JP2006286378A - 蛍光ランプ装置及び照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 簡単な構成で発光効率を低下させず、かつ寿命末期における溶融等の事故を防止する蛍光ランプ装置および照明器具を提供する。
【解決手段】 電極１４ａ、１４ｂの少なくとも一部とベース１３の放電容器に対向する面とは正対しない。また、電極の一部がベースの放電容器に対向する面と正対していても、この電極を封装している端部部分は螺旋部１１ｂから旋回軸に向けて折曲形成されているから、端部部分の外面とベース面との間には空気層が介在する。これにより、通常点灯時においては電極の熱がベース面に及ぼす影響が小さい。
【選択図】 図１

Description

本発明は、中間部を螺旋状に形成した放電容器を有する蛍光ランプ装置及びこの蛍光ランプ装置を備えた照明装置に関する。

この種の蛍光ランプ装置としては、電球形蛍光ランプやコンパクト形蛍光ランプが存在し、小形軽量化が進み、特に電球形蛍光ランプは一般の白熱電球と外観的にはかなり近似したものとなってきており、一段と普及が進んでいる。

特に近年では、例えば下記の特許文献１に示されるように、螺旋状に形成した放電容器を有する電球形蛍光ランプが提案されている。
特開２００４−２６５７３７号公報

特許文献１の電球形蛍光ランプ１００は、文献中の図１、図２等に示されるように、ガラス管１２０の端部まで螺旋形状に湾曲させた発光管１１０を有し、この発光管の湾曲する端部を樹脂製の保持体２００の受入口２３１，２３２に回転して挿入し、発光管１１０を樹脂性の保持体２００に固定している。前記発光管１１０の端部にはフィラメントコイルからなる電極１３０が封入されているが、樹脂からなる保持体２００と電極１３０とは近接した状態となり、発光管１１０の点灯時に発生する熱によって、発光管の端部に近接した保持体２００の樹脂部分が、長期間の使用により変色、劣化する問題がある。

また、ランプの寿命末期に発光管１１０の端部が高温となった際に、この熱により樹脂製の保持体２００が異常に加熱され溶融する恐れがある。この問題を回避するために、保持体２００の内面には、電極１３０の位置に対応する部分に、放熱板２４０を配した構成をとっているが、構造が複雑になると共に、新たな構成部品が必要となり、また放熱板２４０を装備するための格別な組み立て作業が必要となりコストアップの要因となる。

これらの問題を解決するために、図５に示すように、蛍光ランプ５０の両端部に直線部５０ａ、５０ｂを設けて、直線部に封装された電極５１ａ、５１ｂのフィラメント５１ｄを合成樹脂製のホルダ５２から離間させる構成が考えられるが、ホルダ５２からの蛍光ランプ５０の高さを同じとすると、この場合には発光する部分である螺旋部分５０ｃが短くなる。このため、電極間の距離が短くなり放電路が短縮されて発光効率が低下する問題が生じる。

また、この問題を改良するために、図６に示すように、直線部５０ａ、５０ｂを短縮して螺旋部分５０ｃに延長部５０ｄを形成し、発光する部分を多くして発光効率の低下を防止する構成が考えられるが、電極５１ａ、５１ｂにおいて、ビードガラス５１ｃとフィラメントコイル５１ｄとの間の寸法Ｓ１が、図５に示す寸法Ｓ２より短くなり、ビードガラス５１ｃの表面とフィラメントコイル５１ｄが近くなる。

一方、この種の蛍光ランプにおいては、特にランプ寿命末期において、フィラメントコイル５１ｄを構成するタングステンの蒸着現象が発生し、フィラメントコイル５１ｄとの距離が近くなったビードガラス５１ｃの表面にタングステンの蒸着面が形成され、ビードガラス５１ｃに支持される一対のインナーリードが短絡、導通し、ビードガラス及びその周辺が異常に加熱されて溶融し、この溶融により蛍光ランプを支持する合成樹脂製のホルダが溶解してしまう事故を引き起こす可能性がある。

