無電極放電ランプおよび照明器具
【課題】内部に突出した有底筒状部を有するバルブの内側における有底筒状部に対応する部位以外の部位に形成された第１蛍光体層と、有底筒状部に対応する部位に形成された第２蛍光体層とを備え、第２蛍光体層が発する可視光のうちバルブの外側に取り出すことができる可視光の光量を向上させた無電極放電ランプおよび照明器具を提供することにある。
【解決手段】無電極放電ランプ１は、内部に突出した有底筒状部４を有するバルブ２と、バルブ２の内側における有底筒状部４に対応する部位以外の部位に形成された第１蛍光体層３ａと、バルブ２の内側における有底筒状部４に対応する部位に形成された第２蛍光体層３ｂとを備える。第２蛍光体層３ｂから発せられた可視光が配光される第１蛍光体層３ａの配光領域２ａａの膜厚が、第１蛍光体層３ａの配光領域２ａａ以外の領域の膜厚に比べて薄く設定されている。
【解決手段】無電極放電ランプ１は、内部に突出した有底筒状部４を有するバルブ２と、バルブ２の内側における有底筒状部４に対応する部位以外の部位に形成された第１蛍光体層３ａと、バルブ２の内側における有底筒状部４に対応する部位に形成された第２蛍光体層３ｂとを備える。第２蛍光体層３ｂから発せられた可視光が配光される第１蛍光体層３ａの配光領域２ａａの膜厚が、第１蛍光体層３ａの配光領域２ａａ以外の領域の膜厚に比べて薄く設定されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無電極放電ランプおよび照明器具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、透光性のガラスにより形成されるとともに内部にアルゴンなどの希ガスからなる放電ガスおよび水銀蒸気が封入されるバルブと、バルブの内部に高周波電磁界を発生させるための誘導コイルとを備える無電極放電ランプが提案されている（特許文献１乃至５参照）。ここにおいて、この類の無電極放電ランプでは、誘導コイルに高周波電流を通電するとバルブの内部に高周波電磁界が発生し、当該高周波電磁界によってバルブの内部に封入された放電ガスおよび水銀が励起され紫外線が放射される。当該紫外線が、バルブの内側に形成された蛍光体材料よりなる蛍光体層によって可視光に変換される。
【０００３】
無電極放電ランプは、バルブの内部に電極を設けない構造を有する。従って、バルブの内部に設けられた電極が劣化することにより点灯しなくなることがなく、バルブの内部に電極が設けられた一般の蛍光灯に比べて長寿命という特徴がある。
【０００４】
特許文献１や特許文献２に記載された無電極放電ランプ１’では、図７に示すように、透光性材料により形成され且つ一部から内側に突出した有底筒状部４’を有するとともに内部に放電ガスおよび水銀蒸気が封入されるバルブ２’を備え、第１蛍光体層３ａ’がバルブ２’の内側における有底筒状部４’以外の部位に形成され、第２蛍光体層３ｂ’がバルブ２’の内側における有底筒状部４’の外周側面に形成されている。また、第１蛍光体層３ａ’とバルブ２’の周壁２ａ’との間、および第２蛍光体層３ｂ’と有底筒状部４’との間には、バルブ２’の内部で発生するプラズマからバルブ２’の周壁２ａ’を保護するための保護膜２３’が形成されている。ここで、第１蛍光体層３ａ’と第２蛍光体層３ｂ’とは同じ蛍光体材料で形成してもよい。なお、図７では、第１蛍光体層３ａ’、第２蛍光体層３ｂ’および保護膜２３’の一部のみを図示してある。ここにおいて、第２蛍光体層３ａ’が発する可視光は、第１蛍光体層３ａ’、保護膜２３’およびバルブ２’の周壁２ａ’を透過してバルブ２’の外側に取り出される。
【０００５】
また、特許文献３に記載されているように、バルブの内側に前記バルブの内部で発生した紫外線を可視光に変換するＵＶ−可視変換層（以下、第１蛍光体層と称す）が形成されるとともに、内部に配設された内曲管（以下、有底筒状部と称す）の外周側面にも前記ＵＶ−可視変換層（以下、第２蛍光体層と称す）が形成され、前記有底筒状部の前記外周側面に形成された前記第２蛍光体層が発する可視光が前記バルブの外側に取り出される無電極放電ランプも提案されている。
【０００６】
ところで、第２蛍光体層３ｂ’が発する可視光のうちバルブ２’の外側に取り出すことができる可視光の光量（以下、利用光量と称す）は、バルブ２’の内面の形状、有底筒状部４’の形状や、有底筒状部４’の外周側面の光学的特性（例えば、可視光の反射率等）により異なる。
【０００７】
例えば、特許文献４に記載されているように、バルブの内側に前記バルブの内部で発生する紫外線を可視光に変換する蛍光体からなる第１蛍光体層を形成するとともに、前記バルブの内部に配設され側面に前記蛍光体からなる第２蛍光体層が形成された蛍光体塗布部材を備え、前記蛍光体塗布部材の形状を変えることで前記第２蛍光体層が発する可視光の前記利用光量を向上させることができる無電極蛍光ランプが提案されている。
【０００８】
また、特許文献５に記載されているように、バルブの周壁の内側に断面が矩形の複数の溝状構造を形成して、バルブの周壁の内側に形成された第１蛍光体層（図示せず）が発する可視光の光量低下を抑制しつつ蛍光体層およびバルブの周壁の可視光の透過率を向上させることで前記利用光量を向上させることができる無電極放電ランプが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００６−２６９２２９号公報
【特許文献２】特開２００８−１５３０２３号公報
【特許文献３】特開２００２−３１９３７３号公報
【特許文献４】特開平８−１２９９９０号公報
【特許文献５】特開２０００−３６２８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１乃至特許文献４に記載された無電極放電ランプ１’では、第２蛍光体層３ｂ’が発する可視光がバルブ２’の外側に取り出される際に、第１蛍光体層３ａ’で吸収されたり反射されたりするため、第２蛍光体層３ｂ’が発する可視光の前記利用光量を向上させることが難しかった。
【００１１】
また、特許文献５に記載された無電極放電ランプでは、前記バルブの周壁の可視光の透過率を向上させる効果を維持するために、前記バルブの周壁の内側に形成する前記第１蛍光体層の膜厚を数μｍに設定する必要がある。一方、前記第１蛍光体層は、膜厚を十数μｍに設定すると前記第１蛍光体層が発する可視光の前記利用光量が最大となる。ここで、前記バルブ全体から放射される可視光の光量を増加させるために、前記バルブの周壁の内側に形成された前記第１蛍光体層の膜厚を十数μｍ（例えば、１７μｍ）に設定した場合、前記バルブの周壁の可視光の透過率が減少し、前記利用光量が低下するおそれがあった。
【００１２】
本願発明は、前記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、内部に突出した有底筒状部を有するバルブと、バルブの内側における有底筒状部に対応する部位以外の部位に形成された第１蛍光体層と、バルブの内側における有底円筒状部に対応する部位に形成された第２蛍光体層とを備え、バルブ全体から放射される可視光の光量低下を抑制しつつ第２蛍光体層が発する可視光のうちバルブの外側に取り出すことができる可視光の光量を向上させることができる無電極放電ランプおよ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】
【００１３】
請求項１の発明は、透光性材料により形成され且つ一部から内部に突出した有底筒状部を有するとともに前記内部に放電ガスおよび水銀蒸気が封入されるバルブと、バルブの内側における前記有底筒状部に対応する部位以外の部位に形成された第１蛍光体層と、前記バルブの内側における前記有底筒状部に対応する部位に形成された前記第１蛍光体層と同じ蛍光体材料からなる第２蛍光体層と、前記有底筒状部の内側に配設され且つバルブの内部に高周波電磁界を発生させるための誘導コイルおよび誘導コイルが巻回されたフェライトコアを有するパワーカプラとを備え、誘導コイルで発生した高周波電磁界が放電ガスおよび水銀蒸気に作用して放電ガスおよび水銀を励起して紫外線を発生させるとともに前記紫外線が第１蛍光体層および第２蛍光体層により可視光に変換されてバルブの外側に取り出されるものであって、第１蛍光体層のうち第２蛍光体層から発せられた可視光が配光される配光領域における膜厚が、第１蛍光体層の前記配光領域以外の領域における膜厚に比べて薄く設定されてなることを特徴とする。
