JPH07230789A - 管球、光源および照明装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】封着用リード線５の折れ曲がりによる封着部先
端の割れが低減でき、信頼性の高い管球、光源、これを
使用した照明装置を提供する。 【構成】本発明の管球または光源は、ガラス製気密容器
３と、気密容器３内に封入されたガスと、ガラス製気密
容器３に封着された封着用リード線５と、封着用リード
線よりも硬く、ガラス製気密容器３外側で封着用リード
線５と先端同士が接続された外部リード線１３とを具備
することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、封着用リード線と外部
リード線の構成を改良した管球、この管球からなる光源
およびこの光源を有する照明装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電球や蛍光ランプに代表される光源や蛍
光表示管等のガラス管球は、内部にフィラメント、電極
その他の電気部品を配置し、かつ内部を気密空間とする
ため、これらフィラメント、電極その他の電気部品への
リード線のうち、ガラスとの封着部分には特殊な封着用
リード線が使われている。この特殊な封着用リード線と
は、ガラスとのなじみが良く、かつ熱膨張率が近似した
ものを材質としている。一般的には鉄ニッケル合金（鉄
58%、ニッケル42%）に銅被覆を施したことを基本構成に
している。

【０００３】一方近年、管球の小型化が進展しており、
封着用リード線のガラス管球との封着構造もこれにあわ
せて種々変化していった結果、これまで見られなかった
封着不良が発生してきている。

【０００４】例えば、５ｍｍ以下の外径を有する蛍光ラ
ンプにあっては、その管径が細いため、通常使用される
ようなフレアステムが使用できない。そこで例えば図４
に示すような、フレアステムを使用しないで、ガラス管
の先端を加熱するだけで、封着用リード線を封着した蛍
光ランプ１が開発された。この蛍光ランプ１は、ガラス
管３で気密容器を構成し、内部に微量の水銀とアルゴン
等の希ガスが封入されている。ガラス管３の両端には封
着用リード線５が封着部に封着され、内部の電極７を支
持している。ガラス管３内面には蛍光体被膜９が形成さ
れている。

【０００５】封着部１１は、封着用リード線５を内部に
挿通した状態でガラス管３を外部から加熱バーナーなど
で加熱し、溶融したガラスが表面張力によって自然と収
縮して封着用リード線５に溶着する現象を利用して形成
されている。この結果、封着部１１は、先端が紡錘形状
をしている。

【０００６】この蛍光ランプは管径が細いので、口金が
取着されることはまれで、封着用リード線は先端が外部
リード線に接続され、この外部リード線が引き回されて
点灯回路に接続されることが一般的であった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように外部リード線が引き回されると、外部リード線に
かかる力が、そのまま封着用リード線５に加わり、この
ため封着部１１の先端が、封着用リード線５の曲がろう
とする力に抵抗しきれなくなって、欠けたり割れたりす
る現象が散見されるようになった。

【０００８】このような欠点は、蛍光ランプに限らず、
電球など他の光源あるいは蛍光表示管などにも現れるこ
とがわかった。

【０００９】本発明は、このような従来技術の欠点を改
善しようとするもので、封着部先端の割れや欠けを低減
した品質の高い管球、光源を提供し、この高品質の光源
を使用することで、高品質となる照明装置を提供するこ
とを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１の管球は、ガラ
ス製気密容器と、気密容器内に封入されたガスと、ガラ
ス製気密容器に封着された封着用リード線と、封着用リ
ード線よりも硬く、ガラス製気密容器外側で封着用リー
ド線と先端同士が接続された外部リード線とを具備する
ことを特徴とする。

【００１１】ガラス製気密容器の形状は直管形、環形等
に限定されない。管球としては例えば蛍光ランプに代表
される低圧水銀蒸気放電ランプ、希ガス蛍光ランプ、電
球などの光源や蛍光表示管などを含む。硬いとは、折れ
曲がり難いことを意味し、同じ力を加えた時折れ曲がり
難い方が硬い方である。

