JP2007227174A - 無電極放電ランプ及びそれを用いる照明器具 - Google Patents

Abstract

【課題】外観を向上させた無電極放電ランプ及びそれを用いる照明器具を提供する。
【解決手段】無電極放電ランプＬａは、透光性材料で形成された電球形状の外殻部２０と、外殻部２０に封着されて外殻部２０の内側に突出した凹部キャビティ４と、凹部キャビティ４の底部７から凹部キャビティ４の開口８に向かって伸びる排気管９とで形成され、内部に放電ガス及び最冷点温度で制御される水銀を封入して成るバルブ１を備えている。バルブ１及び凹部キャビティ４の内面には、保護膜２，５及び蛍光体膜３，６が塗布されており、バルブ１の頂部には、最冷点を確保するために外側に突出した突起部１１を設け、突起部１１の外面には、半透明性の塗料を塗布して被膜１２を形成してある。
【選択図】図１

Description

本発明は、無電極放電ランプ及びそれを用いる照明器具に関するものである。

従来より、バルブの内部に放電ガス及び水銀蒸気が封入された無電極放電ランプが提供されている。このような無電極放電ランプでは、バルブに近接配置された誘導コイルに高周波電流を流し、電磁誘導により高周波電磁界を発生させて、水銀蒸気を励起し、このとき放射された紫外線をバルブ内面に塗布された蛍光体により可視光に変換する。この無電極放電ランプは、バルブ内に電極を持たない構造であり、電極の劣化による不点灯がなく、一般の蛍光ランプに比べて長寿命である（例えば、特許文献１参照）。

従来の無電極放電ランプには、水銀蒸気の供給源として、ビスマス−インジウム−水銀アマルガムを使用したものがある。このアマルガムは周囲温度が変化しても、広い温度範囲で高い光出力が得られるという利点がある。その一方で高い光出力を実現するためには、高いアマルガム温度が必要であり、必要な温度に達するまでに時間がかかってしまう。つまりランプの立ち上がりが遅いという問題があった。

そこで、ランプの立ち上がり時間を短縮するために、水銀蒸気の供給源として、純粋な水銀滴を使用した無電極放電ランプが提案されている（例えば、特許文献２参照）。水銀滴は上述のアマルガムに比べて、低い温度でも高い水銀蒸気圧を得ることができるため、必要な温度に達するまでの時間が短く、ランプの立ち上がり時間を短縮できる。しかしながら、バルブの体積に対して入力電力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、内部の水銀蒸気圧が高くなり過ぎてしまい、逆に光出力が低下してしまう。そのため水銀滴を使用する場合には、水銀蒸気圧を制御するために、最冷点を確保する必要がある。最冷点とは、バルブの表面の中で最も温度が低くなる部位であり、その温度は３５℃〜４５℃程度である。特許文献２の無電極放電ランプでは、バルブに突起部を設け、この突起部を最冷点としている。
特開平７−２７２６８８号公報 特開２００１−３２５９２０号公報

上述の特許文献２の無電極放電ランプでは、突起部を備えたバルブの内面に蛍光体を塗布する場合、突起部で蛍光体が斑になりやすい。特に突起部の曲率半径が小さい場合は、突起部に蛍光体が溜まったり薄くなったりするので、外観の見栄えが悪くなるという問題がある。

本発明は上記問題点に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、外観を向上させた無電極放電ランプ及びそれを用いる照明器具を提供することである。

請求項１の発明は、透光性材料により形成された気密容器内に放電ガス及び最冷点温度で制御される水銀を封入して成るバルブを備え、前記バルブには外側に突出する突起部が形成され、前記バルブの内面には紫外線を可視光に変換する蛍光体を備えており、前記突起部を透過して外側に出る光を拡散又は遮光する光学部材を備えたことを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記光学部材は、前記突起部の表面に形成された半透明性を有する被膜又は蛍光体と同色の被膜の何れかであることを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項２の発明において、前記被膜の材料として、放熱性を有する材料を含むことを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項１の発明において、前記突起部は半透明性を有する材料又は蛍光体と同色の材料の何れかで形成されており、上記光学部材を前記突起部で構成することを特徴とする。

請求項５の発明は、請求項１〜４の何れか１項に記載の無電極放電ランプと、前記バルブに高周波電磁界を発生させる誘導コイルと、前記誘導コイルに高周波電流を印加する点灯回路とを備える照明器具を提供することを特徴とする。

請求項１の発明によれば、突起部の内面に備えた蛍光体が斑になっても、光学部材により、突起部を透過する光が拡散又は遮光されるため、突起部の内面にある蛍光体の斑が識別しにくくなり、外観が向上するという効果がある。

