(57)【要約】【課題】ガラスバルブの封着端部及び水銀ペレットの寸法ばらつきに拘らず、封着端部への水銀ペレットの固着強度を向上できる蛍光ランプを提供する。【解決手段】蛍光ランプ１は、ガラスバルブ２、球状の水銀ペレット１１、一対のリードワイヤ１３、電極１５及び希ガスを具備する。内周面に蛍光体層９を有するバルブ３の両端をステム４で封着してガラスバルブ２を形成する。このバルブ内に希ガスを封入する。ガラスバルブ２の一方の封着端部２ａに位置されたバルブ３の端部３ａとステム４のフレア部４ａとの間に、これらの融着部５に向けて先細りとなる環状凹部６を形成する。水銀ペレット１１を、融着部５から離れて端部３ａとフレア部４ａで挟設して、これら端部３ａ及びフレア部４ａの夫々に固着する。リードワイヤ１３をステム４に貫通させ、これらワイヤ１３に電極１５を支持したことを特徴としている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周面に蛍光体層を有するバルブの両端がステムで封着されているとともに、一方の封着端部に位置された前記バルブの端部と前記ステムのフレア部との間にこれらの融着部に向けて先細りとなる環状凹部が形成されたガラスバルブと；
前記融着部から離れて前記バルブの端部と前記フレア部で挟設されてこれらバルブの端部及びフレア部の夫々に融合して固着された球状の水銀ペレットと；
前記ステムに貫通された一対のリードワイヤと；
これらリードワイヤに支持された電極と；
前記ガラスバルブ内に封入された希ガスと；
を具備することを特徴とする蛍光ランプ。
【請求項２】
前記水銀ペレットが、錫−水銀合金で、かつ、前記錫の重量を前記水銀の重量以上としたアマルガムペレットであることを特徴とする請求項１に記載の蛍光ランプ。
【請求項３】
請求項１又は２に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；
を具備することを特徴とする照明器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水銀ペレットがガラスバルブの内部に配設された蛍光ランプ、及びこのランプを備える照明器具に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガラスバルブ内に封入された亜鉛（Zn）−水銀（Hg）合金からなる水銀放出金属構体が、ガラスバルブの端部に封着されているステムに固着された環形及び直管形の蛍光ランプが、従来技術として知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
即ち、特許文献１の図１に示された環形蛍光ランプは、そのガラスバルブを円形のドラムに巻き付けて環状に曲げ成形する際に、ガラスバルブの両端封着部の先端部外周に、前記巻き付けのために移動される冶具で掴まれるくびれ部、及びこのくびれ部に連続する環状の突出部を形成し、この突出部の内側に環状の凹部を形成し、亜鉛−水銀合金の水銀放出金属構体（一般的に球状である。）を凹部に収容させて、この水銀放出金属構体を凹部の不定形な曲面のガラス壁内面に大きな接触面積をもって接触させ、更に、前記水銀放出金属構体を排気時の加熱の残存熱及び排気工程直後の外側からの加熱で凹部の内面に溶着して固定させた構成である。
【０００４】
又、特許文献１の図３に示された直管形蛍光ランプは、ガラスバルブの両端封着部が、その半径方向の断面においてガラスバルブの直管部からステムに向かってＵ字状を描くように連続したガラス壁を有していて、このガラス壁の内側に形成された環状の凹部に、亜鉛−水銀合金の水銀放出金属構体を収容し、この水銀放出金属構体を凹部の外側からの加熱によって凹部内面に溶着し固定させた構成である。
【０００５】
