(57)【要約】【課題】  無電極放電灯の点灯中における光束の増大が可能な補助光源装置並びにこれを備えた無電極放電灯及び無電極放電灯点灯装置及び照明器具を提供する。【解決手段】  補助光源装置５は、無電極放電灯２のバルブ２０に近接配置される誘導コイル１０から電磁誘導により給電される受電コイル５１と、少なくとも無電極放電灯２の点灯中には受電コイル５１に誘導された電力により点灯される補助光源としての発光ダイオード５０とを備える。発光ダイオード５０の光により、光束の増大が可能となる。【選択図】図１
2012009360.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無電極放電灯のバルブに近接配置される受電コイルと、
少なくとも前記無電極放電灯の点灯中には前記受電コイルに誘導された電力により点灯される補助光源とを備えることを特徴とする補助光源装置。
【請求項２】
請求項１記載の補助光源装置と、
透光性を有する材料からなり放電ガスが封入されるとともに前記受電コイルが近接配置されたバルブと、
前記バルブに対して連結されるとともに前記補助光源を保持する保持体とを備えることを特徴とする無電極放電灯。
【請求項３】
請求項１記載の補助光源装置と、
透光性を有する材料からなり放電ガスが封入されるとともに前記受電コイルが近接配置されたバルブとを有し、
前記バルブは閉ループ形状であって、
前記補助光源は前記バルブに囲まれていることを特徴とする無電極放電灯。
【請求項４】
請求項１記載の補助光源装置と、
前記無電極放電灯のバルブに近接配置される誘導コイルと、
前記誘導コイルに高周波電力を供給することにより前記無電極放電灯を点灯させる高周波電源部とを備えることを特徴とする無電極放電灯点灯装置。
【請求項５】
請求項１記載の補助光源装置と、
透光性を有する材料からなり放電ガスが封入されるとともに前記受電コイルが近接配置されたバルブと、
前記バルブに近接配置された誘導コイルと、
前記誘導コイルに高周波電力を供給することにより前記バルブ内に放電を発生させる高周波電源部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、補助光源装置並びにこれを備えた無電極放電灯及び無電極放電灯点灯装置及び照明器具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、透光性を有する材料からなり放電ガスが封入されたバルブを備える無電極放電灯を点灯させる無電極放電灯点灯装置が提供されている。この種の無電極放電灯点灯装置は、無電極放電灯に近接配置された誘導コイルに高周波電力を供給し、無電極放電灯内に高周波電磁界によるプラズマを発生させることで無電極放電灯を点灯させる。
【０００３】
さらに、暗所における始動性を改善するために、暗所において始動時に点灯され無電極放電灯のバルブに対して光を照射する始動補助光源を備えた無電極放電灯点灯装置も提供されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１５８１８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の始動補助光源は、暗所における始動性の改善が目的であったので、無電極放電灯のバルブに多くの光を入射させるように無電極放電灯のバルブに覆われる位置に配置されていた上に、無電極放電灯の点灯後には消灯されていた。つまり、上記の始動補助光源は、無電極放電灯の点灯中に光束を増大させるものではなかった。
【０００６】
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、無電極放電灯の点灯中における光束の増大が可能な補助光源装置並びにこれを備えた無電極放電灯及び無電極放電灯点灯装置及び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】
【０００７】
本発明の補助光源装置は、無電極放電灯のバルブに近接配置される受電コイルと、少なくとも前記無電極放電灯の点灯中には前記受電コイルに誘導された電力により点灯される補助光源とを備えることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の無電極放電灯は、上記の補助光源装置と、透光性を有する材料からなり放電ガスが封入されるとともに前記受電コイルが近接配置されたバルブと、前記バルブに対して連結されるとともに前記補助光源を保持する保持体とを備えることを特徴とする。
