WO2004012225A1 - 電球形無電極蛍光ランプ - Google Patents

電球形無電極蛍光ランプ Download PDF

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WO2004012225A1
WO2004012225A1 PCT/JP2003/009520 JP0309520W WO2004012225A1 WO 2004012225 A1 WO2004012225 A1 WO 2004012225A1 JP 0309520 W JP0309520 W JP 0309520W WO 2004012225 A1 WO2004012225 A1 WO 2004012225A1
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WO
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circuit board
induction coil
tube
fluorescent lamp
arc tube
Prior art date
Application number
PCT/JP2003/009520
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English (en)
French (fr)
Inventor
Toshiaki Kurachi
Kenji Itaya
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
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Filing date
Publication date
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Priority to AU2003252708A priority Critical patent/AU2003252708A1/en
Priority to JP2004524168A priority patent/JP3590803B2/ja
Priority to US10/506,445 priority patent/US7088056B2/en
Priority to EP03771374A priority patent/EP1465240A1/en
Publication of WO2004012225A1 publication Critical patent/WO2004012225A1/ja

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J5/00—Details relating to vessels or to leading-in conductors common to two or more basic types of discharge tubes or lamps
    • H01J5/50—Means forming part of the tube or lamps for the purpose of providing electrical connection to it
    • H01J5/54—Means forming part of the tube or lamps for the purpose of providing electrical connection to it supported by a separate part, e.g. base
    • H01J5/62—Connection of wires protruding from the vessel to connectors carried by the separate part
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J65/00—Lamps without any electrode inside the vessel; Lamps with at least one main electrode outside the vessel
    • H01J65/04—Lamps in which a gas filling is excited to luminesce by an external electromagnetic field or by external corpuscular radiation, e.g. for indicating plasma display panels
    • H01J65/042—Lamps in which a gas filling is excited to luminesce by an external electromagnetic field or by external corpuscular radiation, e.g. for indicating plasma display panels by an external electromagnetic field
    • H01J65/048—Lamps in which a gas filling is excited to luminesce by an external electromagnetic field or by external corpuscular radiation, e.g. for indicating plasma display panels by an external electromagnetic field the field being produced by using an excitation coil

Definitions

  • the present invention relates to a bulb-shaped electrodeless fluorescent lamp, and more particularly to a bulb-shaped electrodeless fluorescent lamp that can be directly substituted for an incandescent lamp.
  • electrodeless bulb-type fluorescent lamps have been studied in addition to the existing electrode-type bulb-type fluorescent lamps.
  • the feature of electrodeless fluorescent lamps is that they have a longer life span than electrodeed fluorescent lamps because they have no electrodes, and are expected to spread in the future.
  • FIG. 6 shows a bulb-type electrodeless fluorescent lamp disclosed in the publication.
  • the bulb-type electrodeless fluorescent lamp 200 shown in FIG. 6 has a bulb shape as a whole. More specifically, the lamp 200 includes a translucent discharge vessel 201, a coil 203 inserted into the recessed portion 201 a of the discharge vessel 201, and a coil 203. And a power supply circuit 204 for supplying an alternating current to the circuit 203.
  • the coil 203 includes a substantially rod-shaped light core and a winding, and the winding is connected to a power supply circuit 204.
  • the power supply circuit 204 has a rectifier and an RF oscillator formed on a circuit board provided in the upper and lower directions in the figure and arranged in a vertical direction, and is covered by a plastic case 205.
  • the input power of the power supply circuit 204 is supplied via the base 207 provided in a part of the 205.
  • a mercury amalgam 206 and argon are sealed as luminescent substances inside the discharge vessel 201, and a phosphor layer 202 is formed on the inner surface of the discharge vessel 201. You.
  • the ultraviolet rays generated in the discharge vessel 201 are converted into visible light by the phosphor layer 202.
  • the mechanism of blackening of the inner tube around the winding is that ions in the plasma are attracted by the high electric field generated by the potential difference between adjacent lines of the winding and collide with the tube wall. Things.
  • the blackening that the inventor of the present application has found in the vicinity of the opening of the insertion portion occurs in the portion of the connection wiring extending from the coil, and there is no adjacent line. Can not.
  • the mercury is fixed there, and the amount of mercury in the discharge gas decreases over time, causing a problem that the amount of light decreases.
  • the mechanism of blackening is unknown, it is not easy to come up with a countermeasure.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a bulb-type electrodeless fluorescent lamp in which blackening does not occur in the vicinity of an opening of a concave portion of a discharge vessel. Disclosure of the invention PT / JP2003 / 009520
  • a first bulb-type electrodeless fluorescent lamp wherein a luminous gas containing at least mercury is sealed in a tube, and a luminous tube having a concave portion; an induction coil inserted into the concave portion; A circuit board electrically connected to the induction coil; a case accommodating the circuit board; and a base attached to the case and electrically connected to the circuit board.
  • a lighting circuit configured to supply high-frequency power to the induction coil; wherein the arc tube includes a substantially spherical outer tube; and an inner tube defining the recess.
  • connection wiring for electrically connecting the induction coil and the circuit board extends from one end of the induction coil, and Of the recess The wiring extends to a region beyond the edge and is connected to the circuit board, and the connection wiring is arranged so as to be separated from a sealing portion between the outer tube and the inner tube.
  • the winding shaft of the pobin is further provided.
  • a part is inserted into the concave part, the base part of the bobbin is arranged between the arc tube and the circuit board, and the connection wiring is arranged on the arc tube side of the base part. Preferably, it extends from one end of the guide coil so as to pass on or above the surface of the guide coil.
  • the upper end of the case supports a part of the arc tube so as to float the arc tube in a direction opposite to the base, whereby the connection wiring is separated from the sealing portion. It is preferable that they are arranged so that
  • the base is provided with a projection for supporting a part of the arc tube so as to float the arc tube in a direction opposite to the base, whereby the connection wiring is It is preferable to be arranged so as to be separated from the sealing portion.
  • a film capacitor is disposed.
  • a second bulb-type electrodeless fluorescent lamp includes: a light-emitting tube in which a light-emitting gas containing at least mercury is sealed in a tube; a light-emitting tube having an inlet; an induction coil inserted into the recess; A circuit board electrically connected to the circuit board, a case for housing the circuit board, and a base attached to the case and electrically connected to the circuit board.
  • a lighting circuit for supplying high-frequency power to the induction coil is formed, and the arc tube includes an outer tube and an inner tube that defines the recessed portion. An output terminal to the induction coil and an input terminal from the base are provided.
  • the output terminal and the input terminal are arranged at least 15 mm apart, and the induction coil and the circuit board are provided. Electrically connected to The connection wiring to be connected is a wiring extending from one end of the induction coil and extending to a region beyond the outer edge of the concave portion, and connected to the circuit board. It is arranged so as to be separated from the sealing portion between the outer tube and the inner tube.
  • connection wiring and the sealing portion are separated from each other by 0.3 mm or more.
  • a maximum length of the circuit board is equal to or less than 6 O mm.
  • the inner wall of the sealing portion is not coated with a phosphor or a protective film.
  • FIG. 1 is a crushed sectional view of a bulb-type electrodeless fluorescent lamp according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a crushed sectional view of a bulb-type electrodeless fluorescent lamp according to the second embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram of a surface on the arc tube side of the circuit board of the first embodiment.
  • FIG. 4 is an external view of the bulb-type electrodeless fluorescent lamp of the first embodiment.
  • FIG. 5 is an exploded view of the bulb-type electrodeless fluorescent lamp according to the first embodiment.
  • FIG. 6 is a schematic view of a conventional electrodeless fluorescent lamp. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
  • FIG. 6 is a schematic view of a conventional electrodeless fluorescent lamp.
  • FIG. 1 is a crushed sectional view of a bulb-type electrodeless fluorescent lamp according to the first embodiment.
  • the bulb-type electrodeless fluorescent lamp shown in Fig. 1 is a bulb-type electrodeless fluorescent lamp that can supply power through a base and has a built-in lighting circuit.
  • the bulb-type electrodeless fluorescent lamp includes an arc tube (valve) 101 having a concave portion (cavity), an induction coil 109 inserted into the concave portion 120, and an induction coil
  • the luminous tube 101 has a luminous gas containing at least mercury sealed in the tube.
