JPH048882B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の利用分野］ 本発明は、強化ガラスグローブ組立品に関す
る。当該強化ガラスグローブ組立品は、火炎不伝
搬性継手を形成するグローブリングを有し、危険
場所の照明取付具または照明器具に使用する。

［発明の背景］ 照明器具または照明取付具は、部品の機械的組
立品であり、ランプ交換のために分解できねばな
らず、実用において完全密封することは不可能で
ある。従つて、危険場所用照明器具についても、
設置後において周囲ガスが当該照明器具内に入り
込むことは認められている。米国保険業者試験所
（UL）がまとめた、可燃ガスまたは可燃蒸気が存
在する危険場所で使用するために適当な照明取付
具（第１分類、第１種）では、電気的な機能不良
または他の機能不良によつて内部のガスに引火し
た場合、その爆発圧力に耐えるだけの十分な強度
を有するような電気部品用カバーを有することを
求めている。さらに、内部爆発による瞬間圧力が
外部にその圧力を解放する際に、外部に逃げる引
火ガスを十分に冷却して外部の爆発性ガスに引火
しないようにしなければならない。一般に、この
ような品質は、継手中の火炎不伝搬性と呼ばれて
いる。

照明器具内の光源本体は、フイラメント、また
は高光度放電（HID）ランプの場合には内部ア
ーク管とすることができる。いずれの場合も、ラ
ンプ外被は、高温で機能し、一般に非常に薄く
（厚さ１mm）もろいガラスである。従つて、グロ
ーブはランプを被つて損傷からランプ外被を保護
し、光線を通し、高温なランプ外被表面から可燃
ガスを遠ざける必要がある。

グローブは押形ガラス製であり、焼入強化さ
れ、通常少なくとも1/4インチ（0.64cm）の厚さ
を有する。焼入において、ガラスグローブは、内
部応力を弛緩しかつ変形を生ぜずに処理できるに
ような適当な温度まで加熱する。次に、ガラスの
厚さ方向断面に対称温度曲線が生ずるような速度
で、当該温度曲線上の最高温度点が実効凝固温度
よりも低くなるまで、ガラスの両面を急冷して急
速焼入する。この結果、ガラスの厚さ方向断面
は、一般に放物線応力分布となり、表面の圧縮力
が内部の張力と平衡する。

ガラスはその引張強さを越えると割れ、外側表
面が弱い。強化ガラスでは、外側表面に張力を加
えるような爆風等の外部力は、まず圧縮プレスト
レスを中性化し、次に表面に正味引張応力を進行
させる。この過程のために破壊強さが強化される
のである。強化ガラスが割れる際、ひずみエネル
ギーは、危険のないような立方形状の小さな破片
に、ガラスを砕く。

危険場所用照明器具のための従来のグローブに
おいては、一般に、グローブ肉厚の少なくとも２
倍の厚さのリムを設けた。リムの頂部を平面に研
削し、そこに平面に切削したクランプリングの下
側を結合して火炎不伝搬性継手を作つた。このよ
うなリム厚さは、外へ逃げる引火ガスを適切に冷
却するためにリム横断通路長さを十分なものとす
るために、つまりUL仕様書が求めるような火炎
不伝搬性継手とするために必要であつた。しか
し、リムの肉厚部には過焼入が発生しやすく、固
有の弱さの源となることが発見された。これにつ
いては、「強化ガラスグローブ」（発明者：マーカ
ス・ピー・ホーグ）の発明の名称で、本願出願人
によつて、同一日付に出願された特許願(1)に開示
されている。同特許願(1)の発明は、厚いリムを取
り除き、全体的にほぼ一定の肉厚の強化ガラスグ
ローブを提供する。この発明は、焼入冷却サイク
ル中において、より均一な冷却速度を可能にし、
ガラスの過焼入や過度の引張応力が避けられる。

前記特許願(1)の一定肉厚グローブによつて、グ
ローブ頂部のリムは、肉厚に差異がなくなり、15
〜45度の角度で外側に開く。前記グローブは、グ
ローブ支持リングに形成するはめ合い円錐部に、
外側に開いたリムが形成する円錐部を収めること
によつて支持する。グローブは、リング周囲にボ
ルトとワツシヤーまたはバネクリツプのようなク
ランプ手段を配してリム頂部を結合することによ
つてグローブリング内にぴつたり固定する。

