JP2009099477A - 蛍光ランプ - Google Patents

Abstract

【課題】通常の直管蛍光ランプよりも高効率で、前記直管蛍光ランプと同じ長さの照明器具に装着可能で、且つ前記照明器具の小型化、薄型化が可能で、口金の異極端子間の絶縁破壊による放電の無い安全な蛍光ランプを提供することを目的とする。
【解決手段】この発明に係る蛍光ランプは、高周波点灯を行う３波長形の蛍光ランプにおいて、複数のガラス管を接合して、又は１本のガラス管を屈曲させて一つの放電路を形成する発光管を備え、ガラス管のガラス管外径を１６．５±１．５ｍｍ、当該蛍光ランプの全長を１０００〜１２００ｍｍ、ランプ電流を１５０ｍＡ±５０ｍＡとしたことを特徴とする。
【選択図】図４

Description

この発明は、管外径１５〜１８ｍｍのＴ５相当のガラス管を使用し、ガラス管を並列配置して一つの放電路を形成する蛍光ランプに関する。

従来、同一のランプを省電力形として使用しても、高出力形として使用しても、いずれでも略同等の寿命が得られるようにした蛍光ランプを得るために、バルブの外径を２３〜２７ｍｍ、アルゴンガスの封入圧を２〜３ｔｏｒｒ、点灯周波数を２０ｋＨｚ以上、ランプ電流を２３０〜３７０ｍＡとして点灯し、トリプルコイルからなる電極におけるセカンドコイルの単位長さ当たりの抵抗値をＲ（Ω／ｍｍ）、このセカンドコイルの表面積をＳ（ｍｍ^２）、上記セカンドコイルの長さをその断面積で割った値をＨ（１／ｍｍ）とした場合、０．０８≦Ｓ≦５０および１１０≦Ｈ≦１９０に設定した蛍光ランプが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

また、高温領域での発光効率改善を実現し、始動直後の光出力の立ち上がりや、調光時の光束応答性が良好な片口金蛍光ランプを提供するために、管内径が１２ｍｍ〜１８ｍｍであり、全長が２００から３００ｍｍの２本の直管バルブを平行に配置し、この２本の直管バルブの一端部近傍を連接し、他端部にそれぞれ電極を封着し、折返し屈曲した放電路を有する透光性容器を備えた片口金形蛍光ランプが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
特開平４−２８４３４５号公報 特開２００４−１９３０２５号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載された蛍光ランプは、効率が１１０ｌｍ／ｗで比較的高効率であるが、ガラス管の外径が２５．５ｍｍであり、照明器具の厚みや幅が大きくなる。

また、現在オフィス、ビルなどの施設用照明に使用されている直管蛍光ランプの多くはは、まだ、特許文献１に記載された蛍光ランプよりガラス管の外径が大きい３２．５ｍｍであり、効率は８２．５ｌｍ／ｗであるため、さらに厚みの大きい器具が用いられている。

尚、器具を薄型化、小型化するために、上記特許文献２に記載された管内径の細い片口金形蛍光ランプを多本数配置することも可能であるが、その場合、蛍光ランプの本数分の安定器が必要となりその効果はあまり期待できない。また、上記文献２記載の片口金形蛍光ランプの効率は約８０ｌｍ／ｗでありあまり高くない。当該蛍光ランプの放電路を長くすることにより高効率のランプを得ることが期待できるが、放電路を長くした場合、高いランプ電圧が必要となりその結果、通常の片口金形蛍光ランプの口金では異極端子間の距離が小さく、端子間で絶縁破壊による放電が起きやすくなる。また、放電路を長くすることは、ランプの全長の増大につながり、上記文献１に記載された通常の直管蛍光ランプの照明器具と同じ長さの照明器具に納める事が難しくなる。

この発明は、以上のような課題を解決するためになされたものであり、通常の直管蛍光ランプよりも高効率で、前記直管蛍光ランプと同じ長さの照明器具に装着可能で、且つ前記照明器具の小型化、薄型化が可能な蛍光ランプを提供することを目的とする。

