JP4919695B2 - 螺旋状発光管を有する片口金蛍光ランプ - Google Patents

Description

この発明は、螺旋状発光管を有する片口金蛍光ランプの初点灯時に発生する、水銀不均一による光束立上り特性の改善に関する。

近年、電球形蛍光ランプは、一般白熱電球に相当する程度にまで小型化され、一般白熱電球用器具の光源を電球形蛍光ランプに置き換えるという需要が促進されている。

この電球形蛍光ランプの一例として、発光管を螺旋状に屈曲させることにより放電路を長くして蛍光ランプを小形化したものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

また、蛍光体膜が水銀を含有した合金によって傷つけられるのを防止するとともに、製造工程において、排気効率を向上させるために、内面に蛍光体膜３が形成されたバルブと、このバルブの端部に封止され、かつ電極および排気管を有するステムとを備え、排気管内には、水銀を含有した合金と、この合金がバルブ内へ入り込むのを阻止するための網状体とが配置されている蛍光ランプが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
特開２００３−２６３９７２号公報 特開２００１−２６６７９２号公報

ランプ完成後の初回点灯時における水銀は、当初水銀放出源が設置された場所近辺に偏在しており、点灯とともにランプ発光管温度が上昇し、水銀はその温度分布に従って拡散移動し、均一性を増す。この初回点灯時は、その水銀の偏在によって、発光管に輝度ムラが発生し、明るい部分と暗い部分とが発生するという課題があった。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、初回点灯時から輝度ムラの少ない螺旋状発光管を有する片口金蛍光ランプを提供することを目的とする。

この発明に係る螺旋状発光管を有する片口金蛍光ランプは、螺旋状発光管と、この螺旋状発光管の一方の端部から延出し、螺旋状発光管内部の排気を行う排気管と、この排気管内の所定位置に設置される第１の水銀放出源と、螺旋状発光管内に設けられ、螺旋状発光管内を移動可能な第２の水銀放出源とを備えたことを特徴とする。

また、この発明に係る螺旋状発光管を有する片口金蛍光ランプは、第２の水銀放出源の形状を略球状としたことを特徴とする。

また、この発明に係る螺旋状発光管を有する片口金蛍光ランプは、第１の水銀放出源が水銀蒸気圧が液状水銀と比べて低く調整された水銀合金で、第２の水銀放出源が水銀蒸気圧が液状水銀と比べて略等しい水銀合金であることを特徴とする。

また、この発明に係る螺旋状発光管を有する片口金蛍光ランプは、第１の水銀放出源と第２の水銀放出源とに含まれる合計の水銀重量の、第１の水銀放出源の重量に対する割合を、ランプ点灯中の水銀蒸気圧及び相対効率が適正な値になるように設定することを特徴とする。

また、この発明に係る螺旋状発光管を有する片口金蛍光ランプは、第２の水銀放出源がＺｎ−Ｈｇ合金であることを特徴とする。

また、この発明に係る螺旋状発光管を有する片口金蛍光ランプは、第２の水銀放出源が、シリカ、アルミナ、チタニア及び鉄のうち少なくとも一つを主体として構成された多孔質媒体に水銀を含漬させたものであることを特徴とする。

この発明に係る螺旋状発光管を有する片口金蛍光ランプは、水銀放出源が第１の水銀放出源と、第２の水銀放出源とに分割されているので、水銀の偏在が緩和されている。更に、ランプの点灯姿態が、口金を上にしたベースアップ（ＢＵ）、水平状態（ＢＨ）のいずれの場合でも、螺旋状発光管が螺旋状をしているため、第２の水銀放出源が発光管内を自由に移動し、ランプ利用者が見上げる位置に留まり、ここから水銀を放出することとなり、排気管内に設置された第１の水銀放出源と合わせて、螺旋状発光管内に水銀を供給する。そのため、排気管内にのみ設置される場合に比べ、早く螺旋状発光管内の水銀蒸気圧を飽和させることができる。また螺旋状発光管内に固定されずに設置される第２の水銀放出源は、一般に照明を必要とするランプ下部に重力で移動するため、ランプ下部の水銀蒸気圧を部分的ではあるが上昇させる。これにより、初回点灯時の光束立上り特性を改善できる。

