專利名稱：燈泡型熒光燈及照明裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種小型且改善了光輸出的燈泡型熒光燈及照明器具。
背景技術(shù)：
燈泡型熒光燈具有將復(fù)數(shù)個U字形的電子管進行連結(jié)，且在其兩端封裝有一對燈絲(filament)電極的熒光燈，并具有小型、高效率、省電、長壽命的優(yōu)點，所以取代白熾燈泡而廣泛地普及(例如，參照專利文獻1)。實際上，輸出相當(dāng)于一般白熾燈泡的40W、60W、100W的光量的燈泡型熒光燈已經(jīng)商品化。
另外，近年來，從提高亮度這一點出發(fā)，還要求一種與習(xí)知的能夠置換一般白熾燈泡60W型的燈泡型熒光燈相比，外觀尺寸為同等尺寸，且較60W型的光量多的燈泡型熒光燈的開發(fā)制品化。
日本專利早期公開的特開2002-126660號公報為了應(yīng)對這種要求，如專利文獻1那樣，維持燈泡型熒光燈的發(fā)光管及殼體的外形尺寸不變，只是增大對燈的輸入功率而使光輸出提高在理論上是可能的。但是，與輸入功率的增大成比例，熱損失也增多，所以殼體內(nèi)的溫度上升，且電路構(gòu)件等有可能產(chǎn)生熱劣化，因此實用化困難。然而，藉由增大發(fā)光管的放電路長并提高燈電壓，可改善熱損失。為了不使殼體的外觀尺寸大型化而確保放電路長，可使發(fā)光管的電子管徑較習(xí)知的燈泡型熒光燈所使用的發(fā)光管細徑化，并增加并列設(shè)置的彎曲電子管的直線部。但是，隨著電子管徑變小且放電路長變長，燈起動電壓、燈點燈電壓增高，所以使可使用的高頻點燈裝置受到限制。這是因為，為了輸出高電壓需要使用高耐壓的電子構(gòu)件，這種構(gòu)件一般有大型化的傾向，所以需要安裝它們的空間，結(jié)果使高頻點燈裝置整體的外形尺寸大型化，而無法收納在具有習(xí)知的外形尺寸的殼體內(nèi)。而且，高耐壓的電子構(gòu)件由于價格高，所以使制品成本上升。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種鑒于上述課題而形成的，不增大外徑尺寸，而與例如習(xí)知的燈泡型熒光燈具有大致相同的尺寸，且可增大光輸出的燈泡型熒光燈。
本發(fā)明的燈泡型熒光燈包括具有在內(nèi)面形成熒光體層的管內(nèi)徑為5～8mm的電子管，并封入放電媒體，且在末端封裝可產(chǎn)生放電的電極，形成長度為400～650mm的放電路的發(fā)光管；在燈電流密度為4.0～5.2mA/mm2的范圍內(nèi)，使發(fā)光管內(nèi)產(chǎn)生放電，并以14～20W的燈功率使發(fā)光管點燈的高頻點燈裝置；以及分別在一側(cè)安裝燈口，在另一側(cè)安裝前述發(fā)光管，且收納高頻點燈裝置的殼體，其特征在于包含燈口的高度為98～130mm，最大寬度尺寸為55～70mm。
本發(fā)明者們?yōu)榱瞬皇篃襞菪蜔晒鉄舸笮突龃鬅艄β什⑻岣邿糨敵?，進行了詳細的研討。
燈功率為燈電流和燈電壓的積，所以為了增大燈功率而提高光輸出，必須將燈電壓及燈電流利用與發(fā)光管的組合而以適當(dāng)?shù)钠胶膺M行增大。
如為了使光輸出增大，而在例如功率一定的條件下，采用管徑小的電子管并增長放電路長，則燈電壓增大。如燈電壓增大，則如前所述，會使高頻點燈裝置大型化。而且，如為了確保放電路長而使電子管的管徑過小，則具有發(fā)光效率惡化，難以制造，且強度低下這些問題。
因此，關(guān)于在燈功率一定的條件下，維持小型化尺寸且不大幅增加燈電壓，并使燈電流在適當(dāng)范圍內(nèi)增加，而增加光輸出的技術(shù)進行了研討。
為了在與一般白熾燈泡60W大致相同尺寸的燈泡型熒光燈(包含燈口的高度為98～130mm，最大寬度尺寸為55～70mm)的殼體內(nèi)收納發(fā)光管，需要使電子管內(nèi)徑為5～8mm，放電路長為400～650mm。即使管內(nèi)徑大于等于5mm而且放電路長超過650mm的發(fā)光管，其燈起動電壓變得過高，所以使高頻點燈裝置大型化，而無法得到與一般白熾燈泡60W相當(dāng)?shù)耐庑纬叽?。而且，如使管?nèi)徑小于等于5mm，則燈電壓增高，但發(fā)光效率低下。另一方面，如管內(nèi)徑大于等于8mm，則難以將發(fā)光管小型化為可以在殼體內(nèi)進行收納的程度。
