專利名稱：無電極放電燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無電極放電燈，該無電極放電燈通過高頻電磁場激勵封裝于氣密容器中的放電氣體來發(fā)光。
背景技術(shù)：
一種傳統(tǒng)公知的此類無電極放電燈裝置如日譯國際專利申請的特開公開文本Hei 11-501152所示，包括氣密容器燈泡，該燈泡用透明材料制成，其中封裝著如汞、氬等放電氣體；以及感應(yīng)線圈裝置，該裝置容置在燈泡的中空部分(以下稱為內(nèi)腔)中，通過向線圈中導(dǎo)入高頻電流，產(chǎn)生高頻電磁場，以激勵放電氣體來發(fā)光。感應(yīng)線圈裝置由裝配體(以下稱為耦合器)構(gòu)成，裝配體包括通過電流導(dǎo)入來產(chǎn)生電磁能的線圈；軟磁材料制成的磁芯；用于釋放熱量的熱導(dǎo)體(以下稱為圓筒)。此類無電極放電燈具有以下優(yōu)點(diǎn)由于無電極放電燈沒有電極，因此它的使用壽命長；無電極放電燈具有好的啟動靈敏度；無電極放電燈還易于對玻璃燈泡進(jìn)行氣密密封且易于裝配等。然而同時，位于內(nèi)腔中的、由線圈和軟磁材料構(gòu)成的內(nèi)芯受到照明時自燈泡產(chǎn)生的熱。因此，產(chǎn)生由于線圈電阻的增加和線圈絕緣材料可靠性的降低而產(chǎn)生損失的問題，這樣就需要提供考慮到散熱的設(shè)計。
在上述日譯國際專利申請?zhí)亻_平11-501152號公報中，為了提高熱導(dǎo)體的散熱效果，對鐵氧體磁芯和圓筒的設(shè)置關(guān)系進(jìn)行了考慮。特別是，該公開文本中描述了通過以容置鐵氧體磁芯的方式設(shè)置鋁制的圓筒，以及通過控制該磁芯和該圓筒之間的橫截面比率，來提高散熱效果。
然而，在這種無電極放電燈中，設(shè)置有用以供線圈卷繞的、樹脂制成的繞線架，以覆蓋磁芯和圓筒。其中樹脂制成的繞線架的導(dǎo)熱性差，并且當(dāng)將繞線架安裝在磁芯和圓筒上時，還不能防止繞線架與磁芯和圓筒之間夾有空氣層，而空氣的導(dǎo)熱性很差。因此，這種無電極放電燈不能有效地散出線圈所接收的來自產(chǎn)生熱的燈泡的熱量。因此，線圈溫度顯著提高，難以防止線圈的絕緣可靠性的降低。此外，在這種無電極放電燈中采用分體式的鐵氧體磁芯，為固定這種磁芯，致使圓筒的形狀更加復(fù)雜。而且，盡管可以考慮線圈卷繞著磁芯而不使用樹脂制成的繞線架這樣的結(jié)構(gòu)，但是這樣線圈的定位精準(zhǔn)度很可能會降低，還可能會導(dǎo)致照明性能的變化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是為了解決上述問題，其目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單的無電極放電燈，這種無電極放電燈具有良好的散熱性能和釋熱性能，能有效地散出線圈所接收的來自產(chǎn)生熱的燈泡的熱量，并且這種無電極放電燈改善了線圈絕緣可靠性且減少了照明性能的變化。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的無電極放電燈包括氣密容器燈泡，該燈泡用透明材料制成，并且其中封裝著放電氣體；以及線圈裝配體(以下稱為耦合器)，其容置在燈泡的中空部分(以下稱為內(nèi)腔)中，通過向該線圈中導(dǎo)入高頻電流，產(chǎn)生高頻電磁場，以激勵放電氣體來發(fā)光。其中，該耦合器包括管狀的圓筒，其由熱導(dǎo)體制成，用于釋放熱量；框架型繞線架，其沿著圓筒的軸線方向安裝在圓筒的外表面上；磁芯，其由軟磁材料制成，并設(shè)置在由繞線架的框架構(gòu)成的開口處，并且與圓筒基本上成面接觸；以及線圈，其卷繞在框架型繞線架和磁芯的表面上。
根據(jù)本發(fā)明，線圈繞框架型繞線架和磁芯的表面卷繞，磁芯設(shè)置在由繞線架的框架形成的開口處，該磁芯和圓筒基本上成面接觸，以釋放熱量，這樣線圈所接收的來自產(chǎn)生熱的燈泡的熱量可以通過磁芯直接散至圓筒，這帶來了很好的散熱性能和釋熱性能，并且提高了線圈絕緣的可靠性且減少了照明性能的變化。
