説明

発光管及び放電ランプ

【課題】ランプ電力が変動しても高いランプ効率を維持することができる発光管及びランプを提供する。
【解決手段】発光管3は、密閉状態のガラス管19の両端部13,15に電極17,18が配されてなり、ガラス管19は、両電極17,18のフィラメントコイル25,26に挟まれた電極間領域の略中央に対応する中央部位に膨出部37を有し、定格ランプ電力での点灯時は、電極間領域以外の端部領域に最冷点箇所が存在し、定格ランプ電力よりも低い所定のランプ電力での点灯時は膨出部37内に存在する。また、ランプは、上記発光管3と発光管3内に電極17,18と電気的に接続する口金とを有する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、密閉状態の放電容器の両端に電極が配されてなる発光管及び当該発光管を備える放電ランプに関する。
【背景技術】
【0002】
蛍光ランプ等に用いられる発光管は、例えば、内面に蛍光体層が形成されたガラス管と、当該ガラス管内にフィラメントコイルが位置する状態で前記ガラス管の端部に封着された電極とを有し、内部に水銀や希ガス等が封入されている。水銀や希ガス等は、ガラス管の内部と連通状態にある細管を介して行われる。
蛍光ランプのランプ効率は、発光管内に封入されている水銀の蒸気圧等で規定され、この水銀蒸気圧は点灯時の発光管の最冷点箇所の温度(以下、「最冷点温度」という。)で規定される。このため、点灯時の発光管の最冷点温度が最適な温度となるように構成されている。
【0003】
最冷点が形成される箇所は、発光管の形状、細管の長さ、ガラス管内の電極(フィラメントコイル)位置等によって決められる。例えば、細管が短い場合は、発光管内であって2つの電極間(以下、放電路ともいう。)の任意の箇所に形成され(特許文献1参照)、細管が長い場合は、細管内であって電極から離れた箇所に形成される(特許文献2参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特許4176800号公報
【特許文献2】特開2004−55293号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、上記の最冷点温度は、定格点灯時(定格ランプ電力での点灯時)のランプ効率が高くなるように規定されているため、定格ランプ電力よりも小さなランプ電力での点灯時、例えば、調光点灯時にはランプ効率が著しく悪くなるという課題がある。
つまり、調光点灯時は、発光管から発せられる光束を少なくするためにランプ電流が低下するので、フィラメントコイルの温度を維持するために補助電流を電極に流す必要がある。ランプ電流の低下により、発光管内の放電路では温度が低下し、最冷点箇所が放電路中にある場合に最冷点温度が低下する。
【0006】
一方、補助電流を電極に流すことによって電極の温度が上昇すると細管内の温度が上昇し、最冷点箇所が細管内にある場合に最冷点温度が上昇する。このとき、発光管の温度が下がり、発光管内の温度が細管内の温度よりも低い場合には、最冷点箇所が温度の低い放電路側に変わることとなる。
定格点灯時の最冷点箇所が放電路と細管のいずれに存在しても、調光点灯することで、最冷点箇所の温度が変化して、結果的に最適な温度から外れることとなり、ランプ効率が低下するのである。
【0007】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたもので、ランプ電力が変動しても高いランプ効率を維持することができる発光管及び放電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】
【0008】
上記目的を達成するために、本発明に係る発光管は、密閉状態の放電容器の両端に電極が配されてなる発光管において、前記放電容器は、前記電極に挟まれた電極間領域の所定箇所に対応する部位に膨出部を有し、定格ランプ電力での点灯時は、前記電極間領域以外の端部領域に最冷点箇所が存在し、前記定格ランプ電力よりも低い所定のランプ電力での点灯時は、前記膨出部内に存在することを特徴としている。
【0009】
ここで、「電極に挟まれた電極間領域」は、フィラメントコイルの中心軸間の領域であり、さらに、具体的に言うと、放電容器における電極が配されている部分の軸心と直交し、且つフィラメントコイルの中心軸を含む面で挟まれた領域をいう。
【発明の効果】
【0010】
本発明に係る発光管では、定格ランプ電力での点灯時は、前記電極間領域以外の端部領域に最冷点箇所が存在し、前記定格ランプ電力よりも低い所定のランプ電力での点灯時は、前記膨出部内に存在するため、最冷点温度が最適な温度となりやすく、ランプ電力が変動しても高いランプ効率を維持することができる。
また、前記電極は、前記放電容器の端壁を貫通する一対のリード線と、前記一対のリード線における前記放電容器内の端部により支持されたフィラメントコイルとを有し、前記放電容器の端壁内面と最寄りの前記フィラメントとの距離が前記放電容器の両側で互いに異なり、前記定格ランプ電力よりも低い所定のランプ電力での点灯時の最冷点箇所は、前記距離が大きい電極側の端部領域に存在することを特徴としている。
