電球形蛍光ランプ

トップ :: F 機械工学照明加熱武器爆破 :: F21 照明

【発明の名称】	電球形蛍光ランプ
【発明者】	【氏名】飯田史朗【住所又は居所】大阪府門真市大字門真１００６番地松下電器産業株式会社内【氏名】天野豊一【住所又は居所】大阪府門真市大字門真１００６番地松下電器産業株式会社内【氏名】北川浩規【住所又は居所】大阪府門真市大字門真１００６番地松下電器産業株式会社内
【要約】	【課題】屈曲した蛍光管とグローブとがシリコーン樹脂などの熱伝導性樹脂を介して熱的に結合された電球形蛍光ランプにおいて、熱伝導性樹脂が波打ってグローブ内面を濡らした状態となったとしても、外観を良好に保つことができる電球形蛍光ランプを提供する。【解決手段】グローブ５における外面にフロスト加工を施す。これにより、グローブ５の外面には光拡散層が形成されるので、グローブ５の内面が熱伝導性樹脂によって波打って濡れた状態となったとしても、グローブ５を透過してくる光は光拡散層において拡散されるので、上記波打って濡れた領域の境界線が見分けにくくなり、電球形蛍光ランプの外観を良好に保つことができる。

【特許請求の範囲】
【請求項１】湾曲した蛍光管がグローブに内包され、前記蛍光管の一部が熱伝導性樹脂を介して前記グローブと結合された電球形蛍光ランプであって、前記グローブは、前記グローブの内面における前記熱伝導性樹脂によって覆われている領域と覆われていない領域とにわたる外面略全域において、光拡散層を備えることを特徴とする電球形蛍光ランプ。
【請求項２】前記光拡散層は、光拡散機能を有する複数の突起を備えることを特徴とする請求項１に記載の電球形蛍光ランプ。
【請求項３】前記光拡散層における突起は、フロスト加工もしくは粒子付着加工により形成されていることを特徴とする請求項２に記載の電球形蛍光ランプ。
【請求項４】前記グローブの内面は、鏡面仕上げされていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の電球形蛍光ランプ。
【請求項５】前記光拡散層には、前記グローブ表面に光沢を出すとともに前記光拡散層を保護する保護層が被覆されていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の電球形蛍光ランプ。

【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、グローブ内に湾曲した蛍光管が内包された電球形蛍光ランプに関し、特に、そのグローブと蛍光管の一部が熱伝導性樹脂によって熱的に結合された電球形蛍光ランプに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、消費電力の多い白熱電球の代替として、消費電力が少なく、これと類似した形状を有する電球形蛍光ランプが普及しつつある。この電球形蛍光ランプにおいては、一般的にＵ字状やスパイラル状に屈曲した蛍光管とこれを駆動するための駆動回路ユニットとがホルダに装着され、このホルダにおける駆動回路ユニットを覆うようにカップ状のケースが取り付けられた構成を有する。このケースの開口部には、開口部を備えた洋梨状のグローブがその開口側から取り付けられ、ケースの底側にはＥ形口金が装着されている。これによって、電球形蛍光ランプの外観は、白熱電球に類似した形状となっている。
【０００３】このような電球形蛍光ランプは、その光源に屈曲した蛍光管を用いているため、グローブが透明である場合には、グローブ中心にフィラメントのある白熱電球よりも光が均等に広がりにくい。そこで、光を均等に広がらせるため、グローブ内面に粒子を付着させて微小な凹凸を形成したり、化学処理によってその表面を浸食させて微小な凹凸を形成したりすることにより、光を拡散する光拡散処理が行われているものがある。これによれば、屈曲した蛍光管から発する光がグローブ内面の微小な凹凸によって拡散されるので、グローブ外面は、略均等に発光して見える。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このような電球形蛍光ランプは、点灯時の発熱に伴ってグローブ内部の温度上昇が起こりやすい。この温度上昇は、蛍光管内に封入された水銀蒸気圧を高めてしまうため、ランプの発光効率を低下させてしまう。これを解消するため、蛍光管とグローブとをシリコーン樹脂などの熱伝導性樹脂を介して熱的に結合することにより、蛍光管の熱をグローブまで伝導させて空気中に放熱させる技術が開発されている（詳しくは、特公平０３－２２０１６号公報、特公平０３－２２０１７号公報、特公平０３－２４０１８号公報、および特公平０３－２４０１９号公報に記載されている。）。これらの技術によれば、蛍光管の発する熱が空気中にすばやく放熱されるので、水銀蒸気圧の上昇に伴う電球形蛍光ランプの発光効率低下が抑制される。
