JP2009289481A - 無電極放電灯およびそれを用いた照明器具 - Google Patents

Abstract

【課題】コストアップを招くことなく、簡単な構成で始動開始電圧を低下させた無電極放電灯およびそれを用いた照明器具を提供する。
【解決手段】無電極放電灯は、閉ループ形状に形成された管体からなるバルブ２と、磁性体からなりバルブ２が貫通した状態でバルブ２に取着されるコア１Ｌ、１Ｒと、各コア１Ｌ、１Ｒの少なくとも一部にそれぞれ巻回されて誘導電磁界を発生させる誘導コイル３Ｌ、３Ｒとを備えている。誘導コイル３Ｌ、３Ｒは、それぞれ点灯回路４に対して並列に接続され、誘導コイル３Ｌ、３Ｒの高圧側配線３ＬＨ、３ＲＨをそれぞれバルブ２の中心位置に対して対称位置に配置するとともに、バルブ２の全周に渡って高圧側配線３ＬＨ、３ＲＨが配置されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、無電極放電灯およびそれを用いた照明器具に関するものである。

従来より、閉ループ形状に形成されたバルブを用いた無電極放電灯が提供されている（例えば特許文献１、２参照）。

特許文献１の無電極放電灯は、内部に放電ガスが封入された環状のバルブと、バルブが貫通した状態で当該バルブに取着されたコアとを備え、コアにはバルブ内に誘導電磁界を発生させる誘導コイルが巻回されている。また、上記誘導コイルとは別のコイルが、バルブを構成する管体に沿って略全周に渡って配置されている。

また、特許文献２の無電極放電灯は、内部に放電ガスが封入された閉ループ形状のバルブと、バルブが貫通した状態で当該バルブに取着された２個１組のコアとを備え、各コアはバルブの長手方向両側において互いに対向する形でそれぞれ配置されている。さらに、バルブ内に誘導電磁界を発生させる誘導コイルが、バルブを構成する管体の管軸に沿って巻回されている。
特開平１１−８６７９９号公報（段落［００１７］−段落［００２３］、及び、第１図） 特開２００３−１００２５９号公報（段落［００２９］−段落［００３３］、及び、第１図）

上述の前者の特許文献１に示した無電極放電灯は、バルブに沿って配置したコイルに電流を流すことで電磁障害を低減させたものであり、また後者の特許文献２に示した無電極放電灯は、誘導コイルをバルブに沿って配置することでランプ効率を高めたものではあるが、何れもランプの始動開始電圧を低下させることができるものではなかった。

さらに、後者の特許文献２に示した無電極放電灯では、全ての誘導コイルをバルブに沿って配置しているため、漏れインダクタンスや誘導コイルに寄生する浮遊容量などの影響が大きくなり、その結果特性のばらつきが大きくなっていた。

ここに、バルブ径を小さくしたり、放電路長を長くした場合、バルブのインピーダンスが高くなるため、始動開始電圧が高くなってしまう。したがって、閉ループ形状のバルブの場合、電球形状のバルブに比べて始動開始電圧が高くなる傾向にあり、その結果点灯回路への負荷が大きくなっていた。そこで、始動開始電圧を下げるためにコアを大きくすることが考えられるが、この場合光の蹴られが増加することで効率が低下したり、コアの大型化によるコストアップになるため、好ましいものではなかった。

本発明は上記問題点に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、コストアップを招くことなく、簡単な構成で始動開始電圧を低下させた無電極放電灯およびそれを用いた照明器具を提供することにある。

請求項１の発明は、閉ループ形状に形成された管体からなるバルブと、磁性体からなりバルブが貫通した状態で当該バルブに取着される複数のコアと、各コアの少なくとも一部にそれぞれ巻回されて誘導電磁界を発生させる複数の誘導コイルとを備え、複数の誘導コイルは、当該複数の誘導コイルに高周波電流を印加する点灯回路に対して互いに並列に接続され、各誘導コイルの高圧側配線をそれぞれバルブに沿って互いに対称に配置するとともに、バルブの全周に渡って複数の誘導コイルの高圧側配線が配置されたことを特徴とする。