【0011】
あるいは、前記放電容器は、一端が封止された細管を、前記細管内部と前記電極間領域とが連通する状態で、前記端部領域に対応する部位に1つ以上有し、前記定格ランプ電力よりも低い所定のランプ電力での点灯時の最冷点箇所は、前記細管内に存在することを特徴としている。
もしくは、前記電極は、前記放電容器の端壁を貫通する一対のリード線と、前記一対のリード線における前記放電容器内の端部により支持されたフィラメントコイルとを有し、前記放電容器の端壁内面と最寄りの前記フィラメントとの距離が前記放電容器の両側で互いに異なり、前記放電容器は、一端が封止された細管を、前記細管内部と前記電極間領域とが連通する状態で、前記距離が大きい側の前記端壁に有し、前記定格ランプ電力よりも低い所定のランプ電力での点灯時の最冷点箇所は、前記細管内に存在することを特徴としている。
【0012】
また、前記放電容器は、両端が圧潰封止されたガラス管から構成され、前記ガラス管は、その中央部を旋回中心として平面視二重渦巻状をしていることを特徴としている。ここでいう「平面視」」とは、仮想の旋回軸の延伸する方向から見た場合をいう。
また、本発明に係る放電ランプでは、密閉状態の放電容器の両端に電極が配されてなる発光管と、前記電極と電気的に接続する口金とを有する放電ランプにおいて、前記発光管は上記構成を有する発光管であることを特徴としている。このため、ランプ電力が変動しても高いランプ効率を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】実施の形態における放電ランプの斜視図
【図2】放電ランプの平面図
【図3】放電ランプの下面図
【図4】放電ランプの側面図
【図5】発光管の平面図であり、内部の様子が分かるように一部を切り欠いた図
【図6】ホルダの斜視図
【図7】発光管の端部が口金に挿入した状態を示す図であり、口金の内部の様子が分かるように口金の一部を切り欠いた図
【図8】図7におけるG−G線における断面を矢印方向から見た図
【図9】点灯時の発光管の温度変化を示す図
【図10】実施例に係るランプAの調光率と最冷点温度との関係を示す図
【図11】比較例に係るランプBの調光率と最冷点温度との関係を示す図
【図12】比較例に係るランプCの調光率と最冷点温度との関係を示す図
【図13】比較例に係るランプDの調光率と最冷点温度との関係を示す図
【図14】変形例に係る放電ランプの正面図
【図15】本発明を適用した放電ランプの概略図
【図16】本発明を適用した放電ランプの概略図
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下では、本発明を実施するための最良の形態について、一例を示して説明する。なお、以下の説明で用いる形態は、本発明の構成および作用・効果を分かりやすく説明するために用いる一例であって、本発明は、その本質的な特徴部分以外に何ら以下の形態に限定を受けるものではない。
以下、本発明に係る一の放電ランプの実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
1.放電ランプの構成について
図1は、実施の形態における放電ランプの斜視図である。図2は放電ランプの平面図である。図3は放電ランプの下面図である。図4は放電ランプの側面図である。
【0015】
ここで、放電ランプ1の平面図(図2)とは、放電ランプ1を灯具に装着した状態で被照射面側から放電ランプ1を見たときの図であり、図1の上方(図1中のA方向である。)から放電ランプ1を見た図となる。放電ランプ1の側面図(図4)は、図2の側方(同図中のB方向である。)から放電ランプ1を見た図である。
なお、放電ランプ1の正面図は、参考のために言うと、図2の下方(同図中のC方向である。)から放電ランプ1を見た図であり、放電ランプ1において被照射面と対向する側を照射面側ともいう。
【0016】
この放電ランプ1は、図1〜図4に示すように、内部に一本の放電路を有する発光管3と、この発光管3を保持するホルダ5とを有する。なお、ホルダ5には、後述するが、発光管3内の放電路の両端に設けられた電極に電気的に接続された口金7,9が取着されている。
(1)発光管について
図5は、発光管の平面図であり、端部内部の様子が分かるように一部を切り欠いている。
【0017】
発光管3は、図1〜図5、特に図5に示すように、例えば、ガラス管を平面二重渦巻形状に湾曲させて、全体の輪郭が略円盤状をした発光管本体11と、発光管本体11の両端部13,15に封着された電極17,18とを備える。
なお、発光管本体11の両端部13,15とは、発光管本体11を構成するガラス管19の両端部に相当する(ガラス管19の端部を指す場合にも符号「13」、[15」を使用する。)。
【0018】
発光管本体11の内部には、水銀や緩衝ガスが封入されている。緩衝ガスは、例えば、アルゴンガスやネオンガス、さらには、アルゴンとネオンとの混合ガスが利用される。
