JP3906752B2 - 無電極放電灯装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無電極放電灯装置にかかり、特には、無電極放電灯装置が備えている電力結合器の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、照明器具のうちには無電極放電灯装置といわれるものがあり、その一例としては、特開平６−１９６００６号公報で開示されたものがある。すなわち、この無電極放電灯装置は、放電ガスが封入された気密容器と、この気密容器の凹部キャビティ内に収納された電力結合器とを備えている。そして、電力結合器は、高周波電流の印加に伴う高周波電磁界の発生により放電ガスを励起して発光させる誘導コイルと、この誘導コイルが巻回された磁芯とを具備している。
【０００３】
この無電極放電灯装置では、放電に伴って発生する熱の影響を受けたり、自己発熱したりするのに伴って誘導コイルや磁芯が極めて高温となることが避けられない。そして、誘導コイルや磁芯、その他の絶縁物などが使用許容温度を超えた場合には、無電極放電灯装置が正常に機能しなくなったり、短寿命となったりすることが起こる。例えば、磁芯が高温となった時には、磁束が飽和してランプ効率が低下したり、ランプの点灯を維持できずに消灯することが起こってしまう。
【０００４】
この種の不都合を解消するため、従来の形態にかかる無電極放電灯装置では、図６の斜視図及び図７の平面図で要部のみを示すように、断面視円形状を有する中空丸棒体である金属製の熱伝導体５１を用意し、一回り直径が大きな中空丸棒体である軟磁性素材製の磁芯５２へと熱伝導体５１を密着した状態で内挿してなる構造の組立コアが採用されている。すなわち、ここでの熱伝導体５１は、磁芯５２に蓄積する熱を外部へと放熱させる機能を実現している。なお、熱伝導体５１が内挿された磁芯５２の外表面に沿っては、誘導コイル５３が巻回される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記従来の構造とされた組立コアにあっては、熱伝導体５１による磁芯５２の放熱効果を最大限に引き出すため、熱伝導体５１と磁芯５２とを密着させておくことが必要となる。しかしながら、製作時及び組立時の状況を考慮した場合、熱伝導体５１及び磁芯５２の各々がそれぞれ一体物であるため、磁芯５２へと熱伝導体５１を内挿するには、これらの両者間に必ず若干の隙間が存在している必要があることとなる。
【０００６】
すなわち、熱伝導体５１及び磁芯５２間に若干の隙間が存在していなければ、熱伝導体５１を磁芯５２に内挿することは不可能であり、また、これらの両者間に隙間が存在している限りは、熱伝導体５１と磁芯５２との間における密着性を確保できないこととなる。従って、従来構造のような組立コアである場合には、熱伝導体５１と磁芯５２との密着性を確保することが困難であり、熱伝導体５１によって磁芯５２の放熱効果を最大限にまで引き出すことはでき難いのが実情である。
【０００７】
本発明はこのような不都合に鑑みて創案されたものであって、熱伝導体と磁芯との密着性を確保することが可能であり、熱伝導体による磁芯の放熱効果を最大限にまで引き出すことができる構成とされた無電極放電灯装置の提供を目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係る無電極放電灯は、放電ガスが封入された気密容器と、該気密容器の凹部キャビティ内に挿入された電力結合器とを備えており、該電力結合器は、高周波電流の印加に伴う高周波電磁界の発生によって前記放電ガスを励起して発光させる誘導コイルと、熱伝導体と複数個の磁芯とが組み合わされたうえで前記誘導コイルが巻回された組立コアとを具備してなる無電極放電灯装置であって、前記熱伝導体の外表面には前記磁芯のそれぞれを嵌合する凹部が互いに離間しあった状態で周方向に形成されており、該凹部のそれぞれには前記磁芯の各々が嵌合され、前記熱伝導体の凹部を形成する周方向に設けた突起部の高さは磁心に巻回される誘導コイルと直接的に接触しないように形成されていることを特徴とする。
【０００９】
請求項２記載の発明にかかる無電極放電灯装置は、請求項１に記載の発明において前記誘導コイルを、前記磁芯の外表面に沿って巻回されていることを特徴とする。
【００１０】
請求項３記載の発明にかかる無電極放電灯装置は、請求項２記載の発明において、前記磁芯それぞれの外表面に、巻回される前記誘導コイルのガイド溝が形成されていることを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は本実施の形態にかかる無電極放電灯装置の全体構造を示す説明図、図２は本実施の形態にかかる無電極放電灯装置の電力結合器が具備している組立コアの構造を一部省略して示す斜視図であり、図３はその平面図である。そして、図４は本実施の形態の変形例にかかる組立コアの構造を一部省略して示す斜視図であり、図５はその平面図である。