耦合器的框架型繞線架可以用樹脂制成，其中，當(dāng)將位于內(nèi)腔后側(cè)的繞線架部分視為繞線架上部，并將位于內(nèi)腔的開口部分處的繞線架部分視為繞線架下部，繞線架包括近似圓環(huán)狀的上部環(huán)；沿從該上部環(huán)向繞線架下部方向延伸的至少兩個柱體部分；以及支撐這些柱體部分且延伸為繞線架下部的圓筒狀下部環(huán)。其中，上部環(huán)、柱體部分和下部環(huán)支撐磁芯和線圈。


圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的無電極放電燈的剖視圖；圖2A是圖1中無電極放電燈的框架型繞線架和圓筒的立體圖；圖2B是顯示繞線架連接在圓筒，而正待加裝磁芯的狀態(tài)的立體圖；圖2C是線圈繞著繞線架和磁芯表面卷繞的線圈裝配體(耦合器)的立體圖；圖3A是框架型繞線架的主視圖；圖3B是該繞線架的側(cè)視圖；圖4是顯示耦合器的線圈卷繞結(jié)構(gòu)的立體圖；圖5是線圈的卷繞始端的端部放大圖；圖6A是顯示用于拉出線圈的繞線架凹槽結(jié)構(gòu)的視圖；圖6B是該凹槽結(jié)構(gòu)的橫向剖視圖；圖7是根據(jù)另一個實(shí)例的線圈的卷繞始端的端部放大圖；圖8A是根據(jù)又一個實(shí)例的線圈的卷繞始端的端部立體圖；圖8B是圖8A中耦合器的橫向剖視圖；圖9是根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的無電極放電燈中的燈泡和耦合器的半剖側(cè)視圖；圖10A是圖9中無電極放電燈的框架型繞線架的上半部分的立體圖；圖10B是圖10A的繞線架的下半部分的立體圖，其相對圖10A的視角發(fā)生改變；圖11是圖9中無電極放電燈的圓筒的立體圖；圖12是顯示安裝在圖9中無電極放電燈中的磁芯的兩片的立體圖；圖13是圖9中無電極放電燈的耦合器的立體圖；圖14A是顯示線圈的卷繞始端的端部立體圖(略去顯示磁芯)；圖14B是顯示線圈的卷繞終端的端部立體圖(略去顯示磁芯)；以及圖15A是顯示耦合器中一個線圈引線和電纜的連接的立體圖；圖15B是顯示另一個線圈引線和該電纜的連接的立體圖。
具體實(shí)施例方式
下面將參照

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的無電極放電燈。
圖1至圖8示出了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的無電極放電燈。如圖1所示，無電極放電燈1包括用透明材料制成、封裝著放電氣體的氣密容器燈泡2，和線圈裝配體(以下稱為耦合器)20，其通過向線圈26中導(dǎo)入高頻電流，產(chǎn)生高頻電磁場，以激勵放電氣體來發(fā)光。耦合器20可分離地容置在燈泡2中的中空部分(以下稱為內(nèi)腔)3中，該耦合器20的橫截面近似成圓環(huán)形。燈泡2近似成球形，其具有在燈泡2的內(nèi)部2b的中央形成內(nèi)腔3的管莖4，以及設(shè)置于該內(nèi)腔3中的排氣管11。該排氣管11用于排出燈泡中的空氣，并向燈泡中充入放電氣體，比如汞，之后將管子的端部密封。燈泡2的內(nèi)表面2c上涂抹著熒光材料。通過這些熒光材料，激勵放電氣體放射出的紫外線轉(zhuǎn)換成了可見光，由此燈泡發(fā)光。
圖2A、2B和2C示出了耦合器20的裝配方式，耦合器20包括圓筒21，其由包括銅制管23和鋁鑄件22的復(fù)合體構(gòu)成，圓筒21由熱導(dǎo)體制成，用以釋放熱量；框架型樹脂制成的繞線架(以下稱為繞線架)24，其沿著圓筒21的軸線方向安裝在圓筒21的外表面上；鐵氧體磁芯(以下稱為磁芯)25，其由軟磁材料制成，并設(shè)置在由繞線架24的框架形成的開口處，并且與圓筒21的管子23基本上成面接觸；以及線圈26，其卷繞在框架型繞線架24和磁芯25的表面。該銅制管23的外徑為15mm，內(nèi)徑為10mm，長度為155mm。鋁鑄件22由下端凸緣部分和管狀部分構(gòu)成，管狀部分的外徑是27.5mm，高度為85mm，并且鋁鑄件22通過熔融鋁的一體模制形成在銅制管23的外圓周上。
