JP2004039330A - 無電極放電ランプ - Google Patents

Abstract

【課題】誘導コイルの温度を効率よく低減し、限界温度以下に保持する無電極放電ランプを提供する。
【解決手段】放電ガスを封入するバルブ１と、前記バルブ１が備える凹入部２に設置された誘導コイル４と、前記誘導コイルのコアとして用いられる磁性体３と、前記誘導コイル４に電力を供給する電源５と、からなる無電極放電ランプであって、前記誘導コイル４と前記電源５とが熱伝導部材８を介して接続されており、前記熱伝導部材８が、誘導コイル４の素線材と同一材料または誘導コイル４の素線材と同一材料を含有する材料からなる平面板および曲面板を組み合わせてなるか、誘導コイル４を形成する素線材の端部を平面状に形成してなるか、もしくは、誘導コイル４を形成する素線材の端部を平面状に形成したものを誘導コイル４の素線材と同一材料または誘導コイルの素線材と同一材料を含有する材料からなる平面状または曲面状の板に接着してなる。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バルブの凹入部に配置された誘導コイルから発生する磁界により点灯する無電極放電ランプに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
無電極放電ランプは、フィラメントを有する従来の有電極放電ランプと異なり、その構造にランプの寿命を規定する電極が存在しないことから、非常に長寿命であるという特徴を持っている。このため、地球環境保護の視点から、無電極放電ランプは、市場へ積極的に導入されるようになってきている。
【０００３】
無電極放電ランプにおいては、発光物質を封入したバルブの構成する凹入部あるいはバルブの近傍に、誘導コイルが配置されている。高周波電源回路により、誘導コイルに数十ｋＨｚから数十ＭＨｚの高周波電流を流すことで、バルブ内部に誘導コイルから放射された電磁界が発生するため、バルブ内部には誘導電界によるプラズマ放電が発生する。
【０００４】
無電極放電ランプの誘導コイルのコアとしては、フェライトなどの磁性材料が用いられている。フェライトなどの磁性材料は、一般にキュリー温度と呼ばれる温度限界を持ち、磁性材料の温度がキュリー温度を越えると、透磁率が低下するため、もはや磁性材料としての特性を保持できなくなるという欠点を持っている。すなわち、無電極放電ランプの誘導コイルにおいて、磁性材料からなるコアの温度がキュリー温度を越えてしまうと、バルブ内部に放電を維持する上で必要となる誘導電界が発生されなくなり、ランプは消灯してしまう。
【０００５】
このような背景から、無電極放電ランプの誘導コイルの温度は出来る限り低く抑えなければならず、そのための種々の技術開発がなされててきた。
【０００６】
誘導コイルの温度を低減する構造として、例えば、実開平５−８７８０４に開示された構造が公知である。この構造においては、誘導コイルのコアの長手方向に沿ってコア断面の中央部分に熱伝導部材を配置し、さらに熱伝導部材により伝導したコアの熱を、電源回路を収容した金属ジャケットに伝導して外気に放散している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記の従来技術を、誘導コイルおよび電源回路の電子部品に対する熱への対策として無電極放電ランプに適用した場合、以下のような問題点を生じる。
【０００８】
実開平５−８７８０４で開示された構造においては、誘導コイルに発生する熱をケース体である金属ジャケットに効率的に伝導し、外部に放散することによって誘導コイルの温度を下げる方法である。しかし、この方法では誘導コイルの熱を、フェライトで構成されている磁心を介して熱伝導素材に熱伝導させるため、熱の流れの大部分は、コイルより内側に存在する磁心を通過し、さらに内側の熱伝導部材に伝導されることになる。
【０００９】
すなわち、コイルから発生する熱をさらに内側に放熱することで、熱がコイルの内側にこもり、上記のとおり熱に弱い性質を持つ磁心に悪影響を与えることとなる。また、熱伝導部材とコイル間には、磁心を介した分だけの温度差が生ずるため、より大きな電力の入力に耐えることができなくなる。
【００１０】
