JP2004095403A - 電球形蛍光ランプ - Google Patents
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Abstract
【課題】管内径が細い発光管を用いてランプ効率の向上を図ると共に、口金の規格に対応した形状のケース部材を用いてコストを抑える構成とする場合であっても、小型化を実現できる電球形蛍光ランプを提供すること。
【解決手段】電子安定器を収容するためのケース5に、異なる口金の規格に対応した円筒部51、52を設け、さらに円筒部51の、その径方向にほぼ対峙する位置に2つの切欠き部53、54を設ける。電子安定器に、管内径が細い発光管を点灯させるための倍電圧整流回路部を設け、倍電圧整流回路部に配される2つの電解コンデンサを、その本体の一部が切欠き部53、54に入り込むようして、円筒部51の径方向に並置させる。
【選択図】 図7
【解決手段】電子安定器を収容するためのケース5に、異なる口金の規格に対応した円筒部51、52を設け、さらに円筒部51の、その径方向にほぼ対峙する位置に2つの切欠き部53、54を設ける。電子安定器に、管内径が細い発光管を点灯させるための倍電圧整流回路部を設け、倍電圧整流回路部に配される2つの電解コンデンサを、その本体の一部が切欠き部53、54に入り込むようして、円筒部51の径方向に並置させる。
【選択図】 図7
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電球形蛍光ランプに関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、省エネルギーの要請により、照明分野においても一般の白熱電球に代えて電球形蛍光ランプの普及が進みつつある。
図13は、従来の電球形蛍光ランプの構成例を示す図である。
同図に示すように、電球形蛍光ランプ100は、3本U字形の発光管101、外管バルブ102、発光管101を点灯させるための電子安定器103、ケース104および口金105等を備えている。
【0003】
発光管101は、樹脂製のホルダ106に保持、固定されており、このホルダ106には、電子安定器103も装着されている。
ケース104は、同図上方に拡開する円筒状の樹脂製の部材であり、上方の開口部がホルダ106に取付られ、下側の開口部には口金105が被着されている。
【0004】
このような電球形蛍光ランプは、その構成上、一般の白熱電球に比べてどうしてもコスト高になってしまう。そこで、極力コストダウンを図るべく、従来から例えばケース104については、E26およびB22d形の双方の規格の口金が被着できる、いわゆる共用部材が広く用いられている。
図14は、ケース104の構成を示す図である。
【0005】
同図に示すように、ケース104の口金105が被着される部分は、大径部1041と小径部1042の2段構成になっている。大径部1041の外周には、E26形口金に対応した螺旋溝が設けられている。E26形口金が被着される場合には、この螺旋溝の部分に当該口金が螺嵌される。一方、小径部1042は、B22d形口金の規格寸法に対応して、外径D1が21(mm)に、内径D2が機械的強度の面から19(mm)に設定され、その外周面に複数個のリブ1043が設けられており、B22d形口金が被着される場合に、当該口金の内面が当該リブ1043に当接して当該口金を支持する。
【0006】
図13に戻って、電子安定器103は、いわゆるインバータ方式によるものが用いられ、平滑用の電解コンデンサ1032等の電子部品が基板1031上に配置されて構成される。これら電子部品は、通常、コスト面から汎用品が用いられ、また基板1031から突出している円柱状の電解コンデンサ1032を、口金105の内部空間内(ケース104の大径部1041、小径部1042内)に収容するようにして、ランプ全長の短縮化が図られている。
【0007】
ところで、電球形蛍光ランプは、コスト面に加えて、ランプ効率(lm/W)の改善も要請されており、例えば、特公平3−22016号公報に、発光管101の頂部と外管バルブ102の内面との間に透明性のシリコーン等の熱伝導性媒体を介在させることにより、発光管101の頂部の温度を低下させる技術が開示されている。この技術を用いれば、発光管101内の水銀蒸気圧の上昇を抑制することができ、ランプ効率の向上を図ることができる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の熱伝導性媒体を介在させる構成においても、ランプ効率の向上には限界があり、現状ではより高い効率が求められている。
そこで、本願発明者らは、ランプ効率の向上という問題に取り組み、発光管の管内径を従来のもの(例えば、12(mm))よりも細く、具体的には5〜9(mm)の範囲内のものを用い、発光管の全長をより長くして、ランプ効率をさらに向上させることを試みた。
【0009】
ところが、発光管の全長を長くすると電極間距離も長くなることから、点灯時におけるランプ電圧が従来のものに比べて高くなり、それに合わせて電子安定器の出力電圧も高く設定する必要が生じた。例えば、一般の白熱電球60W相当の12W品種であれば、従来のランプ電圧約60(V)に対し約90(V)になり、よって電子安定器の出力電圧も約140(V)から240(V)以上の値に設定せざるを得なくなった。そのため、商用電源が100〜120(V)地域の場合、電子安定器の入力整流回路として、2個の平滑用電解コンデンサを備える、いわゆる倍電圧整流回路を用いることが不可欠になった。
【0010】
そこで、本願発明者らは、従来の汎用の電解コンデンサを2つ組み込んだ倍電圧整流回路を備える電子安定器を準備し、実際にランプの組み立てを行ったところ、従来のケース104では、2つの電解コンデンサを収容できないことが判明した。これは、従来の汎用の電解コンデンサは、円柱形でその外径が10(mm)であるため、2つを径方向(横方向)に並べると20(mm)となり、ケース104の小径部1042(内径19(mm))内に並置できないからである。
【0011】
E26およびB22d形口金に共用のケース104を用いるとすれば、ケース104を縦方向(同図上下方向)に伸ばし、2つの電解コンデンサを縦方向に並べて配置する構成としなければならず、ランプ全長が長くなって、従来よりも大形化してしまうことになる。仮に、汎用の電解コンデンサに代えて、特注の小形のものを用いることも可能と考えられるが、コストアップが避けられず、好ましくない。
【0012】
このような問題は、E26およびB22d形に限られず、他の規格の口金に対応したケースを用いる場合であって、そのケース内に汎用の複数の電解コンデンサを並置する必要が生じた場合についても生じ得る。
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであって、管内径が細い発光管を用いてランプ効率の向上を図ると共に、口金の規格に対応した形状のケース部材を用いてコストを抑える構成とする場合であっても、小型化を実現可能な電球形蛍光ランプを提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係る電球形蛍光ランプは、発光管と、前記発光管を点灯させるための電子安定器と、開口を有する筒部を備えるケースと、前記筒部の開口を塞ぐように筒部に被着される口金と、を備える電球形蛍光ランプであって、前記電子安定器は、前記ケースに収容され、複数の電解コンデンサを含む倍電圧整流回路部を有し、前記ケースの筒部には、周壁を切欠いてなる切欠き部、または内面を凹ませてなる凹部が少なくとも一つ設けられており、前記複数のコンデンサの内の少なくとも一のコンデンサの本体が、前記切欠き部または凹部に入り込んだ状態で、前記筒部内に配置されていることを特徴とする。
【0014】
これにより、例えば管内径が細い発光管を用いると共に、異なる口金の規格に対応した形状のケースを用いる場合であっても、当該発光管を点灯させるための電子安定器に含まれる複数の電解コンデンサをケースの筒部内に収容することが可能になり、ランプ効率の向上、コスト低減に加えて、ランプの小型化をも実現できる。
【0015】
また、前記倍電圧整流回路部は、第1と第2の電解コンデンサを備え、前記筒部には、径方向にほぼ対向する位置に第1と第2の切欠き部または凹部が設けられており、第1と第2の電解コンデンサは、第1の電解コンデンサの本体の一部が第1の切欠き部または凹部に、第2の電解コンデンサの本体の一部が第2の切欠き部または凹部にそれぞれ入り込んだ状態で、径方向に隣接配置されていることを特徴とする。
【0016】
さらに、前記筒部に設けられているのは、第1と第2の切欠き部であり、第1の電解コンデンサの、第1の切欠き部に入り込んでいる部分の表面および第2の電解コンデンサの、第2の切欠き部に入り込んでいる部分の表面と、口金の内面との間に、熱伝導性媒体が介在していることを特徴とする。
これにより、各電解コンデンサからの熱を熱伝導性媒体を介して口金に伝え外部へ放出させ易くなり、ランプ内部の温度を少しでも下げることができ、ランプ効率の向上と電子部品の安定動作を図れるようになる。
【0017】
また、前記熱伝導性媒体は、シリコーンであることを特徴とする。
また、前記筒部に設けられているのは、第1と第2の凹部であり、前記第1の凹部の内面と、第1の電解コンデンサの、第1の凹部に入り込んでいる部分の表面とが面接触すると共に、前記第2の凹部の内面と、第2の電解コンデンサの、第2の凹部に入り込んでいる部分の表面とが面接触していることを特徴とする。
【0018】
これにより、各電解コンデンサからの熱をケースを介して口金に伝え外部へ放出させ易くなり、ランプ内部の温度を少しでも下げることができ、ランプ効率の向上と電子部品の安定動作を図れるようになる。
