JP2004311032A - 低圧水銀ランプ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】電球形蛍光ランプ1は、2重螺旋形状の発光管2と、この発光管2を支持するホルダー41と、このホルダー41を取着すると共に口金5を備えるケース4と、発光管2を覆うグローブ6とを備える。グローブ6は、A形タイプであり、この内面に発光管2から発せられた光を拡散させるための拡散膜が形成されている。また、発光管2は、ランプ1が点灯したときに発光管2の最冷点箇所となる突出部93を備えている。この突出部93は、発光管2の形状である2重螺旋形状の旋回軸上にあると共に、熱伝導性媒体15を介してグローブ6に熱的に結合されている。
【選択図】 図1
Description
【発明が属する技術分野】本発明は、湾曲状の発光管がグローブに内包されてなる低圧水銀ランプに関する。
【0002】
【従来の技術】
省エネルギー時代を迎え、照明分野においても、ランプ効率が高く、しかも長寿命な低圧水銀ランプ、特に一般白熱電球を代替する光源として電球形蛍光ランプが提案されている。このような電球形蛍光ランプ(以下、単に「ランプ」という。)には、発光管を覆うグローブを備えるタイプがある。
【0003】
図8は、従来提案しているランプの一部を切り欠いた正面図である。従来のランプ101は、同図に示すように、ガラス管109を2重螺旋形状に湾曲形成してなる発光管102と、この発光管102を支持するホルダー141と、このホルダー141が取着されると共に口金105を有するケース104と、発光管102を覆うグローブ106とを備えている。
【0004】
通常、このようなグローブ106を備えるランプ101は、点灯時に発光管102から放出される熱がグローブ106内にこもり、発光管102自身の温度が過度に上昇し、これに伴って発光管102内の水銀原子が増加して、発光光率が低下してしまうという問題がある。
このため、この従来のランプ101は、例えば、発光時における発光管102の温度上昇を抑制するために、ランプ101が発光したときに、発光管102の管壁の温度が最も低くなる箇所(以下、単に、「最冷点箇所」という。)と、グローブ106とを透明なシリコン樹脂115を介して結合して、発光管102から発生した熱をシリコン樹脂115からグローブ106へと伝え放熱するようにしている(特許文献1)。なお、最冷点箇所の温度を下げる理由は、発光管102内の水銀蒸気特性が最冷点箇所の温度により規定されるからである。
【0005】
【特許文献1】
特開昭58−197650号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のランプ101は、シリコン樹脂115を用いることにより、発光管102の発光時の温度上昇を効果的に抑制できるが、発光管102におけるシリコン樹脂115と結合している部分のグローブ106が透けて、その内部が外から見え、商品価値を著しく低下させるという問題がある。
【0007】
つまり、グローブ106には、発光管102から発せられた光を拡散するための拡散処理が内周面に施されている。このため、グローブ106内周面にシリコン樹脂115が結合すると、その部分の拡散効果がなくなり、図9に示すように、シリコン樹脂115に埋設している部分の発光管102が見えてしまうのである。なお、図9では、シリコン樹脂115の外周縁115aと、シリコン樹脂115に埋設して外から見える部分のガラス管109とを破線で示している。
【0008】
本発明は、上記のような問題点を鑑みてなされたものであって、発光管が発光したときも、発光管の温度上昇を抑制でき、しかも、熱伝導性媒体を用いていないランプの略同等の意匠性を有する電球形蛍光ランプを提供することを目的とする。
【0009】
【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ランプは、湾曲された発光管がグローブに内包されており、前記発光管は、発光時に最冷点箇所となる突出部を備えるとともに、前記突出部のみが透光性の熱伝導性媒体を介して前記グローブに熱的に結合されていることを特徴としている。このため、熱伝導性媒体に結合する発光管部分は、突出部のみであるため、熱伝導性媒体が結合しているグローブの外側から見える発光管部分は少なくなる。しかも、発光管に突出部を形成しているので、突出部内では発光管内を流れる電子の軌道から離れることになり、発光管の発光時の温度上昇を抑制することができる。
