專利名稱：外包殼和具有外包殼的燈的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及外包殼和具有這種包殼的燈，且更具體地講，涉及可代替通用白熾燈 的具有該包殼的緊湊型熒光燈。
背景技術：
用于照明目的的節(jié)能燈大體包括具有至少一個保護罩或包殼的發(fā)光體或光源。這種燈包括(例如但并非唯一)低壓放電燈和緊湊型熒光燈(CFL)?，F(xiàn)有技術的燈廣泛用于各種各樣的住宅和工業(yè)應用中。但是，這些燈的包殼相對 脆弱，而且經常會經受破裂，尤其是在燈暴露于極端溫度或機械應力的環(huán)境中。因此，對于 燈來說非常有利的是受到保護，從而使得破裂風險降低且減輕任何破裂效應。US 5，864，202建議使用由塑料材料制成的外包殼，這種包殼提供充分保護來抵抗 機械應力和沖擊，但是這種燈對于高溫保持敏感。此外，由塑料材料制成的外包殼由于其相 對高的吸光率而不能提供足夠的輸出亮度。因此，優(yōu)選的是使用具有包圍燈包殼的保護罩 防護裝置的玻璃材料的外包殼。從US 6，406，167中了解到其中保護罩防護裝置包圍燈包殼的燈組件。根據這個 提議的罩防護裝置是塑料軟管，該塑料軟管設置在燈上，且包圍燈，并且部分地在燈座上延 伸。剛性金屬或塑料環(huán)在防護裝置在燈座上延伸且具有小于燈座的直徑的位置處設置在罩 防護裝置上。隨后將罩防護裝置密封到燈座上。這種罩防護裝置僅可用于具有長形放電 管的、燈座部分在管部件的端部處的熒光燈。CFL通常具有更復雜的形狀，其具有更多彼此 連接的管狀部件或者盤管或可具有燈泡形狀以便類似于傳統(tǒng)白熾燈的保護外包殼。從US 6，064，155中了解到這種具有燈泡形外包殼的低壓放電燈。還已知的是具有燈泡形外包殼的CFL，其具有硅材料的保護罩或套筒。通過將外包 殼浸入流體硅涂料中并且隨后使涂料變干，來在外包殼的外表面上形成硅罩。這種硅罩很 有彈性，且不會附連到包殼的外壁上，因此硅罩可能會容易裂開和損壞。雖然此硅罩只要在 沒有損壞時就提供充分的機械保護，但是該硅罩將會由于其吸收效應而降低發(fā)光強度，且 不能提供適當?shù)墓馍⑸洹５蛪悍烹姛艉途o湊型熒光燈通常具有不均勻的空間光強度分布，這一點可通過使 用光散射外包殼來提高。為了實現(xiàn)期望的效果，外包殼可由半透明或不透明的玻璃或塑料 材料制成。另一種可行的解決方法是使用在包殼的內表面上有光散射涂層的玻璃材料的外 包殼。從US 4，081，709中了解到這種光散射靜電沉積涂層。這種燈具有改進的空間光強 度分布，但是這種改進的空間光強度分布取決于沉積涂層的厚度和密度的均勻性。雖然這 種燈可提供充分的光散射，但是這種燈并未針對機械應力和沖擊受到保護。需要提供一種具有至少一個發(fā)光體和帶有電構件的控制裝置的燈的包殼，該燈包 殼提供充分的光散射，而不必降低由燈發(fā)射的光的強度，且提供充分保護來抵抗機械應力 和沖擊。還需要提供即使是在受到強得足以完全使包殼破碎的沖擊之后也將保持完好且 將碎片容納在其內的一種燈包殼。還特別需要提供一種易于制造且制造廉價的“安全”熒光燈。發(fā)明概述在本發(fā)明的一個示例性實施例中，提出了一種用于容納至少一個發(fā)光體和具有電 構件的控制裝置的外包殼，該外包殼包括-至少部分為玻璃材料的壁；且-外包殼的玻璃壁覆蓋有用于均勻的球形發(fā)光強度分布的聚酯封端異氰酸酯的粉 末清漆涂層，從而保護包殼抵抗機械沖擊，且提供碎片保留。