JP5562006B2 - 照明ユニット - Google Patents

Description

本発明は、円筒状の外装体内に複数の放電ランプが挿入された照明ユニットに関する。

従来から、液晶ディスプレイのバックライトや、スキャナーの原稿読取用光源、さらには照明用光源などに外部電極放電ランプが用いられている。この外部電極放電ランプは、水銀等の放電ガスが封入された長筒状の放電管と、放電管の両端部の外周面を被覆する電極とを備えており、電極としては、銅テープやアルミニウムテープなどの金属テープ、又は、銀ペースト等の導電性ペースト等が用いられている。放電管の両端部の電極に高周波高電圧を印加すると、放電管内で放電が発生し、外部電極放電ランプが点灯するようになっている。

また、電極を電源に接続するために、電極の外周面には給電端子が取り付けられる場合がある。このような給電端子として、例えば、特許文献１に開示されている給電端子は略Ｕ字断面形状を有しており、この給電端子の開いた部分から放電ランプの端部が嵌め込まれることで、電極の表面と給電端子とが接触する。こうして、予め電源装置に固定された給電端子と放電ランプの電極とが接続される。

特開２００６−１４７２９８号公報

例えば、上記特許文献１に記載の技術を用いて、直管蛍光灯に類似の照明ユニット（円筒状の外装体内に光源として放電ランプが挿入されたもの）を組み立てた場合、放電ランプが給電端子の開いた部分から嵌め込まれるので、非常に組み立てにくくなる。つまり、外装体に挿入された放電ランプの電極を給電端子に装着するためには、放電ランプ又は給電端子を外装体の径方向にある程度移動させる必要がある。しかしながら、外装体の中ではそれほど放電ランプ又は給電端子を移動させることができないので、給電端子に放電ランプが嵌め込みにくくなり、組み立てにくくなる。

仮に、外装体よりも放電ランプを長くして放電ランプの電極を外装体から露出させると、外装体及び放電ランプ又は給電端子を移動させることで、給電端子に放電ランプを嵌め込むことが可能となる。しなしながら、この構成の場合においても、放電ランプを給電端子に嵌め込んだ後に、外装体の端部を給電端子及び放電ランプの端部とともに覆う別の部材を取り付ける必要が生じ、照明ユニットを組み立てるのが繁雑となる。

そこで、本発明の目的は、組立が簡単になる照明ユニットを提供することである。

課題を解決するための手段及び発明の効果

本発明の照明ユニットは、少なくとも一部に透明又は透光部を有し、一方向に沿って延在した円筒状の外装体と、前記外装体に挿入され、両端部の外周面上に電極が形成された複数の放電ランプと、前記一方向に沿って前記外装体の各端部に嵌め込まれた２つのキャップと、前記外装体の各端部近傍に配置された２つの間隔保持部材とを備えている。そして、前記２つの間隔保持部材には、前記一方向と交差する方向に互いに離隔した前記放電ランプの端部を通し、前記複数の放電ランプを前記交差する方向に離隔させた状態で支持する複数の孔と、前記孔の周囲から前記キャップに向かって突出した突出部と、前記突出部に形成された前記放電ランプの先端の当り止め部とが形成されており、前記キャップは、前記一方向に沿い且つ前記外装体に向かって突出した複数の突片が形成された給電端子を有しており、前記複数の突片は、前記キャップが前記外装体の前記端部に嵌め込まれたときに前記間隔保持部材により支持された前記放電ランプの前記電極と接触する。

これによると、キャップを外装体に嵌め込むだけで給電端子と電極とが接触する。このため、各放電ランプの電極間に電圧を印加することが可能となるとともに、照明ユニットの組立が簡単になる。また、キャップを嵌め込む際に、複数の放電ランプを交差する方向に互いに離隔させた状態で支持することが可能になる。このため、給電端子と電極とを確実に接触させることが可能となり、照明ユニットの組立がより簡単になる。また、放電ランプの長手方向の移動が阻止され、当該先端がキャップに接触して破損するのを抑制することができる。