繞線架24是框架型的，其具有開口和中空部分。通過將圓筒21安裝在這個中空部分中，使銅制管23處于通過開口面向外側(cè)這種狀態(tài)中，面向外側(cè)的這部分上緊密地裝配有磁芯25。磁芯25形成為半圓筒的形式以與銅制管23的外圓周緊密接觸，磁芯25的橫截面的內(nèi)徑是15mm，外徑是23mm。磁芯25通過在上方和下方分別緊密地設(shè)置一對半圓筒形片，而設(shè)置成總共有4片。這種結(jié)構(gòu)使得磁芯25和銅制管23緊密地接觸，這樣，來自燈泡2的熱量可以有效的傳遞并散至圓筒21上。磁芯25的上端向上凸出于銅制管23的上端。當(dāng)將位于內(nèi)腔3后面的繞線架24的部分視為繞線架上部，并將位于內(nèi)腔3開口部分的繞線架24的部分視為繞線架下部，該繞線架包括近似圓環(huán)狀的上部環(huán)24a；沿從上部環(huán)24a向繞線架下部方向延伸的至少兩個柱體部分24b、24c；以及用于支撐這些柱體部分的下部環(huán)24d、24e和24f。柱體部分24b和這些環(huán)一起支撐磁芯25和線圈26。
繞線架24的兩個柱體部分24b、24c設(shè)置在磁芯25的一對半圓筒形片之間的相鄰部分。當(dāng)安裝了磁芯25的四個片之后，卷繞磁性導(dǎo)線，以形成線圈26。這樣，首先，導(dǎo)線從繞線架的柱體部分24b、24c的下部拉出，沿著柱體部分，到達(dá)繞線架的柱體部分24b、24c的上部。之后，玻璃布帶繞著磁芯25卷繞，玻璃布帶是耐熱的，用于固定磁芯25的四個片，并將磁芯25和線圈26絕緣(下面將詳述)。接著，拉至繞線架上部的導(dǎo)線向著下部，繞著玻璃布帶卷繞40圈，從繞線架的中間部位將導(dǎo)線拉出并沿著柱體部分拉至下部。由于線圈26成形在玻璃布帶上，因此可將導(dǎo)線和磁芯25嚴(yán)格地絕緣。使用漆包絞合線作為導(dǎo)線的材料，通過將19根直徑為Φ0.12的聚酰胺-酰亞胺導(dǎo)線股(element wire)捆扎起來形成絞合線，其上涂敷著氟化物絕緣層作為外涂層。通過使用漆包絞合線，可以減少高頻工作范圍內(nèi)的耦合損失。
繞線架24由如液晶聚合物等耐熱樹脂一體模制成型。當(dāng)將耦合器20插入到燈泡2的內(nèi)腔3中時，存在耦合器的上部碰觸到透明材料(例如玻璃)制成的排氣管11以及燈泡2的內(nèi)腔3的開口部分的可能性。然而，由于耦合器的上部是由樹脂構(gòu)成的繞線架24，其具有彈性且不易變形，因此能夠防止玻璃受到損壞或者開裂。此外，還能夠防止磁芯25與玻璃相接觸，進(jìn)而防止磁芯25開裂。
圖3A和3B示出了繞線架24的詳細(xì)結(jié)構(gòu)。上部環(huán)24a是用于設(shè)置磁芯25的上端部分的圓環(huán)，其有助于防止磁芯開裂并有助于線圈性能穩(wěn)定。環(huán)24e、24f設(shè)置在磁芯25和圓筒21的鋁鑄件22之間的界區(qū)處。環(huán)24e用于設(shè)置磁芯25的端面位置，環(huán)24f用于設(shè)置鋁鑄件22的高度位置。從而，各個部件的位置得以確定，線圈的性能得以穩(wěn)定。下部環(huán)24d為圓筒形，其設(shè)置在耦合器20的底部，下部環(huán)24d具有與繞線架24形成為一個整體的成對的終端接線盒24h。線圈26的引線端子和用于供電的燈電纜(管狀照明電纜，以下稱為電纜)28的端子從終端接線盒24h的兩側(cè)插入其中，以實(shí)現(xiàn)線圈26和電纜28的電連接。所述電連接可以通過將線圈26的引線端子做成母端子，將供電的電纜28做成公端子來實(shí)現(xiàn)。由于終端接線盒24h形成在繞線架24上，端子部分易于絕緣。
用于本實(shí)施例中的線圈26的導(dǎo)線是如上所述的漆包絞合線，并且導(dǎo)線股為聚酰胺-酰亞胺導(dǎo)線，這樣基于焊料自身熔化的普通的電連接難以使用在引線和端子之間。而且，即使可以通過使用焊料實(shí)現(xiàn)電連接，由于耦合器20的這個部分在實(shí)際使用中能達(dá)到約150℃，因此這種連接方式也不能滿足長時間使用的連接部分的可靠性要求。在本實(shí)施例中，線圈26的端子和引線之間的連接通過將作為外涂層的氟碳樹脂機(jī)械地剝落，然后將作為導(dǎo)線股捆的絞合線熱焊接(caulking)(熔合)。
如圖3A和3B所示，繞線架24的柱體部分24b、24c的兩個位置上設(shè)有直徑為1mm，高度為1mm的圓柱形突起a1、a2。此外，柱體部分24b、24c分別設(shè)有槽寬為1.2mm，槽深1.5mm的凹槽24g，用于容置線圈引線，同時下部環(huán)24d設(shè)有突起a3、a4。將線圈26通過凹槽24g，從上部拉至下部，通過將該引線鉤掛在突起a3、a4上，并延伸至端子部分而牢固地固定。