さらに、前記筒部に設けられているのは、切欠き部であり、前記切欠き部は、前記筒部の、口金により覆われる部分に設けられていることを特徴とする。
【0019】
これにより、切欠き部を設けてもランプの外観が損なわれるといったことが生じない。
さらに、前記筒部は、円筒形であり、前記電解コンデンサは、円柱状になっており、各電解コンデンサは、同一容量のものであり、前記筒部内に径方向に並べられて配置されていることを特徴とする。
【0020】
また、前記倍電圧整流回路部は、プリント基板を含み、前記口金は、有底筒状になっており、その底部に配置される第1の電極と、その側面部に配置される第2の電極とを有し、各電解コンデンサは、プリント基板の、口金が配置されている側の主面上に第1と第2のリード線を介して立設されており、前記主面上からは、口金の第2の電極と接続される第3のリード線が口金の方向に向かって引き出されており、前記筒部には、前記リード線を口金の第2の電極に導くための切込み部が設けられており、前記第3のリード線は、前記筒部内を通って、前記切込み部で折り返されて口金の第2の電極に接続されており、前記主面上の、前記口金の第2の電極と接続されたときに第1と第2のリード線と交差しない状態になる位置から引き出されていることを特徴とする。
【0021】
これにより、ランプ製造時において、第3のリード線を、例えば電解コンデンサを避けながら遠回しに配線するといった手間な作業を行わなくても済むようになり、配線作業を容易化できる。
さらに、前記第3のリード線は、前記主面を口金側から見たときに、筒部内の、前記複数の電解コンデンサの配置により区切られた複数の空間の内、前記切込み部に最も近い空間を介して見える範囲内の、前記主面上の位置から引き出されていることを特徴とする。
【0022】
これにより、ランプ製造時において、第3のリード線を前記筒部内を介して切込み部に導き、折り返すという作業が容易になる。
また、前記ケースの筒部は、E26形およびB22d形口金が被着可能な形状に構成されていることを特徴とする。これにより、E26形およびB22d形口金に対応することが可能になる。
【0023】
また、前記発光管を収容する外管バルブを備え、前記発光管は、2重螺旋形ガラス管からなり、前記発光管の管内には、水銀がほぼ単体で封入されており、前記発光管の管内径が5.0〜9.0(mm)の範囲内のいずれかの値であり、前記発光管の最冷点箇所と、前記外管バルブの、最冷点箇所と対向する部分とが熱伝導性媒体を介して結合されていることを特徴とする。
【0024】
これにより、ランプ効率の向上に加えて、ランプの長さを短くでき小型化を実現できる。
【0025】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る電球形蛍光ランプ(以下、単に「ランプ」という。)の実施の形態を図を参照しながら説明する。
(ランプ1の構成)
図1は、ランプ1の一部断面を含む正面図である。このランプ1は、白熱電球60Wの代替用である12W品種である。
【0026】
同図に示すように、ランプ1は、2重螺旋形状の発光管2と、この発光管2を点灯させるための電子安定器3と、発光管2を保持するためのホルダ4と、ケース5と、口金6および発光管2を覆う外管バルブ7等を備えている。
図2は、発光管2の一部を切り欠いた構造を示す正面図である。
発光管2は、ガラス管21を湾曲させて構成され、このガラス管21は、その略中央の折り返し部で折り返され、その両側が旋回軸A廻りに旋回している。
【0027】
ガラス管21は、軟質ガラスが用いられ、その管内径が7.4(mm)、管外径が9.0(mm)で、折り返し部の両側をあわせて旋回軸A廻りに略2.5周旋回している。なお、2重螺旋形状の発光管2の電極間距離は、400(mm)となっている。
ガラス管21の両端部22、23には、電極24、25が封着されている。電極24、25には、例えば、タングステン製のコイル電極が用いられ、電極24は、ビーズガラスマウント方式により一対のリード線26a、26bに、電極25は、リード線27a、27bにそれぞれ保持されている。
【0028】
ガラス管21の一方の端部(ここでは、22)には、内部を排気するための排気管28が電極24の装着時に併せて封着されている。
発光管2の内面、つまりガラス管21の内面には、希土類の蛍光体29が塗布されている。この蛍光体29には、赤、緑、青発光の3種類で、例えばY2O3:Eu、LaPO4:Ce、Tb及びBaMg2Al16O27:Eu、Mn蛍光体を混合したものが用いられている。
【0029】
ガラス管21の内部(以下、「発光管2の内部」ともいう。)には、水銀が単体形態で約5mg封入され、また緩衝ガスとしてアルゴン・ネオンガスの混合ガス(この混合ガスにおけるネオンガスの容量比率は略25%である。)が、上述の排気管28を介して400Paで封入されている。
ここで、発光管2内に封入される水銀は、単体形態でなくても良い。但し、発光管の発光動作時における水銀蒸気圧が略水銀単体の蒸気圧値を呈する必要があり、このようなものとしては、例えば、亜鉛水銀がある。
【0030】
図1に戻って、発光管2は、ガラス管21の両端部22、23が、PET(ポリエチレンテレフタレート)等の樹脂製のホルダ4内に挿入されて、例えばシリコーン等の接着剤8によりホルダ4に固着されている。
ホルダ4の裏側(口金6側)には、電子安定器3のプリント基板(以下、「基板」という。)31が装着されている。この基板31上には、汎用の2つの電解コンデンサ32、33(図4、5等参照)を含む電子部品が取り付けられている。この電子安定器3は、倍電圧整流回路を備えた、所謂、シリーズインバータ方式によるものである。
【0031】
ケース5は、PBT(ポリブチレンテレフタレート)等の樹脂製であって、同図の上方向に拡開する筒状の部材である。発光管2及び基板31が装着されたホルダ4は、電子安定器3が下側となるようにケース5内に収容され、ホルダ4の外周部が、ケース5の上側の大径部の内壁に接着剤9により固着されている。
このケース5は、「従来の技術」欄で説明したケース部材と同様の構成、すなわち同図下側の小径部の形状がE26およびB22d形の双方の規格の口金に対応できるものとなっており、本実施の形態では、この小径部内に2つの電解コンデンサ32、33を径方向(旋回軸Aと直交する方向。横方向ともいう。)に並べた状態で配置できるように、ケース5の形状が工夫されている。このケース5の形状については、後述する。なお、ここでは、口金6としてE26形の口金が被着されている。
【0032】
外管バルブ7は、発光管2を覆うためのもので、その開口部が、ケース5の上側の開口部の内側に挿入され、接着剤9により固着されている。そして、この外管バルブ7とケース5とで外囲器が構成される。なお、外管バルブの最外径Bは55(mm)で、その全長は58(mm)になっている。
外管バルブ7は、白熱電球と同様に、装飾性に優れたガラス材からなり、その形状がなす状、所謂A形をしている。外管バルブ7の内周面には、発光管から発せられた光を拡散させるための拡散膜が塗布されている。この拡散膜には、例えば、主成分が炭酸カルシウムの粉体が用いられている。
【0033】
発光管2の上端部211と外管バルブ7の内壁の上端部71とは、透明なシリコーンからなる熱伝導性媒体10により熱的に結合されている。これにより、ランプ1が点灯して発光管2の温度が上昇したときに、その熱が熱伝導性媒体10を介して外管バルブ7へと伝わり、発光管2の温度、特に発光管2の上端部に位置する最冷点箇所(電極から最も離れた箇所)の温度の上昇を抑制することができ、ランプ効率の向上を図っている。
【0034】
(電子安定器3の構成)
図3は、電子安定器3の回路構成を示すブロック図である。
同図に示すように、電子安定器3は、入力整流回路部30Aとインバータ回路部30Bとからなる。なお、同図では、入力整流回路部30Aについてのみ回路構成を示しており、インバータ回路部30Bについては、公知の回路が利用されるので、その構成を省略している。
【0035】
入力整流回路部30Aは、入力される商用電源(交流)を整流、平滑して直流電圧に変換し、それをインバータ回路部30Bに出力する回路であり、ここでは倍電圧整流回路部30Cを備えている。
倍電圧整流回路部30Cは、2つの電解コンデンサ32、33、2つのダイオード34、35からなる全波倍電圧整流回路であり、入力電圧の最大値のほぼ2倍の直流出力電圧が得られるように構成されている。このように倍電圧整流回路を用いているのは、従来の技術で説明したように発光管2の電極間距離が400(mm)となっており、入力電圧をほぼ2倍に引き上げる必要があるからである。
【0036】
インバータ回路部30Bは、チョークコイル36(図4参照)等を備え、入力整流回路部30Aからの直流電圧をインバータで所定の高周波電圧に変換して、発光管2に出力する。
図4は、電子安定器3を単体の部材として、図1の口金6側から見たときの平面図であり、図5は、電子安定器3を図4の矢印P方向から見たときの側面図であり、図6は、図4の矢印Q方向から見たときの側面図である。ここで各図においては、電子安定器3を構成する電子部品の中で、特に大形の部品、すなわち電解コンデンサ32、33、インバータ回路部30B内のチョークコイル36のみを示しており、ダイオード34等の小型の部品については図示を省略している。実際には、これら小型のダイオード34等の部品は、基板31上の空いているスペースに実装されるようになっている。
【0037】
各図に示すように、基板31の口金6側の主面311のほぼ中央部には、チョークコイル36が実装されている。
