JP2010102961A - 照明器具 - Google Patents

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Motohiro Saimi
元洋 齋見
Atsunori Okada
淳典 岡田
Koji Hiramatsu
宏司 平松
Hiroshi Ogasawara
宏 小笠原
Ryusuke Ura
竜介 浦
Yoshinori Tsuzuki
佳典 都築
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Abstract

【課題】複数の無電極蛍光灯を使用する照明器具であって、照明器具の周囲温度が広い範囲で変動しても光出力を安定させることができるとともに各無電極蛍光灯間での色ずれを抑制することができる照明器具を提供する。
【解決手段】照明器具は、内側に無電極蛍光灯2,2が配置された筐体4と、ガラス(透光性材料)で形成され且つ筐体4の開口部4bを覆う形で配置された透光パネル3とを備える。透光パネル3には、空気流入孔31が設けられるとともに、反射部4aにおいて空気流入孔31とは上下方向で対向する部位に排気孔41が設けられ、空気流入孔31および排気孔41が、各無電極蛍光灯2,2それぞれの投影領域以外の領域であって、且つ隣接する2つの無電極蛍光灯2,2間の熱的な相互干渉を空気流入孔31から排気孔41への空気の流れにより抑制可能な位置に設けられている。
【選択図】図1

Description

本発明は、照明器具に関するものである。
従来から、バルブの内部に電極を待たず、バルブの内部に電極を有する一般の蛍光灯よりも長寿命な無電極蛍光灯が提案されている(特許文献1乃至4)。この無電極蛍光灯は、長寿命のランプを使用することが要求される高天井用照明器具やトンネル用照明器具に使用されることがある。
前記特許文献3,4に記載された無電極蛍光灯は、内部に放電ガスおよび水銀蒸気が封入されるとともに内面に蛍光体層が形成されたバルブと、バルブの一部に近接して配置されたフェライトコアおよびフェライトコアに巻回された誘導コイルを有し誘導コイルに高周波電流を通電するための点灯装置に接続されるカプラとを備える。そして、点灯装置から誘導コイルに高周波電流が通電されると、バルブの内部に高周波電磁界が発生してバルブの内部に封入された水銀蒸気中の水銀が励起され紫外線が発生するとともに、水銀から発せられた紫外線が蛍光体層により可視光に変換されてバルブの外方へ放射される。
また、前記特許文献3,4に記載された無電極蛍光灯では、バルブの内部への水銀蒸気の供給源として、ビスマス−インジウム−水銀アマルガム或いは亜鉛−水銀アマルガムが使用されている(以下、これらを単に水銀アマルガムと称す)。ここにおいて、水銀アマルガムは、水銀蒸気を通過させることができる小さな孔が穿設された金属容器に収納されており、金属容器の温度によってバルブの内部の水銀蒸気圧が設定される。従って、当該無電極蛍光灯では、バルブの周囲温度に応じてバルブの内部の水銀蒸気圧が制御されることとなり、バルブの周囲温度が広い範囲で変化しても光出力を安定させることができる。
ところで、無電極蛍光灯を使用した高天井用照明器具やトンネル用照明器具では、筐体の内側に配置された無電極蛍光灯からの光を下方へ出射するために、下面が開放された筐体が使用されている。そして、このような高天井用照明器具等では、無電極蛍光灯のバルブが筐体から脱落して落下するのを防止するとともに、バルブが破損した場合にバルブを構成するガラスの破片が落下するのを防止するために、筐体の前記下面側に透光パネルが配設され、密閉性の高いものとなっている。一方、高天井用照明器具では、一般に高い光出力が要求され、電力密度が高く光出力の大きい無電極蛍光灯が、複数使用されることがある。しかして、高天井用照明器具では、密閉性の高い筐体の内部に、消費電力が大きく且つ蛍光灯に比べて発熱量の大きい複数の無電極蛍光灯が配置された構造となっているので、筐体の内部が高温になり易い。また、筐体の内部において隣接して配置された複数の無電極蛍光灯同士が接近していると、隣接する無電極蛍光灯の間で熱的な相互干渉が生じ、無電極蛍光灯の周囲温度が上昇する。無電極蛍光灯の周囲温度が上昇すると、無電極蛍光灯のバルブの内部に配設された水銀アマルガムの温度も上昇し、バルブの内部の水銀蒸気圧が上昇する。バルブの内部の水銀蒸気圧が高くなりすぎると、発光効率が低下して、光出力が安定しなくなることがある。
