(57)【要約】【課題】水平点灯器具に取り付けた状態で放射される光束を増加させる。【解決手段】無電極放電灯１は、ランプ部２とカプラ部３とで構成されている。ランプ部２は、電球形状の外管２２及び外管２２の一部に形成した開口部から外管２２の内部に延びる円筒状の内管２３を備えたバルブ２０を備える。バルブ２０には、希ガスおよび水銀が封入され、バルブ２０の内側面には蛍光体膜２４が形成される。カプラ部３はソレノイド状の誘導コイル３３を備え、誘導コイル３３は、その軸方向を内管２３の軸方向に合わせて内管２３に挿入される。内管２３の軸方向と直交する面内において、内管２３の中心の位置は、外管２２の中心の位置に対して偏心している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光透過性材料で形成された外管及び前記外管の一部に形成した開口部から前記外管内に延びる内管を備え希ガス及び発光材料が封入されたバルブと、ソレノイド状に形成され軸方向を前記内管の軸方向と合わせて前記内管の内側に配置される誘導コイルとを備え、前記誘導コイルに高周波電流が流されることにより前記誘導コイルの周囲に形成される高周波電磁界を希ガス及び発光材料に作用させることにより点灯する構成であり、前記内管の軸方向に直交する面内において、前記内管の中心の位置が前記外管の中心の位置に対して偏心していることを特徴とする無電極放電灯。
【請求項２】
請求項１に記載の無電極放電灯と、前記無電極放電灯が取り付けられ前記内管の軸方向に沿った開口面を有するとともに前記無電極放電灯から放射された光束を前記開口面に向かって反射させる反射板を備えた水平点灯器具とを備え、前記無電極放電灯が、前記外管と前記内管との距離が相対的に大きい側を前記開口面側に向けて、前記水平点灯器具に取り付けられていることを特徴とする無電極放電灯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バルブの内部には電極を備えず、バルブに封入した希ガス及び発光材料に高周波電磁界を作用させて励起することにより点灯させる無電極放電灯、及びこの無電極放電灯を器具本体に取り付けた無電極放電灯装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、バルブの内部に電極を設けず、バルブに封入された希ガス及び発光材料を、バルブの外部に配置した誘導コイルの周囲に形成される高周波電磁界で励起することにより点灯させ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）。一般的な無電力放電灯では、高周波電磁界で励起されることにより紫外領域の光を発生させるために、発光材料として水銀を含む材料が用いられる。また、可視光用の無電極放電灯では、紫外光により励起されて可視光領域の光を放出する蛍光体膜をバルブに形成している。
【０００３】
特許文献１に記載された無電極放電灯１０を図５に簡略化して示す。図５のように、この無電極放電灯１０は、ランプ部２とカプラ部３とで構成されている。
【０００４】
ランプ部２は、電球状に形成された外管２２と、外管２２の一部に形成された開口部に封着されて外管２２の内側に延びる円筒形の内管２３とを一体に設けたバルブ２０を備える。バルブ２０には希ガスおよび発光材料としての水銀が封入される。また、バルブ２０の管壁内側面（外管２２の内側面および内管２３の外側面）には蛍光体膜２４が形成される。
【０００５】
一方、カプラ部３は、ソレノイド状に形成され内管２３に軸方向を合わせて挿入される誘導コイル３３を備える。この誘導コイル３３に高周波電流を流すと、誘導コイル３３の周囲に高周波電磁界が形成され、高周波電磁界の作用によりバルブ２０の内部に封入された希ガスおよび水銀が励起される。誘導コイル３３は内管２３と軸方向を合わせているから、高周波電磁界は内管２３の周囲に等方的に形成される。その結果、内管２３の周方向に沿って内管２３を囲むように放電プラズマ４０が発生し、紫外領域の光が放射され、蛍光体膜２４から可視光域の光が放出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−１９７０３１公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載された無電極放電灯１０では、内管２３の軸方向と直交する面内において、バルブ２０の内部空間が内管２３の周囲に均等に形成されている。すなわち、上記面内において、内管２３の外側面と外管２２の内側面との距離が、内管２３の周方向の全方向に亘って等しくなるように形成されている。そのため、バルブ２０の内部空間に形成される放電プラズマ４０は、内管２３を中心として対称形状になり、内管２３の周囲にドーナツ状に形成されることになる。その結果、無電極放電灯１０から放射される光は、図６に示す配光５０になる。
【０００８】
