(57)【要約】【課題】点灯中高温となる蛍光ランプからの熱影響による点灯装置の不具合を低減するために、グローブ内空間の温度を低減させ、信頼性を高めた電球形蛍光ランプを提供することを目的とする。【解決手段】点灯中電球形蛍光ランプが発する赤外線の多くがグローブ外へ放出可能な材料により蛍光ランプを覆っているので、グローブ内温度上昇を抑制するとともに、仕切板温度およびカバー体内の上昇を抑制することで、樹脂からなるホルダの溶融や、点灯装置に実装された電子部品の熱破損等を抑制することができる。【選択図】図１
2005050757.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光管と；
発光管を点灯させる点灯装置が収納され、一方側に前記発光管が支持されるとともに他方側に口金が装着されたカバー体と；
熱放射率が０．８以上であり、発光管を覆ってカバー体に取付けられたグローブと；
を具備していることを特徴とする電球形蛍光ランプ。
【請求項２】
発光管と；
発光管を点灯させる点灯装置が収容され、一方側に前記発光管が支持されるとともに他方側に口金が装着されたカバー体と；
波長３μｍ以上の赤外線を２０％以上透過する材料からなり、発光管を覆ってカバー体に取り付けられたグローブと；
を具備していることを特徴とする電球形蛍光ランプ。
【請求項３】
発光管と；
発光管を点灯させる点灯装置が収容され、一方側に前記発光管が支持されるとともに他方側に口金が装着されたカバー体と；
熱伝導率が１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上であり、発光管を覆うようにカバー体に取り付けられたグローブと；
を具備していることを特徴とする電球形蛍光ランプ。
【請求項４】
請求項１ないし３いずれか一記載の電球形蛍光ランプと；
この電球形蛍光ランプが装着された器具本体と；
を具備していることを特徴とする照明器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、点灯装置および蛍光ランプをカバー体およびグローブにより収容した電球形蛍光ランプおよび照明器具に関する。
【背景技術】
【０００２】
電球形蛍光ランプは、たとえば複数個の屈曲形成された発光管を連結して１本の放電路が形成された蛍光ランプをカバー体に支持して構成されている。このカバー体は一方に口金を有し、他方に蛍光ランプを支持しており、蛍光ランプを点灯させるための点灯装置が収容されている。
【０００３】
このような電球形蛍光ランプは一般照明用白熱電球の外観に近づけるために一層の小形化が望まれているが、蛍光ランプがグローブによって覆われた電球形蛍光ランプは、グローブ内空間が上昇する傾向にある。このように小形化された電球形蛍光ランプは、外観全体もコンパクトになり、カバー体内側に収容される点灯装置と蛍光ランプとの間隔も小さくなるため、点灯中高温となる蛍光ランプの熱影響を点灯装置が受けやすくなる。これに対して、点灯装置への熱的影響と小形化との最適な条件を規定することによって、一般用白熱電球の寸法に近づけた電球形蛍光ランプが知られている（例えば特許文献１）。
【特許文献１】特開２０００−２１２０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１は、カバー体内の蛍光ランプと点灯装置との間に最適な空気層を形成することで、小形化するとともに点灯装置への熱的影響を抑制可能な最適な条件を規定した電球形蛍光ランプを提供することを目的とするものである。しかし、点灯中の主な熱源である蛍光ランプから発する熱は、一般照明用白熱電球の外観に近づけるために小形化するにつれ、容器内空間が狭くなり高温となりやすい。このように、点灯装置への熱的影響と小形化との最適な条件を規定したとしても、点灯装置はその熱影響を受けやすくなる。すなわち、点灯中の主な熱源である蛍光ランプをほぼ密閉するようグローブにより覆われた高温空間によって、空気層が暖められ、空気層を介してカバー体内空間も暖められ、点灯装置に熱影響をおよぼすおそれがあった。