WO2007043167A1 - 平面放電管を備える照明器具 - Google Patents

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    • Y02B20/00Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps

Definitions

  • the present invention relates to a lighting fixture, and more particularly to a lighting fixture that emits light by discharging a flat discharge tube including a dielectric plate that provides a flat illumination plane by applying high-frequency power or a direct current pulse.
  • FIG. 4 shows a conventional flat discharge tube 19.
  • Dielectric plates 11 and 12 such as glass plates are arranged opposite to each other. The peripheral edges of the dielectric plates 11 and 12 are sealed with a seal glass 13.
  • a planar sealed container 16 is constituted by the dielectric plates 11 and 12 and the seal glass 13.
  • a discharge gas is sealed in the sealed container 16. Electrodes 14 and 15 are attached to the dielectric plates 11 and 12 so as to sandwich the dielectric plates 11 and 12 and the discharge gas, respectively.
  • Phosphor layers 17 and 18 are formed on the opposing inner surfaces of the dielectric plates 11 and 12, respectively. Examples of discharge gases are Xe (xenon) gas, mercury vapor and Ar (argon) or Ne (neon) gas.
  • the drive circuit 28 that causes the flat discharge tube 19 to emit light is connected to a DC power source 23 including a rectifying / smoothing circuit 22 that rectifies and smoothes the AC power supplied from the commercial power source 21, for example.
  • the drive circuit 28 includes an inverter 24 that converts DC power of the DC power source 23 into high-frequency power, and a transformer 25 that boosts the high-frequency power.
  • the drive circuit applies boosted high frequency power between the electrodes 14 and 15 to light the discharge tube 19.
  • the discharge of the discharge gas occurs between the dielectric plates 11 and 12 due to the application of high-frequency power (this is called dielectric barrier discharge because it is a discharge through the dielectric plates 11 and 12).
  • Discharge plasma formed by ionization is generated, and phosphor layers 17 and 18 are excited by ultraviolet rays of the discharge plasma, and natural light is irradiated to the outside.
  • FIG. 5 shows a luminaire using a flat discharge tube 19.
  • the lighting fixture includes a globe 27 made of a transparent resin material that houses a flat discharge tube 19 and a drive circuit 28 including an inverter 24 and a transformer 25.
  • a pair of power connectors 29H and 29E are attached to the side plate of the globe 27.
  • the luminaire is mounted on the ceiling 31, for example.
  • DC power supply 23 is for power supply Connected to connectors 29H and 29E.
  • the ceiling 31 is a top plate of the body of the wagon car
  • the DC power source 23 is a storage battery mounted on the wagon car.
  • Patent Document 1 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2003-31182 (Fig. 2)
  • the luminaire may be mounted at a relatively low position. Since the driving power of the luminaire is a high frequency or DC pulse of about 1 OkHz to 1 OOkHz, when the human 32 stands up and approaches the luminaire, the stray capacitance C1 generated between the human 32 and the transparent electrode 15 passes through the stray capacitance C1. The high frequency current leaks, and the input current of the drive circuit 28 increases accordingly, and the loss increases.
  • An object of the present invention is to prevent electric shock due to contact with a transparent electrode being lit and leakage of a high-frequency current through a stray capacitance between a person and the transparent electrode.
  • a luminaire is a flat discharge tube having a flat illumination surface and partitioning a discharge space in which a discharge gas is enclosed, and is provided with the illumination surface.
  • a flat plate having a body flat plate and two electrodes disposed opposite to each other so as to sandwich the dielectric flat plate and the discharge space; and a ground end at a ground potential, and driving the flat discharge tube Driving circuit.
  • One of the two electrodes is a transparent electrode disposed on the illumination surface of the flat discharge tube and electrically connected to the ground terminal.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a lighting fixture according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of a lighting apparatus according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of a lighting apparatus according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of a conventional flat discharge tube.
  • FIG. 5 is a schematic diagram for explaining an example of use of the lighting apparatus of FIG. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
  • the luminaire includes a flat discharge tube 19 having a flat illumination surface and a drive circuit 28 that drives the flat discharge tube 19.
  • the flat discharge tube 19 is provided on each of the dielectric plates 11 and 12, a sealing member (for example, seal glass) 13 that seals the periphery of the dielectric plates 11 and 12, and the dielectric plates 11 and 12, respectively.
  • Electrodes 14 and 15. The dielectric plates 11 and 12 and the sealing member 13 define a discharge space in which a discharge gas is sealed.
  • the dielectric plate 12 provides an illumination surface.
  • the electrode 15 is a transparent electrode that is electrically connected to the ground terminal 28E of the drive circuit 28.
  • a shielding plate 34 is provided in the vicinity of the back surface (surface on the dielectric plate 11 side) opposite to the illumination surface of the flat discharge tube 19.
  • a part of the back surface and side surface of the globe 27 is composed of a back case 35.