【０００５】しかしながら、上記熱伝導性樹脂を有する電球形蛍光ランプにおいては、グローブの外観が悪くなる場合がある。熱伝導性樹脂は、通常、耐熱性に優れたシリコーン樹脂などの熱硬化性樹脂が用いられ、開口部を上にしたグローブ内底面に注入された後、その樹脂と接触するように蛍光管が挿入された状態で加熱して硬化される。ここで、注入された樹脂は流動性があるため、加熱炉内に搬送するときなどグローブに少しでも振動が加わると波打ってしまい、硬化予定位置以外におけるグローブ内面を濡らしてしまうことがある。このような場合、シリコーン樹脂は、重力によって再びグローブ内底面まで流れ込むが、その一部はグローブ内面において膜状に残存したまま硬化してしまう。この部分は、濡れたような状態となるため、グローブ内面に光を拡散するための凹凸が形成されてスリガラス状になっていたとしても、グローブを外から見ると透明に見える。この透明に見える波打ち部分は、その境界線に規則性がなく、電球形蛍光ランプの見た目が非常に悪くなってしまう。
【０００６】本発明は、上記の問題に鑑み、シリコーン樹脂などの熱伝導性樹脂が波打った状態でグローブ内面に付着したとしても、良好な外観を呈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】上記課題を解決するために、本発明に係る電球形蛍光ランプは、湾曲した蛍光管がグローブに内包され、当該蛍光管の一部が熱伝導性樹脂を介して前記グローブと結合された電球形蛍光ランプであって、前記グローブは、前記グローブの内面における前記熱伝導性樹脂によって覆われている領域と覆われていない領域とにわたる外面略全域において、光拡散層を備えることを特徴としている。
【０００８】ここで、従来からグローブの装飾性を良好にするため、グローブ外面に２ｍｍ程度の三角断面の突起をストライプ状に形成したものもあるが、このようなグローブは、耐熱性は不足するが成形性の良好なプラスチックでしか作製しにくく、プラスチックは劣化によって黄ばみが生じる上、強度低下も起こりやすい。また、外観は良好に保たれるかもしれないが、光を均等に拡散する効果はほとんどない。
【０００９】一方、本発明にかかる電球形蛍光ランプは、グローブを耐熱性に優れるガラスから作製することができるうえ、グローブ内面にシリコーン樹脂などの熱伝導性樹脂が波打って付着したとしても、光拡散処理されたグローブ外面によって、入射されてくる光が拡散されるため、波打った領域が見にくくなる。したがって、電球形蛍光ランプの外観は従来に比べて良好になるうえ、点灯時における光を均等に拡散することもできる。
【００１０】具体的には、グローブ外面に光拡散機能を有する複数の突起を形成し、この突起の凹凸によって光を拡散させることができる。この凹凸は、サンドブラストやフッ酸処理などを行うフロスト加工もしくは粒子を樹脂に分散させて塗布する粒子付着加工を用いることにより形成することができる。
【００１１】ここで、前記グローブにおける内面は、鏡面仕上げされていれば、グローブ内面において、熱伝導性樹脂が波打ったとしてもこれにより濡れた領域とそれ以外の領域との境界がわかりにくくなる。そのため、電球形蛍光ランプにおける外観をさらに良好に保持することができる。また、前記光拡散層に、前記グローブ表面に光沢を出すとともにこれを保護する保護層を被覆することによって、従来と同様、グローブの外観に光沢を出すことができる。さらに保護層を備えることによって、ガラスなどの破損しやすいグローブが破損したとしても、その外周に保護層が被覆されているので、これらの破片の飛散を抑制することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明を、蛍光管にスパイラル状のものを用いた電球形蛍光ランプに適用した場合の一実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
〔第１の実施の形態〕
（電球形蛍光ランプの全体構成）まず、電球形蛍光ランプの全体構成について説明する。