電解コンデンサ32、33は、その本体(円柱部分)321、331が基板31上のほぼ中央であって、チョークコイル36を避けるようにチョークコイル36の上側において、横方向に並置されるようにリード線322、332を介して基板31上に実装されている。これら電解コンデンサ32、33は、同部材であり、汎用部品として本体321、331の寸法が外囲径10(mm)、長さ15(mm)のもの(従来品、例えば160V20μFのもの)が用いられている。
【0038】
基板31の主面311から引き出されているリード線37、38は、入力整流回路部30Aと口金6とを接続するための線である。リード線37の先端は、口金6の先端の電極61(図1)と、リード線38の先端は、口金6の側面の電極62(螺旋溝の部分)とそれぞれ接続される。これにより、商用電源から供給される電力が入力整流回路部30Aに送られる。なお、リード線38の先端側は、約10(mm)分、絶縁被覆が取り除かれた裸線381になっており、後述のように、口金6がケース5に装着された際に、この裸線381の部分が口金6の電極62に接続されるようになっている。
【0039】
基板31上に配置されているピン31a〜31dは、インバータ回路部30Bの出力端子であり、発光管2のリード線26a、26b、27a、27bと接続される。
(ケース5の形状)
図7は、ケース5の正面図、図8は、ケース5を図7の矢印R方向から見たときの側面図、図9は、図7の矢印S方向から見たときの下面図である。
【0040】
各図に示すように、ケース5には、小径部に円筒部51、52が設けられ、E26およびB22d形の双方の口金が被着可能なようになっている。
円筒部52は、従来と同様に、その外側にE26形の口金が被着可能な螺旋溝が形成されており、内径が21(mm)になっている。一方、円筒部51は、その外径D1が21(mm)、内径D2が19(mm)、高さHが6(mm)になっており、その外周面には、4つのリブ57が設けられている。円筒部51は、B22d形の口金が被着されたときに、これらリブ57を介して当該口金の内面と当接して当該口金を支持する。また、この円筒部51には、径方向に略対峙する位置に2つの切欠き部53、54が設けられており、この点が従来のものと異なっている。
【0041】
この切欠き部53、54は、外径が10(mm)の電解コンデンサ32、33の本体321、331を、内径19(mm)の円筒部51内部に並置することを可能ならしめるために設けられたものである。すなわち、電解コンデンサ32、33の本体321、331を円筒部51内部に並置しようとしたときに、本来、その本体321、331の、円筒部51内に入り切らない部分(径方向に1mm分)を外側に逃がすための役割をしているのである。ここでは、切欠き部53、54の周方向長さ(幅)Lbを共に10(mm)にしており、図9に示すように、電解コンデンサ32、33の本体321、331の、円筒部51内からはみ出すはずの部分を切欠き部53、54に入り込ませて逃がすようにすることにより、並置を可能にしているのである。
【0042】
円筒部51には、V字状の切込み部55が設けられ、円筒部52の、切込み部55の直上の位置には、溝56が設けられており、これらは、基板31から引き出されたリード線38の配線に用いられる。
(リード線37、38の配線)
図10、11は、リード線37、38の配線を説明するための図である。図10は、電子安定器3が装着されたケース5の、一部断面を含む正面図であり、図11は、図10の矢印X方向からケース5の内部を見たときの下面図である。
【0043】
両図に示すように、リード線37、38は、基板31の主面311から口金6の方向に向かってほぼ直線状に引き出されている。
リード線37は、円筒部51、52の内部の、電解コンデンサ32、33の並置により区切られることによって形成される2つの空間58、59の内の58の方を通って、口金6の電極61の方向に配線される。
【0044】
一方、リード線38は、空間59を通って、その裸線381が円筒部51の切込み部55において折り返され、円筒部51の外側に引き出されて、その先端が円筒部52の外表面に設けられた溝56に填まり込むように配線される。
実際のランプ1の製造時には、ケース5に電子安定器3が装着され、リード線37、38が図10に示す状態に配線された後、口金6がケース5の円筒部51、52の部分に装着されて接着剤、かしめ等により固着される。その際、リード線37の先端は、口金6の内側から電極61の部分に設けられた穴(不図示)を通って口金6の外側に引き出され、その穴の部分とリード線37の先端が半田付け等により封止されることにより電極61とリード線37が電気的に接続される。
【0045】
一方、リード線38は、口金6が装着されると、その裸線381の部分が口金6の電極62の内面と円筒部51、52の外表面との間に挟まれて電極62の内面と接触することにより電気的に接続されるようになっており、接続のための半田付け等の作業を行う必要がなく、その分作業を容易化できる。
そして、リード線38を切込み部55で折り返す作業をより容易にするため、ここでは図11に示すように、図10のX方向から基板31の主面311を見たときに、リード線38の、基板31の主面311からの引き出し位置が、空間59を介して見える範囲内に入るようにしている。これは、例えばリード線38の引き出し位置を空間58の範囲内にすると、ランプ製造時に、リード線38を切込み部55で折り返すため切込み部55に近づけようとしても、電解コンデンサ32、33の本体321、331が壁のようになって邪魔になり遠回りさせて配線する等の必要が生じ、作業し難くなるからである。リード線38の主面311上における引き出し位置を空間59を介して見える位置にして、リード線38を空間59を介して引き出せば、電解コンデンサに邪魔されることなく、リード線38の裸線381の部分を切込み部55に当てながら折り返すといった配線作業を容易に行えることができる。なお、リード線38の引き出し位置は、空間59の範囲内に限られない。電解コンデンサ32、33を避けて遠回しに配線することをしなければ良いので、その意味においては、リード線38を電界コンデンサのリード線322、332と交差させない、すなわちリード線38が電極62と接続されたときに、そのリード線322、332と交差しない状態になる位置からリード線38を引き出すようにすれば上記と同様の効果を得られることになる。
【0046】
また、口金6の装着前に、電解コンデンサ32、33の本体321、331の、口金6内面と近接する部分(切欠き部53、54に入り込んでいる部分の外周面(外側を臨んでいる部分))に熱伝導性媒体11、例えばシリコーン(図1)を塗布し、口金6の装着により、電解コンデンサ32、33と口金6とが当該熱伝導性媒体を介して熱的に結合するようにしている。
【0047】
このようにしているのは、電解コンデンサ32、33から発せられる熱を熱伝導性媒体を介して口金6に伝え外部へ放出させ易くして、ランプ1内部の温度を少しでも下げるようにするためである。すなわち、電球形蛍光ランプは、内部に電子安定器を備える構成なので、発光管から発せられる熱に、電子部品から発せられる熱が重畳されて高温になり易く、放熱性が悪いと発光管2の水銀蒸気圧の上昇によるランプ効率の低下を招いたり、電子部品の性能を低下させる恐れがあり、ランプ1内部の温度を少しでも下げるようにすることにより、ランプ効率の向上と電子部品の安定動作を図れるようになるからである。なお、熱伝送性媒体としては、シリコーンに限られず、例えばガラス、ゴム、高分子系樹脂類などの単体または複合物等を用いるとしてもよい。また、ここではシリコーンを介在させる構成としたが、例えば電気絶縁性等に問題がなければ直接電解コンデンサ33、34の本体331、341と口金6の内面とを接触させる構成とすることも可能であろう。
【0048】
(ランプの試作)
本願発明者らは、上記のランプを実際に試作し、一般白熱電球(60W)との大きさの比較、ランプ特性の確認を行った。この結果、まず円筒部51に切欠き部53、54を設けたことにより2つの電解コンデンサ32、33を口金6の内部空間に配置できるようになって、ランプ全長Lを一般白熱電球(60W)とほぼ同じ110(mm)に抑えることができた。そして、外管バルブ7の最外径Bを55(mm)とすることにより、一般白熱電球より小型化を図れた。一方、ランプ特性としては、ランプ電圧(安定点灯状態における電極間電圧)が91(V)で、ランプ電流が110(mA)であり、発光管2の内部に水銀単体を封入する構成をとりながら、光束が810(lm)、ランプ効率が67.5(lm/W)という優れた値が得られた。また、発光管2の内部に、水銀を単体形態で封入する構成としているので、ランプ始動時での光束立ち上がり特性が、一般蛍光ランプとほぼ同程度のレベルまで改善することができ、さらにランプの寿命も6000時間以上となり、良好な結果を得ることができた。
【0049】
なお、上記では、口金6としてE26形を用いたが、B22d形の口金をそのまま適用することができ、その場合でも、上記同様の効果を得ることが確認できた。
また、上記では、ランプ1を一般白熱電球の60(W)代替え用のランプとしたが、60(W)以外のランプ、例えば100(W)代替え用のランプに上記の構成を適用しても同様の効果が得られることも確認できた。また、上記ではガラス管21の管内径を7.4(mm)としたが、当該管内径を5.0〜9.0(mm)の範囲内としても同様の効果を得ることができた。
【0050】