【００１４】
この発明によれば、内部に突出した有底筒状部を有するバルブと、バルブの周壁の内側における有底筒状部に対応する部位以外の部位に形成された第１蛍光体層と、バルブの周壁の内側における有底円筒状部に対応する部位に形成された第２蛍光体層とを備える無電極放電ランプにおいて、第１蛍光体層のうち第２蛍光体層から発せられた可視光が配光される配光領域における膜厚が、第１蛍光体層の前記配光領域以外の領域における膜厚に比べて薄く設定されてなることにより、バルブ全体から放射される可視光の光量低下を抑制しつつ第２蛍光体層から発する可視光のうち前記配光領域からバルブの外側に取り出すことができる可視光の光量を向上させることができる。
【００１５】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記バルブの内部に、前記第２の蛍光体層が発する可視光を反射して前記第２蛍光体層が発する可視光が配光される前記第１蛍光体層の前記配光領域を制限する反射部材を備えることを特徴とする。
【００１６】
この発明によれば、前記反射部材によって、前記配光領域を制限することにより、前記第１蛍光体層が発する可視光の光量の低下を抑制することができるので、前記バルブ全体から放射される可視光の光量の低下を抑制することができる。
【００１７】
請求項３の発明は、請求項２の発明において、前記反射部材は、紫外線を透過する透光性材料により形成されてなることを特徴とする。
【００１８】
この発明によれば、前記有底筒状部の近傍で発生した紫外線が前記反射部材により遮られることがないので、前記有底筒状部の近傍で発生した紫外線を前記第１蛍光体層により効率よく照射される。
【００１９】
請求項４の発明は、請求項１の発明において、前記バルブが、前記有底筒状部の中心軸に対して軸対称となる形に形成され、前記有底筒状部の外周側面の少なくとも一部が、前記中心軸方向における前記有底筒状部の底部とは反対側ほど前記中心軸に直交する方向への突出量が大きくなる形で傾斜した面から構成されてなることを特徴とする。
【００２０】
この発明によれば、前記有底筒状部の外周側面の少なくとも一部を、前記中心軸方向における前記有底筒状部の底部とは反対側ほど前記中心軸に直交する方向への突出量が大きくなる形で傾斜した面で構成してあるので、請求項２または請求項３の発明における反射部材を用いることなく前記配光領域を制限できるから、請求項２または請求項３の無電極放電ランプに比べて部品点数を削減できる。
【００２１】
請求項５の発明は、請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の無電極放電ランプを備えることを特徴とする照明器具。
【００２２】
この発明によれば、請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の無電極放電ランプを備えることにより、第２蛍光体層から放射される可視光の光量を向上させて所定の光量を得るために必要な供給電力を抑制することができるので、省エネルギ化を図ることができる。
【発明の効果】
【００２３】
請求項１の発明によれば、第１蛍光体層の配光領域における膜厚が、第１蛍光体層の前記配光領域以外の領域における膜厚に比べて薄く設定されてなることにより、バルブ全体から放射される可視光の光量低下を抑制しつつ第２蛍光体層から発する可視光のうち前記配光領域からバルブの外側に取り出すことができる可視光の光量を向上させることができるという効果がある。
【００２４】
請求項５の発明によれば、請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の無電極放電ランプを備えることにより、前記第２蛍光体層が発する可視光のうち前記バルブの外側に取り出すことができる可視光の光量を向上させて、所定の光量を得るために必要な供給電力を抑制することができるので、省エネルギ化を図ることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】実施形態１の無電極放電ランプの概略断面図である。
【図２】同上の説明図である。
【図３】実施形態２の無電極放電ランプを示し、（ａ）は概略断面図、（ｂ）は要部概略斜視図である。
【図４】同上の他の実施例の無電極放電ランプを示し、（ａ）は概略断面図、（ｂ）は要部概略斜視図である。
【図５】実施形態３の無電極放電ランプの概略断面図である。
【図６】実施形態４の照明器具の概略斜視図である。
【図７】従来例の無電極放電ランプを示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
（実施形態１）
以下、本実施形態の無電極放電ランプ１について、図１に基づいて説明する。
【００２７】
本実施形態１の無電極放電ランプ１は、透光性材料であるガラスにより形成され且つ一部から内部に突出した有底筒状部４を有するとともに内部に放電ガスおよび水銀蒸気が封入されたバルブ２と、バルブ２の内側における有底筒状部４に対応する部位以外の部位に形成された第１蛍光体層３ａと、バルブ２の内側における有底筒状部４に対応する部位に形成された第１蛍光体層３ａと同じ蛍光体材料からなる第２蛍光体層３ｂと、有底筒状部４の内側に挿入されるパワーカプラ１１とを備える。また、バルブ２の周壁２ａとバルブ２の内側に形成された第１蛍光体層３ａとの間、および第２蛍光体層３ｂと有底筒状部４との間には、バルブ２の内部で発生するプラズマからバルブ２の周壁２ａおよび有底筒状部４を保護するための保護膜２３が形成されている。なお、図１では、第１蛍光体層３ａ、第２蛍光体層３ｂおよび保護膜２３の一部のみを図示してある。
【００２８】
バルブ２は、透光性材料であるガラスにより形成され且つ一部に開口部２１ａが形成された電球形状部材２１と、透光性材料であるガラスにより形成され且つ一端側に底部４ａを有するとともに他端側の周縁から外側に突出した外鍔部２２ａが形成された有底筒状部材２２（本実施形態では、有底円筒状部材）とから構成されている。ここで、バルブ２は、電球形状部材２１の一部に穿設された開口部２１ａに、有底筒状部材２２を前記一端側から挿入し開口部２１ａの周縁と有底筒状部材２２の外鍔部２２ａとを溶着することにより形成される。ここに、バルブ２に有底筒状部４が形成されるとともに、バルブ２の内部に密閉された放電空間２ｂが形成される。また、電球形状のバルブ２の頚部２ｃには口金６が設けられている。
【００２９】
口金６は、円筒状部材で形成され、内周面の周方向に沿って内側に突出した係合凸部６ａが形成されており、当該口金６の一端側の開口部６ｂから電球形状のバルブ２の頚部２ｃが挿入され、バルブ２の頚部２ｃの周方向全体に亘って形成された係合凹部２ｄと係合凸部６ａとが係合することにより、バルブ２に口金６が固定されている。
【００３０】
しかして、バルブ２は、口金６によってパワーカプラ１１に着脱自在に装着することができる。なお、バルブ２とパワーカプラ１１とは、パワーカプラ１１を有底筒状部４の長手方向においてバルブ２から離れる方向へ抜脱することにより分離することができる。また、バルブ２の内部には、無電極放電ランプ１の始動性を向上させるための始動補助剤（図示せず）が封入されている。
【００３１】
有底筒状部４の内側には、バルブ２の製造時にバルブ２の内部に残留する空気を排気するための排気管５が設けられている。排気管５は、有底筒状部４の底部４ａの略中央部に溶着されるとともに底部４ａから有底筒状部４の前記他端側に延出している。なお、排気管５は、有底筒状部４の内部が前記一端側でバルブ２の内部に連通するとともに、有底筒状部４の底部４ａに溶着される側とは反対側が封止されている。また、排気管５の長手方向の略中央部には、水銀アマルガムが収納された金属容器９が配置されており、金属容器９に穿設された通気穴（図示せず）を通してバルブ２の内部の放電空間２ｂに水銀蒸気を供給することで、バルブ２の内部の放電空間２ｂの水銀蒸気の蒸気圧を制御することができる。ここに、金属容器９を排気管５の長手方向の略中央部に固定するために、排気管５の内側にガラスロッド１０が配置されるとともに排気管５の内周面に突起５ａが形成されている。
【００３２】