【００１２】請求項２の管球は、ガラス製気密容器と、
気密容器内に封入されたガスと、ガラス製気密容器に封
着された封着用リード線と、ガラス製気密容器外側で封
着用リード線と先端同士が接続された外部リード線とを
具備し、

【数２】 の関係を有することを特徴とする。ここで、ＰDは封着
用リード線の０．２％耐力、ＲDは封着用リード線の線
径（外径）、ＰOは外部リード線の０．２％耐力、ＲOは
外部リード線の線径（外径）を表す。この関係式は封着
用リード線が外部リード線よりも硬いことを表してい
る。

【００１３】請求項３の管球は、請求項１または２にお
いて、封着用リード線が、鉄ニッケル合金を主体とする
芯線に銅被覆を施したジュメット線であることを特徴と
する。

【００１４】主体とするとは、添加剤などが混合されて
いるものを含むことを意味する。

【００１５】請求項４の管球は、請求項１または３にお
いて、外部リード線が、無酸素銅を主体とすることを特
徴とする。

【００１６】無酸素銅を主体とするとは、不純物の混入
は許容することを意味する。

【００１７】請求項５の管球は、請求項１または４にお
いて、封着用リード線を封着するガラス製気密容器の封
着部の封着長が５ｍｍ以下、平均封着幅が５ｍｍ以下
で、封着部のガラス肉溜り先端が紡錘形状となっている
ことを特徴とする。

【００１８】封着長が５ｍｍ以下というのは、通常封着
長が５ｍｍ以下になると、封着部先端が割れたときに、
リークが発生しやすい臨界値を意味している。平均封着
幅が５ｍｍ以下というのは、平均封着幅が５ｍｍ以下に
なると封着部先端が割れやすいという、臨界値を意味し
ている。従って封着長が５ｍｍ以下、平均封着幅が５ｍ
ｍ以下のとき、より一層本発明の効果が期待できる。紡
錘形状とは、先端にいくに従って細くなる形状を意味
し、この形状のために先端が割れ易い。

【００１９】請求項６の管球は、請求項１または５にお
いて、封着用リード線の線径が０．５ｍｍ以下であるこ
とを特徴とする。

【００２０】封着用リード線の線径が０．５ｍｍ以下と
いうのは、これ以上の太さのリード線では、通常封着用
リード線が折れ曲がり難いので、０．５ｍｍ以下のと
き、本発明の効果がより一層期待できる、ということを
意味している。

【００２１】請求項７の光源は、請求項１ないし６の管
球からなることを特徴とする。

【００２２】管球とは、蛍光ランプ、電球などの光源あ
るいは蛍光表示管などを含む。

【００２３】請求項８の照明装置は、装置本体と、この
装置本体に装着された請求項７の光源とを有することを
特徴とする。

【００２４】照明装置は、本発明が原稿読み取り用の蛍
光ランプに適用される場合、その蛍光蛍光ランプが組み
込まれる原稿照明装置やその原稿照明装置が組み込まれ
る画像形成装置を含む。また、本発明が液晶テレビ等の
バックライト用の蛍光ランプに適用される場合には、そ
の蛍光蛍光ランプが組み込まれるバックライトやそのバ
ックライトが組み込まれる液晶表示装置等を含む。

【００２５】

【作用】請求項１ないし６の管球および請求項７の光源
は、封着用リード線が外部リード線よりも硬いので、封
着用リード線が折れ曲がる前に外部リード線が折れ曲が
り、従って封着用リード線の折れ曲がりによる封着部先
端の割れが低減できる。

【００２６】請求項３の管球は、封着用リード線が折れ
曲がり易いジュメット線で構成されているので、本発明
の必要性および有用性は高い。

【００２７】請求項４の管球は、外部リード線が、極め
て柔らかい無酸素銅を主体としているので、封着用リー
ド線はより一層折れ曲がり難く、従って封着用リード線
の折れ曲がりによる封着部先端の割れがより一層低減で
きる。

【００２８】請求項５の管球は、封着長が５ｍｍ以下な
ので、封着部先端が割れたときにリークが発生しやす
く、平均封着幅が５ｍｍ以下かつ紡錘形状なので封着部
先端が割れやすい。したがって請求項５の管球にあって
は本発明の必要性および有用性はより一層高い。

