(57)【要約】【課題】簡単な構造でアマルガムを保温することが可能な無電極放電ランプ、及び無電極放電灯点灯装置、及び照明器具を提供する。【解決手段】透光性材料から閉ループ状に形成された管体に放電ガスが封入され、管体表面に突部１１ｄが形成されたバルブ１１と、前記突部１１ｄに配設されて内部にアマルガム１３を収納する金属容器１４とを備え、前記金属容器１４から管体内へ向けて金属片１５が延設される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性材料から閉ループ状に形成された管体に放電ガスが封入され、管体表面に突部が形成されたバルブと、
前記突部に配設されて内部にアマルガムを収納する金属容器とを備え、
前記金属容器から管体内へ金属片が延設されることを特徴とする無電極放電ランプ。
【請求項２】
前記金属片は、金網が取り付けられることを特徴とする請求項１記載の無電極放電ランプ。
【請求項３】
前記金網は、水銀吸着物質が含まれることを特徴とする請求項２記載の無電極放電ランプ。
【請求項４】
前記金網は、仕事関数の低い物質が含まれることを特徴とする請求項２または３記載の無電極放電ランプ。
【請求項５】
前記金属片は、仕事関数の低い物質が含まれることを特徴とする請求項１乃至４いずれか記載の無電極放電ランプ。
【請求項６】
前記金属片は、水銀吸着物質が含まれることを特徴とする請求項１乃至５いずれか記載の無電極放電ランプ。
【請求項７】
請求項１乃至６いずれか記載の無電極放電ランプのバルブ近傍に配設され、高周波電流が通電されることで電磁界を発生し、当該電磁界によってバルブ内に放電を発生させる誘導コイルと、
誘導コイルに高周波電力を供給する電源とを備えることを特徴とする無電極放電灯点灯装置。
【請求項８】
請求項１乃至６いずれか記載の無電極放電ランプと、請求項７記載の無電極放電灯点灯装置とを備えることを特徴とする照明器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無電極放電ランプ及び無電極放電灯点灯装置及び照明器具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、閉ループ状に形成された管体に放電ガスが封入されたバルブを備える無電極放電ランプにおいて、バルブ内に設けられたアマルガムを保持する方法として図７で示すような方法が用いられている。
【０００３】
図７で示す無電極放電ランプでは、対向する凹部３１ａ、３１ｂがバルブ３１の内壁に各々形成され、当該凹部３１ａ、３１ｂからバルブ３１の管径方向へそれぞれ延設された支持体３２によって、内部にアマルガムを収納する金属容器３３が支持されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、バルブ内にアマルガムを保持する方法として、バルブの外周面に突部を形成し、当該突部にアマルガムを収納する方法もあるが、突部が外気に直接触れることで、突部の温度がさがり、それに伴って突部に収納されたアマルガムの温度も下がって発光効率が低下しやすいという問題があることから、図８で示すような構造によってアマルガムを保持すると共に保温を行う無電極放電ランプがある。
【０００５】
図８で示す無電極放電ランプでは、バルブ４１の表面に突部４２が形成され、当該突部４２の内部にアマルガム４３が収納されている。そして、突部４２近傍のバルブ４１表面には、アルミ箔等によって環状に形成されてランプの放電を助成する導電性の条片４５が巻回され、条片４５の表面には環状の鉄心４４が外嵌されている。更に、鉄心４４の表面には、アルミニウム等の熱伝導性の高い金属から形成されて突部４２を覆い、鉄心４４で発生する熱を突部４２へ伝えるタブ４６が外嵌され、タブ４６の表面には、略Ｕ字型に形成されて両端近傍に取り付け孔４７ａが穿設された鉄心リテーナ４７が外嵌されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平１０−１１６５９１号公報
【特許文献２】特開２００６−１９３０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１で示す無電極放電ランプでは、アマルガムを収納する金属容器を支持するために、バルブ３１の内壁に２つの凹部３１ａ、３１ｂを形成し、更に支持体３２を設ける必要があることから、構造が複雑な上に部品点数が多くなっている。また、特許文献２で示す無電極放電ランプでは、鉄心４４と鉄心リテーナ４７との間にタブ４６を設けて、当該タブ４６が突部４２を覆い、鉄心４４で発生する熱を突部４２へ伝達することでアマルガムを保温する構造となっていることから、構造が複雑なものとなっていた。
【０００７】
