JP2007173119A - 無電極放電ランプ及び照明器具 - Google Patents

Abstract

【課題】調光時に振動によってカプラから発生される騒音を低減する。
【解決手段】気密容器１と、カプラ２とを備え、カプラ２は、コイル２４が巻き回され軸方向に並設される筒状のコア２２，２２を含み、これらの軸方向のコア２２，２２間にギャップ２２０が設けられる。或いは、カプラは、コイルが巻き回されたコアと、コイルが巻き回されないヨークとを軸方向に並設して備え、カプラのコイルには、１００〜３００ｋＨｚの周波数の高周波電流が供給される。
【選択図】図１

Description

本発明は、無電極放電ランプ及び照明器具に関するものである。

従来の無電極放電ランプは、バルブ内に封入した放電ガスに高周波電磁界を作用させることによって、放電ガスを励起して発光させるようになっている。この種の無電極放電ランプは、小型、高出力及び長寿命等の特徴を有しているため、各所で研究開発がなされている。

ところで、従来の商品化された無電極放電ランプには、コアを複数段積み上げた構造のカプラが用いられている。より具体的には、そのカプラは、３０ｍｍから５０ｍｍの軸長を持つ筒状のコアを、複数段積み上げて構成される（例えば、特許文献１）。また、それらの各コアは、複数ピース（例えば２ピース）に縦に切断されたような分割構造を持ち、製造時に筒状に組み合わされて使用される場合もある（例えば、特許文献２）。軸長が３０ｍｍから５０ｍｍの長さに設定される理由は２つあり、一つはコアを製造する装置に制約があるためで、もう一つはコアの寸法及び特性等の精度を上げるためである。
特開２００４−２５３３２３号公報 特開２００４−８７１４９号公報

しかしながら、コアを複数段積み上げて構成されるカプラでは、コイル電圧のデューティを変化させて調光すると、コイルが巻き回されたコアとコアとの接触箇所から振動によって騒音が発生するという問題があった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、調光時に振動によってカプラから発生される騒音を低減することができる無電極放電ランプ及び照明器具を提供することを目的とする。

上記課題を解決するための請求項１記載の発明の無電極放電ランプは、凹状のくぼみを持ち放電ガスが封入された透光性の気密容器と、前記凹状のくぼみ内に配置されるカプラとを備え、前記カプラは、コイルが巻き回され軸方向に並設される少なくとも２つの筒状のコアを含み、これらの軸方向のコア間にギャップが設けられることを特徴とする。

請求項２記載の発明の無電極放電ランプは、凹状のくぼみを持ち放電ガスが封入された透光性の気密容器と、前記凹状のくぼみ内に配置されるカプラとを備え、前記カプラは、コイルが巻き回されたコアと、前記コイルが巻き回されないヨークとを軸方向に並設して備え、前記カプラのコイルには、１００〜３００ｋＨｚの周波数の高周波電流が供給されることを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１記載の無電極放電ランプにおいて、前記コイルが巻き回されないヨークを含み、このヨークは、前記コアと軸方向に沿って並設されることを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項２又は３記載の無電極放電ランプにおいて、前記コアと前記ヨークとの間にギャップが設けられることを特徴とする。

請求項５記載の発明は、請求項１、３又は４に記載の無電極放電ランプにおいて、前記ギャップに柔軟性樹脂が充填されることを特徴とする。

請求項６記載の発明の照明器具は、前記無電極放電ランプと、前記無電極放電ランプのカプラに高周波電流を供給する高周波電源とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、調光時に振動によってカプラから発生される騒音を低減することができる。

図１は、本発明による一実施形態の無電極放電ランプの概略構成図である。図１に示す本実施形態の無電極放電ランプは、気密容器１と、カプラ２と、口金３とを備え、カプラ２に高周波電流を供給する高周波電源（図示せず）と共に照明器具（図示せず）に搭載されて使用される。

気密容器１は、放電ガスが封入された透光性ガラス製のバルブであり、凹状のくぼみ１１と、このくぼみ１１の底からそのくぼみ１１の軸に沿って外部に引き出される排気管１２とを持つ。図１の例では、気密容器１は、排気管１２を持つくぼみ１１を、バルブ本体１０の開口からそのバルブ本体１０内に挿入し、バルブ本体１０とくぼみ１１とを封止部１３で接合することにより構成される。排気管１２は、バルブ作製の際にその内部を真空排気し、放電ガスを充填するためのものである。