下面所示為本研討的結(jié)果。在本研討中，對在與一般白熾燈泡60W具有大致相同的外形尺寸的燈泡型熒光燈的殼體內(nèi)可收納的，使管內(nèi)徑為5～8mm、放電路長為400～650mm的發(fā)光管的燈電流密度和各種特性的關(guān)系進行了測試。另外，本測試所使用的燈在下面稱作測試品。
首先，進行求得燈電流密度和發(fā)光效率的實驗。另外，所說的最大發(fā)光效率，因為消除了放電路長所造成的影響，所以為全光束/陽光柱功率＝Lm/Wp。而且，燈電流密度是指發(fā)光管內(nèi)每單位斷面積的燈電流，該斷面積可由電子管的內(nèi)徑進行計算。
其結(jié)果如表1(標(biāo)繪圖A)所示。

標(biāo)繪圖A中的a表示試制品的特性，b表示東芝LIGHTING(株)制的燈泡型熒光燈EFA13(相當(dāng)于一般白熾燈泡60W的光輸出)的特性，表示分別使電流密度進行變化時的發(fā)光效率的變化。另外，EFA13以額定功率(rating)點燈時的電流密度約為3.3mA/mm2，即以發(fā)光效率為731m/Wp進行點燈。因此，即使作為測試品，如低于該發(fā)光效率10％以上，也有可能被視作不適合節(jié)省能源的制品，所以必須避免，可使發(fā)光效率以651m/Wp作為下限，將此時的燈電流密度即5.2mA/mm2作為上限值進行設(shè)定。
下面，對利用發(fā)光效率所導(dǎo)出的最大電流密度值和燈電壓的關(guān)系進行研討。其結(jié)果如表2(標(biāo)繪圖B)所示。
在由與發(fā)光效率的關(guān)系所導(dǎo)出的燈電流密度的上限值即5.2mA/mm2時，燈電壓約為120V。如燈電壓為120V左右，則起動電壓也在適當(dāng)范圍內(nèi)，所以可不采用升壓變壓器(transformer)和倍壓整流電路等特別的升壓裝置，而使用與習(xí)知的燈泡型熒光燈EFA13相同程度的耐壓構(gòu)件，進而能夠避免大型化。
下面，對光束上升特性進行研討。以下所示的表3(標(biāo)繪圖C)表示電流密度和從點燈開始到得到穩(wěn)定點燈時的50％的光輸出的經(jīng)過時間的關(guān)系。
如使電流密度較4mA/mm2低，則從點燈開始到達到穩(wěn)定點燈時的50％的輸出的時間增長。即，持續(xù)一種昏暗的，所謂的模糊發(fā)光的狀態(tài)。因此，關(guān)于光束上升特性，需要使燈電流密度大于等于4mA/mm2。
由上述可知，為了使發(fā)光效率及小型化、起動特性、光束上升分別都可良好，需要使電流密度為4～5.2mA/mm2。另外，作為較佳的范圍，為4.5～5mA/mm2，更佳為4.7～5mA/mm2。
由上述的研討可知，藉由規(guī)定燈電流密度的最適范圍，可使外尺寸與一般白熾燈泡60W燈相比不會大幅增大，且提高約30％全光束。即，藉由輸入比較大的燈電流及設(shè)定的燈電壓所形成的燈功率，可不大幅損害燈效率而得到與燈泡80W相當(dāng)?shù)墓廨敵?。另外，上述是利用燈功?8W的試制品進行了本實驗，但即使利用燈功率14～20W的燈，雖然會存在程度的差異，不過還是可得到同樣的結(jié)果。另外，可知為了與一般白熾燈泡60W維持大致相等的外形尺寸且提高光輸出，從熱的觀點來看，燈功率即使最大也以20W為界限。
在本發(fā)明中，使最大發(fā)光效率為全光束/陽光柱功率，但所說的陽光柱功率是指從發(fā)光管功率減去陰極下降功率。
另外，熒光燈只要為可穿透過紫外線或在容器內(nèi)所形成的熒光體膜照射的可視先，且可在內(nèi)部將放電與周圍的環(huán)境隔離而進行包圍的容器即可，對其材質(zhì)等并不限定。一般來說，考慮環(huán)境、經(jīng)濟性及加工性等理由，多使用鈉鈣玻璃(soda lime glass)。
