(57)【要約】      （修正有）【課題】  グローブの黄色化よる光束維持率の低下が生じにくい電球形蛍光ランプを提供する。【解決手段】  端部１１に電極１５を備えた発光管１０と、前記発光管１０の端部を保持するホルダー２０と、前記発光管１０を内包するグローブ４０とを備え、前記ホルダー２０が液晶ポリマー樹脂で形成されている蛍光ランプ１とする。また、前記発光管１０は二重螺旋形であって、前記発光管１０の端部の管軸Ｘが、前記発光管１０の螺旋軸Ｚに対して傾斜している構成を有している。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
端部に電極を備えた発光管と、前記発光管の端部を保持するホルダーと、前記発光管を内包するグローブとを備え、
前記ホルダーが液晶ポリマー樹脂で形成されていることを特徴とする蛍光ランプ。
【請求項２】
前記発光管の端部が前記ホルダーの内部に収容されていることを特徴とする請求項１記載の蛍光ランプ。
【請求項３】
前記発光管は二重螺旋形であって、前記発光管の端部の管軸が、前記発光管の螺旋軸に対して傾斜していることを特徴とする請求項１または２に記載の蛍光ランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蛍光ランプに関する。
【背景技術】
【０００２】
省エネルギー時代を迎えるなかで、一般電球に代わる省エネ光源として電球形蛍光ランプの普及が進められている。
近年、二重螺旋形の発光管が開発されたことにより、電球形蛍光ランプを一般電球と同程度の大きさにすることが可能となった。そのため、電球形蛍光ランプの一般電球用灯具への適用率が高まり、一般電球から電球形蛍光ランプへの置換えが進んでいる。
【０００３】
ところで、二重螺旋形の発光管を備えた電球形蛍光ランプの発光管としては、以下に説明する発光管Ａおよび発光管Ｂが知られている。
発光管Ａは、発光管の端部の管軸が前記発光管の螺旋軸に対して略平行である（非特許文献１）。
一方、発光管Ｂは、発光管の端部の管軸が前記発光管の螺旋軸に対して平行ではなく傾斜している（特許文献１）。発光管Ｂは、発光管Ａにおける発光管の端部（管軸が螺旋軸に対して略平行となっている部分）が実質的に存在しないため、ランプ全長を短くすることができ、電球形蛍光ランプをより一層の小形化することができる。
【０００４】
例えば、６０Ｗ電球の代替品であるＥ２６形口金およびグローブを備えた１２Ｗ電球形蛍光ランプは、グローブの外径が５５ｍｍ、ランプ全長が１１０ｍｍと小型であり、光束が８１０ｌｍ、定格寿命が６０００ｈｒｓと高品質なランプ特性を有する。
このような１２Ｗ電球形蛍光ランプは、点灯によって高温となる電極が配置された発光管の端部がホルダーに保持されているために、前記ホルダーが高温になり易い。このため、ホルダーは、いわゆる難燃性のＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）樹脂（耐熱を有する温度１８５℃，部材色は白色）で形成されている（特許文献２）。
【非特許文献１】ＣＮ３２５５７７４Ｄ号公告
【特許文献１】特開平９−１７３７８号公報
【特許文献２】特開２００４−９５４０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
発明者は、次に、１００Ｗ電球の代替品として、Ｅ２６形口金およびグローブを備えた２２Ｗ電球形蛍光ランプの開発・商品化に取組んだ。
２２Ｗ電球形蛍光ランプは、上記１２Ｗ電球形蛍光ランプに準じた構成で製作された。すなわち、１２Ｗ電球形蛍光ランプよりも長尺の二重螺旋形の発光管を用い、上述の発光管Ｂを採用して作製された。また、ホルダーは、難燃性のＰＥＴ樹脂で形成された。これにより、例えば、グローブの外径が６０ｍｍ、ランプ全長が１３７ｍｍと小形であり、光束が１５２０ｌｍである２２Ｗ電球形蛍光ランプが得られた。
