JP4221654B2

JP4221654B2 - 電球形蛍光ランプおよび照明装置

Info

Publication number: JP4221654B2
Application number: JP2003019691A
Authority: JP
Inventors: 伸弥白田; 敏行平岡; 洋久保田; 努荒木; 晋一郎松本
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 2003-01-29
Filing date: 2003-01-29
Publication date: 2009-02-12
Anticipated expiration: 2023-01-29
Also published as: JP2004234934A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光束立ち上がり特性を改善した電球形蛍光ランプおよび照明装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、蛍光ランプはその最冷部温度が40℃〜60℃のときに発光効率が最大となる特性を有している。そして、そのときの周囲温度は、ほぼ25℃となるよう設計されている。しかし、小形化された電球形蛍光ランプは、放電路を折曲げたり、複数の屈曲バルブを連結するなどして構成されているため管壁負荷が高く、点灯中にランプが高温になりやすい。特に、蛍光ランプをグローブなどで覆った電球形蛍光ランプの場合は、グローブ内の発光管温度が高くなるため、最冷部が最適温度を超えてしまい、ランプ効率が低下してしまう。
【０００３】
このため、発光管の細管内に水銀蒸気圧制御用の主アマルガムを配置することで、点灯中の水銀蒸気圧を適正な範囲内に制御するとともに、電極近傍に補助アマルガムを配置して、点灯直後に必要な水銀を管内に供給し、始動時の光束立上り特性を向上させる技術が開示されている（例えば特許文献１）。
【０００４】
また、点灯中主アマルガムの温度が高くなりすぎることを抑制するために、主アマルガム収容部と口金を熱伝導部材で接続した電球形蛍光ランプが開示されている（例えば特許文献２）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平５−３０１７号
【０００６】
【特許文献２】
特許第３２７５７９７号
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし特許文献１の電球形蛍光ランプは、消灯時には周囲温度が低いため、水銀蒸気圧が低下しており点灯直後、補助アマルガムから水銀が蒸発したとしても、発光管の温度が所定値まで上昇するには時間がかかるため、光束の立ち上がり特性としては、充分満足できるものではなかった。
【０００８】
また特許文献２は、通常金属である口金に熱伝導部材で主アマルガム温度を下げようとすると消灯時の口金の急激な温度低下により、蛍光ランプ内の水銀のほとんどが主アマルガムに吸収されてしまうため、再点灯する時、光束立ち上がりがわるかった。
【０００９】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、簡単な構成により光束立上り特性を改善することができる電球形蛍光ランプおよびこの電球形蛍光ランプを使用した照明器具を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の電球形蛍光ランプは、屈曲形バルブを有する蛍光ランプと；基板およびこの基板に実装された電子部品を有し、高周波電力を蛍光ランプに供給する点灯装置と；一端側に口金が設けられ、他端側に蛍光ランプを保持する保持部を有し、点灯装置を収容したカバー体と；上記蛍光ランプの屈曲バルブ端部から屈曲突出し、前記カバー体の口金側部位まで先端部が延出している細管と；前記細管内の先端部内に封入されたアマルガムと；を具備しており、前記口金側である細管先端部からみて、前記アマルガムとバルブ間には、前記基板が介在していることを特徴とするものである。
【００１１】
本発明者らは、光束立上がり特性を改善するために安定点灯時の主アマルガム温度を低くすることに着目して検討を進めた。すなわち、主アマルガムは、安定点灯時に適切な水銀蒸気圧に制御するものであるため、例えばビスマス（Bi）−インジウム（In）系の主アマルガムでは、90℃〜130℃の高温化であっても、発光管の水銀蒸気圧を最適値である1Pa前後となるように制御する。しかし、このような主アマルガムは、純水銀よりも水銀蒸気圧が一桁以上低い特性を有しているため、周囲温度が約25℃の雰囲気で消灯し、発光管内の温度が外部雰囲気の温度と平衡状態となる程度まで放置した後の点灯瞬時の水銀蒸気圧は0.1Pa前後であり、自己発熱によって高温雰囲気に至るまでは光束が低い。したがって、安定点灯時の主アマルガムの温度を低くできれば、主アマルガムによって水銀蒸気圧を過度に低く制御する必要がなくなり、点灯瞬時の水銀蒸気圧を高くできるので、光束の立上がりを改善することが可能となる。