電極通常使用具有燈絲線圈(filament coil)的熱陰極，但本發(fā)明也可采用冷陰極、具有電子放射物質(zhì)的陶瓷(ceramic)電極等。對與末端具有一定以上的距離而配置的電極進行支持的引線(lead)，除了在電子管(bulb)末端所封裝的喇叭型心柱(flare stem)或微型管心柱(button stem)等上進行密封以外，還可利用將引線進行直接密封的夾緊密封(pinch seal)等方法進行密封。
而且，熒光燈藉由在電極流過電流而從電極放出電子放射物質(zhì)。從電極所放出的電子與管內(nèi)封入的水銀原子進行沖突，并接收該沖突的能量而產(chǎn)生紫外線。在電子管內(nèi)壁上所形成的熒光體層接收紫外線，而產(chǎn)生可視光線。如本發(fā)明那樣，電子管的每單位斷面積的燈電流密度比較多的燈，隨著電流密度的增加，利用與水銀的反應(yīng)所產(chǎn)生的紫外線放射密度也增加，所以穿透過到電子管外的紫外線量也存在增加的傾向。在這種情況下，也可使熒光體層較習(xí)知技術(shù)形成得較厚。電子管內(nèi)面上所形成的熒光體膜的材料，可使用3波長型的稀土族熒光體和連續(xù)波長發(fā)光型的鹵磷酸鹽(halogenphosphate)熒光體等，但對其材料等并不特別限定。
在于電子管內(nèi)面上直接形成熒光體層的情況下，為了抑制發(fā)光管內(nèi)所封入的水銀離子穿透過熒光體膜而與電子管直接接觸，而與構(gòu)成電子管的玻璃中的堿(alkali)，特別是Na發(fā)生反應(yīng)而產(chǎn)生電子管變色，或玻璃中的Na與水銀生成汞合金(amalgam)的情況等，一般是在玻璃電子管內(nèi)壁和熒光體層之間形成保護膜，其為較佳。但是，也可在電子管內(nèi)壁面上形成保護膜作為熒光體層的基底，還可在熒光體層上形成保護膜等，對形成保護膜的區(qū)域在本發(fā)明中并不特別限定。保護膜的材料可為ZnO、TiO2、Al2O3及B2O3等，并不特別限定。
如利用本發(fā)明的第1項所述的燈泡型熒光燈，藉由規(guī)定最適當(dāng)?shù)碾娏髅芏?，可不大幅降低發(fā)光效率，且不使燈大型化，而改善光束上升特性及全光束。
而且，本發(fā)明的第1項所述的燈泡型熒光燈的特征在于包含燈口的高度為98～130mm，最大寬度尺寸為55～70mm。
如利用該燈泡型熒光燈，可提供一種不使外形尺寸大型化，且不使放電效率大幅下降，而使光輸出提高的燈泡型熒光燈。
本發(fā)明的第2項所述的燈泡型熒光燈的特征在于具有采用從本發(fā)明的第1項所述的燈泡型熒光燈的電子管的一末端向殼體內(nèi)的燈口側(cè)延展，且其部分的表面溫度在通常點燈時達到40～70℃的構(gòu)成的與電子管內(nèi)連通的細管。
一般來說，熒光燈在通常點燈時的發(fā)光管內(nèi)的水銀蒸氣壓為1～2.4Pa時，發(fā)光效率達到最大。在封入了純水銀的燈中，為了得到該蒸氣壓，藉由使發(fā)光管的一部分為40～60℃，可使管內(nèi)的水銀蒸氣壓保持最適當(dāng)?shù)臓顟B(tài)。但是，在點燈中形成高溫的那種燈泡型熒光燈，因為難以使發(fā)光管的一部分形成40～60℃，所以藉由使發(fā)光管的一部分從放電路離開，可使點燈中發(fā)光管的一部分的溫度為40～70℃，而能夠使用具有與純水銀相近的蒸氣壓特性的汞合金(amalgam)。
如利用本發(fā)明的第2項所述的熒光燈，除了本發(fā)明的第1項所述的作用以外，可在使細管向燈口側(cè)突出的部分上，形成具有使發(fā)光效率達到最大的水銀蒸氣壓的溫度。結(jié)果，與習(xí)知的使用水銀蒸氣壓低的汞合金的情況相比，剛點燈后的光束上升特性提高，也可抑制點燈中的發(fā)光效率低下。
本發(fā)明的第3項的照明器具，包括本發(fā)明的第1項或第2項所述的燈泡型熒光燈；以及安裝該燈泡型熒光燈的器具主體。
