(57)【要約】【課題】管端部へ照射された紫外線を効率よく可視光に変換して全光束を向上させた蛍光ランプおよび照明装置を提供することを目的とする。【解決手段】内面に蛍光体膜３が形成された発光管４と；電極７を支持する支持部８bを有し、この支持部８bの放電空間側には蛍光体層８aが形成されており、発光管４の両端に封着することによって発光管４内に電極を封装するステム８と；を具備していることを特徴とする。ステム８に蛍光体層８aを形成したので発光管４端部の光束が向上する。また、管端部に照射される紫外線を効率よく可視光に変換することができるので全光束が上がる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内面に蛍光体膜が形成された発光管と；
電極を支持する支持部を有し、この支持部の放電空間側には蛍光体層が形成されており、発光管の両端に封着することによって発光管内に電極を封装するステムと；
を具備していることを特徴とする蛍光ランプ。
【請求項２】
発光管は両端部が互いに接近するように環形に形成され、この発光管の両端間には中空状の口金が設けられており、ステムの支持部および口金の少なくとも一部が透光性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】
前記口金は、被照射面側の少なくとも一部が透光性であり、この透光性の部位と対向する口金内部の位置に反射手段が設けられていることを特徴とする請求項２に記載の蛍光ランプ。
【請求項４】
請求項１ないし３いずれか一に記載の蛍光ランプと；
この蛍光ランプが取付けられた器具本体と；
この器具本体に設けられ、前記蛍光ランプを点灯させる点灯装置と；
を具備していることを特徴とする照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、端部に電極を支持するステムを封着してなる蛍光ランプおよびこの蛍光ランプを用いた照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に蛍光ランプは、発光管の両端にそれぞれ封装された電極間の放電によって点灯するが、電極から発光管の封止端面までの領域には放電が形成されず、紫外線の放射量が少ないので、発光管の管端部が中央付近に比べて暗くなる。また、環形蛍光ランプの発光管の両端部間には、不透光性樹脂で成形された口金が取り付けられており、蛍光ランプ点灯中にはこの口金が暗部となっている。
【０００３】
これまでに透光性部材で形成された口金を備えた環形蛍光ランプが知られている（例えば、特許文献１参照）。この環形蛍光ランプは、口金が透光性部材で形成されているので発光管の管端部を通過した可視光を外部に放射することができる。このため、可視光を遮断する部材で形成された口金を配設したランプに比べて、ランプに形成される暗部が減少するとともに全光束が向上する。
【特許文献１】特開平１０−１６２７２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、発光管の管端部の非放電領域によって形成されてしまう暗部については特別な対策が検討されておらず、配光特性および全光束をさらに向上させるためには、この管端部の暗部について改善の余地があった。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みなされたもので、管端部へ照射された紫外線を効率よく利用して配光特性および全光束を向上させた蛍光ランプおよび照明装置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】
【０００６】
請求項１記載の蛍光ランプは、内面に蛍光体膜が形成された発光管と；電極を支持する支持部を有し、この支持部の放電空間側には蛍光体層が形成されており、発光管の両端に封着することによって発光管内に電極を封装するステムと；を具備していることを特徴とする。
【０００７】
本発明および以下の各発明において、特に指定しない限り用語の定義および技術的意味は次による。
【０００８】
