無電極放電ランプ、及び照明器具、及び無電極放電ランプの製造方法
【課題】点灯方向によらず一定の光出力を得ることができる無電極放電ランプを提供する。
【解決手段】この無電極放電ランプは、略球形状の球形部１ａと球形部から延設された首部１ｂを備えたバルブ１と、前記首部に接続される口金１５と、前記球形部の頂部に形成された突起部４と、バルブ内部で放電を起こし発光させる誘導コイル１１ａとを備える。ランプ入力電力をＷ（W）、前記球形部の直径をＤ（mm）、前記首部と前記口金との接合面の直径をｄ（mm）、前記球形部の最大径部から前記接合面までの距離をＡ（mm）とし、Ｂ＝Ｗ／（４×π×（Ｄ／２０）２）、Ｓ＝π×（ｄ／２０）２、Ｌ＝π×（ｄ／１０）、Ｘ＝（Ｂ×Ｓ）／（Ｌ×Ａ）と規定すると、この無電極放電ランプは、以下の式を満たす：
ｔ−６≦１０９５９×Ｘ＋２５≦ｔ＋６ ・・・（式）
ただし、ｔはこの無電極放電ランプの下向き安定点灯時における突起部４の先端温度（℃）である。
【解決手段】この無電極放電ランプは、略球形状の球形部１ａと球形部から延設された首部１ｂを備えたバルブ１と、前記首部に接続される口金１５と、前記球形部の頂部に形成された突起部４と、バルブ内部で放電を起こし発光させる誘導コイル１１ａとを備える。ランプ入力電力をＷ（W）、前記球形部の直径をＤ（mm）、前記首部と前記口金との接合面の直径をｄ（mm）、前記球形部の最大径部から前記接合面までの距離をＡ（mm）とし、Ｂ＝Ｗ／（４×π×（Ｄ／２０）２）、Ｓ＝π×（ｄ／２０）２、Ｌ＝π×（ｄ／１０）、Ｘ＝（Ｂ×Ｓ）／（Ｌ×Ａ）と規定すると、この無電極放電ランプは、以下の式を満たす：
ｔ−６≦１０９５９×Ｘ＋２５≦ｔ＋６ ・・・（式）
ただし、ｔはこの無電極放電ランプの下向き安定点灯時における突起部４の先端温度（℃）である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、希ガス、及び、発光材料を封入したバブル内には電極を持たず、誘導コイルにより高周波電流を通電することによって形成した高周波電磁界をバルブに印加し、バルブ内で放電させ発光させる無電極放電ランプとその無電極放電ランプを用いた照明器具、及びその無電極放電ランプの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
無電極放電ランプは、希ガスと発光材料を封入したバルブと、誘導コイルからなる。無電極蛍光ランプを例にとると、誘導コイルに高周波電流を流すことにより発生した誘導電磁界によってバルブ内で放電が起こり、発光材料である水銀を励起し、励起水銀原子からの紫外放射が蛍光体にあたり、可視光に変換される。このような無電極放電ランプは、内部に電極を持たない構造となっているため、電極劣化による不点灯がなく、−般の蛍光灯に比べて長寿命である。
【０００３】
特開平７−２７２６８８号公報、実開平６−５００６号公報で開示されている無電極放電ランプでは、水銀蒸気の供給源としてビスマス・インジウムアマルガムを使用している。このアマルガムは、周囲温度が変化しても広い範囲で高い光出力が得られる長所がある。その一方で、高い光出力を実現するため必要な水銀蒸気を放出するためには高いアマルガム温度が必要となり、必要な温度に達するまでに時間を要す。したがって、立ち上がり時間が遅いという短所がある。ビスマス・インジウムアマルガムを使用した場合、安定点灯時の光出力に対して６０％の光出力を確保するのに１分ほどかかるという結果が得られている。
【０００４】
これに対して、特許文献１で開示されている無電極放電ランプでは、立ち上がり時間を短くする目的で、アマルガムではなく純粋な水銀（水銀滴）を使用している。この公報によれば、ランプの始動後２〜３秒以内に最大出力の５０％に達したと記載されている。これは、水銀滴がアマルガムに比べ低い温度で高い水銀蒸気圧を得ることができ、必要な温度に達するまでの時間が短いからである。ただし、バルブの体積に対して入力電カが大きい場合や、周囲温度が高い場合には、バルブの温度が高くなるため、水銀蒸気圧が高くなり過ぎて逆に光出力が低下してしまう。同公報では、バルブに最冷部として突起部を設けて、水銀蒸気圧を適正な値に制御している。
【０００５】
また、ランプ内に封入する水銀の形態として水銀滴を使用する場合には封入量の管理が難しく、必要量以上の水銀がランプ内に封入される可能性がある。水銀量は、環境保護の点と、蛍光体表面に付着すると光出力を遮ることになるため、ランプへの封入量を必要最小限にする必要がある。その欠点を改善した例として、バルブに最冷部として突起部を設け、ランプ内に封入する水銀の形態としてＺｎ−Ｈｇアマルガムを用いた特許文献２の報告がある。
【０００６】
以上のように、バルブに突起部を設けて水銀蒸気圧を適正な値に制御し、高い光出カを得る手法は、特許文献１，２より公知である。突起部は、バルブを下向き（すなわち、バルブに設置された口金が上方に配置される向き）にして点灯させた場合に、バルブ表面において最も温度が最も低くなる部位、すなわち最冷部となる。バルブ内の水銀蒸気圧は、この最冷部の温度によって決まり、ランプの光出力は、バルブ内の水銀蒸気圧によって支配される。従って、バルブに突起部を設けて最冷部の温度を制御することで、バルブ内の水銀蒸気圧を最適化でき、ひいてはランプの光出力も最適化できる。
【特許文献１】特開２００１−３２５９２０号公報
【特許文献２】特開２００５−３４６９８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上記のようにバルブを下向きにして点灯する場合には、突起部が最冷部となるため、突起部の径や高さを変更することにより最冷部の温度を調節（制御）することが可能である。しかしながら、バルブを上向き（すなわち、バルブに設置された口金が下方に配置される向き）にして点灯する場合には、上記の突起部はバルブの上方に来るために温度が上昇し、最冷部では無くなる。従って、バルブを上向きにして点灯する場合は、突起部によって最冷部の温度を制御することが出来ず、光出力が低下する恐れがあった。また、ランプの点灯方向によって出カが変化してしまう恐れがあった。
