JP2006049007A - ランプ - Google Patents

Abstract

【課題】長寿命で低コストの電球代替・蛍光灯代替のランプを提供する。
【解決手段】口金１とインバータ３とＥＥＦＬ２，２，…とガラス管球４とからなるランプである。口金１の形式はＥ２６であり、ガラス管球４はＡ型であり、このランプは白熱電球代替として使用できる。
【選択図】図１

Description

本発明はランプに関し、特に外部電極蛍光灯とインバータとを有するランプに関するものである。

白熱電球は、電力を利用した光源として１世紀以上使用されており、今なお広く用いられている。けれども、白熱電球は熱放射による発光を利用しているため、発光効率が低く、寿命も短い。一方、いわゆる蛍光灯は低圧水銀放電管内に熱陰極を有する放電ランプであり、白熱電球に比べて消費電力が小さく、寿命も長い。このような長所を生かして、白熱電球のソケットに直接接続して点灯する電球形蛍光ランプも開発されている（例えば、特許文献１）。さらに寿命の長いランプには、液晶のバックライトに用いられている冷陰極蛍光ランプ（ＣＣＦＬ）がある（例えば、特許文献２）。
特開２００３−２６３９７２号公報 特開２００４−１２７５３８号公報 特開２００４−９５３７８号公報

しかしながら、ＣＣＦＬを小さな液晶画面のバックライトとして使用する場合は、１本か２本の使用で構わないが、電球や蛍光灯の代替として使用するにはもっと多くのＣＣＦＬを用いないと明るさが足りない。この場合、現状ではインバータ１つにつき２本までしかＣＣＦＬを駆動することができないため、一つの電球代替・蛍光灯代替の照明装置に複数のインバータを用いる必要がある。複数のインバータを用いて電球や蛍光灯とほぼ同じ大きさ且つ同じ形の照明を形成するのは、スペースの点から非常に困難である。さらに、インバータが複数になるということは製造費用も増加するということなので、コスト的にも問題である。また、ＣＣＦＬは冷陰極という名称を有してはいるが、実際には高温になるため、この点でも照明として問題がある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、長寿命で低コストの電球代替・蛍光灯代替のランプを提供することにある。

本発明の第１のランプは、電球用の口金と、該口金に電気的に接続しているインバータと、該インバータと電気的に接続している３つ以上の外部電極蛍光灯と、該外部電極蛍光灯を内包する管球とを有し、前記管球は電球用ガラス管球と略同じ形状を有している。ここで電球用の口金とは、ＪＩＳ Ｃ ７７０９−１において定義されているものである。

ある好適な実施形態において、前記インバータと電気的に接続しており、電力が供給される前記外部電極蛍光灯の個数を変更する電力供給切替部を備えている。

前記管球の形状および大きさは、ＪＩＳにおける電球類ガラス管球の形式によって表されるものであることが好ましい。ここで、ＪＩＳにおける電球類ガラス管球の形式とは、ＪＩＳ Ｃ ７７１０において定義されているものである。

本発明の第２のランプは、蛍光灯用の口金と、該口金に電気的に接続しているインバータと、該インバータと電気的に接続している３つ以上の外部電極蛍光灯とを有する。ここで蛍光灯用の口金とは、ＪＩＳ Ｃ ７７０９−１において定義されているものである。そして、前記口金を除いた全体の形状および大きさが蛍光灯用のガラス管と略同じ形状および大きさであることが好ましい。蛍光灯用のガラス管は、ＪＩＳ Ｃ ７７０８において定義されているものである。

前記インバータは、前記口金内に、または前記外部電極蛍光灯から発せられる光を反射する反射部材の背後に配置されていることが好ましい。

ある好適な実施形態において、前記インバータと電気的に接続しており、電力が供給される前記外部電極蛍光灯の個数を変更する電力供給切替部を備えている。

前記外部電極蛍光灯を保護する保護部材を備えていることが好ましい。この保護部材の形状および大きさは、蛍光灯用のガラス管と略同じ形状および大きさであることが好ましい。

