專利名稱：無電極放電燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有將感應(yīng)線圈放到設(shè)在發(fā)光泡殼(bulb)中的凹入部分的無電極放電燈，特別是具有熱傳導(dǎo)部件的無電極放電燈。
到目前為止，為將電磁能高效地供到無電極放電燈的放電泡殼內(nèi)，一般做法是，使鎮(zhèn)流電路中的反相電路和負(fù)荷共振電路(匹配電路)達(dá)到阻抗匹配，由此而將最大功率提供給感應(yīng)線圈。在這種情況下，通過感應(yīng)線圈供到放電泡殼內(nèi)的電磁能受負(fù)荷共振電路內(nèi)的感應(yīng)線圈的電感值的影響很大。換句話說，感應(yīng)線圈的感應(yīng)值稍微一偏離設(shè)計值(例如2～3％)，負(fù)荷共振電路的共振頻率就會偏離反相電路的工作頻率(開關(guān)元件的驅(qū)動頻率)。兩個頻率稍微有一點偏離，加在感應(yīng)線圈兩端的共振電壓就會顯著下降，以致無法啟動無電極放電燈。
這樣以來，就希望構(gòu)成負(fù)荷共振電路的阻抗元件的共振頻率一定，在特性上沒有偏差。在特開平10-69992號公報中所公開的感應(yīng)值微調(diào)用可動圓柱體(cylinder)，其目的正是從這樣的技術(shù)背景出發(fā)，想對感應(yīng)線圈的阻抗值的偏差進(jìn)行一下微調(diào)。
再就是，無電極放電燈的工作狀態(tài)和效率受鐵氧體(被用作感應(yīng)線圈的鐵芯的磁性材料)的溫度特性的影響。當(dāng)鐵芯的溫度由于感應(yīng)線圈中所產(chǎn)生的熱而上升時，鐵芯的透磁率就下降。已經(jīng)生產(chǎn)出了為防止透磁率由于該溫度上升而下降，設(shè)置了用以將在鐵芯中產(chǎn)生的熱有效地散發(fā)出去的熱傳導(dǎo)部件的無電極放電燈。例如，在實公平6-6448號公報中公開了這樣的一種無電極放電燈，即沿圓筒狀鐵芯的長度的主要部分設(shè)一棒狀熱傳導(dǎo)部件。還有，在所述實公平6-6448號公報中還公開了這樣的一種結(jié)構(gòu)，即在該結(jié)構(gòu)下，先通過垂直于鐵芯布置著的平面狀熱傳導(dǎo)部件將傳到棒狀或者圓筒狀熱傳導(dǎo)部件的鐵芯的熱傳給殼體，再傳到殼體外。
再就是，在特公平5-27945號公報中，還公開了這樣的一種無電極放電燈，即為將感應(yīng)線圈中所產(chǎn)生的熱有效地散發(fā)出去，而沿鐵芯的內(nèi)側(cè)設(shè)置了圓筒狀傳熱體，讓該傳熱體與內(nèi)裝有電源單元的金屬盒(housing)保持電絕緣，從而達(dá)到降低啟動電壓的目的。
為能可靠地啟動無電極放電燈，要使供給放電泡殼的功率盡可能地大。這樣以來，就要控制感應(yīng)線圈的電感值的偏差。這在上述背景技術(shù)中已說明過了。再就是，感應(yīng)線圈的電感值也受設(shè)在無電極放電燈中用以放熱的熱傳導(dǎo)部件與感應(yīng)線圈之間的布置關(guān)系的影響。
然而，到目前為止還沒有任何報告，來報告應(yīng)該采取什么措施去抑制由于熱傳導(dǎo)部件與感應(yīng)線圈之間的布置關(guān)系而引起的感應(yīng)值的偏差。
本發(fā)明的第一種無電極放電燈，該燈包括封入了放電氣體且具有凹入部分的近似球狀的泡殼、具有由磁性材料制成近似筒形的鐵芯和繞在該鐵芯上的線圈且被放在所述凹入部分并在所述泡殼內(nèi)部產(chǎn)生電磁場的感應(yīng)線圈、及具有其一部分插在所述鐵芯的筒穴內(nèi)的插入部分及布置在該鐵芯的外部且從該插入部分的端部延伸開來的凸緣狀平面部分的熱傳導(dǎo)部件，布置所述鐵芯的靠近所述平面部分的端部與所述平面部分，讓它們之間留有第一間隙。
最好是，所述第一間隙在5.0mm以上。
最好是，所述第一間隙在7.5mm以上。
本發(fā)明的第二種無電極放電，該燈包括封入了放電氣體且具有凹入部分的近似球狀的泡殼、具有由磁性材料制成近似筒形的鐵芯和繞在該鐵芯上的線圈且被放在所述凹入部分并在所述泡殼內(nèi)部產(chǎn)生電磁場的感應(yīng)線圈、具有其一部分插在所述鐵芯的筒穴內(nèi)的插入部分及布置在該鐵芯外且從該插入部分的端部延伸開來的凸緣狀平面部分的熱傳導(dǎo)部件、以及在所述鐵芯與所述平面部分之間平行于所述平面部分布置著且近似平板狀并由磁性材料制成的隔離部件，布置所述鐵芯的靠近所述平面部分的端部與所述隔離部件，讓它們之間留有第二間隙。
最好是，所述第二間隙在4.0mm以上。
最好是，所述第二間隙在5.5mm以上。
最好是，所述隔離部件含鐵氧體或者鐵。
在一實施例中，所述第一間隙及所述第二間隙是借助支撐隔離件即凸起物形成的。