更に、特許文献１の図４に示された蛍光ランプは、ガラスバルブの端部を圧着して形成された封着部とし、この封着部内に直接収容された亜鉛−水銀合金の水銀放出金属構体を固着させた構成であり、水銀放出金属構体は圧着封着部の上面に固着されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平８−１７３９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１の図１に記載の従来技術は、環形蛍光ランプに係る技術であり、ガラスバルブの封着部の外周にくぼみ部を設けることによって凹部を形成する構成である。これに対して、直管形蛍光ランプやコンパクトランプ等は封着部の外周にくぼみ部がない構成であるので、端部が少なくとも直管である蛍光ランプ等特許文献１の図１に記載の従来技術を適用することは難しい。更に、凹部をなすガラス壁内面に水銀放出金属構体を大きな接触面積をもって接触させるためには、ガラス壁内面の形状と球形の水銀放出金属構体の接触部位の形状とが略一致する必要がある。
【０００８】
しかし、ガラス製の凹部を正確な寸法精度で形成することは不可能で、その寸法のばらつきは大きい。しかも、水銀放出金属構体の径も種々あるとともに、そのばらつきもある。そのため、実際上は、凹部をなすガラス壁内面と水銀放出金属構体とを大きな接触面積をもって接触させることが困難である。したがって、製造上、水銀放出金属構体の固着強度がばらつき易いので、水銀放出金属構体の固着強度が低い場合には、輸送時等に加わる振動で水銀放出金属構体が凹部から外れてガラスバルブ内を移動することがあり、それに伴い、ガラスバルブの内面に装着されている蛍光体層が傷つけられる可能性がある、という課題がある。
【０００９】
同様に、特許文献１の図３に記載の従来技術でも、凹部をなすガラス壁内面の形状と球形の水銀放出金属構体の接触部位の形状とを略一致させる必要があるので、製造上、水銀放出金属構体の固着強度がばらつき易い。それにより、水銀放出金属構体の固着強度が低い場合には、輸送時等に加わる振動で水銀放出金属構体が凹部から外れてバルブ内を移動することがあり、それに伴い、ガラスバルブの内面に装着されている蛍光体層が傷つけられる可能性がある、という課題がある。
【００１０】
又、特許文献１の図４に記載の従来技術は、バルブ端部が圧着により封着された構成であるので、このような構成がない封着部を有した直管形蛍光ランプ等には適用できない。しかも、特許文献１の図４のように球形の水銀放出金属構体は圧着封着部に対して一点で接触して固着されているので、その固着強度が低い場合がある。それにより、水銀放出金属構体の固着強度が低い場合には、輸送時等に加わる振動で水銀放出金属構体が凹部から外れてガラスバルブ内を移動することがあり、それに伴い、このバルブの内面に装着されている蛍光体層が傷つけられる可能性がある、という課題がある。
【００１１】
したがって、本発明の目的は、ガラスバルブの封着端部及び水銀ペレットの寸法ばらつきに拘らず、封着端部への水銀ペレットの固着強度を向上できる蛍光ランプ及び照明器具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記課題を解決するために、請求項１に係る発明の蛍光ランプは、内周面に蛍光体層を有するバルブの両端がステムで封着されているとともに、一方の封着端部に位置された前記バルブの端部と前記ステムのフレア部との間にこれらの融着部に向けて先細りとなる環状凹部が形成されたガラスバルブと；前記融着部から離れて前記バルブの端部と前記フレア部で挟設されてこれらバルブの端部及びフレア部の夫々に融合して固着された球状の水銀ペレットと；前記ステムに貫通された一対のリードワイヤと；これらリードワイヤに支持された電極と；前記ガラスバルブ内に封入された希ガスと；を具備することを特徴としている。
【００１３】
本発明で、ステムのフレア部は、ステムがバルブに融着される前の状態で、バルブの端部との間に先細りの環状凹部を形成するに適した形状に予め形成されていて、排気工程では殆ど変形を起こさない構成でもよく、或いは、ガラスバルブの排気工程で加えられる熱で軟化されつつ排気の影響で変形されることにより、バルブの端部との間に先細りの状凹部を形成した構成であっても差し支えない。
