CN1154152C - 具有改进端帽的荧光灯及其制造方法和使用该灯的装置 - Google Patents

Abstract

一种荧光灯包括端帽(4)及荧光管(1)，后者具有在其端部的电极密封部分(22，23)。端帽(4)由合成树脂作成并用硅树脂连接到荧光管(1)上。端帽(4)包括用于保持电极密封部分(22，23)的圆凹腔(26，27)和用于在电极密封部分(22，23)附近保持热保护元件(16，17)的热保护元件座(20，21)。在热保护元件座(20，21)及圆凹腔(26，27)之间设有柱(28)，用来支持热保护元件(16，17)。在圆凹腔(26，27)和柱(28)之间设有透孔(29)。

Description

具有改进端帽的荧光灯及 其制造方法和使用该灯的装置

本发明涉及包括由合成树脂作的端帽的荧光灯，制造这种荧光灯的方法及使用该灯的灯装置。

荧光灯的一个公知问题是，当荧光管接近它的工作寿命终点时荧光管端部的电极密封部分温度迅速上升。

荧光灯效率的改进及同时其尺寸和重量的减小将会带动荧光灯装置使用的增长。这种装置使用高频逆变器灯电路来点亮荧光灯。但是，当使用在这种装置中的荧光管接近其工作寿命的终点时，观察到一个具体问题。当电极灯丝内原有的发射材料扩散掉时，阴极电压降增加并由此阻碍了荧光灯的发光。但是高频逆变器灯电路将持续对电极灯丝供给预热电压，因此电极灯丝仍保留其预热状态。其结果是，在电极内部的引线之间发生电弧放电，这使电极密封部分的温度增加。

据信以上问题是由高频逆变器灯电路的大电流馈电能力引起的。

上述问题在小型单端荧光灯上尤为普遍，这种荧光灯的荧光管具有相对小的直径，及两个电极密封部分被围封在合成树脂作的单个端帽中。在传统的小型单端荧光灯中，作为有问题的热源的电极密封部分彼此相靠地布置，因此上述温度升高的问题尤为显著。由于这两个电极密封部分被合成树脂端帽所包围，其散热差。这些因素引起温升过高，在极端情况下可导致端帽变成畸形。

日本公开专利申请H02-192650公开了一种技术，它能阻止荧光灯端部的温升。在荧光灯端部附近设置了一个热熔丝，以致当荧光灯工作寿命终点其温度升高时，热熔丝将熔断，由此断开灯电路。

该技术使用位于荧光灯外面的热熔丝。这使得热熔丝能被看到，从而有损这种灯的外观。当荧光灯是由四个或更多的荧光管与单个端帽连接形成时，通过将这些熔丝布置在端帽的背面，是可以让热熔丝隐藏而不被看见。但是，通常不能在端帽上获得这样的空间，以致仅能将热熔丝设置在端帽的外面，这里它们将能被明显地看到。

鉴于所述问题，本发明的第一目的是提供一种荧光灯，它具有合理的结构，由此可避免将热保护元件放置在荧光灯的外面。

本发明的第二目的是提供一种荧光灯，它具有新颖结构，由此使热保护元件被包围在端帽中。

本发明的第三目的是提供一种荧光灯，它具有新颖结构，由此使热保护元件能不被看到，而端帽则具有与传统型式相同的外部尺寸。

本发明的第四目的是提供一种荧光灯，它具有热保护元件与荧光管的每端热耦合的结构。

本发明的第五目的是提供一种单端荧光灯，它包括热保护元件并具有合理的结构。

本发明的第六目的是提供一种制造荧光灯的方法，该荧光灯具有合理的结构，由此可避免将热保护元件放置在荧光灯的外面。

本发明的第七目的是提供一种制造荧光灯的方法，它能使热保护元件安装在具有一个合成树脂端帽的荧光灯中。

本发明的第八目的是提供一种灯装置，它具有多个带有串联的热保护元件的荧光灯并适于高频电照明。

上述第一目的是通过一种荧光灯来实现的，该荧光灯包括：荧光管，它具有各端被电极密封部分密封的电极；热保护元件，它对周围温度敏感并能断开内部电路；端帽，它具有形成在一个表面中的第一凹腔及第二凹腔及从另一表面伸出的电极端子，第一凹腔与第二凹腔相邻，其中荧光管的一端被插入第一凹腔，由此使插入端的电极密封部分被端帽包围，及热保护元件被嵌放在第二凹腔中，由此它在荧光管的插入端与电极密封部分热耦合，热保护元件的一个端子与荧光管的引线相连接，而另一端子与电极端子相连接。

