JPH06302205A

JPH06302205A - コイル、無電極放電灯、照明器具及び照明装置

Info

Publication number: JPH06302205A
Application number: JP5069802A
Authority: JP
Inventors: Kozo Kamimura; 幸三上村; Akihiro Inoue; 昭浩井上; Akira Ito; 彰伊藤
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 1993-03-29
Filing date: 1993-03-29
Publication date: 1994-10-28

Abstract

(57)【要約】【目的】コイルとコンデンサとを接続するうで部の抵
抗分とインダクタンス分による電力の損失を減少させ、
しかもランプとコイルの結合を向上させることのできる
コイル、無電極放電灯、照明器具及び照明装置を提供す
る。【構成】コイル２の両端を延長して金属板４２，４３
を接続し、金属板４２，４３を絶縁層４４を介して密着
させる。金属板４２，４３及び絶縁層４４により構成さ
れるうで部４１の電源側を幅広としてコンデンサＣ₂を
形成し、うで部４１全体をコンデンサとしての機能を持
たせる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高周波励起コイルと、
該コイルによりバルブ内にプラズマ放電を発生させ、こ
の放電によりバルブ内の発光物質を発光させるようにし
た無電極放電灯と、該無電極放電灯を備えた照明器具及
び照明装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に良く知られている高圧金属蒸気放
電灯、すなわちＨＩＤ放電灯は、発光管バルブの両端部
に高融点金属の構体からなる電極をそれぞれ封装し、こ
れらの電極間でアーク放電を発生させ、バルブ内に封入
した発光金属を電離および励起させて発光させるように
なっている。

【０００３】しかしながら、このような構造のランプ
は、バルブ内に電極を配置するので、電極の封止構造が
複雑になり、電極封止部からのリークを防止するための
格別な工夫が必要となり、かつ電極が放電空間に露出し
ているので電極が侵蝕されるなど、種々の不具合が生じ
る。

【０００４】このような有電極形の放電灯の不具合を解
消するランプとして、ソレノイド磁界式放電灯が注目さ
れている。ソレノイド磁界式放電灯およびその点灯装置
の基本的原理を図７に示し、これについて説明する。

【０００５】図７において、１は透明なバルブであり、
金属ハロゲン化物のような発光物質を封入してある。こ
のバルブ１はこれを取り巻くようにして配置された高周
波励起コイル２によって包囲されており、この励起コイ
ル２は高周波発振回路３に接続されている。高周波発振
回路３は、例えば水晶発振器４にて高周波電力を発振
し、この高周波電力は増幅器５で増幅され、この高周波
電力はコンデンサーＣ₁，Ｃ₂を介して上記高周波励起
コイル２に送られるようになっている。ここで、高周波
励起コイル２とコンデンサーＣ₂は並列に接続され、タ
ンク回路を構成しているものである。

【０００６】また、上記バルブ１の一端には始動用細管
（ガスプローブとも称する）６が連結されている。始動
用細管６は、バルブと同材料であり、この細管６はバル
ブ１の内部に対して隔壁７を介して隔離されている。そ
して、この細管６内には始動用希ガスとして例えばアル
ゴンまたはクリプトンの少なくとも１種が封入されてい
る。

【０００７】上記始動用細管６には始動用電極８が取着
されており、この始動用電極８は始動回路９に接続され
ている。始動回路９は、コンデンサーＣ₃と、インダク
タンスＬと、抵抗Ｒとを並列に接続した共振回路１０
と、この共振回路１０に直列の接続されたコンデンサー
Ｃ₄とで構成されており、このような始動回路９は前記
タンク回路に対して並列に接続されている。なお、１１
は始動回路９をオン・オフするスイッチである。

【０００８】このような構成のソレノイド磁界式放電灯
の点灯装置においては、高周波発振回路３から始動回路
９を通じて始動用電極８に高周波電圧を印加すると同時
に、高周波発振回路３から高周波励起コイル２に高周波
電力を供給すると、始動用電極８とバルブ１内部との間
で電位差が発生し、始動用細管６内に始動用希ガスによ
るグロー放電が発生する。また、同時に高周波励起コイ
ル２に高周波電流が流れるためバルブ１の内部に高周波
磁界が発生する。このため、始動用細管６内のグロー放
電とバルブ１内との間で電界勾配を発生し、したがっ
て、バルブ１内にリング形のプラズマ放電が誘起され
る。このプラズマ放電は高周波磁界によりグロー、アー
ク放電へ移行する。このようにしてバルブ１内に発生す
るドーナツ形状の放電により発光物質が発光し、この光
はバルブ１を透過して外部に放射されるものである。

