JP2008210804A - 冷陰極蛍光ランプおよび冷陰極蛍光ランプの装着構造。 - Google Patents

Abstract

【課題】 冷陰極蛍光管を使用して、従来の蛍光灯と同様な使い勝手で、かつ長寿命のランプ・照明器具を実現する。
【解決手段】 ランプカバー２の内周壁と冷陰極蛍光管３の外周壁との間に隙間を確保して、２本の直管の冷陰極蛍光管を筒状のランプカバー内に収容すると共に、上記の隙間の空気を熱媒体として、冷陰極蛍光管からの部分的な発熱を熱媒体によりランプ全体に行き渡らせることが可能な程度に冷陰極蛍光管外径に対するランプカバー内径の寸法を設定した冷陰極蛍光ランプ１と、ランプピンが挿通された状態で冷陰極蛍光ランプの口金に当接される一対のソケット１０、１０からなり、一方のソケット内において、そこに挿通された２本の冷陰極蛍光管のランプピンを短絡させると共に、他方のソケット内において、そこに挿通された２本の冷陰極蛍光管のランプピンに給電する。
【選択図】 図２

Description

本願発明は冷陰極蛍光管を内蔵した冷陰極蛍光ランプおよびその装着構造に関し、より詳細には従来の蛍光灯と同様な使い勝手および光量を確保し、かつ低温下の使用でも寿命の低下のない冷陰極蛍光ランプに関する。

冷陰極蛍光管は電極にフィラメントを有しないので、非常に管径が細いものが可能となるという特長を有する。また、点滅点灯に強いために寿命も長く、さらに、構造や点灯回路の構成が比較的簡単なので低コストで済むという特長を有する。そこで、収容スペースが限られており、購買者において交換をすることを前提としない液晶ディスプレーのバックライトなどに多用されている。一方、後記する理由から一般の照明器具用としては普及していないが、透過性を有する筐体内に光源を配した建築物内の誘導灯や電飾看板においては、光源として冷陰極蛍光管が用いられている（特許文献１）。

一般的に冷陰極蛍光管の被装着側装置への装着は、購買者において自ら交換をすることを前提としていないので、ランプの両端の電極線を電源側の導体に半田付けすることによって行っている（特許文献２）。
特開２００２−２０２７３８号公報 特開２００２−３２４５９２号公報 特開平１０−１８９２５９号公報 特開２０００−３１３２７９号公報

ところで、冷陰極ランプは従来の熱陰極蛍光灯（以下、単に「蛍光灯」と略称する。）に比べ、低温では輝度や寿命が減少する特性を有し、特に屋外用の器具に使用する場合においては外気温の低下により輝度が低下し、十分な照明効果を得られないことがある。また、寿命に関しては、零下でなくとも、周囲温度が１０℃以下になると寿命が極端に短くなる。その原因として、(1) 短寿命については連続的に低温雰囲気で点灯すると、ランプ内に封入されたＨｇ（約２．０〜３．０ｍｇ）の酸化が徐々に進み、Ｈｇ本来の特性が得られなくなりランプ輝度が１０％以下（希ガス放電）に低下すること、(2) チラツキについては、低温雰囲気下ではランプの管壁温度が自己発熱で上昇しないため、封入したＨｇの蒸気圧も上昇せず放電が不安定になることが挙げられる。この場合、冷陰極蛍光管の低温下での性能低下を防止するために低温時動作保証回路を付加する発明（特許文献３）や、ヒーターを用いる発明（特許文献４）が提案されているが、構造が複雑となり、コストも嵩む問題があった。

また、例えば液晶ディスプレーのように、工場や作業場で装着、交換される光源に冷陰極蛍光管を使用する場合は前記の装着構造で何らの不都合は生じないが、現場での施行や交換作業が多い屋外用の誘導灯や電飾看板の光源として冷陰極蛍光管を使用する場合はこのような装着構造では不都合が生じる。すなわち、半田付けを介することにより蛍光管をワンタッチで装着、交換することができず、現場での作業効率を著しく損なう。また、冷陰極蛍光管は直径が１ｃｍにも満たないガラス管からなるものが多く、長尺のものの場合には装着、交換作業にあたって折損しないように十分な注意を払わないとならず、やはり現場での作業効率を著しく損なった。

