JP2004031229A - Discharge lamp and discharge lamp device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、放電空間外の電極を有する放電ランプおよび放電ランプ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、この主の放電ランプとしては、たとえば特開2001−297733号公報に記載の構成が知られている。この特開2001−297733号公報には、一端側がドーム状に膨出した筒状の外側のガラス管に、同軸上に同様に一端側がドーム状に膨出した外側のガラス管より径小の内側のガラス管を挿入していわゆる二重円筒バルブ状の放電容器を形成し、これら外側のガラス管と内側のガラス管とを他端側で溶融接合して外側のガラス管と内側のガラス管との間に放電空間を形成し、この放電空間内にキセノン(Xe)ガスを封入している。また、内側のガラス管の放電空間側に一対の電極を形成し、これら電極の表面に誘電体層を形成し、さらに、この誘電体層の表面に蛍光体層を形成している。
【0003】
そして、電極間に電圧を印加して、誘電体層を介して放電空間の電極間で放電し紫外線を放射し、この紫外線により蛍光体層を励起して可視光線に変換し、発光している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
また、放電ランプのランプ効率を向上させるためには、電極間の距離を離して電極間に陽光柱を形成すればよいが、電極間を離すと放電時の始動電圧が上昇してしまう。
【0005】
ところが、誘電体層の厚さは数100μm以上にすることは難しくなるため、絶縁耐圧を大きくすることができず、この状態で高い電圧を印加すると誘電体層が破壊され放電ランプが点灯しなくなるおそれがある。
【0006】
また、電極は放電容器の放電空間側に形成するため、製造が煩雑である問題を有している。
【0007】
本発明は、上記問題点に鑑みなされたもので、製造を容易にするとともにランプ効率を向上させた放電ランプおよび放電ランプ装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の放電ランプは、それぞれ一端が閉塞され軸方向を一致させて配置された径の異なる一対の管体のそれぞれ他端間を接続して気密な放電空間が形成された放電容器と;この放電容器の内側に位置する管体の放電空間とは反対の面に設けられた対をなす電極と;放電空間内に充填された放電ガスと;放電容器の放電空間側の面に配設された蛍光体層とを具備したもので、放電容器の内側に位置する管体の放電空間とは反対の面に設けられた電極間に電圧を印加し、放電容器の内側に位置する管体を介して放電することにより、電極管の放電空間内に紫外線が放射され、この紫外線で蛍光体層を励起して紫外線を照射し、また、電極は放電容器の放電空間とは反対側の面に形成することにより製造工程が容易になるとともに、管体により絶縁耐電圧も向上でき、たとえば印加電圧を高くして放電空間内の放電ガスのガス圧を高くすることにより、ランプ効率が向上する。
【0009】
請求項2記載の放電ランプは、請求項1記載の放電ランプにおいて、電極は、放電容器の軸方向に沿って設けられたもので、放電容器の軸方向に沿って電極を位置させることにより、それぞれの電極を放電容器の管体の他端側近傍に位置させることができるため、電極への配線が容易になる。
【0010】
請求項3記載の放電ランプは、請求項1記載の放電ランプにおいて、電極は、放電容器の径方向に沿って設けられたもので、一般的に径方向には長さの余裕があることが多いため、電極間距離を長くでき、電極間の印加電圧を高くできるため、ランプ効率を高くしやすい。
【0011】
請求項4記載の放電ランプは、請求項1ないし3いずれか一記載の放電ランプにおいて、蛍光体層の可視光透過率は、放電容器の外側に位置する管体に設けられたものより内側の管体に設けられたものの方が高いもので、内側の管体の蛍光体層が内側に透過する紫外線および可視光線を減らして紫外線を可視光線に変換する変換効率が向上するとともに可視光線を透過させずに反射することにより光利用効率が向上し、外側の管体は蛍光体層により吸収される可視光線を減少させて光の利用効率を向上する。
【0012】
請求項5記載の放電ランプ装置は、請求項1ないし4いずれか一記載の放電ランプと;この放電ランプを点灯させる点灯装置と;放電ランプが取り付けられ点灯装置を収容するカバー体と;このカバー体に設けられ点灯装置に電力を供給する口金とを具備したもので、それぞれの作用を奏する。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の放電ランプ装置の一実施の形態の電球形蛍光ランプ装置を図面を参照して説明する。
【0014】