また、発光管本体11の内部に封入される水銀の形態は単体形態でも良く、また、例えば、亜鉛水銀、錫水銀、さらには、ビスマス・インジウム水銀等のアマルガム形態でも良い。つまり、水銀の形態は特に限定するものでなく、放電ランプ1を点灯した際に、発光管3内の水銀の蒸気圧特性が、水銀単体で用いたときと略同じ水銀蒸気圧特性を示すものであれば良い。
【0019】
発光管本体11の内周面には、図5に示すように、例えば、蛍光体層23が形成されている。この蛍光体層23は、例えば、希土類の蛍光体を焼成してなる。ここでの蛍光体は、赤、緑、青発光の3種類であり、例えば、Y:Eu、LaPO4:Ce、Tb及びBaMgAl1627:Eu、Mn蛍光体が含まれる。
電極17は、図5に示すように、所謂、ビードガラスマウント方式のものであり、タングステン製のフィラメントコイル25と、このフィラメントコイル25を支持する一対のリード線27,28と、この一対のリード線27,28を固定支持するビードガラス31とからなる。
【0020】
電極18は、電極17と同様に、タングステン製のフィラメントコイル26と、このフィラメントコイル26を支持する一対のリード線29,30と、この一対のリード線29,30を固定支持するビードガラス32とからなる。
発光管本体11の端部13,15は、電極17,18のフィラメントコイル25,26が発光管本体11内の異なる所定位置となるように発光管本体11の内部に挿入された状態で、圧潰封止されて平坦形状となっている。なお、フィラメントコイル25,26は、そのコイルの中心軸とガラス管の軸心とが交差する(例えば略直交する)状態で、ガラス管19の内部に配されている。
【0021】
これにより、電極17,18が発光管本体11に封着され、あるいは、発光管本体11の端部13,15が封止される。なお、発光管本体11の端部13,15の圧潰方向は、図5の紙面に対して直交する方向であるが、圧潰方向はこの方向に限定するものではない。但し、圧潰する作業の効率を考えると紙面に対して直交する方向が良い。
電極17,18において発光管本体11の端部13,15に封着されるのは、リード線27,28、29,30の一部分であり、具体的には、ビードガラス31,32からフィラメントコイル25,26と反対側に延出している部分である。
【0022】
発光管本体11の一の端部(ここでは、端部15)には、細管32が電極18と共に封着されている。この細管32は、電極17,18を封着した後に、発光管本体11内を排気したり、緩衝ガスや水銀を封入したりするときに使用され(所謂、「排気管」としての機能を有する。)、これらが完了すると、細管の一端が、例えば、チップオフ封止される。
【0023】
これにより、発光管本体11の内部が密閉状態となり、本発明の放電容器となる。また、本実施の形態では、発光管本体11の端部が圧潰封止された封止部となり、この封止部が放電容器の端壁となり、各封止部の内部を一対のリード線27,28,29,30が気密状に貫通している。
各電極17,18における発光管3の端部13,15の内部の端面(発光管の内部の空間と接する面であり、本発明の「端壁内面である。)からフィラメントコイル25,26の中心軸までの距離は互いに異なっている。
【0024】
ここでは、細管32が装着されている方の電極18側が電極17側より上記距離が長い。つまり、電極18側における発光管3の端部15の内部の端面からフィラメントコイル26の中心軸までの最小距離L1が、電極17側における発光管3の端部13の内部の端面からフィラメントコイル25の中心軸までの最小距離L2よりも大きくなっている。
上記構成により、本実施の形態では、定常点灯時には、細管32内もしくは端部15とホルダ5の接合部に最冷点箇所が形成されることになり、また、電極18を、上記最小距離L1が距離L2よりも長いことから電極18側のマウントをロングマウントとする。なお、最小距離L1を調整することにより、細管32内もしくは端部15とホルダ5の接合部に形成されている最冷点箇所の温度を調整することができる。
【0025】
発光管本体11は、後述する仮想軸D(図2、4及び5参照)の廻りを、例えば、徐々に半径が大きくなる円弧状(渦巻状)に旋回する2つの旋回部33,35と、この旋回部33,35の間に存在する中間部37とを有する。
旋回部33,35を構成しているガラス管19の軸心は、仮想軸Dと略直交する一平面上に存在し、旋回部33,35は、中間部37側から両端部13,15側に移るに従って、仮想軸Dから離れるように旋回している。なお、仮想軸Dの延伸する方向を仮想軸方向ともいう。
【0026】
発光管本体11の中間部37の中央を前記仮想軸Dが通り、この中間部37は、図2、4及び5に示すように、ガラス管19の径方向に膨出して太くなっている。この膨出している部分に、調光点灯時の最冷点箇所が形成される。なお、この膨出している部分を、以下、膨出部ともいい、符号「37」をそのまま用いる。また膨出部の大きさを調整することで、調光点灯時の最冷点温度を調整できる。
【0027】
