JP3977564B2 - 環形蛍光ランプおよび照明器具 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、環形蛍光ランプおよびこの環形蛍光ランプを用いた照明器具に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、一般に用いられている環形蛍光ランプのガラスバルブの環外径は、例えば30W形で225mm、32W形で299mm、40W形で373mmであり、各ガラスバルブとも管外径が29mmになっている。
【0003】
この環形蛍光ランプを用いた照明器具は、例えば特開平4−212276号公報に記載されているように、天板の下面に円錐台形状の器具本体を設け、この器具本体から下方にソケットとランプホルダとを対称的に突設し、そのソケットに環形蛍光ランプの口金を接続するとともに、ランプホルダに環形蛍光ランプの口金とは反対のガラスバルブ部分を嵌合し、器具本体の下方に環形蛍光ランプを配設している。そして、器具本体内に内蔵されたインバータ点灯回路などの高周波点灯回路にて高周波電力を環形蛍光ランプに供給し、環形蛍光ランプを点灯させる。
【0004】
ところで、近年、住居空間における視環境を快適にするため、インテリア用品の小形化、薄形化が望まれる傾向にある。照明器具もインテリアの一部として位置付けられているとともに、天井面を高く見せることができるなどの理由によって、薄形化の要求が高まっている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の環形蛍光ランプを器具本体に配設するような照明器具では、環形蛍光ランプを含む器具全体を薄形化しにくい問題がある。
【0006】
つまり、環形蛍光ランプは、ランプホルダ、ランプソケットによって接続保持されるので、高さ方向のスペースが多く必要になり、器具本体の厚さが比較的大きくなってしまう。また、一般的な環形蛍光ランプは管外径が29mmなので、所望の厚さで照明器具を形成するには限界がある。
【0007】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、器具の薄形化に対応できる環形蛍光ランプおよびこの環形蛍光ランプを用いた照明器具を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明の環形蛍光ランプは、従来から家庭用照明器具等に多く使用されている30W形、32W形および40W形の環形蛍光ランプとほぼ同じ大きさでありながら、かつ、蛍光ランプの薄形化を実現したものである。
【0009】
ガラスバルブの管外径は、15〜18mmの範囲内である。なお、ガラスバルブを曲成加工するとき、若干管外径が小さくなって部分的に上記範囲から外れることが考えられるが、本発明の場合、その大部分が上記範囲内であればよい。
【0010】
蛍光ランプは一般的にその管径を小さくすればランプ効率が向上することが知られている。従来の環形蛍光ランプのランプ効率を10%以上向上させるためには、管外径を65%以下に小さくする必要があることが実験によって確かめられた。すなわち、肉厚が約1mm程度、特に0.8〜1.2mmのソーダライムガラス製のガラスバルブでは、管外径が18mm以下であればよい。また、この大きさによれば、環形蛍光ランプとしての薄形化も十分満足できることが視覚的に確かめられた。
【0011】
管外径を15mm未満とすると、ランプ効率は数値的に満足できても、従来の環形蛍光ランプと同等の光出力が得られないので実用的ではなく、かつ、ガラスバルブを環状に曲成加工することが極めて困難になる。
【0012】
ガラスバルブの環径は、従来の環外径の±5%以内であることが望ましい。30W形に相当するものであれば環外径は210〜235mm、32W形に相当するものであれば環外径は285〜310mm、40W形に相当するものであれば環外径は365〜390mmの範囲内である。
【0013】
この範囲が望ましい理由は、従来の環外径に近似させて管外径を小さくすることによって従来の環形蛍光ランプの大きさのイメージのままでランプの薄形化が実現できることおよび従来の環外径に近似させれば管外径が小さくても放電路長を大きく取れることにある。
【0014】
なお、環外径が390mmを超えると、放電路長が大きくなり過ぎて始動電圧を従来より著しく高くする必要があるので回路部品が高価になるなどの問題があり、一般用照明器具用の環形蛍光ランプとしては実現性が低い。
【0015】
請求項1の環形蛍光ランプは、環外径が285〜310mm、管外径が15〜18mm、肉厚が0.8〜1.2mmであり内面側に蛍光体が塗布され、少なくとも一方の端部に排気管が突出して設けられた環状のガラスバルブと;ガラスバルブ内に封入された水銀および希ガスと;ガラスバルブ内に放電を生起させるようにガラスバルブ内の両端部に封装された一対の電極手段と;長手方向に沿って2つに分割されており、一方の外側の中央部にランプ中心側に傾くように口金ピンが突設され、一方と他方とで中空円筒状をなしてガラスバルブの両端に跨って被着された口金と;を具備しており、20〜40Wの範囲内のランプ電力で、かつ、10kHz以上の高周波で点灯するように構成されているとともに、前記口金の分割されたうちの一方側のみに端部移動規制手段が設けられており、この端部移動規制手段はガラスバルブの前記一方の端部よりも口金ピン側の内面位置に前記排気管に当らない高さで、かつガラスバルブの両端同士が接近する方向にガラスバルブが変形しようとしたときに前記排気管の先端が口金内部の部位に当接しないようにガラスバルブの前記一方の端部の移動を規制可能な位置に配設されていることを特徴とする。