  • the base 107 is attached to the case 106. And these arc tubes
  • the induction coil 109 the circuit board 105, the case 106 and the base 107 are integrally formed.
  • the induction coil 109 functions as a high-frequency electromagnetic field generating means for generating a high-frequency electromagnetic field in the arc tube 101, and includes a core (not shown) made of a soft magnetic material (for example, ferrite); It consists of a coil (excitation coil) 103 wound around.
  • the core is a cylindrical winding shaft of the pobin 104.
  • the excitation coil 103 is also wound around the winding shaft portion 104a.
  • Inductor coil 109 coil 103 is connected to circuit board by connection wiring 110
  • the circuit board 105 is electrically connected to the coil 105 and the induction coil 1
  • a lighting circuit for supplying high-frequency power to 09 is formed.
  • the arc tube 101 is composed of a substantially spherical outer tube 119 and an inner tube 120 defining a recess, and the inner tube 120 is on the circuit board 105 side. It has a substantially cylindrical shape with an opening.
  • the shape of the outer tube 119 is a so-called eggplant shape, and examples thereof include the A-shape defined in JIS C77010-1988.
  • connection wiring 110 is a seal between the outer pipe 119 and the inner pipe 120. It is arranged so as to be separated from the stop 1 18.
  • the arc tube 101 is supported on the upper end 106 a of the case 106 opposite to the base 107, and along the tomb body portion 14 b of the bobbin 104.
  • the upper end 106 a of the case raises the arc tube 101 so that the connection wiring 110 is separated from the sealing portion 118 between the outer tube 119 and the inner tube 120.
  • the connection wiring 110 is a line constituting the excitation coil 103 itself extending from the end of the excitation coil 103, but the connection wiring 110 is such a excitation coil 103.
  • the conductive member is not limited to a part, and may be, for example, a conductive member such as a copper wire, a copper plate, or a member in which a copper plate is plated with a metal.
  • the connection wiring and the excitation coil 103 may be electrically connected.
  • connection wiring 110 is arranged so as to be separated from the sealing portion 118 in order to prevent the inner wall of the sealing portion 118 from being blackened.
  • the present inventor infers as follows: when the connection wiring 110 is in contact with the sealing portion 118, it lights up. During the operation, due to the potential difference between the plasma in the light emitting tube 101 and the connection wiring 110, ions in the plasma are drawn toward the connection wiring 110 and react with the material of the light emitting tube 101. It is inferred that mercury forms amalgam and turns black. This is considered to be because the connection wiring 110 approached the sealing portion 118 because of the circuit design of the horizontal circuit board 105 as described later. By doing so, the problem of blackening can be solved.
  • the sealing portion 118 is made of glass.
  • a coating cannot be applied to the inner wall of the sealing portion 118 because it is a portion where they are fused to each other. Therefore, if the sealing portion 118 and the connection wiring 110 are not separated from each other as in the present embodiment, it is presumed that the sealing portion 118 is in a state where blackening is likely to occur.
  • the protective film for example, alumina fine particles can be mentioned. The alumina fine particles suppress the diffusion of sodium from the glass, thereby suppressing the reaction with mercury.
  • the arc tube 101 is a container made of glass in which mercury as a light emitting substance and a rare gas (for example, krypton or argon) as a buffer gas are sealed.
  • a rare gas for example, krypton or argon
  • the mercury It is encapsulated as a body or amalgam and is heated by the plasma during operation to a vapor pressure defined by that temperature.
  • the inner volume of the arc tube 101 is, for example, 100 to 270 cm 3 , and within the arc tube 101 is 2 to 10 mg of mercury, the filling pressure is 50 to 300 Pa (2 (At 5 ° C) Krypton is enclosed.
  • a phosphor 102 for converting an ultraviolet ray generated by a discharge in the arc tube 101 into visible light is applied.
  • a part of the arc tube 101 is formed with the inner tube 120 which is a concave portion for inserting a part of the high-frequency electromagnetic field generating means (the induction coil part).
  • the high-frequency electromagnetic field generating means can be easily arranged near the arc tube 101.
  • the light emitting tube 101 has a cylindrical inner tube 120 on which the excitation coil 103 can be disposed, and a substantially spherical outer tube 110 coated with the phosphor 102.
  • the fused portion is the sealing portion 118, and the phosphor 102 is not applied to the sealing portion 118.
  • the reason why the phosphor 102 is not applied is that the phosphor 102 cannot be applied because this portion is fused at the end of the production of the arc tube 101.
  • the outer diameter at the center of the arc tube 101 (that is, the outer diameter of the largest portion) is 50 to 9 mm (meat).
  • the arc tube 101 is made of, for example, soda lime glass, but may be made of borosilicate glass or the like.
  • the height of the arc tube 101 and the height of the electrodeless fluorescent lamp including the base 107 are, for example, 60 to 80 mm and 130 to 240 mm, respectively.
  • the inner diameter of the inner tube 120 of the arc tube 101 is, for example, 16 to 26 mm.
  • the lighting circuit connected to the excitation coil 103 located in the inner tube 120 supplies high-frequency power to the excitation coil 103, and in other words, is a high-frequency power supply.
  • the high-frequency power supply, the ferrite core, and the excitation coil 103 wound therearound constitute high-frequency electromagnetic field generation means.
  • a high-frequency electromagnetic field generating means (particularly, an excitation coil 103 and a ferrite core) is provided at a substantially central portion of the arc tube 101. That is, the ferrite core and the excitation coil 103 wound around the bobbin 104 are inserted and arranged in the inner tube 120 of the arc tube 101.
  • the circuit board 105 on which the high-frequency power supply (lighting circuit) is formed is housed in the case 106, and is supplied with power from the outside through the base 107.
  • the base 107 has a structure that can be screwed into the socket, so that the electrodeless fluorescent lamp can be electrically connected to an external power supply (for example, commercial power supply) simply by screwing it into the socket.
  • an external power supply for example, commercial power supply
  • it can be used not only by simply screwing it into the socket, but also because it has a size and appearance close to that of an incandescent lamp, it can be used for the same applications as incandescent lamps, and can be used as a direct replacement for incandescent lamps.
  • the bobbin 104 is disposed substantially at right angles to a winding shaft portion 104a around which the excitation coil 103 constituting the induction coil 109 is wound, and the winding shaft portion 104a. And a base portion 104b supporting the shaft portion 104a.
  • the winding shaft portion 104a is cylindrical and is inserted into the inner tube 120 which is a concave portion.
  • the base portion 104 b extends in a disk shape substantially perpendicularly from the end of the winding shaft portion 104 a on the side of the base 107, and is disposed between the arc tube 101 and the circuit board 105. Have been.
  • the base portion 104b is arranged substantially horizontally when the center axis of the inner tube 120 is vertical.
  • the circuit board 105 is typically a printed board.
  • the circuit board 105 is arranged substantially horizontally when the center axis of the inner tube 120 is vertical, similarly to the base portion 104 b of the bobbin 104.
  • the base portion 104b and the circuit board 105 are arranged substantially in parallel.
  • the space inside the case 106 is divided into two parts by the circuit board 105, but the space on the side of the light emitting tube 101 of the circuit board 105 is the high temperature inside the light emitting tube 101. Since it is close to plasma, the temperature is higher than the space on the base 107 side of the circuit board 105.
  • circuit elements such as resistors that are relatively resistant to high temperatures are arranged on the surface of the circuit board 105 on the side of the arc tube 101, and a film capacitor with low heat resistance is placed on the surface of the base 107 on the base side.
  • Circuit elements such as 115 are arranged, and a lighting circuit is formed by the circuit elements arranged on both sides and the circuit wiring formed on the circuit board 105.
  • the reason why the film capacitor 115 is used as the capacitor is that the capacitance changes less with temperature and the resistance is smaller than that of the ceramic capacitor, so that less heat is generated.
  • the connection wiring 110 for electrically connecting the induction coil 109 and the circuit board 105 extends from one end of the induction coil 109 and extends to a region beyond the outer edge of the entry portion.
  • connection wiring 110 extends from the lower end of the excitation coil 103 constituting the induction coil 109 to the base 107 along the winding shaft portion 104a, and further to the arc tube of the base portion 104b. It extends in the direction away from the central axis of the arc tube 101 (substantially coincides with the central axis of the inner tube 120) along the 101 side surface. In the vicinity of the outer edge of the base portion 104b, the connection wiring 110 penetrates the base portion 104b, further extends to the circuit board 105, and is connected to the circuit board 105.
