JP2007059358A - 無電極放電ランプ - Google Patents

Abstract

【課題】無電極放電ランプにおいて、樹脂材料の劣化に起因した強度低下の問題が生じないようにして、長期間使用にも関らず、ランプ部及びカプラ部の口金との嵌合を確実なものとする。
【解決手段】放電ガスが封入されたバルブ２と、バルブ２を励起するための高周波電磁界を発生するカプラ部４とは、バルブ２を支持固定する口金３を介して着脱自在に嵌合され、バルブ２と口金３とはランプ部を構成している。口金３は、アルミニウムなどの金属から形成された口金フレーム３２と、合成樹脂などから形成された口金カバー３１とから構成される。口金フレーム３２は、下部に設けられたカプラ部嵌合部３２０がカプラ部４と嵌合し、このカプラ部嵌合部３２０から立設されバルブ固定支柱がバルブ外管２１を固定している。このため、ランプ部及びカプラ部４の口金３との嵌合部は、従来の樹脂材料による口金を用いたものに比べて材料劣化がない。
【選択図】図２

Description

本発明は、無電極放電ランプのバルブ及びカプラ部を嵌合する技術に関する。

従来から、無電極放電ランプは、一般的な蛍光灯などの放電ランプと異なり、発光管の内部に電極が設けられていないため、電極切れによる不点灯がなく、蛍光灯などに比べて寿命が長い特徴がある。このような無電極放電ランプとして、バルブ内に放電ガスを封入し、高周波電磁界を作用させることによってバルブ内の放電ガスを励起させて発光する無電極放電ランプが知られている（例えば、特許文献１参照）。

この無電極放電ランプは、発光体であるランプ部と、誘電コイルを形成し、ランプ部と嵌合するカプラ部とを備えている。ランプ部は、放電ガスを含むバルブと、このバルブを支持固定するとともにカプラ部と嵌合する口金とを有している。カプラ部は、電磁エネルギーを発生するコイル及び熱伝導体と、口金と嵌合するための装着用部材とを有している。口金及びカプラ部の装着用部材は、それぞれ合成樹脂で形成され、カプラ部からランプ部の着脱を可能としながら、両者の取り付け状態では、ランプ部がカプラ部から容易にはずれないようにしている。

しかし、上記の特許文献１に示される無電極放電ランプにおいては、口金及びカプラ部の装着用部材はそれぞれ合成樹脂で形成されているため、長期間使用すると合成樹脂の劣化による強度低下のおそれがあり、ランプ部やカプラ部と口金との嵌合が確実に行えなくなることが考えられる。
特表平１１−５０８４０４号公報

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、樹脂材料の劣化に起因した強度低下の問題が生じないようにして、長期間使用にも関らず、ランプ部及びカプラ部の口金との嵌合を確実なものとした無電極放電ランプを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために請求項１の発明は、内部に放電ガスが封入されている放電容器を有するバルブと、このバルブを支持固定する口金と、前記口金を介して着脱自在に嵌合され、バルブを励起するためのカプラ部と、を備える無電極放電ランプにおいて、前記口金は、前記バルブの放電容器を固定するための金属製フレームと、この金属製フレームを覆う樹脂カバーとから構成されているものである。

請求項２の発明は、請求項１に記載の無電極放電ランプにおいて、前記金属製フレームは、前記カプラ部が嵌合されるベース部と、このベース部から立設され、前記バルブの放電容器を固定するための支柱部とを有しているものである。

請求項３の発明は、請求項２に記載の無電極放電ランプにおいて、前記バルブの放電容器は、前記口金と嵌合する位置の近傍に溝が形成され、前記金属製フレームの支柱部、及びそれに対応して形成された前記樹脂カバーの支柱部には、前記バルブの溝に対向する位置に、該バルブの軸方向と直交する方向に伸びる孔が設けられ、前記孔にバルブ抜け止め用の金属片を嵌入し、該金属片の先端を前記バルブの溝に嵌まり込ませたものである。

