JP2007273336A - 蛍光ランプ - Google Patents

Abstract

【課題】コンパクト丸型蛍光灯は、寿命末期にフィラメント電極が高温となり、これに伴い、ガラス管が温度上昇し、ガラス管の管壁に開いたマイクロクラック部分で温度差が生じ、ガラス管のマイクロクラックが進行する事でクラックが生じ、破損し、ガラス片あるいは保持されていない発光管部分が落下する。
このことは、安全性に関わる問題であるので、ガラス片の脱落を確実に防止できる手段を見出すことは重要である。
【解決手段】内部両端部に電極１３ａ，１３ｂを有する二重渦巻形の発光管１０と、前記発光管両端部外部に設けられ、この発光管の両端部より放電路に沿って発光管中央部に向かって延びる電極覆い部６０とを備え、前記電極覆い部が前記発光管両端部の外部において前記電極を覆って設けられていることを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、一連の放電路が略円形の発光面をなすように形成された２重渦巻形発光管を備えた蛍光ランプに関するものである。

地球環境保全のための省エネルギー化及び省資源化の時代を迎えて、近年は照明分野においても低効率の白熱電球や比較的大形の従来蛍光ランプに代替する省エネ・省資源光源として種々のコンパクト形蛍光ランプが開発・展開されてきた。
コンパクト形蛍光ランプの一種として、図７ａ，ｂ，ｃ，ｄに示すように、一連の放電路が略円錐面上を２重螺旋形状に旋回して構成された発光管１１０を備えた蛍光ランプ１００が知られている（例えば、特許文献１参照）。

この蛍光ランプ１００は、いわゆる片口金タイプであって、発光管１１０の管両端部１１１a，１１１bが一個の口金１４０付きの保持部材１２０に保持されるとともに、前記管両端部１１１ａ，１１１ｂに封着された電極リード線（不図示）が前記口金１４０の電源接続端子に接続されている。なお、この蛍光ランプ１００は、実用化されていない。
一方、これも実用化されていないが、図８に示すように、一連の放電路が略一平面上で二重渦巻形状に旋回して構成された発光管２１０を備えた蛍光ランプ２００が知られている。（例えば、特許文献２参照）。

この蛍光ランプ２００は、いわゆる両口金タイプであって、すなわち発光管２１０の管両端部２１１a，２１１bにそれぞれ電源接続端子２４０a，２４０bが装着されている。ここで、ピン付きのG型口金を有する蛍光ランプ２００の特徴は、発光管２１０の外形が略円盤形状をなすいわゆる面光源であって、図７に示す外形が略円錐形状の蛍光ランプ１００よりも薄形であることである。従って、灯具を薄く設計することができ、天井や壁にいわゆる直付けのダウンライトやウオールライト用の光源として好適である。また、蛍光ランプ２００は、略円形の発光面を有するため被照射面の配光分布が好ましく、殊に店舗や住宅の照明用として好適である。
欧州共同体意匠２５８６１−０００５号 特開平９−４５２８３号公報

従来例における両口金タイプの蛍光ランプ２００（図８）においては、寿命末期にフィラメント電極が高温となり、これに伴い、ガラス管が温度上昇し、ガラス管の管壁にあったマイクロクラック部分で温度差が生じ、ガラス管のマイクロクラックが進行する事でクラックが生じ、破損し、ガラス片あるいは保持されていない発光管部分が落下することが分かった。

