JPH0684593A - ソレノイド磁界式放電灯の点灯装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】電流経路Ａ−Ｂを短くして電圧降下を低減する
とともに、静電容量を大きく確保することができるソレ
ノイド磁界式放電灯の点灯装置を提供する。 【構成】バルブ１の周囲に高周波励起コイル２を配し、
この高周波励起コイルにコンデンサーＣ₂ を接続したも
のにおいて、上記コンデンサーは、一対の導電板２１
ａ、２１ｂまたは導電箔を相互に絶縁して積層すること
により構成し、高周波発振器側に接続される給電端子Ａ
と上記コイル側に接続される端部Ｂとを結ぶ電流経路Ａ
−Ｂから外れた他の部分に、容量部２３を延長して形成
した。 【作用】コンデンサ−機能を有する容量部を、電流経路
Ａ−Ｂから外れた他の部分に延長して形成したので、電
流経路Ａ−Ｂを短くすることができ、電圧降下を低減す
ることができ、容量部の面積を充分に大きく確保して所
定のコンデンサー機能を満足することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高周波励起コイルによ
りバルブ内にプラズマ放電を発生させ、この放電により
バルブ内の発光物質を発光させるようにしたソレノイド
磁界式放電灯の点灯装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に良く知られている高圧金属蒸気放
電灯、つまりＨＩＤ放電灯は、発光管バルブの両端部に
高融点金属の構体からなる電極をそれぞれ封装し、これ
ら電極間でアーク放電を発生させ、バルブ内に封入した
発光金属を電離および励起させて発光させるようになっ
ている。

【０００３】しかしながら、このような構造のランプ
は、バルブ内に電極を配置するので、電極の封止構造が
複雑になり、電極封止部からのリークを防止するための
格別な工夫が必要となり、かつ電極が放電空間に露出し
ているので電極が侵蝕されるなど、種々の不具合が生じ
る。

【０００４】このような有電極形の放電灯の不具合を解
消するランプとして、ソレノイド磁界式放電灯が注目さ
れている。ソレノイド磁界式放電灯およびその点灯装置
の基本的原理を図６に示し、これについて説明する。

【０００５】図６において、１は透明なバルブであり、
金属ハロゲン化物のような発光物質を封入してある。こ
のバルブ１はこれを取り巻くようにして配置された高周
波励起コイル２によって包囲されており、この励起コイ
ル２は高周波発振回路３に接続されている。高周波発振
回路３は、例えば水晶発振器４にて高周波電力を発振
し、この高周波電力は増幅器５で増幅され、この高周波
電力はコンデンサーＣ₁、Ｃ₂ を介して上記高周波励起
コイル２に送られるようになっている。ここで、高周波
励起コイル２とコンデンサーＣ₂ は並列に接続され、タ
ンク回路を構成しているものである。

【０００６】また、上記バルブ１の一端には始動用細管
（ガスプローブとも称する）６が連結されている。始動
用細管６は、バルブと同材料であり、この細管６はバル
ブ１の内部に対して隔壁７を介して隔離されている。そ
して、この細管７内には始動用希ガスとして例えばアル
ゴンまたはクリプトンの少なくとも１種が封入されてい
る。

【０００７】上記始動用細管６には始動用電極８が取着
されており、この始動用電極８は始動回路９に接続され
ている。始動回路９は、コンデンサーＣ₃ と、インダク
タンスＬと、抵抗Ｒとを並列に接続した共振回路１０
と、この共振回路１０に直列の接続されたコンデンサー
Ｃ₄ とで構成されており、このような始動回路９は前記
タンク回路に対して並列に接続されている。なお、１１
は始動回路９をオン・オフするスイッチである。

