(57)【要約】【課題】周囲の温度が低温から高温に至る幅広い環境下で、光出力の低下を防ぐこと。【解決手段】無電極放電ランプ１は、ガラス等の透光性材料によって中空気密に形成されたバルブ２と、所定の温度を境に開閉する開閉弁３とから構成される。開閉弁３は、金属容器７の位置よりも凹部５の開口側で、挿通孔３ａに管状部６を挿通させてカプラ２１の放熱パイプ２５の内周面に固定されている。そして、周囲の温度が低いときは、開閉弁３が閉じることで、金属容器７付近の放熱を抑制し、逆に、周囲の温度が高いときは、開閉弁３が開くことで、金属容器７付近の放熱を促進させる。因って、周囲の温度が低温から高温に至る幅広い環境下で、金属容器７内のアマルガムから所望の水銀蒸気圧を得ることができ、光出力の低下を防ぐことができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性材料によって中空気密に形成され希ガス及び水銀が封入されたバルブと、所定の
温度以下では閉じ、所定の温度を超えると開く開閉弁とを備え、前記バルブは、主となる
発光部位の外殻部と、一部が開口し外殻部内に窪んだ凹部と、前記凹部内に設けられ前記
外殻部の内部空間と連通してなり前記水銀を供給するアマルガムが収納された管状部とか
ら構成され、前記開閉弁は、前記凹部内の前記管状部を除く空間で、且つ前記アマルガム
の収納位置より前記凹部の開口側の空間に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】
前記開閉弁は、バイメタルから形成されることを特徴とする請求項１記載の無電極放電
ランプ。
【請求項３】
前記開閉弁は、形状記憶合金から形成されることを特徴とする請求項１記載の無電極放
電ランプ。
【請求項４】
前記開閉弁は、水平方向の中心部に前記管状部を挿通する孔が設けられていることを特
徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の無電極放電ランプ。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか１項に記載の無電極放電ランプを収納する器具本体を備えたこと
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、電極を持たずに、誘導コイルにより中空気密の透光性のバルブを発光させる
無電極放電ランプ並びにそのような無電極放電ランプを用いる照明器具に関するものであ
る。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ガラス管内に一対の電極を配した放電ランプに対して、内部に電極を持たな
い無電極放電ランプと呼ばれるものがある。この種の放電ランプは、電極切れやエミッタ
消耗による不点灯がなく、電極を有する放電ランプに比べて非常に長寿命である。
【０００３】
無電極放電ランプは、一般に透光性材料によって中空気密に形成され、内部に水銀及び
希ガスが封入されたバルブからなる。前記バルブは、主となる発光部位の外殻部と、一部
が開口し前記外殻部内に窪んだ凹部と、前記水銀を供給する水銀合金が収納された管状部
とから構成される。前記凹部内の前記管状部を除く空間に、誘導コイルが巻回されたコア
を配置させて、前記誘導コイルに高周波電流を流すと、誘導電磁界により前記バルブ内部
で放電が発生する。この放電の発生により電子が前記バルブ内部に封入された水銀原子と
衝突する。そして、水銀原子は励起状態になり、紫外線を放出させて基底状態に戻る。こ
の紫外線が前記バルブ内面に塗布されている蛍光体によって可視光に変換される。尚、前
記水銀合金には、広範な温度環境で安定した光出力が可能なアマルガムを使用している。
そして、放電空間内の水銀蒸気圧は、アマルガムの温度によって決定される。
【０００４】
ところで、上述の無電極放電ランプには、バルブの熱やコアに巻回された誘導コイルの
抵抗損による熱等によりコア自体が発熱を受け、光出力効率が低下する問題がある。
【０００５】
そこで、従来より、誘導コイル及びコアを効率的に冷却する目的で、ヒートパイプを用
いた無電極放電ランプやコアの外周面に凹凸を設けた無電極放電ランプが提案されている
（特許文献１及び２参照）。
【特許文献１】特許２８０７３０５号公報
【特許文献２】特開２００３−３１７６７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来例では、非常に温度の低い環境下で使用する場合、バルブや、誘導
コイル、コアで発生した熱は、凹部内の空間で対流が起こって外部へ放出されてしまい、
アマルガムを効率よく暖めることができない。因って、アマルガムの温度に依存する水銀
蒸気圧は、所望の蒸気圧よりも低くなり、光出力の低下が生じるという問題がある。また
