JP3573140B2

JP3573140B2 - 蛍光ランプ

Info

Publication number: JP3573140B2
Application number: JP2002142668A
Authority: JP
Inventors: 稔明星
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2002-05-17
Filing date: 2002-05-17
Publication date: 2004-10-06
Anticipated expiration: 2022-05-17
Also published as: JP2003331788A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子安定器と組み合わされて高周波点灯される蛍光ランプに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図８に示すような一般の蛍光ランプは、電子安定器を用いた高周波回路と組み合わせて点灯される場合には、エミッタが枯渇した電極フィラメント１の断線前から、バルブ１２のステムガラス４の表面４ａに電極フィラメント１の材料である金属スパッタ膜６（ステムガラス４の表面４ａの発熱要因）が被着し、リード線２ａ、２ｂの根元部分と電極フィラメント１の対極の電極フィラメントとの間で間欠的にパルス放電（以下、「間欠異常放電」という）が発生する。その結果、ステムガラス４の表面４ａが発熱して溶け出してランプ端部の熱的損壊を引き起こすという問題があった。
【０００３】
その対策として、特開２００１−５２６５０号公報には、エミッタが枯渇した電極寿命末期時に、リード線の根元部分のバルブが溶け出すのを抑制し、ランプ端部の熱的損壊を防止するために、図９に示すように、口金１１が取り付けられたバルブ１２と、そのバルブ１２のステムガラス１３によって閉塞された両端部に２本のリード線１４ａ、１４ｂが貫通されており、このリード線１４ａ、１４ｂ間にエミッタを塗布した電極フィラメント１５が架設されたものであって、熱伝導性の純鉄製金属ピン１６ａ、１６ｂがリード線１４ａ、１４ｂの根元部分に接して設けられているとともに、熱伝導性でかつ非導電性のセラミック製放熱体１７ａ、１７ｂが純鉄製金属ピン１６ａ、１６ｂに接して設けられている蛍光ランプが開示されている。そして、この蛍光ランプにおいても、低コスト化や小型化が要望されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開２００１−５２６５０号公報に開示された蛍光ランプは、純鉄製金属ピン１６ａ、１６ｂの円筒状基部１８ａ、１８ｂの外面と、異種材料であるセラミック製放熱体１７ａ、１７ｂの貫通孔１９ａ、１９ｂの内面とが互いに向き合って接触するように挿入されて設けられており、例えば、バルブの管径を細くして小型化を図る場合、純鉄製金属ピン１６ａ、１６ｂ及びセラミック製放熱体１７ａ、１７ｂの部品がさらに小さくなる。その結果、それぞれの部品の加工精度を高くする必要があり部品加工が難しく、かつステムガラス１３に設けられたリード線１４ａ、１４ｂに２つの部品を組み込むため、蛍光ランプの生産性が低下して、製造コストが高くなるという問題があった。
【０００５】
また、熱膨張係数が異なる２つの部品（セラミックの熱膨張係数は鉄の約１／４）で構成されているため、ランプ動作中に純鉄製金属ピン１６ａ、１６ｂの円筒状基部１８ａ、１８ｂとセラミック製放熱体１７ａ、１７ｂの貫通孔１９ａ、１９ｂの熱膨張差により、純鉄製金属ピン１６ａ、１６ｂの円筒状基部１８ａ、１８ｂとセラミック製放熱体１７ａ、１７ｂの貫通孔１９ａ、１９ｂとの間で隙間が発生するもの、或いはセラミック製放熱体１７ａ、１７ｂが破損するものがある。その結果、上記いずれの場合も円筒状基部１８ａ、１８ｂの外面と貫通孔１９ａ、１９ｂの内面との接触が悪くなり、セラミック製放熱体１７ａ、１７ｂの放熱効果が低下し、エミッタが枯渇した電極寿命末期にリード線１４ａ、１４ｂの根元部分のステムガラス１３が溶け出すというランプ端部の熱的損壊を起こすという問題があった。
【０００６】
