JP2009087950A - 電球形蛍光ランプおよび照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】口金12の内側に点灯装置17を効率よく収納することにより、カバー13を小形化し、一般照明用電球と略同じ外観を得る電球形蛍光ランプ11を提供する。
【解決手段】カバー13の一端側に口金12を取り付け、カバー13の他端側に発光管14を支持する。点灯装置17の基板58に、発光管14を点灯させる点灯回路59を構成する電子部品60を実装する。基板58は、口金12の内側に挿入可能とする幅寸法に形成し、口金12の中心線の方向に沿って縦形に配置するとともに、口金12の中心線に対してオフセットした位置に配置する。基板58の口金12との間隔が広い一面に、電子部品60のうちの大形の電子部品60を配置する。大形の電子部品60のうち電解コンデンサC2は、基板58の一面の口金側端部で基板58に対し垂直方向に向けて実装し、口金12の内側に配置する。
【選択図】図１

Description

本発明は、発光管およびこの発光管を点灯させる点灯装置を備えた電球形蛍光ランプ、およびこの電球形蛍光ランプを用いた照明装置に関する。

従来、電球形蛍光ランプは、屈曲形のバルブを有する発光管、一端側に口金が取り付けられるとともに他端側に発光管を支持するカバー、このカバーに収納される点灯装置、発光管を覆ってカバーの他端側に取り付けられるグローブなどを備えている。

近年、このような電球形蛍光ランプは、ＪＩＳに定義されている一般照明用電球に近いランプ長寸法および最大外径の寸法に小形化されてきているが、カバーがランプ長に占める割合やカバーの最大外径が大きかった。そのため、一般照明用電球の外観に近付けることが十分でなく、また、カバーによって口金側へ向かう光が遮断される割合が大きく、点灯時における配光特性も一般照明用電球に近付けることが十分でなかった。

また、カバー内に収納する点灯装置の基板をランプ高さ方向に沿って縦形配置とし、この基板の口金側に口金の中心軸の位置に沿って挿入可能とする幅狭部を形成し、この基板の幅狭部およびこの幅狭部に実装される電子部品の一部を口金の内側に配置した電球形蛍光ランプの構成がある（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００４−１６５０５３号公報（第４頁、図１−４）

上述のように、基板を縦形配置とし、口金の内側に基板の幅狭部および電子部品の一部を配置することにより、口金より外のカバーの部分における基板の大きさを小さくし、カバーを小形化することも考えられる。しかし、基板の幅狭部は口金の中心軸の位置に沿って配置し、基板の電子部品を実装する両方の各面と各面に対向する口金の内側との対向間隔の最大値は口金内側空間の最大幅（カバーの円筒部が口金の内側に突出している場合にはカバーの円筒部の内側空間の最大幅）の１／２となり、電子部品の高さはこの対向間隔内に配置可能な範囲に限られてしまう。そのため、基板から突出高さが高く口金の内側に配置できないチョークコイルなどの電子部品は口金の外に配置しなければならない。また、部品の高さが比較的大きい平滑用コンデンサなどの電子部品は、その長手方向が基板に沿うようにリード線を略９０°折り曲げた状態で実装して基板から電子部品が突出する高さを低くする必要があり、この場合には電子部品の基板における占有面積が大きくなって基板が大形化してしまう。

このように、基板を縦形配置とし、口金の内側に基板の幅狭部および電子部品の一部を配置しただけでは、口金の内側に点灯装置を効率よく収納できず、カバーの小形化が十分に図れず、一般照明用電球に近い外観にすることが困難であった。

本発明は、このような点に鑑みなされたもので、口金の内側に点灯装置を効率よく収納でき、それにより、カバーを小形化できる電球形蛍光ランプ、およびこの電球形蛍光ランプを用いた照明装置を提供することを目的とする。

請求項１記載の電球形蛍光ランプは、発光管と；一端側に口金が取り付けられるとともに他端側に発光管が支持されたカバーと；発光管を点灯させる点灯回路を構成する電子部品が実装された基板を有し、基板が口金の内側に挿入可能とする幅寸法に形成されていて口金の中心線の方向に沿って縦形に配置されるとともに口金の中心線に対してオフセットした位置に配置され、口金との間隔が広い基板の一面に電子部品のうちの大形の電子部品が配置され、かつ、大形の電子部品のうち平滑用コンデンサが基板の一面の口金側端部で基板に対し垂直方向に向けて実装されて口金の内側に配置された点灯装置と；を具備しているものであり、基板の実装効率が向上し、基板の小形化が可能となり、口金の内側に点灯装置が効率よく収納され、それにより、カバーを小形化して、一般照明用電球と略同じ外観を得ることが可能となる。

発光管は、複数本のＵ字形バルブを並設して１本の放電路を形成した屈曲形の発光管、１本のバルブを螺旋状に屈曲した発光管などを含み、放電路の両端に一対の電極を封装するのが一般的であるが、一対の電極が発光管内に封装されてないいわゆる無電極方式でもよい。

口金は、Ｅ形と称されるねじ込みタイプが通常使用されるが、一般照明用電球が装着されるソケットに取付可能であればこれに限定されない。

カバーは、発光管を間接的および直接的に支持する。発光管を間接的に支持する場合には、カバーの他端側に発光管を取付可能なホルダを用いるのが好ましい。また、カバーには、発光管を覆うグローブを取り付けてもよい。

点灯装置の点灯回路は、例えば、１０ｋＨｚ以上の高周波電力を発光管に印加して発光管を点灯させる電子部品を主体としたインバータ回路などで構成される。

基板は、口金の内側に縦形に挿入可能とする幅寸法で、略矩形状に形成される。口金の中心軸に対する基板のオフセット量は、基板の実装面積や実装部品の高さ寸法との関係において適宜設定すればよい。

基板の口金との間隔が広い一面に配置する電子部品とは、例えばチョークコイル、平滑用コンデンサなどがある。基板の一面に対して反対側の他面にも、高さの低いトランジスタ、チップ形のコンデンサや整流素子などの電子部品を実装してもよい。他面には面実装タイプの電子部品が実装されるのが好ましい。面実装タイプの電子部品は、リード線が実装面に対して略平行に延出するように部品本体から導出されているものを意味する。

