(57)【要約】【課題】  排気管にアマルガムを収めた無電極ランプを、低温において動作させる場合にも、高い全光束を提供する無電極放電ランプの構成を提供することを目的とする。【解決手段】  アマルガム３を収めた排気管２と、上記排気管２を覆う覆い１とを有する発光管を備え、上記無電極放電ランプは、少なくとも二つの排気管を有し、少なくとも一つの排気管２は、アマルガム３を挿入し、上記少なくとも二つの排気管２それぞれは、上記覆い１によって覆われていることを特徴とする。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アマルガムを収めた排気管と、
上記排気管を覆う覆いと
を有する発光管を備え、
上記無電極放電ランプは、少なくとも二つの排気管を有し、少なくとも一つの排気管は、アマルガムを挿入し、
上記少なくとも二つの排気管それぞれは、上記覆いによって覆われていることを特徴とする無電極放電ランプ。
【請求項２】
アマルガムを収めた排気管と、
上記排気管を覆う覆いと
を有する発光管を備え、
上記覆いは、シリコンゴムとシリコン発泡材とのいずれかによって作成されていることを特徴とする無電極放電ランプ。
【請求項３】
アマルガムを収めた排気管と、
上記排気管を覆う覆いと
を有する発光管を備え、
上記覆いは、長方体型と、円柱型と、Ｕ字型とのいずれかの形状であることを特徴とする無電極放電ランプ。
【請求項４】
アマルガムを収めた排気管と、
上記排気管を覆う覆いと
を有する発光管を備え、
上記覆いは、高さ（無電極放電ランプから排気管が突出する方向の長さ）が、１０ミリメートル（ｍｍ）以上２０ミリメートル以下であり、幅（上記高さと垂直方向となる長さ）が、８ミリメートル以上２０ミリメートル以下と８ファイ（φ）以上２０ファイ以下とのいずれかであることを特徴とする無電極放電ランプ。
【請求項５】
アマルガムを収めた排気管と、
上記排気管を覆う覆いと
を有する発光管を備え、
上記排気管は、くびれ部分を有していることを特徴とする無電極放電ランプ。
【請求項６】
アマルガムを収めた排気管と、
上記排気管を覆う覆いと
を有する発光管を備え、
上記覆いは、保温性を有する材料を用いて作成されていることを特徴とする無電極放電ランプ。
【請求項７】
無電極放電ランプと、上記無電極放電ランプに電力を供給する電力源とを有する無電極放電ランプシステムにおいて、
上記無電極放電ランプは、アマルガムを収めた排気管と、上記排気管を覆う覆いとを有する発光管を備え、
上記電力源は、上記無電極放電ランプに設定された供給電力の規格の値よりも大きい供給電力の値の電力を供給することを特徴とする無電極放電ランプシステム。
【請求項８】
上記無電極放電ランプは、１００ワット規格であり、
上記１００ワット規格の無電極放電ランプに対して、上記電力源は、８５ワット（Ｗ）から１４０ワットの電力を供給することを特徴とする請求項７記載の無電極放電ランプシステム。
【請求項９】
上記無電極放電ランプシステムは、さらに、無電極放電ランプを配置する容器を備え、
上記容器内の温度を４０℃以上に保持することを特徴とする請求項７記載の無電極放電ランプシステム。
【請求項１０】
上記容器は、９０リットル以下であることを特徴とする請求項９記載の無電極放電ランプシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無電極放電ランプのエネルギーを効率的に利用することに関する。特に、排気管にアマルガムを収めた無電極放電ランプの排気管に覆いを配置し、ランプエネルギーを効果的に利用することにより、低温における明るさ改善に関する。
【背景技術】
【０００２】
アマルガムとの間の熱結合による無電極放電ランプの一例が、特許文献１に開示されている。
図７から図１０は、特許文献１に開示された図である。
図７から図１０を引用して説明する。
