(57)【要約】【課題】  始動電圧の低い無電極放電灯及び該無電極放電灯を用いた照明器具を提供する。【解決手段】  透光性を有する材料からなり環形状であって放電ガスが封入されたバルブ１と、磁性を有する材料からなりバルブ１をポロイダル方向で囲む環形状のコア２１にポロイダル方向に巻線２２が巻回されてなる２個のコイル２とを備える。各コイル２には、それぞれ巻線２２が他の部位より密に巻回された複数個所の密巻部２２ａが、トロイダル方向に関して等間隔に設けられている。コア２１に巻線２２を均等に巻く場合や密巻部２２ａを１箇所のみ設ける場合に比べて始動電圧が低減される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性を有する材料からなり環形状であって放電ガスが封入されたバルブと、磁性を有する材料からなりバルブをポロイダル方向で囲む環形状のコアにポロイダル方向に巻線が巻回されてなる少なくとも１個のコイルとを備え、
各コイルには、それぞれ巻線が他の部位より密に巻回された複数個所の密巻部が、トロイダル方向に関して等間隔に設けられていることを特徴とする無電極放電灯。
【請求項２】
各密巻部が互いに並列に接続されている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】
巻線は、密巻部間を互いに直列に接続する連結部を有し、
連結部は、密巻部よりも低い密度でコアに少なくとも１回巻回されていることを特徴とする請求項１記載の無電極放電灯。
【請求項４】
コイルを２個備え、バルブに沿って延長され互いに異なるコイルの巻線間を電気的に接続する接続線を備えることを特徴とする請求項１記載の無電極放電灯。
【請求項５】
コイルに対して接続線と同じ側においてバルブに添って延長され接続線に流れる電流とは逆向きの電流が流れるノイズ除去線を備えることを特徴とする請求項４記載の無電極放電灯。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の無電極放電灯と、該無電極放電灯のコイルに高周波電力を供給する高周波電源と、高周波電源を収納する器具本体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、無電極放電灯及び無電極放電灯を用いた照明器具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えばガラスのような透光性を有する材料からなり管の両端が互いに連結された環形状であって放電ガスが封入されたバルブと、磁性体からなりバルブの管をポロイダル方向に囲む環形状のコアにポロイダル方向に巻線が巻回されてなるコイルとを備える無電極放電灯が提供されている（例えば、特許文献１参照）。放電ガスは、例えばアルゴンガスのような希ガスと、水銀蒸気とで構成される。
【０００３】
すなわち、コイルの巻線に高周波電流が供給されると、コイルが発生させる高周波電磁界によりバルブ内に放電が発生し、この放電によって放電ガス中の水銀が励起されて紫外光を放射する。バルブの内面には蛍光体が塗布されており、上記紫外光が蛍光体によって可視光に変換されることにより、上記無電極放電灯は発光する。
【特許文献１】特開２００３−１４１９９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この種の無電極放電灯においては、始動電圧が高いほど、コアの磁気飽和を避けるためにコアを大型にする必要がある。しかし、上記無電極放電灯ではコアがバルブの外側に配置されており、且つコアは一般に不透明であるため、コアが大きいほど光の利用効率が低下してしまう。従って、この種の無電極放電灯では始動電圧は低いことが望ましい。
【０００５】
本発明は、上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、始動電圧の低い無電極放電灯及び該無電極放電灯を用いた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】
【０００６】
請求項１の発明は、透光性を有する材料からなり環形状であって放電ガスが封入されたバルブと、磁性を有する材料からなりバルブをポロイダル方向で囲む環形状のコアにポロイダル方向に巻線が巻回されてなる少なくとも１個のコイルとを備え、各コイルには、それぞれ巻線が他の部位より密に巻回された複数個所の密巻部が、トロイダル方向に関して等間隔に設けられていることを特徴とする。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、各密巻部が互いに並列に接続されていることを特徴とする。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項１の発明において、巻線は、密巻部間を互いに直列に接続する連結部を有し、連結部は、密巻部よりも低い密度でコアに少なくとも１回巻回されていることを特徴とする。