【0016】
請求項1の環形蛍光ランプを約23Wの入力で点灯させると、ランプ効率は従来の32W形の環形蛍光ランプに比べて約10%向上するとともにほぼ同レベルの全光束を出力するように点灯し、約38Wの入力で点灯させると全光束は従来の32W形の環形蛍光ランプよりも大幅に向上し、効率もほぼ同レベルで点灯する。27Wの入力で点灯させると、従来と同等の全光束を出力するとともにランプ効率が向上して点灯する。また、管外径が15〜18mm、肉厚が0.8〜1.2mmの環状のガラスバルブはその両端部間が接近する方向にたわみやすくなるが、端部移動規制手段を口金内面側に設けることでガラスバルブの両端部間が接近する方向に大きく移動することがなくなる。
【0017】
しかし、20〜40Wの範囲内のランプ電力で全て点灯する必要はなく、この範囲内の所望のランプ電力を定格電力と定めて点灯するように構成されていればよい。
【0018】
請求項2は、請求項1の環形蛍光ランプにおいて、定格ランプ電力は23W、高出力特性のランプ電力は38Wで構成されていることを特徴とする。
【0019】
請求項3は、請求項1の環形蛍光ランプにおいて、定格ランプ電力は27W、高出力特性のランプ電力は38Wで構成されていることを特徴とする。
【0020】
請求項4の環形蛍光ランプは、環外径が365〜390mm、管外径が15〜18mm、肉厚が0.8〜1.2mmであり内面側に蛍光体が塗布され、少なくとも一方の端部に排気管が突出して設けられた環状のガラスバルブと;ガラスバルブ内に封入された水銀および希ガスと;ガラスバルブ内に放電を生起させるようにガラスバルブ内の両端部に封装された一対の電極手段と;長手方向に沿って2つに分割されており、一方の外側の中央部にランプ中心側に傾くように口金ピンが突設され、一方と他方とで中空円筒状をなしてガラスバルブの両端に跨って被着された口金と;を具備しており、28〜50Wの範囲内のランプ電力で、かつ、10kHz以上の高周波で点灯するように構成されているとともに、前記口金の分割されたうちの一方側のみに端部移動規制手段が設けられており、この端部移動規制手段はガラスバルブの前記一方の端部よりも口金ピン側の内面位置に前記排気管に当らない高さで、かつガラスバルブの両端同士が接近する方向にガラスバルブが変形しようとしたときに前記排気管の先端が口金内部の部位に当接しないようにガラスバルブの前記一方の端部の移動を規制可能な位置に配設されていることを特徴とする。
【0021】
請求項4の環形蛍光ランプを約30Wの入力で点灯させると、ランプ効率は従来の40W形の環形蛍光ランプに比べて約10%向上するとともにほぼ同レベルの全光束を出力するように点灯し、約48Wの入力で点灯させると全光束は従来の40W形の環形蛍光ランプよりも大幅に向上し、効率もほぼ同レベルで点灯する。34Wの入力で点灯させると、従来と同等の全光束を出力するとともにランプ効率が向上して点灯する。また、管外径が15〜18mm、肉厚が0.8〜1.2mmの環状のガラスバルブはその両端部間が接近する方向にたわみやすくなるが、端部移動規制手段を口金内面側に設けることでガラスバルブの両端部間が接近する方向に大きく移動することがなくなる。
【0022】
しかし、28〜50Wの範囲内のランプ電力で全て点灯する必要はなく、この範囲内の所望のランプ電力で点灯するように構成されていればよい。
【0023】
請求項5は、請求項4の環形蛍光ランプにおいて、定格ランプ電力は30W、高出力特性のランプ電力は48Wで構成されていることを特徴とする。
【0024】
請求項6は、請求項4の環形蛍光ランプにおいて、定格ランプ電力は34W、高出力特性のランプ電力は48Wで構成されていることを特徴とする。
【0025】
請求項7の環形蛍光ランプは、環外径が210〜235mm、管外径が15〜18mm、肉厚が0.8〜1.2mmであり内面側に蛍光体が塗布され、少なくとも一方の端部に排気管が突出して設けられた環状のガラスバルブと;ガラスバルブ内に封入された水銀および希ガスと;ガラスバルブ内に放電を生起させるようにガラスバルブ内の両端部に封装された一対の電極手段と;長手方向に沿って2つに分割されており、一方の外側の中央部にランプ中心側に傾くように口金ピンが突設され、一方と他方とで中空円筒状をなしてガラスバルブの両端に跨って被着された口金と;を具備しており、17〜30Wの範囲内のランプ電力で、かつ、10kHz以上の高周波で点灯するように構成されているとともに、前記口金の分割されたうちの一方側のみに端部移動規制手段が設けられており、この端部移動規制手段はガラスバルブの前記一方の端部よりも口金ピン側の内面位置に前記排気管に当らない高さで、かつガラスバルブの両端同士が接近する方向にガラスバルブが変形しようとしたときに前記排気管の先端が口金内部の部位に当接しないようにガラスバルブの前記一方の端部の移動を規制可能な位置に配設されていることを特徴とする。
【0026】