由于所述结构，热保护元件被布置得靠近于与其耦合的电极密封部分。因此，该热保护元件对在荧光灯寿命终点时发生在电极密封部分中的温升敏感。

这里如果在第一凹腔及第二凹腔之间的侧壁中设置一个透孔，就可在荧光管的电极密封部分及热保护元件之间获得改善的热耦合。作为另一优点，使第一及第二凹腔中的剩余空间用合成材料填充的最后组装工序可通过仅在一个位置上注射材料来实现，这就简化了荧光灯的组装。

由于第一及第二凹腔中的剩余空间被合成材料填充，热保护元件及电极密封部分能牢固地安装在端帽中。第二凹腔的开口可用盖覆盖，使该荧光灯具有美观的外表。

上述第一目的亦可通过这样的荧光灯来实现，该灯包括：荧光管，它被作成具有两相邻的管端，并具有电极密封部分，以在每管端上密封热离子阴极型电极；一对热保护元件，它们对周围温度敏感并能断开内部电路；单个端帽，它在一个主面中具有一对第一凹腔及第二凹腔，及具有从另一主面中伸出的端子，每个第一凹腔与第二凹腔中不同的一个相邻，其中荧光管的每端被插在每个第一凹腔中，由此使端帽包围电极密封部分，及热保护元件被嵌放在第二凹腔中，由此与电极密封部分热耦合，及每个热保护元件具有与荧光管的引线相连接的一个端子，及与电极端子相连接的另一端子。

这里，在上述的荧光灯中，其中每对第二凹腔可形成在单个端帽的一个主面的一对区域之一中，该对区域的每个被作成接近三角棱柱的形状并被单个端帽的侧面及两个第一凹腔包围。

如果第二凹腔被设置在上述位置上，就可将热保护元件放置在端帽内部，所需的是，对传统型式中使用的端帽形状作些改变。

上述第六及第七目的可通过一种制造荧光灯的方法来实现，其中该荧光灯包括：荧光管，热保护元件，及端帽，该荧光管具有被设在荧光管每端的电极密封部分密封在荧光管内部的电极，热保护元件对周围温度敏感并能断开内部电路，及端帽具有形成在一个表面中的第一凹腔及第二凹腔及从另一表面伸出的电极端子，第一凹腔与第二凹腔相邻并至少通过设在这些凹腔侧壁中的一个透孔相连通，该制造方法包括：将荧光管的一端插入第一凹腔中及将热保护元件插入第二凹腔中的第一步骤；及用树脂材料填充第一凹腔及第二凹腔中剩余空间，以使荧光管及热保护元件与端帽相连接的第二步骤。

由于上述方法，注射的合成材料将通过连通部分流到第一及第二两个凹腔中，由此同时地将热保护元件及荧光管连接在端帽上。合成树脂的注射仅需在一个位置上进行。

这些目的亦可通过这样一种制造荧光灯的方法来实现，其中该荧光灯包括：荧光管，热保护元件，及端帽，该荧光管具有被设在荧光管每端的电极密封部分密封在荧光管内部的电极，热保护元件对周围温度敏感并能断开内部电路，及端帽具有形成在一个表面中的第一凹腔及第二凹腔及从另一表面伸出的电极端子，第一凹腔与第二凹腔相邻并至少通过设在这些凹腔侧壁中的一个透孔相连通，该制造方法包括：将热保护元件插入第二凹腔中的第一步骤；将树脂材料注入第一凹腔的第二步骤；及将荧光管的一端插入第一凹腔，以使得树脂材料通过第一凹腔及第二凹腔之间的至少一个透孔压到第二凹腔中的第三步骤。

由于上述方法，当荧光管被插入到第一凹腔中时，注射的合成材料将通过连通部分被压到第二凹腔中，由此同时地将热保护元件及荧光管连接在端帽上。合成树脂的施加仅需进行一次。

上述第八目的可通过一种灯装置来实现，该灯装置包括：一个照明单元，它包括多个相互串联的、如以上所公开的荧光灯；及一个用于点亮每个荧光灯的高频逆变器灯电路。

上述灯装置包括多个串联的荧光灯及一个高频逆变器灯电路。一个单独的外引线在每个荧光灯的每端连接在被围于电极密封部分附近的热保护元件上。其结果是，当在端帽内部有过高温升时，可保证热保护元件熔化并切断电路。