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、点灯方向によらず一定の光出力を得ることができる無電極放電ランプと、その無電極放電ランプを用いた照明器具、およびその無電極放電ランプの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明にかかる無電極放電ランプは、透光性材料からなり、略球形状の球形部と前記球形部から延設された首部を備え、内部に希ガスおよび水銀が封入されたバルブと、前記首部に接続される口金と、前記首部と反対側の前記球形部の頂部に形成され、前記球形部の外側に突出する突起部と、高周波電流を流すことにより電磁界をバルブに印加し、バルブ内部で放電を起こし発光させる誘導コイルとを備える。
【００１０】
上記において、ランプ入力電力をＷ（Ｗ）、前記球形部の直径をＤ（ｍｍ）、前記首部と前記口金との接合面の直径をｄ（ｍｍ）、前記球形部の最大径部から前記首部と前記口金との接合面までの距離をＡ（ｍｍ）とし、Ｂ＝Ｗ／（４×π×（Ｄ／２０）２）、Ｓ＝π×（ｄ／２０）２、Ｌ＝π×（ｄ／１０）、Ｘ＝（Ｂ×Ｓ）／（Ｌ×Ａ）と規定すると、この無電極放電ランプは、以下の（式Ａ）を満たす。
【００１１】
ｔ−６≦１０９５９×Ｘ＋２５≦ｔ＋６ ・・・（式Ａ）
ただし、ｔはこの無電極放電ランプの下向き安定点灯時における前記突起部の先端温度（℃）である。
【００１２】
本発明者らは、上記のようにＸを規定すると、Ｘと上向き安定点灯時の最冷部の温度Ｔ（℃）との間には、以下の（式Ｂ）の相関関係があることを見出した。
【００１３】
Ｔ＝１０９５９×Ｘ＋２５ ・・・（式Ｂ）
従って、式Ｂにおいて、Ｔに、下向き安定点灯時の突起部の先端温度ｔを代入すれば、上向き安定点灯時の最冷部の温度が、下向き安定点灯時の最冷部の温度（すなわち、突起部の先端温度）と等しくなるためのＸの値が求まる。
【００１４】
ここで製品間のバラツキ等を考慮すれば、Ｘが上記（式Ａ）を満たせば、上向き安定点灯時の最冷部の温度を、下向き安定点灯時の最冷部の温度と略等しくすることができることがわかった。
【００１５】
従って、上記（式Ａ）を満たすように設計された無電極放電ランプは、点灯方向によらず一定の光出力を得ることができる。
【００１６】
好ましくは、前記突起部の先端温度ｔは、３０℃〜５０℃の範囲内である。この場合、安定点灯時にバルブ内の水銀蒸気圧を最適化でき、高い光出力を達成できる。
【００１７】
また、本発明は、上記の無電極放電ランプと、前記無電極放電ランプに高周波電流を供給する点灯回路を備えた照明器具も提供する。この照明器具は、点灯方向によらず一定の光出力を得ることができる。
【００１８】
また、本発明は、前記無電極放電ランプの製造方法（設計方法）も提供する。この製造方法は、以下のステップ（ａ）〜（ｃ）を備える。
（ａ）ランプ入力電力をＷ（Ｗ）、前記球形部の直径をＤ（ｍｍ）、前記首部と前記口金との接合面の直径をｄ（ｍｍ）、前記球形部の最大径部から前記接合面までの距離をＡ（ｍｍ）とし、
Ｂ＝Ｗ／（４×π×（Ｄ／２０）２）、
Ｓ＝π×（ｄ／２０）２、
Ｌ＝π×（ｄ／１０）、
Ｘ＝（Ｂ×Ｓ）／（Ｌ×Ａ） ・・・（式Ｃ）
と規定するステップ。
（ｂ）以下の式を満たすＸを求めるステップ。
【００１９】
ｔ−６≦１０９５９×Ｘ＋２５≦ｔ＋６
ただし、ｔはこの無電極放電ランプの下向き安定点灯時における前記突起部の先端温度（℃）である。
（ｃ）ステップ（ａ）の前記（式Ｃ）において、Ｘがステップ（ｂ）で求めた値となるように、前記ランプ入力電力Ｗ、および前記球形部の直径Ｄ、前記接合面の直径ｄ、前記球形部の最大径部から前記接合面までの距離Ａを決定するステップ。
【００２０】
この製造方法によれば、点灯方向によらず一定の光出力を得ることができる無電極放電ランプを実現できる。
【発明の効果】
【００２１】
上述したように、本発明の無電極放電ランプおよびその無電極放電ランプを備えた照明器具は、点灯方向によらず一定の光出力を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明を図面を用いて詳細に説明する。
【００２３】
図１は、本実施形態の無電極放電ランプの断面図を示す。図２は、本実施形態のランプを備えた照明器具の概略図を示す。
【００２４】
この無電極放電ランプは、ガラス等の透光性材料により形成され、内部にアルゴンやクリプトンなどの希ガスおよび水銀が封入されたバルブ１を備える。
【００２５】
バルブ１は、略球形状の球形部１ａと、球形部１ａから延設された首部１ｂと、首部１ｂ側から球形部１ａの内部に向かって延び、後述するカプラ１１が挿入されるキャビティ５と、キャビティ５の底部からキャビティの開口部に向かうようにキャビティ５の内部に配置された排気細管８とから構成され、気密に封着されている。
【００２６】
また、首部１ｂと反対側の球形部１ａの頂部、すなわち図１における球形部１ａの上端には、球形部の外側に突出する突起部４が形成されている。
【００２７】
バルブ１および突起部４の内面には、Ａｌ２Ｏ３やＳｉＯ２等の金属酸化物からなる保護膜２、および蛍光体膜３が塗布されている（図では一部のみを示す）。また、キャビティ５の周壁にも同様に保護膜６、蛍光体膜７が塗布されている（図では一部のみを示す）。
【００２８】
排気細管８の内部には、鉄及びニッケルの合金からなる容器１３が収納されており、容器１３内には、水銀を放出させるためのZn-Hg１２が封入されている。
【００２９】
首部１ｂには、樹脂材等からなる口金１５が接続される。
【００３０】
カプラ１１は、誘導電磁界を発生する誘導コイル１１ａと、誘導コイル１１ａが発生する磁束を通すフェライトコア（図示せず）、誘導コイルおよびフェライトコアが発生する熱を放熱する略円筒形の熱伝導体１１ｂから成る。カプラ１１は口金１５に嵌合され、口金１５が首部１ｂに接続されると、カプラ１１はキャビティ５内に挿入される。その時、排気細管８は、熱伝導体１１ｂの内部に配置される。
【００３１】
図２に示すように、口金１５には、高周波電流を通電する点灯回路１９が出力線１８を介して接続され、それにより照明器具が構成される。点灯回路１９は、口金１５を介してカプラ１１の誘導コイル１１ａに高周波電流を供給し、動作周波数を間欠的に変化させることで誘導コイルへの入力電力を調整する。なお、点灯時にバルブ１が高温になるのを防ぐために、口金１５の下には放熱板１６が敷設される。
【００３２】
