JP2010165520A - ランプ管 - Google Patents

Abstract

【課題】接続機器等に特別な昇圧機器等を設ける必要がなく、発光効率が高くかつ使用寿命が長いランプ管を提供すること。
【解決手段】ランプ管３は内部に光線を透過する面を有する中空の管本体4と、前記管本体の両端部にそれぞれ取り付けられている二つの導電ユニット5と、前記導電ユニットの少なくとも一方の導電ユニットに組み付けられたインバータ6と、前記管本体の長手方向に延在して他方の前記導電ユニットと前記インバータとの間に電気的に接続され、前記インバータにより起動されて発光する複数の冷陰極発光体7とを備えている。
【選択図】図２

Description

本発明は、ランプ管に関し、特に冷陰極発光体を採用したランプ管に関する。

従来の照明器具として、一般的には、主にガス放電により発光する蛍光ランプ管が多く採用されていたが、省電力の発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ、ＬＥＤと略す）の普及につれて、多くの照明器具において発光ダイオードが光源として採用されるようになりつつある。

図１に示すように、一般の発光ダイオードを光源とする照明ランプ管１０１は管本体１１０と、管本体１１０の両端部にそれぞれ取り付けられている二つの導電ユニット１２０と、管本体１１０の中に設けられて導電ユニット１２０の間に電気的に接続されている発光ユニット１３０とを備えている。発光ユニット１３０は、回路基板１３１と、回路基板１３１に電気的に接続された複数の発光ダイオード１３２とを備えている。このようなランプ管１０１は、従来の蛍光ランプ管より高い発光効率と輝度を有するものの、従来のＬＥＤランプは、発光効率が依然好ましくない上、発光効率の高いものの単価は依然としてかなり高額なため、この種の照明ランプ管１０１を利用するには、多くの制限がある。

本発明は、接続機器等に特別な昇圧機器等を設ける必要がなく、発光効率が高くかつ使用寿命が長く、簡素な構造にして十分な使用強度を有するランプ管を提供することを目的とする。

そこで、本発明にかかるランプ管は、
内部に光線を透過する面を有する中空の管本体と、
前記管本体の両端部にそれぞれ取り付けられている二つの導電ユニットと、
前記導電ユニットの少なくとも一方の導電ユニットに組み付けられたインバータと、
前記管本体の長手方向に延在して他方の前記導電ユニットと前記インバータとの間に電気的に接続され、前記インバータにより起動されて発光する複数の冷陰極発光体と、
を備えているランプ管であって、
断面Ｕ字状の光透過体に長手方向に溝が形成されており、前記光透過体と光透過体の補強用の補強プレートとが前記溝を利用した溝嵌合によって結合され、前記中空の管本体が形成されるようになっていることを特徴としている。
この特徴によれば、本発明のランプ管は、冷陰極発光体を管本体に取り付けてランプ管を製作する構造・設計を通じて、冷陰極発光体の高輝度、長寿命などの利点を活用し、寿命および照明の品質を改善させることができるとともに、一般の蛍光ランプ管やＬＥＤランプ管に比して消費電力を削減し、エネルギー消費および二酸化炭素排出量の削減を図ることができる。また本発明のランプ管は、管本体の両端部にそれぞれ取り付けられている導電ユニットにインバータが組み付けられているため、ランプ管を接続するための接続機器等に特別な昇圧機器等を設ける必要がなく、汎用性の高いランプ管として利用可能である。また光透過体と光透過体の補強用の補強プレートとが溝を利用して一体化されているため、管本体に働く捻り力に対して補強板が溝の変形を抑制し、効果的にランプ管のねじり変形を防止するように働く。

一般のＬＥＤランプ管の斜視概略図である。 本発明にかかるランプ管の実施例１の実施形態を示す斜視である。 本発明の基本的な電気回路図である。 本発明にかかるランプ管の実施例２の実施形態を示す斜視である。 図４の分解斜視図である。 図４の一部分解斜視図である。 図６の変更例の一部分解斜視図である。 電極ホルダーとしての両プレート（ａ）（ｂ）の変更例の斜視図である。 図７の変更例の一部分解斜視図である。 図９の変更例の一部分解斜視図である。 図６の変更例の一部分解斜視図である。

