JP2006049326A - 誘電バリア放電ランプ - Google Patents

Abstract

【課題】誘電バリア放電ランプであって、放電容器１１が設けられており、放電電極１５が設けられており、放電電極１５が、少なくとも部分的に誘電層によって、放電容器１１内に存在する放電媒体から分離されており、放電電極１５を電気的にコンタクトするためのコンタクト面１７が設けられており、コンタクト面１７が、放電容器１１に関して外側で取り付けられており、コンタクトのためのコンタクト面１７に取り付けられた線路１７が設けられている形式のものを改良して、放電電極のコンタクトに関して改善されたものを提供する。
【解決手段】線路１６が、コンタクト面１７を塑性変形して、堅固にコンタクト面１７に取り付けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、誘電バリア放電ランプならびに誘電バリア放電ランプをコンタクトする方法に関する。

誘電バリア放電ランプは、自体公知のものであり、かつ従来技術において今日まで広く開示されている。その特徴によれば、放電電極の少なくとも一部が、誘電体によって、ランプの放電室に存在する放電媒体から絶縁されており、電極は、単極の場合はアノードであり、二極の場合は全体の放電電極である。

誘電バリア放電ランプは、高い耐用寿命に基づいて、極めて高い切換強さを有しており、また幾何学的な自由度によって、放電容器の設計に際して、既知の効果的な様々な適用性ならびに将来性のある適用性を有している。とりわけ従来技術において記録された、誘電バリア放電ランプの、パルス化された運転形式に関して、更に良好な効果が得られる。

今日における重要な利用分野は、オフィスオートメーション、特にスキャナおよびＦＡＸ機器などのための直線形ランプ、ならびにモニタおよび別のグラフィック表示のバックライトのためのフラットランプ、いわゆるフラット放射器である。しかしながら本発明は、このような利用分野に限定されるものではない。むしろ別の利用分野、たとえば織布におけるＵＶ処理および照明器具における一般的な照明分野などが存在する。別の適用性は、将来的に発展されるものである。

誘電バリア放電ランプの放電電極は、外側の線路と電気接続する、つまりコンタクトする必要がある。ここでは多くの場合、電極と接続されるかまたは電極の延長部を成す導体路は、コンタクト面に案内され、コンタクト面に、外側の供給路、つまりケーブル、コンタクトピンまたはそれに類するものがはんだ付けされる。内側に電極が位置する場合、前述の導体路は、ガス密に放電容器壁を貫通案内され、外側ではんだコンタクトが行われる。
欧州特許公開第１３２９９４４号明細書

したがって本発明の課題は、冒頭で述べたような形式の、誘電バリア放電ランプを改良して、放電電極のコンタクトに関して改善されたものを提供すること、ならびに誘電バリア放電ランプをコンタクトする適当な方法を提供することである。

この課題を解決するための本発明の装置によれば、誘電バリア放電ランプであって、放電容器が設けられており、放電電極が設けられており、放電電極が、少なくとも部分的に誘電層によって、放電容器内に存在する放電媒体から分離されており、放電電極を電気的にコンタクトするためのコンタクト面が設けられており、コンタクト面が、放電容器に関して外側で取り付けられており、コンタクトのためのコンタクト面に取り付けられた線路が設けられている形式のものにおいて、線路が、コンタクト面を塑性変形して、堅固にコンタクト面に取り付けられている。

この課題を解決するための本発明の方法によれば、誘電バリア放電ランプをコンタクトする方法であって、放電容器が設けられており、放電電極が設けられており、放電電極が、少なくとも部分的に誘電層によって、放電容器内に設けられた放電媒体から分離されており、放電電極を電気的にコンタクトするためのコンタクト面が設けられており、コンタクト面が、放電容器に関して外側で取り付けられている、誘電バリア放電ランプを使用する方法において、コンタクト面を塑性変形して、線路を堅固にコンタクト面に接続する。