圖4及圖5顯示了繞線架24上的線圈26的卷繞始端。繞線架24的柱體部分24b上設(shè)置有錐形的凸棱31，(底部直徑為1mm，高度為1mm)，用來引導(dǎo)線圈26的卷繞始端。此凸棱31與上述的突起a1等效。線圈26的引線26a通過柱體部分24b的凹槽24g向上拉。為了確保線圈與磁芯25絕緣，用玻璃布帶29(以下稱為帶)卷繞柱體部分24b及磁芯25的外圓周，并且該帶29壓在該錐形的凸棱31上，以使該凸棱31刺穿并突出于該帶29。帶29局部設(shè)有切口。引線26a在凸棱31的作用下彎曲，卷繞在帶29上，以形成線圈26。這樣，可以實(shí)現(xiàn)線圈26與對其進(jìn)行引導(dǎo)的部件以及線圈26與磁芯25的絕緣。這同樣可以適用于線圈26的卷繞末端部分。
圖6A及圖6B示出了設(shè)置于繞線架24的柱體部分24b上的凹槽24g的示范性結(jié)構(gòu)。該凹槽24g中形成有凸形凸棱33(高度為0.2mm)，用來固定引線26a。由此，該引線26a容置在凹槽24g深部并牢固地固定。
圖7示出了繞線架24上的線圈26的卷繞始端的另一示范結(jié)構(gòu)。在該范例里，用角棱鏡形的凸棱32替換錐形的凸棱31。在該范例中，帶29上設(shè)置有切口，以使角棱鏡形的凸棱32經(jīng)該切口突出出來。引線26a以與上述相似的方法卷繞。因此，類似于上述的方法，僅通過在帶29上設(shè)一切口，即可確保線圈26與磁芯25絕緣。
圖8A和8B示出了繞線架24上的線圈26的卷繞始端的又一個示范性結(jié)構(gòu)。在該范例中，柱體部分24b做得高于磁芯25的高度，并且柱體部分的局部設(shè)置切口34，以使線圈26的引線26a通過該切口34從凹槽24g中拉出，以作為卷繞始端。如圖8B所示，線圈的卷繞始端和通過與磁芯25之間保持間隔而與磁芯25絕緣，玻璃布帶29僅需貼在磁芯25和線圈26緊密接觸的部分。這樣僅通過貼附帶29就能夠確保絕緣。
(1)線圈26接收的熱量以及線圈26產(chǎn)生的熱損可以通過鐵氧體制成的磁芯25有效地傳遞，并散至由銅和鋁制成的熱導(dǎo)體圓筒21，由此，可以降低線圈的溫度和鐵氧體的溫度。根據(jù)本實(shí)施例，當(dāng)在60℃的環(huán)境溫度中點(diǎn)亮相當(dāng)于150W的燈時，線圈的最高溫度約為180℃，而該線圈的導(dǎo)線材料的耐熱溫度等于200℃，因此該燈完全可以經(jīng)歷整個壽命周期。此外，磁芯25的最高溫度約為160℃，這比鐵氧體的居里溫度250℃低很多，這樣，在實(shí)際工作中不會導(dǎo)致任何問題。而且，如果繞線架24的材料是軟化溫度為250℃的液晶聚合物，從熱學(xué)的角度來講，該繞線架24完全適于實(shí)際應(yīng)用。
(2)由于磁芯25和線圈26通過繞線架24固定，具有很高的定位精準(zhǔn)度，磁鐵性能和照明性能的變化非常少。如果不使用繞線架24，例如，嘗試使用粘合劑將磁芯25粘接在熱導(dǎo)體上，則在固化粘性劑時致使粘性劑的粘性削弱的情況下，會導(dǎo)致錯位，降低定位精準(zhǔn)度。此外，由于線圈26的卷繞始端和卷繞終端的位置無法控制，同樣會降低精準(zhǔn)度。試制了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的不帶有繞線架的結(jié)構(gòu)和根據(jù)本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)的20個耦合器20，下表中示出了它們的性能變化的對比結(jié)果。

由此可以看出，與現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu)相比，根據(jù)本實(shí)施例的各種性能的變化非常小。由于連接至耦合器的照明電路利用耦合器的電感器L形成為諧振升壓電路，因此耦合器的性能變化構(gòu)成設(shè)計上的限制。然而，采用本實(shí)施例能夠使電路設(shè)計進(jìn)行變化。
