JP2009158438A - 電球形蛍光ランプ - Google Patents

Abstract

【課題】樹脂製のグローブ16が発光管14の電極封装端部33から受ける熱影響を低減できる電球形蛍光ランプ11を提供する。
【解決手段】発光管14の電極封装端部33の周囲を覆って、透光性を有する筒状の遮熱体71を設ける。発光管14の電極封装端部33と樹脂製のグローブ16との対向面間に介在した遮熱体71により、樹脂製のグローブ16が発光管14の電極封装端部33から受ける熱影響を低減する。
【選択図】図１

Description

本発明は、一般照明用電球に置き換えて使用できる電球形蛍光ランプ、およびこの電球形蛍光ランプを用いた照明器具に関する。

従来、電球形蛍光ランプは、軸方向の一端側に配置される一対の電極封装端部に一対の電極が封装された屈曲した形状のバルブを有する発光管、一端側に口金が取り付けられるとともに他端側に発光管の電極封装端部側が支持されたカバー、このカバー内に収容された点灯装置、および発光管を覆って一端側がカバーに支持されたグローブを備えている（例えば、特許文献１参照。）。

また、グローブは、電球形状に近似させるためには、他端側である頂部側が球形で、カバーに支持される一端側が縮径された縮径部が形成される。一方で、発光管は、放電路長を長くするためには、螺旋形の場合に径を大きくするように形成される。これらの要求に対応すると、グローブの縮径部より発光管の最大径部が大きくなり、グローブ内に発光管を収容できなくなってしまう。そこで、グローブを軸方向に沿って左右に２分割し、分割状態のグローブ内に発光管を収容した後に接着剤により一体に接合している。このように分割形成されるグローブには、製造上、ガラス材料を用いるのが難しくなるので、樹脂材料が用いられる。
特開２００４−３１１０３２号公報（第３頁、図１）

電球形蛍光ランプの発光管は、電極が封装された電極封装端部付近の発熱量が最も多く、さらに、発光管の寿命末期になると、電極のフィラメントコイルに塗布されているエミッタが減少することによって、フィラメントコイルを支持するウエルズから電子が異常放出されるなどの原因によって、電極封装端部付近の発熱量が過度に多くなり、異常発熱する場合がある。

この発光管の電極封装端部付近にはグローブの縮径部が対向しているため、このグローブが樹脂製である場合、電極封装部が異常発熱したときにグローブの対向部分が熱影響を受けて溶融などの不具合が発生するおそれがある。

本発明は、このような点に鑑みなされたもので、樹脂製のグローブが発光管の電極封装端部から受ける熱影響を低減できる電球形蛍光ランプ、およびこの電球形蛍光ランプを用いた照明器具を提供することを目的とする。

請求項１記載の電球形蛍光ランプは、一端側に一対の電極封装端部が設けられる屈曲状のバルブおよび一対の電極封装端部に封装された一対の電極を有する発光管と；一端側に口金が取り付けられるとともに他端側に発光管の一対の電極封装端部側が支持されたカバーと；カバー内に収容される点灯装置と；発光管を収容して一端側がカバーに支持された樹脂製のグローブと；発光管の電極封装端部とグローブとの対向面間に介在された透光性を有する遮熱体と；を具備しているものである。

発光管のバルブは、螺旋形に屈曲した形状のバルブや、複数のＵ字形の管体を並設する屈曲した形状のバルブなどのいずれでもよい。また、バルブの外形をグローブの形状に沿った形状に形成すれば、放電路長が長くなり、発光効率が高くなる。

口金は、Ｅ形と称されるねじ込みタイプが通常使用されるが、一般照明用電球が装着されるソケットに取付可能であればこれに限定されない。

カバーは、発光管を間接的または直接的に支持する場合のいずれでもよい。発光管を間接的に支持する場合には、カバーの他端側に発光管を取付可能なホルダを用いるのが好ましい。

点灯装置は、例えば、１０ｋＨｚ以上の高周波電力を発光管に印加して発光管を点灯させる電子部品を主体としたインバータ回路などで構成してもよい。

グローブは、透光性を有する樹脂製で、例えば、他端側である頂部側が球形で、カバーに支持される一端側に頂部側の最大径部より小径となる縮径部が形成される。縮径部は、発光管の最大径部より小径でも大径でもよい。小径の場合には、発光管を収容可能にグローブが複数に分割される。