図1は蛍光ランプを示す縦断面図、図2は横断面図、図3は電球形蛍光ランプを示す側面図である。
【0015】
図3に示すように、この放電ランプ装置である電球形蛍光ランプ1は、先端がほぼ半球状のドーム状の放電ランプとしての蛍光ランプ2を有し、この蛍光ランプ2の基端側にはカバー体3が取り付けられ、これら蛍光ランプ2およびカバー体3により、ほぼ電球の形状に形成されている。また、カバー体3内には蛍光ランプ2を点灯する昇圧チョッパ回路およびインバータ回路などで構成された点灯装置4が収容されている。さらに、カバー体3の基端にはE26型などのエジソンタイプの口金5が取り付けられ、この口金5を図示しないランプソケットなどに挿入することにより、外部電源を点灯装置4に供給する。
【0016】
また、蛍光ランプ2は、図1に示すように、誘電体である鉛含有ガラスで形成されたいわゆる二重円筒バルブ状の放電容器11を有している。この放電容器11は、長さ100mm、直径60mm、厚さ500μmの円筒状の管体である外側のガラス管12を有し、このガラス管12は円筒状の円筒状部13が形成され、この円筒状部13の一端側はほぼ半球状のドーム状に膨出されたドーム部14で閉塞され、この外側のガラス管12の内側には、この外側のガラス管12より径小で長さが短く、長さ85mm、直径30mm、厚さ500μmの円筒状の管体としての内側のガラス管15が外側のガラス管12と同軸上に挿入され、この内側のガラス管15も外側のガラス管12と同様に、円筒状の円筒状部16が形成され、この円筒状部16の一端側はほぼ半球状のドーム状に膨出されたドーム部17で閉塞されている。そして、外側のガラス管12および内側のガラス管15は、それぞれ他端部が溶融接続されて溶融接続部18により閉塞され、気密の放電空間19が形成されている。
【0017】
また、この放電空間19内にキセノン(Xe)ガスが10kPaの圧力で充填して封入されている。
【0018】
さらに、放電空間19側の内面には、励起により紫外線を可視光線に変換、たとえばキセノンの波長172nmのエキシマ放射によって発光する、具体的にはBAM、LaPO4:Ce,TbおよびY2O3:Euなどの蛍光体層21が塗布形成されている。この蛍光体層21は、内側のガラス管15が外側のガラス管12より厚く形成され、すなわち、蛍光体層21の可視光透過率は、外側のガラス管12に設けられた蛍光体層21より内側のガラス管15に設けられた蛍光体層21の方が高くなっている。
【0019】
また、内側のガラス管15の放電空間19とは反対側である放電容器11の中心側に放電容器11の長手方向となる軸方向に沿って幅5mmの一対の電極22,22を対向して配設し、これら電極22,22を点灯装置4に電気的に接続する。なお、電極22の放電容器11の先端側は、絶縁上問題がない程度互いに近接してドーム部17の部分にまで延出されている。
【0020】
次に、上記実施の形態の点灯動作について説明する。
【0021】
そして、点灯装置4から電極22,22間に、周波数80kHz、パルス幅1μ秒、パルス電圧2kVの電圧を印加し、誘電体である内側のガラス管15を介した電極22,22間の放電空間19でたとえば誘電バリア放電などの放電をして陽光柱が発生し波長172nmを主体とする紫外線を放射し、この紫外線により蛍光体層21を励起して可視光線に変換し、発光する。また、電極22,22の先端は、蛍光ランプ2の先端側であるドーム部17の部分にまで一部が延出しているため、蛍光ランプ2の先端方向にも放電による陽光柱が発生し、蛍光ランプ2の先端側も確実に照射する。
【0022】
また、内側のガラス管15の蛍光体層21を厚くすることにより、紫外線および可視光線が内側のガラス管15の方向に透過されることを防止して可視光線を反射するとともに紫外線を効率良く可視光線に変換し、外側のガラス管12の蛍光体層21を薄くすることにより、外側のガラス管12の蛍光体層21により可視光線が吸収されることを抑制し、効率良く可視光線を外部に照射する。
【0023】
上記実施の形態によれば、内側のガラス管15を介して電極22,22は放電空間19内で放電するため、内側のガラス管15の絶縁耐圧が高いとともに電極22,22間の距離も長くできるため電極22,22間に印加する電圧を高くでき、また、放電空間19内のキセノンガスのガス圧も高くできるのでキセノンのエキシマ放射による波長172nmの紫外線の放射が増加して、電圧が低く電極面での放電のみの従来に比べ、陽光柱を多く形成できるため、発光量が増加し、ランプ効率が向上する。
【0024】
また、電極22,22は、内側のガラス管15の中心側に位置するため、電極22,22間の放電により仮にオゾンが発生しても内側のガラス管15およびカバー体3で囲われた空間であるので、外部にオゾンが流出しにくくオゾンによる悪影響を受けにくい。
【0025】
