JP4839965B2

JP4839965B2 - 二重管型希ガス蛍光ランプ

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Publication number: JP4839965B2
Application number: JP2006154629A
Authority: JP
Inventors: 幸治田川; 充夫船越
Original assignee: Ushio Denki KK
Current assignee: Ushio Denki KK
Priority date: 2006-06-02
Filing date: 2006-06-02
Publication date: 2011-12-21
Anticipated expiration: 2026-06-02
Also published as: JP2007324034A

Description

本発明は、一般照明用光源としての希ガス蛍光ランプに関し、広告、看板のバックライト用照明、街灯などの屋外照明、冷蔵庫や冷凍庫などの保冷室内での使用に好適する希ガス蛍光ランプに関する。

広告看板などのバックライトに使用する照明装置においては、多数の直管型蛍光ランプを一定間隔隔てて並列し、多灯にして面状の照明装置を構成している、いわゆる直下型のものが使用されている。このような照明装置に使用される光源は、発光管内面に蛍光体膜を形成すると共に、両端に一対の内部電極を設け、内部にアルゴン、ネオン等の希ガスや水銀を封入して放電を生起させ、発生した紫外線を蛍光体膜に照射して励起することにより、可視光に変換して外部に取り出す、いわゆる内部電極型の蛍光ランプが使用される。バックライト用の照明装置では省スペース化に鑑み、発光管の管径が比較的小さな冷陰極型蛍光ランプ（ＣＣＦＬ）が好適に使用され、省スペース化がそれほど重要とされない照明分野においては、発光管の径が割合と大きな熱陰極型蛍光ランプも使用されている。これらの蛍光ランプは内部電極型であり、発光管の内部に水銀を封入した構造である。

上記内部電極型の蛍光ランプは、一般照明用として広く使用されている一方、水銀が未蒸発であると水銀の励起紫外線が得られず、可視光の放射が少なくなるため、寒冷地においては所期の光量が得られないことがある。
また、一般照明の用途では使用される場所が屋外であったり、高所であったりするため、ランプの交換回数が少なくてメンテナンスが簡便なもの、すなわち長寿命のランプが求められる。しかし、熱陰極型蛍光ランプは、バルブ内部に封装された電極のエミッタの枯渇を避けることができず、長寿命化については限界がある。また、冷陰極型蛍光ランプについても、周囲温度低下に伴う水銀蒸気圧の低下による電極物質のスパッタ増加による発光管内壁の黒化や不点灯が発生する。或いは、熱陰極型蛍光ランプ及び冷陰極型蛍光ランプともに、発光管内部に封入した水銀との反応で生じた蛍光体の劣化による照度低下なども寿命を左右しており、従来から種々の対策がとられているものの、現在以上に大幅に使用寿命を長くすることは、もはや限界に達している。

上述した内部電極方式の蛍光ランプに対して、いわゆる外部電極方式の蛍光ランプは、発光管の外表面上に一対の略帯状の外部電極を発光管の軸方向に形成し、発光管内周面上に蛍光体層を形成すると共に希ガスを封入して構成したものであり、特に原稿読み取りの用途に好適に使用されている（特許文献１参照）。

以下、図１３を参照して、従来技術に係る外部電極型の希ガス放電灯の一例の斜視図及び断面図を示す。
円筒状の発光管７１の内面には、蛍光体膜７４が、バルブの軸方向のほぼ全長にわたって形成されている。発光管７１の内部の空間には、キセノンガスを主成分とする希ガスが、４×１０^３〜４０×１０^３Ｐａ）程度の圧力で封入されている。一方、発光管７１の外周面には、例えばアルミニウムのような金属よりなる一対の外部電極７２，７３が、管軸を挟んで互いに対向するように設けられている。それら２つの外部電極７２，７３はそれぞれ、管軸方向に長い帯状の電極で、管軸に平行な２本の隙間（開口部）を隔てて、互いに電気的に絶縁されている。上述の２つの外部電極７２，７３が放電を起こさせる主電極としての外部電極である。２つの外部電極７２，７３には、両電極間の絶縁性や安全性の向上のための透光性の絶縁被覆７５が施されている。

この希ガス放電灯７０においては、電極７２，７３間に、例えば３０ｋＨｚ、ピーク電圧で、およそ１６００Ｖというような高周波、高電圧を印加すると、発光管３の内部に誘電体バリア放電を生じる。その際、発光管内に封入されているキセノンが励起されて波長１７２ｎｍの紫外線を発生し、その紫外線が蛍光体膜７４を励起して可視光に変換されて、電極７２，７３の間の開口部から外部に取り出される。

この外部電極型の希ガス放電灯７０は、放電のための主電極を発光管７１の外面に有するという構造上の特徴から、（１）放電によるイオン衝撃で電極が消耗することがないので、内部電極方式の放電灯に比べ点滅に強く、寿命が長い。また、管端黒化に伴う管軸方向の照度分布の変化が殆どない。（２）水銀の励起を必要としないので、ランプの周囲温度が低温な寒冷地においても高い光量を維持することができ、光量安定性が良い。また（３）蛍光体と水銀が反応することもないため蛍光体の劣化を回避できる。このような優位な点を具備している。

ところで、外部電極型の希ガス放電灯を一般照明に適用するには、放電のための主電極、すなわち外部電極７２，７３の電気的な絶縁を確保し、また外部への安全性を保証しなければならない。