請求項４の発明は、請求項３に記載の無電極放電ランプにおいて、前記孔に嵌入された金属片を覆うための樹脂片を該孔に外方側から嵌入したものである。

請求項５の発明は、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の無電極放電ランプにおいて、前記バルブの放電管は、その中央部近傍に排気管を有し、前記樹脂カバーは、バルブ軸方向に前記カプラ部を装着するための筒形状部を有し、前記筒形状部は、前記バルブを前記カプラ部に装着するときに前記排気管を保護するバルブ装着ガイドを有するものである。

請求項６の発明は、請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の無電極放電ランプにおいて、前記バルブの溝の周囲に接着剤を塗布し、前記バルブを該溝に対向する前記樹脂カバーと接着させたものである。

本発明によれば、口金は、金属製フレーム及びこの金属製フレームを覆う樹脂カバーから構成され、金属製フレームがバルブの放電容器を固定する。このため、従来の樹脂材料による口金を用いたものに比べて材料劣化がなく、バルブと口金とを長期間確実に固定することができる。また、樹脂カバーがバルブ装着ガイドの機能を有するので、バルブをカプラ部に装着するときに、バルブの排気管を保護することができる。

以下、本発明を具体化した実施形態について図面を参照して説明する。図１は、無電極放電ランプの全体の外観を示し、図２は無電極放電ランプの側断面を示し、図３は無電極放電ランプの分解状態を示す。この無電極放電ランプ１は、略球状のバルブ２と、バルブ２を支持固定する口金３とを有するランプ部と、バルブ２の内部に封止された放電ガスを励起するための高周波電磁界を発生するカプラ部４とを備え、バルブ２とカプラ部４とは口金３を介して着脱自在に嵌合される。バルブ２は、略球状のバルブ外管２１（放電容器）と、バルブ外管２１の中央部に設けられた略円形断面を有する中空部２５が形成された略円筒状のキャビティ２４と、キャビティ２４の中空部２５に設けられた排気管２２と、を有する。バルブ外管２１は、硬質ガラスなどで形成され、バルブ外管２１のネック部２１ａの外縁にはバルブ溝２３（溝）が形成され、バルブ外管２１の内面２１ｃには、蛍光物質が塗布されている。バルブ外管２１の内部２１ｂは、排気管２２を通って、バルブ外管２１の内部２１ｂの空気が排気され、バルブ外管２１の内部２１ｂに水銀などの放電ガスが充填されている。

口金３は、合成樹脂などの樹脂から形成された口金カバー３１（樹脂カバー）と、アルミニウムなどの金属をダイキャスト成形により形成された口金フレーム３２（金属製フレーム）との結合体から構成され、口金カバー３１が口金フレーム３２を覆うように結合している。口金カバー３１は、バルブ２の軸方向にカプラ部４を装着するための筒形状部３１６を有し、この筒形状部３１６は、カプラ部４をバルブ２に装着するときに排気管２２を保護するガイド機能を持つカプラ部装着ガイド３１３と、バルブ２をカプラ部４に装着するときに排気管２２を保護するガイド機能を持つバルブ装着ガイド３１５とを有する。口金フレーム３２は、下部に設けられたカプラ部嵌合部３２０（ベース部）と、このカプラ部嵌合部から立設され、バルブ外管２１を固定するためのバルブ固定支柱を有し、カプラ部嵌合部３２０（ベース部）は、カプラ部４と嵌合している。口金カバー３１及び口金フレーム３２の詳細な説明は後述する。