請求項7の環形蛍光ランプを約17Wの入力で点灯させると、ランプ効率は従来の30W形の環形蛍光ランプに比べて大幅に向上して点灯し、28Wの入力で点灯させると、従来以上の全光束を出力するとともに従来以上のランプ効率で点灯する。約20Wの入力で点灯させると、17Wおよび28Wの全光束とランプ効率の中間レベルであって、従来の30W形に比べてランプ効率が大幅に向上するとともに同等レベルの全光束で点灯する。また、管外径が15〜18mm、肉厚が0.8〜1.2mmの環状のガラスバルブはその両端部間が接近する方向にたわみやすくなるが、端部移動規制手段を口金内面側に設けることでガラスバルブの両端部間が接近する方向に大きく移動することがなくなる。
【0027】
しかし、28〜50Wの範囲内のランプ電力で全て点灯する必要はなく、この範囲内の所望のランプ電力で点灯するように構成されていればよい。
【0028】
請求項8は、請求項7記載の環形蛍光ランプにおいて、定格ランプ電力は18W、高出力特性のランプ電力は28Wで構成されていることを特徴とする。
【0029】
請求項9は、請求項7記載の環形蛍光ランプにおいて、定格ランプ電力は20W、高出力特性のランプ電力は28Wで構成されていることを特徴とする。
【0030】
上記において、定格ランプ電力とは、JIS C 7601に定義されているようにランプに表示されているランプ電力である。これは、照明器具に装着されて点灯するとき、器具本体内の点灯回路から出力される電力にほぼ等しい値である。
【0031】
ガラスバルブは、ソーダライムガラスや鉛ガラスなどの軟質ガラスで形成されるが、ほうケイ酸ガラスや石英ガラスなどの硬質ガラス製であってもよい。バルブの肉厚は0.8〜1.2mm程度が望ましいがこれに限定されない。
【0032】
バルブ内に封入される希ガスには、アルゴン、ネオンまたはクリプトンなどが含まれる。
【0033】
一対の電極手段は、フィラメントにエミッタ物質が塗布された熱陰極形の電極が適用可能であるが、他の電極手段であってもよい。なお、ランプを高出力点灯させる必要がある場合には、熱陰極形の電極にトリプルコイルを用いることが好ましい。
【0034】
請求項1ないし9の環形蛍光ランプによれば、一般的な照明器具とほぼ同じ大きさでありながら薄形感を向上させた照明器具を構成することが可能となり、かつ、全光束や効率などのランプ特性も従来の環形蛍光ランプと同等以上のランプ特性を得ることができる。
【0035】
請求項10は、請求項1ないし9いずれか一記載の環形蛍光ランプにおいて、蛍光体は、ピーク波長がほぼ450nm、ほぼ540nm、ほぼ610nmにある3波長発光形であることを特徴とする。
【0036】
3波長発光形の蛍光体としては、450nm付近に発光ピーク波長を有する青系蛍光体としてBaMg2Al16O27:Eu2+、540nm付近に発光ピーク波長を有する緑系蛍光体として(La,Ce,Tb)PO4、610nm付近に発光ピーク波長を有する赤系蛍光体としてY2O3:Eu3+などが適用可能であるが、これらに限定されない。
【0037】
請求項10の環形蛍光ランプでは、請求項1ないし9いずれか一記載の環形蛍光ランプの作用に加えて、3波長発光形の蛍光体により、ランプ効率がさらに向上する。
【0038】
請求項11の環形蛍光ランプは、請求頃1ないし10いずれか一記載の環形蛍光ランプにおいて、ガラスバルブ内面には金属酸化物微粒子からなる保護層が形成されており、この保護層上に蛍光体が塗布されていることを特徴とする。
【0039】
保護膜の金属酸化物微粒子には、アルミナ(Al2O3)やシリカ(SiO2)など周知のものを用いることが可能である。
【0040】
請求項12の環形蛍光ランプは、請求頃1ないし11いずれか一記載の環形蛍光ランプにおいて、電極手段の近傍にアマルガムが配設されていることを特徴とする。
【0041】
電極近傍とは、電極を支持するリードワイヤ、このワイヤを支持するステムまたはこのステムに配設された細管内などの位置を意味するものであり、アマルガムは溶融、機械的保持などの手段によってこれらいずれかの位置に固定または収納される。
【0042】
請求項13の環形蛍光ランプは、請求項1ないし11いずれか一記載の環形蛍光ランプにおいて、ガラスバルブ内に移動可能に収納されたアマルガムを具備していることを特徴とする。
【0043】
請求項12または13において、アマルガムは、水銀と合金を作る物質であるビスマス(Bi)、インジウム(In)、鉛(Pb)、錫(Sn)、亜鉛(Zn)、カドミウム(Cd)、銀(Ag)等の中から選ばれた少なくとも1種と水銀との合金である。例えば、ビスマス−インジウム−水銀、ビスマス−インジウム−鉛−水銀、ビスマス−錫−水銀、亜鉛−水銀などが適用可能である。また、アマルガムはペレット状、柱状、板状などどのような形状であってもよい。
【0044】
請求項12または13の環形蛍光ランプでは、請求項1ないし11いずれか一記載の環形蛍光ランプの作用に加えて、ガラスバルブ内にアマルガムを配設したので、周囲温度が比較的高くなっても最適な状態で環形蛍光ランプが点灯される。
【0045】
請求項14の照明器具は、器具本体と;器具本体に配設された請求項1ないし13いずれか一記載の環形蛍光ランプと;環形蛍光ランプへ10kHz以上の高周波で、かつ、17〜50Wの点灯電力を供給する点灯回路と;を具備している。
【0046】
