JP5000372B2 - 蛍光ランプ及びそれを用いた照明装置 - Google Patents

Description

本発明は、口金と、その口金に固定保持された蛍光管とを備えた蛍光ランプ及びそれを用いた照明装置に関する。

通常、蛍光ランプが寿命末期に至った場合、蛍光管端部の電極封止部の温度が過度に上昇する場合があることが知られている。即ち、蛍光ランプの寿命末期において、電極フィラメントに固着された電子放出物質が完全に飛散した場合、陰極降下電圧が上昇し、電極での電力消費が増加し、それに伴って電極封止部の温度上昇が過度になる。このような寿命末期での温度上昇は、一端部が連通された２本のバルブが平行に配置され、且つバルブの他端部に設けられた電極封止部が口金に固定保持されてなるいわゆるツイン型蛍光ランプの場合に特に問題となる。ツイン型蛍光ランプでは、電極封止部を樹脂製の口金で包囲しているため熱放散性が低く、口金の温度が過度に上昇し、口金が熱変形する場合もある。

このような寿命末期における蛍光管端部の発熱・温度上昇を防止するために、蛍光ランプの外部リード線に温度ヒューズ等を備えた温度保護素子を接続した蛍光ランプが提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照。）。これにより、寿命末期に生じる蛍光管端部の発熱によって、この温度ヒューズを溶断させて点灯回路を遮断することができる。

図９は、温度保護素子を備えた従来の蛍光ランプに用いる口金の平面図Ａと、そのＩＶ−ＩＶ線の断面図Ｂである。図９Ａでは、各平面部の高低差を識別しやすくするために一部にドットを付した。図９において、口金１００は、蛍光管を収納するためのほぼ円形状に形成された蛍光管収納部１０１、１０２と、温度保護素子１０３、１０４を収納した温度保護素子収納部１０５、１０６とを備えている。口金１００は、平面視が長円形に形成され、曲面状の外壁１０７ａ、１０７ｂと、平面状の外壁１０７ｃ、１０７ｄとから形成されている。また、蛍光管収納部１０１、１０２は、隔壁１０８により分離されている。温度保護素子１０３は、支持部材１０９、１１０により温度保護素子収納部１０５内に固定され、温度保護素子１０４は、支持部材１１１、１１２により温度保護素子収納部１０６内に固定されている。
特開平１１−１１１２３１号公報（特許第３８４３５５６号公報） 特開２０００−３０６６４号公報（特許第３０３２５０４号公報）

しかし、上記従来の口金では、蛍光管の２つの電極封止部を収納するための蛍光管収納部が、隔壁によって分離されているため、蛍光管を蛍光管収納部に固定するために、接着剤を注入する際に、２つの蛍光管収納部のそれぞれに接着剤を注入しなければならず、製造工程上煩雑となる。また、上記隔壁により蛍光管収納部が分離されていると、接着剤を加熱により硬化させる際に、熱膨張した接着剤により蛍光管や温度保護素子に応力が加わった場合、その応力の逃げ場がなく、蛍光管の破損や温度保護素子の変形が生じるおそれがある。さらに、上記隔壁により蛍光管収納部が分離されていると、蛍光管収納部間の熱伝導が阻害されるため、隔壁の両側にそれぞれ配置された温度保護素子は、その近接する片方の蛍光管端部の温度しか検知できず、片方の温度保護素子が故障した場合に蛍光ランプの安全性が低下する。

本発明は上記問題を解決したもので、生産性が高く、寿命末期における蛍光管の発熱・温度上昇を確実に検知することができる蛍光ランプを提供するものであり、さらにその蛍光ランプを用いた安全性の高い照明装置を提供するものである。

