(57)【要約】【課題】蛍光ランプの実際の使用時において、下方へ照射する光の光量が多い発光管、蛍光ランプ、及び発光管の製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】発光管１１は、ガラス管１２の中間部に折り返し部１２ｂを有し、折り返し部１２ｂから端部１３ａ、１３ｂまでが少なくとも旋回軸Ｙ廻りに旋回している旋回部１２ａを有するとともに、前記ガラス管の内周面に蛍光膜が形成されている二重螺旋形状の発光管である。そして、旋回軸Ｙ方向と平行な方向に対向する旋回部１２ａのガラス管１２の内周面の２つの部位において、端部１３ａ、１３ｂ側の端部側蛍光膜Ｆ１ｂ、Ｆ２ｂ、Ｆ３ｂよりも、折り返し部１２ｂ側の折り返し部側蛍光膜Ｆ１ａ、Ｆ２ａ、Ｆ３ａがそれぞれ厚く形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス管の中間部に折り返し部を有し、前記折り返し部から一方の端部までが少なくとも旋回軸廻りに旋回している旋回部を有するとともに、前記ガラス管の内周面に蛍光膜が形成されている二重螺旋形状の発光管において、
前記旋回軸方向と平行な方向に対向する前記旋回部の前記ガラス管の内周面の２つの部位において、前記一方の端部側に形成された前記蛍光膜よりも前記折り返し部側に形成された前記蛍光膜が厚いことを特徴とする発光管。
【請求項２】
前記旋回部の内周面の前記折り返し部側に形成されている前記蛍光膜は、前記一方の端部側から前記折り返し部側に近づくにしたがって厚く形成されていることを特徴とする請求項１に記載の発光管。
【請求項３】
前記折り返し部に前記ガラス管内部に連通し且つ外方へ突出する排管を備え、前記排管内に水銀又は水銀アマルガムが配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の発光管。
【請求項４】
前記蛍光膜はユーロピウム付活酸化イットリウムを含有し赤色発光を呈する蛍光体と、テルビウム、又はセリウム付活燐酸ランタンを含有し緑色発光を呈する蛍光体と、ユーロピウム付活アルミン酸バリウムマグネシウム、ユーロピウム付活クロロ燐酸ストロンチウム、ユーロピウム付活クロロ燐酸カルシウム、及びユーロピウム付活クロロ燐酸バリウムから選択される１種以上を含有し青色発光を呈する蛍光体と、から構成される３波長発光域の蛍光膜であることを特徴とする請求項１又は２に記載の発光管。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の発光管を備えていることを特徴とする蛍光ランプ。
【請求項６】
両端に開口部と、中間部の折り返し部から一方の端部までが少なくとも旋回軸廻りに旋回している旋回部とを備え、前記折り返し部に外方へ突出し内部と連通して開口する排管と、を備えるガラス管を用意する工程と、
前記開口部から前記ガラス管内に蛍光体塗布液を注入する工程と、
注入した前記蛍光体液を前記排管から排出する工程と、
前記排管が下方となるように前記ガラス管を立設した状態で前記蛍光体液を乾燥させる工程と、
を具備することを特徴とする発光管の製造方法。
【請求項７】
前記排管が下方となるように前記ガラス管を立設した状態で前記蛍光体塗布液を注入し、前記蛍光体塗布液を前記排管から排出することを特徴とする請求項６に記載の発光管の製造方法。
【請求項８】
両方の前記開口部から前記ガラス管内に送気しつつ、前記排管から排気しながら乾燥を行うことを特徴とする請求項６に記載の発光管の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光管、蛍光ランプ、及び発光管の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
白熱電球に代替する光源として、ランプ効率が高く、且つ長寿命な電球型蛍光ランプが普及している。蛍光ランプでは、内周面に蛍光膜が形成された発光管が用いられている。