最好是，所述凸起物由樹脂材料制成。
最好是， 還包括將電供到所述感應(yīng)線圈且包括基板的電源電路及用以支撐所述基板的支撐部件，所述凸起物與所述支撐部件形成為一體。
最好是，所述插入部分和所述平面部分相接合，將所述插入部分與所述平面部分接合起來的連接部分的曲率半徑在2mm以下。
在一實施例中，在所述平面部分上設(shè)有多個孔。
在所述平面部分上設(shè)有多個孔。
最好是，所述平面部分的外徑，大于等于所述隔離部件的外徑。
最好是，所述熱傳導(dǎo)部件，其平面部分的外周與將來自所述平面部分的熱散發(fā)到外部的圓筒狀圓筒部分保持熱傳導(dǎo)連接。
最好是，還包括覆蓋所述電源電路的殼體，所述圓筒部分與所述殼體為熱傳導(dǎo)連接。
最好是，還包括用以接收商業(yè)用電能的燈頭；所述泡殼、所述感應(yīng)線圈、所述電源電路及所述燈頭形成為一體。


圖1為剖視圖，示出了本發(fā)明的第1個實施例所涉及的無電極放電燈的主要部分。
圖2示出了間隙D1與感應(yīng)線圈的感應(yīng)值之間的關(guān)系。
圖3示出了間隙D1與啟動線圈電壓之間的關(guān)系。
圖4為一剖視圖，示出了本發(fā)明的第2個實施例所涉及的無電極放電燈的主要部分。
圖5示出了間隙D2與感應(yīng)線圈的感應(yīng)值之間的關(guān)系。
圖6示出了間隙D2與啟動線圈電壓之間的關(guān)系。
圖7為一剖視圖，示出了本發(fā)明的第3個實施例所涉及的無電極放電燈的主要部分。
圖8為本發(fā)明的第3個實施例所涉及的無電極放電燈的支撐隔離件的立體圖。
圖9為本發(fā)明的第3個實施例所涉及的無電極放電燈的另一支撐隔離件的立體圖。
圖10概略地示出了本發(fā)明的第4個實施例所涉及的無電極放電燈的熱傳導(dǎo)部件的平面部分。
(第1個實施例)下面，參考附圖1，說明本發(fā)明的第1個實施例所涉及的無電極放電燈。
圖1主要部分剖視圖，示出了該實施例所涉及的無電極放電燈10的大致結(jié)構(gòu)。在圖1中，無電極放電燈10，具有由鈉鈣玻璃制成的透光性燈泡狀泡殼110，該放電泡殼110又具有凹入部分115。在該泡殼110的內(nèi)部封入了為主要發(fā)光物質(zhì)的水銀(未圖示)及作為緩沖氣體用的氬、氪等惰性氣體(未圖示)。在該泡殼110的內(nèi)側(cè)面形成了涂敷有熒光體的熒光體層(未圖示)，封在泡殼110內(nèi)的水銀由于激活作用而產(chǎn)生的紫外線，由該熒光體層轉(zhuǎn)換為可見光。在泡殼110的凹入部分115，設(shè)置了由圓筒狀磁性材料即鐵氧體構(gòu)成的鐵芯123與繞在鐵芯123上的線圈125構(gòu)成的感應(yīng)線圈120。需提一下，圖1所示的是線圈125的斷面。鐵芯123的長度L為45mm，使用的是Mn-Zn系鐵氧體(透磁率約2300)；線圈125使用李茲線，42匝。
線圈125接在用以將高頻電流供給感應(yīng)線圈120的鎮(zhèn)流電路130上。鎮(zhèn)流電路130包括半導(dǎo)體、電容、電阻、扼流線圈等電子部件與用以設(shè)置這些電子部件的印刷基板。鎮(zhèn)流電路130，由整流電路、平滑電容器、將已平滑化了的直流變換為交流的反相電路及通過感應(yīng)線圈120提供用以激活泡殼110內(nèi)的放電氣體的功率的負(fù)荷共振電路構(gòu)成。反相電路的驅(qū)動頻率為425kHz。
鎮(zhèn)流電路130被由電氣絕緣性高、耐熱性優(yōu)良的樹脂例如聚丁烯對苯二甲酸酯(PBT)制成的殼體140覆蓋起來。通過燈頭150將功率供給該鎮(zhèn)流電路130。需提一下，所輸入的電能為商業(yè)用電能。本實施例中的無電極放電燈10便是由形成為一體的泡殼110、感應(yīng)線圈120、鎮(zhèn)流電路130及燈頭150構(gòu)成的自鎮(zhèn)流型無電極放電燈。
在本實施例中，為將鐵芯123的熱散發(fā)到鐵芯123外部而在無電極放電燈10內(nèi)設(shè)置了熱傳導(dǎo)部件160。將來自鐵芯123的熱散發(fā)出去的高傳熱性銅制管狀插入部分163以與鐵芯123保持熱接觸的形式插在鐵芯123的筒狀穴內(nèi)。該插入部分163與在泡殼110的底部從插入部分163的端部延伸開來的凸緣狀高傳熱性銅制平面部分165相接合。將平面部分165布置成與插入部分163大致垂直的狀態(tài)。平面部分165的作用是將來自插入部分163的熱散發(fā)到殼體140外部。