【０００９】このようなソレノイド磁界式放電灯は、バ
ルブ１内に電極が無いことから無電極放電灯とも称され
ており、上記有電極形ランプの不具合を解消することが
できるなどの利点がある。

【００１０】ところで、この種のソレノイド磁界式放電
灯は、バルブ１内にプラズマ放電を発生させるために、
バルブ１内に非常に高い電界勾配をつくって放電を起こ
させる必要がある。このための対策の１つとして、高周
波励起コイル２を、図８に示すように、断面が偏平な形
状とし、いわゆる平板形コイルとしてある。このような
平板形コイルによると、円形ワイヤに比べて表面積が増
し、高周波電流は導体の表面を流れる性質があることか
ら表皮効果が大きくなり、電流に対する抵抗が小さくな
り、また表面積が大きいので放熱効果が大きくなり、よ
って上記抵抗が小さくなることと相俟って自己発熱が軽
減され、コイル効率が向上するものである。

【００１１】このような平板形コイルは、複数の導電性
ドーナツ板をつないで螺旋形電流経路を形成するように
すれば製造することができる。

【００１２】ところで、高周波励起コイル２とコンデン
サーＣ₂は、図７に示す点灯回路から理解できる通り、
相互に並列に接続されてタンク回路を構成している。ま
た、通常コンデンサーはよく知られている通り、一対の
導電板や導電箔を、所定の静電容量を確保すべく絶縁し
て対向させて構成してある。

【００１３】このような条件を考慮すると、上記高周波
励起コイル２を構成している平板形コイルと、コンデン
サーＣ₂を一体に形成することが考えられる。すなわ
ち、平板形コイルの両端を延長し、これら延長部をそれ
ぞれ所定の面積を有する平面部に形成し、これら一対の
平面部を互いに絶縁して向かい合わせ積層すれば、これ
ら一対の平面部によってコンデンサーＣ₂を構成するこ
とができる。図８は、コイル部２とコンデンサーＣ₂部
を一体に形成した場合の例を示し、平板形コイル２を構
成するコイル構成円板２ａ，２ｂと、これに一体に連続
してコンデンサーＣ₂を構成する延長平板部（導電板）
１５ａ，１５ｂからなり、延長平板部１５ａ，１５ｂは
相互に絶縁積層されている。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように構成された従来の無電極放電灯によると、図７及
び図８に示すように、コイル２とコンデンサＣ₂を構成
する延長平板部１５ａ，１５ｂとは金属板で形成された
延長部としてのうで部１６ａ，１６ｂで接続されてお
り、うで部１６ａ，１６ｂは延長平板部１５ａ，１５ｂ
からコイル２の外周に向って伸びている。またうで部１
６ａ，１６ｂは図９及び図１０に示すように互いに離れ
てコイル２の両端に接しており、コイル２の面と延長平
板部１５ａ，１５ｂの面とが直角の方向になるように９
０度ねじられている。なお符号１７は延長平板部１５
ａ，１５ｂ間に挟持され、フッ素樹脂などで形成された
絶縁層である。

【００１５】このため、コイル２に超高周波で大電流を
流すとき、うで部１６ａ，１６ｂの抵抗分とインダクタ
ンス分とにより電力の損失が発生するという問題があっ
た。またコイル２の一部とうで部１６ａ，１６ｂとによ
り形成される部分が矢印Ａで示すように１ターンコイル
状となり、この部分のインダクタンス分によりランプと
コイル２との間の結合が低下するという問題があった。

【００１６】本発明はこのような状況に基づいてなされ
たもので、コイルとコンデンサとを接続するうで部の抵
抗分とインダクタンス分による電力の損失を減少させ、
しかもランプとコイルの結合を向上させることのできる
コイル、無電極放電灯、照明器具及び照明装置を提供す
ることを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載のコイルは、発光物質が封入された
透光性バルブの外周に巻回され、両端がコンデンサを介
して高周波発信回路に接続されたコイルにおいて、前記
コイルの両端を延長して絶縁層を介して密着させるとと
もに、該延長部の前記コイル側を幅狭に、電源側を幅広
に形成したことを特徴とする。