さらに、発熱するフィラメントコイル５１ｄと合成樹脂からなるホルダ５２との距離も短くなり、フィラメントコイル５１ｄの熱がホルダ５２上面に伝わり、ホルダの変色、劣化が発生する原因となる。

このため、この種の螺旋状に形成された蛍光ランプにおいては、如何に簡単な構成で発光効率を低下させず、かつ寿命末期における樹脂溶解等の事故を発生させないかが重要な課題となっている。

本発明は、上述した問題、課題を解決することを目的とし、簡単な構成で発光効率を低下させず、かつ寿命末期における樹脂溶解等の事故を防止できる蛍光ランプ装置および照明器具を提供しようとするものである。

請求項１に記載の蛍光ランプ装置は、中間に形成された螺旋部及び螺旋部の両端から螺旋部の旋回軸に向けて折曲形成された両端部を有する放電容器と；一端側に口金を有するとともに他端側で放電容器の両端部を支持し、放電容器に対向する面から一端側をみたときの最大外径が放電容器の螺旋部の外径より小さく形成されているベースと；放電容器の両端部内ないしは両端部に連続する螺旋部内であり、かつ、少なくとも一部はベースの放電容器に対向する面の投影面より外側に位置するように設けられた電極と；を具備していることを特徴とする。

本発明において、放電容器は、例えば１本のガラス管等からなる直管状部材を、その長手方向で略二等分して屈曲し、二等分した直管状部材の略中央を頂部として螺旋状に形成し、いわゆる２重螺旋状の螺旋部を構成すると共に、両端部を螺旋の旋回軸に向けて曲げるように構成することができる。

また、放電容器は、１本のガラス管等からなる直管状部材を二つ折りし、同じ旋回軸を中心として螺旋状に形成し、両端部を旋回軸に向けて曲げるように構成してもよい。その他、放電容器は、螺旋部を３重のように多重にする等各種変形を許容する。

さらに、螺旋部を構成する螺旋の旋回回数は、複数回にわたり旋回させることが好ましいが、１回で構成してもよく、必要とする所定の明るさに合わせて旋回させる回数は設計上の問題として適宜選択すればよい。

螺旋部は湾曲部を有するように略円形をなして旋回させてもよいが、直線と角部とで形成される三角、四角、六角等、多角形状をなすように旋回させてもよい。

また、両端部は上述のように螺旋部の両端を曲げて構成することにより形成することが好ましいが、別部材を螺旋部に溶融して接続することにより構成してもよい。そして、両端部は、螺旋の旋回軸に向けて曲げられることすなわち互いの間隔が螺旋の外径より小さい距離になるよう接近されることを要するが、その形状は特に限定されない。例えばベースに支持される側が螺旋部の旋回軸線と略平行する形状でもよいし、旋回軸線と交差する形状であってもよい。

ベースは、樹脂材にて形成するのが成形性、コストの点で有利であるが、必ずしもこれに限定されるものではない。そして、一体成形されたものでも複数部材を結合させて成形したものでもよい。その形状も任意であるが、放電容器の螺旋部の形状と同じまたは類似した形状に設計されることが多い。ベースの口金は、例えばＥ形、ピン形であるが、これらに限定されるものではない。

電極は、例えばコイル状等の形態をなすフィラメントから形成され、一対のインナーリード及びジュメット線等を介して放電容器の両端に封装されるが、封装は特定の方式に限定されず、ピンチシールステムによるもの、マウントステムさらにはボタンステムを用いて封止されるものなど種々の方式が許容される。電極の形態もコイル状以外のものを許容する。

この電極は、少なくとも一部がベースの放電容器に対向する面の投影面より外側に位置するように設けられことを要する。したがって、端部の領域であっても、螺旋部の領域であってもよいが、インナーリードの長さをできるだけ短くできる範囲が好ましい。放電容器に対向する面は、一般に放電容器を支持している部分の面であるが、形状が複雑で他の部分との区別が困難な場合には、前記投影面をベース全体の投影面と置き換えてもよい。