【００１３】図１は、本実施の形態にかかる電球形蛍光ランプの一部切り欠き正面図である。同図に示すように、電球形蛍光ランプは、スパイラル状に湾曲した蛍光管１と、これを点灯させるための駆動回路ユニット２と、蛍光管１および駆動回路ユニット２を保持するホルダ３と、駆動回路ユニット２を収納するとともにこれに電力を供給するための口金４１を有するケース４と、蛍光管１をカバーするグローブ５とを備え、６０Ｗの白熱電球を代替する１１Ｗ品種のものである。
【００１４】蛍光管１は、ガラスからなる直管をスパイラル状に屈曲成形したガラス管であり、その両端部がホルダ３における一方の面に固定されている。この蛍光管１におけるガラス管は、各端部からの旋回方向が互いに反対方向となって４層巻きに巻回されて形成されており、その頂部（図１における下方側）は、図２（蛍光管１の頂部から見た平面図）に示すように各端部から旋回されたガラス管が直線状のガラス管によって連通した形状となっている。
【００１５】この蛍光管１は、ホルダ３に固定される各端部側にタングステンコイル電極がそれぞれ封装されているとともに、管内面に希土類からなる蛍光体（ともに不図示）が被覆されている。この蛍光体は、赤、緑、青の各色を発光する希土類からなる蛍光体を混合して白色発光するように混合したものであり、たとえば、赤色蛍光体には、Ｙ₂Ｏ₃：Ｅｕ、緑色蛍光体には、ＬａＰＯ₄：Ｃｅ，Ｔｂ、青色蛍光体には、ＢａＭｇ₂Ａｌ₁₆Ｏ₂₇：Ｅｕ，Ｍｎを用いることができる。蛍光管１におけるガラス管内の気密封止空間には、約５ｍｇの水銀が封入されるほか、アルゴンガスが緩衝ガスとして約４００Ｐａの圧力で封入されている。このようなスパイラル形状の蛍光管１は、一定体積の空間における蛍光管長を長く取ることができるので、その分発光面積が多く輝度を高めることができる。そのため、一定の輝度を出力する場合には、他の形状に比べて蛍光管を小型化することができる。
【００１６】駆動回路ユニット２は、蛍光管１を点灯させるためのトランジスタやコンデンサなどからなり、口金４１から供給される電力を蛍光管１に供給する。ホルダ３は、樹脂からなり、その一方の面に蛍光管１における両端部が固定されるとともに、他方の面に駆動回路ユニット２が固定される。ケース４は、樹脂からなるカップ状のケースであり、その底面側にＥ形の口金４１が被装されている。ケース４における開口側からは、ホルダ３が駆動回路ユニット２側から挿入されて駆動回路ユニット２が収納され、ホルダ３は、その開口部近傍に図示しない篏合構造によって固定されている。
【００１７】グローブ５は、一端側が開口された洋梨状の形状をしたガラスからなるグローブである。このグローブ５は、その開口側から蛍光管１が挿入された状態でケース４の開口部と耐熱性接着剤（不図示）を介して接着固定されている。グローブ５の内面における先端側においては、光透過性を有するとともに、空気よりも熱伝導性に優れたシリコーン樹脂などの熱伝導性樹脂５１を介して蛍光管１の先端部１１（いわゆる最冷点個所）と熱的に結合されている。これによって、蛍光管１の点灯によって発熱したとしても、その熱が熱伝導性樹脂５１を介してグローブ５へ伝えられる。この熱は、グローブ５の表面から空気中に放熱されるので、蛍光管１は温度上昇が抑制され、輝度低下しにくくなる。なお、熱伝導性樹脂５１としては、電球形蛍光ランプにおける輝度分布を均一にするとともに光束低下を抑制し、かつ外観を良好にするために、透明なシリコーン樹脂やポリウレタンなどを用いることが好ましい。
【００１８】（グローブ５の構成）次に、従来のグローブと本実施の形態にかかるグローブの構成について、図３を用いて説明する。図３（ａ）は、従来の電球形蛍光ランプの正面図およびその部分断面図であり、図３（ｂ）は本実施の形態にかかる電球形蛍光ランプの正面図およびその部分断面図である。なお、両図に示す電球形蛍光ランプは、グローブの表面状態が異なるのみであり、図１と同じ番号を付したものは同じ構成要素であるため、これらについては説明を省略する。
【００１９】図３（ａ）に示す従来の電球形蛍光ランプは、その部分断面図に示すようにグローブ６の外面が鏡面仕上げされて平滑な状態であり、かつその内面には微小な複数の突起６００が均等に分散されて形成された光拡散層６０１を備える。このため、その正面図に示すようにグローブ６内における熱伝導性樹脂が波打った場合には、熱伝導性樹脂がたまった領域６１と、熱伝導性樹脂が波打った領域６２とが、いわゆる濡れた状態となって透き通って見える。特に、領域６２においては、濡れていない領域との境界線が波打っているので、外側から見た場合には見た目が非常に悪い。