以上説明したように、本実施の形態のランプ1は、従来よりも管径を細くして全長を長くした発光管2を用いることによりランプ効率の向上を図ることができ、ケース5を、E26型、B22d形の口金を共用できる形状にすると共に、口金の被着部(円筒部51)に切欠き部53、54を設けた構成にしているので、異なる規格の口金を共用できることによるコスト低減に加えて、発光管2の点灯用として設けられた倍電圧整流回路の電解コンデンサ32、33をケース5の円筒部51内において径方向に並置でき、口金6の内部空間に収容できるようになって、ランプ全長の短縮化、すなわち小型化を実現することができる。また、切欠き部53、54をケース5の、口金6により覆われる部分(円筒部51)に設けているので、切欠き部53、54を設けても、口金6が被着されると切欠き部53、54が露出することがなく外観に影響を与えることもない。
【0051】
(変形例)
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明は、上述の実施の形態に限定されないのは勿論であり、以下のような変形例が考えられる。
(1)上記実施の形態では、円筒部51に周壁除去部として切欠き部53、54を設ける構成としたが、これに限られず、例えば図12に示すように、円筒部51の内周面の、径方向に略対峙する位置に凹部81、82を設ける構成とすることもできる。電解コンデンサ32、33の本体321、331の外径が10(mm)であり、円筒部51の内径が19(mm)なので、円筒部51の、凹部81、82による最薄肉部の厚みを共に0.5(mm)とすれば、円筒部51の凹部81、82を結ぶ方向の径が20(mm)になり、本体321、331を隣接並置できることになるからである。この場合、同図に示すように、凹部81、82の内面の形状を、本体321、331の外表面の形状に合わせた曲面とする(ここでは、本体321、331が円柱形状のため、凹部81、82の内面の曲率を本体の外表面の曲率に合わせる)ようにすれば、本体321、331の一部が凹部81、82内に入り込んだ際に双方が面接触することになり、円筒部51(ケース5)と点接触する場合に比べて放熱性が良くなる。
【0052】
なお、面接触する構成に限られず、例えば凹部81、82の曲率を本体321、331の曲面と異なるものにして点接触させる構成としても、従来のように電解コンデンサがケース5と非接触のため電解コンデンサからの熱を空気を介してしか伝導させることができない構成に比べて放熱性は良くなる。また、凹部81、82を設けて電解コンデンサ32、33を円筒部51内に隣接並置できれば良いので、凹部81、82の形状は、上記のような内面を曲面としたものに限られず、例えば溝状等としてもよい。また、双方をシリコーン等の熱伝導性媒体を介して接触させる構成とすることもできる。
【0053】
(2)上記実施の形態では、切欠き部53、54の幅Lbを10(mm)としたが、電解コンデンサを並置できるのであれば、その値に限定されないのはいうまでもない。しかしながら、幅Lbはできるだけ小さくすることが望ましい。これは、上記したように、円筒部51は、B22d形口金を支持するための部材であり、そのため切欠き部をむやみに大きくすると、その分B22d形口金の内面と当接する面積が減って、当該B22d形口金を確実に支持できなくなる場合が生じ得るからである。
【0054】
(3)上記実施の形態では、E26およびB22d形の口金を共用できるケース5を用いた場合の例を説明したが、本発明は、これら口金の種類に限定されず、他の複数種類の口金を共用できるケースを用いた場合でも適用できる。また、上記では、汎用の電解コンデンサとして径が10(mm)のものを用いたが、ランプ電圧によってはサイズが異なる電解コンデンサを3個以上用いる場合も考えられる。このような場合でも、例えば切欠き部、凹部を電解コンデンサの数だけ設けたり、場合によっては1つだけ設けたりする等、電解コンデンサの数、大きさ、ケースの大きさ等に応じて、ケースに設けるべき切欠き部、凹部の数、その大きさ等を決めれば良い。すなわち、切欠き部や凹部を設けることにより複数の電解コンデンサをケース内に並置できるのであれば、その数、大きさは限定されないのである。なお、上記では、倍電圧整流回路として全波倍電圧整流回路を用いたが、例えば半波倍電圧整流回路を用いることもできる。また、ランプ電圧の大きさによっては、これら回路を複数接続して倍電圧整流回路を構成することができる。
【0055】
(4)上記実施の形態では、チョークコイル36および電解コンデンサ32、33を基板31の主面311上に実装するとしたが、例えばチョークコイル36だけを基板31の逆側の主面(発光管2側の面)に実装する構成とすることもできる。この場合、チョークコイル36を、当該逆側の主面上の、発光管2の2重螺旋の内側に形成される空間(囲繞空間)内に入るように配置すれば、ランプ1の全長に全く影響を与えない(全長を伸ばす必要がない。)。そして、基板31の主面311上からチョークコイル36がなくなるので、電解コンデンサ32、33の本体321、331を図5に示す位置よりもチョークコイル36の高さ分だけ主面311に近づけることができる。それに合わせてケース5の旋回軸A方向の長さを、円筒部51、52の長さはそのままにして縮小(大径部だけを縮小)すれば、結果的にランプ1の全長Lを上記よりも短くすることができ、より小型化することができる。
【0056】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る電球形蛍光ランプは、発光管と、前記発光管を点灯させるための電子安定器と、開口を有する筒部を備えるケースと、前記筒部の開口を塞ぐように筒部に被着される口金と、を備える電球形蛍光ランプであって、前記電子安定器は、前記ケースに収容され、複数の電解コンデンサを含む倍電圧整流回路部を有し、前記ケースの筒部には、周壁を切欠いてなる切欠き部、または内面を凹ませてなる凹部が少なくとも一つ設けられており、前記複数のコンデンサの内の少なくとも一のコンデンサの本体が、前記切欠き部または凹部に入り込んだ状態で、前記筒部内に配置されていることを特徴としている。したがって、管内径が細い発光管を用いると共に、異なる口金の規格に対応した形状のケースを用いる場合であっても、当該発光管を点灯させるための電子安定器に含まれる複数の電解コンデンサをケースの筒部内に収容することが可能になり、ランプ効率の向上、コスト低減に加えて、ランプの小型化をも実現できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】ランプ1の一部断面を含む正面図である。
【図2】発光管2の一部を切り欠いた構造を示す正面図である。
【図3】電子安定器3の回路構成を示すブロック図である。
【図4】電子安定器3を単体の部材として、図1の口金6側から見たときの平面図である。
【図5】電子安定器3を図4の矢印P方向から見たときの側面図である。
【図6】電子安定器3を図4の矢印Q方向から見たときの側面図である。
【図7】ケース5の正面図である。
【図8】ケース5を図7の矢印R方向から見たときの側面図である。
【図9】ケース5を図7の矢印S方向から見たときの下面図である。
【図10】電子安定器3が装着されたケース5の一部断面を含む正面図である。
【図11】電子安定器3が装着されたケース5の内部を、図10の矢印X方向から見たときの下面図である。
【図12】円筒部51の内面の、径方向に略対峙する位置に凹部81、82を設けた構成例を示す図である。
【図13】従来の電球形蛍光ランプの構成例を示す図である。
【図14】従来のケース104の正面図である。
【符号の説明】
1 電球形蛍光ランプ
2 発光管
3 電子安定器
4 ホルダ
5 ケース
6 口金
7 外管バルブ
10、11 熱伝導性媒体
30A インバータ回路部
30B 入力整流回路部
30C 倍電圧整流回路部
31 プリント基板
32、33 電解コンデンサ
36 チョークコイル
37、38 リード線
51、52 円筒部
53、54 切欠き部
55 切込み部
58、59 空間
61、62 電極
81、82 凹部
311 主面
321、331 電界コンデンサの本体
【発明の属する技術分野】
本発明は、電球形蛍光ランプに関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、省エネルギーの要請により、照明分野においても一般の白熱電球に代えて電球形蛍光ランプの普及が進みつつある。
図13は、従来の電球形蛍光ランプの構成例を示す図である。
同図に示すように、電球形蛍光ランプ100は、3本U字形の発光管101、外管バルブ102、発光管101を点灯させるための電子安定器103、ケース104および口金105等を備えている。
【0003】
発光管101は、樹脂製のホルダ106に保持、固定されており、このホルダ106には、電子安定器103も装着されている。
ケース104は、同図上方に拡開する円筒状の樹脂製の部材であり、上方の開口部がホルダ106に取付られ、下側の開口部には口金105が被着されている。
【0004】
このような電球形蛍光ランプは、その構成上、一般の白熱電球に比べてどうしてもコスト高になってしまう。そこで、極力コストダウンを図るべく、従来から例えばケース104については、E26およびB22d形の双方の規格の口金が被着できる、いわゆる共用部材が広く用いられている。
図14は、ケース104の構成を示す図である。
【0005】
同図に示すように、ケース104の口金105が被着される部分は、大径部1041と小径部1042の2段構成になっている。大径部1041の外周には、E26形口金に対応した螺旋溝が設けられている。E26形口金が被着される場合には、この螺旋溝の部分に当該口金が螺嵌される。一方、小径部1042は、B22d形口金の規格寸法に対応して、外径D1が21(mm)に、内径D2が機械的強度の面から19(mm)に設定され、その外周面に複数個のリブ1043が設けられており、B22d形口金が被着される場合に、当該口金の内面が当該リブ1043に当接して当該口金を支持する。
