JP2010049822A - 蛍光ランプ - Google Patents

Abstract

【課題】ガラス管が損傷を受けることの抑制が図られた蛍光ランプを提供する。
【解決手段】蛍光ランプは、密閉されたガラス管１と、ガラス管１の中に対向状態で配置された一対の電極２と、一端が電極２に接続され、他端がガラス管１の端面を気密に貫通してガラス管１の外に引き出されたリード線３と、ガラス管１の端部に設けられ、リード線３のガラス管１の外に引き出された部分を収容している筒状部材５と、筒状部材５の内側に充填されたはんだ材料によって形成されたはんだ部６と、を有し、筒状部材５には、ガラス管１の端面と対向する面に開口部８が形成され、開口部８においてはんだ部６が外部に露出している。
【選択図】図１

Description

本発明は、両端部に口金を備えた蛍光ランプに関する。

蛍光ランプは、一般的に、密閉されたガラス管と、ガラス管の中に対向状態で配置された一対の電極と、各電極にそれぞれ接続されたリード線と、を有し、各リード線を介して各電極の間に電圧が印加されると点灯するように構成されている。

蛍光ランプには、ガラス管の両端部にそれぞれ各リード線に接続された口金を備えているものがある。このような蛍光ランプは、電源に接続されたソケットに各口金が嵌め込まれることにより、ソケットに機械的に保持されるとともに電気的に接続され、ソケットを介して電源から電力の供給を受けることができる。したがって、このような蛍光ランプでは、ソケットに簡単に着脱されることができるため、交換やメンテナンス等が容易である。

図３は本願発明に関連する蛍光ランプの一方の端部の構成を示した概略図である。この蛍光ランプは冷陰極蛍光ランプであり、図３では一方の端部のみを示しているが、他方の端部も同様に構成されている。

この蛍光ランプは、内壁面に蛍光体層１４が形成されたガラス管１１と、ガラス管１１の中に対向状態で配置された電極１２と、一端が電極１２に接続され、他端がガラス管１１の端面を気密に貫通してガラス管１１の外に引き出されたリード線１３と、を有している。ガラス管１２の中には少量の水銀および不活性ガスが封入されている。

この蛍光ランプは、さらに、カップ状に形成され、ガラス管１１の端部に被せられている口金であるカップ部材１５を有している。ガラス管１１とカップ部材１５との隙間には樹脂部１６が形成され、樹脂部１６がガラス管１１とカップ部材１５とを接合している。また、リード線１３はカップ部材１５に貫通されており、リード線１３がカップ部材１５にはんだ付けされることにより接合部１７が形成されている。

この蛍光ランプは、ガラス管１１の両端部に配置された各カップ部材１５の間に電圧が印加されて、各リード線１３を介して各電極１２の間に電圧が印加されることにより、点灯するように構成されている。

この蛍光ランプでは、製造時に、リード線１３をカップ部材１５にはんだ付けして接合部１７を形成する際に加えられる熱が、リード線１３を介して、ガラス管１１のリード線１３が貫通した部分に伝達される。これにより、ガラス管１１のリード線１３が貫通した部分がガラス管１１の他の部分よりも高温になり、ガラス管１に大きい温度差が発生することがある。これが原因で、ガラス管１１が損傷を受け、ガラス管１１に微細なクラックが発生することがある。

ガラス管１１に微細なクラックが発生した蛍光ランプでは、ガラス管１１の中に空気が少しずつ入り込む、いわゆるスローリークが生じる。スローリークが生じた蛍光ランプは、著しく寿命が短くなるが、製造後しばらくの間は正常に点灯するため、製造時にガラス管１１に微細なクラックが発生していることを発見することは困難である。このように、この蛍光ランプでは、高い信頼性を確保することが困難である。

また、この蛍光ランプでは、ガラス管１１とカップ部材１５とを接合するために樹脂部１６を形成する際に、樹脂材料を硬化させる必要があるが、樹脂材料は一般的に硬化させるのに時間がかかる。たとえば、樹脂部１６を形成する材料としてエポキシ樹脂を用いた場合には、硬化させるために約１日かかる。したがって、この蛍光ランプは製造するのに時間がかかる。

このような問題の解決が図られた蛍光ランプが特許文献１に記載されている。この蛍光ランプでは、カップ部材の内側にはんだ材料が充填されている。

図４は、カップ部材の内側にはんだ材料が充填された蛍光ランプの一方の端部の構成を示した概略図である。この蛍光ランプでは、ガラス管２１の端部を覆っている口金であるカップ部材２５と、カップ部材２５の内側に充填されたはんだ材料によって形成されたはんだ部２６と、を有している。