また、高効率かつ器具を薄型化するために放電路を長くし、ガラス管の径を細くしても、口金の異極端子間の絶縁破壊による放電の無い安全な蛍光ランプを提供することを目的とする。

この発明に係る蛍光ランプは、高周波点灯を行う３波長形の蛍光ランプにおいて、
複数のガラス管を接合して、又は１本のガラス管を屈曲させて一つの放電路を形成する発光管を備え、
ガラス管のガラス管外径を１６．５±１．５ｍｍ、
当該蛍光ランプの全長を１０００〜１２００ｍｍ、
ランプ電流を１５０ｍＡ±５０ｍＡとしたことを特徴とする。

この発明に係る蛍光ランプは、発光管はＵ字形状又はＨ字形状で構成され、２本のガラス管の間隔を５ｍｍ以下としたことを特徴とする請求項１記載の蛍光ランプ。

この発明に係る蛍光ランプは、発光管は３本柱で構成され、３本柱を平面配置し、各柱の間隔を５ｍｍ以下としたことを特徴とする。

この発明に係る蛍光ランプは、発光管は３本柱で構成され、３本柱を立体配置し、３本柱の横断面において、３本柱の中の２本を底辺とした場合の高さを１５ｍｍ〜３８ｍｍ、底辺の幅を３２ｍｍ〜６４ｍｍとしたことを特徴とする。

この発明に係る蛍光ランプは、記発光管は４本柱以上で構成され、４本柱以上を平面又はジグザグ状に配置し、発光管の横断面の高さを１５ｍｍ〜３８ｍｍとしたことを特徴とする。

この発明に係る蛍光ランプは、高周波点灯の周波数を４０ｋＨｚ以上としたことを特徴とする。

この発明に係る蛍光ランプは、高周波点灯を行う３波長形の蛍光ランプにおいて、３以上の奇数本のガラス管を接合して、又は１本のガラス管を偶数回屈曲させて一つの放電路を形成する奇数本柱の発光管と、発光管の両端部に設けられる２個の口金とを備えたことを特徴とする。

この発明によれば、通常の直管蛍光ランプよりも高効率で、前記直管蛍光ランプと同じ長さの照明器具に装着可能で、且つ前記照明器具の薄型化が可能な蛍光ランプが得られる。

実施の形態１．
図１乃至図３は実施の形態１を示す図で、図１は２本柱の蛍光ランプ１００の斜視図、図２は発光効率と管径との関係を示す図、図３は発光効率とランプ電流の関係を示す図である。

先ず、図１により、２本柱の蛍光ランプ１００（例えば、６０Ｗ）の構成を説明する。蛍光ランプ１００は、ガラス管４ａとガラス管４ｂとを接合部１ａにおいて接合してＨ形に形成された発光管１と、接合部１ａの反対側の端部に設けられる電極（図示せず）に接続する口金２とを備える。口金２は口金ピン２ａを有する。

ここで、ガラス管４ａとガラス管４ｂの外径は、１６．５ｍｍである。但し、１６．５±１．５ｍｍの範囲であればよい。

図２に示すように、発光効率（ｌｍ／Ｗ）は、管外径１６．５ｍｍで最大となる。図２のデータは、長さが１２００ｍｍの直管ランプを用いて測定したものである。従って、管径を１６．５ｍｍにすることにより、発光効率を上げることができる。

蛍光ランプ１００の全長は、直管蛍光ランプ（ＦＬＲ４０Ｓ・ＥＸ−Ｎ／ＭもしくはＦＨＦ３２ＥＸ−Ｎ）と同じ１１９８ｍｍである。但し、１０００〜１２００ｍｍの範囲であればよい。蛍光ランプ１００の全長が、１０００ｍｍより短いと、放電長が短くなり光束と効率が低下する。蛍光ランプ１００の全長が、１２００ｍｍより長いと、既存の照明器具が装着された天井にそのままの状態で取り付けることができないため、既存の器具からの置き換えが出来ない。また、ガラス管が長くなり、ガラスの接合、封止、排気等全ての工程において、蛍光ランプの製造が難しくなる。

