JP2007273343A - 蛍光ランプ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】フィラメント電極14a、14bを有する発光管14と、スイッチング素子であるFET5、6を介して一次巻線111に供給される電流を、磁気結合された予熱二次巻線122、123を介してフィラメント電極14a、14bに流してフィラメント電極14a、14bを予熱するチョークコイル11とを備える蛍光ランプ100であって、一次巻線111と予熱二次巻線122、一次巻線111と123とは、それぞれ至近距離内に配され、予熱二次巻線は、線径が0.14mm以下の巻線である。
【選択図】図3
Description
一方、蛍光ランプにおいては、発光管の各電極から導出され、各電極と予熱回路とを接続するリード線同士が接触しやすい位置に配されている場合がある。
特に、特許文献2に記載されているように、スパイラル状発光管を有する蛍光ランプの場合には、各リード線を予熱回路と接続するための、回路基板上の連結ピンは、近接して配されているため、スパイラル状発光管の両端部から導出される各一対のリード線を、それぞれ対応する連結ピンに接続する際に、リード線同士が接触しやすい。
例えば、リード線をシリコーンやガラスなどの絶縁材料で被覆することが行われている。
これにより、リード線が絶縁材料で絶縁されるので、リード線が発熱体とならないようにすることができる。
これにより、リード線同士の接触により、リード線が発熱体となったとしても、NTCによって、予熱回路の電気抵抗が温度上昇とともに、低減され、リード線が過熱されるのを防ぐことができる。
又、特許文献2のように、連結ピンを対向配置させるだけでは、対になっているリード線同士の接触を防止できないという問題が生じる。
前記二次巻線は、少なくとも100mmの長さを有することとすることができる。
(実施の形態)
<構成>
図1は、本実施の形態における蛍光ランプ100の一部切り欠き正面図(図1(a))及び底面図(図1(b))である。図2は、蛍光ランプ100の展開図である。図1、図2に示す蛍光ランプ100は、100Wタイプの白熱電球代替用の22W品種の電球型蛍光ランプである。
(発光管14)
軟質ガラスから構成されるガラス管(例えば、外形φ:9.0mm)を略中央部で折り返し、両端部を封止して形成される。
又、ガラス管内には、不活性ガス(例えば、100%アルゴンガス)が500Paで充填され、ガラス管内の両端部には、フィラメントコイルからなるフィラメント電極(不図示)がそれぞれ設けられ、両端部からは、それぞれ、フィラメント電極を保持する一対のリード線101、102(ここでは、リード線として、Fe,Ni,Crの合金(合金組成:Fe52Ni42Cr6、外形φ:0.4mm)が用いられている。)が導出されている。
この各一対のリード線が、蛍光ランプ100の組み立て工程等において、接触された状態になる場合がある。
又、両電極間の放電路長は、約700mmに設定されている。
(ホルダー25)
LCP(液晶ポリマー)などの樹脂材から構成されており、図2に示すように、皿上の形状をなし、底面26と、その縁端部に壁状に設けられた外周壁27とからなる。
発光管14の両端部の近傍領域は、各挿入孔に挿入された後、挿入孔に生ずる隙間にシリコーン樹脂が充填され、ホルダー25に固定される。
又、外周壁27には、図2に示すように、後述する回路基板51に設けられた突起52と係合する孔221が4箇所に穿設され、後述する樹脂ケース30に設けられた係合用の孔32(図2では、図面描写上の制約により1箇所のみ示されているが、実際には2箇所ある。)と係合する突起222が2箇所、凸設されている
(樹脂ケース30)
PET(ポリエチレンテレフタレート)などの樹脂材から構成され、図2に示すように漏斗状の形状をなし、樹脂ケース30の上部には、口金40が装着され、内周面31には、ホルダー25の各突起222と係合する孔32が穿設されている。
(点灯回路ユニット50)
所定のパターンの配線が形成された回路基板51に、キャパシタ、トランジスタ、チョークコイルなどの複数の部品が実装されて構成されている。
さらに、各切り欠き部53の周縁には、リード線と接続するための1対の連結ピン54a、54bが立設されている。
(点灯回路の構成)
図3は、発光管14が1対のリード線101、102を介して、点灯回路ユニット50と電気的に接続されることにより、形成される蛍光ランプ100の点灯回路の回路構成を示す図である。
符号2で示すキャパシタは、符号19で示すインダクタとフィルタ回路を構成し、交流電源1のノイズを遮断する。