請求項２の発明は、複数のコアに対応して配置された複数のコネクタ部を備え、各コアに巻回された誘導コイルの高圧側配線はそれぞれバルブに沿って隣接するコアの近傍まで配置され、各コネクタ部に、対応するコアに巻回された誘導コイルの低圧側配線の端部を接続するとともに、隣接するコアからバルブに沿って配置された高圧側配線の端部を接続したことを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１または２の何れか１項に記載の無電極放電灯と、点灯回路とを備えてなることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、高圧側配線をバルブの全周に渡って配置しているので、点灯回路から高圧側配線に印加される高電圧をバルブ全周に加えることができ、その結果バルブが始動しやすくなるから始動開始電圧を低下させることができるという効果がある。しかも、誘導コイルの高圧側配線をバルブに沿って配置するだけでいいので、簡単な構成で始動開始電圧を低下させることができるという効果もある。また、各誘導コイルの高圧側配線を互いに対称に配置した場合、コアおよび誘導コイルとして同じ仕様のものを用いることができるので、点灯時の特性の偏りを少なくすることができ、より安定した点灯を実現することができるという効果がある。さらに、同仕様のコアおよび誘導コイルを生産することになるから、量産効果によるコストダウンを図ることができるという効果もある。

請求項２の発明によれば、コネクタ部により無電極放電灯と点灯回路とに分離できるので器具への組立性が向上し、製造コストを低減することができるという効果がある。また、バルブに取着されるコアが２個の場合には、何れのコネクタ部が外れた場合でも、各コアにそれぞれ巻回された誘導コイルと点灯回路との間の接続が遮断されるから、何れかの誘導コイルにのみ電流が流れて異常点灯となることがなく、安全性を高めた無電極放電灯を提供することができるという効果がある。

請求項３の発明によれば、請求項１または２の何れか１項に記載の無電極放電灯を用いることによって、コストアップを抑えつつ始動開始電圧を低下させた簡素な照明器具を提供することができるという効果がある。

以下に本発明に係る無電極放電灯を用いた照明器具の実施形態を図面に基づいて説明する。本発明に係る無電極放電灯は、例えば室内などを照明するための蛍光灯や紫外線を利用した殺菌灯として用いられるが、以下の実施形態では蛍光灯として用いられる場合について説明する。

（実施形態１）
図１は実施形態１の照明器具を示し、閉ループ形状に形成された管体からなるバルブ２と、バルブ２が貫通した状態でバルブ２に取着される複数（本実施形態では２個）のコア１Ｌ、１Ｒと、各コア１Ｌ、１Ｒの少なくとも一部にそれぞれ巻回されてバルブ２の内部に誘導電磁界を発生させる誘導コイル３Ｌ、３Ｒと、誘導コイル３Ｌ、３Ｒに高周波電流を印加する点灯回路４とを備えている。ここに、点灯回路４を除くバルブ２、コア１Ｌ、１Ｒおよび誘導コイル３Ｌ、３Ｒにより無電極放電灯が構成されている。

バルブ２は、例えば透光性を有するガラス材料からなり、円管であって略Ｕ字状に形成された一対のＵ字管部２ｂ、２ｂと、Ｕ字管部２ｂ、２ｂの両側端間をそれぞれ接続する直管状の一対の直管部２ａ、２ａとで横長の閉ループ形状に形成されている。このバルブ２の内部には、不活性ガス（例えば、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノンなど）や水銀蒸気からなる放電ガスが封入されており、またバルブ２の内壁には蛍光体（図示せず）が塗布されている。なお、放電ガスとして用いられる金属蒸気は水銀蒸気に限定されるものではなく、例えばナトリウムやカドミウムや亜鉛などの金属蒸気であってもよい。

コア１Ｌ、１Ｒは、磁性体（例えば、亜鉛、マンガン、ニッケル、鉄などの金属化合物であるフェライト）により略リング状に形成され、図１に示すように左右方向両側に配置されたＵ字管部２ｂ、２ｂにそれぞれ取着され、バルブ２の中心位置に対して対称位置に配置されている。

誘導コイル３Ｌ、３Ｒは、例えばメッキ線やリッツ線からなり、対応するコア１Ｌ、１Ｒの少なくとも一部に巻回され、点灯回路４に対して互いに並列に接続されている。

ここに、コア１Ｒに巻回された誘導コイル３Ｒの一端側に接続された高圧側配線３ＲＨは、図１に示すようにバルブ２の下側の直管部２ａに沿って対向するコア１Ｌの近傍まで配置されるとともに点灯回路４の高圧側端子ＴＨに接続され、誘導コイル３の他端側に接続された低圧側配線３ＲＬは点灯回路４の低圧側端子ＴＬに接続されている。一方、コア１Ｌに巻回された誘導コイル３Ｌの一端側に接続された高圧側配線３ＬＨは、図１に示すようにバルブ２の上側の直管部２ａに沿って対向するコア１Ｒの近傍まで配置されるとともに点灯回路４の高圧側端子ＴＨに接続され、誘導コイル３の他端側に接続された低圧側配線３ＬＬは点灯回路４の低圧側端子ＴＬに接続されている。すなわち、本実施形態では、各誘導コイル３Ｌ、３Ｒの高圧側配線３ＬＨ、３ＲＨがバルブ２の中心位置に対してそれぞれ対称位置に配置され、且つ、バルブ２の全周に渡って高圧側配線３ＬＨ、３ＲＨが配置されている。

