JP2000011957A

JP2000011957A - 蛍光ランプ

Info

Publication number: JP2000011957A
Application number: JP10169663A
Authority: JP
Inventors: Shuji Tamaru; 修治田丸; Shiro Iida; 史朗飯田; Kenji Itaya; 賢二板谷; Takashi Ueda; 隆上田
Original assignee: Matsushita Electronics Corp
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1998-06-17
Filing date: 1998-06-17
Publication date: 2000-01-14

Abstract

(57)【要約】【課題】点灯直後の光束の立ち上がりが良好で、使用
される環境や点灯姿勢の影響を受けにくく安定して高い
発光効率が発揮できる電球形蛍光ランプを得る。【解決手段】内部に一対の電極３が設けられ、かつ内
面に蛍光体膜４が被着された気密な放電空間を有するガ
ラス製のダブルＵ形蛍光管１を有している。蛍光管１に
は、純水銀１３が封入され、その両端部に細管５を有す
るステム２がそれぞれ封着されている。蛍光管１の細管
５には銅板１４が巻き付けられており、この銅板１４
に、純水が封入されたヒートパイプ１５の一端部１５ａ
が接続され、また、ヒートパイプ１５の他端部１５ｂは
ケース１１に設けられた口金１０に、はんだ１６によっ
て接続されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、蛍光ランプに関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、蛍光ランプとして、図８および図
９に示すように、内面に蛍光体膜４が被着された非直線
状、例えばダブルＵ形の蛍光管１８をホルダ８に保持
し、このホルダ８の反蛍光管側に点灯回路９が設けら
れ、この点灯回路９を覆うように口金１０を有するケー
ス１１がホルダ８に取り付けられ、さらに蛍光管１８を
覆うようにグローブ１２が設けられた電球形蛍光ランプ
が知られている。

【０００３】このような電球形蛍光ランプは、高温時の
発光効率の低下を防ぐためにアマルガムを用いて発光管
内の水銀蒸気圧を規制しているもの（特開昭６２−６４
０４４号公報）や、ブリッジ接続により発光管の一部の
温度を下げ最冷点温度が適切となるようにしたものが知
られている。

【０００４】蛍光管１８の端部には、電極３を保持する
ステム１９が設けられている。ステム１９にはリード線
６，７が貫通しており、このリード線６，７の蛍光管１
８内に位置する一端部間に電極３が蛍光管１８内で架設
されている。蛍光管１８外部に導出しているリード線
６，７の他端部は、点灯回路９と電気的に接続されてい
る。ステム１９には細管２０が設けられており、細管２
０内には主アマルガム２１が設けられている。また、蛍
光管１８内に位置する一方のリード線７には補助アマル
ガム２２が溶接されている。

【０００５】ランプ消灯時の安定状態において、蛍光管
１８内の水銀は、主アマルガム２１および補助アマルガ
ム２２に吸着されているので、蛍光管１８内の水銀蒸気
圧は極めて低くなっている。

【０００６】ランプ点灯後においては、補助アマルガム
２２は電極３の近傍に位置することから温度上昇が早
く、したがって、補助アマルガム２２に吸着されている
水銀を放出するのに十分な温度に短時間で達して水銀を
放出し、その結果、蛍光管１８内の水銀蒸気圧が上昇
し、最大の発光効率が得られる水銀蒸気圧（約０．８Ｐ
ａ）に点灯後数分で達することとなる。

【０００７】一方、主アマルガム２１は、蛍光管１８の
細管２０内に設けられ、蛍光管１８の大部分をなす放電
領域から離れた空間に位置するため、温度上昇は遅く、
安定状態となるには数十分以上の時間を要する。

【０００８】このため、主アマルガム２１が溶融開始温
度に達するまでの間は、補助アマルガム２２から放出さ
れた水銀を主アマルガム２１が吸着するので、一時的に
蛍光管１８内の水銀蒸気圧が低下し、光束も減少する。
その後、主アマルガム２１が溶融開始温度に達し、液相
と固相が共存する温度領域では水銀蒸気圧がほぼ一定に
保たれるというアマルガム特有の現象により、蛍光管１
８内の水銀蒸気圧は０．８Ｐａ付近に保たれ、ランプと
して最大に近い発光効率が発揮される。

【０００９】また、従来の蛍光ランプとして、図１０に
示すように、複数の直管状の管を一端部同士でブリッジ
接続した蛍光管２３を口金２４を有する蛍光ランプ本体
２５に保持したものが知られている。

