(57)【要約】【課題】接触による突起部の破損を防ぐことのできる無電極放電ランプ及びそれを用いた照明器具を提供する。【解決手段】透光性材料からなる略Ｕ字状の長管体１０と、透光性材料からなり全長が長管体１０よりも短い略Ｕ字状の短管体１１とから成り、各管体１０，１１の両端が閉ループの管軸を有した閉ループの管壁を形成するように互いに連結された略長円形状のバルブ１内部に水銀を含む放電ガス（アルゴン）を封入して成り、短管体１１の折曲部１１ａの内側の管壁からバルブ１に囲まれた空間に向かって突出するように最冷点となる突起部１２を設けた。【選択図】図１
2008117669.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性材料からなる管体であって閉ループの管軸を有した閉ループの管壁を形成するように前記管体の両端が連結され且つ水銀を含む放電ガスが封入されるバルブを有し、バルブに近接配置される誘導コイルに高周波電力を供給することにより高周波電磁界を発生させて前記放電ガスを励起させる無電極放電灯であって、バルブの内側の管壁からバルブに囲まれた空間に向かって突出する突起部が設けられたことを特徴とする無電極放電灯。
【請求項２】
前記バルブの外周を包囲し且つ誘導コイルが巻装される少なくとも１つ以上のコアを突起部近傍に配置したことを特徴とする請求項１記載の無電極放電灯。
【請求項３】
請求項１又は２記載の無電極放電灯と、前記誘導コイルと、誘導コイルに高周波電流を供給する高周波電源とを備えたことを特徴とする無電極放電灯装置。
【請求項４】
請求項３記載の無電極放電灯装置と、該無電極放電灯装置を収納する器具本体とを備えた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、無電極放電灯及びそれを用いた無電極放電灯装置並びに照明器具に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、コイルに高周波電流を通電することによって形成される電磁界をバルブ内に充填された放電ガスに作用させることで放電させ、放電に伴って放射される紫外線をバルブ内面に塗布した蛍光塗料に当てることで発光する無電極放電灯が知られており、例えば特許文献１に開示されているようなものがある。この無電極放電灯は、透光性材料からなる管体であって閉ループの管軸を有した閉ループの管壁を形成するように前記管体の両端が連結され且つ水銀を含む放電ガスが封入される長円形状のバルブと、バルブに近接配置されて高周波電力を供給されることにより高周波電磁界を発生して前記放電ガスを励起させる誘導コイルと、ガラス管の外周を包囲し且つ誘導コイルが巻装される一対のコアとを備え、誘導コイルに高周波電源を接続して誘導コイルに高周波電流を供給することで発光させるものである。バルブの外側の管壁には、バルブの外側に向かって突出する突起部がバルブと一体に設けられており、該突起部は、バルブ内部において最も温度が低くなる部位、即ち最冷点となり、バルブ内の水銀蒸気圧を適正な値に制御して発光効率の低下を防いでいる。
【特許文献１】特開平１０−１１６５９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来例では、突起部がバルブの外側に突出して形成されているため、運搬時や器具に取り付ける等の施工時に突起部に接触して突起部が破損し、その結果バルブの気密状態が失われて大気ガスがバルブ内に浸入し、放電させることが不可能になる虞があった。そこで、突起部の突出長さを短くし且つ断面の径を長くすることで機械的強度を高めることが考えられるが、断面の径を長くするとプラズマが突起部に浸入し易くなり、該プラズマによって最冷点である突起部の温度が上昇して発光効率が低下する虞があった。
【０００４】
本発明は、上記の点に鑑みて為されたもので、接触による突起部の破損を防ぐことのできる無電極放電ランプ及びそれを用いた照明器具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】
【０００５】
請求項１の発明は、上記目的を達成するために、透光性材料からなる管体であって閉ループの管軸を有した閉ループの管壁を形成するように前記管体の両端が連結され且つ水銀を含む放電ガスが封入されるバルブを有し、バルブに近接配置される誘導コイルに高周波電力を供給することにより高周波電磁界を発生させて前記放電ガスを励起させる無電極放電灯であって、バルブの内側の管壁からバルブに囲まれた空間に向かって突出する突起部が設けられたことを特徴とする。
【０００６】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、バルブの外周を包囲し且つ誘導コイルが巻装される少なくとも１つ以上のコアを突起部近傍に配置したことを特徴とする。
【０００７】