請求項15の照明器具は、器具本体と;器具本体に配設された請求項1、4および7記載から少なくとも2つ選択された環形蛍光ランプと;環形蛍光ランプへ10kHz以上の高周波で、かつ、17〜50Wの点灯電力を供給する点灯回路と;を具備している。
【0047】
請求項16の照明器具は、器具本体と;器具本体に配設された請求項2または3記載の環形蛍光ランプと;器具本体に配設された請求項5または6記載の環形蛍光ランプと;器具本体に配設された請求項8または9記載の環形蛍光ランプと;環形蛍光ランプへ10kHz以上の高周波で点灯電力を供給するとともに、定格ランプ電力および高出力特性のランプ電力のいずれかに切換えることが可能な切換手段を有する点灯回路と;を具備している。
【0048】
請求項14ないし16において、器具本体は天井直付形、天井吊下形または壁面取付形であって、グローブ、セード、反射かさなどが取付けられるものであってもよく、環形蛍光ランプが露出するもの、導光板を備えたものであってもよい。
【0049】
切換手段は、環形蛍光ランプを高効率点灯させるモードと、高出力点灯させるモードとに分かれていてもよく、これらモード間を連続的に変化させるものであってもよい。
【0050】
ところで、ランプ電力の異なる複数の環形蛍光ランプは、照明器具に同心状に同一平面上配設されるように装着されることがある。一方、環径の異なる2本のガラスバルブを同心状に同一平面配設した状態で1本の放電路を形成するように一体的に形成した環形蛍光ランプが開発されている。この一体形の環形蛍光ランプは、環径の異なる2本のガラスバルブの一端側に電極を封装し、他端側を気密に封止するとともに互いに連通する放電通路を形成するように連通部を有したものである。
【0051】
ランプ電力の異なる複数の環形蛍光ランプを同心状に同一平面上配設される場合、その外観は一体形の環形蛍光ランプに近似する。
【0052】
しかし、この一体形蛍光ランプは、連通部によって接続されるため機械的強度が低くなるおそれがある。また、連通部形成のために外側バルブの環内径と内側バルブの環外径との間隙をあまり大きくとることができない。この間隙が大きくないと間隙付近からの光出力を有効に利用できないことがある。また、照明器具本体の形状または照明器具の光学特性に合わせて環状バルブの配設高さを変えて器具本体に装着する必要がある。
【0053】
したがって、1本の環状バルブからなる環形蛍光ランプを環径の異ならせて複数本組合わせた方が強度的、光学的にも優れており、結果的に照明器具への装着形態にも自由度が増すことにもなる。
【0054】
請求項16の照明器具では、点灯回路の切換手段を切換えることによって、環形蛍光ランプの点灯が調整される。例えば、切換手段が高効率点灯させるモードと、高出力点灯させるモードとに分けられている場合には、これらモードを使用条件に合わせることにより、適宜選択して環形蛍光ランプを使用することができる。
【0055】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の環形蛍光ランプおよび照明器具の一実施の形態の構成を図面を参照して説明する。
【0056】
図1ないし図3は本発明の第1の実施の形態を示し、図1は照明器具の断面図、図2は照明器具の分解状態の斜視図、図3は環形蛍光ランプの平面図である。
【0057】
図において、1a,1b(または1c)は環形蛍光ランプで、環状のガラスバルブ2を有し、このガラスバルブ2内には希ガスおよび水銀からなる放電媒体が封入されるとともに、ガラスバルブ2の内壁面にはアルミナ(Al2O3)微粒子からなる保護膜および3波長発光形の蛍光体からなる蛍光体層が形成され、ガラスバルブ2の両端には電極手段としてのフィラメント電極が配設され、ガラスバルブ2の両端間に跨って口金3が配設されている。
【0058】
口金3には、電極に電気的に接続された4本の口金ピン4が、ランプ中心側に傾いて突設されている。口金ピン4は、4本で矩形をなすように口金3に配設されており、フィラメント間に取付けられた一対のピン同士の間隔を大きくあけている。
【0059】
なお、フィラメント間に取付けられた一対のピンの間隔を約6mm、一対のピン同士の間隔を約10mmとして、従来の規格化された口金のピン間隔の寸法と異ならせ、従来のソケットがこの口金3に装着されることがなく、誤挿入が防止することもできる。こうすることで、電極間の耐電圧の向上も期待できる。
【0060】
そして、図2に示すように、照明器具には、32W形相当の環形蛍光ランプ1aと40W形相当の環形蛍光ランプ1bの2本が用いられる。
【0061】
32W形相当の環形蛍光ランプ1aは、ガラスバルブ2の環外径D1が299mm、環外径D1が299mmのときの環内径D2が267mm、管外径dが16.5mm、ガラスバルブ2の肉厚が1.1mmに形成されている。
【0062】
40W形相当の環形蛍光ランプ1bは、ガラスバルブ2の環外径D1が373mm、環外径D1が373mmのときの環内径D2が341mm、管外径dが16.5mm、ガラスバルブ2の肉厚が1.1mmに形成されている。
【0063】
また、30W形相当の環形蛍光ランプ1cも適用可能であり、ガラスバルブ2の環外径D1が225mm、環外径D1が225mmのときの環内径D2が192mm、管外径dが16.5mm、ガラスバルブ2の肉厚が1.1mmに形成されている。
【0064】
