JP2006059819A - Phosphor coating structure for electrode discharge lamp - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、無電極放電ランプの管球部に適用される蛍光体被膜の構造に関するものである。蛍光体被膜、そして特に、無電極放電ランプにおいて存在する壁面熱負荷(wall loading)特性の差を解決しようとした蛍光体被膜構造に関するものである。 The present invention relates to a structure of a phosphor coating applied to a bulb portion of an electrodeless discharge lamp. The present invention relates to a phosphor coating, and more particularly to a phosphor coating structure which attempts to solve the difference in wall loading characteristics existing in an electrodeless discharge lamp.
無電極放電ランプは電力要求を減少し、これによって運転コストの高い電力施設を建設しないための電気的構成の実現に大きく貢献するものであることが特筆される。無電極放電ランプの属性は、このような装置の改善されたエネルギ効率からもたらされ、かつ寿命を短縮するような電極素子を排除したことから長寿命が期待される。無電極放電ランプの一例は、イオン化媒体をランプ管球内に収容し、そのイオン化媒体に近接するようにRF信号を導入して、放電状態を形成することを開示した米国特許第4,010,400号において見出すことができる。適当な蛍光体を用いることにより、可視光線はそのような放電によって生成される。このRF信号を発生するため、無電極放電ランプはランプベース内に配置された安定回路構造を有し、このような安定回路構造はコイル部材をランプ管球内に突入させることによりRF信号をイオン化媒体に誘導結合させる。 It is noted that electrodeless discharge lamps greatly contribute to the realization of an electrical configuration that reduces power requirements, thereby avoiding the construction of power facilities with high operating costs. The attribute of the electrodeless discharge lamp comes from the improved energy efficiency of such a device and is expected to have a long life because it eliminates electrode elements that shorten the life. An example of an electrodeless discharge lamp is disclosed in U.S. Pat. No. 4,010, which discloses that an ionization medium is contained in a lamp tube and an RF signal is introduced so as to be close to the ionization medium to form a discharge state. It can be found in No. 400. By using a suitable phosphor, visible light is generated by such a discharge. In order to generate this RF signal, the electrodeless discharge lamp has a stable circuit structure disposed in the lamp base, and such a stable circuit structure ionizes the RF signal by causing a coil member to enter the lamp tube. Inductively coupled to the medium.
何等かの従来型の蛍光ランプによる場合のように、無電極放電ランプはイオン化された媒体からの放電を可視光線に変換するための蛍光体層を要求する。蛍光ランプ製造工程における典型的な実施法は、ハロ燐酸塩蛍光体を用い、燐酸塩をそれに混合するか、又は比較的少量の燐酸塩をそれに添加することにより、必要な最終的色彩を得ることができる。ハロ燐酸塩蛍光体は比較的廉価であり、しかも、その好ましい効率と、低価格及び色彩許容範囲が広いという理由で広く用いられている。しかしながら、小型蛍光ランプへの適用においては、高い数値の壁面熱負荷特性が典型的に形成されるため、ハロ燐酸塩蛍光体の使用は不適当である。これはそれらの材料が高い壁面熱負荷条件下において、速やかに劣化するという傾向を有するからである。そのような場合、通常はより高価な希土類蛍光体を用いることが必要とされる。無電極放電ランプにおいて、壁面熱負荷特性は、ランプ管球の部分が異なることによって変化するが、RF信号が誘導結合されるコイル部材を包囲した空洞領域の近傍において、前述した熱負荷特性が十分高くなり、そのような領域におけるハロ燐酸塩蛍光体の使用の道を閉ざすものである。ハロ燐酸塩蛍光体を用いることにより蛍光物質が劣化ることを緩和する1つの方法は、希土類蛍光体によりランプ管球の内側面の全面を覆うことである。このような特徴は光源の長寿命化をもたらすものであるが、そのランプのコストは比較的高価な希土類蛍光体を用いることにより顕著に増大する。この問題を軽減する他の1つの方法は、ランプ管球の内壁面のある位置間をマスクし、異なった蛍光体を用いるべき各個所において個別的な被着工程を実施することである。このような構成は、マスキング及び多種被覆を行うに必要な製造工程が高価につくため、一般にコスト高になるということである。
したがって、蛍光体被覆構造は、壁面熱負荷の要求に基づいて異なった蛍光体を使用する(必要な個所のみ高価な希土類を用いる)結果としてのコスト効果を得、マスキングや複数の被覆工程などのような多種の工程を付加することなく無電極放電ランプを提供することを課題とする。 Thus, the phosphor coating structure is cost effective as a result of using different phosphors (using expensive rare earths only where needed) based on wall heat load requirements, such as masking and multiple coating steps It is an object of the present invention to provide an electrodeless discharge lamp without adding such various processes.
