JP3420174B2 - 低圧水銀蒸気放電ランプおよびその製造方法 - Google Patents

低圧水銀蒸気放電ランプおよびその製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、U字状ガラス管が
なる発光管を備えた低圧水銀蒸気放電ランプおよびその
製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、低圧水銀蒸気放電ランプの一つと
して、複数のU字状ガラス管を連結し、内部に1つの放
電路を形成した発光管を備えたものが知られている。そ
して、この発光管を、ガラスグローブもしくはプラスチ
ックグローブ内に収納し、このグローブと、内部に点灯
回路を収納した口金部を有するケース内とで外囲器を構
成したものが、電球形蛍光ランプという名称で知られて
いる。また、グローブを備えていない電球形蛍光ランプ
も知られている。
【0003】このような蛍光ランプは、より電球の寸法
に近づけるための小型化、さらには高効率化、長寿命化
が要望されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな蛍光ランプにおいては、発光管のガラス管の管径、
放電路長、電極間距離が小型化設計と最高発光効率との
兼ね合いで、ほぼ限界近くとなっている。このような限
界ぎりぎりの寸法制限の中で、さらに発光効率を高める
ことのできる発光管が望まれている。
【0005】本発明は、全体の寸法を維持しつつ、すな
わち、発光管形状を大型化することなく、発光効率を向
上させることのできる低圧水銀蒸気放電ランプを得るこ
とを第1の目的とするものである。本発明の第2の目的
は、U字状ガラス管の折り曲げ部位すなわち屈曲部分の
形状を工夫して、発光管の大型化をすること無く、発光
効率の向上を図ることにある。
【0006】本発明の第3の目的は、電球型蛍光ランプ
として好適なものを提供することにある。本発明の第4
の目的は、発光管形状を大型化することなく、発光効率
を向上させることのできる低圧水銀蒸気放電ランプを製
造する合理的な方法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る低圧水銀蒸気放電ランプは、複数のU
字状ガラス管が互いに連結されて、内部に一つの放電路
が形成されているとともに、前記複数のU字状ガラス管
の少なくとも一は、その折り曲げ部位の断面形状におい
て、当該折り曲げ部位の内周側に弦部を有する構造をし
ている発光管と、前記発光管を保持するホルダーと、ホ
ルダーに保持された前記発光管に対して放電路両端から
点灯電圧を印加する点灯回路と、前記ホルダーと一体的
に設けられ、前記点灯回路を外部電源と接続する口金と
を備え、前記折り曲げ部位の断面における内径の最も短
い部分の内径をd1、前記ガラス管の直線部の内径をD
としたとき、 0.5<d1/D≦0.9 を満たすように前記弦部を設定したことを特徴としてい
る。 これにより、低圧水銀蒸気放電ランプの発光効率を
決定する大きな要因の1つである電極間距離すなわち放
電距離を延ばすことができ、発光管の全長を長くするこ
となく、発光効率を向上させることができる。
【0008】ここで、前記折り曲げ部位の断面形状のう
ち弦部を除く部分は円弧であってもよい。
【0009】また、上記目的を達成するため本発明にか
かる低圧水銀蒸気放電ランプの製造方法は、直管ガラス
管の屈曲予定部位を軟化するステップと、屈曲予定部が
軟化状態にある前記直管ガラス管をU字状に屈曲させて
金型のU字状溝に嵌入するステップと、前記嵌入された
ガラス管内部に空気を圧入し、ガラス管の前記軟化して
いる部分を膨らませて、前記金型の前記嵌入されたガラ
ス管の屈曲部内周面側に対向する部分に有する弦部に前
記ガラス管を沿わせて、前記ガラス管に、前記屈曲部の
断面における内径の最も短い部分の内径をd1、前記ガ
ラス管の直線部の内径をDとしたとき、0.5<d1/
D≦0.9を満たす弦部を形成するステップとを有する
ことを特徴としている。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明の低圧水銀蒸気放電ランプ
として、電球形蛍光ランプを一実施形態として挙げ、図
面を参照しながら説明する。図1は、例えば、消費電力
13W、全長122mmの電球形蛍光ランプ1を示して