図3の環形蛍光ランプ1の内側に波線で示されたものは、従来の環形蛍光ランプの環内径であり、その管外径d’は29mmである。つまり、本実施形態の環形蛍光ランプ1は従来の環外径に合わせて管外径を細くしたものである。
【0065】
環形蛍光ランプ1a,1b,1cのガラスバルブ2内壁面には、3波長形で相関色温度5000kとなる蛍光体を塗布、焼成して、蛍光体層が形成されている。
【0066】
11は器具本体で、この器具本体11は、外観が円形でかつ薄形に形成され、その中央には円形の開口部12が上下方向に開口形成され、この開口部12の周囲に収納空間を有する収納部13が形成され、この収納部13の周囲に環形蛍光ランプ1a,1bが配設される環状の段部14が形成されている。この段部14の上方に臨む環状板部15は、収納部13の高さ方向の厚みよりも薄い平板状に形成されている。
【0067】
器具本体11の段部14には、2本の各環形蛍光ランプ1a,1bの口金3を接続する一対のソケット16が斜め外方に向けて配設され、また、ソケット16の位置とは対称位置に、ガラスバルブ2の外周に嵌合して保持する樹脂製または金属製の一対のランプホルダ17が配設されている。
【0068】
器具本体11の収納部13には、開口部12に臨んでソケット18が配設され、このソケット18にベビー球19が螺合接続されている。
【0069】
器具本体11の環状の段部14には、ランプ環径が異なる2本の環形蛍光ランプ1a,1bがそれぞれ配設され、口金3から突出する口金ピン4がソケット16に挿入接続されているとともに、口金3と反対側のガラスバルブ2がランプホルダ17で保持されている。また、ソケット18には、ベビー球19が接続されている。
【0070】
器具本体11の収納部13の空間内には、インバータ点灯回路からなる高周波点灯回路20が配設されている。この高周波点灯回路20の電源入力側にはアダプタ21が電線(図示しない)などで電気的に接続され、出力側には各ソケット16が電線などで電気的に接続されている。
【0071】
高周波点灯回路20は、32W形相当の環形蛍光ランプ1aを45kHzの高周波で38Wの点灯電力となる条件、例えばランプ電流約430mA、ランプ電圧約88Vを供給し、環形蛍光ランプ1aを点灯させる。また、40W形相当の環形蛍光ランプ1bを45kHzの高周波で48Wのランプ電力となる条件、例えばランプ電流約430mA、ランプ電圧約111Vを供給し、40W形相当の環形蛍光ランプ1bを点灯させる。さらに、30W形相当の環形蛍光ランプ1cであれば、45kHzの高周波で28Wのランプ電力となる条件、例えばランプ電流約430mA、ランプ電圧約65Vを供給し、30W形相当の環形蛍光ランプ1cを点灯させる。
【0072】
アダプタ21は、高さが薄い円板状に形成され、器具本体11の開口部12内の下部側に図示しない連結部を介して器具本体11に一体的に固定され、その連結部に沿って配線される電線などで放電灯点灯装置20の電源入力側と接続されている。そして、アダプタ21は、器具取付時に、天井面などに設置されている角形の引掛シーリング22に電気的に接続されるとともに機械的に支持される。
【0073】
器具本体11には、器具本体11の下方および側方を覆ってセード23が取着される。このセード23は、透光性を有する乳白色材にて、下方へ大きな円弧面てもってなだらかに突出する薄形状に形成されており、周縁部には器具本体11に取付けられる取付部24が形成されている。
【0074】
次に、第1の実施の形態の作用を説明する。
【0075】
図1に示すように、器具本体11は、天井面などに設置されている引掛シーリング22に接続されるアダプタ21を介して、器具本体11が天井面などに支持されるとともに、器具本体11側と引掛シーリング22側とが電気的に接続される。
【0076】
環形蛍光ランプ1a,1b(または1c)の点灯時およびベビー球19の点灯時には、環形蛍光ランプ1a,1bおよびベビー球19から発せられた光がセード23を透光して照明される。
【0077】
そして、32W形相当の環形蛍光ランプ1aおよび40W形相当の環形蛍光ランプ1bは、高周波点灯回路20から45kHzの高周波でかつ38Wおよび48Wのランプ電力がそれぞれ供給されて点灯する。30W形相当の環形蛍光ランプ1cが装着されている場合は、高周波点灯回路20から45kHzの高周波でかつ28Wのランプ電力がそれぞれ供給されて点灯する。
【0078】
環形蛍光ランプ1a,1b,1cは従来の32W形、40W形および30W形とほぼ同じ環外径D1であるため、従来タイプの器具本体の大きさのイメージのまま、薄形化することが可能となるとともに、従来の32W形、40W形および30W形の環形蛍光ランプとほぼ同等の光出力を得ることができる。
【0079】
図4および図5は、第1の実施の形態の環形蛍光ランプ1a,1b,1cと従来の環形蛍光ランプとのランプ特性を比較した実験結果を表すグラフであり、図4は入力電力(W)とランプ発光効率(lm/W)との関係を表したグラフ、図5は入力電力(W)と全光束(lm)との関係を表したグラフである。
【0080】
図4および図5のaは32W形相当の環形蛍光ランプ1a、bは40W形相当の環形蛍光ランプ1b、c,dは従来の環形蛍光ランプ32W形および40W形の値をそれぞれ示している。また、eは30W形相当の環形蛍光ランプ1c、fは従来の環形蛍光ランプ30W形の値をそれぞれ示している。