また、本発明において、前記間隔保持部材は電極ブーツに一体成形され、前記電極ブーツは、前記外装体との間、及び、前記キャップとの間をシールすることが好ましい。これにより、外装体内が密閉されるので、外装体内に埃や気中の水分などが侵入しにくくなる。そのため、放電ランプの電極や給電端子の劣化を抑制することができる。

また、本発明において、前記当り止め部には、前記一方向に沿って前記放電ランプの前記先端を逃がす逃がし部が形成されていることが好ましい。これにより、放電ランプの先端が例えば尖っていても逃がし部で吸収される。
また、本発明において、前記給電端子と電気的に接続するケーブルを、前記キャップの外周面に前記一方向と交差する方向に導出、又は、前記給電端子と電気的に接続するプラグを、前記キャップの外周面に前記一方向と交差する方向に配置していることが好ましい。

本発明の一実施形態による照明ユニットの斜視図である。 図１に示す照明ユニットの部分分解斜視図である。 図２に示す電極ブーツ及び放電ランプの部分分解斜視図である。 （ａ）はランプカバーに電極ブーツが嵌め込まれたときに正面図であり、（ｂ）は図４（ａ）のIV−IV線に沿った断面図である。 図１に示すキャップの分解斜視図である。 本発明の一実施形態による照明ユニットの変形例を示す部分斜視図である。

以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ以下に説明する。

本発明の一実施形態による照明ユニット１は、図１及び図２に示すように、一方向に沿って延在した長尺な円筒状のランプカバー（外装体）１０と、ランプカバー１０に挿入された２本の放電ランプ２０と、ランプカバー１０の各端部の開口近傍を塞ぐ２つの電極ブーツ３０と、ランプカバー１０の端部及び電極ブーツ３０を覆うようにしてランプカバー１０の各端部に嵌め込まれた２つのキャップ５０とを含んでいる。

本実施形態におけるランプカバー１０は、透明又は透光性のあるポリカーボネイト樹脂から構成されているが、透明又は透光性を有するものであれば、どのような材料でもよい。例えば、アクリル樹脂やガラスなどの材料から構成されていてもよい。ランプカバー１０の両端部外周には、図２に示すように、環状の溝１１が形成されている。

各放電ランプ２０は、ランプカバー１０の長手方向（一方向）Ａに沿って延在した放電管２１と、放電管２１の両端部の外周面上に形成された２つの電極２２とを有している。放電管２１は、円筒状のガラス管であり、その両端が封止されることで内部が密閉空間となっている。この密閉空間には、例えば、アルゴン（Ａｒ）７５％・ネオン（Ｎｅ）２５％の放電ガスが充填されており、そのガス圧は３０〜４０Ｔｏｒｒとなっている。

電極２２は、導電ペーストを固化させたものであり、図２及び図３に示すように、放電管２１の端部の外周面を覆う円筒部２３ａと、放電管２１の上側半部の外周面を覆う半円筒部２３ｂとを有している。円筒部２３ａは、放電管２１の端部において全周にわたって形成されている。半円筒部２３ｂは、円筒部２３ａの放電管２１の中央側に連続して形成されている。この半円筒部２３ｂは、半円筒部２３ｂの半分の長さの円筒部の下側半部を、長手方向Ａに関して当該円筒部の上側半部に隣接する位置に配置し、両半部同士を接続したものと同様に構成されている。このように電極２２が放電管２１の上側部分を覆う半円筒部２３ｂを有することで、放電管２１内で放電ガスが発光した際に、当該光が電極２２で遮断されにくくなる。このため、放電管２１の下側半部を有効利用することが可能となる。なお、電極２２は、導電性を有しておれば、どのような材質から形成されていてもよい。