発光管は、透光性材料で形成されている。透光性材料としてはコストが低いガラスを用いるのが好適である。なお、ガラスとしては、ソーダ石灰ガラス、ホウケイ酸ガラス、などを適宜選択して用いることができる。
【０００９】
蛍光体膜は、発光管の内面側に配設されて放電が形成されたときに放電媒体から放射される紫外線を可視光に波長変換する手段である。なお、発光管の内面側とは、発光管の内面に直接蛍光体層を形成する態様および保護膜または反射膜などを介して透光性バルブの内面に間接的に蛍光体層を形成する態様のいずれをも含む意味である。また、蛍光体は、単一種を、または複数種の蛍光体を混合して用いることができる。例えば、赤色・緑色・青色発光の各蛍光体を混合してなる白色発光の３波長発光形蛍光体を用いることができる。
【００１０】
ステムは、電極を支持する支持部および発光管端部に封着する封着部からなり、支持部の放電空間側の表面には蛍光体層が形成されている。ただし、ステムの封着部には封着性を確保するため蛍光体層を形成しないことが好ましい。なお、ステムに形成する蛍光体層の蛍光体は、発光管の内面側に形成する蛍光体膜の蛍光体と同一または異なる構成のいずれであってもよい。
【００１１】
支持部は、電極を支持するためにステムの一部を溶融させて形成されたものである。またこの支持部と封着部との間には支持部から延在する延在部が設けられていてもよい。
【００１２】
電極間で発生した紫外線は、電極と対向する発光管の側面から封着部までの管端部および封着端面にも照射される。ここで、封着端面とは封着部の最外側の部位を含む発光管の中心軸に直交する仮想平面である。このため従来の蛍光ランプでは、管端部に照射された紫外線も可視光に変換できるように管端部の放電空間側にも蛍光体膜が形成されている。しかし、発光管の管端部に形成された蛍光体膜へ照射される紫外線は可視光に変換することが可能であるが、封着端面に向かって照射された紫外線は利用されることがなかった。ところが、本構成のステムによればステムの支持部に形成された蛍光体層によって、封着端面に向かって照射される紫外線も可視光に変換することができるため、管端部から外方へ放射される光束が向上する。なお、ステムはフレアステム、ボタンステムなど蛍光体層を形成することができればどのような形状であってもよい。
【００１３】
請求項２記載の蛍光ランプは、発光管は両端部が互いに接近するように環形に形成され、この発光管の両端間には口金が設けられており、ステムの支持部および口金の少なくとも一部が透光性であることを特徴とする。
【００１４】
環形に形成された発光管とは、円環状、多角形状、およびこれらが連結されて１本の放電路を形成する２重管形状などをいう。
【００１５】
口金は、全体がガラスや透明な樹脂などの透光性部材によって形成されていてもよいし、光が放射する孔を設けたものであってもよい。
【００１６】
ステムは透光性のガラスなどで形成することができる。なお、口金は透光性部材で形成される場合には、フロスト加工などによって形成することが好ましい。これは、管端部が透けないようにすることによって外観を良好にして商品性を上げるためである。
【００１７】
ステムの支持部が透光性であることにより、蛍光体層から放射された可視光が支持部を透過して口金の透光性部分から照射される。
【００１８】
請求項３記載の蛍光ランプは、口金は、被照射面側の少なくとも一部が透光性であり、この透光性の部位と対向する口金内部の位置に反射手段が設けられていることを特徴とする。
【００１９】
反射手段は、一例として口金の内部に口金と一体的に形成した反射面を有する突出部であってもよいし、別体として口金内面に配設した突出部であってもよい。また、口金の内面側に形成したアルミニウムなどの金属からなる蒸着膜であってもよい。さらに、突出部および口金内面側に金属を蒸着した構成としてもよい。
【００２０】
請求項４記載の照明装置は、請求項１ないし３いずれか一に記載の蛍光ランプと；この蛍光ランプが取付けられた照明器具本体と；この器具本体に設けられ、前記蛍光ランプを点灯させる点灯装置と；を具備していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
