(57)【要約】　　　（修正有）【課題】排気管として使用する細管にアマルガムを封入しても、細管を必要以上に長くすることなく封止部にクラックが発生することを抑制することができる蛍光ランプを提供する。【解決手段】蛍光ランプの輸送時および、照明器具への取付け時などにおいてランプに振動が加わると、細管内のアマルガム３０は落下防止手段２３および接触防止手段２４により移動を抑制され、振動が加わったとしてもアマルガム３０と肉薄の封止部２１にアマルガム３０の衝撃が直接加わることがなくなり、封止部２１にクラックが発生することを抑制することができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内面に蛍光体層が形成され、放電媒体が封入されたバルブと；
このバルブ内に放電を生起可能に設けられた電極手段と；
このバルブ端部に連通して設けられ、排気工程後の封止によって内側方向へ突出した封止部を有する細管と；
前記細管内に封入されたアマルガムと；
前記細管に封入されたアマルガムがバルブ内に落下することを防止するための落下防止手段と；
前記細管の長手方向の幅寸法が細管内径以下となるように細管内側に突出形成されており、前記アマルガムが細管封止部に接触することを防止する接触防止手段と；
を具備していることを特徴とする蛍光ランプ。
【請求項２】
細管封止部から接触防止手段までの距離が４ｍｍ以下であ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】
細管封止部の先端形状がバルブ長手方向と略直交する外側方向に延在していることを特徴とする請求項１または２記載の蛍光ランプ。
【請求項４】
請求項１ないし３いずれか一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；
を具備していることを特徴とする照明器具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発光管の端部に設けられた細管内に、アマルガムを封入した蛍光ランプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に蛍光ランプは、その最冷部温度が４０℃から５０℃のときに発光効率が最大となる特性を有している。そして、そのときの周囲温度は、ほぼ２５℃となるよう設計されている。しかし、放電路を折り曲げたり複数のガラス管を連結したりして構成された管壁負荷の高い蛍光ランプは、点灯中にランプが高温になりやすく、また密閉性の高い照明器具内で用いられる蛍光ランプはその周囲温度が高くなるため、最冷部が最適温度を超えてしまい、ランプ効率が低下してしまう不都合があった。このため、蛍光ランプの細管内にアマルガムを配置して水銀蒸気圧を適正な範囲内に制御することが知られている。なお、このアマルガムが封入されている細管は排気管としても用いられることが多い。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、排気管として使用される細管内にアマルガムを封入すると、封止部にクラックが発生して蛍光ランプがスローリークを起こすおそれがある。その原因は次のとおりである。細管が排気管として使用される場合、排気工程を経て細管内にアマルガムを収容した後、排気管から発光管内に不活性ガスを封入し、ガスバーナーなどにより加熱溶融させて封止する。このとき、発光管内は減圧されているので封止時に加熱溶融された部分は、細管内側に吸い込まれ、特に中央部が突出し肉厚の薄い封止部が形成される。このため蛍光ランプの輸送時や取扱時に振動が加わると細管内に封入されたアマルガムが封止部に衝突し、肉薄に形成された封止部にクラックが生じやすくなる。
【０００４】
そこで、この細管内においてアマルガムが封止部に接触することを防止する技術として、例えば特開平５−２５８７１７号公報に記載されているように、アマルガムと細管の封止部との間に、このアマルガムが封止部に接触するのを阻止する移動阻止部としての絞り部を形成する技術が知られている。この従来技術では、アマルガムが封止部に移動して両者が接触することはなくなるが、移動阻止部としての絞り部をさらに設けるためにアマルガムから封止部までの距離が長くなってしまい、ランプ全長が大きくなるという問題がある。細管は放電媒体の封入など排気管として使用され、かつアマルガムが封入されるため、排気工程に支障がなく、またアマルガムの収容スペースを確保するためにある程度の長さが必要である。また、細管内側に吸い込まれた中央部分の突出した肉薄の封止部とアマルガムおよび移動阻止部とが当接しないようにする必要もあることから、排気管の長さを単純に短くすることは容易ではない。