如利用本發(fā)明的第3項所述的照明器具，可提供一種包括具有本發(fā)明的第1項或第2項所述的作用的燈泡型熒光燈的照明器具。
如利用本發(fā)明的第1項所述的燈泡型熒光燈，藉由規(guī)定最適當(dāng)?shù)碾娏髅芏?，可不大幅降低發(fā)光效率，且不使燈大型化，而改善光束上升特性及全光束。
而且，如利用本發(fā)明的第1項所述的燈泡型熒光燈，可提供一種不使外形尺寸大型化，且不使放電效率大幅下降，而使光輸出提高的燈泡型熒光燈。
如利用本發(fā)明的第2項所述的熒光燈，除了本發(fā)明的第1項所述的作用以外，可在使細管向燈口側(cè)突出的部分上，形成具有使發(fā)光效率達到最大的水銀蒸氣壓的溫度。結(jié)果，與習(xí)知的使用水銀蒸氣壓低的汞合金的情況相比，剛點燈后的光束上升特性提高，也可抑制點燈中的發(fā)光效率低下。
如利用本發(fā)明的第3項所述的照明器具，可提供一種包括具有本發(fā)明的第1項或第2項所述的作用的燈泡型熒光燈的照明器具。


圖1所示為本發(fā)明的燈泡型熒光燈的一實施形態(tài)的部分缺口斷面圖。
圖2所示為拆下圖1的玻璃殼的狀態(tài)的斜視圖。
圖3為圖1的熒光燈的展開圖。
圖4為圖1的燈泡型熒光燈的點燈裝置的電路圖。
圖5為第2實施形態(tài)的燈泡型熒光燈的部分斷面?zhèn)让鎴D。
圖6為本發(fā)明的照明器具的一實施形態(tài)的側(cè)面部分斷面圖。
10燈口20玻璃殼26點燈裝置30殼體31支持器 40熒光燈41、41a、41b、41c、41d彎曲電子管42a、42b、42c連結(jié)管 43細管44燈絲電極51基片52反射板 60硅樹脂70主汞合金C1、C2、C3、C4、C6、C7、C8電容器E輸入電源電路e商用交流電源F1熔絲H高度方向的尺寸PTC正溫度特性電阻元件Q1、Q2MOS型場效應(yīng)晶體管L燈泡型熒光燈L1電感器L2初級線圈L3鎮(zhèn)流扼流線圈L4次級線圈NTC1、NTC2負溫度特性電阻元件R1、R2、R4電阻ZD3、ZD4齊納二極管具體實施方式
下面，參照圖示，對本發(fā)明的一實施形態(tài)的燈泡型熒光燈進行說明。
圖1所示為本實施形態(tài)的燈泡型熒光燈的斜視圖，圖2所示為拆下圖1的玻璃殼的狀態(tài)的斜視圖，圖3為圖1的熒光燈的展開圖。
圖示的燈泡型熒光燈L，具有與額定功率60W相當(dāng)?shù)囊话阏彰饔脽襞軯IS C 7501所定義的外觀形狀相類似的外形，且從燈口10到玻璃殼20(glove)頂部的高度方向的尺寸H為98～130mm，在本實施形態(tài)中約為125mm左右，而殼體30(cover)的最大外徑形成35～45mm左右。殼體30由例如聚對苯二甲酸丁二醇酯(poly butylene terephthalate，PBT)等耐熱性合成樹脂等，形成向熒光燈40方向擴展的大致的圓錐形。
熒光燈(發(fā)光管)40具有玻璃制的彎曲電子管41，且在各電子管41的內(nèi)面形成有例如3波長發(fā)光型的熒光體層，并將氬(argon)、氖(neon)這些稀有氣體以氬100％～氬50％/氖50％的比例封入2.5～5Torr，在本實施形態(tài)中以氬75％/氖25％的比例封入4.0Torr。
復(fù)數(shù)個彎曲電子管41使例如管外徑7～9mm、管內(nèi)徑5～8mm的直管型電子管的中間部形成U字形的彎曲部。
熒光體40其4條彎曲電子管41a、41b、41c、41d以形成其u字形的面彼此平行對向，且在燈長邊方向的中心軸為中心的圓周上以各電子管末端并列設(shè)置的狀態(tài)，而利用連結(jié)管42a、42b、42c進行連結(jié)。各彎曲電子管41a、41b、41c、41d，在本實施形態(tài)中利用約8.7mm左右、管內(nèi)徑7.1mm左右的斷面略呈圓筒形的電子管而形成U字形。另外，位于兩端的高度為55mm的電子管41a、41d和利用連結(jié)管42a、42c而被連結(jié)的位于中間的高度為64mm的2條電子管41b、41c，以從電子管U字面的延長方向看具有2mm左右之間隙的形態(tài)而利用連結(jié)管42b進行連結(jié)。另外，中間電子管41b、41c和位于封裝有電極的兩端的電子管41a、41d，從電子管U字面的延長方向看，以沒有間隙地相互重合的形態(tài)進行配置。即，對于一對直線電子管之間隔及彎曲部的曲率進行控制而成形，以使各電子管41a、41b、41c、41d的一對直線部可配置在以熒光燈長邊方向中心軸為中心的大致相同的圓周上。