ガラス管19には、例えば、バリウム・ストロンチウムシリケイトガラス(鉛フリーガラスでもあり、軟質ガラスである。)が用いられ、ガラス管19の横断面形状は、例えば、略円形状をしている。
なお、ガラス管19の横断面形状は、円形状に限定するものではなく、例えば、略楕円形状であっても、多角形状であっても良い。但し、発光管本体11は、軟化させた1本のガラス管を湾曲させているため、形成後のガラス管の横断面形状は、所望の形状に対して若干変形したものとなる。
【0028】
図2に示すように、発光管本体11を被照射面側から見ると、仮想軸Dと直交する方向(以下、この方向を「径方向」といい、図4における矢印X1,X2の方向である。)に隣接する旋回部33と旋回部35との間に隙間が生じている。なお、旋回部33と旋回部35との隙間は、一定であっても良いし、或いは、旋回部33,35において中間部37から離れるに従って、前記隙間が段階的にもしくは徐々に広くなっても良いし、逆に狭くなっても良い。
【0029】
ここで、発光管本体11の内面に蛍光体層23が形成された後、電極17,18や細管32が封着され、発光管本体11の内部に緩衝ガス等が細管32を介して封入されて完成したものが発光管3であり、以下、「発光管3」を使って説明する際には、発光管本体11の端部13,15、中間部37に相当する部分及び符号を、そのまま使って、発光管3の端部13,15、中間部37等とする。また、発光管本体11の径方向及び仮想軸Dは、発光管3の説明の際にも、そのまま径方向及び仮想軸Dとして行う。
(2)ホルダについて
図6は、ホルダの斜視図である。
【0030】
ホルダ5は、図3及び6に示すように、輪郭が円盤状をした発光管3の照射面側とは反対側の主面を横切る1つの板状部材41の両端に2つの口金7,9が設けられる構造を有している。なお、ここでは、板状部材41及び口金7,9が一体となっているが、例えば、板状部材、口金が別個独立で製造され、その後それぞれを固着して一体とした構成であっても良い。
【0031】
口金7,9は、図1〜4及び図6に示すように、発光管3の端部13,15に被嵌する被嵌部43,45と、灯具側のソケット(図示省略)と電気的に接続して給電を受ける口金部47,49とを備える。
被嵌部43,45は、図6に示すように、発光管3の端部13,15の外周との間に空間ができるような略円筒状をし、互いの開口の向きが反対となる状態で板状部材41に設けられている。
【0032】
被嵌部43は、口金7と発光管3とを固定部材、例えばシリコーン樹脂等の接着剤で固着する際に、口金7内に充填した後の余分な固着部材を、口金7に対して径方向(仮想軸Dに近い側である)隣接するガラス管側に誘導するための切欠部51がある(なお。被嵌部45も、図で示せないが、切欠部を有する。)。
口金7の内部、例えば口金部47及び被嵌部43の内周面に規制部が設けられている。ここでは規制部の一例として、被嵌部43の中心軸に向けて突出して被嵌部中心軸方向(発光管3の端部13が挿入される方向である。)に沿って延伸する複数のリブ53により構成している(図8の(a)参照)。
【0033】
複数のリブ53は、図8の(a)に示すように、被嵌部43の中心より被照射面と反対側に3本(53a,53b,53cで示す。)、中心よりも被照射面側に3本(53d,53e,53fで示す。)の計6本形成されている。なお、被嵌部45側にも6本のリブが形成されている。
なお、ここでは、リブ53の数を計6本としているが、発光管の端部をある程度位置決めできれば良く、その数は特に限定するものではない。但し、横断面形状が円状の発光管を利用する場合は、3本以上ある方が発光管の端部を位置決めしやすい。
【0034】
口金部47,49は、被嵌部43,45の開口側と反対側に設けられている。
口金部47は、図6に示すように、有底筒状の口金部本体55と、口金部本体55の底壁に設けられた一対のピン59a,59bを有する、所謂Gタイプ(例えばG5タイプ等)である。口金部49も、同様に、口金部本体57、一対のピン61a,61bを有するGタイプである。
【0035】
口金部47の一対のピン59a,59b及び口金部49の一対のピン61a,61bは、発光管3における旋回部33,35の旋回方向(周方向ともいう。)に延出すると共に、互いに逆方向に延出し、一対のピン59a,59b,61a,61bの並ぶ方向が、図2に示すように、仮想軸方向となっている。
一対のピン59a,59b,61a,61bの延出方向は、平面二重螺旋形状を構成する2つの旋回部33,35におけるガラス管19の軸心が含まれる平面(図12の仮想線Fを含み、紙面と直交する面である。)と略平行であり、換言すると、2つの旋回部33,35の周方向に直線状に延出している。
【0036】
板状部材41は、図6に示すように、矩形板状(平面視において矩形状である。)で、その長手方向の両端に口金7,9が設けられている。板状部材41には、発光管3を支持する支持突起65,66が形成されている。
