(57)【要約】【課題】簡単な構成により光束立上り特性を改善することができる電球形蛍光ランプおよびこの電球形蛍光ランプを使用した照明器具を提供することを目的とする。【解決手段】カバー体内の口金側において突出部と点灯装置を隔離する隔壁を設けることで、点灯装置からの熱影響を抑制でき、突出部の温度を一定に保つことが可能となった。その結果、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。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
屈曲形バルブを有する発光管と；
基板およびこの基板に実装された電子部品を有し、高周波電力を発光管に出力する点灯装置と；
一端に口金が設けられ、他端に発光管を保持する保持部を有し、口金側空間において突出部と点灯装置の間に隔壁が形成されているカバー体と；
前記屈曲バルブの一部の端部からカバー体内の口金側に向けて延在した突出部と；
を具備していることを特徴とする電球形蛍光ランプ。
【請求項２】
前記点灯装置の基板は、電球形蛍光ランプの軸方向に平行するよう縦形配置されていることを特徴とする請求項１記載の電球形蛍光ランプ。
【請求項３】
突出部に収容されたアマルガムは口金側部位およびカバーの隔壁に対向し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４】
前記アマルガムは、ビスマス、スズ、亜鉛および水銀で構成される第一のアマルガムと、インジウムにビスマス、スズ、亜鉛および水銀で構成される第二のアマルガムからなることを特徴とする請求項３記載の電球形蛍光ランプ。
【請求項５】
器具本体と；
器具本体に取り付けられたソケットと；
ソケットに接続された請求項１ないし４いずれか一記載の電球形蛍光ランプと；を具備していることを特徴とするものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光束立上り特性を改善した電球形蛍光ランプおよび照明器具に関する。
【背景技術】
【０００２】
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需要が促進されてきている。
【０００３】
この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も向上してきている。しかし、電球形蛍光ランプの小形化に伴って本体の表面積が小さくなっているため、発光管の発熱量が過度に多くない場合であっても、発光管の温度は高くなる傾向にある。このため、高温環境下で点灯する蛍光ランプの場合には、インジウム（In）、鉛（Pb）、錫（Sn）およびビスマス（Bi）などと水銀（Hg）との合金であるアマルガムを発光管に封入可能なように、発光管端部からカバー内の口金側空間に細管を突出させ、水銀蒸気圧が最適となるよう制御し、発光効率を向上させる技術が知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
また別の方法として、発光管の一部に最冷部を形成するために発光管の一部と金属性の口金をヒートパイプなどの熱輸送媒体などにより接続して温度の最適化を図った技術も知られている（例えば特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１４６３３１公報
【特許文献２】特開２０００−１１９５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献１に記載の電球形蛍光ランプは、白熱電球同等の外観寸法を要するものであり、小形白熱電球など一層小形の電球形蛍光ランプにおいては口金内スペースがさらに狭い空間となるため、口金内に細管を延在することは困難であるとともに、それぞれが近接するため、点灯装置からの熱影響を受けやすい。
【０００７】
また、特許文献２に記載の電球形蛍光ランプは、比較的高価な部品を使用することになるため、コストアップに繋がる。
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、簡単な構成により光束立上り特性を改善することができる電球形蛍光ランプおよびこの電球形蛍光ランプを使用した照明器具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】
【０００９】
請求項１の電球形蛍光ランプは、屈曲形バルブを有する発光管と；基板およびこの基板に実装された電子部品を有し、高周波電力を発光管に出力する点灯装置と；一端に口金が設けられ、他端に発光管を保持する保持部を有し、口金側空間において突出部と点灯装置の間に隔壁が形成されているカバー体と；前記屈曲バルブの一部の端部からカバー体内の口金側に向けて延在した突出部と；を具備していることを特徴とするものである。