符号3は、整流回路を示し、交流電源1より出力される交流電力を直流電力に変換する。整流回路3には、符号22で示す負温度特性抵抗素子(NTC)が接続されている。
符号5、6は、スイッチング素子、すなわち、Nチャンネル形FET(電界効果トランジスタ)(以下、「FET5」という。)、Pチャンネル形FET(以下、「FET6」という。)をそれぞれ示し、それぞれのスイッチが交互にオン状態になることにより、符号11で示すチョークコイルに電流が流れ、符号14で示す発光管14の両電極14a、14bが予熱され、チョークコイル11と共振回路を構成する、符号12で示すキャパシタの両端電圧が上昇し、発光管14の始動電圧よりも高くなった時点で、発光管14において絶縁破壊を生じ、放電が開始され、発光管14の負性抵抗により、点灯回路からの供給電流が制限され、放電が維持される。
又、FET6のドレイン、ソース間には、符号9で示す抵抗と、符号23で示すキャパシタが並列に接続されている。
図5は、チョークコイル11の巻線構造を示す。図5の符号60は、コア(例えば、フェライトコア)を示し、図5の符号111は、図3の回路構成において、同符号で示す一次巻線を示し、図5の符号112は、図3の回路構成において、同符号で示す昇圧巻線を示し、図5の符号121は、図3の回路構成において、同符号で示す二次巻線を示し、図5の符号122は、図3の回路構成において同符号で示す予熱二次巻線を示し、図5の符号123は、図3の回路構成において同符号で示す予熱二次巻線を示し、図5の61は、絶縁テープを示す。
ここでの各巻線のターン数は、予熱二次巻線122が4ターン、一次巻線111が105.5ターン、昇圧巻線112が30.5、予熱二次巻線123が4ターン、二次巻線が4.5ターンである。
各巻線の線径は、予熱二次巻線122、123が0.03〜0.14mm、一次巻線111が0.12mm、昇圧巻線112が0.2mm、二次巻線121が0.2mmである。
又、上記防止効果を得るための予熱二次巻線の長さは、後述する実施例の結果より、概ね100mm以上であればよい。
これにより、本実施の形態の蛍光ランプのように高い電圧を必要とする蛍光ランプに対し、点灯維持に必要な電力を供給することができる。
符号7、8、18、24は、抵抗を示す。
抵抗18は、交流電源1から大電流が点灯回路に流れるのを防止するための抵抗であり、抵抗24は、蛍光ランプのリーク、蛍光ランプ内への不純ガスの混入、蛍光ランプの延命末期などに、蛍光ランプ内の電圧が上昇し、点灯回路に大電流が流れた場合に、スイッチング素子が破壊されるのを防止するために、図3に示すようにFET5と直列に接続されている。
次に、点灯回路による予熱動作について説明する。
(予熱動作)
変換された直流電力が、抵抗7、8、9に同時に供給されると、各抵抗の抵抗値に応じた電圧が、各抵抗の両端に生じ、抵抗8の両端に生じた電圧によって、Nチャンネル形FET5(以下、「FET5」という。)のスイッチがオンになり、符合10で示すトリガキャパシタに電荷が蓄積される。
FET5のスイッチがオンになると、電流が、平滑キャパシタ4の陽極側から、FET5、チョークコイル11の一次巻線111を通って、チョークコイル11と共振回路を構成するキャパシタ12、及び符号13で示す正温度特性抵抗素子(PTC)を流れる。
一方、二次巻線121を流れる電流が逆方向に流れることにより、FET6のゲートとソース間の電圧は、大きくなり、FET6のスイッチがオンとなる。
一方、二次巻線121を流れる電流が逆方向に流れることにより、FET5のゲートとソース間の電圧は、大きくなり、FET5のスイッチがオンとなる。
(回路停止動作)
次に、1対のリード線101、102において、対になっているリード線同士が接触した状態になっている場合における点灯回路の停止動作について説明する。
(実施例)
(リード線誤接触試験)
(試験方法)
蛍光ランプ100の予熱二次巻線122、123の線径を0.10〜0.20とし、リード線対101、102の何れかにおいて、リード線同士を誤接触させた状態で、蛍光ランプ100に交流電圧を供給し、交流電圧の供給開始後、点灯回路が停止されるまでの時間を測定し、さらに、停止された時の蛍光ランプ100の外観の状態を観察した。
合金組成がFe52Ni42Cr6の合金、線径0.4mm
(点灯回路の構成部品)