在本發(fā)明的另一個方面的一個示例性實施例中，提出了一種具有用于容納至少一 個發(fā)光體和具有電構件的控制裝置的外包殼的燈。燈的外包殼的包括-至少部分為玻璃材料的壁；以及-外包殼的玻璃壁覆蓋有用于均勻的球形發(fā)光強度分布的聚酯封端異氰酸酯的粉 末清漆涂層，從而保護包殼抵抗機械沖擊，且提供碎片保留。根據本發(fā)明的又一個方面的一個示例性實施例，提出了一種緊湊型熒光燈。該緊 湊型熒光燈包括放電管裝置、鎮(zhèn)流器電路、燈座和基本為燈泡形的外包殼。放電管裝置由玻 璃制成的至少一個放電管形成，包圍裝有放電氣體的放電容積，且具有設置在該管的內表 面上的熒光磷涂層。該管形成連續(xù)的電弧路徑，且設有設置在電弧路徑的各個端部處的電 極。鎮(zhèn)流器電路在(放電)管中提供控制電流且連接到電極和相關聯(lián)的電源上。燈座具有 用于將所述燈連接到相關聯(lián)的電源上的觸頭?；緸闊襞菪蔚耐獍鼩ぞ哂兄鬏S線和至少部 分為玻璃材料的壁，且包括包圍放電管裝置的至少一部分的基本為球形的部分和包圍鎮(zhèn)流 器電路的至少一部分的長形端部部分。外包殼的玻璃壁覆蓋有用于均勻的球形發(fā)光強度分 布的聚酯封端異氰酸酯的粉末清漆涂層，從而保護包殼抵抗機械沖擊，且提供碎片保留。本發(fā)明具有優(yōu)于現(xiàn)有技術的幾個優(yōu)點。外包殼、具有不同發(fā)光體的燈以及具有這 種外包殼的緊湊型熒光燈提供均勻的球形光強度分布，而不用不必要地降低燈的發(fā)光強 度，且提供充分保護來抵抗機械應力和沖擊。所提出的實施例提供了在燈破裂的情況下非 常有效地保護而防止玻璃碎片從包殼中散落出來的外包殼。具有這種“安全”包殼的燈生 產起來容易且廉價，因此其非常適于大批量生產。附圖簡述現(xiàn)在將參照附圖對本發(fā)明進行詳細描述，其中

圖1是根據本發(fā)明的一個實施例的具有外包殼的燈的截面?zhèn)纫晥D；圖2是根據本發(fā)明的另一個實施例的外包殼的截面?zhèn)纫晥D；圖3是根據本發(fā)明的一個實施例的燈的側視圖，其部分為截面；圖4是根據本發(fā)明的另一個實施例的燈的側視圖，其部分為截面；圖5是在鋼珠擊中外包殼的表面的機械應力實驗期間的照片；圖6是關于在擊中外包殼的表面之后留下的凹陷和裂縫的機械應力實驗期間的 照片。發(fā)明詳述首先參看圖1，顯示了根據本發(fā)明的燈1的第一個示例性實施例，其具有用于容納 至少一個發(fā)光體5、6和用于為該至少一個發(fā)光體提供必要的電能的電子構件的控制裝置4 的外包殼2。包殼2包括至少部分為玻璃材料的壁，且外包殼的玻璃壁覆蓋有用于均勻的球形發(fā)光強度分布的聚酯封端異氰酸酯的粉末清漆涂層3，從而保護包殼抵抗機械沖擊，且 提供碎片保留。在外包殼內部，在中間顯示了緊湊型熒光燈6，且在CFL的兩側上顯示了兩 個發(fā)光二極管5(LED)。因為LED5需要低壓供電，所以將把變壓器用作本領域眾所周知的 控制裝置4。LED可能需要低壓DC供電，因此包括至少一個變壓器和整流機構(例如二極 管)的DC電源可用作具有電構件的控制裝置。