本願発明は、以上の問題点を解決した冷陰極蛍光ランプを提供することを目的として創作されたものである。すなわち、請求項１記載の冷陰極蛍光管はランプカバーの内周壁と冷陰極蛍光管の外周壁との間に隙間を確保して、複数本の冷陰極蛍光管を筒状のランプカバー内に収容すると共に、上記の隙間の空気を熱媒体として、冷陰極蛍光管からの部分的な発熱を熱媒体によりランプ全体に行き渡らせることが可能な程度に冷陰極蛍光管外径に対するランプカバー内径の寸法を設定したことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、光量の確保および使用環境において一般の蛍光灯との互換性に意を払ったものであり、前記請求項１記載の冷陰極蛍光ランプにおいて、蛍光灯用ガラス管またはプラスチック樹脂管からなる管径１５．５ｍｍ〜２９．５ｍｍのランプカバー内に２本の冷陰極蛍光管を収容したことを特徴とする。

請求項３記載の発明は、前記の冷陰極蛍光ランプの装着構造に関するものであり、ランプカバーの内周壁と冷陰極蛍光管の外周壁との間に隙間を確保して、２本の冷陰極蛍光管を筒状のランプカバー内に収容すると共に、冷陰極蛍光管の電極線に接続したランプピンをランプカバーの口金から突設し、上記の隙間の空気を熱媒体として、冷陰極蛍光管からの部分的な発熱を熱媒体によりランプ全体に行き渡らせることが可能な程度に冷陰極蛍光管外径に対するランプカバー内径の寸法を設定した冷陰極蛍光ランプと、ランプピンが挿通された状態で冷陰極蛍光ランプの口金に当接される一対のソケットからなり、口金端面のランプピン間に長溝を設けると共に、これに当接するソケットの端面に上記長溝に嵌合可能な突条を設けたことを特徴とする。

請求項４記載の発明は、前記の冷陰極蛍光ランプの装着構造に関するものであり、ランプカバーの内周壁と冷陰極蛍光管の外周壁との間に隙間を確保して、２本の直管の冷陰極蛍光管を筒状のランプカバー内に収容すると共に、冷陰極蛍光管の両端の電極線に接続したランプピンをランプカバーの両端の口金から突設し、上記の隙間の空気を熱媒体として、冷陰極蛍光管からの部分的な発熱を熱媒体によりランプ全体に行き渡らせることが可能な程度に冷陰極蛍光管外径に対するランプカバー内径の寸法を設定した冷陰極蛍光ランプと、ランプピンが挿通された状態で冷陰極蛍光ランプの口金に当接される一対のソケットからなり、一方のソケット内において、そこに挿通された２本の冷陰極蛍光管のランプピンを短絡させると共に、他方のソケット内において、そこに挿通された２本の冷陰極蛍光管のランプピンに給電することを特徴とする。

本願発明によれば、冷陰極蛍光管を封入したランプカバー内の空気を熱媒体として、冷陰極蛍光管の陰極付近の部分的な発熱を熱媒体によりランプ全体に行き渡らせることにより冷陰極蛍光管の表面温度が隅々まで高まるので、外気温が低下した場合でもランプカバー内の雰囲気温度を１０℃以上に保つことが可能となり、冷陰極蛍光管の表面温度は外気温と同じようには低下せず、従来の蛍光灯と同じ使用温度範囲で輝度の低下もなく長寿命を実現する。

次に、本願発明によれば冷陰極蛍光管は筒状のランプカバー内に収容され、両端のランプピンを一対のランプソケットに挿入して装着するので、接続に半田付けを要さず、一般のユーザーでも通常の蛍光灯と同じように交換することができる。この場合、冷陰極蛍光管を駆動する電圧は一般の商用電源より高電圧であるが、ランプピンが挿通された状態で冷陰極蛍光ランプの口金が一対のソケット間に当接される請求項３記載の装着構造においては、口金端面のランプピン間に長溝を設けると共に、これに当接するソケットの端面に上記長溝に嵌合可能な突条を設けているので、この長溝と突条によりランプピン間の沿面距離と空間距離を長くとることができ、絶縁作用が高まり安全性を確保することができる。