本発明の上述の、及びその他の技術内容、特徴と効果は、添付図面に基づく好適な実施形態に関する以下の詳細な説明により、明らかになるであろう。

本発明にかかるランプ管の好適な実施形態として、実施例１が図２と図３に示されており、このランプ管３は一般の蛍光ランプ管の使用方法と同様に、二つのソケット（図示せず）の間に取り付けて適用されるものであり、前記ソケットは、既存の蛍光灯の基体に設けられているソケットであり、ランプ管３は蛍光灯管の代わりに利用されるランプである。ランプ管３は、中空の光透過体である管本体４と、管本体４の対向する両端部にそれぞれ取り付けられた二つの導電ユニット５と、一方の導電ユニット５に内蔵されて電気的に接続されるインバータ６と、他方の導電ユニット５と前記インバータ６との間に電気的に接続された複数の冷陰極発光体７（Ｃｏｌｄ Ｃａｔｈｏｄｅ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ Ｌａｍｐ、略称ＣＣＦＬ）とを備える。本実施形態においては３本の冷陰極発光体７を用いているが、本数に関しては要求される明るさに応じて、適宜本数は選択できる。また、管本体４は、本実施形態においては長管状であるが、実用に際してはこれに限らず、Ｕ型またはスクリュー型であってもよい。

それぞれの導電ユニット５は、管本体４の端部を封止する機能を持つ電極ホルダー５１と、この電極ホルダー５１の端面から突出し、当該電極ホルダー５１に電気的に接続された二つの電極５２とを備え、それぞれの電極５２はソケットに挿入されて電気的に接続される。ここで一方の導電ユニット５の電極ホルダー５１にはインバータ６が内蔵されており、他方の導電ユニット５の電極ホルダー５１には複数の冷陰極発光体７の接続端子（図示せず）が内蔵されている。なお、片側の電極５２を通電用とし、一方の電極５２1をソケット固定用とする一種のダミー電極とすることも可能である。

前記インバータ６と冷陰極発光体７との関係が図３に示されており、インバータ６は商用交流電源Ｖを整流回路６１で整流し、その整流された直流電圧を自励発振回路６２に入力し、例えば２０〜１００ＫＨｚ、２００〜３０００Ｖに昇圧し、この高周波出力が電極ホルダー５１に電気的に接続された各冷陰極発光体７に対応する電極５２に印加される。インバータ６には高周波出力のデューティサイクルを可変する調光制御回路を付加することが好ましい。調光制御はデューティサイクルを可変する方式に限定されない。インバータ６は、本実施形態においては一般の自励発振型インバータであるが、実用に際してこれに限定されない。

冷陰極発光体７は、管本体４の中に長尺方向に延在してそれぞれが平行して配列されるようになっており、それぞれの両端部を両電極ホルダー５１間にセットすることにより、インバータ６を含む電気的な接続が完了する。この場合、複数の冷陰極発光体７の電気的接続は図３に示されるように並列接続になる。

図４には、本発明にかかるランプ管の好適な実施形態として、実施例１の円筒状の管本体４を有する前記ランプ管３とは異なる構造の実施例２のランプ管３１が示されており、このランプ管３１は、断面Ｕ字状の光透過体９とその上面を覆う光透過体の補強用の補強プレート１０からなる管本体４を有し、そして管本体４の両端が端縁封止体８によって封止されている断面略半月状の筒状体であり、内部に所定のガスが封入されている。なおガスを封入せず大気と連通状態でも良い。ランプ管３１の使用に際して断面Ｕ字状の光透過体９が発光面となる。詳しくは、図５に示されている分解斜視図にあるように、合成樹脂性の断面Ｕ字状の光透過体９には、長手方向に、多数の溝１３が設けられている。この光透過体９は、抜き出し成型によりＵ字状で多数の溝１３を備えたの断面一定の長尺材であり、これを所定の長さで切断して利用される。また、光透過体９は透明もしくは乳白色の透光性の合成樹脂が用いられる。