【００１２】
そこで、口金上向点灯した電球形蛍光ランプの各部分ごとの温度を測定したところ、点灯装置の主要部品が集まっている基板近傍空間の温度は100℃に近いのに対して、それら主要部品よりも口金側の空間の温度は40〜50℃と比較的低くなっていることが判明した。これは、点灯中の熱源である発光管からの輻射熱を遮るようカバー体に装着されており、さらにカバー体内の対流があまり起こっていないことから、点灯装置の主要部品よりも口金側付近は比較的温度が低くなると考えられる。ここで、点灯装置の主要部品とは、点灯装置の電子部品のうちの発熱量が比較的多い素子、つまりトランジスタ、インダクタ、トランス、フィルムコンデンサ等、抵抗のうち、点灯動作中の発熱量が比較的多く、容積の比較的大きい回路素子を意味し、容積が大きくても比較的発熱量の少ない例えば電解コンデンサのような回路素子は含まれない。すなわち、電解コンデンサが点灯装置の主要部品よりも口金側に突出するように配置されている場合であっても、電解コンデンサの発熱量は比較的少ないため、点灯動作中の発熱量が比較的多い回路素子よりも口金側、つまり主要部品よりも口金側であれば、電解コンデンサ付近の空間の温度は比較的低い。
【００１３】
そこで、細管の先端部が口金側に位置するように延在させた発光管を用意し、水銀蒸気圧が比較的高い主アマルガムが点灯装置の主要部品よりも口金側に位置するように細管内に封入した電球形蛍光ランプを試作して点灯させた。その結果、点灯直後の光束立上がりは良好であった。
【００１４】
また、カバー体の温度は、点灯装置の基板面から離間するほど温度が低くなっていることが確認できた。これは点灯装置の基板が発光管の放射熱を遮断する効果を備えているためと考えられる。実際には、基板面から5mm以上離間した空間の温度は発光管側の基板面近傍の温度よりも低く、基板面から10mm以上離間した位置の空間の温度は約40〜60℃となるので、この空間に主アマルガムを位置させるのが最適である。しかし、主アマルガムから発光管までの距離が長くなるほど高さ方向の寸法が大きくなって電球形蛍光ランプが大型化し、また主アマルガムから発光管に水銀蒸気が拡散するまでの時間がかかる。
【００１５】
そのため、点灯装置の基板が発光管の放射熱を遮断するように配置されている場合には、細管内に封入された主アマルガムが基板面から5〜50mm、好ましくは10〜50mm、最適には15〜40mm離間するような位置関係でカバー体内に収容される必要がある。さらに、細管先端部に封入したアマルガムを口金方向に位置する細管先端部から発光管方向を見たとき、アマルガムと発光管の間に基板が介在するような構成であれば発光管からの輻射熱をさらに遮断することが可能となる。また、バルブ端部から延在している細管先端部をバルブ端部に対して蛍光ランプ長手方向の中心軸に近づけて配置するのが好ましい。これにより、細管がカバー体と当接しないように先端部を前記中心軸側に寄せることで先端部を口金側に延在でき、蛍光ランプが大型化を抑制し、主アマルガムの基板面からの離間距離を確保できる。
【００１６】
本発明及び以下の各発明において、特に指定しない限り用語の定義及び技術的意味は以下の通りである。
【００１７】
口金側空間とは、口金が設けられるカバー体の部分および当該部分から蛍光ランプ側に連続的に延在した比較的温度が低いカバー体の点灯装置収容部内面部分をいうが、口金自体も含まれる。
【００１８】
ここでいう「比較的温度が低い」とは、その温度が通常点灯時に65℃以下になることを意味する。
【００１９】
バルブ端部から突出形成された細管を封着する方法は、フレアステム等の封止用ガラス部材を使用していても、バルブの端部を加熱溶融して側方よりピンチャー等の治具で挟み、変形させる圧潰封着方法を用いても構わない。
【００２０】
屈曲バルブは、直管状ガラスバルブのほぼ中央部を加熱溶融し、屈曲するか、またはガラスバルブをモールド成形することによってＵ字状に屈曲した形状に形成される。ここで、「Ｕ字状に屈曲形成された」とは、放電路が屈曲部で折り返されて放電が屈曲するようにガラスバルブが形成されていることを意味し、屈曲部が湾曲状または円弧状に形成されたものに限定されず、屈曲部が角形状や尖鋭状に形成されたものも含むという意味である。要するに、放電路が屈曲するように直線部の一端同士が連続するように形成されたバルブを意味する。また、屈曲バルブは、ほぼ平行な２本の直線部の一端同士を吹き破りなどによって形成された連通管によって接続されたものや、スパイラル状に形成されたものであってもよい。なお、屈曲バルブはガラス製でなくてもよく、透光性気密容器を形成可能なセラミックスなどの材質で形成することが許容される。
【００２１】
