JP2006114354A - 無電極放電灯装置及び照明器具 - Google Patents

Abstract

【課題】プリント基板を金属製のケース内へ収納する無電極放電灯装置において、始動不良などの誤動作を発生させることなく、ケースの低背化を可能とする。
【解決手段】無電極放電灯へ高周波電力を供給する高周波回路を構成する電子部品４が実装されたプリント基板２と、前記プリント基板２を収納する金属製のケース１とを有し、前記プリント基板２および前記電子部品４の少なくとも一部を含む前記ケース１内を樹脂充填した無電極放電灯装置において、前記プリント基板２と前記ケース１の底面との間に、樹脂充填部に充填した樹脂（充填材３）よりも比誘電率の低い物質（例えば空気層６など）を設けた。
【選択図】図１

Description

本発明は、無電極放電灯を点灯させる無電極放電灯装置の樹脂充填に関するものである。

プリント基板をケース内へ収納する放電灯装置の樹脂充填の例として、例えば、図１７に示すものがある。この従来例は、電子部品４が実装されたプリント基板２を金属製のケース１内に設置し、ケース１内を充填材３で樹脂充填したものである。ケース１内を充填することで、電子部品４の湿気対策が可能である。また、充填材３として放熱性の良いものを使用すると、発熱部品から発生する熱を金属製のケース１へ放熱することも可能である。

なお、特許文献１（特開昭５７−２６４９４号公報）には、回路基板を金属ケースに接着した混成集積回路装置において、前記金属ケースの前記回路基板との接着面の所定箇所に凹形部分を設けることにより、回路基板と金属ケース間の浮遊容量を低減させる技術が提案されているが、これは混成集積回路装置の高速動作を実現するための技術であり、無電極放電灯装置の始動不良の改善とは無関係である。
特開昭５７−２６４９４号公報

図１７の従来例において、金属製のケースとプリント基板間の隙間が小さいと金属製のケースとプリント基板の間に浮遊容量が発生する。そして、充填材の比誘電率が大きく、隙間が小さくなるにつれて浮遊容量が大きくなる。無電極放電灯装置では、無電極放電灯を点灯させるための高周波回路を駆動させるスイッチング素子から負荷である無電極放電灯側を見たインピーダンスの共振のＱが高いため、浮遊容量が高周波回路の動作へ及ぼす影響が大きく、浮遊容量が大きい場合、始動不良などの誤動作を生じやすい。したがって、従来例の構造では、金属製のケースとプリント基板間の距離を大きくすることが必要であり、ケースの低背化が困難であるという課題がある。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、プリント基板を金属製のケース内へ収納する無電極放電灯装置において、始動不良などの誤動作を発生させることなく、ケースを低背化することが可能な無電極放電灯装置を提供することにある。

本発明によれば、上記の課題を解決するために、図１に示すように、無電極放電灯へ高周波電力を供給する高周波回路を構成する電子部品４が実装されたプリント基板２と、前記プリント基板２を収納する金属製のケース１とを有し、前記プリント基板２および前記電子部品４の少なくとも一部を含む前記ケース１内を樹脂充填した無電極放電灯装置において、前記プリント基板２と前記ケース１の底面との間に、樹脂充填部に充填した樹脂（充填材３）よりも比誘電率の低い物質（例えば空気層６など）を設けたことを特徴とするものである。

本発明によれば、プリント基板と金属製のケースの底面との間に、樹脂充填部に充填した樹脂よりも比誘電率の低い物質を設けることで、電子部品の湿気対策およびケースの低背化が可能で樹脂充填による始動不良などの誤動作を防止できる無電極放電灯装置を提供することができる。

（実施形態１）
図１〜図４に本発明の実施形態１に係る無電極放電灯装置の断面構造を示す。この実施形態１では、金属製のケース１内に電子部品４が実装されたプリント基板２を装着した後、ケース１内を樹脂で充填する。充填する樹脂には、例えばウレタン配合樹脂やシリコーン樹脂を使用し、比較的粘度の低いものを流して充填する。充填材３は一液のものでも二液を混合するものでも構わないが、充填に要する時間を短くするためには配合後の配合粘度が３０００ｍＰａ・ｓ以下のものが望ましい。

負荷は無電極放電灯であり、無電極放電灯を点灯するための高周波回路があり、その高周波回路の各電子部品４もプリント基板２に実装されている。従来例と同様、樹脂を充填することにより、電子部品４の湿気対策が可能である。

図１の例では、絶縁板５を金属製のケース１とプリント基板２の間に設置し、プリント基板２のパターン配線と金属製のケース１の間の絶縁効果を高めている。無電極放電灯装置は高周波回路のスイッチング素子から負荷である無電極放電灯側を見たインピーダンスの共振のＱが高いため、浮遊容量が高周波回路動作へ及ぼす影響が大きく、始動不良などの誤動作を生じやすい。そこで、絶縁板５の形状をプリント基板２の側に窪ませる構造とし、絶縁板５とケース１の間に隙間ができるようにし、絶縁板５内を充填することで充填後に空気層６が出来るように構成する。絶縁板５を設けることで容易に空気層６を形成することができる。空気は比誘電率がほぼ１と小さいために、金属製のケース１とプリント基板２の間の浮遊容量を小さくすることができ、始動不良などの誤動作を生じにくくすることができる。したがって、電子部品４の湿気対策が出来るとともに、ケース１の低背化が可能で、充填による始動不良などの誤動作を防止できる無電極放電灯装置を提供することができる。

