JP2004063223A - 無電極放電ランプ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】基台210におけるプリント基板220側の主面に、誘導コイル201に高周波電流を供給するための楔部202を支持するとともに絶縁する筒部213をプリント基板220近傍まで立設する。これにより、楔部202と、プリント基板220から突出した半田や素子の端子2201との接触が抑制されて電気的な絶縁信頼性が向上するとともに、楔部202が所定位置に固定されるので、組み立て時における位置決めが行いやすくなる。
【選択図】 図4
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、無電極放電ランプに関し、特に、その絶縁信頼性を向上する技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、一般的に用いられている白熱電球よりも長寿命であり、かつ消費電力を抑制することができる電球型の無電極放電ランプが注目されている。
従来から知られている無電極放電ランプは、これを駆動する駆動回路が比較的大きいため、駆動回路を電球とは別に設けたものや、駆動回路を一体としたものでは大型のものがある。このうち、駆動回路一体型の無電極放電ランプ(以下、「無電極ランプ」という。)においては、白熱電球と交換することができるように、その大きさを白熱電球と同程度までコンパクト化したいという要望がある。
【0003】
一般に無電極ランプの場合、先端に口金を備える漏斗状のケース内部に駆動回路部が収納されている。ここで、駆動回路部は、高さのある複数の素子をプリント基板に半田付けしたものが用いられ、従来の無電極ランプにおいては、一般にプリント基板がコイルボビンの伸張方向と同じ方向、すなわち縦方向に配され、これを収納するケースが縦長となって大きくなりがちであった。
【0004】
そこで、無電極ランプをコンパクト化するために、プリント基板を横方向に配するタイプのものが開発されつつある。このようにプリント基板を横方向に配するとともに、高さのある複数の素子をプリント基板におけるケースの口金側に搭載することにより、駆動回路部をケース内部に効率よく収納することができるようになり、無電極ランプをコンパクト化することが可能となる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、横方向に配したプリント基板においては、素子が口金側の主面に搭載されるので、これと反対側の主面に当たる、管球やコイルボビン側の主面から各素子の端子およびこれを固定する半田が露出してしまう。そのため、コイルボビンから伸張する二本のリード線をプリント基板と結線すると、リード線と上記各素子の端子や半田との間の絶縁性が確保できない場合がある。
【0006】
リード線は、4000V程度の非常に高い電圧が印加されるため、絶縁被覆されていても端子や半田などとの距離が近くなると、絶縁破壊されてショートが起こる可能性がある。また、プリント基板上においてリード線同士が近く配される場合には、その間においてもショートが起こる可能性もある。このリード線同士のショート発生を抑制するために、プリント基板における結線箇所を互いに離してリード線同士の間隔を広げることが考えられる。しかし、その場合には、リード線を取り回す必要があるため、これによってリード線がたわみ、かえってリード線と端子や半田との距離が縮まりショートする可能性がある。これは、リード線を適切な位置に固定すれば防ぐことができるが、その場合には、無電極ランプの製造時におけるリード線の位置あわせに手間がかかり、製造工程上好ましくないという問題もある。
【0007】
本発明は、上記の問題に鑑み、電気的な絶縁信頼性を向上することができるとともに、組み立てしやすい無電極ランプを提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明に係る無電極放電ランプは、筒状のボビンと、ボビンに巻回された誘導コイルと、ボビンの管軸方向と直交する方向に沿って主面が配され、誘導コイルに所定周波数の電流を供給するための素子がボビンと反対側の主面に搭載された回路基板と、ボビンと回路基板の間に配される絶縁基板とを備え、誘導コイルが、その両端から回路基板と接合される通電用のリード部が導出されており、絶縁基板が、リード部が回路基板側に貫通するための孔が穿設されているとともに、リード部が孔から回路基板と電気的に接合される近傍まで、リード部を挿通しこれを支持および絶縁する筒部が前記孔周縁に立設されていることを特徴としている。
【0009】
このような無電極放電ランプにおいては、絶縁性の筒部によってリード部が絶縁されるので、回路基板が横方向に配置され、それに固定される素子の端子がボビン側に露出していたとしても、これらの端子とリード部との接触が抑制され、絶縁信頼性が向上する。さらに、リード部が、リード線のような屈曲しやすいものであったとしても、筒部がこれを回路基板近傍まで保持することができるので、無電極放電ランプを組み立てる際におけるリード部と回路基板との位置決めを行いやすい。
