專利名稱：照明裝置，用于照明裝置的無電極低壓放電燈、放電室的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及照明裝置，它包括無電極低壓放電燈和所述燈的電源，該燈配有以氣密方式密封并包含可電離的填充物的放電室，放電室有凹槽和外殼，同時該燈附有設置在凹槽中的線圈，在燈工作期間產(chǎn)生高頻電磁場以維持放電室中的放電，放電室外殼的內(nèi)表面上配有透光導電層，放電室具有與該導電層電連接的連通引線部件，它沿放電室外殼的內(nèi)表面的周邊延伸，并從放電室的外部進入。
本發(fā)明還涉及用于照明裝置的無電極低壓放電燈和放電室。
這樣的照明裝置披露于美國專利US4,645,967中。公知的該照明裝置的電源裝在與放電室連接并支承燈頭的燈座中。無電極低壓放電燈在本說明書和權利要求書中也稱為“燈”。這里所述的術語“高頻”意指大于20KHz的頻率。在該公知的照明裝置中，電源頻率約為3MHz。電源與燈頭的接觸點相連接。照明裝置的放電室有透光導電層，下文中也稱為導電層。由氧化錫中摻入氟構成。在凹槽和外殼之間延伸至放電室外的環(huán)帶上的導電層部分，用作連通引線部件。為強化此環(huán)帶，導電層上還涂敷石墨導電層。導電層通過連通引線部件與一個輸電線導體連接，導電體與石墨層連接，并在工作期間內(nèi)與燈頭連接。照明裝置高頻工作對環(huán)境帶來的干擾效應在此方法中被抵消了。
在公知的照明裝置中，放電室的外殼和凹槽用玻璃琺瑯互相固定。使用這種連接有如下的缺點即玻璃琺瑯必須在其使用后的較長期間內(nèi)用幾百度的溫度硬化。為此所需的設施占用了空間，增加了附加成本。而且，放電室部件的直接熔接需要相當高的溫度，在此溫度下，導電層和連通引線部件的連接可能會斷開。
本發(fā)明的目的在于提供本文開頭所述的那種照明裝置，它能高效率地制造，并在連通引線部件與透光導電層間形成可靠的電連接。
根據(jù)本發(fā)明，本文開頭所述的那種照明裝置具有這樣的特征連通引線部件包括圍繞中心軸的金屬頸圈，它從凹槽延伸至外殼，并在各自所述位置上與頸圈有連接點，透光導電層覆蓋連通引線部件的一個區(qū)域，該區(qū)域鄰近外殼的內(nèi)表面，并與放電室和頸圈間的連接點中的至少一點相距一定距離。
頸圈由具有與玻璃放電室相應的膨脹系數(shù)的金屬制成。例如在氧化鈣玻璃的情況下為CrNiFe合金，例如Cr為6wt％、Ni為42wt％、其余為Fe。對于硬玻璃燈放電室，比如硼硅酸鹽玻璃，就可以使用如Ni為29wt％、Co為17wt％、其余為Fe的Ni/Fe頸圈或NiCoFe頸圈。
連通引線部件可以包括一個或多個與頸圈連接的部件。導電層由如摻錫的氧化銦或摻氟的氧化錫組成。該導電層也可支承熒光層，用于把在放電室空間產(chǎn)生的紫外線輻射轉換成可見光輻射。反射層可配備在放電室內(nèi)表面的部分之上，比如外殼的內(nèi)表面部分，以便聚焦自放電空間產(chǎn)生的輻射，并將其射向放電室的光發(fā)射窗口。該反射層由如在EP639852所述的大小氧化鋁顆粒組成。此外，反射層也可由例如鎳金屬構成。這樣的反射層能支持透光導電層的作用。
依據(jù)本發(fā)明的照明裝置的放電室可如下制造。首先把放電室的外殼固定在頸圈上，使該部分熔接。然后在放電室的內(nèi)表面上形成導電層，使該導電層在連通引線部件與外殼內(nèi)表面鄰近的區(qū)域延伸，比如頸圈上的一個區(qū)域，從而實現(xiàn)導電層和連通引線部件間的電連接。接著，放電室的凹槽熔接地固定在頸圈上。由于導電層在連通引線部件的鄰近外殼內(nèi)表面的區(qū)域上延伸，并與頸圈和凹槽間要形成的連接處相距一定距離，所以在這些位置存在熱阻抗。因此，可將凹槽與頸圈熔接，而導電層的溫度仍然足夠低，保證了頸圈和透光導電層間的可靠電連接。
本實施例中，延伸在連通引線部件的一個區(qū)域上的導電層構成頸圈的一部分。這就可能形成簡單的結構，該結構中頸圈能單獨作為連通引線部件。