第１蛍光体層３ａと第２蛍光体層３ｂとは、例えば、赤色蛍光体（Ｙ２Ｏ３：Ｅｕ３＋）、緑色蛍光体（ＬａＰＯ４：Ｃｅ３＋，Ｔｂ３＋）、青色蛍光体（ＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ２７：Ｅｕ２＋）等の蛍光体により形成することができる。また、保護膜２３は、Ａｌ２Ｏ３やＳｉＯ２等の金属酸化物により形成することができる。
【００３３】
パワーカプラ１１は、有底筒状部４の内側に配設され且つバルブ２の内部に高周波電磁界を発生させるための誘導コイル１２と、誘導コイル１２が巻回されたフェライトコア１３と、誘導コイル１２で発生した熱をバルブ２の外側に放熱するための熱伝導体である放熱シリンダ１４と、放熱シリンダ１４を内側に支持するとともにバルブ２の口金６が嵌着される支持部１５とを有する。フェライトコア１３は、円筒状に形成され、フェライトコア１３の外径が有底筒状部４の内径よりも小さくなるように形成されている。また、放熱シリンダ１４は円筒状に形成され、内径が排気管５の外径と略等しくなるように形成されている。
【００３４】
フェライトコア１３は、放熱シリンダ１２に装着されている。なお、フェライトコア１３は、例えば、亜鉛、マンガン、ニッケル、鉄等の金属化合物である磁性材料で形成されている。
【００３５】
放熱体シリンダ１４は、例えば、アルミニウム等の熱伝導率の高い金属で形成されている。また、放熱シリンダ１４は、一端部が有底筒状部４の底部４ａ側に配置され他端部が有底筒状部４の外側に配置されることにより、誘導コイル１４で発生した熱を有底筒状部４の外側へ放熱することができる。
【００３６】
次に、本実施形態の無電極放電ランプ１の動作について説明する。
【００３７】
パワーカプラ１１が有する誘導コイル１２に、外部の高周波電源（図示せず）から高周波電流が通電されると、誘導コイル１２から高周波電磁界が発生する。すると、誘導コイル１２で発生した高周波電磁界が、バルブ２の内部に充填された放電ガスおよび水銀蒸気に作用して放電ガスおよび水銀を励起して紫外線を発生させる。この紫外線がバルブ２の内側に形成された第１蛍光体層３ａおよび第２蛍光体層３ｂに照射されると、第１蛍光体層３ａおよび第２蛍光体層３ｂは可視光を発する。
【００３８】
本実施形態の無電極放電ランプ１は、バルブ２の内部に電極を設けないため、電極の劣化による不点灯が生じず、一般的な蛍光ランプ（図示せず）に比べて寿命が長いという利点がある。
【００３９】
また、本実施形態のパワーカプラ１１は、フェライトコア１３を使用して結合効率を高くすることにより、フェライトコア１３を使用しないパワーカプラ（図示せず）に比べて低い周波数でも無電極放電ランプ１を始動させることができるので、フェライトコア１３を使用しないパワーカプラ１１に比べて電力を節約でき低コスト化が図れる。また、誘導コイル１２がバルブ２の有底筒状部４の内側に収納されるので、外観もよい。
【００４０】
次に、本実施形態における第１蛍光体層３ａが発する可視光のうちバルブ２の外側に取り出すことができる可視光の光量（以下、利用光量と称す）、および第２蛍光体層３ｂが発する可視光のうちバルブ２の外側に取り出すことができる可視光の光量と、第１蛍光体層３ａの膜厚との関係について図２に基づいて説明する。ここに、図２は、本実施形態の無電極放電ランプ１の一実施例について、第１蛍光体層３ａの膜厚と前記利用光量との関係を示し、横軸は第１蛍光体層３ａの膜厚、縦軸は、第１蛍光体層３ａが発する可視光の前記利用光量および第２蛍光体層３ｂが発する可視光の前記利用光量の和（以下、総利用光量と称す）の最大値に対する、第１蛍光体層３ａが発する可視光の前記利用光量、第２蛍光体層３ｂが発する可視光の前記利用光量、および前記総利用光量の相対値を示している。
【００４１】
図２に示すように、第１蛍光体層３ａから発する可視光の前記利用光量は、第１蛍光体層３ａの膜厚に依存する。これは、第１蛍光体層３ａを形成する蛍光体の量、および第１蛍光体層３ａのうち厚み方向におけるバルブ２の周壁２ａ側とは反対側の蛍光体から発せられた光のうち第１の蛍光体層３ａを透過してバルブ２の外側へ取り出される光量が、第１蛍光体層３ａの膜厚によって変化することによる。また、図２に示すように、第１蛍光体層３ａの膜厚が薄くなると前記利用光量が減少するのは、バルブ２内で発生し第１蛍光体層３ａを透過してバルブ２の周壁２ａに到達する紫外線がバルブ２の周壁で吸収される割合が増加して、第１蛍光体層３ａの発光に利用される紫外線の量が減少することも一因となっている。通常、第１蛍光体層３ａから発する可視光の前記利用光量が最大となる第１蛍光体層３ａの膜厚ｔ１は十数μｍであり、図２に示した実施例では、第１蛍光体層３ａの膜厚ｔ１は１７μｍである。
【００４２】
第２蛍光体層３ｂで発する可視光は、第１蛍光体層３ａ、保護膜２３、およびバルブ２の周壁２ａを透過してバルブ２の外側に取り出される。従って、第２蛍光体層３ｂで発する可視光の前記利用光量は、第１蛍光体層３ａの膜厚を薄くして第１蛍光体層３ａの透過率が高くなるほど大きくなる。
【００４３】
ここで、前述のように、第１蛍光体層３ａが発する可視光の前記利用光量を大きくするには、第１蛍光体層３ａの膜厚が膜厚ｔ１以下においては、第１蛍光体層３ａの膜厚を厚くする必要がある。一方、第２蛍光体層３ｂで発する可視光の前記利用光量を大きくするには、第１蛍光体層３ａの膜厚を薄くする必要がある。即ち、第１蛍光体層３ａの膜厚が膜厚ｔ１以下においては、第１蛍光体層３ａが発する可視光の前記利用光量と第２蛍光体層３ｂが発する可視光の前記利用光量とは、第１蛍光体層３ａの膜厚に対して、トレードオフの関係にある。ここで、第１蛍光体層３ａの膜厚を前記膜厚ｔ１よりも薄い膜厚ｔ２に設定すると、前記総利用光量が最大となる。図２に示した実施例では、第１蛍光体層３ａの膜厚ｔ２は、１４μｍである。
【００４４】
ところで、本実施形態の無電極放電ランプ１では、第２蛍光体層３ｂで発する可視光は、図１の一点鎖線に示すような配光特性Ａを有する。そして、第１蛍光体層３ａのうち第２蛍光体層３ｂからの可視光が配光される配光領域２ａａ（図１参照）の膜厚を、膜厚ｔ２（例えば、１４μｍ）に設定し、第１蛍光体層３ａの配光領域２ａａ以外の領域の膜厚を、膜厚ｔ１（例えば、１７μｍ）に設定している。つまり、第１蛍光体層３ａの配光領域２ａａ（図１参照）の膜厚を、第１蛍光体層３ａの配光領域２ａａ以外の領域の膜厚に比べて薄くなるように設定している。しかして、第２蛍光体層３ｂから発する可視光の前記利用光量を向上させることができる。
【００４５】
また、本実施形態の無電極放電ランプ１では、第１蛍光体層３ａの配光領域２ａａ以外の領域の膜厚を、第１蛍光体層３ａの配光領域２ａａの膜厚よりも厚く設定することができる。例えば、第１蛍光体層３ａの配光領域２ａａの膜厚を１４μｍに設定し、第１蛍光体層３ａの配光領域２ａａ以外の領域の膜厚を１７μｍに設定することができる。しかして、バルブ２全体から放射される可視光の光量低下を抑制することができる。
【００４６】
（実施形態２）
図３（ａ）に示す本実施形態の無電極放電ランプ１は、実施形態１と同様に、バルブ２と、第１蛍光体層３ａと、第２蛍光体層３ｂと、パワーカプラ１１とを備える。そして、バルブ２の内部には、第２蛍光体層３ｂが発する可視光を反射して第２蛍光体層３ｂが発する可視光が配光される第１蛍光体層３ａの配光領域２ａｂを制限する反射部材であるミラー８が設けられている点が実施形態１とは相違する。なお、実施形態１と同様の構成要素については同一の符号を付して説明を省略する。また、図３（ａ）では、第１蛍光体層３ａ、第２蛍光体層３ｂおよび保護膜２３の一部のみを図示してある。
【００４７】
ミラー８は、図３（ｂ）に示すように、ガラスにより形成され且つ一方向に拡径する断面円環状の部材により形成されている。本実施形態では、６つのミラー８，８，・・・，８が有底筒状部４に嵌装されている。また、ミラー８は、第２蛍光体層３ｂが発する可視光を反射するとともに有底筒状部４の近傍で発生した紫外線を透過するという光学的特性を有する。ここに、ミラー８は、前記円筒状部材４の外周側面にＳｉＯ２やＴｉＯ２等からなる光学薄膜（図示せず）を積層することにより形成することができる。しかして、第２蛍光体層３ｂに紫外線を効率的に照射できるとともに、第２蛍光体層３ｂが発する可視光を反射することができる。