从以下结合附图的描述，将会更阐明本发明的这些及另外的目的，优点和特征，附图中表示了本发明的一个具体实施例。附图为：

图1本发明一个实施例的荧光灯的正视图；

图2表示在该荧光灯中的引线如何连接；

图3表示在热保护元件装入前端帽及其外围的结构；

图4是端帽的顶视图；

图5是沿图4中剖线X-X剖得的端帽横截面；

图6表示组装时的端帽及其外围；

图7表示怎样注射硅树脂；

图8是使用本发明的荧光灯的灯装置的电路图；

图9是用作对比例的灯装置的电路图。

在图1至3中表示了本发明一个实施例的单端荧光灯。如这三个图中所示，该单端荧光灯包括一个荧光管1及一个端帽4。该荧光管1内具有密封于其中的汞及作为缓冲气体的惰性气体，并具有分别形成在其各端的电极2，3。端帽4支承着该荧光管1。

该荧光管1是由两个直管形灯泡5及6组成，灯管由玻璃作成并平行地布置。在直管形灯泡5及6的一端上形成面对着管壁的桥接部分7，以连接两管。在直管形灯管5及6的另一端上形成电极密封部分22及23，它们密封着管茎8及9，这些管茎又分别支承电极2及3。

引线10，11，12，及13穿过密封状态中的管茎8及9并连接在电极2及3上。

放电路径是：譬如，电极2-直管形灯泡5-桥接部分7-直管形灯泡6-电极3，由此经过荧光管1的充分长度进行放电。

端帽4是由合成树脂如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)形成的一整体元件。如图3及4中所示，两个圆凹腔26及27和两个热保护元件支座20及21形成在端帽4的一个主面中，而四个端子14，15，18及19从另一端面伸出。

圆凹腔26及27具有合适的直径及深度，以插入荧光管1的一对电极密封部分22及23，以致当它们被插入时，圆凹腔26及27的侧壁就围封住电极密封部分22及23的底部分。如图4及5所示，圆凹腔26及27基部具有孔14a，15a，18a及19a，它们连接到形成在端子14，15，18及19内部的通道。

热保护元件支座20及21具有合适的尺寸，以包围热保护元件16及17。由图3及4可看到，这些座20及21被布置在柱A及B的内部，这里，圆凹腔26及27的内壁与端帽4的侧面之间的树脂厚度最大。这些柱A及B是形成在圆凹腔26及27的内壁与端帽4的侧面之间的三角形柱。从上方看时，座20及21为三角形的凹腔并类似于柱A及B的形状。每个这些三角形凹腔具有在端帽4内部的侧壁，它们部分地张开到圆凹腔26及27中的各一个中。这些部分张口被称为透孔29。以此方式，座20连通到圆凹腔27，及座21连通到圆凹腔26。座20及21连通到圆凹腔26及27是为了改善荧光管1的电极密封部分22及23和热保护元件16及17之间的热耦合。这具有另一优点，即在制造时简化硅树脂注射，因为注射到圆凹腔26及27中的树脂也将流入座20及21。

一个细柱28在座20及圆凹腔27之间的透孔29内从端帽4的基部升起。当热保护元件17插入到座20中时，该柱28将热保护元件17保持在正确位置上。在座20内，一个壁块30形成在柱28的对面位置上。该壁块30从后方支持热保护元件17，并与柱28一起保证热保护元件17被竖直地保持。其结果是，荧光管1的电极密封部分22及23和热保护元件16及17之间的各自距离不会变化。

柱及壁块对圆凹腔21来说类似地形成，尽管这些将不再描述。应指出，在端帽4制造时，座20及21，柱28和壁块30都整体地形成为端帽4的一部分。

最好，使用在高温时熔化的热熔丝作为热保护元件16及17。这些热保护元件16及17包括元件16c及17c及与元件16c及17c连接的引线16a，16b，17a及17b(见图2，3，及5)。元件16c及17c被保持在座20及21中的柱28及壁块30之间，其引线16b及17b穿过透孔29并再穿过形成在圆凹腔26及27基部中的通道18a及19a至端子18及19。其他引线16a及17a连接到荧光管1的引线10及13。

如图6所示，荧光管1的两端被插在圆凹腔26及27中，及热保护元件16及17被放置在座20及21中。引线16a，16b，17a及17b的连接如图2中所示。在此以后，圆凹腔26及27和座20及21中的剩余空间用硅树脂填充，如图7中所示，然后，座20及21顶部的开口用具有相同形状的盖24及25盖住。这些盖24及25由与端帽4相同的合成树脂作成。

采用上述结构，热保护元件16及17紧靠着被圆凹腔围封的电极密封部分22及23。这达到了极佳的热耦合，因此，热保护元件16及17在荧光管工作寿命终点能快速地受到电极密封部分22及23温度升高的影响。因而，热保护元件16及17将熔断并由此防止电极2及3的进一步预热。