【０００３】
電球型蛍光ランプは、白熱電球とほぼ同等の大きさであることが求められるので、この限られた大きさの中に組み込むことができ、且つ、より明るくするために、Ｕ字形状或いは二重螺旋形状等に加工して管長を長くした発光管が用いられている（例えば、特許文献１，２）。
【０００４】
一般的に、発光管の内周面への蛍光膜の形成は、特許文献２に開示されている手法によりなされている。発光管への蛍光膜の形成手法は、まず、Ｕ字形のガラス管の頭頂部に設けられた枝管から、蛍光膜となる蛍光体塗布液を注入した後、排出する。その後、ガラス管の両方の開口部を下方に向けた状態で立設し、枝管から温風を送り込むことによって蛍光体塗布液を乾燥し、蛍光膜を形成している。
【０００５】
なお、特許文献２はＵ字形発光管への蛍光膜の形成手法について開示されたものであるが、二重螺旋形状の発光管についても上記と同様の手法にて蛍光膜が形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−０５９９４７号公報
【特許文献２】特開昭６１−０９１８２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記の発光管では、電極が設置されるガラス管の開口部を下方にした状態で乾燥させており、乾燥の過程において蛍光体塗布液が自重により下方に流れ、蛍光体塗布液が開口部側に移動する。このため、頭頂部側の蛍光膜が薄く形成された発光管となる。
【０００８】
通常の電球型蛍光ランプの使用形態においては、天井等に設置されて下方を照らすように用いられるので、発光管の頭頂部が下方を向くことになる。発光管は内周面に形成された蛍光膜の膜厚方向へ光を照射しており、その光量は蛍光膜の膜厚が厚いと多くなるが、上記の発光管では、使用時に下方を向く頭頂部側の蛍光膜が薄く形成されているため、下方へ照射する光量が少ないという問題があった。
【０００９】
本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、その目的は、実際の使用時において、照らしたい方向へ照射する光量が多い発光管、蛍光ランプ、及び発光管の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る発光管は、ガラス管の中間部に折り返し部を有し、前記折り返し部から一方の端部までが少なくとも旋回軸廻りに旋回している旋回部を有するとともに、前記ガラス管の内周面に蛍光膜が形成されている二重螺旋形状の発光管において、前記旋回軸方向と平行な方向に対向する前記旋回部の前記ガラス管の内周面の２つの部位において、前記一方の端部側に形成された前記蛍光膜よりも前記折り返し部側に形成された前記蛍光膜が厚いことを特徴とする。
【００１１】
本発明に係る蛍光ランプは、上記の発光管を備えていることを特徴とする。
【００１２】
本発明に係る発光管の製造方法は、両端に開口部と、中間部の折り返し部から一方の端部までが少なくとも旋回軸廻りに旋回している旋回部とを備え、前記折り返し部に外方へ突出し内部と連通して開口する排管と、を備えるガラス管を用意する工程と、前記開口部から前記ガラス管内に蛍光体塗布液を注入する工程と、注入した前記蛍光体液を前記排管から排出する工程と、前記排管が下方となるように前記ガラス管を立設した状態で前記蛍光体液を乾燥させる工程と、を具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る発光管は、端部側に形成された蛍光膜よりも折り返し部側に形成された蛍光膜の方が厚く形成されている。実際の使用時において、照らしたい方向に発光管の折り返し部が向くので、照らしたい方向へ照射する光量を多くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態に係る発光管の構造を示す部分断面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る排管の構造を示す断面部である。