カプラ１１の誘導コイル１１ａに高周波電流を流すと、誘導コイル１１ａの周囲には誘導電磁界が発生する。この電磁界により、バルブ１内の電子が加速され、電子の衝突により電離が起こり、放電が発生する。放電中、水銀原子は励起され、励起された水銀原子が基底状態に戻る際に紫外線を放射する。この紫外線はバルブ１の内壁に塗布された蛍光体膜３およびキャビティ５の周壁に塗布された蛍光体膜７に当たり、可視光に変換される。変換された可視光は、バルブ１を透過して外部に放出される。
【００３３】
ところで、ランプの光出力は、バルブ内の水銀蒸気圧によって支配され、バルブ内の水銀蒸気圧は、バルブの最冷部の温度によって制御される。バルブ１を下向き（換言すれば、突起部４を下向き）にして点灯させた安定点灯時（以下、下向き安定点灯時と称す。）には、突起部４が最冷部となる。従って、下向き安定点灯時に突起部の先端温度が最適となるように突起部４の径や高さを設計することで、下向き安定点灯時には、バルブ内の水銀蒸気圧を最適化でき、ひいては、ランプ出力を最適化できる。
【００３４】
しかし、図２に示すように、バルブ１を上向き（換言すれば、突起部４を上向き）にして点灯させた安定点灯時（以下、上向き安定点灯時と称す。）には、点灯中、放電による熱でバルブ１の温度は上昇し、バルブ内の対流によりバルブの上方（突起部４側）の温度がバルブの下方（口金１５側）の温度より高くなり、突起部４は最冷部ではなくなる。
【００３５】
本発明者らは上向き安定点灯時に、バルブの下方となる口金１５近傍のバルブ１の表面温度を測定した。その結果、首部１ｂと口金１５との接合面１０（すなわち、首部１ｂが口金１５から出て大気と接する部分）の近傍が最冷部となっていた。これは、口金１５内に入っているバルブ１の表面温度は口金１５によって保温されるためと考えられる。よって、上向き安定点灯時は、この接合面１０が最冷部となり、バルブ１内の水銀蒸気圧を制御する。
【００３６】
この接合面１０の温度は、ランプへの入力電力、バルブ形状、バルブ寸法、接合面の寸法等により変化する。以下、図３を用いて、上向き安定点灯時の最冷部となる接合面の温度の設計要因を説明する。なお、以下では、判りやすくするためにＪＩＳ Ｃ７７１０に記載のＧ型バルブを用いて説明する。
【００３７】
バルブは、略球形状の球形部１ａと口金１５が接続される首部１ｂに大きく分けられる。本発明者らは、設計要因として、球形部１ａの直径Ｄ（ｍｍ）、首部１ｂと口金１５とのの接合面１０の直径ｄ（ｍｍ）、球形部１ａの最大径部から接合面１０までの距離Ａ（ｍｍ）を抽出し、これらの値を変えた種々のランプを作製した。そして、これらのランプを、種々のランプ入力で上向き状態で点灯させ、評価した。その結果を図４に示す。
【００３８】
図４の縦軸Ｔは、周囲温度が２５℃での接合面１０の温度（最冷部の温度）である。最冷部を確認するため、測定時に接合面１０の温度以外にバルブの各部の温度も測定し、接合面１０の温度が最冷部となっていることを確認した。
【００３９】
横軸Ｘはバルブ形状とランプ入力によって決まる値であり、本発明者らは、
Ｘ＝（Ｂ×Ｓ）／（Ｌ×Ａ） ・・・（式１）
と規定した。ただし、Ｂは、ランプ入力電力Ｗ（Ｗ）を疑似バルブ表面積（直径Ｄの球体の表面積）で割った疑似管壁負荷（Ｗ／ｃｍ２）であり、Ｂ＝Ｗ／（４×π×（Ｄ／２０）２）と規定される。Ｓは、接合面１０の断面積（ｃｍ２）であり、Ｓ＝π×（ｄ／２０）２と規定される。Ｌは、接合面１０の外周長（ｍｍ）であり、Ｌ＝π×（ｄ／１０）と規定される。
【００４０】
図４の測定結果より、バルブ形状とランプ入力で決まる値Ｘと、上向き安定点灯時の最冷部となる接合面１０の温度Ｔには相関が有ることが判る。相関を求めると図５のようになり、以下の式２で表すことが出来る。
【００４１】
Ｔ＝１０９５９Ｘ＋２５ ・・・（式２）
式２より、上向き安定点灯時に所望の最冷部温度Ｔを実現するための、Ｘの値を求めることができる。従って、式２において、Ｔに、下向き安定点灯時の突起部４の先端温度ｔを代入すると、上向き安定点灯時の最冷部の温度が、下向き安定点灯時の最冷部の温度と等しくなるための、Ｘの値を求めることができる。
【００４２】
ここで、製品間のバラツキ等を考慮すると、下向き安定点灯時の突起部の先端温度をｔ（℃）とすれば、図５より、ｔ−６≦Ｔ≦ｔ＋６の範囲でＴを変化させて、Ｘが以下の（式３）を満たすようにすれば、上向き安定点灯時の最冷部の温度を下向き安定点灯時の最冷部の温度と略等しくすることができるということがわかる。
【００４３】
ｔ−６≦１０９５９Ｘ＋２５≦ｔ＋６ ・・・（式３）
Ｘを構成する要素は、ランプ入力電力Ｗ（Ｗ）、球形部１ａの直径Ｄ（ｍｍ）、接合面１０の直径ｄ（ｍｍ）、球形部１ａの最大径部から接合面１０までの距離Ａ（ｍｍ）であるので、Ｘが（式３）で求めた値となるように、ランプ入力電力Ｗ、球形部１ａの直径Ｄ、接合面１０の直径ｄ、球形部１ａの最大径部から接合面１０までの距離Ａを決定すれば、上向き安定点灯時の最冷部の温度（すなわち、接合面１０の温度）と下向き安定点灯時の最冷部の温度（すなわち、突起部４の先端温度）とが略等しいバルブを実現できる。これにより、点灯方向によって光束値が変化せず、一定の光出力を得ることができる無電極放電ランプを実現することができる。
【００４４】
ここで、（式３）を満たすＸの組み合わせは多数存在するが、ランプ入力電力Ｗと球形部の直径Ｄは、ランプの仕様やランプの型（例えば、Ｇ型やＰ型、Ａ型など）に応じて決まる。この時点で、残りの変数は、接合面の直径ｄ（ｍｍ）と距離Ａ（ｍｍ）であり、接合面の直径ｄ（ｍｍ）と距離Ａ（ｍｍ）が決まればＸは決まる。さらに、カプラ１１の大きさに応じて、キャビティ５の径が決まり、接合面の直径ｄが決まる。これにより、距離Ａが決まる。
【００４５】
以上のステップで、Ｘが（式３）で求めた値となるように、ランプ入力電力Ｗ、球形部１ａの直径Ｄ、接合面１０の直径ｄ、球形部１ａの最大径部から接合面１０までの距離Ａを決定すれば、上向き安定点灯時の最冷部の温度と、下向き安定点灯時の最冷部の温度とが略等しい無電極放電ランプを実現することができる。
【００４６】
ところで、上述のように、下向き安定点灯時の最冷部（突起部４）の温度は、突起部４の径や高さを調節することで制御（調節）できる。最冷部の温度は、バルブ内の水銀蒸気圧を最適化するために、３０℃〜５０℃の範囲内が好ましい。従って、式３において、突起部の先端温度ｔとして、３０℃〜５０℃の範囲内のｔを用いてＸを求めれば、点灯方向によらず高い光出力を得ることができる無電極放電ランプを実現できる。
