JP4304605B2

JP4304605B2 - 電球形蛍光ランプおよび照明装置

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Publication number: JP4304605B2
Application number: JP2004096238A
Authority: JP
Inventors: 眞理中村; 洋久保田; 伸弥白田; 努荒木
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 2004-03-29
Filing date: 2004-03-29
Publication date: 2009-07-29
Anticipated expiration: 2024-03-29
Also published as: JP2005285478A

Description

本発明は、少なくとも２つの平滑用電解コンデンサを有する高周波点灯装置を備えた電球形蛍光ランプおよび照明装置に関する。

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形化され、一般白熱電球用器具の光源を電球形蛍光ランプに置換えるという要求に略応えつつある。

このように小形化された電球形蛍光ランプは、ランプ技術および点灯回路技術の発展によりランプ効率が向上してきている。一般に電球形蛍光ランプを点灯させるための高周波点灯装置（インバータ）には、相対的に形状が大きく、耐熱温度の低い電解コンデンサが、不可欠な部品として用いられている。しかし、電球形蛍光ランプは、小形化に伴い表面積が一層小さくなり、使用電気部品の耐熱温度を越えるほど高温となってきている。そこで、脈流化整流電圧を平滑する平滑用電解コンデンサは、点灯装置の寿命に大きく関係することから、平滑用電解コンデンサを支持するためのリード線を延ばし、蛍光ランプから離間させて比較的温度の低いカバー体の円筒部内に収容している。

また、一層の小型化、高効率化の市場要求に対応するため、ランプ管径を細くし、ランプ放電路長を伸ばす傾向にあるが、それに伴い必然的にランプ電圧は上昇し、やがて商用電源から得られる所定の電圧値を超えるようなランプ電圧になるとランプ点灯維持が困難となる。そのため、インバータに入力される平滑直流電圧を上昇させるか、インバータ出力電圧を上げるなどする必要がある。インバータ出力電圧を上げるために、昇圧手段として変圧器を用いることが考えられる。しかし、オートトランスなどのトランスを用いると大型化や効率の悪化を招くため目的に反することになる。

このような技術背景から、２つ以上の電解コンデンサを使用する倍電圧整流回路方式を用い、電解コンデンサを効率よく収容した電球形蛍光ランプの開示がされている（例えば、特許文献１参照）
特開２０００-１０６０２８号公報

しかし、特許文献１に記載の電球形蛍光ランプを高温環境下で点灯し、一般白熱電球に類似した外観とするために発光管をグローブで覆った場合、発光管の温度が100℃を超えてしまうことがある。倍電圧整流回路方式を用いるとともに、コンパクトに平滑用コンデンサをカバー体内に収容しつつ耐熱温度を確保できる。しかし、点灯中高温となるため、純水銀を使用することは困難となる。そこで水銀に代わって水銀との合金であるアマルガムを発光管に封入して水銀蒸気圧が低くなるように制御し、発光効率を向上させる必要がある。このようにアマルガムを封入した電球形蛍光ランプにおいて、発光管突出部を口金側に向けて突出させ、一部に発光効率が最大となる水銀蒸気圧を有する温度にすることで、従来の水銀蒸気圧が低いアマルガムを使用した場合に比べて、点灯直後の光束立上り特性が向上し、点灯中の発光効率が低下することも抑えられる提案がされている。

このように発光管突出部を口金側に延在させた電球形蛍光ランプは、輸送時や取扱時に振動が加わると細く長い発光管突出部とカバー体内の口金側に配設された平滑電解コンデンサとが衝突し発光管突出部にクラックが生じやすくなる問題が生じる。

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、発光管突出部を口金側に向けて突出させるとともに、２つ以上の平滑用電解コンデンサを比較的温度の低い空間に収容したランプにおいて互いの接触による損傷などを抑制した電球形蛍光ランプおよび、この電球形蛍光ランプを具備した照明装置を提供することを目的とする。