請求項１記載の蛍光ランプによれば、ステムに蛍光体層を形成したので発光管端部の光出力が向上し、発光管端部の暗部を目立ちにくくして配光特性を改善することができる。また、管端部に照射される紫外線を効率よく可視光に変換することができるので全光束が向上する。
【００２２】
請求項２記載の蛍光ランプによれば、少なくとも口金の一部を透光性にしたので、発光管の端部から口金に放射される可視光を外部に放射することができ、全光束が向上する。
【００２３】
請求項３記載の蛍光ランプによれば、被照射面側が透光性であり、この透光性の部位と対向する位置に反射手段が設けられているので、発光管の端部から口金内部に放射された可視光を効率よく被照射面側に照射することができ、直下照度が向上する。
【００２４】
請求項４記載の照明装置によれば、請求項１ないし３に記載の蛍光ランプの特徴を備えた照明装置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】
【００２５】
本発明による実施の形態を図面を参照しながら説明する。
【００２６】
図１は、本発明による第１の実施形態を示す蛍光ランプの一部切り欠き正面図であり、図２は、図１の要部拡大断面図である。
【００２７】
蛍光ランプ１は、内面に後述する保護膜２および蛍光体膜３が形成された発光管４を有し、この発光管４の両端部に一対の接続ピン５、５を備えた口金６がそれぞれ装着されている。また、発光管４の両端部には電極手段７が封装されて発光管４の封止端面４aが閉塞されている。電極手段７は、発光管４の端部に封着されるステム８、８、接続ピン５とそれぞれ接続された図示しない一対のアウターウエルズ、このアウターウエルズに接続されてステム８、８の支持部８ｂ、８ｂに支持された一対のインナーウエルズ９、９およびこのインナーウエルズ９、９に支持されるフィラメント電極１０からなる。ステム８の支持部８bには、蛍光体層８aが形成されている。また、フィラメント電極１０には、酸化バリウム（BaO）等からなる電子放射性物質が担持されている。
【００２８】
蛍光体膜３および蛍光体層８aに使用する蛍光体は、紫外線を吸収して、可視光を発する物質であれば、どのようなものであってもよい。このような蛍光体としては、例えば、２価のユーロピウム付活アルカリ土類ハロリン酸塩蛍光体、セリウム、テルビウム共付活リン酸ランタン蛍光体（LaPO4：Ce，Tb）、および３価のユーロピム付活酸化イットリウム蛍光体（Y2O3：Eu）のような３波長発光形の蛍光体、或いはハロリン酸塩蛍光体のような白色発光形の蛍光体を使用することができる。なお、蛍光体は、用途によって適宜選択して使用することができる。
【００２９】
放電媒体は、水銀および希ガスから構成されている。水銀は、アマルガム或いは液体水銀の形で封入することが可能である。
【００３０】
アマルガムは、水銀と合金を作る物質であるビスマス（Bi）、インジウム（In）、鉛（Pb）、錫（Sn）、亜鉛（Zn）、銀（Ag）等の中から選ばれた少なくとも１種と水銀との合金である。例えば、ビスマス−インジウム−水銀、ビスマス−インジウム−鉛−水銀、ビスマス−錫−水銀などが適用可能である。アマルガムはペレット状、柱状、板状などどのような形状であってもよい。
【００３１】
また、点灯直後に光束を速く安定させるために放電容器内に補助アマルガムを封入してもよい。この補助アマルガムは、電極６に近接した位置に配設することが好ましい。
【００３２】
希ガスは、放電開始を容易にするために使用されるもので、一般的には放電容器を透過しなければ特に限定されないが、ネオン（Ｎｅ）は石英ガラスを透過しやすいので、放電容器を石英ガラスで形成する場合には、アルゴン（Ａｒ）、クリプトン（Ｋｒ）またはキセノン（Ｘｅ）が推奨される。また、希ガスには、混合希ガスであってもよい。なお、希ガスの圧力は、１００〜１０００Ｐａ程度である。
【００３３】
保護膜としては金属酸化物微粒子から構成したものが好適であり、金属酸化物微粒子には、アルミナ（Al2O3）の他にシリカ（SiO2）や酸化チタン（TiO2）など周知のものを用いることが可能である。
