JP2010170904A - 発光管、電球形蛍光ランプ及び照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】管体の横断面における外周側の蛍光体膜の膜厚の最適化を図り、発光管の発光効率を向上できる発光管、電球形蛍光ランプ及び照明装置を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明は、一端から他端に亘る中間部を折返して折返し部２とし、螺旋状に屈曲形成された管体１と、この管体１の内周面に形成され、管体１の横断面において、外周側の膜厚が最適な膜厚、例えば、外周側の膜厚ａと前記管体１の中心軸電極側の膜厚ｂとがａ≧ｂの関係となるように調整された蛍光体膜Ｐとを備える発光管１４である。
【選択図】図２

Description

本発明は、発光管、この発光管を有する電球形蛍光ランプ及びこの電球形蛍光ランプを備える照明装置に関する。

従来、この種の電球形蛍光ランプは、ＪＩＳに定義されている一般照明用電球に近い寸

法に小形化されており、一般照明用電球に近似した外観を有している。近年では、グローブを透明又は光拡散性を有するガラスや合成樹脂により形成し、このグローブ内の狭隘な空間内に配設される発光管を螺旋形に形成して放電路長の増大を図ったものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

そして、一般的には、これら電球形蛍光ランプに用いられる発光管は、図５に示すような工程で管体の内周面に蛍光体が塗布されて蛍光体膜が形成される。まず、螺旋状に屈曲して形成された管体１を折返し部２が下になるような姿勢で配置する（図５（ａ））。この姿勢で一方の開口部３ａから蛍光体の懸濁液Ｌを管体１内に満たされる程度の量を注入する。次に、管体１の折返し部２が上になるような姿勢に反転し（図５（ｂ））、懸濁液Ｌを開口部３ａ、３ｂから流出させる。その後、管体１を乾燥炉内にセットし、温風を作用させて乾燥を行い（図５（ｃ））、蛍光体膜Ｐの形成が終了する。この場合、図５（ｂ）及び（ｃ）に示すように、懸濁液Ｌは、その重力により、管体１の横断面において、折返し部２とは反対側、すなわち、開口部３ａ、３ｂ側に偏って塗布される状態となり、蛍光体膜Ｐは、開口部３ａ、３ｂ側の膜厚が厚くなって形成される。

一方、発光管の発光効率の向上のため、蛍光体膜の膜厚を管体の内側において厚く形成したり（特許文献２、特許文献３参照）、折返し部と対向する端部側を厚く形成したり（特許文献４参照）、さらには、管体の内面における膜厚を均一に形成するもの（特許文献５参照）が提案されている。

特開２００８−１０４０４号公報 特開平８−３３９７８１号公報 特開２００７−５０３６号公報 特開２００４−１８６１４７号公報 特開２００７−１２８８２６号公報

しかしながら、管体の内周面における蛍光体膜の膜厚は、管体の横断面において、外周側の膜厚の重要度が高い。この種、螺旋形に屈曲形成された発光管を有する電球形蛍光ランプでは、発光管の外周側から放射される光が照明に有効に利用されるからである。因みに、この発光管の外周側の蛍光体膜の膜厚が薄過ぎると、発光管内で発生した紫外線を可視光に変換する変換効率が低下し、光が有効に放射されない、また、反面、蛍光体膜の膜厚が厚過ぎると、蛍光体膜が光放射の障害となり、光が有効に放射されないという不具合が生じる。上記従来の電球形蛍光ランプにおいては、管体の横断面における外周側の蛍光体膜の膜厚について何ら着目されておらず、この外周側の膜厚を最適化するという技術的開示が存在しない。

本発明は、上記課題に鑑みなされたもので、管体の横断面における外周側の蛍光体膜の膜厚の最適化を図り、発光管の発光効率を向上できる発光管、電球形蛍光ランプ及び照明装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発光管は、一端から他端に亘る中間部を折返して折返し部とし、螺旋状に屈曲形成された管体と；この管体の内周面に形成され、管体の横断面において、外周側の膜厚ａと前記管体の中心軸電極側の膜厚ｂとがａ≧ｂの関係に調整された蛍光体膜と；を具備していることを特徴とする。