依據(jù)本發(fā)明的照明裝置的引人注意的實施例，其特征在于頸圈有一環(huán)狀帶，它從外殼至頸圈方向圓錐形地展寬，外殼底部與所述環(huán)狀帶熔接并具有與所述環(huán)狀帶相同的形狀。在放電室的外殼與頸圈組裝期間，這些部件將自動地相互處于同心位置，因而本照明裝置的制造就簡單了。
導電層可通過濺射或汽相沉積形成。實際上常用懸浮液形成諸如導電層、熒光層或保護層，比如氧化鋁保護層。頸圈有從外殼至頸圈方向的圓錐狀地收縮的第二環(huán)狀帶時，最好使用懸浮液。這種情況下多余的懸浮液能容易地排出。
用稍薄材料的頸圈，并按實施例那樣使第二環(huán)狀帶相對中心軸呈20至60度間的傾角，就可獲得堅固結構的放電室。
頸圈最好有內(nèi)環(huán)狀帶，使放電室的凹槽熔接在它上面，并位于中心軸的水平橫斷面上。這種結構有助于凹槽與頸圈的組裝。
在引人注意的實施例中，依據(jù)本發(fā)明的照明裝置的特征在于頸圈有外環(huán)狀帶，外環(huán)狀帶沿中心軸的水平橫斷面延伸過外殼并帶有突起邊緣。帶有突起邊緣的外環(huán)狀帶可提供簡單地如倒勾法裝配放電室與燈座。
凹槽和外殼在組裝的放電室中所處的相對位置使外殼一般來說比凹槽更易接近。因此，為簡化生產(chǎn)工藝，就希望外殼在實際中最后固定在頸圈上。本發(fā)明照明裝置的吸引人的實施例就實現(xiàn)了這種可能性，在連通引線部件的區(qū)域上延伸導電層而構成導電環(huán)的一部分，該區(qū)域與頸圈電連接，并與頸圈有一定距離地固定在外殼的內(nèi)表面上。比如，導電環(huán)固定在外殼上，而外殼熔接在此環(huán)上。在凹槽已固定頸圈上，并且外殼內(nèi)表面也形成導電層以后，該導電層在鄰近外殼內(nèi)表面的環(huán)的區(qū)域上延伸，此區(qū)域與外殼和頸圈所形成的固定點有一定距離，然后將外殼與頸圈熔接。由于所述區(qū)域在外殼和頸圈間將形成的固定點位置有一定距離，所以該環(huán)上所述區(qū)域的溫度維持足夠低的狀態(tài)，以保證外殼熔接在頸圈的過程中導電層與環(huán)的可靠電連接。環(huán)與頸圈間的電連接可通過比如把環(huán)用夾持力靠在頸圈上的方式實現(xiàn)，此外也可用焊接方式實現(xiàn)。
本發(fā)明的照明裝置的優(yōu)選實施例中，頸圈支承著汞齊支架。用焊接法，例如激光焊接將汞齊支架固定在頸圈上。
可電離的填充物成份對本發(fā)明來說并不重要?？捎孟∮袣怏w填充放電室。填充物可包括金屬蒸汽比如鈉蒸汽或汞蒸汽。
本發(fā)明的照明裝置的實施例中，電源裝在固定在放電室的燈座上，該燈座還支承燈頭。
另外，電源也可裝配在單獨的護罩中。用電纜把無電極燈連接到電源上。因而本發(fā)明也適合用于照明裝置的無電極燈。
本發(fā)明還涉及用于本發(fā)明的照明裝置的放電室。本發(fā)明的放電室可拆卸地連接在燈座上。如果需要，放電室也可用另外的放電室替換，比如在配有不同色溫下發(fā)光的熒光層的放電室。燈座可以有與金屬頸圈相配合的夾持接觸部件。
參照附圖對本發(fā)明的各個方面進行更詳細地說明，其中
圖1是本發(fā)明照明裝置的第1實施例的縱向剖視圖。圖1A是圖1的局部放大圖。
圖2表示本發(fā)明照明裝置的第二實施例的又一縱向剖視圖。
圖1所示的照明裝置包括無電極低壓放電燈和該燈的高頻電源22。該燈配有以氣密方式密封的玻璃放電室10，放電室10充有可電離的填充物，這里以汞、氬、氪作為填充物。放電室10有凹槽11和外殼12。線圈20設置在凹槽11中，在燈的工作期間產(chǎn)生高頻磁場以維持放電室10中的放電。線圈20可纏繞在軟磁性材料的鐵芯21上。此外，也可以省去鐵芯。排氣管13穿過線圈20的鐵芯21，伸出凹槽11的外部。放電室10的外殼12的內(nèi)表面14上配有透光導電層30(圖中虛線所示)，它與沿放電室10的外殼12的內(nèi)表面14周邊的連通引線部件31電連接，并延伸到放電室10的外邊。所示實施例中，透光導電層30由摻入氟的氧化錫組成。