本発明は、以上で説明した従来技術の課題を解決するものであり、誘導コイルの温度を効率よく低減し、限界温度以下に保持する無電極放電ランプを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の無電極放電ランプにおいては、放電ガスを封入するバルブと、前記バルブが備える凹入部に設置された誘導コイルと、前記誘導コイルのコアとして用いられる磁性体と、前記誘導コイルに電力を供給する電源と、からなる無電極放電ランプであって、前記誘導コイルと前記電源とが熱伝導部材を介して接続されており、前記熱伝導材が、誘導コイルの素線材と同一材料または誘導コイルの素線材と同一材料を含有する材料からなる平面板および曲面板を組み合わせてなるか、誘導コイルを形成する素線材の端部を平面状に形成してなるか、もしくは、誘導コイルを形成する素線材の端部を平面状に形成したものを誘導コイルの素線材と同一材料または誘導コイルの素線材と同一材料を含有する材料からなる平面状または曲面状の板に接着してなるものである。この本発明によれば、誘導コイルの温度を効率よく低減し、限界温度以下に保持する無電極放電ランプが得られる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、放電ガスを封入するバルブと、前記バルブが備える凹入部に設置された誘導コイルと、前記誘導コイルのコアとして用いられる磁性体と、前記誘導コイルに電力を供給する電源と、からなる無電極放電ランプであって、前記誘導コイルと前記電源とが熱伝導部材を介して接続されており、前記熱伝導材が、誘導コイルの素線材と同一材料または誘導コイルの素線材と同一材料を含有する材料からなる平面板および曲面板を組み合わせてなるか、誘導コイルを形成する素線材の端部を平面状に形成してなるか、もしくは、誘導コイルを形成する素線材の端部を平面状に形成したものを誘導コイルの素線材と同一材料または誘導コイルの素線材と同一材料を含有する材料からなる平面状または曲面状の板に接着してなることを特徴とする無電極放電ランプであり、熱伝導材から誘導コイルとバルブに発生する熱を放出し、磁性体の温度を限界温度以下に保持する作用を有する。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、放電ガスを封入するバルブと、前記バルブが備える凹入部に設置された誘導コイルと、前記誘導コイルのコアとして用いられる磁性体と、前記誘導コイルに電力を供給する電源と、からなる無電極放電ランプであって、前記誘導コイルと前記電源とが熱伝導部材を介して接続されており、前記熱伝導材が、誘導コイルの素線材と同一材料または誘導コイルの素線材と同一材料を含有する材料からなる平面板および曲面板を組み合わせてなるものを絶縁体で皮膜してなり、前記熱伝導材の一部が前記誘導コイルと前記磁性体との間に介在して配置されることを特徴とする無電極放電ランプであり、誘導コイルにこもる熱を誘導コイルと磁性体との間に介在して配置された熱伝導材を通じて放出し、磁性体の温度を限界温度以下に保持するという作用を有する。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、放電ガスを封入するバルブと、前記バルブが備える凹入部に設置された誘導コイルと、前記誘導コイルのコアとして用いられる磁性体と、前記誘導コイルに電力を供給する電源と、からなる無電極放電ランプであって、前記誘導コイルと前記電源とが熱伝導部材を介して接続されており、前記熱伝導材が、誘導コイルの素線材と同一材料または誘導コイルの素線材と同一材料を含有する材料からなる平面板および曲面板を組み合わせてなるものであるか、誘導コイルを形成する素線材の端部を平面状に形成してなるものであるか、もしくは、誘導コイルを形成する素線材の端部を平面状に形成したものを誘導コイルの素線材と同一材料または誘導コイルの素線材と同一材料を含有する材料からなる平面状または曲面状の板に接着してなるものであり、前記誘導コイルの内曲面および前記熱伝導部材の外壁面と熱的に接続された第２の熱伝導部材を備えてなることを特徴とする無電極放電ランプであり、第２の熱伝導部材により熱伝導部材および誘導コイルの温度を効率よく低減し、磁性体の温度を限界温度以下に保持するという作用を有する。
【００１５】
【実施例】
以下、本発明の実施例について、図１〜１１を用いて説明する。
実施例１
図１〜６は、本発明の第１の実施例の無電極放電ランプについて示した図である。図１は、本発明の第１の実施例における無電極放電ランプの構成について示した断面図である。図２は、本発明の第１の実施例における無電極放電ランプの誘導コイルおよび熱伝導部材の部分の構成について示した斜視図である。図３は、本発明の第１の実施例における無電極放電ランプの誘導コイルと熱伝導部材との接続部の構成について示した斜視図である。図４は、図３における一部断面Ｂ−Ｂ′付近の構成について示した断面図である。図５は、図３における断面Ｃ−Ｃ′付近の構成について示した断面図である。図６は、図３における断面Ｄ−Ｄ′付近の構成について示した断面図である。
【００１６】
図１において、水銀蒸気や希ガスなどの放電ガスを封入したバルブ１は凹入部２を有しており、凹入部２の内部には、誘導コイル４およびフェライトなどの磁性体材料からなるコア３が、配置されている。
