JPH0745384A - 無電極ランプ点灯装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 無電極ランプ点灯装置の始動性を向上し、出
力変動や立ち消えの発生を防止し、長寿命化を図る。 【構成】 高周波発振回路に直列に接続され閉ループを
形成する励起コイル２に、それぞれ直列及び並列に接続
される第１のコンデンサＣ1 及び第２のコンデンサＣ2
を構成する誘電体を、両面に銅板２２が接合されたアル
ミナ板２１で形成する。

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ラン
プ点灯装置に関する。

【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、つまり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８に示し、これについて説明する。

【０００５】図８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】このような構成の無電極ランプ点灯装置に
おいては、高周波発振回路３から励起コイル２に高周波
電力を供給すると、励起コイル２に高周波電流が流れる
ためバルブ１内に高周波磁界が発生しプラズマ放電が誘
起される。このプラズマ放電は高周波磁界によりグロ
ー、アーク放電へ移行し、バルブ１内に発生するドーナ
ツ状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。

【０００７】図９及び図１０に従来のコンデンサＣの具
体的な構成を示す。図９，１０において、前記高周波発
振回路３の接地電位側電極６は金属板で形成された放熱
板であるヒートシンク７に接続されており、励起コイル
２の一方の極２ｂはヒートシンク７に接している。また
高周波発振回路３の高電位側電極８は第１のコンデンサ
Ｃ1 を介して励起コイル２の他方の極２ａに接続されて
いる。さらに励起コイル２の両極２ａ，２ｂ間には第２
のコンデンサＣ2 が接続されている。

【０００８】上記励起コイル２の両極２ａ，２ｂ及びコ
ンデンサＣ1 ，Ｃ2 はヒートシンク７上に積層されてお
り、上面は絶縁板９を介して押え板１０により押圧され
ている。押圧板１０は複数本のネジ１１によりヒートシ
ンク７に固定されている。なお、コンデンサＣ1 ，Ｃ2
は従来はフッ素樹脂フィルムで構成されていた。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上記のように構成され
た従来の無電極ランプ点灯装置において、励起コイル２
に高周波電流を流すと、励起コイル２の先端部では温度
が３００℃以上になる。この熱はコンデンサＣ1 ，Ｃ2
へ伝達されてその温度が上昇し、コンデンサＣ1，Ｃ2
の静電容量が変化する。特にコンデンサＣ1 ，Ｃ2 を構
成するフッ素樹脂フィルムの温度に対する静電容量の変
化は７００ｐｐｍ／℃と大きいため、共振周波数の変化
も大きくなる。この結果、始動性が低下し、光の立ち消
えが発生するという問題があった。

【００１０】また、コンデンサＣ1 ，Ｃ2 は押え板１０
によりヒートシンク７に押圧されているため、前記熱変
化によるストレスとともに機械的ストレスが加わり、コ
ンデンサＣ1 ，Ｃ2 の信頼性が低下し寿命が短くなると
いう問題もあった。

【００１１】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、始動性を向上し、出力変動や立ち消えの発生を防止
し、長寿命化を図ることのできる、組立調整が容易で低
コストの無電極ランプ点灯装置を提供することを目的と
する。

【００１２】

【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に記載の本発明は高周波を発生させる高周
波発振回路と、該高周波発振回路に直列に接続され閉ル
ープを形成する励起コイルと、該励起コイルにそれぞれ
直列及び並列に接続されるそれぞれ誘電体からなる第１
及び第２のコンデンサと、前記励起コイルから電磁的に
エネルギを供給されて発光する無電極ランプとを備える
無電極ランプ点灯装置において、前記第１及び第２のコ
ンデンサを構成する誘電体は各々誘電体が静電容量の温
度変化係数が＋２００ｐｐｍ／℃乃至−２００ｐｐｍ／
℃である無機物質で構成したことを特徴とする。

【００１３】請求項２に記載の無電極ランプ点灯装置
は、セラミックス磁器で構成されたことを特徴とする。

【００１４】請求項３に記載の無電極ランプ点灯装置
は、セラミックスはアルミナであることを特徴とする。

【００１５】請求項４に記載の無電極ランプ点灯装置
は、アルミナの両面に導電性金属板を接合したことを特
徴とする。

【００１６】請求項５に記載の無電極ランプ点灯装置
は、第１及び第２のコンデンサを前記励起コイルから所
定の距離だけ離して配置し、前記コンデンサの接地電位
側電極を導電性金属で構成された放熱板に接触させ、前
記１対のコンデンサを対向する前記導電性金属板を介し
て一体に接合したことを特徴とする。

【００１７】請求項６に記載の無電極ランプ点灯装置
は、第１及び第２のコンデンサの少くともいずれか一方
に並列に、可変容量が前記コンデンサの静電容量の０．
１％乃至３３％の空気バリコンを接続したことを特徴と
する。