【００１４】
本発明で、先細りの環状凹部を形成するための構成として、バルブの端部とステムのフレア部との一方が、バルブの直管部の管軸に略平行であるとともに、他方を延長した線が前記管軸に対して斜めに交差するように前記他方を斜状に設けた構成を挙げることができ、若しくは、バルブの端部とステムのフレア部の双方を延長した線が、いずれも前記管軸に対して斜めに交差するように前記双方を互に逆の傾きで斜状に設けた構成を挙げることができる。
【００１５】
本発明で、水銀ペレットには、錫（Sn）−水銀（Hg）合金からなる蛍光灯用アマルガムペレットを好適に用いることができるが、これに制約されず例えば亜鉛（Zn）−水銀（Hg）合金からなる水銀ペレットを用いることも可能である。又、本発明は、ガラスバルブの両端側部位が少なくとも直管をなしている蛍光ランプであれば適用可能であるので、直管形の蛍光ランプに実施を制約されるものではなく、例えばコンパクト形の蛍光ランプにも適用することができる。
【００１６】
請求項１の発明では、球状をなした水銀ペレットが、ガラスバルブが有した先細り状の環状を形成したバルブの端部とステムのフレア部の夫々に融合して固着され、かつ、この固着箇所はバルブの端部とフレア部の融着部から離れている。そのため、水銀ペレットの球形のばらつきやガラスバルブの封着端部の寸法のばらつきに拘らず、水銀ペレットの２箇所がガラスバルブの封着端部に固着されるので、水銀ペレットの固着強度を向上できる。
【００１７】
請求項２に係る発明の蛍光ランプは、請求項１の発明において、前記水銀ペレットが、錫−水銀合金で、かつ、前記錫の重量を前記水銀の重量以上としたアマルガムペレットであることを特徴としている。
【００１８】
この発明で使用した水銀ペレットの融点は、亜鉛−水銀合金製の水銀ペレットの融点より低い。そのため、この錫−水銀合金からなる水銀ペレットをガラスバルブの封着端部に融合して固着する際の温度が低くて良い、という利点を更に有する。
【００１９】
又、前記課題を解決するために、請求項３に係る発明の照明器具は、請求項１又は２に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；を具備することを特徴としている。
【００２０】
このような構成によれば、ガラスバルブの封着端部及び水銀ペレットの寸法ばらつきに拘らず、封着端部への水銀ペレットの固着強度を向上できる蛍光ランプを備えた照明器具を提供できる。
【発明の効果】
【００２１】
請求項１に係る発明の蛍光ランプによれば、ガラスバルブの封着端部及び水銀ペレットの寸法ばらつきに拘らず、封着端部への水銀ペレットの固着強度を向上できる、という効果がある。
【００２２】
請求項２に係る発明の蛍光ランプによれば、低い温度で水銀ペレットをガラスバルブの封着端部に融合して固着できる、という利点を更に有する。
【００２３】
という効果がある。
【００２４】
請求項３に係る発明によれば、ガラスバルブの封着端部及び水銀ペレットの寸法ばらつきに拘らず、封着端部への水銀ペレットの固着強度を向上できる蛍光ランプを備えた照明器具を提供できる、という効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施形態に係る直管形の蛍光ランプの一端部を示す断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る照明器具を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の一実施形態について、図１及び図２を参照して詳細に説明する。
【００２７】
図１及び図２中符号１は直管形の蛍光ランプを示す、この蛍光ランプ１は、ガラスバルブ２と、水銀ペレット１１と、リードワイヤ１３と、電極例えばフィラメント電極１５と、希ガス等を具備している。
【００２８】