【0010】
ここで、リード部が、リード線と楔部とからなり、リード線と楔部とが絶縁基板よりもボビン側において接合されているようにすれば、リード線と楔部との接合部分が回路基板上に露出した素子の端子などと絶縁基板を介して隔離されるので、その接合部分を絶縁被覆する必要がなくなり、製造コスト的に好ましい。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る無電極ランプの一実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
(1)無電極ランプの全体構成
図1は、本実施の形態に係る無電極ランプを展開した斜視図である。
【0012】
同図に示すように、無電極ランプは、発光部となる管球1と、管球1を発光駆動させる駆動部2と、駆動部2を収納するとともに固定保持するケース部3とからなる。
管球1は、ガラスから構成され、球状の外管10と、当該外管10の表面から中心に向けて円筒状に凹設されたコイルボビン挿入部11とからなり、コイルボビン挿入部11には、駆動部2における磁場発生用のコイルボビン部20が挿入される。また、管球1の内部には、水銀および放電ガスが封入されている。
【0013】
外管10は、その一端側においてくびれたネック部100が形成されており、ネック部100の周壁には、管球1を駆動部2と掛止固定するための掛止部101が複数突設されている。外管10の内側壁面においては、図示しない蛍光体膜が被覆されている。この蛍光体膜は、駆動部2におけるコイルボビン部20の発生する交流磁場が管球1内に封入された水銀と電子の衝突を起こし、これによって放出される紫外線によって励起発光する。
【0014】
コイルボビン挿入部11は、円筒部110、細管部111、頂面部112とからなり、円筒部110の管軸方向に沿って、それよりも径の細い細管部111が中心に配された二重管構造を有するとともに、円筒部110と細管部111における管球中心側の端部同士が頂面部112によって貼設された構成となっている。
【0015】
駆動部2は、磁場を発生するためのコイルボビン部20と、管球1を固定するとともに駆動回路部22を固定するための管球固定部21と、コイルボビン部20を駆動する回路基板を備える駆動回路部22とからなり、管球固定部21に設けられた係合溝212とケース部3における係合突起301とが係合することによりケース部3に固定される。
【0016】
ケース部3は、駆動回路部22を収納して保護するためのものであり、樹脂からなり、その内周壁に係合突起301が設けられた漏斗状のケース30と、その先端に取り付けられ、外部電源と接続される口金31とからなる。
口金31は、一般的に用いられる白熱電球と同じ形状を有する導電性の口金であり、駆動回路部22と電気的に接続される。
【0017】
(2)駆動部2の詳細構成
駆動部2の詳細な構成について、図2を用いて説明する。
図2は、駆動部2を展開した斜視図である。
同図に示すように、駆動部2は、コイルボビン部20と、当該コイルボビン部20が立設される管球固定部21と、管球固定部21を介してコイルボビン部20と反対側に設けられる駆動回路部22とからなる。
【0018】
コイルボビン部20は、中空円筒状のボビン200と、ボビン200の周壁に巻回される誘導コイル201と、誘導コイル201の両端から導出されたリード線201aと電気的に接合されるとともに、駆動回路部22と接続されるピン状の楔部202と、ボビン200の芯部に挿嵌される管状のコア203と、コア203の芯部に挿嵌され、誘導コイル201から発生する熱をコア203を介して空気中に放熱するヒートシンク204とからなる。
【0019】
ボビン200は、管球固定部21における基台210の中心から突設されるように基台210と絶縁性の樹脂材料から一体成型されたものである。
誘導コイル201は、絶縁されたコイルを撚り線にした、いわゆるリッツ線からなり、ボビン200の周壁に一方向に巻回されるとともに、そのコイルの両端部がリード線201aとして管球固定部21側に導出された状態となっている。
ここで、誘導コイル201はリッツ線としなくてもよいが、リッツ線とすることにより、表皮効果による低抵抗化の効果が期待される。なお、リード線201aは後述する楔部202と接合され、この接合されたものは誘導コイル201のリード部として機能するようになっている。
【0020】
楔部202は、図2における破線で囲まれた一部拡大図に示すように、導電性金属からなる長方形の平板をくの字に折り曲げたものであり、その一端側が誘導コイル201のリード線201aと抵抗溶接によって固定されるとともに、他端側が管球固定部21における基台210に穿設された孔210aに挿嵌される。
