| 【発明の名称】 |
電球形蛍光ランプおよび照明器具 |
| 【発明者】 |
【氏名】高原 雄一郎
【住所又は居所】東京都品川区東品川四丁目３番１号 東芝ライテック株式会社内
【氏名】斉藤 明子
【住所又は居所】東京都品川区東品川四丁目３番１号 東芝ライテック株式会社内
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| 【要約】 |
【課題】小形化によって水銀蒸気が拡散されにくい発光管３を有していても、光束立上り特性が向上する電球形蛍光ランプＬを提供することを目的とする。
【解決手段】発光管３からの放射光を反射膜４ｂにより照射口部４ａ方向に照射させることで直下照度が高くなることが可能となる。発光管３より放出される多くの熱線は、照射口部４ａから透過することなく反射膜４ｂによってグローブ４の内側、特に発光管３に向けて熱線を反射されるので点灯直後から発光管３およびアマルガム６が素早く上昇することで、光束立上り特性を向上させることができる。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】管外径１２ｍｍ以下の直線部および屈曲部を有する複数のＵ字状屈曲形バルブが連結管によって接続されて、放電路長が２００ｍｍ以上となるように１本の放電路が形成され、両端部に電極がそれぞれ封装されるとともに、水銀蒸気圧を制御するアマルガムが封入された発光管と；上記発光管を点灯させる点灯装置が収納され、一方側に前記発光管が支持されるとともに他方側に口金が装着されたカバー体と；一端に開口が形成されるとともに発光管を覆うように開口側がカバー体に取付けられ、他端に照射口部を残して内面に反射膜が形成されたグローブと；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】前記カバー体は、発光管を支持するホルダを有し、このホルダの発光管側の面に反射膜が形成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】反射膜上に光触媒膜が形成され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】照射口部に光拡散性を有する光触媒膜が形成されていることを特徴とする請求項１ないし３いずれか一記載の電球型蛍光ランプ。
【請求項５】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；この電球形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。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、立上り特性を改善した電球形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、放電路を折曲げたり複数の屈曲バルブを連結して構成された管壁負荷が高い蛍光ランプは、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という不都合があった。
【０００３】このため、発光管の細管内にアマルガムを配置することで水銀蒸気圧を適正な範囲内に制御するとともに、電極近傍に補助アマルガムを配置して、点灯直後に必要な水銀を管内に供給し、始動時の光束立上り特性を向上させる技術が、例えば特開平５−３０１７号公報（従来技術１）などに開示されている。
【０００４】近年電球形蛍光ランプの小形化が進み、白熱電球とほぼ同じ外径寸法を有する電球形蛍光ランプが開発されている。例えば特開２０００−４８７６８号公報（従来技術２）に記載の電球形蛍光ランプは、管外径を８〜１１ｍｍ、放電路長を２００〜３００ｍｍとして発光管の小形化を実現している。このように小形化された発光管は、水銀蒸気圧制御用の主アマルガムが使用されており、かつ管外径が細く、放電路長が大きいので、水銀蒸気圧が拡散しにくく、始動時の光束立上り特性が劣る傾向にある。そこで、従来技術２の電球形蛍光ランプは、発光管に設けられた複数の細管のうち電極に最も近い細管にアマルガムを封入することにより、電極からの熱影響によってアマルガムの温度が高くなりすぎることを抑えるとともに、始動時にアマルガムを暖まりやすくすることで、水銀蒸気圧を適正な範囲に保ち始動時に光束立上り特性を向上している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来技術２のように始動直後に電極の熱影響を受けて主アマルガムから水銀が早期に蒸発するようにしても管外径が１２ｍｍ以下に細径化され、かつ放電路長が２００ｍｍ以上の発光管全体に拡散して所定の明るさが得られまでには相当の時間がかかり、電球形蛍光ランプの光束立上がり特性としては、十分満足できるものではなかった。
