CN1156802A - 荧光灯装置及照明器具 - Google Patents

Abstract

一种荧光灯装置，具有荧光灯和作为外围器一部分的灯泡及点灯电路。其特征在于，该荧光灯由一根毛管弯成3个U形部形成一个放电通路并在该通路两端设有电极构成。各U形部在与包含各对根部的面交叉的方向上分开并设，当中U形部顶部从两侧U形部顶部朝与灯头相反侧突出。灯泡具有光扩散性覆盖着荧光灯。当中U形部顶部与灯泡内表面的最小间隔和两侧U形部顶部与灯泡内表面的最小间隔基本相等。因此能消除光斑，小型化，和提高发光效率。

Description

荧光灯装置及照明器具

本发明涉及电灯泡形(简称为灯泡形)荧光灯装置及使用该荧光灯装置的照明器具。

至今，作为荧光灯装置，有使用荧光灯的灯泡形荧光灯装置，该荧光灯是将真空管(valve)弯曲成马鞍形或U字形形成一个曲折形放电通路而成。

例如，特开昭62-58561号公报中记载有上述灯泡形荧光灯装置。这种荧光灯装置，结构上，其一端备有安装着灯头的灯壳，该灯壳内设有点灯电路，同时在灯壳的另一端通过隔板安装着曲折形荧光灯，有些情况下，用灯泡覆盖着荧光灯。

荧光灯有一根真空管，该真空管按照3个U形部并设于与该U形部形成面交叉的方向上同时各U形部的根部大致等间隔位于同一圆周上那样曲折形成。按照这样曲折形成，放电通路长，以谋求增大光输出。

已有的荧光灯装置的真空管(也称毛管)配设在灯泡里面以便外接，即使该灯泡有光扩散性，灯亮时也会照射出毛管的阴影，所产生的这类辉度斑会丧失良好的外观。此时，可考虑加大毛管与灯泡的间隔来减少照射到灯泡外面的阴影，但因并设3个U形部毛管比并设2个U形部毛管的尺寸大，这样单个灯泡就作的大，使装置大型化。

另一方面，为了使毛管小形化，可考虑将各U形部的根部间隔作小，但由于邻接根部间隔过小，从一根部射出的光的一部分会入射邻接根部而被吸收，故增大光损失，而存在光输出效率低的问题。相反，若相邻根部间隔取的大，则荧光灯装置的尺寸就变大，从而使适用于白炽灯使用照明器具的范围受到限制。

本发明提出了解决上述问题的方案，本发明目的在于提供一种荧光灯装置及具有该荧光灯装置的照明器具，即使该荧光灯含有3个U形部具有所形成的灯泡，也不会使装置自身大型化，并减少灯泡辉度斑，提高发光效率。

权利要求1的荧光灯装置，其特征在于，具有：荧光灯，荧光灯的点灯电路，和外围器；所述荧光灯的毛管在结构上作成具有3个U形部，每个U形部具有基本平行的一对根部及连接两根部一端间的连接部，各U形部在与包含每对根部的面交叉的方向上分开并设，同时当中U形部顶部从两侧U形部顶部朝与灯头相反侧突出形成，包含这3个U形部形成一个放电通路，该荧光灯在位于放电通路两端的毛管部位上具有电极；所述外围器一端具有灯头，收放荧光灯及点灯电路，另一端为光扩散性、且荧光灯毛管当中U形部顶部与内面的最小间隔C1和两侧U形部顶部与内面的最小间隔C2，C2′大致相等的灯泡。

在本权利要求及下面权利要求中，外围器也可以以收放荧光灯的灯泡部和收放点灯装置的灯壳部等部位的不同物体构成。也可使外围器构成一体。

外围器，作为灯泡部，至少其与荧光灯相对的部位用具有透光性的玻璃或合成树脂等透光性材料制成。灯泡部的光扩散性，可以是透光性材料自身具有的特性，或将光扩散剂涂敷于用透明材料制成的内表面或外表面上实现，也可用喷砂等对表面毛化形成，或将硫酸钡或碳酸钙等光扩散材料掺入透明材料来完成。

