(57)【要約】【課題】点灯装置18の接続不良を防止できる電球形蛍光ランプ11を提供する。【解決手段】配線パターンが複数層に形成された多層の基板53を用いる。基板53には複数層の配線パターンを接続したりディスクリート部品を接続するスルーホールを形成する。基板53の厚み方向の熱膨張率は５０ｐｐｍ／℃以下とし、基板53の厚み方向の熱膨張を少なくする。基板53の厚さを０．８ｍｍ〜１．２ｍｍとし、基板53の熱膨張によって加わるスルーホールへの応力を低減する。スルーホールに形成される導電部材の厚みを２５μｍ〜５０μｍとし、導電部材の強度を確保する。これらにより、スルーホールの断線を防止し、点灯装置18の接続不良を防止する。【選択図】図１
2008210726.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光管と；
一端側に口金が取り付けられるとともに他端側に発光管が支持されたカバーと；
発光管を点灯させる点灯回路を構成する配線パターンが複数層に形成されているとともに複数層の配線パターンを接続するスルーホールが形成された厚み方向の熱膨張率が５０ｐｐｍ／℃以下の基板、および基板に実装された電子部品を有する点灯装置と；
を具備していることを特徴とする電球形蛍光ランプ。
【請求項２】
基板の厚さは０．８ｍｍ〜１．２ｍｍである
ことを特徴とする請求項１記載の電球形蛍光ランプ。
【請求項３】
スルーホールに形成される導電部材の厚みが２５μｍ〜５０μｍである
ことを特徴とする請求項１または２記載の電球形蛍光ランプ。
【請求項４】
基板の面方向の熱膨張率が２２ｐｐｍ／℃以下である
ことを特徴とする請求項１ないし３いずれか一記載の電球形蛍光ランプ。
【請求項５】
器具本体と；
器具本体に取り付けられたソケットと；
ソケットに接続された請求項１ないし４いずれか一記載の電球形蛍光ランプと；
を具備していることを特徴とする照明器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般照明用電球に置き換えて使用できる電球形蛍光ランプ、およびこの電球形蛍光ランプを用いた照明器具に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電球形蛍光ランプは、屈曲形のバルブを有する発光管、一端側に口金が取り付けられるとともに他端側に発光管を支持するカバー、このカバーに収納される点灯装置、および発光管を覆ってカバーの他端側に取り付けられるグローブなどを備えている。
【０００３】
点灯装置は、絶縁板上に点灯回路を構成する配線パターンが形成された基板（プリント配線基板）、およびこの基板に実装された電子部品を備え、カバー内に収納されている。また、カバー内に収納する点灯装置の基板をランプ高さ方向に沿って縦形配置とし、この基板の一部およびこの基板に実装された電子部品の一部を口金の内側に配置した構成もある（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００１−７６６１４号公報（第３−４頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述のように、カバー内に収納する点灯装置の基板を縦形配置とし、この基板の一部および電子部品の一部を口金の内側に配置することにより、口金より外のカバーの部分における基板の大きさを小さくし、それによってカバーを小形化することも考えられるが、カバーを小形化するためには基板の面積を小さくする必要もある。しかし、点灯回路は基板面上に配線パターンを形成する必要があるため基板にはある程度の面積が必要であり、この配線パターンの形成に必要な面積を確保するうえでは基板の小形化が困難であった。
【０００５】
そこで、基板として配線パターンが２層以上の多層基板を用いることにより基板を小形化することが考えられるが、複数層の配線パターンを有する基板には、これら配線パターンを接続するスルーホールを形成する必要がある。このスルーホールには、例えば銅メッキなどで複数層の配線パターンを電気的に接続する導電材が形成されている。
【０００６】
ところで、電球形蛍光ランプでは、カバーの内側には十分な放熱空間が存在しないため、ランプ電力が大きくなるほど、カバーの内側に配置された電子部品および基板の温度が上昇しやすく、ランプ消灯時とランプ点灯時との温度差が大きくなるため、基板が厚み方向に大きく熱膨張しやすく、それによりスルーホールの導電材が断線して接続不良が生じることが考えられる。
【０００７】
また、基板の厚み方向においては、一般に電子部品の熱膨張率は基板の熱膨張率と比較すると小さいので、基板に電子部品を実装した基板に熱衝撃が加わったとき、電子部品と基板との熱膨張率の差により、電子部品を基板に接続しているはんだ接合部に応力が加わり、この応力が一定以上になると、はんだ接合部にクラックが入り、接続不良となる。
【０００８】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、点灯装置の接続不良を防止できる電球形蛍光ランプおよび照明器具を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１記載の電球形蛍光ランプは、発光管と；一端側に口金が取り付けられるとともに他端側に発光管が支持されたカバーと；発光管を点灯させる点灯回路を構成する配線パターンが複数層に形成されているとともに複数層の配線パターンを接続するスルーホールが形成された厚み方向の熱膨張率が５０ｐｐｍ／℃以下の基板、および基板に実装された電子部品を有する点灯装置と；を具備しているものである。
【００１０】
発光管は、複数本のＵ字形バルブを並設して１本の放電路を形成した屈曲形の発光管、１本のバルブを螺旋状に屈曲した発光管などのいずれでもよく、また、放電路の両端に一対の電極を封装するのが一般的であるが、一対の電極が発光管内に封装されてないいわゆる無電極方式でもよい。