遮熱体は、例えば、透光性を有するガラス製で、少なくとも発光管の電極封装端部とグローブとの対向面間に介在されれば、どのような形状および寸法でもよく、好ましくは発光管の電極封装端部の周囲を覆う筒形に形成される。また、遮熱体は、発光管およびカバー側のいずれか一方または両方に接着剤などで固着するようにしてもよい。

請求項２記載の電球形蛍光ランプは、請求項１記載の電球形蛍光ランプにおいて、遮熱体は、発光管の電極封装端部の周囲を覆う筒形に形成されているものである。

遮熱体は、発光管の各電極封装端部をそれぞれ覆う一対の遮熱体を用いても、発光管の一対の電極封装端部を一体に覆う１つの遮熱体を用いてもよい。

請求項３記載の照明器具は、器具本体と；器具本体に取り付けられたソケットと；ソケットに接続された請求項１または２記載の電球形蛍光ランプと；を具備しているものである。

器具本体は、例えば、ダウンライトなどであるが、一般照明用電球を使用する器具本体であればこれに限定されない。ソケットは、Ｅ形と称されるねじ込みタイプが通常使用されるが、一般照明用電球が装着されるソケットであればこれに限定されない。

請求項１記載の電球形蛍光ランプによれば、発光管の電極封装端部とグローブとの対向面間に介在された透光性を有する遮熱体により、光取出効率を低下させず、樹脂製のグローブが発光管の電極封装端部から受ける熱影響を低減できる。

請求項２記載の電球形蛍光ランプによれば、請求項１記載の電球形蛍光ランプの効果に加えて、筒状の遮熱体により発光管の電極封装端部の周囲を覆うため、遮熱体の取り付けが容易であり、遮熱体の製造を簡単にすることができる。

請求項３記載の照明器具によれば、請求項１または２記載の電球形蛍光ランプの作用を有する照明器具を提供できる。

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および図２に第１の実施の形態を示し、図１は電球形蛍光ランプの断面図、図２は電球形蛍光ランプを用いた照明器具の断面図である。

図１において、11は電球形蛍光ランプで、この電球形蛍光ランプ11は、電球形蛍光ランプ11の軸方向（高さ方向）の一端に口金12が取り付けられたカバー13と、このカバー13の他端側に支持された発光管14と、この発光管14の一端側を支持してカバー13の他端側に取り付けられたホルダ15と、発光管14を収容してカバー13の他端側に取り付けられたグローブ16と、口金12、カバー13およびホルダ15の内側に収納された点灯装置17とを備えている。そして、定格電力が例えば４０Ｗタイプ、６０Ｗタイプ、１００Ｗタイプの白熱電球などの一般照明用電球に近い寸法と外観に形成されている。この一般照明用電球とは、ＪＩＳ Ｃ ７５０１に定義されている。

そして、口金12は、例えばエジソンタイプのＥ２６形などで、ねじ山を備えた筒状のシェル21、このシェル21の一端側の頂部に絶縁部22を介して設けられたアイレット23を備えている。シェル21の他端側はカバー13の一端部に被せてかしめまたは接着などにより固定されている。

また、カバー13は、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て形成され、一端側には口金12のシェル21が取り付けられる円筒状の口金取付部26が形成され、他端側には拡開した円環状のカバー部27が形成され、このカバー部27の内側にはホルダ15を取り付ける複数のホルダ取付部28が形成されている。

また、発光管14は、１本のバルブ31を有し、このバルブ31には螺旋形部32および両端の一対の電極封装端部33が形成されている。

螺旋形部32は、１本のバルブ31を二等分するようにバルブ31の中央領域が屈曲されるとともに、このバルブ31の屈曲された中央領域を頂部34としてバルブ31の両端側が螺旋状に湾曲された２重螺旋形状に形成されている。この螺旋形部32の成形は、１本の直管状のバルブ31を加熱軟化させてやわらかくした状態で、バルブ31を中央領域で二等分するように屈曲し、さらに屈曲した中央領域を頂部34としてバルブ31の両端側を型の螺旋状に形成された溝に沿わせて巻き付けることにより螺旋形に形成している。さらに、螺旋形部32の形状は、軸直交方向の最大径部がグローブ16の一端側の開口部寸法よりも大径で、グローブ16の形状に沿った形状であって軸方向の中間部の径が一端側および頂部34側の径より大きい略球形となるように形成されている。螺旋形部32の頂部34を他端方向に膨出させて最冷部を形成してもよい。