危険場所用照明取付具について、UL仕様書844
は、火炎不伝搬性継手としての継手の性能を試験
するための規格を規定する当該規格は、継手の最
小長さ、および継手における表面間の最大間隙、
つまり最大すきまを規定する。継手またはすきま
寸法に関する規格は、照明取付具の内部容積に関
係しており、すきま間隙とすきま長さとの線形の
関係として表される。例えば、継手長さが1.125
インチ（2.858cm）であると、0.004インチ（0.01
cm）のすきまが許容される。しかし、継手長さが
0.625インチ（1.590cm）しかないと、すきまは
0.0015インチ（0.0029cm）に制限される。前記特
許願(1)におけるグローブの外側に開いたリムと支
持リングのはめ合い円錐部間においては、これら
の規格が遵守されなけれならない。しかし、ガラ
スグローブを押形して焼入し、リムを正確に真と
することはまだ技術的に実現可能でない。外側に
開いたガラスリムを研摩して仕様書規格に収める
ことが必要であつた。このような研摩は、高価で
あり、研摩の必要度に応じて、ガラスの押形およ
び焼入のコストの大きな部分を占める可能性があ
る。また、研摩は、どうしてもグローブの強度を
減じる。

［発明の概略］ 本発明の目的は、危険場所用照明器具に使用す
るための、強化グローブの外側に開いたリムとグ
ローブ支持リングの円錐部との間の優れた火炎不
伝播性継手を提供することである。前記継手は、
製造コストを減少し、グローブの強度低下を避け
ることを意図する。

本発明に基づいて、グローブの外側に開いたリ
ムとグローブ支持リングの金属円錐部との間の火
炎不伝搬性継手を実現するために、一つの特定の
グローブに対して適当な材料のガスケツトを鋳込
む。前記ガスケツトは、一つの特定のグローブと
一つの特定のグローブ支持リングとの間に鋳込む
か、または一つの特定のグローブと鋳型との間に
鋳込む。前記鋳型は、グローブ支持リングの金属
円錐に対して、適当な許容差で寸法的に対応する
切削した鋳型である。いずれの方法においても、
ガラス研摩は省略できる。適当な材料としては、
鋳込み可能材料、つまり鋳造または成型可能であ
つて温度の循環やグローブの作動温度において炭
化水素煙霧に長期間にわたつて耐えるものであ
る。好ましい材料は、低融解温度金属または、ハ
ンダのような合金である。本発明の一実施例にお
いて、金属ガスケツトにハンダを使用し、ガラス
グローブの外側に開いたリムとグローブリングと
の間に融解したハンダを流し込んでシールを作
る。グローブリングは、ハンダの融解温度近くま
で予熱し、継手の下部開口はハンダ流し込み前に
臨時にシールして液体ハンダが流れ落ちないよう
にする。

好ましい構成において、グローブリングの円錐
部の頂部付近に、アンダーカツト溝または通路を
切削する。前記溝はハンダ流し込みの用に供し、
両溝にハンダを満たしてキー溝とし、グローブを
グローブリングに堅固に固定する。これによつ
て、照明器具を逆転した場合、固定ネジやクリツ
プの必要なしに、グローブ支持リングにグローブ
を保持することができる。

［実施例の説明］ 第１図は、ベル形金属製ハウジング２、および
透光性底部カバーを形成するガラスグローブ３か
らなるような危険使用型照明器具ないし照明取付
具１を示する。高圧ナトリウム蒸気ランプ等のガ
ス放電ランプを稼動する照明器具において、ハウ
ジング２は、コアとコイルとの組立品、パルスス
ターター（使用する場合）、キヤパシター（使用
する場合）等の電気安定器部品、およびランプ用
のネジソケツトを含む。前記ソケツトは、グロー
ブ内にランプ（図示していない）を吊り下げるた
めに設ける。鳥かご形保護４は、ハウジングの底
部端部に沿つて取り付け、グローブ３の周囲に延
びる。前記照明器具は、図示のようにハブ５によ
つて頂部から支持する。ハブ５は、標準パイプネ
ジを有し、3/4インチ（1.91cm）または１インチ
（2.54cm）の鋼管のような導管６のネジ付端部を
収容する。

第２ａ図および第２ｂ図に示すように、強化ガ
ラスグローブ３の壁面は、全体にほぼ均一な肉厚
である。代表的な危険場所用照明器具について
は、約3/8インチ（0.95cm）の肉厚を有するソー
ダ石灰ガラスのグローブが適当である。第２ｂ図
に示すような形状に押形された全長約10インチ
（25.4cm）のグローブの重量は、約６ポンド
（2.72Kg）である。リム５は、前記特許願(1)の応
用例において開示するように、15〜45度の範囲の
テーパ角度、例えば24度のテーパ角度で外側に開
く。グローブは、第３図に示す照明ハウジング２
に固定し、グローブリング６によつて支持する。
グローブリング６は、あらかじめ決めた斜面長さ
を有し、その中に外側に開いたリム５を収める。
前記グローブリングは、一般にアルミニウム製で
あり、アクメねじ８を通して照明ハウジング２に
取り付ける。アクメねじ８は、第３図に示すよう
に、ハウジング内側上の連携ネジに結合する。