【００１０】
このような電球形蛍光ランプは、小形白熱電球の大きさに近づけるため、点灯装置および発光管を覆う外囲器内のスペースは密閉された狭小空間となり、熱容量が小さくなるので内部温度はさらに高温になる傾向にある。このような蛍光ランプを構成する発光管の一部をカバー体の口金側に向けて延在させたとしてもその熱影響を受けやすい。
【００１１】
そこで、本発明者らは、光束立上り特性を改善するために、点灯時の発光管突出部の温度に着目して検討を進めた。
【００１２】
例えばＥ２６口金を有する白熱電球同等サイズまで小形化された電球形蛍光ランプは、バルブ端部から延在する突出部を口金方向に突出可能であり、カバー体内空間の比較的温度が低くなる金属製の口金に囲まれた空間まで延在することはできる。しかし、カバー体内空間はより一層狭いため、点灯装置と突出部を近接配置することになる。そのため、点灯中の発光管からの熱影響は突出部を延在させることで抑制できるが、点灯装置からの熱影響を受ける傾向にあることが分かった。
【００１３】
このように、点灯装置からの熱影響を抑制するために、点灯装置と突出部を隔離する隔壁を形成し、点灯装置からの熱影響を抑制することで約１０℃温度を低減することを可能とした。
【００１４】
なお、カバー体に形成された隔壁は、発光管の突出部と点灯装置全体を隔離するものであっても、突出部先端部分と点灯装置の一部を隔離するような隔壁であっても構わない。要は、点灯装置と突出部間を熱的に遮蔽する部材が介在することで、点灯装置からの熱影響を抑制可能であればその構造は限定されない。
【００１５】
屈曲バルブは、螺旋状ガラスバルブや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。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
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
なお、点灯装置の基板は電球形蛍光ランプの長手方向に対して同軸となるよう縦形配置していても、電球形蛍光ランプの長手方向に対して直交する方向となるよう横形配置しても構わない。
【００２１】
また、基板を横形配置している場合においては、基板が遮熱に必要な発光管の端部により形成された空想面の一部分を覆っていればよいが、各端部の全てが基板面に覆われるよう配置することで十分な遮熱効果が得られる。
【００２２】
点灯装置は、カバー体内に収容されるものである。点灯装置の基板は、カバーに対して直接的または間接的にかつ、回路基板の主要面と発光管長手方向とが略直交していても、平行していてもカバー内に収納されていれば構わない。
【００２３】
突出部は、発光管に連通するようにバルブ端部から突出するもの例えば、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。
【００２４】
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。
【００２５】
請求項２記載の電球形蛍光ランプは、請求項１記載の電球形蛍光ランプの前記点灯装置の基板は、電球形蛍光ランプの軸方向に平行するよう縦形配置されていることを特徴とする。
【００２６】
基板は、口金の内側に縦形に挿入可能とする幅寸法で、略矩形状に形成される。
【００２７】
基板の一面に配置する比較的突出高さが大きい電子部品とは、チョークコイル、平滑用コンデンサなどがある。
【００２８】
基板の一面に対して反対側の他面にも、細管の配置を許容する比較的突出高さの低いトランジスタ、チップ形のコンデンサや整流素子などの電子部品を実装してもよい。他面には面実装タイプの電子部品が実装されるのが好ましい。面実装タイプの電子部品は、リード線が実装面に対して略平行に延出するように部品本体から導出されているものを意味する。
【００２９】
隔壁と対向している回路基板とは、回路基板面全面に対向するもののほか、回路基板の一部と隔壁が対向しているものを許容する。
【００３０】
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突出部に収容されたアマルガムは口金側部位およびカバーの隔壁に対向していることを特徴とする。
【００３１】
アマルガムを封入している突出部は、カバーの口金空間側である例えば口金を取付けるための略円筒状部分および略円筒状部分に近接している領域を示す。好ましくは、口金を取付けるための円筒状部よりも突出しているかまたは、突出部先端部に対向する部分を切り欠くなどして、突出部軸方向に直交する一方側は、金属からなる口金側部位と対向していることでカバー内の熱を効率的に放熱でき、点灯中一定温度以上に温度が上昇することを抑制できる。要は金属製口金とアマルガムが収容される突出部先端が対向していれば、これら構成に限定されない。
