JP2011124134A - 蛍光ランプ - Google Patents

Abstract

【課題】電極フィラメントを十分な保持力により確実に保持する。
【解決手段】ガラスバルブ１の両端に、第１のリード線３ａと、第１のリード線３ａよりも長尺の第２のリード線３ｂと、第１及び第２のリード線３ａ、３ｂにより保持された電極フィラメント４とが設けられている蛍光ランプであって、電極フィラメント４は、線材を螺旋状に巻いてなる第１の被保持部６ａ及び第２の被保持部６ｂと、第１及び第２の被保持部６ａ、６ｂとの間に設けられ、螺旋状に巻かれた線材をさらに螺旋状に巻いてなるコイル部５とを有し、ガラスバルブ１の端面を貫通した第１のリード線３ａの一部が電極フィラメントの第１の被保持部６ａの内側に挿入され、ガラスバルブ１の端面を貫通した第２のリード線３ｂの一部が電極フィラメント４の第２の被保持部６ｂの内側に挿入されている。
【選択図】図２

Description

本発明は蛍光ランプに関するものである。

一般的な蛍光ランプ、特に、直管型蛍光ランプでは、筒状のガラスバルブ内に一対の電極フィラメントが配置されている。より具体的には、ガラスバルブ内に配置された各電極フィラメントは、ガラスバルブの端部を貫通する２本のリード線によってそれぞれ保持されている。

さらに近年では、電極フィラメントに保持される電子放射物質の量を増加させるとともに、ガラスバルブの細管化を実現するために、電極フィラメントがガラスバルブの管軸と平行に配置された蛍光ランプが知られている。すなわち、電子放射物質の保持量を増加させるためには電極フィラメントを大型化（長尺化）しなくてはならないが、長尺化された電極フィラメントをガラスバルブの管軸と交差する向きで配置するためには、ガラスバルブを大径化しなくてはならない。そこで、電極フィラメントをガラスバルブの管軸と平行に配置することによって、電極フィラメントの長尺化とガラスバルブの細管化（小径化）を両立させている（特許文献１参照）。

従来、電極フィラメントの向きに拘わらず、電極フィラメントは、リード線に溶接やカシメによって固定されていた。より具体的には、電極フィラメントの一端が一方のリード線の端部に溶接やカシメによって固定され、電極フィラメントの他端が他方のリード線の端部に溶接やカシメによって固定されていた。なお、各リード線の電極フィラメントに固定されていない側の端部は、ガラスバルブの外に引き出されている。

特開平１０−１８８８８５号公報

電極フィラメントを溶接やカシメによってリード線に固定した場合、電極フィラメントの保持力が必ずしも十分ではなく、小さな衝撃によっても電極フィラメントが振動することがあった。さらに、電極フィラメントを溶接によってリード線に固定した場合には、溶接条件に応じて異なる不具合が発生することがあった。具体的には、電極フィラメントを抵抗溶接よってリード線に固定した場合、電極フィラメントに機械的負荷が作用し、フィラメントが溶接部において断線することがあった。また、電極フィラメントをレーザ溶接よってリード線に固定した場合、フィラメントを構成している金属物質の昇華や結晶変化が起こり、フィラメントが溶接部において断線することがあった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、上記課題の少なくとも１つを解決することである。

本発明の蛍光ランプは、ガラスバルブの両端に、第１のリード線と、前記第１のリード線よりも長尺の第２のリード線と、前記第１のリード線及び前記第２のリード線により保持された電極フィラメントとが設けられている蛍光ランプであって、前記電極フィラメントは、線材を螺旋状に巻いてなる第１の被保持部及び第２の被保持部と、前記第１の被保持部と前記第２の被保持部との間に設けられ、螺旋状に巻かれた線材をさらに螺旋状に巻いてなるコイル部とを有し、前記ガラスバルブの端面を貫通して該ガラスバルブの内側に突出している前記第１のリード線の一部が前記電極フィラメントの前記第１の被保持部の内側に挿入され、前記ガラスバルブの端面を貫通して該ガラスバルブの内側に突出している前記第２のリード線の一部が前記電極フィラメントの前記第２の被保持部の内側に挿入されていることを特徴とする。

本発明によれば、溶接やカシメなどの固定方法を用いることなく、電極フィラメントを確実に保持することができる。

本発明の蛍光ランプの実施形態の一例を示す断面図である。 図１に示す電極フィラメントの保持構造を示す部分拡大断面図である。

以下、本発明の蛍光ランプの実施形態の一例について説明する。図１は、本実施形態に係る蛍光ランプの全体構造を示す断面図である。図２は、本実施形態に係る蛍光ランプにおける電極の保持構造を示す部分拡大断面図である。

図１に示すように、本実施形態に係る蛍光ランプは、ガラスバルブ１と、ガラスバルブ１の両端に配置された２つの電極アッセンブリ２を有する。各電極アッセンブリ２は、一対のリード線３ａ、３ｂと、それらリード線３ａ、３ｂによって保持された電極フィラメント４から構成されている。