【０００９】
請求項４の発明は、請求項１の発明において、コイルを２個備え、バルブに沿って延長され互いに異なるコイルの巻線間を電気的に接続する接続線を備えることを特徴とする。
【００１０】
請求項５の発明は、請求項４の発明において、コイルに対して接続線と同じ側においてバルブに添って延長され接続線に流れる電流とは逆向きの電流が流れるノイズ除去線を備えることを特徴とする。
【００１１】
請求項６の発明は、請求項１〜５のいずれか１項に記載の無電極放電灯と、該無電極放電灯のコイルに高周波電力を供給する高周波電源と、高周波電源を収納する器具本体とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、各コイルに、それぞれ巻線が他の部位より密に巻回された複数個所の密巻部が、トロイダル方向に関して等間隔に設けられているものであり、コアに巻線を均等に巻く場合や密巻部を１箇所のみ設ける場合に比べて始動電圧が低減されるという実験結果が得られている。従って、コアの磁気飽和を避けつつもコアの小型化が可能となる。
【００１３】
また、請求項２の発明によれば、各密巻部が互いに並列に接続されていることにより、コイルの全体としてのインダクタンスが低くなるから、コイルに高周波電力を供給する高周波電源の回路の設計が容易となる。
【００１４】
さらに、請求項３の発明によれば、巻線において密巻部間を互いに直列に接続する連結部が密巻部よりも低い密度でコアに少なくとも１回巻回されているので、連結部をコアに巻回しない場合に比べ、連結部がコアにより強固に保持されるから、製造時にコアへの巻線の巻回が容易となる。
【００１５】
また、請求項４の発明によれば、バルブに沿って延長され互いに異なるコイルの巻線間を電気的に接続する接続線を備えるので、接続線の効果により始動時にプラズマが引き伸ばされるから、始動性が向上する。
【００１６】
さらに、請求項５の発明によれば、コイルに対して接続線と同じ側においてバルブに添って延長され接続線に流れる電流とは逆向きの電流が流れるノイズ除去線を備えるので、ノイズ除去線が発生させる電磁界により、接続線が発生される電磁界が相殺されるから、外部に放射される電磁ノイズが低減される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１８】
本実施形態は、図２に示すように、例えばガラスのような透光性を有する材料からなり２本の円筒形の直管部１１の端同士がそれぞれＵ字形状の連結部１２を介して互いに連結された細長い環形状であって放電ガスが封入されたバルブ１と、それぞれ磁性体からなりバルブ１の管をポロイダル方向に囲む環形状のコア２１にポロイダル方向に巻線２２が巻回されてなるコイル２と、コイル２の巻線２２に高周波電力を供給する高周波電源回路が実装されたプリント配線板（図示せず）が収納された器具本体３とを備える。高周波電源回路並びに器具本体３は周知技術で実現可能であるため、図示並びに詳細な説明は省略する。以下、上下左右は図２を基準として説明する。すなわち、直管部１１の軸方向を左右方向と呼び、直管部１１が並ぶ方向を上下方向と呼ぶ。
【００１９】
バルブ１は、右側の連結部１２から右方に突出した排気管１３を有する。これは、バルブ１の製造の過程においてバルブ１内の排気と放電ガスの導入とに用いられた管の先端（右端）が、製造の最後の段階で閉塞されてできたものである。
【００２０】
コイル２は、各直管部１１に一個ずつ、右端部において上下に並ぶようにして取り付けられている。
【００２１】
コア２１は、図１に示すように、例えばそれぞれ半円弧形状の２個の半割体２１ａが、バルブ１の管を、上下方向（図１の左右方向）の両側から挟む形で互いに結合してなる全体として円環形状のものである。
【００２２】
また、各コイル２の巻線２２は、それぞれ、直管部１１を上下方向（図１の左右方向）から挟む両側においてそれぞれ複数回（図では４回）密集して巻かれた密巻部２２ａと、密巻部２２ａ間を連結する連結部２２ｂとを有する。つまり、密巻部２２ａは、約１８０度の間隔で等間隔に配置されており、各コイル２において密巻部２２ａ同士は連結部２２ｂを介して互いに直列に接続されている。また、各コイル２は、バルブ１において各コイル２よりも右側の部分、すなわちコイル２に挟まれる部分のうち短い側の内周に沿って配置された接続線４を介して互いに直列に接続されている。この構成によれば、接続線４をバルブ１から離して配置する場合に比べ、接続線４が発生させる電磁界による効果と、バルブ１のトロイダル方向に延長された導電体である接続線４がバルブ１に近接配置されていることの効果とにより、始動時にプラズマがバルブ１のトロイダル方向に引き伸ばされてプラズマの拡散が速まるから、始動性が向上する。
【００２３】