本発明の蛍光ランプ装置は、点灯装置別置きのコンパクト形蛍光ランプ装置、点灯装置内蔵形のコンパクト形蛍光ランプ装置、または点灯装置を内蔵しグローブを有する電球形蛍光ランプ装置、点灯装置を内蔵しグローブを有さない電球形蛍光ランプ装置等への適用を許容する。

本発明の蛍光ランプ装置は、電極の少なくとも一部とベースの放電容器に対向する面とは正対しない。また、電極の一部がベースの放電容器に対向する面と正対していても、この電極を封装している端部部分は螺旋部から旋回軸に向けて折曲形成されているから、端部部分の外面とベース面との間には空気層が介在する。これにより、通常点灯時においては電極の熱がベース面に及ぼす影響が小さい。

また、上記のようにベース面との間には空気層が介在するように電極を配設していることにより、電極からタングステン等が飛散しても図 のものに比してビードガラス等に堆積する割合が減る。このことにより、寿命末期時にインナーリード間の短絡、それによる溶融等の異常状態が無くなるか減少する。

さらに、螺旋部の外径がベースの外径より大きいことにより、放電容器の螺旋軸方向の高さを同じとすると、ベースの外径より小さい場合より放電路長が大きくなる。放電路長を同じとすると、螺旋部の間隔が大きくなって、隣接する螺旋部分によって吸収される光を減少し、光出力が増す。また、間隔が大きくなることによって螺旋部に囲まれる空間にこもる熱が放散し易く、ベースの放電容器に対向する面の熱影響が軽減される。

請求項２の蛍光ランプ装置は、請求項１記載の発明において、ベース内に放電容器内に放電を生起させるための高周波電力を供給する点灯装置が収納されていることを特徴とする。

点灯装置は、例えば、円盤状の回路基板を備え、この回路基板に電子部品を実装したもので、インバータ等を構成し、高周波電力を出力して放電容器内に放電を生起させる。

請求項２の蛍光ランプ装置は、ベース内の点灯装置が受ける電極からの熱および点灯に伴う放電容器からの熱が少なくなり、点灯装置の信頼性が向上する。

請求項３に記載の照明装置は、照明器具本体と；請求項１または２に記載の蛍光ランプ装置と；を具備していることを特徴とする。

照明器具本体は、特に限定されず、埋込形、露出形等どのようなものであってもよい。

請求項３の照明装置は、請求項１または２の発明の作用を備えたものとなる。

請求項１の発明によれば、電極の少なくとも一部がベースの最大外径より外側に位置するようにしたから、ベースに対する熱影響を小さくでき、寿命末期時等においても電極からの熱、インナーリード間の短絡等によるベースの溶融等の事故を減少ないしは防止でき、発光効率も向上させることが可能な蛍光ランプ装置を提供することができる。

請求項２の発明によれば、ベースに収納されている点灯装置に対する熱的影響を緩和して信頼性を向上可能な蛍光ランプ装置を提供することができる。

請求項３の発明によれば、請求項１または２の発明の効果を奏する照明器具を提供することができる。

以下、本発明の蛍光ランプ、蛍光ランプ装置及び照明器具の実施形態につき説明する。

図１〜図３は本発明の実施形態である蛍光ランプ装置を示し、図１は一部を切り欠いて示す正面図、図２は要部である放電容器の底面図、図３は放電容器の一方の端部を示す一部拡大斜視図である。

１０は蛍光ランプ装置で、螺旋状に形成された放電容器１１と、この放電容器１１を支持するともに支持部とは反対側に口金１２を有するベース１３と、放電容器１１内に封装された一対の電極１４ａ、１４ｂと、ベース１３に収納された放電容器１１に放電を生起させる点灯装置１５とを有している。