【００１４】
無電極放電灯装置は、図１で示すように、放電ガスが封入された透光性材料からなる気密容器１と、この気密容器１に設けられた凹部キャビティ２と、この凹部キャビティ２内に挿入された電力結合器３とを備えている。すなわち、気密容器１内には、アルゴンやクリプトンなどの希ガス及び水銀が放電ガスとして封入されており、その内面上には蛍光体皮膜４及び保護皮膜５が塗布されている。そして、凹部キャビティ２の内面上にも、蛍光体皮膜４及び保護皮膜５、反射皮膜６が塗布されている。
【００１５】
また、この無電極放電灯装置は、気密容器１及び凹部キャビティ２がエンベロープの底部で封着され、かつ、排気細管７が凹部キャビティ２の上部で封着されてなる放電空間を備えており、この放電空間内にも放電ガスが封入されている。さらに、この際における電力結合器３は、高周波電流の印加に伴う高周波電磁界の発生によって放電ガスを励起して発光させる誘導コイル８と、この誘導コイル８が巻回される組立コアとを具備しており、この組立コアは、単一個の熱伝導体１０と、熱伝導体１０の外周囲に沿って並列配置される複数個（図では、４個）の磁芯１１とを組み合わせたものとなっている。
【００１６】
すなわち、ここでの熱伝導体１０は、図２及び図３で示すように、断面視円形状を有する中空丸棒体である金属製、例えば、アルミニウム製などの金属シリンダであり、この熱伝導体１０は電力結合器３をランプ台１２に固定する支持部材としても機能することになっている。そして、熱伝導体１０の軸芯位置には、断面視円形状の貫通孔、つまり、排気細管配設用の空間が形成されており、この空間には排気細管７が内挿されている。また、この排気細管７内には、水銀の蒸気圧を制御するためのアマルガム１３と、このアマルガム１３の位置を固定するガラスロッド１４とがそれぞれ配設されている。
【００１７】
一方、磁芯１１の各々は、図２及び図３で示すように、熱伝導体１０の外表面に密着する断面視湾曲形状を有し、かつ、フェライトなどのような軟磁性素材を用いて製作された平板部材であることになっており、これらの磁芯１１それぞれは、互い同士間に隙間Ｓが設けられた状態で熱伝導体１０の外表面に沿って配設されている。すなわち、この際においては、熱伝導体１０が断面視円形状を有する一方、磁芯１１の各々が熱伝導体１０の外表面に密着する断面視湾曲形状を有しているので、これら磁芯１１のそれぞれは熱伝導体１０の外表面に密着した状態で配設される。
【００１８】
さらに、このような構成とされた組立コアに対しては誘導コイル８が巻回されることになり、この誘導コイル８は、熱伝導体１０に直接的ではなく、熱伝導体１０に密着して配設された磁芯１１それぞれの外表面に沿って巻回されている。すなわち、一般的な電力結合器３における電磁気発生部分は、放電空間からの輻射熱を受けると共に、誘導コイル８を流れる電流の抵抗ロスや磁芯１１のロスによる発熱などの影響を受けるため、非常に高温となるのが通常である。
【００１９】
しかしながら、本実施の形態のような構造とされた組立コアを具備している電力結合器３であれば、熱伝導体１０と磁芯１１との接触状態が良好となる結果、磁芯１１それぞれの温度低下が促進される。なお、図示省略しているが、組立コアを構成する各磁芯１１の外表面に対し、巻回される誘導コイル８を案内するためのガイド溝を形成しておいてもよく、このようなガイド溝を形成しておけば、誘導コイル８を磁芯１１の外表面に沿って巻回しやすくなる。
【００２０】
さらにまた、本実施の形態にかかる組立コアでは、図２及び図３で示したように、断面視円形状とされた熱伝導体１０の外表面に対し、熱伝導体１０の外表面に密着する断面視湾曲形状とされた磁芯１１を配設しているが、この際における組立コアを、図４の斜視図及び図５の平面図で示すような変形例にかかる構造としておいてもよい。すなわち、熱伝導体１０の外表面には、磁芯１１のそれぞれを嵌合する複数個（図では、４個）の凹部１０ａが互いに離間しあった状態で形成されており、かつ、これら凹部１０ａのそれぞれに対しては、磁芯１１の各々が嵌合されてなる組立コアの構造である。
【００２１】
なお、各磁芯１１が嵌合される凹部１０ａの深さ、換言すると、これらの凹部１０ａ間に存在する突起部の高さは、磁芯１１の外表面に沿って巻回される誘導コイル８と直接的に接触しないよう予め調整されている。すなわち、金属製の熱伝導体１０が誘導コイル８に接触していると、ロスが増加することが避けられないので、熱伝導体１０における凹部１０ａの深さは、これら同士間に存在している突起部と誘導コイル８とが互いに接触する恐れのない深さとされる。
【００２２】
この変形例で説明したように、熱伝導体１０の外表面に凹部１０ａを形成し、磁芯１１を嵌合している場合には、放電空間から受けた輻射熱と誘導コイル８や磁芯１１で発生した熱を熱伝導体１０から効率よく放熱することが可能となる。なお、本実施の形態では、磁芯１１の個数を４個とし、かつ、凹部１０ａの個数をも４個としているが、これらの個数が４個に限定されることはなく、２個以上でありさえすればよいことは勿論である。
