JP3599094B2 - 放電ランプおよび電球形蛍光ランプ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の管体が連通管部を介して順次接続されて屈曲形の放電路が形成された放電ランプ、およびこの放電ランプを用いた電球形蛍光ランプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の放電ランプとしては、例えば、略Ｕ字形の３本の管体を連通管部を介して順次接続して屈曲形の放電路を有するガラス製のバルブを形成し、このバルブの両端に電極を封装することにより、放電路長を確保しつつ小形化した蛍光ランプの構成が知られている。
【０００３】
このような蛍光ランプでは、定常点灯時にバルブ内の水銀蒸気圧を適正な範囲に制御する主アマルガム、消灯時にバルブ内の浮遊水銀を吸着しかつ始動時を含む点灯初期に吸着した水銀を放出して光束の立ち上がり特性を向上させる補助アマルガムを使用する場合がある。
【０００４】
補助アマルガムを使用する場合、例えば、実開昭６３−１０９４３９号公報（従来技術１）に記載されているように、光束の立ち上がり特性を改善するためにバルブの放電路の途中に補助アマルガムを配置する場合がある。従来技術１は、３本の管体のうち中間に位置する管体の一端部に封止される金属製のウエルズによって、補助アマルガムをバルブの放電路中に配置するようにしている。
【０００５】
補助アマルガムを放電路中に配置するには、補助アマルガムのウエルズを封止したダミーステムを用い、このダミーステムを管体の端部に接続したり、または、管体の端部に細管がある場合には細管から外れた位置に補助アマルガムのウエルズを偏位させて封止するようにしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、放電ランプの製造工程では、中間の管体の一端の封止部に補助アマルガムを封止した後に、管体の端部近傍の管壁をバーナーで加熱溶融させて吹き破ることで連通管部を形成して接続する接続加工を行なうが、このとき、加熱される管体の管壁の近くに金属製のウエルズがあるので、そのウエルズが管体の管壁を加熱する熱で高温となってウエルズを封止する管体の封止箇所にクラックが発生することがあり、歩留まりが低下する問題を有している。
【０００７】
特に、ウエルズに作用する熱影響には、バーナーの放射熱と、管壁を伝わってウエルズの封止部に伝達される熱伝導とがあるが、熱伝導の方が影響が大きい傾向があり、そのため、ウエルズの封止部の径が大きいほど熱伝導による熱影響を受けやすく、ウエルズを封止する管体の封止箇所にクラックの発生が顕著になる傾向がある。
【０００８】
また、管体の管径が１２ｍｍ以下と細い場合には、ウエルズをダミーステムなどを用いて管体端部に接続するには加工が煩雑であるとともに、ダミーステムが小形化されるので部品管理が面倒となる。ダミーステムを用いずにウエルズを中間の管体の一端に封止する方法としては、特開平９−１０６７８２号公報（従来技術２）に記載されているように、管体の一端をピンチシールすることによってウエルズを直接封止するものが知られている。しかし、管体の管径が１２ｍｍ以下と細い場合にウエルズを直接ピンチシール封止した場合には管体の外面とウエルズとの距離が近くなって、ウエルズの封止部が加熱されやすくなるため、ウエルズを封止する管体の封止箇所にクラックの発生が顕著になる傾向がある。特に、従来技術２のウエルズは電極支持部材のウエルズと共用化しているため一対のウエルズがピンチシールされるものであり、管体の外面との距離が小さくなり、クラックがより発生しやすい。
【０００９】
また、管体が接続される連通管部の位置を管体の端部すなわちウエルズの封止部から遠ざけることで、管体の連通管部の接続加工時に、ウエルズが受ける熱影響を少なくしてウエルズを封止する管体の封止箇所にクラックが発生するのを低減することが考えられるが、そうすると管体の内部空間に対する放電路として使用される領域の割合が低くなり、ひいては放電路長が短くなり、発光効率が低下する問題が生じる。
【００１０】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、管体の連通管部の接続加工時に、補助アマルガムの支持部材を封止する管体の封止箇所にクラックが発生するのを低減し、歩留まりを向上でき、また管体の端部に補助アマルガムを容易に取り付けることができる放電ランプおよび電球形蛍光ランプを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の放電ランプは、管内径が１２ｍｍ以下の複数の管体が連通管部を介して順次接続されて屈曲形の放電路が形成されたバルブと；バルブ内に封入された封入ガスと；バルブの両端に封装された電極と；バルブの連通管部を介して接続された少なくとも１つの管体の連通管側端部で管中心より連通管部から離れた偏心位置にピンチシールによって封止された１本の支持部材と；支持部材によってバルブの放電路内に支持された補助アマルガムと；を具備しているものである。
【００１２】
そして、バルブの放電路内に補助アマルガムを支持する１本の支持部材を、バルブの連通管部を介して接続された少なくとも１つの管体の連通管側端部で管中心より連通管部から離れた偏心位置にピンチシールによって封止したことにより、管体の連通管部の接続加工時に、支持部材が受ける熱影響を少なくして支持部材を封止する管体の封止箇所にクラックが発生するのを低減する。
【００１３】
請求項２記載の放電ランプは、請求項１記載の放電ランプにおいて、補助アマルガムは、管体の軸方向に沿って長く形成されているものである。
【００１４】
そして、補助アマルガムを管体の軸方向に沿って長く形成したことにより、補助アマルガムの機能を確保したうえで、補助アマルガムの影を写りにくくするとともに製造誤差などによる補助アマルガムの管体の内壁への接触を防止し、管体の細管化に対応可能とする。
【００１５】
請求項３記載の放電ランプは、請求項１または２記載の放電ランプにおいて、補助アマルガムは、管体の端部からの距離が１５〜２５ｍｍとなるように配置されているものである。
【００１６】
そして、補助アマルガムを、管体の端部からの距離が１５〜２５ｍｍとなるように配置したことにより、補助アマルガムを放電路内に配置し、消灯時に放電路内の水銀蒸気を補助アマルガムに多く吸着させ、始動時の光束の立ち上がり特性を向上させる。
【００１７】
請求項４記載の電球形蛍光ランプは、バルブの内面に蛍光体層が形成された請求項１ないし３いずれか一記載の放電ランプと；放電ランプに接続された点灯回路と；放電ランプを支持するとともに点灯回路が収容されたカバーと；カバーに取り付けられた口金と；を具備しているものである。
【００１８】
そして、請求項１ないし３いずれか一記載の放電ランプを備えた電球形蛍光ランプを提供することが可能となる。
【００１９】
請求項５記載の電球形蛍光ランプは、バルブの内面に蛍光体層が形成された請求項１ないし３いずれか一記載の放電ランプと；始動時に放電ランプの一端の電極と放電路途中に配置される補助アマルガムとの間に通電する点灯回路と；放電ランプを支持するとともに点灯回路が収容されたカバーと；カバーに取り付けられた口金と；を具備しているものである。
【００２０】
そして、バルブの内面に蛍光体層が形成された請求項１ないし３いずれか一記載の放電ランプを備えた電球形蛍光ランプを提供可能となり、しかも、始動時に放電ランプの一端の電極と放電路途中に配置される補助アマルガムとの間に通電することにより、放電路途中の補助アマルガムを加熱して温度上昇を早め、始動時の光束の立ち上がり特性を向上させる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を図面を参照して説明する。
【００２２】
図１ないし図５に放電ランプの一実施の形態を示し、図１はバルブの展開図、図２は発光管の仕切体を透過した平面図、図３は電球形蛍光ランプの一部を切り欠くとともにグローブを透視した側面図、図４は電球形蛍光ランプの一部の分解斜視図、図５は光束の立ち上がり特性の特性図である。
【００２３】
そして、図３および図４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、口金12を有するカバー14、このカバー14に収納された点灯回路16、透光性を有するグローブ17、このグローブ17に収納された放電ランプとしての発光管18を備えている。そして、口金12、カバー14およびグローブ17から構成される外囲器は、定格電力が例えば６０Ｗタイプや１００Ｗタイプの白熱電球などの一般照明用電球の規格寸法に近似する外形に形成されている。すなわち、６０Ｗタイプでは、口金12を含むランプ長は１１０〜１２５ｍｍ程度、直径すなわちグローブ17の外径は５０〜６０ｍｍ程度、カバー14の最大径は４０ｍｍ程度に形成されている。また、１００Ｗタイプでは、それぞれ、ランプ長１２５〜１４５ｍｍ程度、例えば１４０ｍｍ、グローブ外径６５〜７５ｍｍ程度、例えば７０ｍｍ、カバー最大径５０ｍｍ程度に形成される。なお、一般照明用電球とはＪＩＳ Ｃ ７５０１に定義されるものである。そして、以下、口金12側を上側、グローブ17側を下側として説明する。
【００２４】
