JP2009205819A - 無電極ランプ用保持具および照明器具 - Google Patents

Abstract

【課題】コイル巻回部の径外側となる位置に光照射部を有する筐体内に収納した無電極ランプの点灯に際して、無電極ランプから発生する磁束が光照射部から漏れ難く、輻射雑音を抑制できる無電極ランプ用保持具及び照明器具を提供する。
【解決手段】本発明の照明器具１は、無電極ランプ２と、無電極ランプ用保持具３とを備える。無電極ランプ用保持具３は、光照射部３２が設けられると共に金属製の筒状体３１ａを有する筐体３１と、金属製板状の導体部材５とを備えている。導体部材５は、光照射部３２を横切るように筐体３１の前側壁から後側壁に渡され、この状態で、両端が、筒状体３１ａの前側壁、後側壁に夫々、通電可能に連結されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、放電ガスが封入されたバルブを備えた無電極ランプを保持する無電極ランプ用保持具および照明器具に関する。

無電極ランプを保持する無電極ランプ用保持具を有する照明器具は、従来から知られている。例えばバルブの外周側に誘導コイルを配設した無電極ランプと、バルブの軸方向に光照射部を有しバルブの径外側に金属反射板を配設した無電極ランプ用保持具とを備えるとともに、その金属反射板にスリットを設けたものが提案されている（特許文献１参照）。

しかし、このものにおいては、誘導コイルの発生する磁束は、金属反射板で遮ることができず、輻射雑音が非常に大きいという問題点があった。

又、上記照明器具として、例えばバルブの内部に誘導コイルおよびフェライトコアを配設した無電極ランプを保持したものが提案されている（特許文献２参照）。このものにおいては、バルブの内部にフェライトコア及びそのフェライトコアの外周に誘導コイルを巻回したコイル巻回部を配設しているため、コイル巻回部やコアが発生する磁束は、上記特許文献１に記載のものよりも大きく広がらない。つまり、上記特許文献１に記載のようなスリットを金属反射板に設けておかなくても、コイル巻回部やコアが発生する磁束の多くは、金属反射板に鎖交せず、大きなループ電流は流れないため、損失が大きくならない。
特開２００１−３３８７８８号公報 特開２００４−８７１４９号公報

ところが、上記特許文献２に記載の無電極ランプを、コイル巻回部の径外側の位置に光照射部を有する筐体を備えた無電極ランプ用保持具に保持し、その無電極ランプを点灯させた場合、コイル巻回部から発生する磁束が光照射部から漏れ易く、輻射雑音を十分に抑制できないという問題点がある。

本発明は、コイル巻回部の径外側となる位置に光照射部を有する筐体内に収納した無電極ランプの点灯に際して、無電極ランプから発生する磁束が光照射部から漏れ難く、輻射雑音を抑制できる無電極ランプ用保持具および照明器具を提供することを目的とするものである。

前記課題を解決するために、本発明の請求項１は、放電ガスが封入された電球状のバルブ内に、そのバルブの軸方向に沿うコアの外周に誘導コイルを巻回してその軸方向に所定の巻回長さに形成したコイル巻回部を備えた無電極ランプを、光照射部が設けられた導電性を有する筐体内にその光照射部が前記コイル巻回部の径外側に配置されるように収納して保持し、無電極ランプの光をその光照射部から筐体外に照射する無電極ランプ用保持具であって、前記光照射部には、導電性を有する導体部材が設けられ、前記導体部材は、前記光照射部を横切るようにしてその両端が筐体に連結されることにより、導体部材と筐体とで、少なくともコイル巻回部の一部の径外側を包囲するように構成されていることを特徴とする無電極ランプ用保持具を提供する。

請求項２のように、前記筐体は、筒状体と、その筒状体内におけるバルブの径外側に配設される反射部材とを備え、前記筒状体と反射部材との少なくとも一つは、導電性を有し、前記導体部材は、前記導電性を有する少なくとも一つに連結されていることが好ましい。

請求項３のように、前記導体部材は、前記光照射部におけるコイル巻回部の径外側の巻回部対応領域を含み、且つ、前記光照射部におけるコアの径外側のコア対応領域内に配設されていることが好ましい。