ガラスバルブ１は、内径が3.0[mm]以上6.0[mm]以下のガラス管である。ガラスバルブ１の内周面の所定領域には不図示の蛍光体が塗布されている。また、ガラスバルブ１の内部には、アルゴン（Ar）やネオン（Ne）等の不活性ガス（希ガス）と、水銀（Hg）が封入されている。

図１に示すように、電極アッセンブリ２は、ガラスバルブ１の管軸方向両端にそれぞれ設けられている。ここで、ガラスバルブ１の管軸方向一端に設けられている電極アッセンブリ２と、ガラスバルブ１の管軸方向他端に設けられている電極アッセンブリ２は、同一の構造を有する。そこで、本明細書では、図１においてガラスバルブ１の管軸方向左側に設けられている電極アッセンブリ２について図２を参照しながら詳細に説明し、管軸方向右側に設けられている電極アッセンブリ２についての説明は省略する。

図２に示すように、電極アッセンブリ２を構成している電極フィラメント４は、タングステン（W）やレニウム-タングステン合金（Re-W）などの金属からなる線材が螺旋状に巻かれたコイルフィラメント（「フィラメントコイル」と呼ばれる場合もある。）であり、その巻き径（内径）は、0.20[mm]〜0.30[mm]が望ましい。一方、電極フィラメント４を保持しているリード線３ａ、３bは、ステンレスや鉄などの金属材料で、線材の直径は、電極フィラメント４の巻き径（内径）よりも小さく、且つ電極フィラメント４を保持する十分な強度を持つ径であることが望ましく、本実施形態では0.23[mm]としてある。なお、従来の一般的なリード線の線材の直径は、0.60[mm]〜0.80[mm]である。

電極フィラメント４の中央には、ガラスバルブ１の管軸と略平行な直線を旋回軸として螺旋状に巻かれたコイル部５が形成されており、コイル部５の両端には、該コイル部５のようには巻かれていない２つの被保持部６ａ、６ｂが形成されている。被保持部６ａ、６ｂは、電極フィラメント４を保持するために、リード線３ａ、３ｂが挿入される部分である。リード線３ａ、３ｂによる電極フィラメント４の保持構造については後に詳述する。さらに、コイル部５の両端と、それぞれの被保持部６ａ、６ｂとの間には、連結部７が設けられている。連結部７は、線材を螺旋状に巻くことなく、部分的に直線状のままとした部分である。

なお、被保持部６ａ、６ｂも電極フィラメント（コイルフィラメント）４の一部であり、その限りでは螺旋状に巻かれている。すなわち、コイル部５は螺旋状に巻かれた線材がさらに螺旋状に巻かれた部分であり、被保持部６ａ、６ｂは、螺旋状に巻かれた線材をその旋回軸がコイル部５の旋回軸と一致するように配置した部分である。

電極フィラメント４のコイル部５の表面には、電子放射物質（エミッタ）８が塗布されている。電子放射物質８の一例としては、バリウム（Ba）、ストロンチウム（Sr）、カルシウム（Ca）などの３元アルカリ土類金属酸化物や２元バリウム酸化物が挙げられる。さらに、アルカリ土類金属酸化物に適量の酸化ジルコニウムを添加した物質も電子放射物質８の一例として挙げられる。

ここで、コイル部５と２つの被保持部６ａ、６ｂとの間には、上記のように連結部７が設けられている。換言すれば、コイル部５と被保持部６ａ、６ｂとの間には連結部７が介在している。したがって、コイル部５に電子放射物質８を塗布する際に、該電子放射物質８が被保持部６ａ、６ｂやそれに挿入されているリード線３ａ、３ｂに付着することが防止される。

次に、電極アッセンブリ２を構成しているリード線３ａ、３ｂについて説明する。２本のリード線３ａ、３ｂは、互いに長さは異なるが、全体として略平行に配置されている。以下の説明では、２本のリード線３ａ、３ｂのうち、相対的に短尺のリード線３ａを「管端側リード３ａ」、相対的に長尺のリード線３ｂを「管中央側リード３ｂ」と呼んで区別する。もっとも、かかる区別は説明の便宜上の区別に過ぎない。再度図２を参照する。管端側リード３ａおよび管中央側リード３ｂは、ガラスバルブ１の端部を貫通しており、それぞれのリード３ａ、３ｂの一部はガラスバルブ１の内側に位置し、他の部分はガラスバルブ１の外側に位置している。

管端側リード３ａの、ガラスバルブ１の内側に位置している部分は、電極フィラメント４の一方の被保持部６ａ（第１の被保持部６ａ）に挿入され、第１の被保持部６ａを貫通している。さらに、第１の被保持部６ａを貫通して第１の被保持部６ａの外側に突出している管端側リード３ａの先端部は、ガラスバルブの管軸に対して直交する方向に向けて屈曲している。換言すれば、管端側リード３ａの、ガラスバルブ１の内側に位置している部分は、電極フィラメント４の第１の被保持部６ａに挿入された第１の保持部９と、第１の保持部９の先端から略９０°屈曲してガラスバルブ１の管軸に対して直交する方向に延存する第１の抜け止め部１０とを有する。