【００１７】
誘導コイル４は、図４に示したように、熱伝導率の高い素線４ａを複数本で撚り線構造（素線同士が互いに捻れ合っている構造）とし、撚り線構造の素線４ａのまわりをポリイミドテープ等の絶縁体４ｂで被覆することで構成された１本の線材を略コイル状に巻きつけた巻き線からなる。素線には、銅線、アルミ線などの熱伝導率の高い金属が用いられる。消費する電力によっては、素線４ａどうしの間は、銅ペーストのような高熱伝導ペーストとの接着材４ｃにより充填されていてもよい。
【００１８】
図１において、点灯回路５は、ソケット６より、家庭の商用電源からの入力電力により、誘導コイル４を励起するためのものである。ケース７は、人の手が直接触れても感電しないように電気的絶縁性の樹脂で構成されている。
【００１９】
図１、図２において、熱伝導部材８は、誘導コイル４の素線と同一材料あるいは同一材料を含有する材料である熱伝導率の高い金属板材等から構成されている。誘導コイル４の端部においては、熱伝導率４を構成する導線の絶縁体４ｂの被覆がはがれた状態のものを、図３の断面Ｃ−Ｃ′および図５に示したように、複数本の素線４ａをまとめて、熱伝導部材８に、溶着、ロウ付けなどにより、電気的かつ熱的に接合する。その結果、素線４ａそのものは、押しつぶされ、変形した状態で、熱伝導部材８に接続される。さらに、素線４ａからなる撚り線を、１本ずつあるいは数本を、熱伝導部材８の内部全体にまんべんなく図１および図２中の破線のように配置し、それぞれを図６に示したように素線４ａを扁平に薄く引き延ばしたものを溶着、ロウ付けなどにより、電気的かつ熱的に接合する。図１における断面Ａ−Ａ′に示すように、２つの熱伝導部材の端部９の間は、ケース７を構成する絶縁樹脂で絶縁されており、起動時に発生する１ｋＶの高電圧に耐えるように構成されている。
【００２０】
熱伝導部材８自体は、全体としてコイルのように巻かれているものではない。熱伝導部材８は、誘導コイル４の両端部でもあり、低い純抵抗に近い特性を有する。誘導コイル４において発生する熱およびバルブ点灯時のプラズマによる熱は、誘導コイル４自身が受け、すみやかに熱伝導部材８に熱伝導し、ケースを介して、外気に放熱される。
【００２１】
われわれの実験によれば、入力２５Ｗにおいて、コイル部の温度はこの構成において、実開平５−８７８０４に示された構成と比較して、１０℃の低減効果を得ることができた。このことにより、誘導コイルの温度を効率よく低減し、その限界温度以下に保つように構成した無電極放電ランプを提供することができる。実施例２
　図７〜１０は、本発明の無電極放電ランプの第２の実施例について示した図である。図７は、第２の実施例における無電極放電ランプの構成を示した断面図である。図８は、図７における誘導コイルおよび熱伝導部材の部分の構成について示した斜視図である。図９は、図８におけるコアに巻かれたコイル部および熱伝導部材の部分の構成について示した斜視図である。図１０は、図９のおける一部断面Ｂ−Ｂ′、断面Ｃ−Ｃ′を示す断面図である。
【００２２】
図７において、バルブ１１、バルブの凹部１２、点灯回路１５、ソケット１６、ケース１７は、実施例１に記載した無電極放電ランプと同じ構成である。本実施例に記載した無電極放電ランプと実施例１に記載した無電極放電ランプとで異なる点は、誘導コイル１４が、熱伝導部材１８と同一材料の板材で構成されていることである。したがって、展開して、プレス等であらかじめ打ち抜いたものを使用できる。ただし、コイル部に使用する部分は図９における断面Ｂ−Ｂ′および図１０に示すように、ポリイミドテープ等の耐熱電気絶縁性のある材料で、熱伝導部材の板材１８ｂの周囲を囲うように構成されている。また、図７および図９に示すように、誘導コイル１４の内側に接する熱伝導部材全体１８ａが、誘導コイル１４とコア１３とのあいだに設置されるように構成されている。だだし、コイル部の絶縁度合いにも影響されるが、図９における断面Ｃ−Ｃ′および図１０に示した板材１８ｂの周りをポリイミドテープ等の耐熱電気絶縁性のある絶縁体１８ｃで囲ってもよい。このような構成により、実施例１と同様の効果が得られる。このことから、誘導コイルの温度を効率よく低減し、その限界温度以下に保つように構成した無電極放電ランプを提供することができる。
実施例３
　図１１は、本発明の無電極放電ランプの第３の実施例におけるコイル部および熱伝導材の部分について示した斜視図である。誘導コイル２４、熱伝導部材２８、誘導コイルの端部２９に関しては、実施例１に記載した無電極放電ランプと同じ構成である。本実施例に記載した無電極放電ランプと実施例１に記載した無電極放電ランプとで異なる点は、熱伝導部材２８の上部のコイル２４とコア２３との間の空間（ケース２７と熱伝導部材２８との間の空間）に、熱伝導性の良い板材を加工した第２の熱伝導部材３０を設置することである。この構成により、実施例１よりも誘導コイルの温度を効率よく低減し、その限界温度以下に保つように構成した無電極放電ランプを提供することができる。