【００１８】請求項２に記載のコイルは、前記幅狭部の
中間を直角に折り曲げたことを特徴とする。

【００１９】請求項３に記載の無電極放電灯は、請求項
１または２記載のコイルを備えたことを特徴とする。

【００２０】請求項４に記載の照明器具は、請求項３記
載の無電極放電灯と反射板とを備えたことを特徴とす
る。

【００２１】請求項５に記載の照明装置は、請求項４記
載の照明器具と点灯装置とを備えたことを特徴とする。

【００２２】

【作用】上記の構成によると、コイルとコンデンサとを
接続するうで部を従来のように９０度ねじる必要がない
ので、延長部としてのうで部に幅の広い板を用いること
ができ、うで部の高周波抵抗とインダクタンスとを低減
することができる。また上下１対のうで部が絶縁層を介
して密着した平板コンデンサを形成しているので、電気
的にはコイルとコンデンサとが直結されたことになり、
うで部によって発生する抵抗分、インダクタンス分によ
る損失が低減される。さらに１対のうで部とコイルとに
より１ターンコイルが形成されることがなく、これによ
るインダクタンス分がないため、ランプとコイルとの結
合を向上させることができる。

【００２３】

【実施例】以下、本発明のコイル、無電極放電灯、照明
器具及び照明装置の一実施例を図面を参照して説明す
る。

【００２４】図１乃至図４に本発明の一実施例の構成を
示す。これらの図において、図７乃至図１０に示す従来
例の部分と対応する部分には同一の符号を付してあり、
その説明は適宜省略する。

【００２５】図４は、照明装置４０を示し、５０は器具
本体である。この器具本体５０は点灯回路収容室５１を
有し、この点灯回路収容室５１の下面にソレノイド磁界
式放電灯３０を装着してある。

【００２６】ソレノイド磁界式放電灯３０は２重管形を
なしており、図８に示すバルブと同様なバルブ１を外管
３１に収容してある。

【００２７】なお、外管３１の端部は圧潰封止されてお
り、この圧潰封止部３２にガスプローブとしての始動用
細管６を封着してある。

【００２８】このような２重管形無電極放電灯３０の周
囲には、高周波励起コイル２が配置されており、この高
周波励起コイル２は例えば２ターンコイルからなり、高
純度アルミニウム、または銅、もしくは銀などのような
導電性に優れた金属より形成されている。そして、この
コイル２はコイル素線の断面形状が偏平をなしており、
つまり平板形をなしている。この平板形高周波励起コイ
ル２は、コイル軸が前記バルブ軸と一致されて放電灯３
０の外管３１を包囲している。

【００２９】コイル２とコンデンサＣ₂との接続部の構
成を図１乃至図３に示す。２枚の円板２ａ，２ｂからな
る２ターンコイル２の各円板２ａ，２ｂの端部には、２
枚の金属板４２，４３が、例えばフッ素樹脂フィルムで
形成された絶縁層４４を介して密着して構成されたうで
部４１が接続されている。すなわち、金属板４２は円板
２ａの端部に、また、金属板４３は円板２ｂの端部に、
それぞれ接続されている。また、うで部４１のコイル２
側の部分の幅は狭く、電源側の幅は広く形成されてお
り、幅狭部４１ａの中間において面方向に対して直角に
折り曲げられている。そして、幅広部４１ｂが図４に示
す共振用コンデンサＣ₂となっている。また幅狭部４１
ａのコイル２側の部分はコイル２の面と同一平面上に設
けられている。

【００３０】うで部４１の幅広部４１ｂを構成する金属
板４２，４３はそれぞれ給電端子部２２ａ，２２ｂを介
してプリント回路基板２６に電気的に接続されている。
プリント回路基板２６には放熱用のヒートパイプ２７が
連結されており、ヒートパイプ２７は器具本体５０の外
部に導出されている。またヒートパイプ２７にはフィン
２８が取り付けられており、プリント回路基板２６で発
生する熱がヒートパイプ２７により外部へ放出されるよ
うになっている。なお、符号４５は放電灯３０の一方の
外側を囲む反射板である。