本発明及び以下の発明において、特に指定しない限り用語の定義及び技術的意味は次による。中間部とは、管体の一端から他端に亘るいずれかの部分をいい、必ずしも２等分した部分を意味するものではない。また、発明の構成における形状的、位置的関係等は幾何学的に厳密な内容を意味するものではない。

請求項２に記載の電球形蛍光ランプは、請求項１に記載の発光管と；この発光管を点灯制御する点灯装置と；を具備していることを特徴とする。

請求項３に記載の照明装置は、装置本体と；この装置本体に取付けられる請求項２に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。照明装置としては、屋内又は屋外で用いられる各種照明装置に適用可能である。

請求項１に記載の発光管によれば、管体の内周面に形成された蛍光体膜の膜厚を、外周側の膜厚ａと管体の中心軸電極側の膜厚ｂとがａ≧ｂの関係になるように調整したので、発光効率を向上できる発光管を提供できる。

請求項２に記載の電球形蛍光ランプによれば、請求項１に記載の発光管の効果を奏する電球形蛍光ランプを提供できる。

請求項３に記載の照明装置によれば、請求項２に記載の電球形蛍光ランプを備えているので、この電球形蛍光ランプの効果を奏する照明装置を提供できる。

本発明の実施形態に係る電球形蛍光ランプの一部を断面で示す正面図である。 本発明の第１の実施形態に係る発光管の蛍光体膜の形成工程を示す工程図である。 本発明の第２の実施形態に係る発光管の蛍光体膜の形成工程を示す工程図である。 本発明の実施形態に係る照明装置を示す断面図である。 従来の発光管の蛍光体膜の形成工程を示す工程図である。

以下、本発明の実施形態に係る電球形蛍光ランプについて図１を参照して説明する。なお、上述の従来例と同一又は相当部分には同一符号を付して説明する。図に示すように電球形蛍光ランプ１０は、その管軸方向の一端に口金１２を設けたカバー１３、このカバー１３の他端側に支持された管体１からなる発光管１４、この発光管１４の一端側を支持するカバー１３に取付けられた発光管支持ホルダ１５、発光管１４を覆うとともに下端側でホルダ１５の周囲を覆ってカバー１３に取付けられた樹脂グローブ１６、口金１２及びカバー１３の内側に収納された点灯装置１７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タイプの白熱電球等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。

口金１２は、エジソンタイプのＥ２６形等で、ねじ山が形成された筒状部１２ａを備え、この筒状部１２ａは、その上端側をカバー１３の一端部に被せて接着剤又はかしめ等により固定されている。

カバー１３は、ＰＢＴ等の耐熱性合成樹脂により形成され、下方に向けて漸次縮径する逆円錐台状部を有し、このカバー１３の一端側には口金１２の筒状部１２ａが取付けられ、カバー１３の他端側には、取付端部１３ａが形成されている。

発光管支持ホルダ１５は、ＰＢＴ等の耐熱性合成樹脂により概略円筒状に形成されており、上端に基板面１５ａを有し、下端をカバー１３に接着剤等により固着されている。そして、ホルダ１５は、基板面１５ａ上に、発光管１４の一対の電極封止端部１４ａ、１４ｂを載置させて支持する支持凹部１５ｂ、１５ｃと、電極封止端部１４ａ、１４ｂ同士の間隙内に突出して、その径方向のずれを規制する筒状突部１５ｄを突設している。

樹脂グローブ１６は、例えば、有機顔料を含んで乳白色を呈し、ポリカーボネート等の熱可塑性の合成樹脂により、白熱電球等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。そして、樹脂グローブ１６は、略球状に形成された球状部１６ａと、この球状部１６ａの下方部に球状部１６ａの直径よりも小径に漸次縮径されたほぼ円筒状の縮径部１６ｂを一体的に形成している。球状部１６ａは樹脂グローブ１６の最大径をなす最大径部１６ｃを有する。縮径部１６ｂは、樹脂グローブ１６の一端部に縮径開口端部１６ｄが形成され、この開口端部１６ｄの縁部がカバー１３の取付端部１３ａの内側に嵌合されて例えば、シリコーン樹脂やエポキシ樹脂等の接着剤により接着固定されている。