ここで、上記のように各コイル２を互いに直列に接続する代わりに、図３に示すように各コイル２を互いに並列に接続してもよい。本発明者は、図３の構成と、それぞれ巻線２２の巻き方のみを本実施形態と異ならせて他の部分を本実施形態と共通とした２通りの比較例とで、それぞれ始動電圧を測定した。比較例は、具体的には、図４（ａ）に示すように密巻部２２ａを１箇所のみ設けたものと、図４（ｂ）に示すようにコア２１全体に均等に巻線２２を巻回したものとである。その結果、始動電圧は、図４（ａ）の例では１．１ｋＶとなり、図４（ｂ）の例では０．９ｋＶとなったのに対して、本実施形態では０．８ｋＶと最も低くなった。これは、図４（ａ）の例に比べて巻線２２が分散することにより磁束の不均一によるロスが少なくなることと、図４（ｂ）の例に比べて巻線２２が短くなることによりロスが少なくなることとの兼ね合いによる効果であると考えられる。
【００２４】
上記構成によれば、始動電圧が低くなることにより、磁気飽和を避けながらもコア２２を小型化することができるから、照明器具全体の小型化及び軽量化や、光の利用効率の向上や、製造コストの低減が可能となる。
【００２５】
なお、上記実施形態では密巻部２２ａを２箇所としたが、例えば図５に示すように３箇所またはそれ以上の密巻部２２ａを設けてもよい。
【００２６】
また、図６に示すように、巻線２２において密巻部２２ａ間を接続する連結部２２ｂをコア２１に例えば１回巻回するようにしてもよい。この構成を採用すれば、巻線２２において連結部２２ｂがコア２１に対して強固に保持されるから、製造時にコア２１への巻線２２の巻回がより容易となることにより、製造性が向上する。
【００２７】
さらに、図７に示すように、接続線４を、バルブ１において各コイル２よりも左側の部分、すなわちコイル２に挟まれる部分のうち長い側の内周に沿って配置すれば、図２の場合よりも始動性が更に向上する。また、接続線４とは逆向きの電流が流れて接続線４が発生させる電磁界を相殺するノイズ除去線を接続線４に近接配置してもよい。具体的には例えば図８及び図９に示すように下側のコイル２の巻線２２の連結部２２ｂをバルブ１の内周に沿って一周させれば、この連結部２２ｂにおいてコア２１に対して接続線４と同じ側（図８及び図９の例では左側）に位置する部分がノイズ除去線となる。なお、図９では密巻部２２ａの２周目以降とバルブ１との図示を省略し、コア２１は断面を記載している。この構成を採用すれば、接続線４が発生させる電磁界が、ノイズ除去線（下側のコイル２の巻線２２の連結部２２ｂ）が発生させる電磁界によって打ち消されるから、外部に放射される電磁ノイズが低減される。
【００２８】
また、コア２１として本実施形態のように円環形状のものを用いる代わりに、Ｕ型コア及びＵ型コアに結合してＵ型コアとの間に閉磁路を構成するＩ型コアとからなるＵＩ型のコア２１（図示せず）を用いてもよい。または、図１０（ａ）（ｂ）に示すようにＥ型コア２１ｂ及びＥ型コア２１ｂに結合してＥ型コア２１ｂとの間に２個の閉磁路を構成するＩ型コア２１ｃとからなるＥＩ型のコア２１を用い、コイル２を２箇所でバルブ１を囲む形状としてもよい。
【００２９】
さらに、各コイル２において、本実施形態のように密巻部２２ａ同士を連結部２２ｂを介して互いに直列に接続する代わりに、図１１に示すように密巻部２２ａ同士を互いに並列に接続してもよい。この構成を採用すれば、密巻部２２ａ同士を直列に接続する場合に比べ、コイル２の全体としてのインダクタンスが低くなり、必要な電磁界を発生させるためにコイル２に加えるべき電圧が低くなって高周波電源回路の設計が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施形態においてコイルの巻線の密巻部の配置を示す説明図である。
【図２】同上の全体構成を示す説明図である。
【図３】２個のコイルを互いに並列に接続した状態を示す説明図である。
【図４】（ａ）（ｂ）はそれぞれ互いに異なる比較例を示す。
【図５】同上の別の形態を示す説明図である。
【図６】同上の更に別の形態を示す説明図である。
【図７】同上の別の形態を示す説明図である。
【図８】同上の更に別の形態を示す説明図である。
【図９】図８の形態における配線を示す説明図である。
【図１０】（ａ）（ｂ）はそれぞれ同上の更に別の形態を示す説明図であり、（ａ）（ｂ）は密巻部の個数及び配置が互いに異なる例を示す。
【図１１】同上の別の形態を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３１】
１  バルブ
２  コイル
３  器具本体
４  接続線
２１  コア
２２  巻線
２２ａ  密巻部
２２ｂ  連結部
【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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【図１１】
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