JP4956224B2 - 無電極放電灯の製造方法、該製造方法によって製造された無電極放電灯、並びに、該無電極放電灯を用いた照明器具 - Google Patents

Description

本発明は、無電極放電灯の製造方法、該製造方法によって製造された無電極放電灯、並びに、該無電極放電灯を用いた照明器具に関するものである。

従来から、無電極放電灯として、環形状であって密封されたバルブを備える無電極放電灯が提供されている（例えば、特許文献１参照）。

この種の無電極放電灯として、例えば図４に示すようなものがある。この無電極放電灯は、それぞれ直管からなる２本の直管部１１と、それぞれＵ字形状であって直管部１１の一端部同士を互いに連結する２個の屈曲部１２とを有し、全体として環形状の密封されたガラス製のバルブ１を備える。バルブ１には、例えば水銀蒸気と希ガスとで構成された放電ガスが封入されている。バルブ１において一方の屈曲部１２の外面には、バルブ１の外側に突出してバルブ１の内面に凹部を形成する最冷点凸部１３が、バルブ１内の水銀の蒸気圧を制御するために設けられている。

さらに、バルブ１には、それぞれ例えばフェライトのような磁性体からなりバルブ１の管を囲む環形状のコア２が少なくとも１個（図では２個）取り付けられている。コア２は例えばそれぞれ半円形状であってバルブ１を挟んで互いに結合する２個の半割体で構成される。各コア２にはそれぞれコイル３が小周方向（ポロイダル方向）に巻回されており、各コイル３にはそれぞれ高周波電源４が接続されている。高周波電源４から各コイル３にそれぞれ数百ｋＨｚ程度の周波数の高周波電力が供給されると、各コイル３がそれぞれ発生させる高周波電磁界により、バルブ１内に放電が発生し、この放電によって励起された水銀が紫外光を放射する。照明用の無電極放電灯においてはバルブ１の内面に蛍光体（図示せず）が塗布されており、この蛍光体によって上記紫外光が可視光に変換されて放射される。

図４のような形状のバルブ１を製造するに当たっては、まず、図５（ａ）に示すように円筒形状のガラス管ＧＴを矢印Ａ１で示すように軸回りに回転させながらガラス管ＧＴの一部（例えば軸方向の中央部）を加熱して矢印Ａ２で示すように力を加えることにより、図５（ｂ）に示すように曲げる。その後、ガラス管ＧＴの両端をそれぞれ曲げ、又はガラス管ＧＴの一端をＵ字形状に曲げることにより、ガラス管ＧＴの両端を互いに接合させ、又は同様にしてＵ字形状に曲げられたもう一つのガラス管ＧＴを開口同士を合わせるようにして互いに接合することにより、密閉された環形状のバルブ１を構成する。その後、バルブ内に連通して先端が開口した筒形状の最冷点凸部１３を設け、最冷点凸部１３を通じて排気と放電ガスの封入とを行った後で、最冷点凸部１３の先端を閉塞する。

従来は、図５（ｂ）のようにガラス管ＧＴを曲げた後に、矢印Ａ３で示すようにガラス管ＧＴ内に空気を吹き入れることにより、図５（ｃ）に示すようにガラス管ＧＴにおいて屈曲部１２となる曲げられた部位の管径を他の部位の管径と同程度としていた。
特開平１０−１１６５９１号公報

しかし、図５（ａ）〜（ｃ）の製造方法で製造されたバルブ１においては、屈曲部１２の外周側の管壁が引き延ばされて薄くなることにより、機械的強度が低下していた。

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、機械的強度を向上した無電極放電灯の製造方法、該製造方法によって製造された無電極放電灯、並びに、該無電極放電灯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、密封された環形状のバルブを備える無電極放電灯の製造方法であって、円筒形状のガラス管の一部を加熱して曲げる工程と、ガラス管の前記工程において曲げられた部位の管径を他の部位の管径よりも小さくする工程と、前記工程において曲げられたガラス管を用いて環形状のバルブを形成する工程とを備え、バルブは、２本の直管部と、それぞれ各直管部の一端部間を連結する曲げ部とを有し、一方の曲げ部においてのみ管径が直管部の管径よりも小さくされていることを特徴とする。

この発明によれば、ガラス管の曲げられた部位の管径を他の部位の管径と同じとする場合に比べ、曲げられた部位の肉厚が大きくなるから機械的強度が向上する。また、両方の曲げ部において管径を直管部の管径よりも小さくする場合に比べ、管壁付近での再結合が抑制されることにより、ランプ効率が向上する。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、ガラス管の曲げられた部位の管径を他の部位よりも小さくする工程において、ガラス管内に気体が吹き入れられることを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１又は請求項２記載の製造方法によって製造された無電極放電灯であって、磁性体からなり環形状であってバルブにおいて管径が小さくされた部位を囲む形で取り付けられコイルが巻回されたコアを備えることを特徴とする。

この発明によれば、バルブにおいて管径が小さくされていない部位にコアが取り付けられる場合に比べ、コアの小型化及び軽量化が可能となる。

請求項４の発明は、請求項１又は請求項２記載の製造方法によって製造された無電極放電灯又は請求項３記載の無電極放電灯と、無電極放電灯を保持する器具本体とを備えることを特徴とする。

請求項１の発明は、ガラス管において加熱して曲げられた部位の管径を他の部位の管径よりも小さくする工程を備えるので、ガラス管の曲げられた部位の管径を他の部位の管径と同じとする場合に比べ、曲げられた部位の肉厚が大きくなるから機械的強度が向上する。また、バルブは、２本の直管部と、それぞれ各直管部の一端部間を連結する曲げ部とを有し、一方の曲げ部においてのみ管径が直管部の管径よりも小さくされているので、両方の曲げ部において管径を直管部の管径よりも小さくする場合に比べ、管壁付近での再結合が抑制されることにより、ランプ効率が向上する。