請求項２記載の電球形蛍光ランプは、請求項１記載の電球形蛍光ランプにおいて、口金の中心線に対してオフセットした基板は、口金との間隔が広い基板の一面から対向する口金の内壁までの距離Ａと口金の内径Ｂとが０．５＜Ａ／Ｂ≦０．８の関係を満足する位置に配設されているものである。

比率Ａ／Ｂが０．５以下だと、大形の電子部品の収納が困難になり、また、比率Ａ／Ｂが０．８より大きいと、基板の幅が狭くなり、基板の実装面積が小さくなって電子部品の実装効率が低下するので好ましくない。Ｅ２６形の口金の内側に電子部品が基板実装される場合には、その高さ寸法や実装効率などを考慮すると、比率Ａ／Ｂは０．６〜０．７５の範囲がより好ましい。

また、口金内側の空間が円筒形状の場合にはその内径の３／４の位置までの範囲が好ましい。このオフセット量が３／４の位置よりも口金内面側に接近した場合には、基板の幅が狭くなり、基板の実装面積が小さくなって電子部品の実装効率が低下するので好ましくない。

請求項３記載の電球形蛍光ランプは、請求項１または２記載の電球形蛍光ランプにおいて、基板の幅方向縁部側に位置する電子部品は、基板の幅方向中央部側に向けて傾斜されているものであり、その電子部品が口金の内側に当たることなく挿入され、口金の内側に点灯装置が効率よく収納される。

傾斜させる電子部品は、ディスクリート部品であって、２本のリード線で基板に立つ状態に実装されるいわゆるラジアル部品である。

請求項４記載の電球形蛍光ランプは、請求項１ないし３いずれか一記載の電球形蛍光ランプにおいて、基板の一端側から他端側にかけて、口金に接続された入力電源回路、入力電源回路に接続されたインバータ回路、発光管に接続されたインバータ回路の出力部が順に形成されているものであり、基板に形成する配線パターンを入力側から出力側にかけ一方向に向けて形成することができるので、配線パターンの引き回しが不要となって基板の小形化が可能となる。

請求項５記載の電球形蛍光ランプは、請求項１ないし４いずれか一記載の電球形蛍光ランプにおいて、カバーの内面に電子部品との干渉防止用の窪み部が形成されているものである。

窪み部は、例えばチョークコイル、電解コンデンサなどの大形の電子部品の角部などとの干渉を防止するように形成される。電球形蛍光ランプの組立状態で窪み部に対象とする電子部品が配置される場合や、組立の際に対象とする電子部品が通過して組立状態では配置されない場合も含む。

請求項６記載の電球形蛍光ランプは、請求項１ないし５いずれか一記載の電球形蛍光ランプにおいて、基板の両側の縁部にこの縁部近傍に配置される電子部品から基板面方向に沿って離反するように一対の張出し部が突出形成されているものであり、この一対の張出し部を利用して基板をカバーに支持させることができる。また、複数の基板を１枚の集合基板から切り出す場合には、基板の縁部近傍に配置される電子部品に機械的な負荷を与えるのが防止される。

請求項７記載の照明装置は、照明器具本体と；照明器具本体に取り付けられたソケットと；ソケットに装着された請求項１ないし６いずれか一記載の電球形蛍光ランプとを具備しているものである。

請求項１記載の電球形蛍光ランプによれば、口金の内側に挿入可能とする幅寸法に形成された基板を、口金の中心線の方向に沿って縦形に配置するとともに口金の中心線に対してオフセットした位置に配置したことにより、基板の口金との間隔が広い一面に電子部品のうちの大形の電子部品を配置できるので、口金の内側に点灯装置を効率よく収納でき、それにより、カバーを小形化できて、一般照明用電球と略同じ外観を得ることができる。さらに、基板に実装する電子部品のうち比較的高さが高い平滑用コンデンサを、基板の一面の口金側端部で基板に対し垂直方向に向けて実装されて口金の内側に配置できるので、基板の実装効率が向上し、基板を小形化できる。

請求項２記載の電球形蛍光ランプによれば、請求項１記載の電球形蛍光ランプの効果に加えて、口金の中心線に対してオフセットした基板は、口金との間隔が広い基板の一面から対向する口金の内壁までの距離Ａと口金の内径Ｂとが０．５＜Ａ／Ｂ≦０．８の関係を満足する位置に配設されているので、大形の電子部品を配置できるようにしながら基板の幅を確保して電子部品の実装面積を確保できる。

請求項３記載の電球形蛍光ランプによれば、請求項１または２記載の電球形蛍光ランプの効果に加えて、口金に接近する基板の幅方向縁部側に位置する電子部品を、基板の幅方向中央部側に向けて傾斜させたので、その電子部品が口金の内側に当たることなく挿入でき、口金の内側に点灯装置を効率よく収納できる。

請求項４記載の電球形蛍光ランプによれば、請求項１ないし３いずれか一記載の電球形蛍光ランプの効果に加えて、口金側である基板の一端側から発光管側である基板の他端側にかけて、入力電源回路、インバータ回路、インバータ回路の出力部を順に形成したことにより、基板に形成する配線パターンを入力側から出力側にかけ一方向に向けて形成することができるので、配線パターンの引き回しが容易となって基板を小形化できる。

請求項５記載の電球形蛍光ランプによれば、請求項１ないし４いずれか一記載の電球形蛍光ランプの効果に加えて、カバーの内面に形成した窪み部によって基板に配置された電子部品との干渉を防止するので、組立時には、カバーと電子部品とが接触しにくくなって組立性を向上できる。なお、電子部品との干渉が防止できる分だけ、口金の中心線に対してオフセットした基板の位置を中心線側に近付ければ、基板の幅を広くして電子部品の実装面積を大きくすることもできる。

