JP2006012641A - 無電極放電灯装置 - Google Patents

Abstract

【課題】口金とカプラが脱着可能としながら、厳しい環境条件であっても、口金がカプラから容易に外れずに、長期間の使用に耐える。
【解決手段】内部に放電ガスが封入されるとともに透光性材料で形成され、有底筒状の空洞部１１を有するバルブ１０と、一端側で内部を空洞部１１と連通してバルブ１０を支持固定し、他端側において、内側面に突設する環状部１３０、その環状部１３０から他端に向かって突起する断面Ｌ字状の突起部１３１を設ける口金１３とを備え、バルブ１０内に高周波電磁界を発生し放電ガスを励起させるコイル２０、コア２１及び熱伝導体２２と、一端側から空洞部１１に挿抜自在とする挿入部２ａと、金属材料で形成され、挿入部２ａの他端と連接し、挿入部２ａを空洞部１１に挿入したときに、口金１３の回動により突起部１３１と嵌合する溝２４０を環状部１３０と対向する面に形成する嵌合部２ｂと、を設けるカプラ２を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば、高周波電磁界により放電ガスが励起して点灯する無電極放電灯装置に関するものである。

従来、この種の無電極放電灯装置は、種々提案されまた市販されている。例えば、特許文献１では、図９に示すように、ランプ部１とカプラ２との間に装着固定法を用いた構成が開示されている。ランプ部１は、例えば希ガスを有するイオン化封入物を含み、空洞部（キャビティ）１１を有するバルブ（気密容器）１０、合成樹脂で形成されバルブ１０を支持固定する口金３０を設け、カプラ２は、コイル２０、軟磁性体のコア２１、熱伝導体（電熱素子、シリンダ）２２、合成樹脂で形成され口金３０と結合する装着用部材３１を設けている。上記無電極放電灯装置において、口金３０及び装着用部材３１は、寸法精度のよい合成樹脂で形成され、複雑な嵌合部３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ，３１ｅを複数設けている。これらの嵌合部３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ，３１ｅにより、カプラ２からランプ部１の脱着を可能としながら、取付状態では、ランプ部１がカプラ２から容易に外れないようにしている。
特表平１１−５０８４０４号公報（第３頁−第８頁、及び、第１図）

しかしながら、上記従来の無電極放電灯装置などでは、口金及び装着用部材が合成樹脂で形成されているので、長期間の使用において環境条件等により徐々に劣化し、それぞれの嵌合部において、緩み、変形、磨耗、欠損などが発生する。特に、使用温度が高いなど温度条件、ランプ部自身若しくは太陽光による紫外線の影響、道路や鉄橋上などでの振動条件等が厳しい場所では、口金及び装着用部材の劣化が顕著になる。

上記より、従来の無電極放電灯装置は、ランプ部をカプラに取り付けて長期間使用すると、ランプ部の重さに対して十分な耐性を維持することができなくなり、ランプ部がカプラから容易に外れるという問題があった。

本発明は上記の点に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、口金とカプラが脱着可能としながら、厳しい環境条件であっても、口金がカプラから容易に外れずに、長期間の使用に耐えることができる無電極放電灯装置を提供することにある。

請求項１に記載の発明は、内部に放電ガスが封入されるとともに透光性材料で形成され、有底筒状の空洞部を有する気密容器と、筒状を形成し、一端側で内部を前記空洞部と連通して前記気密容器を支持固定し、他端側において、内側面に突設する環状部、その環状部から前記他端に向かって突起する断面Ｌ字状の突起部を設ける口金とを備えるとともに、通電されることにより前記気密容器内に高周波電磁界を発生し前記放電ガスを励起させる高周波電磁界発生手段と、一端側から前記空洞部に挿抜自在とする挿入部と、金属材料で形成され、前記挿入部の他端と連接し、前記挿入部を前記空洞部に挿入したときに、前記口金の回動により前記突起部と嵌合する溝を前記環状部と対向する面に形成する嵌合部と、を設けるカプラを備えることを特徴とする。