【００２９】請求項６の管球は、封着用リード線の線径
が０．５ｍｍ以下なので折れ曲がり易く、したがって本
発明の必要性および有用性はより一層高い。

【００３０】請求項７の照明装置は、本発明の管球およ
び光源のもつ作用効果をそのまま有する。

【００３１】

【実施例】以下、本発明を蛍光ランプに適用した実施例
を図を参照して説明する。図１は蛍光ランプ１の一部を
断面表示した正面図である。蛍光ランプ１は、４ｍｍの
外径を有し、肉厚が０．５０ｍｍのガラス管３で気密容
器を構成し、内部に微量の水銀とアルゴン等の希ガスが
封入されている。封入圧力は一般照明用蛍光ランプより
も高く、１３３００パスカル（Ｐａ）である。

【００３２】ガラス管３の両端には外径０．４ｍｍ、長
さ７ｍｍの封着用リード線５が封着部に封着されてい
る。この封着用リード線５の材質は、鉄ニッケル合金
（鉄58%、ニッケル42%）に銅被覆を施したもので、通常
の管球製品に使用されるものと同一のものである。

【００３３】封着用リード線５は内部の電極７を支持し
ている。この電極７は、外径１ｍｍ、長さ７ｍｍ、肉厚
０．１ｍｍの有底ニッケルスリーブの内部には、Ｈｇ−
Ｔｉ等を成分とする水銀合金から水銀が放出された後の
残留物質と、水銀合金等に吸蔵されていて、水銀と同時
に放出される不純ガスを吸収するＺｒ−Ａｌを主成分と
するゲッターを収容している。この電極７は、水銀放出
前の状態で商品名ジェメデスとして販売されている。例
えば、ガラス管３内に電極７を封止したのち、ガラス管
３の外から高周波電界を電極７のニッケル外皮部分に印
加してニッケル外皮部分に渦電流を生じさせ、この電流
の抵抗加熱による自己発熱を利用して水銀合金を分解
し、ガラス管３内に水銀を放出させてなる。

【００３４】ガラス管３内面には蛍光体被膜９が形成さ
れている。蛍光体としては、一般照明用蛍光ランプで使
用されているものが適用可能であるが、このこの種のラ
ンプは負荷が高いので、一般照明用蛍光ランプのうちい
わゆる３波長発光形蛍光ランプと同様の蛍光体を使用す
るのが好ましい。

【００３５】封着部１１は、封着用リード線５を内部に
挿通した状態でガラス管３を外部から加熱バーナーなど
で加熱し、溶融したガラスが表面張力によって自然と収
縮して封着用リード線５に溶着する現象を利用して形成
されている。この結果、封着部１１は、先端が紡錘形状
をしている。封着部１１の封着長は３ｍｍであり、封着
幅は、電極７側が４ｍｍであり、平均２ｍｍである。ま
た、封着用リード線５の封着部１１と接続部１５との間
の距離は、１ｍｍで、電極７の底と封着部１１との間の
距離は３ｍｍである。

【００３６】封着用リード線５の先端には、外部リード
線１３が溶接されている。１５が接続部である。外部リ
ード線１３は、外径０．４ｍｍの無酸素銅から構成され
ている。

【００３７】上記蛍光ランプ１は、図２に示すような照
明装置、具体的にはバックライトの光源として使用され
る。このものは蛍光ランプ１の主要部を内面が光反射面
を構成し、上面が開口する奥行きの浅い箱体１７の内部
に収容し、箱体１７の開口部に光拡散板１９を配置し、
拡散板上に液晶板２１を配置している。蛍光ランプ１の
封着部１１は、箱体１７の外側に位置し、外部リード線
１３は箱体１７の外を引き回されて、図示していない電
源回路等の外部部品と接続するためのコネクター２３に
接続されている。

