(57)【要約】【課題】コアのロスが、所定の温度以下でも増加し、また所定の温度を超えても増加する場合に、コアのロスの増加を抑制することのできる無電極放電灯を提供すること。【解決手段】内部にガスを封入して透光性材料で凹形状のキャビティ１を有するように形成されたバルブ２と、キャビティ１内に設けたボビン３に巻かれてバルブ２に高周波電磁界を生成する誘導コイル４と、ボビン３内部に取り付けた磁気材料であるコア５と、コア５の熱を放熱する放熱体６と、を備える無電極放電灯において、コア５と放熱体６とを離して空間を設け、その空間９に所定の温度以上でコア５と放熱体を熱的に接続する熱変形部材であるバイメタル１０を介在させる。バイメタル１０は、放熱体６の温度が１００℃を超える場合には、コア５に接触してコア５の熱を逃がし、放熱体６の温度が１００℃以下となる場合には、コア５から離れる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部にガスを封入して透光性材料で凹形状のキャビティを有するように形成されたバルブと、キャビティ内に設けたボビンに巻かれてバルブに高周波電磁界を生成する誘導コイルと、ボビン内部に取り付けた磁気材料であるコアと、コアの熱を放熱する放熱体と、を備える無電極放電灯において、コアと放熱体とを離して空間を設け、その空間に、所定の温度を超える場合にコアと放熱体を熱的に接続する熱変形部材を介在させたことを特徴とする無電極放電灯。
【請求項２】
前記熱変形部材は、バイメタルであ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】
前記熱変形部材と前記コアとの間に、熱変形部材が膨張した際に発生する応力を緩和させる樹脂を介在させたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の無電極放電灯。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高周波電磁界を利用した無電極放電灯に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の放電灯装置として、たとえば、実公平６−６４４８号公報に示されるものがある。このものは、真空密封され、金属蒸気及び希ガスを充填したランプ容器を持つ無電極放電ランプであって、該ランプは、電力供給ユニットを用いて無線周波数磁界を誘導できる磁気素材のコアを有してなり、電界が上記ランプ容器内に生成され、上記磁気素材コアには、このコアに接触してランプの動作中に発生する熱をランプの周囲に放散させるための熱伝導素材から成る部材を組み込んである無電極放電ランプにおいて、上記コア及び部材はその形状が棒状であり、該部材はコアの長さの少なくとも主要部分に沿って延びており、且つ該部材の断面はコアの断面の中央部分に展開していることを特徴とするものである。
【０００３】
【特許文献１】
実公平６−６４４８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年開発されているパワー用途の低損失のコアにおいては、コアの温度が約１００℃でロス（損失）が最小になり、コアの温度がそれよりも低い温度であっても、また高い温度であってもロスが増加する。
【０００５】
しかしながら、上記従来例では、熱伝導素材から成る部材（放熱体）はコアに密接してコアが有している熱を一定の割合で放熱体へと伝導しているので、前記低損失のコアを上記従来例に用いた場合には、周囲温度が低い場合にコアの温度がさらに低下し、コアのロスが増加することが懸念される。
【０００６】
本発明は、かかる事由に鑑みてなしたものであり、その目的とするところは、コアのロスが、所定の温度以下でも増加し、また所定の温度を超えても増加する場合に、コアのロスの増加を抑制することのできる無電極放電灯を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、内部にガスを封入して透光性材料で凹形状のキャビティを有するように形成されたバルブと、キャビティ内に設けたボビンに巻かれてバルブに高周波電磁界を生成する誘導コイルと、ボビン内部に取り付けた磁気材料であるコアと、コアの熱を放熱する放熱体と、を備える無電極放電灯において、コアと放熱体とを離して空間を設け、その空間に、所定の温度を超える場合にコアと放熱体を熱的に接続する熱変形部材を介在させたことを特徴とする。
【０００８】
請求項２に係る発明は、請求項１記載の発明において、前記熱変形部材は、バイメタルであることを特徴とする。
【０００９】
請求項３に係る発明は、請求項１又は請求項２記載の発明において、前記熱変形部材と前記コアとの間に、熱変形部材が膨張した際に発生する応力を緩和させる樹脂を介在させたことを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
第１の実施形態を、図１から図３に基づいて説明する。図１、図２は、コア近傍の断面拡大図である。図３は本実施形態の側断面図である。
【００１１】
