説明

照明装置、ソケットおよびリードの保持方法

【課題】 バルブの端部から二本のリードが導出されているランプにおいて口金レス化が可能な照明装置、ソケットおよびリードの保持方法を提供する。
【解決手段】 ソケット2と、バルブ41の端部から一対のリード431a、431bが導出された熱陰極ランプ4とを具備する照明装置であって、ソケット2は、ケース21と、ケース21内に配置された一対の給電端子23a、23bと、一対の給電端子23a、23bに間に配置された突出部材24とを備えており、リード431a、431bは給電端子23a、23bと突出部材24の間に狭持されていることを特徴とする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ランプとソケットを用いた一般照明、液晶ディスプレイ等の照明装置に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、液晶ディスプレイのバックライトとして用いられる照明装置において、熱陰極ランプを使用する検討がなされている。熱陰極ランプは、それまで主流であった冷陰極ランプと比較して、高電流を投入可能であり、ランプ一本あたりの光量を増やすことができるためである。
【0003】
このような用途の熱陰極ランプでは、例えば、特開2008−262819号公報(以下、特許文献1)のように、ランプの端部に口金が設けられた口金付きランプの状態で使用されるのが一般的である。そして、この口金に形成された金属製のピンを保持することで、ランプと照明装置との接続を行っていた。
【0004】
【特許文献1】特開2008−262819号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、熱陰極ランプに口金を付けると、部品、工程およびコストの増加を招いてしまう。そのため、口金レスで照明装置の組み立てが可能であることが望まれるが、従来そのような照明装置は実現されなかった。これは、バルブの端部からリードが二本導出しているランプは、電気的な絶縁や機械的な固定が困難であるためと思われる。
【0006】
本発明の目的は、バルブの端部から二本のリードが導出されているランプにおいて口金レス化が可能な照明装置、ソケットおよびリードの保持方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明による照明装置は、ソケットと、バルブの端部から一対のリードが導出されたランプとを具備する照明装置であって、前記ソケットは、ケースと、前記ケース内に配置された一対の給電端子と、前記一対の給電端子に間に配置された突出部材とを備えており、前記リードは前記給電端子と前記突出部材の間に狭持されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、バルブの端部から二本のリードが導出されているランプであっても、口金を装着することなく、照明装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0009】
(第1の実施の形態)
以下、本発明の実施の形態を図を用いて詳細に説明する。図1は、本発明の第1の実施の形態のバックライトの側面図、図2はソケットの斜視図、図3は、熱陰極ランプのソケットへの装着状態についての図、図4は、熱陰極ランプのソケットへの装着状態をリード側から見たときの図である。
【0010】
照明装置の一形態であるバックライトは、図1に示すように、筐体としてフレーム1を備えている。このフレーム1は、フロントフレーム11とバックフレーム12とからなる。フロントフレーム11は、フレーム1の蓋であり、その面には、光を外部に取り出すための開口部111が形成されている。バックフレーム12は、フレーム1の容器であり、有底開口状をなしており、その底部にはソケット2が設けられている。
【0011】
ソケット2は、外囲器として、例えば、PBT(ポリブチレンテレフタレート)からなるケース21を備えている。このケース21は、図2に示したように、第1のケース211と第2のケース212とで構成されている。第1のケース211は、4つの側面のうち一の面および第2のケース212側の面が開口した凹形状であり、その底部には足部22が形成されている。また、第1のケース211の内部には、例えば、ステンレス板からなる一対の金属端子23a、23bが、一端が底部を貫通し、裏側に突出するように、かつ所定の間隔を維持するように対向配置されている。第2のケース212は、第1のケース211の一つの開口を閉じる蓋であり、第1のケース211の一側面を支点とする開閉構造となっている。第2のケース212の中央部には、突出部材24が形成されている。この突出部材24には、第1のケース211のそれぞれの開口方向に向けて先端が先細るように一対の傾斜部241、242が形成されており、すなわち図3、図4に示すように突出部材24は後述する熱陰極ランプ4および第1のケース211の方向に凸の形状をしている。
【0012】