(3)磁芯25的上端向上凸出于熱導(dǎo)體銅制管23。換句話說，在磁芯25的上部，不存在銅制管23，并且在附近沒有磁通量屏蔽介質(zhì)。因此，所述磁通量充分延伸至和燈泡中的等離子體連接，從而提高了發(fā)光效率。在本實(shí)施例中，用樹脂的繞線架24保護(hù)由凸出的鐵氧體制成的磁芯25，這樣可以避免磁芯25由于碰撞導(dǎo)致的開裂或斷裂。并且這也根本不會影響到磁通量的連接。
(4)由于繞線架的柱體部分24b、24c設(shè)置有凹槽24g，用于拉出線圈，這樣確保了線圈導(dǎo)體和電導(dǎo)體，如磁芯25，銅制管23，和鋁鑄件22等，之間的絕緣。
(5)由于上述的凹槽24g的內(nèi)表面上形成有凸棱33，用于固定線圈的引線26a，所以引線26a可以可靠地容置而不與凹槽24g分離。
(6)由于樹脂的繞線架24的底部設(shè)置著終端接線盒24h，用于容置端子，因此繞線架還可以用于絕緣端子部分。
(7)在繞線架的底部，從引導(dǎo)的凹槽24g至端子部分的引線26a能夠通過使用繞線架上的突起a3、a4沿著繞線架的表面牢固地設(shè)置。
(8)至于線圈26的卷繞始端和卷繞終端的引導(dǎo)，繞線架24的柱體部分24b、24c上設(shè)有突起a1、a2，或者凸棱31、32，或者切口34，這樣可以形成具有高精準(zhǔn)度的線圈。這里，通過將凸棱制成錐形或者角棱鏡形，可以很容易地在線圈26和磁芯25之間設(shè)置玻璃布帶29，以保證絕緣。而且，根據(jù)將繞線架的柱體部分24b做成比磁芯25高，并且通過切口34拉出引線26a這樣的結(jié)構(gòu)，使磁芯25和線圈26保持間隔，這樣，磁芯25可以和線圈26絕緣。
(9)線圈引線的端子和電纜的端子通過熱焊接連接但無需使用焊料，因此可以經(jīng)受高溫下的長時間的使用，并獲得高可靠性。
第二實(shí)施例是將上述第一實(shí)施例進(jìn)一步具體化的結(jié)構(gòu)。圖9到圖15示出了根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的無電極放電燈1。和上述實(shí)施例中相同的零部件用相同的附圖標(biāo)記指示。圖9顯示構(gòu)成無電極放電燈1的可分離的耦合器20和燈泡在分離狀態(tài)下的視圖。耦合器20容置在燈泡2的內(nèi)腔3中，其包括圓筒21，繞線架24，鐵氧體磁芯25和線圈26。其中，該圓筒21的底部設(shè)有底座接收件41，其用于和燈1的底座27相配合，并固定其上。圓筒21由鋁鑄件22和銅制管23構(gòu)成。
圖10A和10B示出了繞線架24，圖11和12分別示出了圓筒21和成對的鐵氧體磁芯25(本實(shí)施例中采用了兩套)。繞線架24采用液晶聚合物材料，并形成為一個整體，繞線架24通過安裝在鋁鑄件22的凸凹部分來固定。繞線架24頂部具有圓環(huán)狀上部環(huán)24a，用以定位磁芯25的上端部分，并且在該上部環(huán)24a上還具有開口24k，其為中心通孔，開口24k用于當(dāng)將耦合器20安裝在燈泡2中時，供燈泡2的排氣管插入，該上部環(huán)24a還具有引導(dǎo)件24m，其具有沿耦合器的軸線方向的斜面。當(dāng)將排氣管(玻璃)安裝在耦合器20上時，通過繞線架24的樹脂制成的環(huán)引導(dǎo)排氣管，不與磁芯和銅制管接觸，這樣可以防止磁芯和排氣管的開裂和損壞。
繞線架24具有框架型，其具有兩個柱體部分24b，在柱體部分24b的上端部分到大致中間部分，安裝著分體式的鐵氧體磁芯25。磁芯25設(shè)置為其內(nèi)圓周和銅制管23的外圓周相接觸。繞線架24在從其大致中間部分向下延伸的部分上，具有寬的柱體部分24j，該柱體部分24j在沿圓周方向的相對位置(稱為前面和后面)處具有兩個窗體24i，它們使得鋁鑄件22的凸起部分22a能夠通過窗體24i露出。繞線架24的下部環(huán)24d為圓筒形，其具有分別位于繞線架24前面和后面的，并和繞線架形成一個整體的成對的終端接線盒24h1、24h2。下部環(huán)24d還具有突起24r和凸棱24s，它們和底座接收件41相結(jié)合，用于保持引線。柱體部分24b，24j上設(shè)有凹槽24g，用于插入線圈引線。