【００４８】
ところで、無電極放電ランプ１から放射される可視光の光量は、第１蛍光体層３ａおよび第２蛍光体層３ｂに使用される蛍光体の量に依存する。また、本実施形態では、実施形態１と同様に、第１蛍光体層３ａの配光領域２ａｂの膜厚は、第１蛍光体層３ａの配光領域２ａｂ以外の領域の膜厚に比べて薄く設定されている。従って、配光領域２ａｂが大きくなると、第１蛍光体層３ａに使用される蛍光体の量が減少することにより、第１蛍光体層３ａが発する可視光の光量の低下を抑制できるので、バルブ２全体から放射される可視光の光量が減少することになる。
【００４９】
これに対して、本実施形態の無電極放電ランプ１は、ミラー８が設けられていることにより、第２蛍光体層３ｂが発する可視光がミラー８によって有底筒状部４の突出する方向に反射され、図３（ａ）に示すような配光特性Ｂを示す。従って、第１蛍光体層３ａにおける第２蛍光体層３ｂが発する可視光が配光される配光領域２ａｂ（図３（ａ）参照）が制限され、実施形態１における配光領域２ａａ（図１参照）に比べて小さくなる。
【００５０】
しかして、第２蛍光体層３ｂが発する可視光が配光される第１蛍光体層３ａの配光領域２ａｂを小さくすることにより、第１蛍光体層３ａに使用される蛍光体の量の減少を抑えることができ、第１蛍光体層３ａが発する可視光の光量の低下を抑制できるので、バルブ２全体から放射される可視光の光量の低下を抑制することができる。
【００５１】
また、本実施形態の無電極放電ランプ１の他の実施例として、図４（ａ）に示すように、内径が有底筒状部４の外径よりも大きいガラスからなる有底筒状の部材で形成されたミラー２８を使用してもよい。ここにおいて、ミラー２８は、図４（ｂ）に示すように、底部２８ａに有底筒状部４が挿通される筒状部挿通穴２８ｂが穿設されており、筒状部挿通穴２８ｂの内径の寸法が有底筒状部４の外径の寸法と略同じになるように設定されている。また、ミラー２８の長手方向における底部２８ａとは反対側の端部には、第２蛍光体層３ｂが発しミラー２８の内側で反射される可視光が出射される光出射用開口部２８ｃが設けられている。従って、第２蛍光体層３ｂが発する可視光は、ミラー２８の底部２８ａから漏れることがなく、ミラー２８の長手方向における底部２８ａとは反対側の光出射用開口部２８ｃから放射される。
【００５２】
本実施例では、第２蛍光体層３ｂが発する可視光が、図５に示すような配光特性Ｃを示す。従って、本実施例では、第２蛍光体層３ｂが発する可視光が配光される第１蛍光体層３ａの配光領域２ａｃ（図４（ａ）参照）が、ミラー２８によって制限され、図３に示す実施例の無電極放電ランプ１に比べて更に小さくなる。
【００５３】
しかして、第１蛍光体層３ａの配光領域２ａｃを更に小さくすることにより、第１蛍光体層３ａに使用される蛍光体の量の減少を抑えることができ、第１蛍光体層３ａが発する可視光の光量の低下を抑制できるので、バルブ２全体から放射される可視光の光量の低下を更に抑制することができる。
【００５４】
（実施形態３）
図５に示す本実施形態の無電極放電ランプ１は、実施形態１と同様に、バルブ２と、第１蛍光体層３ａと、第２蛍光体層３ｂと、パワーカプラ１１とを備える。そして、バルブ２が、有底筒状部４の中心軸に対して軸対称となる形に形成され、有底筒状部４の外周側面に、前記中心軸方向における有底筒状部４の底部４ａとは反対側ほど前記中心軸に直交する方向への突出量が大きくなる形で傾斜した６つの曲面が有底筒状部４の長手方向に沿って並設されている点が実施形態１とは相違する。なお、実施形態１と同様の構成要素については同一の符号を付して説明を省略する。また、図５では、第１蛍光体層３ａ、第２蛍光体層３ｂおよび保護膜２３の一部のみを図示してある。
【００５５】
本実施形態の無電極放電ランプ１では、第２蛍光体層から発する可視光は、図５に示すような配光特性Ｄを示す。即ち、第１蛍光体層３ａにおける第２蛍光体層が発する可視光が配光される配光領域２ａｄ（図５参照）が制限され、実施形態１の無電極放電ランプ１における第１蛍光体層３ａの配光領域２ａａに比べて小さくなる。しかして、第１蛍光体層３ａの配光領域２ａｄを小さくすることにより、第１蛍光体層３ａに使用される蛍光体の量の減少を抑えることができ、第１蛍光体層３ａが発する可視光の光量の低下を抑制できるので、バルブ２全体から放射される可視光の光量の低下を抑制することができる。
【００５６】
また、本実施形態の無電極放電ランプ１では、実施形態２のように、バルブ２の内部に反射部材であるミラー８，２８を用いることなく配光領域２ａｄを制限する。つまり、実施形態２における反射部材であるミラー８，２８を用いることなく、実施形態２に比べて、部品点数を削減することができる。
【００５７】
（実施形態４）
図６に実施形態１で説明した無電極放電ランプ１を使用した照明器具を示す。
【００５８】
本実施形態の照明器具は、椀状の反射板３１ａとガラス等の透光性材料で形成された前面パネル３１ｂとで構成された筐体３１と、筐体３１の内部に配置された無電極放電ランプ１と、筐体３１とは別の場所に配置され無電極放電ランプ１のパワーカプラ１１（図１参照）に高周波電流を通電することで無電極放電ランプ１を点灯させる高周波電源を含む点灯装置３２とを備え、点灯装置３２とパワーカプラ１１とが管灯線３３を介して電気的に接続されてなる。また、点灯装置３２に電源線３４を介して電源プラグ３５が接続されている。電源プラグ３５を商用電源（図示せず）に接続することで、商用電源から点灯装置３２に電力が供給される。なお、無電極放電ランプ１から出射される光は前面パネル３１ｂを透過して筐体３１の外側に放射される。
【００５９】
本実施形態の照明器具は、実施形態１の無電極放電ランプ１を備えることにより、第２蛍光体層３ｂが発する可視光の前記利用光量を向上させて、所定の光量を得るために必要な供給電力を抑制することができるので、省エネルギ化を図ることができる。
【００６０】
なお、本実施形態では、実施形態１の無電極放電ランプ１を備える例について説明したが、実施形態２または実施形態３で説明した無電極放電ランプ１を備えるものであってもよい。
【符号の説明】
【００６１】
１ 無電極放電ランプ
２ バルブ
２ａａ 配光領域
３ａ 第１蛍光体層
３ｂ 第２蛍光体層
４ 有底筒状部
１１ パワーカプラ
１２ 誘導コイル
１３ フェライトコア
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無電極放電ランプおよび照明器具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、透光性のガラスにより形成されるとともに内部にアルゴンなどの希ガスからなる放電ガスおよび水銀蒸気が封入されるバルブと、バルブの内部に高周波電磁界を発生させるための誘導コイルとを備える無電極放電ランプが提案されている（特許文献１乃至５参照）。ここにおいて、この類の無電極放電ランプでは、誘導コイルに高周波電流を通電するとバルブの内部に高周波電磁界が発生し、当該高周波電磁界によってバルブの内部に封入された放電ガスおよび水銀が励起され紫外線が放射される。当該紫外線が、バルブの内側に形成された蛍光体材料よりなる蛍光体層によって可視光に変換される。
【０００３】
無電極放電ランプは、バルブの内部に電極を設けない構造を有する。従って、バルブの内部に設けられた電極が劣化することにより点灯しなくなることがなく、バルブの内部に電極が設けられた一般の蛍光灯に比べて長寿命という特徴がある。
【０００４】
特許文献１や特許文献２に記載された無電極放電ランプ１’では、図７に示すように、透光性材料により形成され且つ一部から内側に突出した有底筒状部４’を有するとともに内部に放電ガスおよび水銀蒸気が封入されるバルブ２’を備え、第１蛍光体層３ａ’がバルブ２’の内側における有底筒状部４’以外の部位に形成され、第２蛍光体層３ｂ’がバルブ２’の内側における有底筒状部４’の外周側面に形成されている。また、第１蛍光体層３ａ’とバルブ２’の周壁２ａ’との間、および第２蛍光体層３ｂ’と有底筒状部４’との間には、バルブ２’の内部で発生するプラズマからバルブ２’の周壁２ａ’を保護するための保護膜２３’が形成されている。ここで、第１蛍光体層３ａ’と第２蛍光体層３ｂ’とは同じ蛍光体材料で形成してもよい。なお、図７では、第１蛍光体層３ａ’、第２蛍光体層３ｂ’および保護膜２３’の一部のみを図示してある。ここにおいて、第２蛍光体層３ａ’が発する可視光は、第１蛍光体層３ａ’、保護膜２３’およびバルブ２’の周壁２ａ’を透過してバルブ２’の外側に取り出される。