在兩端的彎曲電子管41a、41d的各一端，一對電極被壓入密封。這一對電極具有燈絲線圈(filament coil)，且該燈絲線圈由一對線形的焊接架(wells)而被支持，并通過杜美絲(dumet)而向外部導(dǎo)出且與點燈裝置進行連接。
熒光燈40是采用中央的彎曲電子管41b、41c的高度為55～75mm，兩端的彎曲電子管41a、41d的高度為45～65mm的構(gòu)成。
這4根彎曲電子管41a、41b、41c、41d由連結(jié)管42a、42b、42c依次連接，形成放電路長400～650mm的1根連續(xù)的放電路。連接各個電子管41a、41b、41c、41d的連結(jié)管42a、42b、42c，與在以熒光燈40長邊方向的中心軸為中心的圓周上所配置的電子管41a、41b、41c、41d所形成的架空圓的近接切線大致平行地形成。另外，這種構(gòu)成的電子管最大寬度形成38mm左右。而且，在電子管內(nèi)，通過后述的細管43封入1.8mg的水銀。
在4根電子管末端41a、41b、41c、41d中的未封裝電極的至少一個末端上，封裝有管外徑3.0～5.0mm、管內(nèi)徑1.5mm～3.5mm的由玻璃制電子管構(gòu)成的細管43。該細管為水銀封入用，且也作為排氣管使用。
將象這樣制造的熒光燈40進行保持的支持器31(holder)，被安裝在殼體30的一端的開口部上，可由例如聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)等耐熱性合成樹脂材料形成圓板狀。在該支持器31上，形成有用于插通熒光燈40的未圖示的復(fù)數(shù)個安裝孔，且以在這些安裝孔中插通熒光燈40末端的狀態(tài)而利用例如未圖示的硅氧(silicone)樹脂等粘著劑進行固定。藉此，熒光燈40由支持器31被支持。在支持器31的非熒光燈40安裝側(cè)上，配置有圖4所示的點燈裝置。
該點燈裝置在商用交流電源e上通過熔絲(fuse)F1連接構(gòu)成濾波器(filter)的電容器(capacitor)C1，并在該電容器C1上通過構(gòu)成濾波器的電感器(inductor)L1而連接全波整流器的輸入終端。而且，在該全波整流器的輸出終端上連接平滑用的電解電容器C2而構(gòu)成輸入電源電路E，并在該輸入電源電路E的電容器C2上構(gòu)成產(chǎn)生高頻的半橋型(half bridge)的倒相電路(inverter)。
N通道型晶體管(transistor)的MOS型場效應(yīng)晶體管Q1及作為P通道型晶體管的MOS型場效應(yīng)晶體管Q2的串聯(lián)體，作為互補型的轉(zhuǎn)換(switching)元件而對電容器C2并列連接。N通道的場效應(yīng)晶體管Q1及P通道的場效應(yīng)晶體管Q2使彼此的源極(source)連接。
另外，在場效應(yīng)晶體管Q2的漏極(drain)、源極間，通過反饋用的變壓器(transformer)的初級線圈L2、直流斷開用的電容器C3及兼作諧振用的電感器的鎮(zhèn)流扼流線圈(ballast choke)L3，使熒光燈兩端的燈絲電極的一端彼此連接，且在一燈絲電極的另一端與另一燈絲電極的另一端間，連接預(yù)熱用及起動用的諧振用的電容器C4。
在位于與熒光燈的諧振用電容器C4相反側(cè)的一端側(cè)上，并列連接有正溫度特性電阻元件PTC，且在各燈絲電極44上分別并列連接有負溫度特性電阻元件NTC1、NTC2。另外，在正溫度特性電阻元件PTC上一體連接有發(fā)揮下面這樣作用的變阻器(varistor)等半導(dǎo)體電阻元件，即當(dāng)為超過穩(wěn)定點燈時的燈電壓的設(shè)定電壓值以上的電壓時，因電阻值的減少而導(dǎo)通，但在該設(shè)定電壓以下時，電阻值增大而使導(dǎo)通狀態(tài)實質(zhì)切斷。