【００１１】
口金は、Ｅ形と称されるねじ込みタイプが通常使用されるが、一般照明用電球が装着されるソケットに取付可能であればこれに限定されない。
【００１２】
カバーは、発光管を間接的または直接的に支持する場合のいずれでもよい。発光管を間接的に支持する場合には、カバーの他端側に発光管を取付可能なホルダを用いるのが好ましい。また、カバーには、発光管を覆うグローブを取り付けてもよい。
【００１３】
点灯装置の点灯回路は、例えば、１０ｋＨｚ以上の高周波電力を発光管に印加して発光管を点灯させる電子部品を主体としたインバータ回路などで構成してもよい。基板は、何層に形成されていてもよいが、例えば、２層であれば絶縁層の両面に導電層である配線パターンが形成されて多層構造とされ、３層以上であれば絶縁層と導電層である配線パターンとを交互に積層して多層構造とされ、多層の配線パターンで点灯回路を構成するようにスルーホールを通じて各層の配線パターンが電気的に接続されている。電子部品は、例えば、ディスクリート部品や面実装部品などが用いられる。
【００１４】
また、基板は、従来の基板の厚み方向の熱膨張率が６０ｐｐｍ／℃〜７０ｐｐｍ／℃であるのに対して、厚み方向の熱膨張率が５０ｐｐｍ／℃以下に小さくしている。この厚み方向の熱膨張率は、５０ｐｐｍ／℃以下であれば、小さいほど、熱膨張時のスルーホールへの影響を少なくするうえで好ましいが、最も好ましいのは、スルーホールを形成する導電材と同一の熱膨張率にすることである。基板の厚み方向の熱膨張率が５０ｐｐｍ／℃より大きいと、スルーホールの断線が発生しやすくなる。
【００１５】
したがって、配線パターンが複数層に形成された多層の基板を用いることにより基板を小形化でき、また、基板の厚み方向の熱膨張率が５０ｐｐｍ／℃以下の基板を用いることにより、ランプ電力が大きく高温状態で点灯しても基板の厚み方向の熱膨張を少なくし、スルーホールの断線による点灯装置の接続不良を防止できる。
【００１６】
請求項２記載の電球形蛍光ランプは、請求項１記載の電球形蛍光ランプにおいて、基板の厚さは０．８ｍｍ〜１．２ｍｍであるものである。
【００１７】
基板の厚さが０．８ｍｍより薄いと、実装する電子部品の重さに対する強度が弱くなり、また、基板の厚さが１．２ｍｍより厚いと、基板の熱膨張によって加わるスルーホールへの応力が大きくなってスルーホールの断線が発生しやすくなる。
【００１８】
したがって、従来の基板の厚さは１．６ｍｍ程度であったが、基板の厚さを０．８ｍｍ〜１．２ｍｍとすることにより、基板の熱膨張によって加わるスルーホールへの応力を低減でき、スルーホールの断線を防止できる。
【００１９】
請求項３記載の電球形蛍光ランプは、請求項１または２記載の電球形蛍光ランプにおいて、スルーホールに形成される導電部材の厚みが２５μｍ〜５０μｍであるものである。
【００２０】
導電部材は、例えば銅メッキなどで形成されるが、これに限定されない。従来の導電部材の厚みは２０μｍ程度であるのに対して、導電部材の厚みを２５μｍ〜５０μｍに厚く形成する。この導電部材の厚みが２５μｍより薄いと、基板の熱膨張による応力が加わった際に導電部材が断線しやすく、また、導電部材の厚みが５０μｍより厚いと、例えば銅メッキでは形成しにくくなる。
【００２１】
したがって、スルーホールに形成される導電部材の厚みを２５μｍ〜５０μｍとすることにより、導電部材の強度を確保でき、スルーホールの断線を防止できる。
【００２２】
請求項４記載の電球形蛍光ランプは、請求項１ないし３いずれか一記載の電球形蛍光ランプにおいて、基板の面方向の熱膨張率が２２ｐｐｍ／℃以下であるものである。
【００２３】
基板の面方向の熱膨張率が２２ｐｐｍ／℃より大きいと、電子部品を基板に接続している例えばはんだ接合部に加わる応力が大きく、はんだ接合部の破損による点灯装置の接続不良が発生しやすくなる。
【００２４】
したがって、基板の面方向の熱膨張率を２２ｐｐｍ／℃以下とすることにより、電子部品を基板に接続している例えばはんだ接合部に加わる応力を低減でき、はんだ接合部の破損による点灯装置の接続不良を防止できる。
【００２５】
請求項５記載の照明器具は、器具本体と；器具本体に取り付けられたソケットと；ソケットに接続された請求項１ないし４いずれか一記載の電球形蛍光ランプと；を具備しているものである。
【００２６】
器具本体は、例えば、ダウンライトなどであるが、一般照明用電球を使用する器具本体であればこれに限定されない。ソケットは、Ｅ形と称されるねじ込みタイプが通常使用されるが、一般照明用電球が装着されるソケットであればこれに限定されない。
【発明の効果】
【００２７】
請求項１記載の電球形蛍光ランプによれば、配線パターンが複数層に形成された多層の基板を用いることにより基板を小形化でき、また、この基板にはスルーホールが形成されるが、基板の厚み方向の熱膨張率が５０ｐｐｍ／℃以下の基板を用いることにより、ランプ電力が大きく高温状態で点灯しても基板の厚み方向の熱膨張を少なくし、スルーホールの断線による点灯装置の接続不良を防止できる。
【００２８】
請求項２記載の電球形蛍光ランプによれば、請求項１記載の電球形蛍光ランプの効果に加えて、基板の厚さを０．８ｍｍ〜１．２ｍｍとすることにより、基板の熱膨張によって加わるスルーホールへの応力を低減でき、スルーホールの断線を防止できる。
【００２９】
請求項３記載の電球形蛍光ランプによれば、請求項１または２記載の電球形蛍光ランプの効果に加えて、スルーホールに形成される導電部材の厚みを２５μｍ〜５０μｍとすることにより、導電部材の強度を確保でき、スルーホールの断線を防止できる。
【００３０】
請求項４記載の電球形蛍光ランプによれば、請求項１ないし３いずれか一記載の電球形蛍光ランプの効果に加えて、基板の面方向の熱膨張率を２２ｐｐｍ／℃以下とすることにより、電子部品を基板に接続している例えばはんだ接合部に加わる応力を低減でき、はんだ接合部の破損による点灯装置の接続不良を防止できる。