【図３】本発明の実施の形態に係る蛍光ランプの構造を示す部分断面図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る発光管の製造方法を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る発光管の製造方法を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る発光管の製造方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
（発光管）
以下、図面を参照しつつ、実施の形態に係る発光管について説明する。図１の部分断面図に示すように、発光管１１は、主としてガラス管１２と、端部１４ａ、１４ｂに設けられたフィラメント１３ａ、１３ｂと、蛍光膜Ｆとから構成される。
【００１６】
ガラス管１２は、その略中央の折り返し部１２ｂで折り返され、この折り返し部１２ｂから端部１３ａ、１３ｂまでが、旋回軸Ｙ廻りに旋回した旋回部１２ａを有する所謂二重螺旋形状のガラス管１２である。このガラス管１２の内部には、放電媒体となるアルゴンやクリプトン等の緩衝ガスが封入されている。
【００１７】
このガラス管１２の内周面には全域に渡り蛍光膜Ｆが形成されている。蛍光膜Ｆは、赤色発光を呈する蛍光体、緑色発光を呈する蛍光体、及び青色発光を呈する蛍光体が含有された３波長発光域の蛍光膜である。
【００１８】
具体的には、ユーロピウム付活酸化イットリウムを含有し赤色発光を呈する蛍光体と、テルビウム、又はセリウム付活燐酸ランタンを含有し緑色発光を呈する蛍光体と、ユーロピウム付活アルミン酸バリウムマグネシウム、ユーロピウム付活クロロ燐酸ストロンチウム、ユーロピウム付活クロロ燐酸カルシウム、及びユーロピウム付活クロロ燐酸バリウムから選択される１種以上を含有し青色発光を呈する蛍光体とから構成されている。
【００１９】
この蛍光膜Ｆは、ガラス管１２の旋回部１２ａの任意の断面において、膜圧を異ならせて形成されている。具体的には、旋回軸Ｙ方向と平行な方向に対向する旋回部１２ａのガラス管１２の内周面の２つの部位（折り返し部１２ｂ側と端部１４ａ、１４ｂ側）において、端部１４ａ、１４ｂ側に形成された端部側蛍光膜Ｆ１ｂ、Ｆ２ｂ、Ｆ３ｂよりも折り返し部側に形成された折り返し部側蛍光膜Ｆ１ａ、Ｆ２ａ、Ｆ３ａがそれぞれ厚くなっている。
【００２０】
旋回部１２ａの各々の断面で言えば、折り返し部側蛍光膜Ｆ１ａ＞端部側蛍光膜Ｆ１ｂ、折り返し部側蛍光膜Ｆ２ａ＞端部側蛍光膜Ｆ２ｂ、また、折り返し部側蛍光膜Ｆ３ａ＞端部側蛍光膜Ｆ３ｂという関係にある。
【００２１】
更に、旋回部１２ａの内周面の折り返し部１２ｂ側に形成されている折り返し部側蛍光膜Ｆ１ａ、Ｆ２ａ、Ｆ３ａは、端部１４ａ、１４ｂ側から折り返し部１２ｂ側に近づくにしたがって徐々に厚くなっている。したがって、折り返し部１２ｂ側に形成された蛍光膜の膜厚は、折り返し部側蛍光膜Ｆ１ａ＞折り返し部側蛍光膜Ｆ２ａ＞折り返し部側蛍光膜Ｆ３ａという関係にある。
【００２２】
また、ガラス管１２の折り返し部１２ｂには、ガラス管１２内部に連通し且つ外方へ突出する排管１２ｃが設けられている。図２に示すように、排管１２ｃの端部は閉じられており、この排管１２ｃ内には、水銀アマルガム１５が配置されている。
【００２３】
上述のように構成された発光管１１は、点灯時にフィラメント１３ａ、１３ｂに電圧が印加されて、放電が行われる。フィラメント１３ａ、１３ｂが発熱し、この熱によって水銀アマルガム１５から水銀蒸気が放出される。
【００２４】
放電によって放出された電子は、水銀蒸気（水銀原子）と衝突し、衝突により水銀原子は電子のエネルギーを受けて紫外線を発生する。そして、ガラス管１２内壁に形成された蛍光膜Ｆが紫外線を受けて、可視光線（光）を発生する。
