JP2008305745A

JP2008305745A - 飛散防止形環形蛍光ランプ

Info

Publication number: JP2008305745A
Application number: JP2007153820A
Authority: JP
Inventors: Ryo Suzuki; 量鈴木; Takeshi Yoshikawa; 剛吉川; Takahiro Akuta; 高宏芥田; Ryosuke Matsui; 良介松井; Terutaka Muramatsu; 輝隆村松
Original assignee: Osram Melco Ltd
Current assignee: Osram Melco Ltd
Priority date: 2007-06-11
Filing date: 2007-06-11
Publication date: 2008-12-18
Also published as: WO2008153009A1

Abstract

【課題】飛散防止チューブ装着工程を簡単化し、外観を改善した飛散防止形環形蛍光ランプを提供することを目的とする。
【解決手段】この発明に係る飛散防止形環形蛍光ランプは、環状に整形されたガラス管１と、ガラス管１の内面に設けられた蛍光体４と、ガラス管１の両端に設けられた一対のフィラメント２ａ，２ｂと、ガラス管１の内部に密閉されて封入された水銀と、ガラス管１の内部に密閉されて封入された希ガスと、ガラス管１の周囲に設けられ、環の外側の厚さが０．０７ｍｍ〜０．１１ｍｍの飛散防止チューブ５とを備えたことを特徴とする。
【選択図】図２

Description

この発明は、ガラス管が割れた場合にガラスの飛散を抑えた飛散防止形環形蛍光ランプに関する。

蛍光ランプを用いる密閉照明器具以外の下面開放形の照明器具については、蛍光ランプがガラス管でできている。そのため、物が当たったり、照明器具に付いているスイッチ用引きひもの先端についている玉が引いた後の反動でランプに当たったりすることによって、ガラス管が割れることがある。ガラス管が割れた場合にはガラスが飛び散り、危険である。このため、ガラス管が割れたり、裂けたりしにくいように、ガラス管を合成樹脂のチューブで覆った飛散防止形環形蛍光ランプが導入されている。家庭で主に用いられている環形蛍光ランプについても、リング状に閉じているため飛散防止チューブをガラス管に被せるのに困難があったが、実用化の方法が種々提案されている（例えば、特許文献１乃至３参照）。

この飛散防止形蛍光ランプの飛散防止チューブの装着に関する工程の一例は以下の通りである。
（１）先ず、口金をつける前の環状のガラス管の表面にシリコンオイルを塗布する。
（２）次に熱収縮性の飛散防止チューブに、この環状のガラス管を挿入し、加熱して飛散防止チューブを収縮させ、ガラス管に密着させる。
（３）その後、飛散防止チューブの両先端部分をカット・処理して、口金を取り付ける。

この工程の詳細例は特許文献２に、飛散防止チューブの条件の詳細例は特許文献１に、シリコンオイルの必要性については特許文献３に記載されている。
特開平１１−１９８２３２号公報特開平１１−２３８４９２号公報特開２０００−０８４９５８号公報

このように、飛散防止形環形蛍光ランプが実用的に可能にはなったが、この収縮前の飛散防止チューブに環状のガラス管を挿入する作業は、熟練度が低いと不良率が高くなり、熟練度の高い作業者でも１分以上かかる極めて能率の悪いものであった。

さらに、加熱収縮した後のシワは上記特許文献１に記載の条件で可なり小さくはなっているが、それでも外観上はっきりわかる程度には残るものであった。

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、飛散防止チューブ装着工程を簡単化し、外観を改善した飛散防止形環形蛍光ランプを提供することを目的とする。

この発明に係る飛散防止形環形蛍光ランプは、環状に整形されたガラス管と、ガラス管の内面に設けられた蛍光体と、ガラス管の両端に設けられた一対の電極と、ガラス管の内部に密閉されて封入された水銀と、ガラス管の内部に密閉されて封入された希ガスと、ガラス管の周囲に設けられ、環の外側の厚さが０．０７ｍｍ〜０．１１ｍｍの飛散防止チューブとを備えたことを特徴とする。

この発明に係る飛散防止形環形蛍光ランプは、飛散防止チューブとガラス管との間に潤滑層を存在させない、あるいは、潤滑層をガラス管の外表面当たり０．０１ｇ／ｍ^２以下としたことを特徴とする。

この発明に係る飛散防止形環形蛍光ランプは、飛散防止チューブの材料に熱収縮性の樹脂チューブを用い、樹脂チューブの熱収縮前の直径をガラス管の直径の１．１５倍〜１．２７倍としたことを特徴とする。

この発明に係る飛散防止形環形蛍光ランプは、飛散防止チューブの樹脂材料に、メジアン粒径（Ｄ５０）が０．５μｍ〜１０μｍで、可視域の反射率が９０％以上の粉体を分散させ、粉体の混入率を３％以下としたものを用いることを特徴とする。