本発明の原理に基づいて構成された無電極放電ランプは、水銀充填物と希ガスを封入したランプ管球を有し、希ガスはランプベース部に配置された安定回路が発生するRF信号の導入より放電状態まで励起されるようにしたランプ管球を有するものである。このランプ管球は少くとも部分的にコイル部材を包囲するように配置され、そのコイル部材からRF信号が発生する。ランプ管球上の蛍光体被膜構造は低コストにおいて効果的に形成され、大量生産工程のために容易に装置化することができる。ランプ管球の外側部はコイル部材に関し一定の間隔を置いて配置されるが、内側空洞部はその中心軸に沿ってランプ管球中に突入する。この中心軸に沿った内側空洞部はその中に挿入されるコイル部材を受容し、かつコイル部材に近接して内側空洞部にランプ管球の外側部よりも高い壁面熱負荷を与えるように寸法決めされる。ランプ管球の接合領域はランプ管球の最下部において内側空洞部がランプ管球の外側部に接合されることにより形成される。このランプ管球の最下部はランプ管球をランプベースに保持させるため、ランプベース上に挿入される。希土類蛍光体被膜は内側空洞部に適用されるが、ランプ管球の外側部における内側面にはハロ燐酸塩蛍光体又は蛍光性燐酸塩材料のいずれか1つが適用される。内部空洞部をランプ管球の外側部に接合する製造工程は蛍光体被覆が適用された後実行され、これによって被覆工程におけるマスク操作を不要とするものである。 An electrodeless discharge lamp constructed according to the principle of the present invention has a lamp tube filled with a mercury filling and a rare gas, and the rare gas is an RF signal generated by a stable circuit disposed in the lamp base. It has a lamp tube that is excited from the introduction to the discharge state. The lamp tube is disposed so as to at least partially surround the coil member, and an RF signal is generated from the coil member. The phosphor coating structure on the lamp tube is effectively formed at a low cost and can be easily implemented for mass production processes. The outer part of the lamp tube is spaced apart with respect to the coil member, while the inner cavity projects into the lamp tube along its central axis. The inner cavity along this central axis is sized to receive the coil member inserted therein and to provide a higher wall heat load on the inner cavity closer to the coil member than the outer part of the lamp bulb. It is decided. The joining region of the lamp tube is formed by joining the inner cavity portion to the outer portion of the lamp tube at the lowermost part of the lamp tube. The lowermost part of the lamp tube is inserted on the lamp base in order to hold the lamp tube on the lamp base. The rare earth phosphor coating is applied to the inner cavity, but either the halophosphate phosphor or the fluorescent phosphate material is applied to the inner surface of the outer portion of the lamp bulb. The manufacturing process for joining the internal cavity to the outer part of the lamp tube is performed after the phosphor coating is applied, thereby eliminating the need for masking operations in the coating process.
次に、添付図面を参照して本発明を説明する。
図1に示すとおり、低圧無電極蛍光ランプ10は外側管球部14及び凹入型(リエントラント型)空洞部16として示された内側空洞部を有するランプ管球12を備えている。凹入型空洞部16は基本的に円箇形状であり、その中心軸に沿って外側管球部14内に突入している。この凹入型空洞部16の中心軸に沿って排気封止管18が設けられ、この排気封止管18は凹入型空洞部16と外側管球部14が接合されて、ランプ管球12を完結する部分、すなわち図において20で示す接合点を越えて下方に突出している。
Next, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
As shown in FIG. 1, the low-pressure electrodeless
外側管球部14は基本的に従来の白熱レフレクタランプの完成品と同様な形状を呈している。しかしながら、外側ランプ管球14については、他の形状も採用することができる。例えば、外側管球14は周知のAライン型ランプ又は装飾グローブランプなどの形状と同様にすることもできる。
The
外側管球部14の形状とは関係なく、ランプ管球12の外側管球部及び凹入型空洞部の各々において向かい合い、究極的に接合部20において一体化される外側管球部14の下部領域14a及び凹入型空洞部16の下部領域16aは、ベースハウジング22の上部リム領域の内側に位置することになる。後に詳述するが、この点において、接合部20を配置することにより蛍光物質の被覆処理が幾分その厳密性を緩和して実施できる。さらに、外側管球部14を凹入型空洞部16の成形工程から分離して成形するランプ製造法を採用することにより、蛍光体被膜の形成はそれらの2部分がランプの最終仕上げ工程において接合される前に各部について個々に行うことができる。本発明は、この態様において、外側管球部14への蛍光体被膜形成を凹入型空洞壁への適用と分離して行うことができ、これによって互いに他の部分が異なった蛍光物質で被覆されるときにおいて、当該部分をマスクする必要をなくしたものである。
Regardless of the shape of the