在電解電容器C2和場效應(yīng)晶體管Q1的柵極(gate)及場效應(yīng)晶體管Q2的柵極之間，連接有構(gòu)成起動電路的起動用的電阻R1。即，在場效應(yīng)晶體管Q1的漏極和柵極之間，可連接有起動用的電阻R1。
另外，起動電路的構(gòu)成包括電阻R1、R2、R4、電容器C6、C7的充電環(huán)路(loop)，但也可在充電環(huán)路的一部分上利用包含諧振用的電容器C4的負載電路。
而且，在這些場效應(yīng)型晶體管Q1及Q2的柵極和源極之間，連接有電容器C6及柵極控制電路的電容器C7的串聯(lián)電路。對這些電容器C6及C7的串聯(lián)電路，并列地連接有場效應(yīng)型晶體管Q1及Q2的柵極保護用的齊納二極管(zener diode)ZD3及ZD4的串聯(lián)電路。
另外，柵極控制電路為包括變壓器的初級線圈L2、次級線圈L4、電容器C6及C7、以及齊納二極管ZD3及ZD4的自激振蕩型的驅(qū)動(driver)電路，但也可為他振型的驅(qū)動電路。
而且，在變壓器的初級線圈L2上，使次級線圈L4進行磁耦合設(shè)置。該次級線圈L4也可作為電感元件發(fā)揮作用，并與電容器C6及電容器C7的連接點進行連接。而且，對電容器C6并列地連接有起動電路的電阻R2。
另外，在場效應(yīng)型晶體管Q2的漏極和源極之間，分別連接有起動電路的電阻R4及轉(zhuǎn)換(switching)改善用的電容器C8。
下面，對本實施形態(tài)的作用進行說明。首先，當(dāng)在商用交流電源e接通電源時，由全波整流器進行全波整流，并由平滑電容器C2進行平滑，而在平滑電容器C2的兩端間產(chǎn)生直流電壓。當(dāng)平滑電容器C2的兩端電壓上升時，如對點燈裝置接通電力，則通過起動電路的電阻R1、R4等，使電容器C6、C7被充電，并在N通道的場效應(yīng)型晶體管Q1的柵極上施加電壓，使場效應(yīng)型晶體管Q1接通。藉由場效應(yīng)型晶體管Q1的接通，使初級線圈L2、直流斷開用的電容器C3、鎮(zhèn)流扼流線圈L3、熒光燈的燈絲電極、諧振用的電容器C4的閉路中流過電流，主要是利用因鎮(zhèn)流扼流線圈L3及諧振電容器C4所形成的串聯(lián)諧振作用而產(chǎn)生諧振電壓。
而且，初級線圈L2的反饋電流在次級線圈L4產(chǎn)生而形成感應(yīng)電壓，使柵極控制電路的電容器C6及電容器C7等進行固有諧振，而產(chǎn)生使場效應(yīng)型晶體管Q1接通并使場效應(yīng)型晶體管Q2斷開的電壓。
接著，當(dāng)在初級線圈L2、電容器C3、鎮(zhèn)流扼流線圈L3及諧振電容器C4的電路中的諧振電壓產(chǎn)生反轉(zhuǎn)時，在次級線圈L4產(chǎn)生與上次相反的電壓，柵極控制電路產(chǎn)生使場效應(yīng)型晶體管Q1斷開并使場效應(yīng)型晶體管Q2接通的電壓，而開始自激振蕩。
然后，當(dāng)在初級線圈L2、電容器C3、鎮(zhèn)流扼流線圈L3及諧振電容器C4的電路中的諧振電壓產(chǎn)生反轉(zhuǎn)時，場效應(yīng)型晶體管Q1接通，且場效應(yīng)型晶體管Q2斷開。
以后，同樣地使場效應(yīng)型晶體管Q1及場效應(yīng)型晶體管Q2交互接通、斷開，并產(chǎn)生諧振電壓，使電容器C4所并列連接的熒光燈40的燈絲電極44被預(yù)熱。
然而，為了延長熒光燈40的閃爍壽命，需要在將燈絲電極44充分預(yù)熱后，再對熒光燈40施加起動電壓。在本實施形態(tài)中，藉由將正溫度特性電阻元件PTC的阻抗(impedance)進行變化的時間選擇一個適當(dāng)?shù)闹?，而對在諧振電容器C4的兩端所產(chǎn)生的諧振電壓的上升時間進行調(diào)整，以確保燈絲電極的預(yù)熱時間。