請求項３の発明は、環形状のコアがバルブにおいて管径が小さくされた部位を囲む形で取り付けられているので、バルブにおいて管径が小さくされていない部位にコアが取り付けられる場合に比べ、コアの小型化及び軽量化が可能となる。

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。

本実施形態は、従来例において図５（ａ）〜（ｃ）を用いて説明した製造方法でバルブ１を製造する際に、ガラス管ＧＴ内に吹き入れる空気の圧力を従来例の場合よりも小さくすることにより、図１に示すように屈曲部１２の管径を直管部１１よりも小さくしたことを特徴としている。また、それぞれ環形状の２個のコア２がそれぞれ屈曲部１２を囲む形で取り付けられている。さらに、コア２が屈曲部１２の大周方向（トロイダル方向）の中央に配置されていることにより、最冷点凸部１３はコア２を避けて屈曲部１２の大周方向の中央から図１の上方にずらした位置の外周側から外向きに設けられている。その他の構成は従来例と共通であるので、共通する部分については同じ符号を付して説明を省略する。

上記構成によれば、屈曲部１２の管径を直管部１１の管径と同じとする場合に比べて屈曲部１２の外側の肉厚が増すことにより機械的強度が向上する。これにより、屈曲部１２の外周側に最冷点凸部１３を設けながらも、アマルガム収納凹部１３及びその近傍の機械的強度が確保されている。

また、直管部１１よりも管径を小さくした屈曲部１２にコア２を取り付けたことにより、図２（ｂ）や図２（ｃ）に示すようにコア２を直管部１１に取り付ける場合に比べてコア２の小型化及び軽量化が可能となっている。ここで、図１及び図２（ａ）〜（ｃ）ではそれぞれコイル３の図示を省略しているが、本実施形態も図４の従来例と同様に、各コア２にそれぞれコイル３が巻回されており、各コイル３をそれぞれ高周波電源４に接続して用いられる。

本実施形態の無電極放電灯は、適宜形状の器具本体に取り付けて照明器具に用いることができる。

なお、屈曲部１２の形成時に屈曲部１２の管径を調整する方法としては、上記のように吹き入れる空気の量で調整するほか、金型を押し当てることによって調整してもよい。

また、最冷点凸部１３の位置や形状は図１のものに限られず適宜変更することができる。

ここで、図３に、入力電力と、相対的なランプ効率との関係を、図２（ａ）のように各屈曲部１２の管径をそれぞれ直管部１１と同じとした場合について曲線ａで、図２（ｂ）のように最冷点凸部１３を設けた一方の屈曲部１２のみ直管部１１よりも管径を２０％程度小さくして他方の屈曲部１２では管径を直管部１１と同じとした場合について曲線ｂで、図２（ｃ）のように両方の屈曲部１２でそれぞれ直管部１１よりも管径を２０％程度小さくした場合について曲線ｃで、それぞれ示す。図２（ａ）〜（ｃ）の例では、それぞれ、各直管部１１において最冷点凸部１３を設けた屈曲部１２に近い側の一端部（図における右端部）にそれぞれコア２が取り付けられている。図３を見てもわかるように、バルブ１において管径を小さくする箇所を増やすほど、バルブ１の管壁付近での再結合によるエネルギーロスが増加してランプ効率が低下するため、ランプ効率を求める場合には図２（ｂ）のように一方の屈曲部１２のみ直管部１１よりも管径を小さくすることが望ましい。

本発明の実施形態を示す概略構成図である。 （ａ）は同上の比較例を示す概略構成図であり、（ｂ）は同上の別の形態を示す概略構成図であり、（ｃ）は同上の更に別の形態を示す概略構成図である。 図２の３通りの場合についてそれぞれ入力電力と相対的なランプ効率との関係を示す説明図である。 従来例を示す概略構成図である。 （ａ）〜（ｃ）はそれぞれバルブの製造方法を示す説明図であり、（ａ）〜（ｃ）は互いに異なる段階を示す。

符号の説明

１ バルブ
２ コア
３ コイル
１２ 屈曲部
ＧＴ ガラス管

Claims (4)

1. 密封された環形状のバルブを備える無電極放電灯の製造方法であって、
   円筒形状のガラス管の一部を加熱して曲げる工程と、
   ガラス管の前記工程において曲げられた部位の管径を他の部位の管径よりも小さくする工程と、
   前記工程において曲げられたガラス管を用いて環形状のバルブを形成する工程とを備え、
   バルブは、２本の直管部と、それぞれ各直管部の一端部間を連結する曲げ部とを有し、
   一方の曲げ部においてのみ管径が直管部の管径よりも小さくされていることを特徴とする無電極放電灯の製造方法。
2. ガラス管の曲げられた部位の管径を他の部位よりも小さくする工程において、ガラス管内に気体が吹き入れられることを特徴とする請求項１記載の無電極放電灯の製造方法。
3. 請求項１又は請求項２記載の製造方法によって製造された無電極放電灯であって、
   磁性体からなり環形状であってバルブにおいて管径が小さくされた部位を囲む形で取り付けられコイルが巻回されたコアを備えることを特徴とする無電極放電灯。
4. 請求項１又は請求項２記載の製造方法によって製造された無電極放電灯又は請求項３記載の無電極放電灯と、
   無電極放電灯を保持する器具本体とを備えることを特徴とする照明器具。

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