JP2012009360A - Auxiliary light source device, and electrodeless discharge lamp, electrodeless discharge lamp lighting device, and illumination device including the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、補助光源装置並びにこれを備えた無電極放電灯及び無電極放電灯点灯装置及び照明器具に関するものである。 The present invention relates to an auxiliary light source device, an electrodeless discharge lamp including the auxiliary light source device, an electrodeless discharge lamp lighting device, and a lighting fixture.
従来から、透光性を有する材料からなり放電ガスが封入されたバルブを備える無電極放電灯を点灯させる無電極放電灯点灯装置が提供されている。この種の無電極放電灯点灯装置は、無電極放電灯に近接配置された誘導コイルに高周波電力を供給し、無電極放電灯内に高周波電磁界によるプラズマを発生させることで無電極放電灯を点灯させる。 2. Description of the Related Art Conventionally, an electrodeless discharge lamp lighting device for lighting an electrodeless discharge lamp including a bulb made of a light-transmitting material and filled with a discharge gas has been provided. This type of electrodeless discharge lamp lighting device supplies high frequency power to an induction coil arranged close to the electrodeless discharge lamp, and generates plasma due to the high frequency electromagnetic field in the electrodeless discharge lamp. Light up.
さらに、暗所における始動性を改善するために、暗所において始動時に点灯され無電極放電灯のバルブに対して光を照射する始動補助光源を備えた無電極放電灯点灯装置も提供されている(例えば、特許文献1参照)。 Furthermore, in order to improve startability in a dark place, an electrodeless discharge lamp lighting device including a start auxiliary light source that is turned on at the start in the dark place and irradiates light to the bulb of the electrodeless discharge lamp is also provided. (For example, refer to Patent Document 1).
上記の始動補助光源は、暗所における始動性の改善が目的であったので、無電極放電灯のバルブに多くの光を入射させるように無電極放電灯のバルブに覆われる位置に配置されていた上に、無電極放電灯の点灯後には消灯されていた。つまり、上記の始動補助光源は、無電極放電灯の点灯中に光束を増大させるものではなかった。 The start auxiliary light source is intended to improve startability in a dark place, so it is arranged at a position covered by the electrodeless discharge lamp bulb so that a large amount of light is incident on the bulb of the electrodeless discharge lamp. In addition, it was turned off after the electrodeless discharge lamp was turned on. That is, the start auxiliary light source does not increase the luminous flux while the electrodeless discharge lamp is turned on.
本発明は、上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、無電極放電灯の点灯中における光束の増大が可能な補助光源装置並びにこれを備えた無電極放電灯及び無電極放電灯点灯装置及び照明器具を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described reasons, and an object of the present invention is to provide an auxiliary light source device capable of increasing a luminous flux during lighting of an electrodeless discharge lamp, an electrodeless discharge lamp including the same, and an electrodeless discharge lamp. An object is to provide an electric lamp lighting device and a lighting fixture.
本発明の補助光源装置は、無電極放電灯のバルブに近接配置される受電コイルと、少なくとも前記無電極放電灯の点灯中には前記受電コイルに誘導された電力により点灯される補助光源とを備えることを特徴とする。 An auxiliary light source device according to the present invention includes a power receiving coil arranged in proximity to a bulb of an electrodeless discharge lamp, and an auxiliary light source that is turned on by power induced in the power receiving coil at least when the electrodeless discharge lamp is turned on. It is characterized by providing.
また、本発明の無電極放電灯は、上記の補助光源装置と、透光性を有する材料からなり放電ガスが封入されるとともに前記受電コイルが近接配置されたバルブと、前記バルブに対して連結されるとともに前記補助光源を保持する保持体とを備えることを特徴とする。 The electrodeless discharge lamp of the present invention is connected to the auxiliary light source device, a bulb made of a light-transmitting material, in which a discharge gas is enclosed, and the power receiving coil is disposed in proximity to the bulb. And a holding body for holding the auxiliary light source.
また、前記バルブは閉ループ形状であって、前記補助光源は前記バルブに囲まれていてもよい。 The bulb may be a closed loop shape, and the auxiliary light source may be surrounded by the bulb.