也可直接從供應AC低電壓的變壓器為LED 供電。當CFL和LED的組合用作外包殼內部的發(fā)光體時，對于兩種發(fā)光體來說，變壓器可為 普通變壓器。如圖1所示，外包殼2具有電燈泡的形狀，其具有用于接收發(fā)光體的至少一部 分的基本球形段和用于接收控制裝置的構件的至少一部分的長形端部段。如對本領域技術 人員可能顯而易見的，在不偏離本發(fā)明的范圍的情況下，外包殼的形狀和材料可選擇成與 以上公開的實施例不同。外包殼的形式可為例如橢圓形、圓柱形，或者外包殼可具有適用于 容納發(fā)光體的任何其它不同的形式。外包殼的材料可全部為玻璃，或者部分為玻璃且具有 塑料和/或金屬補充構件。
可將保護涂層涂敷到外包殼2的具有玻璃壁的部分的外表面或內表面上。涂層具 有優(yōu)選80至150微米的厚度，更優(yōu)選80至120微米，且進一步更優(yōu)選80至100微米。外 包殼可具有厚度為0. 5至1. 5毫米的玻璃壁?？赏ㄟ^在使表面清潔和干燥之后靜電沉積粉 末清漆，將涂層涂敷到外包殼2的壁上。沉積的粉末清漆必須固化，以便使其從粉末形式轉 變成均勻的無孔熔融層。可關于固化時間來優(yōu)化涂層的固化，以便加速生產時間或固化溫 度，以便保護包殼內部的電子構件?？煞謩e在120°C至180°C和40分鐘至20分鐘的范圍內 選擇固化溫度和時間。可從例如Egrokorr Festekipari (匈牙利^rd )獲得包含聚酯 封端異氰酸酯的粉末清漆。在包括上述外包殼的燈中，發(fā)光體可選自包括低壓放電管、LED和它們的組合的 組。在圖1中，CFL和兩對LED的組合被描繪為發(fā)光體，而在圖2中，低壓放電管顯示為發(fā) 光體。因為低壓放電管包括玻璃壁，所以外包殼的保護罩也為發(fā)光體的玻璃壁提供機械保 護。如上面已經公開的，外包殼的形式可為燈泡形、橢圓形、圓柱形，或者外包殼可具有適于 容納發(fā)光體的任何其它不同的形式。外包殼的材料可全部為玻璃，或者部分為玻璃且具有 塑料和/或金屬補充構件。金屬構件部分可為例如具有用于將電構件的所述控制裝置連接 到電源上的觸頭的燈座構件?，F(xiàn)在參看圖3和4，顯示了結合圖1和2詳細描述的具有外包殼12的緊湊型熒光 燈11。緊湊型熒光燈11包括放電管裝置16、26、鎮(zhèn)流器電路17、基本為燈泡形的外包殼12 和燈座。放電管裝置16、26由玻璃制成的至少一個放電管形成，包圍裝有放電氣體的放電 容積，且具有設置在該管的內表面上的熒光磷涂層。(放電)管形成連續(xù)的電弧路徑，且其 設有設置在電弧路徑的各個端部處的電極。鎮(zhèn)流器電路17在管中提供控制電流，并且連接 到電極和相關聯(lián)的電源上。具有主軸線13的基本為燈泡形的外包殼12具有至少部分為玻 璃材料的壁，且包括包圍放電管裝置16、26的至少一部分的基本為球形的部分14和包圍鎮(zhèn) 流器電路17的至少一部分的長形端部部分15。燈座18具有用于將鎮(zhèn)流器電路17連接到 相關聯(lián)的電源上的觸頭19。外包殼12的玻璃壁覆蓋有包含用于均勻的球形發(fā)光強度分布 的聚酯封端異氰酸酯的粉末清漆涂層，從而保護包殼抵抗機械沖擊，且提供碎片保留。以與 已經結合圖1和2所示的外包殼詳細描述過的相同的方式將粉末清漆涂敷到CFL的外包殼 的玻璃壁上，但是粉末清漆可僅沉積在包殼的外表面上。
