WO2004006288A1

WO2004006288A1 - 電球形無電極蛍光ランプおよび無電極放電ランプ点灯装置

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Publication number: WO2004006288A1
Application number: PCT/JP2003/008252
Authority: WO
Inventors: Takeshi Arakawa; Akira Hochi; Tomohiro Sawa; Mitsuharu Kawasaki
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
Priority date: 2002-07-02
Filing date: 2003-06-27
Publication date: 2004-01-15
Also published as: JPWO2004006288A1; US20050012458A1; CN1306555C; CN1579001A; AU2003246105A1; EP1519404A1; US7215082B2

Abstract

凹入部１５を有する発光管１と、凹入部１５に挿入された誘導コイル３と、誘導コイル３に電気的に接続された点灯回路４と、口金７とを備え、発光管１と点灯回路４と口金７とが一体に構成された電球形無電極蛍光ランプであって、発光管１は、略球形の外管１２と内管１１とから構成されており、外管１２のうち少なくとも上半球表面には、光透過性のシリコーンゴム１０がコーティングされている、電球形無電極蛍光ランプである。

Description

糸田電球形無電極蛍光ランプおよび無電極放電ランプ点灯装置技術分野

本発明は、無電極放電ランプ点灯装置に関し、特に、電球形無電極蛍光ランプに関する。背景技術

近年、地球環境保護と経済性の視点から、白熱電球に比べて効率が約 5倍高い有電極の電球形蛍光ランプが、住宅やホテルなどにおいて電球代替用として広く利用されてきている。このような有電極の電球形蛍光ランプは、例えば、特開 2 0 0 1— 1 9 6 1 9 4号公報に開示されている。電球形蛍光ランプは、点灯回路を内蔵しており、そして口金も有しているので、白熱電球と直接代替可能な構造をしている。

さらに、最近、従来から存在する有電極の電球形蛍光ランプの他に、無電極の電球形蛍光ランプが普及し始めている。無電極蛍光ランプは、電極が無いことから、電極の損耗がなく寿命が有電極蛍光ランプに比べて更に長いことが特徴であり、今後ますます普及していくことが期待される。そのような電球形無電極蛍光ランプは、例えば、特開平 9一 3 2 0 5 4 1号公報に開示されている。

無電極蛍光ランプは、従来は、主として公共照明用途（例えば、街路灯など）に用いられてきたが、電球形無電極蛍光ランプが開発された後は、ホテルなどにおいて電球代替用としての用途も広がっており、それゆえに、従来よりも万が一の破裂に備えて、飛散防止のことにより深く注意を払う必要が出てきた。

ここで、特開平 9一 3 2 0 5 4 1号公報に開示された無電極の電球形蛍光ランプを図 2 0に示し、比較のため、特開 2 0 0 1— 1 9 6 1 9 4号公報に開示された有電極の電球形蛍光ランプを図 2 1に示す。

図 2 0に示すように、球状のバルブ 3 0 3の一部には、誘導コイル（ 3 0 6、 3 0 7 ) を挿入するための凹入部が設けられており、そして、バルブ 3 0 3の内部は、発光ガスが封入されているものの、数 P a〜数百 P aの減圧状態となっている。なお、図 2 0中の膜 3 0 1は導電膜であり、膜 3 0 2は蛍光体である。ここで、仮にバルブ 3 0 3の一部が破損すると、バルブ 3 0 3の内部が減圧状態になっているがゆえに、管球の中心点に向かって一気に爆縮するので、有電極の電球形蛍光ランプと比較して、飛散する程度が大きくなると考えられる。

つまり、有電極の電球形蛍光ランプの場合、図 2 1に示すように、細長いバルブ 7 1の中が、通常の蛍光灯のように減圧状態になっているものの、細長いバルブ 7 1の周囲に空気が位置し、その周りにグローブ 7 5が位置しているので、仮にバルブ 7 1が破損したとしても、飛散物はグローブ 7 5内に収まってしまう。また、飛散物が与える衝撃を吸収したグローブ 7 5が破損しても、グローブ 7 5 内は減圧状態でもないので、爆縮しない。もしグローブ 7 5がないタイプのランプだったとしても、有電極の電球形蛍光ランプの場合には、管の形状がチューブ状であるために、破損時に大気圧との差によって働く力が、幅広く管の中心軸に沿って分散し、それゆえ、球の中心に力が集中する無電極の電球形蛍光ランプよりも小さくなるので、飛散の程度は小さくてすむ。

本発明はかかる諸点に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、万が一ランプが破損して飛散したときでも、その飛散を効果的に防止することができる電球形蛍光ランプおよび無電極放電ランプ点灯装置を提供することにある。発明の開示

本発明の第 1の電球形無電極蛍光ランプは、発光ガスが封入され、回入部を有する発光管と、前記凹入部に挿入された誘導コイルと、前記誘導コイルに電気的に接続された点灯回路と前記点灯回路に電気的に接続された口金とを備え、前記発光管と前記点灯回路と前記口金とは一体に構成されており、前記発光管は、略球形の外管と、前記凹入部を規定する内管とから構成されており、前記外管のうち少なくとも上半球表面には、光透過性のシリコーンゴムがコーティングされていて、前記シリコーンゴムの機械的物性値のうち、引張強度 [M P a ] と破断伸度 [ %] と 1 / 2とを乗じたものとして定義されるレジリエンス値 [M P a · %] を R e sとし、前記シリコーンゴムがコーティングされている範囲の平均膜厚 [At m] をとしたとき、一 5 8. 2 7 1 L n (T_a" ' R e s) + 7 1 1. 0 3 < 1 0 0 (ここで、 L nは、自然対数を意味する）の関係を満たす。

さらに、一 58. 2 7 1 L n (T - R e s ) + 7 1 1. 0 3く 7 5の関係を満たすことが好ましい。

本発明の第 2の電球形無電極蛍光ランプは、発光ガスが封入され、凹入部を有する発光管と、前記凹入部に挿入された誘導コイルと、前記誘導コイルに電気的に接続された点灯回路と前記点灯回路に電気的に接続された口金とを備え、前記発光管と前記点灯回路と前記口金とは一体に構成されており、前記発光管は、略球形の外管と、前記凹入部を規定する内管とから構成されていて、電球 1 00W 相当の定格光束を有する高ヮット用の発光管であり、前記外管のうち少なくとも上半球表面には、光透過性のシリコーンゴムがコーティングされていて、前記シリコーンゴムの機械的物性値のうち、引張強度 [MP a] と破断伸度 [%] と 1 /2とを乗じたものとして定義されるレジリエンス値 [MP a · %] を R e s とし、前記シリコーンゴムがコーティングされている範囲の最低所要膜厚 [; m] を T_{th i n}としたとき、 T_{thi n}≥— 26. 4 5 3 L n (R e s ) + 2 6 3. 54 (ここで、 L nは、自然対数を意味する）の関係を満たす。