本発明は、蛍光ランプの生産性を損なうことなく、エミッタが枯渇した電極寿命末期にランプ端部の熱的損壊を防止することができる蛍光ランプを得ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の蛍光ランプは、バルブが閉塞された両端部に２本のリード線が貫通されており、このリード線間に電極フィラメントが架設された蛍光ランプであって、金属製の放熱体が前記リード線のそれぞれの根元部分に設けられているとともに、前記２本のリード線によって形成される面において前記バルブ端部のガラス表面と対向する前記放熱体の外周側端部が前記ガラス表面から離間した位置に設けられていることを特徴とする蛍光ランプ。
【０００８】
この構成により、従来必要であった２つの純鉄製金属ピン及び２つのセラミック製放熱体の４つの部品から、２つの金属製の放熱体の部品に部品点数を少なくできたり、その部品加工や組み立てが容易となる。また、リード線と同等の熱膨張係数の放熱体を使用しているので、ランプ動作中であっても、リード線と放熱体との接触性が良好となり、優れた放熱効果を得ることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
【００１０】
（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態である定格電力３６Ｗの蛍光ランプ２０は、図１に示すように、外径が２０ｍｍであるソーダライムガラス製の２つの管部２１をブリッジ接合し、内面に蛍光体２２を塗布したバルブ２３と、このバルブ２３の端部に設けられ、かつ後述の電極フィラメント２４に電流を供給するための金属端子２５ａ、２５ｂを有するポリエチレンテレフタレートの口金２６とを備えている。そして、バルブ２３内には、水銀滴とガス圧力が３００Ｐａ〜５００Ｐａのアルゴンガスとが封入されている。
【００１１】
次に、バルブ２３の両端部の構成について説明する。ただし、バルブ２３の各端部の構成は同じであるので、一方のみを図１又は図２に用いて説明する。
【００１２】
バルブ２３の端部は、図２に示すように、鉛ガラス製のステムガラス２７によって閉塞され、その閉塞されたステムガラス２７の両端部に直径０．６ｍｍのニッケルめっきされた鉄線からなる２本のリード線２８ａ、２８ｂが貫通されており、この２本のリード線２８ａ、２８ｂ間にエミッタを塗布したタングステン製の電極フィラメント２４が架設された構成である。
【００１３】
放熱体２９ａ、２９ｂは、表面にニッケルめっきされた純鉄からなる金属材料からなり、例えば、外径がφ２．６ｍｍ〜φ８ｍｍ、長さが３ｍｍ〜６ｍｍの円筒柱３０ｃの両端に鈍角のテーパー状部３０ａ、３０ｂが形成された柱状のもので、その柱状の中心軸上には内径０．６１ｍｍの貫通孔３１ａ、３１ｂを有している。詳しくは、放熱体２９ａ、２９ｂの総表面積を５０ｍｍ^２以上とし、かつ、ステムガラス表面２７ａに放熱体２９ａ、２９ｂが投影された投影断面において、リード線２８ａ、２８ｂの中心から投影断面外周縁までの最短距離ｒを１．３ｍｍ〜４．０ｍｍとしたものである。
【００１４】
また、放熱体２９ａ、２９ｂは、その貫通孔３１ａ、３１ｂをリード線２８ａ、２８ｂに挿入し、ステムガラス表面２７ａに当接させてリード線２８ａ、２８ｂの根元部分に設けられているとともに、２本のリード線２８ａ、２８ｂによって形成される面においてステムガラス表面２７ａと対向する放熱体２９ａ、２９ｂの外周部３２ａ、３２ｂではステムガラス表面２７ａに対して０．１ｍｍ〜２ｍｍに離間させた位置で、リード線２８ａ、２８ｂにカシメ又は溶接にて固着されている。詳しくは、放熱体２９ａ、２９ｂの電極フィラメント２４側の端部３０ｂがリード線２８ａ、２８ｂにカシメ又は溶接にて固着されている。この構成により、放熱体２９ａ、２９ｂのステムガラス２７側の端部３０ａがリード線２８ａ、２８ｂにカシメ又は溶接にて固着されているものに比べ、リード線２８ａ、２８ｂの電極フィラメント２４側からの伝達熱が放熱体２９ａ、２９ｂによってバルブ２３内へ熱拡散効果がより確実となる。その結果、リード線２８ａ、２８ｂの根本部分への加熱を抑制することができる。
【００１５】
そして、本発明の蛍光ランプ２０の点灯評価回路には、図３に示すように、回路構成が簡単でかつ安価であるＣ予熱形電子安定器４０を用いている。この電子安定器４０は、蛍光ランプ２０と並列にかつ蛍光ランプ２０の非電源側に接続されたコンデンサ４１と、蛍光ランプ２０と直列にかつ蛍光ランプ２０の電源側に接続されたインダクタンス４２とからなる。また、４３はスイッチング電源素子を示す。
【００１６】
次に、上記本発明の第１の実施の形態の作用効果について説明する。
【００１７】