本実施形態の無電極放電灯は、図３に示すように内部にガスを封入して透光性材料で凹形状のキャビティ１を有するように形成されたバルブ２と、キャビティ１内に設けたボビン３に巻かれてバルブに高周波電磁界を生成する誘導コイル４と、ボビン３内部に取り付けた磁気材料であるコア５と、コア５の熱を放熱する放熱体６と、を備える無電極放電灯において、図２に示すようにコア５と放熱体６とを離して空間９を設け、さらにその空間９に所定の温度（コア５の温度約１００℃）以上でコア５と放熱体６を熱的に接続する熱変形部材であるバイメタル１０を介在させている。
【００１２】
図３に示すバルブ２は、透光性のガラスで、略球形であって図３を示す紙面上で下方向に突出し、その内部に凹形状のキャビティ１を設けた形状をしており、バルブ２の内面には蛍光体（図示しない）が塗布されている。また、バルブ２の内部には、アルゴンガス及び水銀が封入されている。
【００１３】
誘導コイル４は、高周波電源（図示はしない）に接続されて高周波電流を流すことによりバルブ２に高周波電磁界を生成するもので、導体の線材を樹脂で形成された円筒形状のボビン３の外周にスパイラル状に１４ターン巻くことにより形成し、キャビティ１の内部に収納されている。
【００１４】
コア５は、誘導コイル４によって生成した高周波電磁界を効率良くバルブ２に発生させるもので、高周波特性が良好であるＭｎ−Ｚｎ等の磁気材料を用いて、略円筒形に形成し、ボビン３の内周側に取り付けている。このコア５は、パワー用途の低損失のものであり、コア５の温度が約１００℃でロス（損失）が最小になり、コアの温度がそれよりも低い温度であっても、また高い温度であってもロスが増加するという特性を有する。
【００１５】
放熱体６は、コア５の内周側に設置されてコア５及びバルブ２の熱をバルブ２の外部に逃がすもので、アルミニウム等の材料により略円筒形に形成され、その一端部にはベース部６ａが設けられている。
【００１６】
ここで、図１に示すようにコア５と放熱体６との間には空間９を設けており、この空間９には、熱変形部材として複数のバイメタル１０を設けている。バイメタル１０は、ニッケル−鉄合金又はニッケル−鉄−クロミウム合金等の組み合わせで構成され、キャビティ１の軸方向に延びた平板形状を成している。そしてこの、バイメタル１０の一端部１０ａは、放熱体６に樹脂等により固定されている。
【００１７】
以上の構成において、高周波電源（図示はしない）により、図３に示す誘導コイル４にたとえば１３．５６ＭＨｚの周波数の高周波電流を流すと、コア５を介してバルブ２に高周波電磁界が発生する。そしてこの、高周波電磁界によりバルブ２は、点灯し、発光する。バルブ２の点灯後、バルブ２に供給された電力のうち、光に変換されない電力が、ロスとなってバルブ２の温度が上昇する。また、コア５には、誘導コイル４が生成する磁束が通るため、これによってコア５にロスが発生して、コア５の温度が上昇する。バイメタル１０は、放熱体６の温度がコア５の温度１００℃に相当する温度になるまでは、図２に示すように平板形状を維持しているが、放熱体６の温度がコア５の温度１００℃に相当する温度を超えると、図１に示すようにバイメタル１０の他端部１０ｂが、コア５の方向に折れ曲がるようにして変形し、バイメタル１０のコア５に対向する面が、コア５に接するようになる。これにより、バイメタル１０は、コア５と放熱体６を熱的に接続し、コア５が発生する熱は、バイメタル１０を介して放熱体６に伝導し、主に図３に示す放熱体６のベース部６ａの表面から周囲に放熱される。
【００１８】
このように、熱変形部材１０であるバイメタル１０は、放熱体６の温度がコア温度１００℃に相当する温度を超える場合には、コア５に接触してコア５の熱を逃がし、放熱体６の温度がコア５の温度１００℃に相当する温度以下となる場合には、コア５から離れる。これにより、コア５の温度が、１００℃以下となった場合に、コア５の温度の低下を抑制し、また、コア５の温度が１００℃を超える場合にはコア５の温度の上昇を抑制するので、コア５のロスの増加を抑制することができる。
【００１９】
（第２の実施形態）
第２の実施形態を、図４及び図５に基づいて説明する。図４及び図５は、本実施形態のコア近傍の断面拡大図である。
【００２０】
本実施形態では、熱変形部材として、高熱膨張率の金属１２、たとえば、マグネシウム合金を用い、高熱膨張率の金属１２の表面に膨張した際に発生する応力を緩和させる樹脂１３を介在させた点が異なり、他は第１の実施形態と同じである。すなわち、図４に示すように、放熱体６の表面に、第１の実施形態と同様の平板形状の高熱膨張率の金属１２を設け、さらに高熱膨張率の金属１２の表面に層状に形成された樹脂１３を取りつけている。樹脂１３の材料としては、熱伝導率が高く、柔軟性を有するたとえばシリコン樹脂を用いる。そして、この高熱膨張率の金属１２及び樹脂１３を複数個、放熱体６に設けている。
【００２１】
このような構成において、放熱体６の温度がコア５の温度１００℃に相当するを超えると、図５に示すように高熱膨張率の金属１２がコア５の方向に膨張し、樹脂１３を介してコア５と接触する。高熱膨張率の金属１２が樹脂１３を介してコア５と接触して熱的に接続されると、コア５の熱が放熱体６に伝導し、主に放熱体６のベース部６ａの表面から放熱されるので、コア５の温度は低下する。ここで、樹脂１３は、前述のように柔軟性を有するものであるので、高熱膨張率の金属１２がコア５の方向に膨張し、コア５に応力を発生させる場合においても、その応力を緩和させる。一方、放熱体６の温度がコア５の温度１００℃に相当する温度以下になると、高熱膨張率の金属１２は、図４のように収縮し、樹脂１３はコア５から離れるので、コア５の温度が上昇するようになる。