蛍光ランプは、屈曲バルブ単体で構成される他、複数の屈曲バルブの端部同士を連通管を介してつなぎ合わせることで内部に少なくとも一本の放電路が形成されるようにガラスバルブ間が連通するように並設されたものであってもよい。
【００２２】
屈曲バルブの内面には直接または間接的に蛍光体層が被着されている。蛍光体層は、希土類金属酸化物蛍光体、ハロリン酸塩蛍光体などが挙げられるが、これに限らない。しかし、発光効率を向上させるためには赤、青、緑の各色に発光する蛍光体を混合した三波長発光形の蛍光体を使用するのが好ましい。
【００２３】
蛍光ランプには、蛍光ランプ内に形成された放電路の両端位置に電極が封装されている。電極はフィラメントからなる熱陰極、電子放射物質が坦持されたセラミック電極、ニッケルなどから形成された冷陰極などが挙げられる。
【００２４】
蛍光ランプには、内部に放電媒体が封入されている。放電媒体としては、アルゴン、ネオン、クリプトン、キセノンなどの不活性ガスおよび水銀からなる。
【００２５】
細管は、屈曲バルブの端部から延在するように封着されたものであり、主アマルガム封入用として使用される他、排気管として使用されるものであってもよい。主アマルガム封入用として使用される細管は、主アマルガムが点灯装置の収容空間のうち口金側に位置するように封入されるため、先端部が口金側に伸びるように延長されている。
【００２６】
細管内に封入される主アマルガムは、点灯直後の水銀蒸気圧が純水銀に近く、安定点灯時の水銀蒸気圧も適正な値に制御可能な特性を有するものが使用される。例えば、主アマルガムの温度が25℃のときに水銀蒸気圧が0.1Pa〜0.24Pa、好ましくは0.15Pa〜0.24Paであって、主アマルガムが50〜60℃のときに水銀蒸気圧が1.0Pa〜2.0Paとなるものが好ましい。なお、主アマルガムを封入するにあたっては、点灯直後の水銀蒸気圧拡散を補うため、補助アマルガムを封入することが好ましいが、この補助アマルガムは必修ではなく、点灯直後に発光管内に適度な水銀蒸気圧拡散が起こる条件で発光管が構成されていれば主アマルガムのみを封入したものであってもよい。
【００２７】
主アマルガムの水銀蒸気圧特性は、アマルガム形成金属の組成と水銀含有量で決定されるが、アマルガム形成金属として最適なものは、ビスマス（Bi）、鉛（Pb）、亜鉛（Zn）、及び錫（Sn）である、例えば、ビスマス（Bi）−錫（Sn）−水銀（Hg）、ビスマス（Bi）−錫（Sn）−鉛（Pb）−水銀（Hg）、亜鉛（Zn）−水銀（Hg）等が挙げられるがこれらに限定されない。また、水銀含有量が主アマルガムの全質量に対して３質量％以上であれば、主アマルガムの表面に析出する水銀量は多くなることから、光束立上がり特性の改善に効果的である。
【００２８】
カバー体は、口金が取付けられるとともに、口金が取付けられた方向と逆の部位に蛍光ランプを支持する保持体を備えたものであり、内部に点灯装置の収容空間を形成する収容部が形成されている。保持体は、蛍光ランプの端部が挿入可能な形状を有するホルダとしてカバー体とは別体構造とするのが好ましいが、カバー体と一体構造であっても構わない。
【００２９】
口金は、白熱電球用のＥ形と称されるねじ込みタイプが通常使用されるが、これに限定されない。また、口金は、カバー体に直接装着される必要はなく、間接的にケースに装着されるものやカバー体の一部が口金を構成するものであってもよい。
【００３０】
点灯装置は、カバー体内に収容されるものである。点灯装置の基板は、カバーに対して直接的または間接的に取付けられて収納されている。点灯装置は、平滑用電解コンデンサを備えるものが一般的であるが、これに限定されない。
【００３１】
請求項１記載の電球形蛍光ランプによれば、アマルガムと発光管の間に回路基板が介在しているので発光管からの輻射熱を受けにくく、水銀蒸気圧の上昇に伴って光出力特性が損なわれることが抑制される。さらに、消灯時の温度状態における水銀蒸気圧を高くすることが可能となり、点灯直後の光束立上り特性を向上させることができる。
【００３２】
請求項２記載の電球形蛍光ランプは、請求項１記載の電球形蛍光ランプの、基板は発光管の全端部を覆うようにカバー体に装着されており、細管は基板に形成された挿通孔を介してカバー体の口金側に延在していることを特徴とするものである。
【００３３】
発光管の全端部を覆うとは、発光管に複数の端部が形成されている場合には、各端部の全ての端面を完全に覆う必要はなく、基板が遮熱に必要な発光管の端部の端面の一部を覆っていればよい。例えば、発光管が複数の屈曲バルブを並設して形成されている場合には、バルブ軸中心よりも発光管の外周側に位置する部分は覆わなくても十分な遮熱効果が得られる。
【００３４】