【０００６】本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、小形化によって水銀蒸気が拡散されにくい発光管を有していても、光束立上り特性が向上する電球形蛍光ランプを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の電球形蛍光ランプは、管外径１２ｍｍ以下の直線部および屈曲部を有する複数のＵ字状屈曲形バルブが連結管によって接続されて、放電路長が２００ｍｍ以上となるように１本の放電路が形成され、両端部に電極がそれぞれ封装されるとともに、水銀蒸気圧を制御するアマルガムが封入された発光管と；上記発光管を点灯させる点灯装置が収納され、一方側に前記発光管が支持されるとともに他方側に口金が装着されたカバー体と；一端に開口が形成されるとともに発光管を覆うように開口側がカバー体に取付けられ、他端に照射口部を残して内面に反射膜が形成されたグローブと；を具備していることを特徴とする電球形蛍光ランプ。
【０００８】白熱電球と略同等の外形寸法内に電球形蛍光ランプを収めるためには、発光管の管外径を１２ｍｍ以下にする必要がある。発光管の小形化を実現するためには管外径を１２ｍｍ以下にすればよいが、管外径が３ｍｍ未満であるとランプ電流が絞られすぎてしまい、ランプ電圧が上昇してしまう。また、小形になるにつれて寸法などの管理を厳密におこなわなくてはならず、製造工程が煩雑になるため、管外径は３〜１２ｍｍであることが望ましい。より好ましくは８〜１１ｍｍ程度にするのが良い。
【０００９】放電路長を小さくすることで小形化は可能だが、２００ｍｍ未満であると、発光に関与しない電極損失部分の放電路長に占める割合が大きくなるため、所望のランプ効率が得られない。したがって、放電路長は２００ｍｍ以上必要である。しかし、放電路長が５００ｍｍを超えると、ランプ始動電圧が過度に高くなり、白熱電球と略同等の外観寸法に収容される小形インバータ回路では十分な始動電圧を発生させることが困難なことから、放電路長は２００〜５００ｍｍであることが望ましい。より好ましくは、２００〜４００ｍｍ。
【００１０】照射口部とは、グローブの開口側に対向する位置に形成された、発光管屈曲部を覆っている領域のことをいう。
【００１１】反射膜とは、銀、アルミニウム、ニッケルまたはクロムなどの金属材料を蒸着や塗装などの方法により形成されたものを意味する。反射膜は、鏡面であることが望ましく、多少拡散反射するものであっても構わない。しかし、発光管からの可視光線の照射効率を向上させ、被照射領域の中心光度を上げるためには、白色反射面では十分ではなく鏡面が好ましい。
【００１２】点灯回路は、インバータタイプが好ましいが、本発明の性質上これに限定されない。
【００１３】発光管を覆うグローブ内面の反射膜は、発光管の形状や、組み込む部品、グローブの形状により種々変形しても良く、カバー体の構造も、発光管の形状や組み込む部品などに応じて種々変形してもよい。
【００１４】請求項１記載の電球形蛍光ランプは、発光管からの放射光を反射膜により照射口部方向に照射させることで直下照度が高くなることが可能となる。また、グローブには照射口部を除いて反射膜が形成されているため、発光管より放出される多くの熱線は、照射口部から透過することなく反射膜によってグローブの内側、特に発光管に向けて熱線を反射されることで、発光管の温度が点灯直後から素早く上昇することになる。このため、水銀蒸気圧制御用のアマルガムが使用された管径が小さい電球形蛍光ランプであっても、水銀蒸気圧が早期に上昇するので、光束立上り特性を向上させることができる。
【００１５】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カバー体は、発光管を支持するホルダを有し、このホルダの発光管側の面に反射膜を形成することを特徴とするものである。
【００１６】ホルダに塗布した反射膜は、請求項１の鏡面反射膜と同様に樹脂製のホルダに直接形成されても良い。ホルダに金属板などを付設し、またはホルダ自体を金属板で形成したものであっても良い。要すれば、発光管から照射される可視光、および熱線の反射効果が得られるものであれば適用可能である。
【００１７】請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の発明の作用に加え、発光管より放出される可視光線および熱線はホルダに吸収されることなく反射膜により反射されるので、直下照度が向上し、点灯装置の温度上昇を抑制することで信頼性の高い点灯装置が得られ、さらに光束立上り特性が向上する電球形蛍光ランプとなる。
