JP2010135200A - 電球型蛍光灯用バルブ及び電球型蛍光灯 - Google Patents

Abstract

【課題】管内に最冷点を設けて、水銀蒸気圧が上昇し過ぎることを制御して発光効率が低下することを防止する電球型蛍光灯用バルブ及び電球型蛍光灯を提供することを目的とする。
【解決手段】２つの端部１２０、１３０とＵ字型に折り返された折返し部とを有し、内面に蛍光体層が形成され、内部に放電媒体が封入されたバルブ１０と、一本の放電路が形成されるように、バルブ１０内の各端部１２０、１３０に配設された電極２１、３１と、一端がバルブ１０外に有り、他端が各電極２１、３１と接続して、各電極２１、３１を通電する導入線２２、３２とを備え、一方の端部１２０に配設された電極２１から該端部の端までの距離が、他方の端部１３０に配設された電極３１から該端部の端までの距離よりも長い、ことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、電球型蛍光灯用バルブ及び電球型蛍光灯に関する。

電球形蛍光灯は、白熱電球用ソケットに直接装着して使用できる蛍光灯であり、白熱電球用口金を備えて白熱電球器具で使用できる形状をしている。この電球型蛍光灯は、白熱電球に比べて長寿命、低発熱、省電力（同等の照度を得るための消費電力が、白熱電球比約２０％〜２５％）の特徴がある。そのため、地球温暖化の防止・省エネルギーの観点から、電力消費が多く短寿命という欠点を持つ白熱電球から電球型蛍光灯への切り替えが国際的に広がっている。

電球型蛍光灯で使用される蛍光灯の発光効率は、放電路が長いほど高くなる傾向がある。そのため、特許文献１乃至３に開示されているように、電球型蛍光灯は、蛍光灯の一部を螺旋形状にして、限られた空間内で長い放電路を確保している。

特開２００５−３４７２３６号公報 特開２００６−２０２６６８号公報 特開２００８−０４７５４２号公報

電球型蛍光灯では長い放電路の蛍光灯を狭い空間内に収容するために、本来は発熱量が少ない蛍光灯であっても、結果的に大きな発熱量を出す傾向がある。そのために、蛍光灯の内部に封入されている水銀を含む放電媒体の温度が最適な温度よりも高くなり、水銀蒸気圧が過度に上昇し過ぎて、発光効率が低下する可能性がある。

蛍光灯の水銀蒸気圧が上昇し過ぎることを制御して、発光効率が低下することを防止する方法として、最冷点温度制御方式がある。この方式では、蛍光灯の管内を最適な水銀蒸気圧に制御するべく、蛍光灯の管壁温度と水銀蒸気圧とが相関関係にあることを利用して、２５℃の周囲温度で蛍光灯の発光効率が最大となるように、管内に最も温度が低い点（最冷点）を設ける。

しかし、電球型蛍光灯では長い放電路の蛍光灯を狭い空間内に収容するために、管内に最冷点を設けることが困難であったり、最冷点を設けたとしても、低い温度を維持することができず、十分な効果を発揮出来ない場合がある。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、管内に最冷点を設け、水銀蒸気圧が上昇し過ぎないように制御して、発光効率が低下することを防止する電球型蛍光灯用バルブ及び電球型蛍光灯を提供することを目的とする。

本発明の第１の観点に係る電球型蛍光灯用バルブは、
２つの端部とＵ字型に折り返された折返し部とを有し、内面に蛍光体層が形成され、内部に放電媒体が封入されたバルブと、
一本の放電路が形成されるように、前記バルブ内の各前記端部に配設された電極と、
一端が前記バルブ外に有り、他端が各前記電極と接続して、各前記電極を通電する導入線とを備え、
一方の前記端部に配設された電極から該端部の端までの距離が、他方の前記端部に配設された電極から該端部の端までの距離よりも長い、ことを特徴とする。

本発明の第２の観点に係る電球型蛍光灯は、
第１の観点に係る電球型蛍光灯用バルブと、
電源用ソケットに差し込む口金と、
前記口金を介して電源から供給される電力を用いて、前記電球型蛍光灯用バルブを点灯する点灯部とを備える、ことを特徴とする。