これに対して、筐体の容積を大きくすることにより、筐体の内部の熱が筐体を介して放熱され易くするとともに無電極蛍光灯同士をできるだけ離間した形で配置することで、バルブの周囲温度の上昇を抑制することが考えられる。
ところが、高天井用照明器具やトンネル用照明器具は、取付作業時の作業性等を考慮すれば、できるだけ小型且つ軽量であることが望ましく、放熱性向上のために筐体の容積を大きくすることにより大型化すると器具本体の重量が増加し、取付作業時の作業性が低下するので好ましくない。
ここで、バルブの容積を小さくすることにより、バルブの容積に対する筐体の容積比を大きくすることで放熱性を向上させることにより、照明器具の大型化を避けることが考えられる。
ところが、バルブの容積を小さくすると、バルブの内面の面積が小さくなることにより、無電極蛍光灯の管壁負荷(無電極蛍光灯への入力電力をバルブの内面の面積で除して得られる値で定義される量)が大きくなるので、蛍光体の劣化が早くなる。従って、無電極蛍光灯において、所定の光出力を維持しつつバルブの容積を小さくするには限度がある。しかして、例えば、所定の光出力が得られる無電極蛍光灯を使用した照明器具は、同じ光出力が得られるHIDランプを使用した照明器具と比較して大型にならざるを得ない。
そこで、図7に示すように、透光性材料で形成され内部に放電ガスおよび水銀アマルガムが封入されるとともに内面に蛍光体層が形成されたバルブ2a’を有する無電極蛍光灯2と、下面が開放された碗形に形成され且つバルブ2a’が内側に配置されるとともにバルブ2a’から下面側以外の方向へ出射された光を下面側へ反射する反射部4a’が内側に設けられた筐体4’と、透光性のガラスで形成され且つ筐体4’の下面側に配設された透光パネル3’とを備え、透光パネル3’における、無電極蛍光灯2’の投影領域の略中央部に空気流入孔31’が穿設されるとともに、筐体4’の上端部に排気孔41’が穿設されてなり、筐体4’の内部の熱を筐体4’の外側へ放出する照明器具が提供されている。ここにおいて、筐体4’の内部には、空気流入孔31’から筐体4’の内側に流入し、バルブ2a’の側面に沿ってバルブ2a’の上側へ流れ、排気孔41’から筐体4’の外側へ流出する空気の流れが生じ、この空気の流れによってバルブ2a’で発生した熱を筐体4’の外側へ放熱する。
特開平7−272688号公報 実開平6−5006号公報 特開2001−325920号公報 特開2005−346983号公報
しかしながら、図7に示す構成の照明器具では、空気流入孔31’から筐体4’の内側に流入し且つ排気孔41’から筐体4’の外側へ流出する形で流れる空気が、無電極蛍光灯2’のバルブ2a’の一部に直接当たるので、バルブ2a’が局所的に冷やされ、バルブ2a’の最冷点の位置が移動して無電極蛍光灯2’の光特性が変化することがある。また、複数の無電極蛍光灯2’を使用した照明器具では、各無電極蛍光灯2’の周囲の空気の流れに差異があると、光特性の変化に差異が生じ、各無電極蛍光灯2’間で色ずれが生じるおそれがある。
本願発明は、前記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、複数の無電極蛍光灯を使用する照明器具であって、照明器具の周囲温度が広い範囲で変動しても光出力を安定させることができるとともに各無電極蛍光灯間での色ずれを抑制することができる照明器具を提供する。