カプラ２は、くぼみ１１内に配置される誘導コイル装置であり、上記高周波電源から高周波電流が供給されることで、放電空間内のプラズマ発生領域に高周波電磁界を発生させて放電ガスを励起し発光させるように構成される。例えば、カプラ２は、熱伝導性のシリンダ２１と、複数（図１の例では２つ）の筒状のコア２２，２２と、樹脂製のボビン２３と、コイル２４とで構成される。なお、各コア２２は、複数ピース（例えば２ピース）に縦に切断されたような分割構造を持つものでもよい。

シリンダ２１は、パイプ２１１及び台座２１２で構成される。パイプ２１１は、くぼみ１１内に挿入されて排気管１２を覆い、パイプ２１１の基端側は、くぼみ１１内から外部に突出する。台座２１２は、パイプ２１１の基端側と嵌合してその外周面と接合する筒状に形成され、基端にリング状の外フランジ２１２ａを一体に有する。

各コア２２は、くぼみ１１内に挿入されるシリンダ２１の先端側に配置され、シリンダ２１のパイプ２１１の外周面と各コア２２の内周面との間には、柔軟性樹脂２５が充填される。

ボビン２３は、シリンダ２１の先端側の各コア２２から基端側の台座２１２の外フランジ２１２ａに亘る領域を内包する筒状に形成される。また、ボビン２３は、ボビン２３の内周面先端に形成され先端側のコア２２の先端方向への動きを規制するリング状の内フランジ２３１と、ボビン２３の内周面中央に形成され各コア２２と台座２１２とを離隔し基端側のコア２２の基端側への動きを規制するリング状の内フランジ２３２と、ボビン２３の外周面基端に形成され台座２１２の外フランジ２１２ａと接触するリング状の外フランジ２３３とを一体に有する。更に、ボビン２３の外周面の先端側には、コイル２４を収容するための凹部２３４が形成される。

コイル２４は、その凹部２３４の底に巻き回され、上記高周波電源から高周波電流が供給される。また、無電極放電ランプの調光時には、そのコイル電圧のデューティが制御（変化）される。

口金３は、樹脂製の嵌合部材であり、気密容器１の封止部１３と嵌合して気密容器１を固定し、また、その支持している気密容器１のくぼみ１１内に先端側が挿入されるカプラ２を固定する。

本実施形態の無電極放電ランプの特徴について説明すると、カプラ２は、コイル２４が巻き回され軸方向に並設される２つの筒状のコア２２，２２を含み、これらの軸方向のコア２２，２２間に０．２ｍｍ以下のギャップ２２０が設けられる。これにより、調光時に振動によってカプラ２から発生される騒音を低減することができる。

一変形実施形態において、無電極放電ランプは、コイル２４が巻き回されないヨーク（図示しない）を含み、このヨークは、コア２４と軸方向に沿って例えばコアの下に並設され、カプラ２のコイル２４には、１００〜３００ｋＨｚの周波数の高周波電流が供給される。この場合、コア２２と上記ヨークとの間にギャップを設けてもよい。この構成によれば、コア及びヨークから発生される騒音を低減することができる。

他の変形実施形態において、上記ギャップ（コアとコアとの間のギャップ、コアとヨークとの間のギャップ）に柔軟性樹脂が充填される。この構成によれば、振動を防止することができる。

図２は、本発明により得られる効果を測定するための測定系を示す。この測定系は、暗雑音２０ａＢ以下の防音室に設けられ、測定ランプＬａ及び高周波電源（バラスト）４を含む照明器具５と、天井に設置され照明器具５を収容する共鳴箱６０と、調光用パルスジェネレータ６１と、安定化電源６２と、マイク６３と、パソコン６４とで構成される。