【００１０】図１０中破線はランプ点灯中の主放電路２
６を示し、点灯中、蛍光管先端部２７は主放電路２６か
ら離れた位置にあり蛍光管１８内で最も低い温度とな
る。また、その温度は、先端からブリッジ接続部２８ま
での距離Ｌを変化させることにより調節することができ
るため、ランプ電力、使用される環境温度に応じて最も
発光効率が高い最冷点温度となるように最適化設計が可
能である。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなダブルＵ形で、アマルガムを用いた従来の電球形蛍
光ランプにおいて、消灯時、温度が下がった状態では水
銀が主アマルガム２１、補助アマルガム２２に吸着され
て蛍光管１８内の水銀蒸気圧が低下しているため、点灯
直後の光束が低いという問題、あるいは主アマルガム２
１の温度上昇に時間がかかり、とくに周囲温度が低い環
境においては安定光束が得られるまでに１時間以上を要
するなど光束の立ち上がりが遅いという問題があった。

【００１２】また、従来の電球形蛍光ランプのうち、ブ
リッジ接続したものでは、水銀の蒸気圧は蛍光管２３の
最冷点温度で決定されるが、使用される照明器具の通風
性等の温度環境により最冷点温度が異なるため、水銀蒸
気圧が適正範囲を外れ、光束が低下したままの状態で使
用される場合があるという問題があった。

【００１３】さらには、周囲空気の対流により、口金２
４を上側にして点灯した場合と、口金２４を下側にして
点灯した場合では、蛍光管２３の温度分布が異なるた
め、口金２４を上側にして点灯した場合に蛍光管２３先
端部２７の温度が適正となるように設計されていると、
口金２４を下側にして点灯した場合は蛍光管２３先端部
２７の温度が適正値より高くなり、水銀蒸気圧が高くな
り過ぎる結果、光束が低下するという問題があった。

【００１４】本発明は、このような問題を解決するため
になされたものであり、点灯直後の光束の立ち上がりが
良好で、使用される環境や点灯姿勢の影響を受けにくく
安定して高い発光効率が発揮できる電球形蛍光ランプを
提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明の蛍光ランプは、
両端部に電極を有する蛍光管と、前記蛍光管に電流を供
給するための口金とを備え、前記蛍光管の一部と前記口
金とが、密閉金属管中に熱輸送媒体が封入されたヒート
パイプを介して接続された構成を有する。

【００１６】これにより、ランプ点灯中の蛍光管の最冷
点温度を低く抑えることが容易となり、アマルガムを使
用することなく水銀の蒸気圧を適正値に制御できる。

【００１７】その結果、アマルガムを使用した場合に比
して、消灯時の低温状態における水銀蒸気圧が高くな
り、点灯直後の光束が高く良好な立ち上がり特性が得ら
れる。

【００１８】また、最冷点温度を決定する放熱環境が電
源ラインへの熱伝導が主体であることから、蛍光管の周
囲空気の対流が主体の放熱環境と比して、照明器具の通
風性等の影響を受けにくく、常に安定して高い発光効率
が発揮できる。

【００１９】口金を下側にして点灯した場合は、口金を
上側にして点灯した場合よりも口金近傍の温度は低くな
る。一方、ヒートパイプの熱輸送媒体は下側に溜まって
おり高温部が上側のときは蒸発と凝縮のサイクルが発生
しないため、ヒートパイプの金属管の熱伝導のみとな
り、等価的に熱伝導率が低下する。その結果、最冷点温
度はほぼ一定に保たれ、点灯姿勢にかかわらず、高い発
光効率が得られる。

【００２０】また、本発明の蛍光ランプは、両端部に電
極を有する蛍光管と、前記蛍光管に電流を供給するため
の口金とを備え、前記蛍光管の一部に、熱伝導部材の一
端部が貫通して接続されているとともに、前記口金に前
記熱伝導部材の他端部が接続された構成を有する。

【００２１】このため、熱伝導部材の一端部が蛍光管の
内部に存在するため、熱伝導部材を介して口金に効果的
に熱を伝達することができ、最冷点温度を低く抑えるこ
とが容易となり、アマルガムが不要となる結果、光束の
立ち上がり特性を向上でき、構造が簡単で製造が容易に
なりコストの低減と品質を安定することができる。

【００２２】また、本発明の蛍光ランプは、両端部に電
極を有する蛍光管と、前記蛍光管に電流を供給するため
の口金とを備え、前記蛍光管の一部に、熱伝導部材の一
端部が貫通して接続されているとともに、前記熱伝導部
材の他端部に、密閉金属管中に熱輸送媒体が封入された
ヒートパイプの一端部が接続されており、かつ前記ヒー
トパイプの他端部は前記口金に接続された構成を有す
る。

【００２３】このため、熱伝導部材の一端部が蛍光管の
内部に存在するため、熱伝導部材およびヒートパイプを
介して口金により効果的に熱を伝達することができ、安
定して高い発光効率を得ることができる。

