CN1860579A - 无电极放电灯 - Google Patents

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Abstract

一种无电极放电灯,其包括:用半透明材料制成的、其中封装着放电气体的气密容器灯泡;容置在灯泡的内腔内的耦合器(线圈装配体),通过向该线圈中导入高频电流来产生高频电磁场,以激励放电气体来发光。其中,耦合器包括:由热导体制成的、用于释放热量的管状圆筒;框架型绕线架,其沿着圆筒的轴线方向安装在圆筒的外表面上;磁芯,其由软磁材料制成,该磁芯设置在由绕线架的框架构成的开口处,和圆筒基本上成面接触;以及线圈,其卷绕在框架型绕线架和磁芯的表面上。由于磁芯设置在绕线架的框架构成的开口处,与圆筒基本上成面接触,以释放热量,因此产生热的灯泡传给线圈的热量可以通过磁芯直接散至圆筒。

Description

无电极放电灯
技术领域
本发明涉及一种无电极放电灯,该无电极放电灯通过高频电磁场激励封装于气密容器中的放电气体来发光。
背景技术
一种传统公知的此类无电极放电灯装置如日译国际专利申请的特开公开文本Hei 11-501152所示,包括:气密容器灯泡,该灯泡用透明材料制成,其中封装着如汞、氩等放电气体;以及感应线圈装置,该装置容置在灯泡的中空部分(以下称为内腔)中,通过向线圈中导入高频电流,产生高频电磁场,以激励放电气体来发光。感应线圈装置由装配体(以下称为耦合器)构成,装配体包括:通过电流导入来产生电磁能的线圈;软磁材料制成的磁芯;用于释放热量的热导体(以下称为圆筒)。此类无电极放电灯具有以下优点:由于无电极放电灯没有电极,因此它的使用寿命长;无电极放电灯具有好的启动灵敏度;无电极放电灯还易于对玻璃灯泡进行气密密封且易于装配等。然而同时,位于内腔中的、由线圈和软磁材料构成的内芯受到照明时自灯泡产生的热。因此,产生由于线圈电阻的增加和线圈绝缘材料可靠性的降低而产生损失的问题,这样就需要提供考虑到散热的设计。
在上述日译国际专利申请特开平11-501152号公报中,为了提高热导体的散热效果,对铁氧体磁芯和圆筒的设置关系进行了考虑。特别是,该公开文本中描述了通过以容置铁氧体磁芯的方式设置铝制的圆筒,以及通过控制该磁芯和该圆筒之间的横截面比率,来提高散热效果。
然而,在这种无电极放电灯中,设置有用以供线圈卷绕的、树脂制成的绕线架,以覆盖磁芯和圆筒。其中树脂制成的绕线架的导热性差,并且当将绕线架安装在磁芯和圆筒上时,还不能防止绕线架与磁芯和圆筒之间夹有空气层,而空气的导热性很差。因此,这种无电极放电灯不能有效地散出线圈所接收的来自产生热的灯泡的热量。因此,线圈温度显著提高,难以防止线圈的绝缘可靠性的降低。此外,在这种无电极放电灯中采用分体式的铁氧体磁芯,为固定这种磁芯,致使圆筒的形状更加复杂。而且,尽管可以考虑线圈卷绕着磁芯而不使用树脂制成的绕线架这样的结构,但是这样线圈的定位精准度很可能会降低,还可能会导致照明性能的变化。
发明内容
本发明就是为了解决上述问题,其目的是提供一种结构简单的无电极放电灯,这种无电极放电灯具有良好的散热性能和释热性能,能有效地散出线圈所接收的来自产生热的灯泡的热量,并且这种无电极放电灯改善了线圈绝缘可靠性且减少了照明性能的变化。
为了实现上述目的,本发明的无电极放电灯包括:气密容器灯泡,该灯泡用透明材料制成,并且其中封装着放电气体;以及线圈装配体(以下称为耦合器),其容置在灯泡的中空部分(以下称为内腔)中,通过向该线圈中导入高频电流,产生高频电磁场,以激励放电气体来发光。其中,该耦合器包括:管状的圆筒,其由热导体制成,用于释放热量;框架型绕线架,其沿着圆筒的轴线方向安装在圆筒的外表面上;磁芯,其由软磁材料制成,并设置在由绕线架的框架构成的开口处,并且与圆筒基本上成面接触;以及线圈,其卷绕在框架型绕线架和磁芯的表面上。