一対の電極封装端部33は、頂部34と反対側の一端方向へ向かって平行に突出されている。

バルブ31の内面には、例えば３波長形の蛍光体膜が塗布形成されている。この蛍光体塗布工程では、電極封装端部33からバルブ31内に蛍光体分散液を注入し、バルブ31の内面全体に蛍光体分散液を充填させた後に、電極封装端部33を下方に向けてバルブ31内の余分な蛍光体分散液を流出させ、バルブ31の内面に被着された蛍光体膜を乾燥させる。このとき、電極封装端部33を下方に向けたバルブ31の姿勢で蛍光体分散液を乾燥させるため、蛍光体膜の厚みが重力の影響によって螺旋形部32の上部側より下部側の部分で厚くなり、特に電極封装端部33に接続される螺旋形部32の最終ターンの部分の底面側における蛍光体膜の厚みが厚くなり、点灯時に、蛍光体膜の厚い部分が影となって相対的な暗部となり、場合によっては光束が低下する。すなわち、グローブ16に暗部が生じ、かつ発光効率が低下してしまうという不具合があった。そこで、ベーキング処理を施した場合に蛍光体膜は薄い部分に比べて厚い部分が剥れやすいという特性を利用し、ベーキング処理後にバルブ31の外部から衝撃を加えるなどの手段によって振動を与え、蛍光体膜の厚い部分を剥がすことにより、蛍光体膜の厚い部分を螺旋形部32の上部側の薄い部分と同等以下に薄くできるため、点灯時に、グローブ16に暗部が生じるのを軽減でき、かつ発光効率を向上できる。

バルブ31の内部には、アルゴン（Ar）、ネオン（Ne）、あるいはクリプトン（Kr）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。

バルブ31の一対の電極封装端部33には、例えばフレアステムによって一対の電極35が封装されている。各電極35は、フレアステムに封装された一対のウエルズに懸架されたフィラメントコイルを有している。一対のウエルズは、フレアステムから外部に導出されて点灯装置17に接続される一対のワイヤに接続されている。

バルブ31の各電極封装端部33には、フレアステムに取り付けられた排気管とも呼ばれる円筒状の細管36が連通状態に突設されている。これら各細管36は、発光管14の製造過程で溶断によって順次封止され、各細管36のうちの封止されていない一部を通じて発光管14内の排気がなされるとともに、封入ガスが封入されて置換された後に、その細管36を溶断することによって封止される。

一方の細管36は、先端部が口金12の内側まで延設されるように長く形成され、その先端部には封止する際にアマルガムとしての主アマルガム37が封入されている。この主アマルガム37は、ビスマス、錫および水銀にて構成される合金であり、略球形状に形成され、発光管14内の水銀蒸気圧を適正な範囲に制御する作用を有している。なお、主アマルガム37としては、ビスマス、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てもよい。また、電極35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てもよい。

また、ホルダ15は、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形成され、円板状の基板部41、この基板部41の周縁部から一端側に突出する円筒状の筒部42、およびこの筒部42の一端から外側方に突出する爪部43を備えている。爪部43は、カバー13のホルダ取付部28に係止されて取り付けられ、さらに例えばシリコーン樹脂やエポキシ樹脂などの粘性を有する接着剤により接着固定してもよい。

基板部41には、発光管14の一対の電極封装端部33を支持する一対の支持凹部44が形成されている。一対の支持凹部44は、ホルダ15の他端側および外周面側にそれぞれ開口された凹形状に形成されており、発光管14の一対の電極封装端部33が差し込まれ、それら電極封装端部33の一端面および支持凹部44内に対向する内面側を支持するとともにシリコーン樹脂やエポキシ樹脂などの接着剤により接着固定している。一対の支持凹部44の外周面側は開口されているために、発光管14の一対の電極封装端部33の外面側は外側方に露出されている。また、基板部41には、一対の支持凹部44の周囲に沿って、窪み状の遮熱体係合部45が形成されている。また、一対の支持凹部44には、発光管14の各細管36およびワイヤが挿通される一対の挿通孔46が形成されている。

筒部42の内側には、ホルダ15の中心線からオフセットした位置に、溝状の基板保持部47がホルダ15の中心線に沿って形成されている。

また、グローブ16は、透明または光拡散性を有する例えばポリカーボネート、アクリル、ポリエチレンなどの樹脂材質により、白熱電球などの一般照明用電球のガラス球の形状に近い滑らかな曲面状に形成されている。すなわち、グローブ16には、他端側である頂部側に球形部51が形成され、一端側に球形部51より漸次縮径された縮径部52が形成されている。縮径部52の一端側には開口部53が開口された開口端部54が形成され、この開口端部54がカバー13の内側でホルダ15との間に係合されて例えばシリコーン樹脂やエポキシ樹脂などの接着剤により接着固定されている。