この蛍光ランプでは、はんだ部２６が、ガラス管２１とカップ部材２５とを接合するとともに、カップ部材２５とリード線２３とを電気的に接続している。したがって、この蛍光ランプの製造工程におけるはんだ部２５を形成する工程は、図３に示した蛍光ランプの製造工程における樹脂部１６を形成する工程と接合部１７を形成する工程とを兼ねている。そのため、この蛍光ランプでは、製造工程を簡略化することができる。

また、この蛍光ランプの製造工程にはリード線２３をカップ部材２５にはんだ付けして接合部を形成する工程がないので、この蛍光ランプは製造時にガラス管２１に大きい温度差が発生しない。したがって、この蛍光ランプは製造時にガラス管２１が損傷を受けにくい。

また、はんだ材料は樹脂材料に比べて格段に早く硬化させることができるため、この蛍光ランプのはんだ部２６を形成する工程は、図３に示した蛍光ランプの樹脂部１６を形成する工程より短時間で行うことができる。したがって、この蛍光ランプでは、製造するのにかかる時間を短縮することができる。
特開平７−２６２９１０号公報

蛍光ランプは点灯時に発熱するため、蛍光ランプの点灯時に蛍光ランプを構成する各部分の温度が上昇する。図４に示した蛍光ランプでは、点灯時に、ガラス管２１、はんだ部２６およびカップ部材２５の各部分の温度が上昇し、各部分がそれぞれ熱膨張する。

ガラス管２１、はんだ部２６およびカップ部材２５は、それぞれ線膨張率の異なる材料で形成されているため、各部分が熱膨張すると、各部分の接合面において各部分が互いに力を及ぼし合う。そして、ガラス管２１とはんだ部２６との接合面において、はんだ部２６がガラス管２１に対して及ぼす力が大きいと、ガラス管２１が損傷を受けることがある。

そこで、本発明は、ガラス管が損傷を受けることの抑制が図られた蛍光ランプを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の蛍光ランプは、密閉されたガラス管と、前記ガラス管の中に対向状態で配置された一対の電極と、一端が前記電極に接続され、他端が前記ガラス管の端面を気密に貫通して前記ガラス管の外に引き出されたリード線と、前記ガラス管の端部に設けられ、前記リード線の前記ガラス管の外に引き出された部分を収容している口金と、前記口金の内側に充填されたはんだ材料によって形成されたはんだ部と、を有し、前記口金には、前記ガラス管の前記端面と対向する面に開口部が形成され、該開口部において前記はんだ部が外部に露出している。

本発明によれば、ガラス管が損傷を受けることの抑制が図られた蛍光ランプを提供することができる。

次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

図１は本発明の一実施形態に係る蛍光ランプの一方の端部の構成を示した概略図である。この蛍光ランプは冷陰極蛍光ランプであり、図１では一方の端部のみを示しているが、他方の端部も同様に構成されている。

この蛍光ランプは、内壁面に蛍光体層４が形成されたガラス管１と、ガラス管１の中に対向状態で配置された電極２と、一端が電極２に接続され、他端がガラス管１の端面を気密に貫通してガラス管１の外に引き出されたリード線３と、を有している。ガラス管２の中には少量の水銀および不活性ガスが封入されている。

この蛍光ランプは、さらに、筒状に形成され、ガラス管１の端部およびリード線３のガラス管１の外に引き出された部分を収容している口金である筒状部材５と、筒状部材５の内側に充填されたはんだ材料によって形成されたはんだ部６と、を有している。はんだ部６は、ガラス管１と筒状部材５とを接合するとともに、筒状部材５とリード線３とを電気的に接続している。

筒状部材５は、ガラス管１を形成しているガラス材料よりも２０×１０^-7／℃以上５０×１０^-7／℃以下だけ高い材料で形成される。たとえば、ガラス管１を形成しているガラス材料の線膨張率が５０×１０^-7／℃である場合に、線膨張率が８０×１０^-7／℃である、鉄（Ｆｅ）およびニッケル（Ｎｉ）をそれぞれ５０％含む合金である５０アロイで筒状部材５を形成することが考えられる。

この蛍光ランプでは、点灯時に、ガラス管１、はんだ部６および筒状部材５の各部分の温度が上昇し、各部分がそれぞれ熱膨張することにより、各部分の接合面において各部分が互いに力を及ぼし合う。