本発明の電球型蛍光灯用バルブ及び電球型蛍光灯によれば、管内に最冷点を設け、水銀蒸気圧が上昇し過ぎないように制御して、発光効率が低下することを防止することができる。

以下、本発明の実施の形態に係る電球型蛍光灯について、図面を参照しながら説明する。

（実施形態１）
本実施形態に係る電球型蛍光灯１００は、図１に示すように、バルブ１０と、バルブ１０を覆うグローブ４１と、点灯回路収容部４２に収容され、バルブ１０を点灯する点灯回路４３と、電球型蛍光灯口金４４とを備える。

電球型蛍光灯口金４４は、白熱電球用のＥ形と称されるねじ込みタイプ等であり、電球を取り付けるためのソケットに装着される。
点灯回路４３は、電球型蛍光灯口金４４を介して供給される電力を高周波の電力に変換して、バルブ１０に供給する。
グローブ４１はガラス等で形成され、バルブ１０を覆い、バルブ１０が発光する光を拡散する。

バルブ１０は、ガラス製等の透明な放電容器と、内面に形成された希土類等の蛍光体層と、封入された水銀を含む放電媒体と、ハイマウント２０と、ローマウント３０とを備える。

また、バルブ１０は、図２に示すように、ハイマウント２０が配設され、直線状に形成された直線形状端部１２０の周囲を、螺旋状に形成された形状が取り巻いている。直線形状端部１２０は、バルブ１０を点灯回路収容部４２に装着する装着面４２１からグローブ４１の頂上付近までの長さＬである。

直線形状端部１２０のハイマウント２０は、図３に示すように、電極２１と、導入線２２と、ステム２３とを備える。
他方の端部１３０のローマウント３０は、電極３１と、導入線３２と、ハイマウント２０のステム２３よりも短いステム３３とを備える。
なお、ここで、マウントとは、ガラス製等の支持台（ステム）に導入線と電極とを組み込んだものである。ハイマウントとは、他方のマウントよりも長く突き出した構造のマウントのことである。ローマウントとは、一方のマウントよりも短い構造のマウントのことである。

電極２１、３１は、それぞれバルブ１０のハイマウント２０、ローマウント３０に配設され、電力の供給を受けると電極間に一本の放電路が形成される。例えば、電極２１、３１は、タングステン製の熱陰極、ニッケル製やモリブデン製の冷陰極等で形成される。

導入線２２は、一端が電極２１に接続され、他端が点灯回路４３に接続され、一端と他端の間がステム２３を貫通している。
導入線３２は、導入線２２と同様に、一端が電極３１が接続され、他端が点灯回路４３に接続され、一端と他端の間がステム３３を貫通している。
導入線２２、３２を介して、点灯回路４３は高周波に変換した電力を電極２１、３１に供給する。

ステム２３、３３は、ガラス等の絶縁性素材で形成され、バルブ１０の両端を封着している。ステム２２がステム３２よりも長い以外は、同じ構成である。
ステム２３は、一端に導入線２２を支持する細管状部と、他端にバルブ１０を封着する広裾部とを有している。また、ステム２２の頂点付近である細管状部は導入線２３が気密に貫通されている。
ステム３３は、ステム２３と同様に、一端に導入線３２を支持する細管状部と、他端にバルブ１０を封着する広裾部とを有している。また、ステム３２の頂点付近である細管状部は導入線３３が気密に貫通されている。

ステム２２をステム３２よりも長い構造にすることによって、ハイマウント２０があるバルブ１０の端からハイマウント２０の電極２１が配設された位置までの距離Ａは、ローマウント３０があるバルブ１０の端からローマウント３０の電極３１が配設された位置までの距離Ｂよりも長くなる。したがって、ハイマウント２０があるバブル１０の端（直線形状端部１２０の端）は、電極２１と電極３１との間で形成される放電路から最も離れた位置になる。そのため、直線形状端部１２０の端付近の管壁は、バルブ１０内で放電に伴う発熱の影響が最も小さく、低い温度が維持されるので、最冷部２４となる。