該平面部分165還與銅制圓筒狀圓筒部分167聯(lián)接起來，以便容易將來自平面部分165的熱散發(fā)到殼體140外面。在本實施例中，圓筒部分167大致垂直于圓板狀平面部分165的外周延伸。圓筒部分167的延伸方向與自平面部分165延伸的插入部分163的延伸方向相反。使該圓筒部分167與殼體140接觸以后，圓筒部分167就與殼體140成了傳熱聯(lián)接，而容易將熱散發(fā)到外部。這里是通過讓它們接觸而實現(xiàn)熱傳導(dǎo)連接的。不僅如此，還可讓圓簡部分167與殼體140為機(jī)械聯(lián)接或者借助潤滑油進(jìn)行熱傳導(dǎo)來實現(xiàn)熱聯(lián)接。還有，在圖1中，示出了平面部分165和圓筒部分167的剖面，插入部分163卻不是以剖面來表示的。
在感應(yīng)線圈120內(nèi)產(chǎn)生的熱，先傳到銅制的插入部分163，再通過銅制的平面部分165傳到銅制的圓筒部分167。傳到圓筒部分167的熱通過殼體140散發(fā)到無電極放電燈10外。這樣由插入部分163和平面部分165構(gòu)成熱傳導(dǎo)部件160，再將在感應(yīng)線圈120內(nèi)產(chǎn)生的熱自圓筒部分167通過殼體140有效地傳到無電極放電燈10外。
該第1個實施例中的無電極放電燈10，為控制感應(yīng)線圈120的感應(yīng)值出現(xiàn)偏差，將感應(yīng)線圈120的鐵芯123離平面部分165較近的那一端部127與平面部分165間的間隙D1(第一間隙)設(shè)定為8mm。以下在不做特別說明的情況下，鐵芯123的“端部127”指鐵芯123的離平面部分165較近的那一個端部。
以下，說明為什么要這樣來設(shè)定間隙D1。
若使鐵芯123的端部127與平面部分165間的間隙D 1發(fā)生變化，感應(yīng)線圈120的感應(yīng)值也跟著發(fā)生變化。
本發(fā)明的發(fā)明人，通過實驗分析了在鐵芯123的端部127附近設(shè)置導(dǎo)電性物質(zhì)時，感應(yīng)線圈120的感應(yīng)值受到的影響，并發(fā)現(xiàn)了要想使感應(yīng)值很穩(wěn)定，重要的是要在鐵芯123的端部127與導(dǎo)電性物質(zhì)之間留出間隙。
本發(fā)明的發(fā)明人，還通過實驗對為抑制感應(yīng)線圈120的感應(yīng)值出現(xiàn)偏差，鐵芯123與熱傳導(dǎo)部件160(導(dǎo)電性物質(zhì))的平面部分165之間的位置關(guān)系應(yīng)該是怎樣的這一情況進(jìn)行了分析。結(jié)果示于圖2。圖2中，橫軸表示鐵芯123的端部127與平面部分165間的間隙D1(mm)；縱軸表示感應(yīng)線圈120的感應(yīng)值，且是將間隙D1為0mm時的值標(biāo)準(zhǔn)化為1后而得到的相對值。需提一下，實驗中所用感應(yīng)線圈120及熱傳導(dǎo)部件160的材料及其結(jié)構(gòu)，都如上所述，不再重述了。
由圖2可知，在鐵芯123的端部127與平面部分165間的間隙D 1在5.0mm以上的情況下，若間隙D1變化1mm，感應(yīng)線圈120的感應(yīng)值的變化率就在1％以下；而在間隙D1在7.5mm以上的情況下，感應(yīng)值的變化率就在0.5％以下。
感應(yīng)線圈120的感應(yīng)值一變化，負(fù)荷共振電路的共振頻率就變化，反相電路的驅(qū)動頻率和負(fù)荷共振電路的共振頻率就稍微有一些偏離。因此，感應(yīng)線圈120的感應(yīng)值稍微有一些變化，啟動時加在感應(yīng)線圈120兩端的共振電壓(以下稱其為“啟動線圈電壓”)就發(fā)生很大的變化。
本案發(fā)明人通過實驗分析了當(dāng)間隙D 1的值發(fā)生各種各樣的變化時，啟動線圈電壓的變化情況。圖3示出了實驗結(jié)果之一例。圖3中，橫軸表示鐵芯123的端部127與平面部分165間的間隙D1(mm)；縱軸表示啟動線圈電壓的相對值，且是將間隙D1為0mm時的啟動線圈電壓的值標(biāo)準(zhǔn)化為1后而得到的相對值。由圖2及圖3可知，感應(yīng)線圈120的感應(yīng)值由于間隙D1變化而稍微有一點變化，啟動線圈電壓就發(fā)生很大的變化。例如，若鐵芯123與平面部分165間的間隙D1為0.7mm，則啟動線圈電壓就大約成為間隙D1為0mm時的0.33倍，而無法啟動無電極放電燈10。這就意味著若不控制感應(yīng)線圈120的感應(yīng)值的偏差而將它保持在一定值上，就無法通過感應(yīng)線圈120將啟動所必需的大電磁能提供給泡殼110內(nèi)。因此，重要的是做到讓感應(yīng)線圈120的感應(yīng)值不隨鐵芯123的安裝方法而變。