本発明の蛍光ランプは、口金と、前記口金に固定保持された蛍光管と、温度保護素子とを備えた蛍光ランプであって、前記蛍光管は、両端部に電極が封止された電極封止部を備えているとともに、内部に屈曲した放電路を有し、前記口金は、前記蛍光管の前記電極封止部を収納するための蛍光管収納部と、前記温度保護素子を収納するための温度保護素子収納部とを備え、前記蛍光管収納部は、前記口金の外壁と、前記外壁から前記蛍光管の外周に接するように突出する２つの突出片とから形成され、前記温度保護素子収納部は、前記外壁と、前記突出片の１つとから形成され、前記電極封止部は、前記蛍光管収納部に配設され、前記温度保護素子は、前記温度保護素子収納部に配設され、前記電極は、前記温度保護素子と接続されていることを特徴とする。

また、本発明の照明装置は、上記本発明の蛍光ランプを備えていることを特徴とする。

本発明の蛍光ランプは、生産性が高く、寿命末期における蛍光管の発熱・温度上昇を確実に検知することができる。また、本発明の照明装置は、上記本発明の蛍光ランプを用いているため、高い安全性を確保できる。

本発明の蛍光ランプは、口金と、口金に固定保持された蛍光管とを備えている。口金と蛍光管は、接着剤により固着されていることが好ましい。これにより、蛍光管を口金に確実に固定保持できる。

上記蛍光管は、両端部に電極が封止された電極封止部を備えているとともに、内部に屈曲した放電路を有している。

また、上記口金は、蛍光管の２つの電極封止部を収納するための蛍光管収納部と、温度保護素子を収納するための２つの温度保護素子収納部とを備えている。

上記蛍光管収納部は、口金の外壁と、その外壁から蛍光管の外周に接するように突出する２つの突出片とから形成され、蛍光管収納部には電極封止部が配設されている。これにより、２つの突出片の先端部間には隙間が形成されているため、蛍光管収納部の一箇所から接着剤を注入するだけで、蛍光管収納部全体に接着剤を充填することができ、製造工程を簡素化できる。また、接着剤を加熱により硬化させる際に、接着剤が熱膨張しても、蛍光管収納部の上記隙間により、熱膨張した接着剤による応力を分散できるため、蛍光管の破損や温度保護素子の変形等が発生しない。さらに、上記隙間に充填された接着剤が電極封止部を繋いでいるので、一方の電極封止部の発熱を両方の温度保護素子により検知できるとともに、仮に一方の温度保護素子が何らかの原因で作動しなかった場合でも、他方の温度保護素子を確実に作動させることができる。

上記温度保護素子収納部は、上記外壁と、上記突出片の１つとからそれぞれ形成され、温度保護素子収納部には温度保護素子が配設されている。これにより、温度保護素子を発熱部である電極封止部の近傍に配置できるため、温度保護素子は、寿命末期に生じる電極封止部の温度上昇を速やかに検知し、回路遮断を速やかに行うことができる。また、上記突出片の弾性力により、熱膨張した接着剤による応力から温度保護素子を防護できる。

上記電極は、温度保護素子と接続されている。これにより、寿命末期に生じる蛍光管端部の発熱によって、温度保護素子を作動させて点灯回路を遮断でき、寿命末期における蛍光管の発熱・温度上昇を確実に防止することができる。

より具体的には、上記口金は、蛍光管収納部側から見て長円形に形成され、突出片の一方は、蛍光管収納部側から見て長円形の一方の直線部に対して斜め方向に突出し、突出片の他方は、蛍光管収納部側から見て長円形の他方の直線部に対して斜め方向に突出し、２つの突出片は、蛍光管収納部側から見て互いに平行に配置されている。

また、上記２つの突出片の先端部間に、上記突出片とそれぞれ所定の間隔を有する支持片をさらに設けることもできる。これにより、２つの突出片の先端部間に実質的に隙間を確保しつつ、蛍光管を口金により確実に固定保持できる。即ち、バルブに外力が加わると、口金の蛍光管収納部内をバルブが移動しようとするが、２本のバルブの間に支持片が存在すると、口金と接着剤との接触面積が増加して接着力が増し、バルブの移動を阻止することができ、外力による破損に対する強度を高めることができるとともに、蛍光管同士の短絡を防止できる。