電極ブーツ３０は、図２に示すように、シリコンゴムからなり弾性を有しており、ランプカバー１０とキャップ５０との間に設けられている。また、電極ブーツ３０は、図２〜図４に示すように、筒体３１と、筒体３１の放電管２１側の端部を閉塞する壁３２とを有し、筒体３１のキャップ５０側の端部が開放された形状を有している。なお、図４（ｂ）には、キャップ５０の一部を２点鎖線で示し、キャップ５０がランプカバー１０及び電極ブーツ３０に嵌め込まれたときの状況を分かり易く示している。

筒体３１は、図４（ｂ）に示すように、ランプカバー１０の端部の開口径よりも若干小さい外径を有する小径部３３と、小径部３３よりも大きくキャップ５０の内径よりも若干小さい外径を有する大径部３４とを有している。小径部３３の外周側面には、２つの環状突起３３ａが形成されている。これら環状突起３３ａの外径は、ランプカバー１０の端部の開口径よりも若干大きくなっている。このため、電極ブーツ３０がランプカバー１０の端部に嵌め込まれることで、環状突起３３ａが弾性変形し電極ブーツ３０とランプカバー１０との間がシールされる。

大径部３４の外周側面にも、２つの環状突起３４ａが形成されている。これら環状突起３４ａの外径は、キャップ５０が電極ブーツ３０に嵌め込まれたときに、キャップ５０の大径部３４と径方向に対向する部分の内径よりも若干大きくなっている。このため、キャップ５０が電極ブーツ３０及びランプカバー１０の端部に嵌め込まれることで、環状突起３４ａが弾性変形しキャップ５０と電極ブーツ３０との間がシールされる。

電極ブーツ３０の壁３２には、図２及び図４に示すように、厚み方向（長手方向Ａに平行な方向）に貫通した２つの孔３５が形成されている。これら孔３５は、長手方向Ａと直交する方向に互いに離隔して配置されている。また、孔３５は、放電ランプ２０の電極２２の外径よりも若干大きい内径を有している。つまり、孔３５は、図４（ｂ）に示すように、放電ランプ２０が挿入されたランプカバー１０に電極ブーツ３０を嵌め込んだときに、当該放電ランプ２０の端部が通される孔である。このように電極ブーツ３０に孔３５が形成されていることで、キャップ５０を嵌め込む際に、放電ランプ２０を互いに離隔させた状態で支持することが可能となる。そのため、後述の給電端子５３と電極２２とを確実に接触させることが可能となり、照明ユニット１の組立が簡単になる。すなわち、電極ブーツ３０の壁３２は放電ランプ２０を互いに所定の間隔で保持する保持部材の役目を果たしており、本実施の形態では、この間隔保持部材（壁３２）は電極ブーツ３０に一体成形された形で設けられている。

壁３２のキャップ５０側の面（ランプカバー１０とは反対側の面）には、図３及び図４に示すように、長手方向Ａに沿って突出した２つの突出部４０が形成されている。これら突出部４０は、孔３５と対向する位置に長手方向Ａに沿って貫通する貫通部４５が形成されている。つまり、貫通部４５と孔３５とは、長手方向Ａに沿って連続している。また、突出部４０は、この貫通部４５によって分断されてなる。つまり、突出部４０は、壁３２のキャップ５０側の面において各孔３５の周囲から突出して形成されてなるものである。また、突出部４０の貫通部４５は、図中上下方向に開口している。このため、孔３５に放電ランプ２０が挿入されたとき、電極２２（主に円筒部２３ａ）の一部が貫通部４５から露出する。また、これら突出部４０は、小径部３３及び大径部３４の内周面と一体的に形成されているとともに、これら突出部４０同士も連結部４１によって一体的に連結されている。

また、壁３２のキャップ５０側の面には、図４（ａ）に示すように、長手方向Ａに沿って突出した連結部４２が形成されている。この連結部４２は、連結部４１の中央部と一体的に形成されている。連結部４２は、図４中上下方向に延在し、その両端が小径部３３及び大径部３４の内周面と一体的に形成されている。