実施の形態１．
図１乃至図６は実施の形態１を示す図で、図１は電球形蛍光ランプ１の正面図、図２は電球形蛍光ランプ１の断面を示す正面図（図１のＡ−Ａ断面図）、図３は口金５を上にしたベースアップ時の電球形蛍光ランプ１の内部構成を示す正面図、図４は水平状態の電球形蛍光ランプ１の内部構成を示す正面図、図５は水銀アマルガム（水銀蒸気圧が液状水銀と比べて低く調整された水銀合金）の温度と水銀蒸気圧及び相対効率との関係を示す図（パラメータは水銀含有量）、図６は光束立上り特性を示す図である。

図１に示すように、電球形蛍光ランプ１（螺旋状発光管を有する片口金蛍光ランプの一例）は、電気接続部を有する口金５が一端に接合される、樹脂製のハウジング４と、内部に後述する螺旋状発光管を収納し、ハウジング４の他端に接合される、ガラス製の外管バルブ６とを備える。

図２に示すように、電球形蛍光ランプ１は、螺旋状発光管２と、この螺旋状発光管２を点灯させるための安定器３（点灯回路）と、安定器３を収納し且つ口金５を有するハウジング４と、螺旋状発光管２を覆う外管バルブ６とを備えている。螺旋状発光管２内部には、緩衝ガスとしての混合ガスが封入されている。

螺旋状発光管２の端部は、プレート８に挿入されて、例えばシリコン等の接着剤によりプレート８に固着されている。プレート８の螺旋状発光管２と反対側には、基板９に種々の電子部品からなる安定器３（点灯回路）が取り付けられている。

螺旋状発光管２の一方の端部から、螺旋状発光管２内部の排気を行うための排気管７が、プレート８を貫通してハウジング４内の安定器３を収納した空間の上部まで延出している。

排気管７内には、第１の水銀放出源１０が設けられる。第１の水銀放出源１０は、水銀蒸気圧が液状水銀と比べて低く調整された水銀合金で、通常水銀アマルガムと呼ばれるものである。これは、例えば、Ｉｎを主成分とするアマルガム形態、Ｉｎ−Ｂｉ−Ｈｇである。その他、Ｐｂを主成分とするアマルガム形態、Ｐｂ−Ｂｉ−Ｓｎ−Ｈｇでもよい。

さらに、螺旋状発光管２内部に、第２の水銀放出源１１を封入する。第２の水銀放出源１１は、螺旋状発光管２内部を移動可能であり、その形状は、例えば略球状が好ましいが、他の形状でもよい。第２の水銀放出源１１を略球状にするのは、移動し易くするためと、螺旋状発光管２内面に形成される蛍光体に傷を付けないためである。

第２の水銀放出源１１は、水銀蒸気圧が液状水銀と比べて略等しい水銀合金であり、例えば、Ｚｎ−Ｈｇ合金を使用する。Ｚｎ−Ｈｇ合金は、重量割合でＺｎとＨｇとが、半々である。

尚、第２の水銀放出源１１は、シリカ、アルミナ、チタニア及び鉄のうち少なくとも一つを主体として構成された多孔質媒体に水銀を含漬させたものでもよい。

図２の電球形蛍光ランプ１は、口金が上になるベースアップ時（ＢＵ）の姿態であるが、この場合第２の水銀放出源１１は、螺旋状発光管２の下端に位置する。

図３の口金５を上にしたベースアップ時の電球形蛍光ランプ１においても、第２の水銀放出源１１は、螺旋状発光管２の下端に位置する。

図４の水平状態の電球形蛍光ランプ１では、第２の水銀放出源１１は、螺旋状発光管２の先端（反口金側）から管内を移動して、螺旋状発光管２の中間位置の水平状態におけるいずれかの下部に位置する。

このように、本実施の形態は、水銀放出源を複数（何個でもよい）に分割する点に特徴がある。しかも、電球形蛍光ランプ１の利用者が見上げる位置に必ず水銀放出源が存在する点に特徴がある。

水銀放出源が第１の水銀放出源１０と、第２の水銀放出源１１とに分割されているので、水銀の偏在が緩和される。更に、電球形蛍光ランプ１の点灯姿態が、口金５が上になるベースアップ（ＢＵ）時、水平（ＢＨ）時のいずれの場合でも、螺旋状発光管２であることにより、略球状の第２の水銀放出源１１が螺旋状発光管２内に固定されずに螺旋状発光管２内を自由に移動し、利用者が見上げる位置に留まり、ここから水銀を放出することとなり、排気管７内に設置された第１の水銀放出源１０と合わせて、螺旋状発光管２内に水銀を供給する。そのため、排気管７内にのみに水銀放出源が設置される場合に比べ、早く螺旋状発光管２内の水銀蒸気圧を飽和させることができる。また、螺旋状発光管２内に固定されずに設置される第２の水銀放出源１１は、一般に照明を必要とするランプ下部に重力で移動するため、ランプ下部の水銀蒸気圧を部分的ではあるが上昇させる。これにより、初回点灯時の光束立上り特性を改善できる。