交流電源1:100V、チョークコイル11:850μH(一次巻線111:ターン数105.5,線径0.12mm,長さ2400mm(概算値)),(二次巻線121:ターン数4.5,線径0.20mm,長さ113mm(概算値)),(昇圧巻線112:ターン数30.5,線径0.20mm,長さ766mm),(予熱二次巻線122、123:ターン数4.0,線径0.10〜0.20mm,長さ100mm)、インダクタ15:680μH,インダクタ19:47μH,抵抗7:1/4W,2MΩ、NTC22:4Ω、PTC13:1kΩ、抵抗8:1/8W,150KΩ、抵抗9:1/4W,150KΩ、抵抗18:1/2W,1Ω、抵抗24:1/4W,1Ω、キャパシタ2:0.039μF、平滑キャパシタ4:27μF、キャパシタ10:0.12μF、キャパシタ12:8200pF、キャパシタ16:3300pF、キャパシタ17:0.1μF、キャパシタ23:220pF、FET5、6;ドレインーソース間電圧(VDS)=0.2kV、ツェナダイオード20、21:ツェナ電圧=10V
なお、上記の各巻線の材質は銅であり、各巻線の表面を被覆する絶縁被膜は、ポリエステルーナイロンである。
(試験結果)
図4は、リード線誤接触試験の試験結果を示す。図4に示すように、予熱二次巻線の線径が、0.16mm以上で、外観に異常(具体的には、ホルダー25の一部が溶けた状態)が認められ、0.14mm以下では、外観に異常は認められなかった。
又、全ての線径の場合において、回路停止時のチョークコイル11は、レアショートされた状態になっていた。
(補足)
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、上記の実施の形態に限定されないのは勿論である。
(1)本実施の形態においては、22W品種の蛍光ランプを例として説明したが、本発明を適用できるのは、22W品種に限らず他の品種(例えば12W品種)にも適用できる。又、発光管もスパイラル状の発光管に限らず他の形状(例えば、U字状)の発光管にも、本発明を適用できる。
(2)本実施の形態では、グローブを備えていない電球型蛍光ランプの例について記載したが、本発明は、グローブを備える電球型蛍光ランプについても適用することができる。
(3)本発明を適用できる電球型蛍光ランプのタイプは、本実施の形態のものに限らず、他のタイプ、例えば、一般電球型(A型)、ボール型(G型)、ダブルU型(D型)、筒型(T型)、環形(C型)の電球型蛍光ランプにも適用できる。
(4)本実施の形態においては、図5に示す巻線構造をチョークコイルに適用したが、チョークコイルの代わりにトランスに適用することとしてもよい。
(5)本実施の形態においては、点灯回路におけるスイッチング素子として、電界効果トランジスタ(FET)を用いたが、他のスイッチング素子、例えば、ハイポーラトランジスタを用いることとしてもよい。
2、12、16、23 キャパシタ
キャパシタ
3 整流回路
4 平滑キャパシタ
・ FET
7、8、9、18、24 抵抗
10 トリガキャパシタ
11 チョークコイル
13 PTC
14 発光管
15、19 インダクタ
17 結合キャパシタ
20、21 ツェナダイオード
22 NTC
25 ホルダー
25a、25b 挿入孔
26 底面
27 外周壁
30 樹脂ケース
31 内周面
32、221 孔
40 口金
50 点灯回路ユニット
51 回路基板
52、222 突起
53 切り欠き部
54a、54b 連結ピン
60 コア
61 絶縁テープ
100 蛍光ランプ
101、102 1対のリード線
111 一次巻線
112 昇圧巻線
121 二次巻線
122、123 予熱二次巻線
Claims (3)
- フィラメント電極を有する発光管と、一次巻線と当該一次巻線に磁気結合された二次巻線とを含み、スイッチング素子を介して前記一次巻線に供給される電流を、前記二次巻線を介して前記フィラメント電極に流して前記フィラメント電極を予熱する予熱コイルユニットとを備える蛍光ランプであって、
前記予熱コイルユニットにおいて、前記一次巻線と前記二次巻線とは、至近距離内に配され、
前記二次巻線は、線径が0.14mm以下の巻線である
ことを特徴とする蛍光ランプ。 - 前記予熱コイルユニットにおいて、前記一次巻線と前記二次巻線は、隣接して共通のコアに巻回されている
ことを特徴とする請求項1記載の蛍光ランプ。 - 前記二次巻線は、少なくとも100mmの長さを有する
ことを特徴とする請求項2記載の蛍光ランプ。
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- 2006-03-31 JP JP2006099047A patent/JP2007273343A/ja active Pending
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