  • the back case 35 is, for example, a molded product of a synthetic resin material.
  • a metal film functioning as a shielding plate 34 is formed on the inner surface of the back case 35 by, for example, an electroless plating and an electrolytic plating.
  • the back case 35 is also configured with a metal plate or wire mesh force, the back case 35 itself functions as the shielding plate 34.
  • the back case 35 also functions as the shielding plate 34.
  • a shielding plate 34 separate from the globe 27 may be provided in the globe 27.
  • the shielding plate 34 is electrically connected to the ground connector 29E.
  • the power connectors 29H and 29E are attached to the back case 35.
  • the power connectors 29H and 29E are connected to the anode and cathode of the DC power source 23, respectively.
  • the power connector 29H is connected to the positive terminal of the drive circuit 28, and the power connector 29E is connected to the negative terminal of the drive circuit 28, that is, the ground terminal 28E.
  • the drive circuit 28 is mounted on a wiring board, but connected to the secondary wiring of the transformer 25 (Fig. 4) connected to the transparent electrode 15 and the common potential wiring of the wiring board, that is, the power connector 29E. Are connected to each other. This wiring board is connected to the power connectors 29H and 29E.
  • This luminaire is attached to the attachment surface 31 by, for example, screwing the tapping screw 41 into the attachment surface 31 from the inner surface of the back case 35.
  • the mounting surface 31 is a vehicle ceiling made of a conductive material such as metal.
  • the lug terminal 42 is sandwiched between the head of the tapping screw 41 and the shielding plate 34, and the lug terminal 42 is electrically connected to the ground terminal 28E of the drive circuit 28.
  • the shielding plate 34 is well grounded.
  • the negative electrode of the power source 23 is generally connected to the vehicle body. Therefore, the negative electrode of the power source 23 is electrically connected to the ceiling 31.
  • the transparent electrode 15 Since the transparent electrode 15 has the ground potential, that is, the same potential as the human 32, even if the human 32 accidentally touches the transparent electrode 15, there is no electric shock. Therefore, the safety of the lighting apparatus of the first embodiment is high.
  • both the human 32 and the transparent electrode 15 are at the ground potential, no stray capacitance is formed between the head and the transparent electrode 15 even if, for example, the head of the human 32 approaches the lighting fixture that is lit. Therefore, in the lighting fixture of the first embodiment, leakage of the high-frequency driving current is prevented, and power loss is reduced.
  • the shielding plate 34 prevents the disturbing radio waves from being radiated from the discharge tube 19.
  • the thickness of the flat discharge tube 19 is, for example, about 2.5 mm, which is sufficiently smaller than the wavelength of the driving high frequency.
  • the transparent electrode 15 has a relatively wide area of about 10 ⁇ 15 cm 2, for example. Therefore, even when the planar discharge tube 19 is sandwiched between the transparent electrode 15 that is grounded and the shielding plate 34 that is grounded, the emission of the disturbing radio wave is suppressed. In particular, when the shielding plate 34 has a side wall surrounding the side surface of the flat discharge tube 19, sufficient shielding is performed.
  • the back cover 35 functions as the shielding plate 34, it is not necessary to provide the shielding plate 34 as a separate component, so that the number of parts of the lighting fixture is reduced, and the lighting fixture can be manufactured at low cost.
  • the lighting fixture can be manufactured at a lower cost than when the entire flat discharge tube 19 is shielded.
  • FIG. 2 shows a lighting apparatus according to a second embodiment of the present invention.
  • the drive circuit 28 has a conductive heat radiating plate 37 extending along the back surface of the flat discharge tube 19.
  • the heat radiating plate 37 is close to almost the entire rear surface of the flat discharge tube 19.
  • the heat sink 37 is electrically connected to the ground terminal 28E of the drive circuit 28.
  • the heat sink 37 is electrically connected to the power connector 29E.
  • the transparent electrode 15 is electrically connected to the ground terminal 28E.
  • FIG. 3 shows a lighting apparatus according to a third embodiment of the present invention.
  • Mounting surface 31 is for example a wagon car It is a grounded conductor plate such as a metal ceiling inside.
  • the electrode 14 disposed on the back surface opposite to the illumination surface of the flat discharge tube 19 is disposed close to the ceiling 31.
  • the transparent electrode 15 is connected to the ground terminal 28E of the drive circuit 28.
  • the flat discharge tube 19 is electromagnetically shielded by the ceiling 31 having the ground potential and the electrode 14 connected to the ground end 28E. Therefore, advantages similar to those of the first and second embodiments can be obtained without using the shielding plate 34.
  • FIG. 1 a back case 35 or a globe 27 is attached to a ceiling 31 by a tapping screw, and a ground terminal 28E is connected thereto.
  • the panel on the illumination surface side of 7 can be removed or opened.
  • a heat insulating layer and a soundproof layer are attached to the inner surface of the metal ceiling 31 of the vehicle, and the thickness of these layers varies depending on the vehicle type. Even in this case, a predetermined shielding effect can be obtained by using the lighting fixtures of the first and second embodiments.

