JP2007227104A - 蛍光ランプ - Google Patents

Abstract

【課題】ランプ始動直後の光束の立ち上がりを早くし、適正な最冷部温度の確保する。
【解決手段】内部に蛍光体層を有するバルブと；バルブの端部１ａ〜１ｆを支持すると共にソケットに挿入される凸部５３を有する口金３と；バルブ１Ｃの端部１ｅに連通すると共に口金３の凸部５３内まで延在しており、口金３の凸部５３内の位置において内部に水銀ペレット３９を有する細管４０と；を具備する。
【選択図】図３

Description

この発明は、内部に蛍光体層を有する発光管と、発光管の端部を支持すると共にソケットに挿入される凸部を有する口金とを備えたコンパクト蛍光灯などの蛍光ランプに関するものである。

従来、コンパクト蛍光ランプなどを構成する発光管においては、管内部に蛍光体層を有すると共に水銀及び希ガスが封入され、例えば特許文献１に示されるように水銀気圧を最冷部によって制御している。

ところで、この種の蛍光管についてはインバータ回路による点灯制御を行うものであり、インバータ回路の発展に伴って高出力で小型のコンパクト蛍光灯が普及するようになってきた。このように高出力と小型化の双方を達成するためには、適正な最冷部温度の確保が課題となっている。そこで、水銀（Ｈｇ）含有量を５質量％以下としたＢｉ、Ｉｎ等からなる水銀蒸気圧の低いアマルガムを用いて、点灯中における発光管内の水銀蒸気圧を適正にするものがあった。しかしながら、このような手法を用いたコンパクト蛍光ランプにおいては、ランプの始動直後において上記アマルガムの温度が上昇して水銀蒸気圧が適正になるまでには時間を要するので、光束の立ち上がりが遅いという問題がある。

上記に対し、放電管と連通する管状体にアマルガムを収容し、管状体とプラスチックハウジングとの間を熱伝導性材料により熱的結合を行ったコンパクト蛍光ランプが特許文献２に開示されている。しかしながら、この特許文献２に開示の蛍光ランプにあっては、蛍光ランプの発熱源である電極の直下に、アマルガムを収容した管状体を設けているため、点灯時には熱的影響を十分に低減させることは難しいものと考えられる。
特開２００１−２０２９２１号公報 特開２００２−３６７５６５号公報

発明が解決しようとする課題は、水銀蒸気圧の低いアマルガムを用いた場合にはランプの始動直後においてＨｇ拡散が遅く、光束の立ち上がりが遅いという問題があり、また、水銀（Ｈｇ）含有量の高いアマルガムを用いる場合には点灯状態において適正な最冷部温度の確保が図り難いことにある。それ故、本発明の目的は、ランプの始動直後においてＨｇ拡散に問題がなく光束の立ち上がりを早くすることができ、また、点灯状態において適正な最冷部温度の確保を図ることの可能な蛍光ランプを提供することにある。

本発明に係る蛍光ランプは、内部に蛍光体層を有する発光管と；発光管の端部を支持すると共に支持部、この支持部とは反対方向に突出する口金ピン及び口金ピンに隣接して口金ピンよりも大きく同方向に突出する凸部を有する口金と；発光管の端部に連通すると共に口金における支持部の内側から凸部内まで延在している細管と；を具備することを特徴とする。

発光管としては、複数のＵ字状管やＨ状管を一部で連通して一本の放電路を有する発光管や、一本の放電管を螺旋状に屈曲させた発光管を許容する。本発明に係る蛍光ランプでは、細管と口金が熱良導体により接続されていることを特徴とする。