請求項６記載の電球形蛍光ランプによれば、請求項１ないし５いずれか一記載の電球形蛍光ランプの効果に加えて、基板の両側の縁部にこの縁部近傍に配置される電子部品から基板面方向に沿って離反するように張出し部を形成したので、この一対の張出し部を利用して基板をカバーに支持させることができ、余分な支持構造を必要とすることがない。また、複数の基板を１枚の集合基板から切り出す場合には、基板の縁部近傍に配置される電子部品に負荷を与えるのを防止でき、基板を小形化できる。

請求項７記載の照明装置は、請求項１ないし６いずれか一記載の電球形蛍光ランプの作用を有する照明装置を提供できる。

本発明の第１の実施の形態を示す電球形蛍光ランプにおけるバルブの並設方向から見た断面図である。 同上電球形蛍光ランプにおけるバルブの並設方向に対して交差する方向から見た断面図である。 同上電球形蛍光ランプのカバーおよびグローブを外してホルダ側から見た断面図である。 同上電球形蛍光ランプのホルダの斜視図である。 同上電球形蛍光ランプのホルダと発光管と基板との位置関係を示す端面図である。 同上電球形蛍光ランプの基板と口金との位置関係を示す断面図である。 同上電球形蛍光ランプの点灯装置の回路図である。 同上電球形蛍光ランプを用いた照明装置の概略図である。 本発明の第２の実施の形態を示し、(a)〜(c)の各例に電球形蛍光ランプのカバーと点灯装置との関係を示す断面図である。 本発明の第３の実施の形態を示す電球形蛍光ランプの基板を切り出す集合基板の一部の正面図である。

以下、本発明の一実施の形態を図面を参照して説明する。

図１ないし図８に第１の実施の形態を示し、図１は電球形蛍光ランプにおけるバルブの並設方向から見た断面図、図２は電球形蛍光ランプにおけるバルブの並設方向に対して交差する方向から見た断面図、図３は電球形蛍光ランプのカバーおよびグローブを外してホルダ側から見た断面図、図４は電球形蛍光ランプのホルダの斜視図、図５は電球形蛍光ランプのホルダと発光管と基板との位置関係を示す端面図、図６は電球形蛍光ランプの基板と口金との位置関係を示す断面図、図７は電球形蛍光ランプの点灯装置の回路図、図８は電球形蛍光ランプを用いた照明装置の概略図である。

図１および図２において、11は電球形蛍光ランプで、この電球形蛍光ランプ11は、高さ方向の一端に口金12を有するカバー13、このカバー13の他端側に支持された発光管14、この発光管14の一端側を支持してカバー13に取り付けられたホルダ15、発光管14を覆ってカバー13に取り付けられたグローブ16、口金12およびカバー13の内側に収納された点灯装置17を備えている。そして、定格電力が例えば４０Ｗタイプ、６０Ｗタイプ、１００Ｗタイプの白熱電球などの一般照明用電球と略同じ外観に形成されている。この一般照明用電球とは、ＪＩＳ Ｃ ７５０１に定義されている。

口金12は、エジソンタイプのＥ２６形などで、ねじ山を備えた筒状のシェル21、このシェル21の一端側の頂部に絶縁部22を介して設けられたアイレット23を備えている。シェル21の他端側をカバー13の一端部に被せて接着剤またはかしめなどにより固定されている。

また、カバー13は、例えばポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）などの耐熱性合成樹脂にて形成され、一端側には口金12のシェル21が取り付けられる円筒状の口金取付部26が形成され、他端側には拡開した円環状のカバー部27が形成され、内側にはホルダ15を取り付けるホルダ取付部28が形成されている。

また、発光管14は、少なくとも３本のＵ字形屈曲バルブであるバルブ31，32，33を有し、これらバルブ31，32，33が連通管34で順次接続されて１本の連続した放電路35が形成されている。各連通管34は、バルブ31，32，33の接続する端部近傍を加熱溶融した後、吹き破ることによって形成された開口同士をつなぎ合わせて形成されている。

バルブ31，32，33は、管外径が３〜８ｍｍのガラス製の断面略円筒状の管体が、中間部で湾曲されて頂部を有する略Ｕ字状に形成されている。すなわち、バルブ31，32，33は、湾曲する屈曲部とこの屈曲部に連続する互いに平行な一対の直管部とを備えている。そして、バルブ31，32，33は、中央のＵ字形屈曲バルブ32の高さが、両側のＵ字形屈曲バルブ31，33の高さより高い関係を有し、そのＵ字形をなす面が互いに平行に対向するように並設されている。

発光管14の内面には例えば３波長形の蛍光体が形成され、発光管14の内部にはアルゴン（Ar）、ネオン（Ne）、クリプトン（Kr）などの希ガスや水銀などを含む封入ガスが封入されている。

放電路35の両端に位置する両側のバルブ31，33の各一端部にはステムシールまたはピンチシールによって一対の電極36が封装されている。各電極36は、フィラメントコイルを有し、このフィラメントコイルが一対の線状のウエルズに支持されている。各ウエルズは、例えば、両側のバルブ31，33の一端部に封装されたジュメット線を介して両側のバルブ31，33の一端部から外部に導出されて点灯装置17に接続される一対のワイヤ37（図５参照）に接続されている。

両側のバルブ31，33の電極36が封装された各一端部、および中央のバルブ32の両端部には、ステムシールまたはピンチシールによって封装されて排気管とも呼ばれる円筒状の細管38が連通状態に突設されている。これら各細管38は、発光管14の製造過程で溶断によって順次封止され、各細管38のうちの封止されていない一部を通じて発光管14内の排気がなされるとともに、封入ガスが封入されて置換された後に、その各細管38のうちの封止されていない一部を溶断することによって封止される。