カプラ部４は、図３に示されるように、外周部に誘導コイル４４が巻回された円筒状のコア４５と、コア４５の温度を排熱するアルミニウムなどで形成され、コア４５が上端部に嵌装された円柱状のシリンダ４６と、排気管２２を収納するための略円形断面であり、シリンダ４６の内部に形成された中空部４３と、誘導コイル４４に高周波電力を供給する管灯ケーブル４１と、シリンダ４６の下端部に形成され、口金フレーム３２と嵌合する口金嵌合部４２とを有する。コア４５と誘導コイル４４とシリンダ４６とは、それぞれ略円形断面であり、その外径は、それぞれバルブ２のキャビティ２４の内径とほぼ等しく、かつ、それよりも若干小さくなるように設定されている。これにより、カプラ部４をキャビティ２４に装着することができる。口金嵌合部４２は、口金フレーム３２のカプラ部嵌合部３２０と嵌合している。口金嵌合部４２の詳細な説明は後述する。

カプラ部４の管灯ケーブル４１に高周波電力を供給すると、誘導コイル４４が高周波磁界を発生する。そのため、バルブ外管２１の内部２１ｂに充填された放電ガスが、高周波磁界のエネルギーを受けて励起され、放電し、紫外線を放射する。放射された紫外線は、バルブ外管２１の内面２１ｃに塗布された蛍光物質により可視光に変換される。

次に、この無電極放電ランプ１のバルブ２と口金３との結合について図４及び図５を参照して説明する。図４及び図５は、バルブ２と口金３とが結合された状態の外観を示す。この結合体は、口金カバー３１が口金フレーム３２を収納するように覆い、口金カバー３１の上部には、バルブ外管２１のネック部２１ａが装着されている。このため、バルブ外管２１と金属製である口金フレーム３２とが直接触れることがなく、また、口金カバー３１は樹脂から形成されているので弾力性があり、バルブ２への衝撃を口金カバー３１が低減させることができる。そのため、バルブ２が破損する可能性を低減することができる。

また、口金カバー３１は、その上部に口金フレーム３２のバルブ支柱部を覆うバルブ固定支柱カバー３１１（樹脂カバーの支柱部）が形成され、このバルブ固定支柱カバー３１１には、バルブ２のバルブ溝２３に嵌め込むことによりバルブ２を固定する後述のストッパーを嵌入するための貫通したストッパー装着孔３１２（孔）が形成されている。

口金フレーム３２の下部は、その外縁にカプラ部４の口金嵌合部４２と嵌合されるためのカプラ部固定突起３２１、及びカプラ部固定溝３２２が円周上に等間隔で複数個、ここでは３個設けられている。また、中央近傍は、開口部３２４が形成されており、その開口部３２４には、口金カバー３１のカプラ部装着ガイド３１３が嵌め込まれ、カプラ部装着ガイドの中央近傍には排気管２２の先端が位置している。また、開口部３２４の外周には、口金フレーム３２と口金カバー３１とを結合するためのネジ（図示せず）が装着されるネジ孔３２３が同様に等間隔に複数個設けられている。

次に、この無電極放電ランプ１の口金カバー３１及び口金フレーム３２の構成について図６及び図７を参照して説明する。図６及び図７は口金カバー３１と口金フレーム３２の外観を示す。口金フレーム３２は、中央近傍に円形の開口部３２４が形成され、この開口部３２４の周囲には口金カバー３１と結合されるためのネジ孔３２３、及びバルブ外管２１を固定するためのバルブ固定支柱３２５が同様に等間隔に複数個形成されている。また、口金フレーム３２は上述したように金属製である。これによって、バルブ２は、バルブ外管２１が金属製のバルブ固定支柱３２５により固定されるため、材料劣化によるバルブ固定支柱３２５の強度の低下はほとんどない。従って、バルブ２と口金３とを長期間確実に嵌合することができ、かつ、バルブ２の落下による破損の可能性を低減することができる。

口金フレーム３２のバルブ固定支柱３２５の先端には、バルブ２を固定するために後述のストッパーが嵌入されるストッパー装着孔３２６（孔）が設けられている。口金フレーム３２の下部の外縁には、コの字状のカプラ部固定突起３２１及びカプラ部固定溝３２２が設けられており、それぞれカプラ部４の口金嵌合部４２と嵌合される。