【0010】
また、 前記突出部は、前記グローブの中心軸と略平行な方向に突出していることを特徴としている。これにより、例えば、低圧水銀ランプを口金上点灯させたときに、ランプを下から見たときに、熱伝導性媒体を介して内部が透けて見える発光管の面積を小さくできる。
一方、前記発光管は、ガラス管の略中央で折り返され、その両側が旋回軸廻りに旋回する2重螺旋形状に形成されていると共に、前記旋回軸と前記グローブの中心軸とが略一致する状態で支持されていることを特徴としている。これにより、グローブ内に挿入できる発光管の放電路長を長くすることができ、グローブ内の限られた空間を有効に利用できる。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る低圧水銀ランプを、電球形蛍光ランプを例として、以下、図面を参照しながら説明する。
1.電球形蛍光ランプの構成について
図1は、本実施の形態に係る電球形蛍光ランプの一部を切り欠いた正面図である。この電球形蛍光ランプ1(以下、単に「ランプ1」という)は、白熱電球60Wの代替用である12W品種である。なお、60W用の白熱電球の大きさは、最大外径が略60mm、全長が略110mmである。
【0012】
ランプ1は、同図に示すように、2重螺旋形状の発光管2と、この発光管2を点灯させるための電子安定器3と、電子安定器3を収納し且つ口金5を有するケース4と、発光管2を覆うグローブ6とを備えている。なお、発光管2は、ケース4のホルダー41に取着されている。
図2の(a)は、発光管の一部を切り欠いた構造を示す正面図であり、図2の(b)は、発光管の底面図である。
【0013】
発光管2は、図1、図2の(a)及び(b)に示すように、ガラス管9を湾曲させて形成され、このガラス管9は、その略中央の折り返し部92で折り返され、その両側が旋回軸A(図2の(a)参照)廻りを旋回している。なお、ガラス管9の端部91a、91bに後述の電極7、8が封着されており、この電極7、8は、電子安定器3に接続されている。
【0014】
ガラス管9は、例えば、ストロンチウム・バリウムシリケイトガラス等の軟質ガラスが用いられている。また、このガラス管9は、その管内径φiが略7.4mm、管外径φoが略9.0mmで、折り返し部92から各端部91a、91bにかけての旋回数が、折り返し部92の両側をあわせて略4.5周となっている。
【0015】
ここで、ガラス管9の管内径φiは、5mm以上12mm以下、特に5mm以上9mm以下が好ましい。これは、管内径φiが5mm未満になるとガラス管9内に後述の電極の設置が難しくなり、また、管内径φiが9mmより大きくなると発光管2が大きくなり、従来の白熱電球60Wよりも大きくなるからである。
折り返し部92から端部91a、91bまでの旋回する部分における隣合うガラス管のピッチP2tは20mmであり、また、旋回軸A方向に隣合うガラス管のピッチP1tは、10mmである。従って、旋回軸A方向に隣合うガラス管の間隔は略1mmである。この間隔は3mm以下が好ましい。これは、間隔が3mmより大きくなると、発光管2の全長が長くなると共に、隣合うガラス管が離れるため輝度ムラを生じるからである。なお、旋回数している部分は、旋回軸Aと直交方向に対して14.5度(この角度を図2の(a)にαとして表示している)傾斜しながら旋回軸Aを旋回している。
【0016】
2重螺旋形状の発光管2の全長(折り返し部から電極封着部側の端部までの寸法)は略65mmであり、最大外径Daが略36.5mmである。発光管2の最大外径Daは、30mm以上40mm以下が好ましい。これは、発光管2の最大外径Daがこの範囲内であれば、従来の白熱電球と同様のA型の外管バルブ内に収まるからである。
【0017】
また、電極7、8には、例えば、タングステン製のコイル電極が用いられている。コイル電極は、図2の(a)に示すように、ビーズガラス72により仮止めされた一対のリード線(図示省略)により支持(所謂、ビーズガラスマウント方式である。)されている。
ガラス管9の一方の端部(ここでは、91b)には、図2の(a)に示すように、ガラス管9の内部を排気するための排気管93が電極7の装着時に併せて封着されている。なお、発光管2内における電極間距離は略400mmである。