中央のバルブ32の両端部の細管38のうち、一方の細管38は、先端部が口金12の内側まで延設されるように長く形成されているとともにバルブ32の直管部と平行な直線状に形成され、その先端部には封止する際にアマルガムとしての主アマルガム39が封入されている。この主アマルガム39は、ビスマス、錫および水銀にて構成される合金であり、略球形状に形成され、発光管14内の水銀蒸気圧を適正な範囲に制御する作用を有している。なお、主アマルガム39としては、ビスマス、錫の他に、インジウム、鉛などを組み合わせた合金によって形成したものを用いてもよい。また、両端のバルブ31，33の電極のウエルズには、水銀吸着放出作用を有する補助アマルガムが取り付けられて封入されている。さらに、中央のバルブ32の他端にも両端のバルブ31，33に設けられた補助アマルガムと同様の補助アマルガムが封入されている。

発光管14は、バルブ31，32，33の一対の電極36が封装された一対の電極側端部40が高さ方向の一端側に位置している。バルブ31，32，33の管外径が３〜８ｍｍ、高さ方向に対して交差する幅方向の最大幅b1が３０ｍｍ以下に形成されている。

また、図１ないし図５に示すように、ホルダ15は、例えばポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）などの耐熱性合成樹脂材料にて形成され、円板状の基板部42、この基板部42の周縁部から一端側に突出する円筒状の筒部43を備えている。

基板部42の中央部には発光管14のバルブ31，32，33の内側間に挿入可能とする突部44が突出形成され、この突部44の周面には各バルブ31，32，33の各端部側であって発光管14の中心側に対向する周面部が嵌合するバルブ取付部としての円弧状の窪み部45が形成され、これら各窪み部45にはホルダ15の内側に連通する取付孔46が形成されている。

基板部42には各バルブ31，32，33の端面に対向して挿通孔47が形成され、これら各挿通孔47に各バルブ31，32，33の端部から突出する各ワイヤ37や各細管38が挿通される。挿通孔47の径はバルブ31，32，33の径より小さく、バルブ31，32，33の端部は挿通孔47に入り込まない。

そして、発光管14をホルダ15に組み合わせた後、ホルダ15の内側から各取付孔46および各挿通孔47を通じて例えばシリコーン樹脂やエポキシ樹脂などの接着剤を注入することにより、各バルブ31，32，33の端部側であって発光管14の中心側に対向する内周面側および各バルブ31，32，33の端面がホルダ15に接着固定されている。

筒部43の一端部には、カバー13のホルダ取付部28に取り付けられる爪部48が形成されている。筒部43の内側には、ホルダ15の中心線からオフセットした位置で互いに対向する一対の基板取付溝49を有する一対の基板取付部50が形成されている。基板取付溝49は、ホルダ15の中心線と平行に形成されていて筒部43の一端部側に開口形成されている。また、筒部43には、一対の基板取付部50がオフセットして形成された側に対して反対側に、一対の切欠部51が形成されている。

また、グローブ16は、透明または光拡散性を有するガラスや合成樹脂などの材質により、白熱電球などの一般照明用電球のガラス球の形状に近い滑らかな曲面状に形成されている。グローブ16の一端部に開口部54が形成され、この開口部54の縁部55がカバー13のカバー部27の内側に嵌合されて例えばシリコーン樹脂やエポキシ樹脂などの粘性を有する接着剤により接着固定されている。

また、点灯装置17は、基板58を備え、この基板58に点灯回路59を構成する複数の電子部品60が実装されている。基板58は、口金12の内側に挿入可能とする幅寸法で、幅寸法に対して高さ寸法が長い略矩形状に形成されており、この基板58の両側縁部がホルダ15の一対の基板取付溝49に差し込み係合されてホルダ15の中心軸の方向に沿って縦形に配置されるとともに、ホルダ15の中心線に対してオフセットした位置に配置されている。すなわち、口金12とカバー13とホルダ15とを組み合わせた状態において、基板58は、口金12の内側に対して、その口金12の中心線の方向に沿って縦形に配置されるとともに、口金12の中心線に対してオフセットした位置に配置されている。基板58は、ホルダ15の基板取付部50によって高さ方向と交差する方向の位置が仮固定され、発光管14のワイヤ37と後述するラッピングピン61との接続によって、または口金12とホルダ15との間に挟み込みによって高さ方向の位置が位置決め保持されている。

基板58の両面側に電子部品60が実装されるが、基板58の口金12との間隔が広い側の一面には、電子部品60のうちの限流インダクタとしてのバラストチョークなどのトランスCT、コンデンサC1、平滑用コンデンサとしての電解コンデンサC2などの大形の電子部品60が実装され、また、基板58の口金12との間隔が狭い側の他面には、電子部品60のうちの高さの低いトランジスタ、チップ形のコンデンサや整流素子などの面実装タイプの電子部品60が実装されている。

なお、トランジスタとしてのＭＯＳ形のＮチャンネルの電界効果トランジスタQ1およびＭＯＳ形のＰチャンネルの電界効果トランジスタQ2は１つのパッケージ部品として他面に面実装されている。

平滑用の電解コンデンサC2は、基板58の一面の幅方向中央域で基板58に対して垂直方向に向けて実装されている。これにより、基板58の実装効率が向上し、基板58の小形化が可能となる。

口金12に接近する基板58の幅方向縁部側に位置する電子部品60として例えばコンデンサC1は、基板58の幅方向中央部側に向けて傾斜されている。これにより、コンデンサC1が口金12の内側に当たることなく挿入でき、口金12の内側に点灯装置17を効率よく収納できる。コンデンサC1などの傾斜させる電子部品60は、ディスクリート部品であって、２本のリード線で基板58に立つ状態に実装されるいわゆるラジアル部品である。

基板58には、発光管14側である他端側に、接続端子として発光管14の各電極36の一対のワイヤ37をそれぞれ巻き付けて接続する４本のラッピングピン61が突設されている。

また、基板58の口金12との間隔が狭い面側との間には、主アマルガム39を封入した細管38が配置されている。これにより、口金12の内側に点灯装置17と細管38とが効率よく配置される。

そして、口金12の中心軸に対する基板58のオフセット量は、口金12の内径の３／４の位置までの範囲が好ましい。このオフセット量が３／４の位置よりも口金12内面側に接近した場合には、基板58の幅が狭くなり、基板58の実装面積が小さくなって電子部品60の実装効率が低下するので好ましくない。