請求項４のように、前記導体部材は、複数の板状体を備えていることが好ましい。

請求項５のように、前記板状体は、夫々、光照射部に対して板状体のなす角度を変化できるように構成されていることが好ましい。

又、本発明の請求項６は、前記課題を解決するために、前記請求項１〜５のいずれか一項に記載の無電極ランプ用保持具と、その無電極ランプ用保持具に保持された前記無電極ランプとを備えていることを特徴とする照明器具を提供する。

請求項１によれば、導体部材は、光照射部を横切るようにしてその両端が筐体に連結されることにより、導体部材と筐体とで、少なくともコイル巻回部の一部の径外側を包囲するように構成されている。これにより、無電極ランプのコイル巻回部から発生して筐体外に出ようとする磁束を、筐体と導体部材とによって、ループ電流にして流して消費させることができる。従って、筐体外に出る無電極ランプからの輻射雑音を低減できる。

請求項２によれば、例えば従来の筐体における金属製の筒状体、又は、金属製の湾曲反射部材に、導体部材を連結すれば良く、容易に低コストで製作できる。

請求項３によれば、導体部材は、光照射部におけるコイル巻回部の径外側の巻回部対応領域を含み、且つ、光照射部におけるコアの径外側のコア対応領域内に配設されている。磁束を発生するのは、主に誘導コイルのコイル巻回部及びコアであり、それらの径外側、特にコイル巻回部の径外側が最も磁束密度が高いと考えられる。従って、この請求項３のように、導体部材を、上記位置に配設しておけば、雑音低減の効果を高めることができ、しかも、光の透過を確保できる。

請求項４によれば、導体部材は、複数の板状体を備えたものとするため、板状体同士間に隙間を形成でき、その隙間から光を透過できる。従って、雑音低減を図りながら、十分な光を照射できる。

請求項５によれば、板状体は、夫々、光照射部に対して板状体の面がなす角度を変化できるように構成されているため、照射される光の向きを自由に変えることができ、使用便利なものにできる。

請求項６によれば、無電極ランプの誘導コイルやコアから発生する磁束が光照射部から漏れ難く、輻射雑音を抑制できる照明器具を提供できる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明の一実施の形態の照明器具の概略説明図、図２は、その照明器具の左側面図である。

この実施形態の照明器具１は、図１、図２に示すように無電極ランプ２と、無電極ランプ用保持具３とを備えている。

無電極ランプ２は、ガラス製の電球状のバルブ２１を備えている。このバルブ２１の軸方向の基端部２１ａは、口金２３に連結されている。バルブ２１の中心軸部には、基端側から軸方向の先端側に凹まれるようにして形成されたキャビティ２４と、このキャビティ２４の底部分２４ａから開口部分２４ｂに向かって延在する排気細管２５とが一体的に形成されている。

キャビティ２４内には、排気細管２５に挿入された状態の円筒状のシリンダ２６が設けられている。このシリンダ２６は、後述する点灯回路（図示せず）と電気的に接続されるカプラ２８の一部を構成し、キャビティ２４の開口部分２４ｂから外部に突出して、口金２３に形成された穴に嵌め合わされている。

又、カプラ２８は、口金２３に嵌合されているとともに、無電極ランプ２の基端側に設けられた板状の放熱板３０に接続されている。

バルブ２１の内面には、図示しないが保護膜と蛍光体膜との２層が形成されている。また、キャビティ２４のバルブ２１内の周面にも、保護膜と蛍光体膜との２層が形成されている。

又、キャビティ２４内の上部には、上記シリンダ２６の外周に嵌め込まれた状態でフェライトコア２９と誘導コイル２０とが設けられている。フェライトコア２９は、誘導コイル２０に通電する高周波電流が数百ＫＨｚという低い周波数であるために必要とするものである。この実施形態では、フェライトコア２９は、円筒状のものから構成され、バルブ２１とほぼ同軸になるように配設されている。