根据本发明,线圈绕框架型绕线架和磁芯的表面卷绕,磁芯设置在由绕线架的框架形成的开口处,该磁芯和圆筒基本上成面接触,以释放热量,这样线圈所接收的来自产生热的灯泡的热量可以通过磁芯直接散至圆筒,这带来了很好的散热性能和释热性能,并且提高了线圈绝缘的可靠性且减少了照明性能的变化。
耦合器的框架型绕线架可以用树脂制成,其中,当将位于内腔后侧的绕线架部分视为绕线架上部,并将位于内腔的开口部分处的绕线架部分视为绕线架下部,绕线架包括:近似圆环状的上部环;沿从该上部环向绕线架下部方向延伸的至少两个柱体部分;以及支撑这些柱体部分且延伸为绕线架下部的圆筒状下部环。其中,上部环、柱体部分和下部环支撑磁芯和线圈。
附图说明
图1是根据本发明第一实施例的无电极放电灯的剖视图;
图2A是图1中无电极放电灯的框架型绕线架和圆筒的立体图;图2B是显示绕线架连接在圆筒,而正待加装磁芯的状态的立体图;图2C是线圈绕着绕线架和磁芯表面卷绕的线圈装配体(耦合器)的立体图;
图3A是框架型绕线架的主视图;图3B是该绕线架的侧视图;
图4是显示耦合器的线圈卷绕结构的立体图;
图5是线圈的卷绕始端的端部放大图;
图6A是显示用于拉出线圈的绕线架凹槽结构的视图;图6B是该凹槽结构的横向剖视图;
图7是根据另一个实例的线圈的卷绕始端的端部放大图;
图8A是根据又一个实例的线圈的卷绕始端的端部立体图;图8B是图8A中耦合器的横向剖视图;
图9是根据本发明的第二实施例的无电极放电灯中的灯泡和耦合器的半剖侧视图;
图10A是图9中无电极放电灯的框架型绕线架的上半部分的立体图;图10B是图10A的绕线架的下半部分的立体图,其相对图10A的视角发生改变;
图11是图9中无电极放电灯的圆筒的立体图;
图12是显示安装在图9中无电极放电灯中的磁芯的两片的立体图;
图13是图9中无电极放电灯的耦合器的立体图;
图14A是显示线圈的卷绕始端的端部立体图(略去显示磁芯);图14B是显示线圈的卷绕终端的端部立体图(略去显示磁芯);以及
图15A是显示耦合器中一个线圈引线和电缆的连接的立体图;图15B是显示另一个线圈引线和该电缆的连接的立体图。
具体实施方式
下面将参照附图说明根据本发明实施例的无电极放电灯。
图1至图8示出了根据本发明第一实施例的无电极放电灯。如图1所示,无电极放电灯1包括用透明材料制成、封装着放电气体的气密容器灯泡2,和线圈装配体(以下称为耦合器)20,其通过向线圈26中导入高频电流,产生高频电磁场,以激励放电气体来发光。耦合器20可分离地容置在灯泡2中的中空部分(以下称为内腔)3中,该耦合器20的横截面近似成圆环形。灯泡2近似成球形,其具有在灯泡2的内部2b的中央形成内腔3的管茎4,以及设置于该内腔3中的排气管11。该排气管11用于排出灯泡中的空气,并向灯泡中充入放电气体,比如汞,之后将管子的端部密封。灯泡2的内表面2c上涂抹着荧光材料。通过这些荧光材料,激励放电气体放射出的紫外线转换成了可见光,由此灯泡发光。
图2A、2B和2C示出了耦合器20的装配方式,耦合器20包括:圆筒21,其由包括铜制管23和铝铸件22的复合体构成,圆筒21由热导体制成,用以释放热量;框架型树脂制成的绕线架(以下称为绕线架)24,其沿着圆筒21的轴线方向安装在圆筒21的外表面上;铁氧体磁芯(以下称为磁芯)25,其由软磁材料制成,并设置在由绕线架24的框架形成的开口处,并且与圆筒21的管子23基本上成面接触;以及线圈26,其卷绕在框架型绕线架24和磁芯25的表面。该铜制管23的外径为15mm,内径为10mm,长度为155mm。铝铸件22由下端凸缘部分和管状部分构成,管状部分的外径是27.5mm,高度为85mm,并且铝铸件22通过熔融铝的一体模制形成在铜制管23的外圆周上。