【００１８】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反射膜上に光触媒膜を形成されたことを特徴とするものである。
【００１９】光触媒膜は、発光管から照射される可視光線および紫外線により励起された光触媒の作用により、表面に付着した物質を分解、除去し、経時的な低下が十分抑制されるものであればその組成は限定しない。また、反射膜上に形成しても、反射効率を低減することがなく、耐熱性に優れているものが望ましい。
【００２０】請求項３記載の電球形蛍光ランプは、グローブ内の温度上昇により、樹脂の劣化や経時的に発生した有機物質がグローブ内およびホルダ上に付着したとしても、分解、除去することで反射および照射効率の低下を抑制する。
【００２１】請求項４記載の電球形蛍光ランプは、請求項１ないし３いずれか一記載の電球形蛍光ランプの照射口部に光拡散性を有する光触媒膜を形成することを特徴とするものである。
【００２２】請求項４記載の発明によれば、グローブ内の温度上昇により、樹脂の劣化や経時的に発生した有機物質がグローブ内およびホルダ上に付着したとしても、分解、除去することで反射および照射効率の低下を抑制し、グレアを抑えることが可能となる。
【００２３】請求項５記載の照明器具は、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；この電球形蛍光ランプが装着された器具本体と；を具備しているものである。
【００２４】請求項５記載の照明器具によれば、請求項１ないし４いずれか一記載の発明の作用を有する電球形蛍光ランプを備えた照明器具を提供することができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面を参照して説明する。
【００２６】図１は本発明の第一の実施形態の電球形蛍光ランプの一部切欠図である。電球形蛍光ランプＬは、口金１ａを有するカバー体１とこのカバー体１内に収容された点灯装置２、発光管３、グローブ４およびホルダ５で構成されている。
【００２７】この電球形蛍光ランプＬはレフランプの規格寸法に近似する形状を有するように形成されている。すなわち、電球形蛍光ランプＬ全長は、１２３ｍｍ、最大直径すなわちグローブ４の最大外径は８０ｍｍ程度に形成されている。
【００２８】なお、図１においては以下、口金１ａ側を上側、発光管３側を下側として説明する。
【００２９】カバー体１は、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）等の電気絶縁性の耐熱性合成樹脂材料からなる。このカバー体１は、下方に拡開する略円錐状の収容部を設けた空間と、上方に延在する円筒状部が一体的に形成されている。カバー体１の下方には、拡開した開口部が形成されている。ホルダ５は、ＰＢＴなどの樹脂材料により盤状に形成されており、カバー体１の収容部を塞ぐようにしてカバー体１の開口部に固定されている。このホルダ５の固定は、カバー体１およびホルダ５の両者に形成された図示しない凹凸係止部の係合により係止される。また、上方の円筒状部には、Ｅ２６型の口金１ａが被着されている。口金１ａは螺子が形成されていない開口部付近の周囲数箇所を中心軸方向にかしめることにより円筒状部に固定されている。
【００３０】ホルダ５の円皿面には、発光管３を取付けるための取付孔が数ヶ所形成されている。この円皿の発光管３側面には、反射膜５ａが形成されている。この反射膜５ａは、合成樹脂からなるホルダ５表面に金属材料としての例えば反射率の高いアルミニウム、銀などが蒸着およびメッキなどの方法により形成されている。
【００３１】発光管３は、管外径１１ｍｍの略同形状の４本のＵ字状屈曲バルブ３ａの屈曲部からバルブ封止部までの高さが約６０ｍｍ程度に形成され、所定の位置に並設し、連通管で順次接続して一本の放電路が放電路長３６０ｍｍとなるよう形成されている。この発光管３の放電路の両端部には、フィラメントコイルなどからなる電極がそれぞれ設けられ、この一対の電極は発光管３から外部に導出された複数のリード線に接続されている。また、発光管３のバルブ３ａ内面には蛍光体膜（図示しない）が形成され、さらに内部には水銀およびアルゴンなどの希ガスが封入されている。
【００３２】発光管３の発熱によって直ちに水銀蒸気を放出し、最適な水銀蒸気圧にコントロールするためのアマルガム６は、例えばビスマス（Ｂｉ）−インジウム（Ｉｎ）アマルガム、ビスマス（Ｂｉ）−インジウム（Ｉｎ）−スズ（Ｓｎ）アマルガムなどの形態で封入されている。