この構成では、口金とカプラが脱着可能としながら、厳しい環境条件であっても、口金がカプラから容易に外れずに、長期間の使用に耐えることができる。

請求項２に記載の発明は、内部に放電ガスが封入されるとともに透光性材料で形成され、有底筒状の空洞部を有する気密容器と、筒状を形成し、一端側で内部を前記空洞部と連通して前記気密容器を支持固定し、他端の内側面に突設する突片部を設ける口金とを備えるとともに、通電されることにより前記気密容器内に高周波電磁界を発生し前記放電ガスを励起させる高周波電磁界発生手段と、一端側から前記空洞部に挿抜自在とする挿入部と、金属材料で形成され、前記挿入部の他端と連接し、前記挿入部を前記空洞部に挿入したときに、外側面に突設し前記口金の回動により前記突片部と嵌合するつめ部を有する嵌合部と、を設けるカプラを備えることを特徴とする。

この構成では、口金とカプラが脱着可能としながら、厳しい環境条件であっても、口金がカプラから容易に外れずに、長期間の使用に耐えることができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記嵌合部は、前記挿入部を前記空洞部に挿入したときに、ばね性を有し前記口金の外周面に弾接する弾性部を外周面に備えることを特徴とする。この構成では、弾性部による口金への弾接により、さらに口金がカプラから容易に外れずに、長期間の使用に耐えることができる。

請求項４に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記口金は、前記突片部に対向する位置に窓が形成されている環状部を他端側の内側面に突設して設け、前記嵌合部は、前記挿入部を前記空洞部に挿入したときに、前記つめ部と連接し前記口金の回動により前記窓に係合する弾性部を有することを特徴とする。この構成では、嵌合部の弾性部が口金の窓に係合することにより、さらに口金がカプラから容易に外れずに、長期間の使用に耐えることができる。

請求項５に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記口金は、前記他端において前記突片部に隣接して形成される切り欠き部を設け、前記嵌合部は、前記挿入部を前記空洞部に挿入したときに、前記つめ部と連接し前記口金の回動により前記切り欠き部に係合する弾性部を有することを特徴とする。この構成では、嵌合部の弾性部が口金の切り欠き部に係合することにより、さらに口金がカプラから容易に外れずに、長期間の使用に耐えることができる。また、クリック感を感じることができるので、装着ミスを防止することができる。

本発明によれば、口金とカプラが脱着可能としながら、厳しい環境条件であっても、口金がカプラから容易に外れずに、長期間の使用に耐えることができる。

（実施形態１）
先ず、実施形態１の基本的な構成について図１，２を用いて説明する。実施形態１の無電極放電灯装置は、高周波電磁界により放電ガスが励起して点灯するものであり、図１に示すように、ランプ部１、カプラ２を備える。

ランプ部１は、バルブ１０、口金（嵌合部材）１３を含む構成である。バルブ１０は、例えば透光性ガラスなど透光性材料で形成され、有底筒状の空洞部１１を一の軸（図１では上下方向）に沿って有し、内部を気密に封止している。バルブ１０の内部は、放電ガスが封入され、高周波電磁界が発生すると上記放電ガスが放電しプラズマを発生させる領域である。放電ガスは、例えば水銀、希ガス及び金属ハロゲン化物などを含む電離可能なガスである。また、バルブ１０の内面には蛍光体及び保護膜が塗布されている。なお、放電ガスは、上記に限定されるものではなく、他の気体や金属を用いてもよい。

バルブ１０は、内部に高周波電磁界が発生すると、その高周波電磁界により、放電ガスが電離されて電子が発生し、その電子が放電ガスの原子に衝突して、その放電ガスが電離され、新たな電子が発生する。このようにして発生した電子は、高周波電磁界によりエネルギーを受け取り、放電ガスの原子に衝突しエネルギーを与える。このような衝突により、放電ガスの原子は励起と緩和を繰り返し、励起された原子が緩和するときに発光する。

排気管１２は、空洞部１１の底部１１ａでバルブ１０と溶着などにより連通し空洞部１１において一の軸（図１では上下方向）に沿って配設され、バルブ１０を作製する際に、そのバルブ１０を真空排気する。

口金１３は、例えば樹脂で筒状に形成され、一端側（図１では上側）で内部を空洞部１１と連通してバルブ１０を支持固定し、他端側（下側）において、内側面に突設する環状部１３０と、環状部１３０から他端（下側）に向かって突起する突起部１３１とを設けている。上記突起部１３１は、一端が環状部１３０と接合している基部と、その基部の他端から外周方向に突出する先端部とからなり、基部と先端部により断面Ｌ字状を形成し、後述する口金受け部２４と嵌合する。また、口金１３は、他端の外周面に突設する鍔部１３２を設けている。上記鍔部１３２は、ランプ部１をカプラ２に挿入したときに、後述する口金受け部２４の弾性部２４１によって挟持される。