本発明の第 3の電球形無電極蛍光ランプは、発光ガスが封入され、凹入部を有する発光管と、前記凹入部に揷入された誘導コイルと'、前記誘導コイルに電気的に接続された点灯回路と前記点灯回路に電気的に接続された口金とを備え、前記発光管と前記点灯回路と前記口金とは一体に構成されており、前記発光管は、略球形の外管と、前記凹入部を規定する内管とから構成されていて、電球 60W相当の定格光束を有する低ヮット用の発光管であり、前記外管のうち少なくとも上半球表面には、光透過性のシリコーンゴムがコーティングされていて、前記シリコーンゴムの機械的物性値のうち、引張強度 [MP a ] と破断伸度 [%] と 1 2とを乗じたものとして定義されるレジリエンス値 [MP a ■ %] を R e sとし、前記シリコーンゴムがコーティングされている範囲の最低所要膜厚 [/ m] を T _thinとしたとき、 T_{th i n}≥— 24. 2 3 2 L n (R e s ) + 2 3 8. 5 3 (ここで、 L nは、自然対数を意味する）の関係を満たす。

前記シリコーンゴムは、前記外管表面の実質的に全面にコーティングされていることが好ましい。前記シリコーンゴムは、前記外管の前記上半球表面とともに、前記外管の下半球表面にもコーティングされていることが好ましい。

ある実施形態において、前記シリコーンゴムは、青色領域の可視光を吸収するための、芳香族系の官能基が導入されたシリコーンゴムである。

ある実施形態において、前記シリコーンゴムのコーティング上、または、前記シリコーンゴムのコーティングと前記外管表面との間に、カラーフィルタ機能を有する薄膜が形成されている。

ある実施形態において、前記シリコーンゴムのコーティング上、または、前記シリコーンゴムのコーティングと前記外管表面との間に、紫外線吸収機能を有する薄膜が形成されている。

ある実施形態において、前記シリコーンゴムのコーティング上には、光触媒機能を有する薄膜が形成されている。

ある実施形態において、前記シリコーンゴムのコーティング上には、高分子樹脂からなる薄膜が形成されている。

本発明の無電極放電ランプ点灯装置は、凹入部を有する発光管を備えた無電極放電ランプ点灯装置であり、前記発光管の外表面には、シリコーンゴムからなる飛散防止膜が形成されている。

ある好適な実施形態において、前記発光管の内表面の少なくとも一部には、蛍光体層が形成されている。前記発光管の外管の内表面の実質的に全面に蛍光体層が形成されていることが好ましい。

ある実施形態において、前記飛散防止膜の上、または、前記飛散防止膜と前記発光管の前記外表面との間には、蛍光体層が形成されている。

前記シリコーンゴムは、蛍光体が混入されたシリコーンゴムであってもよい。図面の簡単な説明

図 1は、本発明の実施形態 1にかかる電球形無電極蛍光ランプの構成を模式的に示す断面図である。

図 2は、落下試験を説明するための図である。

図 3は、各種シリコーン薄膜の平均膜厚（T hin) と飛散度（d ) の関係を示すグラフである。

図 4は、電球形無電極蛍光ランプの各部位を説明するための断面図である。図 5 ( a ) は、膜によってガラスの飛散を抑制した図であり、図 5 ( b) は、膜を突き破ってガラスが飛散した図である。

図 6 ( a ) から図 6 ( c ) は、それぞれ、高 Wの場合のサンプル a〜 cについて封止部強制破壌試験の結果を示すグラフである。

図 7 ( a ) から図 7 ( c ) は、それぞれ、低 Wの場合のサンプル a〜 cについて封止部強制破壌試験の結果を示すグラフである。

図 8は、 "応力 σ " と "ひずみ γ " の関係を表すグラフである。

図 9は、膜強度 [Ν ■ %Zm] とガラス破片の最大飛散半径（c m) との関係を示すグラフである。

図 1 0は、レジリエンス値と所要膜厚との関係を示すグラフである。

図 1 1 ( a ) 〜図 1 1 ( c ) は、それぞれ、硬度、引張強度、破断伸度について経時変化を示すグラフである。

図 1 2は、レジリエンスの経時変化を示すグラフである。

図 1 3は、シミュレーション結果と加速度試験結果とを比較するためのグラフである。

図 1 4 ( a ) および図 1 4 (b) は、それぞれ、低 Wおよぴ高 W用発光管におけるシミュレーション結果と加速試験結果とを比較するためのグラフである。図 1 5は、引張強度の試験片厚み依存性を示すグラフである。

図 1 6は、破断伸度の試験片厚み依存性を示すグラフである。

図 1 7は、本発明の実施形態 1にかかる電球形無電極蛍光ランプの外観を示す図である。

図 1 8は、電球形無電極蛍光ランプの分解図である。

図 1 9は、本発明の実施形態 2にかかる電球形無電極蛍光ランプの一例を模式的に示す断面図である。

図 2 0は、従来の無電極の電球形蛍光ランプの構成を模式的に示す断面図である。

図 2 1は、従来の有電極の電球形蛍光ランプの構成を模式的に示す断面図である。

図 2 2は、落下試験に用いたシリコーンの物性値を示す図表である。

図 2 3は、ヒートショック強制破壊試験に用いたシリコーンの物性値を示す図でめる。

図 2 4は、サンプル Fの点灯 30， 000時間後の物性値の予測値を示す図表である。図 2 5は、低 Wの発光管における耐熱加速試験後の落下試験結果を示す図表である。

図 2 6は、高 Wの発光管における耐熱加速試験後の落下試験結果を示す図表でめる。

図 2 7は、低 Wの発光管における耐熱寿命試験後のヒートショック封止部強制破壊試験結果を示す図表である。

図 2 8は、高 Wの発光管における耐熱寿命試験後のヒートショック封止部強制破壊試験結果を示す図表である。発明を実施するための最良の形態

本願発明者は、電球形無電極蛍光ランプが破損して飛散したときに、その飛散を効果的に防止するために、電球形無電極蛍光ランプの発光管の表面に、樹脂製薄膜を形成することを思い付いた。電球形無電極蛍光ランプ以外の直管 ·丸管の蛍光ランプにおいて、発光管（バルブ）にコーティングを施すことがあるが、電球形無電極蛍光ランプにどのようなコーティングを施していいか、開発当初は全く見当が付かなかった。それは次のような理由による。

直管 ·丸管の蛍光灯においては、熱収縮タイプのポリエステル系樹脂、塩化ビニル系のフィルムからなる熱収縮チューブを外管表面に被せて、それを加熱により密着加工することがある。しかし、これでは、形状自由度が小さく、また、耐熱寿命が短いという問題が生じる。ランプの寿命末期まで飛散防止膜の機能を保証するとすると、一般の有電極の蛍光ランプと比べて長寿命な電球形無電極蛍光ランプでは発光管が略球形であるとともに、点灯時に発光管が高温となるので、形状自由度が小さいフィルムは使用できず、また、耐熱寿命が短いものを用いることは無理である。また、電球形無電極蛍光ランプが公共照明用途として使用される場合、屋外にも取り付けられることになるが、直管 ·丸管の蛍光灯に用いられる当該熱収縮チユープは、耐候性に劣るため、その点でもこの熱収縮チューブを電球形無電極蛍光ランプに用いることには問題が生じる。さらに塩化ビニル系の材料を用いることは、環境公害の観点からも問題がある。なお、直管 ·丸管の蛍光灯についてはウレタン樹脂を用いてコーティングすることも検討されているが、これについても、電球形無電極蛍光ランプに用いるとなると、耐熱性が低く、耐候性が劣るという問題から、寿命末期まで性能を保証することは困難である。