【００４７】
以下、実施例および比較例により、本発明の効果を説明する。
（実施例）
球形部の直径Ｄが１６０（ｍｍ）のＡ形バルブに高さ２５（ｍｍ）の突起部を設け、ランプ入カ電カＷ（Ｗ）が１５０（Ｗ）で、ランプを下向きに点灯させた。安定点灯時に突起部４の先端温度は、４０℃であった。
【００４８】
下向き安定点灯時の突起部の先端温度が４０℃の場合、前記（式３）よりＸを求めると、
０．０００８２≦Ｘ≦０．００１９２
となる。
【００４９】
まず、Ｘが０．０００８２となるように、接合面１０の直径ｄ（ｍｍ）および球形部１ａの最大径部から接合面１０までの距離Ａ（ｍｍ）を調節したランプを作製した。ここで、カプラ１１の大きさによって、接合面１０の直径ｄは５０（ｍｍ）であったので、Ｘが０．０００８２となるように、距離Ａ（ｍｍ）を決定した。そして、作製されたランプを、ランプ入カ電カＷ（Ｗ）が１５０（Ｗ）で、上向きで点灯させた。
【００５０】
その結果、下向き安定点灯時の光束を１００％とすると、上向き安定点灯時には、９６．３％の光束が得られた。
【００５１】
また、Ｘが０．００１９２となるように、ランプを作製したときは、上向き安定点灯時に９６．８％の光束が得られた。
（比較例）
上記実施例と同条件で、Ｘが０．０００７となるように、ランプを作製した。その結果、上向き安定点灯時に９３．８％の光束が得られた。
【００５２】
同様に、Ｘが０．００２となるようにランプを作製したときは、上向き安定点灯時に９４．４％の光束が得られた。
【００５３】
また、Ｘが上記範囲を更に外れると、点灯方向による光量の差が更に拡がることが確認された。
【００５４】
以上のように、前記（式３）を満たすようにランプを作製することで、上向き安定点灯時と下向き安定点灯時の光束値の差を５％以下に抑えることができ、点灯方向によらず高い光出力を備えた無電極放電ランプを実現できることがわかった。
【００５５】
なお、上記の式が適用できるバルブ形状は、本実施形態で示した形状だけでなく、略球形状の球形部を備えたバルブに関して有効であることは言うまでもない。略球形状の球形部を備えた他形状のバルブの例として、図６Ａ〜ＣにＪＩＳ Ｃ７７１０に記載のＰ型、ＰＳ型、Ａ型のバルブを示す。各バルブにおいても、本実施形態と同様に、上向き安定点灯時の最冷部温度が、下向き安定点灯時の突起部の先端温度と略等しいバルブの設計が可能である。
【００５６】
また、本実施形態では、バルブに凹状のキャビティ５を設けその中にカプラ１１を挿入する内巻き方式の無電極放電ランプを用いて説明したが、図７に示すように、バルブの外部に誘導コイル２０を設けた外巻き方式の無電極放電ランプにも本発明を適用することが出来ることは言うまでもない。
【００５７】
上記のように、本発明の技術的思想に反することなしに、広範に異なる実施形態を構成することができることは明白なので、この発明は、請求の範囲において限定した以外は、その特定の実施形態に制約されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の実施形態に係る無電極放電ランプの概略断面図である。
【図２】図１の無電極放電ランプを用いた照明器具の斜視図である。
【図３】図１の無電極放電ランプの形状を説明するための説明図である。
【図４】図１の無電極放電ランプの実験結果を示す図である。
【図５】図４の実験結果を考察した図である。
【図６Ａ】図３と形状が異なる他のバルブを説明するための図である。
【図６Ｂ】図３と形状が異なる他のバルブを説明するための図である。
【図６Ｃ】図３と形状が異なる他のバルブを説明するための図である。
【図７】本発明を適用可能な外巻き型無電極放電ランプの概略図である。
【符号の説明】
【００５９】
１ バルブ
１ａ 球形部
１ｂ 首部
４ 突起部
１０ 接合面
１１ａ 誘導コイル
１５ 口金
【技術分野】
【０００１】
本発明は、希ガス、及び、発光材料を封入したバブル内には電極を持たず、誘導コイルにより高周波電流を通電することによって形成した高周波電磁界をバルブに印加し、バルブ内で放電させ発光させる無電極放電ランプとその無電極放電ランプを用いた照明器具、及びその無電極放電ランプの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
無電極放電ランプは、希ガスと発光材料を封入したバルブと、誘導コイルからなる。無電極蛍光ランプを例にとると、誘導コイルに高周波電流を流すことにより発生した誘導電磁界によってバルブ内で放電が起こり、発光材料である水銀を励起し、励起水銀原子からの紫外放射が蛍光体にあたり、可視光に変換される。このような無電極放電ランプは、内部に電極を持たない構造となっているため、電極劣化による不点灯がなく、−般の蛍光灯に比べて長寿命である。
【０００３】
特開平７−２７２６８８号公報、実開平６−５００６号公報で開示されている無電極放電ランプでは、水銀蒸気の供給源としてビスマス・インジウムアマルガムを使用している。このアマルガムは、周囲温度が変化しても広い範囲で高い光出力が得られる長所がある。その一方で、高い光出力を実現するため必要な水銀蒸気を放出するためには高いアマルガム温度が必要となり、必要な温度に達するまでに時間を要す。したがって、立ち上がり時間が遅いという短所がある。ビスマス・インジウムアマルガムを使用した場合、安定点灯時の光出力に対して６０％の光出力を確保するのに１分ほどかかるという結果が得られている。
【０００４】
これに対して、特許文献１で開示されている無電極放電ランプでは、立ち上がり時間を短くする目的で、アマルガムではなく純粋な水銀（水銀滴）を使用している。この公報によれば、ランプの始動後２〜３秒以内に最大出力の５０％に達したと記載されている。これは、水銀滴がアマルガムに比べ低い温度で高い水銀蒸気圧を得ることができ、必要な温度に達するまでの時間が短いからである。ただし、バルブの体積に対して入力電カが大きい場合や、周囲温度が高い場合には、バルブの温度が高くなるため、水銀蒸気圧が高くなり過ぎて逆に光出力が低下してしまう。同公報では、バルブに最冷部として突起部を設けて、水銀蒸気圧を適正な値に制御している。
【０００５】
