JP5945246B2

JP5945246B2 - 高信頼性照明器具の製造方法とその製造方法で製造される高信頼性照明器具

Info

Publication number: JP5945246B2
Application number: JP2013106960A
Authority: JP
Inventors: 成富　正徳; 正徳成富
Original assignee: Mitsui Chemicals Inc
Current assignee: Mitsui Chemicals Inc
Priority date: 2013-05-21
Filing date: 2013-05-21
Publication date: 2016-07-05
Anticipated expiration: 2033-05-21
Also published as: JP2014229430A

Description

本発明は、高信頼性照明器具の製造方法とその製造方法で製造される高信頼性照明器具に関する。更に詳しくは、高い信頼性が要求される工場等で使用されている高信頼性照明器具と、その製造であり、その製造が容易で、かつ安全性の高い構造を有する、高信頼性照明器具の製造方法とその製造方法で製造される高信頼性照明器具に関する。

高信頼性照明器具は、密封され、防水性、防塵性に優れた長寿命の照明装置で、高い信頼性が要求される工場等の照明として使用される。例えば、石油プラント、化学薬品工場等の防爆エリアで使用されている高信頼性照明器具は、それが使用される危険場所によって、法定された型式検定試験を受け認定されたものが耐圧防爆照明器具、安全増高信頼性照明器具等として使い分けられ使用されている。近年、省エネルギーの観点から水銀灯に替えて、防爆形のＬＥＤ照明器具も提案されている（例えば、特許文献１参照）。

従来から用いられている高信頼性照明器具の本体ケースは、放熱性、堅牢性、安全性の観点から一般的にはアルミニウムダイキャスト製品が用いられている。しかしながら、アルミニウムダイキャスト製品は、表面を滑らかに成形するのが難しいため、冷却フィンの放熱性に課題がある。また、アルミニウムダイキャスト製品は、それを製造するためには、それを成形するために各製品毎に金型を作り準備する必要がある。アルミニウムダイキャスト製品で本体を作るものは、大量生産品を作る場合に有利であるが、多品種少量生産の場合コストが高くなるので、高信頼性照明器具のように特殊な用途にはコスト高となる傾向は否めない。また、ダイキャスト製品であることから、シール性を高めるために部品の組立にはボルト等が多く用いられている。

押出成形品は、素材を圧縮してダイスと呼ばれる金型から押し出し、必要な形状の断面を形成するものとして知られており、アルミニウムを素材とするアルミサッシ等の枠素材として多用されている。押出成形品は、複雑な断面形状が形成できる、その表面が滑らかである等の特徴がある。従って、この押出成形されたアルミニウム製品を高信頼性照明器具の本体ケースに用いると高い生産性を有し、かつ低コストが可能となる。

照明器具において、防爆を目的とするものではないが、本体と蓋部材のシール性を向上させるためにネジ構造、又はボルトで相互に固定する構造のものも提案されている（特許文献２、及び３参照）。これらの連結構造は、精密な機械加工が必要となり、コスト高となる。

特開２０１３−４５５８８号公報特開２００９−１２３６０１号公報特開２０１１−１５０９２３号公報

本発明は上述のような技術背景のもとになされたものであり、下記目的を達成する。
本発明の目的は、多品種少量生産に適した加工方法とその加工方法で製造した汎用性の高い部品を採用することにより、放熱性が高く、コストの安い高信頼性照明器具の製造方法とその製造方法で製造される高信頼性照明器具を提供することにある。
本発明の他の目的は、金属と樹脂を一体成形した部品を用いることにより、安全性の高い高信頼性照明器具の製造方法とその製造方法で製造される高信頼性照明器具を提供することにある。

前記課題は以下の手段によって解決される。
すなわち、本発明１の高信頼性照明器具の製造方法は、冷却フィンを有し、押出成形された金属製の成形品を所定長さの切断部品に切断する押出成形品切断工程と、前記切断部品を機械加工により、前記高信頼性照明器具の本体とする本体加工工程と、前記本体をインサート成形により、熱可塑性合成樹脂を一体に固着する第１固定部材の固着工程と、金属製の板をプレス加工により前記高信頼性照明器具の蓋部材とする蓋部材プレス加工工程と、前記蓋部材をインサート成形により、熱可塑性合成樹脂を一体に固着する第２固定部材の固着工程と、前記高信頼性照明器具の光を透過する透光部材を、前記第１固定部材と前記第２固定部材とで固定してクランプするクランプ工程とからなることを特徴とする。

本発明２の高信頼性照明器具の製造方法は、本発明１において、前記第１固定部材は雄ねじ部材であり、前記第２固定部材は前記雄ねじ部材にねじ込まれる雌ねじ部材であることを特徴とする。