さらに、内側のガラス管15の方向に可視光線が照射されても損失になるため、内側のガラス管15の蛍光体層21を厚くすることにより、紫外線および可視光線が内側のガラス管15の方向に透過されることを防止して紫外線を効率良く可視光線に変換するとともに可視光線を外側のガラス管12方向に反射し、また、外側のガラス管12の蛍光体層21を薄くすることにより、外側のガラス管12の蛍光体層21により可視光線が吸収されることを抑制し、効率良く可視光線を外部に照射する。
【0026】
そしてまた、内側のガラス管15の放電空間19と反対側に電極22,22を形成することにより製造を容易にし、内側のガラス管15の軸方向に沿って電極22,22を形成することにより、それぞれの電極22,22の他端は放電容器11の他端側に一部が位置するので、複雑な絶縁をすることなく容易に電気的に配線できる。
【0027】
次に、他の実施の形態を図4を参照して説明する。
【0028】
図4は他の実施の形態の蛍光ランプを示す縦断面図で、基本的には図1ないし図3に示す電球形蛍光ランプと同様の構成である。
【0029】
図4に示す蛍光ランプ2は、電極23,24が軸方向に交差する方向の径方向に沿って設けられているもので、電極23は蛍光ランプ2の他端近傍となる内側のガラス管15の他端側の放電空間19とは反対側に環状に形成され、電極24は電極23と絶縁距離以上離れたドーム部17の放電空間19とは反対側に半球状であるドーム状に形成されている。
【0030】
そして、作用および効果についても、図1ないし図3に示す電球形蛍光ランプ1と同様であるが、内側のガラス管15の軸方向と交差する径方向に沿ってそれぞれの電極23,24を形成することにより、比較的長い軸方向に絶縁距離を維持できるため、電極23,24の距離を長くでき、より高電圧を印加できる。
【0031】
また、電極24をドーム部17の中心側にドーム部17の形状に沿って形成したため、ドーム部17にも陽光柱が形成でき、ドーム部17からも光を照射できるため蛍光ランプ2の先端側にも大きく光を照射できる。
【0032】
そして、この図4に示す蛍光ランプ2では、電極24の形状をドーム部17の形状に合わせたが、電極23と同様に環状に形成してもよい。
【0033】
なお、上記実施の形態では、いずれも1対の電極22,22,23,24で説明したが、複数対あるいは1対1以外の電極で対を形成しても、たとえば1つの電極に対して複数の電極を組み合わせて対を形成しても同様の効果を得ることができる。
【0034】
また、いずれも電球形蛍光ランプで説明したが、直管型の蛍光ランプとして用いても同様の効果を得ることができる。
【0035】
【発明の効果】
請求項1記載の放電ランプによれば、放電容器の内側に位置する管体の放電空間とは反対の面に設けられた電極間に電圧を印加し、放電容器の内側に位置する管体を介して放電することにより、電極管の放電空間内に紫外線が放射され、この紫外線で蛍光体層を励起して紫外線を照射し、また、電極は放電容器の放電空間とは反対側の面に形成することにより製造工程を容易にできるとともに、管体により絶縁耐電圧も向上でき、たとえば印加電圧を高くして放電空間内の放電ガスのガス圧を高くすることにより、ランプ効率を向上できる。
【0036】
請求項2記載の放電ランプによれば、請求項1記載の放電ランプに加え、放電容器の軸方向に沿って電極を位置させることにより、それぞれの電極を放電容器の管体の他端側近傍に位置させることができるため、電極への配線が容易にできる。
【0037】
請求項3記載の放電ランプによれば、請求項1記載の放電ランプに加え、一般的に径方向には長さの余裕があることが多いため、電極間距離を長くでき、電極間の印加電圧を高くできるため、ランプ効率を高くできる。
【0038】
請求項4記載の放電ランプによれば、請求項1ないし3いずれか一記載の放電ランプに加え、内側の管体の蛍光体層が内側に透過する紫外線および可視光線を減らして紫外線を可視光線に変換する変換効率が向上するとともに可視光線を透過させずに反射することにより光利用効率が向上し、外側の管体は蛍光体層により吸収される可視光線を減少させて光の利用効率を向上できる。
【0039】
請求項5記載の放電ランプ装置によれば、請求項1ないし4いずれか一記載の放電ランプを具備したもので、それぞれの効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の放電ランプ装置の一実施の形態の蛍光ランプを示す縦断面図である。
【図2】同上横断面図である。
【図3】同上電球形蛍光ランプを示す側面図である。
【図4】同上他の実施の形態の蛍光ランプを示す縦断面図である。
【符号の説明】
1 放電ランプ装置としての電球形蛍光ランプ
2 放電ランプとしての蛍光ランプ
3 カバー体
4 点灯装置
5 口金
11 放電容器
12,15 管体としてのガラス管
19 放電空間
21 蛍光体層