【００３１】
請求項５記載の照明器具によれば、請求項１ないし４いずれか一記載の電球形蛍光ランプの作用を有する照明器具を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
【００３３】
図１ないし図９に第１の実施の形態を示し、図１は電球形蛍光ランプを基板のディスクリート部品実装面側から見た断面図、図２は電球形蛍光ランプを基板の側面側から見た断面図、図３は基板の拡大断面図、図４は基板の各層の配線パターンを(a)〜(d)に示す説明図、図５は基板のスルーホールの断面図、図６は基板の非スルーホールの断面図、図７は基板と面実装部品と細管との位置関係および温度分布を示す説明図、図８は電球形蛍光ランプの点灯回路の回路図、図９は電球形蛍光ランプを用いた照明器具の断面図である。
【００３４】
図１および図２において、11は電球形蛍光ランプで、この電球形蛍光ランプ11は、高さ方向の一端に口金12を有するカバー13と、このカバー13の他端側に支持された発光管14と、この発光管14の一端側を支持してカバー13の他端側に取り付けられた金属製のホルダ15と、ホルダ15の内面側を覆うように設けられた合成樹脂製の仕切板16と、発光管14を覆ってホルダ15に取り付けられたグローブ17と、口金12、カバー13およびホルダ15の内側に収納された点灯装置18とを備えている。そして、定格電力が例えば４０Ｗタイプ、６０Ｗタイプ、１００Ｗタイプの白熱電球などの一般照明用電球と略同じ外観に形成されている。この一般照明用電球とは、ＪＩＳ  Ｃ  ７５０１に定義されている。
【００３５】
口金12は、例えばエジソンタイプのＥ２６形などで、ねじ山を備えた筒状のシェル21、このシェル21の一端側の頂部に絶縁部22を介して設けられたアイレット23を備えている。シェル21の一端側には雄ねじであるねじ部21aが形成され、他端側にはカバー13の一端部に被せてかしめまたは接着などにより固定する環状の固定部21bが形成されている。口金12内に臨む絶縁部22の内面は、周辺のシェル21から中央のアイレット23に向かって傾斜状に形成されている。
【００３６】
また、カバー13は、例えばポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）などの耐熱性合成樹脂にて形成され、一端側には口金12のシェル21の固定部21bが取り付けられる円筒状の口金取付部26が形成され、他端側には拡開した円環状のカバー部27が形成されている。口金取付部26の内側でカバー13の中心線からオフセットした位置に、溝状の基板保持部28がカバー13の中心線に沿って形成されている。
【００３７】
また、発光管14は、１本の直管状のバルブ31を二等分するようにバルブ31の中央領域が屈曲されるとともに、このバルブ31の屈曲された中央領域を頂部32としてバルブ31の両端側が螺旋状に湾曲形成されている。この螺旋状をなすバルブ31の成形は、１本の直管状のバルブ31を加熱溶融してやわらかくした状態で、バルブ31を中央領域で二等分するように屈曲し、さらに屈曲した中央領域を頂部32としてバルブ31の両端側を型の螺旋状に形成された溝に沿わせて巻き付けることによりバルブ31の両端側を螺旋状に形成している。バルブ31の一対の端部33は、頂部32と反対側の一端方向へ向かって平行に突出されている。
【００３８】
バルブ31の内面には例えば３波長形の蛍光体が形成され、バルブ31の内部にはアルゴン（Ar）、ネオン（Ne）、あるいはクリプトン（Kr）などの希ガスや水銀などを含む封入ガスが封入されている。
【００３９】
バルブ31の一対の端部33にはフレアステムによって一対の電極34が封装されている。各電極34は、一対のジュメット線に懸架されたフィラメントコイルを有している。一対のジュメット線は、例えば、フレアステムに封装されていて、フレアステムから外部に導出されて点灯装置18に接続される一対のワイヤ35に接続されている。
【００４０】
バルブ31の各端部33には、フレアステムに取り付けられた排気管とも呼ばれる円筒状の細管36が連通状態に突設されている。これら各細管36は、発光管14の製造過程で溶断によって順次封止され、各細管36のうちの封止されていない一部を通じて発光管14内の排気がなされるとともに、封入ガスが封入されて置換された後に、その細管36を溶断することによって封止される。
【００４１】
一方の細管36は、先端部が口金12の内側まで延設されるように長く形成され、その先端部には封止する際にアマルガムとしての主アマルガム37が封入されている。この主アマルガム37は、ビスマス、錫および水銀にて構成される合金であり、略球形状に形成され、発光管14内の水銀蒸気圧を適正な範囲に制御する作用を有している。なお、主アマルガム37としては、ビスマス、錫の他に、インジウム、鉛などを組み合わせた合金によって形成したものを用いてもよい。また、電極34のジュメット線に、水銀吸着放出作用を有する補助アマルガムを取り付けてもよい。
【００４２】
また、ホルダ15は、例えば、アルミニウムやアルミニウム合金などの熱伝導性のよい金属材料で形成され、円板状のホルダ部40、このホルダ部40の周縁部から一端側に突出する円筒状の筒部41、およびこの筒部41の一端側から外側方に突出する円環状のカバー部42を備えている。
【００４３】
ホルダ部40には、発光管14の一対の端部33が挿通される一対の挿通孔43が形成されている。発光管14の一対の端部33が一対の挿通孔43に挿通された状態で、筒部41の内側から例えばシリコーン樹脂やエポキシ樹脂などの接着剤44を注入することにより、発光管14がホルダ15に接着固定されている。
【００４４】
カバー部42は、一端側がカバー13のカバー部27の他端側に嵌合されて取り付けられ、他端側が一端側に拡開して形成されているとともにその他端側にグローブ17が取り付けられている。したがって、カバー部42は、カバー13とグローブ17との間から外方に露出し、カバー13やグローブ17とともに電球形蛍光ランプ11の外観の一部を構成している。