本発明３の高信頼性照明器具の製造方法は、本発明２において、前記透光部材と前記本体と前記蓋部材との間にシール部材が介在され、前記シール部材は、前記雄ねじ部材にねじ込まれる前記雌ねじ部材との間の締付け力で、前記本体と前記蓋部材に固定されていることを特徴とする。

本発明の高信頼性照明器具の製造方法は、押出成形された金属製の成形品を所定長さの切断部品に切断する押出成形品切断工程と、この切断部品を機械加工により、高信頼性照明器具の本体とする本体加工工程と、この本体をインサート成形により、熱可塑性合成樹脂を一体に固着する第１固定部材の固着工程と、金属製の板をプレス加工により高信頼性照明器具の蓋部材とする蓋部材プレス加工工程と、この蓋部材をインサート成形により、熱可塑性合成樹脂を一体に固着する第２固定部材の固着工程と照明器具の投光を透過する透光部材を、第１固定部材と第２固定部材とで固定してクランプするクランプ工程とからなる。従って、多品種少量生産に適した加工方法で汎用性の高い部品を効率的に製造することができるため、放熱性が高くＬＥＤ発光装置の寿命を確保することができ、コストの安い高信頼性照明器具を提供することができる。また、金属と樹脂を一体成形した部品を用いるため、安全性の高い高信頼性照明器具を提供することができる。

図１は、本発明の実施の形態の高信頼性照明器具の製造方法で製造された高信頼性照明器具の外観を示す全体斜視図である。図２は、図１を裏側から見た高信頼性照明器具の全体斜視図である。図３は、図１のＰ矢視図である。図４は、図３のＡ−Ａ断面図である。図５は、図４のＱ部拡大断面図である。図６は、本発明の実施の形態の高信頼性照明器具の本体の斜視図である。図７は、図６の本体を製造する製造工程を示す説明図である。図８は、本発明の実施の形態の高信頼性照明器具の蓋部材の斜視図である。図９は、図８の蓋部材を製造する製造工程を示す説明図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の実施の形態の高信頼性照明器具の製造方法で製造された高信頼性照明器具の外観を示す全体斜視図である。図２は図１を裏側から見た高信頼性照明器具の全体斜視図、図３は図１のＰ矢視図、図４は図３のＡ−Ａ断面図、図５は図４のＱ部拡大断面図である。図６は本発明の実施の形態の高信頼性照明器具の本体の斜視図、図８は本発明の実施の形態の高信頼性照明器具の蓋部材の斜視図である。図１から図５に示すように、本発明の実施の形態の高信頼性照明器具１は、内部にＬＥＤ発光装置（図示せず）を内蔵する本体（高信頼性照明器具本体）２、この本体２を壁等に固定するための固定金具３、本体２の内部を密閉するための蓋部材４、本体２に電力を供給するための電力供給管５で構成されている。

図６に示すように、本体２は、アルミニウム製の押出成形品で、押出成形品の一部を機械加工で除肉した部材である。図８に示すように、蓋部材４は鉄板またはアルミニウム板のプレス加工品で、プレス加工品の一部を機械加工で除肉した部材である。図１から図５、及び図６に示すように、本体２は円盤状で、本体２の下面（図１、図３の下方、図２、図６の上方）２３には、１３本の同一高さの冷却フィン２１が一体的に形成されている。この冷却フィン２１は、図示しないＬＥＤ発光装置から発生する熱を放熱するためのものである。

また、本体２の下面には、冷却フィン２１の両外側に、冷却フィン２１に平行に側板２２、２２が一体的に形成されている。側板２２、２２は板厚が冷却フィン２１よりも厚く形成され、冷却フィン２１よりも高さが高く形成されている。この側板２２、２２にアルミニウム製の固定金具（板材をコの字形にプレス成形）３の両端がボルト３１で固定されている。固定金具３は、２個のボルト孔３２、３２に図示しない２本のボルトを差し込んで、図示しない壁等に固定される。

本体２の下面２３には、円筒状の金属製の電力供給管５が３本のボルト５１で固定されている。図２では、電力供給管５を２点鎖線で示し、本体２の裏側の形状を理解し易くしている。本体２の下面２３の中心部には、配線用孔２３１が形成され、電力供給管５からの配線が、配線用穴２３１を通して本体２の内部のＬＥＤ発光装置へ接続されている。本体２の中央部の７本の冷却フィン２１ａは、配線用孔２３１近傍まで除肉されており、電力供給管５を本体２の下面２３に固定するのを可能にしている。本体２の上面２４には円筒部２５が形成され、円筒部２５の中心部には有底の円筒孔２５１が形成されている。円筒孔２５１内に図示しないＬＥＤ発光装置が内蔵されている。