実際に照明器具に取付けて使用すると、バルブや、誘導コイル、コアで発生した熱が照明
器具内にこもって周囲の温度が上昇し、アマルガムの温度が高くなり過ぎる。因って、所
望の蒸気圧よりも高くなり、光出力の低下が生じるという問題がある。
【０００７】
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、周囲の温度が低温から高
温に至る幅広い環境下で、光出力の低下を防ぐことができる無電極放電ランプ並びにその
ような無電極放電ランプを用いる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】
【０００８】
請求項１の発明は、上記目的を達成するために、透光性材料によって中空気密に形成さ
れ希ガス及び水銀が封入されたバルブと、所定の温度以下では閉じ、所定の温度を超える
と開く開閉弁とを備え、前記バルブは、主となる発光部位の外殻部と、一部が開口し外殻
部内に窪んだ凹部と、前記凹部内に設けられ前記外殻部の内部空間と連通してなり前記水
銀を供給するアマルガムが収納された管状部とから構成され、前記開閉弁は、前記凹部内
の前記管状部を除く空間で、且つ前記アマルガムの収納位置より前記凹部の開口側の空間
に設けられていることを特徴とする。
【０００９】
この発明によれば、所定の温度以下では閉じ、所定の温度を超えると開く開閉弁を備え
前記開閉弁は、前記凹部内の前記管状部を除く空間で、且つ前記アマルガムの収納位置よ
り前記凹部の開口側の空間に設けられているので、周囲の温度が低いときは、前記開閉弁
が閉じることで、前記アマルガムの収納付近の放熱を抑制し、逆に周囲の温度が高いとき
は、前記開閉弁が開くことで、前記アマルガムの収納付近の放熱を促進させる。因って、
周囲の温度が低温から高温に至る幅広い環境下で、光出力の低下を防ぐことができる。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記開閉弁は、バイメタルから形成され
ることを特徴とする。
【００１１】
この発明によれば、前記開閉弁は、バイメタルから形成されるので、所定の温度を境に
自身を変形させることができる。
【００１２】
請求項３の発明は、請求項１の発明において、前記開閉弁は、形状記憶合金から形成さ
れることを特徴とする。
【００１３】
この発明によれば、前記開閉弁は、形状記憶合金から形成されるので、所定の温度を境
に自身を変形させることができる。
【００１４】
請求項４の発明は、請求項１〜３の何れか１項の発明において、前記開閉弁は、水平方
向の中心部に前記管状部を挿通する孔が設けられていることを特徴とする。
【００１５】
この発明によれば、前記開閉弁は、水平方向の中心部に前記管状部を挿通する孔が設け
られているので、前記管状部を中心に水平方向に設置することができる。
【００１６】
請求項５の発明は、請求項１〜４の何れか１項に記載の無電極放電ランプを収納する器
具本体を備えたことを特徴とする。
【００１７】
この発明によれば、請求項１〜４の何れか１項に記載の発明と同様の効果を奏する照明
器具が提供できる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明では、周囲の温度が低温から高温に至る幅広い環境下で、光出力の低下を防ぐこ
とができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態について、図１〜図６を参照して説明する。本実施形態の無電
極放電ランプ１は、図１に示すように、ガラス等の透光性材料によって中空気密に形成さ
れたバルブ２と、所定の温度以下では閉じ、所定の温度を超えると開く開閉弁３とから構
成される。
【００２０】
バルブ２は、全体として電球型をしており、外殻部４と、凹部５と、管状部６とから構
成される。バルブ２内部には、水銀及び希ガス（アルゴンやクリプトン等）が封入されて
いる。また、バルブ２の内面には、アルミナ等の金属酸化物からなる保護膜（図示せず）
が形成され、更に前記保護膜の上には蛍光体（図示せず）が塗布されている。
【００２１】
外殻部４は、主となる発光部位で、略球形状の部分と略円筒形状の部分とが連通して形
成されている。また前記略円筒形状の部分の外周面には、係止溝４ａが形成されている。
【００２２】
凹部５は、外殻部４の前記略円筒形状の部分の一端が開口し、外殻部４内に窪んだ円筒
形状に形成されている。
【００２３】
管状部６は、両端が開口した細長円筒形状に形成されている。管状部６の一端は、凹部
５内の一端の底部５ａの中心に結合され、外殻部４の内部空間と連通してなり、他端は、
凹部５の開口側に向けて設けられている。また、管状部６の内壁には、内側へ突出する突