図６（ａ）に示すように、内管２３の軸方向から見た配光５０は、内管２３を中心として均一な分布になる。また、図６（ｂ）に示すように、内管２３の軸方向を含む断面内では、内管２３から側方に広がる対称な分布になる。
【０００９】
さらに、上述した無電極放電灯１０を水平点灯器具（図示せず）に取り付けた場合は、図７に示す配光６０になる。ここに、水平点灯器具は、無電極放電灯１０における内管２３の軸方向に沿った開口面を器具本体に設けた照明器具を意味する。この器具本体は、内管２３の軸方向に沿う開口面を有した反射板７を備える。
【００１０】
図７には、水平点灯器具を設けた場合の配光６０（実線）と、水平点灯器具を設けていない無電極放電灯１０のみの場合の配光５０（破線）とを示している。図から明らかなように、上述した構成の無電極放電灯１０では、放射する全光束のうち反射板７に向かって放射される光束の割合が比較的多い。反射板７で反射された光束の大部分は無電極放電灯１０に戻され水平点灯器具の外に出射されないから、器具効率が低くなるという問題が生じる。
【００１１】
本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、水平点灯器具に取り付けた際の器具効率を改善する無電極放電灯を提供し、さらに、この無電極放電灯を器具本体に取り付けた無電極放電灯装置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】
【００１２】
本発明の無電極放電灯は、光透過性材料で形成された外管及び外管の一部に形成した開口部から外管内に延びる内管を備え希ガス及び発光材料が封入されたバルブと、ソレノイド状に形成され軸方向を内管の軸方向と合わせて内管の内側に配置される誘導コイルとを備え、誘導コイルに高周波電流が流されることにより誘導コイルの周囲に形成される高周波電磁界を希ガス及び発光材料に作用させることにより点灯する構成であり、内管の軸方向に直交する面内において、内管の中心の位置が外管の中心の位置に対して偏心していることを特徴とする。
【００１３】
本発明の無電極放電灯装置は、請求項１に記載の無電極放電灯と、前記無電極放電灯が取り付けられ前記内管の軸方向に沿った開口面を有するとともに前記無電極放電灯から放射された光束を前記開口面に向かって反射させる反射板を備えた水平点灯器具とを備え、前記無電極放電灯が、前記外管と前記内管との距離が相対的に大きい側を前記開口面側に向けて、前記水平点灯器具に取り付けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の構成によれば、水平点灯器具に取り付けた際の器具効率が改善されるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施形態を示す縦断面図である。
【図２】同上の分解縦断面図である。
【図３】同上の配光を示す動作説明図である。
【図４】同上の器具本体と合わせた配光を示す動作説明図である。
【図５】従来例を示す縦断面図である。
【図６】同上の配光を示す動作説明図である。
【図７】同上の器具本体と合わせた配光を示す動作説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本実施形態の無電極放電灯１は、図１及び図２に示すように、ランプ部２とカプラ部３とで構成される。
【００１７】
ランプ部２は、球状の頭部に連続する首部を備えた電球状の外管２２と、外管２２の首部に形成された開口部から外管２２の内側に延びる円筒状の内管２３とを一体に設けたバルブ２０を備える。バルブ２０の首部には円筒状の口金２１が装着され、ランプ部２に設けた口金２１がカプラ部３に結合されることにより、ランプ部２とカプラ部３とが結合される。
【００１８】
バルブ２０は、ガラスのような透明性材料により形成される。バルブ２０には希ガスおよび発光材料が封入される。発光材料に水銀単体あるいは水銀の化合物を用いており、バルブ２０の内側面（外管２２の内側面と内管２３の外側面）には、水銀の励起により放射される紫外線を可視光に変換する蛍光体膜２４が形成される。本実施形態では、発光材料として水銀の化合物であるアマルガムを用いる場合を例示する。
【００１９】
内管２３は、軸方向と直交する面内において、中心の位置が外管２２の中心に対して偏心するように配置される。したがって、内管２３の軸方向と直交する面内で、内管２３の外側面と外管２２の内側面との間の距離が、内管２３の周方向における場所に応じて異なることになる。言い換えると、外管２２と内管２３との間に形成される隙間を非対称に形成しているのである。
【００２０】
内管２３の軸方向の一端面（図１の上端面）には、バルブ２０の内部空間に連通する排気管２５の一端が結合される。排気管２５の他端部（図１の下端部）は、外管２２よりも外側に引き出されている。排気管２５は、バルブ２０から排気するときに真空排気装置（図示せず）に接続され、バルブ２０からの排気後には、アマルガムを収納した金属容器２６とガラス製のロッド２７とが挿入される。この状態で排気管２５が封止されることにより、バルブ２０が密閉される。