図２の例では、絶縁板５をプリント基板２の側に窪ませるのではなく、絶縁板５をケース１の側に突出させた突出部を複数設けることで、樹脂充填後にも空気層６が出来るように構成したものであり、図１の例と同様の効果がある。

図３の例では、ケース１に外側から内側への窪み部を複数設けることで絶縁板５をケース１の底面から浮かせて、樹脂充填後にも空気層６が出来るようにしたものであり、図１の例と同様の効果がある。

また、図４の例のように、金属製のケース１と絶縁板５の間およびプリント基板２の上にも樹脂充填しても、上記と同様の効果がある。

（実施形態２）
図５および図６に本発明の実施形態２に係る無電極放電灯装置を示す。実施形態１と同様の構成については説明を省略する。この実施形態２では、実施形態１と同様な手段で空気層６を設けることで実施形態１と同様の効果があり、さらに、図５に示すように空気層６がケース１の外気に触れることができるように、ケース１に孔部７を設けたことを特徴とするものである。

無電極放電灯が点灯してから安定点灯するまでにプリント基板２に実装された電子部品４の発熱によりケース１内の温度が変化するため、充填材３や空気層６の膨張・収縮が発生するが、本実施形態のように、孔部７を設けることで熱膨張による機械的なストレスを低減することができる。また、プリント基板２に実装された発熱部品８の上面に熱伝導体１１を装着し、熱伝導体１１をケース１に接触させることで、発熱部品８の放熱性を高めることができる。絶縁板５を有する場合は、熱伝導体１１がケース１に接触する部分だけ絶縁板５に穴を設ければよい。

図６の例では、空気層６がケース１の外気に触れることができるようにケース１に設けた孔部７を２箇所設けたものであり、上記と同様の効果がある。また、２箇所の孔部７により空気の流れが生じるので、放熱効果がある。

（実施形態３）
図７〜図９に本発明の実施形態３に係る無電極放電灯装置を示す。これまでの実施形態１，２と同様の構成については説明を省略する。この実施形態３では、実施形態１と同様な手段で空気層６を設け、さらに、実施形態２と同様な手段で空気層６がケース１の外気に触れることができるように、ケース１に孔部７を設けることで、実施形態１および実施形態２と同様の効果がある。しかし、外気と触れることができる構造にしたことで水などの比誘電率の高い物質が空気層６に入ってしまう懸念がある。そこで、図７〜図９に示す例では、空気層６に水が溜まらない構造としている。

図７の例では、空気層６を発熱部品８の近傍まで設けることにより、高温状態になれば発熱部品８による発熱で水滴を蒸発させることを可能としている。水滴が蒸発すれば、高周波回路の誤動作を防止することが可能である。

図８の例では、絶縁板５の形状等の工夫により、空気層６と接する充填材３の樹脂面がケース１の底面に対して斜面を形成しており、プリント基板２が水平（地面と平行）となる方向にケース１を照明器具へ設置した場合、空気層６に水が溜まらない構造となり、上記と同様の効果がある。

図９の例では、空気層６からケース１の外部へ設けた孔部７を３方向とすることで、ケース１を照明器具にどの方向で設置しても空気層６に水が溜まらない構造となり、上記と同様の効果がある。

（実施形態４）
図１０〜図１２に本発明の実施形態４に係る無電極放電灯装置を示す。実施形態１と同様の構成については説明を省略する。この実施形態４では、金属製のケース１内とプリント基板２との間に固形物質９を設けた後、ケース１内を充填材３で樹脂充填する。

図１０の例では、絶縁板５をケース１とプリント基板２の間に設置し、固形物質９を誤動作しやすい回路の近傍に配置してから充填材３で樹脂充填を行なう。固形物質９として、例えばゴム系スポンジやフッ素樹脂やゴムなど、充填材３よりも比誘電率の低い物質を用いることで、金属ケース１とプリント基板２の間の浮遊容量を小さくすることができるため、電子部品４の湿気対策およびケース１の低背化が可能で樹脂充填による始動不良などの誤動作を防止できる無電極放電灯装置を提供することができる。

図１１の例では、比誘電率の低い固形物質９をプリント基板２とケース１の間のほぼ一面全体に設けることで、絶縁板５が無くてもプリント基板２のパターン配線と金属製のケース１との間の絶縁効果を高めることが可能であるとともに、図１０の例と同様の効果がある。

図１２の例では、比誘電率の低い固形物質９をケース１のプリント基板２と略垂直な面にも設けたことにより、プリント基板２のパターン配線と金属製のケース１との間の絶縁効果をより高めることが可能である。

（実施形態５）
図１３〜図１５に本発明の実施形態５に係る無電極放電灯装置の要部構成を示す。実施形態４と同様の構成については説明を省略する。この実施形態５では、実施形態４で説明した比誘電率が低い固形物質９の形状を変形したことを特徴とするものである。