【００２４】

【発明の実施の形態】図１、図２および図３に示すよう
に本発明の一実施形態である電球形蛍光ランプ（以下、
本発明品Ａという）は、内部に一対の電極３が設けら
れ、かつ内面に蛍光体膜４が被着された気密な放電空間
を有するガラス製のダブルＵ形蛍光管１を有している。
蛍光管１には、純水銀１３が封入され、その両端部に細
管５を有するステム２がそれぞれ封着されており、ステ
ム２には２本のリード線６，７が貫通して保持されてお
り、リード線６，７の蛍光管１内に位置する端部には電
極３が架設されている。

【００２５】蛍光管１はホルダ８に保持されており、こ
のホルダ８の反蛍光管側には点灯回路９が設けられてい
る。また、ホルダ８には点灯回路９を包囲するように一
端部に口金１０を有する漏斗形状のケース１１が固着さ
れているとともに、蛍光管１を包囲するようにグローブ
１２が固着されている。

【００２６】蛍光管１の細管５には銅板１４が巻き付け
られており、この銅板１４に、密閉金属管中に熱輸送媒
体、例えば純水が封入されたヒートパイプ１５の一端部
１５ａが接続され、また、ヒートパイプ１５の他端部１
５ｂはケース１１に設けられた口金１０に、はんだ１６
によって接続されている。

【００２７】ヒートパイプ１５は密閉された金属管例え
ば銅パイプ中に熱輸送媒体として純水を封入したもの
で、媒体は液体と気体（飽和蒸気）の形態で存在してい
る。

【００２８】このような構成とすれば、図２に示すよう
に口金１０を上側にして点灯した場合、点灯中に蛍光管
１の温度が上昇すると、蛍光管１の一部（細管５）に接
続されたヒートパイプ１５に熱が伝わり、内部の熱輸送
媒体を蒸発させる。また、ヒートパイプ１５の他端部１
５ｂは口金１０に接続されており、さらに口金１０はラ
ンプ使用中においてソケット（図示せず）を介して電源
ライン（図示せず）に電気的に接続されているために、
蛍光管１の熱はヒートパイプ１５を介して電源ラインに
放熱され、口金１０と接続されているヒートパイプ１５
の部分の温度は、蛍光管１に接続されているヒートパイ
プ１５の部分の温度よりも常に温度が低くなる。このた
め、ヒートパイプ１５の温度の低い部分において、蛍光
管１の熱で蒸発した熱輸送媒体（水蒸気）が凝縮して水
滴となり、下側（１５ａ側）へ滴下する。

【００２９】その結果、ヒートパイプ１５内では蒸発と
凝縮のサイクルが発生し、潜熱の形で熱が輸送されるた
め良好な熱伝導性能を発揮し、細管５の温度上昇が抑え
られる。

【００３０】このため、アマルガムを使用することなく
水銀の蒸気圧を適正値に制御することが容易となり、ア
マルガムを使用した場合に比して、消灯時の低温時にお
ける水銀蒸気圧を高くすることができるため、点灯直後
の光束を高くでき、かつ良好な立ち上がり特性を有する
電球形蛍光ランプが得られる。

【００３１】また、本発明品では、最冷点温度を決定す
る放熱環境が電源ラインへの熱伝導が主体であることか
ら、従来のブリッジ接続を用いた例での蛍光管周囲空気
対流が主体の放熱環境と比して、照明器具の通風性等の
影響を受けにくく、蛍光管１の最冷点温度が最適値付近
に保たれ、常に安定して高い発光効率が発揮できる。

【００３２】図３に示すように口金１０を下側にして点
灯した場合の蛍光管１とヒートパイプ１５との接続部付
近および口金１０の温度は、周囲空気の対流、およびグ
ローブ１２内部空気の対流により、口金１０を上側にし
て点灯した場合よりも低くなる。ところが、ヒートパイ
プに封入されている熱輸送媒体は液体と気体（飽和蒸
気）の混在状態にあり、液体は重力により下側（口金１
０と密接している側）に溜まっており、上側（蛍光管１
と密接している側）には水蒸気しか存在しないため、下
側よりも上側が高温となり蒸発と凝縮のサイクルが発生
しない。したがって、蛍光管１から口金１０への放熱は
ヒートパイプ１５を構成している金属管の熱伝導のみと
なり、等価的に熱伝導率が低下し、放熱が少なくなる。
その結果、口金１０の温度が低くなっても、蛍光管１と
ヒートパイプ１５との接続部分を冷却する能力は低下
し、温度低下が緩和されるため、蛍光管最冷点温度の変
化は少なくなる。したがって、点灯姿勢にかかわらず、
高い発光効率が得られる。