耐熱性 .耐候性に優れる材料としてはテフロン（登録商標、「P T F E」とも称する）を挙げることができる。しかし、テフロンは、ガラスの表面に糊であるプライマーをスプレー塗布した後、粉体のテフロンをスプレーで吹き付け、かつ、電気炉にて粉体のテフロンを溶かして、ガラス表面にコーティングを行う必要があるため、加工が困難であり、それゆえ、電球形無電極蛍光ランプのコーティングには向かない。また、コストが高くなるという欠点もある。光源ということを無視して、単に、電球形無電極蛍光ランプのバルブを保護するのであれば、適当な樹脂を厚く塗ったり、金属等の材料を周囲に配置したりすることも可能かもしれないが、電球形無電極蛍光ランプの配光性およびデザイン性を損なわないように、また光束をできるだけ落とさないようにするには、そのような手法は適さない。

さらに、電球形無電極蛍光ランプの特有の問題にも注意しなければならない。誘導コイルを揷入するための凹入部を有する電球形無電極蛍光ランプ（または無電極放電ランプ）は、凹入部を構成するための内管と、バルブの外形となる外管とを封着することによって形成されているので、封着部周辺に加工時の歪みゃ微小なキズ (マイクロクラック）が残りやすく、それゆえに、熱または物理的な衝撃を受けることにより、内管と外管との封着部が破損しやすくなっている。

また、バルブ（発光管）が破損した場合、管内圧が外圧（大気圧）と比べて極端に低いため、いわゆる「爆縮」現象を起こして、その際、凹入部（内管）が外管を突き破り、ガラスが飛散してしまう現象が本願発明者の実験で確認された。この現象は、同じ電球形であっても、有電極の蛍光ランプには見られないものである。有電極の電球形蛍光ランプは、バルブが内管と外管とにより構成されていないこと、内管による囬入部がないことに加えて、バルブの周囲にはグローブが設けられているからである。つまり、無電極の電球形蛍光ランプは、内管と外管との構成、発光管が剥き出しになっていること等の特殊性に起因して、破損時に飛散防止に独特の保護をしてやらないといけない。また、電球形無電極放電ランプは、無電極蛍光ランプの特徴である長寿命の特性を有しているので、破損時の飛散を防止するためにコーティングされた膜（飛散防止膜）には、優れた耐熱寿命特性が要求される。もちろん、上述したように、加工が比較的容易で、形状自由度も確保できるものでなければならない。

つまり、開発当初においては、飛散防止膜に要求される材料物性が全く明らかにされておらず、何を基準に最適な材料開発を行うかの判断ができなかったのである。このような状況下で、本願発明者は、材料開発の基準を明確化することを実践し、試行錯誤を重ねた後、ついに、電球形無電極放電ランプに適した飛散防止膜およびそれに要求される材料物性の条件を見出すことに成功し、本発明に至つた。

以下、図面を参照しながら、本発明による実施の形態を説明する。以下の図面においては、説明の簡潔化のため、実質的に同一の機能を有する構成要素を同一の参照符号で示す。なお、本発明は以下の実施形態に限定されない。

(実施の形態 1 )

図 1から図 3を参照しながら、本発明の実施形態 1にかかる無電極放電ランプ点灯装置および電球形無電極蛍光ランプを説明する。

図 1は、本実施形態の無電極放電ランプ点灯装置（電球形無電極蛍光ランプ）の構成を模式的に示している。本実施形態の無電極放電ランプ装置は、凹入部 1 5を有する発光管（バルブ） 1を備えており、発光管 1の外表面には、透光性のシリコーンゴム 1 0がコーティングされている。また、発光管 1の内表面の少なくとも一部には、蛍光体層 2が形成されている。

図 1に示した無電極放電ランプ装置は、発光管 1と点灯回路 4と口金 7とが一体に構成された電球形無電極蛍光ランプであり、発光管 1の外表面の略全面にシリコーンゴムからなる飛散防止膜 1 0が形成されている。発光管 1は、誘導-コィル 3が挿入される凹入部 1 5を構成する内管 1 1と、発光管 1の外表面となる外管 1 2とから構成されており、そして、略円筒状の内管 1 1の端部と、略球形の外管 1 2の端部とは、封止部（封着部） 1 3で封着されている。なお、封止部 1 3の周囲には、ネック部 1 4が位置している。なお、発光管 1のガラス部の厚さは、 0 . 8〜 2 . 0 m mの範囲で分布し、発光管 1が電球 1 0 O W相当の高ヮット用の発光管の場合、そのガラス肉厚は、上半球側（口金 7とは反対の側）の平均で 1 . 0 ± 0 . 2 mmであり、そして、発光管 1が電球 6 0 W相当の低ワット用の発光管の場合、そのガラス肉厚は、上半球側の平均で 1 . 3 ± 0 . 2 m mでめる。

誘導コイル 3は、フェライトからなるコア 3 aと、コア 3 aに卷かれた卷線 3 bとからなり、卷線 3 bは、点灯回路 4に電気的に接続されている。点灯回路 4 の周囲にはカバー 5が設けられており、カバー 5の下部には、点灯回路 4と電気的に接続された口金 7が設けられている。なお、図 1に示した例では、発光管 1 と点灯回路 5との間に、ホルダー 6がある。ホルダー 6は、発光管 1との嵌合により発光管 1を固定保持し、そして、ホルダー 6は、カバー 5との嵌合により固定保持されている。

飛散防止膜 1 0は、内管 1 1と外管 1 2との封止部の破損を起因として、内管 1 1 (凹入部）が外管 1 2を突き破ってしまうことを防止するために、少なくとも外管 1 2の頭頂部（または頂点部 l a ) を覆うことが必要となる。ここで、

「頭頂部」の範囲は、内管 1 1の先端部を略中心にして左右 4 5度の角度に入る外管 1 2表面と規定してもよい。また、頂点部 1 aを中心にして半径 2 5 m mの範囲の外管 1 2の一部としてもよい。飛散防止膜 1 0は、外管 1 2の上半球（発光管 1の外管 1 2を地球に見立てると「北半球」）部分を覆うことが好ましい。ここで、「上半球」の部分は、外管 1 2の高さの半分より上の範囲とみなしてもよく、外管 1 2が球形または実質的に球形とみなせるときには、大円（赤道）を含んでそれより上方の範囲である。そして、外からの衝撃を外管 1 2の全面にわたって防止するには、発光管 1の外管 1 2外表面を実質的に全面覆うことが更に好ましい。

次に、飛散防止膜 1 0の材料として、透光性のシリコーンゴムを選択した理由を述べると、有電極 ·無電極の電球形蛍光ランプ、直管 '丸管蛍光ランプのいずれにおいても飛散防止膜 1 0としてシリコーンゴムが使用されたことはなかったのであるが、各種材料を選定する上で、耐熱性 ·耐候性の観点からこの材料に注目したものである。

シリコーンゴムの機械的強度特性として、例えば、硬度、引張強度、破断伸度、せん断接着を挙げることができる。これらの特性の中、どのパラメータが飛散防止膜 1 0として機能のために重要であるか、飛散防止機能とこれらの物性値との関連性は、全くの未知であった。したがって、電球形無電極蛍光ランプ用の飛散防止膜に要求される所要物性を解明することが必要となった。本願発明者は、数多くの実験を行うことによって、「引張強度」と「破断伸度」の 2つの材料パラメータと、「膜厚（分布）」という 1つの設計パラメータとのみで、飛散防止膜 1 0として必要な条件を導き出すことに成功した。その条件とは、以下のようなものである。なお、「L n」は、自然対数を意味する。