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するためのものであり、点灯中高温となる蛍光ランプからの熱影響による点灯装置の不具合を低減するために、グローブ内空間の温度を低減させ、信頼性を高めた電球形蛍光ランプを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１記載の電球形蛍光ランプは、発光管と；発光管を点灯させる点灯装置が収納され、一方側に前記発光管が支持されるとともに他方側に口金が装着されたカバー体と；熱放射率が０．８以上であり、発光管を覆ってカバー体に取付けられたグローブと；を具備していることを特徴とするものである。
【０００７】
請求項２記載の電球形蛍光ランプは、発光管と；発光管を点灯させる点灯装置が収容され、一方側に前記発光管が支持されるとともに他方側に口金が装着されたカバー体と；波長３μｍ以上の赤外線を２０％以上透過する材料からなり、発光管を覆ってカバー体に取り付けられたグローブと；を具備していることを特徴とするものである。
【０００８】
請求項３記載の電球形蛍光ランプは、発光管と；発光管を点灯させる点灯装置が収容され、一方側に前記発光管が支持されるとともに他方側に口金が装着されたカバー体と；熱伝導率が１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上であり、発光管を覆うようにカバー体に取り付けられたグローブと；を具備していることを特徴とするものである。
【０００９】
そこで、小形で高出力の電球形蛍光ランプは熱的な観点からみた場合、小形高出力化に伴い、放熱面積は減少し、供給電力が増加傾向にあるため、従来の電球形蛍光ランプに比べて、単位放熱面積あたりの発熱量はますます高くなっている。また、カバー体内に収容されている蛍光ランプを点灯させるための点灯装置は、近年において電子化されて熱に弱い電子部品などから構成されていることから、本発明者らは熱設計が重要な要素となることに着目した。
【００１０】
点灯中の電球形蛍光ランプの主な熱源である蛍光ランプを、一般的に使用されるガラスからなるグローブによりほぼ密閉空間となるよう覆われた空間の温度を測定することとした。通常ガラスは、光拡散材料を混ぜ合わせていない透明ガラスの場合、可視光全光透過率は９９％に近く、吸収率は１％以下であるが、波長約３μｍ以上の赤外線（熱線）の透過率は数％であり、ほぼ完全吸収する特徴をもっている。したがって、点灯中の主な熱源である蛍光ランプを、赤外線を透過しないガラスグローブによりほぼ密閉空間となるよう覆っている場合、蛍光ランプが発する赤外線（熱線）は、ガラスに吸収または反射され、グローブ内空間温度が上昇する。さらに電球形蛍光ランプのさらなる小形化に伴い発光管を覆うグローブも小形化され、グローブ内空間が小さくなることで、グローブ内空間の温度上昇が加速される。このグローブ内空間の熱は、グローブ内の空気の対流および放射、輻射によりグローブ内壁から外壁へと伝わり放熱される他に、蛍光ランプを支持する樹脂製ホルダを介してカバー体内空間へと熱伝導される経路とがある。しかし、点灯中の熱は、ガラスグローブの熱伝導によりグローブ外に放熱されるものの、グローブ内の熱は、ホルダからカバー体内に伝導される熱量およびグローブ内の対流による熱量も多いため、点灯装置に実装された比較的耐熱性の小さい電子部品はその熱的影響を受け熱破壊したり、耐熱性樹脂からなるホルダが溶融、熱劣化することが懸念されている。
【００１１】
そこで、発光管を覆うグローブの赤外線透過率、熱伝導率、入力電力およびグローブ内容積等を変化させ、グローブからの放熱効果の検証実験を行なった。
【００１２】
その結果、熱放射率が０．８以上であれば、コンパクトにまとめられたグローブ内に覆われた熱源である蛍光ランプが７Ｗ〜２２Ｗ程度のランプ電力で点灯したとしても、点灯中の発熱を効率よくグローブ外へ放射可能となる。一方、熱放射率が０．８以下であると、小形化されて放熱面積が小さくなった電球形蛍光ランプ内で発生する熱を効率よくグローブ外へ放射することが難しく、特にグローブ内温度が上昇し、その熱影響が点灯装置側に及ぼすおそれがある。
