(57)【要約】【課題】バルブ破損時のバルブ片の飛散を防止し、かつ光透過損失を抑制できる無電極放電ランプ、および無電極放電ランプを用いた照明器具を提供する。【解決手段】無電極放電ランプ１は、ランプ部２とカプラ部３とで構成される。ランプ部２は、外形が電球形状のバルブ２０と、バルブ２０の首部に装着される円筒状の口金２１とを備える。ランプ部２に設けた口金２１にはカプラ部３が結合される。バルブ２０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の内側に延びる有底円筒状の内管２３とにより構成される。内管２３の外管２２への衝突により外管２２が割れないように、その外表面に飛散防止膜２２２が設けられている。飛散防止膜２２２としては、十分な膜強度とガラスへの密着強度を有し、さらに耐熱性を有するものを用いる。【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、および前記外管の一部に形成した開口部と接合し前記外管内に延びる有底円筒状の内管を備えるとともに放電ガス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口軸方向と合わせて前記内管の内側に配置され、高周波電流が流されることにより前記バルブ内に高周波電磁界を形成するとともに前記内管の周方向に発光領域を形成する誘導コイルと、前記内管の口軸方向の中心軸と交差する箇所を中心として前記外管の外周面に設けられ前記外管を補強する飛散防止膜とを備え、前記飛散防止膜は、前記内管の前記外管への衝突により前記外管が割れないように、少なくとも前記外管の厚みと前記バルブ内の管内気圧とにより規定される大きさ以上、かつ前記発光領域からの光が目的とする範囲に取り出せる大きさ以下で設けられていることを特徴とする無電極放電ランプ。
【請求項２】
前記外管と前記内管とは、前記内管の底壁の反対面の端縁の外周部と前記外管の前記開口部の端縁から前記外周部へ延びる延伸部とにより接合されることを特徴とする請求項１に記載の無電極放電ランプ。
【請求項３】
前記内管の前記底壁からは、前記底壁の反対面に向かって細管状の排気管が延びることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の無電極放電ランプ。
【請求項４】
前記飛散防止膜は、透光性を有するフッ素樹脂からなることを特徴とする請求項１〜３に記載の無電極放電ランプ。
【請求項５】
前記飛散防止膜は、可視光を反射することを特徴とする請求項１〜３に記載の無電極放電ランプ。
【請求項６】
請求項１〜５に記載の無電極放電ランプと、前記無電極放電ランプを保持する器具本体とを備え、前記器具本体は、前記外管の前記飛散防止膜と対向する面が開口しており、前記器具本体の内面には反射鏡が設けられてい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、バルブの内部には電極を備えず、バルブに封入した放電ガスに高周波電磁界を作用させて放電ガスを励起することにより点灯させる無電極放電ランプ、及びこの無電極放電ランプ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、バルブの内部に電極を設けず、バルブに封入された放電ガスを、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ランプが提供されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に記載されるような無電極放電灯の概略図を図３に示す。図３に示すように、無電極放電ランプ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と接合し外管２２の内側に延びる有底円筒形の内管２３とを接合したバルブ２０を備える。バルブ２０には高周波電磁界で励起されることにより紫外光を発生させる水銀を含む放電ガスが封入される。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２５が形成される。
【０００５】
一方、カプラ部３は、内管２３の内に挿入されるフェライトコア３２と高周波電流が流されることにより周囲に高周波電磁界を形成する誘導コイル３３とを備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−１２６４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
バルブ２０は、外管２２と内管２３とをガラス加工によって封止することにより形成される。しかし、外管２２と内管２３とは熱膨張率が異なる場合がある。このような外管２２と内管２３とを封止したとき、その接合部分である封止接合部２３２には残留歪みや応力が発生する。このような残留歪みや応力は、アニールなどの工程によっても完全には除去することは不可能である。また、熱膨張率が同じ材質の外管２２と内管２３とを用いた場合であっても、異なる工程で製造された部材は組成などが若干異なるため、上記と同様の問題が生じる。
【０００８】
さらに、封止接合部２３２が製造工程において微小な粉塵を巻き込み、微小な気泡が起点となるマイクロクラックの発生が問題となる。このようなマイクロクラックの成長は確率的な現象であり、マイクロクラックの発生を完全に防止することは難しい。そのため、出荷納入後に成長し、バルブ２０内の気密が保持できなくなる場合も発生する。