【0006】
図13に戻って、電子安定器103は、いわゆるインバータ方式によるものが用いられ、平滑用の電解コンデンサ1032等の電子部品が基板1031上に配置されて構成される。これら電子部品は、通常、コスト面から汎用品が用いられ、また基板1031から突出している円柱状の電解コンデンサ1032を、口金105の内部空間内(ケース104の大径部1041、小径部1042内)に収容するようにして、ランプ全長の短縮化が図られている。
【0007】
ところで、電球形蛍光ランプは、コスト面に加えて、ランプ効率(lm/W)の改善も要請されており、例えば、特公平3−22016号公報に、発光管101の頂部と外管バルブ102の内面との間に透明性のシリコーン等の熱伝導性媒体を介在させることにより、発光管101の頂部の温度を低下させる技術が開示されている。この技術を用いれば、発光管101内の水銀蒸気圧の上昇を抑制することができ、ランプ効率の向上を図ることができる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の熱伝導性媒体を介在させる構成においても、ランプ効率の向上には限界があり、現状ではより高い効率が求められている。
そこで、本願発明者らは、ランプ効率の向上という問題に取り組み、発光管の管内径を従来のもの(例えば、12(mm))よりも細く、具体的には5〜9(mm)の範囲内のものを用い、発光管の全長をより長くして、ランプ効率をさらに向上させることを試みた。
【0009】
ところが、発光管の全長を長くすると電極間距離も長くなることから、点灯時におけるランプ電圧が従来のものに比べて高くなり、それに合わせて電子安定器の出力電圧も高く設定する必要が生じた。例えば、一般の白熱電球60W相当の12W品種であれば、従来のランプ電圧約60(V)に対し約90(V)になり、よって電子安定器の出力電圧も約140(V)から240(V)以上の値に設定せざるを得なくなった。そのため、商用電源が100〜120(V)地域の場合、電子安定器の入力整流回路として、2個の平滑用電解コンデンサを備える、いわゆる倍電圧整流回路を用いることが不可欠になった。
【0010】
そこで、本願発明者らは、従来の汎用の電解コンデンサを2つ組み込んだ倍電圧整流回路を備える電子安定器を準備し、実際にランプの組み立てを行ったところ、従来のケース104では、2つの電解コンデンサを収容できないことが判明した。これは、従来の汎用の電解コンデンサは、円柱形でその外径が10(mm)であるため、2つを径方向(横方向)に並べると20(mm)となり、ケース104の小径部1042(内径19(mm))内に並置できないからである。
【0011】
E26およびB22d形口金に共用のケース104を用いるとすれば、ケース104を縦方向(同図上下方向)に伸ばし、2つの電解コンデンサを縦方向に並べて配置する構成としなければならず、ランプ全長が長くなって、従来よりも大形化してしまうことになる。仮に、汎用の電解コンデンサに代えて、特注の小形のものを用いることも可能と考えられるが、コストアップが避けられず、好ましくない。
【0012】
このような問題は、E26およびB22d形に限られず、他の規格の口金に対応したケースを用いる場合であって、そのケース内に汎用の複数の電解コンデンサを並置する必要が生じた場合についても生じ得る。
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであって、管内径が細い発光管を用いてランプ効率の向上を図ると共に、口金の規格に対応した形状のケース部材を用いてコストを抑える構成とする場合であっても、小型化を実現可能な電球形蛍光ランプを提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係る電球形蛍光ランプは、発光管と、前記発光管を点灯させるための電子安定器と、開口を有する筒部を備えるケースと、前記筒部の開口を塞ぐように筒部に被着される口金と、を備える電球形蛍光ランプであって、前記電子安定器は、前記ケースに収容され、複数の電解コンデンサを含む倍電圧整流回路部を有し、前記ケースの筒部には、周壁を切欠いてなる切欠き部、または内面を凹ませてなる凹部が少なくとも一つ設けられており、前記複数のコンデンサの内の少なくとも一のコンデンサの本体が、前記切欠き部または凹部に入り込んだ状態で、前記筒部内に配置されていることを特徴とする。
【0014】
これにより、例えば管内径が細い発光管を用いると共に、異なる口金の規格に対応した形状のケースを用いる場合であっても、当該発光管を点灯させるための電子安定器に含まれる複数の電解コンデンサをケースの筒部内に収容することが可能になり、ランプ効率の向上、コスト低減に加えて、ランプの小型化をも実現できる。
【0015】
また、前記倍電圧整流回路部は、第1と第2の電解コンデンサを備え、前記筒部には、径方向にほぼ対向する位置に第1と第2の切欠き部または凹部が設けられており、第1と第2の電解コンデンサは、第1の電解コンデンサの本体の一部が第1の切欠き部または凹部に、第2の電解コンデンサの本体の一部が第2の切欠き部または凹部にそれぞれ入り込んだ状態で、径方向に隣接配置されていることを特徴とする。
【0016】
さらに、前記筒部に設けられているのは、第1と第2の切欠き部であり、第1の電解コンデンサの、第1の切欠き部に入り込んでいる部分の表面および第2の電解コンデンサの、第2の切欠き部に入り込んでいる部分の表面と、口金の内面との間に、熱伝導性媒体が介在していることを特徴とする。
これにより、各電解コンデンサからの熱を熱伝導性媒体を介して口金に伝え外部へ放出させ易くなり、ランプ内部の温度を少しでも下げることができ、ランプ効率の向上と電子部品の安定動作を図れるようになる。
【0017】
また、前記熱伝導性媒体は、シリコーンであることを特徴とする。
また、前記筒部に設けられているのは、第1と第2の凹部であり、前記第1の凹部の内面と、第1の電解コンデンサの、第1の凹部に入り込んでいる部分の表面とが面接触すると共に、前記第2の凹部の内面と、第2の電解コンデンサの、第2の凹部に入り込んでいる部分の表面とが面接触していることを特徴とする。
【0018】
これにより、各電解コンデンサからの熱をケースを介して口金に伝え外部へ放出させ易くなり、ランプ内部の温度を少しでも下げることができ、ランプ効率の向上と電子部品の安定動作を図れるようになる。
さらに、前記筒部に設けられているのは、切欠き部であり、前記切欠き部は、前記筒部の、口金により覆われる部分に設けられていることを特徴とする。
【0019】
これにより、切欠き部を設けてもランプの外観が損なわれるといったことが生じない。
さらに、前記筒部は、円筒形であり、前記電解コンデンサは、円柱状になっており、各電解コンデンサは、同一容量のものであり、前記筒部内に径方向に並べられて配置されていることを特徴とする。
【0020】
また、前記倍電圧整流回路部は、プリント基板を含み、前記口金は、有底筒状になっており、その底部に配置される第1の電極と、その側面部に配置される第2の電極とを有し、各電解コンデンサは、プリント基板の、口金が配置されている側の主面上に第1と第2のリード線を介して立設されており、前記主面上からは、口金の第2の電極と接続される第3のリード線が口金の方向に向かって引き出されており、前記筒部には、前記リード線を口金の第2の電極に導くための切込み部が設けられており、前記第3のリード線は、前記筒部内を通って、前記切込み部で折り返されて口金の第2の電極に接続されており、前記主面上の、前記口金の第2の電極と接続されたときに第1と第2のリード線と交差しない状態になる位置から引き出されていることを特徴とする。
【0021】
これにより、ランプ製造時において、第3のリード線を、例えば電解コンデンサを避けながら遠回しに配線するといった手間な作業を行わなくても済むようになり、配線作業を容易化できる。
さらに、前記第3のリード線は、前記主面を口金側から見たときに、筒部内の、前記複数の電解コンデンサの配置により区切られた複数の空間の内、前記切込み部に最も近い空間を介して見える範囲内の、前記主面上の位置から引き出されていることを特徴とする。
【0022】
これにより、ランプ製造時において、第3のリード線を前記筒部内を介して切込み部に導き、折り返すという作業が容易になる。
また、前記ケースの筒部は、E26形およびB22d形口金が被着可能な形状に構成されていることを特徴とする。これにより、E26形およびB22d形口金に対応することが可能になる。
【0023】
また、前記発光管を収容する外管バルブを備え、前記発光管は、2重螺旋形ガラス管からなり、前記発光管の管内には、水銀がほぼ単体で封入されており、前記発光管の管内径が5.0〜9.0(mm)の範囲内のいずれかの値であり、前記発光管の最冷点箇所と、前記外管バルブの、最冷点箇所と対向する部分とが熱伝導性媒体を介して結合されていることを特徴とする。
【0024】
これにより、ランプ効率の向上に加えて、ランプの長さを短くでき小型化を実現できる。
【0025】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る電球形蛍光ランプ(以下、単に「ランプ」という。)の実施の形態を図を参照しながら説明する。
(ランプ1の構成)
図1は、ランプ1の一部断面を含む正面図である。このランプ1は、白熱電球60Wの代替用である12W品種である。
【0026】
同図に示すように、ランプ1は、2重螺旋形状の発光管2と、この発光管2を点灯させるための電子安定器3と、発光管2を保持するためのホルダ4と、ケース5と、口金6および発光管2を覆う外管バルブ7等を備えている。