本発明の根底を成す思想は、線路の、コンタクト面に接触する部分および／またはコンタクト面の金属材料を熱的に溶融することなしに、電気的なコンタクトを形成することである。本発明は、従来慣用のはんだ法または溶接法に対する選択肢を提供しようとしている。従来慣用の方法に代わって、電気的に良好な導電コンタクトは、少なくともコンタクト面の塑性変形、また選択的にコンタクト面に対する合金の接触部分の塑性変形自体によって行うよう意図しており、この場合各材料は熱的に溶融されることはない。各材料は、固体の凝集状態で維持しようとするが、正確にいえば場合によっては微視的な程度で摩擦効果によって溶融される。もちろん塑性変形に際して金属材料の「流れ」は排除しない。さらにあとで詳しく説明するように、はんだ法ではなく、熱的に溶融される金属の添加に関する限り、液状で導電性の材料の追加的な使用は排除しない。一例を挙げると、本発明のコンタクトを追加的に確保して、導電性を更に改善することのできる（導電性の）接着剤である。

本発明は、特にコンタクト面に対する、コンタクト面に接触する線路部分の、またはその逆の「冷間」圧入もしくは切り込みによるコンタクト形成に着眼している。

本発明の利点によれば、はんだ法および溶接法に比べてプロセス時間ひいては手間が節減される。なぜならば本発明によるコンタクトは、比較的迅速に、かつ（追加的な導電性の接着剤を度外視すると）純粋に機械的に形成することができるからである。誘電バリア放電ランプのために導入されるはんだ法は、比較的広範囲にわたる加熱を必要としている。コンタクト面は多くの場合、考慮すべき熱容量を有する別のランプ部分、たとえば放電容器のガラス壁に取り付けられているので、従来慣用のはんだ法は、かなりの加熱および冷却時間を要する。さらに別のランプ部分との交換作用またはプロセスステップによって、加熱ステップを省略するのが有利である。そして器具に関する手間が比較的小さくなっている。なぜならば機械的な作業に限定することができるからである。

有利には、線路、要するにランプソケットまたはランプベースのコンタクトピン、ケーブル端部に取り付けられるワイヤ片またはこれに類するものの、コンタクト面に接触する部分は、フック状に形成されている。一方ではフック形状は、押圧状態で塑性変形に有用に利用することのできる、幾何学的なばね効果の利点を有している。他方ではフック状の部分（以下にフックと記載する）は、ばね効果に基づいて必要な場合良好にクランプおよび／または掛止することができる。コンタクトフックの弾性もまた、寸法誤差を良好に補償できるので有利である。

特にフックの、コンタクト面に隣接する脚部は、コンタクトのために使用することができ、かつコンタクト形成のあとでコンタクト面から鋭角に突出している。この場合脚部の自由端部は、コンタクト形成の間に、コンタクト面に沿って「引っ掻き」を行うか、もしくは塑性変形下でコンタクト面に入り込み、特に脚部方向に移動する際に、ある種の逆さ鉤を形成する。これについて理解を深めるには、実施例の説明を参照されたい。

フックもしくはコンタクトされる線路の一般的な接触部分の有利な材料は、半硬質からばね硬質の合金、特にＣｕ合金である。

別の有利な実施形態では、フックのためのプラスチックホルダ、たとえばシリコーンチューブ片が設けられている。プラスチックホルダは、絶縁機能を有することができ、これによってたとえば表面放電またはフラッシュオーバを防止することができる。さらにプラスチックホルダまたはそれに類するものは、単数フックまたは複数のフックの取扱を大幅に簡素化して、弾性特性を助成する。

特にこのことは、本発明で有利なように、単数または複数のフックが、固定のためにランプの、クランプ作用を及ぼす壁の間に挿入される場合以外でも当てはまる。一方ではクランプによってフックが固定され、他方では塑性変形のための押圧力がコンタクト形成に際して形成される。単数または複数のフックは、プラスチックホルダと共にクランプすることができる。

組付時に既に取扱可能なプラスチックホルダの代わりに、単数または複数のフックは、塑性変形のあとで埋め込むか、または接着することもできる。

線路の、コンタクト形成のために使用される部分、特にフック部分が、排気管または放電容器の別の部分に直接的に接触する場合、この部分が同時に点弧補助電極として役立つと、有利な組み合わせ効果が得られる。理解を深めるために、実施例の説明、および本発明の別の見解に関しても解説した欧州特許公開第１３２９９４４号明細書の開示を参照されたい。