本発明の蛍光ランプは、放熱体２９ａ、２９ｂがリード線２８ａ、２８ｂのそれぞれの根元部分に設けられているとともに、２本のリード線２８ａ、２８ｂによって形成される面においてステムガラス表面２７ａと対向する放熱体２９ａ、２９ｂの外周側端部３２ａ、３２ｂがステムガラス表面２７ａから離間した位置に設けられているので、エミッタが枯渇した電極寿命末期において、図２に示すように、発熱の要因である電極フィラメント２４材料の金属スパッタ膜３３がステムガラス表面２７ａに被着されても、前記離間した離間部３４（図１も参照）によりリード線２８ａとリード線２８ｂとの短絡（リード線間の被膜抵抗が十数ｋΩより小さくなること）を回避することができる。その結果、リード線２８ａ、２８ｂの根元部分と電極フィラメント２４の対極の電極フィラメントとの間での間欠異常放電をほとんど防止することができ、ステムガラス２７の発熱を防止できる。さらに、鉄線からなるリード線２８ａ、２８ｂと同等の熱膨張係数の純鉄からなる放熱体２９ａ、２９ｂを使用しているので、ランプ動作中であっても、リード線２８ａ、２８ｂと放熱体２９ａ、２９ｂとの接触部において熱膨張差による隙間が発生する等の問題はなく、つまり、リード線２８ａ、２８ｂの外面と放熱体２９ａ、２９ｂの貫通孔２０ａ、２０ｂの内面との接触性が良好であり、優れた放熱効果を得ることができる。その結果、エミッタが枯渇した電極寿命末期に、ステムガラス２７が溶け出すことがなく、ランプ端部の熱的損壊を防止することができる。
【００１８】
さらに、図９に示す従来の純鉄製金属ピン１６ａ、１６ｂ及びセラミック製放熱体１７ａ、１７ｂの４つの部品を、図２に示す金属製の放熱体２９ａ、２９ｂの２つの部品に部品点数を少なくできるので部品加工や組み立てが容易となる。その結果、蛍光ランプの生産性が向上して、製造コストも低減することができる。
【００１９】
また、本発明の蛍光ランプは、放熱体２９ａ、２９ｂを柱状にしたことにより、リード線２８ａ、２８ｂの電極フィラメント１４側からの伝達熱が放熱体２９ａ、２９ｂの中をバルク拡散して前記柱状表面から放熱されるので、バルブ１３内への熱拡散効果が大きく、ステムガラス２７への伝熱量を小さくすることができる。好ましくは、放熱体２９ａ、２９ｂの総表面積を５０ｍｍ^２以上とし、これにより、ステムガラス２７が溶け出すというランプ端部の熱的損壊を防止することができる。
【００２０】
そして、バルブ２３の端部であるステムガラス表面２７ａに投影される放熱体２９ａ、２９ｂの投影断面において、リード線２８ａ、２８ｂの中心から投影断面外周縁の最短距離ｒが１．３ｍｍ〜４．０ｍｍとしたことにより、ステムガラス２７と放熱体２９ａ、２９ｂとの間のリード線２８ａ、２８ｂの根元部分への前記パルス放電の回り込みを回避することができる。その結果、電極フィラメント２４ａ、２４ｂ間の間欠異常放電によるランプ端部が熱的損壊を防止できる。さらに、リード線２８ａ、２８ｂの根元部分において、ステムガラス面２７ａから放熱体２９ａ、２９ｂまでの距離が２ｍｍ以下であることにより、リード線２８ａ、２８ｂの根元部分への放電の回り込みを軽減することができる。
【００２１】
また、ステムガラス表面２７ａから放熱体２９ａ、２９ｂの外周側端部までの距離を０．１ｍｍ〜０．２ｍｍにしたことにより、ステムガラス表面２７ａに被着する金属スパッタ膜を介して放熱体２９ａと放熱体２９ｂとの短絡を回避することができる。
【００２２】
（第２の実施の形態）
図４は本発明の第２の実施の形態を示し、この実施の形態は、上記第１の実施の形態とは放熱体２２９ａ、２２９ｂがステムガラス２７側にリング状の鍔部２３０を有する筒状体で形成され、その筒状体の先端部２３１をカシメにて固着されている点が相違する。この鍔部２３０により、ステムガラス２７と放熱体２２９ａ、２２９ｂとの間のリード線２８ａ、２８ｂの根元部分への放電の回り込みを阻止することができる。
【００２３】
（第３の実施の形態）
図５は本発明の第３の実施の形態を示し、この実施の形態は、上記第１の実施の形態とは放熱体３２９ａ、３２９ｂが円筒体３３０ａの外周面に放射状に複数枚の羽板３３０ｂを有する点が相違する。この複数枚の羽板３３０ｂにより放熱するための表面積が増加し、優れた放熱効果を得ることができる。
【００２４】
（第４の実施の形態）