いる。このランプ1は、内面に蛍光体層が形成されたU
字状ガラス管2を複数個連結して内部に1つの放電路を
形成した発光管3を備えている。この発光管3の両端部
には、一対の電極(図示せず)が設けられている。この
発光管3はホルダ4に保持されるとともに、グローブ5
に収納されている。発光管3に接続された点灯回路6
は、ホルダ4とともに口金7を有するケース8に収納さ
れている。そしてグローブ5とケース8とが一体化され
外囲器を構成している。
【0011】発光管3の構成要素であるU字状ガラス管
2を図2に示す。このU字状ガラス管2のU字状に屈曲
した部分(屈曲部)9の断面形状は、図3に示すよう
に、円弧部13と弦部14とからなっている。ここに弦
部14とは、主として直線上になっている箇所をさす
が、厳密に直線である必要はなく、直線に近い曲線であ
ってもかまわないものである。
【0012】このように屈曲部9の断面形状において弦
部14を有するガラス管を製造する方法は、図6に示さ
れている。先ず、直管状のガラス管2Aを用意して、こ
れの長手方向中央部位を加熱して軟化させる(図A)。
続いて、適当な治具を用いてガラス管2AをU字状に屈
曲させ、図Bに示すような、下型21の溝21a内に嵌
め込む。次に、上型22を被せて、図Cに示すようにガ
ラス管2Aの管端部よりエアーを圧入し、軟化している
ガラス管壁を型21,22の溝内壁に密着するまで膨ら
ます。この場合、型21、22の溝形状が、特にガラス
管の屈曲部9に対応した部分が、図7に示すように円弧
部21b、22bと弦部(出っ張り部)21c、22cで構
成されているので、溶融したガラス管は、この溝内面形
状と同一外形に形成されることとなる。
【0013】次に、上記のようにして制作された本発明
蛍光ランプと従来の蛍光ランプとを比較する。従来の蛍
光ランプ(以下、従来品という)は、そのU字状ガラス
管15の屈曲部の断面が、図5に示すように円形16の
断面形状を有している。これに対し図2、3に示した本
発明品は、U字状に屈曲した屈曲部9が、円弧部13と
弦部14とからなる断面形状を有している。このため、
本発明品では、屈曲部9の頂部(外周側)10と下部
(内周側)11との間の径d1が、従来品のそれd2と比べ
短径となっている。したがって本発明品では、屈曲部9
の断面形状のうち下部(内周側)11が、弦部14となっ
ている分だけ、従来品に比し、U字状ガラス管内の内周
側に沿った距離が延びることとなり、電極間距離すなわ
ち放電距離もしくはU字状ガラス管の放電中心軸の距離
が増大することとなる。したがって、屈曲部9が円弧部
13と弦部14とからなる断面形状を有するU字状ガラ
ス管を複数連結したものにおいては、全体として、放電
距離が一層増加することとなり、発光管形状を大型化す
ることなく、発光効率を増大することができる。
【0014】本発明においては、U字状ガラス管1つあ
たり、ガラス管2の一方の直線部12の延びた長さの2
倍分、放電距離が延びることになる。また、U字状ガラ
ス管を複数個連結した場合、1つのU字状ガラス管にお
いて延びた放電距離の長さに、使用するU字状ガラス管
の数を掛け合わせた分、放電距離を従来品と比して延ば
すことができる。
【0015】本発明品に係るU字状ガラス管2を用いた
場合、どれくらい放電距離が延びるかを例を用いて計算
する。内径10mmのU字状ガラス管2の屈曲部9にお
ける断面の頂部10と下部11との間の短内径d1(m
m)と、U字状ガラス管2の直線部12の内径D(m
m)との比d1/Dが、7/10すなわち0.7のと
き、放電距離がU字状ガラス管1つあたり6mm延びる
ことがわかった。従って、このU字状ガラス管を3つ接
続したものにおいては、発光管形状を大型化することな
く、電極間距離すなわち放電距離を18mm延ばすこと
ができる。なお、本発明品の放電距離は301mmで発
光光束は784lm(ルーメン)であった。
【0016】従来品の場合、屈曲部の断面が円形である
ため、d1/Dの値が1であり、また、放電距離はU字
状ガラス管を3つ接続して、283mmで、発光光束は
754lmであった。次に、100時間点灯後の光束お
よび短内径d1(mm)と内径D(mm)との比d1/
Dの関係を図4に示す。
【0017】前記d1/Dの値が従来品と同じ1.0の
場合、光束値を100とすると、d1/Dの値が0.
9、0.8、0.7、0.6、0.5の際の光束比はそ
れぞれ102.5、104.1、103.9、102.