誘導コイル２０は、フェライトコア２９の外周に巻回されている。この実施形態では、誘導コイル２０は、フェライトコア２９の軸方向のコア長さＬ１の１／３程度の長さ範囲に巻回されている。これにより、フェライトコア２９の外周に、コイル巻回部２０ｂが形成されているとともに、コイル巻回部２０ｂの軸方向の巻回長さＬ２が上記コア長さＬ１の１／３程度とされている。

バルブ２１内には、不活性ガスや水銀等の放電ガスが封入されている。なお、不活性ガスとしては、例えばネオン、アルゴン、クリプトン、キセノンが挙げられる。また、この実施形態の排気細管２５内には、総量が略２０ｍｇ、重量比で５０：５０の亜鉛・水銀化合物が収納され、バルブ２１内に水銀を放出させることができるようになっている。

次に、無電極ランプ用保持具３について説明する。無電極ランプ用保持具３は、図１に示すように、筐体３１と、導体部材５とを備えている。

筐体３１は、直方体状の筒状体３１ａと、筒状体３１ａ内に配設された反射部材（図１、図２に図示せず）とを備えている。筒状体３１ａは、左右両側が側壁によって塞がれている。

又、筐体３１における筒状体３１ａの下側壁に、無電極ランプ２の光を下方側に照射する光照射部３２が設けられている。この実施形態では、筒状体３１ａの下側壁における反射部材の下方側の一部を開口することにより、光照射部３２が形成されている。

また、光照射部３２には、透光性パネル３３が光照射部３２を覆うように配設され、その状態で、筒状体３１ａの下側壁に取り付けられている。

このように構成された筐体３１は、筒状体３１ａ内に、無電極ランプ２が収納され、筒状体３１ａの上内側面に、ランプ保持部材（図示せず）を介して取り付けられている。この状態で、筒状体３１ａの軸方向と無電極ランプ２のバルブ２１の軸方向とがほぼ一致している。

又、この状態で、導体部材５は、無電極ランプ２のコイル巻回部２０ｂの径外側に配設され、この導体部材５と筐体３１の筒状体３１ａとで、そのコイル巻回部２０ｂの巻回長さ方向の全体の径外側の全周を包囲している。

導体部材５は、導電性を有するものから構成されている。この実施形態では、導体部材５は、銅、アルミニウム等の抵抗率の小さい金属から構成されているが、ステンレス、鋼等でも使用できる。

又、この実施形態の導体部材５は、図８（ａ）に示すように、板状体からなり、左右方向の幅Ｗが上記無電極ランプ２におけるコイル巻回部２０ｂの巻回長さＬ２と同程度で、前後方向の長さが筐体３１の前後方向の長さと同程度とされている。

そして、このように構成された導体部材５は、次のようにして光照射部３２における透光性パネル３３の下方側に配設されている。導体部材５の幅方向を、図１に示すように、光照射部３２におけるコイル巻回部２０ｂの径外側の巻回長さ領域２０ａに対応した巻回部対応領域３２ａに位置合わせする。

一方、導体部材５の長手方向を、図２に示すように光照射部３２を横切るように筐体３１の前側壁から後側壁に渡す。そして、この状態で、導体部材５の長手方向の両端が、筐体３１の筒状体３１ａの前下端、後下端に夫々、通電可能に連結されている。

このように構成された第１実施形態の照明器具１は、例えば天井面に、筐体３１の下側壁が取り付けられるようにして装着され、バルブ２１の軸方向を水平状にして使用される。

そして、この状態で、図示しない点灯回路から高周波電流を無電極ランプ２の誘導コイル２０（図３参照）に通電すると、誘導コイル２０のコイル巻回部２０ｂの周囲に誘導電界（高周波電磁界）が発生する。この誘導電界をバルブ２１に作用させることでプラズマを発生させ、水銀原子から発生する紫外線がバルブ２１の蛍光体膜で可視光に変換され、バルブ２１を透過する。又、その光は、光照射部３２から透光性パネル３３を介して下方に照射される。

又、その際、筐体３１と導体部材５に、図３に示すようにループ電流Ｒが流れ、筐体３１の外に出る輻射雑音を低減できる。

この図３は、筐体３１と導体部材５とにより、輻射雑音を低減する動作を説明するモデル図である。この図３に示すように、コイル巻回部２０ｂ及びフェライトコア２９から発生する磁束Ｊの内、筐体３１の外に出ようとする磁束を、筐体３１と導体部材５とにループ電流Ｒにして流して消費させる。これにより、雑音を低減できる。