バックフレーム12には、底部にランプ保持体3が配置されている。このランプ保持体3は、例えばPC(ポリカーボネート)からなり、バックフレーム12に固定される土台部分と後述するバルブ41を保持するランプ保持部とで構成されている。なお、本実施の形態では、フレーム1の長手方向にそれぞれ3つ等、略間隔に配置されている。
【0013】
また、バックフレーム12には、光源として熱陰極ランプ4がソケット2およびランプ保持体3に保持された状態で配置されている。この熱陰極ランプ4は、外囲器として例えば、硬質ガラスからなり、外径は3.0mm〜12.0mmであるバルブ41を備えている。このバルブ41には、中央に発光部411、その両端に封着部412が形成されている。
【0014】
発光部411は筒状であり、その内部空間には放電媒体が封入されている。この放電媒体は、ネオン、アルゴン、キセノン、クリプトンを単体または混合した希ガスと水銀で構成されている。また、発光部411の内面には、3波長蛍光体ないし赤外を含む4波長蛍光体などからなる蛍光体層42が形成されている。封着部412は、ピンチシールにより形成された板状のガラス溜まりであり、その幅方向の中央には、封着部412の厚みよりも直径が大きい円筒状の排気管413が封着されている。なお、図示の排気管413は、バルブ41内の脱ガス、放電媒体封入した後の一端が封着された状態のものである。
【0015】
バルブ41の両端には、電極マウント43が配置されている。この電極マウント43は、リード431a、431b、フィラメント432、ビーズ433およびアンカー434で構成されている。
【0016】
リード431a、431bは、例えばコバールからなる金属線であり、封着部412に封着され、一端はバルブ41内に、他端はバルブ41外に導出されている。このリード431a、431bの線径は、0.2mm〜1.0mm程度のものを用いるのが望ましい。
【0017】
フィラメント432は、例えばタングステン線からなる螺旋巻きコイルをU字状に形成してなり、発光部411内に配置され、その両端はリード431a、431bにそれぞれ保持されている。その保持は、コイルの直線部の内側にリード431a、431bを挿通させたのちに、抵抗溶接することにより行われている。なお、リード431a、431bの挿通部分以外のフィラメント432部分には、(Ba,Ca,Sr)Oからなるエミッタが塗布されている。
【0018】
ビーズ433は、硬質ガラスからなる球状のガラス玉であり、リード431a、431bに跨るように形成されている。このビーズ433は、発光部41の内壁面とフィラメント432の接触を防止するために設けられたものである。したがって、その直径は発光部411の内径よりも若干小さく、かつ製造上バルブ41への挿入が困難とならない程度の大きさのものを使用するのが望ましい。
【0019】
アンカー434は、金属線であり、一端はビーズ433に埋め込まれ、他端はフィラメント432の曲線の頂上付近を保持している。このアンカー434には、フィラメント432との接触部分の温度を下げすぎず、かつ大きな揺れを抑制できるよう、タングステンやモリブデンなどの高融点金属からなる0.05〜0.30mmの細線を用いるのが望ましい。
【0020】
バックフレーム12の開口部分には、フロントフレーム11と挟まれるように光学面材5が配置されている。この光学面材5としては、輝度向上かつ輝度ムラ抑制の機能を持つものであればよく、例えば拡散板と拡散シートやプリズムシートや偏光シートなどのシートを組み合わせて使用することができる。
【0021】
また、バックフレーム12の背面側には、回路基板6が配置されている。この回路基板6には、例えば商用電源からの交流電力を直流に変換するためのAC−DC変換回路、一対のフィラメント432間で放電を生起させるための放電回路およびフィラメント432に予熱電流を供給して、エミッタの消失を抑制するためのフィラメント予熱回路などが実装されている。また、この回路基板6には、図4に示すように、ソケット2が直接実装されており、足部22が基板に嵌め込まれているとともに、給電端子23a、23bが基板上の回路パターンと例えば半田61により接続されている。
【0022】
次に、熱陰極ランプ4のバックフレーム12への装着状態について詳しく説明する。
【0023】
図3や図4からわかるように、熱陰極ランプ4は、バルブ41部分が非接触となるように一対のソケット2の間に配置され、ソケット2の突出部材24と給電端子23a、23bによりリード431a、431bが狭持されている。つまり、リード431a、431bは、給電端子23a、23bに対して摺動不能、すなわちバルブ41が管軸方向にスライドしたとしても、リード431a、431bと給電端子23a、23bとの固定状態が変化しないように接続されている。そのため、バックライトが高温化、低温化で使用されたためにバルブ41が管軸方向に伸縮して、リード431a、431bと給電端子23a、23bの接続が一時的に解除されるなど、接続が不安定な状態の発生を防止することができる。また、リード431a、431bは、ソケット2の給電端子23a、23b付近において、他の部分よりもリード間隔が広くなっている。これは、突出部材24が熱陰極ランプ4の方向に先端側の幅W1はリード431a、431b間の距離Dよりも小さく、本体側の幅W2は大きくなるような凸の形状であることで、リード431a、431bの間隔が押し広げられたためであり、このように構成することで絶縁性を向上させることができる。