绕线架24是框架型的,其具有开口和中空部分。通过将圆筒21安装在这个中空部分中,使铜制管23处于通过开口面向外侧这种状态中,面向外侧的这部分上紧密地装配有磁芯25。磁芯25形成为半圆筒的形式以与铜制管23的外圆周紧密接触,磁芯25的横截面的内径是15mm,外径是23mm。磁芯25通过在上方和下方分别紧密地设置一对半圆筒形片,而设置成总共有4片。这种结构使得磁芯25和铜制管23紧密地接触,这样,来自灯泡2的热量可以有效的传递并散至圆筒21上。磁芯25的上端向上凸出于铜制管23的上端。当将位于内腔3后面的绕线架24的部分视为绕线架上部,并将位于内腔3开口部分的绕线架24的部分视为绕线架下部,该绕线架包括:近似圆环状的上部环24a;沿从上部环24a向绕线架下部方向延伸的至少两个柱体部分24b、24c;以及用于支撑这些柱体部分的下部环24d、24e和24f。柱体部分24b和这些环一起支撑磁芯25和线圈26。
绕线架24的两个柱体部分24b、24c设置在磁芯25的一对半圆筒形片之间的相邻部分。当安装了磁芯25的四个片之后,卷绕磁性导线,以形成线圈26。这样,首先,导线从绕线架的柱体部分24b、24c的下部拉出,沿着柱体部分,到达绕线架的柱体部分24b、24c的上部。之后,玻璃布带绕着磁芯25卷绕,玻璃布带是耐热的,用于固定磁芯25的四个片,并将磁芯25和线圈26绝缘(下面将详述)。接着,拉至绕线架上部的导线向着下部,绕着玻璃布带卷绕40圈,从绕线架的中间部位将导线拉出并沿着柱体部分拉至下部。由于线圈26成形在玻璃布带上,因此可将导线和磁芯25严格地绝缘。使用漆包绞合线作为导线的材料,通过将19根直径为Φ0.12的聚酰胺-酰亚胺导线股(element wire)捆扎起来形成绞合线,其上涂敷着氟化物绝缘层作为外涂层。通过使用漆包绞合线,可以减少高频工作范围内的耦合损失。
绕线架24由如液晶聚合物等耐热树脂一体模制成型。当将耦合器20插入到灯泡2的内腔3中时,存在耦合器的上部碰触到透明材料(例如玻璃)制成的排气管11以及灯泡2的内腔3的开口部分的可能性。然而,由于耦合器的上部是由树脂构成的绕线架24,其具有弹性且不易变形,因此能够防止玻璃受到损坏或者开裂。此外,还能够防止磁芯25与玻璃相接触,进而防止磁芯25开裂。
图3A和3B示出了绕线架24的详细结构。上部环24a是用于设置磁芯25的上端部分的圆环,其有助于防止磁芯开裂并有助于线圈性能稳定。环24e、24f设置在磁芯25和圆筒21的铝铸件22之间的界区处。环24e用于设置磁芯25的端面位置,环24f用于设置铝铸件22的高度位置。从而,各个部件的位置得以确定,线圈的性能得以稳定。下部环24d为圆筒形,其设置在耦合器20的底部,下部环24d具有与绕线架24形成为一个整体的成对的终端接线盒24h。线圈26的引线端子和用于供电的灯电缆(管状照明电缆,以下称为电缆)28的端子从终端接线盒24h的两侧插入其中,以实现线圈26和电缆28的电连接。所述电连接可以通过将线圈26的引线端子做成母端子,将供电的电缆28做成公端子来实现。由于终端接线盒24h形成在绕线架24上,端子部分易于绝缘。
用于本实施例中的线圈26的导线是如上所述的漆包绞合线,并且导线股为聚酰胺-酰亚胺导线,这样基于焊料自身熔化的普通的电连接难以使用在引线和端子之间。而且,即使可以通过使用焊料实现电连接,由于耦合器20的这个部分在实际使用中能达到约150℃,因此这种连接方式也不能满足长时间使用的连接部分的可靠性要求。在本实施例中,线圈26的端子和引线之间的连接通过将作为外涂层的氟碳树脂机械地剥落,然后将作为导线股捆的绞合线热焊接(caulking)(熔合)。