本発明の第３のランプは、インバータと、該インバータと電気的に接続している３つ以上の外部電極蛍光灯と、該外部電極蛍光灯から発せられる光を反射する反射部材と、少なくとも該インバータおよび該外部電極蛍光灯を内包する保護部材とを有し、前記保護部材は、内部への雨の侵入を防止する密閉構造を有している。

前記インバータと電気的に接続しており、電力が供給される前記外部電極蛍光灯の個数を変更する電力供給切替部を備えている。

ある好適な実施形態において、さらに太陽電池と該太陽電池で発生した電力を蓄える蓄電池とを備えた電源部を有していることが好ましい。

本発明のランプは、３つ以上の外部電極蛍光灯を用いているので、電球代替および蛍光灯代替として長寿命かつ十分な明るさを有しており、インバータは一つで済むので低コスト且つコンパクトなランプとなる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

（実施形態１）
本実施形態に係るランプは、外部電極蛍光灯（以下、ＥＥＦＬという）を用いた白熱電球代替のランプである。図１（ａ）に概略を示す。

本実施形態のランプは、電球用の口金（Ｅ２６）１とインバータ３と４本のＥＥＦＬ２，２，…とＡ型のガラス管球４とからなっている。口金１の形式であるＥ２６は、ＪＩＳ Ｃ ７７０９−１によるものである。ガラス管球４の形式であるＡ型は、ＪＩＳ Ｃ ７７１０によるものである。ここで、口金１とインバータ３とＥＥＦＬ２，２，…とは一体に形成されている。

インバータ３は口金１と電気的に接続している。インバータ３はさらにＥＥＦＬ２，２，…とも電気的に接続している。従って、口金１を白熱電球用のソケットに螺合させると、１００ボルトの商用電源と口金１が接続され、インバータ３に電力が供給されインバータ３内で数十ｋＨｚの高周波に変換される。この高周波電力がインバータ３からＥＥＦＬ２，２，…に供給されてＥＥＦＬ２，２，…が点灯する。

ＥＥＦＬ２，２，…は、特許文献３に開示されているように、両端が封止されたガラス管であって、内面には蛍光体層が形成されており、両端の外面側にはＡｌからなる電極が形成されている。ＥＥＦＬ２，２，…の内部には水銀と希ガスの混合ガスが封入されている。ＥＥＦＬ２，２，…はガラス管の外面側に電極があるため、通常の蛍光灯やＣＣＦＬのように電極が放電によって損傷する虞がなく、これらよりも寿命が長い。また、通常の蛍光灯やＣＣＦＬとは違って、熱がほとんど出ないためエネルギー損失が少なく、発光効率が高い。

本実施形態のランプには、外径２．２ｍｍのＥＥＦＬ２，２，…が４本用いられている。口金１部分でのＥＥＦＬ２，２，…の配置は図１（ｂ）に示すとおりである。各ＥＥＦＬ２，２，…の２つの端子がインバータ３の周りに等間隔で配置されており、ＥＥＦＬ２，２，…の電極部分はホルダ５により固定されており、ホルダ５からは電力が供給される。これらのＥＥＦＬ２，２，…はガラス管球４の最大径近傍の部分で螺旋を形成して輝度を高めている。また、これら４本のＥＥＦＬ２，２，…は、１つのインバータ３から電力が供給されて点灯している。ＥＥＦＬ２，２，…はその特性上、１つのインバータ３で１２本以上点灯することができる。一方ＣＣＦＬは、１つのインバータで２本までしか点灯できないので、本実施形態のように４本を点灯させるためには、２つのインバータが必要となる。

本実施形態では、インバータ３が１つであって、このインバータ３は一部が口金１内に設置されて残部がガラス管球４内に突き出している状態である。このため、インバータ３がＥＥＦＬ２，２，…の光の出射を邪魔することはない。けれども、ＣＣＦＬのように２つのインバータを設置すると、ガラス管球内に入り込んだインバータの部分が非常に大きいものとなり、光の出射を邪魔してランプには影ができてしまう。

本実施形態のガラス管球４は、図１（ａ）では説明をし易いように透明にしているが、実際には白色であって内部のＥＥＦＬ２，２，…の形状が外側からは見えないようになっている。

