説明

蛍光ランプ

【課題】発光管内の水銀の偏りを解消し、点灯直後に発生する異常な放電状態を解消する蛍光ランプを提供する。
【解決手段】内面に蛍光体層が形成され、気密に封止された内部空間に水銀および希ガスを含む放電媒体が封入された発光管11と、発光管11の両端部12、13に設けられ、発光管11の管端からの電極高さH1、H2が互いに異なる一対の電極14、15とを有し、一対の電極14、15のうち、電極高さH1が相対的に高い第1の電極14が、発光管11の第1の端部12に設けられ、電極高さH2が相対的に低い第2の電極15が、発光管11の第2の端部13に設けられ、発光管11の第1の端部12側の肉厚が、発光管11の第2の端部13側の肉厚よりも厚い。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、蛍光ランプに関する。
【背景技術】
【0002】
蛍光ランプは、様々な要因により温度が上昇すると、発光管内に封入された水銀の蒸気圧が過剰となり、発光効率が低下することが一般に知られている。そのための対策として、水銀の合金化(アマルガム)による特性変化や発光管に形成した最冷部温度を利用して、発光管内の水銀の蒸気圧を制御する方法が用いられている。
【0003】
最冷部によって水銀の蒸気圧を制御する場合、最冷部温度が上昇すると、やはり発光効率は低下することになる。そのため、例えば特許文献1で開示されているように、両端部に設けられた電極の、管端からの電極高さが異なる蛍光ランプが提案されている。これにより、電極高さが相対的に高い電極が設けられた側の発光管端部に最冷部が形成されることで、最冷部の温度上昇が抑制され、発光効率の低下が防止されている。
【特許文献1】特開2000−323094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、水銀は最冷部に集まる性質があるため、上述のような蛍光ランプでは、発光管内での水銀の分布に偏りが生じることになる。このような場合、ランプ点灯後に発光管温度が十分に上昇するまでの間、最冷部からの水銀蒸気の拡散の遅れなどにより発光管全体が適正な水銀蒸気圧に達しないことで、正常な放電が行われないといった不具合が発生することがある。特に、周囲温度の低い冬期の屋外などでは、その傾向が顕著であった。
【0005】
そこで本発明は、発光管内の水銀の偏りを解消し、点灯直後に発生する異常な放電状態を防止する蛍光ランプ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】
上述した目的を達成するために、本発明の蛍光ランプは、内面に蛍光体層が形成され、気密に封止された内部空間に水銀および希ガスを含む放電媒体が封入された発光管と、該発光管の両端部に設けられ、前記発光管の管端からの電極高さが互いに異なる一対の電極とを有し、前記一対の電極のうち、電極高さが相対的に高い第1の電極が、前記発光管の第1の端部に設けられ、電極高さが相対的に低い第2の電極が、前記発光管の第2の端部に設けられ、前記発光管の前記第1の端部側の肉厚が、前記発光管の前記第2の端部側の肉厚よりも厚い。
【発明の効果】
【0007】
以上、本発明によれば、発光管内の水銀の偏りを解消し、点灯直後に発生する異常な放電状態を防止する蛍光ランプ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】
【0008】
以下に、図を参照しながら、本発明の蛍光ランプの実施形態について説明する。
【0009】
まず、本発明の蛍光ランプとして、環形の蛍光ランプ10に適用した実施形態について図1に示す。図1(a)は蛍光ランプ10の概略平面図であり、図1(b)、図1(c)および図1(d)は、図1(a)におけるそれぞれA−A’線、B−B’線およびC−C’線の概略断面図である。
【0010】
本実施形態における蛍光ランプ10は、内面に蛍光体層が形成された発光管11と、発光管11の両端部12、13に設けられた一対の電極14、15とを有している。