また、上記２つの突出片の先端部間に、上記突出片と所定の間隔を有する支持柱をさらに設けることもできる。これにより、上記支持片と同様の効果が発揮され、さらに支持片を支持柱にすることにより、支持柱の強度が向上し、より確実にバルブの移動を阻止することができる。

また、上記温度保護素子収納部には、空間を存在させることが好ましく、特に口金の外壁側に空間を存在させることが好ましい。即ち、温度保護素子収納部には、接着剤を充填しないほうが好ましい。温度保護素子収納部に空間部を設けることにより、仮に温度保護素子が、接着剤の熱膨張による応力を受けたとしても、温度保護素子がその応力に応じて空間部を移動可能であるため、熱膨張する際に発生する接着剤による応力を吸収することができるからである。

また、本発明の照明装置は、上記本発明の蛍光ランプを備えたことを特徴とする。これにより、照明装置の安全性を確実に向上できる。

（実施形態１）
以下、本発明の蛍光ランプの実施形態を図面に基づき説明する。以下の図面では、同一部分には同一の符号を付けて、重複する説明は省略する場合がある。

図１は、本発明の蛍光ランプの一例を示す正面図である。図１において、蛍光ランプ１０は、口金１１と、口金１１に固定保持された蛍光管１２とを備えている。蛍光管１２は、一端が封止された２本の直管状のバルブ１２ａ、１２ｂを平行に配置して形成され、バルブ１２ａ、１２ｂの封止された側の端部は、ブリッジ接続部１３により相互に連通接続され、内部に屈曲した放電路を形成している。口金１１は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）等の合成樹脂から形成されている。また、バルブ１２ａ、１２ｂは、ガラス管から形成されている。なお、蛍光管１２は、Ｕ字状のガラス管から形成することもできる。

図２は、蛍光管１２の要部概略図である。図２において、蛍光管１２の内部にはアルゴン等の希ガスと水銀とが封入され、バルブ１２ａ、１２ｂの他端部には、電極１４、１５を保持するステム１６、１７が封止され、電極封止部１８、１９が互いに隣接して形成されている。電極封止部１８、１９の相互の間隔は、１〜５ｍｍとすればよく、後述の実施例では２ｍｍとしている。また、ステム１６、１７には、リード線２０、２１、２２、２３がそれぞれ貫通して封止されており、電極１４、１５はこれらのリード線２０、２１、２２、２３に架設されている。これにより、蛍光管１２の放電路は、例えば、電極１４→バルブ１２ａ→ブリッジ接続部１３→バルブ１２ｂ→電極１５となり、放電は蛍光管１２の全長に渡り形成される。

リード線２１、２２は、後述する図３に示す口金１１の端子２４、２５にそれぞれ接続されている。リード線２０、２３は、温度保護素子２６、２７の一端のリード線２６ａ、２７ａに溶接によって接続されている。温度保護素子２６、２７の他端のリード線２６ｂ、２７ｂは、後述する図３に示す口金１１の端子２８、２９に接続されている。

図３は、口金１１の平面図Ａと、そのＩ−Ｉ線の断面図Ｂである。図３Ａでは、各平面部の高低差を識別しやすくするために一部にドットを付した。後述する図４Ａ、図５Ａにおいても同様とした。また、図３Ａにおいて、Ｌは口金１１の長さ、Ｗはその幅を示す。

図３において、口金１１は、前述の蛍光管１２の電極封止部１８、１９を挿入し収納するためのほぼ円形状に形成された蛍光管収納部３０、３１と、蛍光管収納部３０、３１に近接するように設けられた前述の温度保護素子２６、２７を収納するための温度保護素子収納部３２、３３とを備えている。口金１１は、平面視が長円形に形成され、曲面状の外壁３４ａ、３４ｂと、平面状の外壁３４ｃ、３４ｄとを有している。