ここで、コイル巻回部２０ｂ及びフェライトコア２９に対する導体部材５の相対位置と雑音低減効果との関係を調べる試験をしたので、以下に述べる。この試験では、導体部材５として、銅製で、コイル巻回部２０ｂの巻回長さＬ２と同程度の幅Ｗに形成したものを用いた。

そして、図４に示すように、導体部材５を、その幅方向のほぼ中央がコイル巻回部２０ｂの最先端部２０ｃの径外側となる位置Ａに配設する。又、その位置Ａからバルブ２１の先端側に，導体部材５の幅Ｗ分の距離だけ離れた位置Ｂ、上記位置Ａからバルブ２１の基端側に、導体部材５の幅Ｗ分の距離だけ離れた位置Ｃに、夫々に導体部材５を配設する。

そして、上記位置Ａ〜Ｃ夫々に導体部材５を配設した場合、及び導体部材５を配設しない場合の夫々の１５０ｋＨｚの輻射雑音を測定した。又、測定に供した無電極ランプ２は、出力が２５０Ｗ、動作周波数１５０ｋＨｚ程度とした。

結果は、図５に示すように、導体なしの場合は、６４ｄＢ程度であったのに対し、位置Ｂでは、ほぼ５７ｄＢまで低下した。一方、位置Ｃでは、６１ｄＢ程度で、導体なしの場合に比して低減できたが、位置Ｂよりも低減の効果が落ちている。又、位置Ａでも、導体なしの場合に比して低減できたが、位置Ｂよりも低減の効果が落ちている。

これは、磁束を発生するのは、主にコイル巻回部２０ｂ及びフェライトコア２９であり、コイル巻回部２０ｂの径外側が最も磁束密度が高くなるためと考えられる。従って、コイル巻回部２０ｂ及びフェライトコア２９の径外側、特にコイル巻回部２０ｂの径外側が最も雑音低減効果が高いと考えられる。

次に、導体部材５の幅と雑音低減効果との関係を調べる試験をしたので、以下に述べる。導体部材の試験片として、図６に示すように、コイル巻回部２０ｂの巻回長さＬ２に対して、１／３程度の幅の第１試験片１５１と、同程度の幅の第２試験片１５２とを準備した。又、導体部材の試験片として、コイル巻回部２０ｂの巻回長さＬ２のほぼ３倍程度（フェライトコア２９のコア長さＬ１と同程度）の幅（３Ｗ）の第３試験片１５３を準備した。更に、導体部材の試験片として、コイル巻回部２０ｂの巻回長さＬ２のほぼ６倍程度（無電極ランプ２の長さと同程度）の幅（６Ｗ）の第４試験片１５４を準備した。

又、第１試験片１５１及び第２試験片１５２を、その幅方向の中央がコイル巻回部２０ｂの巻回長さ方向の略中央の径外側になるように配設した。又、第３試験片１５３を、フェライトコア２９のほぼ径外側に配設した。また、第４試験片１５４を、無電極ランプ２全体のほぼ径外側に配設する。

そして、上記第１〜第４の試験片１５１〜１５４夫々について、及び導体部材を配設しない場合について、１５０ｋＨｚの輻射雑音を測定した。又、測定に供した無電極ランプ２は、上記と同条件である。

結果は、図７に示すように、導体部材なしの場合は、６４ｄＢ程度であったものが、第１試験片１５１では、ほぼ６１ｄＢ程度までしか低減できなかったが、第２試験片１５２では、ほぼ５７ｄＢまで低下し効果が大きかった。又、第３試験片１５３、第４試験片１５４（ほぼ５５ｄＢ）の順に低減が大きくなる。ただし、その低減の度合いは、第２試験片１５２に比べて僅かである。

以上のように、導体部材の幅が大きくなればなる程、輻射雑音が低減されるが、照明器具本来の目的である光を出すことの障害になる。よって、雑音を効果的に抑制でき、光の遮断を極力避けるには、導体部材の幅を、コイル巻回部２０ｂの巻回長さＬ２よりも大きく、フェライトコア２９のコア長さＬ１よりも小さくするのが好ましい。