なお、点灯回路４からの出力の大きさや位相、ならびに、誘導コイル３Ｌ、３Ｒのコア１Ｌ、１Ｒへの巻数や巻方向は、バルブ２内に放電が発生し且つ維持されるように設定されている。

次に、本実施形態の照明器具の動作について説明する。点灯回路４をオンにすると、両誘導コイル３Ｌ、３Ｒに高周波電流が印加され、電磁誘導によりバルブ２の内部に誘導電磁界が発生する。さらに、誘導電磁界により上記不活性ガスの放電が起こり、この放電中に水銀蒸気が励起され紫外線が発生する。そして、紫外線はバルブ２の内壁に塗布された蛍光体によって可視光に変換され、バルブ２を透過して可視光が外部に放出される。

ここで、図２は、管径が約４０ｍｍ、放電路長が約１０００ｍｍのバルブ２の内部にアルゴンガスを封入した場合の始動開始電圧を示すグラフであり、点Ａは誘導コイル３Ｌ、３Ｒの高圧側配線３ＬＨ、３ＲＨをバルブ２に沿って配置していない場合、点Ｂは高圧側配線３ＬＨ、３ＲＨをバルブ２に沿って半周配置した場合、点Ｃは高圧側配線３ＬＨ、３ＲＨをバルブ２の全周に渡って配置した場合をそれぞれ示している。このグラフによれば、高圧側配線３ＬＨ、３ＲＨをバルブ２に沿って配置していない場合は始動開始電圧Ｖｉｇ＝１４００Ｖであるのに対し、高圧側配線３ＬＨ、３ＲＨをバルブ２に沿って半周配置すると始動開始電圧Ｖｉｇ＝１１００Ｖとなり、約２０％程度始動開始電圧が低下する。さらに、高圧側配線３ＬＨ、３ＲＨをバルブ２の全周に渡って配置すると始動開始電圧Ｖｉｇ＝６００Ｖとなり、高圧側配線３ＬＨ、３ＲＨをバルブ２に沿って配置しない場合に比べて約６０％程度始動開始電圧が低下する。すなわち、バルブ２に沿って高圧側配線３ＬＨ、３ＲＨを配置することで始動開始電圧を低減できるのである。

而して、本実施形態の無電極放電灯によれば、高圧側配線３ＬＨ、３ＲＨをバルブ２の全周に渡って配置しているので、点灯回路４から高圧側配線３ＬＨ、３ＲＨに印加される高電圧をバルブ２の全周に加えることができ、その結果バルブ２が始動しやすくなるから始動開始電圧を低下させることができる。しかも、誘導コイル３Ｌ、３Ｒの高圧側配線３ＬＨ、３ＲＨをバルブ２に沿って配置するだけでいいので、簡単な構成で始動開始電圧を低下させることができる。また、各誘導コイル３Ｌ、３Ｒの高圧側配線３ＬＨ、３ＲＨを互いに対称（本実施形態ではバルブ２の中心位置に対して対称）に配置することで、コア１Ｌ、１Ｒおよび誘導コイル３Ｌ、３Ｒとして同じ仕様のものを用いることができるので、点灯時の特性の偏りを少なくすることができ、より安定した点灯を実現することができる。さらに、同仕様のコア１Ｌ、１Ｒおよび誘導コイル３Ｌ、３Ｒを生産することになるから、量産効果によるコストダウンを図ることができる。

（実施形態２）
図３は実施形態２の照明器具を示し、実施形態１では各誘導コイル３Ｌ、３Ｒと点灯回路４との間を直接接続しているが、本実施形態では誘導コイル３Ｌ、３Ｒと点灯回路４との間をコネクタ５Ｌ、５Ｒ（コネクタ部）を用いてそれぞれ接続している。なお、それ以外の構成は実施形態１と同様であり、同一の構成要素には同一の符号を付して説明は省略する。