従来から知られる絶縁被覆の方法としては下記のようなものがある。
その一つ（従来例１）が、特許文献１（特許第２９６９１３０号公報）に記載されているような、例えばシリコンレジンのような透光性の絶縁性ワニスを用いる方法であり、絶縁性ワニスを外部電極７２，７３の表面及び発光管７４と外部電極７２，７３との境界に塗布することによって、絶縁被覆７５を形成する方法を開示している。

絶縁被覆形成の他の一つの方法（従来例２）は、熱収縮チューブを使う方法である。例えば特許文献２（特許第２７８３４４８号公報）は、外部電極形成済みの発光管をシリコンレジン槽に浸漬させ、乾燥することで上記の絶縁性ワニスを塗布した上に、更に、例えばポリエステルのような透光性の熱収縮チューブを被せ、オーブンにより加熱することで収縮させて、下地の絶縁性ワニス皮膜に密着させるという二重被覆の技術を開示している。

絶縁被覆形成の更に他の方法（従来例３）は、透光性で電気絶縁性のシートを発光管に巻き付ける方法である。特許文献３（特開平９−１３４７０６号公報）に開示された希ガス放電灯では、透光性で絶縁性のシートの片面に接着剤を塗布したものを予め準備しておいて、外部電極を発光管上に形成した後、上記の絶縁シートを管軸を中心にして発光管の全体に平行に巻き付け、外部電極が発光管の両端面に露出しないようにしている。

また更に他の方法（従来例４）は、同じく透光性で電気絶縁性のシートを用いるもので、特許文献４（特許３０２２２８３号公報）に開示されるように、発光管の全長とほぼ同じ長さの透光性絶縁シートの一方の面に、管軸方向に延びる帯状の一対の電極を予め形成しておいて、上記の帯状電極を設けた絶縁シートを、（希ガスを封入しただけで、外部電極のない）発光管に、管軸を中心にして平行に巻きつけることで、発光管上への外部電極の形成と、その上への絶縁被覆の形成とを同時に実現してしまう方法を開示している。

また更に他の方法（従来例５）は、特許文献５（特開平７−２７２６９１号公報）に開示されるもので、希ガス蛍光ランプの外周面上に配設された樹脂製の絶縁被覆材を保護する目的で希ガス蛍光ランプの外周に補助バルブを外装している。

また更に他の方法（従来例６）は、特許文献６（特開平９−１０７４４０号公報）に開示されるもので、希ガス蛍光ランプを用いたイメージセンサについて、発光管よりも径が大きな保護管の内部に、外部電極形成済みのランプを収容して両端にソケットを設け、人の手が触れても高電圧リークを発生しないようにしている。
特許第２９６９１３０号公報特許第２７８３４４８号公報特開平９−１３４７０６号公報特許第３０２２２８３号公報特開平７−２７２６９１号公報特開平９−１０７４４０号公報

しかしながら従来に知られる希ガス蛍光ランプの用途は、原稿照明用の光源などの事務機器など、屋内において筐体の内部に収容されて使用されるものがほとんどである。従って従来技術に係る希ガス蛍光ランプをいわゆる一般照明用に使用するには種々の不具合が生じる。
例えば、屋外などで使用すると水分やホコリなどがランプに吸着しやすく、絶縁部材と発光管の間にこれらが浸入すると外部電極間の絶縁が維持できなくなり、点灯不良を生じてランプの使用寿命が著しく短くなる。すなわち、安全性の点から信頼性が低く、屋外などで水分に曝される可能性があると使用することができない。

なお従来例６において、絶縁部材として保護管を用い、保護管とソケットにより外部電極が外部に露出することを回避した従来技術が知られるが、かかる技術では保護管とソケットの結合部分から水分が浸入するとたちまち絶縁が維持できなくなるため、屋外での使用において十分な信頼性が得られるものではなかった。
また、その他においても、希ガス蛍光ランプの発光管の外表面上を樹脂材で被覆して絶縁処理したものでは、希ガス蛍光ランプの発熱により樹脂が劣化し、安定して絶縁機能を有することができないことは言うまでもなく、仮に、耐熱性に富む樹脂を使用した場合でも良好な透明性を維持できるのは数千時間に留まるため、寿命に至るまでに照度低下や色合いの変化を顕著に生じてしまう。

このように、従来技術に係る希ガス蛍光ランプは絶縁に対する信頼性が低く、また絶縁のために樹脂製のチューブやシートを使用した場合、樹脂の劣化が避けられず、ランプの早期交換が必要となり、数万時間の寿命が要求される一般照明用途には不適である。

そこで本願は、簡便な方式で外部電極型希ガス蛍光ランプの絶縁構造を実現すると共に、絶縁の安定性を高めることができ、従来の内部電極型蛍光ランプに比較して長い使用寿命が得られる、一般照明用の希ガス蛍光ランプを提供することにある。

本発明に係る希ガス蛍光ランプは、発光管の内部に希ガスが封入され、該発光管の外表面に互いに離間し、管軸方向に沿って一対の外部電極が配設されると共に、該外部電極の端部にリード線が接続された希ガス蛍光ランプと、
前記希ガス蛍光ランプを全体に覆う透光性を有する絶縁筒体と、
前記絶縁筒体の両端部を塞ぐ、樹脂よりなる一対の蓋部材とを具備し、
前記蓋部材は、前記絶縁筒体の開口端部を覆う円板状の端壁部と、前記端壁部の内側面から突出形成された筒状の狭持部とを備え、
前記狭持部の内部に前記発光管端部が装着され、前記絶縁筒体の内部に前記狭持部が挿入されて嵌着されることにより、
前記希ガス蛍光ランプと前記絶縁筒体とが、前記挟持部が前記発光管の端部を包囲すると共に、前記挟持部の外周面が前記透光性絶縁筒体の内周面に密着され、前記挟持部の内周面が前記発光管の外周面に密着された状態で、ほぼ同軸に保持され、
前記蓋部材と前記絶縁筒体の間に接着剤が充填されることにより、前記絶縁筒体内部が密閉状態に維持されていることを特徴とする。