請求項１記載の電球形蛍光ランプは、屈曲バルブを有する発光管と；基板にコンデンサ本体および本体の一端面に設けられた一対のリード線を有する相対的に背の高い２個以上の平滑用電解コンデンサを含む電気部品を実装してなり、高周波電力を出力して発光管を点灯する点灯装置と；一端側に円筒状に形成された円筒部に口金が設けられるとともに、他端側に発光管を保持する保持部を有し、電気部品のうち少なくとも２つの平滑用電解コンデンサを円筒部内に位置させながら点灯装置を収容したカバー体と；屈曲形バルブ内部に連通し、かつ屈曲形バルブの少なくとも一の端部から延在した先端部は前記カバー体内の口金側円筒部内に位置しており、その先端部は隣接配置された少なくとも一の平滑用電解コンデンサの一対のリード線の並設方向のコンデンサ本体領域に配設された発光管突出部と；を具備しているものである。

請求項２記載の電球形蛍光ランプは、屈曲バルブを有する発光管と；基板に一対のリード線を有する相対的に背の高い２つ以上の平滑用電解コンデンサを含む複数の電気部品を実装してなり、高周波電力を出力して発光管を点灯させる点灯装置と；一端側に円筒状に形成された円筒部に口金が設けられているとともに、他端側に発光管を保持する保持部を有し、電気部品のうち少なくとも２個の平滑用電解コンデンサを円筒部内に配置させながら点灯装置を収容したカバー体と；屈曲形バルブ内部に連通し、かつ屈曲形バルブの一端部から延在してその先端部が前記平滑用電解コンデンサとともにカバー体の円筒部内に位置する発光管突出部と；を具備しており、前記カバー体の円筒部に位置する電気部品および発光管突出部は、各電気部品が一対のリード線を含む仮想平面と略直行する方向に倒れ込むのを避けた位置に発光管突出部を配置していることを特徴とするものである。

点灯装置は、平滑用電解コンデンサを少なくとも２個以上有しているものであれば回路構成は限定されず任意の回路構成を採用することが許容される。例えば、商用電源を全波整流するダイオードブリッジ、倍電圧整流回路およびハーフブリッジ形インバータなどから構成されているものが挙げられる。

平滑用電解コンデンサは、略円筒状に形成された含浸素子を覆っているケース本体およびこのケース本体の一端面に設けられたケース本体を支持する１対のリード線から構成されている。

平滑用電解コンデンサは、比較的耐熱温度が低いため、点灯中の熱源である蛍光ランプから離間させる必要がある。さらに、平滑用電解コンデンサは比較的形状の大きな部品であるので、略円錐状のカバー体内にコンパクトに収容するには、最も高さ方向に空間を有する中心軸方向に配置する必要がある。したがって、カバー体の中心軸方向に立設した状態でカバー体の上方に位置する円筒部に収容することでカバー体内の限られたスペース内に効率よく収容できるとともに、蛍光ランプの熱影響を受け高温となることが抑制されることになる。

さらに、光束立上り特性を改善するために、安定点灯時のアマルガム温度または最冷部温度を低くする必要があるため発光管突出部を点灯装置側に位置するように延長させることで、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の使用が可能となる。

平滑用電解コンデンサおよび発光管突出部が口金側円筒部内に位置しているは、平滑用電解コンデンサを構成するケース全てが円筒部内に配置されていなくても良く、ケース本体一端面に形成された安全弁部分のみが円筒部内に配置されているものも含む。さらには、発光管突出部の直管部が円筒部内に配置されていなくとも、その先端すなわち封止部のみが円筒部内に位置していればよい。

なお、２個以上の平滑用電解コンデンサと発光管突出部のそれぞれの外径の積がカバー体円筒部内径よりも小さいかまたは同じである場合、中心軸を結んだ線が直線となるようカバー体円筒部内に配置可能である。しかし、２個以上の平滑用電解コンデンサと発光管突出部の外径の積がカバー体円筒部内径よりも大きい場合においては、それぞれの中心軸が多角形の各点に位置するよう配設することになる。このように、平滑用電解コンデンサと発光管突出部をカバー体円筒部内に配置可能であればその位置関係は特に限定されない。