蛍光管収納部３０は、外壁３４ａと、外壁３４ａと外壁３４ｄとの境界位置から前述の蛍光管１２の外周に接するように口金内に向かって突出する突出片３６とでほぼ囲まれた空間に形成され、蛍光管収納部３１は、外壁３４ｂと、外壁３４ｂと外壁３４ｃとの境界位置から前述の蛍光管１２の外周に接するように突出する突出片３５とでほぼ囲まれた空間に形成されている。突出片３５、３６の厚さは、０．５〜３ｍｍとすればよい。０．５ｍｍ未満では強度が小さく温度保護素子２６、２７を十分保護できず、３ｍｍを超えると口金内での突出片３５、３６のスペースを確保するのが困難となる。

また、温度保護素子収納部３２は、外壁３４ｃと、突出片３５とから形成され、温度保護素子収納部３３は、外壁３４ｄと、突出片３６とから形成されている。突出片３５、３６は、平面視で平行に配置されている。

温度保護素子収納部３２、３３には、温度保護素子２６、２７が配置されている。また、温度保護素子２６は、支持部材３７、３８により温度保護素子収納部３２内に固定され、温度保護素子２７は、支持部材３９、４０により温度保護素子収納部３３内に固定されている。温度保護素子２６のリード線２６ｂは、端子２８に接続され、温度保護素子２７のリード線２７ｂは、端子２９に接続されている。

図３から明らかなように、突出片３５、３６の先端部間には隙間４６が形成されているため、蛍光管収納部３０、３１は隙間４６を介して連通しており、蛍光管収納部３０、３１のいずれか一箇所から接着剤を注入するだけで、蛍光管収納部全体に接着剤を充填することができ、製造工程を簡素化できる。また、接着剤を加熱により硬化させる際に、接着剤が熱膨張しても、蛍光管収納部３０、３１の隙間４６により、熱膨張した接着剤による応力を分散できるため、前述の蛍光管１２の破損や温度保護素子２６、２７の変形等が発生しない。さらに、隙間４６により、蛍光管収納部３０、３１間の熱伝導性が向上し、一方の電極封止部１８又は１９の発熱を両方の温度保護素子２６、２７により検知できるとともに、仮に一方の温度保護素子２６又は２７が何らかの原因で作動しなかった場合でも、他方の温度保護素子２６又は２７を確実に作動させることができる。

また、図３に示した口金１１では、温度保護素子２６、２７を発熱部である電極封止部１８、１９が収納される蛍光管収納部３０、３１の近傍に配置できるため、温度保護素子２６、２７は、寿命末期に生じる電極封止部１８、１９の温度上昇を速やかに検知し、回路遮断を速やかに行うことができる。

図４は、口金１１の他の形態を示す平面図Ａと、そのＩＩ−ＩＩ線の断面図Ｂである。図４の口金１１では、突出片３５、３６の先端部間に、突出片３５、３６とそれぞれ所定の間隔を有する支持片４１が設けられている以外は、図３の口金１１と同様の構成である。これにより、突出片３５、３６の先端部間に実質的に隙間４６を確保しつつ、蛍光管１２を口金１１により確実に固定保持できる。また、蛍光管収納部３０、３１は隙間４６を介して連通している。

また、図５は、口金１１のさらに他の形態を示す平面図Ａと、そのＩＩＩ−ＩＩＩ線の断面図Ｂである。図５の口金１１では、突出片３５、３６の先端部間に、突出片３５、３６とそれぞれ所定の間隔を有する支持柱４２が設けられている以外は、図３の口金１１と同様の構成である。これにより、突出片３５、３６の先端部間に実質的に隙間４６を確保しつつ、蛍光管１２を口金１１にさらに確実に固定保持できる。また、蛍光管収納部３０、３１は隙間４６を介して連通している。

次に、上記本実施形態の蛍光ランプの製造方法の一例を説明する。

先ず、図６に示すように、口金１１の温度保護素子収納部３２、３３に、リード線２６ａ、２６ｂを有する温度保護素子２６と、リード線２７ａ、２７ｂを有する温度保護素子２７とを収納し、温度保護素子２６、２７のリード線２６ｂ、２７ｂを、口金１１の端子２８、２９に接続する。

