JP2009146622A - 冷陰極蛍光ランプ - 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・照明器具を安価に実現する。
外気温が低下する屋外用の電飾看板に有用な冷陰極蛍光管の装着構造を実現する。
【解決手段】 筒状のランプカバー２と、ランプカバー内に並列に配置して収容される複数本の冷陰極蛍光管３と、ランプカバー内に収容されるインバータ装置１０と、ランプカバーの両端に設けられる口金４およびランプピン７からなり、ランプソケットに挿入して導通すべき前記ランプピンを介してインバータ装置と冷陰極蛍光管からなる点灯回路に電力を供給する冷陰極蛍光ランプにおいて、冷陰極蛍光管同士の間に空間を設け、この空間にインバータ装置を収容する。
【選択図】 図１

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、冷陰極蛍光管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。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。

一方、冷陰極蛍光管の装着構造として口金から突設されたランプピンをランプソケットに挿入する一般の蛍光灯で採用している形式のものを容易に想到し得るが、それを一般人が取り扱うことを想定した場合、冷陰極蛍光管は駆動する電圧が高いので漏れ電流検知回路やインターロック回路などの感電事故の防止策を考慮しなければいけなかった。

以上の理由より、前記の特長を有するとはいえ、冷陰極蛍光管を一般の照明器具に使用する試みは一般的でなかった。

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筒状のランプカバー内に複数本の冷陰極蛍光管とインバータ装置を収容し、ランプカバーの両端にはランプソケットに挿入して導通するために口金およびランプピンを設けることにより、ランプピンを介してインバータ装置と冷陰極蛍光管からなる点灯回路に電力が供給される。そして、この冷陰極蛍光ランプにおいては、複数本の冷陰極蛍光管はランプカバー内において互いに横方向に並ぶように並列に配置され、さらに、冷陰極蛍光管同士の間に空間を設け、この空間にインバータ装置を収容するようにしている。

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〜３２．５ｍｍ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、インバータ装置の具体的な収容手段に意を払ったものであり、前記請求項１または２記載の冷陰極蛍光ランプにおいて、インバータ装置を挿通可能なインバータ支持穴を中央に設けると共に、前記インバータ支持穴の外側に冷陰極蛍光管同士の間隔に合致して複数の蛍光管挿通穴を設けた架橋部材を複数個有し、前記架橋部材に各冷陰極蛍光管を挿通することにより冷陰極蛍光管同士を結合すると共に、インバータ装置を前記各架橋部材間に架け渡すことにより冷陰極蛍光管同士の間に支持したことを特徴とする。

請求項４記載の発明は、前記請求項１から３のいずれかに記載の冷陰極蛍光ランプにおいて、冷陰極蛍光管からの照明光の反射効率が高まるように、インバータ装置に淡色の塗装を施したことを特徴とする。

請求項５記載の発明は、前記請求項１から４のいずれかに記載の冷陰極蛍光ランプにおいて、冷陰極蛍光管からの照明光がランプカバーの管壁で乱反射するように、蛍光灯用ガラス管からなるランプカバーを光透過率が９０％以上のフロスト状としたことを特徴とする。

請求項６記載の発明は、前記請求項１から４のいずれかに記載の冷陰極蛍光ランプにおいて、冷陰極蛍光管からの照明光が屈折により拡散するように、プラスチック樹脂管からなるランプカバーを光透過率が９０％以上の半透明状としたことを特徴とする。

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、ランプ内に冷陰極蛍光管を駆動するインバータを内蔵させる事により、ランプには一般の商用電源または低圧の直流電源を供給するだけであり、従来の照明器具と同様のランプソケットなどを使用しても使用者の安全は担保される。

一方、インバータをランプカバー内に収容した場合、点灯時にインバータの影が生じるおそれがある。蛍光管を収容したランプカバー内にインバータを収容することは、電球型蛍光灯の分野において公知である。しかしながら、この種の蛍光灯においては照明光は口金と対向する方向に分布され、しかも口金自体も電球用の大きなものなのでインバータの大半は口金付近に退避可能となり、前記の影の問題が考慮される技術的必然性がない。これに対し、通常の蛍光灯と同様のランプカバー内にインバータを収容する場合はそのような退避手段をとることができず、本願発明に特有の技術的課題となる。

これに関し、本願発明においては複数本の冷陰極蛍光管を互いに横方向に並ぶように並列にランプカバー内に配置し、さらに、冷陰極蛍光管同士の間に空間を設け、この空間にインバータ装置を収容するので、インバータ装置はもともとデッドスペースである冷陰極蛍光管同士の間に位置することになり、インバータ装置による影の影響は最小限に止められることになる。また、ランプカバー内に複数本の冷陰極蛍光管を収容することは、同じ寸法の１本の蛍光灯に匹敵する光量を確保することにもつながり、影の防止と光量の確保という複合的な作用を生じることになる。