【０００９】
また、前記バルブは閉ループ形状であって、前記補助光源は前記バルブに囲まれていてもよい。
【００１０】
さらに、本発明の無電極放電灯点灯装置は、上記の補助光源装置と、前記無電極放電灯のバルブに近接配置される誘導コイルと、前記誘導コイルに高周波電力を供給することにより前記無電極放電灯を点灯させる高周波電源部とを備えることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の照明器具は、上記の補助光源装置と、透光性を有する材料からなり放電ガスが封入されるとともに前記受電コイルが近接配置されたバルブと、前記バルブに近接配置された誘導コイルと、前記誘導コイルに高周波電力を供給することにより前記バルブ内に放電を発生させる高周波電源部とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、無電極放電灯の点灯中には補助光源の光により光束の増大が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態１を示す回路ブロック図である。
【図２】同上の構造を示す斜視図である。
【図３】同上の構造を示す一部破断した正面図である。
【図４】同上の変更例を示す回路図である。
【図５】同上の別の変更例を示す正面図である。
【図６】本発明の実施形態２を示す平面図である。
【図７】同上のコアの構造を示す説明図である。
【図８】誘導コイルのインダクタンスと温度との関係を示す説明図である。
【図９】同上の変更例の要部を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
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。
【００１５】
（実施形態１）
本実施形態の補助光源装置５が一体化された無電極放電灯点灯装置１は、図１に示すように、無電極放電灯２のバルブ２０に近接配置される誘導コイル１０と、直流電源Ｅから入力された直流電力を高周波の交流電力に変換して誘導コイル１０に入力することにより無電極放電灯２を点灯させる高周波電源部１１とを備える。
【００１６】
直流電源Ｅは、例えば、交流電力を所定電圧の直流電力に変換する周知のＡＣ−ＤＣコンバータからなる。
【００１７】
高周波電源部１１は、直流電源Ｅの出力端間に接続された２個のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の直列回路と、このスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の接続点に一端が接続されたインダクタＬ１と、このインダクタＬ１の他端に一端が接続されるとともに他端が直流電源Ｅの低電圧側の出力端に接続された第１コンデンサＣ１と、上記のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２を交互にオンオフ駆動する駆動回路ＤＲとを備える、いわゆるハーフブリッジインバータである。誘導コイル１０は、一端が第２コンデンサＣ２を介してインダクタＬ１と第１コンデンサＣ１との接続点に接続されるとともに、他端が直流電源Ｅの低電圧側の出力端に接続されている。上記のような駆動回路ＤＲは周知の電子回路で実現可能であるので、詳細な図示並びに説明は省略する。
【００１８】
構造について説明すると、無電極放電灯点灯装置１は、図２に示すように、誘導コイル１０を保持したカプラ３と、高周波電源部１１を収納及び保持したケース４とを備える。誘導コイル１０と高周波電源部１１とは電線ＰＣを介して互いに電気的に接続されている。
【００１９】
カプラ３は、図３に示すように、円板形状の台座部３１ａと、台座部３１ａの一面の中央から突設された円筒形状のシリンダ部３１ｂとを有するベース３１と、磁性体（例えばＭｎ−Ｚｎ系フェライト）からなりベース３１のシリンダ部３１ｂが内側に嵌め込まれた円筒形状のコア３２とを備える。誘導コイル１０はコア３２に巻回されている。以下、上下方向は図３を基準として説明する。つまり、台座部３１ａの厚さ方向であってシリンダ部３１ｂ及びコア３２の軸方向を上下方向と呼び、台座部３１ａに対してシリンダ部３１ｂが突出した方向を上方向と呼ぶ。なお、ここでいう上下方向はあくまで説明の便宜上定義するものであり、実際の使用状態での上下方向とは必ずしも一致しない。
【００２０】