【0018】
発光管2の内面、つまりガラス管9の内面には、図2の(a)に示すように、希土類の蛍光体95が塗布されている。この蛍光体95には、赤、緑、青発光の3種類、例えばY2O3:Eu、LaPO4:Ce、Tb及びBaMg2Al16O27:Eu、Mn蛍光体を混合したものが用いられている。
また、ガラス管9の内部(以下、「発光管2の内部」ともいう。)には、水銀が単体形態で略5mg封入され、また緩衝ガスとしてアルゴン・ネオンガスの混合ガス(この混合ガスにおけるネオンガスの容量比率は略25%である。)が、上述の排気管93を介して600Paで封入されている。
【0019】
ここで、発光管2内に封入される水銀は、単体形態でなくても良い。但し、発光管の発光動作時における水銀蒸気圧が略水銀単体の蒸気圧の値を呈する必要があり、このようなものとしては、例えば、亜鉛水銀がある。
上記の発光管2は、図1に示すように、ガラス管9の端部91a、91bがホルダー41内に挿入されて、例えばシリコン等の接着剤42によりホルダー41に固着されている。このホルダー41の裏側(口金5側)には基板31が装着されており、この基板31に発光管2を点灯させるための複数の電気部品32、33、34が取り付けられている。なお、これらの電気部品32、33、34により電子安定器3が構成され、この電子安定器3は、所謂、シリーズインバータ方式によるもので、その回路効率が91%である。
【0020】
ケース4は、合成樹脂製であって、図1に示すように、下拡がりの筒状をしている。発光管2及び基板31が装着されたホルダー41は、電子安定器3が奥側となるようにケース4内に挿入され、ホルダー41の外周がケース4の内周に接着剤61により固着されている。ケース4の上部、つまり開口部(発光管2側)と反対側には、E26用の口金5が装着されている。なお、口金5と電子安定器3とは、リード線51を介して電気的に接続されている。
【0021】
グローブ6は、発光管2を覆うためのもので、その開口部側の端部がケース4内挿され、グローブ6の開口部側の端部における外周がケース4の開口部側の端部における内周に接着剤61により固着されている。なお、ランプ1の最大外径Dは略60mmで、全長Lは略110mmである(図1参照)。
グローブ6は、白熱電球と同様に、装飾性に優れたガラス材からなる。このグローブ6は、中心軸(図1では上下方向となる。)廻りに回転してなる回転体であって、その形状がなす状、所謂A形タイプをしている。なお、グローブ6の最大外径Dは略55mmである。
【0022】
グローブ6の内周には、発光管2から発せられた光を拡散させるための拡散膜(図示省略)が塗布されている。この拡散膜には、例えば、主成分が炭酸カルシウムの粉体が用いられている。
グローブ6の内周の下端部分(以下、「底部分」という。)には、発光管2からの発光時の熱をグローブ6に伝えるシリコン樹脂からなる熱伝導性媒体15が設けられている。つまり、この熱伝導性媒体15を介して、発光管2とグローブ6とが熱的に結合している。熱伝導性媒体15は、図1に示すように、グローブ6の底部分に、その深さHsが6mmで、周縁の外径Dsが31mmとなるように充填されている。ここで、深さHsは、グローブ6の底部分の内周面と熱伝導性媒体15の上面(グローブの底部分と反対側)との距離を指す。なお、熱伝導性媒体15周縁の外径Dsは、同じ深さHsであってもグローブ6の形状によって変わる。
【0023】
なお、熱伝導性媒体15として使用されるシリコン樹脂は、透光性を有すると共に透明である。なお、熱伝導性媒体15は、シリコン樹脂以外の材料を使用しても良く、他の材料としては、例えば、ゴム、合成樹脂材料がある。
一方、発光管2の下端部(以下、この下端部を「先端部」ということもある。)には、発光管2の発光時にガラス管9の管壁の温度が最も低い箇所、つまり最冷点箇所となるように、下方(旋回軸方向で口金5と反対側)へ突出する突出部93が形成されている。
【0024】
突出部93は、図2の(a)及び(b)に示すように、半径が略4.5mmの半球形状(図2における直径Dcが9mm、高さHcが4.5mm)をしており、図1に示すように、その先端から3mmまでが熱伝導性媒体15に埋込まれている(図1におけるHt)。なお、突出部93の先端とグローブ6の底までの距離は略3mmである。ここで、Htは、最冷点箇所である突出部93が熱伝導性媒体15に埋め込まれている深さを指し、Hcは、ガラス管を2重螺旋形状に形成した後に、発光管2の先端部に形成した突出部93の高さを指す。