発光管突出部は、平滑用電解コンデンサを回路基板上に実装するための２本のリード線の並設方向のコンデンサ本体領域に配設されているとは、平滑用電解コンデンサのリード線断面視した場合、２本（一対）のリード線を結ぶ直線上であるとともに、その領域は電解コンデンサを構成するケース本体幅を含む領域を示す。要するに、平滑用電解コンデンサの断面視において、電解コンデンサを支持する２本のリード線を結ぶ方向に伸びる電解コンデンサの幅方向の線領域上に発光管突出部が位置していることを意味する。電解コンデンサを支持する一対のリード線を結んだ直線上の領域がその領域から外れた場合、相対的に長いリード線に支持された電解コンデンサが倒れる方向になる。したがって２個以上の平滑用電解コンデンサのうち、少なくとも発光管突出部に隣接する平滑用電解コンデンサと発光管突出部が上述の関係である必要がある。すなわち、電解コンデンサの一対のリード線を含む平面方向である電解コンデンサの倒れやすい方向に発光管突出部を配設した場合、互いの接触により細く長い発光管突出部側に変形しながら傾くため、発光管突出部はその圧力を受け損傷するなどの不具合が発生するおそれがある。したがって、発光管突出部は、少なくとも発光管突出部に隣接する平滑電解コンデンサの２本のリード線を含む仮想平面方向、すなわち、２本のリード線を含む仮想平面と略直交する倒れ込みやすい方向を避けた位置する必要がある。

また、発光管突出部は光束立上り特性を良好にするために、安定点灯時のアマルガム温度または最冷部温度を低くする必要があるためその先端を点灯装置側の比較的温度の低い領域まで延在させる必要がある。これにより、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の使用が可能となる。なお、発光管突出部内にアマルガムを封入したランプにおいては、点灯直後の水銀蒸気拡散を補うため、補助アマルガムを発光管内に配置することが好ましいが、この補助アマルガムは必須ではなく、点灯直後に発光管内に適度な水銀蒸気拡散がおこる条件で発光管が構成されていればアマルガムのみを封入したものであってもよい。

カバー体は、一端に口金が取付けられる円筒部を有するとともに、口金が取付けられた方向と逆の他端に発光管を保持する保持体を備えたものであり、一端から他端に拡開状に延長された略円錐状の回転体形状をなしており、略円錐状の点灯装置収容空間を有している。保持体は、発光管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。

カバー体に保持される発光管を構成する屈曲バルブは、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。

発光管は、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。

それぞれのバルブを構成する各直線部を円周上に配置して並設した場合においては、バルブ端部から突出形成された発光管突出部は回路基板の円周方向から口金側に突出することになる。回路基板の円周方向から口金側に突出した突出部を収容するカバー体内空間は、カバー体が略円錐状の回転体形状であるため、回路基板の円中心部分の高さ寸法すなわち口金近傍までの距離が最大となり、回路基板円周方向に向かうに従い高さ方向の寸法は、小さくなる関係になる。したがって、バルブ端部から突出した細管を熱源となる発光管から離間し、カバー体内空間の口金近傍まで延出するためには、回路基板の周方向から突出した細管をカバー体内壁に接触させないように、円中心方向へ屈曲させる必要がある。しかし、発光管端部がカバー体中心軸方向になるよう形成しているものにおいては、その端部から突出する突出部を屈曲させる必要はない。

発光管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。

発光管には、発光管内に形成された放電路の両端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。

発光管には、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。

発光管突出部は、発光管の内径と同一径であっても、発光管よりも縮径されていても、さらには小径のガラスバルブすなわち細管を発光管端部に封着してあってもよい。さらにこのバルブの一部の端部が延在した部分は、主アマルガム封入用として使用されるものであっても、排気管として使用されるものであってもよい。