グローブ16は、グローブ16の軸方向に直交する方向で球形部51の最大径部を分割線として、グローブ16の軸方向に頂部側グローブ部55と縮径部側グローブ部56とに２分割形成されている。これら頂部側グローブ部55と縮径部側グローブ部56とは、ホルダ15に支持した発光管14を収容するように軸方向から被せて組み合わされて例えば超音波溶着により固着されている。

このグローブ16の分割構造により、グローブ16の開口部53より大径の螺旋形部32を有する発光管14をグローブ16内に収容することができる。しかも、グローブ16の分割線がグローブ16の軸方向に直交する方向であるため、グローブ16の頂部側から見たとき、分割線が見えず、外観上の美観を確保できるうえに、点灯時に、その分割線の影が投影され難くなり、点灯中の美観を確保できる。

また、点灯装置17は、基板61を備え、この基板61の両側面に点灯回路62を構成する複数の電子部品63が実装されている。この基板61は、この基板61の両側縁部がホルダ15の基板保持部47に差し込み係合されてカバー13およびホルダ15の中心軸の方向に沿って縦形に配置されるとともに、カバー13およびホルダ15の中心線に対してオフセットした位置に配置されている。また、基板61には、発光管14の各電極35の一対のワイヤをそれぞれ巻き付けて接続する４本のラッピングピン64が突設されている。

また、発光管14の一対の各電極封装端部33の周囲を覆って一対の遮熱体71がそれぞれ配置されている。これら各遮熱体71は、透光性を有するガラス材料で、各電極封装端部33の外径と同じかやや大きい内径の筒状に形成され、各電極封装端部33に対して、各電極封装端部33に封装された電極35の位置が遮熱体71の軸方向の両端部より内側に位置するように配置されている。なお、各電極封装端部33の外周面との間には、断熱作用を高くするために隙間が形成されているのが好ましく、そのための遮熱体71の内径は電極封装部33の外径よりやや大きくするのがよい。

遮熱体71の一端側はホルダ15の遮熱体係合部45に係合され、すなわち遮熱体71の端面が遮熱体係合部45の底面に当接するとともに遮熱体71の外周面が遮熱体係合部45の内周面に係合され、また、遮熱体71の他端側は発光管14の螺旋形部32と電極封装端部33とが接続される屈曲部分の管外壁に係合され、これらの間で軸方向に挟み込まれるとともに遮熱体係合部45との係合で軸直交方向に保持されている。また、遮熱体71とホルダ15との間、および遮熱体71と発光管14との一部の間に、例えばシリコーンセメントなどの接着剤を充填して接着固定してもよい。また、グローブ16への熱放射を極力抑えるために、遮熱体71の表面に可視光透過、赤外線反射特性を有する多層干渉膜を形成することができる。

次に、電球形蛍光ランプ11を組み立てるには、発光管14の各電極封装端部33を各遮熱体71に通し、発光管14の各電極封装端部33から突出する細管36およびワイヤをホルダ15の各挿通孔46に通し、発光管14の各電極封装端部33をホルダ15の各支持凹部44に係合し、発光管14の各電極封装端部33との間に接着剤を注入して発光管14の各電極封装端部33をホルダ15に接着固定する。

ホルダ15の内側に基板61を差し込み、ホルダ15の内側に引き出されている発光管14の各ワイヤを基板61の各ラッピングピン64に巻き付けて接続する。

グローブ16の頂部側グローブ部55と縮径部側グローブ部56とを、ホルダ15に支持した発光管14を収容するように軸方向から被せて組み合わせて固着する。なお、縮径部側グローブ部56のみをホルダ15に支持した発光管14に組み合わせ、後の任意の工程あるいは最後の工程で頂部側グローブ部55を組み合わせて固着してもよい。