由圖2可知，為保證即使安裝無電極放電燈10時鐵芯123的端部127與平面部分165間的間隙D1多少有一些變動，感應(yīng)線圈120的感應(yīng)值也幾乎不會出現(xiàn)偏差，最好是將鐵芯123的端部127與平面部分165間的間隙D1設(shè)定在5.0mm以上，設(shè)定在7.5mm以上就更好了。這樣設(shè)定間隙D1以后，組裝燈時，即使間隙D1從設(shè)定值多少有一些偏離，感應(yīng)線圈120的感應(yīng)值偏離設(shè)定值的量也是非常小的。在本實施例中，通過將間隙D1設(shè)定為8mm，而將組裝時間隙D1偏離1mm時感應(yīng)值的偏差抑制在0.5％以下，由此燈能夠可靠地亮著，光輸出也很高。
在特開平10-69992號公報中所述的技術(shù)中，將燈組裝好后必須調(diào)整感應(yīng)值。然而，按上所述設(shè)定鐵芯123的端部127與平面部分165間的間隙D1以后，這樣的調(diào)整就不需要了，從而可縮短制造時間、降低制造成本。
需提一下，在燈為自鎮(zhèn)流型無電極放電燈的情況下，最好是將鐵芯123的端部127與平面部分165間的間隙D1設(shè)定在30mm以下。
其次，說明其結(jié)構(gòu)如圖1所示的第1個實施例中的無電極放電燈10的工作情況。
從燈頭150供來商業(yè)用電能以后，該商業(yè)用電能在鎮(zhèn)流電路130的反相電路中被變換為頻率425kHz的高頻電流。該高頻電流被供到感應(yīng)線圈120以后，泡殼110內(nèi)就產(chǎn)生交流電磁場。該交流電磁場將泡殼110內(nèi)的水銀激活。這樣以來，泡殼110內(nèi)就放射出紫外線，該紫外線由形成在泡殼110內(nèi)表面的熒光體層變換為可見光，通過泡殼110放射到外面。發(fā)光原理和現(xiàn)有技術(shù)一樣。也可采用現(xiàn)有技術(shù)中的電路作鎮(zhèn)流電路130用。
本發(fā)明的第1個實施例所涉及的無電極放電燈，如上所述，其中的鐵芯123的長度L被設(shè)定為45mm；鐵芯123的端部127與平面部分165間的間隙D1被設(shè)定為8mm；平面部分165與泡殼110的直徑最大的那一個面的距離H被設(shè)定為45mm。因此，即使由于鐵芯123的燒結(jié)、安裝等而使間隙D1多少出現(xiàn)點偏差，感應(yīng)線圈120的感應(yīng)值基本上在一定值上。這樣以來，在本第1個實施例結(jié)構(gòu)下的無電極放電燈10中，在反相電路和負(fù)荷共振電路之間進(jìn)行阻抗匹配，而可使負(fù)荷共振電路的共振頻率和反相電路的驅(qū)動頻率一致。結(jié)果便能得到啟動無電極放電燈10所必需的高共振電壓(啟動線圈電壓)。這又意味著因為能使鎮(zhèn)流電路130的工作點穩(wěn)定，所以可減小由于反射電能造成的對電路部件的壓力，燈穩(wěn)定地亮著時的能量效率也高。
需提一下，在現(xiàn)有技術(shù)中，在特公平5-27945號公報中，公開了這樣的一種無電極放電燈，即為將鐵芯中所產(chǎn)生的熱散發(fā)出去，而設(shè)置了固定在鐵芯上的筒狀傳熱體和內(nèi)裝有鎮(zhèn)流電路的金屬盒，在傳熱體的下端通過電氣絕緣物將傳熱體和金屬盒電氣絕緣起來，從而降低了啟動電壓。但是，該特公平5-27945號公報中所公開的無電極放電燈，對要在感應(yīng)線圈的鐵芯和金屬盒間保持一定的距離這一點上卻沒作任何說明。因此，在現(xiàn)有技術(shù)中，若感應(yīng)線圈的鐵芯與金屬盒間的距離出現(xiàn)了偏差，從以上說明的實驗結(jié)果可知，感應(yīng)線圈的感應(yīng)值就會出現(xiàn)偏差，以致負(fù)荷共振電路的共振頻率和反相電路的共振頻率相互偏離。因此，盡管特公平5-27945號公報中所公開的無電極放電燈，實現(xiàn)啟動電壓的下降，卻無法防止由于感應(yīng)線圈的感應(yīng)值的偏差而引起的啟動線圈電壓的極大下降。換句話說，不能象本發(fā)明的第1個實施例那樣，通過抑制感應(yīng)線圈的感應(yīng)值的偏差，而確保啟動可靠。而且，特公平5-27945號公報中所公開的無電極放電燈，筒狀的傳熱體和金屬盒通過電氣絕緣物保持絕緣，而在本第1個實施例的無電極放電燈10中，插入部分163和平面部分165相連接，從感應(yīng)線圈120的熱散發(fā)這一點來看，本第1個實施例中的無電極放電燈10更好。
(第2個實施例)第2個實施例所涉及的無電極放電燈的大致結(jié)構(gòu)示于圖4。本第2個實施例中的無電極放電燈20的基本結(jié)構(gòu)和第1個實施例中的無電極放電燈10的結(jié)構(gòu)基本一樣。所不同的是，平面部分165的靠近感應(yīng)線圈120的那一面上設(shè)置了由磁性材料制成的隔離部件(shielding member)420。需提一下，用同一個符號來表示和第1個實施例中一樣的構(gòu)成部件，說明省略。