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。

請求項１および２記載の発明によれば、カバー体内に延在した発光管突出部は、隣接する平滑用電解コンデンサを支持する２本のリード線の並設方向領域に位置しているので互いの接触による発光管突出部の折れやクラックの発生などを抑制することができる。また、発光管突出部は隣接する平滑用電解コンデンサを支持する２本のリード線を含む仮想平面と略直交する方向に倒れこむのを避けた位置に配設しているので、発光管突出部の損傷を抑制することができる。さらに、光束立上り特性が良好な電球形蛍光ランプを提供することができる。

請求項３記載の電球形蛍光ランプは、請求項１または２記載の電球形蛍光ランプの平滑用電解コンデンサを実装するための全てのリード線と発光管突出部は同一直線上に配置されていることを特徴とするものである。

平滑用電解コンデンサを実装するための全てのリード線と発光管突出部は直線上に配置されているとは、発光管突出部は、少なくとも４本のリード線の並設方向の延長上に位置していることを示す。さらに、直線上およびその直線の幅方向は、電解コンデンサを構成するケース本体の幅領域内を含むものである。要するに、２以上の平滑電解コンデンサを支持する４本のリード線を結ぶ方向に伸びる電解コンデンサの幅線上に発光管突出部が位置していることを意味する。

請求項３記載の電球形蛍光ランプによれば、請求項１または２記載の作用に加え、平滑用電解コンデンサの全てのリード線と発光管突出部が同一直線上に配置しているので、突出部と電解コンデンサが組立や輸送の際に接触したとしても、リード線を結ぶ直線方向へ容易に変形しながら傾くこと一層抑制することができる。したがって、発光管突出部にもストレスを与えにくいため、折れや、クラックの発生などを抑制することができる。

請求項４記載の照明装置は、請求項１ないし３いずれか一記載の蛍光ランプと；この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ものである。

請求項４記載の照明装置によれば、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照明装置を提供することができる。

以下、本発明の第1の実施形態である電球形蛍光ランプを図面を参照して説明する。

図１は、本実施の形態の電球形蛍光ランプを示す一部断面図、図２は図１のカバー体円筒部内の平滑用電解コンデンサと発光管突出部の位置関係を示す模式図、図３は、カバー体円筒部内の平滑用電解コンデンサと発光管突出部の別の位置関係を示す模式図である。

本実施の形態の電球形蛍光ランプは、図１に示すように、発光管10と、発光管突出部としての細管11と、カバー体20と、点灯装置30と、グローブ40とを備えている。カバー体20は、カバー本体21と、このカバー本体21の一端側に口金50が被される円筒部22および、カバー本体21の他端側に設けられた保持部としてのホルダ23とを備えている。

カバー本体21及びホルダ23は、例えば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て形成されている。カバー本体21は、上端から下端に拡開状に延長された略円錐状の回転体形状をなしているとともに、その上端に円筒部22が一体に設けられている。カバー本体21上端側の円筒部22には口50金が被され、接着またはかしめ等により固定されている。また、カバー体20の内部は略円錐形状に形成された点灯装置収容空間を有している。

カバー体20とグローブ40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50を含む高さＨ１は１１０〜１２５ｍｍ程度、直径すなわちグローブ40の外形Ｄ１が５０〜６０ｍｍ程度、カバー体の外形Ｄ２が４０ｍｍ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。

カバー本体21の他端部には発光管固定部材であるとともに点灯装置固定部材でもあるホルダ23が取付けられている。このホルダは、図示しない発光管10の端部が挿通可能な発光管挿通部を有している。発光管10はこのホルダ23に取付けられ、このホルダ23がカバー本体21の開口部を覆うようにカバー本体21に装着されている。また、ホルダ23には、点灯装置30を構成する回路基板31が嵌合手段（図示せず）により取付けられている。

点灯装置30は、口金50の中心軸線に対して略垂直に配置される基板31及びこの基板31に実装された複数の電気部品32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30は、口金50及び発光管10と電気的に接続され、口金50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、この出力を発光管10に印加して点灯させる。