図2は、発光管2の一部を切り欠いた構造を示す正面図である。
発光管2は、ガラス管21を湾曲させて構成され、このガラス管21は、その略中央の折り返し部で折り返され、その両側が旋回軸A廻りに旋回している。
【0027】
ガラス管21は、軟質ガラスが用いられ、その管内径が7.4(mm)、管外径が9.0(mm)で、折り返し部の両側をあわせて旋回軸A廻りに略2.5周旋回している。なお、2重螺旋形状の発光管2の電極間距離は、400(mm)となっている。
ガラス管21の両端部22、23には、電極24、25が封着されている。電極24、25には、例えば、タングステン製のコイル電極が用いられ、電極24は、ビーズガラスマウント方式により一対のリード線26a、26bに、電極25は、リード線27a、27bにそれぞれ保持されている。
【0028】
ガラス管21の一方の端部(ここでは、22)には、内部を排気するための排気管28が電極24の装着時に併せて封着されている。
発光管2の内面、つまりガラス管21の内面には、希土類の蛍光体29が塗布されている。この蛍光体29には、赤、緑、青発光の3種類で、例えばY2O3:Eu、LaPO4:Ce、Tb及びBaMg2Al16O27:Eu、Mn蛍光体を混合したものが用いられている。
【0029】
ガラス管21の内部(以下、「発光管2の内部」ともいう。)には、水銀が単体形態で約5mg封入され、また緩衝ガスとしてアルゴン・ネオンガスの混合ガス(この混合ガスにおけるネオンガスの容量比率は略25%である。)が、上述の排気管28を介して400Paで封入されている。
ここで、発光管2内に封入される水銀は、単体形態でなくても良い。但し、発光管の発光動作時における水銀蒸気圧が略水銀単体の蒸気圧値を呈する必要があり、このようなものとしては、例えば、亜鉛水銀がある。
【0030】
図1に戻って、発光管2は、ガラス管21の両端部22、23が、PET(ポリエチレンテレフタレート)等の樹脂製のホルダ4内に挿入されて、例えばシリコーン等の接着剤8によりホルダ4に固着されている。
ホルダ4の裏側(口金6側)には、電子安定器3のプリント基板(以下、「基板」という。)31が装着されている。この基板31上には、汎用の2つの電解コンデンサ32、33(図4、5等参照)を含む電子部品が取り付けられている。この電子安定器3は、倍電圧整流回路を備えた、所謂、シリーズインバータ方式によるものである。
【0031】
ケース5は、PBT(ポリブチレンテレフタレート)等の樹脂製であって、同図の上方向に拡開する筒状の部材である。発光管2及び基板31が装着されたホルダ4は、電子安定器3が下側となるようにケース5内に収容され、ホルダ4の外周部が、ケース5の上側の大径部の内壁に接着剤9により固着されている。
このケース5は、「従来の技術」欄で説明したケース部材と同様の構成、すなわち同図下側の小径部の形状がE26およびB22d形の双方の規格の口金に対応できるものとなっており、本実施の形態では、この小径部内に2つの電解コンデンサ32、33を径方向(旋回軸Aと直交する方向。横方向ともいう。)に並べた状態で配置できるように、ケース5の形状が工夫されている。このケース5の形状については、後述する。なお、ここでは、口金6としてE26形の口金が被着されている。
【0032】
外管バルブ7は、発光管2を覆うためのもので、その開口部が、ケース5の上側の開口部の内側に挿入され、接着剤9により固着されている。そして、この外管バルブ7とケース5とで外囲器が構成される。なお、外管バルブの最外径Bは55(mm)で、その全長は58(mm)になっている。
外管バルブ7は、白熱電球と同様に、装飾性に優れたガラス材からなり、その形状がなす状、所謂A形をしている。外管バルブ7の内周面には、発光管から発せられた光を拡散させるための拡散膜が塗布されている。この拡散膜には、例えば、主成分が炭酸カルシウムの粉体が用いられている。
【0033】
発光管2の上端部211と外管バルブ7の内壁の上端部71とは、透明なシリコーンからなる熱伝導性媒体10により熱的に結合されている。これにより、ランプ1が点灯して発光管2の温度が上昇したときに、その熱が熱伝導性媒体10を介して外管バルブ7へと伝わり、発光管2の温度、特に発光管2の上端部に位置する最冷点箇所(電極から最も離れた箇所)の温度の上昇を抑制することができ、ランプ効率の向上を図っている。
【0034】
(電子安定器3の構成)
図3は、電子安定器3の回路構成を示すブロック図である。
同図に示すように、電子安定器3は、入力整流回路部30Aとインバータ回路部30Bとからなる。なお、同図では、入力整流回路部30Aについてのみ回路構成を示しており、インバータ回路部30Bについては、公知の回路が利用されるので、その構成を省略している。
【0035】
入力整流回路部30Aは、入力される商用電源(交流)を整流、平滑して直流電圧に変換し、それをインバータ回路部30Bに出力する回路であり、ここでは倍電圧整流回路部30Cを備えている。
倍電圧整流回路部30Cは、2つの電解コンデンサ32、33、2つのダイオード34、35からなる全波倍電圧整流回路であり、入力電圧の最大値のほぼ2倍の直流出力電圧が得られるように構成されている。このように倍電圧整流回路を用いているのは、従来の技術で説明したように発光管2の電極間距離が400(mm)となっており、入力電圧をほぼ2倍に引き上げる必要があるからである。
【0036】
インバータ回路部30Bは、チョークコイル36(図4参照)等を備え、入力整流回路部30Aからの直流電圧をインバータで所定の高周波電圧に変換して、発光管2に出力する。
図4は、電子安定器3を単体の部材として、図1の口金6側から見たときの平面図であり、図5は、電子安定器3を図4の矢印P方向から見たときの側面図であり、図6は、図4の矢印Q方向から見たときの側面図である。ここで各図においては、電子安定器3を構成する電子部品の中で、特に大形の部品、すなわち電解コンデンサ32、33、インバータ回路部30B内のチョークコイル36のみを示しており、ダイオード34等の小型の部品については図示を省略している。実際には、これら小型のダイオード34等の部品は、基板31上の空いているスペースに実装されるようになっている。
【0037】
各図に示すように、基板31の口金6側の主面311のほぼ中央部には、チョークコイル36が実装されている。
電解コンデンサ32、33は、その本体(円柱部分)321、331が基板31上のほぼ中央であって、チョークコイル36を避けるようにチョークコイル36の上側において、横方向に並置されるようにリード線322、332を介して基板31上に実装されている。これら電解コンデンサ32、33は、同部材であり、汎用部品として本体321、331の寸法が外囲径10(mm)、長さ15(mm)のもの(従来品、例えば160V20μFのもの)が用いられている。
【0038】
基板31の主面311から引き出されているリード線37、38は、入力整流回路部30Aと口金6とを接続するための線である。リード線37の先端は、口金6の先端の電極61(図1)と、リード線38の先端は、口金6の側面の電極62(螺旋溝の部分)とそれぞれ接続される。これにより、商用電源から供給される電力が入力整流回路部30Aに送られる。なお、リード線38の先端側は、約10(mm)分、絶縁被覆が取り除かれた裸線381になっており、後述のように、口金6がケース5に装着された際に、この裸線381の部分が口金6の電極62に接続されるようになっている。
【0039】
基板31上に配置されているピン31a〜31dは、インバータ回路部30Bの出力端子であり、発光管2のリード線26a、26b、27a、27bと接続される。
(ケース5の形状)
図7は、ケース5の正面図、図8は、ケース5を図7の矢印R方向から見たときの側面図、図9は、図7の矢印S方向から見たときの下面図である。
【0040】
各図に示すように、ケース5には、小径部に円筒部51、52が設けられ、E26およびB22d形の双方の口金が被着可能なようになっている。
円筒部52は、従来と同様に、その外側にE26形の口金が被着可能な螺旋溝が形成されており、内径が21(mm)になっている。一方、円筒部51は、その外径D1が21(mm)、内径D2が19(mm)、高さHが6(mm)になっており、その外周面には、4つのリブ57が設けられている。円筒部51は、B22d形の口金が被着されたときに、これらリブ57を介して当該口金の内面と当接して当該口金を支持する。また、この円筒部51には、径方向に略対峙する位置に2つの切欠き部53、54が設けられており、この点が従来のものと異なっている。
【0041】
この切欠き部53、54は、外径が10(mm)の電解コンデンサ32、33の本体321、331を、内径19(mm)の円筒部51内部に並置することを可能ならしめるために設けられたものである。すなわち、電解コンデンサ32、33の本体321、331を円筒部51内部に並置しようとしたときに、本来、その本体321、331の、円筒部51内に入り切らない部分(径方向に1mm分)を外側に逃がすための役割をしているのである。ここでは、切欠き部53、54の周方向長さ(幅)Lbを共に10(mm)にしており、図9に示すように、電解コンデンサ32、33の本体321、331の、円筒部51内からはみ出すはずの部分を切欠き部53、54に入り込ませて逃がすようにすることにより、並置を可能にしているのである。
【0042】
円筒部51には、V字状の切込み部55が設けられ、円筒部52の、切込み部55の直上の位置には、溝56が設けられており、これらは、基板31から引き出されたリード線38の配線に用いられる。
(リード線37、38の配線)
