JP3632303B2

JP3632303B2 - 環形蛍光ランプおよび照明器具

Info

Publication number: JP3632303B2
Application number: JP17011996A
Authority: JP
Inventors: 裕一榊原; 秀男斉藤; 勇治内山; 正昭坪根; 政利中村
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 1996-06-28
Filing date: 1996-06-28
Publication date: 2005-03-23
Anticipated expiration: 2016-06-28
Also published as: JPH1021878A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は細径のガラス管バルブを円環状に曲成した蛍光ランプおよびこのランプを用いた照明器具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に蛍光ランプは、ガラス管からなるバルブの内面に蛍光体膜を形成し、このバルブ内に水銀とアルゴンガス等の希ガスを封入して構成されている。そして、バルブ端部に設けた熱陰極や冷陰極等の内部電極あるいはバルブ外に設けた外部電極によりバルブ内に放電を生起させ、この放電によりバルブ内の水銀蒸気を電離および励起して紫外線を発生させて蛍光体膜で可視光に変化し、この可視光をバルブを通じて外部に放射するようにしている。
【０００３】
家庭や店舗などで用いられる一般照明用の蛍光ランプは、通常ガラス管バルブの外径が２９ｍｍ程度のものが広く普及しているが、輝度の改良やランプの点灯回路の改善などによって、より細径のバルブを用いたランプが開発されつつあり、このバルブの細径化されたランプを使用した照明器具は薄形化が可能になるなどの利点を有する。
【０００４】
そして、このガラス管バルブの外径を１５〜２１ｍｍの細径化したものが検討されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このバルブを細径化したものも直管形蛍光ランプの場合はよいが、家庭用などで多用されているガラス管バルブをほぼ真円状に曲成した環形蛍光ランプの場合には問題がある。
【０００６】
これは、直管状のバルブを曲成する際に、その一端部を挟持し他端部もチャックで挟持してドラムに巻き付けて円環形に成形する関係から、バルブの端部外面の近傍にはステムとの封着作業時に挟持用の環状凹部が形成してある。そして、この環状凹部はバルブの内方に向けて突出しているので、この突出部がステムの外側壁に当たってバルブやステムに応力を生じ、この部分にクラックの発生を招くという不具合がある。
【０００７】
そこで、ガラス管バルブを細径化した分、ガラス管ステムを細径化することも考えられる。しかし、ステムを単に細径化すると、排気管が過度に細くなってしまいバルブ内を所定時間内に所定の真空度に到達させるのが困難になったり、機械的強度が低下してしまう虞もある。また、排気管を通じて液状水銀を封入する場合には、この封入が困難になることがある。
【０００８】