外围器的收放点灯电路的部位，可以是形成有收容部位，并用与灯泡部不同的材料，如PBT树脂等具有耐热性及非透光性的合成树脂等制成，也可用玻璃或陶瓷等制成。

灯头只要满足JIS规格就可以，若考虑与白炽灯泡安装的互换性，希望用E26型螺口型等螺纹旋入式的灯头。

点灯电路包含稳定器，启辉电路等，稳定器可用铁心线圈或逆变器(inverter)等众所周知的器件。

荧光灯的毛管，由铅玻璃或钠钙玻璃，或陶瓷等透光性材料构成，它可用一根毛管弯曲形成，或用中空材料连接3个U形部构成一个放电通路而形成。毛管内部封装有由灯丝等构成的电极，该电极与点灯电路连接着。在毛管中可充填控制水银蒸气压的汞齐。毛管的内表面上形成荧光体被膜，同时在毛管内密封有水银及氩等惰性气体。

对于含有3个U形部形成一个放电通路的毛管，作为举例，如可对一根毛管弯曲5次而有3个U形部那样制成，或用桥接管连接3个U形部连接部相对侧的端部并加以贯通等制成。

权利要求2的发明，在权利要求1所述的荧光灯装置中，其特征在于，一边弯曲毛管当中U形部的连接部，一边使其顶部与灯泡部内表面的最小间隔C1，与位于与两侧U形部顶部同高位置处的连接部中间部与灯炮内表面间的最小间隔C1′、C1″基本相同。

毛管与灯泡部内表面间的间隔C1、C1′，C1″，C2，C2′为基本相同的尺寸，在±3mm范围内。

U形部顶部与灯泡部内表面的最小间隔，也未必是与U形部高度方向顶点间的长度，它定义为位于顶点的毛管圆周上部位与灯泡部内表面间的最小长度。

所谓连接部的中间部，就是位于与两侧U形部顶部同高平面上的当中U形部连接部的中间部位。

权利要求3的发明，在权利要求1或2所述的荧光灯装置中，其特征在于，毛管U形部的根部与灯泡部内表面的最小间隔C3为各U形部顶部与外围器内表面的最小间隔C1、C2、C2′的1至4倍。

灯泡部，希望与顶部相同其侧面也没有辉度斑，使用时，灯泡部侧面比之顶部不过于耀眼，由于毛管根部的光束比较大，故允许间隔C3为间隔C1、C2、C2′的1至4倍。

权利要求4的发明，在权利要求3的荧光灯装置中，其特征在于，间隔C1，C2，C2′为2-8mm，间隔C3为3-21mm。

通过将间隔C1、C2、C2′、C3取在权利要求4的范围内，能实现小型、辉度斑轻的荧光灯装置。

权利要求5的发明，在权利要求1至4的任一权利要求所述的荧光灯装置中，其特征在于，灯泡的外形大致为球状。

所谓大致球状的灯泡，至少其顶部侧形成与半球相似的形状，也即不包括圆筒部形状，但灯泡部的整体未必要与球体相似的形状。

权利要求6的荧光灯装置，其特征在于，具有：荧光灯，荧光灯的点灯电路，和外围器，所述荧光灯有3个由大致平行的一对根部及连接于根部一端侧的连接部构成的U形部，各U形部的根部等间隔配设在同一圆周上，毛管的有效发光部的高度a及最大宽度b的构成在0.7＜b/a＜1.4的范围内，按照含有上述3个U形部形成一个放电通路那样构成毛管，在位于放电通路两端的毛管部位上备有电极；所述外围器，其一端有灯头安放荧光灯及点灯电路，另一端有光扩散性外形大致球状的灯泡部。

有效发光部指毛管内部形成荧光体被膜的部位，但其实际含义不包含虽形成荧光体被膜但不发光的部位，或因挡光不向外围器外辐射光的部位。

b/a的关系大于1.4时，则高度a相对于有效发光部最大宽度b下降，且大致球状的外围器顶部的辉度比侧面的低，相反，b/a的关系小于0.7时，高度a相对于有效发光部最大宽度b增高，大致球状外围器侧面的辉度比顶部的低。因此，通过将毛管的有效发光部的高度a及最大宽度b设在0.7＜b/a＜1.4范围内，以谋求外围器的辉度均匀。