本発明に係る蛍光ランプでは、口金の内に遮蔽板を設け、細管を、支持部側の領域と凸部側の領域に区分したことを特徴とする。

本発明に係る蛍光ランプでは、発光管の端部を支持する部材には、細管を口金の凸部内まで挿入する際の空間となる切欠が形成されていることを特徴とする。

本発明に係る蛍光ランプでは、切欠が延びる方向と直交する方向に、ヒューズを保持するケースの長壁部が設けられていることを特徴とする。

本発明においては、発光管の端部を支持すると共に支持部、この支持部とは反対方向に突出する口金ピン及び口金ピンに隣接して口金ピンよりも大きく同方向に突出する凸部を有する口金を備えた蛍光ランプにおいて、発光管の端部に連通すると共に口金の凸部内まで延在する細管を有しており、この細管にあっては、先端部が口金の凸部内に位置する構成を採用しているので、点灯時の熱的影響を少なくでき水銀蒸気圧を適正な値にすることが容易になる。例えば細管の先端にアマルガムを収容する場合にはランプの始動直後において十分な水銀蒸気圧を確保でき、光束の立ち上がりを早くすることができる。

本発明においては、ソケットに挿入される凸部を有する口金における凸部内まで延在し、内部に水銀ペレットを有する細管を、発光管に連通して設けたことにより、ランプの始動直後においてＨｇ拡散に問題がなく光束の立ち上がりを早くすることができ、また、点灯状態において適正な最冷部温度の確保を図るという目的を達成したものである。

以下、添付図面を参照して本発明に係る蛍光ランプの実施例を説明する。各図において、同一の構成要素には同一の符号を付して重複する説明を省略する。図１は、本発明に係る蛍光ランプの実施例を示す正面図を示し、図２は、図１の蛍光ランプの口金を分解した状態を底部方向から見た斜視図を示す。本実施例における蛍光ランプは、ここでは３本のＵ字管により構成されるガラス製のバルブ１Ａ，１Ｂ，１Ｃを、上方から見てバルブ１Ａ，１Ｂ，１Ｃの直管部がほぼ正六角形の隅に納められるように配置され、バルブ１Ａとバルブ１Ｂとが、またバルブ１Ｂとバルブ１Ｃとが、それぞれ結合管１１により結合され、バルブ１Ａ〜１Ｃが結合管１１を介して１本の放電路を有するバルブとして機能するように構成されている。バルブ１Ａ〜１Ｃ内面には、例えば３波長形の蛍光体層が形成され、このバルブ１Ａ〜１Ｃ内には、アルゴン（Ａｒ）やクリプトン（Ｋｒ）などの希ガス、または水銀などを含むガスが封入されている。バルブ１Ａの端部を１ａと１ｂにより示し、バルブ１Ｂの端部を１ｃと１ｄにより示し、またバルブ１Ｃの端部を１ｅと１ｆにより示す。

放電路の両端に位置するバルブ１Ａとバルブ１Ｃにおけるそれぞれの一端部１ａ、１ｆには、ステムシールによって一対の電極が封装されている。各電極は、フィラメントコイルを有しており、このフィラメントコイルが一対の線状のウエルズに支持されている。各ウエルズは、例えば両端のバルブ１Ａ、１Ｃにおける一端部１ａ、１ｆに封装されたジュメット線を介して上記両端のバルブ１Ａ、１Ｃにおける一端部１ａ、１ｆから外部へ導出されたワイヤ（アウターワイヤ）２１〜２４となっている。

バルブ１Ａ〜１Ｃにおける端部１ａ〜１ｆは、口金３を構成する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により構成されている支持部としてのバルブ支持体３１の６個の孔を介して側壁３２により囲われた側へ突出させられ、バルブ支持体３１の側壁３２により囲われた凹部へシリコーン樹脂やエポキシ樹脂などの接着剤が注入されて、バルブ１Ａ〜１Ｃはバルブ支持体３１に固定された状態となる。

本実施例においては、バルブ支持体３１の凹部側に温度ヒューズ４が収納されるケース３５が設けられている。このケース３５は、バルブ支持体３１に一体に形成されていても良く、また、バルブ支持体３１とは別体のものとし、バルブ１Ａ〜１Ｃの端部１ａ〜１ｆをバルブ支持体３１に固定する際に注入する接着剤にて固定して設けるようにしても良い。