( 1) 発光管が電球 1 0 OW相当の高ワット用の発光管（以下、「高 W」と称する）である場合に、シリコーンゴムの機械的物性値のうち、引張強度 [MP a] と破断伸度 [%] と 1/2とを乗じたものとして定義されるレジリエンス値

[MP a ■ %] を R e s とし、頭頂部または上半球（頂点部から側面部の範囲 (図 4参照））におけるシリコーンゴムの最低所要膜厚 [/xm] を T_{th i n}としたとき、 '

T _t h > n≥ - 26. 4 5 3 L n (R e s ) + 2 6 3. 54

を満たすこと。

(2) 発光管が電球 6 OW相当の低ワット用の発光管（以下、「低 W」と称する）である場合には、

T th：„≥ - 24. 2 3 2 L n (R e s ) + 2 3 8. 5 3

を満たすこと。

あるいは、次のような条件であってもよい。

(3) シリコーンゴムが外管表面の実質的に全面にコーティングされており、シリコーンゴムがコーティングされている範囲の平均膜厚 [ μ ΠΙ] をとしたとき、 — 5 8. 2 7 1 L n (T · R e s ) + 7 1 1. 0 3 < 1 00

を満たすこと。この場合、発光管は高 W、低 Wの何れであってもよい。

さらに好ましくは、

(4) — 5 8. 2 7 1 L n (T_ave - R e s ) + 7 1 1. 0 3く 7 5 を満たすこと。

これらの条件を求めるために本願発明者が行った実験および検討を以下に説明する。

〔飛散防止膜の材料についての実験および検討〕

まず、飛散防止膜として好適な条件を求めるためには、実際の使用状態を想定した上で、品質評価の判断基準を定めることが好ましい。そのために、発光管の "割れ" に対して、 "その原因" と "その割れかた" との関係を明確にする必要がある。ランプが割れる原因としては、外部から機械的 ·熱的な衝撃を受けることによりガラス管が破損することが考えられる。

機械的な衝撃としては、点灯中、出荷搬送時、製造アセンブル中における落下や、物を直接ぶつけた際に起こり得る破損などが挙げられる。そして、熱的な衝撃としては、屋外使用中に点灯して熱くなつた発光管に雨がかかるような場合や、点灯、消灯による熱膨張と収縮の繰り返しストレスによるマイクロクラックの成長による破損が考えられる。

これらのことを想定して、機械的な衝撃に対する破損は、実用上から考えても落下試験による評価が妥当であり、一般蛍光灯規格である JIS C 7601— ¹⁹⁹⁷の 3 m 天井高さからのランプの落下試験の基準に準拠すべきであると考えた。また、熱的な衝撃に関しては、ガラス加工時の残留ひずみがありマイクロクラックの入り易い封止部（封着部）にヒートショックをかけて破壊した際に、ガラス破片が膜を突き破って飛散しないことが不可欠であると考えられる。

ぐ評価結果〉

まず、落下試験について説明する。落下試験（JIS C 7601 ¹⁹⁹⁷) は、図 2に示すように、 3mの天井高さより発光管 1を自然落下させ、落下地点より飛散したガラスの最大飛散距離（半径）を測定する。なお、 JISでは、 l m以内が一般の飛散防止膜付蛍光灯の規格として定められている。なお、 3m高さが公共施設等の建築物の一般的な高さである（住宅は 3 m以下）こと、及び、ガラスの最大飛散距離が 1 m以下であれば人間の視線の高さを考慮すると破片が目に入る等して重傷を引き起こす危険性は極めて低いことの 2点から、本評価基準は日本のみならす全世界において一般的な安全性の一つの指標になると考える。

飛散防止膜として要求される所要物性を明確にするために、各物性値の異なる数種のシリコーンゴムからなる薄膜を、発光管の外表面の全面に形成して、その落下試験を行った。落下試験に用いたシリコーンゴムおよびその物性を図 2 2に示す。サンプル A〜Fは、すべて、 G E東芝シリコーン（株）から購入した。落下試験の結果である、各種シリコーン薄膜の膜厚と飛散度の関係を図 3に示す。図 3中の横軸は、発光管 1に形成された薄膜の平均膜厚を表している。そして、縦軸は、発光管 1が割れ、最も遠方に飛散したガラス破片の飛距離を表している。

ここで、平均膜厚とした理由は、落下試験では、床面と衝突する発光管 1の破損部が一定せず、発光管 1の頂上部から封止部（図 4参照）にかけて、広く分布しているからであり、それゆえ、膜厚の平均値を取るのが妥当だと考えたからである。また、同一平均膜厚で、頂上部〜封止部にかけての膜厚分布を変化させてもバラツキの範囲内で有意差は見受けられなかった。加えて、低 Wと高 Wとでガラスの肉厚が異なるものの、両者の間に有意差は無く、評価結果のバラツキに含まれてしまう程度であったため、図 3中のデータ（点）は低 W、高 Wの双方を混合してプロットしている。

図 3から分かるように、ガラス破片の飛散の程度は、シリコーンの機械的物性の内、破断伸度と引張強度（+膜厚）の影響が大きく、引張強度と伸び（破断伸度）とに優れたサンプル Fが最も良好な結果を示した。

次に、ヒートショック強制破壊試験について説明する。封止部（図 4参照）にマイクロクラックを施し、ホットプレートで封止部を加熱した状態から氷水にて強制冷却し、封止部を破損させる。この際、爆縮により内管が外管を直撃しガラスを破損させるが、膜によってガラスの飛散を抑制できれば、 " O K〃とし（図 5

( a ) 参照）、膜を突き破りガラスが飛散すれば" N G "と判断する（図 5

( b ) 参照）。封止部の破損を原因として、弾丸のように発射された内管が外管を突き破り、ガラス破片が飛散しないようにするためのシリコーンの所要物性、膜厚を明確にするために、物性値の大きく異なる 3種類のシリコーンを用いて飛散防止膜を形成し、強制破壊試験を行った。使用した 3種のシリコーンおよびその物性を図 2 3に示し、そして、強制破壊試験の結果を、図 6および図 7に示す。

図 6は、高 W (電球 1 00W相当）の発光管についてのグラフであり、図 7は、低 W (電球 6 0 W相当）の発光管についてのグラフである。サンプル a〜cの物性値は図 2 3に示す。サンプル a〜 cは、すべて、 GE東芝シリコーン（株）から購入した。なお、サンプル aは、上記サンプル Fと同じものであり、サンプル bは上記サンプル Eと同じものである。

図 6および図 7においては、横軸に発光管 1個あたりの塗布量を示し、縦軸にはヒートショック強制破壊試験により破損したガラスの破断面におけるシリコーン被膜の膜厚を表している。同じ塗布量であっても、破断面の膜厚が異なっているのは、内管が飛び出した衝撃で破損した発光管の部位が異なっており、各部位によって膜厚の分布が異なっているためである。また、塗布量での評価は平均膜厚での評価と等価であり、同一塗布量でも "OK" と" NG" に判定がまたがつている事から、平均膜厚よりも最小膜厚を設定することが重要であることを意味している。

サンプル aについては、高 Wが 3 5 m、低 Wが 3 0 mに" OK" と" NG " の境界値が存在しており、膜厚分布の最小の膜厚を規定することになる。サンプル bについても同様に、高 Wが 6 5 i m、低 Wがに" OK" と" NG " の境界値が存在しており、サンプル cについては、高 Wが 9 5 // m、低 Wが 8 5 / mに" OK" と" NG" の境界値が存在している。