【0025】
2.ランプの製造方法について
上記構成のランプ1は、発光管2に突出部93が形成され、この突出部93のみが熱伝導性媒体15を介してグローブ6に熱的に結合されている点で従来品と異なる。つまり、突出部93が熱伝導性媒体15に直接結合している。従って、ここでは、発光管の製造工程と、発光管にグローブをかぶせて発光管の突出部と熱伝導性媒体とを結合する発光管の組込み工程とを説明する。
【0026】
1)発光管の製造工程について
それでは、突出部の成形も含めて発光管の製造方法について説明する。
図3及び図4は、発光管の製造工程、すなわち、図3は、ガラス管を2重螺旋形状に湾曲成形する工程を説明する図であり、図4は、突出部を形成する工程を説明する図である。
【0027】
ア.ガラス管の軟化工程
まず、図3の(a)に示すような直管状のガラス管110を用意する。このガラス管110は、その横断面形状が略円形状であり、管内径が略7.4mm、管外径が略9.0mmである。そして、この直管状のガラス管110の中央部(少なくとも2重螺旋形状に湾曲させる部分を含む)を、図3の(a)に示すように、電気或いはガス等の加熱炉120内に設置し、ガラス管110の温度が軟化点以上となるように加熱して、ガラス管110を軟化させる。
【0028】
イ.ガラス管の巻き付け工程
軟化したガラス管110を加熱炉120から取り出して、図3の(b)に示すように、ガラス管110の略中央114を成形冶具130(材質:ステンレス)の頂部に位置合わせして、この成形冶具130を図外の駆動装置により回転させる。これにより軟化したガラス管110は成形冶具130に巻き付けられる。なお、ガラス管110の略中央114は折り返し部となり、2重螺旋形状のガラス管110の折り返し部側の端部を、以下、「先端部」といい、115の符号を用いる。
【0029】
成形冶具130の外周面には、その軸心(旋回軸)廻りに旋回する螺旋形状の溝131が形成されている。なお、ガラス管110を成形冶具130に巻き付ける作業中は、ガラス管110が潰れないように、つまりガラス管110の横断面形状がそのまま保持できるように圧力制御された窒素などのガスがガラス管110内に0.4kg/cm2で吹き込まれている。
【0030】
そして、軟化状態にあったガラス管110の温度が低下して硬化状態に戻ると、成形冶具130をガラス管110の巻き付け時と反対方向に回転させて、成形冶具130から2重螺旋形状のガラス管110を取り外す(図3の(c)参照)。
ウ.突出部形成工程
上記のようにして2重螺旋形状に湾曲形成されたガラス管110の先端部115を、図4の(a)に示すように、例えば、ガスバーナーで局所的に加熱する。そして、加熱部分が軟化すると、図4の(b)に示すように、この軟化部分を覆うように突出部成形冶具140を被せる。この突出部成形冶具140は、所望の突出部に対応する凹入部142が形成されている。なお、凹入部142の形状は、半球状に凹入しており、その寸法は、ガラス管110側の最大の直径が略9mmで、深さが略4.5mmである。
【0031】
図4の(b)に戻って、ガラス管110の先端部115を覆うように、つまり膨出させる部分の中心と凹入部142の中心とが略一致するように突出部成形冶具140を被せると、ガラス管110の両端部から圧力制御(略0.4kg/cm2)されたガス、ここでは、窒素ガスをガラス管110内に吹き込んで、軟化状態にあるガラス管110の先端部115を突出部成形冶具140の凹入部142の内周壁へ向けて膨出させる。
【0032】
そして、ガラス管110の先端部115を突出部成形冶具140の凹入部142の内周壁に沿って膨出させると、ガラス管110の先端部115の温度が低下するのを待って、突出部成形冶具140を取り外す。
これによって、ガラス管110の元の先端部115に半球状の突出部116が形成される(図4の(c)参照)。この際、突出部116の肉厚は、0.2mm以上が好ましい。これは、肉厚が0.2mmより薄くなると、シリコンの成形時の収縮により破損する可能性があるからである。
【0033】
エ.ガス封入工程(図示省略)