そして、樹脂グローブ１６は、発光管１４及び電球形蛍光ランプ１０の管軸と直交する方向、すなわち、横方向に２分割されている。つまり、発光管１４の最大外径部を横方向の分割線で上下に２分割して、球状部１６ａ側のトップグローブ１６−１と、縮径部１６ｂ側のアンダグローブ１６−２とを形成している。

発光管１４は、その頂端部側に形成された膨出部としての螺旋形部１４ｃと、発光管支持ホルダ１５側に形成された直状部１４ｄとを有し、これらを一体に連結している。螺旋形部１４ｃは、外径が例えば、１０ｍｍの直状円管状のガラス管体１の一端から他端に亘る中間部を略等分の２つ折りに折曲し、その等分位置の折返し部２を頂端として図示しない金型に巻き付けて２重螺旋状にモールド成形することにより形成される。管体１は、内周面に希土類等の蛍光体膜を略全長に亘って形成し、軸方向両端部には、一対の電極１４ｅ、１４ｆをそれぞれ封装して電極封止端部１４ａ、１４ｂを形成している。

膨出部としての螺旋形部１４ｃは、樹脂グローブ１６の最大径部１６ｃを有する頂端側の球状部１６ａ内に収容され、その螺旋径を、樹脂グローブ１６の球状部１６ａの内面形状に対応させている。そして、頂端の折返し部２から最大径部１６ｃに向けて漸次拡径して、樹脂グローブ１６の最大径部１６ｃで螺旋径を最大とし、樹脂グローブ１６の球状部１６ａ下半部の縮径に対応して螺旋径を漸次縮径して直状部１４ｄに一体に連続形成している。直状部１４ｄは、一対の電極封止端部１４ａ、１４ｂをほぼ平行に並設して発光管支持ホルダ１５の支持凹部１５ｂ、１５ｃ内に挿入されている。

点灯装置１７は、発光管１４を点灯制御する機能をなし、点灯回路パターンを形成した縦基板を発光管支持ホルダ１５内面に嵌入して固定している。縦基板の実装面には、電解コンデンサやトランジスタ等の点灯回路部品が実装されている。

次に、以上のように構成された電球形蛍光ランプにおいて、第１の実施形態に係る発光管の蛍光体膜の形成工程について図２を参照して説明する。蛍光体膜Ｐの形成工程は、概略的に、（１）蛍光体懸濁液の注入工程、（２）蛍光体懸濁液の排出工程、（３）膜厚調整工程、（４）乾燥工程、からなる。
（１）蛍光体懸濁液の注入工程

図２（ａ）に示すように、一端から他端に亘る中間部を折返して折返し部２とし、螺旋状に屈曲して形成された管体１を、折返し部２が下になるような姿勢で配置する。この姿勢で一端の開口部３ａから蛍光体の懸濁液Ｌを管体１内に満たされる程度の量を注入する。なお、蛍光体の懸濁液Ｌは、増粘剤を用いて適宜粘度が調整されている。
（２）蛍光体懸濁液の排出工程

図２（ｂ）に示すように、管体１を折返し部２が上になるような姿勢に反転し、蛍光体の懸濁液Ｌを両端の開口部３ａ、３ｂから排出させる。この場合、管体１が螺旋状で排出経路が長く、屈曲していることから懸濁液Ｌの排出に伴う流れが規則的に行われず、不規則な流れとなり、管体１内に空気が入り込み、懸濁液Ｌに気泡が生じる場合がある。したがって、管体１の内周面に塗布された懸濁液Ｌに気泡が残留し、また、管体１の内周面の懸濁液Ｌは、その重力が相俟って塗布量がはらつき、管体１の横断面において、管体１の中心軸電極側、すなわち、折返し部２とは反対側の開口部３ａ、３ｂ側に偏って塗布された状態となる。
（３）膜厚調整工程