この従来技術は、本発明の有利な見解も解説しており、ここでは放電容器の、突出する壁部分の内面にコンタクト面が取り付けられ、特に管突出部に取り付けられている。

さらに有利には、フック、または線路の、コンタクト形成のために使用される別の部分は、尖ったまたは丸い、いずれにせよ凸状に成形された金属縁部を有しており、金属縁部で、前記別の部分は、コンタクト形成に際してコンタクト面に入り込む。

本発明は、とりわけ管状に延在する放電容器を備えたランプに言及している。特に説明したクランプ作用を及ぼす壁は、一方では放電容器の管状の突出部であり、他方では放電容器の排気管であってよく、壁の間にリングギャップが形成され、リングギャップにフックがクランプされている。この場合有利には、別の線路がフック状の部分で、リングギャップにクランプしてコンタクト面に取り付けられており、両フックと両コンタクト面とは、リングギャップに関して、周方向で互いにずらした位置に設けられている。

本発明は、説明したように、誘電バリア放電ランプをコンタクトするための方法に言及しており、この場合記載した特徴は、方法に関する特徴として理解することもできる。特に線路は、コンタクト面に取り付けられたフックを備えることができ、フックは、コンタクト面に対して相対的に移動して、コンタクト面を変形して、コンタクト面と接続される。選択的または追加的に誘電バリア放電ランプは、管状に延在する放電容器を備えることができ、フックは、コンタクト面に対して相対的に放電容器の長手軸線を中心として回動して、コンタクト面を変形して、コンタクト面と接続される。回動および／または挿入運動に際して、コンタクトまたは線路は、たとえば迅速に固定することもできる。

本発明で開示した装置および方法は、別の形式で組み合わせることもでき、また説明した構成は、本発明の装置ならびに方法に関するものである。

次に本発明の実施の形態を図示の実施例を用いて詳しく説明する。

図１には、本発明に基づいてコンタクトされたランプの第１実施例の一部を断面図で示した。図１には、スキャンおよびコピーで使用するための、ＬＩＮＥＸ型の、管状の誘電バリア放電ランプの左側端部を示した。理解を深めるために、既に挙げた従来技術の欧州特許公開第１３２９９４４号明細書を参照されたい。ここには本発明の対象とするコンタクトを除いて、ランプについて詳しく説明されている。

管状の放電容器１１は、図示していない放電媒体を含有しており、放電媒体は、引用した従来技術で詳しく説明したいわゆる点弧パッド（Zuendpad）１２であり、点弧パッド１２は、放電容器１１の排気管１４の内側に嵌め込まれている。放電容器１１の外套部の内面に沿って、銀ペーストを用いた公知の形式で、誘電層３２を備えた放電電極１５が取り付けられており、放電電極１５は、排気管１４の付加部をシールするディスクカバーを通ってガス密に案内されている。電極１５の、最外側の、つまり図１の左側の端部は、符号１７で示したコンタクト面１７で終了している。コンタクト面１７は、従来慣用の形式でははんだパッドとして利用することができる。コンタクト面１７は、電極よりも幾分か広幅で肉厚であり、かつ放電電極と同様に銀ペーストから成っており、つまり粘性のある懸濁液として塗布され、次いで熱処理によって乾燥して焼き付けられる。コンタクト面１７は、図４に詳しく示した。図４は、図１の左下に丸く囲んで示した領域の拡大図に相当する。

図１において左側からアプローチ可能で、かつ外側で放電容器１１の突出部と内側で排気管１４との間の、長手軸線１３を中心に回転対称的なリングギャップに、プラスチックホルダ１９、つまりシリコーンチューブ片が精確に挿入されている。シリコーンチューブ片は、半硬質からばね硬質（federhart）までのＣｕ合金、たとえばＷｉｅｌａｎｄＬ４９（ＤＩＮ１７６６４：ＣｕＮｉ９Ｓｎ２、ＵＮＳ：Ｃ７２５００）から成るワイヤフック１６を備えている。