一方、片口金タイプの蛍光ランプ１００（図７）においても同様の理由により発光管に破損が起こることが分かった。これらは、特に安全性に関わる問題であり、従って、蛍光ランプ２００及び蛍光ランプ１００を商品化するには、特に上記発光管の破損によるガラス片脱落を確実に防止できる手段を見出すことが主要な技術課題である。
本発明は、以上の状況に鑑みてなされたものであり、一連の放電路が略円形の発光面をなすように形成された二重渦巻形発光管を備えた蛍光ランプにおいて、寿命末期に発光管の破損によるガラス片の脱落を確実に防止できる手段を見出し、また電源リード線と電源接続端子の接続時のショート等による事故を回避できる安全性が高い蛍光ランプを提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、本発明は、内部両端部に電極を有する二重渦巻形の発光管と、前記発光管両端部外部に設けられ、この発光管の両端部より放電路に沿って発光管中央部に向かって延びる電極覆い部とを備え、前記電極覆い部が前記発光管両端部の外部において前記電極を覆って設けられていることを特徴とする。
また、前記電極覆い部の放電路方向の長さを前記電極を完全に覆う長さとしたことを特徴とする。

また、前記電極覆い部に放熱手段を設けたことを特徴とする。
また、前記電極覆い部内部に前記発光管の管端部が当接する位置決め手段を設けたことを特徴とする。
また、前記発光管の中央部を横切るように前記発光管支持用の支持部材を設け、この支持部材の両端部に前記電極覆い部を発光管保持部として有することを特徴とする。

また、前記支持部材に４本の電極接続端子付き口金を設け、前記口金と前記電極とを電気的に接続する４本のリード線を前記支持部材に内装したことを特徴とする。
さらに、前記支持部材の前記電極接続端子近傍に十字形状リブを設け、裸線である前記４本のリード線を前記十字形状リブで分離状態にして前記口金の電力供給端子に接続したことを特徴とする。

本発明は、発光管両端部を電極覆い部で覆うことにより、蛍光ランプの寿命末期時のガラス管破損による脱落を容易に防ぎ、これによりガラス片落下による怪我等の災害を回避することができる。また、前記電極覆い部に放熱手段を設けたことで、発光管の寿命末期でも温度差を減らしガラス管の破損が少なくなる。また、電極覆い部内面に位置決め手段を設けたので、電極覆い部によって電極を確実に覆うことができる。さらに、裸線である４本のリード線同士が接触しないように構成したので、ショート等の事故を完全に回避することができ、安全性の高い蛍光ランプを得ることができる。

以下、本発明の実施の形態について、図１から図６を用いて説明する。
図１は、本発明の実施の形態である発光面が略円形の平面状をなす、例えば管入力８０Wのコンパクト丸形蛍光ランプの典型的な発光管の構成を示す。発光管１０は、一連の屈曲ガラス管１２からなる放電路が管中央部１２Cを中心として略一平面上で渦巻状に旋回された二重渦巻形状を有している。そして、略対向して離れた両端部すなわち管端部１１a，１１bには、電極としてタングステンフィラメントコイル電極１３a，１３bが封着されている。タングステンフィラメントコイル電極１３ａ，１３ｂはビーズガラスマウント１５a，１５bにより保持した一対の電極リード線１４a，１４a’，１４b，１４b’がそれぞれ架設されている。なお、一方の管端部１１aには、併せて排気管１６（発光管排気後に、先端部封止）が封着されている。発光管１０の主要な内表面には、希土類蛍光体（不図示）が塗布され、また管内には５ｍｇの水銀１７のほかに、緩衝ガスとして約３５０ＰａのアルゴンＡｒが封入されている。

なお、上記発光管１０は、特に管中央部１２Cが突出した凸形状に構成されており、ここにランプ点灯時における最冷点個所が形成されている。そして、最高領域のランプ効率を得るために、特に発光管１０の先端部１２Cの凸形状は、最冷点温度が例えば発光管１０の主要部内径が４mm〜１８mmの設定に対して５０〜６５℃の範囲になるように設計されている。

その他に、二重渦巻形屈曲ガラス管１２の部材としてバリウム・ストロンチウムシリケートガラス（軟化点６７５℃の軟質ガラス）を用い、また希土類蛍光体として３種類の赤、緑及び青発光のY₂O₃:Eu、LaPO₄:Ce,Tb及びBaMg₂Al₁₆O₂₇:Eu,Mn蛍光体を混合したものを用いている。
管内に封入される水銀１７は、水銀単体のほかに、例えば亜鉛水銀及び錫水銀や、更にはビスマス・インジウム水銀などのアマルガムの形態であってもよく、また緩衝ガスとしてアルゴン、ネオン、クリプトン等の混合ガスが封入されてもよい。
図２及び図３を用いて本発明の実施の形態である上記発光管１０を装備したコンパクト丸形蛍光ランプ１の組立構成を示す。