図３に示すように、ランプ電流は、管径が１６．５ｍｍの場合、１００〜２００ｍＡで、発光効率（ｌｍ／Ｗ）が最大になる。

蛍光ランプ１００は、周波数が４０ｋＨｚ以上の高周波点灯を行う３波長形のものを使用する。

図１では２本のガラス管４ａとガラス管４ｂを接合して発光管１を形成したが、１本のガラス管を屈曲させて一つの放電路を形成するようにしてもよい。

本実施の形態の２本柱の蛍光ランプ１００と、管径が２５．５ｍｍの２本の直管蛍光ランプ（ＦＨＦ３２ＥＸ−Ｎ）及び管径が３２．５ｍｍの２本の直管蛍光ランプＦＬＲ４０Ｓ・ＥＸ−Ｎ／Ｍ）と比較する。

本実施の形態 ＦＨＦ３２ＥＸ−Ｎ ＦＬＲ４０Ｓ・ＥＸ−Ｎ／Ｍ
出力（Ｗ） ６０ ６４ ８０
ランプ電流（ｍＡ） ２００ ２５５ ４４０
ランプ電圧（Ｖ） ２９０ １２８ １０６
全光束（ｌｍ） ６９００ ７０４０ ６９００
発光効率（ｌｍ／Ｗ） １１５ １１０ ８６
ランプ全長（ｍｍ） １１９８ １１９８ １１９８
器具装着時の幅（ｍｍ） ３５．５ ８６ １００

器具装着時の幅とは、それぞれのランプを器具に装着したときの長手方向に直交する２本のガラス管の外側端部間の距離をいう。

ＦＨＦ３２ＥＸ−Ｎ及びＦＬＲ４０Ｓ・ＥＸ−Ｎ／Ｍの２本のガラス管の間隔は、通常の２灯用照明器具への２本のランプの装着状態である３５ｍｍとした。従ってこれら直管ランプの器具装着時の幅は２本のランプの管径と２本のランプのガラス管の間隔の和により求められる。

２本柱の蛍光ランプ１００のガラス管の間隔は、２．５ｍｍである。間隔の上限は、接合部の強度の関係から５ｍｍ以下とする。本実施の形態の器具装着時の幅は２本のガラス管の管径と２本のガラス管の間隔の和により求められる。

以上のように、本実施の形態の蛍光ランプ１００は、直管蛍光ランプ（ＦＬＲ４０Ｓ・ＥＸ−Ｎ／ＭもしくはＦＨＦ３２ＥＸ−Ｎ）に比べ、全光束がほぼ同等で発光効率が５〜２９ｌｍ／Ｗ改善される。

また、本実施の形態の蛍光ランプ１００は、直管蛍光ランプ（ＦＬＲ４０Ｓ・ＥＸ−Ｎ／ＭもしくはＦＨＦ３２ＥＸ−Ｎ）の管径３２．５ｍｍもしくは２５．５に比べ、管径が１６．５ｍｍと細いため、器具の薄型化が図れる。

さらに、器具装着時の幅が、上記のように大幅に短縮されるので、器具の小型化が図れる。

本実施の形態の蛍光ランプ１００は、１本の発光管１であるから電子安定器が１個でよい。直管蛍光ランプ（ＦＬＲ４０Ｓ・ＥＸ−Ｎ／ＭもしくはＦＨＦ３２ＥＸ−Ｎ）は、本数分の電子安定器が必要である（ここでは、２個）。

実施の形態２．
図４は実施の形態２を示す図で、平面配置の３本柱の蛍光ランプ２００の平面図（ａ）と斜視図（ｂ）である。

図４により、平面配置の３本柱の蛍光ランプ２００（例えば、７０Ｗ）の構成を説明する。蛍光ランプ２００は、ガラス管１４ａとガラス管１４ｂとを接合部１１ａにおいて接合し、さらにガラス管１４ｂとガラス管１４ｃとを接合部１１ｂにおいて接合して形成された略Ｓ字状の発光管１１と、両端部に設けられる電極（図示せず）に接続する２個の口金１２を備える。口金１２は口金ピン１２ａを有する。３本柱の蛍光ランプ２００は、所謂、両口金形蛍光ランプである。