上記のようにして得られた、突出部116を備えた2重螺旋形状のガラス管110は、その全長が所定の長さとなるように、ガラス管110の両端側の不要部を切断する。その後、ガラス管110の内面に蛍光体95を塗布し、更にガラス管110の端部に電極7、8及び排気管93を封着する。そして、この排気管93を介してガラス管110内に水銀及び希ガスを封入する。これにより、図2の(a)に示す発光管2が完成する。
【0034】
オ.発光管のケースへの組み入れ工程(図示省略)
上記の工程で作成された発光管2を先ずホルダー41に挿入し、接着剤42を介して固着すると共に、ホルダー41の裏面側に電子安定器3が実装された基板31を取り付ける。そして、発光管2の電極7、8のリード線を基板31に接続した後、このホルダー41を、その電子安定器3側がケース4内となるようにケース4に固定する。次に、ケース4の上端部に口金5を固着して、口金5と電子安定器3側のリード線51とを接続する。このようにして、グローブ取着前のランプが組み立てられる。
【0035】
2)発光管の組込み工程
次に、上記のグローブ取着前のランプにグローブを被せると共に、発光管の先端部をシリコン樹脂を介してグローブに結合する工程について説明する。図5は、発光管をケース側に組み込む組込み工程を示す図である。
先ず、内面に拡散膜が塗布されたグローブ6を用意し、図5の(a)に示すように、その開口が上となるようにグローブ6をセットする。そして、熱伝導性媒体15として硬化前のシリコン樹脂をグローブ6内に所定量、0.4g以上0.6g以下の範囲、例えば、0.5gを、注射器、ノズル等により注入する。
【0036】
一方、上記の工程で組み立てられたグローブ取着前のランプを用意し、ケース4の開口側端部の内周、つまりグローブの外周と接着する面に接着剤を塗布しておく。そして、このグローブ取着前のランプを、図5の(b)に示すように、その発光管2の先端が下となるように立設状態にする。なお、ケース4とグローブ6との固着に使用する接着剤は、粘度の高いものが使用され、しかも、硬化時もさほど粘度の低下が生じないものが使用されている。
【0037】
次に、グローブ取着前のランプを、そのままグローブ6に近づけて、図5の(c)に示すように、グローブ取着前のランプのケース4内にグローブ6の開口側の端部を所定位置まで内挿する。この所定位置とは、発光管2の突出部93とグローブ6の内周の底との距離が3mmになる位置である。なお、発光管2の突出部93とグローブ6の内周の底との距離が、突出部93の形状等により適宜決定される。
【0038】
そして、グローブ6がケース4内に挿入された状態を保持して、ケース4とグローブ6とを固着する接着剤と、グローブ6内のシリコン樹脂15とを硬化させる。なお、接着剤とシリコン樹脂との硬化は、例えば、130℃の乾燥炉内に15分間放置して行う。
3.ランプの外観について
図6は、本実施の形態におけるランプを下方から見た模式図である。
【0039】
上記構成のランプ1をグローブ6の下方から見ると、同図に示すように、熱伝導性媒体15と結合している発光管2の突出部93が見える。これは、従来技術の欄で説明したように、グローブ6の内周面に熱伝導性媒体15が結合すると、グローブ6の内周面に塗布された拡散膜の効果がなくなるためであり、グローブ6を外側(下方)から見ると、熱伝導性媒体15が結合している部分のグローブ6が透明となり、この熱伝導性媒体15と結合している発光管2の突出部93のみが薄く見えるのである。従って、熱伝導性媒体15と結合している突出部93以外の発光管2の部分は、グローブ6の外側からは見えず、従来の技術の欄で説明した従来のランプ101(以下、単に「第1の従来品」という。)のように、折り返し部分付近まで見えるものに比べて著しく向上している(図8参照)。
【0040】
また、突出部93の大きさは、グローブの中心軸から見たときに、直径9mmと、グローブの最大外径Dの55mmに比べて小さいために、目立ち難くなっている。このため、熱伝導性媒体を介して発光管とグローブとを結合していないランプ(以下、このランプを「第2の従来品」という。)と同等の意匠性を有していると言える。なお、グローブ6の内周に結合している熱伝導性媒体15の外周縁15aは、辛うじて薄く見える程度であり、意匠上問題ない程度である。
【0041】
4.ランプ性能について
上記構成のランプ1の点灯時における性能について説明する。
口金5が上となるようにランプ1をセットしてランプ入力12.3Wで点灯させた。このときの発光光束は772lmであり、そのランプ効率は62.8lm/Wであった。