【0024】
ここで、リード431a、431bは、突出部材24の傾斜部241において、その面に沿うように屈曲している。つまり、リード431a、431bは、バルブ41とソケット2の間で直線的に結ばれていないので、図5に示すような、バルブ41からのリード431a、431bの導出点Aからソケット2におけるリード431a、431bの狭持を開始する保持点Bまでの直線距離をL1、導出点Aから保持点Bまでの実際のリード長さをL2としたとき、L2>L1を満たしていることになる。本実施の形態のようにリード431a、431bが給電端子23a、23bに対してしないバックライトを寒冷地等の低温化で使用した場合、バルブ41は管軸方向に収縮するのに対して保持点Bは動かないため、リード431a、431bが引っ張られて断線するおそれがあるが、L2>L1を満たしていればそのような問題を抑制することができる。なお、L1は、図5の(a)、(b)に示すように、導出点A〜保持点BのX、Y、Z方向の直線距離L1、L1、L1により、L2は直線状にして実測することにより求めることができる。また、バルブ41の熱膨張係数をα(/℃)、全長をL(mm)、ランプ実装時のバルブ温度と補償したい低温化でのバルブ温度との温度差をΔT1としたとき、L2>L1+αLΔT1(バックライトでは、ランプ実装時の温度は約25℃、補償したい低温化の温度は−30℃程度であるため、ΔT1=55(℃)であればよい)を満たしていると、バルブ41の予想される最大収縮量よりもリード431a、431bに余裕を持たせていることになるので、断線を確実に防止することができ、さらに好適である。
【0025】
また、熱陰極ランプ4は、その長手方向の数箇所において、ランプ保持体3に保持されている。このように、ソケット2ではバルブ41と非接触となるようにリード431a、431bのみが保持され、ランプ保持体3ではバルブ41が保持されるように構成したことで、内部電極タイプの放電ランプ、特に熱陰極タイプのランプでは、点灯中、フィラメントが約800℃に維持され、その付近のバルブ41は高温となってしまうが、ソケット2とバルブ41は非接触であるので、ソケット2のケース21の溶融を防止することができる。その際、ソケット2とランプ41とが接触する可能性のある部分間の最短距離をL3、ランプ実装時のバルブ温度と補償したい高温化でのバルブ温度との温度差をΔT2としたとき、L3>αLΔT2(バックライトでは、ランプ実装時の温度は約25℃、補償したい高温化の温度は80℃程度であるため、ΔT2=55(℃)であればよい)を満たすようにすると、バルブ41の予想される最大膨張量よりもソケット2−バルブ41間に十分に間隔を持たせていることになり、点灯時に熱陰極ランプ4が管軸方向に熱膨張しても、ランプ41とソケット2が接触することを防止することができる。
【0026】
ここで、ソケット2へのリード431a、431bの保持の方法について説明すると、まず、一対のリード431a、431bが一対の給電端子23a、23bの間に位置するように、かつリード間を結ぶ線が給電端子23a、23bに対して垂直となるように、熱陰極ランプ4をソケット2に配置する。この配置は、熱陰極ランプ4をランプ保持体3に保持させるときに調整することができる。
【0027】
次に、第2のケース212を第1のケース211と合わせるように移動させる。この操作は、同時に突出部材24を移動させることになるため、突出部材24が一対のリード431a、431bの間に進出していく。そして、第1のケース211と第2のケース212が嵌合すると、リード431a、431bが突出部材24に押し広げられて、突出部材24と給電端子23a、23bとによる狭持が完了する。なお、突出部材24には先端側の幅がリード431a、431b間の距離よりも小さくなるように傾斜部242が形成されており、つまり突出部材24は第1のケース211方向に凸の形状であるため、リード431a、431bの狭持をスムーズに行うことが可能となる。
【0028】
バルブ41の全長Lは1200mm、外径は4.0mm、リード431a、431bの線径は0.6mmであるような熱陰極ランプ4について、実施形態のバックライトを組み立て、実際に点灯等してみたところ、ランプの電気的、機械的な接続を簡単かつ確実に行うことができるとともに、寿命中にその接続が外れるなどの不具合もなく、十分に実用的なバックライトを実現できることが判明した。
【0029】
したがって、本実施の形態では、ソケット2をケース21と、ケース21内に配置された一対の給電端子23a、23bと、一対の給電端子23a、23bに間に配置された突出部材24とで構成し、熱陰極ランプ4のリード431a、431bを給電端子23a、23bと突出部材24の間に狭持させるようにしたことにより、熱陰極ランプ4が口金レスの構造のバックライトを実現することができる。
【0030】