初期での内管が飛び出し、ガラスが飛散するという "割れ" に対しては、上記の材料を選択すれば、おのずと所要の膜厚が決定される。しかしながら、ランプの寿命末期までガラス飛散の防止効果を発揮しょうとすれば、採用するシリコーン材料の経時変化（劣化）を考慮して、初期強度を高めに設計する必要がある。そのためには、物性値として要求されるファクターと数値を明確にしなければならない。そこで、これら物性の異なるシリコーンの試験結果を元に、所要物性値の考察を更に続けた。

上記の実験結果より、飛散防止膜として材料に要求される物性としては、 "引張強度" および "破断伸度 "の 2つの材料パラメータと" 膜厚（分布） "という 1つの設計パラメータにより表記できることがわかった。ここで、引張強度と膜厚については、膜の強度を意味し、破断伸度については、材料の" 弾性 "を意味するところから、外部からの衝撃を吸収する役割を呈する。これらの要素とガラスの飛散度合いを相関づけることにより、物性値から "割れの度合い" を導き出すことが可能となる。

引張強度と伸び（伸度）については、材料レオロジー特性の一つである "レジリエンス" として関連付けることができる。レジリエンスとは、弾性エネルギーとして蓄積される最大限界の仕事量で、外力を取り去るとともに消える弾性エネルギーを指し、物体が弾性エネルギーを蓄えうる能力を計る目安となる数値である。

弾性がフックの法則（Hooke' s Law) に従うとする場合、 "応力 σ " と "ひずみ γ " の関係をグラフで表せば、図 8のような直線になり、応力 σに対するレジリエンスは Δ0ΑΒの面積で与えられる [以上、共立出版株式会社 "化学大辞典 7 " , Ρ887より]。ゴム弾性体については、厳密には非線形であり、直線にはならないが、定性的な挙動をマクロ的にとらえると、ほとんど直線に近く、理想的弾性を示すフックの法則に従うと仮定しても問題ない。

そこで、材料物性の（引張強度） = (応力）、（伸び） = (破断伸度）と等価であるから、 " （レジリエンス） = (引張強度 [M P a ] ) X (破断伸度

[ % ] ) X 1 / 2 [M P a · %] " という定義を導入して、上記データの解析を行った。

<落下試験の解析 >

落下試験のデータを元に、レジリエンスという概念を導入し、飛散度の解析を行った。上述の各種シリコーン材料の "引張強度，，および "破断伸度" より "レジリエンス" を計算し、横軸に（レジリエンス [M P a - %] ) X (平均膜厚 i u m] ) = (膜強度 [ N ■ %/ m] ) とし、縦軸には、ガラスの最大飛散距離

( c m) をとる。図 9に結果を示す。ガラスの飛散度合いを対数関数でフィッティングすると次式で近似される。 d =—58. 271 Ln (S) +71 1. 03 (式 1 )

d：ガラス破片の最大飛散距離 [cm]、

S :膜強度 = (レジリエンス） X (平均膜厚） [N' %/m]

式 1によって、材料物性（レジリエンス）と平均膜厚が分かれば、落下時のガラス飛散の程度を予測することができる。つまり、材料が経時変化し、熱、紫外線、湿度や繰り返しストレスによる疲労で劣化した場合の前記レジエンスの変化を見越した上で、必要とされる膜厚を、容易に初期設計へとフィードバックすることが可能となる。

： TIS規格に準拠すれば、 d < 1 0 0となるように膜強度の設計を行わなければならない。レジリエンスについては、材料固有の物性値であるから、材料の選択によって決定される。つまり、材料を選択した上で、設計者は膜厚を設計しなければならない。破壌試験のため、数値的なバラツキが約 ± 25%程度あることを考慮すると、 d < 7 5〜 5 0となるように設計すれば良い。

なお、上記実験では、発光管単体で落下実験を行ったが、回路ケースと一体化されたものでも同様の実験を行ったところ、同様の結果を示した。これは、ケースと発光管がしっかりと接着されているため、重量的には重くなるものの、飛散物がケースの影響でかえって飛びにくくなつているからと考えられる。つまり、使用点灯中に、何らかの要因で天井からランプが落下する場合、発光管のみが落ちてくる場合と、ケース（点灯回路を含む）と一体化した状態で落ちてくるものと 2通り考えられるが、後者の場合も、前記発光管単体で落下させる試験を類推して適用することができる。

<ヒートショック強制破壌試験の解析〉

内管と外管との封止部に対してのヒートショック強制破壊試験においても、同様に "レジリエンス" という概念を導入して、材料固有の物性値（レジリエンス）に対して、無電極蛍光ランプの飛散防止膜に要求される強度を得るための最小膜厚（所要膜厚）を導出した。その結果を図 1 0に示す。

内圧と外圧との差による "爆縮現象" で飛び出した内管が外管を破壌し、ガラスが破損しても、飛散防止膜によりガラスの飛散を抑制するのに必要な膜厚を、レジリエンスと所要膜厚の関係として下記の対数関数で近似した。 '

高 W： Tthin =- 26. 453 Ln (Res) +263. 54 (式 2 ) 低 W： Tthin =- 24. 232 Ln (Res) +238. 53 (式 3 )

Tthin：飛散防止のための所要膜厚 [ μ ιτι]

Res ：レジリエンス = (引張強度） X (破断伸度） X l / 2 [MPa - %]

式 2および式 3によって、ガラス肉厚の異なる高 Wおよび低 Wの所要膜厚を決定することができ、材料物性（レジリエンス）の経時変化（熱、紫外線、湿度や繰り返しストレスによる疲労で劣化した場合）のレジエンス値を見越した上で、必要とされる膜厚を、初期設計へとフィードバックすることが可能となる。

電球形無電極蛍光ランプ用の飛散防止膜に要求される材料物性を、 "落下試験 " と "ヒートショック強制破壊試験" に基づいて検討した結果、膜の強度設計に必要なファクタ一は "レジリエンス" であることを本願発明者が初めて見出した _c 具体的に、飛散防止膜を設計する場合には、膜厚はできるだけ薄い方が良いため、引張強度および破断伸度の双方が最も優れた材料 (サンプル F、サンプル a ) を、飛散防止膜の材料として選択することが好ましく、膜厚については、サンプル F (サンプル a ) のレジリエンスの経時変化（熱■紫外線 .湿度 · ストレスによる劣化）の程度を見極めた上で決定することになるが、経時変化後のレジリエンスが上記の式 1、 2、 3のいずれかを満たし、かつ、材料性能のバラツキやプロセス条件のバラツキを踏まえた上で、その設計をすることが望ましい。例えば、サンプル F (サンプル a ) の場合、経時変化によりレジリエンスが 3割減少し、初期の材料性能のバラツキで 3割減、プロセス条件（製造）バラツキで 2 割の膜厚バラツキ等が発生したとする場合、高 W： M i n . 3 5 m、低 W： M i n . 3 0 μ mの条件から、初期設計の膜厚としては、高 W : M i n . 9 0 m、低 W： M i n . 8 0 i mとすることができる。