如圖11所示，圓筒21的鋁鑄件22在沿圓周方向的對稱部位，具有向著圓筒的徑向凸出1mm的凸出部件22a。其中一個凸出部件的寬度是13mm，而另一個凸出部件的寬度是12mm，兩個凸出部件的寬度互不相同。這些凹進(jìn)部件和凸出部件用于安裝和固定繞線架。圓筒21是通過向熔融鋁中插入內(nèi)徑為Φ10mm，外徑為Φ14mm，以及高為155mm的銅制管23制成，這樣形成外側(cè)的鋁鑄件22。鋁鑄件22的高度為85mm，底部外徑大概為60mm。鋁鑄件22具有凸緣部分，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，用于拉出電纜的孔，以及用于接地端子的孔，等等。
圖13示出了耦合器20，它是通過將繞線架24和磁芯25裝配到圓筒21的裝配體。繞線架24通過將其窗體24i裝配至鋁鑄件22的凸出部件22a而固定。由于前面和后面的凸出部件和窗體各自的寬度尺寸不同，因此可以唯一地確定裝配的定向，以使固定更牢固。底座接收件41安裝在鋁鑄件22的凸緣部分，磁芯25設(shè)置為與在繞線架24的兩個柱體部分24b附近露出的銅制管23(參考圖11)相接觸，其中，和銅制管23的接觸通過粘合劑實(shí)現(xiàn)。
總共采用四片磁芯25，一對用于前后方，一對用于上下方。如圖12所示，磁芯25近似成半圓環(huán)形，內(nèi)徑為15mm，外徑為23mm，以及高度為35mm。其中，相鄰部分25a設(shè)置成相隔3mm，以將繞線架柱體部分24b夾在中間。磁芯25采用鐵氧體材料，在磁芯后部、與相鄰部分25a相隔9mm的位置處，設(shè)有扁平部分25b。磁芯25是燒結(jié)體，尺寸精準(zhǔn)度很差，這使得它原本難以獲得具有高精準(zhǔn)度的相鄰部分的3mm的尺寸，這將導(dǎo)致磁芯25和銅制管23之間的接觸緊密程度的明顯變化。因而，在磁芯的后部形成扁平部分25b，以該扁平部分25b作為參考，對相鄰部分25a進(jìn)行打磨，由此完成磁芯25。
介于磁芯25和銅制管23之間的粘合劑要求涂抹均勻，但是在進(jìn)行熱固化(heat curing)的過程中，粘度偶爾會降低，以至于溢出。為了去掉這些過多的粘合劑，繞線架24的用于容置磁芯25的下端部分的環(huán)狀部件24t(參見圖10A)上設(shè)有切口，另外，在繞線架24和銅制管23之間，設(shè)有間隙，這使得可以去除粘合劑，獲得介于磁芯25和銅制管23之間的均勻的粘結(jié)。
接著將描述將磁芯25連接在銅制管23上之后，線圈26的卷繞方式。沿著繞線架24的凹槽24g從下部向上拉線圈26的卷繞始端的引線。這里使用的線圈的導(dǎo)線材料是Φ0.12的19根鋁線股，該鋁線股通過涂敷氟化物作為外涂層來絞合。下面，將玻璃布帶(未示出)卷繞在磁芯25的一部分上，線圈卷繞在該部分上。玻璃布帶用來暫時固定直到粘合劑固化，并用于確保磁芯25和線圈26之間的絕緣。
圖14A示出了線圈卷繞始端的一種方式。為了便于描述，略去顯示銅制管和玻璃布帶。已經(jīng)向上拉出的引線26a卷繞著靠近繞線架柱體部分24b的凹槽24g設(shè)置的凸棱24n。然后卷繞磁芯的整個圓周。通過卷繞凸棱24n，來自繞線架凹槽24g的引線26a可以牢固地固定，并可以很容易地卷繞在磁芯上。
圖14B示出了線圈卷繞終端的一種方式。卷繞終端引線26b通過延伸部件24p、24q之間的臺階定位并固定，所述延伸部件24p、24q具有不同的高度(長度)尺寸，它們形成在寬柱體部分(壁)24j上并形成有和卷繞始端相對的凹槽24g，該引線26b彎曲，并容置在凹槽24g中，進(jìn)一步沿著柱體部分24j向下拉出，這樣，卷繞終端引線26b可以很容易地固定。
接著將描述卷繞終端和卷繞始端的線圈26的引線的連接。圖15A和圖15B分別示出了卷繞終端(低壓側(cè))和卷繞始端(高壓側(cè))的連接結(jié)構(gòu)。卷繞終端和卷繞始端各自的引線26b、26a的端部設(shè)置著錫制的端子，引線和端子通過融合(熱焊接)相互電連接，然后從一側(cè)插入到終端接線盒24h1、24h2，電纜28的線芯28b、28a的端部焊接在錫制的端子上，并與該端子電連接，并從另一側(cè)插入各自的終端接線盒。這樣，獲得了線圈26和電纜28之間端子連接。
電纜28是一種帶有兩根線芯的包皮電纜(兩根線芯)，外涂層是硅。圖中電纜28順時針轉(zhuǎn)動，通過鋁鑄件22的切口，安裝在圓筒21的底部，終端處理過的線芯插入終端接線盒的左側(cè)(同時從低壓側(cè)和高壓側(cè))，由此，電纜線芯的端子沿和電纜安裝方向相反的方向插入，以使其具有足夠的力量來對抗如施工過程中的電纜的張力。已經(jīng)通過試驗(yàn)證明即使是耦合器自重十倍的拉伸載荷也不會影響端子。