上記構成の電球型蛍光灯１００の動作を説明する。
電球型蛍光灯１００の電球型蛍光灯口金４４をそれに適合するソケットに挿入して、電源（例えば、交流１００Ｖの商用電源）に接続すると、点灯回路４３から高周波の電力が供給されて、ハイマウント２０の電極２１とローマウント３０の電極３１との間で放電が起きる。放電により流れる電子は、放電媒体中の水銀原子と衝突する。水銀原子は、衝突した電子からエネルギーを受け、紫外線を発生する。発生した紫外線は、ガラス管内に塗布されている蛍光物質に照射され、可視光線が発生する。電源から電力が供給される間、電球型蛍光灯１００は、発光し続ける。
電球型蛍光灯１００が発光している間、電極２１と電極３１とで形成される放電路付近は、紫外線発生に伴う発熱により熱くなる。しかし、最冷点２４である直線形状端部１２０の端付近の管壁は、放電路や電極２１から離れており、放電による発熱や電極２１の熱の影響が最も小さく、低い温度を維持する。

以上説明したように、電球型蛍光灯１００によれば、ハイマウント構造にすることにより、ハイマウント２０がある直線形状端部１２０の端付近の管壁は、放電に伴う熱の影響が小さく、低い温度を維持できる。従って、直線形状端部１２０の端付近の管壁が最冷部２４となり、バルブ１０の管壁温度と相関関係がある水銀蒸気圧が過剰に上昇することを抑制でき、電球型蛍光灯１００の発光効率が低下することを防止することができる。
また、バルブ１０の一方の端部を直線状に形成することにより、ハイマウント２０を直線形状端部１２０に封着しやすいので、製造過程で電極２１がバルブ１０の内面に接触して傷つくことを防止できる。

さらに、直線形状端部１２０から直線的に延びる部分の周囲を、螺旋形状部分が取り巻くように、バルブ１０を形成することにより、バルブ１０を点灯回路収容部４２に装着する装着面４２１からグローブ４１の頂上付近までの長さＬに、直線形状端部１２０を形成することができる。
また、このように、バルブ１０を形成することにより、直線形状端部１２０の端付近が暗くても違和感を感じ難い。

上述した電球型蛍光灯１００は、直線形状端部１２０から直線的に延びる部分の周囲を螺旋形状部分が取り巻くように形成したバルブ１０を備えた場合について説明したが、バルブ１０の形状は上記形状した形状に限られない。

一般に、放電路が長いほどバルブ１０の発光効率がよくなる。また、グローブと点灯回路収容部４２との間の空間内に長い放電路を形成するために、バルブ１０は細長い形状であることが望ましい。さらに、上述したように、ハイマウント２０を装着しやすいように、バルブ１０の一方の端部を直線状に形成することが望ましい。
従って、図４に示すように、バルブ１０は、直線状に形成された部分とコの字型の接続部とをつなぎ合わせた形状に形成してもよい。

また、周囲を均等に照らすことを考慮して、図５に示すように、バルブ１０は、一方の端部と折返し部との間を螺旋形状に形成し、他方の端部と折返し部との間を螺旋形状に形成し、折返し部で２つの螺旋形状が接続された形状に形成してもよい。

（実施形態２）
実施形態２の電球型蛍光灯１００は、図６及び図７に示すように、バルブ１０の直線形状端部１２０と他方の端部１３０との全部又は一部が、点灯回路収容部４２に嵌合された構成を備える。

点灯回路収容部４２は、バルブ１０を装着する装着面４２１に、深さが装着面４２１から口金４４付近までの深さで、バルブ１０の直線形状端部１２０と他方の端部１３０とを嵌合する嵌合孔４２２、４２３が形成される。また、点灯回路収容部４２は、点灯回路４３を嵌合孔４２２から離れた位置に装着する。
電球型蛍光灯１００を点灯している間、点灯回路収容部４２の内部は、点灯回路４３の発熱により熱くなるが、狭い内部空間では対流が起こりにくい。また、口金４４は金属製のため、放熱しやすい。そこで、点灯回路４３を口金４４から離れた位置に装着すると、点灯回路４３の熱が伝わりにくく、点灯回路収容部４２内の口金４４付近は、比較的温度が低い状態を維持する。