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Abstract

照明器具の平面放電管(19)は照明面側のガラス板(12)に形成された透明電極(15)を含む。取り付け面(31)と電極(14)との間に遮蔽板(34)が配置される。取り付け面は接地電位にあり、透明電極及び遮蔽板は駆動回路(28)の接地端(28E)に電気的に接続される。接地電位にある遮蔽板と透明電極とにより、放電管は電磁的に遮蔽される。

Description

明 細 書
平面放電管を備える照明器具
技術分野
[0001] 本発明は照明器具に関し、例えば平らな照明面を提供する誘電体平板を備えた平 面放電管を高周波電力又は直流パルスを印カロして放電させて発光させる照明器具 に関する。
背景技術
[0002] 図 4は従来の平面放電管 19を示す。ガラス板のような誘電体平板 11及び 12が対 向配置される。誘電体平板 11及び 12の周縁はシールガラス 13により封止される。誘 電体平板 11、 12及びシールガラス 13により平面型密封容器 16が構成される。この 密封容器 16に放電ガスが封入される。誘電体平板 11及び 12と放電ガスとを挟むよ うに、電極 14及び 15が誘電体平板 11及び 12にそれぞれ取り付けられる。誘電体平 板 11及び 12の対向内面に蛍光体層 17及び 18がそれぞれ形成される。放電ガスの 例は Xe (キセノン)ガスや、水銀蒸気及び Ar (アルゴン)又は Ne (ネオン)ガスである。
[0003] 平面放電管 19を発光させる駆動回路 28は、例えば商用電源 21から供給された交 流電力を整流平滑する整流平滑回路 22を含む直流電源 23に接続される。駆動回 路 28は、直流電源 23の直流電力を高周波電力に変換するインバータ 24と、この高 周波電力を昇圧するトランス 25とを含む。駆動回路は昇圧された高周波電力を電極 14、 15間に印加して、放電管 19を点灯させる。具体的には、高周波電力の印加に より誘電体平板 11及び 12間で放電 (誘電体平板 11, 12を介した放電であるから誘 電体バリア放電と云われる)が発生し、放電ガスの電離により形成される放電プラズマ が発生し、放電プラズマの紫外線により蛍光体層 17及び 18が励起されて自然光が 外部に照射される。
[0004] 図 5は平面放電管 19を用いた照明器具を示す。この照明器具は、平面放電管 19 と、インバータ 24及びトランス 25を含む駆動回路 28とを収納する透明榭脂材よりなる グローブ 27を含む。グローブ 27の側板に一対の電源用コネクタ 29H及び 29Eが取 付けられている。照明器具は例えば天井 31に取付けられる。直流電源 23は電源用 コネクタ 29H及び 29Eに接続されてる。この照明器具を例えばワゴン車の室内照明 に用いる場合は、天井 31はワゴン車の車体の天板であり、直流電源 23はワゴン車に 搭載している蓄電池である。
特許文献 1:特開 2003 - 31182号公報 (第 2図)
発明の開示
[0005] 従来の照明器具では、点検やメンテナンスのためにグローブ 27を外した場合、人 間 32は照明面の透明電極 15に気づかずに、誤って接触するおそれがある。電極 14 及び 15間に印加されるピーク電圧は例えば lkV程度の高電圧であるため、人間 32 の感電を防止するための安全対策が必要である。
[0006] また照明器具は比較的低い位置に取付けられることがある。照明器具の駆動電力 は 1 OkHz〜 1 OOkHz程度の高周波又は直流パルスであるため、人間 32が立ち上が つて照明器具に近づくと、人間 32と透明電極 15との間に生じる浮遊容量 C1を通じ て高周波電流が漏れ、その分だけ駆動回路 28の入力電流が増加し、損失が大きく なる。
[0007] 本発明の目的は、点灯中の透明電極との接触による感電と、人間と透明電極との 間の浮遊容量を通じた高周波電流の漏れとを防止することにある。
上記の目的を達成するために本発明の照明器具は、平らな照明面を有し、放電ガ スの封入された放電空間を区画する平面放電管であって、前記照明面を提供する誘 電体平板と、前記誘電体平板及び前記放電空間を挟むように対向して配置された 2 つの電極とを含む前記平面放電管と、接地電位にある接地端を有し、前記平面放電 管を駆動する駆動回路とを備える。前記 2つの電極のうちの一つは、前記平面放電 管の前記照明面に配置され、前記接地端に電気的に接続された透明電極である。 図面の簡単な説明
[0008] [図 1]本発明の第 1実施形態の照明器具の断面図。
[図 2]本発明の第 2実施形態の照明器具の断面図。
[図 3]本発明の第 3実施形態の照明器具の断面図。
[図 4]従来の平面放電管の断面図。
[図 5]図 4の照明器具の使用例を説明するための模式図。 発明を実施するための最良の形態
[0009] 本発明の第 1実施形態に従う照明器具を図 1を参照して説明する。図 1乃至図 4に おいて、同一参照番号は同一または類似の構成を示し、その重複説明を省略する。 照明器具は、平らな照明面を有する平面放電管 19と、平面放電管 19を駆動する 駆動回路 28とを含む。平面放電管 19は誘電体平板 11, 12と、誘電体平板 11及び 12の周縁を封止する封止部材 (例えばシールガラス) 13と、誘電体平板 11、 12にそ れぞれ設けられた電極 14、 15とを含む。誘電体平板 11、 12及び封止部材 13は放 電ガスの封入された放電空間を区画する。誘電体平板 12は照明面を提供する。電 極 15は、駆動回路 28の接地端 28Eに電気的に接続された透明電極である。