図３に各種測定ランプを示す。図３（ａ）は、コイル２４が巻き回され軸方向に並設される各コア２２が接触する従来のカプラ（以下「カプラＡ」という）を示す。図３（ｂ）は、コイル２４が巻き回され軸方向に並設される各コア２２間にギャップ２２０が設けられるカプラ（以下「カプラＢ」という）を示す。図３（ｃ）は、コイル２４が巻き回されるコア２２とコイル２４が巻き回されないヨーク２６とが接触するカプラ（以下「カプラＣ」という）を示す。図３（ｄ）は、コア２２とヨーク２６との間にギャップ２２１が設けられるカプラ（以下「カプラＤ」という）を示す。図３（ｅ）は、カプラＢにおいて、ギャップ２２０にも柔軟性樹脂２５が充填されるカプラ（以下「カプラＥ」という）を示す。図３（ｆ）は、カプラＤにおいて、ギャップ２２１にも柔軟性樹脂２５が充填されるカプラ（以下「カプラＦ」という）を示す。

これらの各測定ランプを上記測定系の測定ランプＬａとして入れ替え、そのカプラのコイル電圧のデューティを変化させて調光した時にカプラから発生する騒音を測定し、以下の（表１）の測定結果を得た。

この表に示す騒音レベルの測定値は、９０分に設定されたランプ点灯時間の間の最大ピーク値である。（表１）から、カプラＡ以外は、騒音レベルが低減されることが分かる。換言すると、コイル２４が巻き回され軸方向に並設される各コア２２が接触する場合に、その接触箇所から発生する騒音が大きいことが分かる。

調光時のカプラ騒音は、カプラが振動することによって生じる。特に、磁束方向の振動が非常に大きく、最も大きく振動する場所は、磁束の変化が最も激しいコイルが巻かれる領域であるので、カプラＡのように磁束方向に並設されるコアとコアが接触すると、接触箇所でコア同士がぶつかり合い、そこが大きな振動源となりカプラ騒音が大きくなる。従って、カプラ騒音を低減するためには、磁束方向（軸方向）に並設されるコアとコアとの間にキャップを設けるか、コアとその下にヨークとを設けて、振動による騒音源を無くすことが必要である。また、コアとヨークとの間にギャップを設けたり、コアとコア、コアとヨークとの間のギャップに柔軟性の樹脂を充填することも有効である。

本発明による一実施形態の無電極放電ランプの概略構成図である。 本発明により得られる効果を測定するための測定系を示す図である。 その測定系で測定した各種測定ランプを示す図である。

符号の説明

１ 気密容器
１０ バルブ本体
１１ 凹状のくぼみ
１２ 排気管
１３ 封止部
２ カプラ
２１ シリンダ
２１１ パイプ
２１２ 台座
２２ コア
２２０ ギャップ
２３ ボビン
２３１ 内フランジ
２３２ 内フランジ
２３３ 外フランジ
２３４ 凹部
２４ コイル
２５ 柔軟性樹脂
２６ ヨーク
３ 口金
４ 高周波電源
５ 照明器具

Claims (6)

1. 凹状のくぼみを持ち放電ガスが封入された透光性の気密容器と、
   前記凹状のくぼみ内に配置されるカプラと
   を備え、
   前記カプラは、コイルが巻き回され軸方向に並設される少なくとも２つの筒状のコアを含み、これらの軸方向のコア間にギャップが設けられることを特徴とする無電極放電ランプ。
2. 凹状のくぼみを持ち放電ガスが封入された透光性の気密容器と、
   前記凹状のくぼみ内に配置されるカプラと
   を備え、
   前記カプラは、コイルが巻き回されたコアと、前記コイルが巻き回されないヨークとを軸方向に並設して備え、
   前記カプラのコイルには、１００〜３００ｋＨｚの周波数の高周波電流が供給される
   ことを特徴とする無電極放電ランプ。
3. 前記コイルが巻き回されないヨークを含み、このヨークは、前記コアと軸方向に沿って並設されることを特徴とする請求項１記載の無電極放電ランプ。
4. 前記コアと前記ヨークとの間にギャップが設けられることを特徴とする請求項２又は３記載の無電極放電ランプ。
5. 前記ギャップに柔軟性樹脂が充填されることを特徴とする請求項１、３又は４に記載の無電極放電ランプ。
6. 請求項１から５の何れかに記載の無電極放電ランプと、
   前記無電極放電ランプのカプラに高周波電流を供給する高周波電源と
   を備えることを特徴とする照明器具。
   

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