【０００５】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、排気管として使用する細管にアマルガムを封入しても、細管を必要以上に長くすることなく封止部にクラックが発生することを抑制することができる蛍光ランプを提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の蛍光ランプは、内面に蛍光体層が形成され、放電媒体が封入されたバルブと；このバルブ内に放電を生起可能に設けられた電極手段と；このバルブ端部に連通して設けられ、排気工程後の封止によって内側方向へ突出した封止部を有する細管と；前記細管内に封入されたアマルガムと；前記細管に封入されたアマルガムがバルブ内に落下することを防止するための落下防止手段と；前記細管の長手方向の幅寸法が細管内径以下となるように細管内側に突出形成されており、前記アマルガムが細管封止部に接触することを防止する接触防止手段と；を具備しているものである。
【０００７】
細管は、バルブの電極が封装される端部または、電極が封装されない端部に封着されるものであるが、全てのバルブの端部に封着されていても構わない。
【０００８】
封止部とは、排気工程後加熱溶融する封止工程において閉塞封止された部分のことをいい、細管内側に吸い込まれることで細管内に突出するように形成されており、他の細管部位よりも肉厚が薄く、強度的にも弱いいわゆる吸い込み部が含まれる。
【０００９】
落下防止手段とは、細管内に封入されたアマルガムの最小粒径よりも細管の内径が小さく形成され、アマルガムがバルブ内に落下しないように規制したものである。
【００１０】
接触防止手段とは、細管内に封入されたアマルガムが細管内に突出するように形成された吸い込み部に当接することを抑制するものであり、落下防止手段と同様に細管内に封入されたアマルガムの最大粒径よりも細管内径が小さく、細管長手方向の幅寸法が細管内径よりも小さくなるように形成されているものである。
【００１１】
接触防止手段の細管長手方向の幅寸法とは、細管に形成された接触防止手段の細管先端側端部から細管封着側端部までの長さを示している。
【００１２】
請求項１記載の蛍光ランプによれば、細管内に封入されたアマルガムと封止部との間に細管長手方向の幅寸法が細管内径よりも小さい接触防止手段を設けたので、細管を必要以上に長くすることが抑制され、蛍光ランプ全体の小形化が可能となる。さらに、蛍光ランプに振動が加わってもアマルガムが細管封止部に直接衝突することがなく、封止部の肉薄部分にクラックが発生することを抑制できる。
【００１３】
請求項２記載の蛍光ランプは、請求項１記載の蛍光ランプにおいて、細管封止部から接触防止手段までの距離が４ｍｍ以下であることを特徴とするものである。
【００１４】
接触防止手段と細管封止部までの距離が４ｍｍ以上になると、突出する細管の寸法分蛍光ランプ長が大きくなってしまい、蛍光ランプ全体の長さが長くなってしまう。したがって、この突出長はできるだけ４ｍｍ以下にする必要があり、３ｍｍ以下であることが望ましい。一方、細管封止工程において細管封止部が内側に突出するよう吸い込まれた薄肉の部分がアマルガムおよび接触防止手段に接触することでスローリークなどが生じることがない場合には、接触防止手段と細管封止部が接触していても構わない。
【００１５】
請求項２記載の蛍光ランプによれば、請求項１の作用に加え、細管封止部から接触防止手段までの距離を４ｍｍ以下とすることで、細管突出長を大きくすることが抑制され、蛍光ランプ全体の小形化が可能となる。
【００１６】
請求項３記載の蛍光ランプは、請求項１または２記載の蛍光ランプにおいて、細管封止部の先端形状がバルブ長手方向と略直交する外側方向に延在していることを特徴とするものである。
【００１７】