さらに、４本のＥＥＦＬ２，２，…のうちで電力が供給される本数を制御する電力供給切替部が、インバータ３と同じ回路基板上に設置されているとともにインバータ３と電気的に接続されている。調光器が接続された電球ソケットに本実施形態のランプが接続された場合、この電力供給切替部は調光器によって制御された電源入力を受けて、その調光度合いに合わせて４本のうち何本に電力を供給するかを決めてその本数のＥＥＦＬ２，２，…に電力を供給する。即ち電力供給切替部が４本のＥＥＦＬ２，２，…への電力供給のＯＮ／ＯＦＦを切り替えて点灯本数を制御する。このように点灯させるＥＥＦＬ２，２，…の本数を変えることにより、明るさの調整ができ、省エネルギーにも繋がる。電球形の蛍光灯ではこのようなことはできない。

本実施形態に係るランプは、４本のＥＥＦＬ２，２，…を用いて電球形状としているので、電球と同等以上の輝度を有しているとともに、蛍光灯やＣＣＦＬ以上の長寿命を有している。また、エネルギー効率が高いため、白熱電球の数分の一の電力しか消費しない。

（実施形態２）
本実施形態に係るランプは、ＥＥＦＬを用いた白熱電球代替のランプである。図２に概略を示す。

本実施形態のランプは、電球用の口金１（Ｅ２６）とインバータと３本のＥＥＦＬ１２，１２，１２とＧ型のガラス管球１４とからなっているボール形のランプである。ここで、口金１とインバータとＥＥＦＬ１２，１２，１２とは一体に形成されている。

本実施形態のＥＥＦＬ１２，１２，１２はＵ字形をしているが、それ以外は実施形態１のＥＥＦＬ２，２，…と同じである。また、インバータは口金の中に収められていて、外側からは観察できない。さらに、実施形態１と同様に電力供給切替部を有している。

本実施形態のランプは、実施形態１のランプと同じ作用効果を有している。

（実施形態３）
本実施形態に係るランプは、ＥＥＦＬを用いた直管形蛍光灯代替のランプである。図３に概略を示す。なお、図３では説明のため、カバー２４を透明にして内部が見える状態にしている。

本実施形態に係るランプは、蛍光灯用の口金（Ｇ１３）２１とインバータ２３と１２本のＥＥＦＬ２２，２２，…と反射板２６とカバー（保護部材）２４とを有している。口金２１の形式であるＧ１３は、ＪＩＳ Ｃ ７７０９−１によるものである。ここで、口金２１とインバータ２３とＥＥＦＬ２２，２２，…とは一体に形成されている。

インバータ２３は口金２１と電気的に接続している。インバータ２３はさらにＥＥＦＬ２２，２２，…とも電気的に接続している。従って、口金２１を蛍光灯用のソケットに差し込むと、１００ボルトの商用電源と口金２１が接続され、インバータ２３に電力が供給されインバータ２３内で数十ｋＨｚの高周波に変換される。この高周波電力がインバータ２３からＥＥＦＬ２２，２２，…に供給されてＥＥＦＬ２２，２２，…が点灯する。

本実施形態のランプには、外径２．２ｍｍの直管のＥＥＦＬ２２，２２，…が１２本用いられており、ランプの長手方向とＥＥＦＬ２２，２２，…の長手方向は一致している。ＥＥＦＬ２２，２２，…のランプ横断面における配置は図３（ｂ）に示すとおりである。なお図３（ｂ）においては説明をし易くするためハッチングを省略している。すなわち、各ＥＥＦＬ２２，２２，…が円筒形の反射板２６の周りに等間隔で配置されており、ＥＥＦＬ２２，２２，…の電極部分は口金２１内のホルダ（不図示）により固定されており、ホルダからは電力が供給される。また、インバータ２３は反射板２６の背後、即ち反射板２６の円筒の内部に設置されている。従って、インバータ２３はＥＥＦＬ２２，２２，…が発する光に全く影響を及ぼさない。また、この１つのインバータ２３で１２本のＥＥＦＬ２２，２２，…全てに電力を供給している。

カバー２４は乳白色の合成樹脂からなる円筒であり、このカバー２４によって本実施形態のランプは外見上は直管形蛍光灯と同じ形状となっている。また、ランプを落下させたり他のものにぶつけてしまっても、このカバー２４によってＥＥＦＬ２２，２２，…の破損が防止される。