第2個實施例中的感應(yīng)線圈120的鐵芯123及線圈125的條件和第1個實施例一樣。換句話說，鐵芯123的長L為45mm，使用的是Mn-Zn系鐵氧體(透磁率約2300)；線圈125使用李茲線，42匝。
保護(hù)鎮(zhèn)流電路130免受產(chǎn)自感應(yīng)線圈120的交流電磁場的影響的隔離部件420為鐵氧體，鐵芯123的離平面部分165較近的端部127與隔離部件420間的間隙D2(第二間隙)為8mm，從隔離部件420到泡殼110的直徑最大的那一平面的距離H2為45mm。
鎮(zhèn)流電路130的結(jié)構(gòu)和第1個實施例中的一樣，說明省略不提。但需提一下，鎮(zhèn)流電路130中的反相電路的驅(qū)動頻率為88kHz。
如圖4所示，在布置隔離部件420的情況下，鐵芯123的端部127與隔離部件420間的間隙D2會由于組裝而有一點偏差。由此而導(dǎo)致感應(yīng)線圈120的感應(yīng)值也出現(xiàn)一點偏差，負(fù)荷共振電路的共振頻率與反相電路的驅(qū)動頻率就有一點偏離了。這就導(dǎo)致了啟動時加在感應(yīng)線圈120兩端的共振電壓即啟動線圈電壓顯著下降，以致無法啟動。
為防止出現(xiàn)這樣的問題，有必要抑制無電極放電燈20的感應(yīng)線圈120的感應(yīng)值的偏差，而讓感應(yīng)值保持一定。通過實驗求得的讓鐵芯123的端部127與隔離部件420間的間隙D2變動以后，感應(yīng)線圈120的感應(yīng)值如何變化的結(jié)果示于圖5。圖5中，縱軸表示間隙D2為0mm時，感應(yīng)值被標(biāo)準(zhǔn)化為1而得到的相對值；橫軸表示間隙D2。圖6示出了通過實驗求得的間隙D2變動以后，啟動線圈電壓如何變化的結(jié)果。在圖6中，縱軸表示間隙D2為0mm時，啟動線圈電壓被標(biāo)準(zhǔn)化為1而得到的啟動線圈電壓；橫軸表示間隙D2。
從圖5可知，例如間隙D2為1.65mm時的感應(yīng)值，為間隙D2為0mm時的0.83倍。這樣以來，負(fù)荷共振電路的共振頻率就從D2為0mm時的88kHz偏移到96kHz。如圖6所示，由于該共振頻率的偏移，啟動線圈電壓竟降到阻抗整合時的大約4％，也就啟動不了無電極放電燈20了。
因此，為穩(wěn)定地啟動無電極放電燈20，重要的是，即使感應(yīng)線圈120的安裝位置由于安裝而出現(xiàn)了一些偏離，也要保持感應(yīng)線圈120的感應(yīng)值不變。要做到即使間隙D2偏離了1mm，感應(yīng)值的變化率也在1％以下，就要將間隙D2設(shè)定在4.0mm以上，如圖5所示。要做到即使間隙D2偏離了1mm，感應(yīng)值的變化率在0.5％以下，就要將間隙D2設(shè)定在5.5mm以上。從這一背景可知，在該第2個實施例的無電極放電燈20中，間隙D2被設(shè)定為8mm。
需提一下，對第2個實施例中的無電極放電燈20而言，感應(yīng)線圈120的感應(yīng)值由于鐵芯123的端部127與隔離部件420間的間隙D2有了偏離而出現(xiàn)偏離，啟動線圈電壓發(fā)生很大變動這一情況，與對第1個實施例中的無電極放電燈10而言，感應(yīng)線圈120的感應(yīng)值由于鐵芯123的端部127與平面部分165間的間隙D1有了偏離而出現(xiàn)偏離，共振電壓發(fā)生很大變動這一情況很相似。但是，對第2個實施例中的無電極放電燈20而言，因為有了隔離部件420，所以可使間隙D2的值比第1個實施例中的無電極放電燈10的間隙D1的值小。換句話說，與第1個實施例相比，第2個實施例的好處是，對間隙的容許范圍大。
使其成為本第2個實施例那樣的結(jié)構(gòu)以后，在組裝燈時將鐵芯123的端部127與隔離部件420間的間隙D2設(shè)定在5.5mm以上的情況下，即使該間隙D2從設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)值偏離±1mm，感應(yīng)線圈120的感應(yīng)值的變化率也會被抑制在0.5％以下。這樣以來，就能提高啟動無電極放電燈20所需的啟動線圈電壓，而實現(xiàn)效率高、光輸出也高的無電極放電燈20。
需提一下，在本第2個實施例中，隔離部件420的材料為鐵氧體，不僅如此，用例如含鐵的材料那樣的磁性材料來代替鐵氧體，也能收到同樣的效果。
再就是，感應(yīng)線圈120的熱從熱傳導(dǎo)部件160通過圓筒部分167，透過殼體140散發(fā)出去。因此，有以下?lián)?。即若平面部?65的外徑比隔離部件420的外徑小，就會在殼體140和圓筒部分167之間產(chǎn)生縫隙，以致不能將熱有效地散發(fā)到外部。從以上理由來看，比較合適的情況是，讓無電極放電燈20中熱傳導(dǎo)部件160的平面部分165的外徑大于隔離部件420的外徑。