权利要求7的发明，在权利要求1至6任一权利要求所述的荧光灯装置中，其特征在于，外围器，包括灯头在内高度在140mm以下，最大直径在100mm以下。

通过上述尺寸，使荧光灯装置变成能安装于安装白炽灯照明器具内的各种荧光灯装置，适用范围宽。

权利要求8的荧光灯装置，其特征在于，具有：荧光灯，荧光灯的点灯电路，和灯壳，所述荧光灯具有3个U形部，各U形部由一对基本平行的根部和连接于根部一端侧的连接部构成，各U形部根部等间隔配设在同一圆周上，根部的管径d与相邻根部的间隔L在0.5≤d/L≤1.5范围内，按照含有上述3个U形部形成一个放电通路那样构成毛管，位于放电通路两端的毛管部位上设有电极；所述灯壳部，一端有灯头安放点灯电路，同时另一端侧插入支持着荧光灯的毛管。

d/L大于1.5时，相邻根部的间隔L相对于毛管管径d变小，从根部辐射光的一部分被相邻根部吸收，光损失增大。相反，d/L小于0.5时，相邻根部的间隔L相对于毛管管径d变大，荧光灯装置的最大径向尺寸大于所需值，故配光不均匀。因此，通过将毛管管径d为U字形部相邻根部的间隔的关系设定在0.5≤d/L≤1.5的范围内，以谋求减少根部辐射出的光的损失和使小型化及配光均匀达最佳。

在权利要求8的荧光灯装置中，未必一定要用灯泡覆盖荧光灯，也可让毛管露着。

权利要求9的发明，在权利要求8所述的荧光灯装置中，其特征在于，在灯壳部上安装着复盖荧光灯主要部分的灯泡部。

灯泡部未必要具有光扩散性，也可以是透明的。

权利要求10的发明，在权利要求1至9的任一权利要求所述的装置中，其特征在于，荧光灯，其输入灯电力为20-30W，放电通路长为360-485mm。

放电通路长度是指电极间放电曲折行进长度。

按上述规定输入灯电力及放电通路长度，可获得与100W白炽灯泡基本相等的光输出。

权利要求11的照明器具，其特征在于，具有：权利要求1至10任一权利要求所述的荧光灯装置，装有所述荧光灯装置的器具主体；

器具主体，可以是吊灯那样的天花板下吊形，封闭灯那样的天花板形或壁面直接安装形，射灯那样的埋入天花板形等任一形态。

该照明器具具有高的光输出，进行光损失小的照明。

附图概述

图1为表示本发明第一实施例荧光灯装置的分解立体图；

图2为上述实施例荧光灯的剖视图；

图3为图2(b)的Y-Y线剖视图；

图4为上述实施例荧光灯装置的正视图；

图5为上述实施例隔板及电路基板的正视图；

图6为上述实施例荧光灯的正视图；

图7为上述实施例荧光灯的侧视图；

图8为上述实施例荧光灯装置的光度分布特性图；

图9为上述实施例荧光灯的形成方法说明图；

图10为使用实施例荧光灯装置的照明器具的立体图；

图11为本发明第二实施例的电路基板正视图；

图12为本发明第三实施例的荧光灯装置的剖视图；

图13为本发明第四实施例的荧光灯装置的剖视图。

下面，参照图1至图12说明本发明一实施例。

图1为第一实施例荧光灯装置的分解立体图，图2和图3为上述荧光灯装置的剖视图，图4为荧光灯装置的侧视图。

图2(a)为图2(b)的X-X线剖视图，图2(b)为图2(a)的Z-Z线剖视图，图3为图2(b)的Y-Y线剖视图。

1为电灯泡形荧光灯装置，2为构成外围器一部分的略圆锥形的灯壳部。外围器由该灯壳部2和下述的灯泡部51构成，用不同物体构成。在灯壳部2顶部侧一端上一体形成有圆筒部3。用粘接剂或铆接将灯头4固定在该圆筒部3上。灯壳部2的与灯头4相反的端部由隔板5封闭。