【0081】
表1に、本実験で使用した環形蛍光ランプ1a,1b,1cと従来の蛍光ランプ(東芝ライテック(株)製、FCL32EX−N/30、FCL40EX−N/38、FCL30EX−N/28)との諸特性を示す。環形蛍光ランプ1a,1b,1cの点灯周波数はいずれも45kHzである。全光束はランプ点灯開始から100時間経過したときの初期光束を示す。
【表1】
【0082】
図4では、曲線a,b,eから分かるように、32W形相当の環形蛍光ランプ1aは約23Wで、40W形相当の環形蛍光ランプ1bは約30Wで、30W形相当の環形蛍光ランプ1cは約18Wでそれぞれランプ効率をピークを形成しており、32W形、40W形および30W形の従来の環形蛍光ランプ対してランプ効率がそれぞれ上まわっている。
【0083】
図5では、線a,b,eから分かるように、32W形、40W形および30W形の従来の環形蛍光ランプよりも全光束が高く、ランプへの入力電力が増えれば全光束も増えていくことが分かる。しかし、ランプ効率を考慮すると、32W形相当の環形蛍光ランプ1aは約38Wで、40W形相当の環形蛍光ランプ1bは約48Wで、30W形相当の環形蛍光ランプ1cは約28Wでそれぞれ定格点灯させることで、実際の使用条件を満たしながら高出力点灯が可能なことが分かる。
【0084】
環形蛍光ランプ1aのランプ電力を23Wとすると、効率が94.8lm/Wとなり、従来の32W形の環形蛍光ランプの83.7lm/Wよりも著しく向上して省電力化ができるとともに、初期光束も従来の2510lmに対して2180lmと大差のない光出力レベルにすることができる。
【0085】
また、環形蛍光ランプ1aのランプ電力を38Wとすると、初期光束は3250lmとなり、従来の32W形の環形蛍光ランプの2510lmよりも著しく向上して高出力化とすることができるとともに、効率も従来の83.7lm/Wに対して85.5lm/Wとほぼ同等レベルにすることができる。
【0086】
さらに、環形蛍光ランプ1aのランプ電力を27Wとすると、初期光束は2510lmとなり、従来の32W形の環形蛍光ランプと同等となるとともに、効率も従来の83.7lm/Wに対して93.0lm/Wと大きく向上させることができる。
【0087】
環形蛍光ランプ1bのランプ電力を30Wとすると、効率が95.3lm/Wとなり、従来の40W形の環形蛍光ランプの86.1lm/Wよりも著しく向上して省電力化ができるとともに、初期光束も従来の3270lmに対して2860lmと大差のない光出力レベルにすることができる。
【0088】
また、環形蛍光ランプ1bのランプ電力を48Wとすると、初期光束は4250lmとなり、従来の40W形の環形蛍光ランプの3270lmよりも著しく向上して高出力化とすることができるとともに、効率も従来の86.1lm/Wに対して88.5lm/Wとほぼ同等レベルにすることができる。
【0089】
さらに、環形蛍光ランプ1bのランプ電力を34Wとすると、初期光束は3270lmとなり、従来の40W形の環形蛍光ランプと同等となるとともに、効率も従来の86.1lm/Wに対して96.2lm/Wと大きく向上させることができる。
【0090】
環形蛍光ランプ1cのランプ電力を17Wとすると、効率が91.8lm/Wとなり、従来の30W形の環形蛍光ランプの75.0lm/Wよりも著しく向上して省電力化ができる。
【0091】
また、環形蛍光ランプ1cのランプ電力を28Wとすると、初期光束は2300lmとなり、比較的高出力形に設計された従来の30W形の環形蛍光ランプの2100lmよりも著しく向上して高出力化とすることができるとともに、効率も従来の75.0lm/Wに対して82.0lm/Wと大幅に向上することができる。
【0092】
さらに、環形蛍光ランプ1cのランプ電力を20Wとすると、初期光束も1800lmと比較的高出力形に設計された従来の2100lmに近づけることができるとともに、効率も従来の75.0lm/Wに対して90.0lm/Wと大幅に向上することができる。
【0093】
すなわち、環形蛍光ランプ1a,1b,1cは、従来の環形蛍光ランプより管外径が細いので、器具を薄形にでき、器具の外観が良く、圧迫感を和らげることができるとともに、従来の環外径がほぼ同サイズの環形蛍光ランプを用いる場合よりも省電力化または高出力化することができる。
【0094】
なお、第1の実施の形態では、2本の環形蛍光ランプ1a,1b(または1c)を用いる2灯用器具について説明したが、各環形蛍光ランプ1a,1b,1cのいずれかを用いる1灯用またはそれぞれを用いる多灯用器具に使用しても同様の作用効果が得られる。
【0095】
図6(a)(b)(c)および図7は本発明の第2の実施の形態を示し、図6(a)(b)(c)は環形蛍光ランプ1a、1bまたは1cの平面図、図7は周囲温度と相対照度との関係を示す特性図である。
【0096】
図6(a)に示す環形蛍光ランプ1a、1bまたは1cは、ガラスバルブ2の端部に設けられた排気管2aの内部位置すなわち電極の近傍に、水銀蒸気圧を制御するアマルガム31が封入固定されている。このアマルガム31は、ビスマス(Bi)−錫(Sn)−水銀(Hg)からなり、水銀の含有量は約4%である。
【0097】
図6(b)に示す環形蛍光ランプ1a、1bまたは1cは、ガラスバルブ2の端部の封止部近傍すなわち電極の近傍に、アマルガム31が封入固定されている。