本実施形態である蛍光ランプ１の組立構成の基本的特徴は、上記発光管１０の管端部１１a，１１bが、ランプ組立用として発光管１０を横切るように配置された支持部材２０の両端に設けられた発光管保持部６０により保持・固定されている点である。発光管保持部６０は発光管１０の外部に設けられ、発光管１０の両端部より放電路に沿って発光管中央部に向かって延び、フィラメントコイル電極１３ａ，１３ｂを覆うよう構成されている。すなわち、フィラメントコイル電極１３ａ，１３ｂは保持部６０内に位置して設けられている。

なお、上記発光管１０の略対向していて、離れて位置する管端部１１a，１１bの内部に存在するタングステンフィラメントコイル電極１３a，１３b部分までが発光管保持部６０によって完全に覆われた状態となっている。発光管保持部６０は発光管１０の寿命末期に管端部１１ａ，１１ｂが破損した場合、発光管保持部６０でガラス破片が保持されて、外部に脱落することがない。すなわち、寿命末期に最も高温となり、かつクラックの生じやすい電極付近の管端部を保持部で覆っているため、例えクラックが生じても、クラックが生じた部分近傍の管端部が保持部に、いわば引っかかって保持されるようになるため発光管の落下を防止できる。

この実施例では発光管１０が支持部材２０に取り付けられた発光管保持部６０によって保持されるよう構成されているが、発光管保持部６０は支持部材２０との機械的結合のない単なる電極覆い部であってもよい。
さらに、発光管１０の管端部１１ａ，１１ｂが発光管保持部６０に入る挿入量が規定できるように位置決め用手段である突起６１が発光管保持部６０の内面に複数個設けられている。この突起６１に当たるまで発光管１０を挿入すれば、タングステンフィラメントコイル電極１３a，１３b部分までが発光管保持部６０によって完全に覆われることになる。図１，２の実施の形態では、管端部１１ａ，１１ｂの先端部が扁平状に加工されており、この扁平部が４つの突起６１の間に入り、扁平部の四隅を保持する。そして管端部１１ａ，１１ｂの幅が広くなったところが突起６１に当接する。この突起６１は、発光管１０の挿入量の規制以外に発光管１０の回転防止、すなわち発光管１０の上下・左右の規制も同時になし得る。６１は特に突起である必要はなく、管端部１１ａ，１１ｂが当接して位置決めがされるものであれば単なる突片、リブでもよい。

さらに、図２のＣに示されるように、放電管保持部６０の先端とフィラメントコイル電極１３ａ，１３ｂおよび電極リード線１４a，１４a’，１４b，１４b’の接続部間との長さＸが５〜４０ｍｍに設定され、フィラメントコイル電極１３ａ，１３ｂが発光管保持部６０ですっぽりと覆われている。発光管保持部６０の長さＸを必要以上に長くすると発光管１０の発光部分が減るので好ましくない。

また支持部材２０の中央付近には４つの電源接続端子ピン付きの一個の口金４０が付設されるとともに、作業に際して作業者が直に手で保持するための装着・脱着取手２７a，２７bが設けられている。これらの装着・脱着取手２７a，２７bを手で持つことにより、ランプ口金４０を灯具ソケットへ装着したり、脱着したりすることができる。
なお口金４０の形態は、４つの電源接続端子ピン付きの一個の口金でなくても、例えば図３に示す口金部６２のように、発光管保持部６０にそれぞれ２本ずつ電源接続端子６２a，６２bが一定のピッチで固定された形態でも良い。