如图3A和3B所示,绕线架24的柱体部分24b、24c的两个位置上设有直径为1mm,高度为1mm的圆柱形突起a1、a2。此外,柱体部分24b、24c分别设有槽宽为1.2mm,槽深1.5mm的凹槽24g,用于容置线圈引线,同时下部环24d设有突起a3、a4。将线圈26通过凹槽24g,从上部拉至下部,通过将该引线钩挂在突起a3、a4上,并延伸至端子部分而牢固地固定。
图4及图5显示了绕线架24上的线圈26的卷绕始端。绕线架24的柱体部分24b上设置有锥形的凸棱31,(底部直径为1mm,高度为1mm),用来引导线圈26的卷绕始端。此凸棱31与上述的突起a1等效。线圈26的引线26a通过柱体部分24b的凹槽24g向上拉。为了确保线圈与磁芯25绝缘,用玻璃布带29(以下称为带)卷绕柱体部分24b及磁芯25的外圆周,并且该带29压在该锥形的凸棱31上,以使该凸棱31刺穿并突出于该带29。带29局部设有切口。引线26a在凸棱31的作用下弯曲,卷绕在带29上,以形成线圈26。这样,可以实现线圈26与对其进行引导的部件以及线圈26与磁芯25的绝缘。这同样可以适用于线圈26的卷绕末端部分。
图6A及图6B示出了设置于绕线架24的柱体部分24b上的凹槽24g的示范性结构。该凹槽24g中形成有凸形凸棱33(高度为0.2mm),用来固定引线26a。由此,该引线26a容置在凹槽24g深部并牢固地固定。
图7示出了绕线架24上的线圈26的卷绕始端的另一示范结构。在该范例里,用角棱镜形的凸棱32替换锥形的凸棱31。在该范例中,带29上设置有切口,以使角棱镜形的凸棱32经该切口突出出来。引线26a以与上述相似的方法卷绕。因此,类似于上述的方法,仅通过在带29上设一切口,即可确保线圈26与磁芯25绝缘。
图8A和8B示出了绕线架24上的线圈26的卷绕始端的又一个示范性结构。在该范例中,柱体部分24b做得高于磁芯25的高度,并且柱体部分的局部设置切口34,以使线圈26的引线26a通过该切口34从凹槽24g中拉出,以作为卷绕始端。如图8B所示,线圈的卷绕始端和通过与磁芯25之间保持间隔而与磁芯25绝缘,玻璃布带29仅需贴在磁芯25和线圈26紧密接触的部分。这样仅通过贴附带29就能够确保绝缘。
(1)线圈26接收的热量以及线圈26产生的热损可以通过铁氧体制成的磁芯25有效地传递,并散至由铜和铝制成的热导体圆筒21,由此,可以降低线圈的温度和铁氧体的温度。根据本实施例,当在60℃的环境温度中点亮相当于150W的灯时,线圈的最高温度约为180℃,而该线圈的导线材料的耐热温度等于200℃,因此该灯完全可以经历整个寿命周期。此外,磁芯25的最高温度约为160℃,这比铁氧体的居里温度250℃低很多,这样,在实际工作中不会导致任何问题。而且,如果绕线架24的材料是软化温度为250℃的液晶聚合物,从热学的角度来讲,该绕线架24完全适于实际应用。
(2)由于磁芯25和线圈26通过绕线架24固定,具有很高的定位精准度,磁铁性能和照明性能的变化非常少。如果不使用绕线架24,例如,尝试使用粘合剂将磁芯25粘接在热导体上,则在固化粘性剂时致使粘性剂的粘性削弱的情况下,会导致错位,降低定位精准度。此外,由于线圈26的卷绕始端和卷绕终端的位置无法控制,同样会降低精准度。试制了根据现有技术的不带有绕线架的结构和根据本实施例的结构的20个耦合器20,下表中示出了它们的性能变化的对比结果。
           现有技术            本实施例
 L最小的耦合器  L最大的耦合器  L最小的耦合器  L最大的耦合器
  感应系数(L)μH 155 180 161.6 162.6