放電管裝置16、26可包括單個放電管或多個長形放電管。放電管的端部以不透氣的方式密封。放電管裝置16、26連接到鎮(zhèn)流器電路17上，以便于通過引入線21控制放電 管中的電流。鎮(zhèn)流器電路17通過引出線22進一步連接到相關聯(lián)的電源上，引出線22連接 到燈座18中的觸頭19上。如圖3和4所示，外包殼12的頸部部分10的開口端部由具有 管狀開口的閉合機構40封閉和終止。引出線22彼此隔開，且被引導穿過管狀開口而到達 燈座18，以便于通過插座將燈連接到相關聯(lián)的電源上。燈座構造成以便適于可為常用于燈 的任何傳統(tǒng)類型的插座。圖3和4顯示了旋入式燈座18，但是燈座可構造成以便適合螺旋 式插座或卡口插座。鎮(zhèn)流器電路17安裝在印刷電路板上，印刷電路板具有基本平行于燈的主軸線13 的定向。如在圖3中最佳地看到的，承載鎮(zhèn)流器電路17的印刷電路板的邊緣有利地具有與 在平行于燈11的主軸線13的平面中得到的外包殼12的壁的縱截面類似的邊界形式，但具 有由閉合機構和放電管的尺寸限定的偏移量。但是，鎮(zhèn)流器電路的印刷電路板可具有不同 的定向。在圖4所示的實施例中，鎮(zhèn)流器電路的印刷電路板的定向垂直于燈的主軸線。在圖3和4所示的實施例中，發(fā)光體是具有比較大的尺寸的低壓放電管，且因此發(fā) 光體不能通過頸部部分的開口端部插入外包殼中。因此外包殼由沿著基本垂直于包殼12 的主軸線13的平面中的周向線23隔開的兩個部分組成。這兩個部分包括用于接收放電管 裝置16的一部分的上部部分和用于接收放電管裝置16的剩余部分和鎮(zhèn)流器電路17的至 少一部分的下部部分。包殼的兩個部分連接和密封，以形成統(tǒng)一的燈泡形包殼12。外包殼 12的周向分隔線23可在其中包殼壁具有基本圓柱形形式的區(qū)域中。在所示實施例中，分隔 線在外包殼的球形部分的最寬區(qū)域處，以便使用可最大限度地裝填外包殼的內部容積的比 較大的放電管。這有助于保留傳統(tǒng)白熾燈的比較小的大小，且實現(xiàn)比較大的放電管的比較 高的發(fā)光輸出。為了在外包殼的玻璃壁上提供均勻的涂層，必須在組裝和密封好燈泡形外 包殼的兩個部分之后在外表面上涂敷涂層。為了避免外包殼內部的電子構件的熱沖擊或過 熱，固化溫度應當選擇得盡可能低，優(yōu)選在約120°C處。在圖3所示的實施例中，緊湊型熒光燈包括由具有基本筆直的端部段和在端部段 之間的中間部分的管制成的放電管裝置16。端部段在該管裝置的一個端部處，且彼此基本 平行，且中間部分具有繞著燈的主軸線13纏繞的卷曲構造。放電管裝置16和印刷電路板 20由保持和保護護罩30保持在外包殼內且相對于彼此被保持，保持和保護護罩30定向在 基本垂直于燈的主軸線13的平面中。保持和保護護罩30包括用于放電管裝置16和鎮(zhèn)流 器電路17的印刷電路板20的接收和固定部分，且提供充分保護來抵抗機械振動和沖擊。或者，放電管裝置26可由具有基于平行于緊湊型熒光燈的主軸線的縱向軸線的 四個筆直的部件組成，其中筆直的管部件彼此串聯(lián)連接，以形成如圖4所示的連續(xù)的電弧 路徑。取決于所需的輸出發(fā)光強度，可行的裝置還包括具有兩個或六個單獨的放電管部件 的構造。