ばねフック１６は、排気管１４に接触する真っ直ぐな部分で、プラスチックホルダ１９によって排気管１４に保持されていて、排気管の左側において、図１に示していない形式で、ケーブルラインが接続されている。図１において右側でプラスチックホルダ１９から突出する部分は、外向きに曲げられていて、かつコンタクト面１７に鋭角で接触する脚部を形成する。

接触について図４に詳しく示した。プラスチックホルダ１９はフック１６で左側から前述のギャップに挿入され、この場合フック１６はフック形状に基づいて弾性的に撓むことができる。フックはプラスチックホルダ１９によって排気管１４に沿って保持されて、コンタクト面１７に沿って長手軸線１３に対して平行に右側に移動される。

別の方法について図２〜図４に基づいて説明する。図２には、長手軸線１３に対して横向きの断面図を示した。図２における最外側のリングは、放電容器１１の突出部であり、その内側に示したリングは、プラスチックホルダ１９であり、さらに内側のリングは排気管１４である。図２には、挿入中の状態を示した。図２の断面図では、フック１６は左右で依然として水平に方向付けられており、コンタクト面１７は上下に、つまり鉛直に方向付けられている。

図２に相当する断面図を示した図３では、フック１６は図２の位置に対して９０°回動されているので、フック１６は最外側の端部でコンタクト面１７に接触する。図４は、図１において丸で囲んだ領域を詳しく示したものであり、放電容器１１の突出部の内面に取り付けられたコンタクト面１７に接触するコンタクトフック１６の最外側の端部を示した。図４から判るように、フック１６の最外側の縁部は銀コンタクト面１７に切り込まれ、それも図２および図３に示した回動に基づいて切り込まれる。追加的にプラスチックホルダ１９はフック１６と共に、またはフック自体１６は、さらに幾分か軸方向で引き戻す、つまり図１および図４において左向きに移動させることができるので、フック１６は、更に良好にコンタクト面１７に掛止（固定）し、つまり銀層に入り込む。この場合図４から判るように、圧入によって意図的な形状接続（Formschluss；形状による束縛）を形成することができる。ここでは約３０〜３５Ｎの押圧力が確認された。

この場合銀層の構成に応じて、かつ及ぼされる力に応じて、実際に問題となるようなコンタクト面の損傷が生じることはない。特に強く固定して切り込まれたコンタクトを選択する場合、ほとんどの切り込みは許容される。本発明の範囲内で実現可能で、ひいては固有の利点を成す、コンタクトの着脱性および再利用性を重要視すると、できるだけ丁寧に設定が行われる。

図５〜図８には、本発明の第２実施例を示した。この第２実施例もまた、管状の誘電バリア放電ランプであるが、実際のランプベースを備えており、これは図５の左側に示した。図１〜図４に示したものに相当する部材には、１０を加えた符号を用いた。その他の点では、図５の断面図は図１に対応している。

右側で後続して延びる管状のガス放電容器は、符号２１で示しており、ガス放電容器２１は、全体を符号２９で示したベースの孔で終了している。ベース２９は、放電容器２１の突出部を幾分か超えて延びる排気管２４も収容している。ベース２９は、これとは反対の左側で、コンタクトピン３１を有するプラグコネクタジャック３０を収容している。コンタクトピン３１は、右側の領域において符号２６で示したフック状のコンタクトエレメントの、真っ直ぐに延びる延伸部分であり、これについては図６〜図８で詳しく説明する。コンタクトフック２６は、図１と同様に、部分的に排気管２４に接触するが、ここでは図１に示したある種のホルダ１９としてのプラスチックホルダが設けられておらず、またコンタクトエレメント２６は、排気管２４から出発して斜めに折り返されており、これによって最外側の端部で、放電容器２１の突出部の内側における、図示していないコンタクト面に到達することができる。この場合図５に示したように、長手軸線に対して３２°の角度が形成される。

図５は、図６に示した横断面Ｇ−Ｇの方向位置および平面を示すものである。図６から、コンタクトフック２６の、排気管２４に接触する下位部分の断面と、符号２７で示したコンタクト面に接触するか、もしくはコンタクト面に押し込まれる上位端部とを看取することができる。