請求項1の発明は、透光性材料で形成され内部に放電ガスおよび水銀アマルガムが封入されるとともに内面側に蛍光体層が形成されたバルブと磁性体で形成されバルブに近接して配置されたフェライトコアとフェライトコアに巻回された誘導コイルとを有する複数の無電極蛍光灯と、各無電極蛍光灯が有する誘導コイルに高周波電流を通電する通電手段と、下側に開口部を有し前記複数の無電極蛍光灯から下方以外の方向へ出射された光を下方へ反射する反射部が内側に設けられた筐体と、透光性材料で形成され且つ筐体の前記開口部を覆う形で配置された透光パネルとを備え、透光パネルには、筐体の外側から筐体の内側へ空気を通過させるための空気流入孔が設けられるとともに、筐体および反射部の少なくとも一方において空気流入孔とは上下方向で対向する部位に筐体の内側から筐体の外側へ空気を通過させるための排気孔が設けられ、空気流入孔および排気孔は、各無電極蛍光灯それぞれの投影領域以外の領域であって、且つ無電極蛍光灯間の熱的な相互干渉を空気流入孔から排気孔への空気の流れにより抑制可能な位置に設けてなることを特徴とする。
この発明によれば、空気流入孔から筐体の内側に流入し排気孔から筐体の外側へ流出する形の空気の流れを発生させることにより、筐体の内部で発生した熱を放熱し、且つ無電極蛍光灯間の熱的な相互干渉を抑制できるので、無電極蛍光灯の周囲温度の上昇を抑制することができるから、照明器具の周囲温度が広い範囲で変動しても光出力を安定させることができるとともに、筐体の内部を空気流入孔から排気孔へ流れる空気が直接無電極蛍光灯のバルブの一部に当たることがないので、筐体の内部を流れる空気がバルブの一部に当たることでバルブが局所的に冷やされてバルブの最冷点の位置が移動して各無電極蛍光灯の光特性が変化することを抑制できるから、各無電極蛍光灯間での色ずれを抑制することができる。
請求項2の発明は、請求項1の発明において、前記空気流入孔および前記排気孔に筐体の内部に虫が侵入するのを防止するための防虫用網が設けられてなることを特徴とする。
この発明によれば、前記空気流入孔および前記排気孔に、筐体の内部に虫が侵入するのを防止するための防虫用網が設けられていることにより、前記筐体の内側に設けられた前記反射部が前記筐体の内部に侵入した虫等で汚れるのを防ぐことができるので、前記反射部の汚れによる光出力の低下を抑制することができる。
請求項1の発明によれば、照明器具の内部に配置された無電極蛍光灯それぞれの投影領域以外の領域に、空気流入孔から流入し排気孔から流出される形で空気の流れを発生させることにより、無電極蛍光灯の周囲温度の上昇を抑制することができるので、照明器具の周囲温度が広い範囲で変動しても光出力を安定させることができるとともに、各無電極蛍光灯それぞれの光特性が変化することを抑制できるから、各無電極蛍光灯間での色ずれを抑制することができる。
(実施形態1)
以下、本実施形態について図1乃至図3に基づいて説明する。
本実施形態の照明器具は、無電極蛍光灯2と、無電極蛍光灯2を点灯させるための点灯装置6とを有する2つの無電極蛍光灯装置20と、2つの無電極蛍光灯2が内側に配置され且つ下側に開口部4bが形成された筐体4と、筐体4の開口部4bを覆う形で配置された透光パネル3とを備える。ここで、点灯装置6は、筐体4の上側に配設された点灯装置用筐体5の内側に配置されている。
無電極蛍光灯2は、透光性材料であるガラスで電球状に形成され内部に放電ガスが封入されるとともに内面側に蛍光体層(図示せず)が形成されたバルブ2aと、磁性体で形成され且つバルブ2aに近接して配置されたフェライトコア21と、フェライトコア21に巻回された誘導コイル22とを備えている。ここで、フェライトコア21および誘導コイル22は後述のカプラ25の一部を構成している。
バルブ2aの基端部21aは、合成樹脂で形成された口金23に嵌合されている。バルブ2aの基端部21aには、バルブ2aの内側に窪んだ凹部2bが形成されている。凹部2bの内側には、一端部が凹部2bの底部21bに接続され他端部が封止された細管2cが設けられている。また、バルブ2aの内面にアルミナなどから形成された保護層(図示せず)が形成されており、当該保護層上に積層される形で蛍光体層が形成されている。
また、細管2cの内側には、バルブ2aの内部への水銀蒸気の供給源として、水銀アマルガム(図示せず)を収納した金属容器(図示せず)が配置されている。ここに、水銀アマルガムには、ビスマスとインジウムの合金からなる基体金属中に5.0%の含有率で水銀を含有したものが使用されている。また、金属容器は、鉄とニッケルとからなる合金で形成されており、水銀蒸気を通過させることができる小さな孔が穿設されている。