首先，雖然在燈絲電極的預(yù)熱剛開始的后即在諧振電容器C4的兩端產(chǎn)生諧振電壓，但該諧振電壓超過正溫度特性電阻元件PTC的半導(dǎo)體電阻元件進行導(dǎo)通的電壓值，所以正溫度特性電阻元件PTC導(dǎo)通而流過電流。于是，正溫度特性電阻元件PTC主要利用自發(fā)熱作用而使阻抗緩緩上升，主要是鎮(zhèn)流扼流線圈L3及諧振電容器C4所構(gòu)成的諧振電路的諧振成分發(fā)生變化，使諧振電壓上升。該諧振電壓到達熒光燈的起動電壓為止的時間，可藉由選擇正溫度特性電阻元件PTC的特性而進行調(diào)整。
然后，當(dāng)熒光燈40被施加起動電壓時，熒光燈40開始點燈，諧振電壓也下降。這里，熒光燈40的點燈時的燈電壓小于等于正溫度特性電阻元件PTC的半導(dǎo)體電阻元件進行導(dǎo)通的電壓值，所以正溫度特性電阻元件不導(dǎo)通，實質(zhì)上沒有因正溫度特性電阻元件PTC所引起的電力消耗。
另一方面，從開始燈絲預(yù)熱后，在各燈絲電極44上所并列連接的負溫度特性電阻元件NTC1、NTC2中也流過電流，并因自身發(fā)熱而使阻抗緩緩降低。而且，在熒光燈40點燈后，負溫度特性阻抗元件NTC1、NTC2與燈絲電極44相比其阻抗值下降，所以在燈絲電極44上幾乎不流過電流，實質(zhì)上沒有因燈絲電極44所造成的電力消耗。另外，點燈裝置采用以14～19W的燈功率使熒光燈40內(nèi)的電流密度(每單位斷面積的燈電流)為4.0～5.5mA/mm2而進行點燈的構(gòu)成。
采用這種構(gòu)成的燈泡型熒光燈，以輸入功率額定18W，并藉由3波長發(fā)光形熒光燈的使用，而得到電球色1050lm的全光束。
如利用以上的這種燈泡型熒光燈，藉由象本實施形態(tài)這樣將電流密度規(guī)定在可維持一般白熾燈泡的外觀尺寸的程度，可不大幅降低燈發(fā)光效率，而使光輸出與習(xí)知的燈泡型熒光燈60W型相比改善約30％。而且，在利用與一般白熾燈泡的外觀類似的形狀的頂部呈球形的玻璃殼20包圍熒光燈40的情況下，在該玻璃殼20的高度最高的頂部下方，為中間電子管41b、41c的頂部，兩端電子管41a、41d沿玻璃殼20的彎曲而與中間電子管41b、41c形成高度差地進行配置，所以藉由均勻地形成玻璃殼20和熒光燈40之間隙，可使垂直下方的配光變得均勻。另外，由于在以熒光燈40長邊軸方向為中心的圓周邊緣部上配置電子管末端，所以電子管對角線方向的寬度變得均勻，旋轉(zhuǎn)方向的配光也變得均勻。而且，由于連結(jié)U字形彎曲電子管41a、41b、41c、41d的電子管末端彼此鄰接，所以可輕松地進行連接加工，并使連接強度提高，且使在更加小型化的受限空間內(nèi)配置電子管的支持器31上的容積收納率提高。
在本實施形態(tài)下，形成燈泡型熒光燈的電子管為4根，但并不限定于此，但采用3根以下或4根以上也可得到同樣的作用效果。而且，并不限定于燈泡型熒光燈，也可為袖珍型(compact)熒光燈。另外，也可形成直管電子管的大致中央成為頂部那種螺旋形(spiral)。
下面，利用圖5對本發(fā)明的第2實施形態(tài)的燈泡型熒光燈進行說明。圖5為第2實施形態(tài)的燈泡型熒光燈的部分斷面?zhèn)让鎴D。
另外，圖5所示的燈泡型熒光燈，除了在構(gòu)成第1實施形態(tài)所示的燈泡型熒光燈的電子管末端上所密封的細管43中，使位于中間的電子管末端41b上所密封的細管43向殼體側(cè)空間延展，以及將在殼體30內(nèi)所收納的點燈裝置26的一部分和殼體30內(nèi)壁利用硅樹脂60進行連接以外，采用相同的構(gòu)成。另外，對與上述第1實施形態(tài)相同的構(gòu)成付以相同的符號，并省略其說明。
在中間的彎曲型電子管41b上所密封的細管43，為了使其頂端位于殼體30內(nèi)的燈口10側(cè)，而使從彎曲型電子管的端部突出的長度為15～50mm較佳，在本實施形態(tài)中，直線長度突出約48mm。