より具体的には、図６に示すように、口金12の中心線に対する基板58のオフセット量は、口金12との間隔が広い基板58の一面から対向する口金12の内壁までの距離Ａと口金の内径Ｂとの関係が０．５＜Ａ／Ｂ≦０．８の範囲にあることが好ましい。比率Ａ／Ｂが０．５以下だと、大形の電子部品60の口金12内への収納が困難になり、また、比率Ａ／Ｂが０．８より大きいと、基板58の幅が狭くなり、基板58の実装面積が小さくなって電子部品60の実装効率が低下するので好ましくない。Ｅ２６形の口金12の場合に、電子部品60の高さなどを考慮すると、比率Ａ／Ｂは０．６〜０．７５の範囲がより好ましい。

また、図７に点灯装置の回路図を示す。商用交流電源ｅにヒューズF1を介してフィルタを構成するコンデンサC1が接続され、このコンデンサC1にはフィルタを構成するインダクタL1を介して全波整流器71の入力端子が接続されている。また、この全波整流器71の出力端子には平滑用の電解コンデンサC2が接続されて入力電源回路Ｅを構成し、この入力電源回路Ｅの平滑用の電解コンデンサC2には高周波を発生する交流電源としてのハーフブリッジ形のインバータ回路72のインバータ主回路73が接続されている。

そして、このインバータ主回路73は、平滑用の電解コンデンサC2に対して並列に、スイッチング素子である互いに相補形となるＭＯＳ形のＮチャネルのトランジスタとしての電界効果トランジスタQ1およびＭＯＳ形のＰチャネルのトランジスタとしての電界効果トランジスタQ2が直列に接続されている。Ｎチャネルの電界効果トランジスタQ1およびＰチャネルの電界効果トランジスタQ2は互いのソースが接続されている。

電界効果トランジスタQ2のドレイン、ソース間には、共振インダクタとしてのバラストチョークを構成する非飽和形電流トランスCTの一次巻線L2、直流カット用のコンデンサC3、共振コンデンサC4の直列回路が接続され、この共振コンデンサC4には発光管14としての蛍光ランプFLの両端のフィラメントとしての電極フィラメントコイルFLa，FLbの一端がそれぞれ接続され、一方の電極フィラメントコイルFLaの他端と他方の電極フィラメントコイルFLbとの他端間には共振コンデンサC4とともに共振に寄与する予熱兼始動用のコンデンサC5が接続されている。なお、電極フィラメントコイルFLa，FLbにはエミッタが塗布されている。また、共振コンデンサC4に対して並列に正温度特性抵抗素子（Positive Temperature Coefficient）PTC1が接続されている。

そして、平滑用の電解コンデンサC2と電界効果トランジスタQ1のゲートおよび電界効果トランジスタQ2のゲートとの間には、起動回路75を構成する起動用の抵抗R1が接続され、これら電界効果トランジスタQ1のゲートおよび電界効果トランジスタQ2のゲートと電界効果トランジスタQ1および電界効果トランジスタQ2のソースとの間に、コンデンサC6およびコンデンサC7の直列回路が接続され、これらコンデンサC6およびゲート制御手段としてのゲート制御回路76のコンデンサC7の直列回路に対して並列に電界効果トランジスタQ1および電界効果トランジスタQ2のゲート保護のためのツェナダイオードZD1およびツェナダイオードZD2の直列回路が接続されている。また、トランスCTの一次巻線L2には、二次巻線L3が磁気的に結合して設けられ、この二次巻線L3は一端がコンデンサC6およびコンデンサC7の接続点に接続されたインダクタL4の他端と放電用抵抗R2との接続点に接続されている。また、コンデンサC6は起動回路75のトリガ素子を構成するものでもあり、このコンデンサC6とインダクタL4との直列回路に対して並列に、起動回路75の放電用抵抗R2が接続されている。

また、電界効果トランジスタQ2のドレイン、ソース間には、起動回路75の抵抗R3およびスイッチング改善用のコンデンサC8の並列回路が接続されている。

また、蛍光ランプFLの電極フィラメントコイルFLa，FLbのそれぞれの一端および他端間に負温度特性抵抗素子（Negative Temperature Coefficient）NTC1，NTC2が接続されている。

なお、正温度特性抵抗素子PTC1や負温度特性抵抗素子NTC1，NTC2などは、基板58のラッピングピン61に巻き付け、発光管14に近づけるように接続配置してもよい。

そして、点灯装置17の動作について説明する。

まず、電源が投入されると、商用交流電源ｅの電圧を全波整流器71で全波整流し、平滑用の電解コンデンサC2で平滑する。

抵抗R1を介してＮチャンネルの電界効果トランジスタQ1のゲートに電圧が印加され、電界効果トランジスタQ1がオンする。電界効果トランジスタQ1のオンにより、トランスCTの一次巻線L2、コンデンサC3、共振コンデンサC4およびコンデンサC5の閉路に電圧が印加され、トランスCTの一次巻線L2、コンデンサC3、共振コンデンサC4およびコンデンサC5は共振する。このとき、正温度特性抵抗素子PTC1のインピーダンス成分も共振合成成分の一部に含まれている。また、トランスCTの一次巻線L2のインダクタンス成分は、共振合成成分としてはほとんど無視できる程度の大きさである。そして、トランスCTの二次巻線L3に電圧が誘起され、ゲート制御回路76のコンデンサC7とインダクタL4とのＬＣ直列回路が固有共振して略一定の周波数で電界効果トランジスタQ1をオンさせ、電界効果トランジスタQ2をオフさせる電圧を発生する。