この発明に係る飛散防止形環形蛍光ランプは、飛散防止チューブの厚さを０．０７ｍｍ〜０．１１ｍｍとすることにより、落下時の耐飛散性も十分で、潤滑層を用いないでも簡単にガラス管への挿入加工ができ、さらに、表面のシワがかなり減少し、外観も改善される。

実施の形態１．
図１乃至図３は実施の形態１を示す図で、図１は飛散防止形環形蛍光ランプの一部を断面で示す平面図、図２は飛散防止形環形蛍光ランプのガラス管軸に沿う平面による断面図（明確にするため、ガラス管厚さ、蛍光体厚さ、飛散防止チューブ厚さは実際と異なる縮尺になっている）、図３は飛散防止チューブ５の厚さを変化させて飛散防止形環形蛍光ランプを試作し飛散性試験を行った結果を示す図である。

図１に示すように、ガラス管１は、両端の内部に電子放射物質を備えたフィラメント２ａ、フィラメント２ｂ（フィラメント２ｂは表示していない）が電極として設けられる。このガラス管１の端部に設けたチップ管３を通して希ガスと水銀を封入し、チップ管３をチップオフすることによって密封してある。

また、ガラス管１の内面には、蛍光体４が形成されている。このガラス管１の外表面を、厚さ０．０７ｍｍ〜０．１１ｍｍ（環外側での測定値）、一例では０．０９ｍｍの飛散防止チューブ５が覆っている。この飛散防止チューブ５とガラス管１との間には、シリコンオイル等の潤滑層は設けていない。あるいは潤滑層が設けられたとしても、外表面当たり０．０１ｇ／ｍ^２以下としている。

飛散防止チューブ５の効果は、次の飛散性試験で確認した。水平の姿勢で、ランプを３ｍの高さからコンクリート面に落とし、ランプの落下中心より最も遠くへ飛んだガラス片までの距離で評価され、その距離がランプの外直径＋１ｍ以下かどうかで良否が判定される。この試験の結果、全数、良と判定された。

この飛散防止形環形蛍光ランプは次のように製造される。口金をつける前までの工程、すなわち、曲げ工程の後、排気工程（水銀、希ガスなど導入工程、チップオフ工程含）までの工程は飛散防止膜を具えていない通常の環形蛍光ランプの製造工程とほぼ同じである。

飛散防止チューブ５には、熱収縮性の樹脂チューブ、一例では、ポリエチレンテレフタレート製の熱収縮チューブを用いる。通常の環形蛍光ランプの製造工程と異なる工程を以下に示す。
（１）飛散防止チューブ５に、上記の口金を設けていない環形のガラス管１を一端から挿入してゆく（挿入工程）。
（２）飛散防止チューブ５がガラス管１の両端から、数ｃｍ程度余分に被せた状態で仮切断する（仮切断工程）。
（３）約１９０℃の加熱炉に約３分間入れる（収縮工程）。
（４）加熱炉より出した後、ガラス管１の両端面に合わせて、飛散防止チューブ５を切り取る（切断工程）。
（５）さらに、口金をつけて完成する（口金付け工程）。

また、この収縮前の飛散防止チューブ５の断面を円形にした場合の直径Ｄｓは、このガラス管１の直径ｄの１．１５倍〜１．２７倍とした。一例では、このガラス管１の直径ｄは２９ｍｍで、この収縮前の飛散防止チューブ５の断面を円形にした場合の直径は３５ｍｍで１．２１倍である。

また、この一例では、収縮前の飛散防止チューブ５の厚さは０．０７５ｍｍで、収縮後、すなわち完成後は、ガラス管１の環の外側で０．０９ｍｍ、さらに内側で、約０．１２ｍｍであった。

飛散防止チューブ５は、そのままガラス管１を挿入すると、ガラス管１の環の外側に接して位置が決められ、ガラス管１の端を除いて、そのまま収縮するためガラス管軸の方向にはほとんど収縮せず、ガラス管１の径の方向のみに収縮する。その結果、ガラス管１の環の外側の飛散防止チューブ５の厚さの増加率は、ガラス管１の直径と飛散防止チューブ５の収縮前の直径の比率になる。

また、ガラス管１の環の内側の飛散防止チューブ５の厚さの増加率は、それにガラス管１の環の内直径と外直径の比率だけ、ガラス管１の環の内側の飛散防止チューブ５の厚さの増加率よりも大きくなる。

さらに、ガラス管１の端部付近では、軸方向にも収縮するため、若干厚さが増加する。ここでいうガラス管１の環の外側の厚さはそのようなガラス管１の端部付近を除いた部分、さらに厳密には中央部分の厚さである。