【００１３】
また、従来のソーダライムガラスでは、波長３μｍ以上の赤外線透過率が数％程度の値であるため、蛍光ランプからの熱がグローブ内で漂い、電球形蛍光ランプ内の温度が上昇してしまう。しかし、波長３μｍ以上の赤外線の透過率が２０％以上の材料により形成されたグローブを使用することで、可視光および赤外線を効率よく透過することが可能となり、グローブ内温度および外囲器内全体の温度を低減することが可能となる。
【００１４】
さらに、熱伝導率が１０Ｗ／ｍ・Ｋよりもの熱伝導率が低い材料から成るグローブで覆ってしまうと、グローブで吸収した熱を効率よくグローブ外へ伝導することが難しく、グローブ内温度を低減することが難しい。
【００１５】
蛍光ランプは１本の直管バルブをＵ字状に屈曲させたものの場合、屈曲部が半円状をなしていたり、コ字状となっていてもよい。また、２本の直管バルブの対向する端部近傍同士を連結管で連結して屈曲部が形成されたものであってもよい。
【００１６】
請求項１記載の電球形蛍光ランプによれば、放射率が０．８以上の材料により形成されたグローブを使用しているので、点灯中ほぼ密閉状態に収容された発光管が発する熱を効率よくグローブ外へ放射することが可能となるので、グローブ内温度が高温となることを抑制できる。したがって、点灯装置は、蛍光ランプからの熱影響を受けにくくなるとともに、小形化をも実現することが可能となる。
【００１７】
請求項２記載の電球形蛍光ランプは、波長３μｍ以上の赤外線を２０％以上透過するグローブを使用しているので、点灯中発光管が発する赤外線を効率よくグローブ外に透過可能となるため、グローブ内温度上昇を抑制することができる。
【００１８】
請求項３記載の電球形蛍光ランプは、熱伝導率が１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上のグローブを使用しているので、点灯中の高温となるグローブ内空間の熱を効率よく熱伝導することが可能となり、グローブ内温度上昇を抑制することができる。
【００１９】
請求項４記載の照明器具は、請求項１ないし３いずれか一記載の発明の作用を有する電球形蛍光ランプを備えた照明器具を提供することができる。
【発明の効果】
【００２０】
請求項１記載の電球形蛍光ランプによれば、グローブを熱放射率０．８以上からなる材料により形成することで、点灯中の発光管から発する熱を効率よくグローブ外へ放射することが可能となり、グローブ内の温度上昇を抑制することができる。
【００２１】
請求項２記載の電球形蛍光ランプによれば、グローブを波長３μｍ以上の赤外線を２０％以上透過する材料により形成することで、蛍光ランプからの赤外線を効率よくグローブ外に透過することが可能となり、グローブ内空間の温度上昇を抑制することができる。
【００２２】
請求項３記載の電球形蛍光ランプによれば、グローブを１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の材料で形成することにより、点灯中の発光管からの発熱をグローブが吸収し効率よくグローブ外壁面に熱伝導することにより、グローブ内の温度上昇を抑制することができる。
【００２３】
請求項４記載の照明器具によれば、請求項１ないし３いずれか一記載の発明の作用を有する電球形蛍光ランプを備えた照明器具を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の電球形蛍光ランプの一実施の形態を図面を参照して説明する。
【００２５】
図１は、電球形蛍光ランプの断面側面図である。
【００２６】