本实施例的荧光灯是用于100V 36W标准的单端荧光灯(见图1)并包括由PBT树脂作的端帽4及荧光管1，该荧光管具有外径为20mm的直管形灯泡5，6，包括桥接部分在内它具有410mm的总长度。热保护元件16及17具有的熔点约为160 165℃。这些热保护元件16及17被布置在离电极密封部分22及23为1.0 1.2mm的距离处。

本实施例的荧光灯能对发生在其工作寿命终点的电极密封部分22及23的温度升高迅速地反应，以致使电路快速断开。热保护元件16及17易于安装到端帽4的内部并不增加其尺寸。盖24及25隐蔽了热保护元件16及17，进而有利于得到比现有技术中所述更美观的外表。

显然，本发明并不局限于：热保护元件16及17以上述距离距电极22及23布置。很显然，该距离应根据荧光灯的尺寸及其功率等级来确定。通过试验发现，在最大到5mm的距离上可获得良好的热耦合。并且，当使用具有良传热特性的材料填充圆凹腔26及27和座20及21中的空间时，热保护元件16及17可布置在离电极22及23更大的距离上。

下面将描述制造上述荧光灯的一个示例的方法。

首先，将各具有两根引线的热保护元件16及17插入到端帽4的座20及21中，及使热保护元件16及17的引线16b及17B连接到端帽4的端子18及19上。

其次，将荧光管1的引线11及12穿入端帽4的端子14及15，并将荧光管1的电极密封部分22及23插入到圆凹腔26及27中。然后将荧光管1的引线10及13通过焊接或类似技术连接到热保护元件16及17的引线16a及17a上。接着，如图5所示，将硅树脂31注射到端帽4及荧光管1之间的间隙中，并由此通过透孔29流入座20及21。在图7中，注射的硅树脂用斜影线表示。然后，将该结构放在电烤箱中加热，以固化硅树脂31，由此使荧光管1及热保护元件16及17牢固地连接在端帽4上。最后，用盖24及25盖上座20及21。

作为一个不同的方法，荧光管1可在硅树脂31已注入圆凹腔26及27中后被插入到端帽4的圆凹腔26及27内。这样一来，硅树脂31将通过荧光管1的插入通过透孔29被压入座20及21。如上所述，该硅树脂31使荧光管1和热保护元件16及17连接到端帽4上。

本发明荧光灯的这些制造方法使荧光管1和热保护元件16及17连接到端帽4仅进行了一次注射硅树脂31的操作。因此，无需增加处理步骤次数便能获得这种连接。

以下来描述使用本发明荧光灯的灯装置。

图8表示三个荧光灯(标记为L1，L2及L3)相串联并连接到一个高频逆变器灯电路的结构。如从图8中可看到的，各荧光灯的每个灯丝F11，F12，F21，F22，F31，及F32与热保护元件16或17串联，以使得灯丝F11-F32也在电容器预热电流流过的电路中与热保护元件16或17相连接。在荧光灯寿命的终点，预热电流将引起灯电极密封部分的温度升高，但这将引起热保护元件熔化并由此切断预热电流。

在图9上表示出一个对比例。该例表示一个使用荧光灯的灯装置，但每个荧光灯仅有一个灯丝与热保护元件相连接。如图9中所示，在预热电流经过的电路中未设置热保护元件，因此，这些热保护元件不能有效地阻止由于持续施加电容器预热电流引起的电极密封部分过热。

本发明的发明人为考察图8及9的灯装置进行过试验。这些试验表明，当图8的灯装置中的荧光灯到达其寿命终点时，端帽4中温度的增加使热保护元件16及17熔化，由此完全切断电容器预热电流，这样就阻止了端帽损坏。但是，在图9的灯装置中，在荧光灯寿命的终点时不能切断电容器预热电流，这导致了端帽由于过热而损坏。

虽然对于本发明是完全以例子并参照附图的方式描述的，应指出，对于本领域的熟练技术人员显然可作出各种变更和改型。因此，除非这些变更和改型偏离本发明的范围，否则将认为它们被包括在本发明之中。

Claims (15)