需提一下，在燈為自鎮(zhèn)流型無電極放電燈的情況下，最好是，將鐵芯123的端部127與隔離部件420間的間隙D2設(shè)定在30mm以下。
(第3個實施例)下面，參考圖7，說明第3個實施例所涉及的無電極放電燈的結(jié)構(gòu)。
在圖7中，用同一個符號來表示本實施例中的功能基本上與第1個實施例及第2個實施例中的無電極放電燈10，20的構(gòu)成要素相同的構(gòu)成要素。省略說明。
第3個實施例中的無電極放電燈30，與第2個實施例中的無電極放電燈20一樣，為將感應(yīng)線圈120的熱散發(fā)出去，設(shè)有由插入部分163及平面部分165構(gòu)成的熱傳導(dǎo)部件160及圓筒部分167，平面部分165靠近泡殼110的那個面上設(shè)置了鐵氧體制、圓盤狀隔離部件420。
如圖7所示，包括用以將線圈繞到感應(yīng)線圈120的鐵芯123上的線圈架720。線圈架720上繞了42匝李茲線作線圈125，泡殼110的底部周圍與線圈架720相連。
還有，如圖7所示，為存放并支撐由電子部件和基板770構(gòu)成的鎮(zhèn)流電路130，而設(shè)置了由耐熱性樹脂制成的支撐部件730。鎮(zhèn)流電路130，是通過將基板770的周圍部分嵌合到設(shè)在該支撐部件730上的嵌合爪而將它固定好的。
還有，在本第3個實施例中的無電極放電燈30中，為將感應(yīng)線圈120的感應(yīng)值的偏差控制在0.5％以下，而將鐵芯123的靠近平面部分165的端部127與隔離部件420間的間隙D2定為6mm。為使間隙D2為這樣的一個值，而由支撐隔離件(spacer)750支撐住鐵芯123的端部127。使用該支撐隔離件750以后，就可用簡單的方法確使間隙D2為一定值。
支撐隔離件750，如圖8所示，由設(shè)在支撐部件730上的多個凸起物構(gòu)成，這些凸起物一體成型后而與支撐部件730形成為一體。這樣一體形成它們后，就可控制成本上升。需提一下，該支撐部件730通過設(shè)在線圈架720上的多個嵌合爪(未圖示)與線圈架720聯(lián)接、固定。
本第3個實施例中的無電極放電燈30的鎮(zhèn)流電路130及驅(qū)動頻率，和第2個實施例中的無電極放電燈20一樣，說明省略。
若使用本實施例中的無電極放電燈30，與第2個實施例一樣，就能抑制感應(yīng)線圈120的感應(yīng)值出現(xiàn)偏差，得到啟動時啟動燈所必需的足夠的共振電壓，啟動可靠，燈可靠地正常地亮著。這是因為參考圖5、圖6而對第2個實施例所做的說明，在本實施例中也適用的緣故。
需提一下，在本實施例中，作支撐隔離件750的凸起物的形狀為圓柱體，不僅如此，只要是能夠支撐鐵芯123的形狀，什么形狀都可以。例如，還可為多角柱體、截圓錐或者截棱錐等形狀的凸起物。
該支撐隔離件750不與收放鎮(zhèn)流電路130的支撐部件730為一體，而僅由凸起物構(gòu)成也是可以的，還可為設(shè)在支撐部件730以外的其他部件上的凸起物。同行業(yè)的人很容易做出這些結(jié)構(gòu)來，故不再多做說明。
還可用圖9所示的樹脂制彈簧850代替樹脂制凸起物作起支撐隔離件750之作用的部件，以確保間隙D2。還有，雖然我們認(rèn)為也可用金屬彈簧來代替樹脂制彈簧850，但在這種情況下卻收不到通過本第3個實施例中的無電極放電燈30而得到的感應(yīng)線圈120的感應(yīng)值的偏差得以抑制的效果。因為用以保持間隙D2的金屬制彈簧會影響來自感應(yīng)線圈120的磁通量。這里，因為陶瓷、玻璃等對磁通量沒有影響，耐熱性也高，所以它們可為制作支撐隔離件(包括彈簧)的材質(zhì)。但是，從尺寸偏差、成本等方面來看，最好是采用樹脂。需提一下，圖9僅將線圈架720、鐵芯123、插入部分163及彈簧850拿出來并將它們顯示出來了。
還有，用以固定支撐部件730及線圈架720的嵌合爪的形狀，只要能保證固定，什么形狀都行。
(第4個實施例)第4個實施例所涉及的無電極放電燈的結(jié)構(gòu)，與第1個實施例中圖1所示的結(jié)構(gòu)基本相同。所不同的僅僅是平面部分165的形狀。圖10為從第4個實施例的無電極放電燈的平面部分165的上面所看到的俯視圖。
如圖10所示，平面部分165上設(shè)了多個縫隙(孔)950。這樣設(shè)置多個縫隙950以后，銅制平面部分165的電阻就增大，由此而可使本實施例在平面部分165產(chǎn)生的渦流損失，比第1個實施例中的無電極放電燈10少，而實現(xiàn)啟動性良好、效率更高的無電極放電燈。