円筒部２５の外周面２５２には、熱可塑性合成樹脂の雄ねじ部材（第１固定部材）６が、インサート成形により一体に固着されている。円筒部２５の外周面２５２には、２個の環状溝２５３が形成されていて、この環状溝２５３と外周面２５２に、雄ねじ部材６がインサート成形により固着されている。本体２の上面２４には環状溝２４１が形成されていて、この環状溝２４１にＯリング２６が挿入されている。

図１から図５、及び図８に示すように、蓋部材４は円筒状に形成され、その内周面４１には、熱可塑性合成樹脂の雌ねじ部材（第２固定部材）７が、インサート成形により一体に固着されている。蓋部材４の内周面４１には、３個の環状溝４２が形成されていて、この環状溝４２と内周面４１に、雌ねじ部材７がインサート成形により固着されている。雄ねじ部材６、雌ねじ部材７の材質は、機械的強度が大きく、耐熱性が大きなＰＰＳ樹脂（ポリフェニレンサルファイド樹脂）が好ましい。

蓋部材４の上面４３には、円形孔４４が形成されている。円形孔４４は、本体２の円筒孔２５１とほぼ同一直径に形成されている。蓋部材４の裏面４５と円筒部２５の上面２５４との間に、ＬＥＤ発光装置から発光される光を透過するカバー（透明ガラス又は光透過性のＰＣ等の樹脂製の透光部材）８が挟み込まれている。カバー８は円盤状で、断面が略コの字形で環状のパッキン（シール部材）８１がカバー８の周囲を囲み、蓋部材４の裏面４５と円筒部２５の上面２５４との間にパッキン８１が挟み込まれて、本体２の内部が密封される。

蓋部材４を本体２にかぶせ、蓋部材４を右回転して雄ねじ部材６に雌ねじ部材７をねじ込んで締め付けて、蓋部材４を本体２にクランプする。すると、蓋部材４の下面４６が本体２の上面２４に押し付けられて、Ｏリング２６がつぶれて、蓋部材４の下面４６と本体２の上面２４が密封される。また、蓋部材４の裏面４５と円筒部２５の上面２５４との間でパッキン８１が押し付けられるため、本体２と蓋部材４にカバー８が固定され、本体２の円筒孔（内部）２５１が密封される。

本体２の円筒状の外周面２７には、フランジ２８が４箇所に形成され、フランジ２８にはボルト穴（図６参照）２８１が形成されている。同様に、蓋部材４の円筒状の外周面４７には、フランジ４８が４箇所に形成され、フランジ４８には雌ねじ（図８参照）４８１が形成されている。フランジ２８とフランジ４８は、同一の円周上で同一の角度位置に形成されている。蓋部材４を右回転して雄ねじ部材６に雌ねじ部材７をねじ込んだ後、フランジ２８とフランジ４８にボルト２８２をねじ込んで、フランジ２８とフランジ４８をクランプし、蓋部材４を本体２に固定する。

図７は本体２を製造する製造工程を示す説明図である。すなわち、図７（ａ）の押出成形工程に示すように、図示しないダイスから矢印の方向にアルミニウムを押出成形して、矢印の方向に長い押出成形品２０１を成形する。押出成形品２０１には、矢印の方向に長い１３本の冷却フィン２１、２本の側板２２、２２が形成される。冷却フィン２１、側板２２、２２は、機械加工が不要な程度に表面が滑らかで、寸法精度が高く成形される。従って、冷却フィン２１の放熱性が高く、ＬＥＤ発光装置の昇温を抑制することができるため、ＬＥＤ発光装置の寿命を確保することができる。また、ダイスを交換するだけで、複数個の本体２の成形品が一度に成形されるため、生産性が高く、アルミニウムダイキャストと比較して、金型等の設備コストも安価である。

その後、図７（ｂ）の押出成形品切断工程に示すように、押出成形品２０１を所定の長さに切断して複数の切断部品２０２を成形する。その後、本体加工工程で、旋削加工及びミーリング加工等の機械加工により、図６に示す本体２を徐肉加工により所望の形状にする。機械加工する箇所は、冷却フィン２１ａの不要部、配線用孔２３１、上面２４、環状溝２４１、円筒孔２５１、外周面２５２、環状溝２５３、外周面２７、フランジ２８、ボルト穴２８１等である。

その後、雄ねじ部材（第１固定部材）６の固着工程で、図示しない射出成形機の金型内に本体２を装着し、熱可塑性合成樹脂を射出して、本体２に雄ねじ部材６を一体に固着して、本体２が完成する。