放電容器１１は、１本のガラス管からなる直管状部材を、その長手方向で略二等分して屈曲し、二等分した直管状部材の略中央を頂部１１ａとし、両端に短い直管部分を残して螺旋状に形成し、いわゆる２重螺旋状の螺旋部１１ｂを構成している。また、放電容器１１の両端部１１ｃ、１１ｄは螺旋部１１ｂから旋回軸に向けて折曲されている。頂部１１ａは最冷部を形成するための凸部としている。螺旋状をなす放電容器１１の成形としては、1本の直管状のガラス管を加熱溶融し、柔らかくした状態で二等分するように屈曲し、さらに二等分したガラス管の中央領域を頂部１１ａとして、螺旋状に形成された溝を有する型に沿わせて巻き付けることにより成形することができる。

この放電容器１１は、透明な無鉛ガラスで管外径寸法を７〜１０ｍｍ、旋回軸方向の全長を６０〜９０ｍｍに構成され、内面には例えば３波長の蛍光体層が形成され、かつ、適宜の放電媒体が封入されている。

なお、放電容器１１の螺旋部１１ｂ及び端部１１ｃの各領域は、図３に示すように、境界線ｄ−ｄを境にして、ガラス管が垂直方向に直線状をなす部分Ｘが直線部１１ｅとなり、この直線部１１ｅから螺旋部１１ｂへの曲がりが開始され、中間部１１ｆを介してそれ以降の全ての領域Ｙが螺旋部１１ｂとなる。他の端部１１ｄは図示を省略したが、逆向きとなる以外は同様な形状となされている。

一対をなす電極１４ａ、１４ｂは、同一の構成及び性能を有し、一対のインナーリード１６ａ、１６ｂの下端にジュメット線１７ａを溶接した電極ワイヤーにて支持されている。一対のインナーリード１６ａ、１６ｂは、ビードガラス１８ａ、１８ｂで略中間部分を保持されている。ビードガラス１８ａ、１８ｂは鉛ガラスで構成する。

上記のように構成された一対の電極１４ａ、１４ｂは、予め、管状をなす両端部１１ｃ、１１ｄおよび螺旋部１１ｂの管の軸心に沿うように、インナーリード１６ａ、１６ｂを折曲形成しておく。そして、 一対の電極１４ａ、１４ｂおよびインナーリード１６ａ、１６ｂを、放電容器１１の各端部１１ｃ、１１ｄに、その開口端部から挿入する。電極１４ａ、１４ｂの向き（フィラメントの長さ方向の向き）はとくに限定されるものではないが、インナーリードの形成し易さ、挿入し易さ等を考慮して設計するのがよい。いずれにしても、電極１４ａ、１４ｂの少なくとも一部はベース１３の外径より外側に位置するようにする。

そして、放電路長は、例えば５００〜１０００ｍｍに形成される。ここで、放電路長は、一方の電極１４ａから、放電容器１１の管の中心を通って他方の電極１４ｂに至るまでの距離である。

上記のように電極１４ａ、１４ｂを配置した後、各端部１１ｃ、１１ｂの開口端部をピンチシールすることによって封止する。なお、ジュメット線１７ａの下端部は、ピンチシールされた封止部から外部に導出され、点灯装置１５ーに接続される。

図２中の１１ｇは、一方の直線部１１ｄに、管内部と連通して封止部１１ｈにピンチシールによって封止した細管で、細管１１ｇは放電容器１１を構成するガラスと同様の透明な無鉛ガラスで構成し、放電容器１１内部を排気して放電媒体である希ガスを封入した後に、下端を加熱溶融して封止する。細管内には主アマルガムを封入するようにしてもよい。なお、図２において破線Ａは、ベース１３の投影面の最大外径をしめしている。

上記のように構成した蛍光ランプ装置１０は、放電容器１１の一対の直線部１１ｃ、１１ｄが、螺旋部１１ｂ両端の最終端部を延長して設けた延長部分１１ｅに連続して設けられている。

このため、両方の直線部１１ｅは、図５に示す従来構成の直線部５０ａ、５０ｂより短い寸法の直線部で構成することが可能となって、従来のように放電路長が短くならず、発光効率の低下を防止することができる。

