(57)【要約】【課題】窪み空洞部内に誘導コイルを配設する無電極放電灯において、簡単な構成にてバルブと口金とを物理的に接合した無電極放電灯点灯装置を提供する。【解決手段】少なくとも水銀及び希ガスを含む放電ガスが内部に封入されており有底状の窪み空洞部２を有する略球形状のバルブ１と、窪み空洞部２内に配設され放電ガスに高周波電磁界を供給する誘導コイル３と、誘導コイル３に高周波電流を供給する高周波電源４と、窪み空洞部２の開口付近に設けた口金５と、を備えた無電極放電灯点灯装置であって、バルブ１の外周に沿ってバルブ１を保持する係止手段６と、係止手段６と口金５とをつなぐ接続手段７と、を設けている。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも水銀及び希ガスを含む放電ガスが内部に封入されており有底状の窪み空洞部を有する略球形状のバルブと、窪み空洞部内に配設され放電ガスに高周波電磁界を供給する誘導コイルと、誘導コイルに高周波電流を供給する高周波電源と、窪み空洞部の開口付近に設けた口金と、を備えた無電極放電灯点灯装置であって、バルブの外周に沿ってバルブを保持する係止手段と、係止手段と口金とをつなぐ接続手段と、を設けたことを特徴とする無電極放電灯点灯装置。
【請求項２】
断面視にてバルブの最外径よりも短い外径であって、窪み空洞部が配設されている側と対向する側の外周に係止手段を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点灯装置。
【請求項３】
断面視にてバルブの最外径よりも短い外径であって、窪み空洞部が配設されている側の外周に係止手段を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点灯装置。
【請求項４】
係止手段は少なくとも断面略円状の第１の係止手段と、断面略Ｃ字状の第２の係止手段と、を有することを特徴とする請求項２又は３記載の無電極放電灯点灯装置。
【請求項５】
係止手段は断面略円状であって、少なくとも１つの連結手段を有することを特徴とする請求項２又は３記載の無電極放電灯点灯装置。
【請求項６】
係止手段及び接続手段に代えて、口金と溶接された２つ以上の線材をバルブ外面上の一端で係着し、バルブを保持することを特徴とする請求項１記載の無電極放電灯点灯装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バルブ内部に放電ガスを封入した無電極放電灯に高周波電磁界を印加して発光させる無電極放電灯点灯装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
無電極放電灯は内部に電極を有しないので、フィラメントの断線、不純物による黒化の影響が少なく、数万時間にも及ぶ長寿命が得られるものであるが、無電極放電灯が有するバルブと口金とがセメントやシリコン系接着剤などで接着固定されているのみである。すなわち、電極を有しないので、一般の白熱電球のように口金と電極とを接着剤で固着する以外に半田付け等の物理的な接合をすることができず、バルブと口金との接着部分の寿命は数千時間しかない。このために、無電極放電灯点灯装置では、鉛直方向に対して無電極放電灯が本体ケースより略下方に位置する場合、及び水平方向に対して無電極放電灯が本体ケースの略側方に位置する場合などの、バルブと口金との接着部分の強度を越える力がかかるときに、バルブと口金とが外れてしまうことがあり、数万時間にも及ぶ長寿命が得られない、という問題点があった。
【０００３】