需提一下，在第2個實施例及第3個實施例中的無電極放電燈20、30中，在平面部分165上設(shè)圖10所示的縫隙950，也能收到抑制渦電流損失，與第4個實施例中的無電極放電燈一樣的效果。
圖10所示的縫隙950的形狀和數(shù)量，都只不過是一個例子而已，只要是能借助來自感應(yīng)線圈120的磁通量而有效地抑制在平面部分165產(chǎn)生的渦電流，形狀及個數(shù)都是可變的。
(其他實施例)在第1個實施例到第4個實施例的無電極放電燈中，用銅作了將在感應(yīng)線圈120產(chǎn)生的熱有效地散發(fā)到殼體140外的熱傳導(dǎo)部件160的材料，不僅如此，這些熱傳導(dǎo)部件160只要是傳熱性好的導(dǎo)電性金屬就行，例如，用鋁等作熱傳導(dǎo)部件160的材料，也能收到和第1個實施例到第4個實施例中的無電極放電燈一樣的效果。
還有，在第1個實施例到第4個實施例的無電極放電燈中，在為熱傳導(dǎo)部件160之構(gòu)成要素的插入部分163與平面部分165一體成型的情況下，可使插入部分163與平面部分165相接合的連接部具有一定大小的曲率。增大該曲率，而等價地讓感應(yīng)線圈120和平面部分165接近，就會成為感應(yīng)線圈120的感應(yīng)值出現(xiàn)偏差的原因。因此只有將連接部的曲率半徑設(shè)在2mm以下，才能得到感應(yīng)線圈120的感應(yīng)值的偏差的影響得以控制的無電極放電燈。
需提一下，第1個實施例到第4個實施例中所述的無電極放電燈的泡殼110的形狀，可為直管、圓管、U字管等。
在第1個實施例到第4個實施例中所說明的無電極放電燈，都是帶燈頭150的、用以代替白熾燈的自鎮(zhèn)流型無電極放電燈，不帶燈頭150的無電極放電燈當(dāng)然也是可以的。
在第1個實施例到第4個實施例的無電極放電燈中，圓筒部分167的形狀并不限于圓筒體，只要能將從平面部分165傳來的熱有效地散發(fā)到殼體140外，什么形狀都行。例如，若讓圓筒部分167為雨傘狀的截圓錐狀，就能制成與殼體140的接觸面積得以增大，放熱效果進(jìn)一步提高了的無電極放電燈。
在第1個實施例到第4個實施例的無電極放電燈中，鐵芯123的形狀并不限于圓筒狀，既可為多角筒狀，也可為筒一端的開口部被塞起來的形狀。
需提一下，若第1個實施例到第4個實施例的無電極放電燈中，不帶圓筒部分167，則其放熱效果不如第1個實施例到第4個實施例所示的帶圓筒部分167的好，它這些變形卻屬于本發(fā)明的范圍。
綜上所述，若利用其結(jié)構(gòu)如本發(fā)明所述的無電極放電燈，就能實現(xiàn)不僅抑制了感應(yīng)線圈的感應(yīng)值的偏差，同時還確保了可靠的啟動且光輸出也高的無電極放電燈。
權(quán)利要求
1.一種無電極放電燈，該燈包括封入了放電氣體且具有凹入部分的近似球狀的泡殼、具有由磁性材料制成近似筒形的鐵芯和繞在該鐵芯上的線圈且被放在所述凹入部分并在所述泡殼內(nèi)部產(chǎn)生電磁場的感應(yīng)線圈、及具有其一部分插在所述鐵芯的筒穴內(nèi)的插入部分及布置在該鐵芯的外部且從該插入部分的端部延伸開來的凸緣狀平面部分的熱傳導(dǎo)部件，其中布置所述鐵芯的靠近所述平面部分的端部與所述平面部分，讓它們之間留有第一間隙。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無電極放電燈，其中所述第一間隙在5.0mm以上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無電極放電燈，其中所述第一間隙在7.5mm以上。
4.一種無電極放電燈，該燈包括封入了放電氣體且具有凹入部分的近似球狀的泡殼、具有由磁性材料制成近似筒形的鐵芯和繞在該鐵芯上的線圈且被放在所述凹入部分并在所述泡殼內(nèi)部產(chǎn)生電磁場的感應(yīng)線圈、具有其一部分插在所述鐵芯的筒穴內(nèi)的插入部分及布置在該鐵芯外且從該插入部分的端部延伸開來的凸緣狀平面部分的熱傳導(dǎo)部件、以及在所述鐵芯與所述平面部分之間平行于所述平面部分布置著且近似平板狀并由磁性材料制成的隔離部件，其中布置所述鐵芯的靠近所述平面部分的端部與所述隔離部件，讓它們之間留有第二間隙。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的無電極放電燈，其中所述第二間隙在4.0mm以上。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的無電極放電燈，其中所述第二間隙在5.5mm以上。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的無電極放電燈，其中所述隔離部件含鐵氧體或者鐵。