また、前記狭持部に軸方向にスリットが形成されているのがよい。
また、前記蓋部材に接着剤注入用の開口が形成されているのがよい。
また、狭持部の内面に凹所が形成されてなり、
当該凹所の内部に、外部電極とリード線の接続部が収容されているのがよい。
また、前記リード線は発光管軸方向における一方の端部において外部電極と接続されてなり、当該一方の端部に接続される蓋部材から導出されているのがよい。
また、前記絶縁筒体はガラス管から構成されているのがよい。
また、前記蓋部材を構成する樹脂は、シリコーン、ウレタンなどの柔軟性および弾力性を有する樹脂であるのがよい。
また、前記絶縁筒体の内部に不活性ガスが封入されているのがよい。

本発明によれば、希ガス蛍光ランプの発光管が蓋部材の狭持部により保持され、かつ、狭持部外周面が透光性絶縁部材の内周面に密着しているため、希ガス蛍光ランプと透光性絶縁部材との相対的な移動が規制されて、希ガス蛍光ランプが透光性絶縁部材によって安定的に保護されるようになると共に、透光性絶縁部材の開口が蓋部材で覆われて更に接着剤により略密閉に封止されることより、希ガス蛍光ランプの周囲に水分が付着することが回避され、対向する外部電極間の絶縁を安定的に確保することができる。従って、外部電極型希ガス蛍光ランプの絶縁構造を実現でき、一般照明用として好適に使用できる二重管型の希ガス蛍光ランプを提供することができる。この結果、従来の内部電極型蛍光ランプに比較して格段に長い使用寿命が得られると共に、寒冷地などでも照度が高く安定性の良好な蛍光ランプを得ることができる。

〔第１の実施形態〕
以下、本願第１の実施形態を図１〜図７を参照しながら説明する。
図１は本発明に係る二重管型希ガス蛍光ランプの斜視図、図２はかかる二重管型希ガス蛍光ランプを構成する（ａ）透光性絶縁筒体の斜視図、（ｂ）外側管の内部に収用された希ガス蛍光ランプ本体の斜視図、及び（ｃ）かかる希ガス蛍光ランプの断面図である。図３及び図４は透光性絶縁筒体の両方の端部に接続される蓋部材を取り出して示す斜視図又は正面図である。図５，６は本実施形態に係る希ガス蛍光ランプの組立方法を説明するための要部を拡大して示す説明図、図７は完成した二重管型希ガス蛍光ランプを、一部を破断して示す正面図である。

図１において、管状の透光性絶縁筒体２０の内部には不図示の希ガス蛍光ランプが収容され、透光性絶縁筒体２０の両方の端部に蓋部材３１，３２による封止機構が具備されている。紙面上左側に位置された蓋部材３１には端壁面に２つの切欠き部よりなる開口が形成されており、各開口から希ガス蛍光ランプに接続された給電用のリード線１５，１６が導出されると共に、開口に耐熱性、絶縁性に富む接着剤Ｓが充填されて完全に閉塞され、略密閉状態に維持されている。

リード線１５，１６の外方端部にはランプが搭載される照明装置に適合するコネクタ５０が装着されている。なお、このコネクタの耐熱性・耐電圧性とも、１２０度以上、２０００Ｖ以上であることが必要である。
リード線１５，１６は、従来蛍光ランプにおいてはシリコーン被覆した耐電力性の高いものが使用されているが、電流は、ランプに最大でも１００ｍＡ程度しか流れないため、ＡＷＧ（American Wire Gauge）が２３〜２５程度のもので十分であり、実装を考慮すると配線に十分な柔軟性を持ったものを使用するのが好ましい。

透光性絶縁筒体２０は、図２（ａ）で示すように両方の端部が開口した光透過性を有する筒体よりなり、材質として好ましくは、ソーダ石灰ガラス、アルミノ珪酸ガラス、硼珪酸ガラス、バリウムガラスなどのガラスである。無論、耐水性・耐久性があればガラスに限定されることなく、例えば、ポリカーボネイト、アクリル、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）などを使用することができる。また、用途によって透光性絶縁筒体の表面に、かかる絶縁筒体を構成する材質より屈折率の低い薄膜状の透光性材料で覆うことも可能である。かかる場合は透過性が向上されて光の利用効率を高めることができる。透光性絶縁筒体の内径は発光管の外径よりも０．５〜１０ｍｍ程度大きいものとされ、またその肉厚は、通常０．４〜２．０ｍｍである。
更に、透光性絶縁筒体２０にガラスを使用する場合、ランプを破損した際の破片の飛散防止のため、透光性絶縁筒体の外表面に樹脂製のチューブを被覆することも可能である。この場合、透光性絶縁筒体の外表面形成する樹脂製のチューブとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリオレフィン、フッ素樹脂、シリコーンなどの熱収縮性のチューブを使用することができる。これ以外にも、透光性絶縁筒体の外表面にシリコーンなどの樹脂をディッピングなどにより被膜を形成することでも、同様の効果を得ることができる。また、透光性絶縁筒体の外表面形成にする樹脂製のチューブまたは被膜の厚みは、０．２〜２ｍｍ程度である。なお、透光性絶縁筒体は希ガス蛍光ランプのように高温に加熱されないため、被覆した樹脂製チューブが熱で劣化したり、変色したりするなどの問題が生じることがなく、長期に亘って出射光の色合いを変えずに飛散防止機能を実現することができる。