【０００６】
ところが、前記２２Ｗ電球形蛍光ランプの寿命試験を行なったところ、約２０００ｈｒｓの点灯で、グローブの内面が黄色化する問題が生じた。このようなグローブの黄色化の現象は、ランプ外観上好ましくない異常変色であり、また、前記グローブの光透過率を低下させ、光束維持率を大きく低下させる重大な品質問題である。
なお、発明者らは、１２Ｗ電球形蛍光ランプについても、黄色化について念入りに調べてみた。その結果、点灯時間が６０００ｈｒｓ以上経過したものにおいて、殆んど目立たない程度ではあるが同様の黄色化が観測された。つまり、黄色化は、上記蛍光ランプ特有の現象であり、特に点灯条件の厳しい高ワットの２２Ｗ電球形蛍光ランプにおいて問題が顕在化したといえる。
【０００７】
本発明は、前記課題に鑑み、グローブの黄色化よる光束維持率の低下が生じにくい蛍光ランプを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、請求項１記載の本発明に係る蛍光ランプは、端部に電極を備えた発光管と、前記発光管の端部を保持するホルダーと、前記発光管を内包するグローブとを備え、前記ホルダーが液晶ポリマー樹脂で形成されている構成を有する。
また、請求項２記載の本発明に係る蛍光ランプは、請求項１記載の蛍光ランプにおいて、前記発光管の端部が前記ホルダーの内部に収容されている構成を有する。
【０００９】
さらに、請求項３記載の本発明に係る蛍光ランプは、請求項１または２記載の蛍光ランプにおいて、前記発光管は二重螺旋形であって、前記発光管の端部の管軸が、前記発光管の螺旋軸に対して傾斜している構成を有する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の構成を有する蛍光ランプは、ホルダーが液晶ポリマー樹脂で形成されているため、発光管の端部に配置されている電極の熱が前記ホルダーに伝搬して前記ホルダーが高温になっても、前記ホルダーからガスが発生しにくい。したがって、前記ガスによるグローブの内側の黄色化を抑制することができ、蛍光ランプの光束維持率の低下を抑制することができる。
【００１１】
特に、発光管の端部がホルダーの内部に収容されている蛍光ランプは、電極の中でも最も高温となるコイルの部分がホルダーに近いため、ホルダーがより高温になり易い。したがって、ホルダーが高温になっても前記ホルダーからガスが発生しにくい本発明の構成が有効である。
また、発光管が二重螺旋形であって、前記発光管の端部が前記発光管の螺旋軸に対して斜角度をなすように形成されている場合は、前記端部がホルダーに斜めに挿入されるため、前記端部が前記ホルダーの内部により深く入り込む。したがって、電極のコイルがよりホルダーの近くに配置され易く、前記ホルダーがより高温になり易いため、本発明の構成が特に有効である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態に係る蛍光ランプについて、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る蛍光ランプの全体構成を示す一部破断正面図であり、図２は、前記蛍光ランプの分解図である。
図１および図２に示すように、本発明の一実施形態に係る蛍光ランプ１は、１００Ｗ電球代替用の２２Ｗ電球形蛍光ランプであって、全長が１３７．０ｍｍである。蛍光ランプ１は、発光管１０と、前記発光管１０の端部１１を保持するホルダー２０と、電子安定器３０と、グローブ４０と、ケース５０と、Ｅ２６形の口金６０とを備える。
【００１３】
図３は、発光管を示す一部破断正面図である。