請求項３の発明は、請求項１又は２記載の無電極放電灯と、前記誘導コイルと、誘導コイルに高周波電流を供給する高周波電源とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
請求項４の発明は、請求項３記載の無電極放電灯装置と、該無電極放電灯装置を収納する器具本体とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１の発明によれば、バルブの内側の管壁からバルブに囲まれた空間に向かって突出する突起部を設けたので、突起部を最冷点にすることができるとともに、突起部がバルブの外側に露出しないために運搬時や器具に取り付ける等の施工時に接触することがなく、したがって接触によって突起部が破損するのを防ぐことができる。
【００１０】
請求項２の発明によれば、コアを突起部近傍に配置したので、コアから放射される熱によって突起部の温度を上昇させることができ、したがって周囲温度が低温時において突起部の温度が低下することによる発光効率の低下を防ぐことができる。
【００１１】
請求項３の発明によれば、請求項１又は２の効果を奏する無電極放電灯装置を提供することができる。
【００１２】
請求項４の発明によれば、請求項３の効果を奏する照明器具を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明に係る無電極放電灯の実施形態について図面を用いて説明する。本実施形態は、図１に示すように、透光性材料からなる略Ｕ字状の長管体１０と、透光性材料からなり全長が長管体１０よりも短い略Ｕ字状の短管体１１とから成り、各管体１０，１１の両端が閉ループの管軸を有した閉ループの管壁を形成するように互いに連結された略長円形状のバルブ１内部に水銀（図示せず）を含む放電ガス（アルゴン）を封入して成り、バルブ１の内側の管壁からバルブ１に囲まれた空間に向かって突出する突起部１２を設けている。
【００１４】
突起部１２は、短管体１１の折曲部１１ａの内側の管壁からバルブ１に囲まれた空間に向かって突出するように設けられており、該突起部１２を最冷点とすることでバルブ１内部の水銀蒸気圧を適正な値に制御する。また、短管体１１の折曲部１１ａの外側の管壁にはチップオフ部１３が設けられており、該チップオフ部１３から水銀及び放電ガスをバルブ１内部に導入し、バーナで加熱溶融してチップオフすることで水銀及び放電ガスがバルブ１に封入される。
【００１５】
以下、長管体１０を形成する工程を図面を用いて説明する。まず、図２（ａ）に示すように、透光性材料から成る略円筒状の管体の長手方向における略中央付近をガスバーナ４で加熱し、折曲するのに十分な温度に達した後にＵ字状に曲げ加工する。折曲した時点では、図２（ｂ）に示すように、折曲部１０ａが潰れることで折曲部１０ａの径が他の部位の径よりも小さくなるため、自然冷却する前にエアーを管体内に封入して加圧することで折曲部１０ａを膨らませ、折曲部１０ａの径が所望の径となるように調整を行なった後に自然冷却することで長管体１０が形成される（図２（ｃ）参照）。尚、短管体１１も上記と同様の工程で形成されるが、短管体１１の場合は、ガスバーナ４で折曲部１１ａを加熱した後、折曲する前に突起部１２を設ける必要がある。
【００１６】
本実施形態では長管体１０の全長を約４３０ｍｍ、短管体１１の全長を約７０ｍｍとし、長管体１０と短管体１１を連結させた状態におけるバルブ１の全長が約５００ｍｍ、径が約４０ｍｍとなるように設計されている。また、突起部１２は、全長が約１０ｍｍ、径が約８ｍｍとなるように設計されている。尚、短管体１１については上記のような曲げ加工ではなく、金型を用いて加工することで形成しても構わない。この場合、突起部１２を加工し易いという利点がある。
【００１７】
上述のように、突起部１２を短管体１１の折曲部１１ａの内側の管壁からバルブ１に囲まれた空間に向かって突出するように設けたので、突起部１２がバルブ１の外側に露出しないために運搬時や器具に取り付ける等の施工時に接触することがなく、したがって接触によって突起部１２が破損するのを防ぐことができる。
【００１８】
以下、本発明に係る無電極放電灯装置の実施形態について図面を用いて説明する。本実施形態は、図３に示すように、上述のバルブ１と、バルブ１の外周を包囲し且つ誘導コイル（図示せず）が巻装された一対のコア３と、誘導コイルに接続されて誘導コイルに高周波電流を供給する高周波電源（図示せず）とから成る。本実施形態は、高周波電源から誘導コイルに高周波電流を供給することで発生する高周波電磁界をバルブ１内部の放電ガスに作用させて放電させ、放電によって水銀を励起させて紫外線を放射させ、該紫外線をバルブ１内面に塗布された蛍光物質（図示せず）によって可視光に変換してバルブ１外部に採り出すことで発光する。
【００１９】
コア３は、外径約８０ｍｍ、断面積が約１２ｃｍ２の略円環状の所謂トロイダル型のフェライトコアであって、該コア３の一部に誘導コイルが巻き回されている。コア３は、長管体１０及び短管体１１の連結部位を各々包囲するように、即ち突起部１２の近傍に配置される。このようにコア３を配置することで、突起部１２はコア３とバルブ１とで囲まれる。