図１に示すようにガラスバルブ２はバルブ例えば直管バルブ３の両端をステム４で封着して形成されている。この封着されたガラスバルブ２の端部を封着端部２ａと称する。この封着端部２ａは，後述する端部３ａ、フレア部４ａ、融着部５、及び環状凹部６を含んでいる。直管バルブ３は例えば透明な無鉛ガラス製であり、その外径は２８ｍｍ、内径は２６ｍｍ、肉厚は１ｍｍである。ステム４は例えば鉛ガラスを材料として形成されたフレアガラスである。
【００２９】
直管バルブ３の縮径された端部３ａにステム４のフレア部４ａを融着することによってガラスバルブ２が形成されている。図１中符号５は直管バルブ３の端部３ａとフレア部４ａの融着部を示しており、この融着部５はガラスバルブ２の周方向に連続して環状に設けられている。又、図１中符号４ｂはステム４のピンチシール部を示している。
【００３０】
直管バルブ３の端部３ａの少なくとも内周面は斜状であり、それにより、封着端部２ａの内径は、封着端部２ａの先端に向かうに従い次第に小さく形成されている。ステム４のフレア部４ａはピンチシール部４ｂからスカート状に一体に延出されている。図１中二点鎖線は、ガラスバルブ２が排気される前の状態でのステム４のフレア部４ａの形状を示しており、同図１中実線は、ガラスバルブ２が排気された後の状態でのステム４のフレア部４ａの形状を示している。このフレア部４ａのピンチシール部４ｂと反対側の大径端部の先端と、直管バルブ３の端部３ａの先端とが融着されている。フレア部４ａのピンチシール部４ｂと反対側の端部の外周面は斜状であり、それにより、前記大径端部の外径は、この大径端部の先端に向かうに従い次第に大きく形成されている。
【００３１】
したがって、封着端部２ａは環状凹部６を有している。つまり、直管バルブ３の端部３ａとステム４のフレア部４ａとの間に、ガラスバルブ２の周方向に連続する環状凹部６が形成されている。この環状凹部６は融着部５に向けて先細りに形成されている。なお、以上説明した封着端部２ａの構成は、ガラスバルブ２の一方の封着端部のみに形成しても良いし、双方の封着端部に形成してもよい。
【００３２】
ステム４に鉛ガラス等からなる排気管７が接続されている。排気管７は、フレア部４ａの中央位置にこのフレア部４ａを軸方向に貫通するように設けられている。排気管７の内部はピンチシール部４ｂに設けられた排気口７ａを通してガラスバルブ２の内部空間に連通されているとともに、フレア部４ａから突出された排気管７の端部は封じ切られている。
【００３３】
直管バルブ３の内周面に保護層８を介して蛍光体層９が装着されている。保護層８は、アルミナ、シリカ、チタン、亜鉛等の薄膜からなり、直管バルブ３の内周面に積層されている。直管バルブ３が有した蛍光体層９は、保護層８より厚く、この保護層８の内面に積層されている。この蛍光体層９は、例えば３波長発光形の希土類酸化物蛍光体等からなる。
【００３４】
水銀ペレット１１は、例えば錫（Sn）−水銀（Hg）合金からなる蛍光灯用アマルガムペレットであり、ガラスバルブに封入される前の状態では略球形に形成されている。
【００３５】
錫が主成分となるように錫の重量を水銀の重量より多くして形成された錫−水銀合金製の水銀ペレット１１を採用する場合には、亜鉛（Zn）−水銀（Hg）合金からなる蛍光灯用アマルガムペレットに比較して融点を低くできる点で好ましい。水銀の重量が50ｗｔ％でかつ亜鉛の重量が50ｗｔ％の亜鉛−水銀合金の融点は約３００℃であるが、水銀の重量が20ｗｔ％でかつ錫の重量が80ｗｔ％の錫−水銀合金の融点は約２００℃と低い。したがって、錫−水銀合金製の水銀ペレット１１をガラスバルブ２の封着端部２ａに融合させて固着する際の温度が低くて良いので、ランプを製造する上で有利である。
【００３６】
なお、錫−水銀合金製の水銀ペレット１１は、加熱により水銀がガラスバルブ２内に一旦放出された後に、放出された水銀を実質的に再吸蔵しないように構成されている。それにより、ガラスバルブ２内の水銀蒸気圧を一定に保持することができるようになっている。
【００３７】