9、102.7であった。最も高い光束比を示したd1
/Dの値が0.8である蛍光ランプ(本発明品)は、従
来品と比して、光束比が4.1%向上、実測値として、
32lm向上した高い光束値を得ることができた。ま
た、d1/Dの値が0.9のものにおいても光束比およ
び実測値が向上していることがわかった。
【0018】しかしながら、点灯してから1000時間
を過ぎると、d1/D値が0.5の蛍光ランプでは光束
比が低下することがわかった。これは、屈曲部9の放電
路が小さくなったことによるランプ負荷の増大によっ
て、ランプ点灯時における屈曲部9の発熱が大きくな
り、屈曲部9付近の蛍光体層に劣化が生じたことが原因
と考えられる。
【0019】したがって、屈曲部9の断面の短内径d1
と発光管の直線部の内径Dとの比d1/Dが0.5<d
1/D≦0.9を満足するU字状ガラス管を用いること
により、蛍光ランプの寸法を維持しながら、電球形蛍光
ランプの発光効率を向上することができる。尚、上記実
施例では、電球形蛍光ランプに本発明を適用した例を示
したが、本発明はこれに限られるものではなく単一の
U字状ガラス管だけを用いた放電ランプに適用できるこ
とは勿論である。
【0020】
【発明の効果】以上説明したように、本発明にかかる低
圧水銀蒸気放電ランプは、U字状ガラス管の折り曲げ部
位におけるガラス管の断面形状における内周側が弦部に
形成されているから、放電ランプを大型化すること無
く、実質上ランプ内の放電路長を弦部の窪み量の2倍相
当長くすることができ、その分放電効率の向上を図るこ
とができるといった効果がある。
【0021】特に前記折り曲げ部位の断面における内径
の最も短い部分の内径をd1、ガラス管直線部の内径を
Dとしたとき、0.5<d1/D0.9を満たすよう
に弦部が定められているので、折り曲げ部位での発熱を
適切な範囲に押さえた状態で放電効率の向上がはかれ
る。
【0022】
【0023】
【0024】更に、本発明に係る低圧水銀蒸気放電ラン
プの製造方法は、直管ガラス管の屈曲予定部位を軟化す
るステップと、屈曲予定部が軟化状態にある前記直管ガ
ラス管をU字状に屈曲させて金型のU字状溝に嵌入するス
テップと、前記嵌入されたガラス管内部に空気を圧入
し、ガラス管の前記軟化している部分を膨らませて、前
記金型の前記嵌入されたガラス管の屈曲部内周面側に対
向する部分に有する弦部に前記ガラス管を沿わせて、前
記ガラス管に、前記屈曲部の断面における内径の最も短
い部分の内径をd1、前記ガラス管の直線部の内径をD
としたとき、0.5<d1/D≦0.9を満たす弦部を
形成するステップとを有することを特徴とするので、
ラス管に上記したと同様な弦部を形成することができ、
放電効率の高いランプを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態である電球形蛍光ランプの
一部切欠正面図
【図2】同じくU字状ガラス管の正面図
【図3】同じくU字状ガラス管の要部拡大断面斜視図
【図4】同じく比d1/Dと、100時間点灯時の光束
比との関係を示す図
【図5】従来のU字状ガラス管の屈曲部の断面斜視図で
ある。
【図6】図2に示すU字状ガラス管を製造する方法を説
明する図である。
【図7】ガラス管製造時に使用する型の断面図である。
【符号の説明】
1 電球形蛍光ランプ 2 U字状ガラス管 3 発光管 4 ホルダ 5 グローブ 6 点灯回路 7 口金 8 ケース 9 屈曲部 10 頂部 11 下部 12 直線部 13 円弧部 14 弦部 21 下型 21a 溝 21b 円弧部 22 上型
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平1−186747(JP,A) 特開 昭59−132557(JP,A) 特開 平5−250988(JP,A) 特開 平11−67149(JP,A) 特開 昭63−187530(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01J 61/32 - 61/33 H01J 9/24

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数のU字状ガラス管が互いに連結され
    て、内部に一つの放電路が形成されているとともに、前
    記複数のU字状ガラス管の少なくとも一は、その折り曲
    げ部位の断面形状において、当該折り曲げ部位の内周側
    に弦部を有する構造をしている発光管と、 前記発光管を保持するホルダーと、 ホルダーに保持された前記発光管に対して放電路両端か
    ら点灯電圧を印加 する点灯回路と、 前記ホルダーと一体的に設けられ、前記点灯回路を外部
    電源と接続する口 金とを備え、 前記折り曲げ部位の断面における内径の最も短い部分の
    内径をd1、前記 ガラス管の直線部の内径をDとしたと
    き、 0.5<d1/D≦0.9 を満たすように前記弦部を設定したことを特徴とする低
    圧水銀蒸気放電ラ ンプ。
  2. 【請求項2】 前記折り曲げ部位の断面形状のうち弦部
    を除く部分が円弧であることを特徴とする請求項1記載
    の低圧水銀蒸気放電ランプ。
  3. 【請求項3】 前記複数のU字状ガラス管の全てが、同
    じ折り曲げ部位の断面形状を有していることを特徴とす
    る請求項1記載の低圧水銀蒸気放電ランプ。
  4. 【請求項4】 直管ガラス管の屈曲予定部位を軟化する
    ステップと、 屈曲予定部が軟化状態にある前記直管ガラス管をU字状
    に屈曲させて金型のU字状溝に嵌入するステップと、 前記嵌入されたガラス管内部に空気を圧入し、ガラス管
    の前記軟化している部分を膨らませて、前記金型の前記
    嵌入されたガラス管の屈曲部内周面側に対向する部分に
    有する弦部に前記ガラス管を沿わせて、前記ガラス管
    に、前記屈曲部の断面における内径の最も短い部分の内
    径をd1、前記ガラス管の直線部の内径をDとしたと
    き、0.5<d1/D≦0.9を満たす弦部を形成する
    ステップと、 を有することを特徴とする低圧水銀蒸気放電ランプの製
    造方法。
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