そして、カバー14は、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）などの耐熱性合成樹脂などにて形成されたカバー本体21を備えている。このカバー本体21は、下方に拡開する開口部を有する略円筒状をなし、上端部に、エジソンタイプのＥ２６型などの口金12が被せられ、接着剤またはかしめなどにより固定されている。
【００２５】
また、グローブ17は、透明あるいは光拡散性を有する乳白色などで、ガラスあるいは合成樹脂により、白熱電球などの一般照明用電球のガラス球と略同一形状の滑らかな曲面状に形成されているとともに、開口部の縁部には、カバー14の下端開口部の内側に嵌合する図示しない嵌合縁部が形成されている。なお、このグローブ17は、拡散膜などの別部材を組み合わせ、輝度の均一性を向上することもでき、あるいは省略することもできる。
【００２６】
また、点灯回路16は、水平状、すなわち発光管18の長手方向と垂直に配置される回路基板（ＰＣ板）24を備え、この回路基板24の両面すなわち口金12側である上面および発光管18側である下面に、複数の電気部品25，26が実装されて、高周波点灯させるインバータ回路（高周波点灯回路）が構成されている。
【００２７】
回路基板24は、略円板状で、直径寸法は、４０ｍｍ程度の略円と同等かそれよりも小さく形成されている。回路基板24の上面には、比較的熱に弱い（比較的耐熱性が低い）電解コンデンサ、フィルムコンデンサなどの電気部品25が配置されているとともに、下面には、比較的熱に強く（比較的耐熱性が高く）、高さ寸法の小さいチップ状の電気部品（チップ部品）26が配置されている。このチップ状の電気部品26は、ＲＥＣ（整流素子、ダイオードブリッジ）、トランジスタ、あるいは抵抗などであり、パッケージの厚さ寸法は、２〜３ｍｍ程度に形成されている。
【００２８】
また、図１および図４に示すように、発光管18は、バルブ31を有し、このバルブ31の内面に蛍光体（蛍光体層）が形成され、バルブ31の内部にアルゴンなどの希ガスや水銀などを含む封入ガス（放電ガス）が封入され、バルブ31の両端に一対の電極32がピンチシールによって封装されている。
【００２９】
バルブ31は、略同形状の４本の管体33a ，33b ，33c ，33d を有し、これら管体33a 〜33d は、例えば、管外径が８〜１１ｍｍ、管内径が１２ｍｍ以下の６〜９ｍｍ、肉厚が０．７〜１．０ｍｍのガラス製の断面略円筒状であって、長さ寸法が１１０〜１３０ｍｍの管が、中間部で滑らかに湾曲されて頂部を有する略Ｕ字状に形成されている。すなわち、各管体33a 〜33d は、滑らかに反転する屈曲部34と、この屈曲部34に連続する互いに平行な一対の直管部35とを備えている。
【００３０】
バルブ31の中間部の各管体33b ，33c の両端と、バルブ31の両端の各管体33a ，33d の一端とが連通管部（つなぎ部）36を介して順次接続されて１本の連続した放電路37が形成されている。連通管部36は、各管体33a 〜33d の端部をバーナーで加熱溶融した後、吹き破ることによって形成された開口同士をつなぎ合わせて形成されている。そして、バルブ31は、６０Ｗタイプで、放電路長が２００ｍｍ以上の２００〜３００ｍｍ、ランプ高さが５０〜６０ｍｍ、バルブ並設方向の最大幅が３２〜４３ｍｍ、例えば３６ｍｍに形成されている。また、１００Ｗタイプでは、放電路長が４００〜５００ｍｍ、ランプ高さが７０〜８０ｍｍ、バルブ並設方向の最大幅が３７〜４６ｍｍ、例えば４３ｍｍに形成されている。
【００３１】
そして、バルブ31が電球形蛍光ランプ11に組み込まれた状態において、各管体33a 〜33d の頂部（屈曲部34）は、電球形蛍光ランプ11の上下方向を長手方向とする中心軸を中心とする所定の円周上に等間隔で位置され、また、各管体33a 〜33d の直管部35も、電球形蛍光ランプ11の中心軸を中心とする所定の円周上に等間隔で位置され、すなわち、各管体33a 〜33d の直管部35が断面四角形の各辺に対応して配置されている。
【００３２】
各管体33a 〜33d の一端には排気管とも呼ばれる円筒状の細管38a ，38b ，38c ，38d がそれぞれ連通状態で突設されている。但し、バルブ31の両端部の管体33a ，33d の細管38a ，38d は電極32が封装される端部とは反対側（非電極側）の端部に突設されている。これら各細管38a 〜38d は、バルブ31の製造過程で溶断によって順次封止され、各細管38a 〜38d のうちの封止されていない一部を通じてバルブ31内が排気されるとともに、封入ガスが封入されて置換された後に、その各細管38a 〜38d のうちの封止されていない一部、例えば細管38b を溶断することによって封止される。
【００３３】
各電極32は、例えばタングステン（Ｗ）ワイヤを三重巻きしたトリプルコイルなどのフィラメントコイル41を有し、このフィラメントコイル41が一対（２本）の線状のウエルズ（電極用ウエルズ）42に支持されている。各ウエルズ42は、バルブ31の両端の管体33a ，33d の端部にピンチシールによって封着されたジュメット線43を介して、管体33a ，33d の外部に導出されたワイヤ44に接続されている。このジュメット線43はバルブ端部のピンチシール部45によって封止されている。そして、バルブ31が電球形蛍光ランプ11に組み込まれる際に、ワイヤ44が点灯回路16に接続される。
【００３４】
なお、各管体33a 〜33d の端部とも、ピンチシールによって封止されたピンチシール部45が形成されている。
【００３５】
中間部の一方の管体33c の細管38c には、その細管38a を封止する際に主アマルガム51が封入されている。この主アマルガム51は、ビスマス、インジウム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、バルブ31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51としては、ビスマス、インジウムの他に、スズ、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。
【００３６】
中間部の各管体33b ，33c の細管38b ，38c とは反対側（細管38b ，38c を有していない側）端部には、放電路途中に位置し、消灯時にバルブ31内の浮遊水銀を吸着しかつ始動時を含む点灯初期に吸着した水銀を放出する２つの放電路途中の補助アマルガム52が配設されている。すなわち、バルブ31の放電路途中の２つの補助アマルガム52に挟まれる管体33c の端部に主アマルガム51が配置されている。
【００３７】
補助アマルガム52は、管体33b ，33c の軸方向に長い長方形板状で例えばＳＵＳ製の基板53を有し、この基板53の一端がニッケル（Ｎｉ）製で１本の線状の支持部材としてのウエルズ（補助アマルガム用ウエルズ）54に溶接にて取り付けられている。基板53には、ウエルズ54との溶接箇所から離反した箇所に水銀を吸着するインジウム（Ｉｎ）などの金属メッキ55が施されている。そして、ウエルズ54との溶接箇所から離反した箇所に金属メッキ55を施すことにより、ランプ点灯時に金属メッキ55のインジウムが溶けてウエルズ54に達するために、ウエルズ54のニッケルとインジウムとの反応によって合金を形成して水銀蒸気圧特性を損なうというようなことがなく、経時的な使用による始動時の光束の立ち上がり特性の低下を防止できる。また、補助アマルガム52を、管体33b ，33c の端部からの距離が１５〜２５ｍｍとなるように配置することにより、補助アマルガム52を放電路37内に配置し、消灯時に放電路37内の水銀蒸気を補助アマルガム52に多く吸着させ、始動時の光束の立ち上がり特性を向上させることができる。
【００３８】
補助アマルガム52のウエルズ54は、径寸法が電極32のウエルズ42の径寸法以下に形成され、管体33b ，33c の端部で、管体33b ，33c の略管中心（管中心を含む）より連通管部36から離れた偏心位置にピンチシール部45で封止されている。そして、ウエルズ54の径寸法を電極32のウエルズ42の径寸法以下に細くするとともに、ウエルズ54を連通管部36から離すことにより、管体33a 〜33d を連通管部36で接続する接続加工時に、ウエルズ54が受ける熱影響を少なくしてウエルズ54が高温となって封止箇所であるピンチシール部45にクラックが発生するのが防止される。
【００３９】
ウエルズ54の径は、０．２ｍｍ以下では機械的強度が不足し、０．４ｍｍ以上では熱影響の低減が十分でないので、０．２〜０．４ｍｍの範囲内で形成されている。
【００４０】
両端の各管体33a ，33d の電極32の一方のウエルズ42には、電極側の補助アマルガム56が取り付けられている。この補助アマルガム56は、補助アマルガム52と同様に構成され、同様の水銀蒸気圧特性を有する。
【００４１】
また、バルブ31の補助アマルガム52が配置される中間の管体33b ，33c の端部であるピンチシール部45と連通管部36との距離Ｌは８〜１５ｍｍの範囲に形成されている。このように規定することで、管体33a 〜33d を連通管部36で接続する接続加工時に、ウエルズ54が受ける熱影響を少なくしてウエルズ54が高温となって封止箇所であるピンチシール部45にクラックが発生するのが防止される。距離Ｌが８ｍｍ以下であると熱影響を受けやくなり、距離Ｌが１５ｍｍ以上であると放電路長が短くなって発光効率が低下する問題が生じる。