図において、Ｌは電球形蛍光ランプで、この電球形蛍光ランプＬは口金10を有するカバー体20と、このカバー体20内に収容された点灯装置30と、透光性を有するグローブ40と、このグローブ40に収容された蛍光ランプ50とを備えている。そして、グローブ40とカバー体20とから構成される外囲器は、例えば小形白熱電球（ミニクリプトンタイプ）４０W形相当の規格寸法に近似する外形に形成されている。すなわち、口金10を含む高さは８１mm程度、グローブ40の最大外径が４５mm程度に形成されている。
【００２７】
以下、口金10側を上側、グローブ40側を下側として説明する。
【００２８】
カバー体20はポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）などの耐熱性合成樹脂などにて形成されている。そして、このカバー体20は、下方に拡開する略円筒状をなし、上端部にＥ１７形などの口金10が被され、接着剤またはかしめなどにより固定されている。
【００２９】
また、グローブ40は光拡散性を有する乳白色などでガラスにより、定格電力４０W形相当の小形白熱電球のガラス球とほぼ同一形状の滑らかな曲面状に形成されているとともに、カバー体20の下端の開口部の内側に嵌合される開口縁部が形成されている。なお、本実施の形態におけるグローブ40は、BaF2結晶からなり、可視域から波長１５μｍ程度までの赤外線を９０％以上透過する材料から形成されている。
【００３０】
また点灯装置30は、水平状すなわち蛍光ランプ50の長手方向と垂直に配置される円板状の回路基板31を備え、この回路基板31の両面すなわち口金10側である上面および蛍光ランプ50側である下面に、複数の電子部品32が実装されて、高周波点灯を行なうインバータ回路が構成されている。
【００３１】
回路基板31は、略円板状で蛍光ランプ50の最大幅の1.2倍以下の直径に形成されている。
【００３２】
複数の電子部品32のうち、回路基板31の上面には、比較的耐熱性の弱い電解コンデンサ、フィルムコンデンサなどの電子部品32が実装され、回路基板の下面には、比較的耐熱性が強いとともに厚さ寸法が小さいチップ状の図示しない電子部品が実装されている。回路基板31の下面に実装される部品は、蛍光ランプ50のバルブ端部特に、後述する細管51に対して位置をずらして配置されているとともに、細管51内部には点灯中蛍光ランプ50内の水銀蒸気圧を制御するアマルガム60が封入されている。
【００３３】
そして、点灯装置30は、７〜１５Wのランプ電力により蛍光ランプを50点灯させるように構成されている。
【００３４】
また、蛍光ランプ50は略同形状の３本のＵ字状屈曲形のバルブ52を所定の位置に配置し、連通管で順次接続して１本の放電路が形成されている。
【００３５】
各バルブ52は、管外径が５〜１０mmで本実施の形態では約６．５ｍｍ程度、管内径が５mm以上で本実施の形態では５．２ｍｍ程度のガラス製の断面略円筒状の管が、中間部で滑らかに湾曲させて頂部を備えた略Ｕ字状に形成されている。すなわち、各バルブ52は滑らかに反転する屈曲部とこの屈曲部に連続する互いに平行な一対の直線部とを備えている。そして、バルブ52の内面には、蛍光体が形成されているとともに、バルブ52内にはアルゴンガスなどの希ガスや水銀などが封入されている。
【００３６】
この蛍光ランプ50は、蛍光ランプ50固定部材および点灯装置30固定部材である支持部材の一部である円板状に形成された支持板21に取り付けられ、この支持板21がカバー体20の下端に固定されている。支持板21に形成された図示しない複数の取付孔に各バルブ52の端部を挿入し、接着剤などして、蛍光ランプ50が支持板21に固定されている。また、支持板21とカバー体20との間にグローブ40の開口縁部を嵌合した状態で接着剤を充填することにより、これらの部材が互いに固定されている。また、支持板21口金10側には、点灯装置30の回路基板31が取り付けられている。
【００３７】
このように蛍光ランプ50が組み込まれた状態でグローブ40内の所定の位置に収容される。すなわち、この状態で、各バルブ52の頂部は、この電球形蛍光ランプＬの上下方向を長手方向とする中心軸を中心とする１つの円周上に等間隔で位置し、また、各バルブ52の各直線部も、蛍光ランプ50の中心軸を中心とする所定の円周上に略等間隔で位置するようになっている。