1.一种荧光灯，包括：

荧光管，它具有被电极密封部分密封在每端的电极；

热保护元件，它对周围温度敏感并能断开内部电路；

端帽，它具有形成在一个表面中的第一凹腔及第二凹腔及从另一表面伸出的电极端子，第一凹腔与第二凹腔相邻，

其中荧光管的一端被插入第一凹腔，由此使插入端的电极密封部分被端帽包围，及

热保护元件被嵌放在第二凹腔中，由此它在荧光管的插入端与电极密封部分热耦合，热保护元件的一个端子与荧光管的引线相连接，而另一端子与电极端子相连接。

2.根据权利要求1的荧光灯，

其特征在于，第一凹腔及第二凹腔通过至少一个设在这些凹腔侧壁中的透孔相连通。

3.根据权利要求2的荧光灯，

其特征在于，在第二凹腔中设置了在竖直位置上支持热保护元件的部件。

4.根据权利要求3的荧光灯，

其特征在于，在第一凹腔及第二凹腔中的剩余空间用树脂材料填充，及在第二凹腔的开口上设有盖。

5.根据权利要求4的荧光灯，

其特征在于，该端帽是由合成树脂作成的整体。

6.一种荧光灯，包括：

荧光管，它被作成具有两相邻的管端，并具有电极密封部分，以在每个管端上密封热离子阴极型电极；

一对热保护元件，它们对周围温度敏感并能断开内部电路；

单个端帽，它在一个主面中具有一对第一凹腔及一对第二凹腔，及具有从另一主面中伸出的端子，其中一个第一凹腔与其中一个第二凹腔相邻并且通过设置于其侧壁上的至少一个透孔与该第二凹腔相连通，另一个第一凹腔与另一个第二凹腔相邻并且通过设置于其侧壁上的至少一个透孔与该第二凹腔相连通，

其中荧光管的每端被插在每个第一凹腔中，由此使端帽包围电极密封部分，及热保扩元件被嵌放在第二凹腔中，由此与电极密封部分热耦合，及

每个热保护元件具有与荧光管的引线相连接的一个端子，及与电极端子相连接的另一端子。

7.根据权利要求6的荧光灯，其特征在于，该对第二凹腔中的每一个形成在单个端帽的一个主面的一对区域之一中，该对区域的每个被作成接近三角棱柱的形状并被单个端帽的侧面及两个第一凹腔包围。

8.根据权利要求7的荧光灯，其特征在于，由于第一凹腔及第二凹腔之间的部分内壁空缺、使得每个第一凹腔与相邻的第二凹腔连通。

9.根据权利要求8的荧光灯，

其特征在于，用于在预定位置上保持一个热保护元件的部件设在每个第二凹腔中。

10.根据权利要求9的荧光灯，

其特征在于，用于在竖直位置上支持热保护元件的部件设在每个第二凹腔中。

11.根据权利要求10的荧光灯，

其特征在于，该单个端帽是由合成树脂作成的整体。

12.一种制造荧光灯的方法，该荧光灯包括：荧光管，热保护元件，及端帽，该荧光管具有被设在荧光管每端的电极密封部分密封在荧光管内部的电极，热保护元件对周围温度敏感并能断开内部电路，及端帽具有形成在一个表面中的第一凹腔及第二凹腔及从另一表面伸出的电极端子，第一凹腔与第二凹腔相邻并至少通过设在这些凹腔侧壁中的一个透孔相连通，

该制造方法包括：

将荧光管的一端插入第一凹腔中及将热保护元件插入第二凹腔中的第一步骤；及

用树脂材料填充第一凹腔及第二凹腔中的剩余空间以便将荧光管及热保护元件与端帽相连接的第二步骤。

13.根据权利要求12的方法，

其特征在于，树脂材料在一个位置上被注射到第一凹腔及第二凹腔中，并通过在第一凹腔及第二凹腔之间的至少一个透孔流动，以填充所有剩余空间。

14.一种制造荧光灯的方法，该荧光灯包括，荧光管，热保护元件，及端帽，该荧光管具有被设在荧光管每端的电极密封部分密封在荧光管内部的电极，热保护元件对周围温度敏感并能断开内部电路，及端帽具有形成在一个表面中的第一凹腔及第二凹腔及从另一表面伸出的电极端子，第一凹腔与第二凹腔相邻并至少通过设在这些凹腔侧壁中的一个透孔相连通，

该制造方法包括：

将热保护元件插入第二凹腔中的第一步骤；

将树脂材料注入第一凹腔的第二步骤；及

将荧光管的一端插入第一凹腔，以使得树脂材料通过第一凹腔及第二凹腔之间的至少一个透孔压到第二凹腔中的第三步骤。

15.一种灯装置，包括：

一个照明单元，它包括多个相互串联的、如权利要求1至11中所述的荧光灯；及

用于点亮每个荧光灯的高频逆变器灯电路。

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