在延伸到殼體30側(cè)的細管43內(nèi)，封入有主汞合金70，該主汞合金70以鉍(Bi)50～65重量％、錫(Sn)35～50重量％所構(gòu)成的合金作為基體，且對該合金含有12～25重量％的水銀。
而且，在構(gòu)成點燈裝置的未圖示的電路基片上，形成有作為插通部的圓徑狀的插通孔，并通過該插通孔使細管43的頂端延長到燈口側(cè)。而且，將作為熱傳導(dǎo)性物質(zhì)的硅樹脂60，以覆蓋點燈裝置26上所安裝的復(fù)數(shù)個電子構(gòu)件的一部分的形態(tài)進行填充。另外，在本實施形態(tài)中，以將復(fù)數(shù)個電子構(gòu)件中相對體積大，且自身發(fā)熱量多的直流斷開電容器C3及鎮(zhèn)流扼流線圈L3利用硅樹脂60進行被覆，并與殼體內(nèi)壁進行接觸的形態(tài)而填充硅樹脂60。另外，本實施形態(tài)的發(fā)熱用硅樹脂，包括硬度40～60JISA、鉀(potassium)及硅石(silica)。
如利用以上那樣的構(gòu)成，當(dāng)使燈泡型熒光燈的點燈裝置26接通電源時，由點燈裝置26在熒光燈41的一對電極44間施加起動電壓，使熒光燈開始放電，于是燈泡型熒光燈進行點燈。
象上述那樣組裝的燈，即使為對消耗電力的熒光燈內(nèi)面積比較小，且在點燈中形成高溫那種每單位面積的紫外線強度、離子沖擊及溫度負載大的燈泡型熒光燈，雖然殼體30的溫度有某種程度的上升，但由于在殼體30內(nèi)填充散熱硅樹脂60，所以可有效的散熱。
藉此，可確實地保護構(gòu)成點燈裝置26的復(fù)數(shù)個電子構(gòu)件不受熱影響，提供一種可信性高的點燈裝置26。藉此，可謀求壽命特性的改善，并能夠提供一種商品性優(yōu)良的燈泡型熒光燈。另外，藉由使主汞合金70延伸到溫度比較低的殼體30內(nèi)的燈口側(cè)空間，可使用具有水銀蒸氣壓高的特性的主汞合金70，能夠以簡單的構(gòu)成使光束上升特性提高。
下面，利用圖6對本發(fā)明的第1實施形態(tài)的照明器具進行說明。圖6所示為本發(fā)明的埋入型照明器具的一實施形態(tài)的斷面概略圖，在圖中，L由燈泡型熒光燈構(gòu)成，器具主體由基片51和反射板52等構(gòu)成。
權(quán)利要求
1.一種燈泡型熒光燈，包括具有在內(nèi)面形成熒光體層的管內(nèi)徑為5～8mm的電子管，并封入放電媒體，且在末端封裝可產(chǎn)生放電的電極，形成長度為400～650mm的放電路的發(fā)光管；在燈電流密度為4.0～5.2mA/mm2的范圍內(nèi)，使發(fā)光管內(nèi)產(chǎn)生放電，并以14～20W的燈功率使發(fā)光管點燈的高頻點燈裝置；以及分別在一側(cè)安裝燈口，在另一側(cè)安裝前述發(fā)光管，且收納高頻點燈裝置的殼體，其特征在于包含燈口的高度為98～130mm，最大寬度尺寸為55～70mm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燈泡型熒光體，其特征在于前述發(fā)光管具有采用從部分電子管的末端向殼體內(nèi)的燈口側(cè)延展，且其部分的表面溫度在通常點燈時達到40～70℃的構(gòu)成的與電子管內(nèi)連通的細管。
3.一種照明器具，其特征在于，包括權(quán)利要求1或2所述的燈泡型熒光燈；以及安裝有該熒光燈的器具主體。
全文摘要
本發(fā)明是有關(guān)于一種燈泡型熒光燈及照明裝置。其目的是提供一種不使起動的燈輸入功率高出必要水平，而可實現(xiàn)高輸出、高照度化，且小型化、長壽命的燈泡型熒光燈。該燈泡型熒光燈藉由在規(guī)定尺寸范圍的電子管內(nèi)接通所需的電流，可不使發(fā)光效率大幅降低，而對小型化、光束上升特性及全光束進行改善。
文檔編號H01J61/00GK1716513SQ200510080540
公開日2006年1月4日 申請日期2005年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月2日
發(fā)明者大野鐵也, 白田伸彌, 筏邦彥 申請人:東芝照明技術(shù)株式會社