JP4360286B2 - 無電極放電ランプ - Google Patents

Description

本発明は、例えば、放電ガスを封入したバルブ内には電極を持たず、コイルを通電することにより高周波電磁界をバルブに発生させ、放電ガスを励起させて発光する無電極放電ランプに関するものである。

従来、この種の無電極放電ランプとして、ランプ部とカプラ（誘導コイル装置）から構成され、例えば、バルブ（気密容器）内に封入した放電ガスに高周波電磁界を作用させることによって、上記放電ガスを励起、発光させるものが知られている。上記無電極放電ランプは、小型、高出力、長寿命などの特徴を有しているので、研究開発が活発に行われている。

このような無電極放電ランプに用いられているカプラは、特許文献１に示すような構造であり、上記カプラを製造する際に、コイル（誘導コイル）の巻き位置を決定することが非常に困難であるという問題があった。そこで、筆者らは、図４に示すように、カプラ２に樹脂製のボビン２０を設け、そのボビン２０の凹部２０１ａにコイル２１を取り付ける構造に改善し、それにより上記問題を解決するとともに、カプラ２の強度を高めることができた。

また、ランプ部１の空洞部１１（図１参照）の中心軸とカプラ２の中心軸との間の軸ずれを防止するために、上記ボビン２０の本体部２０１の一端に鍔部２０２を設けた。
特開２００４−１１９０３８号公報（第４頁−第８頁、及び、第１図）

しかしながら、上記従来の無電極放電ランプなどは、バルブ（気密容器）１０をボビン２０に挿入するときに、図５に示すように、鍔部２０２が、バルブ１０の寸法誤差によって生じる封止部１００と口金（嵌合部材）１３との隙間１４に入り込むことにより、鍔部２０２が口金１３に接触したり、排気管１２がボビン２０の内壁に接触したりするという問題があった。

本発明は上記の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、排気管やボビンを保護することができる無電極放電ランプを提供することにある。

請求項１に記載の発明は、内部に放電ガスが封入されるとともに透光性材料で形成され、有底筒状の空洞部を一の軸に沿って有する気密容器と、前記空洞部の底部で前記気密容器と連通し前記空洞部に前記一の軸に沿って配設され、前記気密容器を真空排気する排気管と、一部が前記空洞部の開口側の周部と前記一の軸方向において離隔距離を有し、他部が前記気密容器を支持固定する口金とを備えるとともに、筒状の本体部と、前記本体部の一端に周設する環状の鍔部とを含み、前記排気管が前記本体部の内部を出入するようにして前記空洞部に挿抜自在とするボビンと、前記ボビンの前記本体部の外周面に外接し、前記ボビンが前記空洞部に挿入された状態で通電されることにより前記気密容器内に高周波電磁界を発生し、前記放電ガスを励起させるコイルとを備え、前記ボビンは、前記本体部の軸方向において前記離隔距離より長く前記鍔部から当該軸方向に沿って突出する筒状の突出部を含むことを特徴とする。

この構成では、気密容器をボビンに挿入する場合に、ボビンの鍔部若しくは突出部が、気密容器と口金との間に入り込むことを防止することができるので、排気管やボビンを保護することができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記突出部の外径は、前記コイルの外径より長いことを特徴とする。この構成では、気密容器をボビンに挿入する場合に、気密容器がコイルと接触しないので、コイルを傷つけることなく保護することができる。

本発明によれば、排気管やボビンを保護することができる。

先ず、本実施形態の基本的な構成について図１〜３を用いて説明する。本実施形態の無電極放電ランプは、高周波電磁界により放電ガスが励起して点灯するものであり、図１に示すように、ランプ部１、カプラ２を備える。

ランプ部１は、バルブ１０、口金１３を含む構成である。バルブ１０は、例えば透光性ガラスなど透光性材料で形成され、有底筒状の空洞部（キャビティ）１１を一の軸（図１では上下方向）に沿って有している。上記空洞部１１の開口部１１ｂの周部において、バルブ１０の外表面１０ａと空洞部１１の内壁１１ｃとが接合される封止部１００を有し、バルブ１０の内部を気密に封止している。バルブ１０の内部は、放電ガスが封入され、高周波電磁界が発生すると上記放電ガスが放電し、プラズマが発生する。放電ガスは、例えば水銀、希ガス及び金属ハロゲン化物などを含む電離可能なガスである。また、バルブ１０の内側は蛍光体及び保護膜が塗布されている。なお、放電ガスは、上記に限定されるものではなく、他の気体や金属を用いてもよい。