【0042】
一方、上記構成のランプ1と、発光管が熱伝導性媒体を介してグローブに結合されていない点だけが異なるランプ、つまり第2の従来品を用いて、上記条件で点灯させたところ、その発光光束が738lmで、ランプ効率が60lm/Wであった。
この結果から明らかなように、発明品は、発光管2の先端部に突出部93を備え、この突出部93を熱伝導性媒体15に埋設させて発光管2とグローブ6とを結合させることにより、第2の従来品に比べて、発光光束が34lm向上している。
【0043】
次に、従来の技術の欄で説明した第1の従来品も、上記条件で点灯させたところ、その発光光束が770lmでランプ効率が62.6lm/Wであった。このことから、発明品は、第1の従来品に比べて、発光管2と熱伝導性媒体15との結合面積を小さくしているにも拘わらず、略同等のランプ性能を有していることが分かる。
【0044】
これは、発明品は、発光管2の先端93に発光管2の旋回軸方向のグローブ6側に突出する突出部93を備えているためである。つまり、通常、点灯時に放電空間内を流れる電子は、エネルギー水準が高く、電子の流れる軌道近傍では温度上昇が見られる。一方、この電子の流れは、本実施の形態にような発光管2の突出部93内では、電子の流れる軌道を形成し難く、電子の流れの軌道から離れるため温度上昇を抑制できたと考えられる。
【0045】
そして、この温度上昇を抑制した分、発光管2と熱伝導性媒体15との結合面積を小さくでき、発明品が第1の従来品のランプ性能と略同等な水準で保たれると考えられる。
(変形例)
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明したが、本発明の内容が上記の実施の形態に示された具体例に限定されないことは勿論であり、例えば、以下のような変形例を実施することができる。
【0046】
1)突出部について
ア.形状について
上記の実施の形態では、突出部93の形状が半球形状のものについて説明したが、突出部93の形状は、半球形状に限定するものではなく、他の形状でも良い。他の形状としては、円筒形状、楕円筒形状、多角筒形状、円錐形状、多角錘形状等があり、これらの形状に対応する突出部成形冶具を用いれば容易に形成できる。但し、突出部93の形状は、半球状が最も容易に成形できる。
【0047】
さらに、突出部93の代わりに細管を用いて、最冷点箇所の位置を発光管2内に形成される電子の流れの軌道から遠ざけても良い。この場合でも、実施の形態で説明した、発光時における発光管の温度上昇を抑制することができる。なお、細管を用いる場合は、例えば、発光管の先端部をバーナ等で加熱することでまず孔を開け、ガラス管における孔の周縁部分と細管の端部とをバーナの加熱により溶着すれば良い。なお、細管の形状は、円筒状でも良く、又先端側が細いテーパー状でも良い。
【0048】
イ.突出部の高さについて
上記の実施の形態では、突出部93の高さHcは4.5mmであったが、この寸法に限定するものではない。例えば、この高さHcは、3mm以上7.5mm以下であれば良い。高さHcが3mm未満だと、発光管内に形成される電子の流れの軌道からの距離が短く、発光管の発光時の温度上昇を抑制できないからであり、逆に、7.5mmより高いと発光管の全長が長くなり、従来の白熱電球よりも長くなるからである。
【0049】
ウ.突出部の径について
上記の実施の形態では、突出部93は半球状をしており、その半径が4.5mmであったが、この寸法に限定するものではない。例えば、この半径は、3mm以上12mm以下であれば良い。半径が3mm未満だと、発光管内に形成される電子の流れの軌道からの距離が短く、発光管の発光時の温度上昇を抑制できない、つまり、最冷点箇所の温度が下がらないからであり、逆に、12mmより大きいと加工しにくくなると共に発光管の全長が長くなり、従来の白熱電球よりも長くなるからである。
【0050】
エ.突出部の突出方向について
上記の実施の形態では、突出部93は、発光管2の姿勢を電極7、8を上位にしたときに、発光管2の最下端に位置する部位から下方に向かって突出して形成されている(図1参照)。しかしながら、突出部の突出方向は、下方、例えば、斜下方に突出しても良い。但し、この場合は、突出部の熱伝導性媒体への埋設量(突出部と熱伝導性媒体との結合面積)が増えてしまうが、この埋設量がさほど多くなければ、実施の形態と同様に、グローブの外側からその内部の発光管の見える部分が少なく、熱伝導性媒体を用いていないランプと略同等の意匠性を得ることができる。