本発明は、外径を１５〜２１ｍｍと細径化したガラス管バルブを用い円環状に曲成した環形蛍光ランプにおいて、曲成時にバルブとステムとが衝突してガラス管にクラックなどが生じない環形蛍光ランプおよびこの蛍光ランプを用いた照明器具を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に記載の環形蛍光ランプは、環状に曲成された外径が１５．０〜２１．０ｍｍ、肉厚が０．９〜１．３ｍｍのガラス管バルブと、このバルブの両端に封着され、封着部を除いた中間部のガラス管外径が６．０〜１０．２ｍｍ、肉厚が０．７〜１．２ｍｍのフレアステムと、このステムを貫通して設けられたリード線および管外径が３．０〜７．０ｍｍ、管内径が１．８〜４．６ｍｍの排気管と、このリード線に設けられた放電電極と、上記バルブの封着部端面から４．０〜１０．０ｍｍの上記ステムの中間部に対向する外周面部位に、内方に向け最大深さが１．０ｍｍ以下に形成された環状凹部と、上記バルブの内面部分に形成された蛍光体膜と、上記バルブ内に封入された放電維持媒体とを具備しており、上記ステムの外壁と上記環状凹部の突部先端との最小間隔が０．２ｍｍ以上となるよう構成されていることを特徴とする。
【００１０】
上記バルブの外径を１５．０〜２１．０ｍｍとすれば、従来の太径のバルブに比べても輝度などに違和感を生じない。そして、上記寸法範囲内のガラス管バルブと管外径が３．０〜７．０ｍｍ、管内径が１．８〜４．６ｍｍの排気管を備えた管外径が６．０〜１０．２ｍｍ、肉厚が０．７〜１．２ｍｍのフレアステムとを組合わせて封着するとともに、バルブ端部の封着部端面から４．０〜１０．０ｍｍの外周面部位に最大深さが１ｍｍ以下となる環状凹部を形成する。この場合に、ステムの外壁と環状凹部の突部先端との最小間隙を０．２ｍｍ以上としておくことによって、バルブの曲成時にこのバルブの内方に突出した環状凹部がステムの外壁面に接触することがない。
【００１１】
なお、上記ステムの外壁と環状凹部の突部先端との最小間隙が０．２ｍｍ以上あれば、ランプ点滅による熱伸縮によって両者は接触することがなく、バルブに応力が加わることがない。
【００１２】
また、ステムおよび排気管の管径を規定することによって、細径化されたバルブを環状に曲成してもステムと排気管とが曲成加工時に接触するのが抑制され、かつ、排気管の排気速度に支障を来すことがない。
【００１３】
また、環形蛍光ランプは、定格電力により円環状バルブの直径が異なりその曲率が変わることから、電力に応じて各部材や加工寸法を選ぶことはいうまでもない。また、環状凹部の深さは１ｍｍ以下とあるが、これはたとえば挾み形をしたほぼ対向する二方から進退するチャックの刃形などで係止できる凹みができていればよいもので、環状凹部の深さは均一深さでなくてもよい。
【００１４】
なお、環形蛍光ランプの円環状バルブの外周直径は、定格電力４８Ｗのものは約３７３ｍｍ、定格電力３８Ｗのものは約２９９ｍｍＷであり、それぞれ定格電力によって異なる。
【００１５】
本発明の請求項２に記載の環形蛍光ランプは、ステムの外壁と環状凹部の突部先端との間隙が、バルブ内周側よりもバルブ外周側の方が短いことを特徴とする。
【００１６】
ステムの外壁と環状凹部の突部先端との内外周の間隙関係を規制することにより、曲成によってステムが傾かない場合の環形蛍光ランプにおいて、バルブ外周側の最小間隔が０．２ｍｍ以上になっているので上記請求項１に記載と同様な作用を奏する。
【００１７】
本発明の請求項３に記載の環形蛍光ランプは、環状凹部が両端封着部を橋絡して取着けられた口金に隠蔽されていることを特徴とする。
【００１８】
バルブの外面に形成された環状凹部を、口金の筐体部分で覆うことによって見えなくすることができる。
【００１９】
本発明の請求項４に記載の照明器具は、器具本体と、この器具本体に装着した請求項１ないし請求項８のいずれか一に記載の環形蛍光ランプと、この蛍光ランプを安定点灯させる点灯回路とを具備していることを特徴とする。
【００２０】