  • the region beyond the outer edge of the recessed portion is a region in a direction away from the center axis of the inner tube 120 than the edge of the opening of the inner tube 120, and specifically, a sealing portion. 1 1 8 can be illustrated.
  • the connection wiring 110 is arranged so as to be separated from the sealing portion 118 between the outer tube 119 and the inner tube 120.
  • the distance L between the connection wiring 110 and the outer surface of the sealing portion 118 is 0.5 mm.
  • the distance L is preferably at least 0.3 mm, and more preferably at least 0.5 mm, because blackening can be more reliably prevented. Further, it is preferable to apply insulating and high heat-resistant silicone or the like to the gap between the connection wiring 110 and the sealing portion 118, because the distance L can be surely secured.
  • connection wiring 110 extends in a direction away from the central axis of the arc tube 101 along the surface of the base portion 104b on the arc tube 101 side, but extends along the winding axis portion 104a. When the connection wiring 110 reaches the base portion 104b, the connection wiring 110 penetrates through the base portion 104b, and then contacts the surface of the base portion 104b on the circuit board 105 side.
  • a configuration extending along the direction away from the central axis of the arc tube 101 is also conceivable, but this configuration is not preferable for the following reasons.
  • connection wiring 110 is connected to these. This is because there is a risk of short-circuiting or discharging due to contact.
  • FIG. 3 schematically shows a surface of the circuit board 105 on the side of the arc tube 101.
  • the circuit board 105 is an octagonal plate, and its maximum length R is 45 mm. This maximum length R is the maximum length in the plane where the lighting circuit is formed, and is usually 9520
  • circuit board 105 It is expressed as the diameter of a circumscribed circle of the circuit board 105, and is preferably 6 Omm or less so that the circuit board 105 can be stored in the case 106 in a horizontal position.
  • the shape of the circuit board 105 may be circular or rectangular.
  • circuit elements 131, 131, ..., such as resistors, are arranged, and these and the terminals 1, 3, 3, 1, 3, 3, ... of the circuit elements arranged on the opposite surface. They are connected by circuit wiring 132, 132,.... Also, the two output terminals 134 and 134 to the induction coil 109, that is, the connection portion with the connection wiring 110 are provided near the outer edge of the circuit board 105 and separated from each other.
  • Input terminals 135 and 135 from the base 107 are provided almost on the opposite side of the output terminals 134 and 134 with respect to the center of 5.
  • the distance D between the output terminals 134, 134 and the input terminals 1 3, 5, 1 35 is 23 mm. This distance D is preferably 15 mm or more.
  • This distance D should be as large as possible, because high frequency noise is sent to the commercial power supply if the output wiring of 109 and the input wiring from the commercial power supply are close to the induction coil.
  • the upper limit is determined by the size.
  • connection wiring 110 extends from the end of the circuit board 105 adjacent to the case 106 toward the recessed portion, and comes into contact with the sealing portion 118 as it is.
  • the arc tube 101 is lifted at the upper end 106 a of the case, and the connection wiring 110 is moved along the bobbin base portion 104 b so that the connection wiring 110 and the sealing portion 118 are formed. Separation prevents blackening of the sealed part.
  • the case 106 is made of a heat-resistant material, and in this embodiment, is made of a heat-resistant resin (for example, polybutylene terephthalate). In order to further improve heat dissipation, the case 106 can be made of a material having excellent thermal conductivity (eg, metal).
  • a heat-resistant resin for example, polybutylene terephthalate.
  • the case 106 can be made of a material having excellent thermal conductivity (eg, metal).
  • FIGS. 4 and 5 show the appearance and structure of the bulb-type electrodeless fluorescent lamp of the present embodiment. The configuration will be described.
  • the external appearance of the bulb-type electrodeless fluorescent lamp of the present embodiment includes an arc tube 101, a case 106, and a base 107.
  • One end of the case 106 has a screw structure, and a base 107 having a corresponding screw structure can be attached to one end of the case 106.
  • a ferrite core 117 is inserted in the bobbin 104.
  • one end of the pobin 104 is located in the case 106, and a heat sink 116 is attached to the end of the bobbin 104.
  • the heat sink 1 16 is, for example, a plate member (metal plate, ferrite disk, etc.) having relatively good heat conductivity.
  • the bobbin 104 integrates a circuit holder section 108 on which the circuit board 105 can be placed by fitting.
  • the high-frequency power supply 105 converts the commercial AC power into high-frequency AC power and supplies it to the excitation coil 103.
  • the frequency of the alternating current supplied by the high-frequency power supply is, for example, 50 to 500 kHz, and the supplied power is, for example, 5 to 200 W.
  • the excitation coil 103 is supplied with high-frequency AC power, a high-frequency AC magnetic field is formed in a space in the vicinity thereof. Then, an induced electric field is generated so as to be orthogonal to the high-frequency AC magnetic field, and the luminous gas inside the arc tube 101 is excited to emit light.
  • UV light or visible light is obtained.
  • the emitted light is converted into visible light (visible light) by the phosphor 102 formed on the inner wall of the arc tube 101.
  • Ultraviolet light is mainly emitted from mercury. More specifically, when a high-frequency current is applied to the induction coil 109 near the arc tube 101, the magnetic field generated by electromagnetic induction The induced electric field formed by the force lines causes collision between the mercury atoms in the arc tube 101 and the electrons, whereby ultraviolet rays are obtained from the excited mercury atoms.
  • the frequency of the alternating current supplied by the high-frequency power supply will be described.
  • the frequency of the alternating current supplied by the high-frequency power source is 1 MHz or less compared to 13.56 MHz or several MHz in the ISM band, which is generally used practically. (For example, 50 to 500 kHz).
  • the reasons for using frequencies in this low frequency range are as follows. First, when operating in a relatively high frequency range such as 13.56 MHz or several MHz, the noise filter for suppressing line noise generated from the high-frequency power supply becomes large, and the volume of the high-frequency power supply increases. It grows big. Also, if the noise radiated or transmitted from the lamp is high-frequency noise, very strict regulations are imposed on high-frequency noise by laws and regulations.
  • connection wiring 110 supplying high-frequency power to the induction coil 109 is separated from the sealing portion 118 between the inner tube 120 and the outer tube 119 of the arc tube 101. Therefore, when the bulb-type electrodeless fluorescent lamp is turned on, blackening of the inner wall of the sealing portion 118 is prevented.
  • the upper end 106 a which is a part of the case 106, supports and raises the arc tube 101, thereby separating the connection wiring 110 from the sealing portion 118. Therefore, the separation can be realized by a simple method without increasing the number of parts for separation, and if the dimensional accuracy of each part is high, the separation can be surely realized only by attaching the case 106.
  • the arc tube 101 is supported by the entire upper end 106 a of the case, but may be supported by a part of the upper end 106 a of the case.
  • a support member such as a projection for supporting and lifting the arc tube 101 may be provided on the inner surface of the case 106. Note that both sides may have fitting portions so that the case 106 and the arc tube 101 can be fitted together.
  • connection wiring 110 extending from the end of the excitation coil 103 along the surface of the bobbin winding shaft 104a is also preferably separated from the inner wall of the inner tube 120. Is preferably at least 0.3 mm.
  • connection wiring 110 extends to a region beyond the outer edge of the recessed portion and is connected to the circuit board 105, and the sealing portion It does not matter if the configuration is apart from 1 18.
  • the bobbin 104 in which the excitation coil 103 is wound around the winding shaft portion 104 a is connected to the inner tube 120 of the arc tube 101.
  • the excitation coil 103 and ferrite core 117 are inserted into the inner tube 120.
  • the protrusions, claws, or four fitting parts are arranged so that the pobin 104 and the arc tube 101 are firmly fixed to each other, and are fixed to each other by fitting or the like.
  • the relative position between the induction coil 109 and the arc tube 101 can be kept constant even if vibration occurs. Further, since the winding shaft portion 104a is formed integrally with the base portion 104b, an increase in the number of parts can be suppressed.
  • a bulb-type electrodeless fluorescent lamp according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
  • the bulb-type electrodeless fluorescent lamp of the present embodiment is different from that of the first embodiment in the configuration for supporting the arc tube 101, and therefore only this portion will be described.