この問題点に対処した従来例として、たとえば、特開平８−２０３６８５号公報のものが挙げられる。このものは、図９に示すように略球形状のバルブ１に取り付けられたエジソンベース型の口金２１を、鉛直方向に対して本体ケース２２の上面に設けたソケット部２３に螺合することによってバルブ１を本体ケース２２に固定させ、一方、バルブ１の外周を囲んで配置される誘導コイル３は、その両端を垂下して、本体ケース２２の貫通口２４を通して、本体ケース２２内に据えられている高周波電源４にじかに接続され、自立している。そして、バルブ１に誘導コイル３を巻回する部分Ｘと、本体ケース２２のソケット部２３を有する面Ｂとの間に、バルブ１の最大外周長Ｙを有し、かつ面Ｂに対して略平行な面Ａを配置している。このような構成のため誘導コイル３は、バルブ１の保持を兼用することができ、安全で長寿命を得ることが可能な無電極放電灯点灯装置を提供することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが上記従来例においては、有底状の窪み空洞部を有する無電極放電灯であって、窪み空洞部内に誘導コイルを配設する場合においては、無電極放電灯の外周に沿って誘導コイルを巻回することができない。したがって、バルブと口金とを物理的に接合することができなかった。
【０００５】
本発明は、上記問題点に鑑みてなしたものであり、その目的とするところは、窪み空洞部内に誘導コイルを配設する無電極放電灯において、簡単な構成にてバルブと口金とを物理的に接合した無電極放電灯点灯装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の無電極放電灯点灯装置は、少なくとも水銀及び希ガスを含む放電ガスが内部に封入されており有底状の窪み空洞部を有する略球形状のバルブと、窪み空洞部内に配設され放電ガスに高周波電磁界を供給する誘導コイルと、誘導コイルに高周波電流を供給する高周波電源と、窪み空洞部の開口付近に設けた口金と、を備えた無電極放電灯点灯装置であって、バルブの外周に沿ってバルブを保持する係止手段と、係止手段と口金とをつなぐ接続手段と、を設けたことを特徴とするものである。
【０００７】
このような無電極放電灯点灯装置においては、バルブと口金とを物理的に固定する。
【０００８】
請求項２記載の無電極放電灯点灯装置は、請求項１記載の無電極放電灯点灯装置において、断面視にてバルブの最外径よりも短い外径であって、窪み空洞部が配設されている側と対向する側の外周に係止手段を配置したことを特徴とするものである。
【０００９】
このような無電極放電灯点灯装置においても、請求項１記載の無電極放電灯点灯装置と同様にバルブと口金とを物理的に固定する。
【００１０】
請求項３記載の無電極放電灯点灯装置は、請求項１記載の無電極放電灯点灯装置において、断面視にてバルブの最外径よりも短い外径であって、窪み空洞部が配設されている側の外周に係止手段を配置したことを特徴とするものである。
【００１１】
このような無電極放電灯点灯装置においても、請求項１記載の無電極放電灯点灯装置と同様にバルブと口金とを物理的に固定する。
【００１２】
請求項４記載の無電極放電灯点灯装置は、請求項２又は３記載の無電極放電灯点灯装置において、係止手段は少なくとも断面略円状の第１の係止手段と、断面略Ｃ字状の第２の係止手段と、を有することを特徴とするものである。
【００１３】
このような無電極放電灯点灯装置においても、請求項１記載の無電極放電灯点灯装置と同様にバルブと口金とを物理的に固定する。
【００１４】
請求項５記載の無電極放電灯点灯装置は、請求項２又は３記載の無電極放電灯点灯装置において、係止手段は断面略円状であって、少なくとも１つの連結手段を有することを特徴とするものである。
このような無電極放電灯点灯装置においても、請求項１記載の無電極放電灯点灯装置と同様にバルブと口金とを物理的に固定する。
【００１５】
請求項６記載の無電極放電灯点灯装置は、請求項１記載の無電極放電灯点灯装置において、係止手段及び接続手段に代えて、口金と溶接された２つ以上の線材をバルブ外面上の一端で係着し、バルブを保持することを特徴とするものである。
【００１６】
このような無電極放電灯点灯装置においては、２つ以上の線材によりバルブと口金とを物理的に固定する。
【００１７】
【発明の実施の形態】
（実施例１）