  照明时的耦合电压V 179 154 167.2 166.6
  铁氧体温度℃   174   155   160.5   155.5
  线圈温度℃   180   172   178.6   176.4
由此可以看出,与现有技术的结构相比,根据本实施例的各种性能的变化非常小。由于连接至耦合器的照明电路利用耦合器的电感器L形成为谐振升压电路,因此耦合器的性能变化构成设计上的限制。然而,采用本实施例能够使电路设计进行变化。
(3)磁芯25的上端向上凸出于热导体铜制管23。换句话说,在磁芯25的上部,不存在铜制管23,并且在附近没有磁通量屏蔽介质。因此,所述磁通量充分延伸至和灯泡中的等离子体连接,从而提高了发光效率。在本实施例中,用树脂的绕线架24保护由凸出的铁氧体制成的磁芯25,这样可以避免磁芯25由于碰撞导致的开裂或断裂。并且这也根本不会影响到磁通量的连接。
(4)由于绕线架的柱体部分24b、24c设置有凹槽24g,用于拉出线圈,这样确保了线圈导体和电导体,如磁芯25,铜制管23,和铝铸件22等,之间的绝缘。
(5)由于上述的凹槽24g的内表面上形成有凸棱33,用于固定线圈的引线26a,所以引线26a可以可靠地容置而不与凹槽24g分离。
(6)由于树脂的绕线架24的底部设置着终端接线盒24h,用于容置端子,因此绕线架还可以用于绝缘端子部分。
(7)在绕线架的底部,从引导的凹槽24g至端子部分的引线26a能够通过使用绕线架上的突起a3、a4沿着绕线架的表面牢固地设置。
(8)至于线圈26的卷绕始端和卷绕终端的引导,绕线架24的柱体部分24b、24c上设有突起a1、a2,或者凸棱31、32,或者切口34,这样可以形成具有高精准度的线圈。这里,通过将凸棱制成锥形或者角棱镜形,可以很容易地在线圈26和磁芯25之间设置玻璃布带29,以保证绝缘。而且,根据将绕线架的柱体部分24b做成比磁芯25高,并且通过切口34拉出引线26a这样的结构,使磁芯25和线圈26保持间隔,这样,磁芯25可以和线圈26绝缘。
(9)线圈引线的端子和电缆的端子通过热焊接连接但无需使用焊料,因此可以经受高温下的长时间的使用,并获得高可靠性。
第二实施例是将上述第一实施例进一步具体化的结构。图9到图15示出了根据本发明第二实施例的无电极放电灯1。和上述实施例中相同的零部件用相同的附图标记指示。图9显示构成无电极放电灯1的可分离的耦合器20和灯泡在分离状态下的视图。耦合器20容置在灯泡2的内腔3中,其包括:圆筒21,绕线架24,铁氧体磁芯25和线圈26。其中,该圆筒21的底部设有底座接收件41,其用于和灯1的底座27相配合,并固定其上。圆筒21由铝铸件22和铜制管23构成。
图10A和10B示出了绕线架24,图11和12分别示出了圆筒21和成对的铁氧体磁芯25(本实施例中采用了两套)。绕线架24采用液晶聚合物材料,并形成为一个整体,绕线架24通过安装在铝铸件22的凸凹部分来固定。绕线架24顶部具有圆环状上部环24a,用以定位磁芯25的上端部分,并且在该上部环24a上还具有开口24k,其为中心通孔,开口24k用于当将耦合器20安装在灯泡2中时,供灯泡2的排气管插入,该上部环24a还具有引导件24m,其具有沿耦合器的轴线方向的斜面。当将排气管(玻璃)安装在耦合器20上时,通过绕线架24的树脂制成的环引导排气管,不与磁芯和铜制管接触,这样可以防止磁芯和排气管的开裂和损坏。