【００３２】
また、アマルガムを封装した突出部の突出部軸方向に直交する他方側は、隔壁が対向しているとは、点灯装置の熱影響を直接受けることを抑制可能であればアマルガム封装部分のみに隔壁を形成したものでも構わなく、その構成や方法は限定されない。
【００３３】
なお、点灯直後の水銀蒸気圧が純水銀または、純水銀に近い蒸気圧を有するアマルガムの使用が可能となるが、封入される水銀はこれに限定されない。さらに、発光管突出部に封入されるアマルガムは、発光管端部近傍に位置していても、口金側に延在する突出部の中間付近に位置していても構わず、その封入方法や位置決め手段なども特に限定されない。
【００３４】
なお、アマルガムを封入するにあたっては、点灯直後の水銀蒸気の拡散を補うため、通常補助アマルガムを発光管内に配置するが、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を供給可能な条件で発光管が構成されるものであれば本発明は適用可能である。
【００３５】
アマルガムの水銀蒸気圧特性は、アマルガム形成金属の組成と水銀含有量で決定されるが、アマルガム形成金属として最適なものは、ビスマス（Bi）、鉛（Pb）、亜鉛（Zn）および錫（Sn）である。例えば、ビスマス（Bi）−錫（Sn）−水銀（Hg）、ビスマス（Bi）−錫（Sn）−鉛（Pb）−水銀（Hg）、亜鉛（Zn）−水銀（Hg）などが挙げられるがこれに限らない。
【００３６】
請求項４記載の電球形蛍光ランプは請求項３記載の電球形蛍光ランプに封入されている前記アマルガムは、ビスマス、スズ、亜鉛および水銀で構成される第一のアマルガムと、インジウム、にビスマス、スズ、亜鉛および水銀で構成される第二のアマルガムからなることを特徴とする。
【００３７】
第一のアマルガムと第二のアマルガムは、それぞれを封入したものであっても、それぞれのアマルガムを混ぜ合わせ、１つのアマルガムとして封入しても構わない。また、アマルガムおよび水銀の混合比については、特に限定されるものではない。
【００３８】
請求項５記載の照明装置は、器具本体と；器具本体に取り付けられたソケットと；ソケットに接続された請求項１ないし４いずれか一記載の電球形蛍光ランプと；を具備していることを特徴とするものである。
【００３９】
器具本体は、例えばダウンライトなどであるが、一般照明用電球を使用する器具本体であればこれに限定されない。ソケットはＥ形と称されるねじ込みタイプが通常使用されるが、一般照明用電球が装着されるソケットであればこれに限定されない。
【発明の効果】
【００４０】
請求項１の電球形蛍光ランプによれば、カバー体内の口金側において突出部と点灯装置を隔離する隔壁を設けることで、点灯装置からの熱影響を抑制でき、突出部の温度を一定に保つことが可能となった。その結果、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。
【００４１】
請求項２記載の電球形蛍光ランプによれば、回路基板を電球形蛍光ランプの軸方向に平行に収容されているとともに、回路基板と隔壁が対向しているので、点灯装置と突出部を近接配置しても点灯装置からの熱影響を直接受けることを抑制することができる。
【００４２】
請求項３記載の電球形蛍光ランプによれば、アマルガムが収容される突出部は、金属性口金側部位およびカバー体の隔壁がそれぞれ対向しているので、金属製の口金部位から効率よく放熱できるとともに、点灯装置からの熱影響も抑制できる。
【００４３】
請求項４記載の電球形蛍光ランプによれば、アマルガムの組成として、鉛を使用しないので、環境に配慮した鉛レスのアマルガムであるとともに、鉛含有アマルガムと同一の水銀蒸気圧特性を得られ、発光特性と光束立上り特性を向上することができる。
【００４４】
請求項５記載の照明装置によれば、請求項１ないし４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器具を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４５】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。なお、複数の添付図面中、同一または相当部分には、同一符号を付している。
【００４６】
図１は本発明の第１の実施形態に係る電球形蛍光ランプの斜視図、図２は図１で示す電球形蛍光ランプの断面図、図３は、図２の電球形蛍光ランプの一部拡大断面図、図４は図１の電球形蛍光ランプの一部拡大断面図である。
【００４７】