ここで、ガラス管１４ａ、ガラス管１４ｂ、ガラス管１４ｃの外径は、１６．５ｍｍである。但し、１６．５±１．５ｍｍの範囲であればよい。

蛍光ランプ２００の全長は、直管蛍光ランプ（ＦＬＲ４０Ｓ・ＥＸ−Ｎ／ＭもしくはＦＨＦ３２ＥＸ−Ｎ）と同じ１１９８ｍｍである。但し、１０００〜１２００ｍｍの範囲であればよい。

蛍光ランプ２００は、高周波点灯を行う３波長形のものを使用する。

図４では３本のガラス管１４ａ、ガラス管１４ｂ、ガラス管１４ｃを接合して発光管１１を形成したが、１本のガラス管を屈曲させて一つの放電路を形成するようにしてもよい。

本実施の形態の３本柱の蛍光ランプ２００と、管径が２５．５ｍｍの２本の直管蛍光ランプ（ＦＨＦ３２ＥＸ−Ｎ）及び管径が３２．５ｍｍの２本の直管蛍光ランプＦＬＲ４０Ｓ・ＥＸ−Ｎ／Ｍ）と比較する。

本実施の形態 ＦＨＦ３２ＥＸ−Ｎ ＦＬＲ４０Ｓ・ＥＸ−Ｎ／Ｍ
出力（Ｗ） ７０ ６４ ８０
ランプ電流（ｍＡ） １５０ ２５５ ４４０
ランプ電圧（Ｖ） ４７０ １２８ １０６
全光束（ｌｍ） ８０５０ ７０４０ ６９００
発光効率（ｌｍ／Ｗ） １１５ １１０ ８６
ランプ全長（ｍｍ） １１９８ １１９８ １１９８
器具装着時の幅（ｍｍ） ５４．５ ８６ １００

３本柱の蛍光ランプ２００のガラス管の間隔は、２．５ｍｍである。間隔の上限は、接合部の強度の関係から５ｍｍ以下とする。本実施の形態の器具装着時の幅は３本のガラス管の管径とそのガラス管の間隔の和により求められる。

以上のように、本実施の形態の蛍光ランプ２００は、直管蛍光ランプ（ＦＬＲ４０Ｓ・ＥＸ−Ｎ／ＭもしくはＦＨＦ３２ＥＸ−Ｎ）に比べ、全光束が高く、発光効率が５〜２９ｌｍ／Ｗ改善される。

また、本実施の形態の蛍光ランプ２００は、直管蛍光ランプ（ＦＬＲ４０Ｓ・ＥＸ−Ｎ／ＭもしくはＦＨＦ３２ＥＸ−Ｎ）の管径３２．５ｍｍもしくは２５．５に比べ、管径が１６．５ｍｍと細いため、器具の薄型化が図れる。

さらに、器具装着時の幅が、上記のように大幅に短縮されるので、器具の小型化が図れる。

本実施の形態の蛍光ランプ２００は、１本の発光管１１であるから電子安定器が１個でよい。直管蛍光ランプ（ＦＬＲ４０Ｓ・ＥＸ−Ｎ／ＭもしくはＦＨＦ３２ＥＸ−Ｎ）は、本数分の電子安定器が必要である（ここでは、２個）。

実施の形態３．
図５は実施の形態３を示す図で、立体配置の３本柱の蛍光ランプ３００の斜視図である。

図５により、立体配置の３本柱の蛍光ランプ３００（例えば、７０Ｗ）の構成を説明する。ガラス管２４ａ、ガラス管２４ｂ、ガラス管２４ｃ（図示せず）が立体的に配置されている。例えば、横断面の３つのガラス管の中心により形成される三角形の形状が正三角形である。但し、正三角形でなくてもよく、任意の立体形状であればよい。その他の構成は、平面配置の３本柱の蛍光ランプ２００と同じである。