ぐ飛散防止膜の信頼性 ·寿命評価 >

次に、本願発明者は、電球形無電極蛍光ランプ用飛散防止膜（シリコーン薄膜）について、周囲（使用）環境との関わりにおけるガラス飛散防止機能の維持確認を行うため、飛散防止膜材料の経時変化（物性値変化）を予測し、さらには、寿命加速試験により飛散防止膜の機能を確認した。電球形無電極蛍光ランプは定格寿命が 20, 000時間と、有電極の電球形蛍光ランプに比べ約 3倍の寿命となっている。しかしながら、すべてのランプが定格どおり 20， 000時間で不点灯状態になるわけでなく、中には、 25， 000〜30， 000時間にも到達するランプがあることは容易に推定できる。飛散防止膜は、ランプの製造過程から出荷搬送、点灯期間中から寿命によって廃棄されるまで、ガラス飛散防止の機能を発揮しなければならない。

しかしながら、現実には、 30， 000時間の実使用状態でのライフ試験を行い、性能を維持確認をして、さらに強度設計へとフィードバックかけることは困難である。そのためには、通常の速度以上に経時変化（劣化反応）を促進（加速）し、同一モードの故障を短期間のうちに再現し、確認する必要がある。そのためには、故障のメカニズムを把握した上で試験を行わなければ、加速試験にならず、単なる破壊試験となってしまう。それゆえ、十分に考慮した上で試験を行った。

寿命加速試験と予想される故障モードとを次に述べる。加速試験として、一定ストレス試験（故障期間の分布）を行う場合、高温放置、高温■高湿放置、紫外線暴露を行うことが考えられ、そして、サイクリック試験（ストレス繰り返しの影響）を行う場合、ヒートショックを加えることが考えられる。予想される故障モードは、（ I ) 劣化（熱、紫外線）による性能低下、着色等、および（I I) 性能を発揮できない、例えば、膜の剥離、成形不良（気泡■未塗布■設計ズレ）、他の物質との反応による変性/変質、を想定することができる。

ここで、（ I ) の劣化に関しては、熱や紫外線により影響を受ける固体分子間の反応を考えた "化学反応論モデル" と、ヒートショック試験のような繰り返しス.トレスによる劣化 "ストレス-強度モデル，，がある。飛散防止膜についても上記試験により、寿命末期の性能確認を行った。

一耐熱物性変化一

飛散防止膜に使用しているシリコーンゴムの耐熱物性変化を測定し、 30, 000時間後の発光管の "割れ" をシミュレートし，機能の維持確認を行った。図 1 1

( a ) 〜（c ) に、飛散防止膜に採用しているサンプル F (サンプル a ) の耐熱物性変化を示す。図 1 1 ( a ) 〜（c ) は、それぞれ、硬度、引張強度、破断伸度についてのグラフである。なお、 1 . O E + Xは、 1 . 0 1 0の乗を意味し、例えば、 1. 0 E+ 2は、 1. O X 1 0²を意味する。

また、レジリエンスの経時変化は、定義上、引張強度と破断伸度との物性値から算出することができる。ここで、サンプル F (サンプル a) の引張強度および破断伸度の経時変化（図 1 1 ) に基づいた、レジリエンスの経時変化を図 1 2に示す。発光管の最高到達温度は、高 Wで 1 2 5〜1 3 0°C、低 Wで 90〜 1 0 0 °Cとなる。したがって、専ら、 1 25°Cの耐熱寿命性を参考にすると良い。なお、

9 0〜 1 00°Cの場合は、若干、劣化の程度が軽減される。図 1 1において、 2

3 0°Cおよび 2 5 0 °Cの耐熱物性変化の挙動が、 1 2 5°C〜 200°Cと明かに異なっているのは、熱分解が起こつているためである。

電球形無電極蛍光ランプの高 W発光管の最高到達温度はネック部付近で、約 12 5°C〜130°Cとなる。ただし、試験条件は、システム入力電圧 110V、周囲温度 30 〜40°C、アルミ製の開口径 1 0 Omm φのダウンライト器具（松下電工製「白熱灯器具品番 NL 7 0 1 5 3 T— R 50」）内点灯である。なお、本器具は、巿販されている器具め中で最も温度条件が厳しいものである。これらのことを考慮して、 30, 000時間後の 125°Cにおけるサンプル F (サンプル a) の物性変化を予測する。

ゴム 'エラストマ一の寿命推定において、破断伸度および硬度については、ァ一レニウスプロットを一般に適用することができる。引張強度についても 125°C〜 150°Cの範囲内については変化分が小さいことから適用できると考えられるが、 2， 000時間後の実測値の低下程度を考慮して、値を減少方向でフィッティングした。上記のデータを元に、図 24に、 30， 000時間後のサンプル F (サンプル a ) の物性値の予測を示す。

現実の使用条件で考えうる最高到達温度 125°C (130°Cであっても物性値は 125°C の場合とほとんど変化しないと考えられる）の温度条件下で 30, 000時間経過後の物性値の変化程度は、 200°C/48hの物性変化とほぼ同程度となる。製品ベースにおける材料の性能バラツキを考慮して、つまり、物性値の最低保証値を考慮して、 40%程度のマージンをとるという前提に立てば、 200°C/240hのまで物性を変化させた場合が相当する。

したがって、現実の膜厚設計において、 200°C/240hで暴露した発光管で、 " 3 m高さ落下試験" と "封止部ヒートショック強制破壌試験" の双方をクリア一すれば熱劣化に対しては問題ない。図 2 5および図 2 6に、破壊試験の結果を示す _c 図 2 5および図 2 6は、それぞれ、低 Wおよび高 Wの耐熱加速試験後の 3 m高さ落下試験結果である。上記の結果からわかるように、落下試験に関しては，飛散防止膜材料が 125°C/30， 000時間の経時劣化後もガラス破片の最大飛散距離（半径）が 50cm以内に収まっており、さらに、材料の性能バラツキによるマージンを 40%見込んだ場合も、最大飛散距離（半径）が 50cm以内に収まっている。

また、図 1 3に示すように、シミュレーション実験によって求めた膜材料の物性値とガラス破片の最大飛散距離との関係式上のグラフに図 2 5、図 2 6の結果をプロットすると、シミュレーション実験の結果をほぼ再現することから、前述の式 1に基づくシミュレーション実験の妥当性を示していることがわかる。

一耐熱寿命試験後のヒートショック封止部強制破壌試験—

次に、耐熱寿命試験後のヒートショック封止部強制破壌試験結果を説明する。図 2 7および図 2 8は、耐熱寿命試験後の封止部ヒートショック強制破壊試験の結果を示している。

図 2 7および図 2 8から、高 Wおよび低 Wいずれの場合も、 125°C/30, 000時間の耐熱経時劣化後もガラス破片の飛散を抑止することが可能であることが理解できる。また、図 1 4 ( a ) および（b ) に、シミュレーション実験によって求めた膜材料の物性値限界曲線上に耐熱経時劣化後の物性値の変化を示す。

図 1 4に示されているように、 "0K" 領域にあるプロットの点である図 2 7、図 2 8に示される結果全てが "合格" したことから、前述の式 2、式 3で示される実験シミュレーションの妥当性を示すことも確認した。以上のことから、耐熱寿命加速試験においては問題ないことから、 125°C/30, 000時間の使用環境に耐えうることが導き出された。

なお、紫外線による物性変化についても実験により調べたが、実用上問題はなかった。また、 3 0分間 1 5 0 °C放置、 3 0分間室温放置、 3 0分間一 2 0 °C放置を 1サイクルとしてそれを 1 0 0 0サイクル行うサイクルヒートショック試験も行ったが、実用上問題なかった。