次に、第１の水銀放出源１０と、第２の水銀放出源１１との水銀含有量について言及する。図５は水銀アマルガム（水銀蒸気圧が液状水銀と比べて低く調整された水銀合金）の温度と水銀蒸気圧及び相対効率との関係を示す図（パラメータは水銀含有量）で、出典はＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＩＥＳ／ＡＰＲＩＬ １９７７「Ｓｏｍｅ ｎｅｗ ｍｅｒｃｕｒｙ ａｌｌｏｙｓ ｆｏｒ ｕｓｅ ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ ｌａｍｍｐｓ」 ｐｐ１４４である。

本実施の形態の電球形蛍光ランプ１（型名：ＥＦＡ１５／１３）の点灯時の排気管７の温度、即ち第１の水銀放出源１０の温度は約１２０℃である。通常水銀アマルガムと呼ばれる第１の水銀放出源１０の温度が１２０℃付近で、相対効率が１００％付近になる第１の水銀放出源１０の水銀含有量は、図５によれば３％程度である。

本実施の形態の電球形蛍光ランプ１は、水銀放出源として第１の水銀放出源１０と、第２の水銀放出源１１とを使用しているので、第１の水銀放出源１０と第２の水銀放出源１１との両者に含まれる水銀量の合計が、第１の水銀放出源１０の重量に対して３％程度が好ましいということになる。第１の水銀放出源１０と第２の水銀放出源１１との水銀の配分は、任意でよい。

本実施の形態の電球形蛍光ランプ１の光束立上り特性を、ＥＦＡ１５／１３について測定した。その結果を図６に示す。測定は、本実施の形態の仕様のものと、第１の水銀放出源１０のみを用いたものとを比較した。ランプ姿態は、口金５を上にしたベースアップ（ＢＵ）である。測定前に、各ランプを３個づつ、２４時間−５℃の雰囲気に放置した。そして、ランプ真下（３０ｃｍ）の相対照度を測定した。図６から解るように、ランプ点灯開始から、数十秒までの相対照度が、本実施の形態の電球形蛍光ランプ１は、第１の水銀放出源１０のみのものより改善されている。

以上の説明は、電球形蛍光ランプ１について行ったが、電球形蛍光ランプ１以外に螺旋状発光管を有するコンパクト蛍光ランプにも、本実施の形態は適用可能である。従って、螺旋状発光管を有する片口金蛍光ランプが対象となる。

実施の形態１を示す図で、電球形蛍光ランプ１の正面図である。 実施の形態１を示す図で、電球形蛍光ランプ１の断面を示す正面図（図１のＡ−Ａ断面図）である。 実施の形態１を示す図で、口金５を上にしたベースアップ時の電球形蛍光ランプ１の内部構成を示す正面図である。 実施の形態１を示す図で、水平状態の電球形蛍光ランプ１の内部構成を示す正面図である。 実施の形態１を示す図で、水銀アマルガム（水銀蒸気圧が液状水銀と比べて低く調整された水銀合金）の温度と水銀蒸気圧及び相対効率との関係を示す図（パラメータは水銀含有量）である。 実施の形態１を示す図で、光束立上り特性を示す図である。

符号の説明

１ 電球形蛍光ランプ、２ 螺旋状発光管、３ 安定器、４ ハウジング、５ 口金、６ 外管バルブ、７ 排気管、８ プレート、９ 基板、１０ 第１の水銀放出源、１１ 第２の水銀放出源。

Claims (2)

1. 螺旋状発光管と、
   この螺旋状発光管の一方の端部から延出し、該螺旋状発光管内部の排気を行う排気管と、
   この排気管内の所定位置に設置される第１の水銀放出源と、
   前記螺旋状発光管内に設けられ、該螺旋状発光管内を移動可能な第２の水銀放出源とを備え、
   前記第２の水銀放出源が、シリカ、アルミナ、チタニア及び鉄のうち少なくとも一つを主体として構成された多孔質媒体に水銀を含漬させたものであることを特徴とする螺旋状発光管を有する片口金蛍光ランプ。
2. 前記第２の水銀放出源の形状を略球状としたことを特徴とする請求項１記載の螺旋状発光管を有する片口金蛍光ランプ。