22,23,24 電極[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a discharge lamp and a discharge lamp device having electrodes outside a discharge space.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as this main discharge lamp, for example, a configuration described in JP-A-2001-297733 is known. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-297733 discloses that a cylindrical outer glass tube whose one end side bulges in a dome shape has an inner diameter smaller than that of an outer glass tube whose one end side similarly bulges in a dome shape. To form a so-called double-cylindrical bulb-shaped discharge vessel, and fusion-bond these outer and inner glass tubes at the other end to form an outer glass tube and an inner glass tube. A discharge space is formed between the discharge spaces, and a xenon (Xe) gas is sealed in the discharge space. Further, a pair of electrodes are formed on the discharge space side of the inner glass tube, a dielectric layer is formed on the surface of these electrodes, and a phosphor layer is formed on the surface of the dielectric layer.
[0003]
Then, a voltage is applied between the electrodes, a discharge is caused between the electrodes in the discharge space through the dielectric layer, and ultraviolet light is emitted. The ultraviolet light excites the phosphor layer to convert it into visible light, thereby emitting light. .
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
Further, in order to improve the lamp efficiency of the discharge lamp, a positive column may be formed between the electrodes by increasing the distance between the electrodes. However, if the distance between the electrodes is increased, the starting voltage at the time of discharge increases.
[0005]
However, it is difficult to increase the thickness of the dielectric layer to several hundreds μm or more, so that the dielectric breakdown voltage cannot be increased. If a high voltage is applied in this state, the dielectric layer is broken and the discharge lamp does not light. There is a risk.
[0006]
In addition, since the electrodes are formed on the discharge space side of the discharge vessel, there is a problem that manufacturing is complicated.