排出工程に続いて、図２（ｃ）に示すように、管体１を同姿勢で管軸方向の中心軸を回転中心として高速回転、例えば、約４００回転／分の回転速度で回転させる。この高速回転による遠心力及び重力の作用によって懸濁液Ｌは、管体１の横断面における外周側に偏って塗布された状態となる。つまり、図２（ｂ）に示す開口部３ａ、３ｂ側に偏って塗布されていた懸濁液Ｌが遠心力の作用によって管体１の外周側へ流動し、外周側の塗布量が多くなって、偏って塗布される。また、この回転による遠心力の作用に伴い、懸濁液Ｌに残留していた気泡を脱泡することができる。なお、管体１の外周側における懸濁液Ｌの塗布量、すなわち、蛍光体膜Ｐの膜厚は、懸濁液Ｌの粘度等に応じて適宜管体１の回転速度等を制御することにより調整することができる。
（４）乾燥工程

次いで、図２（ｄ）に示すように、管体１を乾燥炉内にセットし、温風を一端の開口部３ｂから吹込み乾燥を行い、蛍光体膜Ｐの形成が終了する。この状態では、管体１の横断面における外周側の蛍光体膜Ｐａの膜厚ａと開口部３ａ、３ｂ側の蛍光体膜Ｐｂの膜厚ｂとの関係は、ａ≧ｂの関係となることが好ましい。

このように蛍光体膜Ｐの形成工程において、管体１の横断面における外周側の蛍光体膜Ｐａの膜厚は、「（２）蛍光体懸濁液の排出工程」に示したように、薄くなる傾向にあるが、「（３）膜厚調整工程」における管体１の回転によって調整することができ、最適化することが可能となる。

なお、具体的には、例えば、管体１の横断面における外周側の蛍光体膜Ｐａの膜厚ａは、２０〜４０μｍ、開口部３ａ、３ｂ側の蛍光体膜Ｐｂの膜厚ｂは、１０〜３０μｍ、折返し部２側の蛍光体膜Ｐｃの膜厚ｃは、１０〜２０μｍであり、ａ≧ｂ≧ｃの関係となっており、蛍光体膜Ｐの膜厚が最適となるように調整されている。

以上のように本実施形態によれば、管体１の横断面における蛍光体膜Ｐの膜厚の最適化を図ることが可能であり、発光管１４の発光効率を向上できる。

次に、第２の実施形態に係る発光管の蛍光体膜の形成工程について図３を参照して説明する。蛍光体膜Ｐの形成工程は、第１の実施形態と同様に、（１）蛍光体懸濁液の注入工程、（２）蛍光体懸濁液の排出工程、（３）膜厚調整工程、（４）乾燥工程、からなる。
（１）蛍光体懸濁液の注入工程

図３（ａ）に示すように、螺旋状に屈曲して形成された管体１を折返し部２が下になるような姿勢で配置し、一端の開口部３ａから蛍光体の懸濁液Ｌを管体１内に満たされる程度の量を注入する。
（２）蛍光体懸濁液の排出工程

図３（ｂ）に示すように、第１の実施形態と同様に、管体１を折返し部２が上になるような姿勢に反転し、蛍光体の懸濁液Ｌを両端の開口部３ａ、３ｂから排出させる。この状態においては、図示のように、懸濁液Ｌは、その重力により管体１の横断面において、管体１の中心軸電極側、すなわち、折返し部２とは反対側の開口部３ａ、３ｂ側に偏って塗布されているとともに、管体１内に空気が入り込み、懸濁液Ｌに気泡が残留した状態となっている。
（３）膜厚調整工程

続いて、図３（ｃ）に示すように、再度、管体１を折返し部２が下になるような姿勢に反転し、第１の実施形態における図２（ｃ）と同様に、管体１を管軸方向の中心軸を回転中心として高速回転、例えば、約４００回転／分の回転速度で回転させる。すると、懸濁液Ｌは、その重力によって管体１の内周面の折返し部２側へ流動するとともに、回転による遠心力の作用によって、管体１の横断面における外周側に偏って流動する。したがって、これら懸濁液Ｌの流動で、管体１の内周面の外周側及び折返し部２側に懸濁液Ｌの塗布量が多くなって偏って塗布される。また、この回転による遠心力の作用に伴い、懸濁液Ｌに残留していた気泡を脱泡することができる。なお、当然のことながら、管体１の内周面の外周側及び折返し部２側における懸濁液Ｌの塗布量、すなわち、外周側の蛍光体膜Ｐａ及び折返し部２側の蛍光体膜Ｐｃの膜厚は、懸濁液Ｌの粘度等に応じて適宜管体１の回転速度等を制御することにより調整することができる。
（４）乾燥工程