これにより、リード線201aと楔部202とは、基台210における管球1側において接合されるので、基台210を介して駆動回路部22と隔離された状態となる。従来は、リード線201aを、基台210を通して楔部202における駆動回路部22側に巻きつけており、巻き付けが緩んだ場合には、リード線201aが駆動回路部22と接触してショートする可能性があった。しかし、これにより、リード線201aと楔部202との接合部分が、絶縁物である基台210によって駆動回路部22と隔離された状態を保持することができるので、ショートの発生を抑制することができる。また、その接合部分を絶縁物によって被覆する必要もなく、コスト的にも好ましい。ここで、楔部202における孔210aに挿嵌される側には、突起202aが突設されており、この突起202aは、孔210aに挿嵌されたときに孔210aの壁面を押圧する。これにより、楔部202は、孔210aから抜けにくくなり、しっかりと固定される。なお、楔部202と誘導コイル201の接合方法は、抵抗溶接に限られず、半田やかしめなど、楔部とコイルの導電性を確保することができる方法であればよい。
【0021】
管球固定部21は、円板状の基台210と、その周縁に立設され、管球1の掛止部101を掛止するホルダ部211とからなる。
基台210は、その中心に孔214(図3)が開設されており、これをカバーするようにボビン200が立設されるとともに、周縁近傍における中心から90°程度の角度を有する位置に、コイルボビン部20における楔部202を挿嵌する孔210aが二つ穿設されている。
【0022】
図3は、基台210の裏側をみた斜視図である。
上述したように、孔210aが基台210の周縁近傍に配置されているので、図3に示すように、基台210の裏側においては、孔210aに挿入された楔部202同士の距離Wを広げることができる、そのため、楔部202と楔部202の間における絶縁性を向上することができるので、ショート発生を抑制することができる。また、基台210の裏側においては、孔210aの周縁から楔部202を絶縁被覆するとともにこれを固定する筒部213が突設されている。この筒部213は、基台210と一体成型されたものであり、楔部202と駆動回路部22における素子の端子や半田などとの接触を防ぐとともに、楔部202が突出する位置を固定する働きを有する。
【0023】
図2に戻り、ホルダ部211は、管球1における掛止部101(図1)と対応して設けられ、掛止構造によって管球1をホールドするとともに、その外周壁に設けられた係合溝212がケース部3(図1)における掛止突起301(図1)と嵌合する。
コア203は、管状のフェライトコアからなり、ボビン200の芯部に相当する孔214(図3)に挿嵌される。
【0024】
ヒートシンク204は、アルミなどの伝熱性に優れる金属からなり、円板状の基台2040の中心に円筒管状の筒部2041が立設された構成となっており、筒部2041がコア203の芯部に挿嵌される。
基台2040には、楔部202と対応する位置に孔2040aが穿設されるとともに、駆動回路部22における位置決めピン2211を挿嵌する孔2040bが穿設される。
【0025】
筒部2041は、コア203の内周壁と当接するように配され、誘導コイル201において発生する熱をコア203を介して駆動回路部22側に放熱する働きを有する。
駆動回路部22は、基台210におけるボビン200と反対側の主面に設けられ、入力された電力を所望の高周波信号(たとえば400kHz程度)に変換する高周波発振素子や、整流器などの素子2200が半田付けされたプリント基板220と、当該プリント基板220を固定するホルダ221とを備え、変換された高周波信号を楔部202を介して誘導コイル201に供給する。
【0026】
プリント基板220は、駆動回路として必要な配線がプリントされたものであり、その一方の主面側に素子2200が搭載されるとともに、他方の主面側に素子2200における端子2201が複数突設された状態で半田2202によって半田付けされ、さらに楔部202を挿入するためのスリット2203が二箇所切り欠かれている。
【0027】
ホルダ221は、樹脂からなる円板状のものであり、プリント基板220の向きを一義的に固定するとともに、プリント基板220における端子2201が突設された側をヒートシンク204から絶縁するようにカバーする。
ホルダ221には、ヒートシンク204における孔2040aおよびプリント基板220におけるスリット2203と対応する位置に孔2210aが穿設されるとともに、ヒートシンク204と対向する側には、ヒートシンク204における孔2040bと対応する位置において、ヒートシンク204との相対的位置を固定するための位置決めピン2211が二本突設されている。
【0028】
このような駆動部2を組み立てる際には、ボビン200に誘導コイル201を巻回した後、誘導コイル201から導出されるリード線201aに楔部202を抵抗溶接によって溶接する。そして、この楔部202を基台210における孔210aに挿嵌し、楔部202を筒部213から突出させる。