本実施形態の無電極放電灯では、各コア１Ｌ、１Ｒの近傍にそれぞれコネクタ５Ｌ、５Ｒが配置されている。コア１Ｒの近傍に配置されたコネクタ５Ｒには、コア１Ｒに巻回された誘導コイル３Ｒの低圧側配線３ＲＬと、バルブ２の上側の直管部２ａに沿ってコア１Ｌからコア１Ｒの近傍に配置された誘導コイル３Ｌの高圧側配線３ＬＨとが接続されている。一方、コア１Ｌの近傍に配置されたコネクタ５Ｌには、コア１Ｌに巻回された誘導コイル３Ｌの低圧側配線３ＬＬと、バルブ２の下側の直管部２ａに沿ってコア１Ｒからコア１Ｌの近傍に配置された誘導コイル３Ｒの高圧側配線３ＲＨとが接続されている。すなわち、各コネクタ５Ｌ、５Ｒには、それぞれ各誘導コイル３Ｌ、３Ｒの高圧側配線または低圧側配線の何れかが接続されており、コネクタ５Ｌ、５Ｒの何れが外れた場合でも、両誘導コイル３Ｌ、３Ｒと点灯回路４との間の接続が遮断されるようになっている。

而して、本実施形態の無電極放電灯によれば、コネクタ５Ｌ、５Ｒの何れが外れた場合でも、各コア１Ｌ、１Ｒにそれぞれ巻回された誘導コイル３Ｌ、３Ｒと点灯回路４との間の接続が遮断されるから、何れかの誘導コイルにのみ電流が流れて異常点灯となることがなく、安全性を高めた無電極放電灯を提供することができる。また、コネクタ５Ｌ、５Ｒにより無電極放電灯（すなわち、バルブ２、コア１Ｌ、１Ｒおよび誘導コイル３Ｌ、３Ｒ）と点灯回路４とに分離できるので器具への組立性が向上し、製造コストを低減することができる。

さらに、実施形態１または実施形態２の無電極放電灯を用いることによって、コストアップを抑えつつ始動開始電圧を低下させた簡素な照明器具を提供することができる。

なお、無電極放電灯に用いられるバルブは実施形態１、２に限定されるものではなく、例えば環状のものであってもよい。しかもこの場合、用いるコアは３個以上であってもよい。また、各誘導コイル３Ｌ、３Ｒの高圧側配線３ＬＨ、３ＲＨの対称性については、本実施形態のように点対称なものに限定されるものではなく、線対称なものであってもよい。

ここにおいて、始動開始電圧を低下させる無電極放電灯として図４に示すものも挙げられる。この無電極放電灯は、バルブ２の左右方向両側に対向配置されたコア１Ｌ、１Ｒの一方のコア１Ｌに巻回された誘導コイル３Ｌの高圧側配線３ＬＨが、バルブ２の略全周に渡って配置されたものであり、この場合も高圧側配線３ＬＨに印加される高電圧をバルブ２の全周に加えることができ、バルブ２が始動しやすくなるから始動開始電圧を低下させることができる。

実施形態１の照明器具を模式的に表した概略図である。 同上の照明器具の始動開始電圧を示すグラフ図である。 実施形態２の照明器具を模式的に表した概略図である。 始動開始電圧を低下させた照明器具を模式的に表した概略図である。

符号の説明

１Ｌ、１Ｒ コア
２ バルブ
３Ｌ、３Ｒ 誘導コイル
３ＬＨ、３ＲＨ 高圧側配線
４ 点灯回路

Claims (3)

1. 閉ループ形状に形成された管体からなるバルブと、磁性体からなりバルブが貫通した状態で当該バルブに取着される複数のコアと、各コアの少なくとも一部にそれぞれ巻回されて誘導電磁界を発生させる複数の誘導コイルとを備え、前記複数の誘導コイルは、当該複数の誘導コイルに高周波電流を印加する点灯回路に対して互いに並列に接続され、各誘導コイルの高圧側配線をそれぞれ前記バルブに沿って互いに対称に配置するとともに、前記バルブの全周に渡って前記複数の誘導コイルの高圧側配線が配置されたことを特徴とする無電極放電灯。
2. 前記複数のコアに対応して配置された複数のコネクタ部を備え、前記各コアに巻回された誘導コイルの高圧側配線はそれぞれ前記バルブに沿って隣接するコアの近傍まで配置され、各コネクタ部に、対応するコアに巻回された誘導コイルの低圧側配線の端部を接続するとともに、隣接するコアから前記バルブに沿って配置された前記高圧側配線の端部を接続したことを特徴とする請求項１記載の無電極放電灯。
3. 請求項１または２の何れか１項に記載の無電極放電灯と、前記点灯回路とを備えてなることを特徴とする照明器具。

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