続いて、図２（ｂ）、（ｃ）は、透光性絶縁筒体の内部に収容される希ガス蛍光ランプの一例を示す図であり（ｂ）斜視図、（ｃ）管軸に垂直な断面図である。
希ガス蛍光ランプ１０の発光管１１は透光性の誘電体であるガラス管よりなり、その内部に内表面の全周に亘って蛍光体が塗布されて蛍光体層１４が形成されると共に、主なＶＵＶ発光元素としてキセノンガスを含む希ガスが封入されてガラス管の両端部において気密に封止されて構成されている。

そして、発光管１１の外表面上に一対の導電性の外部電極１２，１３が互いに離間して軸方向に配設されることにより、希ガス蛍光ランプ１０が構成されている。発光管１１の材質としてはソーダ石灰ガラス、アルミノ珪酸ガラス、硼珪酸ガラス、バリウムガラスなどを挙げることができる。外部電極１２，１３は材質としては導電性のものであれば特に制限されるものではなく、具体的には、金、銀、ニッケル、カーボン、金パラジウム、銀パラジウム、白金を、好適に用いることができ、発光管１１の外表面にテープ状金属を貼付したり、前記金属と低融点ガラスを混合した導電性ペーストをスクリーン印刷して焼成したりすることにより、実現する。

発光管１１の片方の端部においては外部電極１２，１３に電力を供給するための給電線１５，１６が例えば半田、導電性ペースト、溶接などの手段によって電気的に接続され、接合部Ａ１，Ａ２が形成されて希ガス蛍光ランプが完成する。
このように、本発明に係る希ガス蛍光ランプ１０の発光管１１の外周面上には樹脂などからなるシートやチューブは一切施されない。

図３及び図４は蓋部材の構成を示す図であり、図３は給電部側端部用の蓋部材、図４は非給電部側端部用の蓋部材をそれぞれ示している。図３（ｂ）は（ａ）中に記載した矢印Ｘ方向から見た正面図であり、図３（ｃ）は（ａ）中に記載した矢印Ｙ方向から見た正面図である。また、図４（ｂ）は（ａ）中に記載した矢印Ｘ方向から見た正面図であり、図４（ｃ）は（ａ）中に記載した矢印Ｙ方向から見た正面図である。

蓋部材３１，３２はいずれも、全体がシリコーンやウレタンのような耐熱性を有する柔軟性、弾力性に富む合成樹脂により一体に成形されてなり、
略円板状の端壁部３１１，３２１を具備し、端壁部３１１，３２１の内側面３１Ａ，３２Ａから突出するように形成された狭持部３１２，３２２を備えている。本実施形態において狭持部３１２，３２２は、肉厚が略一定の円筒体を基本構造として、その軸方向にスリット３１６，３２４が一箇所形成されることにより、断面が略Ｃ字状に形成されている。狭持部３１２の肉厚は、好ましくは１ｍｍ以上であり、これにより安定した耐電圧性を確保することができる。狭持部３１２，３２２はこのようにスリット３１６，３２４を有しているため、その材質の有する弾力性、可繞性と相俟って容易に変形することができる。

図３（ａ）〜（ｃ）で示した給電側端部用の蓋部材３１には、上下方向の対向位置に２箇所、略Ｕ字形状に切り欠くことにより開口が設けられ、導出部３１３ａ，３１３ｂが形成されている。かかる導出部３１３ａ，３１３ｂは、前図、図１で示したように希ガス蛍光ランプ１０の給電用リード線１５，１６を導出するもので、このように端壁部３１１に導出部３１３ａ，３１３ｂが形成されていることによりリード線の余計な取り回しが不要で外部電極との接合部に負荷をかけることなくリード線を導出することができる。

給電側端部用の蓋部材３１には、狭持部３１２における対向位置に貫通孔により構成された一対の凹所３１４ａ，３１４ｂが設けられている。これら凹所３１４ａ，３１４ｂは、当該蓋部材３１を希ガス蛍光ランプ（１０）に装着する際に使用するものであり、前図で説明した外部電極（１２，１３）端部に形成された接合部（Ａ１，Ａ２）の位置に対応し、具体的には、およそ１８０°対向する位置に形成されている。

更に、本実施形態においては、端壁部３１１と狭持部３１２の間を部分的に離間するように周方向にスリットが形成されて接着剤注入用の開口３１５が形成されている。このように開口３１５を有することにより、蓋部材３１を透光性絶縁筒体（２０）に装着した後、接着剤の充填作業を極めて容易に行えるようになる。

とりわけ本実施形態においては、上記開口３１５は狭持部３１２に形成されたスリット３１６と連続するように形成されており、これによって接着剤が蓋部材３１内部に流入し易く、作業を簡便に行うことができる。

図４（ａ）〜（ｃ）は希ガス蛍光ランプの非給電側における端部に装着される蓋部材３２であり、上記給電側用の蓋部材３１とは、リード線の導出部３１３ａ，３１３ｂがない点および凹所３１４ａ，３１４ｂが形成されていない点において相違する。
かかる蓋部材３２においても上記一方の蓋部材３１と同様、端壁部３２１と狭持部３２２とが部分的に離間するように周方向にスリット３２４が形成されて接着剤注入用の開口３２３が形成されている。