次に、蛍光管収納部３０、３１の一方に接着剤を注入する。注入された接着剤は、口金１１の突出片３５、３６の隙間４６を通って蛍光管収納部３０、３１の全体に行き渡る。上記接着剤としては、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂等の樹脂材料又はポルトランドセメント等のセメント材料を用いることができる。

次に、図２に示すように、蛍光管１２のリード線２１、２２を口金１１の端子２４、２５に通し、さらに図７に示すように、蛍光管１２を口金１１の蛍光管収納部３０、３１に挿入する。これにより、蛍光管１２と口金１１との隙間に接着剤４３が充填される。但し、蛍光管収納部３０と温度保護素子収納部３２との間には、温度保護素子２６が支持部材３７、３８により固定され、蛍光管収納部３１と温度保護素子収納部３３との間には、温度保護素子２７が支持部材３９、４０により固定されているので、接着剤は、温度保護素子収納部３２、３３内にはほとんど流入しない。これにより、温度保護素子収納部３２、３３内に空間を存在させることができ、接着剤が硬化して熱膨張する際に発生する応力を吸収することができる。この状態で口金１１と蛍光管１２とを電気炉内で加熱して接着剤を硬化させることにより、口金１１と蛍光管１２とを固着させる。

上記実施形態では、蛍光管収納部３０、３１に接着剤を注入した後に蛍光管１２を挿入した例を示したが、蛍光管収納部３０、３１に蛍光管１２を挿入した後に、蛍光管１２と口金１１との隙間から接着剤を注入してもよい。この場合でも、注入された接着剤は、口金１１の突出片３５、３６の間を通って蛍光管収納部３０、３１の全体に行き渡る。

次に、蛍光管１２のリード線２０、２３と、温度保護素子２６、２７のリード線２６ａ、２７ａとを溶接等で接続する。続いて、この接続した部分を温度保護素子収納部３２、３３内に収納し、その後、シリコーン樹脂等の樹脂材料（接着剤）を裏面に付着させた蓋４４、４５により温度保護素子収納部３２、３３を閉塞する。これにより、本実施形態の蛍光ランプが完成する。

（実施形態２）
次に、本発明の照明装置の実施形態について説明する。図８は、本発明の照明装置の一例を示す斜視図である。図８において、照明装置５０は、蛍光ランプ５１を備えている。蛍光ランプ５１としては、実施形態１で説明した蛍光ランプをそのまま使用している。実施形態１の蛍光ランプ５１を用いることにより、照明装置５０の寿命末期での安全性を向上できる。

次に、実施例に基づき本発明を説明する。

（実施例１）
図１〜図３に示した蛍光ランプと同様の蛍光ランプとして、管外径２０ｍｍのバルブ１２ａ、１２ｂをブリッジ接続して形成した全長４１０ｍｍの蛍光管１２と、ＰＢＴ樹脂よりなる長さ（Ｌ）４７ｍｍ、幅（Ｗ）２５ｍｍの口金１１とからなる定格２００Ｖ、３６Ｗの蛍光ランプを作製した。温度保護素子２６、２７として、溶断温度が１４０℃付近にあるものを用いた。温度保護素子２６、２７と電極封止部１８、１９との最短距離は、２ｍｍとした。口金１１と、蛍光管１２及び蓋４４、４５との接合は、ともにシリコーン樹脂を用い、温度保護素子収納部３２、３３内にはシリコーン樹脂を充填しなかった。

（実施例２）
温度保護素子２７を除去してリード線２３を端子２９に直接接続した以外は、実施例１と同様にして蛍光ランプを作製した。

（比較例１）
口金として図９に示した口金１００を用い、実施例２と同様にして温度保護素子１０４を除去して温度保護素子１０３のみを用いた以外は、実施例１と同様にして蛍光ランプを作製した。