【0051】
なお、突出部の突出方向が、横方向、つまり、旋回軸に直交する方向になると、突出部の熱伝導性媒体への埋設量が大きく増加するため、グローブの外側から突出部が広い範囲で見えるため、好ましくない。
オ.突出部の位置について
上記の実施の形態では、突出部93は、発光管2の姿勢を電極7、8が上位となるようにしたときに、発光管2の最下位となる部位に形成されている。つまり、発光管2の旋回軸と突出部93の突出方向とグローブ6の中心軸とが一致する。
【0052】
しかしながら、突出部が形成される位置は、発光管が発光したときに、突出部(最冷点箇所)の温度上昇を抑制することができれば良く。例えば、電極を上位とした姿勢の発光管における最下端となる部位近くに形成されていても良い。この場合は、当然、突出部における突出方向と、発光管の旋回軸とは一致せずに平行となる。
【0053】
2)突出部の熱伝導性媒体への埋設深さについて
上記の実施の形態では、突出部93の熱伝導性媒体15への埋設深さHtは3mmであるが、この寸法に限定するものではない。例えば、この深さHtは、2mm以上5mm以下であれば良い。
深さHtが2mm未満の場合、発光管の最冷点の温度が下がりに難く、逆に、深さHtが5mmを越える場合、製造上のバラツキを考慮すると、発光管とグローブとが接触してこれらが損傷するほか、ランプの全長が大きくなり、従来の白熱電球よりも長くなるからである。
【0054】
また、実施の形態では、発光管2の突出部93の3分の2程度が、熱伝導性媒体15に埋設しているが、突出部93の全てが埋設しても良いし、さらには、突出部93の全部が埋設し且つ突出部93の付け根のガラス管9も少しは埋設しても良い。
さらに、発光管の突出部は、グローブと熱伝導性媒体を介して熱的に結合されておれば良く、例えば、突出部と熱伝導性媒体とが結合されておらず、密着していても良い。また、消灯時は突出部と熱伝導性媒体とは離れており、ランプ点灯時にグローブ内の温度が上昇して熱伝導性媒体が膨張するのを利用して、突出部と密着するようにしても良い。
【0055】
3)発光管の形状について
本実施の形態では、発光管の形状が2重螺旋形状をしているが、他の形状の発光管に突出部を形成しても良い。他の形状の発光管としては、例えば、ガラス管をU形状に湾曲させたものを3本或いは4本結合させた、所謂、3本U形状或いは4本U形状のもの等がある。さらには、直管をU字状に湾曲させた後に、再度U字状に湾曲させた、所謂ダブルベンド形状の発光管にも適用できる。
【0056】
これらの形状の発光管においても、先端部に相当する部位に、グローブの中心軸と突出部の突出方向とが略平行となるように突出部を形成し、この突出部とグローブとを熱伝導性媒体により結合すれば、実施の形態で説明したように、グローブの外側から内部の発光管が見える箇所は突出部のみとなる。
従って、熱伝導性媒体を使用していないランプと比べても略同等な意匠性を保つことができる。なお、ランプ性能についても、上記の実施の形態から推測すると、発光管の先端部の広い範囲にわたる部分を熱伝導性媒体によりグローブに結合したランプと略同程度の発光光束及びランプ効率を有すると考えられる。なお、突出部は、上述の1)の突出部についての欄で説明したように、突出部の突出方向及び突出部の位置についても同様のことが言える。
【0057】
4)グローブについて
本実施の形態におけるランプは、A形タイプのグローブを備えているが、他のタイプのグローブを備えても良い。他のタイプのグローブとしては、例えば、G形タイプ、T形タイプ等がある。但し、グローブにG形タイプを用いる場合には、グローブ内の容積がA形タイプに比べて大きくなるため、ランプ点灯時における発光管の温度上昇も少なくなると考えられる。従って、発光管の下端部の突出部の熱伝導性媒体への埋設深さは、上記の実施の形態で説明した3mmより小さくても、最冷点の温度制御を行える可能性もあり、突出部をより小さくできることも考えられる。
【0058】
5)低圧水銀ランプ
本実施の形態では、本発明に係る低圧水銀ランプを、電球形蛍光ランプを用いて説明したが、本発明を電球形蛍光ランプ以外の低圧水銀ランプ、例えば蛍光ランプに適用させて良い。以下、図7に示す本実施の形態の変形例である蛍光ランプについて説明する。