口金カバー３１は、週側面に等間隔で複数個、ここでは３個のバルブ固定支柱カバー３１１が設けられ、このバルブ固定支柱カバー３１１には後述のストッパーが貫通するためのストッパー装着孔３１２（孔）が形成されている。口金カバー３１の内部には、貫通孔３１７を有し、バルブ軸方向にカプラ部４を装着するためのカプラ部装着ガイド３１３と、同じく貫通孔３１８を有し、バルブ２をカプラ部４に装着するときに排気管２２を保護するガイド機能を持つバルブ装着ガイド３１５とが設けられている。また、カプラ部装着ガイド３１３の周囲には口金フレームと結合するためのネジを嵌入するネジ孔３１４が形成されている。また、口金フレーム３２を口金カバー３１で覆った状態において、口金フレーム３２のネジ孔３２３の真上には口金カバー３１のネジ孔３１４が配置され、口金フレーム３２のバルブ固定支柱３２５を口金カバー３１のバルブ固定支柱カバー３１１が覆い、口金フレーム３２のストッパー装着孔３２６と口金カバー３１のストッパー装着孔３１２とは、バルブ溝２３に対向し、かつ、バルブ２の軸方向と直交する方向に位置する。

次に、この無電極放電ランプ１のカプラ部４について図８を参照して説明する。図８は、カプラ部４の外観を示す。カプラ部４は、前述した各部４１〜４６と、口金３の口金フレーム３２と嵌合するための口金嵌合部４２として、口金固定バネ４７と、口金固定突起４８と、を有する。口金固定バネ４７と口金固定突起４８は、それぞれアルミニウムなどの金属から形成されており、シリンダ４６の下端部に設けられている。カプラ部４を回転させながら口金フレーム３２に装着することにより、口金固定バネ４７はカプラ部固定溝３２２と、口金固定突起４８はカプラ部固定突起３２１と、それぞれ嵌合される。また、口金固定バネ４７、口金固定突起４８、カプラ部固定突起３２１、及びカプラ部固定溝３２２は、上述したようにすべて金属製である。そのため、嵌合部の材料劣化による強度の低下がほとんどないため、カプラ部４と口金３とを長期間確実に嵌合することができる。

本実施形態に係る無電極放電ランプ１の組み立てについて図２乃至図９を参照して説明する。図９は無電極放電ランプ１をバルブ２、口金３、及びカプラ部４の外観を示す。まず、口金フレーム３２を口金カバー３１で覆い、それぞれのネジ孔３１４、３２３をネジ（図示せず）で留めることにより結合する。次に、バルブ２のネック部２１ａのバルブ溝２３の周囲に、シリコン樹脂などの樹脂性の接着剤を塗布して、バルブ２を口金カバー３のバルブ装着ガイド３１５の孔３１８を貫通して口金カバー３１に挿入し、固着する。これにより、バルブ２が口金カバー３１に固定される。さらに後述するストッパー５及びストッパーカバー６を装着することで無電極放電ランプ１は完成され、バルブ２の落下を防ぎ、バルブが破損する可能性を低減することができる。また、バルブ２をバルブ装着ガイド３１５の孔３１８を貫通させて口金カバー３に装着するため、排気管２２の破損の可能性を低減することができる。

次に、図４及び図５に示される状態のバルブ２と口金３との嵌合状態において、カプラ部４を、口金カバー３１のカプラ部装着ガイド３１３の孔３１７を貫通させ、バルブ２のキャビティ２４に装着し、回転させて口金３と嵌合させる。その際、口金固定バネ４７は回転させながらカプラ部固定溝３２２と噛み合わされることにより嵌合させ、口金固定突起４８も同様にカプラ部固定突起３２１と嵌合させる。また、排気管２２は、カプラ部４の中空部４３に収納されている。このように、カプラ部装着ガイド３１３は、カプラ部４をバルブ２に装着するためのガイドとして機能するため、カプラ部４の中空部４３に排気管２２を確実に収納することができる。