[0007]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to provide a discharge lamp and a discharge lamp device that facilitate manufacture and improve lamp efficiency.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The discharge lamp according to claim 1 is a discharge vessel in which an air-tight discharge space is formed by connecting the other ends of a pair of pipes having different diameters, one end of which is closed and arranged in the axial direction. A pair of electrodes provided on the surface of the tube located inside the discharge vessel opposite to the discharge space; a discharge gas filled in the discharge space; and a discharge space on the surface of the discharge vessel on the discharge space side. And a phosphor layer provided inside the discharge vessel. A voltage is applied between electrodes provided on a surface opposite to a discharge space of the tube located inside the discharge vessel, and a tube located inside the discharge vessel. By discharging through the body, ultraviolet rays are radiated into the discharge space of the electrode tube, which excites the phosphor layer and irradiates the ultraviolet rays, and the electrodes are on the opposite side of the discharge vessel to the discharge space. Forming on the surface facilitates the manufacturing process and Ri insulating withstand voltage can be improved, for example by the applied voltage increased to increase the gas pressure of the discharge gas in the discharge space, the lamp efficiency is improved.
[0009]
The discharge lamp according to
[0010]
According to a third aspect of the present invention, there is provided the discharge lamp according to the first aspect, wherein the electrode is provided along a radial direction of the discharge vessel, and generally has an allowance in the radial direction. Since the number is large, the distance between the electrodes can be increased, and the applied voltage between the electrodes can be increased, so that the lamp efficiency is easily increased.
[0011]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the discharge lamp according to any one of the first to third aspects, wherein the visible light transmittance of the phosphor layer is smaller than that provided in a tube located outside the discharge vessel. The one provided in the tube is higher, and the phosphor layer of the inner tube reduces the ultraviolet and visible light that penetrates inside, improves the conversion efficiency of converting ultraviolet light to visible light, and transmits visible light. Reflection without reflection improves light use efficiency, and the outer tube reduces visible light absorbed by the phosphor layer to improve light use efficiency.
[0012]
A discharge lamp device according to claim 5, a discharge lamp according to any one of claims 1 to 4, a lighting device for lighting the discharge lamp, a cover body to which the discharge lamp is attached and which houses the lighting device; It is provided with a base provided on the body to supply power to the lighting device, and has respective functions.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a bulb-type fluorescent lamp device according to an embodiment of the discharge lamp device of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0014]
1 is a longitudinal sectional view showing a fluorescent lamp, FIG. 2 is a transverse sectional view, and FIG. 3 is a side view showing a bulb-shaped fluorescent lamp.
[0015]
As shown in FIG. 3, a bulb-shaped fluorescent lamp 1 which is this discharge lamp device has a
[0016]
Further, as shown in FIG. 1, the
[0017]
Xenon (Xe) gas is filled and sealed in the
[0018]
Further, on the inner surface of the
[0019]
Further, a pair of
[0020]
Next, the lighting operation of the above embodiment will be described.
[0021]
Then, a voltage of 80 kHz, a pulse width of 1 μs, and a pulse voltage of 2 kV is applied between the lighting device 4 and the
[0022]
Further, by increasing the thickness of the
[0023]
According to the above embodiment, the
[0024]
Further, since the
[0025]
Further, even if visible light is irradiated in the direction of the
[0026]
Further, the
[0027]
Next, another embodiment will be described with reference to FIG.
[0028]
FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing a fluorescent lamp according to another embodiment, and has basically the same configuration as the bulb-type fluorescent lamp shown in FIGS.
[0029]
The
[0030]
The operation and effect are the same as those of the bulb-type fluorescent lamp 1 shown in FIGS. 1 to 3, but the respective electrodes 23 and 24 are formed along the radial direction intersecting the axial direction of the
[0031]
In addition, since the electrode 24 is formed on the center side of the
[0032]
In the
[0033]
Note that, in the above-described embodiment, a description has been given of a pair of
[0034]
In addition, although all of the embodiments have been described with the bulb-type fluorescent lamp, the same effect can be obtained by using the fluorescent lamp as a straight tube type fluorescent lamp.