【0098】
図6(c)に示す環形蛍光ランプ1a、1bまたは1cは、ガラスバルブ2内に、前記アマルガム31が移動自在に封入されている。
【0099】
図7の曲線gはアマルガムを封入した環形蛍光ランプ1a、1bまたは1cの特性を示し、曲線hは純水銀を封入した環形蛍光ランプ1aまたは1bの特性を示したものである。このグラフから明らかなように、アマルガムを封入した方が周囲温度が高くても高い相対照度が得られ、周囲温度は約30〜40℃のときに相対照度のピーク値を示す。
【0100】
図8および図9は、本発明の第3の実施形態を示す一部拡大して分解した正面図および一部を拡大した側面図である。
【0101】
口金3は中空の樹脂部材で成形されており、ほぼ円筒状をなしている。口金3はその中央長手方向に沿った面を境に2つに分割されており、図8は外側に口金ピン(図示しない)が設けられた一方の口金の内側を示している。口金3の内周面には、ガラスバルブ2の端部に近接または当接されるリブ3aが内周面に直交する方向に排気管2aに当たらない高さで突設されている。
【0102】
3bはガラスバルブ2の端部近傍に形成された節状をなす小径部に係合する係合突起であり、ガラスバルブ2が口金3から抜き外れるのを防止している。
【0103】
口金3の中央部には、ピン形成部3cが形成されており、ピン形成部3cに設けられた口金ピンの導電部にガラスバルブの両端から導出されたリード線が接続されている。
【0104】
本実施形態は、環形蛍光ランプ1の取扱い時などにおいて、ガラスバルブ2が係合突起3bの係合を乗り越えて両端部間が接近する方向に変形し、排気管2aがピン形成部3cに当接して破損することを防止する。
【0105】
前述の実施形態のように、従来に比べて管径が細くなると、ガラスバルブ2の両端部間が接近する方向にたわみやすくなることが分かった。そこで、本実施形態のようにリブ3aを形成することによってガラスバルブ2の端部がピン形成部3c側に大きく移動することがなくなる。
【0106】
なお、リブ3は排気管3aが位置する側だけに設けてもよいが、他方側に設けてもよい。
【0107】
図10は、本発明の第4の実施形態を示す一部拡大した正面図である。口金3には直径約2〜3mmの通気孔3dが穿設されている。この通気孔3dの投影位置にはガラスバルブ2の排気管2aが約1mmほど突出するように形成されている。通気孔3dは円状、スリット状等その形状は制限されない。また、図示しないが、反対側の口金3の部位にも同様の通気孔を設けて、対向する一対の通気孔とすれば、冷却効果は一層向上する。
【0108】
この実施形態によれば、通気孔3dによって排気管2aまたはガラスバルブ2の端部を効果的に冷却して最冷部を形成し、所望の温度に近づけることが可能であり、ランプ効率を一層向上させることができる。
【0109】
【発明の効果】
本発明の環形蛍光ランプによれば、従来形の環形蛍光ランプと環外径がほぼ同サイズでありながら管外径が細く、かつ同等以上の効率または明るさを確保できるとともに、従来形の器具の大きさのイメージのまま薄形化を実現できる。また、管外径が15〜18mm、肉厚が0.8〜1.2mmの環状のガラスバルブはその両端部間が接近する方向にたわみやすくなるが、端部移動規制手段を口金内面側に設けることでガラスバルブの両端部間が接近する方向に大きく移動することがなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態を示す照明器具の断面図である。
【図2】同上実施の形態の照明器具の分解状態の斜視図である。
【図3】同上実施の形態の環形蛍光ランプの平面図である。
【図4】同上実施の形態と従来の環形蛍光ランプとの入力電力(W)とランプ発光効率(lm/W)との関係を比較したグラフである。
【図5】同上実施の形態と従来の環形蛍光ランプとの入力電力(W)と全光束との関係を比較したグラフである。
【図6】本発明の第2の実施の形態を示す環形蛍光ランプの平面図である。
【図7】同上実施の形態の周囲温度と相対照度との関係を示す特性図である。
【図8】本発明の第3の実施形態を示す一部拡大して分解した正面図である。
【図9】同上一部を拡大した側面図である。
【図10】本発明の第4の実施形態を示す一部拡大した正面図である。
1a,1b,1c・・・環形蛍光ランプ、
2・・・ガラスバルブ、
11・・・器具本体、
20・・・点灯回路、
31・・・アマルガム。
Claims (16)
- 環外径が285〜310mm、管外径が15〜18mm、肉厚が0.8〜1.2mmであり内面側に蛍光体が塗布され、少なくとも一方の端部に排気管が突出して設けられた環状のガラスバルブと;
ガラスバルブ内に封入された水銀および希ガスと;
ガラスバルブ内に放電を生起させるようにガラスバルブ内の両端部に封装された一対の電極手段と;
長手方向に沿って2つに分割されており、一方の外側の中央部にランプ中心側に傾くように口金ピンが突設され、一方と他方とで中空円筒状をなしてガラスバルブの両端に跨って被着された口金と;