この溝１３に両端から電極ホルダーとしてのプレート１１が挿入される。この一方のプレート１１にはインバータ６がマウントされており、ここから各接続用の配線１５が延びている。前記プレート１１にはその一方に三個の端子１６を固定するためのＵ字状端子１４が設けられており、更に他端には電極５２を接続するための端子１２が設けられている。またインバータ６とＵ字状端子１４は、それぞれ配線１５で接続され、インバータ６と端子１２は、配線１５で接続されている。また他方のプレート１１には接続端子６１がマウントされており、ここから各接続用の配線１５が延びている。前記プレート１１にはその一方に三個の端子１６を固定するためのＵ字状端子１４が設けられており、更に他端には電極５２を接続するための端子１２が設けられている。また接続端子６１とＵ字状端子１４は、それぞれ配線１５で接続され、接続端子６１と端子１２は、配線１５で接続されている。断面Ｕ字状の光透過体９に長手方向に設けられた溝１３に両端から金属板からなるプレート１１が挿入されているが、端縁封止体８およびプレート１１は、投光性のない比較的強度を有する合成樹脂でもよい。本実施例によれば、光透過体９と金属板等からなる比較的強度のあるプレート１１とが溝１３を利用して一体化されているため、ランプ管３１に働く捻り力に対してプレート１１が溝１３の変形を抑制し、効果的にランプ管３１のねじり変形を防止するように働く。

両端に設けられた端縁封止体８には、これを貫通するように電極５２が設けられ、電極５２の外側に延びる部分は、ソケットに挿入される電極部であり、電極５２の内側に延びる部分は、ソケットに挿入される電極部であり、端子１２に接続される電極部である。この実施例では、端縁封止体８、電極５２、そしてプレート１１の組み合わせにより導電ユニットが構成されている。

このランプ管３１は、先ず光透過体９に長手方向に設けられた溝１３に両端からプレート１１を挿入して三個の端子１６をＵ字状端子１４に固定して配線１５との接続を完了した後、図６に示されるように光透過体９に長手方向に設けられた上方の溝１３に両端から補強プレート１０を挿入し、光透過体９と補強プレート１０とを接着し、そしてその両端を端縁封止体８によって封止することによって電極５２と端子１２との接続を完了することによって構成される。なお光透過体９と補強プレート１０との接着を省略して、端縁封止体８と、光透過体９、または補強プレート１０とを接着して一体化を保つことも出来る。後述するように、ランプ管３１は、既存の蛍光ランプ管の取付端子装置のソケットに挿入した後、ソケットに対してこのランプ管３１を回転させて取り付けるため、必然的にランプ管３１に働く捻り力に耐えなければならないが、光透過体９は合成樹脂性で構成され、その構造は捻りに対して変形を伴い易い。しかし本実施例によれば、光透過体９と補強プレート１０とが溝１３を利用して一体化されているため、ランプ管３１に働く捻り力に対して補強プレート１０が溝１３の変形を抑制し、効果的にランプ管３１のねじり変形を防止するように働く。なお、補強プレート１０はアルミニウムや鉄板等の金属板が利用されるが、強度のある合成樹脂でも良い。この実施例の場合、その内側面には反射塗料が塗布されている。また蛍光灯の光透過体９は冷陰極発光体７からの光を散乱させるために内側面は凹凸上の光散乱面に加工されている。

特に図６には、補強プレート１０と冷陰極発光体７との固定例が示されており、この補強プレート１０の適所には内側（図では上側）に向かって冷陰極発光体７を包むように接着テープ１８が接着されており、補強プレート１０と冷陰極発光体７とが一体化されている。そしてこの接着テープ１８は複数の冷陰極発光体７を補強プレート１０側に固定保持し、移動時や大きな揺れに対してランプ管３１内の冷陰極発光体７を保護する働きをする。接着テープ１８は透明であるほうが好ましい。

図７には、光透過体９の変形例が示されており、この光透過体９の適所には内側（図では上側）に向かって一体の支持片１９が固定されている。そしてこの支持片１９には複数の開口１７が設けられており、この開口１７に冷陰極発光体７を挿入することにより、冷陰極発光体７を光透過体９側に揺動不能に保持し、移動時や大きな揺れに対してランプ管３１内の冷陰極発光体７の移動を規制し保護する働きをする。また図には示されていないが、補強プレート１０側に同様な支持片１９を予め固定しておくことも可能である。