ところで、ランプカバー内に２本の冷陰極蛍光管を収容する場合、その手段としては２本の直管の冷陰極蛍光管を収容する場合と、Ｕ字形状の冷陰極蛍光管を収容することが想定できる。前者の場合、冷陰極蛍光管を駆動するインバータは複数個必要になるが、後者の場合は１個で済む。しかしながら、電極線が片側にしかなく片側のみで口金に支持するＵ字形状の冷陰極蛍光管の場合、強度不足が懸念される。これに対し、２本の直管の冷陰極蛍光管を収容する場合は電極線は両側にあり、両側が口金に支持されるので上記の強度不足は回避される。また、この場合、ランプ内において２本の冷陰極蛍光管の片側同士を接続すれば、電気回路的にはＵ字形状の冷陰極蛍光管と同様となりインバータは１個で済む。

しかしながら、前記の場合、冷陰極蛍光ランプの両側のランプピンのうち、通電可能なものは片側のみとなるので、Ｕ字形状の冷陰極蛍光管を収容した場合と同様に、冷陰極蛍光ランプをソケット間に装着するに際し方向性が出てしまう。請求項４記載の発明においては、一方のソケット内において、そこに挿通された２本の冷陰極蛍光管のランプピンを短絡させると共に、他方のソケット内において、そこに挿通された２本の冷陰極蛍光管のランプピンに給電するので、インバータは１個で済むにもかかわらず装着にあたっての方向性がなくなり、しかも強度的にも問題のない冷陰極蛍光ランプが実現されることとなる。

以下、本願発明の具体的実施例を添付図面に基づいて説明する。図１〜図４は本願発明の冷陰極蛍光ランプおよび装着構造の第１実施例を示す図であり、ここではランプカバー内に２本の直管の冷陰極蛍光管を収容する冷陰極蛍光ランプを想定している。図中符号２はランプカバーであり、内部に２本の冷陰極蛍光管３が収容される。図中符号４は上記の冷陰極蛍光管３をランプカバー２内に保持するための口金であり、プラスチックなどの絶縁素材により構成される。この口金４は冷陰極蛍光管３を両側から挟持した状態でランプカバー２の両端に取り付けられるものであり、裏側にはランプカバーの端部が嵌入されるための環状溝６と冷陰極蛍光管の端部が嵌入されるための保持穴５が設けられる。口金４の表側にはランプソケットに挿入して導通するためのランプピン８、８が突設され、このランプピンは冷陰極蛍光管３の電極線７に接続される。

前記のランプカバー２はガラスまたは樹脂からなる円筒形のものであり、例えば蛍光灯用ガラス管またはプラスチック樹脂管からなる。この場合、ランプカバー２内に冷陰極蛍光管３を収容するに際してはその内周壁と蛍光管外周壁との間に適度の隙間を設けることが必要となる。この隙間はランプカバーと蛍光管外周壁との間に空気を確保するためのものである。この空気は熱媒体として作用し、冷陰極蛍光管からの部分的な発熱を冷陰極蛍光ランプ全体に行き渡らせ、冷陰極蛍光管の表面温度を隅々まで高めるためのものである。よって、隙間が狭くて空気の量が少なすぎても、逆に隙間が広くて空気の量が大すぎても熱媒体として機能しないので、熱媒体として機能するようにランプ外径に対するランプカバー内径の寸法を設定しなければならない。この実施例においては外径３．０〜６．０ｍｍ、全長４００〜１２００ｍｍ、ランプ電流８．０〜１５．０ｍＡの冷陰極蛍光管２本に対し、管径１５．５ｍｍ〜２９．５ｍｍ（肉厚１．０〜１．５ｍｍ）のソーダガラス製またはポリカーボネート製のランプカバーを用いることにより前記作用を実現している。

図中符号１０は冷陰極蛍光ランプ１のランプピン８、８を挿入した状態で口金４、４に当接することにより冷陰極蛍光ランプ１を両端から挟持する一対のソケットである。このソケット１０は筒状の本体の前方にランプピン挿通穴１２、１２およびランプピンが接触すべき金属製のコンタクト片を収容したソケットカバー１１を係入し、上方にコンタクト片に導通される接続のための端子１４、１４が設けられる。

また、ここでは口金４端面のランプピン８、８間に長溝９を設けると共に、これに当接するソケット１０の端面に上記長溝に嵌合可能な突条１３を設けることにより、長溝と突条によりランプピン間の沿面距離と空間距離を長くとって絶縁作用を高めている。