突出部４０の先端には、当り止め部４７が形成されている。当り止め部４７は、貫通部４５によって分断された突出部４０の先端を繋ぐように形成されている。また、当り止め部４７には、孔３５に挿入された放電ランプ２０の一端の中央と対向する位置に厚み方向（長手方向Ａ）に貫通した、放電ランプ２０の先端を逃がす逃がし部の役目を果たす孔４８が形成されている。通常、放電管２１の一端は、図４（ｂ）に示すように、放電管２１を製造するときに先細り形状となるが、当り止め部４７に孔４８が形成されていることで、例えば、放電管２１の先端が尖っていてもこれを孔４８に配置させ逃がすことが可能となる。すなわち、放電ランプ２０の先端が円くなっていても尖っていてもよく、放電ランプ２０の両端で同じ電極ブーツ３０を使用することができる。なお、逃がし部となる孔４８の代わりに、長手方向Ａに沿って貫通しない穴や窪みを形成していてもよい。これにおいても上述と同様の効果を得ることができる。

また、放電管２１の先端の両方が円く、あるいは尖がないように成形されている(ただし、このような形状成形のため、放電管がコスト高となる)場合は、特に当り止め部４７に孔４８のような逃がし部を設けていなくてもよい。この場合でも、放電ランプ２０の先端を当り止め部４７により当り止めをすることが可能になるので、放電ランプ２０の先端がキャップ５０などに接触して破損するのを抑制することができる。

キャップ５０は、図２に示すように、円形の筒体５１と、筒体５１の一端部の開口を覆う蓋体５２と、同軸ケーブル５４に電気的に接続された給電端子５３とを有している。筒体５１の内周面には、図２、図４（ｂ）及び図５に示すように、ランプカバー１０にキャップ５０を嵌め込んだときに溝１１に係合する突起５１ａが形成されている。また、筒体５１の内周面には、径方向に延在した中桟５１ｂが形成されている。この中桟５１ｂは、キャップ５０の所定位置において給電端子５３を支持している。また、筒体５１の外周面には、筒体５１を蓋体５２に嵌め込んだときに、蓋体５２と係合する突起５１ｃが形成されている。

蓋体５２には、図５に示すように、上部にケーブル５４を通す連通口５２ａが形成されている。連通口５２ａは、ケーブル５４の外径とほぼ同径であり、ケーブル５４が連通口５２ａに通されることで、両者間に隙間がなくなる。また、蓋体５２は、接着剤などによって筒体５１に嵌め込まれた状態で接着され、両者間にほとんど隙間ができないようになっている。このように、筒体５１、蓋体５２及びケーブル５４に接続された給電端子５３が組み立てられてなるキャップ５０は、電極ブーツ３０に嵌め込まれる開口部分以外は外部と連通していない。なお、筒体５１に蓋体５２を嵌め込んだときに、蓋体５２の内周面に全周にわたって接触する環状突起を筒体５１に設けてもよい。この場合、筒体５１と蓋体５２とを接着剤で接着しなくても両者間がシールされる。

給電端子５３は、図２及び図５に示すように、長手方向Ａに突出した二対の突片５５を有する薄板５６と、長手方向Ａに関して薄板５６と蓋体５２との間に配置された支持板５７とを有している。これら薄板５６及び支持板５７は、ともに金属薄板を切り起こして形成されており、両者が互いに電気的に接続されるようにリベット止めされている。各対の突片５５は、図５に示すように、薄板５６の上端及び下端に形成され互いに上下方向に対向している。また、各対の突片５５は、先端に向かって徐々にその離隔距離が狭まり、先端近傍において当該離隔距離が最も狭くなり、そこから先端にむかって当該離隔距離が広がるような形状を有している。このときの各対の突片５５の最も狭い離隔距離は、放電管２１の外径よりも若干小さくなっている。また、支持板５７の上部にはケーブル５４を把持する把持部５７ａが形成されており、給電端子５３とケーブル５４とが電気的に接続される。