以下、本発明の第１の実施の形態を図１から図７までを参照して説明する。図１及び図２は本実施の形態の断面図を示しており、図３は本実施の形態の外観図を示している。また、図４は本実施の形態の回路図を示しており、図５は本実施の形態の他の外観図を示している。さらに、図６は本実施の応用形態の断面図を示しており、図７は本実施の他の応用形態の断面図を示している。
【００１８】
以下、各部の構成を詳述する。
【００１９】
バルブ１は、略球形状であって、その内部に少なくとも水銀及び希ガスを含む放電ガスを封入しておくものであり、バルブ１の下端側には有底状であって凹部状の窪み空洞部２が配設されている。バルブ１の材料は石英ガラス等の透光性材料であり、放電ガスは水銀、希ガス及び金属ハロゲン化物である。一例として、略３００Ｔｏｒｒのキセノンガスと略１０ｍｇのナトリウム沃化物、タリウム沃化物及びインジウム沃化物の混合ガスとが用いられる。もちろん、封入する放電ガスは他の気体や金属を用いてもよい。また、バルブ１の内側は蛍光体（図示しない）及び保護膜（図示しない）が塗布されている。蛍光体は水銀からの放射された紫外線を可視光に変換するものであり、蛍光体の材料としてはハロ燐酸カルシウム、赤色蛍光体である（Ｙ、Ｇｄ）ＢＯ３：Ｅｕ、緑色蛍光体であるＣａＰＯ４、青色蛍光体であるＢａＭｇＡｌｌ４Ｏ２３：Ｅｕが用いられる。保護膜は水銀とバルブ１の材料である石英ガラスとの反応を抑えることにより、バルブ１の光束維持率を向上させるものである。保護膜の材料としては、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、シリカ（ＳｉＯ２）、チタニア（ＴｉＯ２）、セリア（ＣｅＯ２）、イットリア（Ｙ２Ｏ３）、マグネシア（ＭｇＯ）等の微粒子が用いられる。保護膜は、通常のバルブ１では透過率が高い方が望ましいため、蛍光体に比べ薄くバルブ内面に形成される。
【００２０】
誘導コイル３は、バルブ１内部の放電ガスに１３．５６ＭＨｚで発振する高周波電磁界を供給するものであり、後述する高周波電源４に接続されている。そして、誘導コイル３は図１及び図２に示すように窪み空洞部２の内部に、そのコイルの巻回部がバルブ１の中心に向かうように基台９に固定され立設している。また、誘導コイル３は銅又は銅合金による条材を所定回数巻回して形成している。そして、誘導コイル３には高周波電源４が動作すると高周波電流が流れ、誘導コイル３の周りに高周波電磁界が発生するように構成されている。つぎに、発生した高周波電磁界によりバルブ１内部の電子が加速され、放電ガスの原子に衝突して放電ガスを電離させ、新たな電子を発生させる。このようにして発生した電子は、誘導コイル３の周りに発生した高周波電磁界によりエネルギ−を受け取り、放電ガス原子に衝突しエネルギ−を与える。放電プラズマ内の原子は、電離したり励起したりする。励起された原子は、基底状態に戻るときに発光する。この発光を光エネルギ−として利用するのである。
【００２１】
高周波電源４は、誘導コイル３に高周波電流を供給するものであり、本実施の形態では特開平６―１８８４３４号公報に示したものを用いている。その回路図を図４に示す。ここで図４における高周波電源４は、チョッパ回路３１、発振回路３２、プリアンプ３３、フィルタ回路３４、メインアンプ３５、整合回路３６から構成されている。さらに詳しく説明すると、図４において、３２は水晶振動子Ｘを用いた発振回路であり、インダクタンス素子Ｌ６とキャパシタンス素子Ｃ１５とにより低Ｑの同調回路を構成し、無調整の発振器としている。発振回路３２の発振出力を増幅するプリアンプ３３はスイッチング素子Ｑ４によりＣ級増幅を行っており、インダクタンス素子Ｌ５とキャパシタンス素子Ｃ１７とにより発振周波数に同調するように構成している。抵抗Ｒ８〜Ｒ１０からなる回路は減衰器を構成しており、抵抗Ｒ１１はインダクタンス素子Ｌ５のＱを下げるために挿入されている。フィルタ回路３４は、インダクタンス素子Ｌ３とキャパシタンス素子Ｃ４とから構成され、高周波が所謂チョッパ回路３１に帰還することを防いでいる。プリアンプ３３の出力をさらに高周波電力増幅するメインアンプ３５は、パワーＭＯＳＦＥＴ（以下、スイッチング素子と呼ぶ。）Ｑ５による増幅器となっている。インダクタンス素子Ｌ７はスイッチング素子Ｑ５の入力キャパシタンスを打ち消すために挿入してあり、抵抗Ｒ１２はスイッチング素子Ｑ５の入力キャパシタンスをプリアンプ３３の出力と整合させるために接続してある。整合回路３６は、キャパシタンス素子Ｃ１８〜Ｃ２０などで構成され、メインアンプ３５の出力とバルブ１及び誘導コイル３とのインピーダンス整合を行っている。