尚、上記実施形態では、導体部材５を一枚の板状体から構成したが、この形態のものに限らず、適宜変更できる。例えば図８（ｂ）に示すように、導体部材５を、複数の板状片５１から構成し、複数の板状片５１の全体で、図８（ａ）に示すものと同じ幅Ｗになるようにしても良い。

より詳しくは、例えば導体部材５を、０．５ｃｍ幅の銅箔を５本、互いの隙間を０．６ｃｍにして、コイル巻回部２０ｂの巻回長さＬ２とほぼ同じにし、コイル巻回部２０ｂの径外側に配設した。

このとき、１５０ｋＨｚの輻射雑音は、５７ｄＢとなり、図８（ａ）に示すものと同程度の効果が得られた。このように、導体部材５を、複数の板状片５１から構成してルーパー状に形成することにより、光の透過を改善でき、その点で有利である。

又、導体部材５を、複数の板状片５１から構成する場合において、図９、図１０に示すように、各板状片５１の幅方向を上下方向にしてバルブの径外方向に一致させるようにして筐体３１の筒状体３１ａに連結する。

より詳しくは、例えば高さＨが１ｃｍ、厚さが１ｍｍのアルミニウム片からなる４つの板状片５１によって導体部材５を構成し、導体部材５の全体の幅Ｗを５ｃｍとなるようにして、コイル巻回部２０ｂの径外側に配設した。

このとき、１５０ｋＨｚの輻射雑音は、５５．５ｄＢとなり、図８（ａ）に示すものと同程度の効果が得られた。このようにすることにより、光の透過をより改善できる。

また、上記実施形態では、導体部材５を、筐体３１に固定したが、回転自在に取り付け、光照射部３２に対する導体部材５の面の角度を変えうるようにしても良い。

例えば図１１に示すように、導体部材５を、複数の板状体５１から構成するとともに、各板状体５１の両端に、軸５１ａを設けたものとする。そして、これらの板状体５１を、筐体３１に軸支することにより、板状体５１を、夫々、光照射部３２に対する導体部材５の面の角度を変えうるようにする。

こうすることにより、照射される光の向きを自由に変えることができ、使用便利なものにできる。

又、導体部材５は、板状のものから構成する形態のものに限らず、例えばメッシュ状のもの、パンチングメタル状のもの、或いは、エキスパンドメタル状のものであっても良く、同様の効果を得ることができ、適宜変更使用できる。

また、上記実施形態では、導体部材５を、筐体３１の筒状体３１ａに連結したが、例えば反射部材６に連結しても良い。詳しくは、図１２、図１３に示すように、筐体３１内には、導電性を有する反射部材６が設けられている。

反射部材６は、この実施形態では、バルブ２１の前方から上方及び後方を覆うように配設された湾曲状の湾曲反射部材６１と、湾曲反射部材６１の左側に配設された左反射部材６２と、湾曲反射部材６１の右側に配設された右反射部材６３とから構成されている。

そして、導体部材５は、次のようにして透光性パネル３３の上方側に配設されている。導体部材５の幅方向は、コイル巻回部２０ｂの巻回長さＬ２に対応した光照射部３２におけるコイル巻回部２０ｂの径外側の巻回部対応領域３２ａに位置合わせされている。

導体部材５の長手方向は、光照射部３２を横切るように筐体３１の前側壁から後側壁に渡されている。そして、その状態で、導体部材５の長手方向の両端が、筐体３１の湾曲反射部材６１の前端、後端に夫々、通電可能に連結されている。これにより、導体部材５と筐体３１の湾曲反射部材６１とで、コイル巻回部２０ｂの径外側を全周にわたって包囲している。

又、湾曲反射部材６１と筒状体３１ａとを金属等の導電性を有するものから構成する場合は、導体部材５を、両方又は何れか一方に連結すれば良い。又、上記何れか一方に連結する場合、他方は、導電性を有するものでも良いが、有しないもので形成しても良い。