また、ケース21を、第1のケース211と第2のケース212とで構成して、一対の給電端子23a、23bを第1のケース211に、突出部材24を第2のケース212に形成し、第1のケース211と第2のケースを、突出部材24が一対の給電端子23a、23bの間に位置するように嵌合するようにしたことにより、ソケット2と熱陰極ランプ4のリード431a、431bの接続を容易に行うことができる。
【0031】
また、突出部材24を、熱陰極ランプ4の方向に凸の形状とし、その本体側の幅W2を一対のリード間の距離Dよりも大きくしたことにより、給電端子23a、23b付近においてリード間隔が広くなるため、絶縁性を向上させることができる。また、突出部材24を、第1のケース211の方向に凸の形状とし、その先端側の幅W1を一対のリード間の距離Dよりも小さくしたことにより、リード431a、431bの狭持をスムーズに行うことができる。
【0032】
また、リード431a、431bを給電端子23a、23bに摺動不能なように接続するとともに、突出部材24の傾斜部241において、その面に沿うように屈曲させることで、導出点A〜保持点Bの直線距離をL1、導出点A〜保持点Bの実際のリード長さをL2としたとき、L2>L1を満たすように構成したことにより、バルブ41が管軸方向に伸縮する高温化、低温化でバックライトを使用しても、その伸縮によりリード431a、431bと給電端子23a、23bの接続が不安定となることを防止することができる。また、特に低温時においてバルブ41の収縮によりリード431a、431bが引っ張られることによるリード431a、431bの断線を防止することができる。その際、バルブ41の熱膨張係数をα(/℃)、全長をL(mm)としたとき、L2>L1+55αLを満たしていると、実使用上、上記リード431a、431bの断線を確実に防止することができる。
【0033】
さらに、リード431a、431bをバルブ41がソケット2に接触しないように給電端子23a、23bと固定し、バルブ41をランプ保持体3に保持したことにより、点灯中高温になる電極付近のバルブ41とソケット2とが非接触となるので、ソケット2の溶融を防止することができる。その際、ソケット2とランプ41の最短距離をL3、バルブ41の熱膨張係数をα(/℃)、全長をL(mm)としたとき、L3>55αLを満たすようにすると、点灯時の熱などによりランプが管軸方向に伸びたとしても、実使用上、ソケット2とランプ41が接触することはないため、ランプに機械的な応力が発生したり、ソケット2が溶融したりすることを確実に防止できる。
【0034】
(第2の実施の形態)
図6は、本発明の第2の実施の形態のバックライトに用いるソケットについて説明するための図である。これ以降の実施の形態の各部については、第1の実施の形態の各部と同一部分は同一符号で示し、その説明を省略する。
【0035】
本実施の形態では、ソケット2の給電端子23a、23bを折り返し、突出部材24側に弾性部23a1、23b1を形成している。これにより、リード431a、431bを給電端子23a、23bと突出部材24とで狭持すると、弾性部23a1、23b1は突出部材24の方向に戻ろうとするバネ弾性が生じるため、リード431a、431bと給電端子23a、23bとの電気的な接続を確実なものとすることができる。
【0036】
(第3の実施の形態)
図7は、本発明の第3の実施の形態のバックライトに用いるソケットについて説明するための図である。
【0037】
本実施の形態では、ソケット2の給電端子23a、23bに管軸方向に沿って溝部23a2、23b2を形成している。本発明では、リード431a、431b間への突出部材24の進出時などに、リード431a、431bが高さ方向に移動することが懸念されるが、このソケット2ではリード431a、431bが溝部23a2、23b2に嵌まり、その高さ方向の移動が防止されるため、電気的導通が不安定となるなどの問題を防止することができる。なお、図8のように、給電端子23a、23bにリード431a、431bの下側への移動を抑制する屈曲部23a3、23b3を形成しても、同様の効果を得ることができる。
【0038】
なお、本発明の実施の形態は上記に限られるわけではなく、例えば次のように変更してもよい。
【0039】
ソケット2は、第1のケース211と第2のケース212とが完全分離する構造であってもよい。また、ケース21は、2パーツで構成される場合に限らず、例えばリード431a、431bの狭持を別の操作により行えるよう、蓋を2パーツに分けて構成し、ケース21を計3パーツで構成してもよい。
【0040】
給電端子23a、23bと突出部材24とによるリード431a、431bによる狭持では、図9のように、給電端子23a、23bを第1のケース211の底部に形成し、突出部材24と給電端子23a、23bとでリード431a、431bを上下から狭持するようにしてもよい。
【0041】
本実施の形態では、第1のケースと第2のケースは嵌合に限らず、粘着テープ、接着剤などによって合わせてもよく、要は2つのケースが容易には分離しないように合わせられていればよい。
【0042】
突出部材24に、沿面距離を長くするために、スリットないし空洞を形成してもよい。また、突出部材24を、ソケット2内の開口から突出するように形成してもよい。