照明器具は、上記請求項１ないし請求項３に記載の作用を有する環形蛍光ランプを装着したので、バルブなどにクラックの発生がないとともに従来の太径バルブを用いたランプに比べて輝度の衰えを感じない。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明の環形蛍光ランプの実施の形態を図１および図２を参照して説明する。図１はたとえば定格ランプ電力が３８Ｗの環形蛍光ランプＬの正面図、図２は図１のランプＬの一部（ガラス管バルブの端部近傍）を破断して示す断面正面図である。
【００２２】
図中１はソーダライムガラス管からなる環形のバルブを模式的に示す概念図であり、寸法関係は実際のものと多少異なる。このバルブ１は外径Ｂｄが約１６．５ｍｍ、肉厚Ｂｔが約１．１ｍｍ、環形の外径（差渡し）が約２９９ｍｍ、内径（差渡し）が約２６６ｍｍである。
【００２３】
４はこのバルブ１の端部に封着された鉛ガラス管製の封着部を除いた中間部の外径Ｓｄが約８ｍｍ、肉厚Ｓｔが約１．０ｍｍのフレアステムで、両者の融合部には封着部３が形成されている。このステム４には一対のリード線５，５（図示は１本のみ）および鉛ガラス管製の外径Ｅｄが約５．５ｍｍ、肉厚Ｅｔが約０．９ｍｍの排気管６が貫通封止され、リード線５の先端部間にはフィラメントコイルからなる放電電極７が継線してあり、リード線５の他端はバルブ１外へと導出されている。
【００２４】
また、２は封着部３の端面から約７ｍｍ離れたステム４の中間部に対向する部位Ｂ２にバルブ１の外周に沿い環状に形成した最大深さＢ１が約０．６ｍｍの環状凹部である。
【００２５】
また、このバルブ１の内面にはたとえば３波長形の希土類蛍光体や連続波長発光形のハロリン酸塩蛍光体からなる蛍光体膜８が形成されているとともに、このバルブ１内には放電維持媒体として水銀およびアルゴンＡｒ、クリプトンＫｒ、キセノンＸｅなどの希ガスを単独または混合して封入してある。また、バルブ１の両端の封着部３，３間には橋絡して口金９が取付けられている。
【００２６】
この環形蛍光ランプＬの製造方法について説明する。まず、直管状をなすバルブ１の内面に所定の蛍光体溶液を塗布して蛍光体溶液膜を形成する。そして、このバルブ１を加熱して未焼成の蛍光体溶液膜を仮焼付けした後、バルブ１両端の封着予定部の蛍光体溶液膜を封着の障害にならないように剥がしておく。この端部の蛍光体溶液膜の剥離が終了したらバルブ１をベーキング工程と呼ばれている約６００℃に昇温した加熱炉中を通す。このベーキングにより塗布された蛍光体溶液膜中に含まれているバインダー成分や水分、その他不純物が焼成あるいは除去されて蛍光体膜８が形成される。
【００２７】
つぎに、このベーキングの終わったバルブ１の両端に電極７を設けてなるフレアステム４，４をガスバーナで加熱し両者を気密に封着するとともに、この封着によって軟化状態にあるバルブ１の両端部をモールドに入れ、バルブ１内に大気圧以上の加圧を行うことによって膨らませ、それぞれの封着部３の近傍に最大深さが約０．６ｍｍの環状凹部２を形成する。この環状凹部２を形成する環状の突起は予めモールド側に設けられている。
【００２８】
そして、この封着の終わったバルブ１は全体を加熱して軟化させ、一方の封着部３の近傍に形成した環状凹部２をチャック等の治具で固定しておいて、他方の封着部３の近傍に形成した環状凹部２を別のチャック等の治具で挟持して円形のドラムに巻き付けて環形に湾曲させて成形する。なお、このときバルブ１内は加圧して潰れないようにする。
【００２９】
その後、バルブ１を加熱しながらステム４の排気口６１から排気管６を介してバルブ１内を排気し、つぎに、希ガスおよび水銀を排気管６を通じ封入し、排気管６が６２部分において封切される。そして、このバルブ１の両端の環状凹部２を含む封着部３，３間の隙間を合成樹脂などの円筒状の筐体部分で覆うよう橋絡して口金９が取付けられてランプＬは完成する。