基板31は、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31の口金50側の一面には、平滑用32a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気部品32の大部分が実装されている。２つの平滑用電解コンデンサ32a,32bは、それぞれ一対のリード線33a,33bを介して他の電気部品32と電気的に接続された状態で基板31の略中心に立設されている。なお、平滑用電解コンデンサ32a,32bを支持する全てのリード線33a,33bは断面視で略同一直線上に配置されているとともに、電解コンデンサ32a,32bを構成するケース本体の上側半分がカバー体20の円筒部22内に位置している。

また、基板31には、細管11を相通可能なような扇形に形成された挿通部31aが形成されている。なおこの細管挿通部31aは、回路基板31上に実装される２つの平滑用電解コンデンサ32a,32bの全てのリード線33a,33bの並設方向領域に位置している。

基板31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。

平滑用電解コンデンサ32a,32bのケース本体上部は、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気部品32よりも口金50側に突出するとともに円筒部22内に位置している。

グローブ40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40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40は、発光管10内包するとともに、開口部をカバー体20の他端側に嵌合させてカバー体20の他端側に取付けられている。なお、グローブ40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。

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、発光管の発光体層は、後述する屈曲バルブ10a,10b,10cの屈曲形成後に塗布形成される。

発光管10は、外形が略同形状の複数本例えば３本の屈曲バルブ10a,10b,10cを備えている。これら屈曲バルブ10a,10b,10cを所定の位置に配置し、連結管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。

３本の屈曲バルブ10a,10b,10cは夫々、互いに略平行な一対の直管部及びこれら直管部の一端同士を連続させる曲管部を有してＵ字状に形成されている。これら屈曲バルブ10a,10b,10cは、夫々の直管部が円周上に位置するように配設して、３つの曲管部が三角形状をなすトリプルＵ形に形成されている。なお、屈曲バルブを４つ使用して曲管部が四角形状をなすように形成してもよい。

各屈曲バルブ10a,10b,10cは、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10a,10b,10cの曲管部は、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10a,10b,10cの屈曲箇所を成形型に入れ、バルブ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。

なお、屈曲バルブ10a,10b,10c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、連通管の機械的強度がある程度確保できる。管外径が９．０〜１３ｍｍ、肉厚が０．５〜１．５ｍｍのガラスバルブを用いた発光管としては、放電路長が２５０ｍｍ〜５００ｍｍ、ランプ入力電力が８〜２５Ｗとして設計することで、白熱電球形状に近似した電球形蛍光ランプを構成することが可能となる。さらに、放電路長を大きくすることによって発光管のランプ効率が改善される点灯領域について検討した結果、放電路長が２５０〜５００ｍｍ、ランプ入力電力が８〜２５Ｗの範囲内であれば、ランプ効率が特に改善される。

屈曲バルブの加熱加工を容易にするために、屈曲バルブ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、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。

屈曲バルブ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から形成された以外は同一条件で形成された発光管よりも光束立上がりが向上することが確認された。

屈曲バルブ10a,10b,10c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11がピンチシール等によって発光管10の端部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10aの細管11はダミーであり、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10b端部に封着された発光管突出部としての細管11には主アマルガム60が封入されている。

主アマルガム60が封入される細管11は、その先端部がカバー体内の口金50側に位置するように屈曲バルブ10bの端部から突出している。この細管11の屈曲バルブ10bの端部からの突出長さは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で突出している。また、この細管11の中間部は、口金50の中心を通る軸線に近づく方向に屈曲するとともに再び前記軸線と略平行な方向に屈曲するように２ヶ所で屈曲する屈曲部を有している。この屈曲部より先端側部分は、屈曲部より発光管10側の根元部に対して前記軸線に近づけて配置されている。つまり、この屈曲部は、細管11がカバー体20の内壁面に当接しないように、先端側部分を前記軸線側に寄せながらこの先端側部分を口金50側に延在させるためのものである。屈曲バルブ10bの端部から細管11の先端部までの長さは約４０ｍｍである。