また、引張強度および破断伸度の測定方法は、 J I S K 6 2 4 9におけるゴムの力学試験方法に基づくが、試験片の厚みについては、飛散防止膜として使用する範囲での膜厚においては、引張強度および破断伸度の厚み依存は小さいため、引張強度および破断伸度の測定は必ずしもこれに限定されるものではなく、薄膜にて測定しても良い。一例として、引張強度および破断伸度の試験片厚み依存性を図 1 5および図 1 6に示す。

本実施形態の電球形無電極蛍光ランプによれば、発光管 1の外管 1 2のうち少なくとも上半球表面に、光透過性のシリコーンゴム 1 0がコーティングされているので、万が一ランプが飛散したときでも、その飛散を効果的に防止することができる。

発光管 1が高 Wである場合、 T_th 一 2 6. 4 5 3 L n (R e s ) + 2 6 3. 54の関係を満たすことが好ましく、そして、発光管 1が低 Wである場合には、 T _th i„≥ - 24. 2 3 2 L n (R e s ) + 2 3 8. 5 3の関係を満たすことが好ましい。また、高 W、低 Wに関わらず、一 5 8. 2 7 1 L n (Tave · R e s ) + 7 1 1. 0 3く 1 0 0の関係を満たすことが好ましく、さらには、一 5 8. 2 7 1 L n (Tave - R e. s ) + 7 1 1. 0 3く 7 5の関係を満たすことがより好ましい。その場合、シリコーンゴム 1 0は、外管 1 2の外表面の実質的に全面にコーティングされていることが好適である。

本実施形態の電球形無電極蛍光ランプの外観は、高 Wである場合も低 Wである場合も図 1 7に示す通りである。ここで、高 Wの場合の発光管 1の寸法は、最大外径 6 5〜9 0mm、ガラス肉厚 0. 8〜 2. 0 mm, そして、上半球のガラス肉厚の平均 1. 0 ± 0. 2mmである。低 Wの場合の発光管 1の寸法は、最大外径 6 0〜8 0mm、ガラス肉厚 0. 8〜 2. 0 mm, そして、上半球のガラス肉厚の平均 1. 3 ± 0. 2mmである。ここで、形状的には双方とも略球形であるため、前記高 Wと低 Wとの最低所要膜厚の差は、ガラス肉厚の差を表していることになる。

図 1 7に示した電球形無電極蛍光ランプを分解すると、図 1 8に示すようになる。この例では、ホルダー 6は、卷線 3 bのポビン（6 a ) も兼ねており、ポビン 3 bの管内にコア 3 aが位置している。コア 3 aの一端には、放熱用のヒートシンク 8が設けられている。また、ヒートシンク 8および点灯回路載置用ホルダ一 6 bが、ホルダー 6の内部に収納できるようになつており、それらを固定することが可能な構造となっている。図 1の構成で説明したように、発光管 1はホルダー 6を介してカバー 8に固定できるようになつている。

(実施の形態 2 )

上記実施形態 1の電球形無電極蛍光ランプは、次のような改変を行っても良い。まず、シリコーンゴムのコーティングは、ゴムのようなベとつく感じがあるので、汚れやすい。それゆえ、酸化チタン（T i 0 ₂ ) のような光触媒機能を有する物質を混入した薄膜を飛散防止膜 1 0に設けて、汚れ防止、殺菌等の効果を付与するのもよい。さらには、ゴムのようなベとつく触感を取り去るために、高分子樹脂からなる薄膜を上層に形成して、つるつる感を出すのも良い。このようにすれば、汚れにくくなり、また、汚れを取るのも容易となる。

また、飛散防止膜 1 0の上に、カラーフィルタ機能を有する薄膜をコーティングして、多層膜にしてもよい。これにより、蛍光体では調整不可能な色へ可変することも可能となる。また、有害紫外線が放射させることを防止するために、飛散防止膜 1 0の上に、紫外線吸収機能を有する薄膜を形成してもよい。これらの薄膜は、発光管の外表面と飛散防止膜 1 0との間に介在させてもよい。

本発明の実施形態において、発光管 1の内表面の少なくとも一部には、蛍光体層 2が形成されているが、蛍光体層 2は、外管 1 2だけ形成してもよいし、外管 1 2と内管 1 1の両方の表面に形成してもよい。また、飛散防止膜 1 0の上、または、飛散防止膜 1 0と発光管 1の外表面との間に、蛍光体層を形成してもよいし、あるいは、飛散防止膜 1 0を構成するシリコーンゴムに蛍光体を混入させてもよい。このようにすれば、ランプの消灯後、しばらくの間、蛍光体が光るような電球形無電極蛍光ランプとすることができる。このランプは、例えば、非常灯などの用途にも利用することができる。

発光管 1は、きれいな球形に限らず、ほぼ球形であれば、図 1 9に示すような構成であってもよい。ここで、発光管 1に点灯回路 4が印加する高周波電圧の周波数について説明する。本発明の実施形態における当該周波数は、実用的に一般的に使用されている I S M帯の 1 3 . 5 6 M H zまたは数 M H zと比べると、 1 M H z以下（例えば、 4 0〜 5 0 0 k H z ) の比較的低い周波数の領域となっている。この低周波数領域の周波数を使用する理由を述べると、次の通りである。まず、 1 3 . 5 6 M H zまたは数 M H zのような比較的高い周波数領域で動作させる場合、点灯回路（回路基板）内の高周波電源回路から発生するラインノイズを抑制するためのノイズフィルタが大型となり、高周波電源回路の体積が大きくなってしまう。また、ランプから放射または伝播されるノイズが高周波ノイズの場合、高周波ノイズには非常に厳しい規制が法令にて設けられているため、その規制をクリア一するには、高価なシールドを設けて使用する必要があり、コストダウンを図る上で大きな障害となる。一方、 4 0 k H z〜 1 M H z程度の周波数領域で動作させる場合には、高周波電源回路を構成する部材として、一般電子機器用の電子部品として使用されている安価な汎用品を使用することができるとともに、寸法の小さい部材を使用することが可能となるため、コストダウンおよび小型化を図ることができ、利点が大きい。ただし、本実施形態の構成は、 1 M H z以下の動作に限らず、 1 3 . 5 6 M H zまたは数 M H z等の周波数の領域においても動作させ得るものである。

また、飛散防止膜 1 0を構成するシリコーンゴムとして、芳香族系の官能基が導入されたシリコーンゴムを使用してもよい。そのようなシリコーンゴムを用いると、青色領域の可視光を吸収することができるからである。この構成すると、器具内点灯時の発光管の温度が上昇して高温になったときに、封入水銀蒸気圧が上昇して水銀輝線の青色領域の発光が生じて、それにより、高色温度側へ色ズレが生じたとしても、その青色領域の発光を当該シリコーンゴムで吸収して、その結果、色ズレを直すことができるという効果が得られる。

さらに、飛散防止膜 1 0を構成するシリコーンゴムとして、白色粉体が混入された白色化シリコーンゴムを用いても、レジリエンス値及びシリコーンゴム膜厚が上記所定の関係を満たせば良い。このようにすることにより、振動等の衝撃によって蛍光体層 2が部分的に剥がれても、その剥がれが外観から分からないようにすることができ、歩留まりを向上させることができる。加えて、塗りムラを目立たなくする効果もある。