  • the arc tube 101 is supported and lifted by the protruding portion 125 provided on the base portion 104 b of the pobin 104, and the connection wiring 110 is sealed by the sealing portion 118. It is configured to be separated from it. This configuration prevents blackening of the inner wall of the sealing portion 118 when the spherical electrodeless fluorescent lamp is turned on as in the first embodiment.
  • the shape and number of the projections 125 supporting the arc tube 101 are not particularly limited. Further, the shape may be such that most of the base portion 104 b except the portion along which the connection wiring 110 extends is raised. Further, the arc tube 101 may be supported by both the upper end 106 a of the case and the projection 125. Further, the shape of the outer tube 119 is not limited to the A-shape. For example, as long as the connection wiring 110 extends beyond the sealing portion 118 even in a substantially cylindrical shape, The effect is obtained.
  • the electrodeless fluorescent lamp disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-92391 in which the circuit board is arranged vertically (in a direction parallel to the central axis of the arc tube),
  • the length of the case in which the circuit board is housed becomes longer, the appearance and size are not close to those of an incandescent lamp, and it is not a substitute for an incandescent lamp.
  • the circuit board since the circuit board is vertically oriented, the ambient temperature in the case due to the high-temperature plasma in the arc tube is almost the same at any place in the case, although there is a difference due to convection, and heat resistance such as a film capacitor It is difficult to use a circuit element with a low level.
  • the circuit board is placed horizontally, and the connection wiring of the induction coil is arranged apart from the sealing portion between the inner tube and the outer tube of the arc tube.
  • the appearance can be reduced, and blackening of the sealing portion can be prevented.
  • the present invention enables an electrodeless fluorescent lamp having substantially the same size and appearance as an incandescent lamp with a simple configuration, and can prevent blackening of a sealing portion.
  • the industrial applicability is high because electrode fluorescent lamps can be put to practical use.

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Abstract

誘導コイル１０９の端部から延びる接続配線１１０はボビン１０４の基体部１０４ｂの発光管１０１側の面に沿って延びている。この接続配線１１０は、内管１２０と外管１１９との封止部１１８からは離間している。

Description

明 糸田 書 電球形無電極蛍光ランプ 技術分野
本発明は、 電球形無電極蛍光に関し、 特に、 白熱電球と直接代替可能な電球形 無電極蛍光ランプに関する。 背景技術
近年、 地球環境保護と経済性の視点から、 電球に比べて効率が約 5倍高い有電 極の電球形蛍光ランプが、 住宅やホテルなどにおいて電球代替用として広く利用 されてきている。 さらに、 最近、 従来から存在する有電極の電球形蛍光ランプの 他に、 無電極の電球形蛍光ランプが研究されている。 無電極蛍光ランプは、 電極 が無いことから寿命が有電極蛍光ランプに比べて更に長いことが特徴であり、 今 後普及していくことが期待される。
そのような電球形無電極蛍光ランプは、 例えば、 特開平 1 0 _ 9 2 3 9 1号明 細書に開示されている。 同公報に開示された電球形無電極蛍光ランプを図 6に示 す。
図 6に示した電球形無電極蛍光ランプ 2 0 0は、 装置全体として電球形状を有 している。 より具体的に説明すると、 このランプ 2 0 0は、 透光性の放電容器 2 0 1と、 放電容器 2 0 1の凹入部 2 0 1 a内に挿入されたコイル 2 0 3と、 コィ ル 2 0 3に交流電流を供給する電源回路 2 0 4とから構成されている。 コイル 2 0 3は、 略棒状のフヱライ トコアと卷線とから構成されており、 卷線は、 電源回 路 2 0 4に接続されている。 電源回路 2 0 4は、 整流器と R F発振器とが図の上 下方向に設けられた回路基板に形成されて縦方向に並べられ、 プラスチック製の ケース 2 0 5によって覆われており、 そして、 ケース 2 0 5の一部に設けられた 口金 2 0 7を介して、 電源回路 2 0 4の入力電力は供給されることになる。 放電容器 2 0 1の内部には、 発光物質として水銀アマルガム 2 0 6とアルゴン が封入されており、 放電容器 2 0 1の内面には、 蛍光体層 2 0 2が形成されてい る。 この蛍光体層 2 0 2によって、 放電容器 2 0 1内で発生した紫外線は、 可視 光に変換されることになる。
しかしながら、 無電極蛍光ランプを白熱電球代替として用いるためには、 その 外観及び大きさを白熱電球に近づける必要があり、 上記公開公報に開示された無 電極蛍光ランプのように、 回路基板を縦にした場合には白熱電球に近い外観及び 大きさにするのは困難である。 それゆえ、 全体の大きさを白熱電球と同じぐらい にしてその中に回路基板を納めるには、 回路基板を横向きの構成とする方が好ま しく、 本願発明者は回路基板を横向きにした構成で白熱電球と同じ大きさの無電 極蛍光ランプを作製した。