当該支持突起65,66は、図6に示すように、板状部材41における短手方向の両端間に亘って形成されている。また、板状部材41における発光管3の端部挿入先の端部(口金部側の端部)には、板状部材41の被照射面側から突出し且つ板状部材41の端縁に沿って延伸し、支持突起65の一端につながる連結突起67が形成されている。なお、支持突起65及び連結突起67は、口金7側だけでなく、口金9側にも存在する。
(3)発光管とホルダとの取り付け構造
図7は、発光管3の端部13が口金7に挿入した状態を示す図であり、口金7の内部の様子が分かるように口金7の一部を切り欠いている。また、図8の(a)は図7におけるG−G線における断面を矢印方向から固着部材が充填される前の状態を見た図であり、図8の(b)は図7におけるG−G線における断面を矢印方向から固着剤が充填された後の状態を見た図である。
【0037】
発光管3の端部13が口金7内に挿入された状態では、図8の(a)に示すように、発光管3の端部13の外周(19a)が、被嵌部43及び口金部本体55に形成されているリブ53a〜fにより支持され、また、発光管3における口金7と隣接する部分(19b)が支持突起65により支持されている。
図7に戻って、発光管3の端部13から延出している一対のリード線27,28は、口金部本体55の底に装着されたピン59bの内部を通り、ピン59bの先端で半田等により固着されている。なお、図7におけるピン59bは断面では示しておらず、ピン59a及びリード線27との接続は図面の便宜上省略しているが、ピン59b及びリード線28との接続と同じである。
【0038】
発光管3と口金7,9との固着は、図8の(b)に示すように、口金7と発光管3の端部13等との間に充填された固着部材、例えば、シリコーン樹脂69により行なわれる。この際、被嵌部43に隣接している内側のガラス管19bもシリコーン樹脂69により板状部材41と固着している。
2.実施例
実施の形態に係る放電ランプの具体的構成について説明する。
【0039】
放電ランプ1は、ランプ入力が75(W)に設定され、このときの放電ランプ1から発せられる光束は、7430(lm)である。
発光管3に用いられるガラス管19は、外径が20(mm)、内径が18(mm)である。発光管3を構成しているガラス管19は、2つの旋回部33,35をあわせて約3.5回仮想軸Dの廻りを旋回している。
【0040】
発光管3は、端部13,15同士を結ぶ方向の長さが284(mm)、端部13,15同士を結ぶ方向と直交する方向の長さが257(mm)である。
また、ガラス管19の全長は2000(mm)で、発光管3の内部の電極間距離(放電路長である。)は1930(mm)である。中央部(膨出部)37の中央部幅(最大外径)は24(mm)である。
【0041】
発光管の水銀は、5(mg)であり、緩衝ガスとしてアルゴンガスが300(Pa)で封入されている。
平面視(図5である。)において、電極18側の発光管3の端部15の内部の端面とフィラメントコイル26の中心との最小距離L1が35(mm)で、電極17側の発光管3の端部13の内部の端面とフィラメントコイル25の中心との最小距離L2が25(mm)である。
【0042】
細管32は、外径が4.9(mm)、内径3.6(mm)で、細管32の長さ(発光管本体から延出している長さ)が8(mm)であり、フィラメントコイル26と細管の先端との距離は、50(mm)である。
定格ランプ電力での点灯時の排気内の最冷点箇所の温度は、40(℃)であり、膨出部内の温度は48(℃)である。
3.点灯時の発光管の温度について
上記実施例の放電ランプについて、定格ランプ電力を基準にして、この定格ランプ電力からランプ電力を小さくして点灯(調光点灯)させたときの発光管の温度を測定した。
【0043】
図9は、発光管の温度を示す図である。
図9は、定格ランプ電力の10(%)〜100(%)のランプ電力で放電ランプを点灯させたときの各部の温度であり、横軸が大きくなる(右に移る)に従って調光率が高くなる(明るくなる)。
図9に示す発光管の温度は、発光管端部(細管内である。)の温度(図中の「管端温度」である。)、発光管の膨出部内の温度(図中の「膨出部温度」である。)、膨出部を有しない発光管内の温度(図中の「膨出部なし発光管温度」である。)であり、併せて、各調光時の最冷点温度の最適な温度領域(図中の「最適温度」である。)も示す。なお、最適温度は、ここでは、最も最適な温度に対して、最も最適な温度−5(℃)以上、最も最適な温度+5(℃)以下の範囲としている。
【0044】
同図に示すように、調光率が低くなるに従って、管端温度は上昇する傾向にあり、一方、発光管の温度は、膨出部の有無に関係なく、低下する傾向にある。これは、調光率が低くなると、発光管のランプ電流が低下して発光管の温度が低下し、一方、フィラメントコイルの温度を維持するために補助電流が電極に流されるため、電極の温度が上昇し、発光管端部(細管内)の温度が上昇するためである。
【0045】
また、発光管の温度は、膨出部の有無によって温度が異なり、膨出部なしの発光管の方が、膨出部のある発光管の温度よりも高くなっている。これは、膨出部を設けることにより、当該膨出部の内部が発光管内の電子の軌道(放電路)から遠くに離れ、膨出部内の温度が下がるためである。