【００２２】
以上のように、コア５の温度が、１００℃以下となった場合に、コア５の温度の低下を抑制し、また、コア５の温度が１００℃を超える場合にはコア５の温度の上昇を抑制するので、コア５のロスの増加を抑制することができる。さらに、高熱膨張率の金属１２の表面に層状に形成された樹脂１３を取りつけることにより、高熱膨張率の金属１２が膨張する際にコア５に発生させる応力を緩和させるので、コア５の破損等を回避することができる。
【００２３】
なお、高熱膨張率の金属１２としては、前述のマグネシウム合金に限らず、鉛、錫、インジウム合金等の金属であってもよい。
【００２４】
（第３の実施形態）
第３の実施形態を、図６及び図７に基づいて説明する。図６及び図７は、本実施形態のコア近傍の断面拡大図である。
【００２５】
本実施形態では、熱変形部材として、形状記憶合金１５を用いた点が第１の実施形態と異なり、他は同じである。すなわち、熱変形部材として図６及び図７に示すようなバネ状の形状記憶合金１５を用い、このバネ状の形状記憶合金１５の一端部１５ａを、樹脂等により放熱体６に固定している。なお、この形状記憶合金１５は複数個、放熱体６に設けられている。
【００２６】
この構成において、放熱体６の温度がコア５の温度１００℃に相当する温度を超えると、図７に示すように形状記憶合金１５が伸びて、形状記憶合金１５の他端部１５ｂがコア５と接触する。これにより、コア５の熱は、形状記憶合金１５を介して放熱体６に伝導し、主に放熱体６のベース部６ａの表面から放熱される。
【００２７】
一方、放熱体６の温度がコア５の温度１００℃に相当する温度以下になると、形状記憶合金１５は、図６に示すように縮まり、形状記憶合金１５の他端部１５ｂはコア５から離れ、コア５の温度が上昇する。
【００２８】
このように、コア５の温度が、１００℃以下となった場合に、コア５の温度の低下を抑制し、また、コア５の温度が１００℃を超える場合にはコア５の温度の上昇を抑制するので、コア５のロスの増加を抑制することができる。
【００２９】
なお、本実施形態においては、熱変形部材としてバネ形状の形状記憶合金１５を用いたが、コア５との接触面積が確保できるものであればよい。
【００３０】
また、以上の実施形態において、コア５の温度が約１００℃でそのロスが最小になるものを用いたが、この温度に限定するものではない。また、コア５と放熱体６の間の空間９の一部に熱変形部材を設けているが、この位置や範囲については、図１、図２及び図４から図７に示した位置や範囲に限定するものではない。
【００３１】
【発明の効果】
請求項１に係る発明は、内部にガスを封入して透光性材料で凹形状のキャビティを有するように形成されたバルブと、キャビティ内に設けたボビンに巻かれてバルブに高周波電磁界を生成する誘導コイルと、ボビン内部に取り付けた磁気材料であるコアと、コアの熱を放熱する放熱体と、を備える無電極放電灯において、コアと放熱体とを離して空間を設け、その空間に、所定の温度を超える場合にコアと放熱体を熱的に接続する熱変形部材を介在させたので、コアのロスが、所定の温度以下であっても、また所定の温度を超えても増加するものである場合に、所定の温度以下ではコアの温度の低下を抑制し、所定の温度を超える場合にはコアの温度の上昇を抑制するので、コアのロスの増加を抑制することができる。
【００３２】
請求項２に係る発明は、請求項１記載の発明において、前記熱変形部材は、バイメタルであるようにしたので、コアの温度が所定の温度以下では、バイメタルはコアと放熱体を接触させないので、放熱量が抑制され、所定の温度を超える場合には、コアと放熱体を接触させて放熱量を増加させて、請求項１の効果と同様の効果を得ることができる。
【００３３】
請求項３に係る発明は、請求項１又は請求項２記載の発明において、前記熱変形部材と前記コアとの間に、熱変形部材が膨張した際に発生する応力を緩和させる樹脂を介在させたので、熱変形部材が必要以上に膨張しても、コアの破損を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態でのコア近傍の断面拡大図である。
【図２】第１の実施形態でのコア近傍の断面拡大図である。
【図３】第１〜第３の実施形態における無電極放電灯の断面図である。
【図４】第２の実施形態でのコア近傍の断面拡大図である。
【図５】第２の実施形態でのコア近傍の断面拡大図である。
【図６】第３の実施形態でのコア近傍の断面拡大図である。
【図７】第３の実施形態でのコア近傍の断面拡大図である。
【符号の説明】
１    キャビティ
２    バルブ
３    ボビン
４    誘導コイル
５    コア
６    放熱体
６ａ  ベース部
９    空間
１０  バイメタル
１０ａ  一端部
１０ｂ  他端部
【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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