【００２５】
上記の発光管１１は、電球型蛍光ランプとして用いられるが、通常の電球型蛍光ランプの使用形態においては、天井等に設置されて下方を照らすように用いられる。従って、発光管１１の折り返し部１２ｂが下方（照らしたい方向）を向くように設置される。
【００２６】
発光管１１は内周面に形成された蛍光膜Ｆの膜厚方向へ光を照射するが、一般にその光量は蛍光膜Ｆの膜厚が厚いと多くなる。上記の発光管１１では、使用時に下方を向く折り返し部１２ｂ側の蛍光膜Ｆ１ａ、Ｆ２ａ、Ｆ３ａが厚く形成されている。このため、従来の端部側に蛍光膜が厚く形成された発光管に比べ、下方へ照射する光量が多いという利点がある。
【００２７】
また、このような二重螺旋構造の発光管１１では、放電路が長いため、点灯時に放電路の中間部位である折り返し部１２ｂ付近の水銀蒸気が不足気味になり、光束立ち上がり特性が低下する。しかし、本実施の形態では、ガラス管１２の中間に位置する折り返し部１２ｂに、排管１２ｃが設けられ、この排管１２ｃ内に精製水銀と同等の水銀蒸気放出能を有する水銀アマルガム１５を配置しているので、即座に水銀アマルガム１５から水銀蒸気が放出され、ガラス管１２の折り返し部１２ｂ付近に水銀蒸気が行き渡る。このため、排管１２ｃ内に、点灯時の光束立ち上がりを向上させるための補助アマルガムを配置させていなくても、点灯時の光束立ち上がり特性の低下を防ぐことができる。
【００２８】
そして、点灯中においては、水銀アマルガム１５は放電路から離間して配置されていることから、ガラス管１２内の水銀蒸気圧が必要以上に上昇することもないので、点灯中の発光効率の低下を防ぐことができる。
【００２９】
なお、水銀アマルガム１５の代わりに、精製水銀を用いてもよい。
【００３０】
（蛍光ランプ）
続いて、実施の形態に係る蛍光ランプについて、図面を参照しつつ説明する。図３に示すように、蛍光ランプ２１は、発光管１１と、グローブ２２と、カバー２３と、口金２４とから構成される。
【００３１】
発光管１１の構成については、上記と同様であるため、説明を省略する。
【００３２】
グローブ２２は、無色或いは光拡散性を有するガラスや合成樹脂等の耐熱性の材質により、白熱電球等の一般照明用電球のガラス球と同様の形状に形成されている。グローブ２４は、カバー２３に装着されて発光管１１を内包し、発光管１１の保護や、発光管１１が発する光を均一化させる。
【００３３】
カバー２３は、耐熱性を有する合成樹脂等から形成されており、不図示の点灯回路等を覆っている。
【００３４】
口金２２はカバー２３に装着されている。この口金２２の外周には一本の溝が螺旋状に掘られており、この溝によって不図示の照明器具本体のソケット等に脱着可能に接続され、必要な電力の供給を受け、前述の点灯回路等に電力を供給している。
【００３５】
蛍光ランプ２１には、上述した発光管１１が組み込まれているので、使用時においては、発光管１１の折り返し部１２ｂが下方（照らしたい方向）を向き、下方へ照射する光量が多い。
【００３６】
（発光管の製造方法）
図４〜図６を参照しつつ、実施の形態に係る発光管の製造方法について説明する。
【００３７】
まず、図４に示す両端に開口部１２ｄ、１２ｅと、中間部の折り返し部１２ｂから一方の端部までが少なくとも旋回軸Ｙ廻りに旋回している旋回部１２ａと、折り返し部１２ｂに外方へ突出し内部と連通して開口する排管１２ｃとを備えるガラス管１２を用意する。
【００３８】
このガラス管１２内に三波長発光域の蛍光体塗布液を注入する。ガラス管１２内部全体が満たされるまで蛍光体塗布液を注入し、蛍光体塗布液がガラス管１２内周面全域に渡って十分に付着するよう行う。
【００３９】