開示された電気ランプアセンブリは、低圧放電を支持するための充眞材が封入されたランプエンベローブ１２を有する無電極放電ランプ１０が設けられている。この無電極放電ランプ１０が、ランプエンベローブ１２内に設置されたアマルガム１０４を有している。
また、ランプエンベローブ１２に近接して変圧器鉄心２２，２４が設けられている。更に、高周波源（ＲＦ源）２０から高周波エネルギーを受けるために、変圧器鉄心２２，２４に配置された入力巻線３０，３２が設けられており、高周波エネルギーが、ランプエンベローブ１２内に前記低圧放電を生ぜしめるようになっている。
【０００３】
変圧器鉄心２２とアマルガム１０４との間に熱結合が設けられ、アマルガム１０４が、動作時に変圧器鉄心２２によって加熱されるようにした。この熱結合は、排気管７２をタブ９０で囲むようにすることによって実現している。タブ９０は、鉄心アリーナ８０に溶接されている。このため、変圧器鉄心２２からの熱がタブ９０へ熱伝導され、タブ９０からの熱によって排気管７２内のアマルガム１０４が加熱される。このようにして、熱結合が形成される。鉄心アリーナ８０，８２と、板ばね８６，８８とは、個々の鉄心を一体的に保持している。鉄心アリーナ８０，８２に取付け穴８４を設けることにより、鉄心アリーナ８０，８２にねじを通し、照明器具にねじ止めされる。
しかしながら、この方式では、加工が困難で手間がかかり、低温では変圧器鉄心２２からの熱が伝わり難いという欠点があるため、低い全光束しか得られなかった。
【特許文献１】特開平１１−１９１３９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の技術では、加工が困難で手間がかかり、また、低温では変圧器鉄心２２からの熱が伝わり難いという欠点があるため、低温において低い全光束しか得られない。
【０００５】
そこで、本発明では、低温で高い全光束を提供する無電極放電ランプの構成を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る無電極放電ランプは、アマルガムを収めた排気管と、
上記排気管を覆う覆いと
を有する発光管を備え、
上記無電極放電ランプは、少なくとも二つの排気管を有し、少なくとも一つの排気管は、アマルガムを挿入し、
上記少なくとも二つの排気管それぞれは、上記覆いによって覆われていることを特徴とする。
【０００７】
上記覆いは、シリコンゴムとシリコン発泡材とのいずれかによって作成されていることを特徴とする。
【０００８】
上記覆いは、長方体型と、円柱型と、Ｕ字型とのいずれかの形状であることを特徴とする。
【０００９】
上記覆いは、高さ（無電極放電ランプから排気管が突出する方向の長さ）が、１０ミリメートル（ｍｍ）以上２０ミリメートル以下であり、幅（上記高さと垂直方向となる長さ）が、８ミリメートル以上２０ミリメートル以下と８ファイ（φ）以上２０ファイ以下とのいずれかであることを特徴とする。
【００１０】
上記排気管は、くびれ部分を有していることを特徴とする。
【００１１】
上記覆いは、保温性を有する材料を用いて作成されていることを特徴とする。
【００１２】
この発明に係る無電極放電ランプシステムは、無電極放電ランプと、上記無電極放電ランプに電力を供給する電力源とを有する無電極放電ランプシステムにおいて、
上記無電極放電ランプは、アマルガムを収めた排気管と、上記排気管を覆う覆いとを有する発光管を備え、
上記電力源は、上記無電極放電ランプに設定された供給電力の規格の値よりも大きい供給電力の値の電力を供給することを特徴とする。
【００１３】
上記無電極放電ランプは、１００ワット規格であり、
上記１００ワット規格の無電極放電ランプに対して、上記電力源は、８５ワット（Ｗ）から１４０ワットの電力を供給することを特徴とする。
【００１４】
上記無電極放電ランプシステムは、さらに、無電極放電ランプを配置する容器を備え、