【００２３】
ところで、図示省略しているが、熱伝導体１０に対しては渦電流の発生を抑制するためのスリット、つまり、熱伝導体１０の周方向に沿って開口し、かつ、その軸心方向に沿うようにして形成されたスリットを設けておくことが好ましい。このようなスリットを形成しておけば、誘導コイル８の磁界の影響を受けて熱伝導体１０内に渦電流が発生し、渦電流による発熱が起こる結果として放熱効果が低下することを抑制し得るという利点が確保される。また、熱伝導体１０の外表面に配設される各磁芯１１の角隅部を面取りしておいてもよく、このような加工を実行しておけば、電界や磁界の集中による絶縁破壊を防ぐことが可能となる。
【００２４】
【発明の効果】
請求項１記載の発明にかかる無電極放電灯装置では、放電ガスが封入された気密容器と、該気密容器の凹部キャビティ内に挿入された電力結合器とを備えており、該電力結合器は、高周波電流の印加に伴う高周波電磁界の発生によって前記放電ガスを励起して発光させる誘導コイルと、熱伝導体と複数個の磁芯とが組み合わされたうえで前記誘導コイルが巻回された組立コアとを具備してなる無電極放電灯装置であって、前記熱伝導体の外表面には前記磁芯のそれぞれを嵌合する凹部が互いに離間しあった状態周方向に形成されており、該凹部のそれぞれには前記磁芯の各々が嵌合され、前記熱伝導体の凹部を形成する周方向に設けた突起部の高さは磁心に巻回される誘導コイルと直接的に接触しないように形成されている。従って、製造工程の省力化を実現しながら誘導コイルや磁芯の温度を低減することが可能となり、発光効率を高くして使用寿命を長くすることができるという効果が得られる。
【００２５】
請求項２記載の発明にかかる無電極放電灯装置では、熱伝導体でなくて磁芯の外表面に沿って誘導コイルが巻回されている。従って、高周波電流の印加に伴う高周波電磁界の発生によって放電ガスを励起して発光させる効果について、何らの不都合も生じる恐れがないという利点が確保される。
【００２６】
請求項３記載の発明にかかる無電極放電灯装置では、磁芯それぞれの外表面に対して誘導コイルのガイド溝を形成している。そのため、誘導コイルを磁芯の外表面に沿って巻回しやすくなるという効果が得られる。
【００２７】
請求項４記載の発明にかかる無電極放電灯装置では、熱伝導体でなくて磁芯の外表面に沿って誘導コイルが巻回されている。従って、高周波電流の印加に伴う高周波電磁界の発生によって放電ガスを励起して発光させる効果について、何らの不都合も生じる恐れがないという利点が確保される。
【００２８】
請求項５記載の発明にかかる無電極放電灯装置では、磁芯それぞれの外表面に対して誘導コイルのガイド溝を形成している。そのため、誘導コイルを磁芯の外表面に沿って巻回しやすくなるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態にかかる無電極放電灯装置の全体構造を示す説明図である。
【図２】本実施の形態にかかる無電極放電灯装置の電力結合器が具備している組立コアの構造を一部省略して示す斜視図である。
【図３】その平面図である。
【図４】本実施の形態の変形例にかかる組立コアの構造を一部省略して示す斜視図である。
【図５】その平面図である。
【図６】従来の形態にかかる無電極放電灯装置の電力結合器が具備している組立コアの構造を一部省略して示す斜視図である。
【図７】その平面図である。
【符号の説明】
１ 気密容器
２ 凹部キャビティ
３ 電力結合器
８ 誘導コイル
１０ 熱伝導体
１１ 磁芯

Claims (3)

1. 放電ガスが封入された気密容器と、該気密容器の凹部キャビティ内に挿入された電力結合器とを備えており、該電力結合器は、高周波電流の印加に伴う高周波電磁界の発生によって前記放電ガスを励起して発光させる誘導コイルと、熱伝導体と複数個の磁芯とが組み合わされたうえで前記誘導コイルが巻回された組立コアとを具備してなる無電極放電灯装置であって、
   前記熱伝導体の外表面には前記磁芯のそれぞれを嵌合する凹部が互いに離間しあった状態で周方向に形成されており、該凹部のそれぞれには前記磁芯の各々が嵌合され、前記熱伝導体の凹部を形成する周方向に設けた突起部の高さは磁心に巻回される誘導コイルと直接的に接触しないように形成されていることを特徴とする無電極放電灯装置。
2. 前記誘導コイルは、前記磁芯の外表面に沿って巻回されていることを特徴とする請求項１に記載の無電極放電灯装置。
3. 前記磁芯それぞれの外表面には、巻回される前記誘導コイルのガイド溝が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の無電極放電灯装置。

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