【００２０】一方、図３（ｂ）に示す本実施の形態にかかる電球形蛍光ランプにおいては、部分断面図に示すように、グローブ５内面に従来のような光拡散層６０１を有しておらず、鏡面仕上げされた状態となっている。そのため、熱伝導性樹脂が波打ったとしても、その熱伝導性樹脂がたまった領域５１と波打った領域５２の境目、および領域５２と熱伝導性樹脂の付着していないところの境目は従来よりもわかりにくくなっている。
【００２１】また、グローブ５における外面は、部分断面図に示すように、微小な複数の突起５００が均等に分散して凸設された光拡散層５０１を備える。この光拡散層５０１を形成する方法としては、サンドブラストなどの物理的処理によって凹凸を形成する方法、フッ酸処理などの化学的処理によって凹凸を形成する方法などのフロスト加工や、炭酸カルシウムや酸化ケイ素などの粒子と透光性のシリコーン樹脂やポリウレタン樹脂などを混合して塗布し、グローブ５表面に粒子を付着させて凹凸を形成する粒子付着加工などを使用することができる。これにより、グローブ５の外面には微小な凹凸が均一に形成される。このように外面に凹凸が形成されたグローブ５は、その内部から透過してくる光をその凹凸によって屈折、反射し、均等に拡散することができる。そのため、グローブ５内の先端部において熱伝導性樹脂５１が波打った領域５２があったとしても、透過してくる光が拡散され、グローブ５は外観上全体的に均質に見えるようになる。したがって、熱伝導性樹脂５１が波打った状態となったとしても、グローブ５においては、良好な外観を保持することができる。
【００２２】なお、上記実施の形態においては、スパイラル状の蛍光管を用いた実施の形態について説明してきたが、これに限られるものではなく、複数のＵ字状の蛍光管を連結したタイプなどであっても、屈曲した蛍光管をグローブと熱伝導性樹脂を介して熱的に結合する電球形蛍光ランプにおいては、上記実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００２３】また、上記光拡散処理としては、フロスト加工のほかに、グローブの溶融成形時において、グローブ外面に光を拡散するための粒子を直接付着させたり、埋め込んだりする方法を用いることも考えられる。（光拡散処理による光拡散効果）次に、グローブ５の外面に光拡散処理を施すことによる光拡散効果について検討を行った。
【００２４】ここで、グローブ５の光拡散効果を明瞭にするため、蛍光管には、スパイラル状の蛍光管よりも配光特性が不均一と思われる一本の管を二回湾曲させた、いわゆるダブルＵ字形と呼ばれる蛍光管（白熱電球の６０Ｗに相当する１４Ｗ品種のものであり、電源電圧は１００Ｖ）を用い、グローブには、以下に記すような材質および表面状態が異なるグローブを用い、電球形蛍光ランプの実施例サンプル１，２および各比較例サンプル１，２を作製した。そして、各サンプルにおける光度分布を測定し、その配光特性について比較検討を行った。
【００２５】（実施例サンプル１）取り付けたグローブには、外面にフロスト加工されたガラスからなる洋梨形状のグローブを用い、フロスト加工としてフッ酸処理を行ったものを用いた。なお、透過率は９５％（対フッ酸処理を施していないもの）となっている。
（実施例サンプル２）取り付けたグローブには、外面にフロスト加工されたガラスからなる洋梨形状のグローブを用い、フロスト加工として炭酸カルシウムと透光性のシリコーン樹脂を溶剤に混合したものを塗布した後、熱風乾燥し、被膜後の透過率が被膜しないものに比べて９５％となるように調整したものを用いた。
【００２６】（比較例サンプル１）取り付けたグローブには、ガラスからなる洋梨形状のグローブを用い、その外面は鏡面仕上げされた状態のものを用いた。
（比較例サンプル２）取り付けたグローブには、図５に示すような、透明なプラスチックからなる筒形形状のグローブ７を用いた。このグローブ７においては、装飾性を向上するため、その頂部の周方向および外面の長手方向に三角断面の突起７１，７２が２ｍｍピッチのストライプ状に形成されている。このようなグローブにおいては、その外面に突起が形成されているため、熱伝導性樹脂が波打ったとしても外観上問題ないように見えるが、後述するように光を均等に拡散することはできない。
【００２７】（評価実験および考察）上記実施例サンプル１，２、比較例サンプル１，２について、グローブの周方向における光度（ｃｄ）の分布を測定した。その結果を図４に示す。同図に示すように、比較例サンプル１，２においては、蛍光管の配置状態に応じた四葉のクローバー形状の光度分布となっており、光の拡散が均等に行われているとはいえない。特に比較例サンプル２においては、グローブ外面における突起により、装飾性はあるものの、実際の光度分布においては、何も表面処理が行われていない比較例サンプル１とほとんど違いなく、光を均等に拡散することができていないことがわかる。