本実施形態のランプにも１２本のＥＥＦＬ２２，２２，…のうちで電力が供給される本数を制御する電力供給切替部が、インバータ２３と電気的に接続されてインバータ２３が設置されている回路基板の上に設置されている。本実施形態では、ＥＥＦＬ２２，２２，…の点灯本数を変更するために、壁などに設置されたランプのＯＮ／ＯＦＦスイッチの横に本数切替スイッチが取り付けられており、それにより電力線通信を利用して本数の切替信号が電力供給切替部に送られてきて点灯本数が変更される。通常の蛍光灯ではこのような機能がないため、明るさの調整はできないが、本実施形態のランプは点灯させるＥＥＦＬ２２，２２，…の本数を変更することができ、明るさを自由に変えられる。点灯本数を減らすことにより、夜間の非常灯として用いることができ、通常の室内照明の蛍光灯を非常ととして兼用することができる。従って非常灯を別途設置する必要もなく、消費電力も少ないというメリットがある。

本実施形態に係るランプは、外観が直管形蛍光灯とおなじであり、蛍光灯代替として使用することができ、蛍光灯と同等以上の輝度を有している。寿命は、蛍光灯の１０倍弱と非常に長い。また、エネルギー効率が高く、ランニングコストが小さい。

（実施形態４）
本実施形態に係るランプは、ＥＥＦＬを用いた移動可能なランプである。図４（ａ）に概略を示し、上蓋９を取り外して上から見た概略を図４（ｂ）に示す。

本実施形態のランプは略直方体である筐体（保護部材）３１を有し、この筐体３１の前面および２つの側面は透光性の合成樹脂板で形成されている透光カバー３８である。筐体３１の中には９本のＥＥＦＬ３２，３２，…と反射板３６とインバータ３３と先端にプラグ８のついたコード７とが設置されている。筐体３１の後面には持ち運ぶための持ち手３７が取り付けられている。

本実施形態において用いられているＥＥＦＬ３２，３２，…は、実施形態３に用いられているものと同じである。

反射板３６は、横断面が楕円の一部である樋状の凹面鏡である。反射面が筐体３１の前面側に向いており、反射板３６の反射面と筐体３１の前面との間にＥＥＦＬ３２，３２，…が設置されている。ＥＥＦＬ３２，３２，…から発せられた光は、直接あるいは反射板３６に反射されることによって間接に透光カバー３８から外部に照射される。また、インバータ３３は反射板３６の背後、即ち反射面とは反対側に設置されており、ＥＥＦＬ３２，３２，…から発っせられる光が透光カバー３８から出ていくのを妨げないようになっている。

コード７の先のプラグ８を商用電源のコンセントに差し込むことによりこのランプに電力が供給される。コード７はインバータ３３と電気的に接続されているため、商用電源からの電力は高周波電力に変換され、ＥＥＦＬ３２，３２，…に供給される。こうしてＥＥＦＬ３２，３２，…が点灯する。

本実施形態のランプには、９本のＥＥＦＬ３２，３２，…のうちで電力が供給される本数を制御する電力供給切替部が、インバータ３３と電気的に接続されてインバータ３３が設置されている回路基板の上に設置されている。点灯本数の切替スイッチ（不図示）が筐体に取り付けられており、このスイッチからの信号を電力供給切替部が受けて、ＥＥＦＬ３２，３２，…の点灯本数を変えていく。本実施形態では１本から９本まで点灯本数を変えることにより、多段階の明るさ調整が可能である。

また、屋外で使用できるように、筐体３１は密閉されていて、内部への雨の侵入を防止している。

本実施形態の移動可能なランプは、ＥＥＦＬ３２，３２，…を用いているのでランプ寿命が非常に長く、輝度が高い割にはエネルギー消費が少ない。また、発熱がほとんどないので、長時間点灯させていても温度が上昇せず、手で持った場合も熱くないため安全である。