従来は、蛍光ランプの細管をバルブ長手方向に沿って互いに離脱するように引っ張り切る方法で封止しており、細管突出長は１０ｍｍ以上に形成されていたが本発明の細管の封止は、例えば、排気管を挟むよう対向するよう火力の違うバーナーの火炎を配置し、封止予定部の両側壁を、略同一高さに位置するよう当てると、排気管のガラスは溶融しはじめる。強い火炎を当てた側壁のガラスは、バルブ内の負圧により、強く内方に引き寄せられ、吸い込み部が形成されるとともに、封止予定部の対向した側壁が火力の弱い側壁側が互いに溶着し閉塞する。すなわち、細管の長手方向の中心軸から火力の弱い側壁方向に偏心して収縮するように側壁が溶着する。そして、バルブ本体と、離脱する排気管の各々とが細管長手方向の中心軸と略直交した細管の偏心方向に離間するように引っ張ることで細管封止部を切断する。
【００１８】
このように細管封止部を形成することによって、封止部の先端形状がバルブ長手方向と略直交する外側方向に延在するように形成され、バルブ長手方向に先端形状が延在する場合に比べて、細管の突出長８ｍｍ程度に形成が可能となる。
【００１９】
バルブ長手方向と略直交方向とは、細管封止部先端が細管封着部方向に向かうように鋭角に屈曲していても構わない。
【００２０】
請求項３記載の蛍光ランプによれば、請求項１または２記載のバルブ端部から突出する細管封止部はバルブの長手方向と略直交するよう外側方向へ延出することで、細管の高さ寸法を小さくすることで細管突出長を小さくすることができ、蛍光ランプ全体の小形化が可能となる。
【００２１】
請求項４記載の照明器具は、請求項１ないし３いずれか一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；を具備していることを特徴とするものである。
【００２２】
請求項４記載の照明器具によれば、請求項１ないし３いずれか一記載の発明の作用を有する蛍光ランプを備えた照明器具を提供することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下本発明の一実施形態である蛍光ランプを図面を参照して説明する。
【００２４】
図１は、蛍光ランプの一部切欠側面図、図２は図１の蛍光ランプの細管部分を示す拡大断面図である。
【００２５】
図において、蛍光ランプは、外径は約１７．５ｍｍ、内径は約１５．５ｍｍの直管バルブ１０内面に蛍光体層が形成され、一端を閉塞し、他端部をステムによって封止した２本のガラスバルブ１０を一端部の閉塞部近傍においてブリッジ１１で連結し、１本の放電路を形成したものであり、ガラスバルブ１０の他端側には口金４０が図示しないシリコーン接着剤などによって取付けられた、いわゆるコンパクト形の蛍光ランプＬである。
【００２６】
ステムは、一対のリード線１２を封着するリード線導入部と、バルブ１０端部を封止するフレア部１０ａとからなる。この一対のリード線１２の一端はバルブ１０の内部に導出され、他端部はバルブ１０の外部に導出されている。さらにこの一対のリード線１２の一端部には電極コイル１３の端部がそれぞれ架設されている。そして、一方のリード線１２には、補助アマルガム１４が電極コイル１３とステムとの間に位置するように設けられている。また、ステムのバルブ１０外側方向には、細管２０が取付けられている。
【００２７】
細管２０の外径は約５．０ｍｍ、内径は３．８ｍｍであり、バルブ１０端部からの突出長は８ｍｍ程度であり、細管２０の中心軸から偏芯した位置に収縮して突出形成された細管封止部先端２１ａがバルブ１０の長手方向に略直交する外側方向に延在するように形成されている。ステムには細管２０の内部空間とガラスバルブの内部空間とを連通する連通孔２２が形成されている。
【００２８】
この細管２０は、後述するように排気管として使用され、封止部２１は加熱溶融して形成されるため、細管２０内側に吸い込まれて突出した形状を有しており、特にこの中央部分は肉厚が他の部位に比べて薄くなっている。
【００２９】
細管内２０には、水銀（Ｈｇ）と、ビスマス（Ｂｉ）、インジウム（Ｉｎ）、鉛（Ｐｂ）および錫（Ｓｎ）などとの合金によって形成された球塊状のアマルガム３０が収容されている。アマルガム３０の最大径は細管２０内径よりやや小さい最大径２．５ｍｍである。また、本実施形態のアマルガム３０の組成はＢｉ−Ｉｎ−Ｈｇである。
【００３０】