発光管１０は二重螺旋形である。具体的には、図３に示すように、発光管１０は、管外径が８．５ｍｍ、管内径が６．９ｍｍ、管長が８６．０ｍｍのガラス管を螺旋軸Ｚを軸に二重螺旋状に旋回させて成形加工した容器１２を備えている。発光管１０の二重螺旋の巻数は６．７５回であって、前記発光管１０の環外径は４１．５ｍｍである。なお、容器１２は、軟質ガラス（ストロンチウム・バリウムシリケイトガラス）で形成されている。
【００１４】
発光管１０は、端部１１の管軸Ｘが、発光管１０の螺旋軸Ｚに対して傾斜角度αで傾斜している（傾斜角度αは約７５°）。つまり、本実施形態における蛍光ランプ１は、小型化のために、上述の発光管Ｂを用いている。なお、端部１１の管軸Ｘと発光管１０の螺旋軸Ｚとの傾斜角度αは、０°よりも大きく９０°よりも小さい。
発光管１０は、端部１１に、電子放射物質が充填されたタングステン・フィラメントコイル１３（以下、コイル１３という）と、前記コイル１３をビーズガラスマウント方式で保持する一対のリード線１４ａ，１４ｂとからなる電極１５を備えている。
【００１５】
具体的には、電極１５は、リード線１４ａ，１４ｂと、これらリード線１４ａ，１４ｂに架設されたコイル１３とからなり、コイル１３が容器１２の内部に配置され、リード線１４ａ，１４ｂが容器１２の端部（発光管１０の端部１１を構成する部分）に封着保持されている。
なお、一方の端部１１には、電極１５と共に排気管１６（発光管１０排気後に先端部が封止される）が封着されている。また、電極間距離は、７００ｍｍであって、放電路は二重螺旋状である。
【００１６】
発光管１０の主要な内面には、希土類蛍光体１７が塗布されている。希土類蛍光体１７は、赤発光蛍光体（Ｙ２Ｏ３：Ｅｕ）、緑発光蛍光体（ＬａＰＯ４：Ｃｅ，Ｔｂ）、および、青発光蛍光体（ＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ２７：Ｅｕ，Ｍｎ）を混合してなる。
発光管１０の管内には、約５ｍｇの水銀、および、緩衝ガスとして５００ＰａのアルゴンガスＡｒが封入されている。
【００１７】
発光管１０の先端部１８は、凸形状に膨張加工されており、ランプ点灯時は管内水銀蒸気圧を規定する最冷点個所となる。また、発光管１８の先端部１８とグローブ４０の先端部４１との間には、透明性のシリコーン樹脂からなる熱伝導性媒体４２が充填されている。
先端部１８は、ランプ点灯時に５５〜６５℃となるように調整されており、効率面において最適な管内水銀蒸気圧を得ることができる。なお、発光管１０先端部１８付近は、他の部分よりも管径が太くなっている。
【００１８】
図４は、ホルダーを示す図であって、図４（ａ）は正面図、図４（ｂ）は平面図である。図５は、発光管の取り付け状態を示す斜視図である。
図４（ａ）および（ｂ）に示すように、ホルダー２０は、発光管保持用の略円形の樹脂基板２１（直径４３．０ｍｍ、肉厚０．９ｍｍ）と、電子回路基板保持用の樹脂周縁板２２（縁高１０．０ｍｍ、肉厚０．９ｍｍ）とを備える。
【００１９】
樹脂基板２１には、発光管１０の端部１１が挿入される一対の開口２３ａ，２３ｂが設けられている。前記開口２３ａ，２３ｂの開口面は、発光管１０の螺旋軸Ｚに対して傾斜角度βで傾斜している（傾斜角度βは約１４°）。
樹脂基板２１には、ガイド溝２４ａ，２４ｂおよびガイド蓋２５ａ，２５ｂが形成されている。ガイド溝２４ａ，２４ｂおよびガイド蓋２５ａ，２５ｂは、開口２３ａ，２３ｂの周縁と連結し、かつ、螺旋軸Ｚに対して斜角度αで傾斜している。また、ガイド溝２４ａ，２４ｂの底面、および、ガイド蓋２５ａ，２５ｂの天井面は、端部１１の外形に合わせて湾曲している。したがって、発光管１０の端部１１を右回転させると、樹脂基板２１の開口２３ａ，２３ｂに前記端部１１をスムースに挿入することができる。
【００２０】