この回路基板を横向きにしたランプを用いて、 種々実験を操り返した結果、 ラ ンプを点灯させたときに放電容器の凹入部の開口部近傍に黒化が生じ水銀が容器 壁で容器と反応して消費されることが見出された。 この黒化は、 蛍光体や保護膜 などが未塗布の場合に特に顕著である。 誘導コイルの卷線周囲の内管に黒化が生 じることは、 特開平 1 1一 1 0 2 6 6 7号公報に開示されているように従来から 知られていたが、 入部の開口部近傍に黒化が発生することは本願発明者が初め -て見出したものである。 卷線周囲の内管の黒化発生のメカェズムは、 卷線の隣り 合う線同士の電位差に起因して発生する高電界によって、 プラズマ中のイオンな どが吸い寄せられて管壁に衝突する、 というものである。 一方、 本願発明者が見 出した囬入部の開口部近傍に生じる黒化は、 コイルから延びる接続配線の部分で 生じるものであり、 隣接する線はないので前記公開公報に開示されたメカニズム では説明できない。 このような黒化が生じると、 そこに水銀が固定されてしまつ て、 時間が経つにつれて放電ガス中の水銀の量が減っていき光量が減少するとい う問題が生じてしまう。 一方で黒化のメカニズムが不明であるので、 その対応策 は容易には思いつかない。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、 その目的とするところ は、 放電容器の凹入部の開口部近傍に黒化が生じない電球形無電極蛍光 提供することにある。 発明の開示 P T/JP2003/009520
3 本発明による第 1の電球形無電極蛍光ランプは、 管内に少なくとも水銀を含む 発光ガスが封入され、 凹入部を有する発光管と、 前記凹入部に揷入された誘導コ ィルと、 前記誘導コイルに電気的に接続された回路基板と、 前記回路基板を収納 するケースと、 前記ケースに取り付けられ、 かつ、 前記回路基板に電気的に接続 された口金とを備え、 前記回路基板には、 前記誘導コイルに高周波電力を供給す る点灯回路が形成されており、 前記発光管は、 略球形の外管と、 前記凹入部を規 定する内管とから構成されており、 前記回路基板は、 前記内管の中心軸を垂直に したときに略水平に配置されており、 前記誘導コイルと前記回路基板とを電気的 に接続する接続配線は、 前記誘導コイルの一端から延びて、 かつ、 前記凹入部の 外縁を越えた領域へと延在して、 前記回路基板に接続する配線であり、 さらに、 前記接続配線は、 前記外管と前記内管との封止部から離間するように配置され ている。
前記誘導コィルが卷き付けられる卷線軸部と、 当該卷線軸部と略直角に配置さ れ、 当該卷線軸部を支持する基体部とからなるポビンをさらに備えており、 前記 ポビンの前記巻線軸部は、 前記凹入部に挿入されており、 前記ボビンの前記基体 部は、 前記発光管と前記回路基板との間に配置されており、 前記接続配線は、 前 記基体部の前記発光管側の表面上または当該表面上方を通るように、 前記誘導コ ィルの一端から延びていることが好ましい。 '
前記ケースの一部は、 前記発光管の一部を支持しており、 かつ、 前記封止部か ら前記接続配線を離間するように配置する構成は、 前記ケースが前記発光管を前 記口金とは反対側の方向へ持ち上げることによって実現されていることが好まし い。
前記ケースの上端は、 前記発光管を前記口金とは反対側の方向へ浮かすように、 前記発光管の一部を支持しており、 それによつて、 前記接続配線は前記封止部か ら離間するように配置されていることが好ましい。
前記基体部には、 前記発光管を前記口金とは反対側の方向へ浮かすように、 前 記発光管の一部を支持する突起部が形成されており、 それによつて、 前記接続配 線は前記封止部から離間するように配置されていることが好ましい。
前記回路基板の前記口金側の表面には、 前記点灯回路を構成する回路素子であ 03 009520
4 るフィルムコンデンサが配置されていることが好ましい。
本発明による第 2の電球形無電極蛍光ランプは、 管内に少なくとも水銀を含む 発光ガスが封入され、 回入部を有する発光管と、 前記凹入部に挿入された誘導コ ィルと、 前記誘導コイルに電気的に接続された回路基板と、 前記回路基板を収納 するケースと、 前記ケースに取り付'けられ、 かつ、 前記回路基板に電気的に接続 された口金とを備え、 前記回路基板には、 前記誘導コイルに高周波電力を供給す る点灯回路が形成されており、 前記発光管は、 外管と、 前記凹入部を規定する内 管とから構成されており、 前記回路基板には、 前記誘導コイルへの出力端子と、 前記口金からの入力端子とが設けられており、 前記出力端子と前記入力端子とは、 1 5 m m以上離して配置されており、 前記誘導コイルと前記回路基板とを電気的 に接続する接続配線は、 前記誘導コイルの一端から延びて、 かつ、 前記凹入部の 外縁を越えた領域へと延在して、 前記回路基板に接続する配線であり、 さらに、 前記接続配線は、 前記外管と前記内管との封止部から離間するように配置されて レヽる。
ある好適な実施形態において、 前記接続配線と前記封止部とは、 0 . 3 mm以 上離間されている。
ある好適な実施形態において、 前記回路基板の最大長さは、 6 O mm以下であ る。
前記封止部の内壁には、 蛍光体又は保護膜が未塗布である。 図面の簡単な説明
図 1は、 実施形態 1の電球形無電極蛍光ランプの破砕断面図である。
図 2は、 実施形態 2の電球形無電極蛍光ランプの破砕断面図である。
図 3は、 実施形態 1の回路基板の発光管側の面の図である。
図 4は、 実施形態 1の電球形無電極蛍光ランプの外観図である。
図 5は、 実施形態 1の電球形無電極蛍光ランプの分解図である。
図 6は、 従来例の無電極蛍光ランプの模式図である。 発明を実施するための最良の形態 以下、 図面を参照しながら、 本発明による実施の形態を説明する。 以下の図面 においては、 説明の簡潔化のため、 実質的に同一の機能を有する構成要素を同一 の参照符号で示す。 なお、 本発明は以下の実施形態に限定されない。
(実施形態 1)
図 1は、 実施形態 1にかかる電球形無電極蛍光ランプの破砕断面図である。 図
1に示した電球形無電極蛍光ランプは、 口金を通じて電力を供給でき、 点灯回路 が内蔵された電球形無電極蛍光ランプである。
この電球形無電極蛍光ランプは、 凹入部 （キヤビティ） を有する発光管 （バル ブ） 1 0 1と、 凹入部 1 20に挿入された誘導コイル 1 0 9と、 この誘導コイル
1 0 9に電気的に接続された回路基板 1 0 5と、 回路基板 1 0 5を収納するケー ス 1 06と、 回路基板 1 05に電気的に接続された口金 1 0 7とを備えている。 上記発光管 1 0 1は、 管内に少なくとも水銀を含む発光ガスが封入されている。 また、 口金 1 07はケース 1 0 6に取り付けられている。 そして、 これら発光管
1 0 1と誘導コイル 1 0 9と回路基板 1 0 5とケース 1 0 6と口金 1 0 7とは一 体に構成されている。
この誘導コイル 1 0 9は、 発光管 1 0 1内に高周波電磁界を発生させる高周波 電磁界発生手段として機能し、 ソフ ト磁性材料 （例えば、 フェライ ト） からなる コア (不図示) と、 コアの周りに卷き付けられたコィノレ (励起コイル) 1 03と から構成されている。 本実施形態では、 コアはポビン 1 04の円筒形の卷線軸部
1 04 a内におかれており、 励起コイル 1 03も卷線軸部 1 04 aに巻き付けら れている。 誘導コイル 1 0 9のコイル 1 0 3は、 接続配線 1 1 0により回路基板
1 0 5に電気的に接続されており、 そして、 回路基板 1 0 5には、 誘導コイル 1
0 9に高周波電力を供給する点灯回路が形成されている。
本実施形態において、 発光管 1 0 1は、 略球形の外管 1 1 9と凹入部を規定す る内管 1 20とから構成されており、 内管 1 2 0は回路基板 1 0 5側に開口部を 有する略円筒形状を有している。 外管 1 1 9の形状は、 いわゆるナス型と呼ばれ るような形状であって、 例えば、 J I S C 7 7 1 0-1 9 8 8において定義され た A型形状を挙げることができる。
また、 図 1に示すように、 接続配線 1 1 0は、 外管 1 1 9と内管 1 2 0との封 止部 1 1 8から離間するように配置されている。 発光管 1 0 1は、 ケース 1 0 6 の口金 1 0 7とは反対側の端部である上端 1 0 6 aに支持されていて、 ボビン 1 0 4の墓体部 1 4 bに沿っている接続配線 1 1 0を外管 1 1 9と内管 1 2 0と の封止部 1 1 8から離間するように、 ケース上端 1 0 6 aが発光管 1 0 1を持ち 上げている。 ここでは、 接続配線 1 1 0は励起コイル 1 0 3の端部から延びてい る励起コイル 1 0 3 自身を構成する線であるが、 接続配線 1 1 0はこのような励 起コイル 1 0 3の一部であることに限定されず、 例えば銅線、 銅板または銅板に 防鲭めっきを施した部材のような導電性部材を用いても構わない。 この場合には、 当該接続配線と励起コイル 1 0 3とを電気的に接続すればよい。