従来の飛散防止チューブ５は収縮前の厚さが約０．１ｍｍあり、収縮後はガラス管の環の外側で０．１２ｍｍであった。この厚さを０．１２ｍｍにしていた一つの理由は、直管蛍光ランプの経験からこれ未満の厚さにすると、飛散が大きくなると考えられたからであった。これを用いた場合、挿入工程は、通常の作業者ではなかなか挿入が難しく、時間がかかる他、チップ管３に引っかけて割ったり、また、シワが多くなる。このため、熟練度の高い僅かな作業者がこの作業に当たり、さらにこの熟練した作業者でも１〜２分かかった。

これを収縮後０．１１ｍｍ以下、さらに好ましくは０．１０ｍｍ以下に薄くすることにより、シリコンオイルを用いなくても通常の労働者でも６０秒以下で挿入ができ、且つ、殆どチップ管３に引っかけて割ることが無くなり、シワも熟練作業者と比較して特に多いということはなくなった。

また、これまで使っていたシリコンオイルを使用しないでも若干作業時間は延びるが、それでも従来仕様の熟練作業者と同程度か、さらに短い時間で挿入工程を完了させることができることが解った。

一方、従来の厚さが０．１２ｍｍ程度の飛散防止チューブ５の場合、シリコンオイルを使わないと、その被覆工程において、作業時間が延びること、被覆に失敗することによる不良率が上昇することなどから実質的にはシリコンオイルは不可欠であった。

一方、飛散性については薄くしてゆくと、若干飛散距離が大きくなってゆく傾向はあるが、厚さ０．０７ｍｍまでは判定基準をオーバーしないので、実用可能である。さらに、シリコンオイルを用いなかった場合、あるいは用いても０．０１ｇ／ｍ^２以下の場合は、飛散距離が小さくなる傾向があり、厚さ０．０９ｍｍでも、比較例と同程度の飛散距離であった。しかしながら、厚さが０．０５ｍｍでは基準をオーバーして飛散する場合があり、不可である。このようにシリコンオイルがない方が飛散距離が小さくなる理由は、シリコンオイルがない方が、ガラス管１と飛散防止チューブ５との密着性が良くなるため、ガラス管１が飛散防止チューブ５と接着気味になっており、飛散防止チューブ５の一部が裂けてもガラスの破片の運動エネルギーが飛散防止チューブ５に一部吸収されるためと考えられる。

また、薄くなっても飛散性がそれほど大きくならない理由は、シワができると、膜厚の均一性が保たれなくなり、シワがない方が同じ膜厚でも飛散防止チューブ５が裂けにくくなることによる。

また、直管蛍光ランプより薄い飛散防止膜でも問題のない理由は、明確ではないが、飛散防止チューブ５が管径方向に湾曲しているとともに管軸方向にも湾曲しているため、環の外側で強度が大きくなっていること、ガラス管１自身も同様に２方向に湾曲しているため、破片が鋭角に飛散防止チューブ５に衝突しにくいことなどが考えられる。

これらの結果等をまとめると、飛散防止チューブ５の収縮させた後の厚さが０．０７ｍｍ〜０．１１ｍｍでは、作業性、外観で従来より大幅に良くなるとともに、飛散性試験でも合格となるが、０．０７ｍｍ〜０．１０ｍｍがさらに好ましい。シリコンオイルはない方が飛散性試験の結果がよいため、さらに好ましい。

次に、収縮前の飛散防止チューブ５の断面を円形にした場合の直径Ｄｓは、ガラス管１の直径ｄの１．１５倍〜１．２７倍であることが好ましい。この範囲より小さくなっていくと、ガラス管１が挿入しにくくなるとともに、チップ管３に引っかかりやすくなって、不良率が上昇し始める。また、この範囲より大きくなってゆくと、特に環の内側で、飛散防止チューブ５の収縮が不均一になりやすく、ガラス管１の径方向にしま状のシワができやすくなる。

この差Ｄｓ−ｄあるいは比率Ｄｓ／ｄは、例えば、特許文献１でも差Ｄｓ−ｄが６ｍｍ以上で、比率Ｄｓ／ｄが１．９以下とされており、一般的に他の条件により最適な範囲を決めることになるが、この実施の形態における比率としての１．１５〜１．２７という幅は、特許文献１に比較してもかなり小さい幅であり、この範囲内では膜厚など他のパラメータの最適範囲等がほとんど変化しない。