【００３３】そして発光管３の端部は、ホルダ５の反射膜５ａ側から、円皿面に形成された取付孔に差込まれ、図示しないシリコーン樹脂などにより両者は接着固定される。また、このホルダ５の発光管３が延在する側には、点灯装置２が取付けられている。
【００３４】この点灯装置２には、例えばトランジスタインバータを用いた高周波点灯用の電子部品などを実装した点灯回路が設けられている。発光管３と点灯装置２は外部リード線を介して電気的に接続されている。
【００３５】グローブ４は発光管３を覆うように透光性を有するポリカーボネート等の合成樹脂やガラスなどにより成形されており、一端に開口を有し、開口に対向する方向へ拡大するように略円錐形状をなしている。
【００３６】グローブ４全長は約６８ｍｍであり、グローブ４内面に形成された反射膜４ｂは、グローブ４開口から他端方向へ５５ｍｍ程度となるよう形成されている。すなわち、グローブ４他端側の照射口部４ａは他端から開口方向に１３ｍｍ程度の高さを有して設けられている。反射膜４ｂは、金属材料のアルミニウム、銀メッキなどの反射率の高い材料を主体として、上記数値範囲を満足するように照射口部４ａを除くグローブ４の全内周面に形成されている。反射膜４ｂを形成する際、グローブ４最大径付近の内空間には略円形の遮蔽板を配置し、開口部から照射口部４ａ方向へ上述の規定する範囲となるようにアルミを蒸着させる。このことより、反射膜４ｂと照射口部４ａの境界付近は、反射膜４ｂの直線透過率が１０〜９０％程度となるように薄膜部分が３ｍｍ程度形成される。
【００３７】さらに、発光管３から照射される可視光線および紫外線により励起され、反射膜４ｂの作用を阻害することがないような透明な光触媒膜４ｃがグローブ４内面全域に塗布されている。
【００３８】このグローブ４の開口部は、上記カバー体１の開口縁部にシリコーン樹脂などによって取り付けられる。
【００３９】次に本実施の形態の電球形蛍光ランプＬの組立方法を説明する。
【００４０】点灯装置２と口金１ａをリード線（図示しない）により電気接続し、カバー体１の円筒部を口金１ａで覆い、かしめることにより口金１ａがカバー体１に取付けられる。
【００４１】最後にカバー体１の下端内面の円周縁部とグローブ４開口円周縁部をシリコーン樹脂などの接着剤により接着固定する。
【００４２】このことにより発光管の屈曲部は、グローブ照射口部４ａから５ｍｍ程度突出することになる。
【００４３】本実施の形態の電球形蛍光ランプＬでは、発光管３を保持するための略円筒状に形成されたホルダ５保持部は、発光管３の両端部が挿入可能な形状であれば良いが、発光管３外径よりもわずかに径大の挿入孔が形成されるのが好ましい。
【００４４】発光管３の形状は、１本のガラス管で屈曲部を形成しても、複数本のガラス管で屈曲部を形成したもの、あるいは複数本の直管状のガラス管を連結孔を介し放電路を形成したものであっても良い。また、ホルダ５との関係において、単なる略Ｕ字形状や略Ｗ字形状あるいは略Ｕ字形状の発光管を円周状に配置したものであっても差し支えない。
【００４５】グローブ４とカバー体１の取付け方法はシリコーン樹脂による固着に限らず、カバー体１とグローブ４のそれぞれの開口縁部を重ね合わせ、ねじ込むなどの手段であってもよい。
【００４６】照射口部４ａに塗布された光触媒膜４ｃは、本実施の形態では反射膜上４ｂに塗布された光触媒膜４ｃを塗布しているが、照射口部４ａより照射効率を低減することなく光拡散性を有するように構成された光触媒膜４ｃを塗布していれば、グレアを抑制することが可能となる。
【００４７】本実施の形態の電球形蛍光ランプＬは、発光管３からの放射光を反射膜４ｂにより照射口部４ａ方向に照射させることで照射効率を向上させ、被照射領域の中心光度を上げることが可能となる。また、グローブ４には照射口部４ａを除いて反射膜４ｃが形成されているため、発光管３より放出される多くの熱線は、照射口部４ａから透過することなく反射膜４ｂからグローブ４の内空間および発光管３に反射され、吸収されることで発光管３は点灯直後から素早く温度上昇する。このため、水銀蒸気圧制御用のアマルガム６が使用され、放電路長が大きく管径が小さい発光管３であっても光束立上り特性を向上させることができる。
【００４８】また、発光管３からの放射光をグローブ４およびホルダ５に形成された反射膜４ｂによって反射させるので、電球形蛍光ランプＬの上下方向を長手方向を中心とする円周上に屈曲部が略四角形の各辺に対応するよう配置されたバルブに囲まれた空間が比較的広くなったとしても、グローブ４およびホルダ５に反射膜５ａを形成することで、反射膜５ａ方向へ向かって照射された光を反射し、照射口部４ａへ効率よく照射することとなり、直下照度が向上する。