さらに、本発明の無電極放電灯点灯装置は、上記の補助光源装置と、前記無電極放電灯のバルブに近接配置される誘導コイルと、前記誘導コイルに高周波電力を供給することにより前記無電極放電灯を点灯させる高周波電源部とを備えることを特徴とする。 Furthermore, the electrodeless discharge lamp lighting device according to the present invention includes the auxiliary light source device, an induction coil disposed close to a bulb of the electrodeless discharge lamp, and high frequency power supplied to the induction coil, thereby And a high-frequency power supply unit that turns on the discharge lamp.
また、本発明の照明器具は、上記の補助光源装置と、透光性を有する材料からなり放電ガスが封入されるとともに前記受電コイルが近接配置されたバルブと、前記バルブに近接配置された誘導コイルと、前記誘導コイルに高周波電力を供給することにより前記バルブ内に放電を発生させる高周波電源部とを備えることを特徴とする。 Further, the lighting fixture of the present invention includes the auxiliary light source device, a bulb made of a light-transmitting material, in which a discharge gas is enclosed, and the power receiving coil is arranged in proximity, and an induction arranged in proximity to the bulb. It is characterized by comprising a coil and a high frequency power supply section for generating a discharge in the bulb by supplying high frequency power to the induction coil.
本発明によれば、無電極放電灯の点灯中には補助光源の光により光束の増大が可能である。 According to the present invention, the luminous flux can be increased by the light of the auxiliary light source during the lighting of the electrodeless discharge lamp.
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説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
(実施形態1)
本実施形態の補助光源装置5が一体化された無電極放電灯点灯装置1は、図1に示すように、無電極放電灯2のバルブ20に近接配置される誘導コイル10と、直流電源Eから入力された直流電力を高周波の交流電力に変換して誘導コイル10に入力することにより無電極放電灯2を点灯させる高周波電源部11とを備える。
(Embodiment 1)
As shown in FIG. 1, the electrodeless discharge
直流電源Eは、例えば、交流電力を所定電圧の直流電力に変換する周知のAC−DCコンバータからなる。 The direct current power source E is composed of, for example, a known AC-DC converter that converts alternating current power into direct current power having a predetermined voltage.
高周波電源部11は、直流電源Eの出力端間に接続された2個のスイッチング素子Q1,Q2の直列回路と、このスイッチング素子Q1,Q2の接続点に一端が接続されたインダクタL1と、このインダクタL1の他端に一端が接続されるとともに他端が直流電源Eの低電圧側の出力端に接続された第1コンデンサC1と、上記のスイッチング素子Q1,Q2を交互にオンオフ駆動する駆動回路DRとを備える、いわゆるハーフブリッジインバータである。誘導コイル10は、一端が第2コンデンサC2を介してインダクタL1と第1コンデンサC1との接続点に接続されるとともに、他端が直流電源Eの低電圧側の出力端に接続されている。上記のような駆動回路DRは周知の電子回路で実現可能であるので、詳細な図示並びに説明は省略する。
The high frequency
構造について説明すると、無電極放電灯点灯装置1は、図2に示すように、誘導コイル10を保持したカプラ3と、高周波電源部11を収納及び保持したケース4とを備える。誘導コイル10と高周波電源部11とは電線PCを介して互いに電気的に接続されている。
The structure of the electrodeless discharge
カプラ3は、図3に示すように、円板形状の台座部31aと、台座部31aの一面の中央から突設された円筒形状のシリンダ部31bとを有するベース31と、磁性体(例えばMn−Zn系フェライト)からなりベース31のシリンダ部31bが内側に嵌め込まれた円筒形状のコア32とを備える。誘導コイル10はコア32に巻回されている。以下、上下方向は図3を基準として説明する。つまり、台座部31aの厚さ方向であってシリンダ部31b及びコア32の軸方向を上下方向と呼び、台座部31aに対してシリンダ部31bが突出した方向を上方向と呼ぶ。なお、ここでいう上下方向はあくまで説明の便宜上定義するものであり、実際の使用状態での上下方向とは必ずしも一致しない。
As shown in FIG. 3, the