（実施形態５）
本実施形態に係るランプは、ＥＥＦＬを用いた屋外に設置しておくランプである。図５に概略を示す。

本実施形態のランプは、１０本のＥＥＦＬ４２，４２，…と１つのインバータ４３と保護カバー（保護部材）４４と太陽電池４８と蓄電池４７とを備えている。インバータ４３と蓄電池４７とは電源箱４１の中に設置されており、電源箱４１の一面（上面）は太陽電池４８のセルで覆われている。太陽電池４８の設置された面とは反対側の電源箱４１の面（下面）には半球形の保護カバー４４が取り付けられており、保護カバー４４内にＥＥＦＬ４２，４２，…が設置されている。１０本のＥＥＦＬ４２，４２，…は半円形に曲げられた８ｍｍ径の円柱ガラス管からなり、全体で樋状となるように並べられている。

蓄電池４７は太陽電池４８で発生した電力を蓄えて、この電力をインバータ４３を介してＥＥＦＬ４２，４２，…に供給する。

さらに、１０本のＥＥＦＬ４２，４２，…のうちで電力が供給される本数を制御する電力供給切替部が、インバータ４３と電気的に接続されてインバータ４３が設置されている回路基板の上に設置されている。このランプの外部からリモコンなどで電力供給切替部に点灯本数の切替を命ずる信号を送り、点灯本数を切り替える。あるいは、点灯開始時に蓄電池４７の蓄電容量を判断して、蓄電容量が少なければ点灯本数を少なくし、蓄電容量が多ければ点灯本数を多くするという制御を行ってもよい。このような制御を行えば、例えば昼間は蓄電し、夜間は点灯し続けるという使い方をするとき、昼間の蓄電量の多少に関わらず夜間を通じて点灯し続けさせることができる。

また、屋外で使用できるように、保護カバー４４と電源箱４１は密閉されていて、内部への雨の侵入を防止している。

本実施形態のランプは、ＥＥＦＬ４２，４２，…を用いているので、非常に長寿命であり、夜間点灯のみであればＥＥＦＬ４２，４２，…交換を１０年毎程度に行えばよい。また、ＥＥＦＬ４２，４２，…はエネルギー効率が高いので、太陽電池４８も大面積のものは必要なく実用性が高い。また、１０本のＥＥＦＬ４２，４２，…を１つのインバータ４３で点灯させているので、ランプ自体を小型にでき、製造コストも小さくできる。

（その他の実施形態）
これまで説明してきた実施形態は、本発明の例示であって本発明はこれらの例に限定されない。

本願のランプは、実施形態で挙げた以外の形式の電球、あるいは蛍光灯であっても構わない。例えば反射面を有した反射形（レフ）電球や、環形蛍光灯、Ｕ形蛍光灯、ツイン形蛍光灯などであってもよい。

電球代替の本願のランプは、ＥＥＦＬを内包する管球が電球用ガラス管球と略同じ形状をしているものである。ここで略同じ形状というのは、例えば市販の電球代替蛍光灯においては口金近傍にプラスチックのケースを有していてそこから管球が略球状に突き出しているので、このような管球の形状を含む。

インバータの数は一つに限定されない。即ち、本願のランプは、少なくとも１つのインバータを有し、それぞれのインバータには３つ以上のＥＥＦＬが電気的に接続されている。一つのインバータに接続されるＥＥＦＬは３以上１５以下が好ましい。

また、ＥＥＦＬは特許文献３に記載されているものに限定されない。電極構造やガラス管の構造、蛍光体の種類など公知のものを用いることができ、公知のＥＥＦＬを利用することができる。

一つのランプに用いるＥＥＦＬの個数は３つ以上であれば特に限定されない。また、ランプ内でのＥＥＦＬの配置形状も特に限定されない。例えば、直管形蛍光灯の形状のランプにおいて長手方向に螺旋状にＥＥＦＬを配置してもよいし、実施形態３のＥＥＦＬおよび反射板の配置を実施形態２のランプに利用してもよい。。

ＥＥＦＬの径は特に限定されず、２ｍｍ以下でもよいし、８ｍｍ以上でも構わないし、２〜８ｍｍの範囲内であってもよい。また、蛍光材料を選択することにより、発する光の色を白色、昼白色、電球色あるいは、赤色、緑色など自由に選択できる。電球代替のランプおよび蛍光灯代替のランプの場合は、白色、昼白色、電球色等が好ましい。