点灯装置の基板による遮熱効果は、基板が発光管の全端部を覆うことで、発光管の全端部を覆っていない場合と比べて発光管の輻射熱が効率良く遮断されて口金側の空間に熱が伝わり難くなる。このとき、細管を複雑にせず、さらに屈曲角度を大きくせずに屈曲させことで、細管挿通孔を細管の最大径程度に小さく形成することができ、組立性も向上する。例えば、細管全体がくの字のように屈曲部分を160℃程度に屈曲させることで、細管挿通孔の大きさは細管最大径と同等程度の大きさにしたとしても、回路基板を装着する際、大幅に傾けたりすることがなくなるため組立性が向上する。さらに、細管挿通孔に細管を挿通した状態では、互いの隙間が小さくなるため、屈曲角度を大きくすることなく、主アマルガムを蛍光ランプの長手方向の口金側から見たとき、発光管との間に基板を介在させることができる。なお、屈曲した細管のバルブ端部の直線部分を細管先端部の直線部分側に平行移動させたときの距離と同等の長さを有する長円形状に形成していても構わない。すなわち、基板装着後、細管の先端部側である口金側から発光管を見たときに、アマルガムと発光管の間に確実に基板が介在していれば挿通孔の大きさ、形状は限定されない。なお細管挿通部と細管との離間はできるだけ小さく、好ましくは1mm以下にすることで発光管側の熱が伝わりにくくなる。
【００３５】
請求項２記載の電球形蛍光ランプによれば、発光管の全端部を基板により覆っているとともに、挿通孔を介してカバー体の口金側に細管を延在しているので、アマルガムは発光管からの熱影響を受けにくくなる。
【００３６】
請求項３記載の電球形蛍光ランプは、請求項１記載の電球形蛍光ランプの基板には細管が相通可能な切欠きが形成されており、この切欠きを介してカバー体の口金側にその先端部が延在していることを特徴とするものである。
【００３７】
基板に形成された切欠きは、その形状が扇状、長方形状、半円形状であっても、十分な遮熱効果が得られ、細管先端部の口金側から発光管を見たときに、アマルガムと発光管の間に基板が介在していれば、その形状や大きさなどは限定されない。
【００３８】
請求項３記載の電球形蛍光ランプによれば、基板に形成された切欠きを介してカバー体の口金側に細管を挿入可能であり、組立性が良好であるとともに基板による遮熱効果の低下を抑制することができる。
【００３９】
請求項４記載の照明装置は、請求項１ないし３いずれか一記載の電球形蛍光ランプと；この電球形蛍光ランプが装着された器具本体と；を具備していることを特徴とする照明装置。
【００４０】
請求項４記載の照明装置は、請求項１ないし３いずれか一記載の電球形蛍光ランプの作用を有することができる。
【００４１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の電球形蛍光ランプの一実施形態を図面を参照して説明する。
【００４２】
図１は第１の本実施形態の電球形蛍光ランプの一部切欠き側面図、図２は図１の電球形蛍光ランプが備える発光管の構造を説明する展開図、図３は、図1のＸ−Ｘ線に沿って示す断面図である。
【００４３】
この電球形蛍光ランプLは、図１に示すように、発光管10と、細管20と、カバー体30と、点灯装置40と、グローブ50とを備えている。カバー体30は、カバー本体31と、このカバー本体31の一端側に設けられた口金32と、カバー本体31の他端側に設けられた保持部としてのホルダ33とを備えている。カバー体30とグローブ50とから構成される外囲器は、定格電力が60W形相当の白熱電球等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、口金32を含む高さHは110〜125mm程度、最大直径すなわちグローブ50の外形Dが50〜60mm程度に形成されている。なお、一般照明用電球とは、ＪＩＳＣ７５０１に定義されるものである。
【００４４】
発光管10の内面には、アルミナ（Al_２O_３）保護膜（図示せず）とその上に蛍光体層（図示せず）とが形成されている。蛍光体層は、例えば赤、青、緑の各色に発光する蛍光体を混合した三波長発光形蛍光体により構成されている。赤色発光蛍光体としては、610nm付近にピーク波長を有するユーロピウム付活酸化イットリウム蛍光体（Y_２O_３：Eu^３＋）等が挙げられる。青色発光蛍光体としては、450nm付近にピーク波長を有するユーロピウム付活アルミン酸バリウム・マグネシウム発光体（BaMg_２Al_１６O_２７：Eu^２＋）等が挙げられる。緑色発光蛍光体としては、540nm付近にピーク波長を有するセリウム・テルビウム付活リン酸ランタン発光体（（La，Ce，Tb）PO_４）等が挙げられる。なお、三波長発光形蛍光体には、赤、青、緑の各色に発光する上記発光体以外に、他の色を発光する蛍光体を混合して所望の色度に発光するように調製してもよい。なお、発光管10の発光体層は、後述する屈曲バルブ11の屈曲形成後に塗布形成される。
【００４５】
発光管10は、図１または図２に示すように、外形が略同形状の複数本例えば３本の屈曲バルブ11を備えている。これら屈曲バルブ11を所定の位置に配置し、連通管12を介して順次連結することによって、１本の放電路が形成される。