また支持部材２０には、その中央部近郊から前記発光管１０が保持・固定される端付近まで、連続した貫通穴２０a，２０bが、発光管１０の中央部を対称にそれぞれ設けられている。着脱可能な発光管フック４６がこの貫通穴２０ａ，２０ｂを移動可能に複数個装着されており、この発光管フック４６によって発光管１０が保持されている。
発光管フック４６が支持部材２０の貫通穴２０a，２０bを移動および脱着可能に複数個装着できることにより、発光管１０の巻き数が増えた場合であっても、発光管フック４６の数を増せば、発光管１０の支持強度を確保できる。また、発光管フック４６が移動可能であることから、発光管１０の巻きピッチが製造上変化した場合であっても確実に発光管１０を保持することができる。

また、支持部材２０の口金４０が設けられた面側に、カバー取付突起４７と基台４８とが複数個具備されている。これらの、カバー取付突起４７と基台４８によって、例えば照明器具に装着またはランプカバー等を取り付けることができる。
さらに、寿命末期の電極部１３ａ，１３ｂの温度を最小限に抑えるために、発光管保持部６０に放熱手段６０ａ，６０ｂが設けられている。放熱孔手段６０ａ，６０ｂは、具体的にはスリットあるいは透孔である。寿命末期にガラス管が破損した場合に、その破片が前記スリット、透孔から出ないように、スリットの幅は小さくし、透孔の径は小さいくし、これらを多数設けることが好ましい。また、別の手段として溝状の凹凸、孔状の凹凸を多数設けてもよい。放熱面積が大きくなって放電効果が得られる。スリット、透孔、凹凸の組合せで放熱手段６０ａ，６０ｂを構成してもよい。

これによって、発光管保持部６０の内部熱を放熱させることができ発光管１０の寿命末期において電極部１３ａ，１３ｂの温度を抑えることができる。
当組立構成の基本的特徴の冒頭で述べたように、発光管１０を横切るように配置された支持部材２０の両端に設けられた発光管保持部６０に発光管１０の略対向しており、離れて位置する発光管１０の両端部の内部に保持されたタングステンフィラメントコイル電極の電極部分までが発光管保持部６０によって覆われた状態で保持・固定される。このことにより、寿命末期に電極部が高温になることによりガラス管が破損した際でも、ガラス片が脱落せず、発光管保持部内に留めることができる。またこの動作の効果を高めるため、リード線が気密封着された発光管１０の管両端部１１ａ，１１ｂが発光管保持部６０で完全に覆われるよう、発光管１０の挿入量が規定できる位置決め用の突起６１を設けている。突起６１には発光管１０の挿入量規制以外に発光管１０の回転防止、すなわち上下・左右の規制の役目を兼ねている。さらに寿命末期に電極部１３ａ，１３ｂの温度を最小限に抑えるために、発光管保持部６０の内部熱を放熱させるため発光管保持部６０にスリット・透孔等を複数個具備することでその効果を挙げている。この結果、目的とする安全性が高いコンパクト丸形蛍光ランプを商品化することができる。

以下、本実施形態であるランプ組立構成及び工程について詳しく説明する。
図４は、本発明の実施の形態である上記発光管１０を装備したコンパクト丸形蛍光ランプ１の形態であるランプ組立に用いる支持部材２０の構成を拡大して示す。この支持部材２０は、発光管１０の管端部１１a，１１bを保持・固定するための支持部材本体２１と、発光管１０に電力を供給する電力供給部材２２とから構成されている。

図４ａが支持部材本体２１を示しており、図４ｂが電力供給部材２２を示している。ここで、支持部材本体２１と電力供給部材２２はそれぞれ一体物として成形加工された樹脂部材であり、両者はいわゆる嵌合によって支持部材２０に組立てられる。
まず、支持部材本体２１は、図４(a)に模式的に示すように、中央部が円形で両翼が長尺方形の保持基板２３と、その両端に管端部１１a，１１bを挿入・保持するために設けられた発光管保持部２４a，２４bとからなっている。