さらに、調光率が変化すると最冷点温度の最適温度も変化している。具体的には、調光率が低くなるに従って最適温度が上昇している。これは、調光率の低下に伴うランプ電流の減少により、放電空間内により多くの水銀(イオン)が必要となるためと考えられる。
【0046】
本発明に係る発光管は、発光管における電極間領域の略中央に対応する管壁に膨出部を有し、定格ランプ電力での点灯時に端部領域の細管内に最冷点箇所が形成され、定格ランプ電力よりも低い所定のランプ電力での点灯時に膨出部内に最冷点箇所が形成される構造を有している。
図9において、定格ランプ電力での点灯時は、図中の調光率が100(%)の時であり、本発明に係る発光管では、最冷点箇所が端部領域に相当する管端部の細管内に存在し、その最冷点温度は最適温度内にある。調光率の低下に伴い、細管内の最冷点温度は上昇し、逆に膨出部温度が低下する。そして、調光率が約84(%)になったときに、最冷点箇所がこれまでの細管内から膨出部内へと変わる。
【0047】
図10は、実施例に係るランプAの調光率と最冷点温度との関係を示す図である。
実施例に係るランプAの特徴的な構成は、ロングマウントと膨出部であり、発光管の最冷点温度特性は、図9において、実線で示す管端温度特性の一部と、1点鎖線で示す膨張部温度特性の一部と同じになる。
ランプAを定格ランプ電力で点灯させた時は、図中の調光率が100(%)の時であり、最冷点箇所は端部領域に相当する細管内に存在し、最冷点温度である管端温度が約40(℃)で最適温度内にある。
【0048】
最冷点温度は、図10に示すように、調光率の低下に伴い上昇し、調光率が約84(%)になったときに、最適温度の上限温度(約45(℃))近傍となり、発光管の膨出部の温度も約45(℃)となる(図9参照)。そして、最冷点箇所がこれまでの細管内から膨出部内へと変わる。
さらに調光率を84(%)よりも低下させると、図9に示すように、膨出部温度が管端温度よりも低くなり、膨出部内の温度が最冷点温度となり、この最冷点温度は、図10に示すように、調光率の低下(52(%)までである。)に伴って、低下するものの最適温度の範囲内にあり、調光率が約52(%)のときに最冷点温度が最適温度から外れる。
【0049】
本発明では、最冷点箇所の細管から膨出部への変化を、最冷点温度が最適範囲内にあるときに生じるように、膨出部の位置や膨出度(膨出部の高さ、幅等である。)を調整している。これにより、調光率が約52(%)から100(%)の広い範囲で高いランプ効率が得られる。特に、調光率がこの範囲(変化量は48(%)である。)ではランプ電力が比較的高いため、例えば、調光率30(%)から80(%)で最適温度となる場合に比べて、省エネ効果が高くなる。
【0050】
図11は、比較例に係るランプBの調光率と最冷点温度との関係を示す図である。
比較例に係るランプBの特徴的な構成は、ロングマウントであり、膨出部を有していない。発光管の最冷点温度特性は、図9において、実線で示す管端温度特性の一部と、2点鎖線で示す膨張部なし発光管温度特性の一部と同じになる。
ランプBを定格ランプ電力で点灯させた時は、図中の調光率が100(%)の時であり、最冷点箇所は端部領域に相当する細管内に存在し、最冷点箇所の温度である管端温度が約40(℃)で最適温度内にある。
【0051】
最冷点温度は、図11に示すように、調光率の低下に伴い上昇し、ランプAと同様に、調光率が約84(%)になったときに、最適温度の上限温度(約45(℃))近傍となり、さらに調光率を84(%)よりも低下させると、管端温度である最冷点温度は最適温度から外れる。
さらに、調光率を低下させると最冷点温度が上昇し、調光率が約71(%)のときに、冷点箇所がこれまでの細管内から膨出部内へと変わり、調光率の低下に伴って最冷点温度が低下し始める。
【0052】
そして、調光率のさらなる低下により最冷点温度である発光管の温度が下降し、調光率が約62(%)のときに最冷点温度が最適温度の範囲内に入り、調光率が約38(%)のときに最冷点温度が最適温度から外れる(図9参照)。
図12は、比較例に係るランプCの調光率と最冷点温度との関係を示す図である。
比較例に係るランプCの特徴的な構成は、膨出部であり、ロングマウントとなっていない。発光管の最冷点温度特性は、図9において、1点鎖線で示す膨張部温度特性と同じになる。なお、ロングマウントでない電極の場合の管端温度は、膨出部なし発光管温度よりも高いため、図9には図示していない(管端温度が最冷点温度にならない。)。
【0053】
ランプCを定格ランプ電力で点灯させた時は、最冷点箇所は膨出部内に存在し、最冷点箇所の温度である膨出部温度が約48(℃)で最適温度に入っていない(実際のランプでは、最冷温度に入りように膨出部の大きさ等を調整している。)。
最冷点温度は、図12に示すように、調光率の低下に伴い下降し、調光率が約84(%)になったときに最適温度の領域に入り、調光率が約52(%)のときに最冷点温度が最適温度から外れる(図9参照)。