【００４５】
ホルダ15の表面は、アルミニウムを材料としていために光の反射率が高く、ホルダ部40の表面および筒部41の表面などが反射面として構成されている。
【００４６】
また、仕切板16は、例えばポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）などの耐熱性合成樹脂材料にて形成され、円板状の仕切板部47、この仕切板部47の周縁部から一端側に突出する円筒状の筒部48、およびこの筒部48の一端から外側方に突出する取付部49を備えている。取付部49は、カバー13とホルダ15との間に挟持されて取り付けられており、例えばシリコーン樹脂やエポキシ樹脂などの粘性を有する接着剤により接着固定してもよい。
【００４７】
仕切板部47には、発光管14の各細管36およびワイヤ35が挿通される一対の挿通孔50が形成されている。なお、図示していないが、筒部48の内側には、仕切板16の中心線からオフセットした位置に、溝状の基板保持部が仕切板16の中心線に沿って形成されている。
【００４８】
また、グローブ17は、透明または光拡散性を有するガラスや合成樹脂などの材質により、白熱電球などの一般照明用電球のガラス球の形状に近い滑らかな曲面状に形成されている。グローブ17の一端部に開口部17aが形成され、この開口部17aの縁部がホルダ15のカバー部42の内側に嵌合されて例えばシリコーン樹脂やエポキシ樹脂などの粘性を有する接着剤により接着固定されている。
【００４９】
また、点灯装置18は、基板53を備え、この基板53に点灯回路54を構成する複数の電子部品55が実装されている。基板53は、両側縁部に形成された段部53aを介して、カバー13側に対して口金12側の幅が狭く、その口金12側が口金12の内側に挿入可能とする幅寸法に形成されているとともに、幅寸法に対して高さ寸法が長い略矩形状に形成されている。
【００５０】
基板53の口金12側の端部は、口金12の絶縁部22の内面が周辺のシェル21から中央のアイレット23に向かって傾斜状に形成されているのに対応して、両側角部が傾斜状に形成されるとともに中央域が絶縁部22およびアイレット23に接近するように延設されている。これにより、口金12内に配置される基板53の面積を大きくし、カバー13内に配置される基板53の面積を小さくして、カバー13を小形化できる。基板53の両側縁部の段部53aは、カバー13の内面であって口金取付部26の他端側に形成された平面部分に当接し、基板53とカバー13とを位置決めできる。
【００５１】
基板53は、この基板53の両側縁部がカバー13の一対の基板保持部28および仕切板16の一対の基板取付部に差し込み係合されてカバー13および仕切板16の中心軸の方向に沿って縦形に配置されるとともに、カバー13および仕切板16の中心線に対してオフセットした位置に配置されている。すなわち、口金12とカバー13とホルダ15と仕切板16とを組み合わせた状態において、基板53は、口金12の内側に対して、その口金12の中心線の方向に沿って縦形に配置されるとともに、口金12の中心線に対してオフセットした位置に配置されている。この基板53のオフセット量は、口金12の内径の３／４の位置までの範囲が好ましいものであり、オフセット量が３／４の位置よりも口金12の内面側に接近した場合には、基板53の幅が狭くなり、基板53の実装面積が小さくなって電子部品55の実装効率が低下するので好ましくない。
【００５２】
基板53の発光管14側である他端側には、その他端側の中央位置に仕切板16と当接する突出部56が突出形成されているとともに、この突出部56の両側位置に発光管14の各電極34の一対のワイヤ35をそれぞれ巻き付けて接続する４本のラッピングピン57が突設されている。基板53の高さ方向の位置は、発光管14のワイヤ35とラッピングピン57との接続によって、または基板53の段部53aが当接するカバー13と突出部56が当接する仕切板16との間での挟み込みによって位置決め保持されている。
【００５３】
図３および図４に示すように、基板53は、点灯回路54を構成する配線パターン58の層が第１層58aから第４層58dまでそれぞれ絶縁層59を介して密着して一体に形成された多層基板で構成されている。
【００５４】
配線パターン58は例えば銅箔で形成され、配線パターン58の第１層58aおよび第４層58bは電子部品55が実装される基板53の両外表面に形成されている。絶縁層59は、例えばガラスエポキシ樹脂（ＦＲ４）やガラス繊維などの絶縁性を有する材料で形成されている。そして、基板53は、厚さが０．８ｍｍ〜１．２ｍｍ、厚み方向の熱膨張率が５０ｐｐｍ／℃以下、面方向の熱膨張率が２２ｐｐｍ／℃以下で好ましくは１０ｐｐｍ／℃〜１６ｐｐｍ／℃とされている。
【００５５】
基板53には、電子部品55のうちのディスクリート部品のリード線やラッピングピン57を挿入するための複数の孔60が形成されている。孔60には、図５に示すように、孔60の内部に配線パターン58に接続される導電部材61が形成されたスルーホール62と、図６に示すように、孔60の内部に導電部材61が形成されていない非スルーホール63とが含まれている。
【００５６】
スルーホール62は、ディスクリート部品のリード線を挿入して実装した後に、自動はんだ付け工程において自動はんだ付け装置のはんだ槽を通過させることにより、リード線と導電部材61とがはんだ付け接続される。導電部材61は、例えば銅メッキによって、厚みが２５μｍ〜５０μｍに形成されている。
【００５７】