カプラ２は、高周波電磁界発生手段としてコイル２０及びコア２１を備えるとともに、ボビン２３を含む挿入部２ａ、口金受け部２４及び熱伝導体２２の一部（図１では下側）を含む嵌合部２ｂを備えている。上記カプラ２は、挿入部２ａを空洞部１１に挿入し、点灯回路を含む高周波電源（図示せず）から高周波電流を通電することにより、バルブ１０の内部に高周波電磁界を発生させて放電ガスを励起して発光させる。

コイル２０は、例えば銅、銅合金などの導線を複数回数、巻回して形成され、後述するボビン２３の本体部２３０に支持され、上記高周波電源（図示せず）から高周波電流を通電することにより、バルブ１０の内部に高周波電磁界を発生させ、バルブ１０内の放電ガスを電離させて、それにより励起させる。ここで、高周波電磁界の周波数は、限定されるものではなく用途に応じて適宜設定するものであり、本実施形態では１３．６５ＭＨｚである。

コア２１は、軟磁性体など高周波磁気特性の良好な材料で形成され、例えば、断面三日月状の短冊を一対組み合わせたものを二対上下に並べた筒状のものであり、後述するボビン２３の本体部２３０に設置され、コイル２０から効率よく高周波電磁界を発生させる。上記材料として、具体的にはＭｎ−Ｚｎフェライト、ＮｉＺｎフェライトなどがある。また、コア２１の内周部において、熱伝導体２２と略面状に接している。なお、コア２２は、コイル２１から効率よく高周波電磁界を発生させるものであれば、上記構成や形状に限定されるものではなく、１つの筒状のものであってもよく、又は、上記とは異なる数の部品から構成されるものであってもよい。

熱伝導体２２は、例えば、アルミニウム、銅、これらの合金など熱伝導性の高い金属材料で形成され、異なる外径の円筒部である一部と他部から構成されるものであり、一部がコア２１の内周面に沿って設けられ、コア２１を放熱しながら保持し、他部（図１では下側）が口金受け部２４と連設している。

ボビン２３は、例えば樹脂などで形成され、本体部２３０、鍔部２３１を含む構成である。本体部２３０は、筒状であり、コイル２０を外接させて支持する凹部（図示せず）を外周面に、コア２１を内接させて支持する凹部（図示せず）を内周面にそれぞれ形成し、排気管１２が内部を出入するようにして一端側（図１では上側）から空洞部１１に挿抜自在とするものである。鍔部２３１は、本体部２３０の外周面の一端に周設して環状を形成し、空洞部１１の中心軸とカプラ２の中心軸との間の軸ずれを防止している。

口金受け部２４は、金属材料で形成され、本体部２３０の他端（図１では下側）と連接している。また、口金受け部２４は、環状部１３０と対向する面に溝２４０，２４０，２４０を形成し、各溝２４０は、本体部２３０を空洞部１１に挿入したときに、口金１３を回動することにより突起部１３１と嵌合する。このとき、カチッとクリック感のある嵌合を行うことができる。さらに、口金受け部２４は、中心方向にばね性を有する弾性部２４１を外周面に備えている。上記弾性部２４１は、図２（ａ）に示すように、本体部２３０を空洞部１１に挿入するときに、鍔部１３２との接触により外側に開き、本体部２３０を空洞部１１に挿入し終わると、図２（ｂ）に示すように、ばね性で閉じ、鍔部１３２を挟持しながら口金１３の外周面に弾接し、ランプ部１を保持する。

次に、実施形態１において、ランプ部１のカプラ２への取付について説明する。先ず、図２（ａ）に示すように、口金１３をカプラ２の鍔部２３１側に近づけていき、ボビン２３の本体部２３０を空洞部１１（図１参照）に位置するようにしてランプ部１をカプラ２に挿入する。さらに、突起部１３１が溝２４０に嵌め込まれるまでランプ部１をカプラ２に挿入し、その後、ランプ部１を時計方向に回動し、突起部１３１を溝２４０に嵌合させる。このとき、弾性部２４１を、図２（ｂ）のように、口金１３の鍔部１３２を挟持するようにして口金１３の外周面に弾接する。