【００３０】
このような環形の蛍光ランプＬは、上記のようにバルブ１の内径（Ｂｄ−２Ｂｔ）が約１４．３ｍｍ、環状凹部３の内径（Ｂｄ−２（Ｂ１＋Ｂｔ）が約１３．１ｍｍ、ステム４の外径Ｓｄが約８ｍｍであって、環状凹部２の内方へ突出した部位とステム４の外壁面との間隔はバルブ１が直状の状態で約２．５５ｍｍ、曲成することによってバルブ１の外周側では間隔Ｋｏが約２．０５ｍｍ、バルブ１の内周側では間隔Ｋｉが約３．０５ｍｍとなった。すなわち、バルブ１の曲成によって封着部３も影響を受けステム４が傾くこともあるが、バルブ１の外周側の内面はステム４外壁面に近付き、内周側では遠のくが、上記各部材寸法や加工寸法であればバルブ１の環状凹部２の形成による突部とステム４の外壁面との接触がないので、バルブ１やステム４にクラックなどの発生はない。
【００３１】
本発明者等の実験によれば、バルブ１の外径Ｂｄが１５．０〜２１．０ｍｍで肉厚Ｂｔが０．９〜１．３ｍｍ、ステム４の外径Ｓｄが６．０〜１０．２ｍｍで肉厚Ｓｔが０．７〜１．２ｍｍ、排気管６の管外径Ｅｄが３．０〜７．０ｍｍで管内径１．８〜４．６ｍｍ、環状凹部２の形成位置（間隔Ｂ１）が封着部３端面から４．０〜１０．０ｍｍで内方への最大突出深さＢ１が１．０ｍｍ以下、ステム４の外径Ｓｄが６．０〜１０．２ｍｍで肉厚Ｓｔが０．７〜１．２ｍｍの各数値範囲内の条件であれば問題なかった。
【００３２】
また、排気管６の外径Ｅｄは３．０〜７．０ｍｍで肉厚Ｅｔが０．６〜１．２ｍｍ、内径が１．８〜４．６ｍｍであれば、特に排気速度に支障を来さずに真空度不良によるランプＬの早期黒化や短寿命あるいは生産性低下に問題なかった。
【００３３】
また、上記のバルブ１、ステム４および排気管６の材質は、同一の材質であれば相互の封着に熱膨張的には問題がないが、細径化されることによって距離的および容量的に高温度となるステム４および排気管６、特に小容量の排気管６はバルブ１曲成の予熱時に熱によって曲がることがあり、その虞のある場合はソーダライムガラスを用いることが好ましい。
【００３４】
また、上記実施の形態ではバルブ１端部の封着部３近傍の環状凹部２の形成をバルブ１とステム４との封着作業時に同時に行ったが、図３に示すようにガラス管単体のときに、回転状態にあるガラス管の端部近傍をバーナで加熱し、軟化状態にある部分にステンレスなどの高耐熱性の棒状部材を押し当てて環状凹部２を形成してもよい。
【００３５】
そして、バルブ１は焼き落とし（バルブ端部はバーナで切り落とす）による封着でもよいが、上記図３で示すように環状凹部２の形成位置（間隔Ｂ１）を所定寸法にしたバルブ１の場合は、図４に示すようなバルブ１の端面をステム４のフレヤ部に押当る封着（バットシール）でもよく、この場合はバルブ１材料に無駄を生じないばかりか、封着時にモールドを用いないので設備の簡素化と歩留まりの向上がはかれる。
【００３６】
また、バルブ１とステム４との封着時に同時にモールドを用い環状凹部２を形成する場合、この環状凹部２の形成予定部を含む封着部３近傍は高温度であり、環状凹部２の形成予定部と対面しているステム４管部分も相当温度が高まっていて、加圧を行いバルブ１を膨らませるときにステム４管部分も膨らんで排気管６と接触することがある。そこで、図４に示すようにステム４管部分と排気管６との隙間に厚さが０．０１〜０．１ｍｍの銅箔や銅板からなる筒状の遮蔽体Ｇを介在させることによって遮熱させるようにしてもよい。
【００３７】