アマルガム３０は、バルブ１０内の水銀蒸気圧を制御するためのものであり、蛍光ランプ点灯中このアマルガム３０が細管２０内で移動すると、アマルガム３０の温度が変化してしまい、制御すべき蒸気圧が変動するといった問題が生じてくる。これを防止するために細管２０のバルブ１０近傍には、アマルガム３０がバルブ１０内に落下することを防止するための落下防止手段２３が形成され、アマルガム３０の位置を規定している。
【００３１】
また、細管２０が排気管として使用される場合、排気工程を経て細管２０内にアマルガム３０を収容した後、排気管からバルブ１０内に不活性ガスを封入し、ガスバーナーなどにより加熱溶融させて封止する。このとき、バルブ１０内は減圧されているので封止時に加熱溶融された部分は、細管２０内側に吸い込まれ、特に中央部分が突出し肉厚の薄い吸い込み部２１ｂが形成される。上記細管２０の肉薄の吸い込み部２１ｂとアマルガム３０との間には、アマルガム３０がその吸い込み部２１ｂに直接接触するのを防止する接触防止手段２４が形成されている。
【００３２】
この接触防止手段２４は、細管２０長手方向の幅寸法が細管２０内径よりも小さい２ｍｍ程度でかつ吸い込み部２１ｂの先端から１ｍｍ程度距離をおいて形成されている。
【００３３】
次に本実施形態のコンパクト蛍光ランプＬの製造工程について説明する。
【００３４】
まず、ガラスバルブ１０の一端を閉塞して閉塞部を形成した後、細管にアマルガム３０の落下防止手段２３としての縮径部がバルブ端部とほぼ重なる位置に形成されたステムを用意する。このステムのフレア部を蛍光体層が形成されたガラスバルブ１０の他端に溶着させることで外部と連通したバルブ１０となる。
【００３５】
次に、この２本のガラスバルブ１０の閉塞部近傍において２本のガラスバルブ１０同士をブリッジ１１により連結する。その後、２本の細管２０を介してバルブ１０内を排気し、アルゴンなどの希ガスおよび、アマルガム３０を細管２０内に封入する。
【００３６】
その後、細管２０に封入されたアマルガム３０を落下防止手段２３に配置し、落下防止手段２３から５ｍｍ程度離し、接触防止手段２４予定部である細管２０側面を加工用ガスバーナーなどにより加熱する。これによりこの加熱部分は、部分的に縮径変形して直径２ｍｍ程度の接触防止手段２４が形成される。なおこのとき、接触防止手段２４は、細管２０を完全に塞がないように注意する。
【００３７】
最後に接触防止手段２４から５ｍｍ程度距離を離した細管封止予定部である細管２０両側壁から火力の違う一対のガスバーナーの火炎を当てる。これにより、火力の強いガスバーナー側の細管２０のガラスから溶融しはじめ、ガラスは、バルブ１−内の負圧により、強く内方に引き寄せられ、火力の弱いガスバーナー側壁側に偏心して収縮するように、対向した側壁が互いに溶着することで細管２０は閉塞される。
【００３８】
次に、蛍光ランプの本体側を火力の強いガスバーナー側に移動することで、加熱溶融により偏心して収縮した封止部先端２１ａが細管２０の長手方向に直交する外側方向に糸を引きながらガラスが断ち切られる。さらにこの先端を加熱し、バルブ側壁から突出しない程度先端を焼き縮める。
【００３９】
加熱方法は、例えば細管２０両側より火力の異なる一対のガスバーナーを使用してガラスを溶融させたが、ガスバーナーの火力を同一とし、一方側の加熱時間を長くすることで、吸い込み部２１ｂを形成するとともに、対向した側壁に溶着することで、閉塞させても良い。要すれば、細管２０のガラスの一部をより軟化、溶融させることで、減圧されたバルブ内に吸い込まれる吸い込み部分２１ｂにクラックなどの不具合を抑制することができるよう充分ガラスを加熱させることが可能であればその方法は限定しない。吸い込み部２１ｂ方向に細管先端を形成してしまうと、細管２０内に吸い込まれた非常に薄い薄肉の吸い込み部２１ｂに圧力がかかり、クラックなどを生じるおそれがあるためである。
【００４０】
その後、ガラスバルブ１０他端側に口金４０を取付け、コンパクト蛍光ランプＬは完成する。
【００４１】
次に、本実施形態の作用について説明する。
【００４２】
蛍光ランプの輸送時および、照明器具への取付け時などにおいてランプに振動が加わると、細管２０内のアマルガム０３は落下防止手段２３および接触防止手段２４により移動を抑制され、振動が加わったとしてもアマルガム３０と肉薄の封止部２１にアマルガム３０の衝撃が直接加わることがなくなり、封止部２１にクラックが発生することを抑制することができる。
【００４３】