【００４２】
また、発光管18は、蛍光ランプ固定部材でありまた点灯回路固定部材である支持手段としての仕切板61に取り付けられ、この仕切板61がカバー14に固定されている。すなわち、仕切板61は、円板状をなす基板部62を備え、この基板部62に形成された取付孔62a に、各管体33a 〜33d の端部を挿入したうえ接着剤にて接着などして、発光管18が仕切板61に固定されている。また、基板部62の外周部からは、上側に向かいさらに外側に向かう嵌合段部63が形成されている。そして、この嵌合段部63をカバー14の内側に嵌合し、さらに、この嵌合段部63とカバー14との間にグローブ17の嵌合縁部を嵌合した状態で、嵌合段部63とカバー14との間に接着剤を充填することにより、これらの部材が互いに固定されている。また、嵌合段部63の上側には、円筒状などをなす取付片部64が突設され、この取付片部64に、嵌合あるいは接着などして、点灯回路16の回路基板24が取り付けられている。
【００４３】
そして、このように構成された電球形蛍光ランプ11は、６０Ｗタイプで、入力電力定格１４Ｗで、発光管18には、１２．５Ｗの電力の高周波で加わり、ランプ電流は２１０mA、ランプ電圧は６０Ｖとなり、３波長発光形蛍光体の使用により全光束８１０lmとなっている。
【００４４】
この実施の形態によれば、バルブ31の放電路37内に補助アマルガム52を支持する１本のウエルズ54を、バルブ31の連通管部36を介して接続された管体33b ，33c の端部でその管中心より連通管部36から離れた位置にピンチシールによって封止したので、管体33a 〜33d を連通管部36で接続する接続加工時に、ウエルズ54が受ける熱影響を少なくしてウエルズ54が高温となって封止箇所であるピンチシール部45にクラックが発生するのを防止でき、歩留まりを向上できる。
【００４５】
しかも、バルブ31の補助アマルガム52が配置される中間の管体33b ，33c の端部のピンチシール部45と連通管部36との距離を８〜１５ｍｍの範囲に規定したので、管体33a 〜33d を連通管部36で接続する接続加工時に、ウエルズ54が受ける熱影響を少なくしてウエルズ54が高温となって封止箇所であるピンチシール部45にクラックが発生するのを防止でき、歩留まりを向上できる。
【００４６】
さらに、バルブ31の放電路37内に補助アマルガム52を支持する１本のウエルズ52の径寸法を、電極32のウエルズ42の径寸法以下となるように細くしたので、管体33a 〜33d を連通管部36で接続する接続加工時に、ウエルズ54が受ける熱影響を少なくしてウエルズ54が高温となって封止箇所であるピンチシール部45にクラックが発生するのを防止でき、歩留まりを向上できる。
【００４７】
さらに、ウエルズ54の径を、０．２〜０．４ｍｍの範囲に規定したので、ウエルズ54の熱影響を低減と強度の確保とを両立できる。なお、ウエルズ54の径は、全体的に同一径でもよいが、少なくとも管体33b ，33c の端部に封止される部分（封止部）が０．２〜０．４ｍｍの範囲であれば、他の部分については範囲外でもよく、強度確保のために径大にすることもできる。
【００４８】
そして、ウエルズ54を、バルブ31の連通管部36を介して接続された管体33b ，33c の端部でその管中心より連通管部36から離れた位置に封止するとともに、径寸法を電極32のウエルズ42の径寸法以下で、０．２〜０．４ｍｍの範囲となるように細くすること、バルブ31の補助アマルガム52が配置される管体33b ，33c の端部と連通管部36との距離を８〜１５ｍｍの範囲に規定することの、いずれか２つの組み合わせ、あるいは全てを組み合わせることにより、それらの相乗効果によって、ウエルズ54が受ける熱影響をより少なくして、ピンチシール部45にクラックが発生するのを確実に防止でき、歩留まりをより向上できる。
【００４９】
また、４つの管体33a 〜33d に少なくとも１つずつの補助アマルガム52，56を配置したので、始動時の光束の立ち上がり特性を向上できる。この場合、バルブ31の放電路途中の補助アマルガム52に挟まれる管体33c の端部に主アマルガム52を配置したので、消灯時に主アマルガム52に戻るバルブ31内の水銀蒸気を隣接する２つの補助アマルガム52にバランスよく吸着させることができ、始動時での各補助アマルガム52からの水銀蒸気の放出が略均等でかつ良好になり、始動時に均等な明るさで点灯させることができる。
【００５０】
また、２つの補助アマルガム52をバルブ31の放電路37途中で放電路長方向に略均等な位置つまり電極32のない中間の管体33b ，33c に配設し、４つの補助アマルガム52，56を放電路長方向に略均等に配置したので、始動時にこれら補助アマルガム52，56からの水銀蒸気を放電路37全体に対して略均等に放出でき、始動時の光束の立ち上がり特性を向上できる。すなわち、光束の立ち上がり特性の測定結果を図５に示し、光束の立ち上がり特性Ａは主アマルガム51を中間の管体33b に配設するとともに補助アマルガム52，56を各管体33a 〜33d に配設した本実施の形態の場合である。光束の立ち上がり特性Ｂは、図６(a) に示すように、本実施の形態の構成から主アマルガム51を一端の管体33a の電極32と反対側の端部に配設した他の実施の形態の場合である。光束の立ち上がり特性Ｃは、図６(b) に示すように、本実施の形態の構成から中間の管体33b ，33c の補助アマルガム52を省いた比較例の場合である。比較の結果、光束の立ち上がり特性Ｃに比べて、光束の立ち上がり特性Ａ，Ｂがそれぞれ向上した。
【００５１】
さらに、図１の実施の形態のように、主アマルガム51が配置される管体33c の端部に連通管部36を介して接続された管体33b の細管38b を有していない端部に補助アマルガム52を配置したので、バルブ31の管体33b 側から水銀蒸気が連通管部36を通じて主アマルガム51に戻る際に、水銀蒸気が補助アマルガム52に吸着しやすくでき、始動時には補助アマルガム52からの水銀蒸気の放出が良好となり、始動時の光束の立ち上がり特性を向上できる。
【００５２】
また、図６(a)の実施の形態のように、バルブ31の電極32が封装される管体33d の端部と反対側の端部に主アマルガム51を配置し、主アマルガム51が配置される管体33d の端部に連通管部36を介して接続された管体33c の端部に放電路途中の補助アマルガム52を配置したので、消灯時に主アマルガム51に戻るバルブ31内の水銀蒸気を主アマルガム51に隣接する補助アマルガム52に多く吸着させることができ、さらに、主アマルガム51が電極32に近いので、電極2の発熱の影響により主 アマルガム51から水銀が早期に蒸発、拡散されて、始動時の光束の立ち上がり特性を向上できる。
【００５３】
また、補助アマルガム52を管体33b ，33c の軸方向に沿って長く形成したので、補助アマルガム52の機能を確保したうえで、補助アマルガム52の影を写りにくくするとともに製造誤差などにより補助アマルガム52が管体33b ，33c の内壁に接触するのを防止でき、バルブ31の細管化に対応できる。
【００５４】
さらに、補助アマルガム52のウエルズ54に接続された溶接箇所を除いた箇所に水銀を吸着する金属メッキ55を施しているので、金属メッキ55がウエルズ54に流れて反応するために水銀蒸気圧特性を損なうのを防止でき、光束の立ち上がり特性を寿命末期まで維持できる。
【００５５】
また、放電路途中の補助アマルガム52を、管体33b ，33c の端部からの距離が１５〜２５ｍｍとなるように配置することにより、補助アマルガム52を放電路37内に配置でき、消灯時に放電路37内の水銀蒸気を補助アマルガム52に多く吸着させることができ、始動時の光束の立ち上がり特性を向上できる。
【００５６】
また、４つの管体33a 〜33d でバルブ31を形成するので、放電路長を確保しつつ小形化できる。
【００５７】
また、１００Ｗタイプの電球形蛍光ランプ11では、管内径が６ｍｍ以上９ｍｍ以下、放電路長が４００ｍｍ以上５００ｍｍ以下、消費電力が１６Ｗ以上２３Ｗ以下で、バルブ31の内面に蛍光体層が形成された発光管18、発光管18に接続された点灯回路16と、発光管18を支持するとともに点灯回路16が収容されたカバー14、およびカバー14に取り付けられた口金12を有し、口金12を含む高さが１２５ｍｍ以上１４５ｍｍ以下とした外囲器とを具備したので、小形化した発光管18を高さ寸法に大きく配置することで、電球形蛍光ランプ11を小形化し、照明器具への適用範囲を広げることができるとともに、発光管18の消費電力が１６Ｗ以上２３Ｗ以下の範囲で、８０Ｗ以上１００Ｗ以下相当の白熱電極に相当する１０００lm以上１６００lm以下の明るさが得られ、省電力を図ることができる。
【００５８】
また、図７に示すように、電球形蛍光ランプ11としては、曲管形の蛍光ランプ（発光管18）、およびボール形のグローブ17を有するボール形の電球形蛍光ランプ11に適用することもできる。
【００５９】