バルブ１０の直線形状端部１２０は、装着面４２１上の長さＡと嵌合孔４２２の深さＡ’とを足した長さ（Ａ＋Ａ’）が直線状に形成され、直線形状の内部に収まる長さのハイマウント２０を装着することができる。
他方の端部１３０は、嵌合孔４２３に嵌合する部分が直線形状に形成され、直線状の内部に収まる長さのローマウント３０を装着することができる。

以上説明したように、電球型蛍光灯１００は、点灯中でも最冷部２４の温度を低く維持することができる。
また、バルブ１０の直線形状端部１２０と他方の端部１３０との双方を直線状に形成することで、その内部に直線状に形成されたハイマウント２０とローマウント３０とを装着することができる。そのため、マウントをバルブ１０に装着する際に、電極２１、３１がバルブ１０の管壁に接触したり、過度に接近して設置されにくいので、電極２１、３１に塗布された電子放出性物質（例えば、タングステン酸バリウム等）の蒸発、飛散によって、電極２１、３１に接近した管壁に早期黒化現象が発生して、バルブ１０の寿命が短くなることを防止できる。

（実施形態２の変形例）
また、実施形態２の変形例として、図８及び図９に示すように、電球型蛍光灯１００は、バルブ１０の直線形状端部１２０と他方の端部１３０との全部又は一部が、点灯回路収容部４２に形成された１つの嵌合孔で嵌合された構成を備える。

点灯回路収容部４２は、バルブ１０を装着する装着面４２１に、深さが装着面４２１から口金４４付近までの深さで、バルブ１０の直線形状端部１２０と他方の端部１３０とを嵌合する嵌合孔４２４が形成される。
また、点灯回路４３は、点灯回路収容部４２内で、嵌合孔４２４から離れ、直線形状端部１２０とは反対側の位置に装着される。

バルブ１０は、直線形状端部１２０と他方の端部１３０とが１つの嵌合孔４２４に挿着できるように、装着面４２１上で並設した位置に形成される。

以上説明したように、電球型蛍光灯１００によれば、点灯回路収容部４２に形成する嵌合孔を１つにすることによって、バルブ１０が占める空間を纏めることができ、点灯回路４３の基板を小型化することができる。

以上本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、本発明の範囲内で種々の実施形態が可能である。
例えば、グローブ４１を脱着可能な構成にし、さらに、バルブ１０の両端部にバルブ用の口金を備え、嵌合孔４２２、４２３、４２４をバルブ用口金に対応したソケットにすることによって、バルブ１０を電球型蛍光灯１００から脱着可能な構成にして、バルブ１０を交換可能な構成にしてもよい。

その他、本発明の好適な変形として、以下の構成が含まれる。

本発明の第１の観点に係る電球型蛍光灯用バルブについて、
好ましくは、一方の前記端部は、該端部に配設された電極から該端部の端までの距離よりも長く、直線状に形成されている、ことを特徴とする。

好ましくは、前記バルブは、前記折返し部と各前記端部との間が螺旋形状に形成されている、ことを特徴とする。

好ましくは、前記バルブは、前記折返し部と他方の前記端部との間が螺旋形状に形成され、直線形状に形成された一方の前記端部が前記螺旋形状に形成された部分の内部を貫通し、直線形状に形成された一方の前記端部と前記螺旋形状に形成された部分とが前記折返し部で連接された形状に形成されている、ことを特徴とする。

本発明の第２の観点に係る電球型蛍光灯について、
好ましくは、前記バルブを覆い、入射光を拡散するグローブと、
内部に前記点灯部が装着され、一端に前記口金が配設され、他端に前記バルブの前記各端部の全部又は一部と嵌合する２つ嵌合孔が形成され、前記バルブを嵌合した面に、前記グローブが装着されたカバーとを備え、
前記バルブの一方の前記端部が、前記嵌合孔の底面から前記グローブの頂点までの長さに収まるように、直線形状に形成されている、ことを特徴とする。

好ましくは、前記バルブを覆い、入射光を拡散するグローブと、
内部に前記点灯部が装着され、一端に前記口金が配設され、他端に前記バルブの前記各端部の全部又は一部と嵌合する１つ嵌合孔が形成され、前記バルブを嵌合した面に、前記グローブが装着されたカバーとを備え、
前記バルブは、各前記端部が前記嵌合孔と嵌合するように隣接し、さらに一方の前記端部が、前記嵌合孔の底面から前記グローブの頂点までの長さに収まるように、直線形状に形成されている、ことを特徴とする。