請求項２の発明によれば、請求項１と同様の効果がある。

請求項３の発明によれば、請求項１の効果に加えて、放熱性を有する材料により、突起部の温度が下がるので、入力電力が大きい場合や周囲温度が高い場合でも、最冷点を確実に確保して、光出力の低下を抑制できるという効果がある。

請求項４の発明によれば、請求項１の効果に加えて、光学部材が突起部で構成されているため、光学部材として別部材を設ける必要がないという効果がある。

請求項５の発明によれば、請求項１〜４の何れか１項に記載の無電極放電ランプを用いることにより、外観が向上した無電極放電ランプを用いた照明器具を提供できるという効果がある。

（第１の実施形態）
第１の実施形態を図１、図２に基づいて説明する。図１は本実施形態の無電極放電ランプの断面図であり、図２はこの無電極放電ランプを用いた照明器具の斜視図である。

本実施形態の無電極放電ランプＬａは、透光性材料（例えばガラスなど）により形成された気密容器１４内に放電ガス及び最冷点温度で制御される水銀を封入して成るバルブ１を備える。このバルブ１には、電磁誘導により高周波電磁界を発生させる誘導コイルとフェライトコアにより構成されるカプラ１６が挿入される凹部キャビティ４が設けられている。凹部キャビティ４の底部７には凹部キャビティ４の開口８に向かって伸びる排気管９が溶着されており、この凹部キャビティ４を電球形状に形成された外殻部２０の底部に封着することで放電空間となる気密容器１４が形成される。またこの気密容器１４内には、アルゴンやクリプトンなどの希ガスが、排気管９内には、水銀を放出させるためのＺｎ−Ｈｇアマルガム１０が封入されている。

バルブ１の頂部には、バルブ１の一部を外側に突出させることで突起部１１を設けており、突起部１１を含めてバルブ１の内面全体に、保護膜２及び蛍光体膜３が塗布されている。尚、図示を簡単にするため、図１には、突起部１１を含むバルブ１の内面の一部しか保護膜２及び蛍光体膜３を塗布していない図を示してあるが、実際は内面全体に塗布してある。また突起部１１の外面には、拡散剤で光拡散性を持たせた半透明性の塗料を塗布することで、被膜１２を形成してある。さらにバルブ１の底部には、樹脂材からなる口金１５が取り付けられており、この口金１５にカプラ１６を嵌合させると、凹部キャビティ４の内部にカプラ１６が挿入され、無電極放電ランプＬａがカプラ１６に保持される。
図２はカプラ１６に無電極放電ランプＬａを装着した状態を示しており、カプラ１６は放熱板１８に固定され、誘導コイルに高周波電流を印加する点灯回路１７が管灯線１９を介してカプラ１６に接続され、照明器具Ａが構成される。

この照明器具Ａでは、点灯回路１７によりカプラ１６の誘導コイルに高周波電流を流すと、気密容器１４内に高周波電磁界が発生する。この高周波電磁界により気密容器１４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。また放電中に放電ガスは励起され、励起された原子は基底状態に戻るときに紫外線を放射する。この紫外線はバルブ１及び凹部キャビティ４の内面にそれぞれ塗布された蛍光体膜３及び６によ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。点灯中、放電による熱でバルブ１は高温になるが、バルブ１に突起部１１を設け、この突起部１１を最冷点とすることで、気密容器１４内は最適な水銀蒸気圧となり、光出力の低下を抑制できる。

このような突起部１１を備えた無電極放電ランプＬａでは、突起部１１の内面に蛍光体を均一に塗布することは難しく、突起部１１の蛍光体膜３が斑になり、外観の見栄えが悪くなるという問題がある。これは蛍光体をバルブ１に塗布、乾燥させる時、突起部１１に蛍光体が溜まったり、流れたりするためである。ところが本実施形態では、突起部１１の外面に半透明性を有する塗料を塗布して被膜１２を形成しているので、突起部１１を透過して外側に出る光が被膜１２により拡散されて、蛍光体膜３の斑が識別しにくくなり、外観が向上する。ここで、被膜１２を形成する塗料として、例えばセラミックやシリコンなどの放熱性を有する材料を含む塗料を用いることも好ましく、入力電力が大きい場合や周囲温度が高い場合でも、被膜１２の放熱効果により、突起部１１の温度を下げ、最冷点を確実に確保して、光出力の低下を抑制することができる。また、上記のような無電極放電ランプＬａを用いることで、外観が向上した照明器具を提供することができる。