【００２０】
一般に、無電極放電灯装置は周囲温度が２５℃の時に発光効率が最大となるように最冷点の温度設計がなされているが、周囲温度が２５℃よりも低下すると、それに伴って最冷点の温度も低下するためにバルブ１内部の水銀蒸気圧が低下して発光効率が低下する。そこで、本実施形態のようにコア３を最冷点である突起部１２の近傍に配置すると、周囲温度が２５℃よりも低下した状態においては、水銀の蒸発量が減少することによってコア３におけるエネルギー損失が増加して発光効率が低下するが、コア３のエネルギー損失の増加に伴ってコア３が高温となり、突起部１２がコア３とバルブ１とで囲まれているためにコア３からの輻射熱によって突起部１２の温度が上昇し、したがって突起部１２の温度低下を防ぐことができ、発光効率の低下も防ぐことができる。また、周囲温度が２５℃よりも上昇した状態においては、水銀の蒸発量が増加することによってコア３におけるエネルギー損失が減少し、コア３が高温になることがないために突起部１２はコア３からの輻射熱の影響をあまり受けず、したがって突起部１２が必要以上に高温になることがない。
【００２１】
具体例として、従来例のように突起部１２をバルブ１の外側の管壁から外側に突出するように設けた場合と、上記のように突起部１２を短管体１１の折曲部１１ａの内側の管壁からバルブ１に囲まれた空間に向かって突出するように設けた場合とで周囲温度別に発光効率の測定を行なった結果を図４に示す。尚、何れの場合においてもコア３は上記のように長管体１０及び短管体１１の連結部位を各々包囲するように配置されている。また、測定は周囲温度が−２０℃，２５℃，６０℃の３点で行ない、周囲温度が２５℃の時の発光効率を１とする。
【００２２】
同図によれば、周囲温度が低温時（−２０℃）において、突起部１２を短管体１１の折曲部１１ａの内側の管壁からバルブ１に囲まれた空間に向かって突出するように設けた場合の発光効率（同図において破線ロで表される）が、突起部１２をバルブ１の外側の管壁から外側に突出するように設けた場合の発光効率（同図において実線イで表される）と比べて高くなっており、コア３を突起部１２の近傍に配置することによる効果が表れている。また、周囲温度が高温時（６０℃）においては、突起部１２を短管体１１の折曲部１１ａの内側の管壁からバルブ１に囲まれた空間に向かって突出するように設けた場合の発光効率が、突起部１２をバルブ１の外側の管壁から外側に突出するように設けた場合と比べて若干低くなっているが、コア３からの輻射熱の影響をほとんど受けていない。
【００２３】
上述のように、コア３を突起部１２の近傍に配置することで、コア３からの輻射熱によって突起部１２の温度を上昇させることができ、したがって周囲温度が低温時において突起部１２の温度が低下することによる発光効率の低下を防ぐことができる。
【００２４】
尚、突起部１２は複数個設けられてもよく、例えば図５に示すように、短管体１１の折曲部１１ａの内側の管壁に２つの突起部１２を設け、各突起部１２の近傍に一対のコア３がそれぞれ配置されるようにしても構わない。また、バルブ１の形状は上記のような長円形状に限定される必要は無く、例えば図６に示すように、それぞれ略コ字状に折曲された長管体１０及び短管体１１の各両端を互いに連結した略矩形状のバルブ１を形成しても構わない。また、コア３の形状も上記のような略円環状に限定される必要は無く、例えば中央部を開口した略矩形状に形成されても構わない。
【００２５】
尚、上記の無電極放電灯において、バルブ１を紫外線の透過性が良好な材料で形成し、バルブ１内面に蛍光物質を塗布しないことで無電極紫外線ランプとすることも可能である。また、上記の無電極放電灯装置と、該無電極放電灯装置を収納する器具本体（図示せず）とで照明器具を構成することができるのは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係る無電極放電灯の実施形態を示す概略図である。
【図２】同上の長管体を形成する工程を示す図で、（ａ）は折曲前を示す概略図で、（ｂ）はエアー封入前を示す概略図で、（ｃ）はエアー封入後を示す概略図である。
【図３】本発明に係る無電極放電灯装置の実施形態を示す概略図である。
【図４】同上の発光効率と周囲温度との相関を示すグラフである。
【図５】同上の突起部を複数個設けた場合を示す概略図である。
【図６】同上の長管体及び短管体の形状を変更した場合を示す概略図である。
【符号の説明】
【００２７】
１  バルブ
１０  長管体
１１  短管体
１２  突起部
【図１】
2008117669.tif 000003
【図２】
2008117669.tif 000004
【図３】
2008117669.tif 000005
【図４】
2008117669.tif 000006
【図５】
2008117669.tif 000007
【図６】
2008117669.tif 000008