本発明の実施形態１に係る電球型蛍光灯の構成を示す図である。 実施形態１に係る蛍光灯の構成を示す図である。 図２の端部付近を拡大した概略図である。 実施形態１に係る蛍光灯の構成を示す図である。 実施形態１に係る蛍光灯の構成を示す図である。 本発明の実施形態２に係る電球型蛍光灯の構成を示す概略図である。 図６の端部付近を拡大した概略図である。 実施形態２に係る電球型蛍光灯の構成を示す概略図である。 図８の端部付近を拡大した概略図である。

符号の説明

１０ バルブ
２０ ハイマウント
２１、３１ 電極
２２、３２ 導入線
２３、３３ ステム
２４ 最冷部
３０ ローマウント
４１ グローブ
４２ 点灯回路収容部
４３ 点灯回路
４４ 電球型蛍光灯口金
１００ 電球型蛍光灯
１２０ 直線形状端部
１３０ 他方の端部
４２１ 装着面
４２２、４２３、４２４ 嵌合孔

Claims (7)

1. ２つの端部とＵ字型に折り返された折返し部とを有し、内面に蛍光体層が形成され、内部に放電媒体が封入されたバルブと、
   一本の放電路が形成されるように、前記バルブ内の各前記端部に配設された電極と、
   一端が前記バルブ外に有り、他端が各前記電極と接続して、各前記電極を通電する導入線とを備え、
   一方の前記端部に配設された電極から該端部の端までの距離が、他方の前記端部に配設された電極から該端部の端までの距離よりも長い、ことを特徴とする電球型蛍光灯用バルブ。
2. 一方の前記端部は、該端部に配設された電極から該端部の端までの距離よりも長く、直線状に形成されている、ことを特徴とする請求項１に記載の電球型蛍光灯用バルブ。
3. 前記バルブは、前記折返し部と各前記端部との間が螺旋形状に形成されている、ことを特徴とする請求項２に記載の電球型蛍光灯用バルブ。
4. 前記バルブは、前記折返し部と他方の前記端部との間が螺旋形状に形成され、直線形状に形成された一方の前記端部が前記螺旋形状に形成された部分の内部を貫通し、直線形状に形成された一方の前記端部と前記螺旋形状に形成された部分とが前記折返し部で連接された形状に形成されている、ことを特徴とする請求項２に記載の電球型蛍光灯用バルブ。
5. 請求項１乃至４の何れか１項に記載の電球型蛍光灯用バルブと、
   電源用ソケットに差し込む口金と、
   前記口金を介して電源から供給される電力を用いて、前記電球型蛍光灯用バルブを点灯する点灯部とを備える、ことを特徴とする電球型蛍光灯。
6. 前記電球型蛍光灯は、
   前記バルブを覆い、入射光を拡散するグローブと、
   内部に前記点灯部が装着され、一端に前記口金が配設され、他端に前記バルブの前記各端部の全部又は一部と嵌合する２つ嵌合孔が形成され、前記バルブを嵌合した面に、前記グローブが装着されたカバーとを備え、
   前記バルブの一方の前記端部が、前記嵌合孔の底面から前記グローブの頂点までの長さに収まるように、直線形状に形成されている、ことを特徴とする請求項５に記載の電球型蛍光灯。
7. 前記電球型蛍光灯は、
   前記バルブを覆い、入射光を拡散するグローブと、
   内部に前記点灯部が装着され、一端に前記口金が配設され、他端に前記バルブの前記各端部の全部又は一部と嵌合する１つ嵌合孔が形成され、前記バルブを嵌合した面に、前記グローブが装着されたカバーとを備え、
   前記バルブは、各前記端部が前記嵌合孔と嵌合するように隣接し、さらに一方の前記端部が、前記嵌合孔の底面から前記グローブの頂点までの長さに収まるように、直線形状に形成されている、ことを特徴とする請求項５に記載の電球型蛍光灯。

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