ここで、 接続配線 1 1 0が、 封止部 1 1 8から離間するように配置されている のは、 封止部 1 1 8の内壁が黒化することを防止するためである。 この黒化発生 のメカニズムは、 明確にはわからないが、 本願発明者は次にように推論している 即ち、 接続配線 1 1 0が封止部 1 1 8に接触していると、 点灯しているときに発 光管 1 0 1内のプラズマと接続配線 1 1 0との電位差に起因して、 プラズマ中の イオンが接続配線 1 1 0の方に引き寄せられて発光管 1 0 1材料と反応し、 水銀 アマルガムを形成して黒化すると推論している。 これは、 後述するように横置き の回路基板 1 0 5の回路設計上、 接続配線 1 1 0が封止部 1 1 8に接近してしま つて接触しているためと考えられ、 これらを離間させることにより黒化の問題を 解決することができる。 発光管 1 0 1の内壁には、 水銀の反応を抑制するための 保護膜や蛍光体などのコーティングを施せば黒化を容易に防止できるとも考えら れるが、 封止部 1 1 8はガラス同士を融着する部位であるがゆえに、 そのような コーティングを封止部 1 1 8の内壁に施しておくことができない。 従って、 本実 施形態のように封止部 1 1 8と接続配線 1 1 0とを離間させなければ、 封止部 1 1 8は黒化が生じやすい状態になると推測される。 ここでいう保護膜とは、 例え ばアルミナ微粒子を挙げることができる。 アルミナ微粒子は、 ガラスからのナト リ ゥムの拡散を抑えて水銀との反応を抑制する。
次に、 本実施形態の構成をさらに詳細に説明する。 発光管 1 0 1は、 内部に発 光物質として水銀とバッファガスとしての希ガス （例えば、 クリプトンまたはァ ルゴン） を封入したガラスからなる容器である。 発光管 1 0 1中に、 水銀は、 液 体またはアマルガムとして封入され、 動作時のプラズマによって加熱され、 その 温度で規定される蒸気圧となる。 発光管 1 0 1の内容積は、 例えば、 1 00〜2 70 c m3であり、 そして発光管 1 0 1内には、 2〜 1 0 m gの水銀、 封入圧力 5 0〜300 P a (2 5°C時） のクリプトンが封入されている。
この発光管 1 0 1の内側 （内壁） には、 発光管 1 0 1内の放電で発生した紫外 線を可視光に変換するための蛍光体 1 0 2が塗布されている。 上述したように、 発光管 1 0 1の一部には、 高周波電磁界発生手段の一部 （誘導コイル部分） を挿 入するための凹入部である内管 1 20が形成されており、 したがって、 高周波電 磁界発生手段を発光管 1 0 1の近傍に容易に配置させることができる。 なお、 発 光管 1 0 1は、 励起コイル 1 0 3を配置することができるような円筒形をした内 管 1 20と、 蛍光体 1 0 2が塗布された略球形をした外管 1 1 9とを、 内管 1 2 0の H0入外縁をバーナー等の炎で外管 1 1 9の一部に融着することによって形成 される。 この融着した部分が封止部 1 1 8であり、 この封止部 1 1 8には蛍光体 1 02が塗布されていない。 蛍光体 1 0 2が塗布されていないのは、 発光管 1 0 1作製の最後にこの部分を融着するため、 蛍光体 1 0 2を塗布することができな いためである。
ここで、 本実施形態における発光管 1 0 1の寸法等を例示的に示すと、 発光管 101の中心の外径 （すなわち、 最も大きい部分の外径） は、 5 0〜9ひ mm (肉厚；約 l mm) であり、 発光管 1 0 1は、 例えば、 ソーダライムガラスから 構成されているが、 ホウ珪酸ガラス等で構成されていても構わない。 発光管 1 0 1の高さ、 および口金 1 0 7を含む無電極蛍光灯の高さは、 それぞれ、 例えば、 60-8 0 mm, 1 3 0〜 240 mmである。 そして、 発光管 1 0 1の内管 1 2 0の内径は、 例えば、 1 6〜26mmである。
内管 1 20内に位置する励起コイル 1 0 3と接続された点灯回路は、 励起コィ ル 1 0 3に高周波電力を供給するので、 換言すれば、 高周波電源である。 本実施 形態では、 この高周波電源と、 フェライ トコアと、 その周りに卷きつけられた励 起コイル 1 0 3とによって高周波電磁界発生手段が構成されている。 図 1に示す ように、 発光管 1 0 1内に放電を発生させるために、 発光管 1 0 1の略中心部分 に、 高周波電磁界発生手段 （特に、 励起コイル 1 0 3およびフェライトコア） は 設けられており、 つまり、 フェライ トコアとボビン 1 0 4に巻き付けられた励起 コイル 1 0 3とは、 発光管 1 0 1の内管 1 2 0に、 差し込まれて配置されている。 また、 高周波電源 （点灯回路） が形成された回路基板 1 0 5は、 ケース 1 0 6に 収納されており、 口金 1 0 7を通じて、 外部から電力を供給される。 口金 1 0 7 は、 ソケッ トへねじ込むことができる構造となっているので、 ソケットへねじ込 むだけで、 無電極蛍光灯を外部電源 （例えば商用電源） に電気的に接続すること ができる。 また、 単にソケットにねじ込んで使用できるだけではなく、 白熱電球 に近い大きさ及び外観であるので、 白熱電球と同じ用途に使用することができ、 白熱電球を直接代替することが可能である。
上記ボビン 1 0 4は、 誘導コイル 1 0 9を構成する励起コイル 1 0 3が巻き付 けられる巻線軸部 1 0 4 a と、 この卷線軸部 1 0 4 a と略直角に配置され、 卷線 軸部 1 0 4 aを支持する基体部 1 0 4 bとからなる。 卷線軸部 1 0 4 aは円筒形 であって、 凹入部である内管 1 2 0に揷入されている。 また、 基体部 1 0 4 bは 卷線軸部 1 0 4 aの口金 1 0 7側端から略直角に円盤状に拡がっており、 発光管 1 0 1 と回路基板 1 0 5との間に配置されている。 この基体部 1 0 4 bは内管 1 2 0の中心軸を垂直にしたときに略水平の配置となっている。
上記回路基板 1 0 5は、 典型的にはプリント基板である。 本実施形態では、 回 路基板 1 0 5は、 ボビン 1 0 4の基体部 1 0 4 bと同様に-内管 1 2 0の中心軸を 垂直にしたときに略水平に配置されている。 なお、 基体部 1 0 4 bと回路基板 1 0 5とは略平行の配置となっている。 ここで、 ケース 1 0 6内部の空間は回路基 板 1 0 5によって 2分されるが、 回路基板 1 0 5の発光管 1 0 1側の空間は、 発 光管 1 0 1内の高温のプラズマに近いため、 回路基板 1 0 5の口金 1 0 7側の空 間よりも高温となる。 そのため、 回路基板 1 0 5の発光管 1 0 1側の面には、 比 較的高温に強い抵抗等の回路素子が配置され、 口金 1 0 7側の面には、 耐熱性の 低いフィルムコンデンサ 1 1 5等の回路素子が配置されて、 両面に配置された回 路素子および回路基板 1 0 5に形成された回路配線により点灯回路を形成してい る。 なお、 コンデンサと してフィルムコンデンサ 1 1 5を用いるのは、 セラミッ クコンデンサに比べて、 容量の温度による変化が少なく、 抵抗が小さいので発熱 が少ないからである。 上記誘導コイル 1 0 9と回路基板 1 0 5とを電気的に接続する接続配線 1 1 0 は、 誘導コイル 1 0 9の一端から延びて、 かつ、 ]入部の外縁を越えた領域へと 延在して、 回路基板 1 0 5に接続している。 つまり、 誘導コイル 1 09を構成す る励起コイル 1 0 3の下端から巻線軸部 1 04 aに沿って接続配線 1 1 0は口金 1 0 7側に延び、 さらに基体部 1 04 bの発光管 1 0 1側表面に沿って発光管 1 0 1の中心軸 （内管 1 20の中心軸と略一致する） から遠ざかる方向に延びる。 そして、 基体部 1 04 bの外縁近傍において、 接続配線 1 1 0は基体部 1 04 b を貫通し、 さらに回路基板 1 0 5にまで延びて回路基板 1 0 5に接続している。 ここで、 凹入部の外縁を越えた領域というのは、 内管 1 2 0の開口部の縁よりも 内管 1 2 0中心軸から離れる方向の領域であって、 具体的には封止部 1 1 8を例 示することができる。 なお、 接続配線 1 1 0は、 外管 1 1 9と内管 1 2 0との封 止部 1 1 8から離間するように配置されている。 この接続配線 1 1 0と封止部 1 1 8の外表面との距離 Lは、 0. 5mmである。 距離 Lは、 0. 3 mm以上が好 ましく、 0. 5 mm以上であれば黒化をより確実に防止できるのでさらに好まし い。 さらに、 この接続配線 1 1 0と封止部 1 1 8との隙間には、 絶縁性かつ高耐 熱性のシリコーンなどを塗布すると、 確実に距離 Lを確保することができるので 好ましい。