発光管保持部２４a，２４bは、発光管１０の略対向して離れて位置する管両端部１１ａ，１１ｂに保持されたタングステンフィラメントコイル電極の電極部分までが発光管保持部２４ａ，２４ｂによって覆われた状態で保持・固定されるよう構成されている。この場合、上記発光管保持部２４a，２４bは、管端部１１a，１１bが挿入・固定されるところの底面が半円曲状の溝部２５a，２５bを形成する外囲形状からなり、ここで溝部２５a，２５bの一方の端面２６a，２６bは開口されており、ここからランプ組立で管端部１１a，１１bが挿入されることになる。この際、リード線が気密封着された発光管の管両端部１１a，１１bが発光管保持部２４a，２４bで完全に覆われるよう、発光管の挿入量が規定できる位置決め用の突起６１を設置している。突起６１には発光管の挿入量規制以外に発光管の回転防止、すなわち上下・左右の規制の役目を兼ねている。また上記保持基板２３の中央円形部の下面２３Bには、ランプ装着・脱着作業での発光管破損を防止するために、一対の保持取手２７a，２７bがこれも一体物で付設されている。ここで、実際の蛍光ランプ１の装着・脱着は、作業者が上記保持取手２７a，２７bを例えば親指と人差指で挟み持って行なわれる。また、上記保持基板２３の両翼の上面２３Aには、ランプ組立で発光管端部１１a，１１bからの一対の電極リード線を口金４０へとそれぞれ配線するための一対の配線溝２８a，２８a’，２８b，２８b’が形成されている。

さらに４本の裸線である電源リード線もしくは電源リード線を延長した４本の裸線である延長コード（非表示）は配線溝２８a，２８a’，２８b，２８b’を通り、中央部まで引き回され、略中央に具備された十字形状リブ６３で分離されそれぞれ４個の空間で垂直に立ち上げられる。
一方、もう１つの電力供給部材２２は、図２(b)に模式的に示すように、前記支持部材本体２１の保持基板２３に組合されて嵌合される電力供給基板２９と、その両端に前記支持部材本体２０の発光管保持部２４a，２４bに被覆・嵌合される管端被覆部３０a，３０bとからなっている。そして、上記電力供給基板２９の中央円形部の上面には、上記一個の口金４０（JIS−GU１０q型）が付設されている。

上記口金４０は、外枠が円筒形状の外枠材４１からなっている。そして、外枠材４１の上蓋部４１Aには略正方形の凹部４２が形成され、凹部４２にランプ組立で発光管１０からの電極リード線が接続されるところの４本の電源接続端子ピン４３a，４３a’，４３b，４３b’が配置されている。また、上記外枠材４１の凹部４２の両側に連なり、ランプ組立で前記電極リード線の電源接続端子ピン４３a，４３a’，４３b，４３b’への架締接合をし易くするための溝部４４a，４４bが形成されている。そして、当該溝部４４a，４４bは、口金４０の灯具ソケットへの嵌合による装着を図るために、外枠材４１の両側壁の底部まで延長して形成されている。また、カバー取付突起４７、基台４８およびロックピン４８ｂが、電力供給部材２２の両端均衡に設置されている。

上記本実施形態である蛍光ランプ１の組立工程は、発光管１０の管端部１１a，１１bを保持部材本体２１の発光管保持部２４ａ，２４ｂに挿入した後に、両者をシリコーン樹脂により固定する。発光管１０の中央部１２の底面も支持部材本体２１の保持基板２３の下面２３Aにシリコーン樹脂により固定される。次いで、発光管１０の電極リード線を電力供給部材２２の口金４０の電源接続端子ピン４３a，４３a’，４３b，４３b’に架締接合により接続する。最終的に支持部材本体２１と電力供給部材２２を嵌合により支持部材２０として、一体に組立てる。

このとき電源接続端子ピン４３a，４３a’，４３b，４３b’に４本の電極リード線が接続される際、十字形状リブ６３がガイドとなり４本の電極リード線同士の接触を防止することができる。
図５は発光管フック４６の斜視図、図６は発光管１０と支持部材２０とを発光管フックにより結合した状態を示している。