【０００５】
また、特許文献３に記載されているように、バルブの内側に前記バルブの内部で発生した紫外線を可視光に変換するＵＶ−可視変換層（以下、第１蛍光体層と称す）が形成されるとともに、内部に配設された内曲管（以下、有底筒状部と称す）の外周側面にも前記ＵＶ−可視変換層（以下、第２蛍光体層と称す）が形成され、前記有底筒状部の前記外周側面に形成された前記第２蛍光体層が発する可視光が前記バルブの外側に取り出される無電極放電ランプも提案されている。
【０００６】
ところで、第２蛍光体層３ｂ’が発する可視光のうちバルブ２’の外側に取り出すことができる可視光の光量（以下、利用光量と称す）は、バルブ２’の内面の形状、有底筒状部４’の形状や、有底筒状部４’の外周側面の光学的特性（例えば、可視光の反射率等）により異なる。
【０００７】
例えば、特許文献４に記載されているように、バルブの内側に前記バルブの内部で発生する紫外線を可視光に変換する蛍光体からなる第１蛍光体層を形成するとともに、前記バルブの内部に配設され側面に前記蛍光体からなる第２蛍光体層が形成された蛍光体塗布部材を備え、前記蛍光体塗布部材の形状を変えることで前記第２蛍光体層が発する可視光の前記利用光量を向上させることができる無電極蛍光ランプが提案されている。
【０００８】
また、特許文献５に記載されているように、バルブの周壁の内側に断面が矩形の複数の溝状構造を形成して、バルブの周壁の内側に形成された第１蛍光体層（図示せず）が発する可視光の光量低下を抑制しつつ蛍光体層およびバルブの周壁の可視光の透過率を向上させることで前記利用光量を向上させることができる無電極放電ランプが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００６−２６９２２９号公報
【特許文献２】特開２００８−１５３０２３号公報
【特許文献３】特開２００２−３１９３７３号公報
【特許文献４】特開平８−１２９９９０号公報
【特許文献５】特開２０００−３６２８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１乃至特許文献４に記載された無電極放電ランプ１’では、第２蛍光体層３ｂ’が発する可視光がバルブ２’の外側に取り出される際に、第１蛍光体層３ａ’で吸収されたり反射されたりするため、第２蛍光体層３ｂ’が発する可視光の前記利用光量を向上させることが難しかった。
【００１１】
また、特許文献５に記載された無電極放電ランプでは、前記バルブの周壁の可視光の透過率を向上させる効果を維持するために、前記バルブの周壁の内側に形成する前記第１蛍光体層の膜厚を数μｍに設定する必要がある。一方、前記第１蛍光体層は、膜厚を十数μｍに設定すると前記第１蛍光体層が発する可視光の前記利用光量が最大となる。ここで、前記バルブ全体から放射される可視光の光量を増加させるために、前記バルブの周壁の内側に形成された前記第１蛍光体層の膜厚を十数μｍ（例えば、１７μｍ）に設定した場合、前記バルブの周壁の可視光の透過率が減少し、前記利用光量が低下するおそれがあった。
【００１２】
本願発明は、前記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、内部に突出した有底筒状部を有するバルブと、バルブの内側における有底筒状部に対応する部位以外の部位に形成された第１蛍光体層と、バルブの内側における有底円筒状部に対応する部位に形成された第２蛍光体層とを備え、バルブ全体から放射される可視光の光量低下を抑制しつつ第２蛍光体層が発する可視光のうちバルブの外側に取り出すことができる可視光の光量を向上させることができる無電極放電ランプおよ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】
【００１３】
請求項１の発明は、透光性材料により形成され且つ一部から内部に突出した有底筒状部を有するとともに前記内部に放電ガスおよび水銀蒸気が封入されるバルブと、バルブの内側における前記有底筒状部に対応する部位以外の部位に形成された第１蛍光体層と、前記バルブの内側における前記有底筒状部に対応する部位に形成された前記第１蛍光体層と同じ蛍光体材料からなる第２蛍光体層と、前記有底筒状部の内側に配設され且つバルブの内部に高周波電磁界を発生させるための誘導コイルおよび誘導コイルが巻回されたフェライトコアを有するパワーカプラとを備え、誘導コイルで発生した高周波電磁界が放電ガスおよび水銀蒸気に作用して放電ガスおよび水銀を励起して紫外線を発生させるとともに前記紫外線が第１蛍光体層および第２蛍光体層により可視光に変換されてバルブの外側に取り出されるものであって、第１蛍光体層のうち第２蛍光体層から発せられた可視光が配光される配光領域における膜厚が、第１蛍光体層の前記配光領域以外の領域における膜厚に比べて薄く設定されてなることを特徴とする。
【００１４】
この発明によれば、内部に突出した有底筒状部を有するバルブと、バルブの周壁の内側における有底筒状部に対応する部位以外の部位に形成された第１蛍光体層と、バルブの周壁の内側における有底円筒状部に対応する部位に形成された第２蛍光体層とを備える無電極放電ランプにおいて、第１蛍光体層のうち第２蛍光体層から発せられた可視光が配光される配光領域における膜厚が、第１蛍光体層の前記配光領域以外の領域における膜厚に比べて薄く設定されてなることにより、バルブ全体から放射される可視光の光量低下を抑制しつつ第２蛍光体層から発する可視光のうち前記配光領域からバルブの外側に取り出すことができる可視光の光量を向上させることができる。
【００１５】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記バルブの内部に、前記第２の蛍光体層が発する可視光を反射して前記第２蛍光体層が発する可視光が配光される前記第１蛍光体層の前記配光領域を制限する反射部材を備えることを特徴とする。
【００１６】
この発明によれば、前記反射部材によって、前記配光領域を制限することにより、前記第１蛍光体層が発する可視光の光量の低下を抑制することができるので、前記バルブ全体から放射される可視光の光量の低下を抑制することができる。
【００１７】
請求項３の発明は、請求項２の発明において、前記反射部材は、紫外線を透過する透光性材料により形成されてなることを特徴とする。
【００１８】
この発明によれば、前記有底筒状部の近傍で発生した紫外線が前記反射部材により遮られることがないので、前記有底筒状部の近傍で発生した紫外線を前記第１蛍光体層により効率よく照射される。
【００１９】
請求項４の発明は、請求項１の発明において、前記バルブが、前記有底筒状部の中心軸に対して軸対称となる形に形成され、前記有底筒状部の外周側面の少なくとも一部が、前記中心軸方向における前記有底筒状部の底部とは反対側ほど前記中心軸に直交する方向への突出量が大きくなる形で傾斜した面から構成されてなることを特徴とする。
【００２０】
この発明によれば、前記有底筒状部の外周側面の少なくとも一部を、前記中心軸方向における前記有底筒状部の底部とは反対側ほど前記中心軸に直交する方向への突出量が大きくなる形で傾斜した面で構成してあるので、請求項２または請求項３の発明における反射部材を用いることなく前記配光領域を制限できるから、請求項２または請求項３の無電極放電ランプに比べて部品点数を削減できる。
【００２１】
請求項５の発明は、請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の無電極放電ランプを備えることを特徴とする照明器具。
【００２２】
この発明によれば、請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の無電極放電ランプを備えることにより、第２蛍光体層から放射される可視光の光量を向上させて所定の光量を得るために必要な供給電力を抑制することができるので、省エネルギ化を図ることができる。
【発明の効果】
【００２３】