ついで、トランスCTの一次巻線L2、コンデンサC3、共振コンデンサC4およびコンデンサC5の共振電圧が反転すると二次巻線L3には前回と逆の電圧が発生し、ゲート制御回路76は電界効果トランジスタQ1をオフさせ、電界効果トランジスタQ2をオンさせる電圧を発生する。さらに、トランスCTの一次巻線L2、コンデンサC3、共振コンデンサC4およびコンデンサC5の共振電圧が反転すると、電界効果トランジスタQ1がオンするとともに、電界効果トランジスタQ2がオフする。以後、同様に、電界効果トランジスタQ1および電界効果トランジスタQ2が交互にオン、オフして、共振電圧が発生し、共振電流が流れる。

この共振電流が流れ出した状態では、正温度特性抵抗素子PTC1は温度が低いため抵抗値が、たとえば３ｋΩ〜５ｋΩ程度と低く正温度特性抵抗素子PTC1に流れる電流が大きい。このときの共振コンデンサC4の両端間に発生する共振電圧は低くなる。

正温度特性抵抗素子PTC1に電流が流れることによりジュール熱が発生し、正温度特性抵抗素子PTC1の抵抗値が上昇して正温度特性抵抗素子PTC1に流れる電流が減少すると、共振合成成分が変化するので、共振コンデンサC4に流れる電流が増加するように共振動作も変化し、共振電圧が徐々に高くなるようにソフトスタート動作を行う。

なお、蛍光ランプFLの電極フィラメントコイルFLa，FLbを介して、共振コンデンサの一部であるコンデンサC5にも共振電流の一部が流れるため、電極フィラメントコイルFLa，FLbは共振電圧が上昇するまで十分な時間をかけて直接予熱される。また、共振コンデンサC4とは別個に共振用のコンデンサC5を設けることにより、共振のための容量を分割することになり、コンデンサC5の容量を電極フィラメントコイルFLa，FLbの予熱および蛍光ランプFLの点灯時に流れる電流を適切にした値にすることが可能となり、効率良く電極フィラメントコイルFLa，FLbを予熱できるとともに、蛍光ランプFLの点灯後にコンデンサC5に流れる電流を小さくできるため、点灯後の効率の低下も防止できる。

さらに、正温度特性抵抗素子PTC1の抵抗値が増加して共振成分の変化により共振電流が増加し、ランプ始動に必要な電圧まで電圧が上昇すると、蛍光ランプFLは放電を開始し、始動、点灯する。

蛍光ランプFLが点灯した後は、正温度特性抵抗素子PTC1の抵抗値が数１０ｋΩ程度に蛍光ランプFLの等価抵抗値が正温度特性抵抗素子PTC1の抵抗値より十分に小さいため、共振電圧が低下して、蛍光ランプFLが点灯維持される。また、このように、正温度特性抵抗素子PTC1をコンデンサC5ではなく、共振コンデンサC4に対して並列に接続することにより、電極フィラメントコイルFLa，FLbに流れる電流を小さくできるため、その分電力損失を抑制できる。

このように、正温度特性抵抗素子PTC1の抵抗値の変化により、蛍光ランプFLの電極フィラメントコイルFLa，FLbの予熱を適性にできるため、エミッタが不所望に飛散（スパッタ）することを防止できるため、蛍光ランプFLの点滅寿命回数を向上できる。

また、蛍光ランプFLが始動する以前の負温度特性抵抗素子NTC1，NTC2の温度が低い状態では、負温度特性抵抗素子NTC1，NTC2の抵抗値が高いため、共振電流の一部は蛍光ランプFLの電極フィラメントコイルFLa，FLbに流れ、電極フィラメントコイルFLa，FLbを適切に予熱する。さらに、共振電流が大きくなるに従い、負温度特性抵抗素子NTC1，NTC2にも若干流れていた共振電流の一部によって負温度特性抵抗素子NTC1，NTC2がジュール熱により発熱し、さらに、蛍光ランプFLからの熱影響を受けながら温度上昇して負温度特性抵抗素子NTC1，NTC2の抵抗値が低下する。これにより、電極フィラメントコイルFLa，FLbに流れていた電流が次第に負温度特性抵抗素子NTC1，NTC2に流れるようになる。

さらに、蛍光ランプFLが点灯した後に負温度特性抵抗素子NTC1，NTC2の温度が高くなって、抵抗値が限りなく低下すると、共振電流のほとんどは負温度特性抵抗素子NTC1，NTC2に流れ、電極フィラメントコイルFLa，FLbにはほとんど流れなくなるため、電極フィラメントコイルFLa，FLbによる電力損失を限りなく低下できる。

また、基板58には、口金12側である一端側から発光管14側である他端側にかけて、口金12に接続された入力電源回路Ｅ、入力電源回路Ｅに接続されたインバータ回路72、発光管14に接続されたインバータ回路72の出力部が順に形成されている。これにより、基板58に形成する配線パターンが入力側から出力側にかけて一方向に順序よく配設され、基板58を小形化できる。

次に、電球形蛍光ランプ11を組み立てるには、発光管14の一端側とホルダ15とを組み合わせ、ホルダ15の内側から各取付孔46および挿通孔47を通じて接着剤を注入し、発光管14の一端側とホルダ15とを接着固定する。続いて、ホルダ15の一対の基板取付溝49に基板58の両側縁部を差し込んで、ホルダ15の内側に基板58を挿入し、ホルダ15の内側に引き出されている発光管14の各ワイヤ37を基板58の各ラッピングピン61に巻き付けて接続する（この巻き付け状態の図示は省略している）。続いて、ホルダ15とカバー13とを組み合わせて結合する。続いて、基板58の入力部側から予め接続されている図示しない電線を口金12のシェル21およびアイレット23に接続し、カバー13に口金12を嵌合してかしめや接着によって固定する。続いて、口金12を下側、発光管14を上方に向けた状態で、ホルダ15の切欠部51を通じて口金12の内側に熱伝導性部材を注入することにより、少なくともホルダ15の切欠部51側に対向して位置するトランスCTなどの電子部品60と口金12およびカバー13側との間に熱伝導性部材を充填するか、口金12の内側全体に熱伝導性部材を充填する。続いて、発光管14にグローブ16を被せ、グローブ16をカバー13に接着剤によって固定する。