【００２２】
口金５は、口金５の上部に配設されているセメントやシリコン系接着剤で固着されたバルブ１を支持するものである。また、口金５はその側面にＥベース等の雄ねじを有しており、後述する基台９が有する雌ねじの形成された弾性係合部１１と係合し、基台９に固定されている。
【００２３】
係止手段６は、断面略円環形状であって、断面視にてバルブ１の最外径よりも短い外径であって、口金５側と対向する側の外周に巻回されている。この係止手段６はバルブ１を組み立てた後にバルブ１の外周に配置する。このように係止手段６をバルブ１の最外径よりも短い外径の外周に設けると、バルブ１に反射鏡等の光学部材を別途設ける場合に反射鏡の大きさをコンパクトにすることができる。
【００２４】
そして、係止手段６の少なくとも一箇所は接続手段７と連結されている。また、係止手段６の材質として、本実施の形態では鉄やニッケルからなる金属ワイヤーを用いている。その他、光透過率がよく、かつバルブ１の光出力量への影響が少ない金属を用いてもよい。
【００２５】
ここで、本実施の形態では、係止手段６として断面略円環形状であるものを考えたが、バルブ１を保持する強度が十分であれば、断面略Ｃ字形状のものを用いてもよいし、また、バルブ１の大きさや重さによっては、図５に示すように断面略円環形状の係止手段６ａと断面略Ｃ字形状の係止手段６ｂとを同時に用いてもよい。
【００２６】
また、図示はしていないが、係止手段６を断面略円環形状とした場合には誘導コイル３が作る高周波電磁界により、係止手段６に起電力が発生し、リング形状のループである係止手段６に電流が流れ、電力損失が発生する場合がある。この電力損失を防ぐために金属ワイヤーである係止手段６の両端に絶縁物からなる中継部を設け、電流が流れるループを形成させないことが望ましい。
【００２７】
さらに、係止手段６を断面略円環形状とした場合には、バルブ１の大きさのバラツキを吸収するために金属ワイヤーの両端に絶縁性であって、伸縮自在の中継部である弾性体を用いてもよい。この弾性体の材料としては、たとえば、熱可塑性のフッ素系樹脂が考えられる。このような熱可塑性の材料は耐熱性があり、バルブ１の温度が上昇しても環形状が変形しにくい。もちろん、その他の熱可塑性、たとえば、シリコン系樹脂、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリエーテルサルホン（ＰＥＳ）等を用いてもよい。
【００２８】
係止手段６が断面略Ｃ字形状の場合、電流が流れるループが形成されることがないため、係止手段６は断面略Ｃ字形状のものが望ましいといえる。
【００２９】
また、係止手段６を図６に示すように断面視にてバルブ１の最外径よりも短い外径であって、口金５側の外周に配置してもよい。
【００３０】
さらに図７に示すようにバルブ１の外周にバルブ１と連通して、突出部１２を設け、この突出部１２に係止手段６を係合させるとバルブ１と係止手段６との保持力を上げることができる。
【００３１】
基台９は、アルミダイカストにて形成された下面開口の略円筒体で、その上面側には、弾性係合部１１が形成されている。そして、この基台９の内部には、上述した誘導コイル３がバルブ１の中心に向かうように基台９に固定され立設しており、さらに、その誘導コイル３へ上述した高周波電流を通電するための高周波電源４を設けた回路基板（図示せず）が設けられており、底部には蓋体１０が設けられている。
【００３２】