さらに、請求項４記載の発明によれば、インバータ装置に淡色の塗装を施すことにより反射効率を高めるので、冷陰極蛍光管からの照明光がインバータ装置によって遮られたとしても、それに反射して照射されるので、インバータ装置による影の影響は最小限に止められることになる。なお、この効果の詳細は発明を実施するための最良の形態の欄で後記する。

また、請求項５記載の発明によれば、蛍光灯用ガラス管からなるランプカバーを光透過率が９０％以上のフロスト状とすることにより、冷陰極蛍光管からの照明光をランプカバーの管壁で乱反射させるので、インバータ装置による影の影響は最小限に止められることになる。

また、請求項６記載の発明によれば、プラスチック樹脂管からなるランプカバーを光透過率が９０％以上の半透明状とすることにより、冷陰極蛍光管からの照明光を屈折により拡散させるので、インバータ装置による影の影響は最小限に止められることになる。

次に、請求項３記載の発明によれば、各冷陰極蛍光管を挿通した複数個の架橋部材間にインバータ装置を架け渡しているが、これは同時に各冷陰極蛍光管が架橋部材により結合されて集合体化とすることを意味し、インバータ装置の収容に加え、集合体化により外的衝撃に対する各冷陰極蛍光管の強度を向上させる複合的な作用も生じることとなる。

以上の作用・効果を有する本願発明の冷陰極蛍光ランプは商業的な見地からは、第１に、ランプ内に冷陰極蛍光管を駆動するインバータを内蔵させることにより、照明器具内に安定器とグロースタータまたはインバーター等のランプ点灯用の別部品とそれらへの配線が不要となり、簡潔な構成・コンパクト・安価な照明器具が実現できることとなる。第２に、従来の蛍光灯と同形状であり、また、一般の商用電源または低圧の直流電源で済むので、器具の本体とランプソケットは既存の物を流用する事が可能になり、容易に製品化できることとなる。

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は本願発明の冷陰極蛍光ランプ１の全体の構成を示す一部切り欠き斜視図である。図中符号２はランプカバーであり、内部に複数本の冷陰極蛍光管３が収容される。この実施例においては、冷陰極蛍光管は２本収容しているが、本数はこれに限られないことは勿論である。

図８は冷陰極蛍光ランプ１の組み立て構造を示す図である。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７が突設され、このランプピンは冷陰極蛍光管の点灯回路に接続される。図１０はこの点灯回路のブロック図である。この回路においてはランプピン７はインバータ装置１０に接続され、このインバータ装置はそこに接続された冷陰極蛍光管３を駆動する。

前記の冷陰極蛍光管３はランプカバー１内において互いに横方向に並ぶように並列に配置され、さらに、冷陰極蛍光管同士の間に空間を設け、この空間にインバータ装置を収容するようにしている。図中符号１０はインバータ装置であり、基板１１上に出力トランス１２、コンデンサー１３、チョークコイル１４などの部品が実装される。

図中符号２０は前記のインバータ装置１０を冷陰極蛍光管同士の間に支持するための架橋部材であり、ここではプラスチックなどの絶縁素材により構成される。この架橋部材２０はインバータ装置１０を挿通可能なインバータ支持穴２１を中央に設けると共に、前記インバータ支持穴の外側に冷陰極蛍光管３同士の間隔に合致して複数の蛍光管挿通穴２３を設けた構成よりなる( 図５〜７参照）。この架橋部材２０は少なくとも２個用意され、各冷陰極蛍光管３を蛍光管挿通穴２３に挿通することにより冷陰極蛍光管同士を結合すると共に、インバータ装置１０を間隔を開けて配した各架橋部材の受け部分２２間に架け渡すことにより支持する。

なお、図示しないが、前記の架橋部材２０はその外周の一部がランプカバー１の内壁面に当接するようにしてよく、そうした場合は架橋部材により結合されて集合体化した各冷陰極蛍光管３はランプカバーとも一体化することになり、強度はより高まることになる。

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り、ここでは２本の冷陰極蛍光管３を収容している。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〜３２．５ｍｍ（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。