バルブ１Ａ、１Ｃの端部１ａ、１ｆには、ステムシールによって封装されて排気管と称される円筒状の細管３８が突設されている。上記の細管３８は、バルブ１Ａ〜１Ｃの製造過程において溶断により封止される。

また、例えばバルブ１Ｃの端部１ｅに連通し、この端部１ｅから延びる細管４０は、先端部が口金３の内側まで延設されるように長く形成されていると共に口金３の後述する凸部５３内まで延在している。各細管３８が封止された後、細管４０を介してバルブ１Ａ〜１Ｃ内が排気され、アルゴンガス等の封入ガスが送り込まれてこれにより置換される。封入ガスが封入された後、細管４０の先端には、Ｈｇ−Ｚｎアマルガムからなる略球状の水銀ペレット３９が封入されている。ここに、細管４０の一部に窪部４６が形成され、細管４０の一部が水銀ペレット３９の粒径よりも細径となっている。係る構成を採用することにより、細径部分である窪部４６が水銀ペレット３９のストッパとして作用する。この水銀ペレット３９は、水銀定量封入用であり、水銀蒸気圧は純水銀とほぼ同じものである。水銀ペレット３９は、Ｈｇ−Ｚｎアマルガムに代えてビスマス、錫及び水銀より構成された主アマルガムとしても良い。この場合、主アマルガムは、バルブ１Ａ〜１Ｃ内の水銀蒸気圧を適正な範囲に制御する作用を有する。なお主アマルガムとしては、ビスマスと錫の他に、インジウム、鉛などを組み合わせた合金によって形成したものを用いることもできる。また、主アマルガムを使用する場合には、バルブ１Ａ、１Ｃにおける電極のウエルズに、水銀吸着放出作用を有する補助アマルガムを取り付けるのが好ましい。さらに、バルブ１Ｂにも、上記バルブ１Ａ、１Ａに設けられた補助アマルガムと同様の補助アマルガムを取り付けて封入するのがこの好ましい。

図１に示される通り口金３は、支持部としてのバルブ支持体３１と、これに結合する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により構成されているピン支持体５０とから構成されている。ピン支持体５０には、ピン支持体５０の裏表に突出する状態で４本のピン５１が植設されている。このように、支持部としてのバルブ支持体３１とは反対方向にピン５１が突出している。４本のうちの３本のピン５１内に対し、前述のワイヤ２１、２２、２３の先端が挿入されて固着されている。残りの１本のピン５１内には、別途用意され、温度ヒューズ４におけるワイヤ４１にラッピングされたワイヤが挿入されて固着されている。ワイヤ２１、２２、２３及び別途用意されたワイヤとピン５１との接続がなされた後に、バルブ支持体３１とピン支持体５０とは嵌合されて図１に示される状態とされる。

ピン支持体５０においては、ピン５１が植設されたベース部５２から外部方向へ突出した柱状の凸部５３が形成され、凸部５３には数か所に抜け止め用の凹凸部５４が形成されており、蛍光ランプが接続される電源部側のソケット部に対して上記口金３が挿入された場合には、凹凸部５４との適切な嵌合による挿着状態が実現され、蛍光ランプはしっかりとソケット部に固定される。凸部５３は、口金ピンに隣接し口金ピンであるピン５１よりも大きく同方向に突出している。