以上、本実施の構成によれば、バルブ１の外周に沿ってバルブ１を保持する係止手段６と係止手段６と口金５とをつなぐ接続手段７とを設けているので、バルブ１と口金５とを物理的に固定することができる。また、物理的に固定しているため、バルブ１が点灯し固定部周辺の温度が上昇した場合においても、固定寿命を数万時間程度にすることができる。
【００３３】
また、バルブ１の係止手段６と係合する外周部分に凹部を設け、該凹部と係止手段６とを係合させると、バルブ１をより確実に固定することができる。このとき、凹部にガラス繊維からなるテープ等を巻回しておくと、バルブ１に傷がつきにくく望ましいといえる。
【００３４】
さらにまた、本実施の形態では、バルブ１の形状として有底状の窪み空洞部２を有するものを考えたが、バルブ１の形状としては、たとえば、特開平１１−２７３６３０号公報に記載されているような凹部の空洞部を有するものでもよい。
（実施例２）
以下、本発明の第２の実施の形態を図８を参照して説明する。図８は本実施の形態の外観図を示している。ここで、第１の実施の形態と同一構成には同一符号を付すことにより説明を省略する。
【００３５】
図８に示す無電極放電灯点灯装置と図１に示す無電極放電灯点灯装置との相違点は、図８に示す無電極放電灯点灯装置では、図１に示す無電極放電灯点灯装置において係止手段６及び接続手段７に代えて、口金５と溶接された３本の線材１３をバルブ１外面上の一端、特にバルブ１の外周頂上部で係着部１４にて係着し、バルブ１を保持している点である。
【００３６】
この線材１３は鉄やニッケルからなる金属ワイヤーであり、基台９の外周に設けられた挿通孔１５を挿通し、口金５に溶接されている。また、本実施の形態では、線材１３を一括して係着する係着部１４を設けている。もちろん、係着部１４を設けずに、各線材１３の一端を直接溶接してもよい。
【００３７】
また、この３本の線材１３をバルブ１外面上の一端で係着部１４にて係着する係着態様としては、まず口金５と溶接された２本の線材１３を係着部１４にて係着し、その後バルブ１を組み立てて、最後に残りの線材１３を係着部１４にて係着しバルブ１を保持する。
【００３８】
以上、本実施の構成によれば、口金５に溶接された３本の線材１３を用い、バルブ１と口金５とを物理的に保持しているので第１の実施の形態と同様に、バルブ１が点灯し固定部周辺の温度が上昇した場合においても、固定部の寿命を数万時間程度にすることができる。
【００３９】
なお、上記説明で特に言及していない作用、効果等は第１の実施の形態と同様である。
【００４０】
【発明の効果】
請求項１から５までに記載の無電極放電灯点灯装置は、窪み空洞部の開口付近に設けた口金と、を備えた無電極放電灯点灯装置であって、バルブの外周に沿ってバルブを保持する係止手段と係止手段と口金とをつなぐ接続手段とを設けているので、バルブと口金とを物理的に固定することができる。
【００４１】
請求項６記載の無電極放電灯点灯装置は、請求項１記載の無電極放電灯点灯装置において、口金と溶接された２つ以上の線材をバルブ外面上の一端で係着しているので、バルブと口金とを物理的に固定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態を示す断面図である。
【図２】第１の実施の形態を示す他の断面図である。
【図３】第１の実施の形態を示す外観図である。
【図４】第１の実施の形態を示す回路図である。
【図５】第１の実施の形態を示す他の外観図である。
【図６】第１の実施の応用形態を示す断面図である。
【図７】第１の実施の他の応用形態を示す断面図である。
【図８】第２の実施の形態を示す外観図である。
【図９】従来例を示す断面図である。
【符号の説明】
１　　　　バルブ
２　　　　窪み空洞部
３　　　　誘導コイル
４　　　　高周波電源
５　　　　口金
６　　　　係止手段
６ａ　　　第１の係止手段
６ｂ　　　第２の係止手段
７　　　　接続手段
８　　　　連結手段
１３　　　線材
【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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