図７および図８には、図５に示した両コンタクトフック２６を、図５に相当する側面図および平面図で示した。図５において３２°で示した角度は、ここでは４５°であり、この場合１３度の差は、図１について既に説明した放電容器突出部と排気管との間のリングギャップに対する、あとで説明するコンタクトフック２６の圧入の結果によるものである。その他の点では、図５、図７および図８のコンタクトフック２６は、左側で真っ直ぐに延びていて、図５に示したコンタクトピン３１を成している。またコンタクトフックの、コンタクトピン３１で終了する真っ直ぐな部分は、図８において上下にみられる側方の２つのクランプ薄板を備えており、クランプ薄板は、図７に示したように、幾分か上向きに曲げられている。クランプ薄板は、図５に示したベース２９における、適当に予備成形されたスリットに圧入したあとで、コンタクトフック２６を固定するのに役立つ。この場合ベース２９は、適当なコンタクト薄板を良好に掛止できるプラスチック射出成形部分である。

ベース２９に両コンタクトフック２６が予め取り付けられ、次いでベース２９は、左側（図５の方向位置）で放電容器２１に被せ嵌められ、この場合コンタクトフック２６は、前述のリングギャップに進入する。次いで既に図２および図３に関して説明した回動が行われる。必要な場合、ベースは、さらに僅かに引き戻され、これによってコンタクトフック２６は、さらに良好にコンタクト面２７に切り込まれる。結合部を機械的に保護するため、また電気的な絶縁性に関する理由から、追加的にコンタクトフック２６の周りにおいて、図５に示した中空室にシリコンが充填される。

これによってベース２９は、保持に関して、図１に示した、極めて簡単に形成されたプラスチックホルダ１９に相当する機能を満たす。ベース２９内に設けられたプラグコネクタジャック３０に、器具側のプラグを直接差し込むことができ、これによって放電ランプは完全に接続されている。

実施例の示すところによれば、本発明によるランプは、既に本発明による形式で製作されたコンタクトと共に搬出され、そのあとで、コンタクトされた線路またはコンタクトピンは、ソケット、電子装置またはこれに類するものと接続される。コンタクトされたランプは、別の実施例では、ソケットまたは器具に組み込まれ、コンタクトが形成されたあとで提供される。

本発明に基づいてコンタクトされた誘電バリア放電ランプの第１実施例の一部を概略的に示す断面図である。 図１に示したランプを、コンタクトを製作する間の第１の位置で示す断面図である。 図１に示したランプを、コンタクトを製作する間の第２の位置で示す断面図である。 図１において丸で囲んだ部分の概略図である。 ベースの一部を含む、本発明によるランプの第２実施例を示す、図１に相当する断面図である。 図５のＧ−Ｇ線に沿った断面図である。 図５に示したコンタクトフックを示す図である。 図７に示したコンタクトフックの平面図である。

符号の説明

１１ 放電容器、 １２ 点弧パッド、 １３ 長手軸線、 １４ 排気管、 １５ 放電電極、 １６ フック、 １７ コンタクト面、 １９ プラスチックホルダ、 ２１ 放電容器、 ２４ 排気管、 ２６ コンタクトエレメント、 ２９ ベース、 ３０ プラグコネクタジャック、 ３１ コンタクトピン、 ３２誘電層

Claims (14)