この水銀ペレット１１は、図１に示すようにガラスバルブ２の一方の封着端部２ａの環状凹部６に固着されている。つまり、水銀ペレット１１は、ガラスバルブ２の封着端部２ａをなした直管バルブ３の端部３ａ及びステム４のフレア部４ａに挟設されていて、これら端部３ａ及びフレア部４ａの夫々に融合して固着されている。この水銀ペレット１１は融着部５から離れて配置されていて、それにより、水銀ペレット１１と環状凹部６の底との間には略三角形状の隙間が形成されている。
【００３８】
蛍光ランプ１の製造における排気工程では、ガラスバルブ２が略垂直に立てられた状態で加熱炉に通されながら排気管７を通じてガラスバルブ２内が排気される。このときの加熱温度は約４５０℃が好ましい。
【００３９】
この排気後に、加熱炉を通過したガラスバルブ２の下端部に位置された封着端部２ａが、その下方又は側方もしくはこれらの両方から加熱手段で加熱される。加熱手段としては、ラインバーナー、カップバーナー、赤外線ヒーター、ホットジェット（熱風）等を用いることができる。
【００４０】
この加熱手段により、直管バルブ３の端部３ａとフレア部４ａの温度は、次のペレット供給ポジションにガラスバルブ２に供給された状態でも、自然冷却により大幅に降下することはなく、ペレット供給ポジションで封入される水銀ペレット１１を封着端部２ａに固着するのに適した所定温度（約２００℃以上）に保持される。
【００４１】
更に、以上の加熱によりステム４のフレア部４ａが軟化されるに伴い、ガラスバルブ２内が負圧であることにより、フレア部４ａが、図１中二点鎖線に示した状態からガラスバルブ２の内部に向けて略半球状に膨らむ（図１中実線で示した状態）ように変形する。それにより、先細り状の環状凹部６がフレア部４ａの大径端部と直管バルブ３の端部３ａとの間に形成される。
【００４２】
この直後に、ガラスバルブ２は加熱手段から外れてペレット供給ポジションに移動される。このペレット供給ポジションでは、ガラスバルブ２の図示しない上側の封着端部の排気管を通して水銀ペレット１１がガラスバルブ２内に滴下するように供給される。なお、この供給は、ガラスバルブ２内の真空度が上がらないように一瞬で終了される。
【００４３】
この水銀ペレット１１は、自由落下して、所定温度に保持されている先細り状の環状凹部６に、その底をなした融着部５に達することなく入り込む。つまり、水銀ペレット１１の直径に見合った位置で直管ガラス３の端部３ａ及びフレア部４ａに夫々接して、融着部５から離れた状態に配置される。この場合、環状凹部６が先細り状であることにより、水銀ペレット１１の球径の大きさの違い及び球径のばらつきやガラスバルブ２の封着端部２ａの寸法のばらつきに拘らず、水銀ペレット１１を以上のように配置できる。したがって、このような配置は、より小径の水銀ペレット１１を用いた場合にも、この水銀ペレット１１が一点で融着部５に接した状態に着床することなく、実現できるものである。
【００４４】
このため、直管ガラス３の端部３ａ及びフレア部４ａの夫々に対する水銀ペレット１１の接触箇所が、直管ガラス３の端部３ａ及びフレア部４ａの残熱（なお、この残熱は、錫−銀合金製の水銀ペレット１１の融点である約２００℃より高い。）により加熱されて溶融される。そして、この後の封着端部２ａの温度降下に伴って、水銀ペレット１１が直管ガラス３の端部３ａ及びフレア部４ａの大径端部に夫々固着される。
【００４５】
このように水銀ペレット１１の２箇所が封着端部２ａに夫々固着されるので、封着端部２ａに対する水銀ペレット１１の固着強度を向上することができる。
【００４６】
前記加熱手段による加熱温度は５５０℃以上であることが好ましい。本発明者による試験結果によれば、５５０℃又は６００℃の加熱温度では、フレア部４ａが変形して先細り状の環状凹部６が形成されるとともに、水銀ペレット１１の滴下後１０秒間静置した時点で固着確認を行ったところ、水銀ペレット１１が固着されていることが確認された。これに対して、４００℃、４５０℃、５００℃の加熱温度では、フレア部４ａの変形が起きないことが確認されたとともに、水銀ペレット１１の滴下後１０秒間静置した時点で固着確認を行ったところ、水銀ペレット１１が固着されていないことが確認された。