請求項１の発明によれば、第１蛍光体層の配光領域における膜厚が、第１蛍光体層の前記配光領域以外の領域における膜厚に比べて薄く設定されてなることにより、バルブ全体から放射される可視光の光量低下を抑制しつつ第２蛍光体層から発する可視光のうち前記配光領域からバルブの外側に取り出すことができる可視光の光量を向上させることができるという効果がある。
【００２４】
請求項５の発明によれば、請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の無電極放電ランプを備えることにより、前記第２蛍光体層が発する可視光のうち前記バルブの外側に取り出すことができる可視光の光量を向上させて、所定の光量を得るために必要な供給電力を抑制することができるので、省エネルギ化を図ることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】実施形態１の無電極放電ランプの概略断面図である。
【図２】同上の説明図である。
【図３】実施形態２の無電極放電ランプを示し、（ａ）は概略断面図、（ｂ）は要部概略斜視図である。
【図４】同上の他の実施例の無電極放電ランプを示し、（ａ）は概略断面図、（ｂ）は要部概略斜視図である。
【図５】実施形態３の無電極放電ランプの概略断面図である。
【図６】実施形態４の照明器具の概略斜視図である。
【図７】従来例の無電極放電ランプを示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
（実施形態１）
以下、本実施形態の無電極放電ランプ１について、図１に基づいて説明する。
【００２７】
本実施形態１の無電極放電ランプ１は、透光性材料であるガラスにより形成され且つ一部から内部に突出した有底筒状部４を有するとともに内部に放電ガスおよび水銀蒸気が封入されたバルブ２と、バルブ２の内側における有底筒状部４に対応する部位以外の部位に形成された第１蛍光体層３ａと、バルブ２の内側における有底筒状部４に対応する部位に形成された第１蛍光体層３ａと同じ蛍光体材料からなる第２蛍光体層３ｂと、有底筒状部４の内側に挿入されるパワーカプラ１１とを備える。また、バルブ２の周壁２ａとバルブ２の内側に形成された第１蛍光体層３ａとの間、および第２蛍光体層３ｂと有底筒状部４との間には、バルブ２の内部で発生するプラズマからバルブ２の周壁２ａおよび有底筒状部４を保護するための保護膜２３が形成されている。なお、図１では、第１蛍光体層３ａ、第２蛍光体層３ｂおよび保護膜２３の一部のみを図示してある。
【００２８】
バルブ２は、透光性材料であるガラスにより形成され且つ一部に開口部２１ａが形成された電球形状部材２１と、透光性材料であるガラスにより形成され且つ一端側に底部４ａを有するとともに他端側の周縁から外側に突出した外鍔部２２ａが形成された有底筒状部材２２（本実施形態では、有底円筒状部材）とから構成されている。ここで、バルブ２は、電球形状部材２１の一部に穿設された開口部２１ａに、有底筒状部材２２を前記一端側から挿入し開口部２１ａの周縁と有底筒状部材２２の外鍔部２２ａとを溶着することにより形成される。ここに、バルブ２に有底筒状部４が形成されるとともに、バルブ２の内部に密閉された放電空間２ｂが形成される。また、電球形状のバルブ２の頚部２ｃには口金６が設けられている。
【００２９】
口金６は、円筒状部材で形成され、内周面の周方向に沿って内側に突出した係合凸部６ａが形成されており、当該口金６の一端側の開口部６ｂから電球形状のバルブ２の頚部２ｃが挿入され、バルブ２の頚部２ｃの周方向全体に亘って形成された係合凹部２ｄと係合凸部６ａとが係合することにより、バルブ２に口金６が固定されている。
【００３０】
しかして、バルブ２は、口金６によってパワーカプラ１１に着脱自在に装着することができる。なお、バルブ２とパワーカプラ１１とは、パワーカプラ１１を有底筒状部４の長手方向においてバルブ２から離れる方向へ抜脱することにより分離することができる。また、バルブ２の内部には、無電極放電ランプ１の始動性を向上させるための始動補助剤（図示せず）が封入されている。
【００３１】
有底筒状部４の内側には、バルブ２の製造時にバルブ２の内部に残留する空気を排気するための排気管５が設けられている。排気管５は、有底筒状部４の底部４ａの略中央部に溶着されるとともに底部４ａから有底筒状部４の前記他端側に延出している。なお、排気管５は、有底筒状部４の内部が前記一端側でバルブ２の内部に連通するとともに、有底筒状部４の底部４ａに溶着される側とは反対側が封止されている。また、排気管５の長手方向の略中央部には、水銀アマルガムが収納された金属容器９が配置されており、金属容器９に穿設された通気穴（図示せず）を通してバルブ２の内部の放電空間２ｂに水銀蒸気を供給することで、バルブ２の内部の放電空間２ｂの水銀蒸気の蒸気圧を制御することができる。ここに、金属容器９を排気管５の長手方向の略中央部に固定するために、排気管５の内側にガラスロッド１０が配置されるとともに排気管５の内周面に突起５ａが形成されている。
【００３２】
第１蛍光体層３ａと第２蛍光体層３ｂとは、例えば、赤色蛍光体（Ｙ２Ｏ３：Ｅｕ３＋）、緑色蛍光体（ＬａＰＯ４：Ｃｅ３＋，Ｔｂ３＋）、青色蛍光体（ＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ２７：Ｅｕ２＋）等の蛍光体により形成することができる。また、保護膜２３は、Ａｌ２Ｏ３やＳｉＯ２等の金属酸化物により形成することができる。
【００３３】
パワーカプラ１１は、有底筒状部４の内側に配設され且つバルブ２の内部に高周波電磁界を発生させるための誘導コイル１２と、誘導コイル１２が巻回されたフェライトコア１３と、誘導コイル１２で発生した熱をバルブ２の外側に放熱するための熱伝導体である放熱シリンダ１４と、放熱シリンダ１４を内側に支持するとともにバルブ２の口金６が嵌着される支持部１５とを有する。フェライトコア１３は、円筒状に形成され、フェライトコア１３の外径が有底筒状部４の内径よりも小さくなるように形成されている。また、放熱シリンダ１４は円筒状に形成され、内径が排気管５の外径と略等しくなるように形成されている。
【００３４】
フェライトコア１３は、放熱シリンダ１２に装着されている。なお、フェライトコア１３は、例えば、亜鉛、マンガン、ニッケル、鉄等の金属化合物である磁性材料で形成されている。
【００３５】
放熱体シリンダ１４は、例えば、アルミニウム等の熱伝導率の高い金属で形成されている。また、放熱シリンダ１４は、一端部が有底筒状部４の底部４ａ側に配置され他端部が有底筒状部４の外側に配置されることにより、誘導コイル１４で発生した熱を有底筒状部４の外側へ放熱することができる。
【００３６】
次に、本実施形態の無電極放電ランプ１の動作について説明する。
【００３７】
パワーカプラ１１が有する誘導コイル１２に、外部の高周波電源（図示せず）から高周波電流が通電されると、誘導コイル１２から高周波電磁界が発生する。すると、誘導コイル１２で発生した高周波電磁界が、バルブ２の内部に充填された放電ガスおよび水銀蒸気に作用して放電ガスおよび水銀を励起して紫外線を発生させる。この紫外線がバルブ２の内側に形成された第１蛍光体層３ａおよび第２蛍光体層３ｂに照射されると、第１蛍光体層３ａおよび第２蛍光体層３ｂは可視光を発する。
【００３８】
本実施形態の無電極放電ランプ１は、バルブ２の内部に電極を設けないため、電極の劣化による不点灯が生じず、一般的な蛍光ランプ（図示せず）に比べて寿命が長いという利点がある。
【００３９】
また、本実施形態のパワーカプラ１１は、フェライトコア１３を使用して結合効率を高くすることにより、フェライトコア１３を使用しないパワーカプラ（図示せず）に比べて低い周波数でも無電極放電ランプ１を始動させることができるので、フェライトコア１３を使用しないパワーカプラ１１に比べて電力を節約でき低コスト化が図れる。また、誘導コイル１２がバルブ２の有底筒状部４の内側に収納されるので、外観もよい。
【００４０】
次に、本実施形態における第１蛍光体層３ａが発する可視光のうちバルブ２の外側に取り出すことができる可視光の光量（以下、利用光量と称す）、および第２蛍光体層３ｂが発する可視光のうちバルブ２の外側に取り出すことができる可視光の光量と、第１蛍光体層３ａの膜厚との関係について図２に基づいて説明する。ここに、図２は、本実施形態の無電極放電ランプ１の一実施例について、第１蛍光体層３ａの膜厚と前記利用光量との関係を示し、横軸は第１蛍光体層３ａの膜厚、縦軸は、第１蛍光体層３ａが発する可視光の前記利用光量および第２蛍光体層３ｂが発する可視光の前記利用光量の和（以下、総利用光量と称す）の最大値に対する、第１蛍光体層３ａが発する可視光の前記利用光量、第２蛍光体層３ｂが発する可視光の前記利用光量、および前記総利用光量の相対値を示している。