【0054】
図13は、比較例に係るランプDの調光率と最冷点温度との関係を示す図である。
比較例に係るランプDの特徴的な構成は、膨出部もなく、ロングマウントとなっていない。発光管の最冷点温度特性は、図9において、2点鎖線で示す膨張部なし発光管温度特性と同じになる。
ランプDを定格ランプ電力で点灯させた時は、最冷点箇所は膨出部なしの発光管内にあり、最冷点箇所の温度である膨出部なし発光管温度が約53(℃)で最適温度に入っていない。
【0055】
最冷点温度は、図13に示すように、調光率の低下に伴い下降し、調光率が約63(%)になったときに最適温度に入り、調光率が約38(%)のときに最冷点温度が最適温度から外れる(図9参照)。
<変形例>
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明したが、本発明の内容が、上記の実施の形態に示された具体例に限定されないことは勿論であり、例えば、以下のような変形例を実施することができる。
1.発光管
実施の形態では、発光管は平面二重渦巻状をしていたが、本発明に係る発光管の形状は、平坦な二重渦巻状に限定するものではなく、例えば、仮想軸と直交する方向から発光管を見たときに、全体の輪郭が円錐状をしていても良い。なお、発光管の中心側だけが円錐形状をし、その外側が平面状であっても良いし、その逆であっても良い。
【0056】
図14は、変形例に係る放電ランプ101の正面図であり、発光管103における端部113周辺の様子が分かるように発光管103やホルダ105の一部を切り欠いている。
変形例に係る発光管103は、ガラス管107の中間部109から各ガラス管107の端部にかけて、仮想軸Oの廻りを、中間部109からガラス管107の端部111,113に移るに従って仮想軸Oと中間部109とから離れるように、旋回して形成された第1及び第2の旋回部115,117を有する。なお、中間部109は、膨出して他の部分よりも太くなっている(この部分が膨出部である。)。
【0057】
本変形例においても、ホルダ105は、2つの取着部119,121と、2つの取着部119,121を連結する連結部123と、連結部123に設けられた口金部125とを有する。
連結部123の内部は、発光管103の端部111,113から延出するリード線127,129が配されるように空洞となっている。
【0058】
さらに、本発明に係る発光管は、旋回部を1つ有する一重螺旋状であっても良い。この場合は、螺旋形状の中心側に位置する発光管の端部は、例えば被照射面と反対側に屈曲させて、その先端部に口金を設ける等しても良い。
さらに、後述のランプに利用されている発光管であっても良い。つまり、ガラス管の中央部の両側部分が中央部分を通る仮想軸の廻りを、中央部から端部に移るに従って仮想軸の延伸する方向に離れながら、半径を一定にして旋回するような形状であって、放電路の所定位置に対応する部分に膨出部を有するものでも良いし、1本のガラス管を「U」字状にして、これらを複数本、例えば、3本連結させて内部に1本の放電路を形成し、当該放電路の所定位置に対応する部分のガラス管に膨出部を有するものであっても良い。
2.放電ランプ
実施の形態に係る放電ランプは、発光管を点灯させるための回路を有していなかったが、回路を有する放電ランプであっても良い。
【0059】
図15は、本発明を適用した放電ランプの概略図である。
図15に係る放電ランプ200は、発光管202と、発光管202を保持するホルダ204と、発光管202を点灯させる点灯回路206と、点灯回路206を収納し、前記ホルダ204に取着されるケース208と、前記発光管202を覆い且つ前記ホルダ204及びケース208に取着されたグローブ210とを有する。
【0060】
この発光管202は、ガラス管212の中央の両側部分が中央部214を通る仮想軸の廻りを、中央部214から端部216,218に移るに従って仮想軸の延伸する方向に離れながら、半径を一定にして旋回するような形状であって、中央部214に膨出部220を有する。ガラス管212の端部には電極が封着され、また、細管が気密状に装着されている。
【0061】
定格ランプ電圧での点灯時には細管内に最冷点箇所が形成され、調光点灯時のランプ電力時に膨出部に形成される。
図16は、本発明を適用したランプの概略図である。
図16に係る放電ランプ250は、発光管252と、発光管252を保持するホルダ254と、発光管252を点灯させる点灯回路(図示省略)と、点灯回路を収納し、前記ホルダ254に取着されるケース256と、前記発光管252を覆い且つ前記ホルダ254及びケース256に取着されたグローブ258とを有する。
【0062】
発光管252は、3本のガラス管をそれぞれ「U」字状にして、これらを連結させ、電極が配されていないガラス管260における屈曲している部分262に膨出部264を有するような形状をしている。
3.膨出部
実施の形態に係る発光管は、放電路の略中央に対応する部位に膨出部を有していたが、他の部位に膨出部を有しても良い。また、膨出部の形状、幅も実施例で説明した以外であっても良い。