接著描述底座接收件41和底座27。底座接收件41用樹脂制成，如圖13所示，安裝在繞線架24和圓筒21(參見圖11)上，底座接收件41還具有保護(hù)和絕緣包括線圈端子和電纜端子的充電裝置的作用，和與燈泡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；螺紋孔，用于固定圓筒21；開口，用于拉出電纜等等。繞線架24通過底座接收件41，并固定為繞線架24的突起24r(參見圖10)和底座接收件41的內(nèi)壁相接觸的形式。底座27也由樹脂制成，如圖9所示，安裝在燈泡2的下部，還具有當(dāng)將燈泡2安裝在耦合器20上時，用于保護(hù)排氣管的引導(dǎo)件，引導(dǎo)件設(shè)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，轉(zhuǎn)動燈泡2，由此燈泡2很容易連接到耦合器20上。
根據(jù)第二實(shí)施例，除了上述第一實(shí)施例獲得的效果之外，還可以獲得以下效果(1)耦合器20設(shè)計為具有這樣的結(jié)構(gòu)其中圓筒21的凸出部件22a和繞線架24的窗體24i相互配合，以防止繞線架24和圓筒21的位置錯動，使它們之間的固定非常牢固。此外，凸出部件22a和窗體24i在耦合器的圓周方向的前面和后面成對設(shè)置，并且寬度尺寸稍稍不同，所以它們的安裝定向唯一確定。
(2)由于繞線架24的上部環(huán)24a上設(shè)置著引導(dǎo)件24m，用于引導(dǎo)燈泡2的排氣管。因此燈泡很容易安裝，并且，排氣管不會接觸到銅制管23或者磁芯25，防止了排氣管的開裂、磁芯的損壞，等等。
(3)由于半圓筒形的磁芯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的相鄰部分25a，提高了磁芯25和銅制管23的相鄰尺寸和連接尺寸的精準(zhǔn)度，這樣提高了熱傳導(dǎo)性能，防止了諸如溫度提高等性能變化，提高了生產(chǎn)率。
(4)由于針對去除當(dāng)繞線架24和磁芯25、銅制管23緊密接觸時過多的粘合劑進(jìn)行了設(shè)計，因此可以形成均勻的粘合劑層。
(5)在線圈26的卷繞始端部分，靠近繞線架柱體部分24b的凹槽24g，設(shè)計了用于保持引導(dǎo)線的凸棱24n，并設(shè)計導(dǎo)線卷繞其上，之后將導(dǎo)線進(jìn)行卷繞。這確保了卷繞始端導(dǎo)線的固定，并且能夠防止卷繞松弛。
(6)在線圈26的卷繞終端部分，在繞線架24上設(shè)置有介于延伸部件24p、24q之間的臺階，引線由此引導(dǎo)，這樣的設(shè)計使得引線能輕易拉出且不會松弛。
(7)由于電纜28的端子的連接設(shè)置為電纜的拉出方向和端子插入終端接線盒的方向相反，因此即使電纜28受到拉動，端子也不會斷開連接。
(8)由于繞線架24設(shè)有和底座接收件41結(jié)合的結(jié)合突起24r。因此可以將底座接收件41牢固地固定在繞線架24和圓筒21上。
本發(fā)明不限于上述實(shí)施例，各種改進(jìn)都可以。例如，盡管以上描述中示出的燈泡是具有排氣管的結(jié)構(gòu)，然而也可以使用不帶排氣管的燈泡。此外，盡管框架型繞線架是一體模制產(chǎn)品，然而其也可以是裝配體。
權(quán)利要求
1.一種無電極放電燈，其包括氣密容器燈泡，其由透明材料制成，該氣密容器燈泡中封裝有放電氣體；以及線圈裝配體(以下稱為耦合器)，其容置在該氣密容器燈泡的中空部分(以下稱為內(nèi)腔)中，通過向線圈中導(dǎo)入高頻電流，產(chǎn)生高頻電磁場，以激勵放電氣體來發(fā)光，其中，該耦合器包括管狀的圓筒，其由熱導(dǎo)體制成，用于釋放熱量；框架型繞線架，其沿著該圓筒的軸線方向安裝在該圓筒的外表面；磁芯，其由軟磁材料制成，設(shè)置在該繞線架的框架構(gòu)成的開口處，并且其與該圓筒基本上成面接觸；以及線圈，其卷繞在該框架型繞線架和該磁芯的表面。