発光管１０の端部１１は、ホルダー２０で保持されている。具体的には、発光管１０の端部１１は、樹脂基板２１の開口２３ａ，２３ｂに挿入され、図５に示すように、ホルダー２０の内部でシリコン樹脂２６によって固定されている。
ここで、発光管１０の端部１１に封着された電極１５は、前記電極１５全体がホルダー２０の内部に収容された状態となっている。つまり、電極１５において最も発熱量の大きいコイル１３が、ホルダー２０の内部に収容されている。すなわち、ホルダー２０とケース５０とで形成される空間に、電極１５が位置する発光管１０の端部１１が配置されている。
【００２１】
このように、コイル１３がホルダー２０の内部に収容されていると、前記コイル１３の熱がホルダー２０に伝搬して前記ホルダー２０が高温になり易い。また、ホルダー２０とケース５０とで形成される空間に電極１５が位置していると、前記電極の熱が前記空間にこもって前記ホルダー２０がより高温になり易い。
蛍光ランプ１を小型化するためには、発光管１０の端部１１をホルダー２０に深く挿入することが好ましい。その点、発光管Ｂは、発光管１０の端部１１の管軸Ｘが螺旋軸Ｚに対して傾斜しているため、前記端部１１をホルダー２０の内部に深く挿入することができる。なお、発光管１０の端部１１は、殆ど光束に寄与しないため蛍光ランプ１の光束は低下しにくい。
【００２２】
一方、発光管１０の端部１１をホルダー２０に深く挿入すると、前記端部１１に封着されている電極１５のコイル１３がホルダー２０の内部に配置されることとなる。そうすると、ホルダー２０が高温になり易い。
電子安定器３０は、いわゆるシリーズインバータ方式による電子安定器であって、電子回路部品３１と、前記電子回路部品３１が実装された回路基板３２とで構成されている。ホルダー２０の樹脂周縁板２２には、６本の保持片２７a〜２７fが付設されており、それら保持片２７a〜２７fに回路基板３２を嵌合させることによって、電子安定器３０は前記ホルダー２０に装着されている。
【００２３】
なお、ランプ点灯時の電子回路部品３１の過度な温度上昇を抑えるために、電子安定器３０の回路基板３２と、ホルダー２０の樹脂基板２１との間には、約１７ｍｍの隙間が設けられている。
グローブ４０は、最大外径が６０ｍｍのナス形であって、発光管１０を内包している。ここで、内包するとは、本実施の形態の蛍光ランプ１のように、発光管１０のほぼ全体がグローブ４０の内部に収まっている場合だけに限られず、前記発光管１０の一部が前記グローブ４０の内部に収まっていない場合をも含める。例えば、発光管１０のうちのホルダー２０の内部に収容されている端部１１の一部或いは全部は、必ずしもグローブ４０の内部に収まっている必要はない。すなわち、発光管１０のうちのホルダー２０の外部にある部分だけがグローブ４０の内部に収まっている状態であってもよい。
【００２４】
ケース５０は、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）樹脂（耐熱を有する温度１３５℃）からなる筒体であって、全長が４５．０ｍｍ、肉厚が０．９ｍｍ、発光管側のケース開口部の外径が５０．０ｍｍである。ケース５０は、ホルダー２０に装着された電子安定器３０を包み込み、前記ホルダー２０の樹脂周縁板２２と嵌合させるようにして、前記ホルダー２０に装着されている。また、ケース５０の発光管側の開口部とは反対側の端部には、口金６０が装着されている。
【００２５】
本実施の形態に係る蛍光ランプ１は、ランプ入力２２Ｗにおいて光束１５２０ｌｍで効率６９．１ｌｍ／Ｗという１００Ｗ電球代替用に相応しいランプ特性を有する。