【００３８】上記蛍光ランプ１は、外部リード線１３が
引き回されるので、その力が封着用リード線５にも伝わ
るが、外部リード線１３よりも封着用リード線５の方が
硬いので、外部リード線１３の引き回しによる曲げ応力
が発生しても柔らかい外部リード線１３が曲がって応力
を吸収し、その結果封着用リード線５の曲がりが防止ま
たは低減でき、封着部１１先端の破損を防止または抑制
でき、信頼性向上を果たすことができる。

【００３９】このような作用効果を得るためには、封着
用リード線５よりも外部リード線１３の方が柔らかくな
るよう、例えば同じ材質ならば外部リード線１３の線径
を封着用リード線５より細めに、また、同じ線径ならば
外部リード線１３の材質を封着用リード線５より柔らか
めにすることが必要である。これを式で表すと、

【数３】 の関係となる。ここで、ＰDは封着用リード線１１の
０．２％耐力、ＲDは封着用リード線５の線径（外
径）、ＰOは外部リード線１１の０．２％耐力、ＲOは外
部リード線１１の線径（外径）を表す。０．２％耐力と
は、０．２％の永久歪を発生させる応力を意味している
（定義される）。

【００４０】封着用リード線５の材質としては、ガラス
とのなじみや膨張率の制約からジュメット線以外には殆
ど利用できず、材質変更の余地はあまりないが、外部リ
ード線１３の材質として上記実施例の無酸素銅以外に、
例えばこれらの材質の線材の表面を腐食防止のためにニ
ッケルで被覆したものなどでもよい。

【００４１】なお、封着部１１の封着長は５ｍｍ以下に
限定されるものではないが、５ｍｍを越えると、封着部
１１の先端が割れてもリークを生じる可能性が低下する
ので、封着長が５ｍｍ以下の場合により一層本発明は有
効である。同様に平均封着幅は５ｍｍ以下に限定される
ものではないが、５ｍｍを越えると封着部１１の先端が
割れてリークする可能性が著しく低下するので、平均封
着幅が５ｍｍ以下の場合は５ｍｍを越える場合に比べて
本発明の有効性が高くなる。さらに同様に、本発明は封
着部１１のガラス肉溜り先端が紡錘形状となっているも
のに限定されないが、紡錘形状となっていると封着部１
１先端が割れ易く、紡錘形状となっていないものに比べ
て本発明の有用性が高い。封着用リード線の線径も０．
５ｍｍ以下に限定されるものではないが、０．５ｍｍ以
下の場合、封着用リード線は折れ曲がり易く、従って
０．５ｍｍを越えるものに比べて本発明の有用性が高
い。

【００４２】上記実施例は、蛍光ランプとこの蛍光ラン
プを使用したバックライトについて説明したが、蛍光体
被膜１２は必須ではなく、例えば水銀輝線の２５４ｎｍ
を直接利用する紫外線ランプであってもよく、照明装置
として紫外線処理装置であっても良い。この場合、透光
性気密容器は、通常の軟質ガラスでは、紫外線が透過し
ないので、これを透過させるために、石英ガラスなどを
用いる必要がある。さらに放電ガスとしても水銀に限ら
ず、キセノンガス放電ランプであってもよい。

【００４３】また、上記実施例のように両端の電極がと
もに紡錘形状の封着構造となっていて、従って両方の封
着用リード線に本発明の外部リード線が接続されている
ものに限らず、片側だけが本発明の要件を満足している
ものであってもよい。例えば、図３に示されるようにガ
ラス管３内の一端に一方の電極７が設置され、この電極
７が上記第一の実施例と同様の封着構造を有し、他の電
極２５がガラス管３の外壁に添設されているものでもよ
い。電極７は、第一の実施例と同様の封着用リード線５
で支持され、封着用リード線５と外部リード線１３の先
端同士がスポット溶接されている。封着用リード線５と
外部リード線１３の材質、線径、封着部１１の大きさ、
形状等は第一の実施例と同様である。

【００４４】他の電極２５は、導電性ガラスペーストを
ガラス管３の外壁に帯状に塗布し、その後焼成したもの
である。この外部電極２５の一端に外部電極用リード線
２７が半田接続されている。