【０００９】
また、バルブ２０には、発光効率や始動性の観点から低圧の希ガスを封入するため、バルブ２０内は減圧されており、外部に比べて気圧が低くなっている。そのため、マイクロクラックが封止接合部２３２の全周に亘って一気に発生した場合、内管２３がその口軸方向にバルブ２０の内部へ引き込まれ、外管２２に衝突し、バルブ２０が破損することが稀に発生する。
【００１０】
そのため、従来から、バルブに飛散防止膜を塗布することにより、バルブの破損時にバルブ片が飛散するなどを防止している。飛散防止膜としては、例えば、透光性のフッ素樹脂などが用いられる。しかし、飛散防止膜により光透過損失が発生するなどの問題があった。
【００１１】
本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、バルブ破損時のバルブ片の飛散を防止し、かつ光透過損失を抑制した無電極放電ランプおよびそれを用いた照明器具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ランプは、光透過性材料で形成された外管、および外管の一部に形成した開口部と接合し外管内に延びる有底円筒状の内管を備えるとともに放電ガス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口軸方向と合わせて内管の内側に配置され、高周波電流が流されることによりバルブ内に高周波電磁界を形成するとともに内管の周方向に発光領域を形成する誘導コイルと、内管の口軸方向の中心軸と交差する箇所を中心として外管の外周面に設けられ外管を補強する飛散防止膜とを備え、飛散防止膜は、内管の外管への衝突により外管が割れないように、少なくとも外管の厚みとバルブ内の管内気圧とにより規定される大きさ以上、かつ発光領域からの光が目的とする範囲に取り出せる大きさ以下で設けられていることを特徴とする。
【００１３】
この無電極放電ランプにおいて、外管と内管とは、内管の底壁の反対面の端縁の外周部と外管の開口部の端縁から外周部へ延びる延伸部とにより接合されることが望ましい。
【００１４】
この無電極放電ランプにおいて、内管の底壁からは、底壁の反対面に向かって細管状の排気管が延びることがより望ましい。
【００１５】
この無電極放電ランプにおいて、飛散防止膜は、透光性を有するフッ素樹脂からなることがより望ましい。
【００１６】
この無電極放電ランプにおいて、飛散防止膜は、可視光を反射することがより望ましい。
【００１７】
本発明の照明器具は、上記いずれかの無電極放電ランプと、無電極放電ランプを保持する器具本体とを備え、器具本体は、外管の飛散防止膜と対向する面が開口しており、器具本体の内面には反射鏡が設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明は、バルブ破損時のバルブ片の飛散を防止し、かつ光透過損失を抑制できるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施形態の無電極放電ランプを示す一部破断した側面図である。
【図２】同上の無電極放電ランプを用いた照明器具を示す断面図である。
【図３】従来の無電極放電ランプを示す一部破断した側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本実施形態の無電極放電ランプ１は、図１に示すように、ランプ部２とカプラ部３とで構成される。
【００２１】
ランプ部２は、外形が電球状のバルブ２０と、バルブ２０の首部に装着される円筒状の口金２１とを備える。ランプ部２に設けた口金２１にカプラ部３が結合されることにより、無電極放電ランプ１を形成する。
【００２２】
バルブ２０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の内側に延びる有底円筒状の内管２３とにより構成される。外管２２および内管２３は、ガラスなどの透明性材料により形成され、ガラス加工により接合されバルブ２０を形成する。
【００２３】
外管２２の首部の端縁から延びる延伸部２２１と内管２３の端縁の外周部である封止接合部２３２とを接合することにより、外管２２と内管２３とは封止される。また、バルブ２０には、発光効率や始動性の観点から低圧の希ガスを封入するため、バルブ２０の内部は減圧され、外部に比べて気圧が低くなる。
【００２４】
外管２２の外表面には、内管２３の口軸方向の中心軸と交差する箇所を中心として飛散防止膜２２２が設けられている。飛散防止膜２２２には、十分な膜強度とガラスへの密着強度を有し、さらに耐熱性を有する材料を用いる。飛散防止膜２２２は、透光性を有する。ただし、非透光性であり反射率の高い飛散防止膜２２２を用いる場合もある。飛散防止膜２２２は、内管２３の外管２２への衝突により外管２２が割れないように、少なくとも外管２２の厚みとバルブ２０内の管内気圧とにより規定される範囲以上であり、かつ後述する発光領域からの光が目的とする範囲に取り出すことを妨げない範囲に配置される。各飛散防止膜２２２を用いた場合の具体的な配置範囲については後述する。
【００２５】
図１の内管２２は封止接合部２３２の全周に亘ってクラックが発生した場合、バルブ２０の内部が外部に比べて低圧であるため、内管２３の口軸方向（図１においては上方向）にバルブ２０の内部へ引き込まれる虞がある。しかし、飛散防止膜２２２により、たとえ内管２３が外管２２に衝突しても、外管２２を突き破ることを防止でき、安全性が高まる。また、飛散防止膜２２２の配置範囲を限定しているので、光透過損失を抑制することができる。