非スルーホール63は、自動はんだ付け工程後に取り付けるディスクリート部品や口金12と接続する電源入力線などの後付け部品用である。仮に、後付け部品用にスルーホール62を利用するとした場合には、自動はんだ付け工程によりスルーホール62の内部がはんだで埋まってしまうため、はんだを除去するのに手間がかかるが、非スルーホール63とすることにより、非スルーホール63の孔60の内部がはんだで埋まらず、図６に示すように、配線パターン58の表面の一部にはんだ64が付着するだけであるため、このはんだ64を容易に除去でき、後付け部品の取り付けに容易に対応できる。なお、非スルーホール63を用いる後付けのディスクリート部品としては、例えば、正温度特性抵抗素子（ＰＴＣ素子）、負温度特性抵抗素子（ＮＴＣ素子）、口金に接続される入力用リード線などがある。
【００５８】
図４に示すように、基板53の内層に位置する第２層58bには、ヒューズF1がパターンにて形成されている。
【００５９】
基板53の内層に位置する第３層58cの配線パターン58は、図４(c)に斜線にて示す如く、基板53の表面積の１／２以上にわたって連続的に形成されたベタパターンである広域パターン65にて構成されている。この広域パターン65は、例えば、接地ラインの層としている。
【００６０】
基板53に形成される点灯回路54は、例えば、第１層58aは電源ライン、第２層58bは制御ライン、第３層58cは接地ライン、第４層58dは出力ラインというように、点灯回路54の各機能別に各層毎に分けて配置されている。このように点灯回路54の各機能別に各層毎に分けて配置することにより、ノイズの影響やノイズの発生を少なくできる。
【００６１】
また、図１および図２に示すように、基板53の両外表面側に電子部品55が実装されるが、基板53の口金12との間隔が広い側の一面には、電子部品55のうちの限流インダクタとしてのバラストチョークなどのトランスCT、コンデンサC1、平滑用コンデンサとしての電解コンデンサC2などの大形の電子部品55が実装され、また、基板53の口金12との間隔が狭い側の他面には、電子部品55のうち、電界効果トランジスタQ1，Q2、チップ形のコンデンサ（チップコンデンサ）C3，C4、整流素子RECなどの面実装部品が実装されている。なお、ＭＯＳ形のＮチャンネルの電界効果トランジスタQ1およびＭＯＳ形のＰチャンネルの電界効果トランジスタQ2は、１つのパッケージ部品として構成されている。
【００６２】
平滑用の電解コンデンサC2は、基板53の一面の幅方向中央域で基板53に対して垂直方向に向けて実装されている。これにより、基板53の実装効率が向上し、基板53の小形化が可能となる。口金12に接近する基板53の幅方向縁部側に位置するコンデンサC1などの電子部品55は、基板53の幅方向中央部側に向けて傾斜して配置される。これにより、電子部品55が口金12の内側に当たることなく挿入でき、口金12の内側に点灯装置18を効率よく収納できる。
【００６３】
基板53のラッピングピン57を利用して接続可能な電子部品55として、基板53の幅方向の中央位置に配置される正温度特性抵抗素子PTC1などがある。この正温度特性抵抗素子PTC1は、ディスクリート部品であって、２本の各リード線をラッピングピン57に巻き付け、必要に応じてはんだ付けや溶接によって接続可能とする部品である。正温度特性抵抗素子PTC1は、点灯回路54の電子部品55のうちの熱に比較的強い部品で、基板53の発光管14側に対向する縁部に配置されている。
【００６４】
また、口金12とこの口金12との間隔が狭い基板53の他面側つまり面実装部品の実装面側との間には、主アマルガム37を封入した細管36が配置されている。
【００６５】
図７に示すように、基板53の面実装部品の実装面に実装される面実装部品のうち、比較的厚みが厚く細管36との干渉のおそれがある電界効果トランジスタQ1，Q2、コンデンサC4、整流素子RECなどは、細管36を避けた位置に実装されている。これにより、面実装部品と細管36とが干渉することなく効率よく配置できる。
【００６６】
さらに、図７には電球形蛍光ランプ11の温度分布の等高線を２点鎖線で示しており、発光管14の電極34付近の温度が最も高く、電極34から離れるのにしたがって温度が低くなる。細管36が基板53の幅方向の中央部に対応して配置されるような発光管14と基板53との位置関係にあれば、基板の発光管14側に対向する縁部からの距離が同じでも、基板の幅方向の中央部に比べて側部の方が電極34が遠ざかって温度分布が低くなる。そこで、電界効果トランジスタQ1，Q2は、基板53の幅方向の中央部より側方の温度分布が低くなる位置であって発光管14の外周付近に対応した位置に配置されており、これにより半導体部品である電界効果トランジスタQ1，Q2の温度を低くして信頼性を向上できる。
【００６７】
また、カバー13の内側には、口金12側と発光管14側とを熱的に遮断する熱遮断部材66が配置されている。この熱遮断部材66は、例えばシリコーン樹脂やエポキシ樹脂などが用いられ、少なくともカバー13の内周面と基板53および電子部品55との間の開口を埋めるように注入されている。なお、口金12側と発光管14側とを熱的に遮断するとは、縦形配置する基板53とカバー13の内側との開口を隙間なく密閉していてもよいし、熱を遮断できれば隙間があってもよい。また、熱遮断部材66は、口金12の内側や仕切板16の内側まで設けてもよく、口金12の内側まで設ければカバー13と口金12とが接着固定されるので、カバー13と口金12との強度が向上する。また、仕切板16の内側まで設ければ、同様の理由により、カバー13と仕切板16との強度が向上する。
【００６８】
また、口金12の内側には、口金12内に配置される主アマルガム37を封入した細管36の先端部と口金12とを熱的に接続する熱伝導性部材67が配置されている。この熱伝導性部材67には、発熱部品である電解コンデンサC2などの一部の電子部品55をさらに熱的に接続させてもよい。この熱伝導性部材67は、例えばシリコーン樹脂やエポキシ樹脂などが用いられ、例えば、口金12を組み合わせる前に、口金12に収容される細管36の先端部、基板53、電子部品55などに熱伝導性部材67を注入したり、熱伝導性部材67を内側に注入した口金12を組み合わせることにより、各部品を熱伝導性部材67で接続できる。なお、熱伝導性部材67は、口金12の内側全体に充填するようにしてもよく、つまり熱遮断部材66に接触していてもよい。