また、飛散防止膜 1 0を構成するシリコーンゴムとして、金属粉体が混入されたシリコーンゴムを用いても、レジリエンス値及ぴシリコーンゴム膜厚が上記所定の関係を満たせば良い。例えば、アルミ、銅、銀などの金属粉体を微量、シリコーンゴムに混入すれば、電球形無電極蛍光ランプから発せされる輻射ノイズ等を抑制する電磁シールド効果を持たせることができる。なお、酸化すると性能が低下する金属については酸化防止の処理を施すことが好ましい。ただし、白色粉体や金属粉体などの粉体を混入させると、シリコーンゴムの膜の強度が下がること、粉体が凝集してコーティング時に膜ムラとなること及び粉体の混合されたコ一ティング液の保管管理が難しいことなど課題も多いので、コーティング液は、高分子材料のみであることが好ましく、従って飛散防止膜 1 0も高分子材料のみからなることが好ましい。

なお、本発明の実施形態では、電球形無電極蛍光ランプの形態の構成を示したが、蛍光体を有していない電球形無電極放電ランプの形態にしてもよい。すなわち、殺菌ランプのように放電バルブに蛍光体を塗布しない放電ランプであってもよい。また、用途は、一般照明用に限定されず、例えば紅斑効果やビタミン Dの生成に有効な作用スぺクトルを有する健康線ランプや、植物の光合成や形態形成に有効な作用スぺクトルを有する植物育成用ランプを点灯するものであっても良い。さらに、発光管 1の飛散防止を目的としているので、本発明の実施形態の構成は、電球形に限らず、発光管 1と点灯回路 4とが別々になっているような放電ランプ点灯装置（無電極放電ランプ点灯装置）であってもよい。

本発明によれば、発光管を構成する外管のうち少なくとも上半球表面に、レジリエンス値と膜厚が所定の関係を満たす光透過性のシリコーンゴムがコーティングされているので、万が一ランプが飛散したときでも、その飛散を効果的に防止することができる。産業上の利用可能性

本発明は、落下やヒートショックにより万が一発光管が割れた場合でも、破片の飛散を効果的に防止することができるので、安全性の高い電球形無電極蛍光ランプおよび無電極放電ランプ点灯装置を実用化できる点で産業上の利用可能性は高い。

Claims

請求の範囲

1. 発光ガスが封入され、凹入部を有する発光管と、

前記凹入部に揷入された誘導コイルと、

前記誘導コイルに電気的に接続された点灯回路と

前記点灯回路に電気的に接続された口金と

を備え、

前記発光管と前記点灯回路と前記口金とは一体に構成されており、

前記発光管は、略球形の外管と、前記凹入部を規定する内管とから構成されており、

前記外管のうち少なくとも上半球表面には、光透過性のシリコーンゴムがコ一ティングされていて、

前記シリコーンゴムの機械的物性値のうち、引張強度 [MP a] と破断伸度 [%] と 1Z2とを乗じたものとして定義されるレジリエンス値 [MP a * %] を R e s とし、前記シリコーンゴムがコーティングされている範囲の平均膜厚

[ μ Π ] をとしたとき、

— 5 8. 2 7 1 L n (T_a ' R e s ) + 7 1 1. 0 3く 1 00 (ここで、 L nは、自然対数を意味する）

の関係を満たす、電球形無電極蛍光ランプ。

2. 発光ガスが封入され、凹入部を有する発光管と、

前記凹入部に揷入された誘導コイルと、

前記誘導コイルに電気的に接続された点灯回路と

前記点灯回路に電気的に接続された口金と

を備え、

前記発光管は、略球形の外管と、前記凹入部を規定する内管とから構成されていて、電球 1 00W相当の定格光束を有する高ヮット用の発光管であり、前記外管のうち少なくとも上半球表面には、光透過性のシリコーンゴムがコーティングされていて、前記シリコーンゴムの機械的物性値のうち、引張強度 [MP a] と破断伸度 [%] と 1 Z 2とを乗じたものとして定義されるレジリエンス値 [MP a ■ %] を R e s とし、前記シリコーンゴムがコーティングされている範囲の最低所要膜厚 [μ ιη] を T_{th i n}としたとき、

T th■ n≥ - 2 6. 45 3 L n (R e s ) + 2 6 3. 54

(ここで、 L nは、自然対数を意味する）

の関係を満たす、電球形無電極蛍光ランプ。

3. 発光ガスが封入され、凹入部を有する発光管と、

前記凹入部に挿入された誘導コイルと、

前記誘導コイルに電気的に接続された点灯回路と

前記点灯回路に電気的に接続された口金と

を備え、

前記発光管は、略球形の外管と、前記凹入部を規定する内管とから構成されていて、電球 6 OW相当の定格光束を有する低ヮット用の発光管であり、

前記外管のうち少なくとも上半球表面には、光透過性のシリコーンゴムがコーティングされていて、

前記シリコーンゴムの機械的物性値のうち、引張強度 [MP a] と破断伸度 [%] と 1/2とを乗じたものとして定義されるレジリエンス値 [MP a · %] を R e s とし、前記シリコーンゴムがコーティングされている範囲の最低所要膜厚 [ /X m] を T_{th i n}としたとき、

Tthin≥- 24. 2 3 2 L n (R e s ) + 2 3 8. 5 3

(ここで、 L nは、自然対数を意味する）

の関係を満たす、電球形無電極蛍光ランプ。

4. - 5 8. 2 7 1 L n は… - R e s ) + 7 1 1. 03く 7 5

の関係を満たす、請求項 1に記載の電球形無電極蛍光ランプ。

5. 前記シリコーンゴムは、前記外管表面の実質的に全面にコーティングされている、請求項 1から 4のいずれか一つに記載の電球形無電極蛍光ランプ。

6. 前記シリコーンゴムは、青色領域の可視光を吸収するための、芳香族系の官能基が導入されたシリコーンゴムである、請求項 1から 5の何れか一つに記載の電球形無電極蛍光ランプ。

7 . 前記シリコーンゴムのコーティング上、または、前記シリコーンゴムのコ一ティングと前記外管表面との間に、カラーフィルタ機能を有する薄膜が形成されている、請求項 1から 6の何れか一つに記載の電球形無電極蛍光ランプ。

8 . 前記シリコーンゴムのコーティング上、または、前記シリコーンゴムのコ一ティングと前記外管表面との間に、紫外線吸収機能を有する薄膜が形成されている、請求項 1から 6の何れか一つに記載の電球形無電極蛍光ランプ。

9 . 前記シリコーンゴムのコーティング上には、光触媒機能を有する薄膜が形成されている、請求項 1から 6の何れか一つに記載の電球形無電極蛍光ランプ。

1 0 . 前記シリコーンゴムのコーティング上には、高分子樹脂からなる薄膜が形成されている、請求項 1から 6の何れか一つに記載の電球形無電極蛍光ランプ _c

1 1 . 凹入部を有する発光管を備えた無電極放電ランプ点灯装置であって、前記発光管の外表面には、シリコーンゴムからなる飛散防止膜が形成されている、無電極放電ランプ点灯装置。

1 2 . 前記発光管の内表面の少なくとも一部には、蛍光体層が形成されている、請求項 1 1に記載の無電極放電ランプ点灯装置。

1 3 . 前記飛散防止膜の上、または、前記飛散防止膜と前記発光管の前記外表面との間に、蛍光体層が形成されている、請求項 1 1または 1 2に記載の無電極放電ランプ点灯装置。

1 4 . 前記シリコーンゴムは、蛍光体が混入されたシリコーンゴムである、請求項 1 1または 1 2に記載の無電極放電ランプ点灯装置。