【００２１】
排気管２５における長手方向の２箇所には内向きに突出する突部２５１，２５２が形成される。一方の突部２５２とロッド２７との間には金属容器２６が保持される。また、他方の突部２５１には、コ字状に形成された支持体２８の一端部が係止され、支持体２８の他端部には、仕事関数の小さい金属化合物（例えば、水酸化セシウム）を塗布したフラグ２８１が固着される。フラグ２８１に塗布された金属化合物は、無電極放電灯１の始動時における電子の数を増やす役割を担っている。
【００２２】
ところで、カプラ部３は、円筒状に形成されたフェライトコア３２と、フェライトコア３２の外周にソレノイド状に巻回された誘導コイル３３とを備える。さらに、カプラ部３は、円筒状であって軸方向の一端部に外鍔部３１１が形成された放熱シリンダ３１を備え、放熱シリンダ３１の他端面にフェライトコア３２の軸方向の一端が固定される。
【００２３】
ランプ部２にカプラ部３を結合するにあたっては、フェライトコア３２に排気管２５を挿通し、フェライトコア３２及び誘導コイル３３を内管２３の中に挿入する。すなわち、誘導コイル３３の軸方向が内管２３の軸方向に合わせられる。また、放熱シリンダ３１の外鍔部３１１が口金２１に挿入されることにより、ランプ部２とカプラ部３とが結合される。
【００２４】
上述した構成の無電極放電灯１において、高周波電源（図示せず）から誘導コイル３３に高周波電流を流すと、誘導コイル３３の周囲に高周波電磁界が形成される。この高周波電磁界がバルブ２０に封入されている希ガスおよびアマルガムに作用し、放電プラズマ４（図３参照）が生成され、水銀の励起により紫外線が放射される。水銀から放射された紫外線は、バルブ２０の内側面に形成されている蛍光体膜２４によって可視光に変換される。
【００２５】
ところで、本実施形態の構成では、上述したように、内管２３の軸方向に直交する面内において、内管２３の中心の位置を外管２２の中心の位置に対して偏心させている。そのため、誘導コイル３３の周囲に形成される高周波電磁界は、バルブ２０の内部空間では非対称になる。その結果、図３に示すように、外管２２と内管２３との距離が大きいほど放電プラズマ４の断面積が大きくなる。
【００２６】
無電極放電灯１においては、バルブ１０の内部において放電プラズマ４の形成に寄与する水銀原子の密度が一定であるとすれば、放電プラズマ４の断面積が大きいほど発光輝度が高くなると考えられる。したがって、本実施形態の無電極放電灯１では、内管２３の周方向において発光輝度に偏りが生じることになる。
【００２７】
具体的には、図３に示すような配光５になる。図３（ａ）は内管２３の軸方向から見た配光５を示しており、外管２２と内管２３との距離が小さい側の光束が、他方側の光束よりも少なくなっている。また、図３（ｂ）は内管２３の軸方向を含む断面の配光５であって、この断面においても外管２２と内管２３との距離が小さい側の光束が、他方側の光束よりも少なくなっている。
【００２８】
本実施形態の無電極放電灯１を水平点灯器具に取り付けると、図４に示す配光６が得られる。水平点灯器具に無電極放電灯１を取り付ける際には、無電極放電灯１において外管２２と内管２３との距離が相対的に大きい側が水平点灯器具の開口面を向くように配置する。水平点灯器具には、無電極放電灯１から放射された光を、器具本体の開口面に向かって反射させる反射板７が設けられている。
【００２９】
水平点灯器具に本実施形態の無電極放電灯１を取り付けた場合の配光を図４に示す。図４（ａ）は内管２３の軸方向から見た配光６を示し、図４（ｂ）は内管２３の軸方向を含む断面での配光６を示す。また、図４には、水平点灯器具に取り付けた場合の配光６（実線）とともに、水平点灯器具に取り付けていない場合の配光５（破線）と、従来構成の無電極放電灯１０（図５参照）を水平点灯器具に取り付けた場合の配光６０（二点鎖線）とを示している。
【００３０】
図から明らかなように、本実施形態の構成を有した無電極放電灯１を水平点灯器具に取り付けると、従来構成の無電極放電灯１０を水平点灯器具に取り付けた場合に比べて、反射板７に向かって放射される光束が減少する。その結果、水平点灯器具から放射される光束が増加し、器具効率が改善されることになる。
【００３１】
なお、バルブ２０を形成するガラスがナトリウムを含有する場合、無電極放電灯１の使用に伴ってバルブ２０からナトリウムが析出しバルブ２０の光透過率が低下することがある。このような原因による光透過率の低下を防止するには、バルブ２０の内壁に保護膜（図示せず）を設けることが望ましい。
【符号の説明】
【００３２】
１      無電極放電灯
２      ランプ部
２０    バルブ
２２    外管
２３    内管
３３    誘導コイル
【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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