【００２３】
なお、以上述べた各構成は、本発明の趣旨を逸脱しない限り、互いに組み合わせることが可能であることは、いうまでもない。
【００２４】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、誘導コイルの温度を効率よく低減し、限界温度以下に保持する無電極放電ランプが提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例における無電極放電ランプの構成について示した概要図である。
【図２】本発明の第１の実施例における無電極放電ランプの誘導コイルおよび熱伝導部材の部分の構成について示した概要図である。
【図３】本発明の第１の実施例における無電極放電ランプの誘導コイルと熱伝導部材との接続部の構成について示した概要図である。
【図４】図３における一部断面Ｂ−Ｂ′付近の構成について示した概要図である。
【図５】図３における断面Ｃ−Ｃ′付近の構成について示した概要図である。
【図６】図３における断面Ｄ−Ｄ′付近の構成について示した概要図である。
【図７】本発明の第２の実施例における無電極放電ランプの構成を示した断面図である。
【図８】図７における誘導コイルおよび熱伝導部材の部分の構成について示した概要図である。
【図９】図８におけるコアに巻かれたコイル部および熱伝導部材の部分の構成について示した概要図である。
【図１０】図９のおける一部断面Ｂ−Ｂ′、断面Ｃ−Ｃ′を示す概要図である。
【図１１】本発明の第３の実施例における無電極放電ランプのコイル部および熱伝導材の部分について示した概要図である。
【符号の説明】
１　バルブ
２　凹入部
３　コア
４　誘導コイル
４ａ　素線
４ｂ　絶縁体
４ｃ　接着材
５　点灯回路
６　ソケット
７　ケース
８　熱伝導部材
９　熱伝導部材の端部
１１　バルブ
１２　凹入部
１３　コア
１４　誘導コイル
１５　点灯回路
１６　ソケット
１７　ケース
１８　熱伝導部材
１８ａ　熱伝導部材全体
１８ｂ　熱伝導部材の板材
１８ｃ　絶縁体
１９　熱伝導部材の端部
２３　コア
２４　誘導コイル
２８　熱伝導部材
２９　熱伝導部材の端部
３０　第２の熱伝導部材

Claims (3)

1. 放電ガスを封入するバルブと、前記バルブが備える凹入部に設置された誘導コイルと、前記誘導コイルのコアとして用いられる磁性体と、前記誘導コイルに電力を供給する電源と、からなる無電極放電ランプであって、前記誘導コイルと前記電源とが熱伝導部材を介して接続されており、前記熱伝導部材が、誘導コイルの素線材と同一材料または誘導コイルの素線材と同一材料を含有する材料からなる平面板および曲面板を組み合わせてなるか、誘導コイルを形成する素線材の端部を平面状に形成してなるか、もしくは、誘導コイルを形成する素線材の端部を平面状に形成したものを誘導コイルの素線材と同一材料または誘導コイルの素線材と同一材料を含有する材料からなる平面状または曲面状の板に接着してなることを特徴とする無電極放電ランプ。
2. 放電ガスを封入するバルブと、前記バルブが備える凹入部に設置された誘導コイルと、前記誘導コイルのコアとして用いられる磁性体と、前記誘導コイルに電力を供給する電源と、からなる無電極放電ランプであって、前記誘導コイルと前記電源とが熱伝導部材を介して接続されており、前記熱伝導部材が、誘導コイルの素線材と同一材料または誘導コイルの素線材と同一材料を含有する材料からなる平面板および曲面板を組み合わせてなるものを絶縁体で皮膜してなり、前記熱伝導部材の一部が前記誘導コイルと前記磁性体との間に介在して配置されることを特徴とする無電極放電ランプ。
3. 放電ガスを封入するバルブと、前記バルブが備える凹入部に設置された誘導コイルと、前記誘導コイルのコアとして用いられる磁性体と、前記誘導コイルに電力を供給する電源と、からなる無電極放電ランプであって、前記誘導コイルと前記電源とが熱伝導部材を介して接続されており、前記熱伝導部材が、誘導コイルの素線材と同一材料または誘導コイルの素線材と同一材料を含有する材料からなる平面板および曲面板を組み合わせてなるものであるか、誘導コイルを形成する素線材の端部を平面状に形成してなるものであるか、もしくは、誘導コイルを形成する素線材の端部を平面状に形成したものを誘導コイルの素線材と同一材料または誘導コイルの素線材と同一材料を含有する材料からなる平面状または曲面状の板に接着してなるものであり、前記誘導コイルの内曲面および前記熱伝導部材の外壁面と熱的に接続された第二熱伝導部材を備えてなることを特徴とする無電極放電ランプ。

Images