【００４６】
３本の屈曲バルブ11はそれぞれ、互いに略平行な一対の直管部11a及びこれら直管部11aの一端同士を連続させる曲管部11bを有してＵ字状に形成されている。これら屈曲バルブ11は、それぞれの直管部11aが円周上に位置するように配設して、３つの曲管部11bが三角形状をなすトリプルＵ形に形成されている。なお、屈曲バルブ11を４つ使用して曲管部11bが四角形状をなすように形成してもよい。
【００４７】
各屈曲バルブは11、管外径が約11mm、管内径が約9.4mm、肉厚が約0.8mmの無鉛ガラス製で、110〜130mm程度の直管ガラスバルブの中間部を滑らかに湾曲するように屈曲形成したものである。屈曲バルブ11の曲管部11bは、直管ガラスバルブの中間部を加熱して屈曲させた後、屈曲バルブ11の屈曲箇所を成形型に入れ、バルブ11内部を加圧することによって所望形状に成形される。この成形型の形状によって、曲管部の形状を任意に成形することが可能である。
【００４８】
なお、屈曲バルブ11の管外径は9.0〜13mm、バルブ肉厚は0.5〜1.5mmとするのが好ましい。また、発光管10の放電路長は250〜500mmの範囲とし、ランプ入力電力は8〜25Wとするのが好ましい。屈曲バルブ11は、製造工程における加熱や点滅温度差によって変形し易く、連通管の機械的強度が弱くなる条件は、使用するガラスバルブの管外径と肉厚との関係に大きく依存する。管外径が9.0mmよりも小さい場合または肉厚が0.5mmよりも小さい場合には、屈曲バルブ11の変形以外の要因に基づき発光管自体が破損しやすいため好ましくない。また、管外径が13mmを超えた場合または肉厚が1.5mmを超えた場合には、連通管12の機械的強度がある程度確保できる。
【００４９】
屈曲バルブ11の加熱加工を容易にするために、屈曲バルブ11に使用するガラスに鉛成分を混入してガラス軟化温度を下げることが一般的に行われているが、鉛成分は環境に影響を及ぼす物質であるため、使用はできるだけ控えた方が好ましい。また、屈曲バルブ11に使用するガラスにはアルカリ成分としてナトリウム成分（Na_２O）が多く混入されているが、屈曲バルブ11の加熱加工においてこのナトリウム成分が析出して蛍光物質と反応し、蛍光体が劣化することが考えられる。したがって、屈曲バルブは、鉛成分を実質的に含まず、ナトリウム成分（Na_２O）を１０質量％以下とすることで、環境への影響を低減でき、蛍光体の劣化を抑制して光束維持率を改善することが可能となる。
【００５０】
屈曲バルブ11に使用されるガラスは、重量比で、SiO_２が60〜75％、Al_２O_３が1〜5％、Li_２Oが1〜5％、Na_２Oが5〜10％、K_２Oが1〜10％、CaOが0.5〜5％、MgOが0.5〜5％、SrOが0.5〜5％、BaOが0.5〜7％であり、かつ、SrO／BaO≧1.5及びMgO＋BaO≦SrOの条件を満足する組成を有している。このガラスを使用することで、理由は明らかではないが、鉛ガラスを使用した屈曲バルブ11から形成された以外は同一条件で形成された発光管10よりも光束立上がりが向上することが確認された。
【００５１】
屈曲バルブ11は、ピンチシール等により一端部が封着されているとともに、他端部には、管外径2〜5mm、管内径1.2〜4.2mmの細管20がピンチシール等によってバルブ端部11cから突出するように封着されている。一側に配置される屈曲バルブ11の細管はダミーであり、他側に配置される屈曲バルブ11の細管は発光管10中の排気を行なうためのものである。また、中間に配置される屈曲バルブ11の細管20には、主アマルガム60が封入されている。
【００５２】
発光管10の両側に位置する屈曲バルブ11の非連通管側の一端部には、電極13としてのフィラメントコイル13aが一対のウエルズ13bに支持されて配置されている。一対のウエルズ13bは、両側の屈曲バルブ11の端部11cにマウントを用いないピンチシール等により封着されたジュメット線を介して、屈曲バルブ11の外部に導出されたワイヤー13cに接続されている。そして、発光管10から導出された２対すなわち４本のワイヤー13cは、点灯装置40に電気的に接続されている。
【００５３】
中間の屈曲バルブ11の一端部及び電極13近傍のウエルズ13bには、補助アマルガム70が設けられている。中間の屈曲バルブ11に設けられた補助アマルガム70は、ピンチシール等により封着されたウエルズ13bに取付けられており、放電路の中間位置に配置されている。
【００５４】
なお、本実施形態では、水銀蒸気圧を大きく低下させない補助アマルガム70を用いることが好ましい。すなわち、インジウム（In）のような金属は水銀吸着能力が高く、点灯直後に適量の水銀蒸気圧を放出し難いので不適当であり、むしろあまり水銀を吸着しない金属を補助アマルガム70とするとよい。
【００５５】