起部６ａが設けられている。先ず、管状部６の前記他端の開口より、鉄―ニッケル合金製
の金属容器７を挿入する。次に、細長円筒形状のガラスロッド８を挿入することで、金属
容器７は、突起部６ａとガラスロッド８とによって管状部６内の略中央部に設置される。
そして、金属容器７内には、前記水銀を水銀蒸気としてバルブ２内に供給するアマルガム
（図示せず）が収納されている。本実施形態のアマルガムは、例えば、ビスマスとインジ
ウムとの合金からなる基体金属に、含有率３．５％で水銀が含有されている。尚、管状部
６の前記他端の開口は、バルブ２内を封止する際に溶融させて閉じられる。
【００２４】
開閉弁３は、図２（ａ）乃至（ｂ）に示すように、円板状に形成され、水平方向の中心
部には管状部６を挿通する挿通孔３ａが設けられている。また、開閉弁３は、挿通孔３ａ
の周縁から水平方向に外側へ等間隔に切り込まれてなる、略扇板形状の開閉片３ｂが複数
形成されている。開閉弁３は、熱膨張率の異なるバイメタルによって形成され、例えば、
マグネシウム合金からなる。この金属は、所定の温度（例えば、１００℃）を境に自身を
変形させることができる。その他、鉛や、錫、インジウム合金などでも良い。更に、バイ
メタル以外に、温度によって元の形状に復元する、例えばチタン合金の様な形状記憶合金
でもよい。そして、開閉弁３が所定の温度以下のときは、図２（ａ）に示すように、全て
の開閉片３ｂが水平方向に向きを揃え、弁が閉じた状態になる。逆に所定の温度を超えた
ときは、図２（ｂ）に示すように、全ての開閉片３ｂが軸方向の一方側へ曲折し、弁が開
いた状態になる。尚、開閉弁３の取付け位置についての説明は後述する。
【００２５】
上述の無電極放電ランプ１は、図１に示すように、照明器具の器具本体２０に取付けら
れる。尚、図１では、器具本体２０の構成部材のうち、カプラ２１及び口金２２のみが図
示されている。
【００２６】
カプラ２１は、外鍔部２３と、放熱シリンダ２４と、放熱パイプ２５と、フェライトコ
ア２６と、誘導コイル２７とから構成されている。またカプラ２１は、全体として、断面
略凸型をしており、両端が開口する筒状部２１ａと、一端に形成された円板状の段部２１
ｂとに大きく分けられる。外鍔部２３及び放熱シリンダ２４は、両端が開口する円筒形状
に形成された円筒部と、その一端が円板形状に形成された円板部とから構成される。そし
て、放熱シリンダ２４の円筒部を外鍔部２３の円筒部に外挿し、互いの一端の円板部を当
接させている。尚、放熱シリンダ２４は、熱伝導率の高いアルミ材から形成されている。
放熱パイプ２５は、銅材によって両端が開口する円筒形状に形成されている。放熱パイプ
２５の軸方向に対して略半分の一方側には、外鍔部２３及び放熱シリンダ２４が外挿され
ている。他方側には、両端が開口する円筒形状に形成されたフェライトコア２６が外挿さ
れている。更にフェライトコア２６の外周面には、誘導コイル２７が巻回されている。
【００２７】
口金２２は、樹脂材等から両端が開口する略円筒形状に形成され、内周面には、内側に
突出する複数の突起部２２ａと、中央に挿通孔を備えた円板形状の係止部２２ｂが設けら
れている。そして、カプラ２１の筒状部２１ａは、前記挿通孔を通して、口金２２の軸方
向の一端側から挿入され、カプラ２１の段部２１ｂは、口金２２の係止部２２ｂ及び口金
２２の内周面に嵌合されている。
【００２８】
そして、無電極放電ランプ１は、次の様に器具本体２０に取付けられる。先ず、管状部
６を、筒状部２１ａのフェライトコア２６及び誘導コイル２７を有する側の開口より挿入
する。このとき、同時に筒状部２１ａは、凹部５の開口より挿入され、凹部５とカプラ２
１とが嵌合する。そして、口金２２の複数の突起部２２ａが、外殻部４の係止溝４ａに係
合する。これにより、無電極放電ランプ１は、器具本体２０に固定される。
【００２９】
前述の開閉弁３は、図１に示すように、挿通孔３ａに管状部６を挿通させて、カプラ２
１の放熱パイプ２５の内周面に固定されている。この開閉弁３により、凹部５の内周面、
管状部６の外周面、筒状部２１ａの内周面及び外周面に囲まれる空間９が２分割される。
そして、開閉弁３は、アマルガムを収納している金属容器７の位置よりも凹部５の開口側
に設けられている。これは周囲の温度が低いとき、放熱パイプ２５の開口から凹部５内の
空間９に進入する空気を、金属容器７の位置より手前で遮断するためである。本実施形態
の開閉弁３は、開閉片３ｂが金属容器７側に向けて変形する方向に取付けられている。こ
れは、周囲の温度が高いとき、放熱パイプ２５の開口から凹部５内へ進入する空気の流れ
を促進するためであり、多少放熱効率は落ちるが、開閉弁３を上述の逆向きに取付けても
よい。
【００３０】
次に、本発明に係る照明器具の実施形態について説明する。照明器具３０は、図３に示