図８はプレート１１の変形例であり、プレート１１の差込方向先端部に端子２１を上下立体的に配置可能なフレアー２０が設けられている。なおフレアー２０はこの例ではプレート状であるが、垂下する強度を高めた支持片の先端に端子２１を設ける構造にしてもよい。このようなプレート１１に冷陰極発光体７の端子１６を接続すれば、光透過体９内に複数個の冷陰極発光体７がバランスよく配置され、ランプ管３１の光の偏りがなくなり、斑の少ない高効率のランプ管３１が得られることになる。本実施例によれば、光透過体９と金属板等からなる比較的強度のあるプレート１１の両側部とが溝１３を利用して一体化されているため、ランプ管３１に働く捻り力に対してプレート１１が溝１３の変形を抑制し、効果的にランプ管３１のねじり変形を防止するように働く。

図９は、光透過体９の一部で冷陰極発光体７を上下立体的に配置可能に支持する変形例であり、光透過体９の溝１３に保持片２２を挿入し、所定の位置で冷陰極発光体７を保持するものである。この保持片２２は、把持溝２４を三角位置に有しており、それぞれの把持溝２４で光透過体９内を延びる冷陰極発光体７を支持し、移動時や大きな揺れに対してランプ管３１内の冷陰極発光体７を保護する働きをする。特に本例では、光透過体９の溝１３に保持片２２を挿入して長手方向にこの保持片２２を移動できることから、ランプ管３１や冷陰極発光体７の長さ条件等に応じて、冷陰極発光体７の一番振れの激しくなるような位置を特定して揺れに対する対処が可能となる。さらに光透過体９内を延びる冷陰極発光体７を光透過体９内の空間内で確実に複数点で固定できれば、プレート１１等にＵ字状端子１４や端子２１等を設けることなく、図９のように端子２３をフリーな状態で空間に配置できることになる。なお、保持片２２や把持溝２４の形状は、冷陰極発光体７の本数等により自由に変形可能である。

このように光透過体９の溝１３を用いて各構成要素を連続的に固定配置できるため、製作が容易なばかりか、各部材の配置位置に狂いがなく容易にランプ管３１の規格が統一できることになる。補強プレート１０の内側面には反射塗料が塗布されているため、冷陰極発光体７からの光をその内側面で広範囲に反射させて光透過体９に均一に当て、さらに光透過体９は冷陰極発光体７からの光を散乱させるために内側面が凹凸上の光散乱面に加工されているため、光透過体９から斑のない光が得られることになる。

ランプ管３，３１の使用時、一般の蛍光ランプ管の使用方法と同様に、導電ユニット５の電極５２を一般の蛍光ランプ管の取付端子装置のソケットに挿入した後、ソケットに対してランプ管３,３１を回転させることにより、ランプ管３、３１がソケットの間に電気的に接続すると同時に係止される。ランプ管３，３１はソケットを介して通電され、冷陰極発光体７がインバータ６により起動されて発光し、実施例１の管本体４、または実施例２の光透過体９を透過する照明光線が生成される。冷陰極発光体７は、動作時において一般のＬＥＤランプ管より発光効率が高く、低価格なので、消費電力をさらに節約し、より高品質な照明を提供できる。

さらに、特筆すべき点として、冷陰極発光体７の管径（例えば２〜３ミリ）は一般的に、Ｔ５またはＴ８のランプ管に比してはるかに小さく、本発明にかかる実施例１のランプ管３の管本体４は、そのまま、Ｔ５またはＴ８のランプ管に使用される中空の管体をそのまま利用可能である。また、管本体４としてＴ５またはＴ８のランプ管の管体を用いる場合、Ｔ５またはＴ８のランプ管の電極ホルダーと電極を、導電ユニット５の電極ホルダー５１と電極５２として対応させて利用してよい。

従って、メーカーがＴ５またはＴ８のランプ管の生産ラインを、冷陰極発光体７が採用される実施例１のランプ管３の生産・製造にそのまま転換することが可能となり、投資コストを大幅に低減させることができる。なお、Ｔ２またはＴ８ランプ管の管本体と電極ホルダーと電極とを用いて、本発明にかかる実施例１の冷陰極発光体７を備えるランプ管３を製作する場合、既存のＴ５やＴ８のランプ管の利用者は、既存の照明器具のスタータを取り外すだけで、照明器具全体を取り外して交換することなく、Ｔ５またはＴ８のランプ管を本発明にかかる実施例１の冷陰極発光体７を備えるランプ管３にそのまま取り替えて利用することが出来る。