図1にさらに示すとおり、本発明の無電極放電ランプ10はランプ管球12内にトロイダル型の放電相23を発生する。このような放電相23はランプ管球内に収容された充填物に無線周波(RF)エネルギを導入することにより発生する。この場合、充填物としては、標準型の蛍光ランプに用いられる従来周知の物質が用いられる。RFエネルギはハウジングベース22内に配置された安定回路24の共振回路部により生成される。この共振回路部は巻線部26a及びコア部26bを有する励起コイル26とコンデンサ28からなっている。この安定回路はライン電源から変換した条件信号により、その共振回路部を励振させる。
As further shown in FIG. 1, the
ランプ管球12内における放電相23の励起発生及び維持により、ランプ管球12の凹入型空洞部16は外側管球部14より高い壁面熱負荷値(W/cm2)を有することになる。凹入型空洞部16の壁面に適用される蛍光体被膜が特に、長寿命が期待される無電極放電ランプ10の実際の寿命を短縮化しないようにするため、この領域には三燐酸塩からなる蛍光体被膜を用いる必要がある。図2に示すとおり、三燐酸塩蛍光体被膜30はランプ管球12の外側の管内空間に対面する凹入型空洞部16の壁面上に適用される。三燐酸塩蛍光体被膜30は、市場において容易に入手できる通常の小型蛍光ランプ用の物質を典型的に用いることができる。
By generating and maintaining the
凹入型空洞部16が被る壁面熱負荷条件とは異なり、ランプ管球12の外側管球部14はそのような熱負荷がきわめて低く、しかも、比較的廉価なハロ燐酸塩物質を用いることができる。この物質は2フィート型又は4フィート型の比較的大型の蛍光ランプに用いられてきたものと同様の蛍光物質である。図2に示すとおり、異なった蛍光物質32は凹入型空洞部に用いられた蛍光物質30とは異なった粒子サイズを有するものとして示されている。さらに、図2に示すとおり、ランプ10はレフレクタランプであり、凹入型空洞部16の壁面においてランプ管球の最大直径部までのびる下半部において光反射性被覆34を有する。最大直径部はA−A線で示す分割線(二点鎖線)で示されている。
Unlike the wall surface heat load condition experienced by the
ランプ管球12の外側管球部14及び凹入型空洞部16の壁面に各々蛍光体被膜を形成するための被覆工程は、その凹入型空洞部16と外側管球部14が接合されるランプ管球12の部分に関しては厳密性を要求されない。実際上、接合部20は最終製品においては外見に現れず、ハウジングベース22の上部リムによって覆われるものである。さらに、ハウジング部22及び安定回路部24に組み付けられる最終製品として蛍光体被膜を有するランプ管球12に適用される加工工程においては、外側管球部14と空洞部16の各々が個別的な被覆材料を適用するためにマスキング工程を必要とせずに実施されるという事実によって単純化されることが理解されるであろう。このような個別的被覆工程が完了した後、外側管球部14及び凹入型空洞部16は最終的なランプ管球を形成するために接合され、これによって高価な三燐酸塩材料を、壁面熱負荷特性に応じて要求される領域においてのみ用いることからなる比較的廉価な素子構成を達することができる。
In the covering step for forming the phosphor coating on the
以上述べた実施例は、本発明の好ましい具体化であるが、それらの実施例に対しては添付の請求の範囲に従う限りにおいて本発明の範囲から逸脱することなく、種々の変更を加えることが可能である。 The embodiments described above are preferred embodiments of the present invention, but various modifications may be made to these embodiments without departing from the scope of the present invention as long as they are subject to the appended claims. Is possible.
10 無電極放電ランプ
12 ランプ管球
16 空洞部
22 ハウジングベース
10
Claims (1)
前記コイル部材から隔たって位置する前記ランプ管球の外側部と、
その中心軸に沿って前記ランプ管球内に突入し、かつ前記コイル部材を支持するように寸法決めされた内側空洞部であって、前記ランプ管球の前記外側部が被る値よりも高い壁面熱負荷条件に支配される部分と、
前記内側空洞部を前記ランプ管球の外側部に接続する前記ランプ管球の接合域と、
前記ランプ管球の前記内側空洞部に適用される希土類蛍光体被膜、及び
前記ランプ管球の前記外側部の内面に適用されるハロ燐酸塩及び燐酸塩物質の少くとも1つからなる蛍光体被膜を備えたことを特徴とする無電極放電ランプ。 In an electrodeless discharge lamp having a lamp tube filled with mercury and a rare gas that is excited to a discharge state by introducing an RF signal generated by a stable circuit disposed in a base portion, the lamp tube transmits an RF signal. It is arranged so as to at least partially surround the generated coil member, and a phosphor film is formed on the lamp tube, and the electrodeless discharge lamp comprises:
An outer portion of the lamp tube positioned away from the coil member;
A wall surface that is dimensioned to project into the lamp tube along its central axis and to support the coil member, the wall surface being higher than the value experienced by the outer portion of the lamp tube The part governed by the heat load condition;
A joint area of the lamp tube connecting the inner cavity to an outer portion of the lamp tube;
A rare earth phosphor coating applied to the inner cavity of the lamp bulb; and
An electrodeless discharge lamp comprising: a phosphor coating composed of at least one of a halophosphate and a phosphate material applied to an inner surface of the outer portion of the lamp tube.
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