本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡単な構造でアマルガムを保温することが可能な無電極放電ランプ、及び無電極放電灯点灯装置、及び照明器具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１の発明は、透光性材料から閉ループ状に形成された管体に放電ガスが封入され、管体表面に突部が形成されたバルブと、前記突部に配設されて内部にアマルガムを収納する金属容器とを備え、前記金属容器から管体内へ金属片が延設されることを特徴とする。
【０００９】
この発明によれば、金属容器から金属片をバルブ内へ延設するという簡単な構造で、バルブ内に発生するプラズマの熱を、金属片を介して金属容器に伝えることができるので、金属容器に収納されているアマルガムを保温することができる。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記金属片は、金網が取り付けられることを特徴とする。
【００１１】
この発明によれば、金網を用いることで金属片のみの場合と比べてプラズマに接する表面積が大きくなり、金属片から金属容器へより多くの熱を伝達させることができるようになり、金属容器に収納されているアマルガムを保温する効果を更に増すことができる。
【００１２】
請求項３の発明は、請求項２の発明において、前記金網は、水銀吸着物質が塗布されることを特徴とする。
【００１３】
この発明によれば、金属容器に収納されているアマルガムをより安定して保温することができると共に、ランプを一度でも点灯した後の始動時には、バルブ内に浮遊している水銀が金網に吸い寄せられていることで、金網に吸着された水銀が、アマルガムに含まれる水銀よりも早くに放出されてスムーズに放電が開始され、点灯状態が安定するまでの時間を短縮することができる。
【００１４】
請求項４の発明は、請求項２または３の発明において、前記金網は、仕事関数の低い物質が含まれることを特徴とする。
【００１５】
この発明によれば、金属容器に収納されているアマルガムをより安定して保温することができると共に、ランプ始動時にバルブ内の電子が少ない場合であっても、金網から電子が放出されることで、放電の遅れを防止することができる。
【００１６】
請求項５の発明は、請求項１乃至４いずれかの発明において、前記金属片は、仕事関数の低い物質が含まれることを特徴とする
この発明によれば、金属容器に収納されているアマルガムをより安定して保温することができると共に、ランプ始動時にバルブ内の電子が少ない場合であっても、金属片から電子が放出されることで、放電の遅れを防止することができる。
【００１７】
請求項６の発明は、請求項１乃至５いずれか記載の発明において、前記金属片は、水銀吸着物質が塗布されることを特徴とする。
【００１８】
この発明によれば、金属容器に収納されているアマルガムをより安定して保温することができると共に、ランプを一度でも点灯した後の始動時には、バルブ内に浮遊している水銀が金属片に吸い寄せられていることで、金属片に吸着された水銀が、アマルガムに含まれる水銀よりも早くに放出されてスムーズに放電が開始され、点灯状態が安定するまでの時間を短縮することができる。
【００１９】
請求項７の発明は、請求項１乃至６いずれか記載の無電極放電ランプのバルブ近傍に配設され、高周波電流が通電されることで電磁界を発生し、当該電磁界によってバルブ内に放電を発生させる誘導コイルと、誘導コイルに高周波電力を供給する電源とを備えることを特徴とする。
【００２０】
この発明によれば、請求項１乃至６いずれかの効果を奏する無電極放電灯点灯装置を提供することができる。
【００２１】
請求項８の発明は、請求項１乃至６いずれか記載の無電極放電ランプと、請求項５記載の無電極放電灯点灯装置とを備えることを特徴とする。
【００２２】
この発明によれば、請求項１乃至６いずれかの効果を奏する照明器具を提供することができる。
【発明の効果】
【００２３】
以上説明したように、本発明では、簡単な構造でアマルガムを保温することが可能な無電極放電ランプ、及び無電極放電灯点灯装置、及び照明器具を提供するができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２５】
（実施形態１）
本発明の実施形態について図１、２を用いて説明を行う。なお、図１における上下左右を基準として説明を行う。
【００２６】
本実施形態における点灯装置は、無電極放電ランプ１Ａと、当該無電極放電ランプ１Ａを点灯させる無電極放電灯点灯装置２とから構成される（図１参照）。
【００２７】
無電極放電ランプ１Ａは、ガラス管（パイレックス（登録商標）管）から閉ループ状に形成された管体の表面に突部（排気管状部）１１ｄが形成されたバルブ１１と、突部１１ｄ内に配設される金属容器１４とから構成される。
【００２８】
バルブ１１は、外径が２５ｍｍから４５ｍｍのガラス管が用いられ、本実施形態では、例えば直径３８ｍｍ、長さ１０００ｍｍのガラス管を曲げ加工、及び接続加工することによって、一対の直管部１１ａと、各直管部１１ａの一端端同士、及び他端端同士をそれぞれ接続する円弧状に形成されたブリッジ部１１ｂ、１１ｃとから閉ループ（トカマク）状に形成され、その内部に例えばアルゴン、クリプトン、キセノンなどからなる放電ガスが封入される。また、ブリッジ部１１ｂの軸方向略中央から、バルブ１１のループの外側方向へ向けて、直径８ｍｍ、長さ１０ｍｍのガラス管からなる突部１１ｄが形成されている。