【００３８】
このように規定された電球形蛍光ランプＬを、一般照明用電球の照明器具に用いた場合、電球形蛍光ランプＬの配光が一般照明用電球の配光に近似することで、照明器具内に配設されたソケット近傍の反射体への光拡散性カバーに映し出される照明器具であっても、電球形蛍光ランプＬの配光が一般照明用電球の配光に近似することで違和感なく使用できる。
【００３９】
また、各バルブ52は、マウントを用いたラインシールあるいはマウントを用いないピンチシールなどにより、一端部が封着されているとともに、他端部には排気管とも呼ばれる細管51が溶着され、排気を行いあるいは必要に応じてアマルガム60を備えるようなっている。
【００４０】
蛍光ランプ50の両端部に位置する各バルブ52の端部には、マウントを用いたラインシールなどにより図示しない電極としてのフィラメントコイルが一対のウェルズ（導入線）に支持されて配置されている。そして、各ウェルズは、バルブの端部のガラスに封着されたジュメット線を介してバルブ52の外部に導出されたランプ側ワイヤーに接続されている。そして、蛍光ランプ50から導出された２対すなわち４本のランプ側ワイヤーは点灯装置に電気的に接続される。
【００４１】
このように構成された電球形蛍光ランプＬは入力電力定格１０Wであり、蛍光ランプ50には９Wの電力の高周波で加わり、ランプ電流は１５０mA、ランプ電圧は６０Vとなり、３波長発光形蛍光体の使用により全光束４８０lmとなっている。
【００４２】
このように、電球形蛍光ランプＬの点灯中は、蛍光ランプ50が発した赤外線は、赤外線の透過率が高い材料により形成されたグローブから効率よく透過するため、グローブ40内温度はある程度上昇するもののグローブに赤外線が吸収されることを十分抑制するのでグローブ外部へ効率よく放熱が可能とる。
【００４３】
図３は上述した本実施の形態の電球形蛍光ランプ（ａ）と従来のソーダライムガラスグローブで蛍光ランプを覆った電球形蛍光ランプ（ｂ）とグローブで蛍光ランプを覆っていない電球形蛍光ランプ（ｃ）を口金上側点灯させた。そのときのグローブ内温度、蛍光ランプを保持する仕切板温度およびカバー体内に収容した電解コンデンサの温度を比較した実験結果を示すグラフである。グローブの材料が異なる他は全て同一の構成として平均温度を測定した実験結果を示したグラフであり、本実験では周囲温度２５℃の環境下で点灯させ、温度を測定したものである。
【００４４】
図３のグラフから明らかなように、仕切板31の測定平均温度は、本実施の形態の電球形蛍光ランプ（ａ）は１４２℃、従来のソーダライムガラスグローブで蛍光ランプを覆ったランプ（ｂ）は１５５℃、グローブを被さないランプ（ｃ）は１２６℃であり、ランプ（ａ）の電解コンデンサの測定平均温度は８１℃、ランプ（ｂ）は８８度、ランプ（ｃ）は８３℃であった。さらに点灯中のバルブ表面温度は２００℃であった。
【００４５】
点灯中の仕切板の温度はランプ（ａ）および（ｂ）に比べて、グローブを有さないランプ（ｃ）は２０〜３０℃程度低い。本実施の形態のランプ（ａ）および従来のソーダライムガラスグローブを有するランプ（ｂ）の仕切板上の平均温度差は１２℃であり、グローブを有さないランプに比べてランプ（ａ）は１０℃も高い結果となった。これは、本実施の形態に使用したBaF2は赤外線透過率が８５％程度であり、微量の赤外線がグローブ内および赤外線を透過しない仕切板などに吸収された熱および、グローブ内の対流によりにより奪われた熱などにより温度上昇したものと思われる。すなわち、点灯中最も高温となる電極近傍を保持している仕切板は、電極の熱を接触部分から吸収する割合が比較的多く、その熱がグローブ内にこもってしまう、さらにグローブに吸収された微量の赤外線の影響も及んでいるとともに、ほぼ密閉空間となるようグローブにより覆っている内部には対流が発生しており、この対流による熱伝導の影響も大きいと推測する。
【００４６】