图5为表示从灯头4方向观察上述荧光灯装置1的隔板5状态的正视图。隔板5，由如PBT树脂等耐热性合成树脂制成略圆形的盆状。隔板5，其向上形状侧壁6的上端开口缘上形成凸缘部7，该凸缘部7上隔断圆周方向形成有2个导入切口部8。在灯壳部2的内表面上一体形成有可插通各导入切口部8的止挡突起9。

将灯壳部2与隔板5对接，将导入切口部8插通到止挡突起9后，使灯壳部2与隔板5在圆周方向上作相对转动，这样使灯壳部2与隔板5相结合。

隔板5上形成有多个固定爪10。隔板5上相互180°对称位置上开口形成有一对灯安装孔11。进而，在隔板5的中部形成有一对插通孔12，从该对插通孔12内侧各缘部向下方形成一对灯支持片13。各灯支持片13下端形成有弯成略J字形的滞留部14。

用晶体管变换器作为点灯电路的变换电路15的电路基板16，通过固定爪10卡入隔板5的凸缘部7的内侧。

17为电路元件，如所用的噪声滤波器，全波整流器，平滑电解电容，晶体管，晶闸管，正温特性热敏电阻等的开关电路，阻流型镇流器等。

谐振用电感17a配置在电路基板16中心附近，平滑电解电容17b配置在该谐振电感17a的上方。平滑电解电容17b，以立设于电路基板16上的状态放置于灯壳部2的上部圆筒部3中，引线17c绕谐振电感17a连接于电路基板16上。由此，使电路元件17配置紧凑，能使荧光灯装置1整体高度做得小。

电路基板16的缘部上，通过相互180°对称位置的对角线上形成一对凹部。各凹部18旁分别立设一对连接端子19，电气连接于变换器电路15。连接端子19为方杆形脚，故若卷绕安装外部引线29时，能很好引挂，以防止松弛。

一侧凹部18附近立设有配置在荧光灯21具有汞齐一侧排气管部30a近旁的发热元件20。各个发热元件20，可以是如构成变换电路15部分的晶体管，电阻，线圈，膜片电容器等构成。

隔板5下侧安装着荧光灯21。

图6和图7为上述荧光灯装置1中荧光灯21的平面图，图2为荧光灯21的侧视图。

荧光灯21由一根玻璃制的真空管(亦称毛管)22弯曲形成。毛管22的各密封端部23的内部封装着作为灯丝电极的电极28。电极28连接着从密封端部23导出的一对外部引线29。毛管22的内表面形成荧光灯被膜(未图示)，同时，毛管22的内部封有水银及氩等惰性气体。排气管部30a、30b突出于各密封部23的外部。一侧排气管部30a内放有控制点灯中毛管22内水银蒸气压的汞齐。

毛管22，管径为12mm，两端设有密封端部23，在这两密封端部23之间，形成有朝同一方向弯曲成大致U形的3个U形部24。这些U形部24在与包含各个的面交叉的方向上分开并设。各U形部24由一对根部25及连接于这对根部25的一端间的连接部26构成。

当中U形部24各根部25的另一端与两侧U形部24未设密封部23的另一根部25的另一端之间形成有与连接部26方向相反的略呈U字形的连接部27。因此，毛管22在两密封端部23间形成一个弯曲的放电通路。

3个U形部24中，当中U形部24的连接部26比两侧U形部24的连接部26高，使之朝根部25毛管轴方向侧突出。

荧光灯21，其密封端部23插入隔板5的安装孔11，用硅系等热硬化性粘接剂41固定于隔板5上。再将热硬化性粘接剂42注入灯支持片13的滞留部14中固定毛管22的各连接部27的内侧。

荧光灯21用灯泡部51覆盖，该灯泡部51为外围器的一部分，具有透光性或光扩散性。该灯泡部51，光透光率为90-95％，如用内表面加有光扩散膜的玻璃或乳白色的合成树脂制成，形成上端开口的大致为球形。灯泡部51的上端开口形成直径小一些的直形头部52。灯泡部51的头部52插入灯壳部2的内面与隔板5侧壁6之间，用硅系热硬化性粘接剂53固定于灯壳部2及隔板5上。