【００６９】
また、図８に、点灯装置18の回路図を示す。商用交流電源ｅにヒューズF1を介してフィルタを構成するコンデンサC1が接続され、このコンデンサC1にはフィルタを構成するインダクタL1を介して全波整流器である整流素子RECの入力端子が接続されている。また、この整流素子RECの出力端子には平滑用の電解コンデンサC2が接続されて入力電源回路Ｅを構成し、この入力電源回路Ｅの平滑用の電解コンデンサC2には高周波を発生する交流電源としてのハーフブリッジ形のインバータ回路72のインバータ主回路73が接続されている。
【００７０】
そして、このインバータ主回路73は、平滑用の電解コンデンサC2に対して並列に、スイッチング素子である互いに相補形となるＭＯＳ形のＮチャネルのトランジスタとしての電界効果トランジスタQ1およびＭＯＳ形のＰチャネルのトランジスタとしての電界効果トランジスタQ2が直列に接続されている。Ｎチャネルの電界効果トランジスタQ1およびＰチャネルの電界効果トランジスタQ2は互いのソースが接続されている。
【００７１】
電界効果トランジスタQ2のドレイン、ソース間には、共振インダクタとしてのバラストチョークを構成するトランスCTの一次巻線L2、直流カット用のコンデンサC3、共振コンデンサC4の直列回路が接続され、この共振コンデンサC4には発光管14の両端のフィラメントコイルFLa，FLbの一端がそれぞれ接続され、トランスCTの一次巻線L2に磁気的に結合して設けられた予熱用の二次巻線L3，L4がフィラメントコイルFLa，FLbの両端に接続されている。また、共振コンデンサC4に対して並列に正温度特性抵抗素子（Positive Temperature Coefficient）PTC1が接続されている。
【００７２】
そして、平滑用の電解コンデンサC2と電界効果トランジスタQ1のゲートおよび電界効果トランジスタQ2のゲートとの間には、起動回路75を構成する起動用の抵抗R1が接続され、これら電界効果トランジスタQ1のゲートおよび電界効果トランジスタQ2のゲートと電界効果トランジスタQ1および電界効果トランジスタQ2のソースとの間に、コンデンサC6およびコンデンサC7の直列回路が接続され、これらコンデンサC6およびゲート制御手段としてのゲート制御回路76のコンデンサC7の直列回路に対して並列に電界効果トランジスタQ1および電界効果トランジスタQ2のゲート保護のためのツェナダイオードZD1およびツェナダイオードZD2の直列回路が接続されている。また、トランスCTの一次巻線L2には、二次巻線L5が磁気的に結合して設けられ、この二次巻線L5は一端がコンデンサC6およびコンデンサC7の接続点に接続されたインダクタL6の他端と放電用抵抗R2との接続点に接続されている。また、コンデンサC6は起動回路75のトリガ素子を構成するものでもあり、このコンデンサC6とインダクタL6との直列回路に対して並列に、起動回路75の放電用抵抗R2が接続されている。
【００７３】
また、電界効果トランジスタQ2のドレイン、ソース間には、起動回路75の抵抗R3およびスイッチング改善用のコンデンサC8の並列回路が接続されている。
【００７４】
そして、点灯装置18の動作について説明する。
【００７５】
まず、電源が投入されると、商用交流電源ｅの電圧を整流素子RECで全波整流し、平滑用の電解コンデンサC2で平滑する。
【００７６】
抵抗R1を介してＮチャンネルの電界効果トランジスタQ1のゲートに電圧が印加され、電界効果トランジスタQ1がオンする。電界効果トランジスタQ1のオンにより、トランスCTの一次巻線L2、コンデンサC3、共振コンデンサC4の閉路に電圧が印加され、トランスCTの一次巻線L2、コンデンサC3、共振コンデンサC4は共振する。このとき、正温度特性抵抗素子PTC1のインピーダンス成分も共振合成成分の一部に含まれている。また、トランスCTの一次巻線L2のインダクタンス成分の共振波形に応じた電圧がトランスCTの二次巻線L5に誘起され、ゲート制御回路76のコンデンサC7とインダクタL6とのＬＣ直列回路が固有共振して略一定の周波数で電界効果トランジスタQ1をオンさせ、電界効果トランジスタQ2をオフさせる電圧を発生する。
【００７７】
ついで、トランスCTの一次巻線L2、コンデンサC3、共振コンデンサC4の共振電圧が反転すると二次巻線L5には前回と逆の電圧が発生し、ゲート制御回路76は電界効果トランジスタQ1をオフさせ、電界効果トランジスタQ2をオンさせる電圧を発生する。さらに、トランスCTの一次巻線L2、コンデンサC3、共振コンデンサC4の共振電圧が反転すると、電界効果トランジスタQ1がオンするとともに、電界効果トランジスタQ2がオフする。以後、同様に、電界効果トランジスタQ1および電界効果トランジスタQ2が交互にオン、オフして、共振電圧が発生し、共振電流が流れる。
【００７８】
この共振電流が流れ出した状態では、正温度特性抵抗素子PTC1は温度が低いため抵抗値が、例えば３ｋΩ〜５ｋΩ程度と低く、正温度特性抵抗素子PTC1に流れる電流が大きい。このときの共振コンデンサC4の両端間に発生する共振電圧は低くなる。
【００７９】
正温度特性抵抗素子PTC1に電流が流れることによりジュール熱が発生し、正温度特性抵抗素子PTC1の抵抗値が上昇して正温度特性抵抗素子PTC1に流れる電流が減少すると、共振合成成分が変化するので、共振コンデンサC4に流れる電流が増加するように共振動作も変化し、共振電圧が徐々に高くなるようにソフトスタート動作を行う。
【００８０】
なお、トランスCTの一次巻線L2のインダクタンス成分の共振波形に応じた電圧がトランスCTの二次巻線L3，L4に誘起されるため、これら二次巻線L3，L4に接続された発光管14のフィラメントコイルFLa，FLbは共振電圧が上昇するまで十分な時間をかけて予熱される。