【００３３】次に、本発明の第２の実施形態について説
明する。本実施形態では、本発明品Ａと同様な構成を備
えており、異なるのは、細管５とヒートパイプ１５とを
熱的に接続するために、本発明品Ａにおいて用いた銅板
１４の代わりに図４に示すように熱伝導部材である、例
えばジュメット線からなる金属線１７の一端部を細管５
の先端部に貫通させ、金属線１７の他端部をヒートパイ
プ１５の一端部１５ａに接続させた構成を備えたことで
ある（以下、本発明品Ｂという）。なお、ヒートパイプ
１５の他端部１５ｂは口金１０に接続している。

【００３４】この場合、金属線１７が細管５内部に存在
するので、細管５内の熱をさらに効率的にヒートパイプ
１５に逃がすことが可能となり、上記実施形態と同様な
効果が得られる。

【００３５】また、図５に示すように、金属線１７を直
接口金１０に溶接した構成を用いてもよい。これによ
り、アマルガムを不要にでき、光束の立ち上がり特性を
向上でき、構造が簡単で製造が容易になりコストの低減
と品質の安定化に効果がある。ただし、点灯姿勢にかか
わらず熱伝導性は一定であるので、従来と同程度の点灯
姿勢による蛍光管１の最冷点温度変化があり、発光効率
が点灯姿勢により変化する。

【００３６】次に本発明品Ａ、本発明品Ｂ、およびダブ
ルＵ形蛍光管内にアマルガムを封入した上述の従来の蛍
光ランプ（以下、従来品という）に関して、常温におけ
る点灯初期の光束の立ち上がり特性を測定した。

【００３７】その結果を図６および図７に示し、図中の
実線が本発明品Ａ、一点鎖線が本発明品Ｂ、点線が従来
品の光束を示している。図６は点灯直後１分までの光束
の立ち上がり特性を示し、本発明品Ａおよび本発明品Ｂ
は従来品に比して点灯直後の光束が高く、最大光束に達
する時間も短くなっている。

【００３８】また、図７は点灯後３０分までの光束の変
化を示し、本発明品Ａおよび本発明品Ｂでは１０分付近
で一旦最冷点温度の過昇による光束低下があるが、その
後ヒートパイプ内の蒸発と凝縮サイクル発生による冷却
効果により最冷点温度が適正値まで抑止され、最終安定
状態ではほぼ最高光束がキープされている。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の蛍光ラン
プは、アマルガムを用いずに水銀蒸気圧を適正値に制御
することができ、点灯直後の光束が高く良好な立ち上が
り特性が得られ、さらには、照明器具の放熱環境や点灯
姿勢にかかわらず、比較的安定して高い発光効率が発揮
できるという優れた効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の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】同じくヒートパイプの構造とその動作を説明す
るための図

【図３】同じくヒートパイプの構造とその動作を説明す
るための図

【図４】本発明の第２の実施形態である電球形蛍光ラン
プの要部切欠拡大正面図

【図５】本発明の他の実施形態である電球形蛍光ランプ
の要部切欠拡大正面図

【図６】点灯直後１分までの光束立ち上がり特性を示す
図

【図７】点灯直後３０分までの光束安定状況を示す図

【図８】従来のアマルガムを用いた電球形蛍光ランプの
一部切欠正面図

【図９】同じく一部切欠拡大正面図

【図１０】従来のブリッジ接続方式の電球形蛍光ランプ
の正面図

【符号の説明】

１蛍光管３電極１０口金１５ヒートパイプ１７金属線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者板谷賢二大阪府高槻市幸町１番１号松下電子工業株式会社内 (72)発明者上田隆大阪府高槻市幸町１番１号松下電子工業株式会社内Ｆターム(参考） 5C039 AA08

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】両端部に電極を有する蛍光管と、前記蛍
光管に電流を供給するための口金とを備え、前記蛍光管
の一部と前記口金とが、密閉金属管中に熱輸送媒体が封
入されたヒートパイプを介して接続されていることを特
徴とする蛍光ランプ。
【請求項２】両端部に電極を有する蛍光管と、前記蛍
光管に電流を供給するための口金とを備え、前記蛍光管
の一部に、熱伝導部材の一端部が貫通して接続されてい
るとともに、前記口金に前記熱伝導部材の他端部が接続
されていることを特徴とする蛍光ランプ。
【請求項３】両端部に電極を有する蛍光管と、前記蛍
光管に電流を供給するための口金とを備え、前記蛍光管
の一部に、熱伝導部材の一端部が貫通して接続されてい
るとともに、前記熱伝導部材の他端部に、密閉金属管中
に熱輸送媒体が封入されたヒートパイプの一端部が接続
されており、かつ前記ヒートパイプの他端部は前記口金
に接続されていることを特徴とする蛍光ランプ。