また、図５は本発明の環形蛍光ランプＬを用いた照明器具Ｄの一例を示す概念図である。図中Ｄ１は照明器具本体をなす筐体で、建物などへの取付具、電源接続機構や安定器などの点灯回路Ｄ２が収納され、この本体Ｄ１の下方にはランプホルダＤ３，Ｄ３に支持された環形蛍光ランプＬが設けられている。なお、Ｄ４はランプＬの口金９に接続したソケット、Ｄ５は本体Ｄ１の開口部に取着された光拡散板などからなる制光体である。
【００３８】
この照明器具Ｄは、ランプホルダＤ３，Ｄ３に支持されている蛍光ランプＬを、電源接続機構、安定器などの点灯回路Ｄ２およびソケットＤ４を介して給電され安定的に点灯できる。
【００３９】
なお、本発明は上記実施の形態に限るものではなく、たとえば放電電極はフィラメントコイルからなるものに限らず冷陰極であってもよいなど、種々の環形蛍光ランプおよび環形蛍光ランプが装着される照明器具への適用が可能である。
【００４０】
【発明の効果】
請求項１および請求項２に記載の発明によれば、バルブ径を細径化しても輝度の違和感も少なく、また、バルブとステムとの不所望な熱伸縮などを含む接触を防ぎ、接触に起因するガラスのクラックが生じることがなく、歩留りの向上がはかれる。
【００４１】
また、請求項３に記載の発明によれば、環状凹部を口金で覆うことによってランプの外観を高め、商品品質を向上することができる。
【００４２】
さらに、請求項４に記載の発明によれば、上記請求項１ないし請求項３に記載の効果を有する環形蛍光ランプを装着しているので、バルブなどにクラックの発生がないとともに従来のランプを用いた場合に比べて輝度の劣ろえも感じない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の環形蛍光ランプの実施の形態を示す正面図である。
【図２】図１の蛍光ランプの一部（ガラスバルブの端部近傍）を破断して示す断面正面図である。
【図３】本発明の環形蛍光ランプに係わるバルブの実施の形態を示す一部を省略した正面図である。
【図４】図３のバルブとフレヤステムとの封着を示す説明図である。
【図５】本発明の照明器具の実施の形態を示す一部断面正面図である。
【符号の説明】
Ｌ：環形蛍光ランプ
Ｄ：照明器具
１：ガラス管バルブ
２：環状凹部
３：封着部
４：ステム
６：排気管
７：放電電極
８：蛍光体膜

Claims

環状に曲成された外径が１５．０〜２１．０ｍｍ、肉厚が０．９〜１．３ｍｍのガラス管バルブと；
このバルブの両端に封着され、封着部を除いた中間部のガラス管外径が６．０〜１０．２ｍｍ、肉厚が０．７〜１．２ｍｍのフレアステムと；
このステムを貫通して設けられたリード線および管外径が３．０〜７．０ｍｍ、管内径が１．８〜４．６ｍｍの排気管と；
このリード線に設けられた放電電極と；
上記バルブの封着部端面から４．０〜１０．０ｍｍの上記ステムの中間部に対向する外周面部位に、内方に向け最大深さが１．０ｍｍ以下に形成された環状凹部と；
上記バルブの内面部分に形成された蛍光体膜と；
上記バルブ内に封入された放電維持媒体と；
を具備しており、上記ステムの外壁と上記環状凹部の突部先端との最小間隔が０．２ｍｍ以上となるよう構成されていることを特徴とする環形蛍光ランプ。
ステムの外壁と環状凹部の突部先端との間隔が、バルブ内周側よりもバルブ外周側の方が短いことを特徴とする請求項１に記載の環形蛍光ランプ。
環状凹部が両端封着部を橋絡して取着けられた口金に隠蔽されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の環形蛍光ランプ。
器具本体と；
この器具本体に装着した請求項１ないし請求項３のいずれか一に記載の環形蛍光ランプと；
この蛍光ランプを安定点灯させる点灯回路と；
を具備していることを特徴とする照明器具。