放電管裝置還可包括彎曲成長度基本相同的U形的兩個單獨的長形放電管部件， 它們由橋接件互連，以形成連續(xù)的電弧路徑。取決于所需的輸出發(fā)光強度，可行的裝置還包 括具有彎曲成U形的一個或三個單獨的放電管的構造。U形放電管部件可包括限定放電管 裝置的長度的基本平行的筆直段和彎曲的中間段。在制造好具有外包殼(具有玻璃材料制成的壁)且在該外包殼的玻璃壁的外表面 上具有保護涂層的緊湊型熒光燈之后，執(zhí)行如圖5和6所示的機械應力實驗。在該實驗中，使用具有8mm的外徑以及約75g的重量的鋼珠。將鋼珠保持在外包殼上方1米距離處，且使鋼珠落在外包殼上。如圖5所示，鋼珠31擊中外包殼，且沒有像在沒有保護涂層的玻璃 包殼的情況下可能預期的那樣將外包殼打成碎片。在擊中本發(fā)明的具有保護罩的外包殼的 表面之后，鋼珠31在玻璃壁中留下具有破碎邊緣的凹陷33和約5cm長的裂縫32 (如可在 圖6中看到的)，但是外包殼的玻璃壁仍然是一體的，且沒有散開碎片。
已經參照附圖公開了本發(fā)明，但對本領域技術人員可能顯而易見的是，本發(fā)明不 限于所顯示和公開的實施例，而是其它元件、改進和變化也在本發(fā)明的范圍內。例如，清楚 的是許多其它形式的外包殼、放電管和燈座可應用于本發(fā)明的目的。例如，包殼可具有球形 或T形。燈內的放電管部件的數(shù)量和形式也可根據燈的大小或期望功率輸出而改變。用于 提供到電源上的電連接的燈座殼也可選自任何標準類型或非標準類型。
權利要求
一種用于容納至少一個發(fā)光體和具有電構件的控制裝置的外包殼，所述包殼包括-至少部分為玻璃材料的壁；且-所述外包殼的所述玻璃壁覆蓋有用于均勻的球形發(fā)光強度分布的聚酯封端異氰酸酯的粉末清漆涂層，從而保護所述包殼抵抗機械沖擊，且提供碎片保留。
2.根據權利要求1所述的外包殼，其特征在于，所述涂層涂敷到所述玻璃壁的外表面上。
3.根據權利要求1所述的外包殼，其特征在于，所述涂層涂敷到所述玻璃壁的內表面上。
4.根據權利要求1所述的外包殼，其特征在于，所述涂層具有80至150微米的厚度。
5.根據權利要求1所述的外包殼，其特征在于，所述涂層具有80至120微米的厚度。
6.根據權利要求1所述的外包殼，其特征在于，所述涂層具有80至100微米的厚度。
7.根據權利要求1所述的外包殼，其特征在于，所述外包殼的所述玻璃壁具有0.5至 1.5毫米的厚度。
8.根據權利要求1所述的外包殼，其特征在于，所述涂層以靜電的方式沉積在所述外 包殼的所述玻璃壁上。
9.根據權利要求8所述的外包殼，其特征在于，所述涂層具有分別在120°C至180°C和 40分鐘至20分鐘的范圍內的固化溫度和時間。
10.一種具有用于容納至少一個發(fā)光體和具有電構件的控制裝置的外包殼的燈，所述 外包殼包括-至少部分為玻璃材料的壁；且-所述外包殼的所述玻璃壁覆蓋有用于均勻的球形發(fā)光強度分布的聚酯封端異氰酸酯 的粉末清漆涂層，從而保護所述包殼抵抗機械沖擊，且提供碎片保留。
11.根據權利要求10所述的燈，其特征在于，所述至少一個發(fā)光體選自由低壓放電管、 LED和它們的組合組成的組。
12.根據權利要求10所述的燈，其特征在于，所述外包殼部分地包含塑料材料。
13.根據權利要求10所述的燈，其特征在于，所述外包殼包含金屬構件部分。