また、バルブ１０は、後述する口金１３のつめ部１３１と係合するための溝部１０１を外周上に一周形成している。上記溝部１０１は、バルブトップ１０ｂから端部１０１ａまでの長さｔを一定にして作製される。しかし、端部１０１ａから封止部１００までの長さｘは、量産性を考慮して一般的に予め決められた範囲のバラツキを認めている。理想的には、長さｘが、溝部１０１の端部１０１ａから後述する口金１３の突条部１３０までの距離Ｄと等しくなる場合がよく、この場合に離隔距離を有した隙間１４は小さくなる。しかしながら、長さｘが距離Ｄより長くなると、溝部１０１とつめ部１３１とが係合できなくなるので、上記バラツキを考慮し、長さｘが距離Ｄより短くなるように設計されている。

バルブ１０は、内部に高周波電磁界が発生すると、その高周波電磁界により、放電ガスが電離されて電子が発生し、その電子が放電ガスの原子に衝突して、その放電ガスが電離され、新たな電子が発生する。このようにして発生した電子は、高周波電磁界によりエネルギーを受け取り、放電ガスの原子に衝突しエネルギーを与える。このような衝突により、放電ガスの原子は励起と緩和を繰り返し、励起された原子が緩和するときに発光する。

排気管１２は、空洞部１１の底部１１ａでバルブ１０と溶着などにより連通し空洞部１１に一の軸に沿って配設され、バルブ１０を作製する際に、そのバルブ１０を真空排気する。

口金１３は、例えば樹脂、金属材料などで形成され、突条部１３０、つめ部１３１を含む構成であり、バルブ１０の下部に備えられている。口金１３は、突条部１３０において封止部１００と一の軸方向（図１では上下方向）に離隔距離を有した隙間１４を形成している。つめ部１３１は、口金１３の内周面の複数個所（例えば内周円を３等分する個所）から突出し、溝部１０１に係合することにより、バルブ１０を支持固定する。また、口金１３は、一部に切り欠き部（図示せず）を有する嵌合部１３２を備える。嵌合部１３２は、口金１３を回動することにより後述するボビン２０の嵌合部２００ａと嵌合する。

カプラ２は、コイル２１、コア２２、熱伝導体（シリンダ）２３を含む高周波電磁界発生手段を有している。上記カプラ２は、空洞部１１に挿入され、点灯回路を含む高周波電源（図示せず）から高周波電流を通電することにより、バルブ１０の内部に高周波電磁界を発生させ、それにより放電ガスを励起させ、発光させる。

コイル２１は、例えば銅、銅合金などの導線を複数回数、巻回して形成され、後述するボビン２０の本体部２０１に支持され、上記高周波電源（図示せず）から高周波電流を通電することにより、バルブ１０の内部に高周波電磁界を発生させ、バルブ１０内の放電ガスを電離させて、それにより励起させる。ここで、高周波電磁界の周波数は、限定されるものではなく用途に応じて適宜設定するものであり、本実施形態では１３．６５ＭＨｚである。

コア２２は、例えば、軟磁性体など高周波磁気特性の良好な材料で形成され、断面三日月状の短冊を一対組み合わせたものを二対上下に並べて筒状のものであり、後述するボビン２０の本体部２０１に設置され、コイル２１から効率よく高周波電磁界を発生させる。上記材料として、具体的にはＭｎ−Ｚｎフェライト、ＮｉＺｎフェライトなどがある。また、コア２２は、熱伝導体２３と略面状に接している。なお、コア２２は、コイル２１から効率よく高周波電磁界を発生させるものであれば、上記構成や形状に限定されず、１つの筒状のものであってもよく、又は、上記とは異なる数の部品から構成されるものであってもよい。

熱伝導体２３は、例えば、アルミニウム、銅、これらの合金など熱伝導性の高い材料で形成され、３つの異なる外径の円筒状の部分からなるものであり、ボビン２０の内周面に沿って設けられ、コア２２を放熱しながら保持するためのものである。また、熱伝導体２３の下側と基台２４とは、例えば３ヶ所など複数個所において、ねじ２４０により螺合されている。なお、熱伝導体２３は、コア２２を放熱しながら保持するものであれば、上記形状に限定されるものではない。