前記特許願(1)において、UL844の規則に基づき
円錐部７と外側に開いた部分５の接合表面間に火
炎不伝搬性継手を確実にするためには、ガラスの
外側に開いた部分の研摩と、金属円錐部の正確な
切削とを必要とした。特にガラスの研摩は、労力
を要する高価なものである。本発明は、ガラス研
摩の必要をなくし、金属円錐部の正確な切削も不
必要にすることができる。本発明は、前記問題に
対して非常に単純な解決策を発見した。その解決
策の基本要素は、グローブとグローブリングとの
間に、ハンダのような適当な材料のガスケツトを
鋳込むことからなる。凝固したガスケツトはぴつ
たり合う表面間のすきまを完全に満たすので、表
面の正確な形成は、もはや必要なくなる。

［ハンダ流し込み方法］ 本発明の最終目的を実現するためには種々の方
法が考えられる。その一つとして、第２ａ図およ
び第２ｂ図に示すように、グローブとグローブリ
ングとを組立て、その接合部に、低融解温度の金
属または合金を流し込む。金属としてハンダを使
用する場合、融解点以上に、例えば共晶合金につ
いては360〓（182℃）以上に予熱する必要があ
る。グローブリングは、ほぼ同じ温度まで予熱
し、ガラスグローブは室温のままとするかまたは
加熱する。継手の下部開口は、シリコンゴムガス
ケツトのような耐高温材料によつて臨時にシール
し、継手に液体ハンダを注ぐ時に、当該液体ハン
ダが前記開口から落ちるのを防ぐ。ハンダ９が凝
固してから、シリコンガスケツトを取り外し、再
使用することもできる。

グローブリングにグローブを固定し、照明器具
を逆転する際、グローブが所定位置に保持される
ようにすることが望ましい。前記特許願(1)におい
ては、止めネジまたはクリツプで固定する。本発
明の特徴に基づく継手は、ハンダがグローブとグ
ローブリングとを一緒に固定するような形状とす
る。これは、第３図の１０に示すように、グロー
ブリングの頂部近くの円錐部分にアンダカツト溝
を切削することによつて実現する。前記アンダカ
ツト溝は、キー溝として作用し、ハンダが凝固す
るとグローブはグローブリング堅固に固定され
る。グローブのリムには、１１に示すように、切
り欠きまたは開先を作り、周囲のハンダキー溝と
のかみ合いを確実にするとともに、ハンダの流し
込みの用にも供する。

［再鋳込みガスケツト方法］ 継手にハンダを流し込んで金属ガスケツトを作
る代りに、あらかじめ型鋳造したハンダガスケツ
トを使用して、グローブリングとグローブとの間
をおおまかに取り付ける。次に、グローブとハン
ダガスケツトとグローブリングとを組立て、これ
ら部品を互いに押し付けながら誘導加熱によつて
ハンダを融解する。このようにして、プレキヤス
トガスケツトの再鋳込みを効率的に行う。この方
法は、融解ハンダの注入が避けられるので熟練作
業を必要としない。しかし、再鋳込みハンダガス
ケツト方法の欠点は、グローブリングが通常アル
ミニウム製なので、熱質量が大く、加熱および冷
却サイクルが長くなることである。また、この方
法は、比較的多量のエネルギーを必要とする。

再鋳込みガスケツト方法のサイクルタイムとエ
ネルギー消費は、グローブリングの代りに、精密
セラミツク鋳型または薄肉精密切削金属鋳型を代
用することによつて減少できる。鋳型は、冷却後
取り外す。鋳込んだガスケツトを有するガラスグ
ローブは、例えば市販のグローブリングとともに
組立てる。この実施例において、前記市販グロー
ブリングは、ハンダガスケツトを再鋳込みする際
に使用した鋳型に正確に一致するように切削した
金属円錐部を有しなければならないことが理解さ
れよう。

第３図に示すハンダ継手は、ガラスグローブも
アルミニウム製グローブリングもハンダの流れに
濡れない点が優れている。この組合せは、
450psi.の水圧に耐えて濡れがないことがテスト
された。これは、比較的高い膨張係数を有するア
ルミニウム製グローブリングが、冷却の際、ハン
ダガスケツトを圧縮し、これによつてハンダガス
ケツトがガラスを圧縮するためと考えられる。第
３図に示すようなハンダガスケツト９の厚さは、
図示するために誇張してあるが、代表的な厚さ
は、0.060インチである。