無電極放電灯2は、透光性を有する材料からなり放電ガスが封入されたバルブ20を備える。放電ガスは、希ガス(例えばネオン、アルゴン、クリプトン、キセノンなど)中に所定の割合で金属蒸気(例えば水銀、ナトリウム、カドミウム、亜鉛など)が混合されたものである。また、バルブ20の内面には蛍光体(図示せず)が塗布されている。誘導コイル10が発生させる電磁界によりバルブ20内にアーク放電が発生すると、これに伴って発生する紫外光が上記の蛍光体によって可視光に変換されることでバルブ20が発光(つまり無電極放電灯2が点灯)する。また、バルブ20は、カプラ3のコア32及びシリンダ部31bが挿入される接続凹部20aを有し、この接続凹部20aにカプラ3のコア32及びシリンダ部31bが挿入されることで誘導コイル10は無電極放電灯2のバルブ20に近接配置される。さらに、接続凹部20aの底面には、カプラ3のシリンダ部31bに挿入される凸部20bが突設されている。
The
さらに、無電極放電灯2は、接続凹部20aの開口を囲む形でバルブ20に機械的に結合した筒状の口金21を有する。
Furthermore, the
以下、本実施形態の特徴部分について説明する。カプラ3のベース31の台座部31aの上面には、補助光源としての複数個の発光ダイオード50が、円形状に並べて配置されている。各発光ダイオード50とシリンダ部31bの中心軸との距離は口金21の直径に対して充分に大きくされている。これにより、カプラ3に無電極放電灯2が取り付けられた状態でも上方から見て全ての発光ダイオード50が露出する。また、電気的には、全ての発光ダイオード50は1個の直列回路を構成している。
Hereafter, the characteristic part of this embodiment is demonstrated. On the upper surface of the
さらに、コア32には受電コイル51が巻回されており、受電コイル51に誘導された電力を整流及び平滑して発光ダイオード50の直列回路に入力する整流平滑回路52が、台座部31aの上面において口金21に覆われる位置に固定されている。整流平滑回路52は、受電コイル51からの入力電力を全波整流するダイオードブリッジと、ダイオードブリッジの直流出力(脈流出力)を平滑化して発光ダイオード50の直列回路に入力するコンデンサとからなる。つまり、発光ダイオード50と受電コイル51と整流平滑回路52とで補助光源装置5が構成されている。発光ダイオード50と整流平滑回路52との電気的接続及び発光ダイオード50同士の電気的接続は、例えばカプラ3の台座部31aの上面に導電パターン(図示せず)を設けてこれによって達成してもよいし、カプラ3のベース31に導電体(図示せず)をインサート成型してこれによって達成してもよい。
Further, a
ここで、受電コイル51の巻数及び発光ダイオード50の個数は、それぞれ、少なくとも無電極放電灯2が安定して点灯する程度の電力が高周波電源部11から出力されている期間には各発光ダイオード50がそれぞれ点灯するように決定されている。これにより、少なくとも無電極放電灯2の点灯中には各発光ダイオード50がそれぞれ点灯する。
Here, the number of windings of the
上記構成によれば、補助光源としての発光ダイオード50の光により、光束の増大が可能となる。
According to the above configuration, the light flux can be increased by the light of the
また、本実施形態における各発光ダイオード50の配置はそれぞれ光をバルブ20に入射させるような配置でもあるので、無電極放電灯2が点灯する前に各発光ダイオード50がそれぞれ点灯させれば、従来例の始動補助光源のような始動補助の効果も得られる。
In addition, since the arrangement of the
なお、図4に示すように、発光ダイオード50の直列回路を2個、受電コイル51の両端間に逆並列に接続して、整流平滑回路52を省略してもよい。つまり、上記2個の直列回路の発光ダイオード50が交互に点灯する。
As shown in FIG. 4, two series circuits of the
また、上記の補助光源装置5は、無電極放電灯点灯装置1に一体化する代わりに、図5に示すように無電極放電灯2に一体化してもよい。図5の例では、各発光ダイオード50はそれぞれ保持体としての口金21の上面に保持され、受電コイル51はカプラ3のシリンダ部31bを囲むような形で口金21の内側に保持されている。この場合、発光ダイオード50の放熱性を確保するためには、口金21の材料としては、例えばアルミ合金のように比較的に熱伝導率が高い材料を用いることが望ましい。また、図5の例では、カプラ3としては上方から見て無電極放電灯2から突出しないものが用いられている。
Further, the auxiliary
ここで、補助光源としては発光ダイオード50以外に例えば豆球と呼ばれる小型の白熱灯を用いることもできるが、発光効率の観点と寿命の観点とから、補助光源としては発光ダイオード50を用いることが望ましい。
Here, as the auxiliary light source, for example, a small incandescent lamp called a bean bulb can be used in addition to the
(実施形態2)
本実施形態は構造のみが実施形態1と異なり、基本的な回路構成は実施形態1と共通であるので、共通する部分についての図示並びに説明は省略する。
(Embodiment 2)
The present embodiment is different from the first embodiment only in the structure, and the basic circuit configuration is the same as that of the first embodiment. Therefore, illustration and description of common parts are omitted.