【００３４】
図２に示すように、ステム８は支持部８ｂおよび発光管端部に封着された封着部８cからなる。また、支持部８bは小径ガラス管の一部を溶融させてインナーウエルズ９の封着線部分を封着して支持するように形成した溶着部８dおよびこの溶着部８dから封着部８cまで延在する延在部８eからなる。支持部８bの放電空間側の表面には蛍光体層８aが形成されている。溶着部８dには発光管４内を排気するための細管８fが接続されている。
【００３５】
蛍光ランプは、放電路で発生した紫外線を発光管４の内面に形成した蛍光体膜３で可視光に変換するものである。つまり、フィラメント電極１０に対向する発光管の側面から封着部８cまでの管端部の内側空間では紫外線が発生しないので、発光管４の管端部に形成された蛍光体膜３には放電路で発生した紫外線がわずかながら照射するのみであるため発光管４の中央部分に比べて暗くなる。しかし、本実施形態のステム８の構成であれば、従来封止端面４a方向に照射されてステムに吸収されるか、そのまま透過していた紫外線も可視光に変換することができる。このため、発光管４の管端部から外方へ放射される光束を向上させることができるとともに、変換効率が上がり全光束も向上する。
【００３６】
蛍光体の被膜は、蛍光体、溶媒、バインダーおよび無機質結着剤からなる蛍光体懸濁液を調整して、これを塗布し、乾燥焼成することによって形成するのが一般的な方法である。焼成工程は、蛍光体懸濁液に含有するバインダー成分を取り除くために必要である。しかし、ステム８には、予めインナーウエルズ９、９が溶着されているので、ステム８の表面に蛍光体層８aを形成する場合、焼成工程時にインナーウェルズ９、９を支持している溶着部８dが過度に加熱されて、リークなどの不具合が発生するおそれがある。そこで、焼成工程を必要としない静電塗装によって、ステム８表面に蛍光体層８aを形成してもよい。
【００３７】
次に、本発明のステム８の製造方法について説明する。
【００３８】
まず、ステム８にインナーウェルズ９を溶着させる。このときステムは加熱によって帯電させることができる。次に、蛍光体および結着剤としてのシリカを混合した蛍光体塗布剤をステム８と逆極性に帯電させながらノズルから噴射しステム８に塗布する。このとき、ステム８の封着部８cに形成された蛍光体層８aはブラシで取り除いておく。さらに、インナーウェルズ９にフィラメント電極１０を把持させ、フィラメント電極１０に炭酸塩を坦持して電極７を形成する。電極７には、排気用の細管８fが接続されているので、この細管８bを固定しながら作業を行うことができる。
【００３９】
このようにステム８を形成すると、フィラメント電極１０をステム８に溶着した後にさらに加熱工程を必要がないため、溶着部８dがリークすることがない。
【００４０】
図３は、本発明による第２の実施形態の蛍光ランプを示す要部拡大断面図である。なお、電極手段７の構成については第１の実施形態と同様であるので説明を省略する。
【００４１】
発光管４は、円環状に形成されており、その両端部が中空円筒状の口金６によって覆われている。口金６は、その中心軸に沿って２つに分割された分割体を組み合わせて形成されている。この分割体はそれぞれ全体が透光性部材からなり表面がフロスト加工されている。なお図３は、説明の便宜上一方の分割体６aのみを取り付けた状態を示している。また、口金６には電極７に電気的に接続された図示しない４本の口金ピンが、外面から発光管４の環中心側に傾いて突設されている。口金ピン５は、４本で矩形をなすように口金６の外面に配設されている。
【００４２】
口金６は、透光性の部材であれば樹脂およびガラスなどを使用することができるが、好ましくは紫外線を吸収する構成が望ましい。例えば口金６に紫外線吸収剤を添加してもよいし、紫外線吸収膜を口金６または管端部に形成してもよい。また、口金６の表面のフロスト加工は管端部が透けることを防止するためのものであり、シリコーン樹脂を口金６の内面側に配設しても同様の効果を得ることができる。
【００４３】