図４に示した蛍光ランプでは、口金であるカップ部材２５が底部を有しており、はんだ部２６とカップ部材２５の底部との接合面において、カップ部材２５がはんだ部２６に対して力を及ぼす。

一方、本実施形態に係る蛍光ランプでは、図４に示した蛍光ランプのカップ部材２５の底部に相当する、筒状部材５のガラス管１の端面と対向する面には開口部８が形成されている。開口部８においては、はんだ部６が筒状部材５の外部に露出しているため、はんだ部には力が及ぼされない。そのため、本実施形態に係る蛍光ランプでは、図４に示した蛍光ランプよりも、はんだ部６の内部応力を緩和させることができる。

はんだ部６の内部応力を緩和させることにより、ガラス管１とはんだ部６との接合面において、はんだ部６がガラス管１に対して及ぼす力を軽減させることができる。これにより、本実施形態に係る蛍光ランプでは、ガラス管１が損傷を受けることを抑制できる。

また、はんだ部６がガラス管１に対して及ぼす力をさらに軽減させるために、はんだ部６の熱膨張を抑制することが考えられる。したがって、はんだ部６を形成するはんだ材料には線膨張率が低い材料を用いることが好ましい。本実施形態に係る蛍光ランプでは、はんだ部６を形成する材料として、錫（Ｓｎ）を主成分とし、ビスマス（Ｂｉ）およびインジウム（Ｉｎ）の少なくとも一方を含ませることにより線膨張率の低減が図られたはんだ材料を用いている。

なお、本実施形態に係る蛍光ランプにおいて口金として用いた筒状部材５では、筒状部材５の内径と開口部８の直径とが同一であるが、口金は、ガラス管の端面と対向する面に開口部が形成されていれば、口金の内径と開口部の直径とが同一でなくてもよい。この点について、図２を参照して以下に説明する。

図２は図１に示した蛍光ランプの筒状部材をカップ部材に変更した蛍光ランプの端部の構成を示した概略図である。この蛍光ランプは、底部に開口部８ａが形成されたカップ部材５ａを有している。

この蛍光ランプのカップ部材５ａは、図４に示した蛍光ランプのカップ部材２５とは異なり、底部に開口部８ａが形成されており、開口部８ａにおいては、はんだ部６がカップ部材５ａの外部に露出しているため、はんだ部６には力が及ぼされない。

したがって、図２に示した蛍光ランプでも、図４に示した蛍光ランプより、はんだ部６の内部応力を緩和させることができる。これにより、ガラス管１とはんだ部６との接合面において、はんだ部６がガラス管１に対して及ぼす力が軽減されるため、ガラス管１が損傷を受けることを抑制できる。

本発明の一実施形態に係る蛍光ランプの端部の構成を示した概略図である。 本発明の一実施形態の変形例に係る蛍光ランプの端部の構成を示した概略図である。 本願発明に関連する蛍光ランプの端部の構成を示した概略図である。 本願発明に関連する蛍光ランプの端部の構成を示した概略図である。

符号の説明

１ ガラス管
２ 電極
３ リード線
４ 蛍光体層
５ 筒状部材
６ はんだ部

Claims (4)

1. 密閉されたガラス管と、
   前記ガラス管の中に対向状態で配置された一対の電極と、
   一端が前記電極に接続され、他端が前記ガラス管の端面を気密に貫通して前記ガラス管の外に引き出されたリード線と、
   前記ガラス管の端部に設けられ、前記リード線の前記ガラス管の外に引き出された部分を収容している口金と、
   前記口金の内側に充填されたはんだ材料によって形成されたはんだ部と、を有し、
   前記口金には、前記ガラス管の前記端面と対向する面に開口部が形成され、該開口部において前記はんだ部が外部に露出している蛍光ランプ。
2. 前記口金の内径と前記開口部の直径とが同一である、請求項１に記載の蛍光ランプ。
3. 前記はんだ部は、錫を主成分とし、ビスマスおよびインジウムの少なくとも一方を含んでいる材料で形成されている、請求項１または２に記載の蛍光ランプ。
4. 前記口金は、前記ガラス管を形成しているガラス材料よりも２０×１０^-7／℃以上５０×１０^-7／℃以下だけ線膨張率が高い材料で形成されている、請求項１から３のいずれか１項に記載の蛍光ランプ。

Images