【０００８】このような構成のソレノイド磁界式放電灯
の点灯装置においては、高周波発振回路３から始動回路
９を通じて始動用電極８に高周波電圧を印加すると同時
に、高周波発振回路３から高周波励起コイル２に高周波
電力を供給すると、始動用電極８とバルブ１内部との間
で電位差が発生し、始動用細管６内に始動用希ガスによ
るグロー放電が発生する。また、同時に高周波励起コイ
ル２に高周波電流が流れるためバルブ１の内部に高周波
磁界が発生する。このため、始動用細管６内のグロー放
電とバルブ１内との間で電界勾配を発生し、したがっ
て、バルブ１内にリング形のプラズマ放電が誘起され
る。このプラズマ放電は高周波磁界によりグロー、アー
ク放電へ移行する。このようにしてバルブ１内に発生す
るドーナツ形状の放電により発光物質が発光し、この光
はバルブ１を透過して外部に放射されるものである。

【０００９】このようなソレノイド電界式放電灯は、バ
ルブ１内に電極が無いことから無電極放電灯とも称され
ており、上記有電極形ランプの不具合を解消することが
できるなどの利点がある。

【００１０】ところで、この種のソレノイド磁界式放電
灯は、バルブ１内にプラズマ放電を発生させるために、
バルブ１内に非常に高い電界勾配をつくって放電を起こ
させる必要がある。このための対策の１つとして、高周
波励起コイル２を、図７に示すように、断面が偏平な形
状とし、いわゆる平板形コイルとしてある。このような
平板形コイルによると、円形ワイヤに比べて表面積が増
し、高周波電流は導体の表面を流れる性質があることか
ら表皮効果が大きくなり、電流に対する抵抗が小さくな
り、また表面積が大きいので放熱効果が大きくなり、よ
って上記抵抗が小さくなることと相俟って自己発熱が軽
減され、コイル効率が向上するものである。このような
平板形コイルは、複数の導電性ドーナツ板をつないで螺
旋形電流経路を形成するようにすれば製造することがで
きる。

【００１１】ところで、高周波励起コイル２とコンデン
サーＣ₂ は、図６に示す点灯回路から理解できる通り、
相互に並列に接続されてタンク回路を構成している。ま
た、通常コンデンサーはよく知られている通り、一対の
導電板や導電箔を、所定の静電容量を確保すべく絶縁し
て対向させて構成してある。

【００１２】このような条件を考慮すると、上記高周波
励起コイル２を構成している平板形コイルと、コンデン
サーＣ₂ を一体に形成することが考えられる。すなわ
ち、平板形コイルの両端を延長し、これら延長部をそれ
ぞれ所定の面積を有する平面部に形成し、これら一対の
平面部を互いに絶縁して向かい合わせ積層すれば、これ
ら一対の平面部によってコンデンサーＣ₂ を構成するこ
とができる。図７は、コイル部２とコンデンサーＣ₂ 部
を一体に形成した場合の例を示し、平板形コイル２を構
成するコイル構成円板２ａ、２ｂと、これに一体に連続
してコンデンサーＣ₂ を構成する延長平板部（導電板）
１５ａ、１５ｂからなり、延長平板部１５ａ、１５ｂは
相互に絶縁積層されている。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の場
合、コンデンサーＣ₂ を構成する延長平板部（導電板）
１５ａ、１５ｂは、高周波発振器４側に接続される給電
端子部１７ａ、１７ｂ（Ａ点）と、上記コイル２に連結
される接続部Ｂとを結ぶ直線電流経路に沿って形成され
ていた。つまり、高周波発振器４側から供給される高周
波電流は、Ａ点からＢ点を結ぶ直線の電流経路を通って
コイル２に流れるようになっており、この直線電流経路
Ａ−Ｂの間に、この経路Ａ−Ｂに沿ってコンデンサー機
能を奏する容量部がが形成されている。