本実施形態では、図6に示すように、無電極放電灯2の口金21を省略してバルブ20を閉ループ形状とするとともに、それぞれバルブ20をポロイダル方向(小周方向)で囲む円環形状のコア32をバルブ20に取り付けた構造としている。図6の例では、バルブ20は互いに平行な2本の直管の端部同士がそれぞれU字管を介して互いに連結されたような形状となっており、コア32はバルブ20の長手方向の両端部(つまり上記の各U字管)にそれぞれ1個ずつ計2個取り付けられている。
In the present embodiment, as shown in FIG. 6, the
また、図7に示すように、各コア32はそれぞれ半円環形状の2個の半割体32a,32bを組み合わせて構成されている。各コア32についてそれぞれ一方の半割体32aには誘導コイル10が巻回されており、他方の半割体32bには受電コイル51が巻回されている。つまり、本実施形態では受電コイル51も2個設けられている。互いに異なるコア32に巻回された誘導コイル10同士は例えば高周波電源部11の出力端間に互いに並列に接続される。各誘導コイル10及び各受電コイル51はそれぞれコア32のポロイダル方向に巻回されている。そして、各コア32がバルブ20に取り付けられることで、各誘導コイル10及び各受電コイル51はそれぞれバルブ20に近接配置されている。
Further, as shown in FIG. 7, each core 32 is configured by combining two
さらに、各受電コイル51には、それぞれ、補助光源としての5個の発光ダイオード50の直列回路が、整流平滑回路52を介して接続されている。
Further, a series circuit of five
各発光ダイオード50と整流平滑回路52とはそれぞれ1個の保持体としてのプリント配線板53に実装されており、このプリント配線板53はバルブ20に囲まれた状態で適宜の金具のような固定手段(図示せず)によりバルブ20に対して固定されている。これにより各発光ダイオード50はそれぞれバルブ2に囲まれるから、全体として、バルブ20に囲まれた範囲が暗く見えるような輝度むらが抑えられる。
Each
なお、実施形態1でも説明したように発光ダイオード50の2個の直列回路を受電コイル51の両端間に互いに逆並列に接続して整流平滑回路52を省略してもよい。
As described in the first embodiment, the two series circuits of the
ここで、一般に、コア32の材料として用いられる強磁性体は、非磁性体に比べ、透磁率の温度依存性が高い。従って、上記の半割体32a,32b間に非磁性体が介在する場合には、半割体32a,32b間に非磁性体が介在しない場合に比べ、コア32のインダクタンスの温度依存性が高くなる。例えば、半割体32a,32b間に非磁性体を介在させなかった場合には誘導コイル10のインダクタンスは温度の上昇に伴って図8に破線Aで示すように低下するのに対し、半割体32a,32b間に非磁性体を介在させた場合には図8に実線Bで示すように温度の上昇に対するインダクタンスの低下幅が比較的に小さくなる。上記の結果から、本実施形態では、屋外のように比較的に温度変化が大きい場所で動作特性が安定するように、半割体32a,32b間には非磁性体(図示せず)が介装されている。この非磁性体としては、例えば合成樹脂や紙を用いることができる。または、半割体32a,32bに一定の隙間が確保される形で各半割体32a,32bをそれぞれ保持する保持手段(図示せず)を用いてもよい。この場合、空気が上記の非磁性体として用いられていることになる。
Here, in general, the ferromagnetic material used as the material of the
さらに、受電コイル51を半割体32bに巻回する代わりに、図9に示すようにコア32に磁気的に結合された別途のコア(以下、「受電用コア」と呼ぶ。)54に巻回してもよい。図9の例について詳しく説明すると、受電用コア54はコア32の各半割体32a,32bと同様の磁性体からなる。また、受電用コア54はU字形状であって両端がそれぞれ異なる半割体32a,32bの端部に当接しており、半割体32a,32bにおいて受電用コア54が当接した端部間にはギャップが構成されている。つまり、上記のギャップから漏れた磁束が受電用コア54を通るのであり、コア32と受電用コア54とで全体としてバルブ20をポロイダル方向で囲む閉磁路が構成されている。各半割体32a,32bと受電用コア54とは金属製のベルト6により結束されている。
Further, instead of winding the
1 無電極放電灯点灯装置
2 無電極放電灯
5 補助光源装置
10 誘導コイル
11 高周波電源部
21 口金(保持体)
50 発光ダイオード(補助光源)
51 受電コイル
53 プリント配線板(保持体)
DESCRIPTION OF
50 Light emitting diode (auxiliary light source)