上記容器内の温度を４０℃以上に保持することを特徴とする。
【００１５】
上記容器は、９０リットル以下であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
現状の技術では、低温では変圧器鉄心からの熱が伝わり難いため、全光束が低い無電極放電ランプにおいて、無電極放電ランプの排気管へ覆いを施することにより、加工性を良くし、無電極放電ランプとＲＦ源とを照明器具に収容し、無電極放電ランプの入力電力の範囲を拡大した。これにより、無電極放電ランプのエネルギーの上昇分により発熱促進させ、アマルガムに熱伝導され、アマルガムの温度を上げ、アマルガムが覆いにより加熱保温され、最冷点温度が適温になり、低温での全光束が上がり、明るくなった。
【００１７】
無電極放電ランプに予め覆いを接着固定しておくことで、作業性が良くなる。
また、無電極放電ランプにアマルガムを有する排気管へ覆いを接着剤で固定することにより、覆いを容易に交換できる。
さらに、タブを溶接・加工する場合と異なり、容易に接着することができるとともに、溶接等によって排気管部分に負荷がかかることもないため、排気管部分が破損する恐れを減らすことができる。特に、輸送中の振動・衝撃による破損を削減することができる。
【００１８】
無電極放電ランプにアマルガムを有する排気管が設けられており、排気管に覆いを配置し、前記アマルガムが動作時に覆いによって保温されるようにすることによって、周囲温度が低温の場合でも、明るさを得ることができるようにした。
【００１９】
また、上記無電極放電ランプの排気管に覆いを施し、無電極放電ランプシステム動作時に無電極放電ランプからアマルガムに熱伝導され、前記無電極放電ランプの排気管の覆いにより、熱伝導されたアマルガムを保温することができる。
【００２０】
また、前記無電極放電ランプの排気管に覆いを配置し、アマルガムを保温するようにし、無電極放電ランプの入力電力を上げたエネルギーを供給し、無電極放電ランプシステムの動作時に無電極放電ランプの発熱エネルギーの熱伝導によりアマルガムを加熱し、照明器具に無電極放電ランプシステムを入れて密閉することにより、周囲温度が低い場合であっても、発光管の温度を所定の温度に保持することができる。
【００２１】
また、排気管に覆いを施すことによって、アマルガムに対する保温性が向上することに加え、適切な電力源を組合せることにより、低温での明るさを改善することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
実施の形態１．
図１は、無電極放電ランプの排気管の部分を含む一部断面図であり、排気管２に覆い１を装着した状態を示している。排気管２には、アマルガム３が収められている。排気管２は、覆い１によって全体を覆われている。排気管２に覆い１を配置することによって、無電極放電ランプの動作時（点灯時）に、アマルガムが保温されるようにした。
覆い１は、排気管２と接着剤によって接着固定される。従って、覆い１の装着及び交換が容易になっている。
【００２３】
図２は、図１で示した覆い１の具体例を示した図である。（ａ）は、長方体型の一例であり、（ｂ）は、円柱型の一例であり、（ｃ）は、Ｕ字型の一例である。
また、（ａ）から（ｃ）それぞれ、斜視図、及び、Ａ、Ｂ、Ｃそれぞれから見た方向の図を示している。
（ａ）は、長方体型の一例であるが、サイコロの形状（立方体）の形状であってもよい。さらに、上記は一例であり、覆い１は上記以外の形状であってもかまわない。
また、排気管２を挿入する部分は、円柱状の穴（パイプの形式）でもよいし、×印の切り込みでもよい。排気管２が挿入できるようになっていればよい。
【００２４】
実施の形態２．
図３は、排気管に覆いを被せた無電極放電ランプを取り付ける照明器具（照明装置）の一例を表した図である。図３の無電極放電ランプ４は、アマルガム３を収めた排気管２に覆い１を被せ、さらに、他方のアマルガムを収めていない排気管２にも覆い１を被せている。覆い１は、シリコンボンド（接着剤の一例）で接着固定する。