また、図８(a) 〜(d) に示す電極側の補助アマルガム56の位置に応じた各試作例１〜４について、図７に示す電球形蛍光ランプ11をそれぞれ試作し、始動時の光束の立ち上がり特性を試験したところ、図９に示すような光束の立ち上がり特性の結果が得られた。図８(a) に示す補助アマルガム56を電極32のウエルズ42に電気的に接続した試作例１、およびこの試作例１より補助アマルガム56をフィラメントコイル41から離した図８(b) に示す試作例２は、図８(c) に示す補助アマルガム56を電極32から電気的に離した試作例３、およびこの試作例３より補助アマルガム56をフィラメントコイル41から離した図８(d) に示す試作例４に比べて、立ち上がり特性がよい結果がえられた。これは、試作例１および試作例２では、電極32と電気的に接続されているために、始動時にグロー放電による高い陰極効果電圧降下が発生し、補助アマルガム56も冷陰極の一部として陰極暗部からのイオン衝撃を受けて瞬間に加熱されることによるもので、そのため、試作例１と試作例２とでは特性にあまり差がでない。それに対して、試作例３および試作例４では、補助アマルガム56が電極32から電気的に離れているので、イオン衝撃を受けず、負グロー中の電子イオンの再結合による比較的穏やかな加熱を受け、しかも、フィラメントコイル41から離れるにしたがってプラズマ密度が低くなるために、より加熱されにくくなる傾向がある。そして、この試験結果から上述した各実施の形態において考察すると、負グローよりもさらにプラズマ密度の低い陽光柱中にある放電路途中の補助アマルガム52が、電極側の補助アマルガム56より加熱されにくい傾向にあり、このことが始動時の光束の立ち上がり特性に影響していることがわかる。
【００６０】
そのため、放電路途中に配置される補助アマルガム52の熱容量を、電極側の補助アマルガム56の熱容量より小さくすることにより、始動時における放電路途中の補助アマルガム52の温度上昇を早めて、水銀放出を良好にできるので、始動時の光束の立ち上がり特性を向上できる。
【００６１】
補助アマルガム52の熱容量を小さくするには、金属製の基板53の面積を小さくしたり、また、図１０(a) に示すように、基板53に代えてメッシュワイヤを用いたり、あるいは、図１０(b) に示すように、ウエルズ54自体にインジウム（Ｉｎ）などの金属メッキ55を形成する。
【００６２】
また、図１１に示すように、発光管18の両端の電極32に接続されるインバータ回路にて構成された点灯回路16の出力の一端に、放電路途中の補助アマルガム52を支持するウエルズ54を抵抗などのハンインピーダンス素子Ｒを介して接続することにより、始動時に、ウエルズ45と点灯回路16の出力の他端に接続された電極32との間で放電が生じ、補助アマルガム52が冷陰極としてイオン衝突を受けて速やかに加熱され、さらに、その放電が点灯回路16の出力の一端に接続された電極32に拡大するので、放電路途中の補助アマルガム52からの水銀放出が良好で、始動時の光束の立ち上がり特性を向上できる。しかも、この場合、始動性を向上し、始動電圧が低下するので、点灯回路16の部品を小容量のものが使え、小形化できる。
【００６３】
また、図１２(a) に示すように、点灯回路16により、始動時に、発光管18の一端の電極32と放電路途中の補助アマルガム52との間に例えば１ｋＶ程度の高電圧を印加し、補助アマルガム52が冷陰極としてイオン衝突を受けて瞬時に加熱され、その後、図１２(b) に示すように、両端の電極32間に例えば１ｋＶ程度の高電圧を印加し、両端の電極32間で放電させるようにする。これにより、始動時に、放電路途中の補助アマルガム52を瞬時に加熱し、水銀放出を良好にできるので、始動時の光束の立ち上がり特性を向上できる。
【００６４】
なお、放電路途中の補助アマルガム52に印加する時間は１００msec程度で十分であり、その期間内に他端の電極32がアークに移転しても問題ない。また、これら一連の動作は数百msecの間でなされるものであり、電極32や放電路途中の補助アマルガム52もダメージを受けることはない。
【００６５】
なお、図１２には３本の管体33a ，33c ，33d を備えた場合を示すが、４本の管体33a 〜33d を備えた場合も同様である。
【００６６】
そして、上述した各電球形蛍光ランプ11を白熱電球などの一般照明用電球のソケットを備えた器具本体に装着することにより、照明器具が構成される。そして、この構成では、上述した各電球形蛍光ランプ11の効果を備えた照明器具を構成できる。
【００６７】
なお、バルブ31が４本の管体33a 〜33d を備えている場合、放電路途中の補助アマルガム52は、中間の管体33b ，33c のいずれか一方のみに配設してもよい。
【００６８】
また、主アマルガム51は、細管38a 〜38dのいずれか１つ、または複数に配置 してもよい。細管38a 〜38dのいずれか１つに主アマルガム51を配置する場合に は、放電路途中の補助アマルガム52間、あるいは放電路途中の補助アマルガム52と電極側の補助アマルガム56との間に主アマルガム51が位置するようにし、また、複数の細管38a 〜38dに複数の主アマルガム51を配置する場合には、複数の主 アマルガム51間に放電路途中の補助アマルガム52を配置することにより、始動時の光束の立ち上がり特性を向上できる。
【００６９】
また、前記実施の形態では、Ｕ字状の管体を４本あるいは３本接続して発光管を構成したが、発光管の形状はこれに限られず、例えば、Ｈ字状の管体を用いてもよく、管体を２本あるいは６本以上を接続して構成してもよい。
【００７０】
また、点灯回路は、１枚の回路基板を水平に配置したが、複数枚の回路基板を設けることもできる。
【００７１】
【発明の効果】
請求項１記載の放電ランプによれば、バルブの放電路内に補助アマルガムを支持する１本の支持部材を、バルブの連通管部を介して接続された少なくとも１つの管体の連通管側端部で管中心より連通管部から離れた偏心位置にピンチシールによって封止したので、例えば管体の連通管部の接続加工時に、支持部材が受ける熱影響を少なくして支持部材を封止する管体の封止箇所にクラックが発生するのを低減でき、歩留まりを向上できる。
【００７２】
請求項２記載の放電ランプによれば、請求項１記載の放電ランプの効果に加えて、補助アマルガムを管体の軸方向に沿って長く形成したので、補助アマルガムの機能を確保したうえで、補助アマルガムの影を写りにくくするとともに製造誤差などによる補助アマルガムの管体の内壁への接触を防止でき、管体の細管化に対応できる。
【００７３】
請求項３記載の放電ランプによれば、請求項１または２記載の放電ランプの効果に加えて、補助アマルガムを、管体の端部からの距離が１５〜２５ｍｍとなるように配置したので、補助アマルガムを放電路内に配置でき、消灯時に放電路内の水銀蒸気を補助アマルガムに多く吸着させることができ、始動時の光束の立ち上がり特性を向上できる。
【００７４】
請求項４記載の電球形蛍光ランプによれば、バルブの内面に蛍光体層が形成された請求項１ないし３いずれか一記載の放電ランプを備えた電球形蛍光ランプを提供することができる。
【００７５】
請求項５記載の電球形蛍光ランプによれば、バルブの内面に蛍光体層が形成された請求項１ないし３いずれか一記載の放電ランプを備えた電球形蛍光ランプを提供でき、しかも、始動時に放電ランプの一端の電極と放電路途中に配置される補助アマルガムとの間に通電するので、放電路途中の補助アマルガムを加熱して温度上昇を早めることができ、始動時の光束の立ち上がり特性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の放電ランプおよび電球形蛍光ランプの一実施の形態を示すバルブの展開図である。
【図２】同上発光管の仕切体を透過した平面図である。
【図３】同上電球形蛍光ランプの一部を切り欠くとともにグローブを透視した側面図である。
【図４】同上電球形蛍光ランプの一部の分解斜視図である。
【図５】同上光束の立ち上がり特性の特性図である。
【図６】(a) は本発明の放電ランプの他の実施の形態を示すバルブの展開図、(b) は比較例を示すバルブの展開図である。
【図７】本発明の電球形蛍光ランプの他の実施の形態を示す斜視図である。
【図８】同上電球形蛍光ランプで補助アマルガムの位置に応じた各試作例を(a) 〜(d) に示す説明図である。
【図９】同上各試作例における光束の立ち上がり特性を示す特性図である。
【図１０】本発明の放電ランプのさらに他の実施の形態を(a)(b)それぞれに示す放電路途中の補助アマルガムの正面図である。
【図１１】本発明の電球形蛍光ランプのまた他の実施の形態を示す構成図である。
【図１２】本発明の電球形蛍光ランプのさらに他の実施の形態を(a)(b)に示す構成図である。
【符号の説明】
11 電球形蛍光ランプ
12 口金
14 カバー
16 点灯回路
18 放電ランプとしての発光管
31 バルブ
32 電極
33a 〜33d 管体
36 連通管部
37 放電路
52 補助アマルガム
54 支持部材としてのウエルズ
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の管体が連通管部を介して順次接続されて屈曲形の放電路が形成された放電ランプ、およびこの放電ランプを用いた電球形蛍光ランプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の放電ランプとしては、例えば、略Ｕ字形の３本の管体を連通管部を介して順次接続して屈曲形の放電路を有するガラス製のバルブを形成し、このバルブの両端に電極を封装することにより、放電路長を確保しつつ小形化した蛍光ランプの構成が知られている。
【０００３】