【００４５】このような内部電極が一つであっても、外
部リード線１３が引き回されても、外部リード線１３が
封着用リード線５よりも柔らかいので、外部リード線１
３が折れ曲がって応力を吸収し、その結果封着部１１の
先端が割れることがなく、信頼性を高く維持できる。

【００４６】本発明は放電ランプに限定されるものでは
なく、例えば小型の電球や、蛍光表示管などにも応用で
きる。また、照明装置として例えば原稿照明装置や、表
示装置などでもよい。

【００４７】

【効果】請求項１ないし７の発明によれば、封着用リー
ド線の折れ曲がりによる封着部先端の割れが低減でき、
信頼性の高い管球または光源が提供できる。

【００４８】請求項３の発明によれば、封着用リード線
が折れ曲がり易いジュメット線で構成されていても、信
頼性の高い管球または光源が提供できる。

【００４９】請求項４の発明によれば、外部リード線
が、極めて柔らかい無酸素銅を主体としているので、封
着用リード線はより一層折れ曲がり難く、従って信頼性
のより高い管球または光源が提供できる。

【００５０】請求項５の発明によれば、封着長が５ｍｍ
以下、平均封着幅が５ｍｍ以下かつ紡錘形状という極め
て封着部先端が割れやすくてリークしやすい構成であっ
ても、信頼性の高い管球または光源が提供できる。

【００５１】請求項６の発明によれば、封着用リード線
の線径が０．５ｍｍ以下という極めて封着部先端が割れ
やすくてリークしやすい構成であっても、信頼性の高い
管球または光源が提供できる。

【００５２】請求項７の発明によれば、本発明の管球お
よび光源のもつ作用効果をそのまま有する照明装置を提
供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である蛍光ランプを一部破断
して示す正面図である。

【図２】第一の実施例の蛍光ランプを搭載したバックラ
イトの分解斜視図概念図である。

【図３】本発明の他の実施例の蛍光ランプを一部破断し
て示す正面図である。

【図４】従来の蛍光ランプを一部破断して示す正面図で
ある。

【符号の説明】

１…蛍光ランプ、３…ガラス管、５…封着用リード線、
７…電極 １１…封着部、１３…外部リード線、２５…外部電極

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ガラス製気密容器と；気密容器内に封入さ
   れたガスと；ガラス製気密容器に封着された封着用リー
   ド線と；封着用リード線よりも硬く、ガラス製気密容器
   外側で封着用リード線と先端同士が接続された外部リー
   ド線と；を具備することを特徴とする管球。
2. 【請求項２】ガラス製気密容器と；気密容器内に封入さ
   れたガスと；ガラス製気密容器に封着された封着用リー
   ド線と；ガラス製気密容器外側で封着用リード線と先端
   同士が接続された外部リード線と；を具備し、 【数１】 の関係を有することを特徴とする管球。 ここで ＰDは封着用リード線の０．２％耐力 ＲDは封着用リード線の線径（外径） ＰOは外部リード線の０．２％耐力 ＲOは外部リード線の線径（外径） を表す。
3. 【請求項３】封着用リード線は、鉄ニッケル合金を主体
   とする芯線に銅被覆を施したジュメット線であることを
   特徴とする請求項１または２の管球。
4. 【請求項４】外部リード線は、無酸素銅を主体とするこ
   とを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一記載の管
   球。
5. 【請求項５】封着用リード線を封着するガラス製気密容
   器の封着部は、封着長が５ｍｍ以下、平均封着幅が５ｍ
   ｍ以下で、封着部のガラス肉溜り先端が紡錘形状となっ
   ていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一
   記載の管球。
6. 【請求項６】封着用リード線の線径が０．５ｍｍ以下で
   あることをであることを特徴とする請求項１ないし５の
   いずれか一記載の管球。
7. 【請求項７】請求項１ないし６のいずれか一記載の管球
   からなることを特徴とする光源。
8. 【請求項８】装置本体と、この装置本体に装着された請
   求項７記載の光源とを有することを特徴とする照明装
   置。