覆い１は、無電極放電ランプ４の排気管２に取り付けられ、排気管２を保温する。排気管２を保温することにより、一定した全光束を得られるアマルガム３を排気管２内に有していることになる。覆い１は、排気管２にアマルガム３を挿入しているか否かにかかわらず、無電極放電ランプ４の排気管２の全てに取り付ける。
【００２５】
図４は、無電極放電ランプと電力源との関係を表した図であり、図３に示した無電極放電ランプシステムにも設置されている構成である。電力源は、図３には明示していない。図４の構成では、１００ワットタイプ（１００ワット規格）の無電極放電ランプ４と１５０ワットタイプの高周波源（ＲＦ源）６を組み合わせた構成を示している。このような無電極放電ランプ４とＲＦ源６との構成にすることにより、周囲温度マイナス４０℃（−４０℃）でランプの発熱を促進させることができる。また、図４に示した無電極放電ランプ４とＲＦ源６との組み合わせを図３に示した無電極放電ランプシステムに設置することにより、ランプの最冷点温度を上げて明るさを得る構成としている。
【００２６】
また、無電極放電ランプは、図３，図４のような照明器具内に配置されると、下記のような効果が生じる。
無電極放電ランプは、１００ワットタイプ、管状、閉ループの輪郭であって、排気管、発光管にエネルギーを供給するための変圧器を有している。ＲＦ源６からの高周波エネルギーは、変圧器により無電極放電ランプに誘導結合される。
排気管２に覆い１を被せることにより、変圧器から無電極放電ランプに誘導結合された熱エネルギーと、発光管が紫外線から放射する可視光の熱エネルギーとによって、排気管に熱伝導され、アマルガムに熱が伝えられる。この際、発光管の排気管に覆いをすることにより熱が保温される。
また、照明器具は、密閉状態とする。密閉状態は、ガラス等でできた蓋をすることによって密閉される。
【００２７】
また、上記の無電極放電ランプシステムの構成では、無電極放電ランプにアマルガムを有する排気管が設けられ、排気管に覆いを施すことによって、前記アマルガムが動作時に覆いによって保温され、無電極放電ランプの入力電力の範囲を拡大することが可能になる。
また、無電極放電ランプのエネルギーの上昇分により発熱促進させ、前記アマルガムの温度を上げ、照明器具に無電極放電ランプと電源とを組込み、密閉状態にすることにより、無電極放電ランプの最冷点を、低温において４０℃以上に保持させるようにした。従って、照明器具の周囲温度が低温である場合であっても、無電極放電ランプ自体の温度が４０℃以上に保持させるようにした。
【００２８】
実施の形態３．
図５は、排気管２に括れを設けた場合の例を示している。排気管２に括れを設けることにより、覆い１が外れにくくなる効果が生じる。また、図５に示した排気管２の例は一例であり、これ以外の形状の排気管２でもかまわない。
【実施例】
【００２９】
実施例１．
図３，図４に示した無電極放電ランプシステムを用いて相対光出力を測定した。
照明器具は、無電極放電ランプを設置する容器の部分を有する。
照明器具の容量を、約３５≦容積ｌ≦３９あるいは約４８≦容積ｌ≦８６の場合を設定した。なお、照明器具の容量は、容器の部分の容量を意味する。照明器具は、密閉状態とした。密閉状態は、照明器具に蓋（ガラスによってできた蓋を用いた）をすることによって設定する。
無電極放電ランプは、１００ワットタイプを用いた。
電力源（ＲＦ源）は、１００ワットタイプと１５０ワットタイプとのいずれかを用いた。電力源１００ワットタイプは、８５ワット程度の電力の供給が可能である。また、電力源１５０ワットタイプは、１４０ワット程度の電力の供給が可能である。
照明器具、無電極放電ランプ、電力源との組合せにより、無電極放電ランプシステムを構成し、周囲温度と明るさ（相対光出力）との関係を測定した。