そして、図８に示すように、例えばダウンライトである照明装置81は、照明器具本体82を有し、この照明器具本体82内にソケット83および反射体84が取り付けられ、ソケット83には電球形蛍光ランプ11が装着される。

このように構成された電球形蛍光ランプ11は、口金12の内側に挿入可能とする幅寸法に形成された基板58を、口金12の中心線の方向に沿って縦形に配置するとともに口金12の中心線に対してオフセットした位置に配置したことにより、基板58の口金12との間隔が広い一面に電子部品60のうちの大形の電子部品60を配置できるので、口金12の内側に点灯装置17を効率よく収納でき、それにより、カバー13を小形化できる。

口金12の中心線に対してオフセットした基板58の位置は、口金12との間隔が広い基板58の一面から対向する口金12の内壁までの距離Ａと口金12の内径Ｂとの関係を０．５＜Ａ／Ｂ≦０．８の範囲としたので、大形の電子部品60を配置できるようにしながら基板58の幅を確保して電子部品60の実装面積を確保できる。

口金12に接近する基板58の幅方向縁部側に位置する電子部品60を、基板58の幅方向中央部側に向けて傾斜させたので、その電子部品60が口金12の内側に当たることなく挿入でき、口金12の内側に点灯装置17を効率よく収納できる。

基板58に実装する電子部品60のうち比較的高さが高い平滑用の電解コンデンサC2を、基板58の一面の幅方向中央域で基板58に対して垂直方向に向けて実装できるので、基板58の実装効率が向上し、基板58を小形化できる。

口金12側である基板58の一端側から発光管14側である基板58の他端側にかけて、入力電源回路Ｅ、インバータ回路72、インバータ回路72の出力部を順に形成したので、基板58に形成する配線パターンを入力側から出力側にかけて一方向に順序よく配設でき、基板58を小形化できる。

また、口金12の内側に挿入可能とする幅寸法に形成された基板58を口金12の中心線の方向に沿って縦形に配置することにより、発光管14の細管38の主アマルガム39が封入された先端部を口金12の内側で基板58との間に配置でき、主アマルガム39への点灯中の発光管14からの熱影響を低減しながら、口金12の内側に点灯装置17と細管38とを効率よく配置でき、それにより、カバー13を小形化できる。

基板58を口金12の中心線に対してオフセットした位置に配置し、細管38を基板58の口金12との間隔が狭い面側との間に配置したので、基板58の口金12との間隔が広い面側に大形の電子部品60を配置でき、口金12の内側に点灯装置17と細管38とを効率よく配置できる。

このように構成された電球形蛍光ランプ11は、図１に示すように、管外径が３〜８ｍｍのバルブ31，32，33を有する発光管14の幅方向の最大幅b1を３０ｍｍ以下に形成し、口金12を除いたランプ長寸法h1に対して口金12から露出するカバー13の寸法h2の比率を０〜２５％、カバー13の最大外径b2を口金12の外径寸法b3の１．０〜１．５倍またはグローブ16の最大外径b4の０．４８〜０．７３倍、グローブ16の口金12側の外径寸法を４０ｍｍ以下に形成することができる。これにより、白熱電球などの一般照明用電球と略同じ外観が得られる。なお、口金12を除いたランプ長寸法h1に対して口金12から露出するカバー13の寸法h2の比率を０％とは、電球形蛍光ランプ11を幅方向から見て、カバー13が口金12から全く露出していない状態をいい、この場合、グローブ16の開口部54の縁部55が口金12のシェル21に嵌合する。

さらに、電球形蛍光ランプ11は、発光管14の中心側からバルブ31，32，33に対向するホルダ15の窪み部45に、バルブ31，32，33の一端側の内周面側を接着剤で固定しているので、バルブ31，32，33の一端側の外周面側がホルダ15で遮られることがなく、バルブ31，32，33の一端側の外周面側から出る光を利用でき、発光効率を向上できる。

このように、電球形蛍光ランプ11は、白熱電球などの一般照明用電球と略同じ外観が得られるとともに、口金12側への配光が向上して白熱電球などの一般照明用電球に近い配光特性が得られ、白熱電球などの一般照明用電球を使用する照明器具への適用率を向上できる。

次に、図９に第２の実施の形態を示し、図９(a)〜(c)の各例に電球形蛍光ランプのカバーと点灯装置との関係を示す断面図である。

カバー13の内面に、電子部品60との干渉を防止する窪み部91が形成されている。図９(a)は、電解コンデンサC2の先端部に対応して窪み部91を形成した例を示す。また、図９(b)には、トランスCTを基板58の一側寄り位置に配置した場合に、トランスCTのコイルを巻回したコイルボビンの両端のフランジ部に対応して窪み部91を形成した例を示す。また、図９(c)には、トランスCTを基板58の中央位置に配置し、このトランスCTの両側位置に曲面形状のコンデンサC1やインダクタL1などを配置した場合に、コンデンサC1やインダクタL1に対応して窪み部91を形成した例を示す。

このように、カバー13の内面に形成した窪み部91によって基板58に配置された電子部品60との干渉を防止することにより、口金12の中心線に対してオフセットした基板58の位置を中心線側に近付ければ、基板58の幅を広くして電子部品60の実装面積を大きくでき、あるいは、基板58の幅方向に複数の電子部品60を配置できて、実装効率を向上でき、また、組立時には、カバー13と電子部品60とが接触しにくくなって組立性を向上できる。

なお、この窪み部91は、電球形蛍光ランプ11の組立状態で窪み部91に対象とする電子部品60が配置される場合や、組立の際に対象とする電子部品60が通過するが組立状態では配置されない場合も含む。

また、電解コンデンサC2やトランスCTなどの電子部品60には角部があるため、これら電子部品60の角部を曲面に形成することによっても、窪み部91を設けた場合と同様の作用効果が得られ、特に、窪み部91と併用することによってより効果が得られる。