ボビン２０は、例えば樹脂などで形成され、土台部２００、本体部２０１、鍔部２０２、突出部２０３を含む構成であり、排気管１２が本体部２０１の内部を出入するようにして空洞部１１に挿抜自在とするものである。土台部２００は、外周面から突出する嵌合部２００ａを備えている。上記嵌合部２００ａは、口金１３をボビン２０に挿入したときに、口金１３の嵌合部１３２の切り欠き部（図示せず）から嵌合部１３２を挟み込み、口金１３を回動することにより、嵌合部１３２と嵌合する。

本体部２０１は、筒状であり、コイル２１を外接させて支持する凹部２０１ａを外周面に、コア２２を内接させて支持する凹部２０１ｂを内周面にそれぞれ形成している。鍔部２０２は、本体部２０１の外周面の一端に周設して環状を形成し、空洞部１１の中心軸とカプラ２の中心軸との間の軸ずれを防止している。

突出部２０３は、図２に示すように、上記鍔部２０２から本体部２０１の軸方向（図２では上下方向）に突出し、筒状を形成している。上記突出部２０３の本体部２０１の軸方向における長さａは、図３に示すように、隙間１４の本体部２０１の軸方向における長さａ’より長く設けている（ａ＞ａ’）。また、突出部２０３の外径ｂは、コイル２１の外径ｂ’より長く設けている（ｂ＞ｂ’）。

次に、本実施形態において、ランプ部１のカプラ２への取付について説明する。先ず、図３に示すように、空洞部１１の開口部１１ｂをカプラ２の突出部２０３側に近づけていき、排気管１２をボビン２０の内部にし、ボビン２０を空洞部１１に位置するようにランプ部１をカプラ２に挿入する。図１に示すように、嵌合部１３２が嵌合部２００ａの位置と同じ高さになるまでランプ部１をカプラ２に挿入し、その後、口金１３を回動し、嵌合部１３２と嵌合部２００ａとを嵌合して取付を完了する。上記取付時において、ボビン２０は突出部２０３を備えているので、鍔部２０２及び突出部２０３が隙間１４に入り込むことがない。

以上、本実施形態によれば、ランプ部１をカプラ２に挿入する場合に、ボビン２０の鍔部２０２若しくは突出部２０３が隙間１４に入り込むことを防止することができるので、排気管１２やボビン２０を保護することができる。また、突出部２０３の外径ｂがコイル２１の外径ｂ’より大きく、それにより、ランプ部１をカプラ２に挿入する場合にバルブ１０がコイル２１に接触しないので、コイル２１を傷つけることなく保護することができる。

本発明による実施形態の無電極放電ランプの断面図である。 同上のカプラの一部を示す斜視図である。 同上のランプ部のカプラへの取付を説明するための図である。 従来の無電極放電ランプにおいて、カプラの断面図である。 同上のランプ部のカプラへの取付を説明するための図である。

符号の説明

１ ランプ部
１０ バルブ
１１ 空洞部
１２ 排気管
１３ 口金
１４ 隙間
２ カプラ
２０ ボビン
２０１ 本体部
２０２ 鍔部
２０３ 突出部
２１ コイル

Claims (2)

1. 内部に放電ガスが封入されるとともに透光性材料で形成され、有底筒状の空洞部を一の軸に沿って有する気密容器と、
   前記空洞部の底部で前記気密容器と連通し前記空洞部に前記一の軸に沿って配設され、前記気密容器を真空排気する排気管と、
   一部が前記空洞部の開口側の周部と前記一の軸方向において離隔距離を有し、他部が前記気密容器を支持固定する口金とを備えるとともに、
   筒状の本体部と、前記本体部の一端に周設する環状の鍔部とを含み、前記排気管が前記本体部の内部を出入するようにして前記空洞部に挿抜自在とするボビンと、
   前記ボビンの前記本体部の外周面に外接し、前記ボビンが前記空洞部に挿入された状態で通電されることにより前記気密容器内に高周波電磁界を発生し、前記放電ガスを励起させるコイルとを備え、
   前記ボビンは、前記本体部の軸方向において前記離隔距離より長く前記鍔部から当該軸方向に沿って突出する筒状の突出部を含むことを特徴とする無電極放電ランプ。
2. 前記突出部の外径は、前記コイルの外径より長いことを特徴とする請求項１記載の無電極放電ランプ。

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