無電極放電灯２は、透光性を有する材料からなり放電ガスが封入されたバルブ２０を備える。放電ガスは、希ガス（例えばネオン、アルゴン、クリプトン、キセノンなど）中に所定の割合で金属蒸気（例えば水銀、ナトリウム、カドミウム、亜鉛など）が混合されたものである。また、バルブ２０の内面には蛍光体（図示せず）が塗布されている。誘導コイル１０が発生させる電磁界によりバルブ２０内にアーク放電が発生すると、これに伴って発生する紫外光が上記の蛍光体によって可視光に変換されることでバルブ２０が発光（つまり無電極放電灯２が点灯）する。また、バルブ２０は、カプラ３のコア３２及びシリンダ部３１ｂが挿入される接続凹部２０ａを有し、この接続凹部２０ａにカプラ３のコア３２及びシリンダ部３１ｂが挿入されることで誘導コイル１０は無電極放電灯２のバルブ２０に近接配置される。さらに、接続凹部２０ａの底面には、カプラ３のシリンダ部３１ｂに挿入される凸部２０ｂが突設されている。
【００２１】
さらに、無電極放電灯２は、接続凹部２０ａの開口を囲む形でバルブ２０に機械的に結合した筒状の口金２１を有する。
【００２２】
以下、本実施形態の特徴部分について説明する。カプラ３のベース３１の台座部３１ａの上面には、補助光源としての複数個の発光ダイオード５０が、円形状に並べて配置されている。各発光ダイオード５０とシリンダ部３１ｂの中心軸との距離は口金２１の直径に対して充分に大きくされている。これにより、カプラ３に無電極放電灯２が取り付けられた状態でも上方から見て全ての発光ダイオード５０が露出する。また、電気的には、全ての発光ダイオード５０は１個の直列回路を構成している。
【００２３】
さらに、コア３２には受電コイル５１が巻回されており、受電コイル５１に誘導された電力を整流及び平滑して発光ダイオード５０の直列回路に入力する整流平滑回路５２が、台座部３１ａの上面において口金２１に覆われる位置に固定されている。整流平滑回路５２は、受電コイル５１からの入力電力を全波整流するダイオードブリッジと、ダイオードブリッジの直流出力（脈流出力）を平滑化して発光ダイオード５０の直列回路に入力するコンデンサとからなる。つまり、発光ダイオード５０と受電コイル５１と整流平滑回路５２とで補助光源装置５が構成されている。発光ダイオード５０と整流平滑回路５２との電気的接続及び発光ダイオード５０同士の電気的接続は、例えばカプラ３の台座部３１ａの上面に導電パターン（図示せず）を設けてこれによって達成してもよいし、カプラ３のベース３１に導電体（図示せず）をインサート成型してこれによって達成してもよい。
【００２４】
ここで、受電コイル５１の巻数及び発光ダイオード５０の個数は、それぞれ、少なくとも無電極放電灯２が安定して点灯する程度の電力が高周波電源部１１から出力されている期間には各発光ダイオード５０がそれぞれ点灯するように決定されている。これにより、少なくとも無電極放電灯２の点灯中には各発光ダイオード５０がそれぞれ点灯する。
【００２５】
上記構成によれば、補助光源としての発光ダイオード５０の光により、光束の増大が可能となる。
【００２６】
また、本実施形態における各発光ダイオード５０の配置はそれぞれ光をバルブ２０に入射させるような配置でもあるので、無電極放電灯２が点灯する前に各発光ダイオード５０がそれぞれ点灯させれば、従来例の始動補助光源のような始動補助の効果も得られる。
【００２７】
なお、図４に示すように、発光ダイオード５０の直列回路を２個、受電コイル５１の両端間に逆並列に接続して、整流平滑回路５２を省略してもよい。つまり、上記２個の直列回路の発光ダイオード５０が交互に点灯する。
【００２８】
また、上記の補助光源装置５は、無電極放電灯点灯装置１に一体化する代わりに、図５に示すように無電極放電灯２に一体化してもよい。図５の例では、各発光ダイオード５０はそれぞれ保持体としての口金２１の上面に保持され、受電コイル５１はカプラ３のシリンダ部３１ｂを囲むような形で口金２１の内側に保持されている。この場合、発光ダイオード５０の放熱性を確保するためには、口金２１の材料としては、例えばアルミ合金のように比較的に熱伝導率が高い材料を用いることが望ましい。また、図５の例では、カプラ３としては上方から見て無電極放電灯２から突出しないものが用いられている。
【００２９】
ここで、補助光源としては発光ダイオード５０以外に例えば豆球と呼ばれる小型の白熱灯を用いることもできるが、発光効率の観点と寿命の観点とから、補助光源としては発光ダイオード５０を用いることが望ましい。
【００３０】
（実施形態２）
本実施形態は構造のみが実施形態１と異なり、基本的な回路構成は実施形態１と共通であるので、共通する部分についての図示並びに説明は省略する。
【００３１】