また、基板口金側に実装されてカバー体内に収容された比較的耐熱性の低い電解コンデンサ温度は、ランプ（ｂ）（ｃ）を比べると１０℃程度とさほど差が生じていない。これは、蛍光ランプが発する熱は２重の壁、すなわち仕切板および回路基板によりある程度遮蔽されているためと思われる。しかし、赤外線放射率の高いグローブにより蛍光ランプを密閉するよう覆った本実施の形態のランプ（ａ）とグローブ無しランプ（ｃ）の電解コンデンサ温度は同等の温度まで低下していた。
【００４７】
このように、点灯中電球形蛍光ランプＬが発する赤外線の多くがグローブ40外へ放出可能な材料により蛍光ランプ50を覆っているので、グローブ40内およびカバー体20により覆われた外囲器内の温度上昇を抑制するとともに、支持板31温度およびカバー体20内の上昇を抑制することで、樹脂からなる支持板31の溶融や、点灯装置30に実装された電子部品32の熱破損等を抑制することができる。
【００４８】
このようにして、定格電力４０W形相当の小形白熱電球に近似する外形のコンパクトな構造であったとしても、点灯時の熱による不具合も解消されるので、白熱電球を用いる照明器具に広く装着することが可能となり、汎用性を向上できるとともに、装着時の違和感もなくなり、外観を向上できる。
【００４９】
なお、本実施の形態において、４０Ｗ相当の小形白熱電球に近似する外囲器の電球形蛍光ランプを採用したが、６０Ｗ相当および１００Ｗ相当の一般白熱電球に近似する外囲器を有する電球形蛍光ランプにおいても同様の作用が期待できる。
【００５０】
さらに、本実施の形態において、赤外線透過率の高い材料からなるグローブ40を採用したが、点灯中グローブ40内温度所望温度上昇となることが抑制可能な材質からなるグローブ40を採用することができる。例えば、アルミナ、シリカまたは酸化ホウ素などを材料として微細な隙間を多く形成することで放熱面積を有するようなグローブであったり、窒化アルミニウム、ベリリア、酸化珪素などを含有する熱伝導率の良好なグローブを採用も可能である。さらには、グローブと同等の放射、赤外線透過および熱伝導率の高い材料からなる材料により形成したカバー体を採用することで電球形蛍光ランプ内の温度上昇を一層抑制することもできる。例えば、図３に示すように２重構造の密閉空間を有するカバー体20a,20bの密閉空間に液体22を入れたカバー体20を採用することで、点灯中カバー体20内温度が所望温度以上に上昇すると二重構造内に注入した液体22が蒸気化して内側カバー体20b内から熱を奪い外側カバー体20aに伝導させることにより、冷却放熱することで、点灯中の電球形蛍光ランプL内空間温度をさらに低減しても構わない。
【００５１】
図４は、本発明の照明器具の一実施形態を示す一部切欠断面図である。
【００５２】
図において71は電球形蛍光ランプである。70は埋め込み形照明器具本体であり、器具本体70は基体72、とソケット73および反射板74から構成されている。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の一実施形態の電球形蛍光ランプの断面側面図。
【図２】本実施の形態の電球形蛍光ランプ（ａ）と従来のソーダライムガラスグローブで蛍光ランプを覆った電球形蛍光ランプ（ｂ）とグローブで蛍光ランプを覆っていない電球形蛍光ランプ（ｃ）を口金上側点灯させたときのグローブ内温度、蛍光ランプを保持する仕切板温度およびカバー体内に収容した電解コンデンサの温度を比較したグラフ。
【図３】本発明の別の実施形態の電球形蛍光ランプの一部切欠き側面図。
【図４】本発明の照明器具の一実施形態を示す断面概略図である。
【符号の説明】
【００５４】
10‥口金、20‥カバー体、21‥支持板、30‥点灯装置、
32‥電子部品、40‥グローブ、50‥蛍光ランプ、52‥バルブ
【図１】
2005050757.tif 000003
【図２】
2005050757.tif 000004
【図３】
2005050757.tif 000005
【図４】
2005050757.tif 000006