【００１４】このような構造の場合、コンデンサーＣ₂
として充分な静電容量を確保するためには、Ａ−Ｂの距
離を大きくしなければならない。しかしながら、Ａ−Ｂ
の線路は分布定数回路として機能するから、Ａ点の電圧
はＢ点に進むにつれて次第に低下する。つまり、電流経
路Ａ−Ｂ間の単位当りの位相のずれを示す位相定数β
は、 β＝ω（ＬＣ）^1/2 で表され、経路の長さ
Ｌが長くなるにつれて位相のずれが大きくなり、受電端
子部１７ａ、１７ｂからコイル部２へ伝送されるにつれ
て低下する電圧のピーク値が減衰するものである。

【００１５】例えば、導電板１５ａ、１５ｂが１３０mm
×６５mmの寸法を有している場合、Ａ−Ｂの距離は１３
０mmであり、約５０ＭＨｚの周波数を入力した場合、線
路全体で直列共振を起こし、Ｂ点での電圧は零になる。
このような電圧降下は、ランプへの正常なエネルギー注
入の妨げる不具合がある。Ａ−Ｂの距離は短いほど電圧
降下を少なくすることができるが、このようにするとコ
ンデンサーＣ₂ としての容量が不足する欠点がある。

【００１６】本発明はこのような事情にもとづきなされ
たもので、その目的とするところは、電流経路Ａ−Ｂを
短くするして電圧降下を低減することができるととも
に、静電容量を大きく確保することができるようにした
ソレノイド磁界式放電灯の点灯装置を提供しようとする
ものである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明は、透光性のバル
ブ内に発光物質を封入するとともに、このバルブを取り
巻くようにして高周波励起コイルを配し、この高周波励
起コイルにコンデンサーを接続し、上記高周波励起コイ
ルにて発生する高周波磁界によってバルブ内に放電を誘
起し、この放電により上記発光物質を発光させるように
したソレノイド磁界式放電灯の点灯装置において、

【００１８】上記コンデンサーは、一対の導電板または
導電箔を相互に絶縁して積層することによって構成し、
これら導電板または導電箔は、高周波発振器側に接続さ
れる給電端子Ａと上記コイルに接続される接続部Ｂとを
結ぶ電流経路Ａ−Ｂから外れた部分に容量部を延長して
形成したことを特徴とする。

【００１９】

【作用】本発明によれば、コンデンサ−Ｃ₂ 機能を有す
る容量部を、電流経路Ａ−Ｂの途中に形成せずに電流経
路Ａ−Ｂから外れた他の部分に延長して形成したので、
電流経路Ａ−Ｂを短くしても容量部の面積を充分に大き
く確保することができ、よって電流経路Ａ−Ｂを短くし
て電圧降下を低減することができ、かつ容量部の面積を
大きくして所定のコンデンサー機能を満足することがで
きる。

【００２０】

【実施例】以下本発明について、図１ないし図４に示す
第１の実施例にもとづき説明する。

【００２１】図４は、照明装置を示し、５０は器具本体
でる。この器具本体５０は点灯回路収容室５１を有し、
この点灯回路収容室５１の下面にソレノイド磁界式放電
灯３０を装着してある。

【００２２】ソレノイド磁界式放電灯３０は本実施例の
場合、図１に示す通り、２重管形をなしており、図７に
示すバルブと同様なバルブ１を外管３１に収容してあ
る。なお、外管３１の端部は圧潰封止されており、この
圧潰封止部３２にガスプローブとしての始動用細管６を
封着してある。

【００２３】このような２重管形無電極放電灯３０の周
囲には、高周波励起コイル２が配置されており、この高
周波励起コイル２は例えば２タ−ンコイルからなり、高
純度アルミニウム、または銅、もしくは銀などのような
導電性に優れた金属より形成されている。そして、この
コイル２はコイル素線の断面形状が偏平をなしており、
つまり平板形をなしている。この平板形高周波励起コイ
ル２は、コイル軸が前記バルブ軸と一致されて放電灯３
０の外管３１を包囲している。このような高周波励起コ
イル２は、図６に示すような点灯回路３に接続されてい
る。