図１に示すように電球形蛍光ランプ１は、その高さ方向（管軸方向）の一端（図１では上端）に口金２を有するカバー３、このカバー３の他端（図１では下端）側に支持された発光管４、この発光管４の一端側を支持するカバー３に取り付けられたホルダ５、発光管４を覆うとともに一端側でホルダ５の周囲も覆ってカバー３に取り付けられたグローブ６、口金２およびカバー３の内側に収納された点灯装置７を備えている。そして、電球形蛍光ランプ１は、定格電力が例えば４０Ｗタイプ、６０Ｗタイプの白熱電球などの一般照明用小形電球に近い寸法と外観に形成されている。
【００４８】
口金２は、エジソンタイプのＥ２６形などで、ねじ山を備えた筒状のシェル２ａ、このシェル２ａの一端側の頂部に絶縁部２ｂを介して設けられたアイレットを備えている。シェル２ａは、その他端側をカバー３の一端部に被せて接着剤またはかしめなどにより固定されている。
【００４９】
カバー３は、例えばポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）などの耐熱性合成樹脂にて形成され、一端側には口金２のシェル２ａが取り付けられる円筒状の口金取付部３ａが形成され、他端側には拡開した円環状の開口取付端部が形成され、口金取付部３ａの内側の円筒状内領域には口金取付部３ａの開口部の最大径からずれた位置に隔壁３ｂが一体形成されている。
【００５０】
また、点灯装置７は、基板７ａを備え、この基板７ａに点灯回路を構成する複数の電子部品７ｂが実装されている。基板７ａは、口金２の内側に挿入可能とする幅寸法で、幅寸法に対して高さ寸法が長い略矩形状に形成されており、この基板７ａの両側縁部が図示しないホルダ５の一対の基板取付溝に差し込み係合されてホルダ５の中心軸の方向に沿って縦形に配置されるとともに、ホルダ５の中心線に対してオフセットした位置に配置されている。すなわち、口金２とカバー３とホルダ５とを組み合わせた状態において、基板７ａは、口金２の内側に対して、その口金２の中心線の方向に沿って縦形に配置されるとともに、口金２の中心線に対してオフセットした位置に配置されている。
【００５１】
基板７ａの両面側に電子部品７ｂが実装されるが、基板７ａの口金２との間隔が広いく隔壁３ｂと対向しない側の一面には、電子部品７ｂのうちの限流インダクタとしてのバラストチョークなどのトランスCT、コンデンサ、平滑用コンデンサとしての電解コンデンサなどの大形の電子部品が実装されている。また、基板７ａの口金２との間隔が狭い側であり、隔壁３ｂに対向する他面には、電子部品７ｂのうちの高さの低いトランジスタ、チップ形のコンデンサや整流素子などの面実装タイプの電子部品７ｂが実装されている。
【００５２】
平滑用の電解コンデンサは、基板７ａの一面の幅方向中央域で基板７ａに対して垂直方向に向けて実装されている。これにより、基板７ａの実装効率が向上し、基板の小形化が可能となる。
【００５３】
また、基板７ａ他面に対向する隔壁３ｂに囲まれた間隔が狭い空間には、アマルガム８を封入した突出部としての細管４ａが配置されている。これにより、口金２の内側に点灯装置７と細管４ａとが効率よく配置される。
【００５４】
なお、口金２の中心軸に対する基板７ａのオフセット量は、口金２の内径の３／４の位置までの範囲が好ましい。このオフセット量が３／４の位置よりも口金２内面側に接近した場合には、基板７ａの幅が狭くなり、基板７ａの実装面積が小さくなって電子部品７ｂの実装効率が低下するので好ましくない。
【００５５】
カバー本体の環状の開口取付端部には、ホルダ５を取り付ける図示しない複数のホルダ取付端部に載置し固着している。
【００５６】
ホルダ５上には、発光管４の一対の電極封止端部４ｂを載置させて支持する支持凹部および挿通孔をそれぞれ形成し、これら挿通孔には、発光管４の一対の電極封止端部４ｂからその外方へ突出する細管４ａをそれぞれ挿通させるようになっている。なお。電極封止端部４ｂに封止された細管４ａは口金２側まで直線状に延在している。
【００５７】
発光管４は、その内面に、希土類金属酸化物等からなる蛍光体膜をほぼ全長に亘って形成し、軸方向両端部には、一対の電極をそれぞれ封装して電極封止端部４ｂをそれぞれ形成している。
【００５８】
発光管の螺旋形部４ｃは、発光管４の一方の電極封止端部４ｂから旋回軸回りに旋回しながら下方の頂端部である折返し部に至る第１の旋回部と、この折返し部の他端から旋回軸回りに旋回しながら他方の電極封止端部４ｂに至る第２の旋回部とを有する２重螺旋形状を有している。
【００５９】
一対の電極は、例えばタングステン製のコイル電極が使用されており、例えば圧潰封止により発光管４の両端部に封着されている。
【００６０】
発光管４内には、アルゴンやクリプトンガス等の放電媒体が封入されている。
【００６１】