また、上記実施形態では、筐体３１を、湾曲反射部材６１と筒状体３１ａとを備えたものから構成したが、例えば筐体を、湾曲反射部材を有する反射部材のみから構成しても良く、適宜変更し得る。

又、上記実施形態では、光照射部３２に、透光性パネル３３を配設しているが、透光性パネル３３を設けないものであっても良く、適宜変更できる。

又、上記実施形態では、導体部材５を、光照射部３２におけるコイル巻回部２０ｂの径外側の巻回長さ領域２０ａに対応した巻回部対応領域３２ａに配設しているが、例えばその巻回部対応領域３２ａを含み、且つ、光照射部２０ｂにおけるコア２９の径外側のコア長さ領域に対応したコア対応領域内に配設するようにしても良い。

また、上記実施形態では、照明器具を、無電極ランプと、無電極ランプ用保持具と、点灯回路とを備えたものから構成しているが、この形態のものに限らず、適宜変更できる。例えば照明器具を、無電極ランプと、無電極ランプ用保持具とから構成し、照明器具とは別途に設けた点灯回路に照明器具を接続するようにしても良い。

本発明の一実施の形態の照明器具の概略説明図である。 その照明器具の左側面図である。 筐体と導体部材とにより輻射雑音を低減する動作を説明するモデル図である。 誘導コイル及びフェライトコアに対する導体部材の相対位置と雑音低減効果との関係を調べる試験を行う際の説明図である。 導体部材の相対位置と雑音レベルとの関係を表したグラフである。 導体部材の幅と雑音低減効果との関係を調べる試験を行う際の説明図である。 導体部材の幅と雑音レベルとの関係を表したグラフである。 図８（ａ）は、導体部材の斜視図、図８（ｂ）は、導体部材の他の実施形態の斜視図である。 導体部材の更に他の実施形態の斜視図である。 図９に示す実施形態の導体部材を筐体に取り付けた状態の要部の斜視図である。 導体部材の他のもう一つの実施形態の斜視図である。 導体部材を反射部材に連結した実施形態の照明器具の概略の横断面図である。 導体部材を反射部材に連結した実施形態の照明器具の概略の縦断面図である。

符号の説明

１ 照明器具
２ 無電極ランプ
３ 無電極ランプ用保持具
５ 導体部材
６ 反射部材
２１ バルブ
３１ 筐体
３１ａ 筒状体
３２ 光照射部

Claims (6)

1. 放電ガスが封入された電球状のバルブ内に、そのバルブの軸方向に沿うコアの外周に誘導コイルを巻回してその軸方向に所定の巻回長さに形成したコイル巻回部を備えた無電極ランプを、光照射部が設けられた導電性を有する筐体内にその光照射部が前記コイル巻回部の径外側に配置されるように収納して保持し、無電極ランプの光をその光照射部から筐体外に照射する無電極ランプ用保持具であって、
   前記光照射部には、導電性を有する導体部材が設けられ、
   前記導体部材は、前記光照射部を横切るようにしてその両端が筐体に連結されることにより、導体部材と筐体とで、少なくともコイル巻回部の一部の径外側を包囲するように構成されていることを特徴とする無電極ランプ用保持具。
2. 前記筐体は、筒状体と、その筒状体内におけるバルブの径外側に配設される反射部材とを備え、
   前記筒状体と反射部材との少なくとも一つは、導電性を有し、
   前記導体部材は、前記導電性を有する少なくとも一つに連結されていることを特徴とする請求項１記載の無電極ランプ用保持具。
3. 前記導体部材は、前記光照射部におけるコイル巻回部の径外側の巻回部対応領域を含み、且つ、前記光照射部におけるコアの径外側のコア対応領域内に配設されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の無電極ランプ用保持具。
4. 前記導体部材は、複数の板状体を備えていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の無電極ランプ用保持具。
5. 前記板状体は、夫々、光照射部に対して板状体のなす角度を変化できるように構成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の無電極ランプ用保持具。
6. 前記請求項１〜５のいずれか一項に記載の無電極ランプ用保持具と、その無電極ランプ用保持具に保持された前記無電極ランプとを備えていることを特徴とする照明器具。

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