すように、器具本体２０と、点灯回路３１と、プラグ３２と、電線３３及び電線３４とか
ら構成されている。器具本体２０は、反射体３５と、前面パネル３６と、上述のカプラ２
１及び口金２２とから構成され、無電極放電ランプ１を内部に密閉し、支持する。反射体
３５は、下面が開口した略釣鐘形状に形成され、開口内の上端部でカプラ２１の外鍔部２
３に結合されている。前面パネル３６は、透光性材料によって円板状に形成されており、
反射体３５下方の周縁に取付けられている。電線３３の一端は、カプラ２１の誘導コイル
２７に接続され、他端は、高周波電流を供給する点灯回路３１に接続されている。そして
点灯回路３１は、プラグ３２及び電線３４を介して電源（図示せず）に接続される。
【００３１】
以下、上述の本実施形態の無電極放電ランプ１の作用について説明する。尚、発光原理
については、先述の従来技術と共通のため説明を省略する。
【００３２】
無電極放電ランプ１を照明器具３０の器具本体２０に取付けて、カプラ２１の誘導コイ
ル２７に高周波電流を供給すると、誘導コイル２７の周囲に誘導電磁界が発生する。そし
て、バルブ２や、フェライトコア２６、誘導コイル２７で発生した熱が、バルブ２内の水
銀蒸気圧を決定する金属容器７内のアマルガムの温度を上昇させる。このとき周囲の温度
が低いと、前述の従来技術の場合、空間９で対流が起こり、凹部５及び放熱パイプ２５の
開口から温度の低い空気が進入し、金属容器７付近の熱が奪われる。これに対して、開閉
弁３を備えた本実施形態の場合、図２（ａ）及び図４（ａ）に示すように、開閉弁３が所
定の温度以下であれば開閉片３ｂが閉じているので、温度の低い空気の進入を遮断するこ
とができる（図中の矢印参照）。因って、金属容器７付近の放熱を抑制し、アマルガムの
温度低下を防ぎ、所望の水銀蒸気圧を得ることができる。また、逆に周囲の温度が高いと
き、図２（ｂ）及び図４（ｂ）に示すように、開閉弁３が所定の温度を超えていれば開閉
片３ｂが金属容器７側に開くので、空間９内の対流を促進することができる（図中の矢印
参照）。因って、金属容器７付近の放熱を促進させ、アマルガムの温度上昇を防ぎ、所望
の水銀蒸気圧を得ることができる。
【００３３】
実際に、本実施形態の無電極放電ランプ１と上述の従来技術の無電極放電ランプとで、
周囲の温度を変化させたときの測定を行った。その結果について、図５及び図６を参照し
て説明する。尚、図５の横軸Ｘは周囲温度（℃）、縦軸Ｙはアマルガム温度（℃）を示し
図６の横軸Ｘは周囲温度（℃）、縦軸Ｚは光出力効率（％）を示す。また、実線イは従来
技術の特性、破線ロは本実施形態の特性、矢印ハは所望のアマルガム温度範囲を示す。
【００３４】
図５に示すように、従来技術のアマルガム温度は、周囲温度の上昇に対して、比例して
上昇しており、周囲温度が低温時と高温時とで矢印ハの範囲を超えている。一方、本実施
形態のアマルガム温度は、周囲温度の上昇に対して、緩やかな上昇を示しており、終始矢
印ハの範囲内に収まっている。また、図６に示すように、周囲温度の変化に対して、従来
技術の光出力効率は、低温時と高温時とで低下しており、特に低温時は著しい低下を示し
ている。一方、本実施形態の光出力効率は、低温時及び高温時において、良好な結果が得
られている。
【００３５】
以上説明した本実施形態の無電極放電ランプ１は、所定の温度を境に開閉する開閉弁３
を備え、周囲の温度が低いときは、開閉弁３が閉じることで、金属容器７付近の放熱を抑
制し、逆に周囲の温度が高いときは、開閉弁３が開くことで、金属容器７付近の放熱を促
進させる。因って、周囲の温度が低温から高温に至る幅広い環境下で、光出力の低下を防
ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施形態の断面図である。
【図２】同上における開閉弁を示し、（ａ）は周囲の温度が低いときの斜視図で、（ｂ）は周囲の温度が高いときの斜視図である。
【図３】同上における無電極放電ランプを照明器具に取付けたときの斜視図である。
【図４】同上における凹部内を示し、（ａ）は周囲の温度が低いときの断面図で、（ｂ）は周囲の温度が高いときの断面図である。
【図５】本発明及び従来例の周囲温度に対するアマルガム温度の特性図である。
【図６】本発明及び従来例の周囲温度に対する光出力効率の特性図である。
【符号の説明】
【００３７】
１  無電極放電ランプ
２  バルブ
３  開閉弁
３ａ  挿通孔
５  凹部
６  管状部
７  金属容器
２１  カプラ
２５  放熱パイプ
【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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