荧光灯装置1，包括灯头4在内形成的高度为139mm，最大直径为95mm。

当中U形部24的顶部与灯泡部51的内表面间的最小间隔C1，和两侧U形部24的顶部与灯泡部51的内表面间的最小间隔C2，C2′，基本相同，C1，C2及C2′都约5mm。毛管22的当中U形部24的弯曲中间部与灯泡部51内表面的最小间隔C1′，C1″基本相同约为5mm。

毛管22与灯泡51的间隔C1、C1′、C1″、C2、C2′在±3mm范围内分别形成大致相同的尺寸。毛管22的U形部24的根部25与灯泡部51内表面间最大间隔C3，为各V形部的顶部与灯泡部内表面间的最小间隔C1、C2、C2′的1-4倍那么大。

本实施例荧光灯装置，结构上，间隔C1、C2、C2′在2-8mm(最好为3-7mm)范围内，间隔C3在15-21mm范围内。

荧光灯21，各U形部24的根部25位于同一圆周上，设其毛管22的直径为d，相邻根部25的间隔为L，取0.5≤d/L≤1.5的范围。本实施例中，d约12mm，L约8mm。

设毛管22的有效发光部的高度为a，最大宽度为b，则取0.7＜b/a＜1.4的范围。本实施例中，a约600mm，b约550mm。取荧光灯21的输入灯电力为20-23W，放电通路长度为385mm。

图8为本实施例荧光灯装置1的光度分布特性图。这里，(A)表示垂直方向的光度分布特性图，(B)表示水平方向的光度分布特性图。实线(C)为安装有灯泡部51状态下测定的光度分布，虚线(d)为未安装灯泡部51状态下测定的光度分布。辐射方向轴表示光度〔cd〕，1个刻度为30cd，满刻度为150cd。

(A)的光度分布特性，取其垂直正下方为0°。无灯泡部时，侧方光度高，正下方光度变低，故光度分布不均匀。若装上灯泡时，正下方光度最高，可见垂直方向的光度分布趋向均匀。

(B)的光度分布特性，在没有灯泡部情况下，虽有若干光度偏差，但不太大，此时若装上灯泡部，这种偏差在约±3％左右，故水平方向基本不存在光度差，可获得极均匀的光度分布特性。

图9为按照(a)-(c)的顺序说明毛管22的弯曲形成方法的说明图。(a)表示直管形管状毛管基材，如图9(b)所示，将该毛管基材31加热至预定温度软化后，将毛管基材31两端部分别弯曲加工成呈S形32。此时，两端被曲折加工成S字的部分通过卷绕在成形卷筒33上进行弯曲加工，使成形卷筒33朝相互相反方向移动轨迹进行对称成形加工，各S字加工部分上的3根根部34不在同一平面内，扭动U字部分使这些根部34呈立体状。再将毛管基材31的当中部分沿成形卷筒35弯曲成U字形，形成如图9(c)所示的屈折形状的毛管22。

总之，按照上述制造方法，通过两端S字加工工序和接着的弯曲当中部分的工序的两阶段工序，能制成如图6及图7所示的复杂屈折结构的毛管22。

图10为安装有上述荧光灯装置1的照明器具的立体图。照明器具为射灯(down-light)，具有下方开口的圆筒状器具主体61，该器具主体61内侧插配有荧光灯装置1。器具主体61内侧上部配设有未图示的螺口型灯座，用于旋合连接荧光灯装置1的灯头4。

图11表示第二实施例。图11为电路基板的平面图(正视图)。在该第二实施例电路基板16上未设置第一实施例那样的凹部18，在其周缘部上形成用于引导外部引线29的一对切口71。相对的切口71相互位于对角线上。这些切口71旁设有连接端子19。电路基板16可相对于隔板5上面垂直配置。晶体管等开关元件17e配置在电路基板16下部一侧，从而当荧光灯21处于寿命末期异常发热时，同时损坏开关元件17e，能使灯可靠停止动作。