【００２９】
金属容器１４は、鉄とニッケルとの合金により形成され、内部にアマルガム１３を収納し、突部１１ｄ内に配設される。ここで、アマルガム１３は、ビスマスとインジウムとの合金からなる基体金属に、３．５％の含有比率で水銀を含有したものが用いられる。
【００３０】
無電極放電灯点灯装置２は、無電極放電ランプ１Ａの近傍に配設される一対のトロイダルコア２１と、トロイダルコア２１に各々巻回する並列（または、直列）に接続された一対の誘導コイル２２と、高周波電力を誘導コイル２２へ供給する点灯回路２３とを備える。
【００３１】
トロイダルコア２１は、環状に形成されて、一対の直管部１１ａの一端にそれぞれ外嵌し、その表面に誘導コイル２２が巻回している。
【００３２】
誘導コイル２２は、トロイダルコア２１の表面を巻回し、リード線２４を介して点灯回路２３に接続される。
【００３３】
点灯回路２３は、図示しない商用電源を入力として高周波電力を発生し、リード線２４を介して誘導コイル２２へ周波数１３５ｋＨｚの高周波電力を供給する。
【００３４】
そして、無電極放電ランプ１Ａが点灯する際には、点灯回路２３より誘導コイル２２へ高周波電力が供給されることで誘導コイル２２の周囲に高周波電磁界が発生する。そして、バルブ１１内の電子が放電ガスと衝突することでプラズマが発生し放電が開始される。この時、プラズマの発生によりアマルガム１３内に含まれる水銀原子が励起され、励起された水銀原子が基底状態に戻る際に紫外線を放射し、紫外線がバルブ１１の内壁に塗布される蛍光体膜によって可視光に変換されてバルブ１１外部に放出される。
【００３５】
ここで、金属容器１４からは、ブリッジ部１１ｂ内へ長さ３０ｍｍの金属片１５（例えばステンレスワイヤー）が延設されている（図２参照）。そうすることにより、当該金属片１５が、放電時に発生するプラズマの熱を金属容器１４へ伝えて金属容器１４内に収納されているアマルガム１３を保温することができる。なお、金属容器１４の温度が、室温で略８０〜１００℃となるように、金属片１５の、長さ、太さ、形状が調整される。
【００３６】
このように、閉ループ状のバルブ１１に形成された突部１１ｄは、外気に直接触れることで温度が下がりやすく、それに伴ってアマルガム１３の温度も低下して十分な発光効率が得られないため、従来は図８で示したような複雑な構造によってアマルガムを保温していたが、本実施形態では、突部１１ｄ内に配設された金属容器１４からブリッジ部１１ｂ内へ向けて金属片１５を延設するという簡単な構造でアマルガム１３を最適な温度で保温して、無電極放電ランプ１Ａの発光効率を維持することができる。
【００３７】
なお、本実施例では、突部１１ｄが、ブリッジ部１１ｂに形成されているが、ブリッジ部１１ｃに形成されていてもよい。
【００３８】
また、金属片１５に仕事関数の低いセシウムが塗布された際には、ランプの始動時（特に暗所）において、バルブ１１内に存在する電子の数が不足している場合であっても、金属片１５から電子が放出されることで電子の不足を解消することができ、放電をスムーズに開始して放電の遅れを防止することができる。
【００３９】
加えて、金属片１５に水銀吸着物質であるビスマスとインジウムとの合金が塗布された際には、ランプが一度でも点灯した後のランプ始動時には、金属片１５に吸着している水銀が、アマルガム１３に含まれている水銀よりも早くバルブ１１内に放出されるため、放電をスムーズに開始することができる。
【００４０】
（実施形態２）
本発明の実施形態について図３を用いて説明を行う。
【００４１】
本実施形態における点灯装置が、実施形態１の点灯装置と異なる点は、無電極放電ランプ１Ｂの金属片１５にステンレス製の金網１６が溶接等により接続されている点である（図３参照）。なお、他の構成は、実施形態１における無電極放電ランプ１Ａと同一であり説明を省略する。
【００４２】
金網１６は、７ｍｍ×３ｍｍの大きさのものが用いられており、仕事関数の低いセシウム、及び、水銀吸着物質であるビスマスとインジウムとの合金が塗布されている。そして、金網１６は、短手方向略中央で折り曲げられた状態で金属片１５に溶接等により接続されることで、突部１１ｄ側からブリッジ部１１ｂへ容易に挿入される。
【００４３】
このように、金属容器１４からブリッジ部１１ｂへ延設された金属片１５に金網１６が接続されたことで、金網１６の分だけプラズマから熱を受ける表面積が大きくなり、より多くの熱を金属片１５を介して金属容器１４へ伝えることができ、金属容器１４に収納されているアマルガム１３を保温する効果をより高めることができ、無電極放電ランプ１Ｂの発光効率が維持される。
【００４４】