【００１８】

【作用】請求項１乃至４に記載の無電極ランプ点灯装置
においては、コンデンサをアルミナの両面に導電性金属
板を接合した、いわゆるアルミナ両面ＤＢＣ（ｄｉｒｅ
ｃｔ ｂｏｎｄｉｎｇ ｃｉｒｃｕｉｔ）で構成したの
で、コンデンサの静電容量の温度による変化を２００ｐ
ｐｍ／℃以下に抑えることができる。この結果始動性を
向上させ、出力変動や立ち消えの発生を防止することが
できる。

【００１９】請求項５に記載の無電極ランプ点灯装置に
おいては、１対のコンデンサを励起コイルから離れた位
置に配置したので、励起コイルからの伝熱を低減するこ
とができる。また１対のコンデンサの対向する導電性金
属を一体に接合することにより、押え板によるコンデン
サのヒートシンク上への押圧をなくすことができる。こ
の結果、コンデンサの熱的、機械的ストレスによる特性
の劣化や破壊の発生を防止することができる。

【００２０】請求項６に記載の無電極ランプ点灯装置に
よれば、第１及び第２のコンデンサと並列に空気バリコ
ンを設けたので、コンデンサの容量のバラツキの補正や
調整を容易に行うことができる。

【００２１】

【実施例】以下、本発明の無電極ランプ点灯装置の実施
例を図面を参照して説明する。

【００２２】図１乃至図７に本発明の第１乃至第３の実
施例の構成を示す。これらの図において、図９及び図１
０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。

【００２３】図１及び図２に示す第１の実施例は、第１
のコンデンサＣ1 及び第２のコンデンサＣ2 をそれぞれ
アルミナＤＢＣで構成したことを特徴としている。アル
ミナＤＢＣはアルミナ板２１の両面に導電性金属板とし
ての銅板２２が焼成などの手段で一体に接合されてなっ
ている。その他の構成は図９，１０に示す従来例と同様
である。

【００２４】本実施例によれば、アルミナＤＢＣの温度
変化による静電容量の変化特性が２００ｐｐｍ／℃以下
であり、従来のフッ素樹脂フィルムの７００ｐｐｍ／℃
に比べて著しく小さいため、温度変化による出力変動や
立ち消えの発生を防ぐことができ、始動性も改善され
る。

【００２５】図３及び図４に示す第２の実施例は、アル
ミナＤＢＣで構成された第１のコンデンサＣ1 及び第２
のコンデンサＣ2 を、励起コイル２から離れた位置にお
いてヒートシンク７上に取り付けたことを特徴としてい
る。また積層された第１のコンデンサＣ1 と第２のコン
デンサＣ2 にそれぞれ形成された対向する銅板２２を、
ろう付け３１などで一体に接合し、一体となったコンデ
ンサＣ1 ，Ｃ2 の外周を固定具３２を介してビス３３に
よりヒートシンク７に取り付けた。さらに励起コイル２
の接地電位側の一端２ｂをビス３４によりヒートシンク
７に固定し、高電位側の一端をビス３５により固定され
た導電材３６を介して、一体に接合された銅板２２に接
続した。なお図３に示す符号３７はコイル２とコンデン
サＣ1 ，Ｃ2 との間を電磁的に遮断するシールド板であ
り、符号３８は絶縁スペーサである。

【００２６】本実施例によれば、コンデンサＣ1 ，Ｃ2
が励起コイル２から離れているので、励起コイル２で発
生する熱のコンデンサＣ1 ，Ｃ2 への伝熱を低減するこ
とができ、熱ストレスによるコンデンサＣ1 ，Ｃ2 の特
性の劣化や破壊を防止することができる。

【００２７】また１対のコンデンサＣ1 ，Ｃ2 を銅板２
２を介して一体に接合したので、コンデンサＣ1 ，Ｃ2
間の間隙によって発生するキャパシタをなくすことがで
き、しかもヒートシンク７に対する押圧力を軽減するこ
とができる。この結果コンデンサＣ1 ，Ｃ2 の機械的応
力によるストレスの発生を防止することができ、しかも
組立性が向上しコストを低減することができる。

【００２８】図５乃至図７に示す第３の実施例は、第１
のコンデンサＣ1 及び第２のコンデンサＣ2 にそれぞれ
並列に、空気バリコン４１を接続したことを特徴として
いる。空気バリコン４１の可変容量としては、コンデン
サＣ1 ，Ｃ2 の静電容量の０．１％乃至３３％が適正で
ある。

【００２９】本実施例によれば、コンデンサＣ1 ，Ｃ2
の静電容量のバラツキを容易に補正することができ、微
調整を行うことができる。

【００３０】上記各実施例で示したコンデンサＣ1 ，Ｃ
2 の両面に接合された銅板２２を複数の部分に分割し、
任意の部分を並列化して接続すれば、コンデンサＣ1 ，
Ｃ2の容量を段階的に任意に調整することができる。こ
の結果バリコンが不要となり、部品点数の削減、回路の
省スペース化、を図ることができ、コストの低減と信頼
性の向上を達成することができる。