バルブ１Ｃの端部１ｅに連通し、端部１ｅから延びる細管４０においては、バルブＣの端部１ｅから水銀ペレット３９までの距離は２０ｍｍ以上であることが望ましい。細管４０は、バルブ１Ｃの端部１ｅから直線状に延び、ほぼ直角に折り曲げられて、バルブ支持体３１にてほぼ中央部まで概ね水平方向に延び、中央部においてほぼ直角に折り曲げられて、ピン支持体５０の凸部５３内へ向かって直線状に延びている。この結果、水銀ペレット３９はバルブ１Ａ〜１Ｃの端部１ａ〜１ｆにより構成される六角形のほぼ中央部位置において、バルブ１Ａ〜１Ｃの端部１ａ〜１ｆから離れた位置に配置されるので、主な発熱源である電極フィラメントからの距離が口金３の内側空間において最も大きくなり、適正な最冷部温度の確保が可能となっている。

これと別に他の蛍光ランプの構成として、バルブ１Ａ〜１Ｃの径をφ１２、全長が１５０ｍｍのＵ字管を３本接続し、Ｂｉ−Ｓｎ−Ｈｇによる３元素系で水銀を２０質量％含有する主アマルガムを水銀ペレット３９の代りにバルブ１Ｃの端部１ｅから２５ｍｍの細管４０内に配置した試作品を用意した。また、比較用として、同組成の主アマルガムの水銀含有量が４質量％の主アマルガムを用いたものを用意して比較を行った。この結果、周囲温度２５゜Ｃにおいて全光束は、比較品４１００ｌｍに対し本発明試作品は４２５０ｌｍと３．７％の改善がみられ、また、周囲温度３５゜Ｃにおいて全光束は、比較品３９００ｌｍに対し本発明試作品は４２００ｌｍと７．７％の改善がみられた。また、周囲温度に対する照度の相対値（最大を１００％）を測定することにより図４に示されるような特性が得られた。図４に明らかな如く温度上昇に対して照度の高い状態を保つことができ、温度特性の改善が見られた。更に、点灯時間に対する光束（最大を１００％）を測定することにより図５に示されるような特性が得られた。図５に明らかな如く、点灯初期においても光束が多く立ち上がり、始動直後の光束立ち上がりの改善が見られる。

図６に第１の実施例における第１変形例を示す。図６に示すように、バルブ支持体３１における高さの半分程度の位置には、バルブ１Ａ〜１Ｃの端部１ａ〜１ｆが挿入される６個の孔が形成される平面部に平行に、細管４０を通過させる孔６２が形成された遮熱板６１を設けることができ、バルブ１Ａ〜１Ｃによる熱を遮蔽し、水銀ペレット３９付近が最冷部として適正な温度となるように構成される。更に、凸部５３の内部にも上記遮熱板６１に平行し、細管４０を通過させる孔６３が形成された遮熱板６４を設けることができる。この遮熱板６４は、細管４０を、水銀ペレット３９が存在する領域とそれ以外の領域に区分し、水銀ペレット３９が存在する領域への熱移動を遮断し、適正な最冷部温度の確保を行う。遮熱板６１、６４としては、ガラス、セラミック、樹脂等を用いることができる。なお、遮熱板６１、６４を設ける手法としては、口金３を二つ割りの構成として、遮熱板６１、６４をセットしてから二つ割りの部材を結合するか、遮熱板６１、６４を２パーツとして、１パーツ毎に口金３に設け、これらを結合して構成することができる。

更に、図６に示すように凸部５３には、通気孔６５による放熱機構を設けることができる。係る構成を採用することにより、適正な最冷部温度の確保に寄与する。放熱機構としては、単なる通気孔６５に限られず、複数条のスリットを形成するようにしても良い。更に、細管４０と口金３を熱良導体により接続する構成を採用することにより、細管４０から口金３へ熱を逃がすことができ、適正な最冷部温度の確保に寄与する構成とすることができる。例えば、図６に示す通り細管４０の先端部付近から熱良導体としてシリコーン樹脂を用いて口金３の凸部５３におけるまで続く熱導体６６を形成することができる。