以下、実施例を説明する。
飛散防止チューブ５の厚さを変化させて飛散防止形環形蛍光ランプを試作し、飛散性試験を行った。ランプはガラス管１の径が２９ｍｍ、環の外直径が２２．５ｃｍ（飛散性試験での良否の判定距離１２２．５ｃｍ（ランプの外直径）＋１ｍ）のＦＣＬ３０を用いた。収縮前の飛散防止チューブ５の断面を円形にした場合の直径は３５ｍｍ（ガラス管径の１．２１倍）のものを用いた。さらに、飛散防止チューブ５を０．１２ｍｍから少し薄くすると、非常に入れやすくなったことから、シリコンオイルを使わないでも試作し、試験した。さらに、シリコンオイルを減らしながら、試作を行った結果、ほぼ０．０１ｇ／ｍ^２以下になると、ほぼ、シリコンオイルを用いない場合と同程度の作業性となることがわかったのでこれも試験した。それぞれ、各１０本ずつ試験した結果を図３に示す。

図３において、最大飛散距離は熟練度の高い作業者が行った試作品１０本で試験を行って、中心から最も離れた位置まで飛んだ場合の距離を示す。通常作業者挿入時間については通常のレベルの作業者が挿入作業を行った結果である。シワ外観は、この通常のレベルの作業者が試作したものを、熟練度の高い作業者が従来の仕様（比較例１の仕様）で製造したものと比較した（多はそれより悪く、少あるいは極小はそれより少ない）。

これらの飛散防止チューブ５の挿入作業テスト、シワ外観テスト、飛散性実験の結果は上述の通りである。

実施の形態２．
飛散防止チューブ５の樹脂材料に、メジアン粒径（Ｄ５０）が０．５μｍ〜１０μｍで、可視域の反射率が概ね９０％以上の粉体（例えば、純度の良いアルミナ、シリカ、ピロ燐酸カルシウムなど）を３％以下、例えば、１％分散させたものを用いる。

この樹脂材料を用いて、実施の形態１と同様の熱収縮性の飛散防止チューブ５を作成する。さらに実施の形態１と同様の条件で、同様の製法により、飛散防止形環形蛍光ランプを作成する。一例では、収縮後の飛散防止チューブ５の厚さが０．０９ｍｍで、シリコンオイルすなわち、潤滑層を設けない。

この飛散防止形環形蛍光ランプは、僅かにシワが残っているが、上記の粉体を分散させているので、光が分散し、白濁して見えるため、実施の形態１より、さらにシワの存在が視認できない。一方、被覆工程の作業性と、飛散性試験結果は実施の形態１と同程度であった。

以上の実施の形態１、２では、熱収縮性の飛散防止チューブ５の材料として、ポリエチレンテレフタレートを例に説明したが、これ以外の芳香族ポリエステル樹脂でもよく、さらにそれ以外の材料でも同様な効果がある。潤滑層については、設けないこととしているが、記載しているシリコンオイル以外でも０．０１ｇ／ｍ^２以下で、挿入作業にほとんど影響しない程度なら、存在しても効果はある。

実施の形態１を示す図で、飛散防止形環形蛍光ランプの一部を断面で示す平面図。実施の形態１を示す図で、飛散防止形環形蛍光ランプのガラス管軸に沿う平面による断面図（明確にするため、ガラス管厚さ、蛍光体厚さ、飛散防止チューブ厚さは実際と異なる縮尺になっている）。実施の形態１を示す図で、飛散防止チューブ５の厚さを変化させて飛散防止形環形蛍光ランプを試作し飛散性試験を行った結果を示す図。

符号の説明

１ガラス管、２ａフィラメント、２ｂフィラメント、３チップ管、４蛍光体、５飛散防止チューブ。

Claims

環状に整形されたガラス管と、
前記ガラス管の内面に設けられた蛍光体と、
前記ガラス管の両端に設けられた一対の電極と、
前記ガラス管の内部に密閉されて封入された水銀と、
前記ガラス管の内部に密閉されて封入された希ガスと、
前記ガラス管の周囲に設けられ、環の外側の厚さが０．０７ｍｍ〜０．１１ｍｍの飛散防止チューブとを備えたことを特徴とする飛散防止形環形蛍光ランプ。
前記飛散防止チューブと前記ガラス管との間に潤滑層を存在させない、あるいは、前記潤滑層を前記ガラス管の外表面当たり０．０１ｇ／ｍ^２以下としたことを特徴とする請求項１記載の飛散防止形環形蛍光ランプ。
前記飛散防止チューブの材料に熱収縮性の樹脂チューブを用い、該樹脂チューブの熱収縮前の直径を前記ガラス管の直径の１．１５倍〜１．２７倍としたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の飛散防止形環形蛍光ランプ。
前記飛散防止チューブの樹脂材料に、メジアン粒径（Ｄ５０）が０．５μｍ〜１０μｍで、可視域の反射率が９０％以上の粉体を分散させ、前記粉体の混入率を３％以下としたものを用いることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の飛散防止形環形蛍光ランプ。