[0010] 平面放電管 19の照明面と反対側の背面 (誘電体平板 11側の面)に近接して遮蔽 板 34が設けられる。グローブ 27の背面及び側面の一部は、裏ケース 35で構成され る。裏ケース 35は例えば合成樹脂材の成形品である。裏ケース 35の内面に、遮蔽 板 34として機能する金属膜が例えば無電解メツキと電解メツキにより形成されている 。裏ケース 35が金属板又は金網力も構成された場合、裏ケース 35自体が遮蔽板 34 として機能する。図 1の例では、裏ケース 35は遮蔽板 34としても機能する。グローブ 27と別体の遮蔽板 34をグローブ 27内に設けてもよい。
[0011] 遮蔽板 34は接地用コネクタ 29Eに電気的に接続される。電源用コネクタ 29H及び 29Eは裏ケース 35に取付けられる。電源用コネクタ 29H及び 29Eは直流電源 23の 陽極及び陰極にそれぞれ接続される。裏ケース 35の内側において、電源用コネクタ 29Hは駆動回路 28の正端子に接続され、電源用コネクタ 29Eは駆動回路 28の負 端子、つまり接地端 28Eに接続される。一例では、駆動回路 28は配線基板に実装さ れるが、透明電極 15と接続されるトランス 25 (図 4)の 2次側配線と、その配線基板の 共通電位配線、つまり電源用コネクタ 29Eに接続される配線とが互いに接続される。 この配線基板は電源用コネクタ 29H及び 29Eと接続される。この照明器具は、例え ば裏ケース 35の内面からタッピングビス 41を、取り付け面 31にねじ込むことにより、 取り付け面 31に取付けられる。取り付け面 31は例えば金属のような導電材料製の車 輛天井である。この場合、タッピングビス 41の頭部と遮蔽板 34との間にラグ端子 42を 挟み、そのラグ端子 42と駆動回路 28の接地端 28Eとを電気的に接続することにより 、遮蔽板 34は良好に接地される。車輛の場合、電源 23の負極は一般に車体に接続 される。よって、電源 23の負極は天井 31と電気的に接続される。
[0012] 第 1実施形態の照明器具によれば、以下の利点が得られる。
透明電極 15は接地電位、つまり人間 32と同電位であるため、人間 32が透明電極 1 5に誤って接触しても、感電することはない。よって、第 1実施形態の照明器具の安全 '性は高い。
[0013] 人間 32と透明電極 15とは共に接地電位にあるため、点灯中の照明器具に例えば 人間 32の頭が近づいても、その頭と透明電極 15との間に浮遊容量は形成されない 。よって、第 1実施形態の照明器具では、高周波駆動電流の漏洩が防止されて、電 力損失が低減される。
[0014] 遮蔽板 34は放電管 19から障害電波が放射されるのを防止する。平面放電管 19の 厚みは例えば 2. 5mm程度であり、駆動高周波の波長と比較して十分小さい。また 透明電極 15は例えば 10 X 15cm2程度の比較的広い面積を有する。よって、平面放 電管 19が接地されて ヽる透明電極 15と接地されて ヽる遮蔽板 34との間に挟まれた 状態でも、障害電波の放射は抑圧される。特に遮蔽板 34が平面放電管 19の側面を 囲う側壁を有する場合、十分な遮蔽が行なわれる。
[0015] 裏カバー 35が遮蔽板 34として機能する場合、別部品として遮蔽板 34を設ける必 要がなぐそれだけ照明器具の部品点数は低減され、照明器具は安価に製造するこ とがでさる。
[0016] 電流遮蔽に透明電極 15を利用しているため、平面放電管 19の全体を遮蔽する場 合よりも、照明器具を安価に製造することができる。
図 2は本発明の第 2実施形態の照明器具を示す。駆動回路 28は、平面放電管 19 の背面に沿って延びる導電性の放熱板 37を有する。放熱板 37は、平面放電管 19 の背面のほぼ全面と近接する。放熱板 37は駆動回路 28の接地端 28Eに電気的に 接続される。例えば放熱板 37は電源用コネクタ 29Eに電気的に接続される。透明電 極 15は接地端 28Eに電気的に接続される。
[0017] 第 2実施形態の照明器具によれば、第 1実施形態と同様の利点が得られる。
図 3は本発明の第 3実施形態の照明器具を示す。取り付け面 31は例えばワゴン車 内の金属製の天井などの接地された導体板である。平面放電管 19の照明面と反対 の背面に配置された電極 14は天井 31に近接して配置される。透明電極 15は駆動 回路 28の接地端 28Eに接続される。電極 14と天井 31との間には遮蔽板 34 (図 1参 照)は配置されていない。
[0018] 接地電位である天井 31と、接地端 28Eに接続されている電極 14とにより平面放電 管 19は電磁遮蔽される。よって、遮蔽板 34を用いることなく第 1及び第 2実施形態と 同様の利点が得られる。
[0019] 図 2及び図 3において駆動回路 28の接地端 28Eと天井 31との接続は簡略に示し た。例えば図 1に示したように、裏ケース 35又はグローブ 27が天井 31にタッピングビ スにより取付けられ、これに接地端 28Eが接続される。
[0020] 図 1〜図 3のいずれの場合も、修理点検のためにグローブ 27全体またはグローブ 2
7の照明面側のパネルは取り外し可能あるいは開放可能である。
車両の金属製の天井 31の内面には、断熱材層や防音層が取り付けられており、こ れらの層の厚さは車種により異なる。この場合であっても、第 1及び第 2実施形態の 照明器具を用いれば、所定の遮蔽効果が得られる。