なお、周囲温度は、照明器具の周辺、すなわち、照明器具の外側の温度を示す。
【００３０】
約３５〜３９リットル（ｌ）の照明器具内に、排気管に覆いを備える１００ワットタイプの無電極放電ランプと１５０ワットタイプのＲＦ源を配置した無電極放電ランプシステムを設定した。この無電極放電ランプシステムが動作するとき、周囲温度が−４０℃で、発光管の自己発熱により、熱伝導され、最冷点温度が適度に上がり、全光束が相対値の約９０％の明るさを得られる範囲に到達した。
【００３１】
また、約４８〜８６リットル（ｌ）の照明器具内に、排気管に覆いを備える１００ワットタイプの無電極放電ランプと１５０ワットタイプのＲＦ源を配置した無電極放電ランプシステムを設定した。この無電極放電ランプシステムが動作するとき、周囲温度が−２０℃で、発光管の自己発熱により、熱伝導され、最冷点温度が適度に上がり、全光束が相対値の約９０％の明るさを得られる範囲に到達した。
【００３２】
上記の結果により、１００ワットタイプの無電極放電ランプと１５０ワットタイプのＲＦ源との構成において、ＲＦ源から発光管へ約１３０ワットの電力が供給され、周囲温度−４０℃において１００ワットタイプの無電極放電ランプに３０ワット程度のヒーターを追加した状態と等しくなったと考えられる。
【００３３】
実施例２．
無電極ランプシステムの基本的な構成は下記の点を除き、実施例１と同様である。
約３５〜３９リットル（ｌ）の照明器具内において、排気管に覆いを備える１００ワットタイプの無電極放電ランプと１５０ワットタイプのＲＦ源を配置し、周囲温度が約−４０℃〜３０℃の範囲に亘って、各周囲温度において測定した。周囲温度−４０℃では、アマルガム温度が約５５℃〜６５℃に到達し、最冷点温度が約３０℃〜４０℃に到達した。周囲温度３０℃では、アマルガム温度が約１２０℃〜１３０℃に到達した。これにより、低温時に全光束が最大値の約８６〜９２％に達せられる。
【００３４】
約４８〜８６リットル（ｌ）の照明器具内において、覆いを備える１００ワットタイプの無電極放電ランプと１５０ワットタイプのＲＦ源を配置し、周囲温度が約−２０℃〜５０℃の範囲に亘って、各周囲温度において測定した。周囲温度−２０℃では、アマルガム温度が約５５℃〜６０℃に到達し、最冷点温度が約３０℃〜４０℃に到達した。周囲温度５０℃では、アマルガム温度が約１２０℃〜１３０℃に到達した。これにより、低温時に相対全光束が最大値の約８６〜９２％に達せられる。
【００３５】
周囲温度に対する、相対全光束を図６に示した。
曲線１（実線）は、排気管への覆い有り、１００ワットタイプの無電極放電ランプ、１５０ワットタイプのＲＦ源、約３５≦容積ｌ≦３９の照明器具を用いた無電極放電ランプシステムの結果を示している。
曲線２（点線）は、排気管への覆い有り、１００ワットタイプの無電極放電ランプ、１５０ワットタイプのＲＦ源、約４８≦容積ｌ≦８６の照明器具及び、覆い有り、１５０ワットタイプの無電極放電ランプ、１５０ワットタイプのＲＦ源、約３５≦容積ｌ≦３９の照明器具の結果を示している。
曲線３（一点破線）は、覆い有り、１５０ワットタイプの無電極放電ランプ、１５０ワットタイプのＲＦ源、約４８≦容積ｌ≦８６の照明器具を示している。
【００３６】
排気管へ覆いを施し（被せ）、１００ワットタイプの無電極放電ランプ、１５０ワットタイプのＲＦ源であり、照明器具が３５≦容積ｌ≦３９の組合わせの無電極放電ランプシステムの場合（図６の曲線１）、周囲温度−４０℃で明るさを得ている（相対光出力が９０％以上）。
【００３７】
排気管へ覆いを施し、１００ワットタイプの無電極放電ランプ、１５０ワットタイプのＲＦ源、約４８≦容積ｌ≦８６の照明器具の組合せの無電極放電ランプシステム、又は、排気管へ覆いを施し、１５０ワットタイプの無電極放電ランプ、１５０ワットタイプのＲＦ源、約３５≦容積ｌ≦３９の照明器具の組合せの無電力放電ランプシステムの場合（図６の曲線２）、周囲温度−２０℃で明るさを得ている（相対光出力が９０％以上）。