また、ランプ内に封入する水銀の形態として水銀滴を使用する場合には封入量の管理が難しく、必要量以上の水銀がランプ内に封入される可能性がある。水銀量は、環境保護の点と、蛍光体表面に付着すると光出力を遮ることになるため、ランプへの封入量を必要最小限にする必要がある。その欠点を改善した例として、バルブに最冷部として突起部を設け、ランプ内に封入する水銀の形態としてＺｎ−Ｈｇアマルガムを用いた特許文献２の報告がある。
【０００６】
以上のように、バルブに突起部を設けて水銀蒸気圧を適正な値に制御し、高い光出カを得る手法は、特許文献１，２より公知である。突起部は、バルブを下向き（すなわち、バルブに設置された口金が上方に配置される向き）にして点灯させた場合に、バルブ表面において最も温度が最も低くなる部位、すなわち最冷部となる。バルブ内の水銀蒸気圧は、この最冷部の温度によって決まり、ランプの光出力は、バルブ内の水銀蒸気圧によって支配される。従って、バルブに突起部を設けて最冷部の温度を制御することで、バルブ内の水銀蒸気圧を最適化でき、ひいてはランプの光出力も最適化できる。
【特許文献１】特開２００１−３２５９２０号公報
【特許文献２】特開２００５−３４６９８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上記のようにバルブを下向きにして点灯する場合には、突起部が最冷部となるため、突起部の径や高さを変更することにより最冷部の温度を調節（制御）することが可能である。しかしながら、バルブを上向き（すなわち、バルブに設置された口金が下方に配置される向き）にして点灯する場合には、上記の突起部はバルブの上方に来るために温度が上昇し、最冷部では無くなる。従って、バルブを上向きにして点灯する場合は、突起部によって最冷部の温度を制御することが出来ず、光出力が低下する恐れがあった。また、ランプの点灯方向によって出カが変化してしまう恐れがあった。
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、点灯方向によらず一定の光出力を得ることができる無電極放電ランプと、その無電極放電ランプを用いた照明器具、およびその無電極放電ランプの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明にかかる無電極放電ランプは、透光性材料からなり、略球形状の球形部と前記球形部から延設された首部を備え、内部に希ガスおよび水銀が封入されたバルブと、前記首部に接続される口金と、前記首部と反対側の前記球形部の頂部に形成され、前記球形部の外側に突出する突起部と、高周波電流を流すことにより電磁界をバルブに印加し、バルブ内部で放電を起こし発光させる誘導コイルとを備える。
【００１０】
上記において、ランプ入力電力をＷ（Ｗ）、前記球形部の直径をＤ（ｍｍ）、前記首部と前記口金との接合面の直径をｄ（ｍｍ）、前記球形部の最大径部から前記首部と前記口金との接合面までの距離をＡ（ｍｍ）とし、Ｂ＝Ｗ／（４×π×（Ｄ／２０）２）、Ｓ＝π×（ｄ／２０）２、Ｌ＝π×（ｄ／１０）、Ｘ＝（Ｂ×Ｓ）／（Ｌ×Ａ）と規定すると、この無電極放電ランプは、以下の（式Ａ）を満たす。
【００１１】
ｔ−６≦１０９５９×Ｘ＋２５≦ｔ＋６ ・・・（式Ａ）
ただし、ｔはこの無電極放電ランプの下向き安定点灯時における前記突起部の先端温度（℃）である。
【００１２】
本発明者らは、上記のようにＸを規定すると、Ｘと上向き安定点灯時の最冷部の温度Ｔ（℃）との間には、以下の（式Ｂ）の相関関係があることを見出した。
【００１３】
Ｔ＝１０９５９×Ｘ＋２５ ・・・（式Ｂ）
従って、式Ｂにおいて、Ｔに、下向き安定点灯時の突起部の先端温度ｔを代入すれば、上向き安定点灯時の最冷部の温度が、下向き安定点灯時の最冷部の温度（すなわち、突起部の先端温度）と等しくなるためのＸの値が求まる。
【００１４】
ここで製品間のバラツキ等を考慮すれば、Ｘが上記（式Ａ）を満たせば、上向き安定点灯時の最冷部の温度を、下向き安定点灯時の最冷部の温度と略等しくすることができることがわかった。
【００１５】
従って、上記（式Ａ）を満たすように設計された無電極放電ランプは、点灯方向によらず一定の光出力を得ることができる。
【００１６】
好ましくは、前記突起部の先端温度ｔは、３０℃〜５０℃の範囲内である。この場合、安定点灯時にバルブ内の水銀蒸気圧を最適化でき、高い光出力を達成できる。
【００１７】
また、本発明は、上記の無電極放電ランプと、前記無電極放電ランプに高周波電流を供給する点灯回路を備えた照明器具も提供する。この照明器具は、点灯方向によらず一定の光出力を得ることができる。
【００１８】
また、本発明は、前記無電極放電ランプの製造方法（設計方法）も提供する。この製造方法は、以下のステップ（ａ）〜（ｃ）を備える。
（ａ）ランプ入力電力をＷ（Ｗ）、前記球形部の直径をＤ（ｍｍ）、前記首部と前記口金との接合面の直径をｄ（ｍｍ）、前記球形部の最大径部から前記接合面までの距離をＡ（ｍｍ）とし、
Ｂ＝Ｗ／（４×π×（Ｄ／２０）２）、
Ｓ＝π×（ｄ／２０）２、
Ｌ＝π×（ｄ／１０）、
Ｘ＝（Ｂ×Ｓ）／（Ｌ×Ａ） ・・・（式Ｃ）
と規定するステップ。
（ｂ）以下の式を満たすＸを求めるステップ。
【００１９】
ｔ−６≦１０９５９×Ｘ＋２５≦ｔ＋６
ただし、ｔはこの無電極放電ランプの下向き安定点灯時における前記突起部の先端温度（℃）である。
（ｃ）ステップ（ａ）の前記（式Ｃ）において、Ｘがステップ（ｂ）で求めた値となるように、前記ランプ入力電力Ｗ、および前記球形部の直径Ｄ、前記接合面の直径ｄ、前記球形部の最大径部から前記接合面までの距離Ａを決定するステップ。
【００２０】
この製造方法によれば、点灯方向によらず一定の光出力を得ることができる無電極放電ランプを実現できる。
【発明の効果】
【００２１】
上述したように、本発明の無電極放電ランプおよびその無電極放電ランプを備えた照明器具は、点灯方向によらず一定の光出力を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明を図面を用いて詳細に説明する。
【００２３】
図１は、本実施形態の無電極放電ランプの断面図を示す。図２は、本実施形態のランプを備えた照明器具の概略図を示す。
【００２４】
この無電極放電ランプは、ガラス等の透光性材料により形成され、内部にアルゴンやクリプトンなどの希ガスおよび水銀が封入されたバルブ１を備える。
【００２５】