【００４１】
図２に示すように、第１蛍光体層３ａから発する可視光の前記利用光量は、第１蛍光体層３ａの膜厚に依存する。これは、第１蛍光体層３ａを形成する蛍光体の量、および第１蛍光体層３ａのうち厚み方向におけるバルブ２の周壁２ａ側とは反対側の蛍光体から発せられた光のうち第１の蛍光体層３ａを透過してバルブ２の外側へ取り出される光量が、第１蛍光体層３ａの膜厚によって変化することによる。また、図２に示すように、第１蛍光体層３ａの膜厚が薄くなると前記利用光量が減少するのは、バルブ２内で発生し第１蛍光体層３ａを透過してバルブ２の周壁２ａに到達する紫外線がバルブ２の周壁で吸収される割合が増加して、第１蛍光体層３ａの発光に利用される紫外線の量が減少することも一因となっている。通常、第１蛍光体層３ａから発する可視光の前記利用光量が最大となる第１蛍光体層３ａの膜厚ｔ１は十数μｍであり、図２に示した実施例では、第１蛍光体層３ａの膜厚ｔ１は１７μｍである。
【００４２】
第２蛍光体層３ｂで発する可視光は、第１蛍光体層３ａ、保護膜２３、およびバルブ２の周壁２ａを透過してバルブ２の外側に取り出される。従って、第２蛍光体層３ｂで発する可視光の前記利用光量は、第１蛍光体層３ａの膜厚を薄くして第１蛍光体層３ａの透過率が高くなるほど大きくなる。
【００４３】
ここで、前述のように、第１蛍光体層３ａが発する可視光の前記利用光量を大きくするには、第１蛍光体層３ａの膜厚が膜厚ｔ１以下においては、第１蛍光体層３ａの膜厚を厚くする必要がある。一方、第２蛍光体層３ｂで発する可視光の前記利用光量を大きくするには、第１蛍光体層３ａの膜厚を薄くする必要がある。即ち、第１蛍光体層３ａの膜厚が膜厚ｔ１以下においては、第１蛍光体層３ａが発する可視光の前記利用光量と第２蛍光体層３ｂが発する可視光の前記利用光量とは、第１蛍光体層３ａの膜厚に対して、トレードオフの関係にある。ここで、第１蛍光体層３ａの膜厚を前記膜厚ｔ１よりも薄い膜厚ｔ２に設定すると、前記総利用光量が最大となる。図２に示した実施例では、第１蛍光体層３ａの膜厚ｔ２は、１４μｍである。
【００４４】
ところで、本実施形態の無電極放電ランプ１では、第２蛍光体層３ｂで発する可視光は、図１の一点鎖線に示すような配光特性Ａを有する。そして、第１蛍光体層３ａのうち第２蛍光体層３ｂからの可視光が配光される配光領域２ａａ（図１参照）の膜厚を、膜厚ｔ２（例えば、１４μｍ）に設定し、第１蛍光体層３ａの配光領域２ａａ以外の領域の膜厚を、膜厚ｔ１（例えば、１７μｍ）に設定している。つまり、第１蛍光体層３ａの配光領域２ａａ（図１参照）の膜厚を、第１蛍光体層３ａの配光領域２ａａ以外の領域の膜厚に比べて薄くなるように設定している。しかして、第２蛍光体層３ｂから発する可視光の前記利用光量を向上させることができる。
【００４５】
また、本実施形態の無電極放電ランプ１では、第１蛍光体層３ａの配光領域２ａａ以外の領域の膜厚を、第１蛍光体層３ａの配光領域２ａａの膜厚よりも厚く設定することができる。例えば、第１蛍光体層３ａの配光領域２ａａの膜厚を１４μｍに設定し、第１蛍光体層３ａの配光領域２ａａ以外の領域の膜厚を１７μｍに設定することができる。しかして、バルブ２全体から放射される可視光の光量低下を抑制することができる。
【００４６】
（実施形態２）
図３（ａ）に示す本実施形態の無電極放電ランプ１は、実施形態１と同様に、バルブ２と、第１蛍光体層３ａと、第２蛍光体層３ｂと、パワーカプラ１１とを備える。そして、バルブ２の内部には、第２蛍光体層３ｂが発する可視光を反射して第２蛍光体層３ｂが発する可視光が配光される第１蛍光体層３ａの配光領域２ａｂを制限する反射部材であるミラー８が設けられている点が実施形態１とは相違する。なお、実施形態１と同様の構成要素については同一の符号を付して説明を省略する。また、図３（ａ）では、第１蛍光体層３ａ、第２蛍光体層３ｂおよび保護膜２３の一部のみを図示してある。
【００４７】
ミラー８は、図３（ｂ）に示すように、ガラスにより形成され且つ一方向に拡径する断面円環状の部材により形成されている。本実施形態では、６つのミラー８，８，・・・，８が有底筒状部４に嵌装されている。また、ミラー８は、第２蛍光体層３ｂが発する可視光を反射するとともに有底筒状部４の近傍で発生した紫外線を透過するという光学的特性を有する。ここに、ミラー８は、前記円筒状部材４の外周側面にＳｉＯ２やＴｉＯ２等からなる光学薄膜（図示せず）を積層することにより形成することができる。しかして、第２蛍光体層３ｂに紫外線を効率的に照射できるとともに、第２蛍光体層３ｂが発する可視光を反射することができる。
【００４８】
ところで、無電極放電ランプ１から放射される可視光の光量は、第１蛍光体層３ａおよび第２蛍光体層３ｂに使用される蛍光体の量に依存する。また、本実施形態では、実施形態１と同様に、第１蛍光体層３ａの配光領域２ａｂの膜厚は、第１蛍光体層３ａの配光領域２ａｂ以外の領域の膜厚に比べて薄く設定されている。従って、配光領域２ａｂが大きくなると、第１蛍光体層３ａに使用される蛍光体の量が減少することにより、第１蛍光体層３ａが発する可視光の光量の低下を抑制できるので、バルブ２全体から放射される可視光の光量が減少することになる。
【００４９】
これに対して、本実施形態の無電極放電ランプ１は、ミラー８が設けられていることにより、第２蛍光体層３ｂが発する可視光がミラー８によって有底筒状部４の突出する方向に反射され、図３（ａ）に示すような配光特性Ｂを示す。従って、第１蛍光体層３ａにおける第２蛍光体層３ｂが発する可視光が配光される配光領域２ａｂ（図３（ａ）参照）が制限され、実施形態１における配光領域２ａａ（図１参照）に比べて小さくなる。
【００５０】
しかして、第２蛍光体層３ｂが発する可視光が配光される第１蛍光体層３ａの配光領域２ａｂを小さくすることにより、第１蛍光体層３ａに使用される蛍光体の量の減少を抑えることができ、第１蛍光体層３ａが発する可視光の光量の低下を抑制できるので、バルブ２全体から放射される可視光の光量の低下を抑制することができる。
【００５１】
また、本実施形態の無電極放電ランプ１の他の実施例として、図４（ａ）に示すように、内径が有底筒状部４の外径よりも大きいガラスからなる有底筒状の部材で形成されたミラー２８を使用してもよい。ここにおいて、ミラー２８は、図４（ｂ）に示すように、底部２８ａに有底筒状部４が挿通される筒状部挿通穴２８ｂが穿設されており、筒状部挿通穴２８ｂの内径の寸法が有底筒状部４の外径の寸法と略同じになるように設定されている。また、ミラー２８の長手方向における底部２８ａとは反対側の端部には、第２蛍光体層３ｂが発しミラー２８の内側で反射される可視光が出射される光出射用開口部２８ｃが設けられている。従って、第２蛍光体層３ｂが発する可視光は、ミラー２８の底部２８ａから漏れることがなく、ミラー２８の長手方向における底部２８ａとは反対側の光出射用開口部２８ｃから放射される。
【００５２】
本実施例では、第２蛍光体層３ｂが発する可視光が、図５に示すような配光特性Ｃを示す。従って、本実施例では、第２蛍光体層３ｂが発する可視光が配光される第１蛍光体層３ａの配光領域２ａｃ（図４（ａ）参照）が、ミラー２８によって制限され、図３に示す実施例の無電極放電ランプ１に比べて更に小さくなる。
【００５３】
しかして、第１蛍光体層３ａの配光領域２ａｃを更に小さくすることにより、第１蛍光体層３ａに使用される蛍光体の量の減少を抑えることができ、第１蛍光体層３ａが発する可視光の光量の低下を抑制できるので、バルブ２全体から放射される可視光の光量の低下を更に抑制することができる。
【００５４】
（実施形態３）
図５に示す本実施形態の無電極放電ランプ１は、実施形態１と同様に、バルブ２と、第１蛍光体層３ａと、第２蛍光体層３ｂと、パワーカプラ１１とを備える。そして、バルブ２が、有底筒状部４の中心軸に対して軸対称となる形に形成され、有底筒状部４の外周側面に、前記中心軸方向における有底筒状部４の底部４ａとは反対側ほど前記中心軸に直交する方向への突出量が大きくなる形で傾斜した６つの曲面が有底筒状部４の長手方向に沿って並設されている点が実施形態１とは相違する。なお、実施形態１と同様の構成要素については同一の符号を付して説明を省略する。また、図５では、第１蛍光体層３ａ、第２蛍光体層３ｂおよび保護膜２３の一部のみを図示してある。