本実施の形態に係る蛍光ランプ１は、発光管１０を保持するホルダー２０が、ＰＥＴ樹脂（耐熱温度１８５℃）よりも耐熱温度の高い液晶ポリマー樹脂（耐熱温度２２０℃）で形成されている。液晶ポリマー樹脂の耐熱温度が高いため、ランプ点灯時にホルダー２０の温度が上昇しても、前記ホルダー２０からはガスが発生せず、グローブ４０の黄色化を抑制することができる。
【００２６】
本実施の形態に係る蛍光ランプ１について、寿命試験を行ったところ、定格寿命である６０００ｈｒｓを過ぎてもグローブ４０の内面４３における黄色化現象は観測されなかった。
なお、ＰＥＴ樹脂の代替材料としては、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）樹脂、ＰＥＩ（ポリエーテルイミド）樹脂等が考えられたが、ＰＰＳ樹脂は、金型が複雑になるとともに材料色が黒っぽいため蛍光ランプ１のホルダー２０には不向きであり、また、ＰＥＩ樹脂は、金型が複雑になる。これに対し、液晶ポリマー樹脂は、従来の金型を使用できるとともに成形が容易である。しかも、強度が強いため、ホルダー２０の保持片２７a〜２７f等が折れにくいといった利点もある。
【００２７】
液晶ポリマー樹脂としては、具体的には、全芳香族系ポリエステルである、ポリプラスチック株式会社製のベクトラ（登録商標）を用いた。
図６は、液晶ポリマー樹脂製ホルダー２０を備えた蛍光ランプ１の光束維持率Ｃと、比較品であるＰＥＴ樹脂製ホルダーを備えた蛍光ランプの光束維持率Ｄとを比較した図である。
【００２８】
図６に示すように、液晶ポリマー樹脂製ホルダー２０を備えた蛍光ランプ１の光束維持率Ｃが例えば６０００ｈｒｓで約７８％であるのに対して、ＰＥＴ樹脂製ホルダーを備えた蛍光ランプの光束維持率Ｄは約６４％であり、本発明に係る蛍光ランプは、比較品である蛍光ランプと比べて、著しく光束維持率が向上していることが確かめられた。なお、比較品として用いた２２Ｗ電球形蛍光ランプは、ホルダーをＰＥＴ樹脂で形成している以外は、本実施の形態に係る２２Ｗ電球形蛍光ランプ１と同じ構成を有する。
【００２９】
比較品の蛍光ランプの光束維持率が低いのは、グローブが黄色化したためである。発明者は、実験によりグローブの黄色化の原因を突き止め、その解決策を見出すことによって、本発明に至った。
黄色化の原因を突き止めるにあたっては、まず、ＰＥＴ樹脂からなるホルダーを用いた２２Ｗ電球形蛍光ランプを管入力２２Ｗで点灯させ、ホルダーの樹脂基板の表面温度を測定してみた。その結果、ホルダーは、樹脂基板の中心部の温度、および、発光管の端部が挿入される開口周辺部の温度が、それぞれ約１５０℃であった。しかし、それら各部の温度は、ＰＥＴ樹脂の耐熱温度である１８５℃よりも低いため、実験開始当初は、それら各部の温度が黄色化の原因であるとは考えにくかった。
【００３０】
しかし、実験を進めるうち、それら各部の温度は、ＰＥＴ樹脂に含まれている何らかの物質を蒸発させる温度に達していることがわかった。そして、何らかの物質が難燃材であろうという結論に至った。すなわち、難燃材が蒸発することによって生じる物質が、ガスとしてグローブの内面に付着し黄色化を引き起こすという結論に至った。
そこで、ＰＥＴ樹脂に代わる素材を種々検討した結果、ＰＥＴ樹脂よりも高い耐熱性を有し、さらに高い熱分解温度を有する液晶ポリマー樹脂を見出し、前記液晶ポリマー樹脂はガスの発生が極めて少ないことを確認した。
【００３１】
以上のように、二重螺旋形のような小形の発光管１０並びに、これに相応した小形の電子安定器３０、ホルダー２０およびケース５０等の主要部材を組立てた小形の蛍光ランプ１において、ホルダー２０を液晶ポリマー樹脂で形成すれば、前記グローブ４０の黄色化を抑制でき、前記蛍光ランプ１の光束維持率の低下を抑制できて、高品質かつ小形の電球形蛍光ランプ１を得ることができる。
【００３２】