また、電極１４ａ、１４ｂは、インナーリード１６ａ、１６ｂの先端すなわち螺旋部１１ｂ内に位置するようにしたので、図６に示されるように、ビードガラス１８ａ、１８ｂの表面と電極１４ａ、１４ｂとの間の寸法が短くなることはなく、所定の距離を確保することができ、寿命末期におけるタングステン蒸着による、インナーリード１６ａ、１６ｂ間の短絡現象を防止することが可能となる。

また、本実施形態の蛍光ランプ１０を、例えば、電球形蛍光ランプ等の光源として、ホルダである合成樹脂製の仕切体２５に支持して使用した場合、インナーリード１６ａ、１６ｂの先端すなわち電極１４ａ、１４ｂが螺旋部１１ｂ内に位置するようにしたので、発熱するフィラメント電極１４ａ、１４ｂと蛍光ランプ１０を支持する合成樹脂からなるベース１３との距離を離すことがで、ベース１３上面への熱的影響を軽減することができホルダである仕切体の変色、劣化を抑制することができる。

同時に、電極１４ａ、１４ｂとベース１３上面との間には、螺旋部１１ｂの一部である延長部１１ｅの管壁が介在し、管壁とベース１３上面との間に空気層Ｓが形成され、電極１４ａ、１４ｂからの熱を極力遮断することができ、より一層、合成樹脂からなるベース１３への熱的影響を軽減することが可能となる。

本実施形態において、電極１４ａ、１４ｂとしてコイル状をなすフィラメントを採用し、かつ一対のインナーリード１６ａ、１６ｂ先端の間に略直線状をなすようにして懸架したが、コイル状でなく直線で構成してもよく、さらにインナーリード１６ａ、１６ｂには、逆Ｖ字状、Ｗ字状等をなすように懸架するようにしてもよい。

また、インナーリード１６ａ、１６ｂの先端すなわち電極１４ａ、１４ｂが螺旋部１１ｂ内に位置するように構成したが、上記した電極１４ａ、１４ｂ（フィラメント）の形態、さらにはインナーリード１６ａ、１６ｂへの懸架形態により、電極１４ａ、１４ｂの一部または全部が中間部１１ｆ内に、もしくは、残部が螺旋部１１ｂ内に位置するように構成してもよく、さらに電極１４ａ、１４ｂの位置に関係なくインナーリード１６ａ、１６ｂの先端を螺旋部１１ｂ内に配置するようにしてもよい。

ベース１３は、口金１２を装着された上部ベース１３ａと、放電容器１１を支持している下部ベース１３ｂとからなる。下部ベース１３ｂは樹脂製でもよいが、アルミニウム等の金属製とすると、放熱性の点で優れ、効果的である。下部ベース１３ｂと放電容器１１の端部１１ｃ、１１ｄとは必要に応じてシリコーン、セメント等で固着される。

前記下部ベース１３ｂの上部には絶縁材１３ｃを介して点灯装置１５が支持されている。点灯装置１５は、配線板１５ａおよび配線板１５ａに実装された電気部品群１５ｂを有している。図１においては、電気部品群１５ｂを図示を簡略化するために一つのボックスとして表しているが、実際にはスイッチング素子、インダクタ、コンデンサ、抵抗、整流素子等が配線板１５ａの一面側または両面に実装されている。すなわち、比較的大きな部品が配線板１５ａの上面（口金側）に、また比較的小さな部品は下面（放電容器側）に位置するようにして配置される。一部の大きな部品例えば電解コンデンサ等の部品を口金１２の空間部内に収納することもできる。

このような点灯装置１５に前記放電容器１１から導出されたジュメット線１７ａおよび他方の端部から導出されたジュメット線（図示しない。）が接続される。また、点灯回路の１５の入力端を口金１２の端子部に接続する。

前記放電容器１１の細管１１ｇは、下部ベース１３ｂおよび配線板１５ａを貫通して、上部ベース１３ａの内面形状に沿い、かつ主アマルガムを封入して先端部が口金１２内に位置するようにすれば、主アマルガムを低温領域に配置できる。

