ、外部電極１４ｂの間を発光管２の外部において電気的に絶縁する絶縁部材２０とを備えている。

外部電極１４ａ、外部電極１４ｂは、導電性ペーストを塗布したり、或いは金属テープ（例えば、アルミ、銅）を貼って形成される。

電球形蛍光ランプ１は、発光管２の内部に希ガスあるいは金属蒸気（例えば、水銀）等の放電気体を封入し（ガスの圧力は２０Ｔｏｒｒ〜１００Ｔｏｒｒ）、発光管２の内面には蛍光体（図示しない）が塗布されている。発光管２両端部外面に設けた一対の外部電極１４ａ、外部電極１４ｂに高周波点灯回路３により、数十ｋＨｚ〜１５０ｋＨｚで１ｋＶ〜３ｋＶの高周波電圧を印加して、管内部の気体を放電させ、これにより発生する紫外線を蛍光物質によって所要の可視光に変換する。

外部電極１４ａ、外部電極１４ｂ間には、数十ｋＨｚ〜１５０ｋＨｚで１ｋＶ〜３ｋＶの高周波電圧が印加されるので、外部電極１４ａ、外部電極１４ｂ間の距離が約１０ｍｍ以下の場合は、発光管２の外部において、電気的な絶縁が必要である。この実施の形態１のように、外部電極１４ａ、外部電極１４ｂが近接している場合は、その間に電気的な絶縁部材２０が必要である。

この実施の形態１によれば、発光管２の内部に電極（フィラメント）がないため、電球形蛍光ランプ１の製造が容易である。
また、発光管２の内部に電極がないため、発光管２を細くでき（５〜６ｍｍも可）、電球形蛍光ランプ１を小型化できる。
また、外部電極１４ａ、外部電極１４ｂを使用しているので、電極の消耗がなく、長寿命で且つ点滅に強い。
また、フィラメントの予熱が不要なため、瞬時点灯が可能であり、高周波点灯回路３もシンプルで低価格である。

Ｕ字管を３本接合した形状の発光管２を用いた電球形蛍光ランプ１について説明したが、当然ながら本数はこれに限定されない。

実施の形態２．
図２は実施の形態２を示す図で、（ａ）は２重螺旋形発光管２ａを用いた電球形蛍光ランプ１の内部を透視した正面図、（ｂ）は２重螺旋形発光管２ａを用いた電球形蛍光ランプ１の正面図である。
図２において、電球形蛍光ランプ１は、２重螺旋形発光管２ａと、この２重螺旋形発光管２ａを点灯させるための高周波点灯回路３と、高周波点灯回路３を収納し且つ口金５を有するカバー４と、２重螺旋形発光管２ａを覆う外管グローブ６と、２重螺旋形発光管２ａ両端部外面に設けた一対の外部電極１４ａ、外部電極１４ｂとを備えている。

図２に示すように、２重螺旋形発光管２ａは、２重螺旋形発光管２ａ外部での両端部間の距離が長く、通常、高周波電圧（１ｋＶ〜３ｋＶ）を印加する場合に絶縁を必要とする１０ｍｍより長い。従って、上記実施の形態のように、絶縁部材２０が不要である。

この実施の形態２によれば、上記実施の形態１の効果に加えて、絶縁部材２０が不要であるから、製造がさらに容易になる。
また、２重螺旋形発光管２ａを用いているので、電球形蛍光ランプ１をさらに小型化できる。

実施の形態３．
図３は実施の形態３を示す図で、（ａ）は電球形蛍光ランプ１の内部を透視した正面図、（ｂ）は電球形蛍光ランプ１の正面図である。
上記実施の形態１とは、外部電極の構成のみが異なる。図３に示すように、外部電極１４ｃ、外部電極１４ｄは、発光管２同士が近接した部位を除いた構成となっている。別の表現をすれば、発光管２同士が対向しない部位に外部電極１４ｃ、外部電極１４ｄを設けるということである。例えば、外部電極１４ｃ、外部電極１４ｄの横断面が半円に近い形状である。外部電極１４ｃ、外部電極１４ｄを、このような構成とすることにより、上記実施の形態１で用いた絶縁部材２０が不要となる。

この実施の形態３によれば、上記実施の形態１の効果に加え、絶縁部材２０が不要となるので、さらに製造が容易で、低価格にできる。

実施の形態３においても、Ｕ字管を３本接合した形状の発光管２を用いた電球形蛍光ランプ１について説明したが、当然ながら本数はこれに限定されない。

実施の形態４．
図４は実施の形態４を示す図で、電球形蛍光ランプ１の発光管２の平面図である。
図４に示すように、発光管２は、３本以上のＵ字管を横に並べて接合した形状のものである。発光管２の端部は、外側のＵ字管に存在するため、外部電極１４ａ、外部電極１４ｂも、外側のＵ字管に形成される。従って、外部電極１４ａ、外部電極１４ｂの距離は、高周波電圧（１ｋＶ〜３ｋＶ）を印加する場合に絶縁を必要とする１０ｍｍより十分に長く、上記実施の形態１で用いた絶縁部材２０は不要である。

本実施の形態４では、発光管２が端部となるＵ字管同士が隣接しないようにＵ字管が組み合わされて形成されるので、絶縁部材２０が不要になり、製造が容易で、低価格にできる。