本実施形態では、図６に示すように、無電極放電灯２の口金２１を省略してバルブ２０を閉ループ形状とするとともに、それぞれバルブ２０をポロイダル方向（小周方向）で囲む円環形状のコア３２をバルブ２０に取り付けた構造としている。図６の例では、バルブ２０は互いに平行な２本の直管の端部同士がそれぞれＵ字管を介して互いに連結されたような形状となっており、コア３２はバルブ２０の長手方向の両端部（つまり上記の各Ｕ字管）にそれぞれ１個ずつ計２個取り付けられている。
【００３２】
また、図７に示すように、各コア３２はそれぞれ半円環形状の２個の半割体３２ａ，３２ｂを組み合わせて構成されている。各コア３２についてそれぞれ一方の半割体３２ａには誘導コイル１０が巻回されており、他方の半割体３２ｂには受電コイル５１が巻回されている。つまり、本実施形態では受電コイル５１も２個設けられている。互いに異なるコア３２に巻回された誘導コイル１０同士は例えば高周波電源部１１の出力端間に互いに並列に接続される。各誘導コイル１０及び各受電コイル５１はそれぞれコア３２のポロイダル方向に巻回されている。そして、各コア３２がバルブ２０に取り付けられることで、各誘導コイル１０及び各受電コイル５１はそれぞれバルブ２０に近接配置されている。
【００３３】
さらに、各受電コイル５１には、それぞれ、補助光源としての５個の発光ダイオード５０の直列回路が、整流平滑回路５２を介して接続されている。
【００３４】
各発光ダイオード５０と整流平滑回路５２とはそれぞれ１個の保持体としてのプリント配線板５３に実装されており、このプリント配線板５３はバルブ２０に囲まれた状態で適宜の金具のような固定手段（図示せず）によりバルブ２０に対して固定されている。これにより各発光ダイオード５０はそれぞれバルブ２に囲まれるから、全体として、バルブ２０に囲まれた範囲が暗く見えるような輝度むらが抑えられる。
【００３５】
なお、実施形態１でも説明したように発光ダイオード５０の２個の直列回路を受電コイル５１の両端間に互いに逆並列に接続して整流平滑回路５２を省略してもよい。
【００３６】
ここで、一般に、コア３２の材料として用いられる強磁性体は、非磁性体に比べ、透磁率の温度依存性が高い。従って、上記の半割体３２ａ，３２ｂ間に非磁性体が介在する場合には、半割体３２ａ，３２ｂ間に非磁性体が介在しない場合に比べ、コア３２のインダクタンスの温度依存性が高くなる。例えば、半割体３２ａ，３２ｂ間に非磁性体を介在させなかった場合には誘導コイル１０のインダクタンスは温度の上昇に伴って図８に破線Ａで示すように低下するのに対し、半割体３２ａ，３２ｂ間に非磁性体を介在させた場合には図８に実線Ｂで示すように温度の上昇に対するインダクタンスの低下幅が比較的に小さくなる。上記の結果から、本実施形態では、屋外のように比較的に温度変化が大きい場所で動作特性が安定するように、半割体３２ａ，３２ｂ間には非磁性体（図示せず）が介装されている。この非磁性体としては、例えば合成樹脂や紙を用いることができる。または、半割体３２ａ，３２ｂに一定の隙間が確保される形で各半割体３２ａ，３２ｂをそれぞれ保持する保持手段（図示せず）を用いてもよい。この場合、空気が上記の非磁性体として用いられていることになる。
【００３７】
さらに、受電コイル５１を半割体３２ｂに巻回する代わりに、図９に示すようにコア３２に磁気的に結合された別途のコア（以下、「受電用コア」と呼ぶ。）５４に巻回してもよい。図９の例について詳しく説明すると、受電用コア５４はコア３２の各半割体３２ａ，３２ｂと同様の磁性体からなる。また、受電用コア５４はＵ字形状であって両端がそれぞれ異なる半割体３２ａ，３２ｂの端部に当接しており、半割体３２ａ，３２ｂにおいて受電用コア５４が当接した端部間にはギャップが構成されている。つまり、上記のギャップから漏れた磁束が受電用コア５４を通るのであり、コア３２と受電用コア５４とで全体としてバルブ２０をポロイダル方向で囲む閉磁路が構成されている。各半割体３２ａ，３２ｂと受電用コア５４とは金属製のベルト６により結束されている。
【符号の説明】
【００３８】
１  無電極放電灯点灯装置
２  無電極放電灯
５  補助光源装置
１０  誘導コイル
１１  高周波電源部
２１  口金（保持体）
５０  発光ダイオード（補助光源）
５１  受電コイル
５３  プリント配線板（保持体）
【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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