【００４７】
なお、水銀ペレット１１の滴下後６０秒間静置した時点での固着確認では、前記いずれの加熱温度でも、水銀ペレット１１が固着されていることが確認された。したがって、前記試験結果によれば、水銀ペレット１１の固着に要する時間が短く、蛍光ランプ１の製造に要する時間を短縮できることが可能であることが分かった。
【００４８】
なお、ステム４のフレア部４ａが、予め環状凹部６を形成するのに適合した形状を維持していて、排気工程で熱変形されない構成である場合には、封着端部２ａに対する前記加熱手段による加熱温度は、２００℃以上５００℃以下、好ましくは３５０℃以上４５０℃以下とすればよい。このような加熱であっても、錫−銀合金製の水銀ペレット１１の融点が約２００℃であるので、ペレット供給ポジションでガラスバルブ２内に滴下された水銀ペレット１１の２箇所を、直管ガラス３の端部３ａ及びフレア部４ａの残熱により加熱して溶融させ、これら直管ガラス３の端部３ａ及びフレア部４ａの夫々に固着することができる。
【００４９】
一対のリードワイヤ１３は、ステム４の夫々にそれらのピンチシール部４ｂをガラスバルブ２の軸方向に貫通して取付けられている。これらリードワイヤ１３のガラスバルブ２内に導出されたインナーリード部にわたってフィラメント電極１５が支持されている。このフィラメント電極１５は、ステム４のピンチシール部４ｂの近傍に配設されている。
【００５０】
ガラスバルブ２内には放電媒体である希ガスが封入されている。希ガスには、例えばアルゴンガス単体、アルゴンとネオンの混合ガス、又はこれらのガスに必要に応じてクリプトンガスやキセノンガス等の他の希ガスを混ぜた混合ガスを用いることができる。
【００５１】
又、図１中符号１７は、封着端部２ａの外周に夫々嵌合してガラスバルブ２の両端部に、接着剤（図示しない）を介して夫々取付けられた口金を示している。この口金１７は、水銀ペレット１１の視認を妨げることができるように環状凹部６の略全体を覆って設けられている。口金１７は、図示しない一対の口金ピンを有していて、これらのピンに、リードワイヤ１３のガラスバルブ２外に導出されたアウターリード部が接続されている。
【００５２】
前記構成の蛍光ランプ１は、以上説明したようにガラスバルブ２の封着端部２ａ及び水銀ペレット１１の寸法ばらつきに拘らず、封着端部２ａへの水銀ペレット１１の固着強度が向上されたので、この蛍光ランプ１の輸送時等に加わる振動で、水銀ペレット１１が環状凹部６から外れてガラスバルブ２内を移動しないように水銀ペレット１１を保持できる。したがって、ガラスバルブ２の蛍光体層９が水銀ペレット１１で傷つけられることを防止できる。
【００５３】
図２に図１の蛍光ランプ１を備えた照明器具２１を例示する。この照明器具２１は、例えば建物の天井等に直付け設置される器具本体２２を備えている。器具本体２２には、電子式の安定器２３や電源接続用の図示しない電源端子台等が内蔵されている。更に、器具本体２２の反射面をなした下面の長手方向両端部にランプソケット２４が取付けられていて、これらランプソケット２４間に蛍光ランプ１が取外し可能に支持されている。この照明器具２１では、電源端子台、安定器２３、及びランプソケット２４を介して蛍光ランプ１に給電することができ、それにより、蛍光ランプ１を点灯させることができる。
【符号の説明】
【００５４】
１…蛍光ランプ、２…ガラスバルブ、２ａ…封着端部、３…直管バルブ（バルブ）、３ａ…直管バルブの端部、４…ステム、４ａ…フレア部、５…融着部、６…環状凹部、９…蛍光体層、１１…水銀ペレット、１３…リードワイヤ、１５…フィラメント電極（電極）、２１…照明器具、２２…器具本体
【図１】
2011187182.tif 000003
【図２】
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