図６は本発明の第４の実施の形態を示し、この実施の形態は、上記第１の実施の形態とは放熱体４２９ａ、４２９ｂが逆方向に折り曲げられたＬ字状の一対の金属板４３０ａ、４３０ｂであって、一対の金属板４３０ａ、４３０ｂをリード線２８ａ、２８ｂを挟んでリード線２８ａ、２８ｂに溶接にて固着し、かつ、金属板４３０ａ、４３０ｂのＬ字の方向がリード線２８ａ、２８ｂ間を結ぶ線の方向と同方向に位置している点が相違する。この構成により、リード線２８ａ、２８ｂ間に電極フィラメント２４を固着前又は固着後において金属板４３０ａ、４３０ｂをリード線２８ａ、２８ｂに固着することができ生産工程の裕度を大きくすることができる。
【００２５】
なお、放熱体の柱状として、上記第１実施の形態では、放熱体２９ａ、２９ｂが両端部にテーパー状部を有する柱状のものであるが、これに限らず、図７に示すように、放熱体５２９ａ、５２９ｂが両端部にフランジ部５３０ａ、５３０ｂを有する円筒のもの（第５の実施の形態）、図４に示す鍔部２３０を有する円筒のもの、図５に示す外周面に羽部３３０ｂを有する円筒のもの、前記図７、図４、図５に示す各放熱体が円筒でなく正多角筒のもの、或いは、実質的に円筒または正多角筒等のものも含むものである。
【００２６】
上記第１〜第５の各実施の形態では、放熱体の材料を純鉄としたが、これに限らす、純鉄を主成分とする合金の表面にニッケルめっきされたものでもよい。これにより、点灯中、放熱体からの不純ガスの発生を防止することができ、その結果、放熱体の軟化変形を防止することができる。
【００２７】
また、同じく上記各実施の形態では、リード線の根元部分において、放熱体の中心部をステムガラス表面と当接したものであるが、これに限らず、放熱体の端部中心部をステムガラス表面から距離２ｍｍまで離間させてもよい。
【００２８】
さらに、同じく上記各実施の形態では、管外径サイズが２０ｍｍ管の２本管形コンパクト蛍光ランプで適用したが、これに限らず、管外径サイズが１２．５ｍｍ管〜３８ｍｍ管の直管蛍光ランプ、環形蛍光ランプ、二重環形蛍光ランプ等の周知の蛍光ランプに広く適用することができる。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、蛍光ランプの生産性を損なうことなく、エミッタが枯渇した電極寿命末期にランプ端部の熱的損壊を防止することができる蛍光ランプを実現できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態である高圧金属蒸気放電ランプを示す正面図
【図２】同じくバルブの端部を示す要部切欠斜視図
【図３】同蛍光ランプを点灯させるための点灯回路を示す回路図
【図４】本発明の第２の実施の形態であるバルブの端部を示す要部切欠斜視図
【図５】本発明の第３の実施の形態であるバルブの端部を示す要部切欠斜視図
【図６】本発明の第４の実施の形態であるバルブの端部を示す要部切欠斜視図
【図７】本発明の第５の実施の形態であるバルブの端部を示す要部切欠斜視図
【図８】従来の蛍光ランプのバルブの端部を示す要部切欠斜視図
【図９】従来の他の蛍光ランプのバルブの端部を示す切欠断面図
【符号の説明】
２３バルブ
２４電極フィラメント
２７ａガラス表面
２８ａ、２８ｂリード線
２９ａ、２９ｂ放熱体

Claims

バルブが閉塞された両端部に２本のリード線が貫通されており、このリード線間に電極フィラメントが架設された蛍光ランプであって、金属製の放熱体が前記リード線のそれぞれの根元部分に設けられているとともに、前記２本のリード線によって形成される面において前記バルブ端部のガラス表面と対向する前記放熱体の外周側端部が前記ガラス表面から離間した位置に設けられていることを特徴とする蛍光ランプ。
前記放熱体の総表面積が５０ｍｍ²以上であることを特徴とする請求項１に記載の蛍光ランプ。
前記ガラス表面から前記放熱体の外周側端部までの距離が０．１ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の蛍光ランプ。
前記リード線の根元部分において、前記ガラス表面から前記放熱体までの距離が２ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の蛍光ランプ。
前記ガラス表面に投影された前記放熱体における前記外周側端部投影断面において、前記リード線の中心から前記投影断面外周縁までの最短距離が１．３ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の蛍光ランプ。
前記放熱体が前記リード線の方向に柱状に形成されたものであることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の蛍光ランプ。