本実施例に係る蛍光ランプにおいては、図２、図３の如く折り曲げて完成された細管４０の先端部からバルブ支持体３１に形成された孔を通過させて、先端部を凸部５３内へ挿入して図３に示す如くの状態とする作業が必要であり、通常の機械による組み立ては困難となる。そこで、二か所のほぼ直角である折り曲げ部分を有する細管４０に代えて、図７に示す如く、少なくともバルブ支持体３１に形成された孔を通過した位置から凸部５３内へ挿入される直前の位置までが直線管４０ａとされた細管４０Ａを採用することができる。この図７に示す細管４０Ａを採用することにより、ほぼ直線的な移動により細管４０Ａの先端部をバルブ支持体３１に形成された孔を通過させて、更に先端部を凸部５３内へ挿入して図７の状態とすることができ、機械による組み立てを可能とする。

また、細管４０（４０Ａ）の先端部をバルブ支持体３１に形成された孔を通過させて、更に先端部を凸部５３内へ挿入し易くするために、バルブ支持体３１Ａの６個の孔における１つを図８に示すように構成すると良い。細管４０（４０Ａ）が連通されていないバルブの端部１ａ〜１ｄ、１ｆが挿入される円形の孔２８がバルブ支持体３１の平面部に形成され、細管４０（４０Ａ）が連通さているバルブＣの端部が挿入される孔２９は、円形の周囲における一部から平面部の中央部に向けて細長い切欠２９ａを有して形成されている。この切欠２９ａは、細管４０（４０Ａ）を口金３の凸部５３内まで挿入する際の空間となるものであり、細管４０（４０Ａ）を口金３の凸部５３内まで挿入する作業を容易とする。

図８に示す通り、上記の切欠２９ａが延びる方向と直交する方向に、ヒューズ４を保持するケース３５の長壁部が設けられる。係る構成により、ケース３５における角が切欠されることなくヒューズ保持機能を確保できるものである。また、係る構成より細管４０（４０Ａ）が図８の状態において、ケース３５の上方に位置し、ヒューズ４を図２に示す如くケース３５にセットした場合には、温度ヒューズ４におけるワイヤ４１、４１の間に細管４０（４０Ａ）が位置することになるため、ヒューズ４をセットする際にワイヤ４１、４１が細管４０（４０Ａ）に触れる可能性が低くなり、細管４０（４０Ａ）の破損等の心配が少なく、作業性を向上させる。上記の切欠２９ａに合わせて、遮熱板６１の孔６２の形状を形成することにより、細管４０（４０Ａ）を口金３の凸部５３内まで挿入する作業を更に容易とすることができる。

なお、以上の説明においては、細管４０（４０Ａ）が屈曲されているものを口金３にセットする例を説明したが、細管４０（４０Ａ）がバルブ１Ｃの端部１ｅから直線上に延びたものを用いてバルブ支持体３１にセットし、バルブ内を排気して、封入ガスを送り込むことによって置換した後に、その細管４０を溶断することにより封止して、この後に図２等或いは図７に示すように細管４０（４０Ａ）を折り曲げる作業を行っても良い。

また、バルブとしては、Ｕ字状のバルブを３本連通した例を示したが、図９に示されるＨ状のバルブを用いても良い。図９の蛍光ランプにおけるランプは、ここでは互いに並行に隣立する６本の直管により構成されるガラス製のバルブＶ１ａ〜Ｖ１ｆを結合管１１により結合し、バルブＶ１ａ〜Ｖ１ｆが結合管１１を介して１本の放電路を有するバルブとして機能するように構成されている。バルブＶ１ａ〜Ｖ１ｆ内面には、例えば３波長形の蛍光体層が形成され、このバルブＶ１ａ〜Ｖ１ｆ内には、アルゴン（Ａｒ）やクリプトン（Ｋｒ）などの希ガス、または水銀などを含むガスが封入されている。