绕线架24具有框架型,其具有两个柱体部分24b,在柱体部分24b的上端部分到大致中间部分,安装着分体式的铁氧体磁芯25。磁芯25设置为其内圆周和铜制管23的外圆周相接触。绕线架24在从其大致中间部分向下延伸的部分上,具有宽的柱体部分24j,该柱体部分24j在沿圆周方向的相对位置(称为前面和后面)处具有两个窗体24i,它们使得铝铸件22的凸起部分22a能够通过窗体24i露出。绕线架24的下部环24d为圆筒形,其具有分别位于绕线架24前面和后面的,并和绕线架形成一个整体的成对的终端接线盒24h1、24h2。下部环24d还具有突起24r和凸棱24s,它们和底座接收件41相结合,用于保持引线。柱体部分24b,24j上设有凹槽24g,用于插入线圈引线。
如图11所示,圆筒21的铝铸件22在沿圆周方向的对称部位,具有向着圆筒的径向凸出1mm的凸出部件22a。其中一个凸出部件的宽度是13mm,而另一个凸出部件的宽度是12mm,两个凸出部件的宽度互不相同。这些凹进部件和凸出部件用于安装和固定绕线架。圆筒21是通过向熔融铝中插入内径为Φ10mm,外径为Φ14mm,以及高为155mm的铜制管23制成,这样形成外侧的铝铸件22。铝铸件22的高度为85mm,底部外径大概为60mm。铝铸件22具有凸缘部分,其上形成有用于固定耦合器的孔,用于固定底座接收件的孔,用于拉出电缆的孔,以及用于接地端子的孔,等等。
图13示出了耦合器20,它是通过将绕线架24和磁芯25装配到圆筒21的装配体。绕线架24通过将其窗体24i装配至铝铸件22的凸出部件22a而固定。由于前面和后面的凸出部件和窗体各自的宽度尺寸不同,因此可以唯一地确定装配的定向,以使固定更牢固。底座接收件41安装在铝铸件22的凸缘部分,磁芯25设置为与在绕线架24的两个柱体部分24b附近露出的铜制管23(参考图11)相接触,其中,和铜制管23的接触通过粘合剂实现。
总共采用四片磁芯25,一对用于前后方,一对用于上下方。如图12所示,磁芯25近似成半圆环形,内径为15mm,外径为23mm,以及高度为35mm。其中,相邻部分25a设置成相隔3mm,以将绕线架柱体部分24b夹在中间。磁芯25采用铁氧体材料,在磁芯后部、与相邻部分25a相隔9mm的位置处,设有扁平部分25b。磁芯25是烧结体,尺寸精准度很差,这使得它原本难以获得具有高精准度的相邻部分的3mm的尺寸,这将导致磁芯25和铜制管23之间的接触紧密程度的明显变化。因而,在磁芯的后部形成扁平部分25b,以该扁平部分25b作为参考,对相邻部分25a进行打磨,由此完成磁芯25。
介于磁芯25和铜制管23之间的粘合剂要求涂抹均匀,但是在进行热固化(heat curing)的过程中,粘度偶尔会降低,以至于溢出。为了去掉这些过多的粘合剂,绕线架24的用于容置磁芯25的下端部分的环状部件24t(参见图10A)上设有切口,另外,在绕线架24和铜制管23之间,设有间隙,这使得可以去除粘合剂,获得介于磁芯25和铜制管23之间的均匀的粘结。
接着将描述将磁芯25连接在铜制管23上之后,线圈26的卷绕方式。沿着绕线架24的凹槽24g从下部向上拉线圈26的卷绕始端的引线。这里使用的线圈的导线材料是Φ0.12的19根铝线股,该铝线股通过涂敷氟化物作为外涂层来绞合。下面,将玻璃布带(未示出)卷绕在磁芯25的一部分上,线圈卷绕在该部分上。玻璃布带用来暂时固定直到粘合剂固化,并用于确保磁芯25和线圈26之间的绝缘。
图14A示出了线圈卷绕始端的一种方式。为了便于描述,略去显示铜制管和玻璃布带。已经向上拉出的引线26a卷绕着靠近绕线架柱体部分24b的凹槽24g设置的凸棱24n。然后卷绕磁芯的整个圆周。通过卷绕凸棱24n,来自绕线架凹槽24g的引线26a可以牢固地固定,并可以很容易地卷绕在磁芯上。
图14B示出了线圈卷绕终端的一种方式。卷绕终端引线26b通过延伸部件24p、24q之间的台阶定位并固定,所述延伸部件24p、24q具有不同的高度(长度)尺寸,它们形成在宽柱体部分(壁)24j上并形成有和卷绕始端相对的凹槽24g,该引线26b弯曲,并容置在凹槽24g中,进一步沿着柱体部分24j向下拉出,这样,卷绕终端引线26b可以很容易地固定。