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。

発光管10の両側に位置する屈曲バルブ10a,10cの非連通管側の一端部には、図示しない電極としてのフィラメントコイルが一対のウエルズに支持されて配置されている。一対のウエルズは、両側の屈曲バルブ10a,10cの端部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、屈曲バルブの外部に導出されたワイヤーに接続されている。そして、発光管10から導出された２対すなわち４本のワイヤーは、点灯装置30に電気的に接続されている。

中間の屈曲バルブ10bの一端部及び電極近傍のウエルズには、補助アマルガムが設けられている。中間の屈曲バルブ10bに設けられた補助アマルガムは、ピンチシール等により封着されたウエルズ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。

白熱電球６０Ｗに相当する１２Ｗクラスの電球形蛍光ランプの場合、発光管10内の最適水銀蒸気圧を与える水銀の質量換算値の１０倍程度の質量の水銀を吸着可能であれば十分である。この実施形態では、補助アマルガムとして、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。なお、本実施形態では、補助アマルガムとして、水銀蒸気圧を大きく低下させない補助アマルガム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とするとよい。

この種の補助アマルガム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、発光管10は、バルブの高さが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。

そして、点灯装置30は、７〜１５Ｗのランプ電力により発光管内の電流密度（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は入力電力規格１２Ｗで、発光管には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、発光管からの光出力により全光束が約８１０ｌｍとなっている。

なお、本発明第1の実施形態で説明した２つの電解コンデンサ32aと細管11の他の実施可能な関係を図４に示す。

図は、口金を外した状態の電球形蛍光ランプの上面図である。図４（ａ）は、２つの平滑用電解コンデンサ32a,32bのうち、細管11に隣接した一方の平滑用電解コンデンサ32aの一対のリード線33a,33aを結ぶ線の同一直線上に細管11は位置しているものの、他方の平滑用電解コンデンサ32bの２本のリード線33b,33bは、一方の平滑用電解コンデンサ32aのリード線33a,33aと細管を結んだ直線と交差するよう実装されている。図４（ｂ）は、２つの平滑用電解コンデンサ32a,32bのうち、細管11に隣接した一方の平滑用電解コンデンサ32aの一対のリード線33a,33aを結ぶ同一直線上に細管11は位置していないものの、細管11と隣接する平滑電解コンデンサ32aのケース本体幅領域A内に位置している。

このような電球形蛍光ランプによると、平滑用電解コンデンサ32a,32bの全てのリード線33a,33bと細管11先端が同一線状に位置するよう配置しているので、細管11と平滑用電解コンデンサ32a,32bが組立て時や輸送の際に接触したとしても平滑電解コンデンサ32a,32bが細管11側に容易に変形しながら傾くことを抑制でき、細管11の折れやクラックの発生を抑制することができる。

さらに、発光管10がグローブ40に覆われ点灯中高温となる電球形蛍光ランプにおいても、電極から離間させるよう細管11を回路基板31の相通部31aを介してカバー体内20に接触することなく延在することで、その先端部に形成された温度は比較的低く保つことができる、したがって、細管11先端に封着されたアマルガム60は、点灯中比較的低温空間に位置することができるので、発光管10内の水銀蒸気圧を所望の圧力に保つことが可能となる。

次に本発明第２の実施形態である電球形蛍光ランプを図４を参照して説明する。

図４は本発明第２の実施の形態における電球形蛍光ランプの一部断面図、図５は発光管部分の横断断面。図６は図４のカバー体円筒部内の平滑用電解コンデンサと細管の位置関係を示す模式図を示す。

図４ないし図６において図１または図２と同一部分については同一符号を付して説明する。

グローブ40とカバー体20とから構成される外囲器は、定格電力100Ｗ形相当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、口金50を含む高さＨ1は110〜125mm程度、直径すなわちグローブの外形Ｄ1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。

発光管10は、略同形状の６本のＵ字状屈曲形バルブ10a,10b,10c,10d,10e,10fを所定の位置に配置し、連通管を介して順次接続することによって、１本の放電路が形成されている。