バルブ１は、略球形状の球形部１ａと、球形部１ａから延設された首部１ｂと、首部１ｂ側から球形部１ａの内部に向かって延び、後述するカプラ１１が挿入されるキャビティ５と、キャビティ５の底部からキャビティの開口部に向かうようにキャビティ５の内部に配置された排気細管８とから構成され、気密に封着されている。
【００２６】
また、首部１ｂと反対側の球形部１ａの頂部、すなわち図１における球形部１ａの上端には、球形部の外側に突出する突起部４が形成されている。
【００２７】
バルブ１および突起部４の内面には、Ａｌ２Ｏ３やＳｉＯ２等の金属酸化物からなる保護膜２、および蛍光体膜３が塗布されている（図では一部のみを示す）。また、キャビティ５の周壁にも同様に保護膜６、蛍光体膜７が塗布されている（図では一部のみを示す）。
【００２８】
排気細管８の内部には、鉄及びニッケルの合金からなる容器１３が収納されており、容器１３内には、水銀を放出させるためのZn-Hg１２が封入されている。
【００２９】
首部１ｂには、樹脂材等からなる口金１５が接続される。
【００３０】
カプラ１１は、誘導電磁界を発生する誘導コイル１１ａと、誘導コイル１１ａが発生する磁束を通すフェライトコア（図示せず）、誘導コイルおよびフェライトコアが発生する熱を放熱する略円筒形の熱伝導体１１ｂから成る。カプラ１１は口金１５に嵌合され、口金１５が首部１ｂに接続されると、カプラ１１はキャビティ５内に挿入される。その時、排気細管８は、熱伝導体１１ｂの内部に配置される。
【００３１】
図２に示すように、口金１５には、高周波電流を通電する点灯回路１９が出力線１８を介して接続され、それにより照明器具が構成される。点灯回路１９は、口金１５を介してカプラ１１の誘導コイル１１ａに高周波電流を供給し、動作周波数を間欠的に変化させることで誘導コイルへの入力電力を調整する。なお、点灯時にバルブ１が高温になるのを防ぐために、口金１５の下には放熱板１６が敷設される。
【００３２】
カプラ１１の誘導コイル１１ａに高周波電流を流すと、誘導コイル１１ａの周囲には誘導電磁界が発生する。この電磁界により、バルブ１内の電子が加速され、電子の衝突により電離が起こり、放電が発生する。放電中、水銀原子は励起され、励起された水銀原子が基底状態に戻る際に紫外線を放射する。この紫外線はバルブ１の内壁に塗布された蛍光体膜３およびキャビティ５の周壁に塗布された蛍光体膜７に当たり、可視光に変換される。変換された可視光は、バルブ１を透過して外部に放出される。
【００３３】
ところで、ランプの光出力は、バルブ内の水銀蒸気圧によって支配され、バルブ内の水銀蒸気圧は、バルブの最冷部の温度によって制御される。バルブ１を下向き（換言すれば、突起部４を下向き）にして点灯させた安定点灯時（以下、下向き安定点灯時と称す。）には、突起部４が最冷部となる。従って、下向き安定点灯時に突起部の先端温度が最適となるように突起部４の径や高さを設計することで、下向き安定点灯時には、バルブ内の水銀蒸気圧を最適化でき、ひいては、ランプ出力を最適化できる。
【００３４】
しかし、図２に示すように、バルブ１を上向き（換言すれば、突起部４を上向き）にして点灯させた安定点灯時（以下、上向き安定点灯時と称す。）には、点灯中、放電による熱でバルブ１の温度は上昇し、バルブ内の対流によりバルブの上方（突起部４側）の温度がバルブの下方（口金１５側）の温度より高くなり、突起部４は最冷部ではなくなる。
【００３５】
本発明者らは上向き安定点灯時に、バルブの下方となる口金１５近傍のバルブ１の表面温度を測定した。その結果、首部１ｂと口金１５との接合面１０（すなわち、首部１ｂが口金１５から出て大気と接する部分）の近傍が最冷部となっていた。これは、口金１５内に入っているバルブ１の表面温度は口金１５によって保温されるためと考えられる。よって、上向き安定点灯時は、この接合面１０が最冷部となり、バルブ１内の水銀蒸気圧を制御する。
【００３６】
この接合面１０の温度は、ランプへの入力電力、バルブ形状、バルブ寸法、接合面の寸法等により変化する。以下、図３を用いて、上向き安定点灯時の最冷部となる接合面の温度の設計要因を説明する。なお、以下では、判りやすくするためにＪＩＳ Ｃ７７１０に記載のＧ型バルブを用いて説明する。
【００３７】
バルブは、略球形状の球形部１ａと口金１５が接続される首部１ｂに大きく分けられる。本発明者らは、設計要因として、球形部１ａの直径Ｄ（ｍｍ）、首部１ｂと口金１５とのの接合面１０の直径ｄ（ｍｍ）、球形部１ａの最大径部から接合面１０までの距離Ａ（ｍｍ）を抽出し、これらの値を変えた種々のランプを作製した。そして、これらのランプを、種々のランプ入力で上向き状態で点灯させ、評価した。その結果を図４に示す。
【００３８】
図４の縦軸Ｔは、周囲温度が２５℃での接合面１０の温度（最冷部の温度）である。最冷部を確認するため、測定時に接合面１０の温度以外にバルブの各部の温度も測定し、接合面１０の温度が最冷部となっていることを確認した。
【００３９】
横軸Ｘはバルブ形状とランプ入力によって決まる値であり、本発明者らは、
Ｘ＝（Ｂ×Ｓ）／（Ｌ×Ａ） ・・・（式１）
と規定した。ただし、Ｂは、ランプ入力電力Ｗ（Ｗ）を疑似バルブ表面積（直径Ｄの球体の表面積）で割った疑似管壁負荷（Ｗ／ｃｍ２）であり、Ｂ＝Ｗ／（４×π×（Ｄ／２０）２）と規定される。Ｓは、接合面１０の断面積（ｃｍ２）であり、Ｓ＝π×（ｄ／２０）２と規定される。Ｌは、接合面１０の外周長（ｍｍ）であり、Ｌ＝π×（ｄ／１０）と規定される。
【００４０】
図４の測定結果より、バルブ形状とランプ入力で決まる値Ｘと、上向き安定点灯時の最冷部となる接合面１０の温度Ｔには相関が有ることが判る。相関を求めると図５のようになり、以下の式２で表すことが出来る。
【００４１】
Ｔ＝１０９５９Ｘ＋２５ ・・・（式２）
式２より、上向き安定点灯時に所望の最冷部温度Ｔを実現するための、Ｘの値を求めることができる。従って、式２において、Ｔに、下向き安定点灯時の突起部４の先端温度ｔを代入すると、上向き安定点灯時の最冷部の温度が、下向き安定点灯時の最冷部の温度と等しくなるための、Ｘの値を求めることができる。
【００４２】
ここで、製品間のバラツキ等を考慮すると、下向き安定点灯時の突起部の先端温度をｔ（℃）とすれば、図５より、ｔ−６≦Ｔ≦ｔ＋６の範囲でＴを変化させて、Ｘが以下の（式３）を満たすようにすれば、上向き安定点灯時の最冷部の温度を下向き安定点灯時の最冷部の温度と略等しくすることができるということがわかる。