【００３１】また、図４に示すバルブ１内の空気はバッ
ファガスに置換されており、内部に希土類金属ハロゲン
化物、Ｎａ、Ｓなどが、始動用細管６の内部容積より多
い量封入されていて、封入物とバルブ１とが反応しにく
く、長寿命で安定して動作するようになっている。また
始動用細管６内に始動ガスを封入した棒状体を挿入し、
この棒状体を一体的に固定封止することにより、対入物
の量を減少せしめて、かつ補助電極機能を損なうことな
く動作させることができる。

【００３２】次に本実施例の作用を説明する。本実施例
のうで部４１は従来例のように９０度ねじる必要がない
ので、うで部４１の幅狭部４１ａでも幅の広い金属板を
用いることができる。この結果うで部４１の高周波抵抗
とインダクタンスを低減することができる。またうで部
４１が絶縁層４４を介して密着した２枚の金属板４２，
４３で形成されており、うで部４１が平板コンデンサと
なって、幅広部４１ｂのコンデンサＣ₂と直結してい
る。従ってコイル２とコンデンサとが電気的に直結され
たこととなり、うで部４１に生じていた抵抗分とインダ
クタンスによる損失が低減される。また、従来うで部１
６とコイル２の一部で幾何学的に形成されていた１ター
ンコイルによるインダクタンスがないため、ランプとコ
イルの結合が増大する。

【００３３】さらにうで部４１の幅狭部４１の長さを長
くすることにより、放電灯３０と回路基板２６との間の
距離を長くすることができ、回路基板２６の熱による影
響を軽減することができる。また、うで部４１の幅狭部
４１ａもコンデンサを形成しているため、幅広部４１ｂ
のコンデンサＣ₂の面積を狭くすることができ、装置の
小型化を図ることができる。

【００３４】図５及び図６に本発明の他の実施例の構成
を示す。本実施例ではうで部４１の幅狭部４１ａを、コ
イル２との接続部から全長にわたって、コイル２の面に
対して長手方向を軸にして直角に折り曲げた構造とし
た。

【００３５】本実施例によっても前述した実施例と同様
の効果が得られる。特に本実施例ではうで部４１がコイ
ル２と接続する部分で、金属板４２，４３が絶縁層４４
を介して密着している範囲が長いため、より低い浮遊イ
ンピーダンスが得られる。またコイル２は表面を水平に
して支持されるが、うで部４１の幅狭部４１ａがコイル
２の表面に対して直角であるため、鉛直方向の応力に対
して機械的強度が向上し、熱クリープなどの経時変化や
取扱い時の不慮の応力による変形を小さくすることがで
きる。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
無電極放電灯に設けられたコイルの両端を延長して、絶
縁層を介して密着させたので、うで部にコンデンサを構
成することができ、うで部の抵抗分とインダクタンス分
による電力の損失を減少させ、しかもランプとコイルの
結合を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の無電極放電灯に設けられたコイルの一
実施例の構成を示す下面図。

【図２】図１のＸ−Ｘ線断面図。

【図３】図１の斜視図。

【図４】本発明の照明装置の一実施例の全体の構成図。

【図５】本発明のコイルの他の実施例の構成を示す平面
図。

【図６】図１の側面図。

【図７】ソレノイド磁界式放電灯の基本的構成を示す回
路図。

【図８】従来のソレノイド磁界式放電灯及びコイルなら
びにコンデンサの一例の構成図。

【図９】図８のコイルを示す平面図。

【図１０】図９のｘ−ｘ線断面図。

【符号の説明】

１バルブ２コイル３高周波発振回路９始動回路
（点灯装置）１６，４４絶縁層１７，４１
うで部（延長部）３０無電極放電灯４０照明装
置４５反射板５０照明器
具Ｃ₂ コンデンサ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】発光物質が封入された透光性バルブの外
周に巻回され、両端がコンデンサを介して高周波発振回
路に接続されたコイルにおいて、前記コイルの両端を延
長して絶縁層を介して密着させるとともに、該延長部の
前記コイル側を幅狭に、電源側を幅広にそれぞれ形成し
たことを特徴とするコイル。
【請求項２】前記コイルの幅狭部の中間を直角に折り
曲げたことを特徴とする請求項１記載のコイル。
【請求項３】請求項１または２記載のコイルを備えた
ことを特徴とする無電極放電灯。
【請求項４】請求項３記載の無電極放電灯と反射板と
を備えたことを特徴とする照明器具。
【請求項５】請求項４記載の照明器具と点灯装置とを
備えたことを特徴とする照明装置。