【0063】
つまり、膨出部の位置、形状、大きさ、幅、高さ等は、最冷点箇所が細管側から膨出部側に変わる(あるいは、積極的に変えたい)タイミングにより適宜決定されるものであり、調光率が高い段階でのタイミングで最冷点箇所を変移させるには、電極から遠い部位に膨出部を形成したり、また、膨出部の大きさや高さを大にしたりして、膨出部内の温度を低くすれば良い。逆に、調光率の低いタイミングで最冷点箇所を変移させる場合には、電極に近い部位に膨出部を形成したり、また、膨出部の大きさや高さ等を小にしたりして、膨出部内の温度を高めれば良い。
4.マウント
実施の形態では、電極は、ビードマウントタイプであったが、他のタイプであっても良く、例えば、ステムマウント方式であっても良い。
【0064】
この場合、電極は、フィラメントコイルと、このフィラメントコイルを保持する一対のリード線と、一対のリード線を固定支持するステムとからなり、ガラス管の端部にステムが封着されることで、内部が封止される(ステム封止である。)。
5.細管
実施の形態では、細管32は発光管本体11(ガラス管19)の端部13に設けられていたが、他方の端部15にも細管があっても良い。この場合、細管を排気管として使用すると、発光管本体内の排気等を効率的に行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【0065】
本発明は、ランプ電力が変動しても高いランプ効率を維持することができる発光管及び放電ランプに利用できる。
【符号の説明】
【0066】
1 放電ランプ
3 発光管
5 ホルダ
17,18 電極
25,26 フィラメントコイル
27,28,29,30 リード線
32 細管
38 膨出部

【特許請求の範囲】
【請求項1】
密閉状態の放電容器の両端に電極が配されてなる発光管において、
前記放電容器は、前記電極に挟まれた電極間領域の所定箇所に対応する部位に膨出部を有し、
定格ランプ電力での点灯時は、前記電極間領域以外の端部領域に最冷点箇所が存在し、前記定格ランプ電力よりも低い所定のランプ電力での点灯時は、前記膨出部内に存在する
ことを特徴とする発光管。
【請求項2】
前記電極は、前記放電容器の端壁を貫通する一対のリード線と、前記一対のリード線における前記放電容器内の端部により支持されたフィラメントコイルとを有し、
前記放電容器の端壁内面と最寄りの前記フィラメントとの距離が前記放電容器の両側で互いに異なり、
前記定格ランプ電力よりも低い所定のランプ電力での点灯時の最冷点箇所は、前記距離が大きい電極側の端部領域に存在する
ことを特徴とする請求項1に記載の発光管。
【請求項3】
前記放電容器は、一端が封止された細管を、前記細管内部と前記電極間領域とが連通する状態で、前記端部領域に対応する部位に1つ以上有し、
前記定格ランプ電力よりも低い所定のランプ電力での点灯時の最冷点箇所は、前記細管内に存在する
ことを特徴とする請求項1に記載の発光管。
【請求項4】
前記電極は、前記放電容器の端壁を貫通する一対のリード線と、前記一対のリード線における前記放電容器内の端部により支持されたフィラメントコイルとを有し、
前記放電容器の端壁内面と最寄りの前記フィラメントとの距離が前記放電容器の両側で互いに異なり、
前記放電容器は、一端が封止された細管を、前記細管内部と前記電極間領域とが連通する状態で、前記距離が大きい側の前記端壁に有し、
前記定格ランプ電力よりも低い所定のランプ電力での点灯時の最冷点箇所は、前記細管内に存在する
ことを特徴とする請求項1に記載の発光管。
【請求項5】
前記放電容器は、両端が圧潰封止されたガラス管から構成され、
前記ガラス管は、その中央部を旋回中心として平面視二重渦巻状をしている
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の発光管。
【請求項6】
密閉状態の放電容器の両端に電極が配されてなる発光管と、前記電極と電気的に接続する口金とを有する放電ランプにおいて、
前記発光管は請求項1〜5のいずれか1項に記載の発光管である
ことを特徴とする放電ランプ。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【図11】
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【図12】
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【図13】
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【図14】
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【図15】
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【図16】
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