【００２８】一方、実施例サンプル１，２においては、ともに光度分布が略円形状となっており、グローブの外面に光拡散処理を施すことによって光の拡散が均等に行われていることがわかる。また、フロスト加工、粒子付着加工における差はあまり生じていない。なお、従来、熱伝導性樹脂が付着していたグローブ先端部は、濡れた状態となって光を拡散しにくく、グローブに内部の蛍光管から発する光をスポット状に照射するようになっていたが、グローブの外面に光拡散処理を施すことによって、グローブ先端から発する光も拡散されるので、グローブ先端からその直下に照射する光を従来よりも均等に拡散することができると思われる。
【００２９】〔第２の実施の形態〕上記第１の実施の形態においては、グローブ５の外面に光拡散層５０１による凹凸が形成されており、その外観に光沢がないため、このグローブ５を備える電球形蛍光ランプは、一見従来のランプと異なるタイプのランプに見える。そのため、本第２の実施の形態においては、グローブ５の光拡散層５０１にさらに保護層を被覆することによって、グローブ外観に光沢を有するようにしている。
【００３０】図６は、本第２の実施の形態にかかる電球形蛍光ランプの正面図およびグローブの部分断面図である。なお、本第２の実施の形態にかかる電球形蛍光ランプは、グローブ５における光拡散層５０１上に保護層５０２が被覆されていることが異なるのみであるので、上記第１の実施の形態と同じ構成要素については説明を省略する。
【００３１】同図における部分断面図に示すように、光拡散層５０１の上に保護層５０２が被覆されており、その外面は光沢を有するように平滑に形成されている。この保護層５０２の形成は、アクリル系樹脂やエポキシ系樹脂の溶液を用い、これを光拡散層５０１上に塗布したのち、自然乾燥することによって形成される。ここで、その外面に光沢がでない、すなわち凹凸が残っている場合には、この作業を何度か光沢が出るまで繰り返す。これにより、保護層５０２の厚みが厚くなり、その外面に光沢を有するようになる。
【００３２】このように保護層５０２がグローブ５の外面に被覆されていることによって、グローブ５に何かの衝撃が加わってガラス部分が破損したとしても、アクリルポリマーを含む保護層５０２が被覆されておりこれが各ガラス破片を保持するため、ガラス破片の飛散が起こりにくい。また、保護層５０２の外面は平滑に形成されており、外観上光沢があるため、従来の電球形蛍光ランプと外観的に類似する。ここで、保護層５０２を設ける場合、光拡散層５０１が保護層５０２によっていわゆる濡れた状態となる可能性がある。この場合、上記第１の実施の形態に比べてグローブ５の透明度が増す場合も考えられるが、保護層５０２は光拡散層５０１表面全体に形成され、その透明度が全体的に変化するのみであるため、たとえ熱伝導性樹脂が波打っていたとしても、従来よりも均等な外観を保持することができる。また、保護層５０２形成時にコロイダルシリカなどを混合して形成することにより、保護層５０２自体が光拡散性を有するようになり、透明度の増加を抑制することができる。
【００３３】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明に係る電球形蛍光ランプは、グローブが、その内面における熱伝導性樹脂によって覆われている領域と覆われていない領域とにわたる外面略全域において、光拡散層を備えるので、グローブ内面に熱伝導性樹脂が波打って付着したとしても、グローブを透過してくる光は光拡散層において拡散され、その樹脂の付着した領域と付着していない領域の境界がグローブ外部から見分けにくくなる。したがって、電球形蛍光ランプにおける外観を良好に保持することができる。

【出願人】	【識別番号】０００００５８２１【氏名又は名称】松下電器産業株式会社【住所又は居所】大阪府門真市大字門真１００６番地
【出願日】	平成１４年３月２９日（２００２．３．２９）
【代理人】	【識別番号】１０００９０４４６【弁理士】【氏名又は名称】中島司朗
【公開番号】	特開２００３－２９７１０６（Ｐ２００３－２９７１０６Ａ）
【公開日】	平成１５年１０月１７日（２００３．１０．１７）
【出願番号】	特願２００２－９６６１２（Ｐ２００２－９６６１２）