【００３８】
また、排気管へ覆いを施し、１５０ワットタイプの無電極放電ランプ、１５０ワットタイプのＲＦ源、約３５≦容積ｌ≦３９の照明器具の組合せの無電極放電ランプシステムの場合（図６の曲線３）、周囲温度が２０℃以上において、明るさが得られた。
【００３９】
また、上記実施例では、覆いのサイズは、直径２０ミリメートル（ｍｍ）、長さ２０ミリメートル（ｍｍ）の円筒形の覆い（図２（ｂ）の一例）と、直径８ミリメートル（ｍｍ）、長さ２０ミリメートル（ｍｍ）のおわん形（図２（ｃ）の一例）の覆いとを用いた。上記二つの覆いのサイズのちがいによる大きな差異はなかった。
【００４０】
実施例３．
上記実施例１と同様の照明装置を用いて、照明器具の容量と無電極放電ランプとの関係を相対的な明るさを測定することによって調査した。照明器具は、密閉状態に設定する。周囲温度を−２０℃とした。
下記の（１）から（３）の組合せの無電極放電ランプシステムを設定して測定した。無電極放電ランプの排気管は、全て覆いを被せた。
（１）照明器具の容量が３５．５リットル（ｌ）、ＲＦ源が１５０ワットタイプ、無電極放電ランプが１５０ワットタイプの組合せ。
（２）照明器具の容量が８６．６リットル（ｌ）、ＲＦ源が１５０ワットタイプ、無電極放電ランプが１５０ワットタイプの組合せ。
（３）照明器具の容量が８６．６リットル（ｌ）、ＲＦ源が１５０ワットタイプ、無電極放電ランプが１００ワットタイプの組合せ。
【００４１】
測定の結果、上記（１）の組合せでは、約１００％の相対的な明るさを得られた。
上記（３）の組合せでは、約９８％の相対的な明るさを得られた。
しかしながら、上記（２）の組合せでは、約３０％の明るさしか得られなかった。
【００４２】
上記の結果より、照明器具の容量と無電極放電ランプのワット数（ワットタイプ）との関係により、低温においても明るさが得られることがわかった。
従って、照明器具の容量が約９０リットル以下であり、無電極放電ランプが１００ワットタイプの場合、相対的な明るさが得られる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】排気管の構成の一例を表す断面図（一部分）である。
【図２】排気管を覆う覆いの具体例を表す図である。
【図３】無電極放電ランプシステムの一例を表す図である。
【図４】電力源（ＲＦ源）と無電極放電ランプを配置した一例を表す図である。
【図５】排気管にくびれを設けた場合の例を示した図である。
【図６】容積が異なる無電極放電ランプシステムについて、温度に対する相対的な光出力を示す図である。
【図７】従来の無電極放電ランプアセンブリの一例を示す平面図である。
【図８】図７の無電極放電ランプアセンブリを示す側面図である。
【図９】図７及び図８の無電極放電ランプにおいて使用される鉄心サブアセンブリを示す概略的なダイヤグラムである。
【図１０】図７及び図８に無電極放電ランプアセンブリを示す、拡大された、部分的な横断面図である。
【符号の説明】
【００４４】
１  覆い、２  排気管、３  アマルガム、４  無電極放電ランプ、５  照明器具、６  高周波源（ＲＦ源）、１０  無電極放電ランプ、１２  ランプエンベロープ、１４  放電領域、２２，２４  変圧器鉄心、２６，２８  条片、２７，２９  リード線、３０，３２  巻線、５４，５６  管、５８，６０  ブリッジ、７０，７２  排気管状部、８０，８２  鉄心リテーナ、８４  取付孔、９０  タブ、１０４，１１２  アマルガム。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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