以上、実施形態１によれば、突起部１３１と金属材料の口金受け部２４の溝２４０との嵌合、及び金属材料の弾性部２４１による口金１３への弾接により、口金１３とカプラ２が脱着可能としながら、厳しい環境条件であっても、口金１３がカプラ２から容易に外れずに、長期間の使用に耐えることができる。

（実施形態２）
実施形態２は、ランプ部１、カプラ２を備える点で実施形態１と同様であるが、実施形態１にはない以下に記載の特徴部分がある。実施形態２の口金１３は、図３に示すように、実施形態１の口金１３（図１参照）と異なる点として、他端（図３では下側）の内側面に突設する突片部１３３，１３３，１３３と、各突片部１３３と環状部１３０との間の内側面に突設するつめ部１３５とを設ける。また、環状部１３０には、各突片部１３３に対向する位置に窓１３０ａが形成している。

また、実施形態２の熱伝導体２２は、図４に示すように、実施形態１の熱伝導体２２（図１参照）と異なる点として、ボビン２３の本体部２３０を空洞部１１（図１参照）に挿入したときに、外側面に突設し口金１３（図３参照）の回動により各突片部１３３（図３参照）と嵌合する一対のつめ部２２０ａ，２２０ｂと、上記つめ部２２０ａ，２２０ｂの下側の位置に突設するつめ部２２１とを設けている。また、熱伝導体２２は、本体部２３０を空洞部１１に挿入したときに、一端がつめ部２２０ａと連接し口金１３の回動により窓１３０ａ（図３参照）に係合する弾性部２２２を外周方向に有する。上記弾性部２２２は、他端が固定されていない自由端であり、ばね状を有し、上からの力が加わると撓み、力がなくなると元の形状に戻る。

次に、実施形態２において、ランプ部１のカプラ２への取付について図５を用いて説明する。なお、図５は、口金１３の外周部を、口金１３の中心から見たときの断面を示している。先ず、口金１３をカプラ２に挿入していく（Ｓ１）。さらに挿入を続け、弾性部２２２が環状部１３０に接触して変形し、各突片部１３３がつめ部２２０ａとつめ部２２１との間と同じ高さになるようにする（Ｓ２）。次に、ランプ部１を時計方向（図５では右方向）に回動し、突片部１３３を、つめ部２２０ａとつめ部２２１の間に入れる（Ｓ３）。回動を続け、弾性部２２２が窓１３０ａに係合して元の形状に戻るようにする（Ｓ４）。さらに回動し、突起部１３５を２つのつめ部２２０ａ，２２０ｂの間に嵌合させて取付を完了する（Ｓ５）。なお、図６は、取付完了後の状態を示している。

上記のような構成では、実施形態１と同様の効果を得ることができるとともに、弾性部２２２を口金１３の内部に収納することができるので、デザイン的に優れ、設計事項に対する制約も小さくなる。

以上、実施形態２によれば、金属材料のつめ部２２０ａ，２２０ｂ，２２１と突片部１３３の嵌合、及び金属材料の弾性部２２２と窓１３０ａの係合により、口金１３とカプラ２が脱着可能としながら、厳しい環境条件であっても、口金１３がカプラ２から容易に外れずに、長期間の使用に耐えることができる。

（実施形態３）
実施形態３は、ランプ部１、カプラ２を備える点で実施形態２と同様であるが、実施形態２にはない以下に記載の特徴部分がある。実施形態３の口金１３は、図７に示すように、実施形態２の口金１３（図３参照）と異なる点として、他端（図７では下側）において突片部１３３，１３３，１３３に隣接して凹状の切り欠き部１３６，１３６，１３６を形成している。

また、実施形態３の熱伝導体２２は、図８に示すように、実施形態２の熱伝導体２２（図４参照）と異なる点として、ボビン２３の本体部２３０を空洞部１１（図１参照）に挿入したときに、つめ部２２３と連接し口金１３（図７参照）の回動により各切り欠き部１３６（図７参照）と係合する弾性部２２４を設けている。上記各弾性部２２４は、先端に切り欠き部１３４とフィットする凸部２２４ａを設け、ばね状を有し、切り欠き部１３６と係合したときにパチンとしっかりとしたクリック感を出すようにしている。