このような蛍光ランプでは、定常点灯時にバルブ内の水銀蒸気圧を適正な範囲に制御する主アマルガム、消灯時にバルブ内の浮遊水銀を吸着しかつ始動時を含む点灯初期に吸着した水銀を放出して光束の立ち上がり特性を向上させる補助アマルガムを使用する場合がある。
【０００４】
補助アマルガムを使用する場合、例えば、実開昭６３−１０９４３９号公報（従来技術１）に記載されているように、光束の立ち上がり特性を改善するためにバルブの放電路の途中に補助アマルガムを配置する場合がある。従来技術１は、３本の管体のうち中間に位置する管体の一端部に封止される金属製のウエルズによって、補助アマルガムをバルブの放電路中に配置するようにしている。
【０００５】
補助アマルガムを放電路中に配置するには、補助アマルガムのウエルズを封止したダミーステムを用い、このダミーステムを管体の端部に接続したり、または、管体の端部に細管がある場合には細管から外れた位置に補助アマルガムのウエルズを偏位させて封止するようにしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、放電ランプの製造工程では、中間の管体の一端の封止部に補助アマルガムを封止した後に、管体の端部近傍の管壁をバーナーで加熱溶融させて吹き破ることで連通管部を形成して接続する接続加工を行なうが、このとき、加熱される管体の管壁の近くに金属製のウエルズがあるので、そのウエルズが管体の管壁を加熱する熱で高温となってウエルズを封止する管体の封止箇所にクラックが発生することがあり、歩留まりが低下する問題を有している。
【０００７】
特に、ウエルズに作用する熱影響には、バーナーの放射熱と、管壁を伝わってウエルズの封止部に伝達される熱伝導とがあるが、熱伝導の方が影響が大きい傾向があり、そのため、ウエルズの封止部の径が大きいほど熱伝導による熱影響を受けやすく、ウエルズを封止する管体の封止箇所にクラックの発生が顕著になる傾向がある。
【０００８】
また、管体の管径が１２ｍｍ以下と細い場合には、ウエルズをダミーステムなどを用いて管体端部に接続するには加工が煩雑であるとともに、ダミーステムが小形化されるので部品管理が面倒となる。ダミーステムを用いずにウエルズを中間の管体の一端に封止する方法としては、特開平９−１０６７８２号公報（従来技術２）に記載されているように、管体の一端をピンチシールすることによってウエルズを直接封止するものが知られている。しかし、管体の管径が１２ｍｍ以下と細い場合にウエルズを直接ピンチシール封止した場合には管体の外面とウエルズとの距離が近くなって、ウエルズの封止部が加熱されやすくなるため、ウエルズを封止する管体の封止箇所にクラックの発生が顕著になる傾向がある。特に、従来技術２のウエルズは電極支持部材のウエルズと共用化しているため一対のウエルズがピンチシールされるものであり、管体の外面との距離が小さくなり、クラックがより発生しやすい。
【０００９】
また、管体が接続される連通管部の位置を管体の端部すなわちウエルズの封止部から遠ざけることで、管体の連通管部の接続加工時に、ウエルズが受ける熱影響を少なくしてウエルズを封止する管体の封止箇所にクラックが発生するのを低減することが考えられるが、そうすると管体の内部空間に対する放電路として使用される領域の割合が低くなり、ひいては放電路長が短くなり、発光効率が低下する問題が生じる。
【００１０】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、管体の連通管部の接続加工時に、補助アマルガムの支持部材を封止する管体の封止箇所にクラックが発生するのを低減し、歩留まりを向上でき、また管体の端部に補助アマルガムを容易に取り付けることができる放電ランプおよび電球形蛍光ランプを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の放電ランプは、管内径が１２ｍｍ以下の複数の管体が連通管部を介して順次接続されて屈曲形の放電路が形成されたバルブと；バルブ内に封入された封入ガスと；バルブの両端に封装された電極と；バルブの連通管部を介して接続された少なくとも１つの管体の連通管側端部で管中心より連通管部から離れた偏心位置にピンチシールによって封止された１本の支持部材と；支持部材によってバルブの放電路内に支持された補助アマルガムと；を具備しているものである。
【００１２】
そして、バルブの放電路内に補助アマルガムを支持する１本の支持部材を、バルブの連通管部を介して接続された少なくとも１つの管体の連通管側端部で管中心より連通管部から離れた偏心位置にピンチシールによって封止したことにより、管体の連通管部の接続加工時に、支持部材が受ける熱影響を少なくして支持部材を封止する管体の封止箇所にクラックが発生するのを低減する。
【００１３】
請求項２記載の放電ランプは、請求項１記載の放電ランプにおいて、補助アマルガムは、管体の軸方向に沿って長く形成されているものである。
【００１４】
そして、補助アマルガムを管体の軸方向に沿って長く形成したことにより、補助アマルガムの機能を確保したうえで、補助アマルガムの影を写りにくくするとともに製造誤差などによる補助アマルガムの管体の内壁への接触を防止し、管体の細管化に対応可能とする。
【００１５】
請求項３記載の放電ランプは、請求項１または２記載の放電ランプにおいて、補助アマルガムは、管体の端部からの距離が１５〜２５ｍｍとなるように配置されているものである。
【００１６】
そして、補助アマルガムを、管体の端部からの距離が１５〜２５ｍｍとなるように配置したことにより、補助アマルガムを放電路内に配置し、消灯時に放電路内の水銀蒸気を補助アマルガムに多く吸着させ、始動時の光束の立ち上がり特性を向上させる。
【００１７】
請求項４記載の電球形蛍光ランプは、バルブの内面に蛍光体層が形成された請求項１ないし３いずれか一記載の放電ランプと；放電ランプに接続された点灯回路と；放電ランプを支持するとともに点灯回路が収容されたカバーと；カバーに取り付けられた口金と；を具備しているものである。
【００１８】
そして、請求項１ないし３いずれか一記載の放電ランプを備えた電球形蛍光ランプを提供することが可能となる。
【００１９】
請求項５記載の電球形蛍光ランプは、バルブの内面に蛍光体層が形成された請求項１ないし３いずれか一記載の放電ランプと；始動時に放電ランプの一端の電極と放電路途中に配置される補助アマルガムとの間に通電する点灯回路と；放電ランプを支持するとともに点灯回路が収容されたカバーと；カバーに取り付けられた口金と；を具備しているものである。
【００２０】
そして、バルブの内面に蛍光体層が形成された請求項１ないし３いずれか一記載の放電ランプを備えた電球形蛍光ランプを提供可能となり、しかも、始動時に放電ランプの一端の電極と放電路途中に配置される補助アマルガムとの間に通電することにより、放電路途中の補助アマルガムを加熱して温度上昇を早め、始動時の光束の立ち上がり特性を向上させる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を図面を参照して説明する。
【００２２】
図１ないし図５に放電ランプの一実施の形態を示し、図１はバルブの展開図、図２は発光管の仕切体を透過した平面図、図３は電球形蛍光ランプの一部を切り欠くとともにグローブを透視した側面図、図４は電球形蛍光ランプの一部の分解斜視図、図５は光束の立ち上がり特性の特性図である。
【００２３】
そして、図３および図４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、口金12を有するカバー14、このカバー14に収納された点灯回路16、透光性を有するグローブ17、このグローブ17に収納された放電ランプとしての発光管18を備えている。そして、口金12、カバー14およびグローブ17から構成される外囲器は、定格電力が例えば６０Ｗタイプや１００Ｗタイプの白熱電球などの一般照明用電球の規格寸法に近似する外形に形成されている。すなわち、６０Ｗタイプでは、口金12を含むランプ長は１１０〜１２５ｍｍ程度、直径すなわちグローブ17の外径は５０〜６０ｍｍ程度、カバー14の最大径は４０ｍｍ程度に形成されている。また、１００Ｗタイプでは、それぞれ、ランプ長１２５〜１４５ｍｍ程度、例えば１４０ｍｍ、グローブ外径６５〜７５ｍｍ程度、例えば７０ｍｍ、カバー最大径５０ｍｍ程度に形成される。なお、一般照明用電球とはＪＩＳ Ｃ ７５０１に定義されるものである。そして、以下、口金12側を上側、グローブ17側を下側として説明する。
【００２４】
そして、カバー14は、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）などの耐熱性合成樹脂などにて形成されたカバー本体21を備えている。このカバー本体21は、下方に拡開する開口部を有する略円筒状をなし、上端部に、エジソンタイプのＥ２６型などの口金12が被せられ、接着剤またはかしめなどにより固定されている。
【００２５】
また、グローブ17は、透明あるいは光拡散性を有する乳白色などで、ガラスあるいは合成樹脂により、白熱電球などの一般照明用電球のガラス球と略同一形状の滑らかな曲面状に形成されているとともに、開口部の縁部には、カバー14の下端開口部の内側に嵌合する図示しない嵌合縁部が形成されている。なお、このグローブ17は、拡散膜などの別部材を組み合わせ、輝度の均一性を向上することもでき、あるいは省略することもできる。
【００２６】