Claims

請求の範囲
[1] 照明器具であって、
平らな照明面を有し、放電ガスの封入された放電空間を区画する平面放電管であ つて、前記照明面を提供する誘電体平板と、前記誘電体平板及び前記放電空間を 挟むように対向して配置された 2つの電極とを含む前記平面放電管と、
接地電位にある接地端を有し、前記平面放電管を駆動する駆動回路とを備え、 前記 2つの電極のうちの一つは、前記平面放電管の前記照明面に配置され、前記 接地端に電気的に接続された透明電極である照明器具。
[2] 前記平面放電管は前記照明面と反対側の背面を有するものであり、
前記平面放電管の前記背面に対面して配置され、前記接地端に電気的に接続さ れた遮蔽板を更に備える請求項 1に記載の照明器具。
[3] 前記遮蔽板は、前記平面放電管の前記背面を囲うケースの一部である請求項 2に記 載の照明器具。
[4] 前記平面放電管は前記照明面と反対側の背面を有するものであり、
前記駆動回路は前記平面放電管の前記背面の端部に隣接して配置され、 前記駆動回路は前記平面放電管の前記背面に沿って延びる導電性の放熱板を含 み、
前記放熱板は前記接地端に電気的に接続されることを特徴とする請求項 1に記載 の照明器具。
[5] 前記照明器具の点灯時に、前記遮蔽板と前記透明電極は接地電位に維持される請 求項 2に記載の照明器具。
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