図10、11は、リード線37、38の配線を説明するための図である。図10は、電子安定器3が装着されたケース5の、一部断面を含む正面図であり、図11は、図10の矢印X方向からケース5の内部を見たときの下面図である。
【0043】
両図に示すように、リード線37、38は、基板31の主面311から口金6の方向に向かってほぼ直線状に引き出されている。
リード線37は、円筒部51、52の内部の、電解コンデンサ32、33の並置により区切られることによって形成される2つの空間58、59の内の58の方を通って、口金6の電極61の方向に配線される。
【0044】
一方、リード線38は、空間59を通って、その裸線381が円筒部51の切込み部55において折り返され、円筒部51の外側に引き出されて、その先端が円筒部52の外表面に設けられた溝56に填まり込むように配線される。
実際のランプ1の製造時には、ケース5に電子安定器3が装着され、リード線37、38が図10に示す状態に配線された後、口金6がケース5の円筒部51、52の部分に装着されて接着剤、かしめ等により固着される。その際、リード線37の先端は、口金6の内側から電極61の部分に設けられた穴(不図示)を通って口金6の外側に引き出され、その穴の部分とリード線37の先端が半田付け等により封止されることにより電極61とリード線37が電気的に接続される。
【0045】
一方、リード線38は、口金6が装着されると、その裸線381の部分が口金6の電極62の内面と円筒部51、52の外表面との間に挟まれて電極62の内面と接触することにより電気的に接続されるようになっており、接続のための半田付け等の作業を行う必要がなく、その分作業を容易化できる。
そして、リード線38を切込み部55で折り返す作業をより容易にするため、ここでは図11に示すように、図10のX方向から基板31の主面311を見たときに、リード線38の、基板31の主面311からの引き出し位置が、空間59を介して見える範囲内に入るようにしている。これは、例えばリード線38の引き出し位置を空間58の範囲内にすると、ランプ製造時に、リード線38を切込み部55で折り返すため切込み部55に近づけようとしても、電解コンデンサ32、33の本体321、331が壁のようになって邪魔になり遠回りさせて配線する等の必要が生じ、作業し難くなるからである。リード線38の主面311上における引き出し位置を空間59を介して見える位置にして、リード線38を空間59を介して引き出せば、電解コンデンサに邪魔されることなく、リード線38の裸線381の部分を切込み部55に当てながら折り返すといった配線作業を容易に行えることができる。なお、リード線38の引き出し位置は、空間59の範囲内に限られない。電解コンデンサ32、33を避けて遠回しに配線することをしなければ良いので、その意味においては、リード線38を電界コンデンサのリード線322、332と交差させない、すなわちリード線38が電極62と接続されたときに、そのリード線322、332と交差しない状態になる位置からリード線38を引き出すようにすれば上記と同様の効果を得られることになる。
【0046】
また、口金6の装着前に、電解コンデンサ32、33の本体321、331の、口金6内面と近接する部分(切欠き部53、54に入り込んでいる部分の外周面(外側を臨んでいる部分))に熱伝導性媒体11、例えばシリコーン(図1)を塗布し、口金6の装着により、電解コンデンサ32、33と口金6とが当該熱伝導性媒体を介して熱的に結合するようにしている。
【0047】
このようにしているのは、電解コンデンサ32、33から発せられる熱を熱伝導性媒体を介して口金6に伝え外部へ放出させ易くして、ランプ1内部の温度を少しでも下げるようにするためである。すなわち、電球形蛍光ランプは、内部に電子安定器を備える構成なので、発光管から発せられる熱に、電子部品から発せられる熱が重畳されて高温になり易く、放熱性が悪いと発光管2の水銀蒸気圧の上昇によるランプ効率の低下を招いたり、電子部品の性能を低下させる恐れがあり、ランプ1内部の温度を少しでも下げるようにすることにより、ランプ効率の向上と電子部品の安定動作を図れるようになるからである。なお、熱伝送性媒体としては、シリコーンに限られず、例えばガラス、ゴム、高分子系樹脂類などの単体または複合物等を用いるとしてもよい。また、ここではシリコーンを介在させる構成としたが、例えば電気絶縁性等に問題がなければ直接電解コンデンサ33、34の本体331、341と口金6の内面とを接触させる構成とすることも可能であろう。
【0048】
(ランプの試作)
本願発明者らは、上記のランプを実際に試作し、一般白熱電球(60W)との大きさの比較、ランプ特性の確認を行った。この結果、まず円筒部51に切欠き部53、54を設けたことにより2つの電解コンデンサ32、33を口金6の内部空間に配置できるようになって、ランプ全長Lを一般白熱電球(60W)とほぼ同じ110(mm)に抑えることができた。そして、外管バルブ7の最外径Bを55(mm)とすることにより、一般白熱電球より小型化を図れた。一方、ランプ特性としては、ランプ電圧(安定点灯状態における電極間電圧)が91(V)で、ランプ電流が110(mA)であり、発光管2の内部に水銀単体を封入する構成をとりながら、光束が810(lm)、ランプ効率が67.5(lm/W)という優れた値が得られた。また、発光管2の内部に、水銀を単体形態で封入する構成としているので、ランプ始動時での光束立ち上がり特性が、一般蛍光ランプとほぼ同程度のレベルまで改善することができ、さらにランプの寿命も6000時間以上となり、良好な結果を得ることができた。
【0049】
なお、上記では、口金6としてE26形を用いたが、B22d形の口金をそのまま適用することができ、その場合でも、上記同様の効果を得ることが確認できた。
また、上記では、ランプ1を一般白熱電球の60(W)代替え用のランプとしたが、60(W)以外のランプ、例えば100(W)代替え用のランプに上記の構成を適用しても同様の効果が得られることも確認できた。また、上記ではガラス管21の管内径を7.4(mm)としたが、当該管内径を5.0〜9.0(mm)の範囲内としても同様の効果を得ることができた。
【0050】
以上説明したように、本実施の形態のランプ1は、従来よりも管径を細くして全長を長くした発光管2を用いることによりランプ効率の向上を図ることができ、ケース5を、E26型、B22d形の口金を共用できる形状にすると共に、口金の被着部(円筒部51)に切欠き部53、54を設けた構成にしているので、異なる規格の口金を共用できることによるコスト低減に加えて、発光管2の点灯用として設けられた倍電圧整流回路の電解コンデンサ32、33をケース5の円筒部51内において径方向に並置でき、口金6の内部空間に収容できるようになって、ランプ全長の短縮化、すなわち小型化を実現することができる。また、切欠き部53、54をケース5の、口金6により覆われる部分(円筒部51)に設けているので、切欠き部53、54を設けても、口金6が被着されると切欠き部53、54が露出することがなく外観に影響を与えることもない。
【0051】
(変形例)
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明は、上述の実施の形態に限定されないのは勿論であり、以下のような変形例が考えられる。
(1)上記実施の形態では、円筒部51に周壁除去部として切欠き部53、54を設ける構成としたが、これに限られず、例えば図12に示すように、円筒部51の内周面の、径方向に略対峙する位置に凹部81、82を設ける構成とすることもできる。電解コンデンサ32、33の本体321、331の外径が10(mm)であり、円筒部51の内径が19(mm)なので、円筒部51の、凹部81、82による最薄肉部の厚みを共に0.5(mm)とすれば、円筒部51の凹部81、82を結ぶ方向の径が20(mm)になり、本体321、331を隣接並置できることになるからである。この場合、同図に示すように、凹部81、82の内面の形状を、本体321、331の外表面の形状に合わせた曲面とする(ここでは、本体321、331が円柱形状のため、凹部81、82の内面の曲率を本体の外表面の曲率に合わせる)ようにすれば、本体321、331の一部が凹部81、82内に入り込んだ際に双方が面接触することになり、円筒部51(ケース5)と点接触する場合に比べて放熱性が良くなる。
【0052】
なお、面接触する構成に限られず、例えば凹部81、82の曲率を本体321、331の曲面と異なるものにして点接触させる構成としても、従来のように電解コンデンサがケース5と非接触のため電解コンデンサからの熱を空気を介してしか伝導させることができない構成に比べて放熱性は良くなる。また、凹部81、82を設けて電解コンデンサ32、33を円筒部51内に隣接並置できれば良いので、凹部81、82の形状は、上記のような内面を曲面としたものに限られず、例えば溝状等としてもよい。また、双方をシリコーン等の熱伝導性媒体を介して接触させる構成とすることもできる。
【0053】
(2)上記実施の形態では、切欠き部53、54の幅Lbを10(mm)としたが、電解コンデンサを並置できるのであれば、その値に限定されないのはいうまでもない。しかしながら、幅Lbはできるだけ小さくすることが望ましい。これは、上記したように、円筒部51は、B22d形口金を支持するための部材であり、そのため切欠き部をむやみに大きくすると、その分B22d形口金の内面と当接する面積が減って、当該B22d形口金を確実に支持できなくなる場合が生じ得るからである。
【0054】