1. 誘電バリア放電ランプであって、
   放電容器（１１，２１）が設けられており、放電電極（１５）が設けられており、該放電電極（１５）が、少なくとも部分的に誘電層によって、放電容器（１１，２１）内に存在する放電媒体から分離されており、
   放電電極（１５）を電気的にコンタクトするためのコンタクト面（１７，２７）が設けられており、該コンタクト面（１７，２７）が、放電容器（１１，２１）に関して外側で取り付けられており、
   コンタクトのためのコンタクト面（１７，２７）に取り付けられた線路（１７，２７）が設けられている形式のものにおいて、
   線路（１６，２６）が、コンタクト面（１７，２７）を塑性変形して、堅固にコンタクト面（１７，２７）に取り付けられていることを特徴とする、誘電バリア放電ランプ。
2. 線路（１６，２６）が、コンタクト面（１７，２７）に取り付けられたフック（１６，２６）を備えている、請求項１記載の誘電バリア放電ランプ。
3. フック（１６，２６）が、コンタクト面（１７，２７）に取り付けられた脚部を備えており、該脚部が、コンタクト面（１７，２７）に対して鋭角に方向付けされている、請求項２記載の誘電バリア放電ランプ。
4. 線路（１６，２６）の、コンタクト面（１７，２７）に取り付けられた部分が、半硬質からばね硬質の合金、たとえばＣｕ合金から成っている、請求項１から３までのいずれか１項記載の誘電バリア放電ランプ。
5. フック（１６，２６）が、プラスチックホルダ（１９）によって保持されるか、埋め込まれるか、または接着されている、請求項１から４までのいずれか１項記載の誘電バリア放電ランプ。
6. フック（１６，２６）が、ランプの壁の間でクランプされている、請求項１から５までのいずれか１項記載の誘電バリア放電ランプ。
7. フックの脚部（１６，２６）が、放電容器（１１，２１）の排気管（１４，２４）に接触している、請求項６記載の誘電バリア放電ランプ。
8. コンタクト面（１７，２７）が、クランプ作用を及ぼす壁の１つである、放電容器（１１，２１）の突出する壁に、クランプ作用を及ぼす両方の壁に関して内側で取り付けられている、請求項６または７記載の誘電バリア放電ランプ。
9. 線路（１６，２６）が、凸状の金属縁部で、コンタクト面（１７，２７）に接触している、請求項１から８までのいずれか１項記載の誘電バリア放電ランプ。
10. 管状に延在する放電容器（１１，２１）を備えている、請求項１から９までのいずれか１項記載の誘電バリア放電ランプ。
11. クランプ作用を及ぼす壁が、一方では放電容器（１１，２１）の管状の突出部であり、他方では放電容器（１１，２１）の排気管（１４，２４）であり、これらの壁の間にリングギャップが形成されており、該リングギャップにフック（１６，２６）がクランプされており、別の線路（１６，２６）がフック状の部分で、リングギャップにクランプされていて、かつ放電電極（１５）をコンタクトするためのコンタクト面（１７，２７）に取り付けられており、両方のフック（１６，２６）と両方のコンタクト面（１７，２７）とが、リングギャップに関して、周方向でみて互いにずらした位置に設けられている、請求項６、７、８または１０記載の誘電バリア放電ランプ。
12. 誘電バリア放電ランプをコンタクトする方法であって、
    放電容器（１１，２１）が設けられており、放電電極（１５）が設けられており、該放電電極（１５）が、少なくとも部分的に誘電層によって、放電容器（１１，２１）内に設けられた放電媒体から分離されており、放電電極（１５）を電気的にコンタクトするためのコンタクト面（１７，２７）が設けられており、該コンタクト面（１７，２７）が、放電容器（１１，２１）に関して外側で取り付けられている、誘電バリア放電ランプを使用する方法において、
    コンタクト面（１７，２７）を塑性変形して、線路（１６，２６）を堅固にコンタクト面（１７，２７）に接続することを特徴とする、誘電バリア放電ランプをコンタクトする方法。
13. 線路（１６，２６）が、コンタクト面（１７，２７）に取り付けられたフック（１６，２６）を備えるようにし、コンタクト面（１７，２７）に対して相対的にフック（１６，２６）を変位させて、該コンタクト面（１７，２７）を変形して、フック（１６，２６）をコンタクト面（１７，２７）に接続する、請求項１２記載の方法。
14. 誘電バリア放電ランプが、管状に延在する放電容器（１１，２１）を備えるようにし、放電容器（１１，２１）の長手軸線を中心としてコンタクト面（１７，２７）に対して相対的にフック（１６，２６）を回動して、コンタクト面（１７，２７）を変形して、フック（１６，２６）をコンタクト面（１７，２７）に導電接続する、請求項１２または１３記載の方法。

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