【００２４】この場合、高周波励起コイル２とコンデン
サーＣ₂ は、図６に示す点灯回路３に示す通り、相互に
並列に接続されてタンク回路を構成しており、本実施例
の場合これら高周波励起コイル２とコンデンサーＣ₂ を
一体に形成してある。すなわち、平板形コイル２は２枚
の円板からなるので、図１に示すように、これら円板２
ａ、２ｂの端部をそれぞれ延長し、これら延長部をそれ
ぞれ所定の面積を有する平面部とし、これら平面部２１
ａ、２１ｂを互いに絶縁して向かい合わせ積層すること
により、これら一対の平面部によってコンデンサーＣ₂
を構成してある。この場合、平面部（導電板）２１ａ、
２１ｂは、図１に示す通り、上下方向に長い長方形をな
しており、高周波発振器４側に接続される給電端子部２
２ａ、２２ｂ（Ａ点）を、一方の長辺側に突出して形成
してある。このため、給電端子部２２ａ、２２ｂ（Ａ
点）と、上記コイル２に連結される接続部Ｂとを結ぶ電
流経路Ａ−Ｂは比較的接近しており、つまり直線電流経
路Ａ−Ｂは短く形成されている。そして、上記平面部
（導電板）２１ａ、２１ｂは上記電流経路Ａ−Ｂのライ
ンから外にはみ出した形状をなしており、この延長部分
がコンデンサーとしての容量を保つ容量部２３となって
いる。

【００２５】さらに述べると、一対の平面部によって構
成されたコンデンサーＣ₂ は、ＡとＢとを結ぶ電流経路
Ａ−Ｂから外れた他の部分に延長して容量部２３が形成
されている。

【００２６】なお、本実施例の場合、平面部（導電板）
２１ａ、２１ｂの間には、図２に示すように、合成樹脂
からなる絶縁フィルム２４が挾み込まれている。絶縁フ
ィルム２４は、例えば熱可塑性フッ素樹脂を射出成形ま
たは押し出し成形してフィルム加工したものを用いてお
り、このような絶縁フィルム２４は平面部（導電板）２
１ａ、２１ｂに熱融着されている。

【００２７】このような絶縁フィルム２４を用いると、
フィルム２４の表面が平滑であり、膜厚の均一性が高精
度であり、経年変化の少ない絶縁層を得ることができ
る。ちなみに、６５mm×１３０mmのアルミ板からなる平
面部（導電板）２１ａ、２１ｂ間に、膜厚０．３５mmの
熱可塑性フッ素樹脂絶縁フィルム２４をサンドイッチし
た場合、５５０ｐＦの容量を得ることができ、容量ばら
つきは３％程度となり、精度に優れたコンデンサーを得
ることができた。

【００２８】さらに、上記コンデンサーＣ₂ は、上記平
面部（導電板）２１ａ、２１ｂとこれらの間に挾持され
た絶縁フィルム２４とからなるサンドイッチ構造体の外
側を、図２に示すように、熱可塑性フッ素樹脂等からな
る絶縁フィルム２５により覆われて、ラミネート構造を
なしている。これにより外面の絶縁保護がなされている
ものである。

【００２９】このようなコンデンサーＣ₂ は、上記給電
端子部２２ａ、２２ｂを介して図６に示すコンデンサー
Ｃ₁ や増幅器５などの接続される。この場合、上記点灯
回路３の各部品は図４に示すプリント回路基板２６に配
線して設けられており、したがって上記給電端子部２２
ａ、２２ｂはプリント回路基板２６に電気的に接続され
ているものである。このプリント回路基板２６には放熱
用のヒートパイプ２７が連結されており、このヒートパ
イプ２７は器具本体２０の外部の導出されている。この
ヒートパイプ２７にはフィン２８…が取着されており、
上記プリント配線基板２６の熱がヒートパイプ２７によ
り外部へ放出されるようになっている。