ホルダ15およびグローブ16とカバー13とを組み合わせて固着する。

基板61と口金12のシェル21およびアイレット23とをそれぞれ配線で接続し、シェル21をカバー13の口金取付部26にかしめや接着によって固着する。

このように形成された電球形蛍光ランプ11の具体的構成は次のとおりである。電球形蛍光ランプ11の軸方向の全長が１０９ｍｍ、グローブ16の最大径部の直径が６０ｍｍ、発光管14の最大径部が５４ｍｍ、発光管14の軸方向の寸法が６４ｍｍ、発光管14の放電路長が３６０〜６１０ｍｍ（バルブ31の径が８ｍｍの場合に放電路長は４７６ｍｍ、９ｍｍの場合に放電路長は３７４ｍｍ）であり、一般照明用電球に近似した外観であって一般照明用電球に置き換えて使用できる。

そのため、図２に示すように、電球形蛍光ランプ11は、ダウンライトである照明器具81に使用できる。この照明器具81は、器具本体82を有し、この器具本体82内にソケット83および反射体84が取り付けられ、ソケット83には電球形蛍光ランプ11が装着される。

ところで、電球形蛍光ランプ11の発光管14は、電極35が封装された電極封装端部33付近の発熱が最も高く、さらに、発光管14の寿命末期になると、電極35のフィラメントコイルに塗布されているエミッタが減少することによって、フィラメントコイルを支持するウエルズから電子が異常放出されるなどの原因によって、電極封装端部33付近の発熱量がより多くなり、異常発熱する。

この電球形蛍光ランプ11では、発光管14の電極封装端部33とグローブ16との対向面間に透光性を有する遮熱体71が介在しているため、光取出効率を低下させずに、樹脂製のグローブ16が発光管14の電極封装端部33の異常発熱によって受ける熱影響を低減でき、グローブ16が変色したり、溶融するような不具合の発生を防止できる。

しかも、遮熱体71を筒状に形成することによって遮熱体71を電極封装端部33に取り付けやすくなり、遮熱体71の製造が容易になる。さらに、遮熱体71が発光管14の電極封装端部33の周囲を覆うため、始動時には、電極35付近を保温し、電極35のウエルズなどに補助アマルガムを配置してれば、補助アマルガムの温度上昇を早めて水銀放出を迅速にし、立ち上がり効率を向上でき、また、消灯時には、電極35付近を保温し、バルブ31内の水銀を最冷部や主アマルガム37などへ移動させ、電極35付近でエミッタのベリリウムと水銀とが結合してバルブ31の内壁面が黒化する黒化現象の発生を低減できる。

さらに、発光管14の各電極封装端部33毎に１つずつ筒状の遮熱体71で覆うため、遮熱体71の影がグローブ16に出にくくできる。

また、図３に第２の実施の形態を示し、図３は電球形蛍光ランプの断面図である。

この第２の実施の形態は、大径の１つの遮熱体71で、発光管14の一対の電極封装端部33を一体に覆うように構成したものである。この遮熱体71の場合には、遮熱体71が１つで済むため、製造性がよく、部品管理もしやすい。

なお、この遮熱体71の場合には、この遮熱体71を係合して保持する遮熱体係合部をホルダ15に設けてもよいし、遮熱体71を発光管14の電極封装端部33に例えばシリコーンセメントなどの接着剤などで固着してもよい。

本発明の第１の実施の形態を示す電球形蛍光ランプの断面図である。 同上電球形蛍光ランプを用いた照明器具の断面図である。 第２の実施の形態を示す電球形蛍光ランプの断面図である。

符号の説明

11 電球形蛍光ランプ
12 口金
13 カバー
14 発光管
16 グローブ
17 点灯装置
31 バルブ
33 電極封装端部
35 電極
71 遮熱体
81 照明器具
82 器具本体
83 ソケット

Claims (3)

1. 一端側に一対の電極封装端部が設けられる屈曲状のバルブおよび一対の電極封装端部に封装された一対の電極を有する発光管と；
   一端側に口金が取り付けられるとともに他端側に発光管の一対の電極封装端部側が支持されたカバーと；
   カバー内に収容される点灯装置と；
   発光管を収容して一端側がカバーに支持された樹脂製のグローブと；
   発光管の電極封装端部とグローブとの対向面間に介在された透光性を有する遮熱体と；
   を具備していることを特徴とする電球形蛍光ランプ。
2. 遮熱体は、発光管の電極封装端部の周囲を覆う筒形に形成されている
   ことを特徴とする請求項１記載の電球形蛍光ランプ。
3. 器具本体と；
   器具本体に取り付けられたソケットと；
   ソケットに接続された請求項１または２記載の電球形蛍光ランプと；
   を具備していることを特徴とする照明器具。

Images