バルブ2aの内部には、不活性ガスおよび水銀蒸気からなる放電ガスが封入されている。バルブ2aの内部に封入される不活性ガスとしては、例えば、ネオン、アルゴン、クリプトンおよびキセノン等を使用することができる。
フェライトコア21は、円筒状のシリンダ24の一部を覆う形で配設されている。フェライトコア21と、フェライトコア21に巻回された誘導コイル22と、シリンダ24と、シリンダ24を支持する基台部24aとから無電極蛍光灯2のバルブ2aの内部に高周波電磁界を発生させるためのカプラ25が構成されている。カプラ25の基台部24aのシリンダ24とは反対側には、放熱板26が設けられている。
筐体4は、アルミニウムで形成され且つ下面に開口部4bを有している。また、筐体4の内面全体には、無電極蛍光灯2からの光を反射する反射部4aが形成されている。なお、本実施形態では、筐体4の内面に反射部4aを形成する例について説明したが、これ限定されず、例えば、筐体4の内側に、筐体4とは別部材からなる反射部4aを設けてもよい。
透光パネル3は、透光性材料であるガラスで形成され、周縁部が筐体4の開口部4bの内周部に固着された形で筐体4に取り付けられている。
点灯装置6は、無電極蛍光灯2が有する誘導コイル22に高周波電流を通電する通電手段を構成している。なお、本実施形態では、点灯装置6が、1つの誘導コイル22に対して高周波電流を通電する例について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、点灯装置6が、2つの誘導コイル22,22に高周波電流を通電するものであってもよい。
点灯装置用筐体5は、鋼板で形成され且つ矩形箱状に形成されている。また、点灯装置用筐体5の側壁には、点灯装置6等から発生した熱を放熱するための放熱孔51が穿設されている。また、点灯装置用筐体5の内部には、点灯装置6を内部に固定するための固定手段(図示せず)が配設されている。
ところで、本実施形態の照明器具では、透光パネル3に4つの空気流入孔31が穿設されるとともに、内面全体に反射部4aが形成された筐体4において、空気流入孔31とは上下方向で対向する部位に4つの排気孔41が穿設されている。ここで、空気流入孔31および排気孔41は、2つの無電極蛍光灯2,2の投影領域以外の領域に設けられるものであって、空気流入孔31は、2つの無電極蛍光灯2,2の投影領域の間の領域を二等分し且つ無電極蛍光灯2,2の並び方向とは直交する仮想平面と透光パネル3とが交差する領域に穿設され、排気孔41は、前記仮想平面と筐体4および反射部4aとが交差する領域に穿設されている。ここに、空気流入孔31および排気孔41は、径が10mm程度の円形状に形成されている。しかして、空気流入孔31から流入し、排気孔41から放出される形で空気の流れが発生する(図3(a)の矢印参照)。なお、本実施形態では、空気流入孔31と排気孔41とが円形状に形成される場合について説明するが、これに限らず、例えば、スリット形状(細長の長方形状)や楕円形状に形成されたものであってもよい。
従って、2つの無電極蛍光灯2,2の投影領域の間の領域に、空気流入孔31から流入し排気孔41から放出される形で空気の流れが生じることにより、無電極蛍光灯2,2間の熱的な相互干渉を抑制できるので、無電極蛍光灯2の周囲温度の上昇を抑制することができる。しかして、照明器具の周囲温度が広い範囲で変動しても、無電極蛍光灯2の周囲温度の上昇を抑制することにより、水銀アマルガムの温度上昇を抑制してバルブ2aの内部の水銀蒸気圧が高くなりすぎるのを防ぐことができるので、無電極蛍光灯2の発光効率の低下を抑制して、光出力を安定させることができる。
ところで、筐体4の内部を流れる空気がバルブ2aの一部に直接当たると、バルブ2aが局所的に冷やされ、バルブ2aの最冷点の位置が変わることで、無電極蛍光灯2の光特性が変化することがある。ここで、2つの無電極蛍光灯2の周囲の空気の流れ方に差異があり、2つのバルブ2aにおいて筐体4の内部を流れる空気が直接当たる部位が異なると、2つの無電極蛍光灯2,2間で色ずれが生じることがある。