６本のＵ字状屈曲形バルブ10a〜10fは、管外径6〜11mm、本実施の形態では約8.15mmに構成されている。管外径が11mmを越えると十分な放電路を確保しつつ小形化することは困難であり、6mm未満とすると始動電圧が上昇するとともにランプ効率が低下し、また製造上困難になる。

各Ｕ字状屈曲バルブ10a〜10fの高さ寸法は約63mmであり、バルブ端部から連通管までの距離は14mmであるとともに、直線部間隔および各バルブ間隔は2.5mm程度に形成されている。

６本のＵ字状屈曲バルブ10a〜10fは、発光管10の軸方向に直交するよう横断方向から見ると、電極を有するバルブ10a,10fがそれぞれ底面に配置されて３本のＵ字状屈曲バルブによって略凸状をなすよう連結された２つの凸状の底面同士が互いに対向するとともに、電極を有するバルブ10a,10f端部同士が対向するよう底面に位置する電極を有さないバルブ端部10c,10dを連結管により連結し、650mmの１本の放電路が形成されている。なお、３本のバルブを凸状に連結された頂部に位置するＵ字状屈曲バルブ10b,10eの直線部と、底面に位置する２つのＵ字状屈曲バルブ10a,10c,10d,10fの１対の直線部のうち、内側に位置する直線部を連結するそれぞれの連結管は略並行になるよう連結している。すなわち、底面に位置する２つの屈曲バルブ10a,10c,10d,10fと頂部に位置する屈曲バルブ10b,10eは、略直角に連結されている。なお、６本の屈曲バルブ10a〜10fは、バルブ並設方向の最大幅が32〜43mmに形成されている。

発光管の両側に位置する屈曲バルブ10a,10fの非連通管側の一端部には、電極としてのフィラメントコイル12が、一対のウエルズに支持されて配置されている。一対のウエルズは、両端の屈曲バルブの端部にマウントを用いないピンチシールなどにより封着されたジュメット線を介して、屈曲バルブの外部に導出されたランプ側ワイヤーに接続されている。そして、発光管から導出された２対すなわち４本のランプ側ワイヤーは、点灯装置30に電気的に接続されている。

中間の屈曲バルブ10b〜10eの所望の一端部および電極近傍のウエルズには補助アマルガム61が設けられている。中間の屈曲バルブに設けられた補助アマルガム61は、ピンチシールなどにより封着されたウエルズに取付けられており、放電路の中間位置に配設される。補助アマルガムは、縦2mm、横7mm、厚さ40μmのステンレスの基板に金（Au）または銀（Ag）を約3mgメッキした形成されたものである。

中間の屈曲バルブ10cに封着された細管11は、その先端がカバー体20内の口金50側に位置するように屈曲バルブ10cの端部からの突出長Ｌ1は15〜50mmの長さとするのが好ましく、本実施形態では約45mm屈曲することなく突出している。細管11は、後述するホルダ23および回路基板31の挿通部31aを介ししカバー体20内空間まで突出している。この細管挿通部31aの大きさは、細管11の先端側部分が挿通可能な大きさに形成されている。このとき、基板の遮熱効果をできるだけ低減させないためには、細管挿通部31aと細管11との間が１ｍｍ以下となるように細管挿通部31aを形成するのが好ましい。

この細管挿通部31aは、組立て後において、細管挿通部31aに隣接して実装された平滑電解コンデンサ32aを支持する一対のリード線33aを含む仮想平面と略直交する方向に倒れこむ方向を避けた位置すなわち仮想平面領域A上に配置されている。さらに、２つの平滑用電解コンデンサ32a,32bと細管11の縦軸方向の中心軸を結んだ形状が略三角形となるように細管11を配置している。なお、図７に示すような平滑用電解コンデンサと細管の配置関係であっても構わない。

主アマルガム60は、ビスマス（Bi）が50〜65質量％、錫（Sn）が35〜50質量％からなる合金を基体とし、この合金に対して水銀を12〜25質量％含有させたものである。