図９は蓋部材４を製造する製造工程を示す説明図である。すなわち、図９（ａ）に示す鉄またはアルミニウム等の円盤状の金属製の板４０１を、図９（ｂ）のプレス加工工程でプレス加工して、円筒状のプレス加工品４０２を成形する。プレス加工品４０２には、内周面４１、円形孔４４、裏面４５、外周面４７、フランジ４８が形成される。その後、図９（ｃ）に示す蓋部材加工工程で、旋削加工及びミーリング加工等の機械加工を行って、図９（ｃ）に示す蓋部材４を成形する。機械加工する箇所は、内周面４１、環状溝４２、下面４６、雌ねじ４８１等である。

その後、雌ねじ部材（第２固定部材）７の固着工程で、図示しない射出成形機の金型内に蓋部材４を装着し、熱可塑性合成樹脂を射出して、蓋部材４に雌ねじ部材７を一体に固着して、蓋部材４が完成する。最後のカバークランプ工程で、このようにして成形された蓋部材４を本体２にかぶせ、蓋部材４を右回転して雄ねじ部材６に雌ねじ部材７をねじ込んで締め付けて、ＬＥＤ発光装置からの光を透過するカバー８をクランプする。

上記した高信頼性照明器具１の本体の製造方法によれば、押出成形と機械加工とで成形されるため、高信頼性照明器具１の放熱性が高く、ＬＥＤ発光装置の寿命を確保することができる。また、生産性が高く、多品種少量生産に適した製造方法で、汎用性の高い部品を製造することができるため、コストの安い高信頼性照明器具を製造することができる。さらに、金属と樹脂をインサート成形によって一体成形した部品を用いるため、安全性の高い高信頼性照明器具を提供することができる。本発明の高信頼性照明器具１は、放熱性と安全性に優れているため、防爆形照明器具に適している。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はこの実施の形態に限定されることはない。本発明の目的、趣旨を逸脱しない範囲内での変更が可能なことはいうまでもない。例えば、前述した本発明の実施の形態では、本体２は、アルミニウムを押出成形して成形しているが、銅、鋼、チタン等の他の金属であってもよい。前述した第１固定部材、第２固定部材は、ネジによる固定であったが、バイオネット構造、弾性変形による嵌合、圧入嵌合等の公知の他の着脱自在な固定手段であっても良い。

１…高信頼性照明器具
２…本体（高信頼性照明器具本体）
２０１…押出成形品
２０２…切断部品
２１、２１ａ…冷却フィン
２２…側板
２３…下面
２３１…配線用孔
２４…上面
２４１…環状溝
２５…円筒部
２５１…円筒孔
２５２…外周面
２５３…環状溝
２５４…上面
２６…Ｏリング
２７…外周面
２８…フランジ
２８１…ボルト穴
２８２…ボルト
３…固定金具
３１…ボルト
３２…ボルト孔
４…蓋部材
４０１…金属製の板
４０２…プレス加工品
４１…内周面
４２…環状溝
４３…上面
４４…円形孔
４５…裏面
４６…下面
４７…外周面
４８…フランジ
４８１…雌ねじ
５…電力供給管
５１…ボルト
６…雄ねじ部材（第１固定部材）
７…雌ねじ部材（第２固定部材）
８…カバー（透光部材）
８１…パッキン（シール部材）

Claims

高信頼性照明器具の製造方法であって、
冷却フィンを有し、押出成形された金属製の成形品を所定長さの切断部品に切断する押出成形品切断工程と、
前記切断部品を機械加工により、前記高信頼性照明器具の本体とする本体加工工程と、
前記本体をインサート成形により、熱可塑性合成樹脂を一体に固着する第１固定部材の固着工程と、
金属製の板をプレス加工により前記高信頼性照明器具の蓋部材とする蓋部材プレス加工工程と、
前記蓋部材をインサート成形により、熱可塑性合成樹脂を一体に固着する第２固定部材の固着工程と、
前記高信頼性照明器具の光を透過する透光部材を、前記第１固定部材と前記第２固定部材とで固定してクランプするクランプ工程と
からなることを特徴とする高信頼性照明器具の製造方法。
請求項１に記載の高信頼性照明器具の製造方法において、
前記第１固定部材は雄ねじ部材であり、前記第２固定部材は前記雄ねじ部材にねじ込まれる雌ねじ部材である
ことを特徴とする高信頼性照明器具の製造方法。
請求項２に記載の高信頼性照明器具の製造方法において、
前記透光部材と前記本体と前記蓋部材との間にシール部材が介在され、前記シール部材は、前記雄ねじ部材にねじ込まれる前記雌ねじ部材との間の締付け力で、前記本体と前記蓋部材に固定されている
ことを特徴とする高信頼性照明器具の製造方法。