蛍光体塗布液として、赤色発光を呈する蛍光体、緑色発光を呈する蛍光体、及び青色発光を呈する蛍光体を含んだ液体を調製して用いる。この蛍光体塗布液は、ユーロピウム付活酸化イットリウムを含有し赤色発光を呈する蛍光体と、テルビウム、又はセリウム付活燐酸ランタンを含有し緑色発光を呈する蛍光体と、ユーロピウム付活アルミン酸バリウムマグネシウム、ユーロピウム付活クロロ燐酸ストロンチウム、ユーロピウム付活クロロ燐酸カルシウム、及びユーロピウム付活クロロ燐酸バリウムから選択される１種以上の青色発光を呈する蛍光体に、バインダ、結着剤、界面活性剤、脱イオン水等を混合して調製すればよい。
【００４０】
蛍光体塗布液の注入は、排管１２ｃを下方に向けてガラス管１２を立設させた状態、言い換えれば開口部１２ｄ、１２ｅを上方に向けた状態で、排管１２ｃを蓋３１等で塞ぎ、ガラス管１２の両開口部１２ｄ、１２ｅから注入するとよい。
【００４１】
続いて、図５に示すように、注入した蛍光体塗布液をガラス管１２から排出する。排管１２ｃを下方に向けてガラス管１２を立設させた状態を保持したまま、排管１２ｃを塞いでいた蓋３１を外すことで、ガラス管１２内の余分な蛍光体塗布液が排管１２ｃから排出される。
【００４２】
蛍光体塗布液を排出した後、図６に示すように、ガラス管１２内面に付着した蛍光体塗布液を乾燥させる。乾燥は、排管１２ｃが下方に向けてガラス管１２を立設させた状態を保持したまま行う。蛍光体塗布液は流動性を有するので、その自重によってガラス管１２内面を流れ落ちつつ乾燥されて、ガラス管１２内周面に蛍光膜が形成される。これにより、下方に位置する折り返し部１２ｂ側の蛍光膜が厚く形成される。更に、旋回部１２ａにおいては、折り返し部１２ｂ側の蛍光膜が、開口部１２ｄ、１２ｅ側から折り返し部１２ｂ側に近づくにしたがって、徐々に厚く形成されることになる。
【００４３】
乾燥は、両開口部１２ｄ、１２ｅからガラス管１２内に温風或いは熱風を送気しつつ、排管１２ｃから排気しながら行うとよい。短時間で蛍光体塗布液を乾燥させることができるとともに、自然乾燥では蛍光体塗布液が乾燥するまでに下方に流れ落ち、ガラス管１２上部では蛍光膜が形成されないことを防ぐためである。
【００４４】
ガラス管１２内周面に蛍光膜を形成させた後、ガラス管１２内にエアー或いは酸素を流入させながら焼成することで、蛍光膜に付着している不純物を除去する。
【００４５】
その後、排管１２ｃを封止する際に、排管１２ｃ内部に水銀アマルガム或いは精製水銀を固定する。精製水銀等を直接排管１２ｃ内に投入することや、或いは、水銀ペレットを使用して、排管封止後に高周波を用いた水銀放出による投入方法にて行うことができる。
【００４６】
その他、アルゴンガス等の緩衝ガスの封入、フィラメントの装着等の工程については、従来と同様の方法で行うことができるで、説明を省略する。
【００４７】
上述の工程を経ることで、折り返し部１２ｂ側に形成された蛍光膜は、開口部１２ｄ、１２ｅ側に形成された蛍光膜よりも厚いとともに、折り返し部１２ｂ側の蛍光膜は、開口部１２ｄ、１２ｅ側から折り返し部１２ｂ側に近づくに従って、徐々に厚く形成された発光管を製造することができる。
【００４８】
また、蛍光体塗布液の注入、排出、乾燥の各工程を、全て細管１２ｃが下方を向くようにガラス管１２を立設保持した状態にして行うことで、ガラス管１２を反転させることが不要となり、短時間で発光管を製造することができる。
【符号の説明】
【００４９】
１１    発光管
１２    ガラス管
１２ａ  旋回部
１２ｂ  折り返し部
１２ｃ  排管
１２ｄ，１２ｅ  開口部
１３ａ，１３ｂ  フィラメント
１４ａ，１４ｂ  端部
１５    水銀（水銀アマルガム）
２１    蛍光ランプ
２２    グローブ
２３    カバー
２４    口金
３１    蓋
Ｆ１ａ，Ｆ２ａ，Ｆ３ａ    折り返し部側蛍光膜
Ｆ１ｂ，Ｆ２ｂ，Ｆ３ｂ    端部側蛍光膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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