管中央側リード３ｂの、ガラスバルブ１の内側に位置している部分は、電極フィラメント４の近傍を通過して該フィラメント４よりも管中央側に達した後、管軸に対して直交する方向に屈曲し、その後、管軸に対して平行な方向に向けて再度屈曲して管軸と平行に延在している。そして、管軸と平行に延在している部分が電極フィラメント４の他方の被保持部６ｂ（第２の被保持部６ｂ）に挿入され、第２の被保持部６ｂを貫通している。換言すれば、管中央側リード３ｂの、ガラスバルブ１の内側に位置している部分は、電極フィラメント４を迂回する迂回部１１と、迂回部１１の先端から略９０°屈曲してガラスバルブ１の管軸に対して直交する方向に延存する第２の抜け止め部１２と、第２の抜け止め部１２の先端から略９０°屈曲して電極フィラメント４の第２の被保持部６ｂに挿入された第２の保持部１３とを有する。

ここで、電極フィラメント４の第１の被保持部６ａと、これに挿入された管端側リード３ａの第１の保持部９とは溶接、カシメその他の如何なる固定方法によっても固定されていない。一方、電極フィラメント４の第１の被保持部６ａの少なくとも一部と、管端側リード３ａの第１の保持部９の少なくとも一部とは互いに接触しており、両者は電気的に接続されている。同じく、電極フィラメント４の第２の被保持部６ｂと、これに挿入された管中央側リード３ｂの第２の保持部１３とは溶接、カシメその他の如何なる固定方法によっても固定されていない。一方、電極フィラメント４の第２の被保持部６ｂの少なくとも一部と、管中央側リード３ｂの第２の保持部１３の少なくとも一部とは互いに接触しており、両者は電気的に接続されている。

また、管中央側リード３ｂの第２の保持部１３は、上記のように電極フィラメント４を保持する機能に加えて、電子を受け止めるアノードとしても機能する。この結果、電極フィラメント４（特に、コイル部５）への電子の衝突が抑制され、電極フィラメント４の温度上昇が抑制される。

また、電極フィラメント４は、コイル部５が長手方向外側に向けて若干引き伸ばされた状態で上記のように保持されている。換言すれば、図２に示すように保持されている電極フィラメント４（特に、コイル部５）には、その長手方向内側に向けて作用する弾性復元力（張力）が生じている。したがって、電極フィラメント４に振動が生じ難く、コイル部５に塗布されている電子放射物質８の脱落やガラスバルブ内面へのコイル部５の接触などが回避される。

１ ガラスバルブ
２ 電極アッセンブリ
３ａ リード線
３ｂ リード線
４ 電極フィラメント
５ コイル部
６ａ 被保持部（第１の被保持部）
６ｂ 被保持部（第２の被保持部）
７ 連結部
９ 第１の保持部
１０ 第１の抜け止め部
１２ 第２の抜け止め部
１３ 第２の保持部

Claims (4)

1. ガラスバルブの両端に、第１のリード線と、前記第１のリード線よりも長尺の第２のリード線と、前記第１のリード線及び前記第２のリード線により保持された電極フィラメントとが設けられている蛍光ランプであって、
   前記電極フィラメントは、線材を螺旋状に巻いてなる第１の被保持部及び第２の被保持部と、前記第１の被保持部と前記第２の被保持部との間に設けられ、螺旋状に巻かれた線材をさらに螺旋状に巻いてなるコイル部とを有し、
   前記ガラスバルブの端面を貫通して該ガラスバルブの内側に突出している前記第１のリード線の一部が前記電極フィラメントの前記第１の被保持部の内側に挿入され、
   前記ガラスバルブの端面を貫通して該ガラスバルブの内側に突出している前記第２のリード線の一部が前記電極フィラメントの前記第２の被保持部の内側に挿入されていることを特徴とする蛍光ランプ。
2. 前記第１のリード線は、前記電極フィラメントの前記第１の被保持部に挿入された第１の保持部と、前記第１の保持部の先から前記ガラスバルブの管軸と交差する方向に屈曲して延存する第１の抜け止め部とを有し、
   前記第２のリード線は、前記電極フィラメントを迂回して延在する迂回部と、前記迂回部の先から前記ガラスバルブの管軸と交差する方向に屈曲して延存する第２の抜け止め部と、前記第２の抜け止め部の先から前記ガラスバルブの管軸と平行な方向に屈曲して前記電極フィラメントの前記第２の被保持部に挿入された第２の保持部とを有することを特徴とする請求項１に記載の蛍光ランプ。
3. 前記電極フィラメントの前記コイル部には、自己の弾性復元力により、該コイル部の長手方向内向きの張力が作用していることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の蛍光ランプ。
4. 前記電極フィラメントの前記コイル部と前記第１の被保持部又は前記第２の被保持部との間には、当該電極フィラメントを構成している線材の一部が螺旋状に巻かれることなく部分的に直線状とされた連結部が介在していることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の蛍光ランプ。

Images