以下、図５〜図７を参照して、透光性絶縁筒体２０、希ガス蛍光ランプ１０、蓋部材３１，３２を用いた２重管型希ガス放電灯の作製手順について詳述する。
図５〜図６は組立工程における要部を取り出して示す説明図である。なお、先に図１〜図４で説明した構成については同符号で示して説明を省略する。

先ず、図５（ａ）で示すように、リード線のランプ側の被覆を３ｍｍ程度取り除き、これを蓋部材３１の導出部３１３ａ，３１３ｂに端壁部３１１側から挿入すると共に、導出部３１３ａ，３１３ｂを通過させたリード線１５，１６の端部を外部電極１２，１３に、半田付けや、導電性ペーストによる接続等の方法によって接続する。接続はリード線１５，１６の端部を直接外部電極１２，１３に直接接続することもできるし、適当な端子板を介して接続することも可能である。
蓋部材３１の狭持部３１２の内部空間に希ガス蛍光ランプ１０の給電側の端部を挿入して、（ｂ）で示すように外部電極１２，１３の端部に形成された接合部Ａ１，Ａ２がそれぞれ狭持部３１２に形成された凹所３１４ａ，３１４ｂの内部空間に収容されるよう発光管１１を蓋部材３１に差込み、固定する。
この状態で、透光性絶縁筒体２０にランプ１０ごと挿入し、蓋部材３１の挟持部３１２を絶縁筒体２０に固定する。

図５（ｃ）は蓋部材の装着が完了した状態を示す希ガス蛍光ランプの図であり、透光性絶縁筒体２０を破断して示す斜視図である。
同図に示すように、蓋部材３１における端壁部３１１が透光性絶縁筒体２０の端面にほぼ当接するように当該透光性絶縁筒体２０に装着される。図５（ｄ）は（ｃ）中の線分Ｌ−Ｌで切断した断面を示す図である。蓋部材３１の狭持部３１２内周面は発光管１１の端部を包囲すると共に、狭持部３１２外周面が透光性絶縁筒体２０の内周面に密着し、希ガス蛍光ランプ１０が透光性絶縁筒体２０に対して固定される。しかも、外部電極１２，１３の端部に形成された接合部Ａ１，Ａ２がそれぞれ狭持部３１２に形成された凹所３１４ａ，３１４ｂの内部空間に収容されるため、当該接合部Ａ１，Ａ２にかかる負荷を軽減できると共に、狭持部３１２の外径を過剰に広げることなく、狭持部３１２の外周面における全域に亘って透光性絶縁筒体２０の内周面に密着させることができる。

続いて、図６（ａ）に示すように透光性絶縁筒体２０の他方の端部に蓋部材３２を装着する。図６（ｂ）は蓋部材を装着した状態を示す図であり、図６（ｃ）は（ｂ）中の線分Ｍ−Ｍで切断した断面を示す図である。蓋部材３２における狭持部３２２が希ガス蛍光ランプ１０における発光管１１の端部を包囲すると共に、狭持部３２２が透光性絶縁筒体２０に内接することにより、当該蓋部材３２が透光性絶縁筒体２０に密着して装着される。この結果、蓋部材３２と上述した一方の蓋部材（３１）との協働作用により、希ガス蛍光ランプ１０が透光性絶縁筒体２０内部に中空に位置した状態で安定的に保持されるようになる。

このように蓋部材３１，３２の挿入が完了した状態で透光性絶縁筒体２０の両端部に接着剤を充填する。図７はこの状態を示す透光性円筒体の一部を破断して示す説明図である。
本実施形態においては、接着剤Ｓは蓋部材３１，３２におけるそれぞれの端壁部３１１，３２１と狭持部と３１２，３２２との間に開口３１５，３２３が形成されているので容易に注入することができる。透光性絶縁筒体２０の端部において蓋部材３１，３２の周囲が接着剤Ｓで閉塞されることにより、当該透光性絶縁筒体２０の内部が略密閉状態に維持されて、内部に配置された希ガス蛍光ランプ１０を水やホコリから保護することができる。なお、本発明において略密閉状態とは、常温、常圧下において少量の水分やホコリにさらされたとしても、それらの透光性絶縁筒体２０内部への浸入を防止できる程度の密閉性を具備した状態をいう。
なお、接着剤Ｓとしては、基本的にシリコーン系やエポキシ系、アクリル系などの耐熱性・耐水性の良好な接着剤が好適する。

以上の本発明によれば、外部電極型希ガス蛍光ランプの全体を透光性絶縁筒体で覆うと共に、当該透光性絶縁筒体の両方の開口端部を樹脂製の蓋部材を装着し、更に接着剤で略密閉状態に封止しているので、当該希ガス蛍光ランプの電極間の絶縁を確実に行うことができて、街灯などの屋外照明、展示用の冷蔵庫、冷凍庫内の照明、或いは、屋内外の看板照明などとして、好適に使用することができる。特に希ガス蛍光ランプによれば、寿命や光量が温度にほとんど依存しないので、寒冷地や低温庫内において使用するのに好適な光源とすることができる。しかも、希ガス蛍光ランプの外表面上に樹脂チューブやシートを被覆しない構造であるため、樹脂製品の劣化に由来して生じる出射光の色合い変化や照度低下などの経年的な変化の発生のない希ガス蛍光ランプとすることができる。