接着将描述卷绕终端和卷绕始端的线圈26的引线的连接。图15A和图15B分别示出了卷绕终端(低压侧)和卷绕始端(高压侧)的连接结构。卷绕终端和卷绕始端各自的引线26b、26a的端部设置着锡制的端子,引线和端子通过融合(热焊接)相互电连接,然后从一侧插入到终端接线盒24h1、24h2,电缆28的线芯28b、28a的端部焊接在锡制的端子上,并与该端子电连接,并从另一侧插入各自的终端接线盒。这样,获得了线圈26和电缆28之间端子连接。
电缆28是一种带有两根线芯的包皮电缆(两根线芯),外涂层是硅。图中电缆28顺时针转动,通过铝铸件22的切口,安装在圆筒21的底部,终端处理过的线芯插入终端接线盒的左侧(同时从低压侧和高压侧),由此,电缆线芯的端子沿和电缆安装方向相反的方向插入,以使其具有足够的力量来对抗如施工过程中的电缆的张力。已经通过试验证明:即使是耦合器自重十倍的拉伸载荷也不会影响端子。
接着描述底座接收件41和底座27。底座接收件41用树脂制成,如图13所示,安装在绕线架24和圆筒21(参见图11)上,底座接收件41还具有保护和绝缘包括线圈端子和电缆端子的充电装置的作用,和与灯泡2的底座27相配合的作用。底座接收件41具有:孔41a,用于和底座配合;螺纹孔,用于固定圆筒21;开口,用于拉出电缆等等。绕线架24通过底座接收件41,并固定为绕线架24的突起24r(参见图10)和底座接收件41的内壁相接触的形式。底座27也由树脂制成,如图9所示,安装在灯泡2的下部,还具有当将灯泡2安装在耦合器20上时,用于保护排气管的引导件,引导件设有凸棱27a,用于和底座接收件41配合。用于配合的凸棱27a插入底座接收件41的孔41a中,转动灯泡2,由此灯泡2很容易连接到耦合器20上。
根据第二实施例,除了上述第一实施例获得的效果之外,还可以获得以下效果:
(1)耦合器20设计为具有这样的结构:其中圆筒21的凸出部件22a和绕线架24的窗体24i相互配合,以防止绕线架24和圆筒21的位置错动,使它们之间的固定非常牢固。此外,凸出部件22a和窗体24i在耦合器的圆周方向的前面和后面成对设置,并且宽度尺寸稍稍不同,所以它们的安装定向唯一确定。
(2)由于绕线架24的上部环24a上设置着引导件24m,用于引导灯泡2的排气管。因此灯泡很容易安装,并且,排气管不会接触到铜制管23或者磁芯25,防止了排气管的开裂、磁芯的损坏,等等。
(3)由于半圆筒形的磁芯25的后部形成有扁平部分25b,因此可以很容易地打磨磁芯25的相邻部分25a,提高了磁芯25和铜制管23的相邻尺寸和连接尺寸的精准度,这样提高了热传导性能,防止了诸如温度提高等性能变化,提高了生产率。
(4)由于针对去除当绕线架24和磁芯25、铜制管23紧密接触时过多的粘合剂进行了设计,因此可以形成均匀的粘合剂层。
(5)在线圈26的卷绕始端部分,靠近绕线架柱体部分24b的凹槽24g,设计了用于保持引导线的凸棱24n,并设计导线卷绕其上,之后将导线进行卷绕。这确保了卷绕始端导线的固定,并且能够防止卷绕松弛。
(6)在线圈26的卷绕终端部分,在绕线架24上设置有介于延伸部件24p、24q之间的台阶,引线由此引导,这样的设计使得引线能轻易拉出且不会松弛。
(7)由于电缆28的端子的连接设置为:电缆的拉出方向和端子插入终端接线盒的方向相反,因此即使电缆28受到拉动,端子也不会断开连接。
(8)由于绕线架24设有和底座接收件41结合的结合突起24r。因此可以将底座接收件41牢固地固定在绕线架24和圆筒21上。