また、点灯回路16は、水平状、すなわち発光管18の長手方向と垂直に配置される回路基板（ＰＣ板）24を備え、この回路基板24の両面すなわち口金12側である上面および発光管18側である下面に、複数の電気部品25，26が実装されて、高周波点灯させるインバータ回路（高周波点灯回路）が構成されている。
【００２７】
回路基板24は、略円板状で、直径寸法は、４０ｍｍ程度の略円と同等かそれよりも小さく形成されている。回路基板24の上面には、比較的熱に弱い（比較的耐熱性が低い）電解コンデンサ、フィルムコンデンサなどの電気部品25が配置されているとともに、下面には、比較的熱に強く（比較的耐熱性が高く）、高さ寸法の小さいチップ状の電気部品（チップ部品）26が配置されている。このチップ状の電気部品26は、ＲＥＣ（整流素子、ダイオードブリッジ）、トランジスタ、あるいは抵抗などであり、パッケージの厚さ寸法は、２〜３ｍｍ程度に形成されている。
【００２８】
また、図１および図４に示すように、発光管18は、バルブ31を有し、このバルブ31の内面に蛍光体（蛍光体層）が形成され、バルブ31の内部にアルゴンなどの希ガスや水銀などを含む封入ガス（放電ガス）が封入され、バルブ31の両端に一対の電極32がピンチシールによって封装されている。
【００２９】
バルブ31は、略同形状の４本の管体33a ，33b ，33c ，33d を有し、これら管体33a 〜33d は、例えば、管外径が８〜１１ｍｍ、管内径が１２ｍｍ以下の６〜９ｍｍ、肉厚が０．７〜１．０ｍｍのガラス製の断面略円筒状であって、長さ寸法が１１０〜１３０ｍｍの管が、中間部で滑らかに湾曲されて頂部を有する略Ｕ字状に形成されている。すなわち、各管体33a 〜33d は、滑らかに反転する屈曲部34と、この屈曲部34に連続する互いに平行な一対の直管部35とを備えている。
【００３０】
バルブ31の中間部の各管体33b ，33c の両端と、バルブ31の両端の各管体33a ，33d の一端とが連通管部（つなぎ部）36を介して順次接続されて１本の連続した放電路37が形成されている。連通管部36は、各管体33a 〜33d の端部をバーナーで加熱溶融した後、吹き破ることによって形成された開口同士をつなぎ合わせて形成されている。そして、バルブ31は、６０Ｗタイプで、放電路長が２００ｍｍ以上の２００〜３００ｍｍ、ランプ高さが５０〜６０ｍｍ、バルブ並設方向の最大幅が３２〜４３ｍｍ、例えば３６ｍｍに形成されている。また、１００Ｗタイプでは、放電路長が４００〜５００ｍｍ、ランプ高さが７０〜８０ｍｍ、バルブ並設方向の最大幅が３７〜４６ｍｍ、例えば４３ｍｍに形成されている。
【００３１】
そして、バルブ31が電球形蛍光ランプ11に組み込まれた状態において、各管体33a 〜33d の頂部（屈曲部34）は、電球形蛍光ランプ11の上下方向を長手方向とする中心軸を中心とする所定の円周上に等間隔で位置され、また、各管体33a 〜33d の直管部35も、電球形蛍光ランプ11の中心軸を中心とする所定の円周上に等間隔で位置され、すなわち、各管体33a 〜33d の直管部35が断面四角形の各辺に対応して配置されている。
【００３２】
各管体33a 〜33d の一端には排気管とも呼ばれる円筒状の細管38a ，38b ，38c ，38d がそれぞれ連通状態で突設されている。但し、バルブ31の両端部の管体33a ，33d の細管38a ，38d は電極32が封装される端部とは反対側（非電極側）の端部に突設されている。これら各細管38a 〜38d は、バルブ31の製造過程で溶断によって順次封止され、各細管38a 〜38d のうちの封止されていない一部を通じてバルブ31内が排気されるとともに、封入ガスが封入されて置換された後に、その各細管38a 〜38d のうちの封止されていない一部、例えば細管38b を溶断することによって封止される。
【００３３】
各電極32は、例えばタングステン（Ｗ）ワイヤを三重巻きしたトリプルコイルなどのフィラメントコイル41を有し、このフィラメントコイル41が一対（２本）の線状のウエルズ（電極用ウエルズ）42に支持されている。各ウエルズ42は、バルブ31の両端の管体33a ，33d の端部にピンチシールによって封着されたジュメット線43を介して、管体33a ，33d の外部に導出されたワイヤ44に接続されている。このジュメット線43はバルブ端部のピンチシール部45によって封止されている。そして、バルブ31が電球形蛍光ランプ11に組み込まれる際に、ワイヤ44が点灯回路16に接続される。
【００３４】
なお、各管体33a 〜33d の端部とも、ピンチシールによって封止されたピンチシール部45が形成されている。
【００３５】
中間部の一方の管体33c の細管38c には、その細管38a を封止する際に主アマルガム51が封入されている。この主アマルガム51は、ビスマス、インジウム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、バルブ31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51としては、ビスマス、インジウムの他に、スズ、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。
【００３６】
中間部の各管体33b ，33c の細管38b ，38c とは反対側（細管38b ，38c を有していない側）端部には、放電路途中に位置し、消灯時にバルブ31内の浮遊水銀を吸着しかつ始動時を含む点灯初期に吸着した水銀を放出する２つの放電路途中の補助アマルガム52が配設されている。すなわち、バルブ31の放電路途中の２つの補助アマルガム52に挟まれる管体33c の端部に主アマルガム51が配置されている。
【００３７】
補助アマルガム52は、管体33b ，33c の軸方向に長い長方形板状で例えばＳＵＳ製の基板53を有し、この基板53の一端がニッケル（Ｎｉ）製で１本の線状の支持部材としてのウエルズ（補助アマルガム用ウエルズ）54に溶接にて取り付けられている。基板53には、ウエルズ54との溶接箇所から離反した箇所に水銀を吸着するインジウム（Ｉｎ）などの金属メッキ55が施されている。そして、ウエルズ54との溶接箇所から離反した箇所に金属メッキ55を施すことにより、ランプ点灯時に金属メッキ55のインジウムが溶けてウエルズ54に達するために、ウエルズ54のニッケルとインジウムとの反応によって合金を形成して水銀蒸気圧特性を損なうというようなことがなく、経時的な使用による始動時の光束の立ち上がり特性の低下を防止できる。また、補助アマルガム52を、管体33b ，33c の端部からの距離が１５〜２５ｍｍとなるように配置することにより、補助アマルガム52を放電路37内に配置し、消灯時に放電路37内の水銀蒸気を補助アマルガム52に多く吸着させ、始動時の光束の立ち上がり特性を向上させることができる。
【００３８】
補助アマルガム52のウエルズ54は、径寸法が電極32のウエルズ42の径寸法以下に形成され、管体33b ，33c の端部で、管体33b ，33c の略管中心（管中心を含む）より連通管部36から離れた偏心位置にピンチシール部45で封止されている。そして、ウエルズ54の径寸法を電極32のウエルズ42の径寸法以下に細くするとともに、ウエルズ54を連通管部36から離すことにより、管体33a 〜33d を連通管部36で接続する接続加工時に、ウエルズ54が受ける熱影響を少なくしてウエルズ54が高温となって封止箇所であるピンチシール部45にクラックが発生するのが防止される。
【００３９】
ウエルズ54の径は、０．２ｍｍ以下では機械的強度が不足し、０．４ｍｍ以上では熱影響の低減が十分でないので、０．２〜０．４ｍｍの範囲内で形成されている。
【００４０】
両端の各管体33a ，33d の電極32の一方のウエルズ42には、電極側の補助アマルガム56が取り付けられている。この補助アマルガム56は、補助アマルガム52と同様に構成され、同様の水銀蒸気圧特性を有する。
【００４１】
また、バルブ31の補助アマルガム52が配置される中間の管体33b ，33c の端部であるピンチシール部45と連通管部36との距離Ｌは８〜１５ｍｍの範囲に形成されている。このように規定することで、管体33a 〜33d を連通管部36で接続する接続加工時に、ウエルズ54が受ける熱影響を少なくしてウエルズ54が高温となって封止箇所であるピンチシール部45にクラックが発生するのが防止される。距離Ｌが８ｍｍ以下であると熱影響を受けやくなり、距離Ｌが１５ｍｍ以上であると放電路長が短くなって発光効率が低下する問題が生じる。
【００４２】
また、発光管18は、蛍光ランプ固定部材でありまた点灯回路固定部材である支持手段としての仕切板61に取り付けられ、この仕切板61がカバー14に固定されている。すなわち、仕切板61は、円板状をなす基板部62を備え、この基板部62に形成された取付孔62a に、各管体33a 〜33d の端部を挿入したうえ接着剤にて接着などして、発光管18が仕切板61に固定されている。また、基板部62の外周部からは、上側に向かいさらに外側に向かう嵌合段部63が形成されている。そして、この嵌合段部63をカバー14の内側に嵌合し、さらに、この嵌合段部63とカバー14との間にグローブ17の嵌合縁部を嵌合した状態で、嵌合段部63とカバー14との間に接着剤を充填することにより、これらの部材が互いに固定されている。また、嵌合段部63の上側には、円筒状などをなす取付片部64が突設され、この取付片部64に、嵌合あるいは接着などして、点灯回路16の回路基板24が取り付けられている。