以上、本発明に係る蛍光ランプを実施の形態に基づいて具体的に説明してきたが、本発明に係る蛍光ランプは、上記の実施の形態に限定されない。例えば、以下のような変形例が考えられる。
（１）実施の形態に係る蛍光ランプ１は、上述の発光管Ｂを用いたが、本発明に係る蛍光ランプは、発光管Ａを用いてもよい。
【００３３】
図７は、変形例１に係る蛍光ランプを示す一部破断正面図である。図７に示すように、変形例１に係る電球形蛍光ランプ１００は、発光管Ａを用いた蛍光ランプであって、二重螺旋形の発光管１１０、液晶ポリマー樹脂からなるホルダー１２０、電子安定器１３０、グローブ１４０、ケース１５０およびＥ２６形口金１６０を備える。
変形例１に係る蛍光ランプ１００は、発光管１１０の端部１１１の管軸が、前記発光管１０の螺旋軸Ｚに対して略平行であり、前記端部１１１がホルダー１２０に垂直に挿入されている。
【００３４】
（２）本発明に係る蛍光ランプは、電球形蛍光ランプ以外の蛍光ランプ、例えば、図８に示すような蛍光ランプ（コンパクトランプ）にも適用できる。
図８は、変形例２に係る蛍光ランプを示す一部破断正面図である。蛍光ランプ２００は、二重螺旋形発光管２１０、液晶ポリマー樹脂からなるホルダー２２０、グローブ２４０、ケース２５０および口金２６０（例えば、ＧＸ１０ｑ型）を備える。変形例２に係る蛍光ランプ２００と本実施の形態に係る蛍光ランプ１とは、ホルダー２２０とケース２４０で形成される内部の空間に電子安定器が収容されていない点、口金２６０の形状が一般電球に使用されているねじ込み口金でない点において大きく異なる。
【００３５】
（３）蛍光ランプの発光管は、二重螺旋形に限定されず、他の形状であっても良い。他の形状の例としては、例えば、１本のガラス管を湾曲させてなるＵ字状、そして前記Ｕ字状のガラス管をさらに屈曲させてなる、いわゆる、「くら形」にした形状、また、Ｕ字状に湾曲させたガラス管を複数本、例えば、２本、３本結合させてなる形状であっても良い。
【００３６】
また、電極を有する発光管端部がホルダーの内部に位置される電球形蛍光ランプにおいて有効であるが、必ずしも発光管端部がホルダーの内部に収納されている必要はなく、前記端部が前記ホルダーの外部に位置する状態で保持されていても良い。さらに、発光管は、電極がホルダーの内部に位置しておらず、前記ホルダーの外部に位置しているタイプでも良い。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
発光管がホルダーで保持されグローブに内包された蛍光ランプに利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の一実施形態に係る蛍光ランプの全体構成を示す一部破断正面図
【図２】蛍光ランプの分解図
【図３】発光管を示す一部破断正面図
【図４】ホルダーを示す図であって、図４（ａ）は正面図、図４（ｂ）は平面図
【図５】発光管の取り付け状態を示す斜視図
【図６】液晶ポリマー樹脂製ホルダーを備えた蛍光ランプと、ＰＥＴ樹脂製ホルダーを備えた蛍光ランプとの光束維持率を比較した図
【図７】変形例１に係る蛍光ランプを示す一部破断正面図
【図８】変形例２に係る蛍光ランプを示す一部破断正面図
【符号の説明】
【００３９】
１  蛍光ランプ
１０  発光管
１１  端部
１５  電極
２０  ホルダー
４０  グローブ
【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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【図７】
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【図８】
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