本发明不限于上述实施例,各种改进都可以。例如,尽管以上描述中示出的灯泡是具有排气管的结构,然而也可以使用不带排气管的灯泡。此外,尽管框架型绕线架是一体模制产品,然而其也可以是装配体。

Claims (14)

1.一种无电极放电灯,其包括:
气密容器灯泡,其由透明材料制成,该气密容器灯泡中封装有放电气体;以及
线圈装配体(以下称为耦合器),其容置在该气密容器灯泡的中空部分(以下称为内腔)中,通过向线圈中导入高频电流,产生高频电磁场,以激励放电气体来发光,
其中,该耦合器包括:
管状的圆筒,其由热导体制成,用于释放热量;
框架型绕线架,其沿着该圆筒的轴线方向安装在该圆筒的外表面;
磁芯,其由软磁材料制成,设置在该绕线架的框架构成的开口处,并且其与该圆筒基本上成面接触;以及
线圈,其卷绕在该框架型绕线架和该磁芯的表面。
2.如权利要求1所述的无电极放电灯,其特征在于,该耦合器的框架型绕线架由树脂制成,其中,当将位于该内腔后侧的该绕线架部分视为绕线架上部,并将位于该内腔的开口部分的绕线架部分视为绕线架下部,该绕线架包括:近似圆环形的上部环;沿从该上部环向该绕线架下部方向延伸的至少两个柱体部分;支撑所述柱体部分且延伸成该绕线架下部的圆筒状的下部环,其中,该上部环、所述柱体部分和该下部环支撑该磁芯和该线圈。
3.如权利要求2所述的无电极放电灯,其特征在于,该绕线架的至少一个所述环沿该耦合器径向突出于该磁芯的厚度,或者突出于该线圈的最大直径。
4.如权利要求2所述的无电极放电灯,其特征在于,该绕线架的柱体部分和下部环的局部设置有形成的凹槽,其用于容置该线圈的引线。
5.如权利要求4所述的无电极放电灯,其特征在于,为了固定容置在该绕线架上形成的凹槽中的该线圈的引线,该凹槽的内壁上形成有固定用的凸棱。
6.如权利要求4所述的无电极放电灯,其特征在于,该绕线架上形成的凹槽的局部设置有切口,以固定该线圈的卷绕始端,并将该磁芯和该线圈绝缘。
7.如权利要求4所述的无电极放电灯,其特征在于,该磁芯的外圆周上卷绕着绝缘带,该线圈卷绕在该绝缘带上;在该线圈的卷绕始端,靠近该凹槽的该绕线架的柱体部分上形成有锥形凸棱或者角棱镜形凸棱,用于弯曲并固定该引线。
8.如权利要求4所述的无电极放电灯,其特征在于,在位于形成该柱体部分的凹槽的壁的多个长度尺寸之间的该绕线架的柱体部分上形成有台阶,以使该线圈卷绕终端的引线弯曲并将其容置在该凹槽中。
9.如权利要求2所述的无电极放电灯,其特征在于,该气密容器灯泡的内腔中具有排气管;以及
在该绕线架的近似圆环形的上部环上形成有带有斜面的突起,当将该耦合器安装在该气密容器灯泡的内腔中时,该突起用作引导件。
10.如权利要求2所述的无电极放电灯,其特征在于,该绕线架的下部环的圆筒状表面上形成有多个开口窗体,同时,该圆筒的相应位置上形成有多个凸出部件,其中,所述窗体和所述凸出部件均成对形成,所述窗体和所述凸出部件的尺寸互不相同。
11.如权利要求2所述的无电极放电灯,其特征在于,该绕线架的下部环的圆筒形外圆周上设置有终端接线盒;
端子沿圆周方向从两侧插入所述终端接线盒中,以实现该线圈的引线和灯电缆的电连接;
该灯电缆的插入方向和拉出方向相反。
12.如权利要求2所述的无电极放电灯,其特征在于,该绕线架设有通过其中并安装于其上的底座接收件,以及,
该底座接收件的上表面形成有孔,用于和该气密容器灯泡的底座转动配合。
13.如权利要求1所述的无电极放电灯,其特征在于,该磁芯由左右分开的一对铁氧体磁芯片构成,所述铁氧体磁芯片的后部具有扁平部分。
14.如权利要求1所述其的无电极放电灯,其特征在于,在该耦合器的上部,该磁芯向上突出于该耦合器的圆筒。
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