以上のような構成により、電極１４ａ、１４ｂは、インナーリード１６ａ、１６ｂの先端すなわち螺旋部１１ｂ内に位置するようにしたので、発熱する電極１４ａ、１４ｂと下部ベース１３ｂとの距離を離すことができ、ベース１３および点灯装置１５への熱的影響を軽減することができる。特に株ベース１３ｂが合成樹脂からなる場合には、変色、劣化を抑制することができる。

同時に、電極１４ａ、１４ｂと下部ベース１３ｂとの間には、中間部１１ｆの管壁が介在し、管壁と下部ベース１３ｂとの間に空気層が形成される構成となり、電極１４ａ、１４ｂからの熱を極力遮断することができ、より一層、ベース１３および点灯装置１５への熱的影響を軽減することが可能となる。

さらに、ビードガラス１８ａ、１８ｂの表面と電極１４ａ、１４ｂとの間の寸法が短くなることはなく、所定の距離を確保することができ、寿命末期におけるタングステン蒸着によるインナーリード１６ａ、１６ｂ間の短絡現象の発生を防止することができ、溶融等の事故を防止することが可能となる。

次に、上記のように構成された蛍光ランプ装置を光源とした照明器具の構成を説明する。

図４は本発明の実施形態である照明装置を、天井面に設置した状態を概略的に示した縦断面図である。 ３０は店舗等の天井面Ｘに設置されたダウンライト式の照明装置で、下面に開口部３１ａ有する金属製の箱状をなした本体ケース３１と、開口部３１ａに嵌合される金属製の反射体３２で構成する。反射体３２は、例えばステンレス等の金属板で構成し、下面周囲に飾り枠３２ａ一体に形成する。反射体３２の上面板の中央部には、蛍光ランプ装置の口金をねじ込むソケット３３を設置する。このソケット３３に、上述した電球形蛍光ランプ２０の口金２４をねじ込む。これにより螺旋状をなす蛍光ランプを有する電球形蛍光ランプ２０が設置されたダウンライト式照明器具が構成される。

このように構成された照明装置３０は、光源となる電球形蛍光ランプ２０の配光が一般白熱電球の配光に近似することで、照明器具内に配置されたソケット近傍の反射体への光の照射量が充分に確保され、反射体の光学設計通りの器具特性を得ることができる。

蛍光ランプ装置の一実施形態の一部を切り欠いて示す正面図。 同じく要部である放電容器の底面図。 同じく放電容器の一方の端部を示す一部拡大斜視図。 照明装置の一実施形態を、天井面に設置した状態を概略的に示した縦断面図。 従来例である蛍光ランプ装置の放電容器の端部を一部を切り欠いて示す正面図。 他の従来例である蛍光ランプ装置の放電容器の端部を一部を切り欠いて示す正面図。

符号の説明

１０ 蛍光ランプ装置
１１ 放電容器
１１ｂ 螺旋部
１１ｃ、１１ｄ 端部
１２ 口金
１３ ベース
１４ａ、１４ｂ 電極
１５ 点灯装置
２０ 蛍光ランプ装置
２１ ホルダ
２２ 点灯装置
２４ 口金
３０ 照明装置

Claims (3)

1. 中間に形成された螺旋部及び螺旋部の両端から螺旋部の旋回軸に向けて折曲形成された両端部を有する放電容器と；
   一端側に口金を有するとともに他端側で放電容器の両端部を支持し、放電容器に対向する面から一端側をみたときの最大外径が放電容器の螺旋部の外径より小さく形成されているベースと；
   放電容器の両端部内ないしは両端部に連続する螺旋部内であり、かつ、少なくとも一部はベースの放電容器に対向する面の投影面より外側に位置するように設けられた電極と；
   を具備していることを特徴とする蛍光ランプ装置。
2. 前記ベース内には放電容器内に放電を生起させるための高周波電力を供給する点灯装置が収納されていることを特徴とする請求項１記載の蛍光ランプ装置。
3. 照明器具本体と；
   請求項１または２に記載の蛍光ランプ装置と；
   を具備していることを特徴とする照明装置。

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