この種の補助アマルガム70としての最適材料としては、金（Au）、銀（Ag）、パラジウム（Pd）、白金（Pt）、鉛（Pb）、亜鉛（Zn）、ビスマス（Bi）、または錫（Sn）等が挙げられる。特に、金（Au）や銀（Ag）が水銀吸着力の観点から好適である。この実施形態では、補助アマルガム70として、縦2mm、横7mm、厚さ40μmのステンレスの基板に金（Au）を約3mgメッキして形成されたものを用いている。
【００５６】
中間の屈曲バルブ11に封着された細管20は、その先端部がカバー体30内の口金32側に位置するように屈曲バルブ11の端部11cから一部屈曲して突出している。この細管20の屈曲バルブ端部11cからの突出長さL1は15〜50mmとするのが好ましい。この実施形態では、直線長さにして約45mm突出している。
【００５７】
また、この細管20は、蛍光ランプ長手方向の中心軸に近づく方向に屈曲する第一の屈曲部20aを有するとともに、再び前記軸と略平行な方向に屈曲する第二の屈曲部20bを有するように２ヶ所の屈曲部20a,20bを有している。すなわち、第二の屈曲部20bより先端部20cは、第二の屈曲部20bよりバルブ端部11cに対して前記軸線に近づけて配置されていることになる。
【００５８】
つまり、細管20がカバー体30の内壁面に当接しないように、先端部20cを前記軸線側に寄せながらこの先端部20cを口金32側に延在させるためのものである。なお、本実施の形態の屈曲バルブ11の端部11cから細管20の先端部20cまでの長さは約40mmである。
【００５９】
主アマルガム60は、ビスマス（Bi）が50〜65重量％、錫（Sn）が35〜50重量％からなる合金を基体として、この合金に対して水銀を12〜25重量％含有させたものである。なお、細管先端部20cに封入した主アマルガム60がバルブ11内に落下しないよう細管20の一部に落下防止手段を設けたり、細管先端部20cに溶着させたりして発光管10内の水銀蒸気圧を安定状態に保つことが可能となり光束も安定する。
【００６０】
本実施形態の発光管10は、バルブ11の高さが50〜60mm、放電路長が200〜350mm、バルブ並設方向の最大幅が32〜43mmに形成されている。そして、この発光管10には、封入ガス比率が99％以上のアルゴンガスが封入圧力400〜800Paで封入されている。
【００６１】
以下、口金32側を上側、グローブ50側を下側として説明する。
【００６２】
カバー本体31は、ポリブチレンテレフタレート（PBT）等の耐熱性合成樹脂等により形成されており、図１に示すように、一端側が他端側に向かって拡開する略円筒状をなしている。カバー本体31の一端側には２６型等の口金32が被せられ、接着剤またはかしめ等により固定されている。カバー本体31の他端部には発光管10固定部材であるとともに点灯装置40固定部材でもあるホルダ33が取付けられている。このホルダ33は、発光管10の全ての端部11cが挿通可能な発光管挿通部33aを有している。発光管10はこのホルダ33に取付けられ、このホルダ33がカバー本体31の開口部を覆うようにカバー本体31に装着されている。また、ホルダ33には、点灯装置40の基板41が嵌合手段（図示せず）により取付けられている。
【００６３】
点灯装置40は、図１に示すように、電球形蛍光ランプLの長手方向に対して略垂直に配置される基板41及びこの基板41に実装された複数の電子部品42を有して、高周波点灯を行なうインバータ回路（高周波点灯回路）を構成している。この点灯装置40は、電子部品42の大部分が口金32側に配置されるように基板41が装着されてカバー体30に収容されている。この点灯装置40は、口金31及び蛍光ランプと電気的に接続し、口金32を介して給電されることにより動作して高周波電力を出力し、この出力を蛍光ランプに印加して点灯させる。
【００６４】
基板41は、切欠き43を有した略円板状で、発光管10の最大幅の1.2倍以下の直径（最大幅寸法）に形成されている。基板41には、図３に示すように、細管20が貫通可能な略三角形で、基板41中心側に位置した一角は、細管20と略同等の曲率を有した切欠き43が形成されている。
【００６５】
この切欠き43は、ホルダ33に基板41を装着するとき、細管20と当接することで細管20にクラックの発生を生じないよう形成されており、細管20の屈曲角度や、屈曲部分などにより、基板41の切欠き43形状や大きななどは変化する。
【００６６】
基板41の口金32側の一面には、平滑用電解コンデンサ、インダクタ、トランス、抵抗やフィルムコンデンサ等からなる電子部品42の大部分が実装されている。基板41の発光管10側の他面には、電解効果形トランジスタや整流ダイオード、チップ抵抗等、比較的耐熱温度が高い小型電子素子が実装されている。基板41の発光管10側の他面には、電界効果型トランジスタ（ＦＥＴ）や整流ダイオード（ＲＥＣ）、チップ抵抗等、比較的低熱温度が高い小形電子素子が実装されている。