【００４３】
ｔ−６≦１０９５９Ｘ＋２５≦ｔ＋６ ・・・（式３）
Ｘを構成する要素は、ランプ入力電力Ｗ（Ｗ）、球形部１ａの直径Ｄ（ｍｍ）、接合面１０の直径ｄ（ｍｍ）、球形部１ａの最大径部から接合面１０までの距離Ａ（ｍｍ）であるので、Ｘが（式３）で求めた値となるように、ランプ入力電力Ｗ、球形部１ａの直径Ｄ、接合面１０の直径ｄ、球形部１ａの最大径部から接合面１０までの距離Ａを決定すれば、上向き安定点灯時の最冷部の温度（すなわち、接合面１０の温度）と下向き安定点灯時の最冷部の温度（すなわち、突起部４の先端温度）とが略等しいバルブを実現できる。これにより、点灯方向によって光束値が変化せず、一定の光出力を得ることができる無電極放電ランプを実現することができる。
【００４４】
ここで、（式３）を満たすＸの組み合わせは多数存在するが、ランプ入力電力Ｗと球形部の直径Ｄは、ランプの仕様やランプの型（例えば、Ｇ型やＰ型、Ａ型など）に応じて決まる。この時点で、残りの変数は、接合面の直径ｄ（ｍｍ）と距離Ａ（ｍｍ）であり、接合面の直径ｄ（ｍｍ）と距離Ａ（ｍｍ）が決まればＸは決まる。さらに、カプラ１１の大きさに応じて、キャビティ５の径が決まり、接合面の直径ｄが決まる。これにより、距離Ａが決まる。
【００４５】
以上のステップで、Ｘが（式３）で求めた値となるように、ランプ入力電力Ｗ、球形部１ａの直径Ｄ、接合面１０の直径ｄ、球形部１ａの最大径部から接合面１０までの距離Ａを決定すれば、上向き安定点灯時の最冷部の温度と、下向き安定点灯時の最冷部の温度とが略等しい無電極放電ランプを実現することができる。
【００４６】
ところで、上述のように、下向き安定点灯時の最冷部（突起部４）の温度は、突起部４の径や高さを調節することで制御（調節）できる。最冷部の温度は、バルブ内の水銀蒸気圧を最適化するために、３０℃〜５０℃の範囲内が好ましい。従って、式３において、突起部の先端温度ｔとして、３０℃〜５０℃の範囲内のｔを用いてＸを求めれば、点灯方向によらず高い光出力を得ることができる無電極放電ランプを実現できる。
【００４７】
以下、実施例および比較例により、本発明の効果を説明する。
（実施例）
球形部の直径Ｄが１６０（ｍｍ）のＡ形バルブに高さ２５（ｍｍ）の突起部を設け、ランプ入カ電カＷ（Ｗ）が１５０（Ｗ）で、ランプを下向きに点灯させた。安定点灯時に突起部４の先端温度は、４０℃であった。
【００４８】
下向き安定点灯時の突起部の先端温度が４０℃の場合、前記（式３）よりＸを求めると、
０．０００８２≦Ｘ≦０．００１９２
となる。
【００４９】
まず、Ｘが０．０００８２となるように、接合面１０の直径ｄ（ｍｍ）および球形部１ａの最大径部から接合面１０までの距離Ａ（ｍｍ）を調節したランプを作製した。ここで、カプラ１１の大きさによって、接合面１０の直径ｄは５０（ｍｍ）であったので、Ｘが０．０００８２となるように、距離Ａ（ｍｍ）を決定した。そして、作製されたランプを、ランプ入カ電カＷ（Ｗ）が１５０（Ｗ）で、上向きで点灯させた。
【００５０】
その結果、下向き安定点灯時の光束を１００％とすると、上向き安定点灯時には、９６．３％の光束が得られた。
【００５１】
また、Ｘが０．００１９２となるように、ランプを作製したときは、上向き安定点灯時に９６．８％の光束が得られた。
（比較例）
上記実施例と同条件で、Ｘが０．０００７となるように、ランプを作製した。その結果、上向き安定点灯時に９３．８％の光束が得られた。
【００５２】
同様に、Ｘが０．００２となるようにランプを作製したときは、上向き安定点灯時に９４．４％の光束が得られた。
【００５３】
また、Ｘが上記範囲を更に外れると、点灯方向による光量の差が更に拡がることが確認された。
【００５４】
以上のように、前記（式３）を満たすようにランプを作製することで、上向き安定点灯時と下向き安定点灯時の光束値の差を５％以下に抑えることができ、点灯方向によらず高い光出力を備えた無電極放電ランプを実現できることがわかった。
【００５５】
なお、上記の式が適用できるバルブ形状は、本実施形態で示した形状だけでなく、略球形状の球形部を備えたバルブに関して有効であることは言うまでもない。略球形状の球形部を備えた他形状のバルブの例として、図６Ａ〜ＣにＪＩＳ Ｃ７７１０に記載のＰ型、ＰＳ型、Ａ型のバルブを示す。各バルブにおいても、本実施形態と同様に、上向き安定点灯時の最冷部温度が、下向き安定点灯時の突起部の先端温度と略等しいバルブの設計が可能である。
【００５６】
また、本実施形態では、バルブに凹状のキャビティ５を設けその中にカプラ１１を挿入する内巻き方式の無電極放電ランプを用いて説明したが、図７に示すように、バルブの外部に誘導コイル２０を設けた外巻き方式の無電極放電ランプにも本発明を適用することが出来ることは言うまでもない。
【００５７】
上記のように、本発明の技術的思想に反することなしに、広範に異なる実施形態を構成することができることは明白なので、この発明は、請求の範囲において限定した以外は、その特定の実施形態に制約されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の実施形態に係る無電極放電ランプの概略断面図である。
【図２】図１の無電極放電ランプを用いた照明器具の斜視図である。
【図３】図１の無電極放電ランプの形状を説明するための説明図である。
【図４】図１の無電極放電ランプの実験結果を示す図である。
【図５】図４の実験結果を考察した図である。
【図６Ａ】図３と形状が異なる他のバルブを説明するための図である。
【図６Ｂ】図３と形状が異なる他のバルブを説明するための図である。
【図６Ｃ】図３と形状が異なる他のバルブを説明するための図である。
【図７】本発明を適用可能な外巻き型無電極放電ランプの概略図である。
【符号の説明】
【００５９】
１ バルブ
１ａ 球形部
１ｂ 首部
４ 突起部
１０ 接合面
１１ａ 誘導コイル
１５ 口金
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性材料からなり、略球形状の球形部と前記球形部から延設された首部を備え、内部に希ガスおよび水銀が封入されたバルブと、前記首部に接続される口金と、前記首部と反対側の前記球形部の頂部に形成され、前記球形部の外側に突出する突起部と、高周波電流を流すことにより電磁界をバルブに印加し、バルブ内部で放電を起こし発光させる誘導コイルとを備えた無電極放電ランプであって、