本実施の形態の３本柱の蛍光ランプ３００と、管径が２５．５ｍｍの２本の直管蛍光ランプ（ＦＨＦ３２ＥＸ−Ｎ）及び管径が３２．５ｍｍの２本の直管蛍光ランプＦＬＲ４０Ｓ・ＥＸ−Ｎ／Ｍ）と比較する。

本実施の形態 ＦＨＦ３２ＥＸ−Ｎ ＦＬＲ４０Ｓ・ＥＸ−Ｎ／Ｍ
出力（Ｗ） ７０ ６４ ８０
ランプ電流（ｍＡ） １５０ ２５５ ４４０
ランプ電圧（ｖ） ４７０ １２８ １０６
全光束（ｌｍ） ８０５０ ７０４０ ６９００
発光効率（ｌｍ／Ｗ） １１５ １１０ ８６
ランプ全長（ｍｍ） １１９８ １１９８ １１９８
器具装着時の幅（ｍｍ） ３５．５ ８６ １００
器具装着時の高さ（ｍｍ）３３ ２５．５ ３２．５

器具装着時の幅は、３本柱の横断面において、３本柱の中の２本を底辺とした場合の２本のガラス管の外側端部間の距離をいう。器具装着時の高さとは、３本柱の横断面において、３本柱の中の２本を底辺とした場合の高さをいう。

３本柱の蛍光ランプ３００のガラス管の間隔は、２．５ｍｍである。間隔の上限は、接合部の強度の関係から５ｍｍ以下とする。

以上のように、本実施の形態の蛍光ランプ３００は、直管蛍光ランプ（ＦＬＲ４０Ｓ・ＥＸ−Ｎ／ＭもしくはＦＨＦ３２ＥＸ−Ｎ）に比べ、全光束が高く、発光効率が５〜２９ｌｍ／Ｗ改善される。

また、器具装着時の幅が、上記のように実施の形態２の平面配置の３本柱の蛍光ランプ２００よりもさらに短縮されるので、器具のさらなる小型化が図れる。

本実施の形態の蛍光ランプ３００は、１本の発光管２１であるから電子安定器が１個でよい。直管蛍光ランプ（ＦＬＲ４０Ｓ・ＥＸ−Ｎ／ＭもしくはＦＨＦ３２ＥＸ−Ｎ）は、本数分の電子安定器が必要である（ここでは、２個）。

尚、器具装着時の幅を、３５．５ｍｍとしたが、３２ｍｍ〜６４ｍｍの範囲にあればよい。また、器具装着時の高さを、３３ｍｍとしたが、１５ｍｍ〜３８ｍｍの範囲にあればよい。

実施の形態４．
蛍光ランプを４本柱以上で構成してもよい。４本柱以上の蛍光ランプの場合、発光管の配置は、平面又はジグザグ状にする。その場合、発光管の横断面の高さを１５ｍｍ〜３８ｍｍとする。

４本柱以上の蛍光ランプの場合、発光管を平面又はジグザグ状に配置することにより、照明器具の薄型化が図れる。

特に、発光管をジグザグ状に配置する場合は、照明器具の小型化も図れる。

実施の形態５．
実施の形態２、３で説明した３本柱の蛍光ランプは両口金形である。両口金形にすると、各極２本ずつ計４本の端子が一つの口金に配置された片口金形蛍光ランプの口金（例えば本実施の形態１の図１の口金ピン２ａ）に比べ、左右それぞれの口金にそれぞれの極の端子が配置され（例えば本実施の形態２の図４の口金ピン１２ａまたは本実施の形態３の図５の口金ピン２２ａ）、異極端子間の距離が大きくなるので、放電路が長くなり、ランプ電圧が増加した場合に、片口金形蛍光ランプの電極間距離が短いために発生する異極端子間の絶縁破壊による放電を抑制できる。

尚、図４、図５において、それぞれの極の端子は同様に口金ピン１２ａまたは口金ピン２２ａと表しているが、これは、口金ピンの外観上の差異は無く、また、蛍光ランプは交流で点灯されるため、極が固定されていないためである。