また、本発明にかかる実施例２の冷陰極発光体７を備えるランプ管３１にあっても、Ｔ２またはＴ８ランプ管とその径を略同等とし、さらに端縁封止体８から延びる電極５２の間隔や、電極５２の径をＴ２またはＴ８ランプ管のものと同等に設計すれば、既存のＴ５やＴ８のランプ管の利用者は、既存の照明器具のスタータを取り外すだけで、照明器具全体を取り外して交換することなく、Ｔ５またはＴ８のランプ管を本発明にかかる実施例２の冷陰極発光体７を備えるランプ管３１にそのまま取り替えて利用することが出来る。

図１０は、冷陰極発光体７からの光を反射する反射部材３０を配置した変形例である。反射部材３０は、前記した補強プレート１０や、プレート１１と同様に溝１３に長手方向に挿入される。反射部材３０は断面視略円弧状の湾曲面に形成され、その内側面（図では下方）に反射塗料が塗布されている反射面３０ａが、それぞれの冷陰極発光体７の外周に沿って近接して配設されている。反射部材３０は、光透過体９の両端部に配されたプレート１１が利用する溝１３の中央部分に残された溝１３部分を利用して固定しても良い。この実施例によれば、冷陰極発光体７からの光を近接する反射面で放射状に光透過体９側に反射できるため効率的な照明が出来ることになる。また図示されていないが、この反射部材３０は長手方向に複数個の分割されていることが好ましく、反射部材３０が分割されていると、その取り扱いや運搬が容易なばかりか、変色している部分だけを適宜取り替えることも出来る。本実施例によれば、光透過体９と比較的強度のある反射部材３０の両側部とが溝１３を利用して一体化されているため、ランプ管３１に働く捻り力に対して反射部材３０が溝１３の変形を抑制し、効果的にランプ管３１のねじり変形を防止するように働く。

図１１は、光透過体９に長手方向に設けられた溝、及び補強プレート１０の変形例である。補強プレート１０が挿入する溝１３は、断面視略鉤状の鉤状部１３ａが形成されており、この鉤状部１３ａに対応し補強プレート１０の端部が鉤状端部１０ａに形成されている。この構造によれば、互いに略鉤状に形成された溝１３の鉤状部１３ａと補強プレート１０の鉤状端部１０ａとが、水平方向及び垂直方向の面で当接して嵌合することになり、ランプ管３１に働く捻り力に対して補強プレート１０が溝１３の変形を効果的に抑制し、ランプ管３１のねじり変形を防止する働きを高めることが出来る。また、溝、及び補強プレートの嵌合する断面形状はＴ字等より複雑な方が、ランプ管３１のねじり変形を防止する働きが増す。

以上の内容は、本発明の好適な実施形態の一例に過ぎず、本発明の実施の範囲を限定するものではない。すなわち、本発明の特許請求の範囲及び明細書に記載の内容に基づく簡単な、同等の変更や修正は、全て特許請求の範囲に包含される。

３ ランプ管
４ 管本体
５ 導電ユニット
６ インバータ
７ 冷陰極発光体
５１ 電極ホルダー
５２ 電極

Claims (2)

1. 内部に光線を透過する面を有する中空の管本体と、
   前記管本体の両端部にそれぞれ取り付けられている二つの導電ユニットと、
   前記導電ユニットの少なくとも一方の導電ユニットに組み付けられたインバータと、
   前記管本体の長手方向に延在して他方の前記導電ユニットと前記インバータとの間に電気的に接続され、前記インバータにより起動されて発光する複数の冷陰極発光体と、
   を備えているランプ管であって、
   断面Ｕ字状の光透過体に長手方向に溝が形成されており、前記光透過体と光透過体の補強用の補強プレートとが前記溝を利用した溝嵌合によって結合され、前記中空の管本体が形成されるようになっているランプ管。
2. インバータが、前記溝を利用して前記中空の管本体内に固定されていることを特徴とする請求項１に記載のランプ管。

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