次に、実施形態３において、ランプ部１のカプラ２への取付について説明する。先ず、口金１３（図７参照）をカプラ２に挿入し、各突片部１３３（図７参照）がつめ部２２３の下側より低くなるようにする。次に、ランプ部１（図１参照）を時計方向に回動し、突片部１３３と環状部１３０（図１参照）との間につめ部２２３を入れる。さらに回動を続け、弾性部２２４の凸部２２４ａが切り欠き部１３６（図７参照）に係合させて取付を完了する。

以上、実施形態３によれば、金属材料のつめ部２２３と突片部１３３の嵌合、及び金属材料の弾性部２２４と切り欠き部１３６の係合により、口金１３とカプラ２が脱着可能としながら、厳しい環境条件であっても、口金１３がカプラ２から容易に外れずに、長期間の使用に耐えることができる。また、弾性部２２４が切り欠き部１３６に係合するときに、クリック感を感じることができるので、ランプ部１の装着ミスを防止することができる。

本発明による実施形態１の無電極放電灯装置の斜視図である。 同上のランプ部及びカプラであって、（ａ）は挿入前の斜視図、（ｂ）は挿入後の斜視図である。 本発明による実施形態２の無電極放電灯装置における口金の一部の斜視図である。 同上のカプラの一部を示す斜視図である。 同上のランプ部をカプラに挿入するときを説明する図である。 同上のランプ部をカプラに挿入した後の斜視図である。 本発明による実施形態３の無電極放電灯装置における口金の一部を示す斜視図である。 同上のカプラの一部を示す斜視図である。 従来の無電極放電灯装置の断面図である。

符号の説明

１ ランプ部
１０ バルブ
１３ 口金
１３０ 環状部
１３１ 突起部
１３３ 突片部
２ カプラ
２ａ 挿入部
２ｂ 嵌合部
２２０ａ，２２０ｂ，２２３ つめ部
２４０ 溝

Claims (5)

1. 内部に放電ガスが封入されるとともに透光性材料で形成され、有底筒状の空洞部を有する気密容器と、
   筒状を形成し、一端側で内部を前記空洞部と連通して前記気密容器を支持固定し、他端側において、内側面に突設する環状部、その環状部から前記他端に向かって突起する断面Ｌ字状の突起部を設ける口金と
   を備えるとともに、
   通電されることにより前記気密容器内に高周波電磁界を発生し前記放電ガスを励起させる高周波電磁界発生手段と、一端側から前記空洞部に挿抜自在とする挿入部と、金属材料で形成され、前記挿入部の他端と連接し、前記挿入部を前記空洞部に挿入したときに、前記口金の回動により前記突起部と嵌合する溝を前記環状部と対向する面に形成する嵌合部と、を設けるカプラ
   を備えることを特徴とする無電極放電灯装置。
2. 内部に放電ガスが封入されるとともに透光性材料で形成され、有底筒状の空洞部を有する気密容器と、
   筒状を形成し、一端側で内部を前記空洞部と連通して前記気密容器を支持固定し、他端の内側面に突設する突片部を設ける口金と
   を備えるとともに、
   通電されることにより前記気密容器内に高周波電磁界を発生し前記放電ガスを励起させる高周波電磁界発生手段と、一端側から前記空洞部に挿抜自在とする挿入部と、金属材料で形成され、前記挿入部の他端と連接し、前記挿入部を前記空洞部に挿入したときに、外側面に突設し前記口金の回動により前記突片部と嵌合するつめ部を有する嵌合部と、を設けるカプラ
   を備えることを特徴とする無電極放電灯装置。
3. 前記嵌合部は、前記挿入部を前記空洞部に挿入したときに、ばね性を有し前記口金の外周面に弾接する弾性部を外周面に備えることを特徴とする請求項１記載の無電極放電灯装置。
4. 前記口金は、前記突片部に対向する位置に窓が形成されている環状部を他端側の内側面に突設して設け、
   前記嵌合部は、前記挿入部を前記空洞部に挿入したときに、前記つめ部と連接し前記口金の回動により前記窓に係合する弾性部を有することを特徴とする請求項２記載の無電極放電灯装置。
5. 前記口金は、前記他端において前記突片部に隣接して形成される切り欠き部を設け、
   前記嵌合部は、前記挿入部を前記空洞部に挿入したときに、前記つめ部と連接し前記口金の回動により前記切り欠き部に係合する弾性部を有することを特徴とする請求項２記載の無電極放電灯装置。

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