前記したように、本願発明においては、もともとデッドスペースである冷陰極蛍光管同士の間にインバータ装置を位置することにより、インバータ装置による影の影響を最小限に止めているが、この実施例では影響をより少なくするためにさらに次の各手段を講じている。先ず、ここではインバータ装置１０に例えば白色などの淡色の塗装を施すことにより反射効率を高めている。こうすることにより、図９に示すように上下の冷陰極蛍光管３、３からの照明光がインバータ装置１０によって遮られたとしても、それに反射して照射されるので、インバータ装置による影の影響は最小限に止められることになる。すなわち、図において上方の冷陰極蛍光管３からの下方に向けた照明光はインバータ装置１０により遮られるが、その上面で反射して上方のＸ、Ｘ方向に照射されることになる。一方、下方の冷陰極蛍光管３からの上方に向けた照明光はインバータ装置１０により遮られるが、その下面で反射して下方のＹ、Ｙ方向に照射されることになる。この場合、上方のＸ、Ｘ方向への照射はインバータ装置１０が存しない場合の下方の冷陰極蛍光管３からの照射に該当し、下方のＹ、Ｙ方向への照射はインバータ装置１０が存しない場合の上方の冷陰極蛍光管３からの照射に該当するので、結果的に影の影響は最小限に止められることとなる。

なお、図示しないが、基板上１１に部品が実装されることにより表面の形状が不規則となっているインバータ装置１０の上面にカバーを施すことにより、その表面を冷陰極蛍光管３からの照明光が反射しやすいようにしてもよい。

次に、ここではランプカバー２として蛍光灯用ガラス管を使用する場合は、それを光透過率が９０％以上のフロスト状としている。そうすることにより、冷陰極蛍光管３からの照明光の一部はガラス管の内壁面により乱反射された後、透過して外部に照射されるので、見かけ上、インバータ装置の影が見えにくくなることとなる。

また、ここではランプカバー２としてポリカーボネイトなどのプラスチック樹脂管を使用する場合は、光透過率が９０％以上の半透明状としている。そうすることにより、ランプカバーを透過する冷陰極蛍光管３からの照明光は屈折により拡散して外部に照射されるので、見かけ上、インバータ装置の影が見えにくくなることとなる。

本願発明の冷陰極蛍光ランプの一部切り欠き斜視図。 同上、ランプカバーおよび口金を外した状態の平面図。 同上、ランプカバーおよび口金を外した状態の底面図。 同上、ランプカバーおよび口金を外した状態の正面図。 同上、ランプカバーおよび口金を外した状態の左側面図。 同上、ランプカバーおよび口金を外した状態の右側面図。 同上、ランプカバーおよび口金を外した状態の図４のＡ−Ａ線端面図。 本願発明の冷陰極蛍光ランプの口金付近の断面図。 本願発明の冷陰極蛍光ランプの作用を示すための一部省略断面図。 本願発明の冷陰極蛍光ランプの点灯回路のブロック図。

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
７ ランプピン
１０ インバータ装置
２０ 架橋部材

Claims (6)

1. 筒状のランプカバーと、ランプカバー内に並列に配置して収容される複数本の冷陰極蛍光管と、ランプカバー内に収容されるインバータ装置と、ランプカバーの両端に設けられる口金およびランプピンからなり、ランプソケットに挿入して導通すべき前記ランプピンを介してインバータ装置と冷陰極蛍光管からなる点灯回路に電力を供給する冷陰極蛍光ランプにおいて、冷陰極蛍光管同士の間に空間を設け、この空間にインバータ装置を収容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〜３２．５ｍｍ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. インバータ装置を挿通可能なインバータ支持穴を中央に設けると共に、前記インバータ支持穴の外側に冷陰極蛍光管同士の間隔に合致して複数の蛍光管挿通穴を設けた架橋部材を複数個有し、前記架橋部材に各冷陰極蛍光管を挿通することにより冷陰極蛍光管同士を結合すると共に、インバータ装置を前記各架橋部材間に架け渡すことにより冷陰極蛍光管同士の間に支持した請求項１または２記載の冷陰極蛍光ランプ。
4. 冷陰極蛍光管からの照明光の反射効率が高まるように、インバータ装置に淡色の塗装を施した請求項１から３のいずれかに記載の冷陰極蛍光ランプ。
5. 冷陰極蛍光管からの照明光がランプカバーの管壁で乱反射するように、蛍光灯用ガラス管からなるランプカバーを光透過率が９０％以上のフロスト状とした請求項１から４のいずれかに記載の冷陰極蛍光ランプ。
6. 冷陰極蛍光管からの照明光が屈折により拡散するように、プラスチック樹脂管からなるランプカバーを光透過率が９０％以上の半透明状とした請求項１から４のいずれかに記載の冷陰極蛍光ランプ。

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