とりわけ本発明においては、蓋部材が絶縁筒体の開口端部を覆う端壁部と該端壁部から管の軸方向に突出する狭持部を有し、狭持部の外周面が透光性絶縁筒体の内周面に、狭持部の内周面が発光管の外周面に密着して、発光管を透光性絶縁筒体に対して固定しているので、発光管の軸が透光性絶縁筒体に対して傾くことがなく、衝撃に対する耐性を十分に備えた二重管型希ガス蛍光ランプすることができる。

また更に、希ガス蛍光ランプの給電側端部に装着される蓋部材においては蓋部材における端壁部に導出部が形成されてリード線が導出可能になっているため、リード線に負荷をかけることなく、簡単かつ確実に導出することができる。また更に、外部電極とリード線との接合部が突出して形成された場合でも、狭持部には凹所が形成されているので、かかる接合部が当該凹所に嵌合することで狭持部が過剰に広がりすぎることなく、確実に透光性絶縁筒体に装着することができる。また更に、蓋部材における狭持部に、軸方向にスリットが形成されているので狭持部を容易に発光管に装着することができる。

以上第１の実施形態について説明したが、本発明の二重管型希ガス蛍光ランプおいては、上記の実施形態に限定されず種々の変化を加えることが可能である。以下、図８〜図１２において他の実施形態を説明する。なお、図８〜図１２の各図面において（ａ）は蓋部材の任意方向から見た斜視図、（ｂ）は（ａ）中の矢印Ｘ方向から見た正面図、（ｃ）は（ａ）中の矢印Ｙ方向から見た正面図である。なお、以下の図面において先に図１〜図７で説明した構成については同符号で示して詳細説明を省略する。

（１）図８は本発明の他の実施形態に係る蓋部材の図で、希ガス蛍光ランプにおける給電側の端部に装着される蓋部材の例である。
同図に示す蓋部材３１は、略円板状の端壁部３１１とその内側端面から突出する２つに分割された狭持部３１２ａ，３１２ｂとを具備している。狭持部３１２ａ，３１２ｂは発光管の端部を包囲可能な概略円筒形状に構成されており、かかる円筒体の対向位置において軸方向に伸びる２つのスリット状の凹所３１４ａ，３１４ｂが形成されることにより、対向する半円筒体の舌片が突出形成して構成されている。
本実施形態においては、凹所３１４ａ，３１４ｂが端壁部３１１に形成された導出部３１３ａ，３１３ｂと連続して形成されており、リード線と外部電極の接合部が凹所３１４ａ，３１４ｂに収容されると共に、リード線はその先に形成された導出部３１３ａ，３１３ｂから導出可能に構成されている。
Ｙ方向からみて分かるように、蓋部材３１の凹所３１４ａ，３１４ｂ及び導出部３１３ａ，３１３ｂは側面部分において連続的に開口しているため、ランプの装着及びリード線の接続が極めて簡単に行える。
なお、本例においては接着剤注入用の開口は導出部３１３ａ，３１３ｂがこれを兼ねたものとなっている。かかる構成によれば、凹所３１４ａ，３１４ｂが導出部３１３ａ，３１３ｂと連続して形成されているため、接着剤注入時に接着剤が凹所３１４ａ，３１４ｂに沿って流れ込み易いので好適である。

（２）図９は更に異なる本発明の実施形態を示す、希ガス蛍光ランプにおける給電側の端部に装着される蓋部材の図である。
略円板状の端壁部３１１とその内側端面から突出する狭持部３１２とを具備しており、本例においても狭持部３１２は発光管の端部形状を包囲可能な概略円筒形状に構成されている。
かかる狭持部３１２にはその軸方向中腹から後端に亘ってスリットが形成されることにより凹所３１４ａ，３１４ｂが設けられている。端壁部３１１にはかかる凹所３１１の形成個所に対応して導出部３１３ａ，３１３ｂが形成されており、更に端壁部３１１の略中心位置には接着剤注入用の開口３１５が穿設されている。このように接着剤注入用の開口３１５を端壁部３１１の任意位置に形成してもよい。

（３）図１０は更に異なる本発明の実施形態を示す、希ガス蛍光ランプにおける給電側の端部に装着される蓋部材の図である。同図に示すように、端壁部３１１とその内側端面から突出する狭持部３１２とを具備しており、本例では狭持部３１２全体はほぼ円筒形状に構成されている。
かかる狭持部３１２の内面には後端から中腹に亘って外方向に突出する空間を有する凹所３１４ａ，３１４ｂが形成されている。また、端壁部３１１にはかかる凹所３１４ａ，３１４ｂの形成個所に対応して貫通穴が穿設されており、導出部３１３ａ，３１３ｂが構成されている。また、端壁部３１１の略中心位置に接着剤注入用の開口３１５が形成されている。このように狭持部３１２にスリットを形成することなく、キャップ状に構成することも可能である。

（４）図１１は他の本発明の実施形態を示す、希ガス蛍光ランプにおける非給電側の端部に装着される蓋部材の図である。
本例では略円板状の端壁部３２１とその内側端面から突出する２つに分割された狭持部３２２ａ，３２２ｂとを具備している。狭持部３２２ａ，３２２ｂは、具体的には円筒体の対向位置に軸方向に２つのスリット３２４ａ，３２４ｂを形成することにより、略半円筒形状の舌片が端壁部３２１から突出した状態に形成されている。
本例ではスリット３２４ａ，３２４ｂが狭持部３２２ａ，３２２ｂの全長に亘って形成されており、スリット３２４ａ，３２４ｂにおける端壁部３２１に近接した位置から接着剤の注入が行える。