図９の蛍光ランプにおける底部方向から見た斜視図は、バルブＶ１ｄの端部１ｄがバルブＶ１ｂの端部１ｂと同形状となる以外は、図２に示した通りとなる。放電路の両端に位置するバルブＶ１ａとバルブＶ１ｆにおけるそれぞれの一端部１ａ、１ｆには、ステムシールによって一対の電極が封装されている。各電極は、フィラメントコイルを有しており、このフィラメントコイルが一対の線状のウエルズに支持されている。各ウエルズは、例えば両端のバルブＶ１ａ、Ｖ１ｆにおける一端部１ａ、１ｆに封装されたジュメット線を介して上記両端のバルブＶ１ａ、Ｖ１ｆにおける一端部１ａ、１ｆから外部へ導出されたワイヤ（アウターワイヤ）２１〜２４となっている。

上記以外の構成は第１の実施例の蛍光ランプにおいて説明したものと同様である。このような実施例においても、第１の実施例と同様にランプの始動直後においてＨｇ拡散に問題がなく光束の立ち上がりを早くすることができ、また、点灯状態において適正な最冷部温度の確保を図ることができる。但し、Ｈ字状のバルブの場合、結合管１１がバルブの端部ではなく中央部側に設けられると、バルブの端部が最冷部となるので、係る構成のバルブに本発明を適用することはできない。また、Ｕ字状のバルブを複数並列に立設させてこれらを連通させたバルブ（例えば、特願２００５−２２１７４８号）や、一本の放電管を螺旋状に屈曲させた発光管（例えば、特願２００５−２２１７４８号の図９）などについて、本発明は適用可能なものである。

本発明の係る蛍光ランプを示す正面図。 図１に示される第１の実施例における口金を分解して底部方向から見た斜視図。 本発明の係る蛍光ランプの第１の実施例の要部断面図。 比較例と本発明の係る蛍光ランプの第１の実施例試作品とによる周囲温度に対する照度の相対値を示す図。 比較例と本発明の係る蛍光ランプの第１の実施例試作品とによる点灯時間に対する光束を示す図。 本発明の係る蛍光ランプの第１の実施例における第１変形例の要部断面図。 本発明の係る蛍光ランプの第１の実施例における第２変形例の要部断面図。 本発明の係る蛍光ランプの第１の実施例におけるバルブ支持体の平面図。 本発明の係る蛍光ランプの第２の実施例を示す正面図。

符号の説明

１Ａ〜１Ｃ バルブ
Ｖ１ａ〜Ｖ１ｆ バルブ
１ａ〜１ｆ 端部
３ 口金
４ ヒューズ
１１ 結合管
２１〜２４、４１ ワイヤ
２８、２９ 孔
２９ａ 切欠
３１、３１Ａ バルブ支持体
３５ ケース
３８、４０、４０Ａ 細管
３９ 水銀ペレット
４６ 窪部
５０ ピン支持体
５１ ピン
５３ 凸部
６１、６４ 遮熱板
６２、６３ 孔
６５ 通気孔
６６ 熱導体

Claims (5)

1. 内部に蛍光体層を有する発光管と；
   発光管の端部を支持すると共に支持部、この支持部とは反対方向に突出する口金ピン及び口金ピンに隣接して口金ピンよりも大きく同方向に突出する凸部を有する口金と；
   発光管の端部に連通すると共に口金における支持部の内側から凸部内まで延在している細管と；
   を具備することを特徴とする蛍光ランプ。
2. 細管と口金が熱良導体により接続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. 口金の内に遮蔽板を設け、細管を、支持部側の領域と凸部側の領域に区分したことを特徴とする請求項１または２に記載の蛍光ランプ。
4. 発光管の端部を支持する部材には、細管を口金の凸部内まで挿入する際の空間となる切欠が形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の蛍光ランプ。
5. 切欠が延びる方向と直交する方向に、ヒューズを保持するケースの長壁部が設けられていることを特徴とする請求項４に記載の蛍光ランプ。

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