(3)上記実施の形態では、E26およびB22d形の口金を共用できるケース5を用いた場合の例を説明したが、本発明は、これら口金の種類に限定されず、他の複数種類の口金を共用できるケースを用いた場合でも適用できる。また、上記では、汎用の電解コンデンサとして径が10(mm)のものを用いたが、ランプ電圧によってはサイズが異なる電解コンデンサを3個以上用いる場合も考えられる。このような場合でも、例えば切欠き部、凹部を電解コンデンサの数だけ設けたり、場合によっては1つだけ設けたりする等、電解コンデンサの数、大きさ、ケースの大きさ等に応じて、ケースに設けるべき切欠き部、凹部の数、その大きさ等を決めれば良い。すなわち、切欠き部や凹部を設けることにより複数の電解コンデンサをケース内に並置できるのであれば、その数、大きさは限定されないのである。なお、上記では、倍電圧整流回路として全波倍電圧整流回路を用いたが、例えば半波倍電圧整流回路を用いることもできる。また、ランプ電圧の大きさによっては、これら回路を複数接続して倍電圧整流回路を構成することができる。
【0055】
(4)上記実施の形態では、チョークコイル36および電解コンデンサ32、33を基板31の主面311上に実装するとしたが、例えばチョークコイル36だけを基板31の逆側の主面(発光管2側の面)に実装する構成とすることもできる。この場合、チョークコイル36を、当該逆側の主面上の、発光管2の2重螺旋の内側に形成される空間(囲繞空間)内に入るように配置すれば、ランプ1の全長に全く影響を与えない(全長を伸ばす必要がない。)。そして、基板31の主面311上からチョークコイル36がなくなるので、電解コンデンサ32、33の本体321、331を図5に示す位置よりもチョークコイル36の高さ分だけ主面311に近づけることができる。それに合わせてケース5の旋回軸A方向の長さを、円筒部51、52の長さはそのままにして縮小(大径部だけを縮小)すれば、結果的にランプ1の全長Lを上記よりも短くすることができ、より小型化することができる。
【0056】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る電球形蛍光ランプは、発光管と、前記発光管を点灯させるための電子安定器と、開口を有する筒部を備えるケースと、前記筒部の開口を塞ぐように筒部に被着される口金と、を備える電球形蛍光ランプであって、前記電子安定器は、前記ケースに収容され、複数の電解コンデンサを含む倍電圧整流回路部を有し、前記ケースの筒部には、周壁を切欠いてなる切欠き部、または内面を凹ませてなる凹部が少なくとも一つ設けられており、前記複数のコンデンサの内の少なくとも一のコンデンサの本体が、前記切欠き部または凹部に入り込んだ状態で、前記筒部内に配置されていることを特徴としている。したがって、管内径が細い発光管を用いると共に、異なる口金の規格に対応した形状のケースを用いる場合であっても、当該発光管を点灯させるための電子安定器に含まれる複数の電解コンデンサをケースの筒部内に収容することが可能になり、ランプ効率の向上、コスト低減に加えて、ランプの小型化をも実現できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】ランプ1の一部断面を含む正面図である。
【図2】発光管2の一部を切り欠いた構造を示す正面図である。
【図3】電子安定器3の回路構成を示すブロック図である。
【図4】電子安定器3を単体の部材として、図1の口金6側から見たときの平面図である。
【図5】電子安定器3を図4の矢印P方向から見たときの側面図である。
【図6】電子安定器3を図4の矢印Q方向から見たときの側面図である。
【図7】ケース5の正面図である。
【図8】ケース5を図7の矢印R方向から見たときの側面図である。
【図9】ケース5を図7の矢印S方向から見たときの下面図である。
【図10】電子安定器3が装着されたケース5の一部断面を含む正面図である。
【図11】電子安定器3が装着されたケース5の内部を、図10の矢印X方向から見たときの下面図である。
【図12】円筒部51の内面の、径方向に略対峙する位置に凹部81、82を設けた構成例を示す図である。
【図13】従来の電球形蛍光ランプの構成例を示す図である。
【図14】従来のケース104の正面図である。
【符号の説明】
1 電球形蛍光ランプ
2 発光管
3 電子安定器
4 ホルダ
5 ケース
6 口金
7 外管バルブ
10、11 熱伝導性媒体
30A インバータ回路部
30B 入力整流回路部
30C 倍電圧整流回路部
31 プリント基板
32、33 電解コンデンサ
36 チョークコイル
37、38 リード線
51、52 円筒部
53、54 切欠き部
55 切込み部
58、59 空間
61、62 電極
81、82 凹部
311 主面
321、331 電界コンデンサの本体
Claims (11)
- 発光管と、前記発光管を点灯させるための電子安定器と、開口を有する筒部を備えるケースと、前記筒部の開口を塞ぐように筒部に被着される口金と、を備える電球形蛍光ランプであって、
前記電子安定器は、前記ケースに収容され、複数の電解コンデンサを含む倍電圧整流回路部を有し、
前記ケースの筒部には、周壁を切欠いてなる切欠き部、または内面を凹ませてなる凹部が少なくとも一つ設けられており、
前記複数のコンデンサの内の少なくとも一のコンデンサの本体が、前記切欠き部または凹部に入り込んだ状態で、前記筒部内に配置されていることを特徴とする電球形蛍光ランプ。 - 前記倍電圧整流回路部は、第1と第2の電解コンデンサを備え、前記筒部には、径方向にほぼ対向する位置に第1と第2の切欠き部または凹部が設けられており、
第1と第2の電解コンデンサは、第1の電解コンデンサの本体の一部が第1の切欠き部または凹部に、第2の電解コンデンサの本体の一部が第2の切欠き部または凹部にそれぞれ入り込んだ状態で、径方向に隣接配置されていることを特徴とする請求項1に記載の電球形蛍光ランプ。 - 前記筒部に設けられているのは、第1と第2の切欠き部であり、
第1の電解コンデンサの、第1の切欠き部に入り込んでいる部分の表面および第2の電解コンデンサの、第2の切欠き部に入り込んでいる部分の表面と、口金の内面との間に、熱伝導性媒体が介在していることを特徴とする請求項2に記載の電球形蛍光ランプ。 - 前記熱伝導性媒体は、シリコーンであることを特徴とする請求項3に記載の電球形蛍光ランプ。
- 前記筒部に設けられているのは、第1と第2の凹部であり、
前記第1の凹部の内面と、第1の電解コンデンサの、第1の凹部に入り込んでいる部分の表面とが面接触すると共に、前記第2の凹部の内面と、第2の電解コンデンサの、第2の凹部に入り込んでいる部分の表面とが面接触していることを特徴とする請求項2に記載の電球形蛍光ランプ。 - 前記筒部に設けられているのは、切欠き部であり、
前記切欠き部は、前記筒部の、口金により覆われる部分に設けられていることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の電球形蛍光ランプ。 - 前記筒部は、円筒形であり、前記電解コンデンサは、円柱状になっており、各電解コンデンサは、同一容量のものであり、前記筒部内に径方向に並べられて配置されていることを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の電球形蛍光ランプ。
- 前記倍電圧整流回路部は、プリント基板を含み、
前記口金は、有底筒状になっており、その底部に配置される第1の電極と、その側面部に配置される第2の電極とを有し、
各電解コンデンサは、プリント基板の、口金が配置されている側の主面上に第1と第2のリード線を介して立設されており、
前記主面上からは、口金の第2の電極と接続される第3のリード線が口金の方向に向かって引き出されており、
前記筒部には、前記リード線を口金の第2の電極に導くための切込み部が設けられており、
前記第3のリード線は、前記筒部内を通って、前記切込み部で折り返されて口金の第2の電極に接続されており、前記主面上の、前記口金の第2の電極と接続されたときに第1と第2のリード線と交差しない状態になる位置から引き出されていることを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載の電球形蛍光ランプ。 - 前記第3のリード線は、前記主面を口金側から見たときに、筒部内の、前記複数の電解コンデンサの配置により区切られた複数の空間の内、前記切込み部に最も近い空間を介して見える範囲内の、前記主面上の位置から引き出されていることを特徴とする請求項8に記載の電球形蛍光ランプ。
- 前記ケースの筒部は、E26形およびB22d形口金が被着可能な形状に構成されていることを特徴とする請求項1乃至9のいずれかに記載の電球形蛍光ランプ。
- 前記発光管を収容する外管バルブを備え、
前記発光管は、2重螺旋形ガラス管からなり、
前記発光管の管内には、水銀がほぼ単体で封入されており、
前記発光管の管内径が5.0〜9.0(mm)の範囲内のいずれかの値であり、
前記発光管の最冷点箇所と、前記外管バルブの、最冷点箇所と対向する部分とが熱伝導性媒体を介して結合されていることを特徴とする請求項1乃至10のいずれかに記載の電球形蛍光ランプ。
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2002
- 2002-08-30 JP JP2002255948A patent/JP2004095403A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2006294270A (ja) * | 2005-04-05 | 2006-10-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 蛍光ランプ |
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