51
Claims (5)
少なくとも前記無電極放電灯の点灯中には前記受電コイルに誘導された電力により点灯される補助光源とを備えることを特徴とする補助光源装置。 A power receiving coil arranged close to the bulb of the electrodeless discharge lamp;
An auxiliary light source device comprising: an auxiliary light source that is turned on by the power induced in the power receiving coil at least when the electrodeless discharge lamp is turned on.
透光性を有する材料からなり放電ガスが封入されるとともに前記受電コイルが近接配置されたバルブと、
前記バルブに対して連結されるとともに前記補助光源を保持する保持体とを備えることを特徴とする無電極放電灯。 An auxiliary light source device according to claim 1;
A bulb made of a material having translucency, in which a discharge gas is enclosed and the power receiving coil is disposed in proximity,
An electrodeless discharge lamp comprising: a holding body connected to the bulb and holding the auxiliary light source.
透光性を有する材料からなり放電ガスが封入されるとともに前記受電コイルが近接配置されたバルブとを有し、
前記バルブは閉ループ形状であって、
前記補助光源は前記バルブに囲まれていることを特徴とする無電極放電灯。 An auxiliary light source device according to claim 1;
A discharge gas is sealed and made of a light-transmitting material and the receiving coil is disposed close to the bulb.
The valve has a closed loop shape,
The electrodeless discharge lamp, wherein the auxiliary light source is surrounded by the bulb.
前記無電極放電灯のバルブに近接配置される誘導コイルと、
前記誘導コイルに高周波電力を供給することにより前記無電極放電灯を点灯させる高周波電源部とを備えることを特徴とする無電極放電灯点灯装置。 An auxiliary light source device according to claim 1;
An induction coil disposed close to the bulb of the electrodeless discharge lamp;
An electrodeless discharge lamp lighting device comprising: a high frequency power supply unit that lights the electrodeless discharge lamp by supplying high frequency power to the induction coil.
透光性を有する材料からなり放電ガスが封入されるとともに前記受電コイルが近接配置されたバルブと、
前記バルブに近接配置された誘導コイルと、
前記誘導コイルに高周波電力を供給することにより前記バルブ内に放電を発生させる高周波電源部とを備えることを特徴とする照明器具。 An auxiliary light source device according to claim 1;
A bulb made of a material having translucency, in which a discharge gas is enclosed and the power receiving coil is disposed in proximity,
An induction coil disposed proximate to the valve;
A luminaire comprising: a high frequency power supply unit that generates a discharge in the bulb by supplying high frequency power to the induction coil.
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