実施の形態５．
図５は実施の形態５を示す図で、発光管２の一方の端部（外部電極１４ａ）付近の側面断面図である。
図５において、発光管２はガラス管１１の内面に蛍光体１３が塗布されると共に、外部電極１４ａに対向するガラス管１１の内面に二次電子放出物質２１（例えば、アルミナ）が塗布されている。外部電極１４ｂ側も同様に、二次電子放出物質２１が外部電極１４ｂに対向するガラス管１１の内面に塗布されている。

このように、二次電子放出物質２１を外部電極１４ａ、外部電極１４ｂに対向するガラス管１１の内面に塗布し、外部電極１４ａ、外部電極１４ｂに高周波点灯回路３により、数十ｋＨｚ〜１５０ｋＨｚで１ｋＶ〜３ｋＶの高周波電圧を印加して、管内部の気体を放電させると、二次電子放出物質２１から二次電子が放出され、ガラス管１１内で蒸発し気体となっている水銀原子に衝突し、この衝突により水銀原子が紫外線を発生する。この紫外線がガラス管１１内面に塗布された蛍光体１３に当たると可視光線に変化する。

このように、二次電子放出物質２１を外部電極１４ａ、外部電極１４ｂに対向するガラス管１１の内面に塗布することにより、二次電子を放出させて、発光管２の光出力を大きくすることができる。

実施の形態１を示す図で、（ａ）は電球形蛍光ランプ１の内部を透視した正面図、（ｂ）は電球形蛍光ランプ１の正面図である。 実施の形態２を示す図で、（ａ）は２重螺旋形発光管２ａを用いた電球形蛍光ランプ１の内部を透視した正面図、（ｂ）は２重螺旋形発光管２ａを用いた電球形蛍光ランプ１の正面図である。 実施の形態３を示す図で、（ａ）は電球形蛍光ランプ１の内部を透視した正面図、（ｂ）は電球形蛍光ランプ１の正面図である。 実施の形態４を示す図で、電球形蛍光ランプ１の発光管２の平面図である。 実施の形態５を示す図で、発光管２の一方の端部（外部電極１４ａ）付近の側面断面図である。 従来のＵ字形状の発光管を使用した電球形蛍光ランプ１を示す図で、（ａ）は内部を透視したランプ構造図、（ｂ）はランプ外形図である。 Ｕ字形状の発光管を使用した電球形蛍光ランプ１の発光管展開図である。 従来の２重螺旋形発光管２ａを使用した電球形蛍光ランプ１を示す図で、（ａ）は内部を透視したランプ構造図、（ｂ）はランプ外形図である。 従来の外部電極方式の蛍光ランプ１０の縦断面正面図である。

符号の説明

１ 電球形蛍光ランプ、２ 発光管、２ａ ２重螺旋形発光管、３ 高周波点灯回路、４ カバー、５ 口金、６ 外管グローブ、７ 電極、８ 主アマルガム、９ 補助アマルガム、１１ ガラス管、１２ 放電気体、１３ 蛍光体、１４ａ 外部電極、１４ｂ 外部電極、１４ｃ 外部電極、１４ｄ 外部電極、１７ 高周波電源、２０ 絶縁部材、２１ 二次電子放出物質。

Claims (5)

1. 内部に水銀と希ガスとを封入して両端を閉塞し、内面に蛍光体被膜を形成した発光管と、
   この発光管の両端部の外面に設けられた一対の外部電極と、
   前記発光管の外部に設けられ、前記一対の外部電極間を電気的に絶縁する絶縁部材と、
   前記発光管を点灯させるための高周波点灯回路と、
   前記高周波点灯回路を収納し且つ口金を有するカバーと、
   前記発光管を覆う外管グローブとを備えたことを特徴とする電球形蛍光ランプ。
2. 内部に水銀と希ガスとを封入して両端を閉塞し、内面に蛍光体被膜を形成し、両端部が所定間隔離れて位置する２重螺旋形発光管と、
   この２重螺旋形発光管の両端部の外面に設けられた一対の外部電極と、
   前記２重螺旋形発光管を点灯させるための高周波点灯回路と、
   前記高周波点灯回路を収納し且つ口金を有するカバーと、
   前記２重螺旋形発光管を覆う外管グローブとを備えたことを特徴とする電球形蛍光ランプ。
3. 内部に水銀と希ガスとを封入して両端を閉塞し、内面に蛍光体被膜を形成した発光管と、
   この発光管の両端部の該発光管同士が近接した部位を除いた外面に設けられた一対の外部電極と、
   前記発光管を点灯させるための高周波点灯回路と、
   前記高周波点灯回路を収納し且つ口金を有するカバーと、
   前記発光管を覆う外管グローブとを備えたことを特徴とする電球形蛍光ランプ。
4. 内部に水銀と希ガスとを封入して両端を閉塞し、内面に蛍光体被膜を形成し、端部となるＵ字管同士が隣接しないようにＵ字管が組み合わされて形成される発光管と、
   この発光管の両端部の外面に設けられた一対の外部電極と、
   前記発光管を点灯させるための高周波点灯回路と、
   前記高周波点灯回路を収納し且つ口金を有するカバーと、
   前記発光管を覆う外管グローブとを備えたことを特徴とする電球形蛍光ランプ。
5. 内部に水銀と希ガスとを封入して両端を閉塞し、内面に蛍光体被膜を形成した発光管と、
   この発光管の両端部の外面に設けられた一対の外部電極と、
   前記発光管内面で、この外部電極に対向する部位に設けられた二次電子放出物質と、
   前記発光管を点灯させるための高周波点灯回路と、
   前記高周波点灯回路を収納し且つ口金を有するカバーと、
   前記発光管を覆う外管グローブとを備えたことを特徴とする電球形蛍光ランプ。

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