2.如權(quán)利要求1所述的無電極放電燈，其特征在于，該耦合器的框架型繞線架由樹脂制成，其中，當(dāng)將位于該內(nèi)腔后側(cè)的該繞線架部分視為繞線架上部，并將位于該內(nèi)腔的開口部分的繞線架部分視為繞線架下部，該繞線架包括近似圓環(huán)形的上部環(huán)；沿從該上部環(huán)向該繞線架下部方向延伸的至少兩個柱體部分；支撐所述柱體部分且延伸成該繞線架下部的圓筒狀的下部環(huán)，其中，該上部環(huán)、所述柱體部分和該下部環(huán)支撐該磁芯和該線圈。
3.如權(quán)利要求2所述的無電極放電燈，其特征在于，該繞線架的至少一個所述環(huán)沿該耦合器徑向突出于該磁芯的厚度，或者突出于該線圈的最大直徑。
4.如權(quán)利要求2所述的無電極放電燈，其特征在于，該繞線架的柱體部分和下部環(huán)的局部設(shè)置有形成的凹槽，其用于容置該線圈的引線。
5.如權(quán)利要求4所述的無電極放電燈，其特征在于，為了固定容置在該繞線架上形成的凹槽中的該線圈的引線，該凹槽的內(nèi)壁上形成有固定用的凸棱。
6.如權(quán)利要求4所述的無電極放電燈，其特征在于，該繞線架上形成的凹槽的局部設(shè)置有切口，以固定該線圈的卷繞始端，并將該磁芯和該線圈絕緣。
7.如權(quán)利要求4所述的無電極放電燈，其特征在于，該磁芯的外圓周上卷繞著絕緣帶，該線圈卷繞在該絕緣帶上；在該線圈的卷繞始端，靠近該凹槽的該繞線架的柱體部分上形成有錐形凸棱或者角棱鏡形凸棱，用于彎曲并固定該引線。
8.如權(quán)利要求4所述的無電極放電燈，其特征在于，在位于形成該柱體部分的凹槽的壁的多個長度尺寸之間的該繞線架的柱體部分上形成有臺階，以使該線圈卷繞終端的引線彎曲并將其容置在該凹槽中。
9.如權(quán)利要求2所述的無電極放電燈，其特征在于，該氣密容器燈泡的內(nèi)腔中具有排氣管；以及在該繞線架的近似圓環(huán)形的上部環(huán)上形成有帶有斜面的突起，當(dāng)將該耦合器安裝在該氣密容器燈泡的內(nèi)腔中時，該突起用作引導(dǎo)件。
10.如權(quán)利要求2所述的無電極放電燈，其特征在于，該繞線架的下部環(huán)的圓筒狀表面上形成有多個開口窗體，同時，該圓筒的相應(yīng)位置上形成有多個凸出部件，其中，所述窗體和所述凸出部件均成對形成，所述窗體和所述凸出部件的尺寸互不相同。
11.如權(quán)利要求2所述的無電極放電燈，其特征在于，該繞線架的下部環(huán)的圓筒形外圓周上設(shè)置有終端接線盒；端子沿圓周方向從兩側(cè)插入所述終端接線盒中，以實(shí)現(xiàn)該線圈的引線和燈電纜的電連接；該燈電纜的插入方向和拉出方向相反。
12.如權(quán)利要求2所述的無電極放電燈，其特征在于，該繞線架設(shè)有通過其中并安裝于其上的底座接收件，以及，該底座接收件的上表面形成有孔，用于和該氣密容器燈泡的底座轉(zhuǎn)動配合。
13.如權(quán)利要求1所述的無電極放電燈，其特征在于，該磁芯由左右分開的一對鐵氧體磁芯片構(gòu)成，所述鐵氧體磁芯片的后部具有扁平部分。
14.如權(quán)利要求1所述其的無電極放電燈，其特征在于，在該耦合器的上部，該磁芯向上突出于該耦合器的圓筒。
全文摘要
一種無電極放電燈，其包括用半透明材料制成的、其中封裝著放電氣體的氣密容器燈泡；容置在燈泡的內(nèi)腔內(nèi)的耦合器(線圈裝配體)，通過向該線圈中導(dǎo)入高頻電流來產(chǎn)生高頻電磁場，以激勵放電氣體來發(fā)光。其中，耦合器包括由熱導(dǎo)體制成的、用于釋放熱量的管狀圓筒；框架型繞線架，其沿著圓筒的軸線方向安裝在圓筒的外表面上；磁芯，其由軟磁材料制成，該磁芯設(shè)置在由繞線架的框架構(gòu)成的開口處，和圓筒基本上成面接觸；以及線圈，其卷繞在框架型繞線架和磁芯的表面上。由于磁芯設(shè)置在繞線架的框架構(gòu)成的開口處，與圓筒基本上成面接觸，以釋放熱量，因此產(chǎn)生熱的燈泡傳給線圈的熱量可以通過磁芯直接散至圓筒。
文檔編號H01J5/50GK1860579SQ20038011058
公開日2006年11月8日 申請日期2003年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月24日
發(fā)明者掛橋英典, 山本正平, 平松宏司, 日妻晉二, 原田圭介, 柴田佳伸 申請人:松下電工株式會社