（５）図１２は更に異なる本発明の実施形態を示す希ガス蛍光ランプにおける非給電側の端部に装着される蓋部材の図である。
略円板状の端壁部３２１とその内側端面から突出する狭持部３２２とを具備しており、狭持部３２２は開口端部側にスリット３２４ａ，３２４ｂが形成された概略円筒形状に構成されている。
スリット３２４ａ，３２４ｂは開口側の端部からその中腹に至るまで形成されており、蓋部材３２による透光性絶縁筒体の密閉性が良好である。また、接着剤注入用開口は適宜の個所に設けることができ、本例においては端壁部３２１の略中心部において開口３２３が形成されることにより構成される。

ここで、本願発明にかかる二重管型希ガス蛍光ランプの構成について具体的数値例及び材質について説明する。
１．希ガス蛍光ランプ
発光管：外径φ６〜φ１３ｍｍ、肉厚０．３〜１．０ｍｍ
発光管全長：１００〜１５００ｍｍ
外部電極幅：０．２〜１０ｍｍ
外部電極材質：銀ペースト、アルミニウム箔、電極膜厚３〜２０μｍ
ここで、外部電極は、基本的に帯状であるが、帯状の意味は、外部電極膜厚に対して、外部電極幅が、１桁以上長い膜を形成している形態について言う。また、帯の模様や形状についても様々な形態が取れるが、発光管外表面の基本的に軸方向に沿った導電膜を形成している形状についても帯状として表現する。
外部電極を銀ペーストにより構成する場合は、スクリーン印刷により形成し、大気中６００℃にて焼成して焼き付け使用する。金属箔により構成する場合は短冊状の箔の片側の面に接着層を形成して貼付する。
電極保護膜：ＴｉＯ_２、ＺｎＯ、Ｉｎ_２Ｏ_３などを主成分とするセラミック粉末ペースト、電極保護膜厚５〜３０μｍ
ここで、電極保護膜は、外部電極とリード線との接続部を除き、外部電極全体を被覆する。電極保護膜を、セラミック粉末ペーストから形成する場合は、外部電極の場合と同じく、スクリーン印刷により形成し、大気中６００℃にて焼成して焼き付け使用する。また、あまり高温で使用しない用途では、電極保護膜は、例えば、エポキシ系樹脂やシリコーン系樹脂などを使用することもできる。
蛍光体：青色蛍光体；ＢａＭｇＡｌ_１０Ｏ_１７：Ｅｕ
緑色蛍光体；ＬａＰＯ_４：Ｃｅ，Ｔｂ
赤色蛍光体；（Ｙ，Ｇｄ）ＢＯ_３：ＥｕないしＹ_２Ｏ_３：Ｅｕ
蛍光体の色度調整：（ｘ，ｙ）＝（０．３１，０．３５）付近を基本とするが、用途により蛍光体で再現できる範囲で蛍光体の配合比を変えることで自在に変えることができる。
蛍光体平均膜厚：１０〜２０μｍ
封入ガス圧：４×１０^３〜４０×１０^３Ｐａ
外部電極とリード線との接続においては、銀ペーストによって接着し、その外周に熱収縮チューブを配置して加熱することで圧縮、押圧して固定するか、半田付けなどで直接接合することができる。
２．透光性絶縁筒体
全長：１００〜１５５０ｍｍ（発光管の全長と同等〜５０ｍｍ長い）
外径：φ７〜φ２３ｍｍ（発光管の外径よりも０．５〜１０ｍｍ大きい）
肉厚：０．５〜１．０ｍｍ
材質：ソーダ石灰ガラス、アルミノ珪酸ガラス、硼珪酸ガラス、バリウムガラスなどのガラス、又は、ポリカーボネイト、アクリル、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）など
３．蓋部材
材質：シリコーン、ウレタンなど
端壁部：外径φ７．５〜φ２７ｍｍ、肉厚１．０〜５．０ｍｍ
狭持部：軸方向長さ２．０〜５０．０ｍｍ、肉厚０．２５〜５．０ｍｍ
４．接着剤
材質：シリコーン系接着剤、エポキシ系接着剤、アクリル系接着剤など

以上、本発明の実施の形態について様々なものを説明したが、本発明は上記構成に限定されるものではなく種々の変更を加えることができる。
例えば、蓋部材を構成する端壁部及び狭持部について種々の態様について説明した。本願発明では、それらの基本的な構成要素を、適宜に組み合わせて蓋部材を製作することができることは言うまでもない。

また、例えば、透光性絶縁筒体の一部に反射機能を持たせることにより、出射する光に指向性を具備させて使用することができる。この場合、外管の内表面に白色もしくは、金属光沢の薄膜ないし厚膜を形成するか、同様な膜を外管の外表面に形成することにより、光の指向性を持たせることができる。白色の反射膜としては、一般に、ＴｉＯ_２やＡｌ_２Ｏ_３などの白色セラミックを含む塗膜を使用することができる。また、金属光沢の膜はＡｌ蒸着などの金属薄膜蒸着により形成できる。

また、構成として、ランプの発光管と絶縁筒体の間に、不活性ガスとして窒素やアルゴンなどのガスを封入することもできる。かかる場合、透光性絶縁筒体内部に希ガス蛍光ランプ及び一方の蓋部材を装着したのち、希ガス蛍光ランプと透光性絶縁筒体、両端部の蓋部材などのランプ構成体を所定のガス雰囲気に調製されたチャンバー内部に移動して、他方の蓋部材を装着すると共に、透光性絶縁筒体の所定個所に接着剤を充填して略密閉構造とすればよい。