これに対して、本実施形態の照明器具では、前述のように、筐体4の内部において2つの無電極蛍光灯2,2の投影領域以外の領域に空気の流れを生じさせるので、筐体4の内部を流れる空気がバルブ2aに直接当たることがない。従って、バルブ2aが局所的に冷やされることによる無電極蛍光灯2の光特性の変化を抑制できるので、各無電極蛍光灯2,2間での色ずれを抑制することができる。
また、本実施形態の照明器具では、空気流入孔31および排気孔41に、筐体の内部に虫が侵入するのを防止するための、正方形格子状の網目が形成された防虫用網(図示せず)が設けられており、防虫用網の網目の一辺の寸法が0.5mm程度に設定されている。従って、筐体4の内部に虫等が侵入するのを防止することにより、筐体4の内側に設けられた反射部4aが汚れるのを防ぐことができるので、反射部4aの汚れによる光出力の低下を抑制することができる。なお、防虫用網の網目の形状は正方形格子状のものに限定されるものではなく、例えば、円形状や六角形状のものであってもよい。
(実施形態2)
本実施形態の照明器具の基本構成は、実施形態1と略同じであり、図4および図5に示すように、筐体4の内部が、2つの無電極蛍光灯2,2の間に立設された仕切壁42によって2つの空間42a,42aに区切られている。つまり、2つの無電極蛍光灯2,2それぞれが、2つの空間42a,42aそれぞれの内側に配置されている。また、透光パネル3に8つの空気流入孔31が穿設されるとともに、筐体4および反射部4aにおいて8つの空気流入孔31とは上下方向で対向する部位に8つの排気孔41が穿設されている。ここで、8つの空気流入孔31と8つの排気孔41とは、2つの無電極蛍光灯2,2の投影領域以外の領域であって、仕切壁42を挟んだ両側それぞれに各4つずつ穿設されている。なお、実施形態1と同様の構成要素については同一の符号を付して説明を省略する。ここで、仕切壁42は、表面が鏡面となるように加工されたアルミニウム板等の金属板で形成されている。
前述のように、筐体4の内部における2つの無電極蛍光灯2,2の間が、表面が鏡面となるように加工された仕切壁42によって仕切られていることにより、隣接する2つの無電極蛍光灯2,2のいずれか一方から出射された光が他方の無電極蛍光灯2のバルブ2aで吸収されることを防ぐとともに、無電極蛍光灯2から出射された光が仕切壁42で反射されるので、照明器具の始動性を向上させることができるとともに器具効率を向上させることができる。
また、本実施形態の照明器具は、筐体4の内部における仕切壁42の両面それぞれに沿って空気流入孔31から流入し排気孔41から放出される形で空気の流れが発生する。しかして、2つの無電極蛍光灯2,2の投影領域の間の領域に、仕切壁42が立設されているとともに、空気流入孔31から流入し排気孔41から放出される形で空気の流れが生じることにより、無電極蛍光灯2,2間の熱的な相互干渉を抑制できるので、無電極蛍光灯2の周囲温度の上昇を抑制することができる。
ここにおいて、無電極蛍光灯2それぞれの投影領域以外の領域に、空気流入孔31から流入し排気孔41から流出される形で空気の流れを発生させるので、筐体4の内部を流れる空気がバルブ2aに直接当たることがない。従って、バルブ2aが局所的に冷やされ、バルブ2aの最冷点の位置が変わって無電極蛍光灯2の光特性が変化することを抑制できるので、各無電極蛍光灯2,2間での色ずれを抑制することができる。
更に、本実施形態の照明器具では、筐体4の内部に前述の仕切壁42が立設されていることにより、2つの無電極蛍光灯2,2それぞれの間の熱的な相互干渉を抑制できる。
(実施形態3)