【００３０】一方、前記放電灯３０においては、外管３
１の封止端部から導出された始動用細管６に、図３に示
すように、セラミックスなどからなる口金３３が被着さ
れており、この口金３３にはスリーブ形の始動用電極８
が固定されている。始動用電極８は始動用細管６の先端
部に被せられている。上記口金３３は、上記点灯回路収
容室５１に収容されたソケット３５に脱着可能に取り付
けられるようになっている。すなわち、上記口金３３に
は係止ピン３４、３４が突設されており、これに対し上
記ソケット３５には、上記口金３３を収容する装着孔３
６が形成され、かつこの装着孔３６の内面に上記係止ピ
ン３４、３４がガイドされる案内溝３７、３７を有して
いる。上記係止ピン３４、３４を案内溝３７、３７に嵌
め込んでこの口金３３を装着孔３６に差し込み、所定の
深さまで挿入してこの口金３３を回すと、係止ピン３
４、３４が案内溝３７、３７の奥で図示しない係止部に
引っ掛かり、よってランプ３０をソケット３５に取り付
けることができる。

【００３１】ソケット３５の上部には、ばね３８により
押圧された給電端子３９が摺動自在に設けられており、
上記ランプ３０をソケット３５に装着した場合に始動用
電極８が給電端子３９に当接し、この給電端子３９に接
触したままこの給電端子３９を押し上げるようになって
いる。

【００３２】ソケット３５の上端には、始動回路９のコ
ンデンサーＣ₄ が取着されている。このコンデンサーＣ
₄ は、図６に示すコンデンサーであり、本実施例の場
合、アルミナ、ステアタイトなどからなるセラミックス
基板４１の両面に、導電金属のパターン４２、４２をプ
リントして形成してある。なお、この場合、図示しない
が、セラミックス基板４１は板厚１mm、長さ４０mm、幅
４０mmとされ、金属パターン４２、４２は銅ペーストを
焼き付けたもので、径が２８〜３０mmの円形または５角
以上の多角形となっている。

【００３３】このようなコンデンサーＣ₄ の構成によれ
ば、容量部となる金属パターン４２、４２を高精度に形
成することができ、容量ばらつきが少なく、また基板４
１も薄肉で小形、コンパクトに形成することができる。

【００３４】上記コンデンサーＣ₄ は、図６に示す始動
回路９の部品とともに点灯回路３に接続されるが、この
場合、上記始動回路９の各部品は詳しく示さないが、図
４に示す他のプリント回路基板４５に配線して設けられ
ている。この始動用プリント回路基板４５も放熱用ヒー
トパイプ２７に連結されており、よって始動用プリント
配線基板４５の熱もヒートパイプ２７により外部へ放出
されるようになっている。

【００３５】このような構成の実施例においては、コン
デンサーＣ₂ を構成する延長平板部（導電板）２１ａ、
２１ｂにおいて、静電容量を確保する容量部２３が、高
周波発振器４側に接続される給電端子部２１ａ、２１ｂ
（Ａ点）と、コイル２に連結される接続部Ｂとを結ぶ直
線電流経路Ａ−Ｂから外れた場所に延長して形成されて
いるから、コンデンサーＣ₂ として必要な面積を充分大
きく形成することができる。

【００３６】そして、その割には電流経路Ａ−Ｂを短く
形成することができ、よって電流経路Ａ−Ｂ間での電圧
降下を少なくすることができる。このため、コイル２に
大きな高周波エネルギーを供給することができ、コイル
効率およびランプ効率ならびに発光効率が向上すること
になる。なお、図５は本発明の第２の実施例を示す。

【００３７】この実施例においては、延長平板部（導電
板）２１ａ、２１ｂに形成した給電端子部２１ａ、２１
ｂをコイル接続部Ｂとは反対側に位置する他方の長辺側
に設けたもので、このようにすると、直線電流経路Ａ−
Ｂをさらに一層短くすることができ、よって電圧降下を
軽減することができ、そして容量部２３を上記直線電流
経路Ａ−Ｂと交差する方向に延長して形成することがで
きるので、充分大きな面積を確保でき、静電容量を大き
くすることができる。