尚、本実施形態では、半透明性を有する塗料により形成された被膜１２を用いたが、蛍光体と同色の塗料（例えば発光色が白色の場合は白色の塗料）を塗布することで被膜１２を形成してもよく、その結果、突起部１１を透過して外側に出る光が遮光されるので、内側の斑が判別しにくくなる。さらに蛍光体と同色の塗料を塗布して被膜１２を形成することで、外側から見たバルブ全体の色斑も解消される。また、塗料を塗布して被膜１２を形成する代わりに、シート状のカバー、例えば半透明性のカバーや蛍光体と同色のカバー（例えば発光色が白色の場合は白色のカバー）を貼り付けて被膜１２を形成してもよく、上述と同様の効果が得られる。
（第２の実施形態）
第２の実施形態を図３に基づいて説明する。図３は本実施形態の無電極放電ランプの断面図である。尚、突起部以外の構成は第１の実施形態と同様であるので、同一の構成要素には同一の符号を付して説明は省略する。

本実施形態の無電極放電ランプは、第１の実施形態と比べて、半透明性を有するガラスで形成した突起部１３で光学部材を構成した点が異なり、それ以外の構成は第１の実施形態と同様である。この無電極放電ランプＬａでは、バルブ１の頂部に半透明性を有するガラスで形成された排気管（図３に図示していない）を溶着して、この排気管から排気を行い、排気後に排気管を溶断、封止することで突起部１３を形成してある。突起部１３が半透明性を有するガラスで形成されているので、第１の実施形態で説明したように、突起部１３の蛍光体膜３が斑になったとしても、突起部１３を透過して外側に出る光が半透明性の突起部１３により拡散されるので、蛍光体膜３の斑が識別しにくくなり、外観が向上する。また、半透明性を有するガラスで形成した突起部１３で光学部材を構成することで、第１の実施形態のように塗料を塗布したり、光学部材として別部材を設ける必要がないという効果も得られる。

尚、本実施形態では、半透明性のガラスで形成された突起部１３で光学部材を構成しているが、蛍光体と同色のガラス（例えば発光色が白色の場合は白色のガラス）で形成された突起部１３で光学部材を構成してもよく、その結果、突起部１３を透過して外側に出る光が突起部１３により遮光されるので、内側の斑が判別しにくくなる。さらに突起部１３を蛍光体と同色のガラス（例えば発光色が白色の場合は白色のガラス）で形成することで、外側から見たバルブ全体の色斑も解消される。尚、突起部１３を形成する材料は、ガラスに限定されるものではなく、光を拡散又は遮光する材料であればよい。

尚、上述の各実施形態では、凹部キャビティ４に挿入されたカプラ１６を構成する誘導コイルにより電磁界を発生させる無電極放電ランプで示したが、バルブの外周に巻回された誘導コイルにより電磁界を発生させる無電極放電ランプでもよい。また突起部１１又は１３についても、上記の各実施形態では１個であったが、複数個設けてもよい。

本発明の実施形態１における無電極放電ランプの断面図である。 上記の無電極放電ランプを用いた照明器具の斜視図である。 本発明の実施形態２における無電極放電ランプの断面図である。

符号の説明

１ バルブ
２，５ 保護膜
３，６ 蛍光体膜
４ 凹部キャビティ
９ 排気管
１１ 突起部
１２ 被膜
１３ 突起部
１４ 気密容器
２０ 外殻部
Ｌａ 無電極放電ランプ

Claims (5)

1. 透光性材料により形成された気密容器内に放電ガス及び最冷点温度で制御される水銀を封入して成るバルブを備え、前記バルブには外側に突出する突起部が形成され、前記バルブの内面には紫外線を可視光に変換する蛍光体を備えており、前記突起部を透過して外側に出る光を拡散又は遮光する光学部材を備えたことを特徴とする無電極放電ランプ。
2. 前記光学部材は、前記突起部の表面に形成された半透明性を有する被膜又は蛍光体と同色の被膜の何れかであることを特徴とする請求項１記載の無電極放電ランプ。
3. 前記被膜の材料として、放熱性を有する材料を含むことを特徴とする請求項２記載の無電極放電ランプ
4. 前記突起部は、半透明性を有する材料又は蛍光体と同色の材料の何れかで形成されており、上記光学部材を前記突起部で構成することを特徴とする請求項１記載の無電極放電ランプ。
5. 請求項１〜４の何れか１項に記載の無電極放電ランプと、前記バルブに高周波電磁界を発生させる誘導コイルと、前記誘導コイルに高周波電流を印加する点灯回路とを備えることを特徴とする照明器具。
   

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