ランプ入力電力をＷ（Ｗ）、前記球形部の直径をＤ（ｍｍ）、前記首部と前記口金との接合面の直径をｄ（ｍｍ）、前記球形部の最大径部から前記接合面までの距離をＡ（ｍｍ）とし、
Ｂ＝Ｗ／（４×π×（Ｄ／２０）２）、
Ｓ＝π×（ｄ／２０）２、
Ｌ＝π×（ｄ／１０）、
Ｘ＝（Ｂ×Ｓ）／（Ｌ×Ａ）と規定すると、
以下の式：
ｔ−６≦１０９５９×Ｘ＋２５≦ｔ＋６ ・・・（式）
（ただし、ｔはこの無電極放電ランプの下向き安定点灯時における前記突起部の先端温度（℃）である）
を満たすことを特徴とする無電極放電ランプ。
【請求項２】
請求項１に記載の無電極放電ランプにおいて、
前記突起部の先端温度ｔは、３０℃〜５０℃の範囲内であることを特徴とする無電極放電ランプ。
【請求項３】
請求項１に記載の無電極放電ランプと、前記無電極放電ランプに高周波電流を供給する点灯回路とを備えたことを特徴とする照明器具。
【請求項４】
無電極放電ランプの製造方法であって、
この無電極放電ランプは、透光性材料からなり、略球形状の球形部と前記球形部から延設された首部を備え、内部に希ガスおよび水銀が封入されたバルブと、前記首部に接続される口金と、前記首部と反対側の前記球形部の頂部に形成され、前記球形部の外側に突出する突起部と、高周波電流を流すことにより電磁界をバルブに印加し、バルブ内部で放電を起こし発光させる誘導コイルとを備え、
この製造方法は、
（ａ）ランプ入力電力をＷ（Ｗ）、前記球形部の直径をＤ（ｍｍ）、前記首部と前記口金との接合面の直径をｄ（ｍｍ）、前記球形部の最大径部から前記接合面までの距離をＡ（ｍｍ）とし、
Ｂ＝Ｗ／（４×π×（Ｄ／２０）２）、
Ｓ＝π×（ｄ／２０）２、
Ｌ＝π×（ｄ／１０）、
Ｘ＝（Ｂ×Ｓ）／（Ｌ×Ａ） ・・・（式）
と規定するステップと、
（ｂ）ｔ−６≦１０９５９×Ｘ＋２５≦ｔ＋６を満たすＸを求める（ただし、ｔはこの無電極放電ランプの下向き安定点灯時における前記突起部の先端温度（℃）である）ステップと、
（ｃ）ステップ（ａ）の前記（式）において、Ｘがステップ（ｂ）で求めた値となるように、前記ランプ入力電力Ｗ、および前記球形部の直径Ｄ、前記接合面の直径ｄ、前記球形部の最大径部から前記接合面までの距離Ａを決定するステップと、を備えることを特徴とする無電極放電ランプの製造方法。
【請求項１】
透光性材料からなり、略球形状の球形部と前記球形部から延設された首部を備え、内部に希ガスおよび水銀が封入されたバルブと、前記首部に接続される口金と、前記首部と反対側の前記球形部の頂部に形成され、前記球形部の外側に突出する突起部と、高周波電流を流すことにより電磁界をバルブに印加し、バルブ内部で放電を起こし発光させる誘導コイルとを備えた無電極放電ランプであって、
ランプ入力電力をＷ（Ｗ）、前記球形部の直径をＤ（ｍｍ）、前記首部と前記口金との接合面の直径をｄ（ｍｍ）、前記球形部の最大径部から前記接合面までの距離をＡ（ｍｍ）とし、
Ｂ＝Ｗ／（４×π×（Ｄ／２０）２）、
Ｓ＝π×（ｄ／２０）２、
Ｌ＝π×（ｄ／１０）、
Ｘ＝（Ｂ×Ｓ）／（Ｌ×Ａ）と規定すると、
以下の式：
ｔ−６≦１０９５９×Ｘ＋２５≦ｔ＋６ ・・・（式）
（ただし、ｔはこの無電極放電ランプの下向き安定点灯時における前記突起部の先端温度（℃）である）
を満たすことを特徴とする無電極放電ランプ。
【請求項２】
請求項１に記載の無電極放電ランプにおいて、
前記突起部の先端温度ｔは、３０℃〜５０℃の範囲内であることを特徴とする無電極放電ランプ。
【請求項３】
請求項１に記載の無電極放電ランプと、前記無電極放電ランプに高周波電流を供給する点灯回路とを備えたことを特徴とする照明器具。
【請求項４】
無電極放電ランプの製造方法であって、
この無電極放電ランプは、透光性材料からなり、略球形状の球形部と前記球形部から延設された首部を備え、内部に希ガスおよび水銀が封入されたバルブと、前記首部に接続される口金と、前記首部と反対側の前記球形部の頂部に形成され、前記球形部の外側に突出する突起部と、高周波電流を流すことにより電磁界をバルブに印加し、バルブ内部で放電を起こし発光させる誘導コイルとを備え、
この製造方法は、
（ａ）ランプ入力電力をＷ（Ｗ）、前記球形部の直径をＤ（ｍｍ）、前記首部と前記口金との接合面の直径をｄ（ｍｍ）、前記球形部の最大径部から前記接合面までの距離をＡ（ｍｍ）とし、
Ｂ＝Ｗ／（４×π×（Ｄ／２０）２）、
Ｓ＝π×（ｄ／２０）２、
Ｌ＝π×（ｄ／１０）、
Ｘ＝（Ｂ×Ｓ）／（Ｌ×Ａ） ・・・（式）
と規定するステップと、
（ｂ）ｔ−６≦１０９５９×Ｘ＋２５≦ｔ＋６を満たすＸを求める（ただし、ｔはこの無電極放電ランプの下向き安定点灯時における前記突起部の先端温度（℃）である）ステップと、
（ｃ）ステップ（ａ）の前記（式）において、Ｘがステップ（ｂ）で求めた値となるように、前記ランプ入力電力Ｗ、および前記球形部の直径Ｄ、前記接合面の直径ｄ、前記球形部の最大径部から前記接合面までの距離Ａを決定するステップと、を備えることを特徴とする無電極放電ランプの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図６Ｃ】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図６Ｃ】
【図７】
【公開番号】特開２００８−１０８７１７（Ｐ２００８−１０８７１７Ａ）
【公開日】平成２０年５月８日（２００８．５．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２４８０９５（Ｐ２００７−２４８０９５）
【出願日】平成１９年９月２５日（２００７．９．２５）
【出願人】（０００００５８３２）松下電工株式会社 (17,916)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年５月８日（２００８．５．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年９月２５日（２００７．９．２５）
【出願人】（０００００５８３２）松下電工株式会社 (17,916)
【Ｆターム（参考）】
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