【００８１】
さらに、正温度特性抵抗素子PTC1の抵抗値が増加して共振成分の変化により共振電流が増加するとともに、バラストチョークを構成するトランスCTの一次巻線L2が飽和し、ランプ始動に必要な電圧まで電圧が上昇すると、発光管14は放電を開始し、始動、点灯する。
【００８２】
発光管14が点灯した後は、正温度特性抵抗素子PTC1の抵抗値が数１０ｋΩ程度に発光管14の等価抵抗値が正温度特性抵抗素子PTC1の抵抗値より十分に小さいため、共振電圧が低下して、発光管14が点灯維持される。また、このように、正温度特性抵抗素子PTC1を共振コンデンサC4に対して並列に接続することにより、発光管14のフィラメントコイルFLa，FLbに流れる電流を小さくできるため、その分電力損失を抑制できる。
【００８３】
このように、正温度特性抵抗素子PTC1の抵抗値の変化により、発光管14のフィラメントコイルFLa，FLbの予熱を適性にできるため、エミッタが不所望に飛散（スパッタ）することを防止できるため、発光管14の点滅寿命回数を向上できる。
【００８４】
次に、電球形蛍光ランプ11を組み立てるには、発光管14の一端側の各端部33をホルダ15の各挿通孔43に挿入し、ホルダ15の内側から接着剤44を注入して発光管14の各端部33をホルダ15に接着固定する。
【００８５】
ホルダ15の内側に引き出されている発光管14の各端部33から突出する細管36およびワイヤ35を仕切板16の各挿通孔50に通し、仕切板16をホルダ15の内側に挿入する。
【００８６】
仕切板16の基板取付部に基板53の両側縁部を差し込み、仕切板16の内側に引き出されている発光管14の各ワイヤ35を基板53の各ラッピングピン57に巻き付けて接続する。
【００８７】
ホルダ15とカバー13とを組み合わせて結合する。熱遮断部材66をカバー13の内周面と基板53および電子部品55との間の開口を埋めるように注入する。
【００８８】
基板53の入力部側に接続されている図示しない一方の電源入力線を口金12のアイレット23に接続し、他方の電源入力線をカバー13の口金取付部26に配置し、その口金取付部26の外周に口金12のシェル21の固定部21bを嵌合して他方の電源入力線の先端部を挟み込み、シェル21の固定部21bをカバー13の口金取付部26にかしめによって固定し、他方の電源入力線をシェル21に電気的および機械的に接続する。
【００８９】
口金12を組み合わせる前には、口金12に収容される細管36の先端部、基板53、電子部品55などに熱伝導性部材67を注入したり、口金12の内側に熱伝導性部材67を内側に注入し、この口金12を組み合わせることにより、細管36の先端部、基板53、電子部品55および口金12を熱伝導性部材67で熱的に接続する。
【００９０】
発光管14にグローブ17を被せ、グローブ17をホルダ15に接着剤によって固定する。
【００９１】
このように形成された電球形蛍光ランプ11は、グローブの最大外径が約６５ｍｍ、口金12を含むランプ全体の高さ寸法が約１３３ｍｍ、回路損出を含めたランプ電力が２３Ｗ以下でかつ全光束が約１５００lm以上となり、１００Ｗ相当の一般照明用電球に置き換えて使用できる。
【００９２】
そして、図９に示すように、例えばダウンライトである照明器具81は、器具本体82を有し、この器具本体82内にソケット83および反射体84が取り付けられ、ソケット83には電球形蛍光ランプ11が装着される。
【００９３】
このように構成された電球形蛍光ランプ11では、配線パターン58が複数層に形成された多層の基板53を用いることにより基板53を小形化でき、これによりカバー13を小形化でき、また、この基板53にはスルーホール62が形成されるが、基板53の厚み方向の熱膨張率が５０ｐｐｍ／℃以下の基板53を用いることにより、ランプ電力が大きくても基板53の厚み方向の熱膨張を少なくし、スルーホール62の断線による点灯装置18の接続不良を防止できる。
【００９４】
基板53の厚み方向の熱膨張率は、従来６０ｐｐｍ／℃〜７０ｐｐｍ／℃であるのに対して、５０ｐｐｍ／℃以下に小さくしており、この基板53の厚み方向の熱膨張率が５０ｐｐｍ／℃より大きいと、スルーホール62の断線が発生しやすくなる。この基板53の厚み方向の熱膨張率は、５０ｐｐｍ／℃以下であれば、小さいほど、熱膨張時のスルーホール62への影響を少なくするうえで好ましい。
【００９５】
また、基板53の厚さは、従来１．６ｍｍ程度であったが、これを０．８ｍｍ〜１．２ｍｍとすることにより、基板53の熱膨張によって加わるスルーホール62への応力を低減でき、スルーホール62の断線を防止できる。そして、基板53の厚さが０．８ｍｍより薄いと、実装する電子部品55の重さに対する強度が弱くなり、また、基板53の厚さが１．２ｍｍより厚いと、基板53の熱膨張によって加わるスルーホール62への応力が大きくなってスルーホール62の断線が発生しやすくなる。
【００９６】
さらに、スルーホール62に形成される導電部材61の厚みは、従来２０μｍ程度であったが、これを２５μｍ〜５０μｍとすることにより、導電部材61の強度を確保でき、スルーホール62の断線を防止できる。そして、導電部材61の厚みが２５μｍより薄いと、基板53の熱膨張による応力が加わった際に導電部材61が断線しやすく、また、導電部材61の厚みが５０μｍより厚いと、例えば銅メッキでは形成しにくくなる。
【００９７】
また、基板53の面方向の熱膨張率を２２ｐｐｍ／℃以下とすることにより、電子部品55を基板53に接続しているはんだ接合部に加わる応力を低減でき、はんだ接合部の破損による点灯装置18の接続不良を防止できる。
【００９８】
次に、図１０および図１１に第２の実施の形態を示し、図１０は電球形蛍光ランプの点灯回路の一部の回路図、図１１は電球形蛍光ランプの基板の一部の斜視図である。
【００９９】