低融解温度金属または合金は、火炎不伝搬性継
手を作るためのガスケツトまたは接続材料として
好ましいものであるが、幾つかの合成樹脂等の非
金属材料も使用できる。樹脂は、取付具の作動温
度において、炭化水素蒸気に長期間にわたつて耐
えるものでなければならない。フルオロシリコン
樹脂およびフルオロカーボン樹脂がこれらの条件
に合うものである。フルオロシリコン（RTVの
商標でゼネラルエレクトリツクカンパニイから市
販されいる）は、気泡を生じないように慎重に接
合表面に適用して継手を満たさなければならな
い。フルオロカーボン（Teflonの商標でEIデユ
ポンドネモール社から市販されている）は、プレ
キヤストガスケツトとしてグローブおよびグロー
ブリングとともに組立て、圧力を加えながら誘導
加熱して再鋳込みし、取り付ける。

前記に詳細を説明した特別の補強ガラスグロー
ブおよびグローブリングの組合せは、本発明の実
施例として示したものである。本発明について
は、本発明の範囲と目的を離れずに、多くの変更
が可能であるが、本発明の特許請求の範囲には、
そのような同等の変更のすべてを含めることを意
図した。

【図面の簡単な説明】

第１図は、強化ガラスグローブを使用する代表
的な危険場所用照明器具を示す図、第２ａ図およ
び第２ｂ図は、本発明の実施例において、外側に
開いたグローブリムとグローブリングとを接合し
た組立品の上部平面図および垂直断面図、および
第３図は、継手を拡大して示す照明器具の破断断
面図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ガラスグローブ、グローブリング、およびガ
   スケツトからなる危険場所用照明器具のためのガ
   ラスグローブ組立品において、前記ガラスグロー
   ブは、グローブ部分、および外側に開いたほぼ円
   形断面のリム部分を有し； 前記グローブリングは、前記グローブを支持し
   て照明ハウジングに前記グローブを固定するため
   にあり、そして、照明ハウジングへ取付けられる
   ようになつていると共に前記外側に開いたリム部
   分をぴつたり合う表面関係で収容するためのあら
   かじめ決めた斜面長さの中央円錐形孔を有する円
   盤状金属本体からなり； 前記ガスケツトは、前記外側に開いたリム部分
   と前記中央円錐形孔とのぴつたり合う表面間を満
   たすような鋳込み可能材料であり、少なくとも前
   記グローブの外側に開いたリムの表面に対して鋳
   込まれて、前記グローブと前記グローブリングと
   の間に火炎不伝播性シールを実現し、前記鋳込み
   可能材料は前記グローブの作動温度において温度
   循環や炭化水素煙霧に長期間にわたつて耐え得る
   ようになつている、照明グローブ組立品。 ２ 特許請求の範囲第１項に記載の組立品におい
   て、前記鋳込み可能材料が低融解金属または合金
   である照明グローブ組立品。 ３ 特許請求の範囲第１項に記載の組立品におい
   て、前記鋳込み可能材料が非金属材料である照明
   グローブ組立品。 ４ 特許請求の範囲第３項に記載の組立品におい
   て、前記鋳込み可能材料がフルオロシリコン樹脂
   である照明グローブ組立品。 ５ 特許請求の範囲第３項に記載の組立品におい
   て、前記鋳込み可能材料がフルオロカーボン樹脂
   である照明グローブ組立品。 ６ 特許請求の範囲第１項に記載の組立品におい
   て、前記ガラスグローブが強化されている照明グ
   ローブ組立品。 ７ 特許請求の範囲第１項に記載の組立品におい
   て、前記ガスケツトが前記外側に開いたリム部分
   と前記前記中央円錐形孔とのぴつたり合う表面間
   に鋳込まれるような照明グローブ組立品。 ８ 特許請求の範囲第２項に記載の組立品におい
   て、前記グローブリングが頂部近くの円錐形部分
   にアンダカツト溝を有し、前記アンダカツト溝
   は、凝固した低融解点金属で満たされ、前記外側
   に開いたリム部分の頂部と重なつて前記グローブ
   リングに前記グローブを固定するためのキー溝と
   して作用するような照明グローブ組立品。 ９ 特許請求の範囲第１項に記載の組立品におい
   て、前記グローブリングがネジ付周囲を有して、
   照明ハウジングの内側下端のはめ合いネジと結合
   するようにした、照明グローブ組立品。