この構成において、電極ブーツ３０が嵌め込まれたランプカバー１０の端部にキャップ５０を嵌め込むことで、上述のようにキャップ５０と電極ブーツ３０との間がシールされる。このとき、給電端子５３の各対の突片５５が、貫通部４５から露出した電極２２に接触し、電極２２と給電端子５３とが電気的に接続される。さらに、このとき、各対の突片５５の最小の離隔距離が電極２２の外径よりも小さいので、電極２２が２つの突片５５によって挟まれる。このように電極２２を各対の突片５５が２点で挟みながら接触していることで、電極２２と給電端子５３との電気的接続の信頼性が向上する。

図１に戻って、ランプカバー１０内には、反射板６０と、ランプカバー１０の中央において反射板６０及び２本の放電ランプ２０を支持する支持部材７０とが設けられている。反射板６０は、図１に示すように、ランプカバー１０の内面に沿って湾曲した湾曲形状を有しており、２本の放電ランプ２０の上側部分全体と対向して配置されている。このように反射板６０が設けられていることで、例えば、照明ユニット１を天井に設けた際に、放電ランプ２０の上側部分から発光した光を下側に向かって効果的に反射させることが可能となる。また、反射板６０の中央には、支持部材７０の突起７２（後述する）を引っ掛ける孔６１が形成されている。

支持部材７０は、ランプカバー１０の内径よりも若干小さい内径を有する円板形状を有している。支持部材７０には、厚み方向（長手方向Ａ）に貫通した２つの孔７１が形成されている。これら孔７１は、放電ランプ２０の電極２２の外径よりも若干小さい内径を有しており、長手方向Ａと直交する方向に互いに離隔して配置されている。また、支持部材７０には、その外周側面から孔７１に達する２つの切欠き７３が形成されている。なお、図１には、手前側の孔７１に達する切欠き７３しか図示されていないが、支持部材７０には奥側の孔７１に達す同様の切欠き７３が形成されている。この構成により、支持部材７０は、放電ランプ２０が孔７１に通されたときに、孔７１の外径が広がるように弾性変形し、放電ランプ２０を挟持する。また、支持部材７０の上部には、突起７２が形成されており、当該突起７２を孔６１に引っ掛けることで支持部材７０に反射板６０を取り付け可能となっている。

このような照明ユニット１を組み立てる場合は、まず、放電ランプ２０の長手方向Ａの中央に支持部材７０が配置されるように孔７１に放電ランプ２０を挿入するとともに、支持部材７０に反射板６０を取り付ける。そして、支持部材７０、反射板６０、及び、２本の放電ランプ２０が組み付けられた部材をランプカバー１０内に挿入する。このとき、電極２２の半円筒部２３ｂと反射板６０とが対向するように、放電ランプ２０を回転させて位置決めする。なお、放電ランプ２０は、図４（ｂ）に示すように、長手方向Ａに関して、ランプカバー１０よりも僅かに長くなっており、ランプカバー１０の端部から僅かに突出（露出）している。この場合、放電ランプ２０が長くなっていることで非発光部(電極部：円筒部２３a、半円筒部２３ｂ)の一部又は全部を吸収することで、ランプカバー１０の有効発光長を効率的に長くすることができる。

次に、電極ブーツ３０を長手方向Ａに沿ってランプカバー１０の端部の開口と対向する位置に配置する。そして、電極ブーツ３０を長手方向Ａに沿って移動させ、孔３５に放電ランプ２０の端部を挿入しつつ、ランプカバー１０の両端部にそれぞれ嵌め込む。こうして、放電ランプ２０を互いに離隔させた状態で放電ランプ２０の端部を支持することが可能となる。加えて、電極ブーツ３０とランプカバー１０との間がシールされる。

次に、キャップ５０を長手方向Ａに沿って電極ブーツ３０と対向する位置に配置する。そして、キャップ５０を長手方向Ａに沿って移動させ、各対の突片５５で電極２２を挟みつつ、ランプカバー１０の端部にそれぞれ嵌め込む。このとき、電極ブーツ３０とキャップ５０との間がシールされ、照明ユニット１の組み立てが完了する。これにより、ランプカバー１０内が密閉されるので、ランプカバー１０内に埃や気中の水分などが侵入しにくくなる。そのため、放電ランプ２０の電極２２や給電端子５３の劣化を抑制することができる。