尚、現在用いられている一般的な片口金形蛍光ランプの口金（例えばＪＩＳで規定された、ＧＹ１０ｑもしくはＧＸ１０ｑ）の異極端子間の距離は４ｍｍであるが、これらは比較的放電路の長さが短く、ランプ電圧は１００Ｖ前後である。しかしながら、放電路の長さが長くなり、ランプ電圧が３００Ｖを超えた場合、電気用品安全法上の省令で定められる電気用品の技術上の基準別表第八、附表第二により、極性が異なる充電部間すなわち異極端子間の距離は６ｍｍ以上とすることが規定されている。

３本柱の蛍光ランプに限らず、３以上の奇数本のガラス管を接合して、又は１本のガラス管を偶数回屈曲させて一つの放電路を形成する奇数本柱の発光管と、発光管の両端部に設けられる２個の口金とを備えた構成の蛍光ランプでも同様の効果が得られることは言うまでもない。

実施の形態１を示す図で、２本柱の蛍光ランプ１００の斜視図。 実施の形態１を示す図で、発光効率と管径との関係を示す図。 実施の形態１を示す図で、発光効率とランプ電流の関係を示す図。 実施の形態２を示す図で、平面配置の３本柱の蛍光ランプ２００の平面図（ａ）と斜視図（ｂ）。 実施の形態３を示す図で、立体配置の３本柱の蛍光ランプ３００の斜視図。

符号の説明

１ 発光管、１ａ 接合部、４ａ ガラス管、４ｂ ガラス管、２ 口金、２ａ 口金ピン、１１ 発光管、１１ａ 接合部、１１ｂ 接合部、１２ 口金、１２ａ 口金ピン、１４ａ ガラス管、１４ｂ ガラス管、１４ｃ ガラス管、２１ 発光管、２２ 口金、２２ａ 口金ピン、２４ａ ガラス管、２４ｂ ガラス管、２４ｃ ガラス管、１００ 蛍光ランプ、２００ 蛍光ランプ、３００ 蛍光ランプ。

Claims (7)

1. 高周波点灯を行う３波長形の蛍光ランプにおいて、
   複数のガラス管を接合して、又は１本のガラス管を屈曲させて一つの放電路を形成する発光管を備え、
   前記ガラス管のガラス管外径を１６．５±１．５ｍｍ、
   当該蛍光ランプの全長を１０００〜１２００ｍｍ、
   ランプ電流を１５０ｍＡ±５０ｍＡとしたことを特徴とする蛍光ランプ。
2. 前記発光管はＵ字形状又はＨ字形状で構成され、２本の前記ガラス管の間隔を５ｍｍ以下としたことを特徴とする請求項１記載の蛍光ランプ。
3. 前記発光管は３本柱で構成され、前記３本柱を平面配置し、各柱の間隔を５ｍｍ以下としたことを特徴とする請求項１記載の蛍光ランプ。
4. 前記発光管は３本柱で構成され、前記３本柱を立体配置し、該３本柱の横断面において、該３本柱の中の２本を底辺とした場合の高さを１５ｍｍ〜３８ｍｍ、底辺の幅を３２ｍｍ〜６４ｍｍとしたことを特徴とする請求項１記載の蛍光ランプ。
5. 前記発光管は４本柱以上で構成され、前記４本柱以上を平面又はジグザグ状に配置し、該発光管の横断面の高さを１５ｍｍ〜３８ｍｍとしたことを特徴とする請求項１記載の蛍光ランプ。
6. 前記高周波点灯の周波数を４０ｋＨｚ以上としたことを特徴とする請求項１記載の蛍光ランプ。
7. 高周波点灯を行う３波長形の蛍光ランプにおいて、
   ３以上の奇数本のガラス管を接合して、又は１本のガラス管を偶数回屈曲させて一つの放電路を形成する奇数本柱の発光管と、
   前記発光管の両端部に設けられる２個の口金とを備えたことを特徴とする蛍光ランプ。

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