【0059】
この蛍光ランプ500は、ガラス管520の端部まで螺旋状に旋回する2重螺旋形状をした発光管510と、この発光管510(ガラス管520の両端寄り部分)を保持する有底円筒状の保持部材530と、この保持部材530の周壁に被嵌するケース540と、発光管510を覆うグローブ550と、灯具のソケットに嵌合して電力の供給を受ける片口金560(例えば、GX10q型)とを備える。上記実施の形態における電球形蛍光ランプ1とは、保持部材530とケース540とから形成される内部の空間に電子安定器を収納していない点、口金560の形状が一般電球に使用されているねじ込み口金でない点で異なる。
【0060】
発光管520は、実施の形態と同様に、その先端部522に突出部523が形成されて、この突出部823が、グローブ550の底部分に熱伝導性媒体515を介して熱的に結合している。このとき発光管510の突出部523のみ熱伝導性媒体515内に埋設している。
このような構成することで、実施の形態と同様に、突出部が熱伝導性媒体に接触することにより、発光管における最冷点箇所の温度上昇を抑制でき、発光光束及びランプ効率の低下を防ぐことができると共に、発光管と熱伝導性媒体との結合面積を小さくでき、グローブの外側からその内部の発光管の見える部分を少なくできる。
【0061】
6)その他
本実施の形態では、白熱電球60W相当品について説明したが、当然白熱電球40W相当品、100W相当品にも適用できる。
【0062】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る低圧水銀ランプは、湾曲された発光管がグローブに内包されており、前記発光管は、発光時に最冷点箇所となる突出部を備えるとともに、前記突出部のみが透光性の熱伝導性媒体を介して前記グローブに熱的に結合されている。
【0063】
このため、発光管に形成される電子の流れが突出部内まで入り込まず、発光管における最冷点箇所の温度上昇を抑制することができる共に、突出部が熱伝導性媒体に接触することにより発光管の温度を最適化できる。これにより、発光光束及びランプ効率の低下を防ぐことができる。
さらに、突出部のみが熱伝導性媒体に接触しているので、発光管と熱伝導性媒体との結合面積を小さくでき、グローブの外側からその内部の発光管の見える部分が少なくなり、熱伝導性媒体を用いていないランプと略同等の意匠性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施の形態における電球形蛍光ランプの一部を切り欠いた正面図。
【図2】(a)は、実施の形態における発光管の一部を切り欠いた構成を示す正面図、(b)は発光管の底面図。
【図3】本実施の形態における発光管の製造工程を示す図。
【図4】本実施の形態における発光管の製造工程を示す図。
【図5】本実施の形態における発光管をケース側に組込む組込み工程を示す図。
【図6】本実施の形態におけるランプを下方から見た模式図。
【図7】本実施の形態における変形例である蛍光ランプを説明するための図。
【図8】従来技術におけるランプの一部を切り欠いた正面図。
【図9】従来技術におけるランプを外側から見た模式図。
【符号の説明】
1 ランプ
2 発光管
4 ケース
5 口金
6 グローブ
7、8 電極
9 ガラス管
15 熱伝導性媒体
91a、91b 端部
93 突出部
A 旋回軸
Claims (3)
- 湾曲された発光管がグローブに内包されており、前記発光管は、発光時に最冷点箇所となる突出部を備えるとともに、前記突出部のみが透光性の熱伝導性媒体を介して前記グローブに熱的に結合されていることを特徴とする低圧水銀ランプ。
- 前記突出部は、前記グローブの中心軸と略平行な方向に突出していることを特徴とする請求項1に記載の低圧水銀ランプ。
- 前記発光管は、ガラス管の略中央で折り返され、その両側が旋回軸廻りに旋回する2重螺旋形状に形成されていると共に、前記旋回軸と前記グローブの中心軸とが略一致する状態で支持されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の低圧水銀ランプ。
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