次に、この無電極放電ランプ１に用いられるストッパー（金属片）及びストッパーカバー（樹脂カバー）について図１０及び図１１を参照して説明する。ストッパー５は、ステンレスなどの金属から形成された略Ｕ字形状であり、一端には垂直に折れ曲がったＬ字部５３が、他端には幅広に形成された幅広部５４が形成されている。先端部５２はＵ字形の曲部であり、ストッパー５の上部には、一端がストッパー５よりも上方に位置し、他端がストッパー５に固定された係止部５１が形成されている。一方、ストッパーカバー６の上部には上に伸びる突起部６３と先端に伸びる突起部６１が形成され、下部には半円状の突起部６２が形成され、上端と下端と間にはリブ部６４が設けられている。ストッパーカバー６は、合成樹脂などから形成されており、弾性力を有している。

次に、この無電極放電ランプ１に上記ストッパー５及びストッパーカバー６を装着した状態について図１２及び図１３を参照して説明する。ストッパー５及びストッパーカバー６は、バルブ２の軸方向と直交する方向に挿着されている。ストッパー５は、まず口金カバー３１のストッパー装着孔３１２ａを貫通し、口金フレーム３２のバルブ固定支柱３２５に設けられたストッパー装着孔３２６に嵌入し、さらに口金カバー３１のストッパー装着孔３１２ｂに嵌入している。このとき。ストッパー５の先端部５２は、バルブ溝２３に嵌め込まれ、ストッパー５の係止部５１は、バルブ固定支柱３２５の端に係止される。これによって、バルブ２を口金３に確実に固定することができ、バルブ２の落下による破損の可能性を低減することができる。

ストッパーカバー６は、ストッパー５が嵌入したのち、口金カバー３１のストッパー装着孔３１２ａに嵌入される。このとき、ストッパーカバー６の半円状の突起部６２は、ストッパー装着孔３１２ａの端に弾力性を利用して固定バルブ支柱３２５のストッパー装着孔３２６の端に掛かり、突起部６１は口金カバーの内面に沿い、上部の突起部６３は、口金カバーの内面に設けられた凹部に装着される。ストッパーカバー６のリブ部６４は、ストッパー５のＬ字部５３及び幅広部５４を圧着している。これにより、口金カバー３１のストッパー装着孔３１２は塞がれるため、作業者等が金属製であるストッパー５に直接触れることがない。そのため、この無電極放電ランプ１を安全に取り扱うことができる。

次に、本実施形態に係る無電極放電ランプの試験結果について説明する。バルブ外管の球径が１８０Φ、バルブ外管の重量が３８０ｇ、バルブ外管の高さが２６０ｍｍのバルブ２に口金３とカプラ部を取り付け無電極放電ランプ１を作成し、これに加速度１０Ｇによる振動を与えた。結果、この無電極放電ランプ１は破損することなく、各部は確実に嵌合され、正常に発光した。また、実験結果よりバルブ外管２１の重量が２００ｇを超えるもの、又は、バルブ２と口金３との結合部のモーメントが大きいものに対して本発明は有効であることが分かった。

なお、本発明は上記実施形態の構成に限定されるものではなく、発明の趣旨を変更しない範囲で適宜に種々の変形が可能である。例えば、口金カバー３１とストッパーカバー６とを白色樹脂で形成することにより、光の反射率を高め、無電極放電ランプ１の光取り出し効率を向上させるものであってもよい。

上記実施形態においては、バルブ固定支柱３２５、バルブ固定支柱カバー３１１、及びストッパー装着孔３１２、３２６を、それぞれ円周上に等間隔に３個設けたものを示したが、これに限定されるものではなく、適宜の個数とすればよい。