【0011】
発光管11は、両端部12、13に設けられたステム16、17によって内部空間が気密に封止されたガラス管で形成され、その内部空間には水銀および希ガスを含む放電媒体が封入されている。また、その両端部を包囲するように設けられた口金19によって環形状を形成している。
【0012】
電極14、15は、ステム16、17を介して発光管11内部に挿入されたリード線18の先端に設けられたフィラメント電極として構成されている。それぞれの電極14、15は、発光管11の管端からの電極高さH1、H2が互いに異なるように配置されている。発光管11の第1の端部12には、電極高さH1が相対的に高い第1の電極14が設けられ、発光管11の第2の端部13には、電極高さH2が相対的に低い第2の電極15が設けられている。このため、最冷部は第1の端部12側に形成され、発光管11内の蒸気となっていない余剰水銀は最冷部近傍、つまり第1の端部12側に偏ることになる。
【0013】
本実施形態においては、発光管11を形成するガラス管の肉厚は、図1(b)から図1(d)でわかるように、第2の端部13から第1の端部12にかけて徐々に厚くなるように形成されている。
【0014】
ガラス管は、その肉厚が厚くなると熱容量が大きくなるため、本実施形態における発光管11は、最冷部が形成される第1の端部12側の熱容量が、第2の端部13側の熱容量よりも大きくなることになる。
【0015】
このため、ランプ消灯後、発光管11の温度が下がる際には、最冷部が形成され余剰水銀が集まっている第1の端部12側よりも、熱容量の小さい第2の端部13側から先に下がり始めることになる。第2の端部13側の温度が水銀の沸点を下回ると、発光管内で蒸気となっていた水銀は液化し、第2の端部13側から蛍光体表面に凝縮する。さらに、全体の温度が下がるにつれて、水銀の凝縮は第1の端部12側へと移動していくことになる。
【0016】
このようにして、最冷部が形成され余剰水銀が集まっていた第1の端部12側よりも、第2の端部13側に先に水銀の凝縮が起こることで、発光管11が十分に冷えた後では、発光管11全体にバランス良く水銀が分布した状態となる。これにより、次の点灯時には、点灯直後でも、水銀蒸気の拡散の遅れが生じることなく適正な水銀蒸気圧が得られ、正常な放電が行われることになる。
【0017】
また、発光管11の肉厚が第2の端部13から第1の端部12にかけて徐々に厚くなっていることで、ランプ点灯中の発光管11の温度は、最冷部となる第1の端部12側から第2の端部13側にかけて徐々に上昇することになる。この温度勾配により、ランプ点灯中においても、余剰水銀は最冷部近傍に集中せずに発光管11内で緩やかに分布することになり、より効果的である。
【0018】
ここで、図1(b)から図1(d)に示すように、発光管11の第1の端部12にかけて外周側の肉厚が厚くなるように形成されていると、さらに好ましい。
【0019】
第1の電極14は、相対的に電極高さH1が高いため、必然的にガラス管の外周側の管壁に近くなる。そのため、ガラス管は、内周側に比べて外周側の温度が上がることになる。第1の端部12にかけて外周側の肉厚を厚くすることで、最冷部近傍の外周側の管壁の温度上昇を抑え、最冷部の温度を十分に低くすることができる。これにより、発光効率の低下を防止できるだけでなく、第1の端部12から第2の端部13にかけての、水銀の偏りを防止する、より効果的な温度勾配も実現可能となる。
【0020】
本実施形態の蛍光ランプ10においては、直管形のガラス管を軟化点以上に加熱することで、環形のガラス管に成型しているが、軟化によりガラス管の長さは長くなることになる。その際、加熱温度を内周側と外周側で変化させ、さらに長さ方向で部位により温度差をつけることで、意図的にガラス管の伸びのバランスを崩してやる。このようにして、発光管11の肉厚を、長さ方向かつ周方向で変化させることが可能となる。
【0021】
次に、本発明の他の実施形態である、直管形の蛍光ランプ20の場合について、図2を参照して説明する。
【0022】