【００６７】
平滑用電解コンデンサの上端は、限流インダクタ、トランス、抵抗、共振コンデンサ等の発熱量が比較的多い電子部品42よりも口金32側に突出している。主アマルガム60は、電解コンデンサを除く電子部品42よりも口金32側にあって、電解コンデンサに隣接して位置するように細管20の先端部20c内に収容されている。このとき、主アマルガム60は基板41の口金32側の面から距離が約40mmとなるように離間している。
【００６８】
グローブ50は、透明或いは光拡散性を有する乳白色等であって透光性を有している。このグローブ50は、ガラス或いは合成樹脂等により、一般照明電球のガラス球と略同形状の滑らかな曲面状に形成されている。このグローブ50は、発光管10を内包するとともに、開口部をカバー体30の他端側に嵌合させてカバー体30の他端側に取付けられている。なお、グローブ50は、拡散膜等の別部材を組み合わせ、輝度の均一性を向上させることもできる。
【００６９】
そして、点灯装置40は、7〜15Wのランプ電力により発光管10内の電流密度（断面積当たりの電流）が3〜5mA／mm^２で点灯させるように構成されている。本実施形態の電球形蛍光ランプLは入力電力規格12Wで、発光管10には10.5Wの電力の高周波で加わり、ランプ電流は190mA、ランプ電圧は58Vとなり、発光管10からの光出力により全光束が約810lmとなっている。
【００７０】
この電球形蛍光ランプLは、例えば、図５に例示する照明器具80に用いることができる。この照明器具80は、天井に埋め込まれたダウンライトであり、機器本体81に取付けられたソケット82に電球形蛍光ランプLが取付けられている。
【００７１】
上述のように規定された電球形蛍光ランプLを一般照明用電球の照明装置に用いた場合、電球形蛍光ランプLの配光が一般照明用電球の配光と近似することで、器具本体81内に配設されたソケット82近傍の反射体83への光照射量が十分に確保され、反射体83の光学設計どおりの機器特性を得ることができる。しかも電球スタンドのように内部光源のイメージが布製等の光拡散性カバーに映し出される照明器具であっても、電球形蛍光ランプLの配光が一般照明用電球の配光と近似することで違和感なく使用できる。
【００７２】
次に、本実施形態の点灯時の温度分布を図に示す。温度測定条件は、周囲温度25℃の無風状態にて口金32上向き点灯とした。このとき、電球形蛍光ランプLは入力電力12.1Wの約１割が点灯回路で消費されている。
【００７３】
安定点灯時の各部の温度は、主アマルガム70近傍の細管20温度は55℃、口金32の内側空間温度は53℃、基板41の上面温度は98℃であり、点灯装置40の近傍、特に基板41は、主発熱要素である発光管10の上部に位置しているためその輻射熱を直接受け温度が高くなる。これは、熱が上部方向及び外径方向へと拡散すること、及び、点灯装置40のうち主たる発熱部品であるバラスト巻線やトランジスタ近傍には高温の空間ができることを意味している。このような高温領域に実装された部品群よりも口金32側のカバー体30内の空間は比較的温度が低く、この空間に主アマルガム60を位置させることによって、主アマルガム60の温度を最適な温度空間に配置している。主アマルガム60に近接する電界コンデンサはほとんど発熱しない部品であり、また、口金32近傍の内部は50〜60℃程度である。
【００７４】
次に、光束立上がり特性を評価するために、本実施形態、従来例、及び比較例の電球形蛍光ランプを点灯させた。従来例は、ビスマス（Bi）−インジウム（In）系の主アマルガムが封入された細管の突出長が約10mmの発光管（短細管方式）を備えたもの、比較例１は、上記実施形態（長細管方式）のもので補助アマルガムをインジウム（In）からなる補助アマルガムに変えたもの、比較例２は、上記実施形態（長細管方式）のもので補助アマルガムを取り除いたものであり、本実施形態とともに光束立上がり特性を測定した。測定の条件は、100Vの商用交流電源による点灯、周囲温度を25℃とし、無風状態にて口金上向き点灯とした。このときの入力電流と消費電力は全て194mA、12.1Wであった。
【００７５】
図４は、その測定結果を示す図であり、点灯開始から経過時間毎の光束の変化を表している。図において、線ａが本実施形態を、線ｂが比較例１を、線ｃが比較例２を、線ｄが比較例３を示している。点灯直後の光束は、
比較例２＞本実施形態＞比較例１＞従来例
の順番となった。
【００７６】
しかし、点灯開始から２〜３秒経過したあたりから、
本実施形態＞比較例１＞従来例＞比較例２
の順番となった。比較例２はその後の数分間いわゆる薄ぼんやりとした明るさの状態が続く結果となった。
【００７７】
一方、比較例１は、水銀蒸気圧が速やかに上昇して従来例よりも立上がり特性が改善されることがわかるが、点灯直後の光束は従来例と大差がなかった。
【００７８】