在谐振用电容、谐振用稳定器(ballast)、电极线圈28串联连接情况下，若电极线圈28断线，谐振就停止，点灯时，对于电极线圈28用于通电加热的电力损失也大。因此，若将谐振用电容及电极线圈28并联连接于谐振用稳定器，则用于通电加热的电力损失消失。而且，在寿命末期，即使电极线圈28断线，也会因单侧电极发射器消耗的半波放电而使谐振继续，当电极线圈28接触到毛管22时会使毛管22产生爆裂。此时，通过用灯壳部2和灯泡部51密封覆盖荧光灯21，即使毛管爆裂也能阻止其飞散到外部。

图12表示第三实施例荧光灯装置的剖面图。本实施例中，灯泡部51不呈大致球状，灯壳部2侧是含有圆筒部的所谓T形灯泡。间隔C1、C2、C2′为2-8mm(最好为3-7mm)，间隔C3在3-9mm范围内。

图13为本发明第四实施例荧光灯装置的正视图。

本实施例荧光灯装置，外围器未覆盖荧光灯21的主要部分，毛管22露着。毛管22的密封端部23插入固定于作为外围器的灯壳部2内。

毛管22，并设着3个U形部24，用接桥管27a桥接连接部26相反侧端部间，形成放电通路。除该接桥管27a外，其余具有与第一实施例相同尺寸和形状。

在本实施例中，其水平方向的光度分布特性，虽有若干光度差，但也不大，能实现小型、光度分布均匀的荧光灯装置。

按照本发明，由于荧光灯具有形成3个U形部的毛管，故能提供提高了光输出、而且不会使装置自身大型化、减少了辉度斑、或提高了发光效率的荧光灯装置及具有这种荧光灯装置的照明器具。

Claims (9)

1.一种荧光灯装置，其特征在于，具有：荧光灯，荧光灯的点灯电路，和外围器；所述荧光灯的毛管在结构上作成具有3个U形部，每个U形部具有基本平行的一对根部及连接两根部一端间的连接部，各U形部在与包含每对根部的面交叉的方向上分开并设，同时当中U形部顶部从两侧U形部顶部朝与灯头相反侧突出形成，包含这3个U形部形成一个放电通路，该荧光灯在位于放电通路两端的毛管部位上具有电极；所述外围器一端具有灯头，收放荧光灯及点灯电路，另一端为光扩散性、且荧光灯毛管当中U形部顶部与内面的最小间隔C1和两端U形部顶部与内面的最小间隔C2，C2′大致相等的灯泡。

2.如权利要求1所述的荧光灯装置，其特征在于，所述毛管当中U形部的连接部呈弯曲状，同时其顶部与灯泡部内表面的最小间隔C1，与位于与两侧U形部顶部同高位置处的连接部中间部与灯泡内表面间的最小间隔C1′、C1″基本相同。

3.如权利要求2所述的荧光灯装置，其特征在于，毛管U形部的根部与灯泡部内表面的最小间隔C3为各U形部顶部与外围器内表面的最小间隔C1、C2、C2′的1至4倍。

4.如权利要求3所述的荧光灯装置，其特征在于，间隔C1，C2，C2′为2-8mm，间隔C3为3-21mm。

5.如权利要求4所述的荧光灯装置，其特征在于，灯泡的外形大致为球状。

6.如权利要求1所述的荧光灯装置，其特征在于，所述毛管的有效发光部的高度a及最大宽度b的构成在0.7＜b/a＜1.4的范围。

7.如权利要求6所述的荧光灯装置，其特征在于，外围器，包括灯头在内高度在140mm以下，最大直径在100mm以下。

8.权利要求1所述的荧光灯装置，其特征在于，各U形部根部等间隔配设在同一圆周上，根部的管径d与相邻根部的间隔L在0.5≤d/L≤1.5范围内。

9.一种照明器具，其特征在于，具有：权利要求1至8任一权利要求所述的荧光灯装置，装有所述荧光灯装置的器具主体。

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