組み立てられた照明ユニット１は、ケーブル５４の端部に設けられたコネクタを介して電源部のインバータ電源（共に不図示）に接続する。そして、高周波高電圧がインバータ電源からケーブル５４及び給電端子５３を介して各電極２２に印加されると、各放電管２１内で放電が発生して放電ガスが発光する。こうして、照明ユニット１が発光する。なお、直管蛍光灯に類似の照明ユニット（円筒状の外装体内に光源として放電ランプが挿入されたもの）を組み立てた場合、例えば、照明ユニット１のユニット長は６００ｍｍ〜１５００ｍｍ、円筒径は２０ｍｍ〜４０ｍｍの大きさである。もちろん、この大きさに限られることはない。

以上のように、本実施形態によると、キャップ５０をランプカバー１０に嵌め込むだけで給電端子５０と電極２２とが接触する。このため、各放電ランプ２０の電極間に電圧を印加することが可能となるとともに、照明ユニット１の組立が簡単になる。

変形例として、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、キャップ２５０には、ケーブル５４の代わりに給電端子５３に電気的に接続されたプラグ２５８が設けられていてもよい。この場合、照明ユニット２０１が取り付けられるベースにインバータ電源に電気的に接続されたソケット２８０を設け、当該ソケット２８０にプラグ２５８を嵌め込んで照明ユニット２０１をベースに取り付けることで、照明ユニット２０１の放電管２１を発光させることが可能となる。

以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な変更が可能なものである。例えば、ランプカバー１０とキャップ５０との間に電極ブーツ３０が設けられていてなくてもよい。この場合、ランプカバー１０にキャップ５０を嵌め込むときに、各対の突片５５と電極２２とを接触させ、電気的接続するとともに放電ランプ２０を支持すればよい。

１ 照明ユニット
１０ ランプカバー（外装体）
２０ 放電ランプ
２２ 電極
３０ 電極ブーツ
３５ 孔
４０ 突出部
４７ 当り止め部
４８ 孔
５０ キャップ
５３ 給電端子
５５ 突片

Claims (4)

1. 少なくとも一部に透明又は透光部を有し、一方向に沿って延在した円筒状の外装体と、
   前記外装体に挿入され、両端部の外周面上に電極が形成された複数の放電ランプと、
   前記一方向に沿って前記外装体の各端部に嵌め込まれた２つのキャップと、
   前記外装体の各端部近傍に配置された２つの間隔保持部材とを備えており、
   前記２つの間隔保持部材には、前記一方向と交差する方向に互いに離隔した前記放電ランプの端部を通し、前記複数の放電ランプを前記交差する方向に離隔させた状態で支持する複数の孔と、前記孔の周囲から前記キャップに向かって突出した突出部と、前記突出部に形成された前記放電ランプの先端の当り止め部とが形成されており、
   前記キャップは、前記一方向に沿い且つ前記外装体に向かって突出した複数の突片が形成された給電端子を有しており、
   前記複数の突片は、前記キャップが前記外装体の前記端部に嵌め込まれたときに前記間隔保持部材により支持された前記放電ランプの前記電極と接触することを特徴とする照明ユニット。
2. 前記間隔保持部材は電極ブーツに一体成形され、
   前記電極ブーツは、前記外装体との間、及び、前記キャップとの間をシールすることを特徴とする請求項１に記載の照明ユニット。
3. 前記当り止め部には、前記一方向に沿って前記放電ランプの前記先端を逃がす逃がし部が形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の照明ユニット。
4. 前記給電端子と電気的に接続するケーブルを、前記キャップの外周面に前記一方向と交差する方向に導出、又は、前記給電端子と電気的に接続するプラグを、前記キャップの外周面に前記一方向と交差する方向に配置していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の照明ユニット。

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