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無電極放電燈，其中所述第一間隙，是借助支撐隔離件即凸起物形成的。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的無電極放電燈，其中所述凸起物由樹脂材料制成。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的無電極放電燈，其中所述第二間隙，是借助支撐隔離件即凸起物形成的。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的無電極放電燈，其中所述凸起物由樹脂材料制成。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的無電極放電燈，其中還包括將電供到所述感應(yīng)線圈且包括基板的電源電路及用以支撐所述基板的支撐部件；所述凸起物與所述支撐部件形成為一體。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的無電極放電燈，其中還包括將電供到所述感應(yīng)線圈且包括基板的電源電路、用以支撐所述基板的支撐部件；所述凸起物與所述支撐部件形成為一體。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無電極放電燈，其中所述插入部分和所述平面部分相接合；將所述插入部分與所述平面部分接合起來的連接部分的曲率半徑在2mm以下。
15.根據(jù)權(quán)利要求4所述的無電極放電燈，其中所述插入部分和所述平面部分相接合；將所述插入部分與所述平面部分接合起來的連接部分的曲率半徑在2mm以下。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無電極放電燈，其中在所述平面部分上設(shè)有多個孔。
17.根據(jù)權(quán)利要求4所述的無電極放電燈，其中在所述平面部分上設(shè)有多個孔。
18.根據(jù)權(quán)利要求4所述的無電極放電燈，其中所述平面部分的外徑，大于等于所述隔離部件的外徑。
19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無電極放電燈，其中所述熱傳導(dǎo)部件，其平面部分的外周與將來自所述平面部分的熱散發(fā)到外部的圓筒狀圓筒部分保持熱傳導(dǎo)連接。
20.根據(jù)權(quán)利要求4所述的無電極放電燈，其中所述熱傳導(dǎo)部件，其平面部分的外周與將來自所述平面部分的熱散發(fā)到外部的圓筒狀圓筒部分保持熱傳導(dǎo)連接。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的無電極放電燈，其中還包括覆蓋所述電源電路的殼體；所述圓筒部分與所述殼體為熱傳導(dǎo)連接。
22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的無電極放電燈，其中還包括覆蓋所述電源電路的殼體；所述圓筒部分與所述殼體為熱傳導(dǎo)連接。
23.根據(jù)權(quán)利要求12所述的無電極放電燈，其中還包括用以接收商業(yè)用電能的燈頭；所述泡殼、所述感應(yīng)線圈、所述電源電路及所述燈頭形成為一體。
24.根據(jù)權(quán)利要求13所述的無電極放電燈，其中還包括用以接收商業(yè)用電能的燈頭；所述泡殼、所述感應(yīng)線圈、所述電源電路及所述燈頭形成為一體。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種無電極放電燈。它包括由鐵芯123及繞在鐵芯123上的線圈構(gòu)成且在泡殼110內(nèi)部產(chǎn)生電磁場的感應(yīng)線圈120、放在鐵芯123內(nèi)部的插入部分163、將來自插入部分163的熱散發(fā)到殼體140外的平面部分165。在鐵芯123的靠近平面部分165的端部127與平面部分165之間設(shè)一間隙以后，就能減少感應(yīng)線圈120的感應(yīng)值的偏差，做到啟動可靠。
文檔編號H01J7/00GK1462057SQ03136940
公開日2003年12月17日 申請日期2003年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月28日
發(fā)明者倉地敏明, 板谷賢二 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社