上記接続配線 1 1 0は、 基体部 1 04 bの発光管 1 0 1側表面に沿って発光管 1 0 1の中心軸から遠ざかる方向に延びているが、 卷線軸部 1 04 aに沿って接 続配線 1 1 0が基体部 1 04 bに達したところで、 接続配線 1 1 0は基体部 1 0 4 bを貫通して、 その後基体部 1 04 bの回路基板 1 0 5側の面に沿って発光管 1 0 1の中心軸から遠ざかる方向に延びていく構成も考えられるが、 以下に述べ る理由によりこの構成は好ましくない。 即ち、 回路基板 1 0 5の基体部 1 04 b 側の面には、 回路配線、 回路素子、 反対面に設置された回路素子の端子の突き出 しがあるため、 接続配線 1 1 0がこれらと接触して短絡したり、 放電したりする おそれがあるからである。
上記回路基板 1 0 5の発光管 1 0 1側の面を模式的に示したのが図 3である。 回路基板 1 0 5は、 八角形の板であって、 その最大長さ Rは 4 5mmである。 こ の最大長さ Rは、 点灯回路が形成されている面内での最大長さであって、 通常は 9520
10 回路基板 1 0 5の外接円直径として表され、 横置きでケース 1 0 6内に回路基板 1 0 5が収納できるように、 6 Omm以下であることが好ましい。 なお、 回路基 板 1 0 5の形状は円形や矩形などでもよい。 回路基板 1 0 5の表面には、 抵抗等 の回路素子 1 3 1, 1 3 1， …が配置され、 それら及び反対面に配置された回路 素子の端子 1 3 3, 1 3 3, …が回路配線 1 3 2， 1 3 2， …によって接続され ている。 また、 誘導コイル 1 0 9への二つの出力端子 1 34， 1 34、 即ち接続 配線 1 1 0との接続部は、 回路基板 1 0 5の外縁近傍に互いに離して設けられ、 回路基板 1 0 5の中心を挟んで出力端子 1 34， 1 34のほぼ反対側には口金 1 0 7からの入力端子 1 3 5， 1 3 5が設けられている。 出力端子 1 34 , 1 34 と入力端子 1 3 5, 1 3 5との距離 Dは 2 3 mmである。 この距離 Dは 1 5mm 以上であることが好ましい。
この距離 Dは、 誘導コイルへ 1 0 9の出力配線と商用電源からの入力配線が近 くにあると商用電源の方へ高周波のノイズが送られるという理由のために、 でき るだけ大きい方がよいが、 回路基板 1 0 5の大きさが限定されているため、 その 大きさにより上限が決まってくる。
さらに、 もう一つ点灯回路の設計には、 出力配線には高電圧がかかるため、 で きるだけ他の配線から離して配置させるという制約がある。 このような制約のた め、 誘導コイル 1 0 9への接続配線 1 1 0との接続部である出力端子 1 34， 1 34は、 横置きの回路基板 1 0.5の端に置かれることになる。 従って、 接続配線 1 1 0は、 ケース 1 0 6に隣接した回路基板 1 0 5の端から凹入部の方へ延びて いくことになり、 そのままでは封止部 1 1 8と接触してしまう。 本実施形態では、 ケース上端 1 06 aで発光管 1 0 1を持ち上げ、 接続配線 1 1 0をボビン基体部 1 04 bに沿わせて、 接続配線 1 1 0と封止部 1 1 8とを離間させ、 封止部の黒 化を防止している。
上記ケース 1 06は、 耐熱性の材料から構成されており、 本実施形態では、 耐 熱性の樹脂 （例えば、 ポリプチレンテレフタレート） から構成されている。 また、 より放熱性を向上させるために、 熱伝導性に優れた材料 （例えば、 金属など） か らケース 1 06を構成することも可能である。
次に、 図 4、 図 5により、 本実施形態の電球形無電極蛍光ランプの外観及び構 成を説明する。
本実施形態の電球形無電極蛍光ランプの外観は、 発光管 1 0 1 と、 ケース 1 0 6と、 口金 1 0 7とからなっている。 ケース 1 0 6の一端はねじ構造となってお り、 それ対応するねじ構造の口金 1 0 7を、 ケース 1 0 6の一端に取り付けるこ とができる。 また、 ボビン 1 0 4の中にはフェライ トコア 1 1 7が揷入されてい る。
また、 本実施形態では、 ポビン 1 0 4の一方の端部ば、 ケース 1 0 6内に位置 しており、 そのボビン 1 0 4の端部には、 ヒートシンク 1 1 6が取り付けられて いる。 ヒートシンク 1 1 6は、 例えば、 熱伝導性の比較的良い板状部材 （金属板、 フェライ トディスクなど） である。 ポビン 1 0 4にヒートシンク 1 1 6を取り付 けることにより、 フェライ トコア 1 1 7の温度上昇を抑制することができる。 フ エライ トコア 1 1 7がキュリ一温度を超えてしまうと、 磁性材料としての機能を 果たさなくなるので、 使用条件によっては、 ヒートシンク 1 1 6の果たす放熱の 役割も重要な事項となり得る。
また、 ボビン 1 0 4は、 回路基板 1 0 5を载置できる回路ホルダー部 1 0 8を 嵌合により一体化している。
次に、 本実施形態の電球形無電極蛍光ランプの動作を簡単に説明する。 口金 1 0 7を介して、 高周波電源に商用交流電力が供給されると、 高周波電源 1 0 5は、 商用交流電力を高周波交流電力に変換して、 励起コイル 1 0 3に供給する。 高周 波電源が供給する交流電流の周波数は、 例えば、 5 0〜 5 0 0 k H zであり、 そ して、 供給する電力は、 例えば、 5〜 2 0 0 Wである。 励起コイル 1 0 3が高周 波交流電力の供給を受けると、 その近傍の空間に高周波交流磁界を形成する。 す ると、 当該高周波交流磁界に直交するように誘導電界が生じ、 発光管 1 0 1の内 部の発光ガスが励起発光し、 その結果、 紫外域もしくは可視域の発光が得られる 紫外域の発光は、 発光管 1 0 1の内壁に形成された蛍光体 1 0 2によって、 可視 域の発光 （可視光） に変換される。 なお、 蛍光体 1 0 2を形成せずに、 紫外域の 発光 （または、 可視域の発光） をそのまま利用するランプを構成することも可能 である。 紫外域の発光は、 主として、 水銀から生じる。 詳述すると、 発光管 1 0 1に近接させた誘導コイル 1 0 9に高周波電流を流した場合、 電磁誘導による磁 力線によって形成された誘導電界により、 発光管 1 0 1内の水銀原子と電子との 衝突が起き、 それにより、 励起した水銀原子から紫外線が得られる。
ここで、 高周波電源が供給する交流電流の周波数について説明する。 本実施形 態において、 高周波電源が供給する交流電流の周波数は、 実用的に一般的に使用 されている I SM帯の 1 3. 5 6MH zまたは数 MH z と比べると、 1 MH z以 下 （例えば、 5 0〜 5 00 kH z) の比較的低い周波数の領域である。 この低周 波数領域の周波数を使用する理由を述べると、 次の通りである。 まず、 1 3. 5 6MH zまたは数 MH zのような比較的高い周波数領域で動作させる場合、 高周 波電源から発生するラインノイズを抑制するためのノイズフィルタが大型となり、 高周波電源の体積が大きくなつてしまう。 また、 ランプから放射または伝播され るノイズが高周波ノイズの場合、 高周波ノイズには非常に厳しい規制が法令にて 設けられているため、 その規制をクリア一するには、 高価なシールドを設けて使 用する必要があり、 コス トダウンを図る上で大きな障害となる。 一方、 50 kH z〜 1 MH z程度の周波数領域で動作させる場合には、 高周波電源 1 0 5を構成 する部材として、 一般電子機器用の電子部品として使用されている安価な汎用品 を使用することができるとともに、 寸法の小さい部材を使用することが可能とな るため、 コス トダウンおよび小型化を図ることができ、 利点が大きい。 ただし、 本実施形態の電球形無電極蛍光ランプは、 1MH Z以下の動作に限らず、 1 3. 56MH zまたは数 MH z等の周波数の領域においても動作させ得るものである c 本実施形態の構成によれば、 発光管 1 0 1の内管 1 20と外管 1 1 9との封止 部 1 1 8から、 誘導コイル 1 0 9に高周波電力を供給する接続配線 1 1 0を離間 させているので、 この電球形無電極蛍光ランプを点灯させたときに封止部 1 1 8 の内壁に黒化が生じることが防止される。
また、 本実施形態では、 ケース 1 0 6の一部である上端 1 0 6 aが発光管 1 0 1を支持し持ち上げることにより、 封止部 1 1 8から接続配線 1 1 0を離間させ ているので、 離間のための部品点数を增やすことなく簡単な方法で離間を実現で きると共に、 部品毎の寸法精度が高ければ、 ケース 1 0 6を取り付けるだけで確 実に離間を実現できる。 なお、 本実施形態ではケース上端 1 0 6 aの全てで発光 管 1 0 1を支持するようにしているが、 ケース上端 1 0 6 aの一部で支持したり、 ケース 1 0 6内面に発光管 1 0 1を支持し持ち上げる突起等の支持部材を設けて も構わない。 なお、 ケース 1 0 6と発光管 1 0 1とが互いに嵌合できるように双 方ともに嵌合部を有していていもよい。