図１３の例では、角を丸めることと、表面に溝を設けることで、充填する際に樹脂が流れやすいような構造としたものである。したがって、実施形態４の効果に加えて、樹脂の充填をより効率的に行なうことが可能である。

図１４の例では、特に高周波回路の動作を制御する制御回路近傍などの誤動作が生じやすい回路箇所またはプリント基板のパターン配線形状に応じて、比誘電率が低い固形物質９の形状を変化させることを特徴としており、固形物質９の形状を小さくできるので、充填材３とケース１との接触面積を広くすることができ、ケース１への放熱効果を妨げないという効果がある。

図１５の例では、比誘電率が低い固形物質９の高さを電子部品４の高さに応じて変化させることで、誤動作が生じやすい回路箇所近傍の固形物質９の高さを高くすることが可能となり、実施形態４の効果をより高めることができる。また、誤動作しやすい回路のパターン配線間において、比誘電率が低い固形物質９の高さを高くすると、パターン配線間の浮遊容量の影響を軽減でき、誤動作が起こりにくくなる。

（実施形態６）
図１６に本発明の実施形態６に係る無電極放電灯装置を示す。これまでの実施形態と同様の構成については説明を省略する。実施形態６では、これまでの実施形態と同様な手段でケース１内を充填するとともに、高周波回路またはその制御回路の低電位側と同電位の層１０をプリント基板２と金属製のケース１の間に設けたことを特徴とするものである。例えば高周波回路の制御回路近傍に設けることで高周波回路の動作をより安定化することができ、電子部品４の湿気対策およびケース１の低背化が可能で樹脂充填による始動不良などの誤動作を防止できる無電極放電灯装置を提供することができる。

なお、図１〜図１６の例では、いずれも金属製のケース１の断面構造のみを図示しているが、例えば図１７に示した従来例と同様に、放電ガスを封入された透光性のバルブ１２と、これに近接配置された誘導コイル１３からなる無電極放電灯の点灯装置として利用されるものであることは言うまでも無い。プリント基板２には、図示はしないが、商用電源から直流電源を得るためのチョッパ回路、直流電源を高周波に変換するインバータ回路、インバータ回路の出力を正弦波に変換して誘導コイルに供給する共振回路、インバータ回路やチョッパ回路のスイッチング素子を制御する制御回路などの電子部品が実装されている。

本発明の実施形態１の要部構成を示す断面図である。 本発明の実施形態１の一変形例の要部構成を示す断面図である。 本発明の実施形態１の他の変形例の要部構成を示す断面図である。 本発明の実施形態１のさらに他の変形例の要部構成を示す断面図である。 本発明の実施形態２の要部構成を示す断面図である。 本発明の実施形態２の一変形例の要部構成を示す断面図である。 本発明の実施形態３の要部構成を示す断面図である。 本発明の実施形態３の一変形例の要部構成を示す断面図である。 本発明の実施形態３の他の変形例の要部構成を示す断面図である。 本発明の実施形態４の要部構成を示す断面図である。 本発明の実施形態４の一変形例の要部構成を示す断面図である。 本発明の実施形態４の他の変形例の要部構成を示す断面図である。 本発明の実施形態５の要部構成を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は断面図である。 本発明の実施形態５の一変形例の要部構成を示す斜視図である。 本発明の実施形態５の他の変形例の要部構成を示す断面図である。 本発明の実施形態６の要部構成を示す断面図である。 従来例の全体構成を示す断面図である。

符号の説明

１ ケース（金属製）
２ プリント基板
３ 充填材
４ 電子部品
５ 絶縁板
６ 空気層

Claims (7)

1. 無電極放電灯へ高周波電力を供給する高周波回路を構成する電子部品が実装されたプリント基板と、前記プリント基板を収納する金属製のケースとを有し、前記プリント基板および前記電子部品の少なくとも一部を含む前記ケース内を樹脂充填した無電極放電灯装置において、前記プリント基板と前記ケースの底面との間に、樹脂充填部に充填した樹脂よりも比誘電率の低い物質を設けたことを特徴とする無電極放電灯装置。
2. 前記比誘電率の低い物質は、空気で形成した空気層であることを特徴とする請求項１に記載の無電極放電灯装置。
3. 前記空気層は、前記ケースの孔を通して外気に触れていることを特徴とする請求項２に記載の無電極放電灯装置。
4. 前記電子部品は樹脂充填部に少なくとも一つの発熱部品を含んでおり、前記発熱部品の近傍まで前記空気層を設けたことを特徴とする請求項３に記載の無電極放電灯装置。
5. 前記空気層の樹脂面は前記ケースの底面に対して斜面を形成していることを特徴とする請求項３または４のいずれかに記載の無電極放電灯装置。
6. 前記プリント基板と前記ケースとの間に前記高周波回路またはその制御回路の低電位側と同電位の層を設けたことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の無電極放電灯装置。
7. 請求項１〜６のいずれかに記載の無電極放電灯装置を備えることを特徴とする照明器具。

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