つぎに、ボビン200における孔214(図3)にコア203を挿入した後、コア203の芯部にヒートシンク204における筒部2041を挿入する。このとき、ヒートシンク204における基台2040の孔2040aに筒部213がそれぞれ通過するように挿入する。
【0029】
そして、素子2200を半田付けしたプリント基板220を、ホルダ221に係合させて保持させ、ホルダ221における位置決めピン2211を、ヒートシンク204における孔2040bに挿入する。これにより、ホルダ221とヒートシンク204との相対的位置が固定される。そして、楔部202をプリント基板220に空けられたスリット2203に挿入して、楔部202の先端側とプリント基板220と半田付けして固定する。
【0030】
(3)筒部213を備えることによる効果
このようにして組み立てられた本実施の形態にかかる無電極放電ランプの一部断面を示す正面図を図4に示す。
同図に示すように、楔部202は、筒部213によって被覆されており、筒部213はプリント基板220の近傍まで延出している。そのため、楔部202はプリント基板220から突き出た端子2201とも接触しにくい構成となっている。ここでは、筒部213は、その高さH(図3)を3mmとし、筒部213とプリント基板220の間の距離が1mm程度に近接するように設定している。しかし、このように近接することに限定されるものではなく、筒部213がプリント基板220と当接するように設定すれば、基台210とプリント基板220との間隔を筒部213の高さHに一定にすることもできる。
【0031】
さらに、筒部213を備えることによって、楔部202を用いることなく、屈曲しやすいリード線201aを直接筒部213に通してプリント基板220と接続することもできる。これは、屈曲しやすいリード線であっても、筒部213がリード線をプリント基板220近傍まで所定の位置となるように保持しているので、組み立て時においてプリント基板220の孔2203にリード線を通す際における位置あわせが行いやすくなるからである。
【0032】
これに加え、筒部213を備えることによって、本実施の形態のようにヒートシンク204を備える無電極ランプの場合には、楔部202とヒートシンク204との接触が遮られて絶縁性を高めることができるので、従来に比べて絶縁信頼性が向上する。
【0033】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明に係る無電極ランプは、筒部が楔部などのリード部を絶縁された状態に保持しているので、絶縁信頼性が向上するとともに、その筒部がリード部をプリント基板近傍まで支持しているので、屈曲しやすいリード線などをリード部として用いた場合においても、組み立て時において、リード部とプリント基板との相対的な位置決めが行いやすく、その組み立てがしやすくなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】無電極ランプを展開した斜視図である。
【図2】上記無電極ランプにおける駆動部を展開した斜視図である。
【図3】図2における駆動部の基台を裏側からみた斜視図である。
【図4】無電極放電ランプの一部断面を示す正面図である。
【符号の説明】
1 管球
2 駆動部
3 ケース部
10 外管
20 コイルボビン部
21 管球固定部
22 駆動回路部
30 ケース
200 ボビン
201 誘導コイル
201a リード線
202 楔部
202a,210a,214,2040a,2040b,
2203,2210a 孔
204 ヒートシンク
210 基台
211 ホルダ部
212 係合溝
213 筒部
220 プリント基板
221 ホルダ
301 掛止突起
2200 素子
2201 端子
2202 半田
2203 スリット
Claims (2)
- 筒状のボビンと、
前記ボビンに巻回された誘導コイルと、
前記ボビンの管軸方向と直交する方向に沿って主面が配され、前記誘導コイルに所定周波数の電流を供給するための素子が前記ボビンと反対側の主面に搭載された回路基板と、
前記ボビンと回路基板の間に配される絶縁基板と
を備え、
前記誘導コイルは、その両端から前記回路基板と接合される通電用のリード部が導出されており、
前記絶縁基板は、前記リード部が前記回路基板側に貫通するための孔が穿設されているとともに、前記リード部が前記孔から前記回路基板と電気的に接合される近傍まで、前記リード部を挿通しこれを支持および絶縁する筒部が前記孔周縁に立設されている
ことを特徴とする無電極放電ランプ。 - 前記リード部は、リード線と楔部とからなり、前記リード線と楔部とが前記絶縁基板よりも前記ボビン側において接合されていることを特徴とする請求項1に記載の無電極放電ランプ。
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