なお、図１０には、出力側の一部の回路構成のみを示し、入力側の回路は図８に示すもので省略して示している。
【０１００】
図１０に示すように、発光管14のフィラメントコイルFLa，FLbのそれぞれの一端および他端間に負温度特性抵抗素子NTC1，NTC2が接続されている。
【０１０１】
そして、発光管14が始動する以前の負温度特性抵抗素子NTC1，NTC2の温度が低い状態では、負温度特性抵抗素子NTC1，NTC2の抵抗値が高いため、共振電流の一部は発光管14のフィラメントコイルFLa，FLbに流れ、フィラメントコイルFLa，FLbを適切に予熱する。さらに、共振電流が大きくなるに従い、負温度特性抵抗素子NTC1，NTC2にも若干流れていた共振電流の一部によって負温度特性抵抗素子NTC1，NTC2がジュール熱により発熱し、さらに、発光管14からの熱影響を受けながら温度上昇して負温度特性抵抗素子NTC1，NTC2の抵抗値が低下する。これにより、フィラメントコイルFLa，FLbに流れていた電流が次第に負温度特性抵抗素子NTC1，NTC2に流れるようになる。
【０１０２】
さらに、発光管14が点灯した後に負温度特性抵抗素子NTC1，NTC2の温度が高くなって、抵抗値が限りなく低下すると、共振電流のほとんどは負温度特性抵抗素子NTC1，NTC2に流れ、フィラメントコイルFLa，FLbにはほとんど流れなくなるため、フィラメントコイルFLa，FLbによる電力損失を限りなく低下できる。
【０１０３】
また、正温度特性抵抗素子PTC1や負温度特性抵抗素子NTC1，NTC2は、発光管14と接続するために、基板53のラッピングピン57が位置する出力側に配置されている。これら正温度特性抵抗素子PTC1や負温度特性抵抗素子NTC1，NTC2は、従来、ディスクリート部品が用いられていたため、ラッピングピン57に発光管14のワイヤ35を巻き付け、さらに溶接するなどの作業の際に、作業機械が正温度特性抵抗素子PTC1や負温度特性抵抗素子NTC1，NTC2に接触して破損させるおそれがあり、十分な作業空間を確保する必要があり、基板53が大きくなり、カバー13が大形化してしまう。
【０１０４】
そこで、図１１に示すように、正温度特性抵抗素子PTC1や負温度特性抵抗素子NTC1，NTC2を面実装部品とし、基板53のディスクリート部品を実装する一面とは反対の面実装部品を実装する他面の配線パターン58に面実装し、配線パターン58によってラッピングピン57と接続する。これにより、ラッピングピン57に発光管14のワイヤ35を巻き付け、さらに溶接するなどの作業に必要な作業空間が小さくてすむため、基板53を小さくでき、カバー13を小形化できる。
【０１０５】
次に、図１２に第３の実施の形態を示し、図１２は電球形蛍光ランプの説明図である。
【０１０６】
組立時において、基板53の電子部品55と口金12およびカバー13側とを熱的に接続する例えばシリコーン樹脂などの熱伝導性部材67を塗布するが、その際、熱伝導性部材67が凝固する前に流れ落ちないように受け止める受止部材91が電子部品55の近傍に配置されている。この受止部材91は、カバー13や基板53に設けられるか、別部品として組み込まれる。
【０１０７】
この受止部材91により、熱伝導性部材67を塗布する作業を容易にでき、熱伝導性部材67を介して電子部品55の放熱が確実になる。
【０１０８】
なお、基板53は、カバー13の中心軸の方向に沿って縦形配置したが、カバー13の中心軸の方向に対して交差する方向に沿って横形配置する場合にも、前記実施の形態と同様に構成することにより同様の作用効果を得ることができる。
【０１０９】
また、発光管14は、前記実施の形態のように螺旋状に屈曲した構造に限らず、複数本のＵ字形バルブを並設して１本の放電路を形成した構造を採用してもよい。
【０１１０】
また、基板53の配線パターン58の層は、４層に限らず、３層でもよいし、５層以上としてもよく、絶縁層59の両外表面に配線パターン58が形成された２層でもよい。
【０１１１】
また、グローブ17を省略し、発光管14が露出するタイプにも構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１１２】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す電球形蛍光ランプを基板のディスクリート部品実装面側から見た断面図である。
【図２】同上電球形蛍光ランプを基板の側面側から見た断面図である。
【図３】同上基板の拡大断面図である。
【図４】同上基板の各層の配線パターンを(a)〜(d)に示す説明図である。
【図５】同上基板のスルーホールの断面図である。
【図６】同上基板の非スルーホールの断面図である。
【図７】同上基板と面実装部品と細管との位置関係および温度分布を示す説明図である。
【図８】同上電球形蛍光ランプの点灯回路の回路図である。
【図９】同上電球形蛍光ランプを用いた照明器具の断面図である。
【図１０】本発明の第２の実施の形態を示す電球形蛍光ランプの点灯回路の一部の回路図である。
【図１１】同上電球形蛍光ランプの基板の一部の斜視図である。
【図１２】本発明の第３の実施の形態を示す電球形蛍光ランプの説明図である。
【符号の説明】
【０１１３】
11    電球形蛍光ランプ
12    口金
13    カバー
14    発光管
18    点灯装置
53    基板
55    電子部品
58    配線パターン
61    導電部材
62    スルーホール
81    照明器具
82    器具本体
83    ソケット
【図１】
2008210726.tif 000003
【図２】
2008210726.tif 000004
【図３】
2008210726.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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