これに対し、本実施形態の電球形蛍光ランプLは、点灯直後に補助アマルガム70から適量の水銀が放出されるので、水銀不足現象が起こることがなく、光束が早期に立上がり、点灯開始から5秒経過時点で安定点灯時の約50％の光出力が得られ、約25秒経過時点では同約85％の光出力が得られることが確認された。
【００７９】
以上のように、本実施形態では、主アマルガム60は、基板41により発光管10からの輻射熱を遮断された比較的温度の低いカバー体30内の口金32側の空間に配置されているため、水銀蒸気圧が高い特性を有する主アマルガム60を使用することが可能となり、簡単な構成で光束立上がり特性を向上させることができる。
【００８０】
また、ホルダ33に発光管10を装着した後、基板41を取り付ける際、基板41の円周方向から延中心に向かい切欠き43が形成されているため、基板41を蛍光ランプ長手方向と直交するよう移動させ組立てることが可能であり、組立性が良好である。また、基板41を蛍光ランプ長手方向の上側から組み立てる場合においても、細管20の形状に沿って下方向に移動させることができるので、細管20を大きく屈曲させる場合であっても、良好に組立てることができる。
【００８１】
なお、基板41に実装された複数の電子部品42のうち、互いの特性に影響を及ぼすような部品を、切欠き43を介して対極に実装することにより、絶縁距離を長くすることが可能となるため、実装部品の特性が安定し、点灯装置40の品質が向上し、信頼性の高い電球形蛍光ランプLとなる。
【００８２】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、アマルガムと発光管の間に回路基板が介在しているので発光管からの輻射熱を受けにくく、水銀蒸気圧の上昇に伴って光出力特性が損なわれることが抑制される。さらに、消灯時の温度状態における水銀蒸気圧を高くすることが可能となり、点灯直後の光束立上り特性を向上させる電球形蛍光ランプを提供することができる。
【００８３】
請求項２記載の発明によれば、発光管の全端部を基板により覆っているとともに、挿通孔を介してカバー体の口金側に細管を延在しているので、アマルガムは発光管からの熱影響を受けにくいる電球形蛍光ランプを提供することができる。
【００８４】
請求項３記載の発明によれば、基板に形成された切欠きを介してカバー体の口金側に細管を挿入可能であるため、組立性が良好であるとともに基板による遮熱効果の低下を抑制する電球形蛍光ランプを提供することができる。
【００８５】
請求項４記載の発明によれば、請求項１ないし３いずれか一記載の電球形蛍光ランプの作用を有することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の電球形蛍光ランプの一部断面図。
【図２】図１の電球形蛍光ランプの発光管の構造を説明する展開図。
【図３】図1のＸ−Ｘ線に沿って示す断面図。
【図４】図１の電球形蛍光ランプの立上がり特性を説明する図。
【図５】本実施の形態照明器具の一実施形態を示す側面一部断面図。
【符号の説明】
10…発光管、11…バルブ、11a…直管部、11b…曲管部、11c…端部、
12…連通管、13…電極、20…細管、20a…第1の屈曲部、
20b…第2の屈曲部、20c…先端部、30…カバー体、31…カバー本体、
33…ホルダ、33a…発光管挿通部、40…点灯装置、41…基板、
42…電子部品、43…切欠き、60…主アマルガム、70…補助アマルガム

Claims

屈曲バルブを有する蛍光ランプと；
基板およびこの基板に実装された電子部品を有し、高周波電力を蛍光ランプに提供する点灯装置と；
一端側に口金が設けられ、他端側に蛍光ランプを保持する保持部を有し、点灯装置を収容したカバー体と；
上記蛍光ランプの屈曲バルブ端部から前記カバー体の口金側まで延在するとともに、少なくとも中間の一部に屈曲部を有し、この屈曲部より先端部および前記屈曲部より前記発光管側の根元部が前記口金の中心軸を通る蛍光ランプ長手方向の中心軸に対していずれも略平行であり、かつ前記先端部が前記根元部よりも前記軸線に近づけて配置されるように前記屈曲部が形成された細管と；
前記細管内の先端部内に封入されたアマルガムと；
を具備しており、前記口金側に配設された細管先端部からみて、前記アマルガムと前記バルブ間には、前記基板が介在していることを特徴とする電球形蛍光ランプ。
基板は発光管の全端部を覆うようにカバー体に装着されており、細管は基板に形成された挿通孔を介してカバー体の口金側まで延在していることを特徴とする請求項１記載の電球形蛍光ランプ。
カバー体に装着された基板には細管が挿通可能な切欠きが形成されており、細管はこの切欠きを介してカバー体の口金側にその先端部が延在していることを特徴とする請求項１記載の電球形蛍光ランプ。
請求項１ないし３記載いずれか一記載の電球形蛍光ランプと；
この電球形蛍光ランプが装着された器具本体と；
を具備していることを特徴とする照明器具。