更に、上記の蓋部材の構造部材は、蓋部材は、柔軟性のある樹脂で、シリコーン、ウレタンなどを使用することができるが、材質は、耐水性・耐久性・耐電圧性があり、柔軟性のある部材であれば、基本的に使用することができる。

また、希ガス蛍光ランプへの給電は、上記の実施形態においては、一方の端部から行われている。しかし、設置場所や装置の形態により、希ガス蛍光ランプの両端部から、各々の極性について電力供給を行う給電部構造をとることも可能である。

本願の発明によれば、希ガス蛍光ランプの発光管が蓋部材の狭持部により保持され、かつ、狭持部外周面が透光性絶縁部材の内周面に密着しているため、希ガス蛍光ランプと透光性絶縁部材との相対的な移動が規制されて、希ガス蛍光ランプが透光性絶縁部材によって安定的に保護されるようになる。
しかも、透光性絶縁部材の開口が蓋部材で覆われて更に接着剤により略密閉に封止されることより、希ガス蛍光ランプの周囲に水分が付着することが回避され、対向する外部電極間の絶縁を安定的に確保することができる。

本実施形態に係る二重管型希ガス蛍光ランプの斜視図である。本実施形態に係る二重管型希ガス蛍光ランプを構成する（ａ）透光性絶縁筒体の斜視図、（ｂ）外側管の内部に収用された希ガス蛍光ランプ本体の斜視図、及び（ｃ）かかる希ガス蛍光ランプの断面図である。本実施形態に係る透光性絶縁筒体の両方の端部に接続される蓋部材を取り出して示す斜視図又は正面図である。本実施形態に係る透光性絶縁筒体の両方の端部に接続される蓋部材を取り出して示す斜視図又は正面図である。本実施形態に係る希ガス蛍光ランプの組立方法を説明するための要部を拡大して示す説明図である。本実施形態に係る希ガス蛍光ランプの組立方法を説明するための要部を拡大して示す説明図である。本実施形態に係る完成した二重管型希ガス蛍光ランプを一部を破断して示す正面図である。他の実施形態に係る蓋部材の説明図であり斜視図又は正面図である。他の実施形態に係る蓋部材の説明図であり斜視図又は正面図である。他の実施形態に係る蓋部材の説明図であり斜視図又は正面図である。他の実施形態に係る蓋部材の説明図であり斜視図又は正面図である。他の実施形態に係る蓋部材の説明図であり斜視図又は正面図である。従来技術に係る希ガス蛍光ランプを示す斜視図及び断面図である。

符号の説明

１０希ガス蛍光ランプ
１１発光管
１２，１３外部電極
１４蛍光体層
１５，１６リード線
２０透光性絶縁筒体
３１，３２蓋部材
３１１，３２１端壁部
３１Ａ，３２Ａ内側端面
３１２，３２２狭持部
３１２ａ，３１２ｂ狭持部
３２２ａ，３２２ｂ狭持部
３１３ａ，３１３ｂ導出部
３１４ａ，３１４ｂ凹所
３１５，３２３接着剤注入用開口
３１６スリット
３２４，３２４ａ，３２４ｂスリット
Ａ１，Ａ２接続部

Claims

発光管の内部に希ガスが封入され、該発光管の外表面に互いに離間し、管軸方向に沿って一対の外部電極が配設されると共に、該外部電極の端部にリード線が接続された希ガス蛍光ランプと、
前記希ガス蛍光ランプを全体に覆う透光性を有する絶縁筒体と、
前記絶縁筒体の両端部を塞ぐ、樹脂よりなる一対の蓋部材とを具備し、
前記蓋部材は、前記絶縁筒体の開口端部を覆う円板状の端壁部と、前記端壁部の内側面から突出形成された筒状の狭持部とを備え、
前記狭持部の内部に前記発光管端部が装着され、前記絶縁筒体の内部に前記狭持部が挿入されて嵌着されることにより、
前記希ガス蛍光ランプと前記絶縁筒体とが、前記挟持部が前記発光管の端部を包囲すると共に、前記挟持部の外周面が前記透光性絶縁筒体の内周面に密着され、前記挟持部の内周面が前記発光管の外周面に密着された状態で、ほぼ同軸に保持され、
前記蓋部材と前記絶縁筒体の間に接着剤が充填されることにより、前記絶縁筒体内部が密閉状態に維持されていることを特徴とする二重管型希ガス蛍光ランプ。
前記狭持部には軸方向にスリットが形成されていることを特徴とする請求項１記載の二重管型希ガス蛍光ランプ。
前記蓋部材に接着剤注入用の開口が形成されていることを特徴とする請求項１記載の二重管型希ガス蛍光ランプ。
前記狭持部の内面に凹所が形成されてなり、
当該凹所の内部に、外部電極とリード線の接続部が収容されていることを特徴とする請求項１記載の二重管型希ガス蛍光ランプ。
前記リード線は発光管軸方向における一方の端部において外部電極と接続されてなり、当該一方の端部に接続される蓋部材から導出されていることを特徴とする請求項１記載の二重管型希ガス蛍光ランプ。
前記絶縁筒体はガラス管から構成されていることを特徴とする請求項１記載の二重管型希ガス蛍光ランプ。
前記蓋部材を構成する樹脂は、シリコーン、ウレタンなどの柔軟性および弾力性を有する樹脂であることを特徴とする請求項１記載の二重管型希ガス蛍光ランプ。
前記絶縁筒体の内部に不活性ガスが封入されていることを特徴とする請求項１記載の二重管型希ガス蛍光ランプ。