【００４９】また、ホルダ５に反射膜４ｂを形成することにより、発光管３から放射される紫外線や熱線によるホルダ５発光管側表面の経時劣化を低減し、可視光線を効率よく反射し、直下照射の光束を高めることができるとともに、反射膜５ａが近接導体として機能し、発光管３の始動をも容易にすることが期待できる。
【００５０】さらに、反射膜４ｂにより熱線が反射され、グローブ４内の温度上昇により接着剤としてのシリコーン樹脂などから発生した有機物質がグローブ４内に付着したとしても、光触媒膜４ｃによって付着した物質を分解、除去するので、反射効率が低下することが抑制され、照射口部４ａの経時的劣化を低下でき、照射効率低下を抑制することができる。さらに、反射膜４ｂ上に形成された光触媒膜４ｃによって、反射膜４ｂはグローブ４内の熱影響を受けるが、剥がれなどが抑制され、保護膜としての作用も有する。なお、保護膜として作用効果が得られるものであり、光触媒膜４ｃに代わり耐熱性および経時的な低下が十分抑制されるものであれば使用可能である。
【００５１】また、照射口部との境界付近の反射膜４ｂは開口部に形成された反射膜４ｂに比べて肉薄に形成しているので、熱膨張率が異なるガラスグローブ４上に形成された反射膜４ｂであっても、反射膜４ｂの剥離が最小限に抑えられる。
【００５２】図２は、本発明の照明器具の一実施形態を示す正面図である。
【００５３】図において、Ｌは電球形蛍光ランプであり、２０は照明器具本体であり、器具本体９は、基体２０ａとソケット２０ｂから構成されている。
【００５４】
【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、発光管からの放射光を反射膜により照射口部方向に照射させることで直下照度が高くなることが可能となる。また、グローブには照射口部を除いて反射膜が形成されているため、発光管より放出される多くの熱線は、照射口部から透過することなく反射膜によってグローブの内側、特に発光管に向けて熱線を反射されることで、発光管の温度が点灯直後から素早く上昇することになる。このため、水銀蒸気圧制御用のアマルガムが使用された管径が小さい電球形蛍光ランプであっても、水銀蒸気圧が早期に上昇するので、光束立上り特性を向上させることができる。
【００５５】請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の発明の作用に加え、発光管より放出される可視光線および熱線はホルダに吸収されることなく反射膜により反射されるので、直下照度が向上し、点灯装置の温度上昇を抑制することで信頼性の高い点灯装置が得られ、さらに光束立上り特性が向上する電球形蛍光ランプとなる。
【００５６】請求項３記載の発明によれば、グローブ内の温度上昇により、樹脂の劣化や経時的に発生した有機物質がグローブ内およびホルダ上に付着したとしても、分解、除去することで反射および照射効率の低下を抑制する。
【００５７】請求項４記載の発明によれば、グローブ内の温度上昇により、樹脂の劣化や経時的に発生した有機物質がグローブ内およびホルダ上に付着したとしても、分解、除去することで反射および照射効率の低下を抑制し、グレアを抑制することが可能となる。
【００５８】請求項５記載の照明器具によれば、請求項１ないし４いずれか一記載の発明の作用を有する電球形蛍光ランプを備えた照明器具を提供することができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００３７５７
【氏名又は名称】東芝ライテック株式会社
【住所又は居所】東京都品川区東品川四丁目３番１号
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| 【出願日】 |
平成１４年３月２６日（２００２．３．２６） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１００１０１８３４
【弁理士】
【氏名又は名称】和泉 順一
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| 【公開番号】 |
特開２００３−２８１９０１（Ｐ２００３−２８１９０１Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１５年１０月３日（２００３．１０．３） |
| 【出願番号】 |
特願２００２−８６３３９（Ｐ２００２−８６３３９） |
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