【００３１】また３枚の銅板２２の間に２枚のアルミナ
板２１を挟み込み、ダイレクトボンディングにより一体
に接合してコンデンサＣを構成することにより、コンデ
ンサＣの小型軽量化を図り、組立性を向上させることが
できる。さらにコンデンサＣの静電容量のバラツキを低
減し信頼性を向上することができる。

【００３２】また第２のコンデンサＣ2 の接地側銅板２
２の厚さを、他の銅板２２の厚さが０．２ｍｍ乃至０．
３ｍｍであるときに、０．６ｍｍと厚くし、この接地側
銅板２２をアルミナ板２１の外側に突出させ、この突出
部にヒートシンク１７にネジ止めするための取付孔を設
けてもよい。このように構成することにより、放熱性と
接地面への電気伝導性を向上することができる。

【００３３】またヒートシンク７の上面にコンデンサ取
付板を設け、このコンデンサ取付板にコンデンサＣの外
周が嵌合するガイド部を凹孔状に設けてもよい。又、凹
孔の代りにコンデンサＣに接続される励起コイル２の端
部がコンデンサＣよりも幅が狭くなっているので、この
端部が嵌合するガイド部の幅を狭くしておいてもよい。
このように構成することによりコンデンサＣの組立精度
が向上し、容量のバラツキを改善して信頼性を向上する
ことができる。

【００３４】なお、上記各実施例で示したコンデンサＣ
は、アルミナ板２１の両面に銅板２２を接合して構成さ
れているが、他のセラミックス磁器の両面に他の導電性
金属を接合して構成してもよい。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の無電極ラ
ンプ点灯装置によれば、第１及び第２のコンデンサをア
ルミナなどのセラミックス磁器で構成したので、静電容
量の温度変化による変動を小さくすることができ、出力
変動や立ち消えの発生を防止し起動性を向上させること
ができる。

【００３６】また１対のコンデンサを励起コイルから離
れた位置に配置し、コンデンサの両面に導電性金属を接
合し、対向する導電性金属を一体に接合するようにした
ので、コンデンサの熱的、機械的ストレスによる特性の
劣化や破壊の発生を防止することができる。

【００３７】さらにコンデンサに並列に空気バリコンを
設けたので、コンデンサの容量のバラツキの補正や調整
を容易に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の無電極ランプ点灯装置の第１の実施例
の構成を示す縦断面図。

【図２】図１の斜視図。

【図３】本発明の第２の実施例の構成を示す縦断面図。

【図４】図３の斜視図。

【図５】本発明の第３の実施例の構成を示す縦断面図。

【図６】図５の斜視図。

【図７】図５の等価回路図。

【図８】ソレノイド磁界式放電灯の基本構成を示す回路
図。

【図９】従来の無電極ランプ点灯装置の一例の構成を示
す縦断面図。

【図１０】図９の斜視図。

【符号の説明】

１ バルブ（無電極ランプ） ２ 励起コイル ３ 高周波発振回路 ７ ヒートシン
ク（放熱板） ２１ アルミナ板（誘電体） ２２ 銅板（導
電性金属板） ４１ 空気バリコン Ｃ1 第１のコ
ンデンサ Ｃ2 第２のコンデンサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川鶴 滋久 東京都港区三田一丁目４番28号 東芝ライ テック株式会社内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高周波を発生させる高周波発振回路と、
   該高周波発振回路に直列に接続され閉ループを形成する
   励起コイルと、該励起コイルにそれぞれ直列及び並列に
   接続されるそれぞれ誘電体からなる第１及び第２のコン
   デンサと、前記励起コイルから電磁的にエネルギを供給
   されて発光する無電極ランプとを備える無電極ランプ点
   灯装置において、前記第１及び第２のコンデンサを構成
   する誘電体は各々静電容量の温度変化係数が＋２００ｐ
   ｐｍ／℃乃至−２００ｐｐｍ／℃である無機物質で構成
   したことを特徴とする無電極ランプ点灯装置。
2. 【請求項２】 誘電体がセラミックス磁器で構成された
   ことを特徴とする請求項１記載の無電極ランプ点灯装
   置。
3. 【請求項３】 セラミックスはアルミナであることを特
   徴とする請求項２記載の無電極ランプ点灯装置。
4. 【請求項４】 アルミナの両面に導電性金属板を接合し
   たことを特徴とする請求項３記載の無電極ランプ点灯装
   置。
5. 【請求項５】 第１及び第２のコンデンサを前記励起コ
   イルから所定の距離だけ離して配置し、前記コンデンサ
   の接地電位側電極を導電性金属で構成された放熱板に接
   触させ、前記１対のコンデンサを対向する前記導電性金
   属板を介して一体に接合したことを特徴とする請求項１
   乃至４いずれか一に記載の無電極ランプ点灯装置。
6. 【請求項６】 第１及び第２のコンデンサの少くともい
   ずれか一方に並列に、可変容量が前記コンデンサの静電
   容量の０．１％乃至３３％の空気バリコンを接続したこ
   とを特徴とする請求項１乃至５いずれか一に記載の無電
   極ランプ点灯装置。