連通引線部件31包括圍繞軸心34的頸圈33，這里該頸圈為CrNiFe合金，其中Cr為6wt％、Ni為42wt％、Fe為52wt％。頸圈厚度為0.35mm。頸圈從凹槽11延伸至外殼12，并在11、12的那些各自部位有連接頸圈的連接點35A、35B。透光導電層30覆蓋了連通引線31的區(qū)域32，該區(qū)域32鄰近外殼12的內(nèi)表面14，并與放電室10和頸圈33之間的連接點35A、35B中的至少一個有一定距離。這里所述區(qū)域32與放電室10的凹槽11和頸圈33之間的連接點35A有一定距離。所述區(qū)域32和連接點35A之間的距離與頸圈33材料的厚度相比較大。
本實施例中，延伸有透光導電層30的連通引線部件31的區(qū)域32構成頸圈33的一部分。熒光層(未示出)設置在導電層30上。該燈裝有供照明部件用的高頻電源22，高頻電源22裝在連接在放電室10上的燈座40中，并與固定在燈座40上的燈頭24的接觸點23A、23B連接。工作期間，透光導電層30通過連通引線部件31與輸電線相連，導電體36焊在連通引線部件和燈頭24的接觸點23A上。
頸圈33有沿外殼12到頸圈33方向圓錐狀地展寬的第一環(huán)狀帶37A，外殼12有熔接在環(huán)狀帶37A上的相同形狀，底部12A由此形成連接點35B。在第一環(huán)狀帶37A內(nèi)，有第二環(huán)狀帶37B(參見圖1A)，它沿外殼12到頸圈33的方向與中心軸34呈40°的傾角α圓錐狀地收縮，該傾角α大約在20°至60°之間。
頸圈33有一個內(nèi)環(huán)狀帶37C，它與放電室10的凹槽11熔接，位于與中心軸34呈水平的橫斷面上。頸圈33還有一個外環(huán)狀帶37D，沿中心軸的水平橫斷面延伸超出外殼12之外，它帶有一突起邊緣37E。用頸圈33的突起邊緣37E將放電室10裝配在燈座40上。
含有鉍和銦的合金的汞齊16裝在固定在凹槽11的排氣管13中。輔助汞齊17的支架38B用連桿38A固定在頸圈33上。支架38B在本實施例中由鎳網(wǎng)構成，其上面的銦層形成帶有汞的輔助汞齊17。
放電室10如下制成。首先把外殼12固定在頸圈33上。為實現(xiàn)此目的，將放電室10的外殼12的底部12A與頸圈33圓錐形展寬的第一環(huán)狀帶37A熔接在一起，并在其上面固定輔助汞齊17。然后在該狀態(tài)下形成透光導電層30和熒光層，并把凹槽11固定在頸圈33上，即熔接在頸圈33的內(nèi)環(huán)狀帶37C上。在主汞齊16裝入排氣管13之后，清洗放電室10，隨后充填氪和氬的混合氣。
圖2中，相應于圖1的那些部件以高于100的數(shù)標記。圖2的實施例中，其上延伸有導電層130的區(qū)域132形成導電環(huán)139的一部分。導電環(huán)139在距頸圈133一段距離處固定在外殼112的內(nèi)表面上。導電層130在導電環(huán)139的區(qū)域132上延伸，該區(qū)域與外殼112的內(nèi)表面114鄰近，在距外殼112和頸圈133之間的連接點135B一段距離之處。導電環(huán)139彈性地壓在頸圈133上，并與其電連接。另外，也可用如通過放電室窗口的激光焊接將導電環(huán)焊在頸圈上。頸圈133支承汞齊支架138B。本實施例中，此燈通過同軸電纜125連接至電源(未示出)。
圖2所示燈的放電室110可如下制造。首先用熔接法將凹槽111固定在頸圈133上。汞齊支架138B通過例如激光焊接使其支桿138A固定在頸圈133上。同時，將環(huán)139固定在112上。裝上環(huán)139后，例如用汽相沉積或濺射法，或使懸浮液流過內(nèi)表面并干燥的方法，在外殼112的內(nèi)表面114上設置透光導電層130。然后外殼112的底部112A熔接在頸圈133上進行固定。此外，通過排氣管113對放電室110進行清洗，然后進行充填?；蛘?，也可取消排氣管并密封放電室，比如在具有所述成份和壓力的氣氛的空間中。
權利要求