本実施形態の照明器具は、図6に示すように、筐体4の内側に4つの無電極蛍光灯2が、筐体4の中央部の周りに等間隔に配置されている。また、筐体4の内側は、隣接する無電極蛍光灯2間それぞれに立設された仕切壁42によって4つの空間42aに区切られている。つまり、4つの無電極蛍光灯2それぞれが、4つの空間42aそれぞれの内側に配置されている。また、筐体4の内側の表面全体には、反射部4aが形成されている。また、透光パネル3に4つの平面視形状が細長の矩形状の空気流入孔31が穿設されるとともに、筐体4および反射部4aにおいて4つの空気流入孔31とは上下方向で対向する部位に4つの排気孔(図示せず)が穿設されている。ここで、4つの空気流入孔31と4つの排気孔とは、4つの無電極蛍光灯2の投影領域以外の領域に形成され、各空気流入孔31および各排気孔は、各仕切壁42の両側で筐体4の内部に連通している。
ここにおいて、空気流入孔31および排気孔は、各無電極蛍光灯2の投影領域以外の領域に位置しているので、筐体4の内部を空気流入孔31から排気孔へ流れる空気がバルブ2aに直接当たることがない。従って、無電極蛍光灯2のバルブ2aが局所的に冷やされ、バルブ2aの最冷点の位置が変わって無電極蛍光灯2の光特性が変化するのを抑制できるので、各無電極蛍光灯2間での色ずれを抑制することができる。
更に、本実施形態の照明器具では、筐体4の内部において、隣接する無電極蛍光灯2の投影領域の間の各領域に、前述の仕切壁42が立設されるとともに、空気流入孔31から流入し排気孔から放出される形で空気の流れが生じることにより、4つの無電極蛍光灯2それぞれの間の熱的な相互干渉を更に抑制することができる。
なお、前述の各実施形態では、無電極蛍光灯2を2つ使用した照明器具および4つ使用した照明器具について説明したが、これに限定されるものではなく、無電極蛍光灯2の数が複数であればよく、例えば、無電極蛍光灯2を3つまたは5つ以上使用しても実施形態1乃至3で説明した効果と同様の効果が得られる。
実施形態1の照明器具を示し、(a)は概略斜視図、(b)は概略下面図である。 同上の照明器具に使用される無電極蛍光ランプの概略断面図である。 同上の照明器具を示し、(a)は概略側面図、(b)は(a)におけるA−A’で破断した概略断面図である。 実施形態2の照明器具を示し、(a)は概略斜視図、(b)は概略下面図である。 同上の照明器具を示し、(a)は概略側面図、(b)は(a)におけるA−A’で破断した概略断面図である。 同上の他の実施例の概略下面図である。 従来例の概略斜視図である。
符号の説明
2 無電極蛍光灯
2a バルブ
3 透光パネル
4 筐体
4a 反射部
5 点灯装置用筐体
6 点灯装置
20 無電極蛍光灯装置
31 空気流入孔
41 排気孔
42 仕切壁























Claims (2)

  1. 透光性材料で形成され内部に放電ガスおよび水銀アマルガムが封入されるとともに内面側に蛍光体層が形成されたバルブと磁性体で形成されバルブに近接して配置されたフェライトコアとフェライトコアに巻回された誘導コイルとを有する複数の無電極蛍光灯と、各無電極蛍光灯が有する誘導コイルに高周波電流を通電する通電手段と、下側に開口部を有し前記複数の無電極蛍光灯から下方以外の方向へ出射された光を下方へ反射する反射部が内側に設けられた筐体と、透光性材料で形成され且つ筐体の前記開口部を覆う形で配置された透光パネルとを備え、透光パネルには、筐体の外側から筐体の内側へ空気を通過させるための空気流入孔が設けられるとともに、筐体および反射部の少なくとも一方において空気流入孔とは上下方向で対向する部位に筐体の内側から筐体の外側へ空気を通過させるための排気孔が設けられ、空気流入孔および排気孔は、各無電極蛍光灯それぞれの投影領域以外の領域であって、且つ無電極蛍光灯間の熱的な相互干渉を空気流入孔から排気孔への空気の流れにより抑制可能な位置に設けてなることを特徴とする照明器具。
  2. 前記空気流入孔および前記排気孔に前記筐体の内部に虫が侵入するのを防止するための防虫用網が設けられてなることを特徴とする請求項1記載の照明器具。
































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* Cited by examiner, † Cited by third party
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