そして、点灯装置30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3〜5 mA／mm²で点灯させるように構成されている。

本実施の形態の電球形蛍光ランプによれば、２つの平滑用電解コンデンサ32a,32bと細管11の縦軸方向の中心軸を頂部としてそれぞれの頂部を結んだ仮想形状が略三角形となるとともに、細管11と隣接する平滑用電解コンデンサ32aの２本のリード線33a,33aを含む仮想平面と略直交する方向を避けた領域に直線上に細管11を配置しているので、細管11と平滑用電解コンデンサ32aが組立て時や輸送の際に接触したとしても平滑電解コンデンサ32aが細管11側に容易に変形しながら傾くことを抑制でき、細管11の折れやクラックの発生を抑制することができる。

図４に示す電球形蛍光ランプは、例えば、図８に例示する照明器具に用いることができる。

この照明器具70は、天井に埋め込まれたダウンライトであり、器具本体に取付けられたソケット71に電球形蛍光ランプが取付けられている。

上述のように規定された電球形蛍光ランプ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70内に配設されたソケット71近傍の反射体への光照射量が十分に確保され、反射体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。

本実施の形態の電球形蛍光ランプを示す一部断面図。図１のカバー体円筒部内の平滑用電解コンデンサと細管の位置関係を示す模式図。カバー体円筒部内の平滑用電解コンデンサと細管の別の位置関係を示す模式図。本発明第２の実施の形態における電球形蛍光ランプの一部断面図。発光管部分の横断断面。図４のカバー体円筒部内の平滑用電解コンデンサと細管の位置関係を示す模式図。カバー体円筒部内の平滑用電解コンデンサと細管の別の位置関係を示す模式図本発明埋め込み形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…細管、20…カバー体、30…点灯装置、
32a,32b…平滑電解コンデンサ、33a,33b…リード線、40…グローブ、
50…口金、60…主アマルガム

Claims

屈曲バルブを有する発光管と；
基板にコンデンサ本体および本体の一端面に設けられた一対のリード線を有する相対的に背の高い２個以上の平滑用電解コンデンサを含む電気部品を実装してなり、高周波電力を出力して発光管を点灯する点灯装置と；
一端側に円筒状に形成された円筒部に口金が設けられるとともに、他端側に発光管を保持する保持部を有し、電気部品のうち少なくとも２つの平滑用電解コンデンサを円筒部内に位置させながら点灯装置を収容したカバー体と；
屈曲形バルブ内部に連通し、かつ屈曲形バルブの少なくとも一の端部から延在した先端部は前記カバー体内の口金側円筒部内に位置しており、その先端部は隣接配置された少なくとも一の平滑用電解コンデンサの一対のリード線の並設方向のコンデンサ本体領域に配設された発光管突出部と；
を具備していることを特徴とする電球形蛍光ランプ。
屈曲バルブを有する発光管と；
基板に一対のリード線を有する相対的に背の高い２個以上の平滑用電解コンデンサを含む複数の電気部品を実装してなり、高周波電力を出力して発光管を点灯させる点灯装置と；
一端側に円筒状に形成された円筒部に口金が設けられているとともに、他端側に発光管を保持する保持部を有し、電気部品のうち少なくとも２個の平滑用電解コンデンサを円筒部内に配置させながら点灯装置を収容したカバー体と；
屈曲形バルブ内部に連通し、かつ屈曲形バルブの一端部から延在してその先端部が前記平滑用電解コンデンサとともにカバー体の円筒部内に位置する発光管突出部と；
を具備しており、前記カバー体の円筒部に位置する電気部品および発光管突出部は、各電気部品が一対のリード線を含む仮想平面と略直交する方向に倒れ込むのを避けた位置に発光管突出部を配置していることを特徴とする電球形蛍光ランプ。
平滑用電解コンデンサを実装するための全てのリード線と発光管突出部は同一直線上に配置されていることを特徴とする請求項１または２記載の電球形蛍光ランプ。
請求項１ないし３いずれか一記載の蛍光ランプと；
この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。