次に、図１０に第３の実施の形態を示し、図１０は電球形蛍光ランプの基板を切り出す集合基板の一部の正面図である。

１枚の大形の集合基板95から複数の基板58が形成されるもので、集合基板95には配線パターンが形成された各基板58が縦横に複数列配列され、部品自動装填機によって各基板58に各電子部品60が順次装填され、はんだ付け装置によって各電子部品60が各基板58の配線パターンにはんだ付け接続される。各基板58間にはスリット状の切込部96が形成されており、切込部96に沿って切断することにより各基板58が分離される。

基板58の発光管14側に対向する縁部の中央には、チップコンデンサであるコンデンサC5が面実装されている。

基板58の発光管14側に対向する縁部近傍でラッピングピン61，61の間の中央には、基板58と口金12との間隔が狭い側の他面に、セラミックチップコンデンサであるコンデンサC5が面実装されている。この基板58の縁部には、コンデンサC5から離反するように張出し部97が突出形成されている。この張出し部97を形成することにより、基板58を１枚の集合基板95から切り出す場合に、基板58の縁部近傍に配置されるコンデンサC5自体やコンデンサC5を基板58に接続するはんだ付け部分に機械的な負荷を与えるのを防止できる。そして、必要な部分だけに張出し部97を形成すれば、基板58を小形化できる。

コンデンサC5は、発光管14の両端電極に対して並列に接続される予熱用の始動コンデンサである。このコンデンサC5を、面実装可能なセラミックチップコンデンサとすることによって、ラッピングピン61，61の間のスペースを有効利用して、電子部品の実装効率を高めることができる。なお、コンデンサC5を接続端子間に実装することは、口金12に対して回路基板を横置きにした点灯装置にも応用可能であるが、本実施の形態のように縦置き配置された場合には、ラッピングピン61が発光管14側に位置して高温になりやすいので、耐熱性に優れたセラミックチップコンデンサを使用することが可能という利点を有している。

基板58の幅方向の両側縁部で発光管14側に寄った位置には、ホルダ15の基板取付溝49に係合される一対の張出し部98，98が形成されている。これら張出し部98，98を形成することにより、ホルダ15の基板取付溝49に容易に係合させることができるとともに、ホルダ15の基板取付溝49にスライド可能とするスライド部として機能させることができる。しかも、ホルダ15の基板取付溝49への係合に必要な部分だけに張出し部98，98を形成すれば、別途支持構造を付加する必要がないので、その分、基板58を小形化できる。

なお、基板58の縁部に配置されるチップ状の電子部品60から基板面方向に沿って離反するように形成される張出し部97は、基板58の縦方向の口金12側の縁部に設けてもよく、あるいは基板58の幅方向の両側に設け、スライド部として機能する張出し部98と兼用してもよい。

なお、前記各実施の形態において、口金12の内側空間は口金12のシェル21の内側に限られず、円筒状の口金取付部26がアイレット23に近付くように突出している場合には、この口金取付部26の内側に形成され、基板58のオフセット量は口金取付部26の内径寸法で定義される。

また、発光管14のバルブ31，32，33の数は、３本に限られず、２本でも、あるいは４本以上を並設して放電路長をより長くすることもできる。また、発光管14は、一対の電極36が封装される一対の電極側端部40が高さ方向の一端側に位置するように螺旋状に屈曲させてもよい。

また、前記実施の形態において、グローブ16を省略し、発光管14が露出するタイプにも構成でき、この場合にも、白熱電球などの一般照明用電球と略同じ外観寸法と配光特性が得られ、白熱電球などの一般照明用電球を使用する照明器具への適用率を一層向上できる。

11 電球形蛍光ランプ
12 口金
13 カバー
14 発光管
17 点灯装置
58 基板
59 点灯回路
60 電子部品
72 インバータ回路
81 照明装置
82 照明器具本体
83 ソケット
91 窪み部
98 張出し部
C2 平滑用コンデンサとしての電解コンデンサ
Ｅ 入力電源回路

Claims (7)

1. 発光管と；
   一端側に口金が取り付けられるとともに他端側に発光管が支持されたカバーと；
   発光管を点灯させる点灯回路を構成する電子部品が実装された基板を有し、基板が口金の内側に挿入可能とする幅寸法に形成されていて口金の中心線の方向に沿って縦形に配置されるとともに口金の中心線に対してオフセットした位置に配置され、口金との間隔が広い基板の一面に電子部品のうちの大形の電子部品が配置され、かつ、大形の電子部品のうち平滑用コンデンサが基板の一面の口金側端部で基板に対し垂直方向に向けて実装されて口金の内側に配置された点灯装置と；
   を具備していることを特徴とする電球形蛍光ランプ。
2. 口金の中心線に対してオフセットした基板は、口金との間隔が広い基板の一面から対向する口金の内壁までの距離Ａと口金の内径Ｂとが０．５＜Ａ／Ｂ≦０．８の関係を満足する位置に配設されている
   ことを特徴とする請求項１記載の電球形蛍光ランプ。
3. 基板の幅方向縁部側に位置する電子部品は、基板の幅方向中央部側に向けて傾斜されている
   ことを特徴とする請求項１または２記載の電球形蛍光ランプ。
4. 基板の一端側から他端側にかけて、口金に接続された入力電源回路、入力電源回路に接続されたインバータ回路、発光管に接続されたインバータ回路の出力部が順に形成されている
   ことを特徴とする請求項１ないし３いずれか一記載の電球形蛍光ランプ。
5. カバーの内面に電子部品との干渉防止用の窪み部が形成されている
   ことを特徴とする請求項１ないし４いずれか一記載の電球形蛍光ランプ。
6. 基板の両側の縁部にこの縁部近傍に配置される電子部品から基板面方向に沿って離反するように一対の張出し部が突出形成されている
   ことを特徴とする請求項１ないし５いずれか一記載の電球形蛍光ランプ。
7. 照明器具本体と；
   照明器具本体に取り付けられたソケットと；
   ソケットに装着された請求項１ないし６いずれか一記載の電球形蛍光ランプと；
   を具備していることを特徴とする照明装置。

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