以上の冷陰極ランプの装着構造においては、冷陰極ランプ１はソケット１０の端子１４、１４を介してインバータ装置を有する点灯回路に接続されて給電される。ここでは一方のソケット１０の各端子１４、１４同士をジャンパ線Ｌで接続することにより、そこに導通する２本の冷陰極蛍光管３、３の一方のランプピン８、８を短絡させると共に、他方ランプピンが導通する他方のソケット１０の端子１４、１４を点灯回路に接続している。よって、冷陰極蛍光ランプ１をソケット１０、１０に装着するに際しての方向性がなくなる。

図５は本願発明の冷陰極蛍光ランプの第２実施例を示す図であり、ここではランプカバー内にＵ字形状の冷陰極蛍光管を収容する冷陰極蛍光ランプ２０を想定している。図中符号２２はランプカバーであり、内部にＵ字形状の冷陰極蛍光管２３が収容される。図中符号２４は上記の冷陰極蛍光管２３をランプカバー２内に保持するための口金であり、上記口金の表側にはランプソケットに挿入して導通するためのランプピン２８、２８が突設される。

本願発明の冷陰極蛍光ランプの断面図。 本願発明の冷陰極蛍光ランプの装着構造の各部材の分解斜視図。 本願発明の冷陰極蛍光ランプの口金付近の斜視図。 本願発明の冷陰極蛍光ランプの装着構造のソケットの斜視図。 本願発明の冷陰極蛍光ランプの第２実施例の分解斜視図。

符号の説明

１ 冷陰極蛍光ランプ
２ ランプカバー
３ 冷陰極蛍光管
４ 口金
８ ランプピン
１０ ソケット

Claims (4)

1. ランプカバーの内周壁と冷陰極蛍光管の外周壁との間に隙間を確保して、複数本の冷陰極蛍光管を筒状のランプカバー内に収容すると共に、上記の隙間の空気を熱媒体として、冷陰極蛍光管からの部分的な発熱を熱媒体によりランプ全体に行き渡らせることが可能な程度に冷陰極蛍光管外径に対するランプカバー内径の寸法を設定したことを特徴とする冷陰極蛍光ランプ。
2. 蛍光灯用ガラス管またはプラスチック樹脂管からなる管径１５．５ｍｍ〜２９．５ｍｍのランプカバー内に２本の冷陰極蛍光管を収容した請求項１記載の冷陰極蛍光ランプ。
3. ランプカバーの内周壁と冷陰極蛍光管の外周壁との間に隙間を確保して、２本の冷陰極蛍光管を筒状のランプカバー内に収容すると共に、冷陰極蛍光管の電極線に接続したランプピンをランプカバーの口金から突設し、上記の隙間の空気を熱媒体として、冷陰極蛍光管からの部分的な発熱を熱媒体によりランプ全体に行き渡らせることが可能な程度に冷陰極蛍光管外径に対するランプカバー内径の寸法を設定した冷陰極蛍光ランプと、ランプピンが挿通された状態で冷陰極蛍光ランプの口金に当接される一対のソケットからなり、口金端面のランプピン間に長溝を設けると共に、これに当接するソケットの端面に上記長溝に嵌合可能な突条を設けたことを特徴とする冷陰極蛍光ランプの装着構造。
4. ランプカバーの内周壁と冷陰極蛍光管の外周壁との間に隙間を確保して、２本の直管の冷陰極蛍光管を筒状のランプカバー内に収容すると共に、冷陰極蛍光管の両端の電極線に接続したランプピンをランプカバーの両端の口金から突設し、上記の隙間の空気を熱媒体として、冷陰極蛍光管からの部分的な発熱を熱媒体によりランプ全体に行き渡らせることが可能な程度に冷陰極蛍光管外径に対するランプカバー内径の寸法を設定した冷陰極蛍光ランプと、ランプピンが挿通された状態で冷陰極蛍光ランプの口金に当接される一対のソケットからなり、一方のソケット内において、そこに挿通された２本の冷陰極蛍光管のランプピンを短絡させると共に、他方のソケット内において、そこに挿通された２本の冷陰極蛍光管のランプピンに給電することを特徴とする冷陰極蛍光ランプの装着構造。

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