【００４３】
そして、このように構成された電球形蛍光ランプ11は、６０Ｗタイプで、入力電力定格１４Ｗで、発光管18には、１２．５Ｗの電力の高周波で加わり、ランプ電流は２１０mA、ランプ電圧は６０Ｖとなり、３波長発光形蛍光体の使用により全光束８１０lmとなっている。
【００４４】
この実施の形態によれば、バルブ31の放電路37内に補助アマルガム52を支持する１本のウエルズ54を、バルブ31の連通管部36を介して接続された管体33b ，33c の端部でその管中心より連通管部36から離れた位置にピンチシールによって封止したので、管体33a 〜33d を連通管部36で接続する接続加工時に、ウエルズ54が受ける熱影響を少なくしてウエルズ54が高温となって封止箇所であるピンチシール部45にクラックが発生するのを防止でき、歩留まりを向上できる。
【００４５】
しかも、バルブ31の補助アマルガム52が配置される中間の管体33b ，33c の端部のピンチシール部45と連通管部36との距離を８〜１５ｍｍの範囲に規定したので、管体33a 〜33d を連通管部36で接続する接続加工時に、ウエルズ54が受ける熱影響を少なくしてウエルズ54が高温となって封止箇所であるピンチシール部45にクラックが発生するのを防止でき、歩留まりを向上できる。
【００４６】
さらに、バルブ31の放電路37内に補助アマルガム52を支持する１本のウエルズ52の径寸法を、電極32のウエルズ42の径寸法以下となるように細くしたので、管体33a 〜33d を連通管部36で接続する接続加工時に、ウエルズ54が受ける熱影響を少なくしてウエルズ54が高温となって封止箇所であるピンチシール部45にクラックが発生するのを防止でき、歩留まりを向上できる。
【００４７】
さらに、ウエルズ54の径を、０．２〜０．４ｍｍの範囲に規定したので、ウエルズ54の熱影響を低減と強度の確保とを両立できる。なお、ウエルズ54の径は、全体的に同一径でもよいが、少なくとも管体33b ，33c の端部に封止される部分（封止部）が０．２〜０．４ｍｍの範囲であれば、他の部分については範囲外でもよく、強度確保のために径大にすることもできる。
【００４８】
そして、ウエルズ54を、バルブ31の連通管部36を介して接続された管体33b ，33c の端部でその管中心より連通管部36から離れた位置に封止するとともに、径寸法を電極32のウエルズ42の径寸法以下で、０．２〜０．４ｍｍの範囲となるように細くすること、バルブ31の補助アマルガム52が配置される管体33b ，33c の端部と連通管部36との距離を８〜１５ｍｍの範囲に規定することの、いずれか２つの組み合わせ、あるいは全てを組み合わせることにより、それらの相乗効果によって、ウエルズ54が受ける熱影響をより少なくして、ピンチシール部45にクラックが発生するのを確実に防止でき、歩留まりをより向上できる。
【００４９】
また、４つの管体33a 〜33d に少なくとも１つずつの補助アマルガム52，56を配置したので、始動時の光束の立ち上がり特性を向上できる。この場合、バルブ31の放電路途中の補助アマルガム52に挟まれる管体33c の端部に主アマルガム52を配置したので、消灯時に主アマルガム52に戻るバルブ31内の水銀蒸気を隣接する２つの補助アマルガム52にバランスよく吸着させることができ、始動時での各補助アマルガム52からの水銀蒸気の放出が略均等でかつ良好になり、始動時に均等な明るさで点灯させることができる。
【００５０】
また、２つの補助アマルガム52をバルブ31の放電路37途中で放電路長方向に略均等な位置つまり電極32のない中間の管体33b ，33c に配設し、４つの補助アマルガム52，56を放電路長方向に略均等に配置したので、始動時にこれら補助アマルガム52，56からの水銀蒸気を放電路37全体に対して略均等に放出でき、始動時の光束の立ち上がり特性を向上できる。すなわち、光束の立ち上がり特性の測定結果を図５に示し、光束の立ち上がり特性Ａは主アマルガム51を中間の管体33b に配設するとともに補助アマルガム52，56を各管体33a 〜33d に配設した本実施の形態の場合である。光束の立ち上がり特性Ｂは、図６(a) に示すように、本実施の形態の構成から主アマルガム51を一端の管体33a の電極32と反対側の端部に配設した他の実施の形態の場合である。光束の立ち上がり特性Ｃは、図６(b) に示すように、本実施の形態の構成から中間の管体33b ，33c の補助アマルガム52を省いた比較例の場合である。比較の結果、光束の立ち上がり特性Ｃに比べて、光束の立ち上がり特性Ａ，Ｂがそれぞれ向上した。
【００５１】
さらに、図１の実施の形態のように、主アマルガム51が配置される管体33c の端部に連通管部36を介して接続された管体33b の細管38b を有していない端部に補助アマルガム52を配置したので、バルブ31の管体33b 側から水銀蒸気が連通管部36を通じて主アマルガム51に戻る際に、水銀蒸気が補助アマルガム52に吸着しやすくでき、始動時には補助アマルガム52からの水銀蒸気の放出が良好となり、始動時の光束の立ち上がり特性を向上できる。
【００５２】
また、図６(a)の実施の形態のように、バルブ31の電極32が封装される管体33d の端部と反対側の端部に主アマルガム51を配置し、主アマルガム51が配置される管体33d の端部に連通管部36を介して接続された管体33c の端部に放電路途中の補助アマルガム52を配置したので、消灯時に主アマルガム51に戻るバルブ31内の水銀蒸気を主アマルガム51に隣接する補助アマルガム52に多く吸着させることができ、さらに、主アマルガム51が電極32に近いので、電極2の発熱の影響により主 アマルガム51から水銀が早期に蒸発、拡散されて、始動時の光束の立ち上がり特性を向上できる。
【００５３】
また、補助アマルガム52を管体33b ，33c の軸方向に沿って長く形成したので、補助アマルガム52の機能を確保したうえで、補助アマルガム52の影を写りにくくするとともに製造誤差などにより補助アマルガム52が管体33b ，33c の内壁に接触するのを防止でき、バルブ31の細管化に対応できる。
【００５４】
さらに、補助アマルガム52のウエルズ54に接続された溶接箇所を除いた箇所に水銀を吸着する金属メッキ55を施しているので、金属メッキ55がウエルズ54に流れて反応するために水銀蒸気圧特性を損なうのを防止でき、光束の立ち上がり特性を寿命末期まで維持できる。
【００５５】
また、放電路途中の補助アマルガム52を、管体33b ，33c の端部からの距離が１５〜２５ｍｍとなるように配置することにより、補助アマルガム52を放電路37内に配置でき、消灯時に放電路37内の水銀蒸気を補助アマルガム52に多く吸着させることができ、始動時の光束の立ち上がり特性を向上できる。
【００５６】
また、４つの管体33a 〜33d でバルブ31を形成するので、放電路長を確保しつつ小形化できる。
【００５７】
また、１００Ｗタイプの電球形蛍光ランプ11では、管内径が６ｍｍ以上９ｍｍ以下、放電路長が４００ｍｍ以上５００ｍｍ以下、消費電力が１６Ｗ以上２３Ｗ以下で、バルブ31の内面に蛍光体層が形成された発光管18、発光管18に接続された点灯回路16と、発光管18を支持するとともに点灯回路16が収容されたカバー14、およびカバー14に取り付けられた口金12を有し、口金12を含む高さが１２５ｍｍ以上１４５ｍｍ以下とした外囲器とを具備したので、小形化した発光管18を高さ寸法に大きく配置することで、電球形蛍光ランプ11を小形化し、照明器具への適用範囲を広げることができるとともに、発光管18の消費電力が１６Ｗ以上２３Ｗ以下の範囲で、８０Ｗ以上１００Ｗ以下相当の白熱電極に相当する１０００lm以上１６００lm以下の明るさが得られ、省電力を図ることができる。
【００５８】
また、図７に示すように、電球形蛍光ランプ11としては、曲管形の蛍光ランプ（発光管18）、およびボール形のグローブ17を有するボール形の電球形蛍光ランプ11に適用することもできる。
【００５９】
また、図８(a) 〜(d) に示す電極側の補助アマルガム56の位置に応じた各試作例１〜４について、図７に示す電球形蛍光ランプ11をそれぞれ試作し、始動時の光束の立ち上がり特性を試験したところ、図９に示すような光束の立ち上がり特性の結果が得られた。図８(a) に示す補助アマルガム56を電極32のウエルズ42に電気的に接続した試作例１、およびこの試作例１より補助アマルガム56をフィラメントコイル41から離した図８(b) に示す試作例２は、図８(c) に示す補助アマルガム56を電極32から電気的に離した試作例３、およびこの試作例３より補助アマルガム56をフィラメントコイル41から離した図８(d) に示す試作例４に比べて、立ち上がり特性がよい結果がえられた。これは、試作例１および試作例２では、電極32と電気的に接続されているために、始動時にグロー放電による高い陰極効果電圧降下が発生し、補助アマルガム56も冷陰極の一部として陰極暗部からのイオン衝撃を受けて瞬間に加熱されることによるもので、そのため、試作例１と試作例２とでは特性にあまり差がでない。それに対して、試作例３および試作例４では、補助アマルガム56が電極32から電気的に離れているので、イオン衝撃を受けず、負グロー中の電子イオンの再結合による比較的穏やかな加熱を受け、しかも、フィラメントコイル41から離れるにしたがってプラズマ密度が低くなるために、より加熱されにくくなる傾向がある。そして、この試験結果から上述した各実施の形態において考察すると、負グローよりもさらにプラズマ密度の低い陽光柱中にある放電路途中の補助アマルガム52が、電極側の補助アマルガム56より加熱されにくい傾向にあり、このことが始動時の光束の立ち上がり特性に影響していることがわかる。