さらに、この細管２０の中心軸から偏心した位置に収縮して突出形成された細管封止部先端２１ａがバルブ１０の長手方向に略直交する外側方向に延在し、細管封止部２１と接触防止手段２４間の距離および落下防止手段２３の大きさなどを規制することで、細管２０の突出長を小さくすることができる。
【００４４】
アマルガム３０は細管２０内の落下防止手段２３および接触防止手段２４に挟まれるよう位置し、アマルガム３０の移動距離が短くなり点灯方向が変わっても、発光効率が変わることが抑制される。
【００４５】
なお、アマルガム３０は本実施形態のように水銀蒸気圧制御用のものに限定されず、亜鉛（Ｚｎ）アマルガムなどの定量封入用のアマルガムでも使用可能であり、多孔質セラミックスや水銀封入カプセルなどの水銀封入媒体を細管に封入する場合に用いても良い。
【００４６】
なお、アマルガム３０がバルブ１０内に落下することを防止する落下防止手段２３は落下を阻止できればガラス棒もしくは金属棒を細管２０内に収容するなどの方法を使用しても構わない。
【００４７】
上記実施形態では、細管２０を有するステムによってバルブ１０の端部を封止したものについて説明したが、本発明はステムを用いずに、ガラスバルブ１０の端部に細管２０となるガラスバルブを直接圧潰封止して、バルブ１０の端部に細管２０を設けたものにおいても適用できる。また、２本のガラスバルブをブリッジ１１で連結して形成した蛍光ランプについて説明したが、４本のガラスバルブを連結して形成した蛍光ランプや６本のガラスバルブを連結して形成した蛍光ランプなど、連結するガラスバルブの数や消費電力に関係なく、また、１本のガラスバルブを折り曲げて構成した蛍光ランプでも同様の効果が期待できる。また、上記実施形態の蛍光ランプを電球形蛍光ランプに適用することもできる。
【００４８】
また、細管封止方法は細管２０の中心軸から偏芯した位置に収縮して突出形成された細管封止部先端２１ａがバルブ１０の長手方向に略直交する外側方向に延在するように形成されているが、従来のように、細管をバルブ長手方向に沿って引っ張り切る方法で封止した後、先端部分を焼き縮めたり軟化時に押しつぶすなどの方法により細管封止部先端２１ａを加工し、細管２０長を小さくする方法を用いても構わない。
【００４９】
次に、本発明の一実施形態である照明器具を図３を用いて説明する。図３は本発明の照明器具の一実施形態を示す断面概略図である。図において３１はコンパクト蛍光ランプ、３０は埋め込み形照明器具本体である。器具本体３０は、基体３２と反射板３３などより構成されている。
【００５０】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、細管内に封入されたアマルガムと封止部との間に細管長手方向の幅寸法が細管内径よりも小さい接触防止手段を設けたので、細管を必要以上に長くすることが抑制され、蛍光ランプ全体の小形化が可能となる。さらに、蛍光ランプに振動が加わってもアマルガムが細管封止部に直接衝突することがなく、封止部の肉薄部分にクラックが発生することを抑制できる。
【００５１】
請求項２記載の発明によれば、請求項１の作用に加え、細管封止部から接触防止手段までの距離を４ｍｍ以下とすることで、細管突出長を大きくすることが抑制され、蛍光ランプ全体の小形化が可能となる。
【００５２】
請求項３記載の発明によれば、請求項１または２記載のバルブ端部から突出する細管封止部はバルブの長手方向と略直交するよう外側方向へ延出することで、細管の高さ寸法を小さくすることで細管突出長を小さくすることができ、蛍光ランプ全体の小形化が可能となる。
【００５３】
請求項４記載の発明によれば、請求項１ないし３いずれか一記載の発明の作用を有する蛍光ランプを備えた照明器具を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態のコンパクト蛍光ランプの一部切欠側面図、
【図２】図１の細管部分を示す拡大断面図。
【図３】本実施の形態照明器具の一実施形態を示す側面一部断面図。
【符号の説明】
１０…バルブ、２０…細管、２１…封止部、２１ａ…封止部先端、
２１ｂ…吸い込み部、２３…落下防止手段、２４…接触防止手段、
３０…アマルガム、４０…口金、
【図１】
2004087323.tif 000003
【図２】
2004087323.tif 000004
【図３】
2004087323.tif 000005