実施例１、２及び比較例１の蛍光ランプを用いて点灯寿命試験を行った。その結果、実施例１の蛍光ランプでは点灯時間が９０００時間を超えた時点（寿命末期）で、電極封止部１９の温度が上昇したが、温度保護素子２７が速やかに感応し、回路遮断を速やかに行うことができた。また、実施例２の蛍光ランプでは点灯時間が９０００時間を超えた時点（寿命末期）で、電極封止部１９の温度が上昇したが、温度保護素子２６が速やかに感応し、回路遮断を速やかに行うことができた。しかし、比較例１の蛍光ランプでは点灯時間が９０００時間を超えた時点（寿命末期）で、電極封止部１９の温度が上昇したが、温度保護素子１０３が速やかに感応せず、回路遮断を速やかに行うことができなかった。

以上説明したように、本発明は、生産性が高く、寿命末期における蛍光管の発熱・温度上昇を確実に検知することができる蛍光ランプを提供でき、また、本発明の蛍光ランプを用いることにより安全性の高い照明装置を提供でき、その産業上の利用価値は大きい。

本発明の蛍光ランプの一例を示す正面図である。 本発明に用いる蛍光管の要部概略図である。 本発明に用いる口金の平面図Ａと、そのＩ−Ｉ線の断面図Ｂである。 本発明に用いる口金の他の形態を示す平面図Ａと、そのＩＩ−ＩＩ線の断面図Ｂである。 本発明に用いる口金のさらに他の形態を示す平面図Ａと、そのＩＩＩ−ＩＩＩ線の断面図Ｂである。 本発明に用いる口金に温度保護素子を組み込む前の斜視図である。 本発明に用いる蛍光管の電極封止部を口金の蛍光管収納部に収納した状態の斜視図である。 本発明の照明装置の一例を示す斜視図である。 従来の口金の平面図Ａと、そのＩＶ−ＩＶ線の断面図Ｂである。

符号の説明

１０ 蛍光ランプ
１１ 口金
１２ 蛍光管
１２ａ、１２ｂ バルブ
１３ ブリッジ接続部
１４、１５ 電極
１６、１７ ステム
１８、１９ 電極封止部
２０、２１、２２、２３、２６ａ、２６ｂ、２７ａ、２７ｂ リード線
２４、２５、２８、２９ 端子
２６、２７ 温度保護素子
３０、３１ 蛍光管収納部
３２、３３ 温度保護素子収納部
３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄ 外壁
３５、３６ 突出片
３７、３８、３９、４０ 支持部材
４１ 支持片
４２ 支持柱
４３ 接着剤
４４、４５ 蓋
４６ 隙間
５０ 照明装置
５１ 蛍光ランプ

Claims (6)

1. 口金と、前記口金に固定保持された蛍光管と、温度保護素子とを備えた蛍光ランプであって、
   前記蛍光管は、両端部に電極が封止された電極封止部を備えているとともに、内部に屈曲した放電路を有し、
   前記口金は、前記蛍光管の前記電極封止部を収納するための蛍光管収納部と、前記温度保護素子を収納するための温度保護素子収納部とを備え、
   前記蛍光管収納部は、前記口金の外壁と、前記外壁から前記蛍光管の各前記電極封止部に向かって突出する２つの突出片とから形成され、
   前記２つの突出片の先端部間には隙間が形成されており、
   前記温度保護素子収納部は、前記外壁と、前記突出片の１つとから形成され、
   前記電極封止部は、前記蛍光管収納部に配設され、
   前記温度保護素子は、前記温度保護素子収納部に配設され、
   前記電極は、前記温度保護素子と接続されていることを特徴とする蛍光ランプ。
2. 前記２つの突出片の先端部間に、前記突出片とそれぞれ所定の間隔を有する支持片がさらに設けられている請求項１に記載の蛍光ランプ。
3. 前記２つの突出片の先端部間に、前記突出片と所定の間隔を有する支持柱がさらに設けられている請求項１に記載の蛍光ランプ。
4. 前記蛍光管は、前記口金に接着剤により固着されている請求項１〜３のいずれか１項に記載の蛍光ランプ。
5. 前記温度保護素子収納部には、空間が存在する請求項１〜４のいずれか１項に記載の蛍光ランプ。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の蛍光ランプを備えていることを特徴とする照明装置。

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