また、金網１６に仕事関数の低いセシウムが塗布されていることから、ランプの始動時（特に暗所）において、バルブ１１内に存在する電子の数が不足している場合であっても、金網１６から電子が放出されることで電子の不足を解消することができ、放電をスムーズに開始して放電の遅れを防止することができる。
【００４５】
加えて、金網１６に水銀吸着物質であるビスマスとインジウムとの合金が塗布されていることから、ランプが一度でも点灯した後のランプ始動時には、金網１６に保持されている水銀が、アマルガム１３に含まれている水銀よりも早くバルブ１１内に放出されるため、放電をスムーズに開始することができる。
【００４６】
（実施形態３）
本発明の実施形態について図４，５を用いて説明を行う。
【００４７】
本実施形態における点灯装置が、実施形態２の点灯装置と異なる点は、無電極放電ランプ１Ｃの突部１１ｄの位置が、ブリッジ部１１ｂの軸方向の一端側に形成されている点である（図４参照）。なお、他の構成は、実施形態２における無電極放電ランプ１Ｂと同一であり説明を省略する。
【００４８】
バルブ１１は、突部１１ｄが、直管部１１ａの延長上にあたるブリッジ部１１ｂの一端側に形成されており、金属容器１４よりブリッジ部１１ｂへ延設された金属片１５が、ブリッジ部１１ｂの内壁と干渉しない構造となっている（図４参照）。なお、本実施例では、突部１１ｄがブリッジ部１１ｂの一端側に形成されているが、他端側に形成されていてもよい。また、突部１１ｄが、ブリッジ１１ｃの軸方向の一端側、あるいは、他端側に形成されていてもよい。
【００４９】
以上の構成により、金属片１５の長さが、実施形態１，２のようにブリッジ部１１ｂの内径Ｄに制限されず（図５参照）、金属片１５の長さを更に長くすることができるので、金属片１５が、プラズマの熱をより多く吸収でき、金属容器１４に収納されているアマルガム１３を保温する効果をより一層高めることができ、無電極放電ランプ１Ｃの発光効率が維持される。
【００５０】
また、金属片１５が長くなることによって、金網１６のサイズも大きくすることが可能となり、金網１６のサイズを大きくすることで更に多くの熱を金属容器１５へ伝えることができ、アマルガム１３を保温する効果を更に大きくすることができる。
【００５１】
（実施形態４）
本発明の実施形態について図６を用いて説明を行う。
【００５２】
本実施形態における照明器具は、図６に示すように、無電極放電ランプ１Ａと、無電極放電ランプ１Ａを点灯させる無電極放電灯点灯装置２と、無電極放電ランプ１Ａ及び無電極放電灯点灯装置２を内部に収納する箱型の筐体３と、無電極放電ランプ１Ａの光を反射する反射板４とを備えている。なお、本実施形態では、無電極放電ランプとして実施形態１で示す無電極放電ランプ１Ａを用いているが、実施形態２，３で示した無電極放電ランプ１Ｂ、１Ｃであってもよい。
【００５３】
筐体３は、下面が開口した矩形箱型に形成され、その上面側に無電極放電灯点灯装置２が収納され、無電極放電灯点灯装置２の下方に無電極放電ランプ１Ａが収納される。
【００５４】
反射板４は、断面略コの字状に形成されて開放端側を下方に向けた状態で、無電極放電ランプ１Ａと無電極放電灯点灯装置２との間に設けられて、無電極放電ランプ１Ａの光を反射する。
【００５５】
以上の構成からなる本実施形態の照明器具は、プラズマの熱が金属片１５を介してアマルガムを１３を収納する金属容器１４へ伝わる構造を備えた無電極放電ランプ１Ａが用いられていることから、アマルガム１３が保温されて、安定した輝度で点灯を行うことができる。
【００５６】
また、無電極放電ランプ１Ａの代わりに、実施形態２で示した無電極放電ランプ１Ｂ、または、実施形態３で示した無電極放電ランプ１Ｃを用いることで、放電がよりスムーズに始動される照明器具とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の実施形態１における点灯装置の構成図である。
【図２】同上における無電極放電ランプの要部拡大図である。
【図３】本発明の実施形態２における無電極放電ランプの要部拡大図である。
【図４】本発明の実施形態３における無電極放電ランプの要部拡大図である。
【図５】本発明の実施形態１、または、実施形態２における無電極放電ランプの要部拡大図である。
【図６】本発明の実施形態４における照明器具の構成図を示す。
【図７】従来例の特許文献１における無電極放電ランプの要部断面図を示す。
【図８】同上における、特許文献２における無電極放電ランプの要部断面図を示す。
【符号の説明】
【００５８】
１１  バルブ
１１ｄ  突部
１３  アマルガム
１４  金属容器
１５  金属片
【図１】
2010073491.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2010073491.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【図８】
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