本発明の実施形態に係る無電極放電ランプの外観図。 上記無電極放電ランプの側断面図。 上記無電極放電ランプの分解状態図。 上記無電極放電ランプのバルブと口金との傾斜図。 上記無電極放電ランプのバルブと口金とを下方から見た傾斜図。 上記無電極放電ランプの口金カバー及び口金フレームの分解傾斜図。 上記無電極放電ランプの口金カバー及び口金フレームの分解傾斜図。 上記無電極放電ランプのカプラ部の傾斜図。 上記無電極放電ランプのバルブと口金とカプラ部との分解傾斜図。 上記無電極放電ランプのストッパー及びストッパーカバーの構成図。 上記無電極放電ランプのストッパーカバーの構成図。 上記無電極放電ランプにストッパー及びストッパーカバーを取り付けた状態の説明図。 上記無電極放電ランプのバルブと口金の結合体にストッパー及びストッパーカバーを装着する説明図。

符号の説明

１ 無電極放電ランプ
２ バルブ
３ 口金
４ カプラ部
５ ストッパー（金属片）
６ ストッパーカバー（樹脂片）
２１ バルブ外管（放電管）
２２ 排気管
２３ バルブ溝（溝）
２４ キャビティ
３１ 口金カバー（樹脂カバー）
３２ 口金フレーム（金属製フレーム）
４４ 誘電フィラメント
４５ コア
４６ シリンダ
４７ 口金固定バネ
５２ ストッパー先端部
５４ ストッパー係止部
３１１ バルブ固定支柱カバー（樹脂カバーの支柱部）
３１２ ストッパー装着孔（孔）
３１３ カプラ部装着ガイド
３１５ バルブ装着ガイド
３１６ 筒形状部
３２０ カプラ部嵌合部（ベース部）
３２１ カプラ部固定突起
３２２ カプラ部固定溝
３２５ バルブ固定支柱（支柱部）
３２６ ストッパー装着孔（孔）

Claims (6)

1. 内部に放電ガスが封入されている放電容器を有するバルブと、このバルブを支持固定する口金と、前記口金を介して着脱自在に嵌合され、バルブを励起するためのカプラ部と、を備える無電極放電ランプにおいて、
   前記口金は、前記バルブの放電容器を固定するための金属製フレームと、この金属製フレームを覆う樹脂カバーとから構成されていることを特徴とする無電極放電ランプ。
2. 前記金属製フレームは、前記カプラ部が嵌合されるベース部と、このベース部から立設され、前記バルブの放電容器を固定するための支柱部とを有していることを特徴とする請求項１に記載の無電極放電ランプ。
3. 前記バルブの放電容器は、前記口金と嵌合する位置の近傍に溝が形成され、
   前記金属製フレームの支柱部、及びそれに対応して形成された前記樹脂カバーの支柱部には、前記バルブの溝に対向する位置に、該バルブの軸方向と直交する方向に伸びる孔が設けられ、
   前記孔にバルブ抜け止め用の金属片を嵌入し、該金属片の先端を前記バルブの溝に嵌まり込ませたことを特徴とする請求項２に記載の無電極放電ランプ。
4. 前記孔に嵌入された金属片を覆うための樹脂片を該孔に外方側から嵌入したことを特徴とする請求項３に記載の無電極放電ランプ。
5. 前記バルブの放電管は、その中央部近傍に排気管を有し、
   前記樹脂カバーは、バルブ軸方向に前記カプラ部を装着するための筒形状部を有し、
   前記筒形状部は、前記バルブを前記カプラ部に装着するときに前記排気管を保護するバルブ装着ガイドを有することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の無電極放電ランプ。
6. 前記バルブの溝の周囲に接着剤を塗布し、前記バルブを該溝に対向する前記樹脂カバーと接着させたことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の無電極放電ランプ。