図2(a)は、直管形蛍光ランプ20の概略斜視図であり、図2(b)、図2(c)および図2(d)は、図2(a)におけるそれぞれD−D’線、E−E’線およびF−F’線の概略断面図である。
【0023】
本実施形態の蛍光ランプ20も同様に、発光管21において、電極高さH1が相対的に高い第1の電極24が設けられた第1の端部22側の肉厚が、電極高さH2が相対的に低い第2の電極25が設けられた第2の端部23側の肉厚よりも厚くなっている。これにより、上述の実施形態と同様の効果が得られ、水銀の偏りを解消することができ、点灯直後の異常な放電を防ぐことが可能となる。
【0024】
直管形の蛍光ランプの場合、発光管は、図2に示したように、肉厚が徐々に変化するように準備しておいた1本のガラス管から形成されている以外にも、図3および図4に示すように、肉厚の互いに異なる2つのガラス管31a、31bから形成されていてもよい。
【0025】
発光管31が2本のガラス管から形成される場合、肉厚の厚いガラス管31aには、電極高さH1が相対的に高い第1の電極24が設けられ、肉厚の薄いガラス管31bには、電極高さH2が相対的に低い第2の電極25が設けられている(図3参照)。これら2本のガラス管31a、31bを、電極24、25が設けられていない側を互いに接合することで、1つの発光管31(図4参照)が形成されることになる。
【0026】
発光管の肉厚を変化させた上記の実施形態に限らず、消灯時において発光管の両端部で温度降下に差異を設ける手段として、発光管の肉厚を変化させずに、内面に形成する蛍光体層の膜厚を変化させることも可能である。場合によっては、より効果的な温度勾配を実現させるために、発光管の肉厚を変化させた上に、蛍光体層の膜厚を変化させてもよい。これらにより、発光管の肉厚を変化させた場合と同様の効果が得られることになる。
【図面の簡単な説明】
【0027】
【図1】本発明の実施形態における蛍光ランプを概略的に示す平面図および断面図である。
【図2】本発明の他の実施形態における蛍光ランプを概略的に示す斜視図および断面図である。
【図3】本発明の他の実施形態における蛍光ランプの変形例を構成する発光管を概略的に示す斜視図および断面図である。
【図4】本発明の他の実施形態における蛍光ランプの変形例を概略的に示す斜視図である。
【符号の説明】
【0028】
10、20 蛍光ランプ
11、21、31 発光管
12、22 第1の端部
13、23 第2の端部
14、24 第1の電極
15、25 第2の電極
H1、H2 電極高さ

【特許請求の範囲】
【請求項1】
内面に蛍光体層が形成され、気密に封止された内部空間に水銀および希ガスを含む放電媒体が封入された発光管と、該発光管の両端部に設けられ、前記発光管の管端からの電極高さが互いに異なる一対の電極とを有し、
前記一対の電極のうち、電極高さが相対的に高い第1の電極が、前記発光管の第1の端部に設けられ、電極高さが相対的に低い第2の電極が、前記発光管の第2の端部に設けられ、
前記発光管の前記第1の端部側の肉厚が、前記発光管の前記第2の端部側の肉厚よりも厚い蛍光ランプ。
【請求項2】
前記発光管が環形である、請求項1に記載の蛍光ランプ。
【請求項3】
前記発光管の肉厚が、前記第2の端部から前記第1の端部にかけて徐々に厚くなる、請求項2に記載の蛍光ランプ。
【請求項4】
前記発光管の外周側の肉厚が、前記第2の端部から前記第1の端部にかけて徐々に厚くなる、請求項3に記載の蛍光ランプ。
【請求項5】
前記発光管が直管形である、請求項1に記載の蛍光ランプ。
【請求項6】
前記発光管の肉厚が、前記第2の端部から前記第1の端部にかけて徐々に厚くなる、請求項5に記載の蛍光ランプ。
【請求項7】
前記発光管が、肉厚の互いに異なる2つのガラス管から形成されている、請求項5に記載の蛍光ランプ。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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