アマルガム８は、例えば、ビスマス（Bi）が40〜60質量％、錫（Sn）が30〜40質量％からなる合金を基体とし、この合金に対して水銀を5〜25質量％含有した質量7mgの第一のアマルガム８ａと、ビスマス(Bi)が50〜70質量％、亜鉛(Zn)6〜9質量％、インジウム(In)20〜40質量％からなる合金を基本とし、この合金に対して水銀を0〜15%質量％含有した質量18mgの第二のアマルガム８ｂを封入している。
【００６２】
なお、第一および第二のアマルガム８ａ，８ｂを別々に封入することなく、例えば、ビスマス(Bi)13.7mg、スズ(Sn)2.6mg、亜鉛(Zn)1.4mg、インジウム(In)5.4mg、水銀(Hg)1.8mgの２種類のアマルガムを混合させたものを封入しても構わない。
【００６３】
グローブ６は、透明または光拡散性を有するガラスや合成樹脂などの材質により、白熱電球などの一般照明用電球のガラス球の形状に近い滑らかな曲面状に形成カバー３の開口取付端部の内側に嵌合されて例えばシリコーン樹脂やエポキシ樹脂などの接着剤により接着固定されている。
【００６４】
このように構成された電球形蛍光ランプ１によれば、口金２の内側に挿入可能とする幅寸法に形成された基板７ａを口金２の中心線の方向に沿って縦形に配置することにより、発光管４の細管４ａのアマルガム８が封入された先端部を口金２の内側で基板７ａとの間に配置でき、アマルガム８への点灯中の発光管４からの熱影響を低減しながら、口金２の内側に点灯装置７と細管４ａとを効率よく配置でき、それにより、カバー３を小形化できる。
【００６５】
また、細管４ａと点灯装置７を近接配置していても、互いの間に隔壁３ｂが介在しているので点灯中点灯装置７の熱影響をアマルガム８が受けることを抑制することができる。また、細管４ａの隔壁３ｂ側とは反対側には、口金２のシェル２ａが対向しているので効率よく放熱することができる。
【００６６】
さらに、基板７ａを口金２の中心線に対してオフセットした位置に配置し、細管４ａを基板７ａの口金２との間隔が狭い面側との間に配置したので、基板７ａの口金２との間隔が広い面側に大形の電子部品７ｂを配置でき、口金２の内側に点灯装置７と細管４ａとを効率よく配置できるとともに、点灯装置７の熱影響を隔壁３ｂにより遮熱することができるのでアマルガム８の温度を一定に保つことができる。
【００６７】
また、鉛成分を含まないアマルガムを使用していても鉛を使用した場合と同様の光束維持および光束立上り特性を維持できるので、環境に配慮することもできる。
【００６８】
さらに、点灯装置７と細管３ａの間には隔壁３ｂが形成されているので点灯中の点灯装置７からの熱影響を直接細管３ａおよび細管３ａ内に封入されたアマルガム８が受けることを抑制できるので、比較的水銀蒸気圧の高いアマルガム８の使用が可能となり、光束立上り特性が向上できる。さらに、細管３ａ内に封入されたアマルガム８封入部位は隔壁および金属製の口金２にそれぞれ対向配置しているので、口金２側からカバー３内空間の放熱を効率よくすることができる。なお、より一層アマルガム８および細管３ａの温度を低減させたい場合には、細管３ａと口金２内壁を熱伝導性物質などにより互いを接続させることもできる。
【００６９】
図５は本発明の照明装置１０の概略構成図である。この照明装置１０は、例えばダウンライト等の照明装置であり、照明器具本体１１を有する。この照明器具本体１１内にはソケット１２および反射体１３が取り付けられ、ソケット１２には上記電球形蛍光ランプ１の口金２がねじ込みにより装着される。
【００７０】
この照明装置１０によれば、電球形蛍光ランプ１の光束立上り特性が良好で小形の照明装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】第１の実施形態に係る電球形蛍光ランプの斜視図。
【図２】図１で示す電球形蛍光ランプの断面図。
【図３】図２の電球形蛍光ランプの一部拡大断面図。
【図４】図１の電球形蛍光ランプの一部拡大断面図。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る照明装置の概略構成図。
【符号の説明】
【００７２】
１…電球形蛍光ランプ、２…口金、３…カバー、４…発光管、５…ホルダ、６…グローブ、７…点灯装置、８…アマルガム、３ｂ…隔壁…４ａ…細管、１０…照明装置、１１…照明器具本体。
【図１】
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【図２】
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【図３】
2011175922.tif 000005
【図４】
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【図５】
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