【００３８】なお、本発明は、コンデンサーＣ₂ の平板
部（導電板）２１ａ、２１ｂが平板形コイル２から一体
に延長して形成されたものに制約されるものではなく、
平板部（導電板）２１ａ、２１ｂはコイル２とは独立し
て形成してもよい。このため、平板部は導電箔にて形成
してもよく、またコイル２も断面形状が平板形に限ら
ず、円形ワイヤにより構成した高周波励起コイルであっ
てもよい。また、本発明は始動用細管６を備えることに
は限らず、他の始動手段を用いるランプ、または格別な
始動手段を設けないランプであっても実施可能である。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように本発明によると、コ
ンデンサ−機能を奏する容量部を、電流経路Ａ−Ｂの途
中に形成せずに電流経路Ａ−Ｂから外れた他の部分に延
長して形成したので、電流経路Ａ−Ｂを短くしても容量
部の面積を充分に大きく確保することができる。このた
め電流経路Ａ−Ｂ間の電圧降下を低減することができ、
しかも所定のコンデンサー機能を満足することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示すソレノイド磁界式
放電灯および高周波励起コイルならびにコンデンサーの
構成図。

【図２】図１のII−II線に沿う断面図。

【図３】同実施例のランプ取り付け構造を示す断面図。

【図４】同実施例におけるソレノイド磁界式放電灯を用
いた照明装置の全体の構成図。

【図５】本発明の第２の実施例を示すソレノイド磁界式
放電灯および高周波励起コイルならびにコンデンサーの
構成図。

【図６】ソレノイド磁界式放電灯の基本的構成を示す回
路図。

【図７】従来の場合のソレノイド磁界式放電灯および高
周波励起コイルならびにコンデンサーの構成図。

【符号の説明】

１…バルブ ２…高周波励起コイル
３…点灯回路 ４…高周波発振器 ６…始動用細管
８…始動用電極 ９…始動回路 ２０…器具本体 ２１ａ、２１ｂ…コンデンサーＣ₂ の平板部 ２２ａ、２２ｂ…コンデンサーＣ₂ の給電端子部 ２３…容量部 Ａ−Ｂ…電流経路 ３０…ソレノイド磁界式放電灯 ３５…ソケット ２６、４５…プリント回
路基板 Ｃ₁ 、Ｃ₂ 、Ｃ₃ 、Ｃ₄ …コンデンサー。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 透光性のバルブ内に発光物質を封入する
   とともに、このバルブを取り巻くようにして高周波励起
   コイルを配し、この高周波励起コイルにコンデンサーを
   接続し上記高周波励起コイルにて発生する高周波磁界に
   よりバルブ内に放電を誘起し、この放電により上記発光
   物質を発光させるようにしたソレノイド磁界式放電灯の
   点灯装置において、 上記コンデンサーは、一対の導電板または導電箔を相互
   に絶縁して積層することによって構成し、これら導電板
   または導電箔は、高周波発振器側に接続される給電端子
   と上記コイルに接続される接続部とを結ぶ電流経路Ａ−
   Ｂから外れた部分に容量部を延長して形成したことを特
   徴とするソレノイド磁界式放電灯の点灯装置。
2. 【請求項２】 上記コンデンサーは、一対の導電板また
   は導電箔の間に、合成樹脂からなる絶縁フィルムを挾み
   込んであることを特徴とする請求項１に記載のソレノイ
   ド磁界式放電灯の点灯装置。
3. 【請求項３】 上記コンデンサーは、一対の導電板また
   は導電箔を、合成樹脂フィルムで覆ってあることを特徴
   とする請求項１または請求項２に記載のソレノイド磁界
   式放電灯の点灯装置。