を具備しており、20〜40Wの範囲内のランプ電力で、かつ、10kHz以上の高周波で点灯するように構成されているとともに、前記口金の分割されたうちの一方側のみに端部移動規制手段が設けられており、この端部移動規制手段はガラスバルブの前記一方の端部よりも口金ピン側の内面位置に前記排気管に当らない高さで、かつガラスバルブの両端同士が接近する方向にガラスバルブが変形しようとしたときに前記排気管の先端が口金内部の部位に当接しないようにガラスバルブの前記一方の端部の移動を規制可能な位置に配設されていることを特徴とする環形蛍光ランプ。 - 定格ランプ電力は23W、高出力特性のランプ電力は38Wで構成されていることを特徴とする請求項1記載の環形蛍光ランプ。
- 定格ランプ電力は27W、高出力特性のランプ電力は38Wで構成されていることを特徴とする請求項1記載の環形蛍光ランプ。
- 環外径が365〜390mm、管外径が15〜18mm、肉厚が0.8〜1.2mmであり内面側に蛍光体が塗布され、少なくとも一方の端部に排気管が突出して設けられた環状のガラスバルブと;
ガラスバルブ内に封入された水銀および希ガスと;
ガラスバルブ内に放電を生起させるようにガラスバルブ内の両端部に封装された一対の電極手段と;
長手方向に沿って2つに分割されており、一方の外側の中央部にランプ中心側に傾くように口金ピンが突設され、一方と他方とで中空円筒状をなしてガラスバルブの両端に跨って被着された口金と;
を具備しており、28〜50Wの範囲内のランプ電力で、かつ、10kHz以上の高周波で点灯するように構成されているとともに、前記口金の分割されたうちの一方側のみに端部移動規制手段が設けられており、この端部移動規制手段はガラスバルブの前記一方の端部よりも口金ピン側の内面位置に前記排気管に当らない高さで、かつガラスバルブの両端同士が接近する方向にガラスバルブが変形しようとしたときに前記排気管の先端が口金内部の部位に当接しないようにガラスバルブの前記一方の端部の移動を規制可能な位置に配設されていることを特徴とする環形蛍光ランプ。 - 定格ランプ電力は30W、高出力特性のランプ電力は48Wで構成されていることを特徴とする請求項4記載の環形蛍光ランプ。
- 定格ランプ電力は34W、高出力特性のランプ電力は48Wで構成されていることを特徴とする請求項4記載の環形蛍光ランプ。
- 環外径が210〜235mm、管外径が15〜18mm、肉厚が0.8〜1.2mmであり内面側に蛍光体が塗布され、少なくとも一方の端部に排気管が突出して設けられた環状のガラスバルブと;
ガラスバルブ内に封入された水銀および希ガスと;
ガラスバルブ内に放電を生起させるようにガラスバルブ内の両端部に封装された一対の電極手段と;
長手方向に沿って2つに分割されており、一方の外側の中央部にランプ中心側に傾くように口金ピンが突設され、一方と他方とで中空円筒状をなしてガラスバルブの両端に跨って被着された口金と;
を具備しており、17〜30Wの範囲内のランプ電力で、かつ、10kHz以上の高周波で点灯するように構成されているとともに、前記口金の分割されたうちの一方側のみに端部移動規制手段が設けられており、この端部移動規制手段はガラスバルブの前記一方の端部よりも口金ピン側の内面位置に前記排気管に当らない高さで、かつガラスバルブの両端同士が接近する方向にガラスバルブが変形しようとしたときに前記排気管の先端が口金内部の部位に当接しないようにガラスバルブの前記一方の端部の移動を規制可能な位置に配設されていることを特徴とする環形蛍光ランプ。 - 定格ランプ電力は17W、高出力特性のランプ電力は28Wで構成されていることを特徴とする請求項7記載の環形蛍光ランプ。
- 定格ランプ電力は20W、高出力特性のランプ電力は28Wで構成されていることを特徴とする請求項7記載の環形蛍光ランプ。
- 蛍光体は、ピーク波長がほぼ450nm、ほぼ540nm、ほぼ610nmにある3波長発光形であることを特徴とする請求項1ないし9いずれか一記載の環形蛍光ランプ。
- ガラスバルブ内面には金属酸化物微粒子からなる保護層が形成されており、この保護層上に蛍光体が塗布されていることを特徴とする請求項1ないし10いずれか一記載の環形蛍光ランプ。
- 電極手段の近傍にアマルガムが配設されていることを特徴とする請求頃1ないし11いずれか一記載の環形蛍光ランプ。
- ガラスバルブ内に移動可能に収納されたアマルガムを具備していることを特徴とする請求項1ないし11いずれか一記載の環形蛍光ランプ。
- 器具本体と;
器具本体に配設された請求項1ないし13いずれか一記載の環形蛍光ランプと;
環形蛍光ランプへ10kHz以上の高周波で、かつ、17〜50Wのランプ電力を供給する高周波点灯回路と;
を具備していることを特徴とする照明器具。 - 器具本体と;
器具本体に配設された請求項1、4および7記載から少なくとも2つ以上選択された環形蛍光ランプと;
この環形蛍光ランプへ10kHz以上の高周波で、かつ、17〜50Wのランプ電力を供給する点灯回路と;
を具備していることを特徴とする照明器具。 - 器具本体と;
器具本体に配設された請求項2または3記載の環形蛍光ランプと;
器具本体に配設された請求項5または6記載の環形蛍光ランプと;
器具本体に配設された請求項8または9記載の環形蛍光ランプと;
環形蛍光ランプへ10kHz以上の高周波で点灯電力を供給するとともに、定格ランプ電力および高出力特性のランプ電力のいずれかに切換えることが可能な切換手段を有する点灯回路と;
を具備していることを特徴とする照明器具。
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