ガラス管球の替わりにプラスチックの管球を用いても構わない。また、管球や保護カバー（保護部材）は透光性であることが好ましく、無色であっても有色であっても構わない。

電力供給切替部によって電力が供給されるＥＥＦＬの本数を制御するときに用いられる制御信号は、調光器による調光電力やＯＮ／ＯＦＦスイッチの横に本数切替スイッチを取り付けて、それにより電力線通信を利用した信号に限られない。

実施形態４のランプにおいて、コードの替わりに電池を利用した電源部を筐体内設置してもよい。また筐体の形状や反射板、ＥＥＦＬの配置なども限定されない。例えば、円筒形且つ透光性の筐体を用いてもよいし、透光カバーの替わりに目の粗い保護金網を設置してもよい。

実施形態５において、電源部分と発光部分とを分離して別々に設置しても構わない。２つの部分の間は電線により接続すればよい。また、インバータは電源部分側に設置してもよいし、発光部分側に設置してもよい。また、実施形態５において、ランプの形状や構造、大きさ等も限定されない。例えば保護カバーが矩形であってもよいし、電源箱の中にＥＥＦＬを設置して電源箱の一面が透光板で形成されている構造でもよい。

以上説明したように、本発明に係るランプは、長寿命かつ十分な明るさを有しており、インバータは一つで済むので低コスト且つコンパクトであって、電球代替や蛍光灯代替等のランプとして有用である。

（ａ）は実施形態１に係るランプの概略図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。 実施形態２に係るランプの概略図である。 （ａ）は実施形態３に係るランプの概略図であり、（ｂ）は（ａ）の横断面図である。 （ａ）は実施形態４に係るランプの概略斜視図であり、（ｂ）は（ａ）の上蓋９を取った上面図である。 実施形態５に係るランプの概略図である。

符号の説明

１，２１ 口金
２，１２，２２，３２，４２ ＥＥＦＬ
３，２３，３３，４３ インバータ
４，１４ ガラス管球
２４，３１，４４ 保護部材
２６，３６ 反射板
４７ 蓄電池
４８ 太陽電池

Claims (10)

1. 電球用の口金と、該口金に電気的に接続しているインバータと、該インバータと電気的に接続している３つ以上の外部電極蛍光灯と、該外部電極蛍光灯を内包する管球とを有し、
   前記管球は電球用ガラス管球と略同じ形状を有している、ランプ。
2. 前記インバータと電気的に接続しており、電力が供給される前記外部電極蛍光灯の個数を変更する電力供給切替部を備えている、請求項１に記載のランプ。
3. 前記管球の形状および大きさは、ＪＩＳにおける電球類ガラス管球の形式によって表されるものである、請求項１または２に記載のランプ。
4. 蛍光灯用の口金と、該口金に電気的に接続しているインバータと、該インバータと電気的に接続している３つ以上の外部電極蛍光灯とを有する、ランプ。
5. 前記インバータは、前記口金内に、または前記外部電極蛍光灯から発せられる光を反射する反射部材の背後に配置されている、請求項４に記載のランプ。
6. 前記インバータと電気的に接続しており、電力が供給される前記外部電極蛍光灯の個数を変更する電力供給切替部を備えている、請求項４または５に記載のランプ。
7. 前記外部電極蛍光灯を保護する保護部材を備えている、請求項４から６のいずれか一つに記載のランプ。
8. インバータと、該インバータと電気的に接続している３つ以上の外部電極蛍光灯と、該外部電極蛍光灯から発せられる光を反射する反射部材と、少なくとも該インバータおよび該外部電極蛍光灯を内包する保護部材とを有し、
   前記保護部材は、内部への雨の侵入を防止する密閉構造を有している、ランプ。
9. 前記インバータと電気的に接続しており、電力が供給される前記外部電極蛍光灯の個数を変更する電力供給切替部を備えている、請求項８に記載のランプ。
10. さらに太陽電池と該太陽電池で発生した電力を蓄える蓄電池とを備えた電源部を有している、請求項８または９に記載のランプ。
    

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