以上のように、一連の放電路が略円形で平面状の発光面をなすように形成された二重渦巻形発光管を備えたコンパクト丸形蛍光ランプにおいて、上記本実施形態であるランプ構成を備えることにより、寿命末期に電極部が高温になることによりガラス管が破損した際でも、ガラス片が脱落せず、発光管保持部内に留めることができる。さらにこの動作の効果を高めるため、発光管の挿入量が規定できる位置決め用の突起を設けることにより、リード線が気密封着された発光管の管両端部が発光管保持部で完全に覆うことができる。

突起には発光管の挿入量規制以外に発光管の回転防止、すなわち上下・左右の規制の役目を兼ねている。また、寿命末期に電極部が高温になり、発光管保持部も高温になることから、放熱孔を設けることで放熱し、温度上昇を抑え、保持部材の溶融防止の機能を具備することも有効な手段である。さらには支持部材本体の略中央部に十字形状リブを設置することで、電源リード線と電源接続端子を接続する際、ショート等の事故を完全に回避することができ、この結果、目的とする安全性が高いコンパクト丸形蛍光ランプが得られる。

ａ、ｂは本発明の実施の形態であるコンパクト丸形蛍光ランプの発光管の断平面図および側面図である。 ａ，ｂ，ｃは同コンパクト丸形蛍光ランプの斜視図および断平面図である。 は他の実施例におけるコンパクト丸形蛍光ランプの斜視図である。 ａ，ｂは図２に示すコンパクト丸形蛍光ランプ組立用の支持部材の平面図、断側面図、裏面図である。 同発光管フックの斜視図である。 同発光管のフックによって組立てられた蛍光ランプの断側面図である。 ａ，ｂ，ｃ，ｄは従来技術による二重螺旋形発光管を備えた蛍光ランプの平面図、裏面図および側面図である。 ａ，ｂ，ｃは従来技術による二重渦巻形発光管を備えた蛍光ランプの平面図および側面図である。

符号の説明

１ コンパクト丸形蛍光ランプ
１０ 二重渦巻形発光管
１１ａ，１１ｂ 管端部
１３ａ，１３ｂ フィラメントコイル電極
２０ 支持部材
２１ 支持部材本体
２２ 電力供給部材
２３ 保持基板
６０ 発光管保持部
６０ａ，６０ｂ 放熱孔
６１ 位置決め用突起
６３ 十字形状リブ

Claims (7)

1. 内部両端部に電極を有する二重渦巻形の発光管と、前記発光管両端部外部に設けられ、この発光管の両端部より放電路に沿って発光管中央部に向かって延びる電極覆い部とを備え、前記電極覆い部が前記発光管両端部の外部において前記電極を覆って設けられていることを特徴とする蛍光ランプ。
2. 前記電極覆い部の放電路方向の長さを前記電極を完全に覆う長さとしたことを特徴とする請求項１記載の蛍光ランプ。
3. 前記電極覆い部に放熱手段を設けたことを特徴とする請求項１記載の蛍光ランプ。
4. 前記電極覆い部内部に前記発光管の管端部が当接する位置決め手段を設けたことを特徴とする請求項１記載の蛍光ランプ。
5. 前記発光管の中央部を横切るように前記発光管支持用の支持部材を設け、この支持部材の両端部に前記電極覆い部を発光管保持部として有することを特徴とする請求項１記載の蛍光ランプ。
6. 前記支持部材に４本の電極接続端子付き口金を設け、前記口金と前記電極とを電気的に接続する４本のリード線を前記支持部材に内装したことを特徴とする請求項５記載の蛍光ランプ。
7. 前記支持部材の前記電極接続端子近傍に十字形状リブを設け、裸線である前記４本のリード線を前記十字形状リブで分離状態にして前記口金の電力供給端子に接続したことを特徴とする請求項６記載の蛍光ランプ。

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