1.一種包括無電極低壓放電燈和所述燈的電源(22)的照明裝置，該燈具有以氣密方式密封的包含可電離的填充物的放電室(10)，放電室有凹槽(11)和外殼(12)，同時該燈還附有設置在凹槽(11)中的線圈(20)，用于產(chǎn)生燈工作期間保持放電室(10)中的放電的高頻磁場；放電室(10)的外殼(12)的內(nèi)表面(14)上有透光導電層(30)，放電室?guī)в羞B通引線部件(31)，連通引線部件與導電層電連接，并沿放電室(10)的外殼(12)的內(nèi)表面(14)的周邊延伸，從放電室(10)的外部進入；其特征在于連通引線部件(31)包括圍繞中心軸(34)的金屬頸圈(33)，該頸圈從凹槽(11)延伸至外殼(12)，并在各所述部分(11，12)的頸圈部位具有連接點(35A，35B)，透光導電層(30)覆蓋了連通引線部件(31)的區(qū)域(32)，該區(qū)域(32)鄰近外殼(12)的內(nèi)表面(14)，并與放電室(10)和頸圈(33)之間的連接點(35A，35B)中至少一點相距一定距離。
2.如權利要求1所述的照明裝置，其特征在于其上延伸有導電層(30)的連通引線部件(31)的一區(qū)域(32)構成頸圈33的一部分。
3.如權利要求2所述的照明裝置，其特征在于頸圈(33)有沿外殼(12)到頸圈(33)方向的圓錐狀展寬的第一環(huán)狀帶(37A)，外殼底部(12A)與所述環(huán)狀相同，并熔接在所述環(huán)狀帶(37A)上。
4.如權利要求2或3所述的照明裝置，其特征在于頸圈(33)有沿外殼(12)到頸圈(33)方向的圓錐狀收縮的第二環(huán)狀帶(37B)。
5.如權利要求4所述的照明裝置，其特征在于第二環(huán)狀帶(37B)相對中心軸(34)有20至60度的傾角。
6.如權利要求2至5中任一項所述的照明裝置，其特征在于頸圈(33)有內(nèi)環(huán)狀帶(37C)，它位于與中心軸(34)呈水平的橫斷面上，熔接在放電室(10)的凹槽(11)上。
7.如權利要求2至6中任一項所述的照明裝置，其特征在于頸圈(33)有外環(huán)狀帶(37D)，它沿中心軸(34)的水平橫斷面延伸超出外殼(12)，并帶有突起邊緣(37E)。
8.如權利要求1所述的照明裝置，其特征在于其上延伸有導電層(130)的連通引線部件(131)的區(qū)域(132)，構成與頸圈(133)電連接的導電環(huán)(139)的一部分。導電環(huán)(139)與頸圈相距一定距離地連接在外殼(112)的內(nèi)表面(114)上。
9.如權利要求3至8中任一項所述的照明裝置，其特征在于頸圈(33)支承汞齊支架(38B)。
10.由權利要求1至9中任何一項所限定的無電極低壓放電燈，它用于所述的權利要求中的照明裝置。
11.由權利要求1至9中任何一項所限定的放電室，它用于所述各權利要求的照明裝置。
全文摘要
依據(jù)本發(fā)明的照明裝置包括無電極低壓放電燈，它具有以氣密方式密封并包含可電離的填充物的放電室(10)。該放電室(10)有凹槽(11)和外殼(12)。凹槽(11)和外殼(12)各自擁有至金屬頸圈(33)的連接點(35A，35B)。高頻線圈(20)設置在凹槽(11)中，用于產(chǎn)生高頻磁場以維持放電室(10)中的放電。外殼(12)有一個帶有透光導電層(30)的內(nèi)表面(14)。導電層(30)與連通引線部件(31)電連接，金屬頸圈(33)構成連通引線部件(31)的一部分。其中導電層(30)覆蓋與外殼(12)的內(nèi)表面(14)鄰近的連通引線(31)的區(qū)域(32)，該區(qū)域與放電室(10)和頸圈(33)之間的連接點(35A，35B)中的至少一個點(35A)相距一定距離。依據(jù)本發(fā)明的照明裝置可高效率地制造，而且連通引線部件可形成與導電層的可靠電連接。
文檔編號H01J61/28GK1158186SQ96190746
公開日1997年8月27日 申請日期1996年4月10日 優(yōu)先權日1995年5月24日
發(fā)明者B·J·魯勒溫克 申請人:菲利浦電子有限公司