【００２６】
バルブ２０の管壁内側面（外管２２の内側面と内管２３の外側面）には、光透過率の低下を防止するために保護膜２４が形成される。保護膜２４には、酸化アルミニウムや二酸化ケイ素などが用いられる。また、バルブ２０の内側面には保護膜２４に重ねて、後述する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２５が形成される。
【００２７】
内管２３の底壁２３１の中央部に設けられた排気管接合部２３３には、バルブ２０の内部空間に連通するガラス細管である排気管２６の一端がガラス加工により接合される。排気管２６は、内管２３の内部を通り内管２３の底壁２３１の反対面に向かって延びる。排気管２６には、水銀を収納した金属容器２７とガラスロッド２８とが挿入され、排気管２６が封止されることにより、バルブ２０が密閉される。
【００２８】
排気管２６は、排気管接合部２３３にクラックが発生した場合、内管２３の口軸方向（図１においては上方向）にバルブ２０の内部へ引き込まれる虞がある。しかし、飛散防止膜２２２により、たとえ排気管２６が外管２２に衝突しても外管２２を突き破ることを防止でき、安全性が高まる。
【００２９】
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。また、カプラ部３は、フェライトコア３２および放熱シリンダ３１の内周に沿って配置される円筒状の放熱パイプ３４を備える。
【００３０】
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２６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。ここに、放熱シリンダ３１の外鍔部３１１が口金２１に挿入され、ランプ部２とカプラ部３とが結合される。
【００３１】
上述した構成の無電極放電ランプ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に封入されている金属容器２７の水銀を励起させ、内管２３の周方向に発光領域（図示せず）を形成する。励起により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２５によって可視光に変換される。
【００３２】
本実施形態の無電極放電ランプ１は、図２に示すように、器具本体４に保持される。図２に示す器具本体４おいては、飛散防止膜２２２を設けた部分が上方を向いているが、照明器具の使用時における向きを規定するものではなく、飛散防止膜２２２を設けた部分を下方に向むけて設置するなど、いずれの方向に照明器具を設置してもよい。
【００３３】
器具本体４は、一面開口する椀状に形成された反射鏡４１と、反射鏡４１の開口を覆う透光性を有したパネル４２と、無電極放電ランプ１に電力を供給する点灯装置４３と、無電極放電ランプ１の口金２１と当接する放熱板４４とを備える。無電極放電ランプ１は、飛散防止膜２２２をパネル４２に向けて、反射鏡４１の中央部に配置される。点灯装置４３と無電極放電ランプ１とはケーブル４３１により接続される。また、無電極放電ランプ１から反射鏡４１に照射された光は反射し、器具本体４の外へと放射される。
【００３４】
図２に示す照明器具においては、非透光性でありかつ高反射率である飛散防止膜２２２を用いる。飛散防止膜２２２は、内管２３の外管２２への衝突により外管２２が割れないように、かつバルブ２０からの光が目的とする範囲に取り出せるような範囲に配置する。そのため、図２に示す照明器具においては、バルブ２０からの光が器具本体４の外へ直接放射されず、反射鏡４１へ照射され、その反射光が器具本体４の外へ放射されるように、飛散防止膜２２２の配置範囲を設定することが望ましい。飛散防止膜２２２により、無電極放電ランプ１からの直接光を抑制できることから、照明器具の配光特性の改善が実現できる。
【００３５】
一方、飛散防止膜２２２として透光性のフッ素樹脂を用いてもよい。透光性のフッ素樹脂を用いた場合、飛散防止膜２２２は、内管２３の外管２２への衝突により外管２２が割れないように、かつ発光領域から内管２３の口軸方向（図１においては、上方向）へ放射される光を妨げない範囲に配置される。飛散防止膜２２２は透光性を有するが、飛散防止膜２２２を設けていない他の外管２２の部分に比べると透過率が低いため、できるだけ狭い配置範囲であることが望ましい。また、飛散防止膜２２２としては、透光性のフッ素樹脂に限らず、透光性と十分な膜強度とガラスへの密着強度とを有し、さらに耐熱性を有する材料であればよい。
【符号の説明】
【００３６】
１      無電極放電ランプ
２０    バルブ
２２    外管
２２１  延伸部
２２２  飛散防止膜
２３    内管
２３１  底壁
２３２  封止接合部（外周部）
２６    排気管
３３    誘導コイル
４      器具本体
４１    反射鏡
【図１】
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【図２】
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【図３】
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