【００６０】
そのため、放電路途中に配置される補助アマルガム52の熱容量を、電極側の補助アマルガム56の熱容量より小さくすることにより、始動時における放電路途中の補助アマルガム52の温度上昇を早めて、水銀放出を良好にできるので、始動時の光束の立ち上がり特性を向上できる。
【００６１】
補助アマルガム52の熱容量を小さくするには、金属製の基板53の面積を小さくしたり、また、図１０(a) に示すように、基板53に代えてメッシュワイヤを用いたり、あるいは、図１０(b) に示すように、ウエルズ54自体にインジウム（Ｉｎ）などの金属メッキ55を形成する。
【００６２】
また、図１１に示すように、発光管18の両端の電極32に接続されるインバータ回路にて構成された点灯回路16の出力の一端に、放電路途中の補助アマルガム52を支持するウエルズ54を抵抗などのハンインピーダンス素子Ｒを介して接続することにより、始動時に、ウエルズ45と点灯回路16の出力の他端に接続された電極32との間で放電が生じ、補助アマルガム52が冷陰極としてイオン衝突を受けて速やかに加熱され、さらに、その放電が点灯回路16の出力の一端に接続された電極32に拡大するので、放電路途中の補助アマルガム52からの水銀放出が良好で、始動時の光束の立ち上がり特性を向上できる。しかも、この場合、始動性を向上し、始動電圧が低下するので、点灯回路16の部品を小容量のものが使え、小形化できる。
【００６３】
また、図１２(a) に示すように、点灯回路16により、始動時に、発光管18の一端の電極32と放電路途中の補助アマルガム52との間に例えば１ｋＶ程度の高電圧を印加し、補助アマルガム52が冷陰極としてイオン衝突を受けて瞬時に加熱され、その後、図１２(b) に示すように、両端の電極32間に例えば１ｋＶ程度の高電圧を印加し、両端の電極32間で放電させるようにする。これにより、始動時に、放電路途中の補助アマルガム52を瞬時に加熱し、水銀放出を良好にできるので、始動時の光束の立ち上がり特性を向上できる。
【００６４】
なお、放電路途中の補助アマルガム52に印加する時間は１００msec程度で十分であり、その期間内に他端の電極32がアークに移転しても問題ない。また、これら一連の動作は数百msecの間でなされるものであり、電極32や放電路途中の補助アマルガム52もダメージを受けることはない。
【００６５】
なお、図１２には３本の管体33a ，33c ，33d を備えた場合を示すが、４本の管体33a 〜33d を備えた場合も同様である。
【００６６】
そして、上述した各電球形蛍光ランプ11を白熱電球などの一般照明用電球のソケットを備えた器具本体に装着することにより、照明器具が構成される。そして、この構成では、上述した各電球形蛍光ランプ11の効果を備えた照明器具を構成できる。
【００６７】
なお、バルブ31が４本の管体33a 〜33d を備えている場合、放電路途中の補助アマルガム52は、中間の管体33b ，33c のいずれか一方のみに配設してもよい。
【００６８】
また、主アマルガム51は、細管38a 〜38dのいずれか１つ、または複数に配置 してもよい。細管38a 〜38dのいずれか１つに主アマルガム51を配置する場合に は、放電路途中の補助アマルガム52間、あるいは放電路途中の補助アマルガム52と電極側の補助アマルガム56との間に主アマルガム51が位置するようにし、また、複数の細管38a 〜38dに複数の主アマルガム51を配置する場合には、複数の主 アマルガム51間に放電路途中の補助アマルガム52を配置することにより、始動時の光束の立ち上がり特性を向上できる。
【００６９】
また、前記実施の形態では、Ｕ字状の管体を４本あるいは３本接続して発光管を構成したが、発光管の形状はこれに限られず、例えば、Ｈ字状の管体を用いてもよく、管体を２本あるいは６本以上を接続して構成してもよい。
【００７０】
また、点灯回路は、１枚の回路基板を水平に配置したが、複数枚の回路基板を設けることもできる。
【００７１】
【発明の効果】
請求項１記載の放電ランプによれば、バルブの放電路内に補助アマルガムを支持する１本の支持部材を、バルブの連通管部を介して接続された少なくとも１つの管体の連通管側端部で管中心より連通管部から離れた偏心位置にピンチシールによって封止したので、例えば管体の連通管部の接続加工時に、支持部材が受ける熱影響を少なくして支持部材を封止する管体の封止箇所にクラックが発生するのを低減でき、歩留まりを向上できる。
【００７２】
請求項２記載の放電ランプによれば、請求項１記載の放電ランプの効果に加えて、補助アマルガムを管体の軸方向に沿って長く形成したので、補助アマルガムの機能を確保したうえで、補助アマルガムの影を写りにくくするとともに製造誤差などによる補助アマルガムの管体の内壁への接触を防止でき、管体の細管化に対応できる。
【００７３】
請求項３記載の放電ランプによれば、請求項１または２記載の放電ランプの効果に加えて、補助アマルガムを、管体の端部からの距離が１５〜２５ｍｍとなるように配置したので、補助アマルガムを放電路内に配置でき、消灯時に放電路内の水銀蒸気を補助アマルガムに多く吸着させることができ、始動時の光束の立ち上がり特性を向上できる。
【００７４】
請求項４記載の電球形蛍光ランプによれば、バルブの内面に蛍光体層が形成された請求項１ないし３いずれか一記載の放電ランプを備えた電球形蛍光ランプを提供することができる。
【００７５】
請求項５記載の電球形蛍光ランプによれば、バルブの内面に蛍光体層が形成された請求項１ないし３いずれか一記載の放電ランプを備えた電球形蛍光ランプを提供でき、しかも、始動時に放電ランプの一端の電極と放電路途中に配置される補助アマルガムとの間に通電するので、放電路途中の補助アマルガムを加熱して温度上昇を早めることができ、始動時の光束の立ち上がり特性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の放電ランプおよび電球形蛍光ランプの一実施の形態を示すバルブの展開図である。
【図２】同上発光管の仕切体を透過した平面図である。
【図３】同上電球形蛍光ランプの一部を切り欠くとともにグローブを透視した側面図である。
【図４】同上電球形蛍光ランプの一部の分解斜視図である。
【図５】同上光束の立ち上がり特性の特性図である。
【図６】(a) は本発明の放電ランプの他の実施の形態を示すバルブの展開図、(b) は比較例を示すバルブの展開図である。
【図７】本発明の電球形蛍光ランプの他の実施の形態を示す斜視図である。
【図８】同上電球形蛍光ランプで補助アマルガムの位置に応じた各試作例を(a) 〜(d) に示す説明図である。
【図９】同上各試作例における光束の立ち上がり特性を示す特性図である。
【図１０】本発明の放電ランプのさらに他の実施の形態を(a)(b)それぞれに示す放電路途中の補助アマルガムの正面図である。
【図１１】本発明の電球形蛍光ランプのまた他の実施の形態を示す構成図である。
【図１２】本発明の電球形蛍光ランプのさらに他の実施の形態を(a)(b)に示す構成図である。
【符号の説明】
11 電球形蛍光ランプ
12 口金
14 カバー
16 点灯回路
18 放電ランプとしての発光管
31 バルブ
32 電極
33a 〜33d 管体
36 連通管部
37 放電路
52 補助アマルガム
54 支持部材としてのウエルズ
Claims (5)
- 管内径が１２ｍｍ以下の複数の管体が連通管部を介して順次接続されて屈曲形の放電路が形成されたバルブと；
バルブ内に封入された封入ガスと；
バルブの両端に封装された電極と；
バルブの連通管部を介して接続された少なくとも１つの管体の連通管側端部で管中心より連通管部から離れた偏心位置にピンチシールによって封止された１本の支持部材と；
支持部材によってバルブの放電路内に支持された補助アマルガムと；
を具備していることを特徴とする放電ランプ。 - 補助アマルガムは、管体の軸方向に沿って長く形成されていることを特徴とする請求項１記載の放電ランプ。
- 補助アマルガムは、管体の端部からの距離が１５〜２５ｍｍとなるように配置されていることを特徴とする請求項１または２記載の放電ランプ。
- バルブの内面に蛍光体層が形成された請求項１ないし３いずれか一記載の放電ランプと；
放電ランプに接続された点灯回路と；
放電ランプを支持するとともに点灯回路が収容されたカバーと；
カバーに取り付けられた口金と；
を具備していることを特徴とする電球形蛍光ランプ。 - バルブの内面に蛍光体層が形成された請求項１ないし３いずれか一記載の放電ランプと；
始動時に放電ランプの一端の電極と放電路途中に配置される補助アマルガムとの間に通電する点灯回路と；
放電ランプを支持するとともに点灯回路が収容されたカバーと；
カバーに取り付けられた口金と；
を具備していることを特徴とする電球形蛍光ランプ。
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