本構成によると、従来口金に照射されていた紫外線をステム８、８に形成された蛍光体層８aによって可視光に変換できるため全光束が向上する。また、口金６は全体が透光性であるため、管端部から照射された可視光を外部に放射することができ、全光束がさらに向上するとともに蛍光ランプ１全体を発光させることができる。さらに、表面がフロスト加工されているため、管端部が透けないので外観が良好になり、商品性を上げることができる。このため、屋内でこの蛍光ランプ１を使用すると、管端部に形成される暗部が目立たなくなる。さらに、口金６が紫外線を透過する部材によって形成される場合であっても、蛍光体層８aによって外部に放射される紫外線の量が減少し、器具の紫外線による劣化を抑制することができる。
【００４４】
図４は、本発明による第３の実施形態の蛍光ランプを示す要部拡大断面図である。
【００４５】
第３の実施形態は、第２の実施形態の口金６に反射手段６bを設けた構成であり、その他の構成については第２の実施形態と同様であるので説明を省略する。
【００４６】
口金６の一方の分割体６aには、分割体６aの内面から他方の分割体と接合する接合面まで一体的に突出する突出部６cおよびこの突出部６cを含む内面側全体に蒸着された光反射層６dからなる反射手段６bが配設されている。突出部６cは、封着端面４a、４aと対向する面がそれぞれ連続的な平面形状で、かつ表面を滑らかに形成するとともに口金６の長手方向に対して傾いている。つまり、突出部６cに照射された可視光は反射面で散乱されることなく蛍光ランプ１の被照射面側に放射される構成である。この構成によって、口金６内に放射された可視光を効率よく外部に放射できるとともに直下照度が向上する。突出部６cは、突出部に照射された可視光を効率よく被照射面側に反射させるために、表面の形状は連続的な凸状または凹状であってもよく、突出部６cが口金の内部空間をほぼ分断するような構成でもよい。また、図示しない他方の分割体は全体が透光性であり、表面がフロスト加工されている。
【００４７】
図５は、天井直付形の照明装置の概略を示す断面図である。Ｌは天井直付形の照明装置である。１１は器具本体で、この器具本体１１は、外観が円形でかつ薄形に形成されている。器具本体１１の中央には内部に収納空間を有する収納部１２が形成され、この収納部１２内にインバータ点灯回路からなる高周波点灯装置１３が配設されている。収納部１２の周囲には、蛍光ランプ１および蛍光ランプ１よりも環径が小さい小径の蛍光ランプ２１が同心円状に配設されている。なお、小径の蛍光ランプ２１は蛍光ランプ１と環径が異なるのみであり、その他の構成については同様である。器具本体１１には、蛍光ランプ１および小径の蛍光ランプ２１の給電、保持を行う図示しないソケットホルダが配設されている。
【００４８】
器具本体１１には、器具本体１１の下方および側方を覆ってセード１４が取着される。このセード１４は、透光性を有する乳白色材にて、下方へ大きな円弧面がなだらかに突出する薄形状に形成されており、周縁部には器具本体１１に取付けられる図示しない取付部が形成されている。
【００４９】
蛍光ランプ１および小径の蛍光ランプ２１の点灯時には、蛍光ランプ１および小径の蛍光ランプ２１から発せられた光がセード１４を透光して照明される。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明による第１の実施形態を示す蛍光ランプの一部切り欠き正面図である。
【図２】図１の要部拡大断面図である。
【図３】本発明による第２の実施形態の蛍光ランプを示す要部拡大断面図である。
【図４】本発明による第３の実施形態の蛍光ランプを示す要部拡大断面図である。
【図５】本発明による天井直付形の照明装置Ｌを示す断面図である。
【符号の説明】
【００５１】
１   蛍光ランプ
４   発光管
６b  反射手段
８   ステム
８a  蛍光体層
８b  支持部
L    照明装置
１１ 器具本体
１３ 点灯装置
【図１】
2007317401.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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