【００５５】
本実施形態の無電極放電ランプ１では、第２蛍光体層から発する可視光は、図５に示すような配光特性Ｄを示す。即ち、第１蛍光体層３ａにおける第２蛍光体層が発する可視光が配光される配光領域２ａｄ（図５参照）が制限され、実施形態１の無電極放電ランプ１における第１蛍光体層３ａの配光領域２ａａに比べて小さくなる。しかして、第１蛍光体層３ａの配光領域２ａｄを小さくすることにより、第１蛍光体層３ａに使用される蛍光体の量の減少を抑えることができ、第１蛍光体層３ａが発する可視光の光量の低下を抑制できるので、バルブ２全体から放射される可視光の光量の低下を抑制することができる。
【００５６】
また、本実施形態の無電極放電ランプ１では、実施形態２のように、バルブ２の内部に反射部材であるミラー８，２８を用いることなく配光領域２ａｄを制限する。つまり、実施形態２における反射部材であるミラー８，２８を用いることなく、実施形態２に比べて、部品点数を削減することができる。
【００５７】
（実施形態４）
図６に実施形態１で説明した無電極放電ランプ１を使用した照明器具を示す。
【００５８】
本実施形態の照明器具は、椀状の反射板３１ａとガラス等の透光性材料で形成された前面パネル３１ｂとで構成された筐体３１と、筐体３１の内部に配置された無電極放電ランプ１と、筐体３１とは別の場所に配置され無電極放電ランプ１のパワーカプラ１１（図１参照）に高周波電流を通電することで無電極放電ランプ１を点灯させる高周波電源を含む点灯装置３２とを備え、点灯装置３２とパワーカプラ１１とが管灯線３３を介して電気的に接続されてなる。また、点灯装置３２に電源線３４を介して電源プラグ３５が接続されている。電源プラグ３５を商用電源（図示せず）に接続することで、商用電源から点灯装置３２に電力が供給される。なお、無電極放電ランプ１から出射される光は前面パネル３１ｂを透過して筐体３１の外側に放射される。
【００５９】
本実施形態の照明器具は、実施形態１の無電極放電ランプ１を備えることにより、第２蛍光体層３ｂが発する可視光の前記利用光量を向上させて、所定の光量を得るために必要な供給電力を抑制することができるので、省エネルギ化を図ることができる。
【００６０】
なお、本実施形態では、実施形態１の無電極放電ランプ１を備える例について説明したが、実施形態２または実施形態３で説明した無電極放電ランプ１を備えるものであってもよい。
【符号の説明】
【００６１】
１ 無電極放電ランプ
２ バルブ
２ａａ 配光領域
３ａ 第１蛍光体層
３ｂ 第２蛍光体層
４ 有底筒状部
１１ パワーカプラ
１２ 誘導コイル
１３ フェライトコア
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性材料により形成され且つ一部から内部に突出した有底筒状部を有するとともに前記内部に放電ガスおよび水銀蒸気が封入されるバルブと、バルブの内側における前記有底筒状部に対応する部位以外の部位に形成された第１蛍光体層と、前記バルブの内側における前記有底筒状部に対応する部位に形成された前記第１蛍光体層と同じ蛍光体材料からなる第２蛍光体層と、前記有底筒状部の内側に配設され且つバルブの内部に高周波電磁界を発生させるための誘導コイルおよび誘導コイルが巻回されたフェライトコアを有するパワーカプラとを備え、誘導コイルで発生した高周波電磁界が放電ガスおよび水銀蒸気に作用して放電ガスおよび水銀を励起して紫外線を発生させるとともに前記紫外線が第１蛍光体層および第２蛍光体層により可視光に変換されてバルブの外側に取り出されるものであって、第１蛍光体層のうち第２蛍光体層から発せられた可視光が配光される配光領域における膜厚が、第１蛍光体層の前記配光領域以外の領域における膜厚に比べて薄く設定されてなることを特徴とする無電極放電ランプ。
【請求項２】
前記バルブの内部に、前記第２の蛍光体層が発する可視光を反射して前記第２蛍光体層が発する可視光が配光される前記第１蛍光体層の前記配光領域を制限する反射部材を備え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】
前記反射部材は、紫外線を透過する透光性材料により形成されてなることを特徴とする請求項２記載の無電極放電ランプ。
【請求項４】
前記バルブが、前記有底筒状部の中心軸に対して軸対称となる形に形成され、前記有底筒状部の外周側面の少なくとも一部が、前記中心軸方向における前記有底筒状部の底部とは反対側ほど前記中心軸に直交する方向への突出量が大きくなる形で傾斜した面から構成されてな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５】
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の無電極放電ランプを備えることを特徴とする照明器具。
【請求項１】
透光性材料により形成され且つ一部から内部に突出した有底筒状部を有するとともに前記内部に放電ガスおよび水銀蒸気が封入されるバルブと、バルブの内側における前記有底筒状部に対応する部位以外の部位に形成された第１蛍光体層と、前記バルブの内側における前記有底筒状部に対応する部位に形成された前記第１蛍光体層と同じ蛍光体材料からなる第２蛍光体層と、前記有底筒状部の内側に配設され且つバルブの内部に高周波電磁界を発生させるための誘導コイルおよび誘導コイルが巻回されたフェライトコアを有するパワーカプラとを備え、誘導コイルで発生した高周波電磁界が放電ガスおよび水銀蒸気に作用して放電ガスおよび水銀を励起して紫外線を発生させるとともに前記紫外線が第１蛍光体層および第２蛍光体層により可視光に変換されてバルブの外側に取り出されるものであって、第１蛍光体層のうち第２蛍光体層から発せられた可視光が配光される配光領域における膜厚が、第１蛍光体層の前記配光領域以外の領域における膜厚に比べて薄く設定されてなることを特徴とする無電極放電ランプ。
【請求項２】
前記バルブの内部に、前記第２の蛍光体層が発する可視光を反射して前記第２蛍光体層が発する可視光が配光される前記第１蛍光体層の前記配光領域を制限する反射部材を備え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】
前記反射部材は、紫外線を透過する透光性材料により形成されてなることを特徴とする請求項２記載の無電極放電ランプ。
【請求項４】
前記バルブが、前記有底筒状部の中心軸に対して軸対称となる形に形成され、前記有底筒状部の外周側面の少なくとも一部が、前記中心軸方向における前記有底筒状部の底部とは反対側ほど前記中心軸に直交する方向への突出量が大きくなる形で傾斜した面から構成されてな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５】
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の無電極放電ランプを備えることを特徴とする照明器具。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１０−１９２４００（Ｐ２０１０−１９２４００Ａ）
【公開日】平成２２年９月２日（２０１０．９．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−３８１１３（Ｐ２００９−３８１１３）
【出願日】平成２１年２月２０日（２００９．２．２０）
【出願人】（０００００５８３２）パナソニック電工株式会社 (17,916)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月２日（２０１０．９．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月２０日（２００９．２．２０）
【出願人】（０００００５８３２）パナソニック電工株式会社 (17,916)
【Ｆターム（参考）】
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