【0043】
ランプ保持体3は、ランプの全長に合わせて数を増減してもよいが、フィラメント432付近には配置しないのが望ましい。
【0044】
ランプは、熱陰極ランプに限らず、ネオンランプなどであってもよい。また、直管状に限らず、U字、コ字等であってもよく、形状は限定されない。
【0045】
封着部412は、ピンチシールに限らず、ビーズシール、ステムシール、ボタンシールなどの封着方法で形成したものであってもよい。
【0046】
リード431a、431bは単一部材のものに限らず、例えば、発光部111内に位置する部分をニッケル、封着部112内に封着され、外部に導出される部分をジュメットで構成した部材など、別部材を組み合わせたものを用いてもよい。
【0047】
実施の形態では、導出点A〜狭持点Bの間のリード431a、431bを屈曲させることで、直線距離L1と実際のリード長さL2の関係がL2>L1を満たすようにしたが、これに限らず、導出点A〜狭持点Bでリード431a、431bを撓ませたり、途中にループを形成したりするなどによって、L2>L1の関係を満たすようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【0048】
【図1】本発明の第1の実施の形態のバックライトの側面図。
【図2】ソケットの斜視図。
【図3】熱陰極ランプのソケットへの装着状態についての図。
【図4】熱陰極ランプのソケットへの装着状態をリード側から見たときの図。
【図5】熱陰極ランプ−ソケット間のリードについて説明するための図。
【図6】本発明の第2の実施の形態のバックライトに用いるソケットについて説明するための図。
【図7】本発明の第3の実施の形態のバックライトに用いるソケットについて説明するための図。
【図8】第3の実施の形態に関係する他の実施例。
【図9】本発明の変形例1の図。
【符号の説明】
【0049】
1 フレーム
2 ソケット
21 ケース
211 第1のケース
212 第2のケース
23a、23b 給電端子
24 突出部材
3 ランプ保持体
4 熱陰極ランプ
431a、431b リード

【特許請求の範囲】
【請求項1】
ソケットと、バルブの端部から一対のリードが導出されたランプとを具備する照明装置であって、
前記ソケットは、ケースと、前記ケース内に配置された一対の給電端子と、前記一対の給電端子に間に配置された突出部材とを備えており、前記リードは前記給電端子と前記突出部材の間に狭持されていることを特徴とする照明装置。
【請求項2】
前記ケースは、第1のケースと第2のケースとで構成され、前記第1のケースには前記一対の給電端子、前記第2のケースには前記突出部材が形成されており、前記第1のケースと前記第2のケースは、前記突出部材が前記一対の給電端子の間に位置するように合わせられていることを特徴とする請求項1に記載の照明装置。
【請求項3】
前記突出部材は、前記ランプの方向に凸の形状をしており、その本体側の幅は前記一対のリード間の距離よりも大きいことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の照明装置。
【請求項4】
前記ランプの近傍にはランプ支持体が設けられており、前記バルブは前記ソケットと非接触となるように、前記ランプ支持体に保持されていることを特徴とする請求項1〜請求項3の何れかに記載の照明装置。
【請求項5】
バルブの端部から一対のリードが導出されたランプと接続されるソケットであって、
ケースと、前記ケース内に配置された一対の給電端子と、前記一対の給電端子に間に配置され、前記リードを前記給電端子とで狭持する突出部材とを具備していることを特徴とするソケット。
【請求項6】
ソケットと、バルブの端部から一対のリードが導出されたランプとを具備する照明装置におけるリードの保持方法であって、
前記ソケットは、第1のケースと第2のケースとで構成されたケースを備え、前記第1のケースには前記一対の給電端子、前記第2のケースには前記突出部材が形成されており、
前記一対の給電端子の間に前記一対のリードが位置するように前記ランプを配置したのち、前記第2のケースを第1のケースの方向に移動させて、前記一対の給電端子と前記突出部材の間に前記一対のリードを狭持させることを特徴とするリードの保持方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【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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【公開番号】特開2010−129225(P2010−129225A)
【公開日】平成22年6月10日(2010.6.10)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−299934(P2008−299934)
【出願日】平成20年11月25日(2008.11.25)
【出願人】(000111672)ハリソン東芝ライティング株式会社 (995)
【Fターム(参考)】