[0035]
【The invention's effect】
According to the discharge lamp of the first aspect, a voltage is applied between electrodes provided on the surface of the tube located inside the discharge vessel opposite to the discharge space, and the tube located inside the discharge vessel is moved. UV light is radiated into the discharge space of the electrode tube by irradiating the phosphor layer with the UV light to irradiate the UV light, and the electrode is disposed on the surface of the discharge vessel opposite to the discharge space. The formation can facilitate the manufacturing process, and the tube can also improve the dielectric strength voltage. For example, by increasing the applied voltage to increase the gas pressure of the discharge gas in the discharge space, the lamp efficiency can be improved.
[0036]
According to the discharge lamp of the second aspect, in addition to the discharge lamp of the first aspect, by positioning the electrodes along the axial direction of the discharge vessel, each electrode is positioned near the other end of the tube of the discharge vessel. , Wiring to the electrodes can be facilitated.
[0037]
According to the discharge lamp of the third aspect, in addition to the discharge lamp of the first aspect, generally, there is often a margin in the radial direction, so that the distance between the electrodes can be increased, and the application between the electrodes can be increased. Since the voltage can be increased, the lamp efficiency can be increased.
[0038]
According to the discharge lamp of the fourth aspect, in addition to the discharge lamp of any one of the first to third aspects, the phosphor layer of the inner tube reduces ultraviolet light and visible light transmitted to the inside to reduce ultraviolet light to visible light. The efficiency of the light is improved by reflecting the visible light without transmitting it, and the outer tube reduces the visible light absorbed by the phosphor layer to improve the light use efficiency. Can be improved.
[0039]
According to the discharge lamp device according to the fifth aspect, the discharge lamp device according to any one of the first to fourth aspects is provided, and each effect can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a fluorescent lamp according to one embodiment of a discharge lamp device of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of the same.
FIG. 3 is a side view showing the same bulb-type fluorescent lamp.
FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing a fluorescent lamp according to another embodiment of the present invention;
[Explanation of symbols]
REFERENCE SIGNS LIST 1 bulb-type fluorescent lamp as
Claims (5)
この放電容器の内側に位置する管体の放電空間とは反対の面に設けられた対をなす電極と;
放電空間内に充填された放電ガスと;
放電容器の放電空間側の面に配設された蛍光体層と;
を具備したことを特徴とする放電ランプ。A discharge vessel in which one end is closed and an airtight discharge space is formed by connecting the other ends of a pair of tubes having different diameters arranged in the same axial direction;
A pair of electrodes provided on the surface of the tube located inside the discharge vessel opposite to the discharge space;
A discharge gas filled in the discharge space;
A phosphor layer disposed on the discharge space side surface of the discharge vessel;
A discharge lamp comprising:
ことを特徴とする請求項1記載の放電ランプ。The discharge lamp according to claim 1, wherein the electrodes are provided along an axial direction of the discharge vessel.
ことを特徴とする請求項1記載の放電ランプ。The discharge lamp according to claim 1, wherein the electrode is provided along a radial direction of the discharge vessel.
ことを特徴とする請求項1ないし3いずれか一記載の放電ランプ。4. The phosphor layer according to claim 1, wherein the visible light transmittance of the phosphor layer provided on the inner tube is higher than that of the phosphor layer provided on the tube located outside the discharge vessel. The discharge lamp as described.
この放電ランプを点灯させる点灯装置と;
放電ランプが取り付けられ点灯装置を収容するカバー体と;
このカバー体に設けられ点灯装置に電力を供給する口金と;
を具備したことを特徴とする放電ランプ装置。A discharge lamp according to any one of claims 1 to 4;
A lighting device for lighting the discharge lamp;
A cover body on which the discharge lamp is mounted and which houses the lighting device;
A base provided on the cover body for supplying power to the lighting device;
A discharge lamp device comprising:
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