14.根據權利要求13所述的燈，其特征在于，所述金屬構件部分是燈座構件。
15.一種緊湊型熒光燈，包括-放電管裝置，所述放電管裝置由玻璃制成的至少一個放電管形成，包圍裝有放電氣體 的放電容積，且具有設置在所述管的內表面上的熒光磷涂層，所述管形成連續(xù)的電弧路徑， 且還設有設置在所述電弧路徑的各個端部處的電極；-用于控制所述管中的電流且連接到所述電極和相關聯(lián)的電源上的鎮(zhèn)流器電路； -具有用于將所述燈連接到相關聯(lián)的電源上的觸頭的燈座；-具有主軸線的基本為燈泡形的外包殼，所述外包殼具有至少部分為玻璃材料的壁，且 包括包圍所述放電管裝置的至少一部分的基本為球形的部分和包圍所述鎮(zhèn)流器電路的至 少一部分的長形端部部分；-所述外包殼的所述玻璃壁覆蓋有用于均勻的球形發(fā)光強度分布的聚酯封端異氰酸酯 的粉末清漆涂層，從而保護所述包殼抵抗機械沖擊，且提供碎片保留。
16.根據權利要求15所述的緊湊型熒光燈，其特征在于，所述外包殼由沿著基本垂直于所述包殼的主軸線的平面隔開的兩個部分組成，所述包殼的所述兩個部分可連接且可密 封，以形成統(tǒng)一的燈泡形包殼。
17.根據權利要求15所述的緊湊型熒光燈，其特征在于，所述放電管裝置由具有基本 筆直的端部段和在所述端部段之間的中間部分的單個管組成，且所述端部段在所述管裝置 的一個端部處并且彼此緊鄰，而且所述中間部分具有繞著所述燈的所述主軸線纏繞的卷曲 構造。
18.根據權利要求15所述的緊湊型熒光燈，其特征在于，所述放電管裝置由具有基本 平行于所述熒光燈的所述主軸線的縱向軸線的筆直管部件組成，且所述筆直管部件彼此串 聯(lián)連接，以形成連續(xù)的電弧路徑。
19.根據權利要求15所述的緊湊型熒光燈，其特征在于，所述涂層涂敷到所述玻璃壁 的外表面上。
20.根據權利要求19所述的緊湊型熒光燈，其特征在于，所述涂層以靜電的方式沉積 在所述外包殼的所述玻璃壁上。
21.根據權利要求20所述的緊湊型熒光燈，其特征在于，所述涂層具有分別在120°C至 180°C和40分鐘至20分鐘的范圍內的固化溫度和時間。
全文摘要
一種用于容納至少一個發(fā)光體和具有電構件的控制裝置的外包殼，該外包殼包括至少部分為玻璃材料的壁，其中外包殼的玻璃壁覆蓋有用于均勻的球形發(fā)光強度分布的聚酯封端異氰酸酯的粉末清漆涂層，從而保護包殼抵抗機械沖擊，且提供碎片保留。還提出了一種具有用于容納至少一個發(fā)光體和具有電構件的控制裝置的外包殼的燈。一種改進的緊湊型熒光燈包括放電管裝置、鎮(zhèn)流器電路、燈座和基本為燈泡形的外包殼?；緸闊襞菪蔚耐獍鼩ぞ哂兄辽俨糠譃椴ＡР牧系谋?，且包括包圍放電管裝置的至少一部分的基本為球形的部分和包圍鎮(zhèn)流器電路的至少一部分的長形端部部分。外包殼的玻璃壁覆蓋有用于均勻的球形發(fā)光強度分布的聚酯封端異氰酸酯的粉末清漆涂層，從而保護包殼抵抗機械沖擊，且提供碎片保留。
文檔編號H01J61/32GK101802971SQ200880108616
公開日2010年8月11日 申請日期2008年7月15日 優(yōu)先權日2007年9月21日
發(fā)明者E·斯塞特, G·布薩, I·維斯欽格, S·盧卡斯 申請人:通用電氣公司