図３（ｄ）に示すように、再び管体１を折返し部２が上になるような姿勢に反転し、管体１を乾燥炉内にセットし、温風を一端の開口部３ｂから吹込み乾燥を行い、蛍光体膜Ｐの形成が終了する。このとき、乾燥の初期においては、懸濁液Ｌは、まだ流動性を完全には失っていないため、管体１の反転によって、管体１の内周面の外周側及び折返し部２側に偏って塗布されていた懸濁液Ｌが多少下方側に流動し、管体１の内周面の懸濁液Ｌの塗布量が平均化される方向に作用する。

以上のような蛍光体膜Ｐの形成工程において、管体１の横断面における外周側及び折返し部２側の懸濁液Ｌの塗布量は、「（２）蛍光体懸濁液の排出工程」に示したように、少なくなり、蛍光体膜Ｐａ、Ｐｃの膜厚が薄くなる傾向にあるが、「（３）膜厚調整工程」、「（４）乾燥工程」によって調整することができ、最適化することが可能となる。具体的には、管体１の横断面における外周側の蛍光体膜Ｐａの膜厚は、２０〜４０μｍ、折返し部２側の蛍光体膜Ｐｃの膜厚は、同程度の２０〜４０μｍであり、最適となるように調整されている。因みに、管体１の横断面における折返し部２側の蛍光体膜Ｐｃの膜厚の最適化は、電球形蛍光ランプの使用状態における直下照度に影響し、重要性が高いものである。

本実施形態によれば、管体１の横断面における外周側の蛍光体膜Ｐａの膜厚及び折返し部２側の蛍光体膜Ｐｃの膜厚の最適化を図ることが可能であり、発光管１４の発光効率を向上できる。

次に、本発明に係る照明装置の実施形態について図４を参照して説明する。照明装置は、例えば、天井面に設置されるダウンライトであり、装置本体２０と、この装置本体２０に取付けられた上述の各実施形態の発光管１４を有する電球形蛍光ランプ１０とを備えている。装置本体２０は、下面に開口部を有する金属製の箱状をなしたケース２１と、このケース２１の開口部に嵌合される金属製の反射体２２とから構成されている。反射体２２は、例えば、ステンレス等の金属板で形成され、下面周囲には飾り枠２２ａが形成されている。反射体２２の上面板の中央には、電球形蛍光ランプ１０の口金１２をねじ込むソケット２３が配設されている。

本実施形態によれば、発光効率を向上できる電球形蛍光ランプ１０を備えているので、照明効率が良好な照明装置を提供することができる。

なお、本発明は、上記実施形態の構成に限定されることなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、発光管は、２重螺旋状に屈曲形成したものに限らず、１重螺旋状に屈曲形成したものであってもよい。

１・・・管体、２・・・折返し部、１０・・・電球形蛍光ランプ、
１４・・・発光管、１７・・・点灯装置、２０・・・照明装置本体、
Ｐ・・・蛍光体膜

Claims (3)

1. 一端から他端に亘る中間部を折返して折返し部とし、螺旋状に屈曲形成された管体と；
   この管体の内周面に形成され、管体の横断面において、外周側の膜厚ａと前記管体の中心軸電極側の膜厚ｂとがａ≧ｂの関係に調整された蛍光体膜と；
   を具備していることを特徴とする発光管。
2. 請求項１に記載の発光管と；
   この発光管を点灯制御する点灯装置と；
   を具備していることを特徴とする電球形蛍光ランプ。
3. 装置本体と；
   この装置本体に取付けられる請求項２に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装置。

Images