なお、 励起コイル 1 0 3の端部からポビン卷線軸部 1 0 4 a表面に沿って延び る接続配線 1 1 0も内管 1 2 0の内壁から離間していることが好ましく、 その距 離は 0 . 3 m m以上であることが好ましい。
また、 回路基板 1 0 5が縦置きの配置であっても、 接続配線 1 1 0が凹入部の 外縁を越えた領域に延びていって回路基板 1 0 5に接続していて、 封止部 1 1 8 から離間してる構成であれば構わない。
さらに、 本実施形態のようにボビン 1 0 4を用いると、 励起コイル 1 0 3が卷 線軸部 1 0 4 aに卷かれたボビン 1 0 4を、 発光管 1 0 1の内管 1 2 0に揷入し、 そして、 卷線軸部 1 0 4 aの筒内にフェライ トコア 1 1 7を揷入するだけで、 内 管 1 2 0内に、 励起コイル 1 0 3およびフェライ トコア 1 1 7を配置することが できる。 したがって、 簡便に、 無電極蛍光灯の組立を行うことができる。 また、 ポビン 1 0 4と発光管 1 0 1 とは互いにしつかり と固定されるように、 互いに突 起部や爪部あるいは嵌合四部などを配置しておいて、 嵌合などにより相互に固定 を行うと、 振動などが生じても、 誘導コイル 1 0 9と発光管 1 0 1 との相対位置 を一定にすることができる。 また、 卷線軸部 1 0 4 aは、 基体部 1 0 4 bと一体 形成されているので、 部品数の増加を抑制することができる。
(実施形態 2 )
図 2を参照しながら、 本発明の実施形態 2にかかる電球形無電極蛍光ランプを 説明する。 本実施形態の電球形無電極蛍光ランプは、 発光管 1 0 1を支持する構 成が上記実施形態 1 と異なっているので、 この部分だけを説明する。
本実施形態では、 発光管 1 0 1はポビン 1 0 4の基体部 1 0 4 bに設けられた 突起部 1 2 5により支持され持ち上げられて、 接続配線 1 1 0が封止部 1 1 8か ら離間するように構成されている。 この構成により、 実施形態 1 と同様にこの電 球形無電極蛍光ランプを点灯させたときに封止部 1 1 8の内壁に黒化が生じるこ とが防止される。 なお、 ケース上端 1 0 6 a と発光管 1 0 1 との間は、 隙間があ る。 この隙間は、 例えば耐熱温度の高いシリ コーンなどの接着剤で埋めることが できる。
発光管 1 0 1を支持する突起部 1 2 5の形状や数などは特に限定されない。 ま た、 基体部 1 0 4 bの接続配線 1 1 0が沿っている部分以外の大部分が盛り上が つている形状であっても構わない。 また、 発光管 1 0 1の支持をケース上端 1 0 6 aと突起部 1 2 5 との両方で行っても構わない。 また、 外管 1 1 9の形状は A 形形状に限定されず、 例えば、 略円筒形状であっても、 接続配線 1 1 0が封止部 1 1 8を越えて延在する限り本発明の効果が得られる。
以上、 本発明の好ましい例について説明したが、 こうした記述は限定事項では なく、 勿論、 種々の変形が可能である。
なお、 回路基板が縦向き （発光管中心軸と平行な方向） に配置された特開平 1 0— 9 2 3 9 1号明細書 （図 6参照） に開示されている無電極蛍光ランプは、 回 路基板が収納されたケースの長さが長くなり、 白熱電球に近い外観および大きさ とはならず、 白熱電球代替とはならない。 また、 回路基板が縦向きであるので、 発光管内の高温なプラズマによるケース内の雰囲気温度は、 対流による差はある にせよケース内のどの場所でもほぼ同じになり、 フィルムコンデンサのような耐 熱性の低い回路素子を用いることが困難である。
本発明によれば、 回路基板を横置きにし、 かつ発光管の内管と外管の封止部か ら誘導コイルの接続配線を離間して配置しているので、 白熱電球代替可能な大き さと外観にできて、 封止部の黒化を防止することができる。 産業上の利用可能性
本発明は、 簡単な構成によって白熱電球とほぼ同じ大きさと外観の無電極蛍光 ランプを可能とし、 封止部の黒化を防止することができるので、 寿命の長い白熱 電球代替可能な電球形無電極蛍光ランプを実用化できる点で産業上の利用可能性 は高い。

Claims

請求の範囲
1 . 管内に少なく とも水銀を含む発光ガスが封入され、 凹入部を有する発光管 と、
前記凹入部に挿入された誘導コイルと、
前記誘導コイルに電気的に接続された回路基板と、
前記回路基板を収納するケースと、
前記ケースに取り付けられ、 かつ、 前記回路基板に電気的に接続された口金と を備え、
前記回路基板には、 前記誘導コイルに高周波電力を供給する点灯回路が形成さ れており、
前記発光管は、 略球形の外管と、 前記凹入部を規定する内管とから構成されて おり、 ' 前記回路基板は、 前記内管の中心軸を垂直にしたときに略水平に配置されてお り、
前記誘導コイルと前記回路基板とを電気的に接続する接続配線は、 前記誘導コ ィルの一端から延びて、 かつ、 前記凹入部の外縁を越えた領域へと延在して、 前 記回路基板に接続する配線であり、 さらに、
前記接続配線は、 前記外管と前記内管との封止部から離間.するように配置され ている、 電球形無電極蛍光ランプ。
2 . 前記誘導コイルが卷き付けられる卷線軸部と、 当該卷線軸部と略直角に配 置され、 当該卷線軸部を支持する基体部とからなるボビンをさらに備えており、 前記ボビンの前記巻線軸部は、 前記凹入部に挿入されており、
前記ポビンの前記基体部は、 前記発光管と前記回路基板との間に配置されてお り、
前記接続配線は、 前記基体部の前記発光管側の表面上または当該表面上方を通 るように、 前記誘導コイルの一端から延びている、 請求項 1に記載の電球形無電 極蛍光ランプ。
3 . 前記ケースの一部は、 前記発光管の一部を支持しており、 かつ、 前記封止部から前記接続配線を離間するように配置する構成は、 前記ケースが 前記発光管を前記口金とは反対側の方向へ持ち上げることによって実現されてい る、 請求項 1または 2に記載の電球形無電極蛍光ランプ。
4 . 前記ケースの上端は、 前記発光管を前記口金とは反対側の方向へ浮かすよ うに、 前記発光管の一部を支持しており、 それによつて、 前記接続配線は前記封 止部から離間するように配置されている、 請求項 1または 2に記載の電球形無電 極蛍光ランプ。
5 . 前記基体部には、 前記発光管を前記口金とは反対側の方向へ浮かすように、 前記発光管の一部を支持する突起部が形成されており、 それによつて、 前記接続 配線は前記封止部から離間するように配置されている、 請求項 2に記載の電球形 無電極蛍光ランプ。
6 . 前記回路基板の前記口金側の表面には、 前記点灯回路を構成する回路素子 であるフィルムコンデンサが配置されている、 請求項 1力、ら 5の何れか一つに記 載の電球形無電極蛍光ランプ。
7 . 管内に少なく とも水銀を含む発光ガスが封入され、 凹入部を有する発光管 と、
前記凹入部に揷入された誘導コイルと、
前記誘導コイルに電気的に接続された回路基板と、
前記回路基板を収納するケースと、
前記ケースに取り付けられ、 かつ、 前記回路基板に電気的に接続された口金と を備え、
前記回路基板には、 前記誘導コイルに高周波電力を供給する点灯回路が形成さ れており、
前記発光管は、 外管と、 前記凹入部を規定する内管とから構成されており、 前記回路基板には、 前記誘導コイルへの出力端子と、 前記口金からの入力端子 とが設けられており、
前記出力端子と前記入力端子とは、 1 5 mm以上離して配置されており、 前記誘導コイルと前記回路基板とを電気的に接続する接続配線は、 前記誘導コィ ルの一端から延びて、 かつ、 前記凹入部の外縁を越えた領域へと延在して、 前記 回路基板に接続する配線であり、 さらに、
前記接続配線は、 前記外管と前記内管との封止部から離間するように配置され ている、 電球形無電極蛍光ランプ。
8. 前記接続配線と前記封止部とは、 0. 3 mm以上離間されている、 請求項 1から 7の何れか一つに記載の電球形無電極蛍光ランプ。
9. 前記回路基板の最大長さは、 6 Omm以下である、 請求項 1から 8の何れ か一つに記載の電球形無電極蛍光ランプ。
1 0. 前記封止部の内壁には蛍光体又は保護膜が未塗布である、 請求項 1から 9の何れか一つに記載の電球形無電極蛍光ランプ。
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