JP2008053178A - Electrodeless discharge lamp and lighting device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、無電極放電灯装置並びに該無電極放電灯装置を用いた照明器具に関するものである。 The present invention relates to an electrodeless discharge lamp device and a lighting fixture using the electrodeless discharge lamp device.
従来から、図7に示すように、透光材料からなり放電ガスが封入されたバルブ3を有する無電極放電灯1と、バルブ3に近接配置された誘導コイル4とを備える無電極放電灯装置が提供されている(例えば、特許文献1参照)。
Conventionally, as shown in FIG. 7, an electrodeless discharge lamp apparatus including an
上下左右は図7を基準として、図7の無電極放電灯装置について詳しく説明すると、この無電極放電灯装置において、バルブ3は下面に開口して深さ方向を上下方向とする収納凹部31を有する。バルブ3内において放電ガスが封入された空間(以下、「放電空間」と呼ぶ。)30は、収納凹部31の深さ方向から見た収納凹部31の全周と、収納凹部31の外底面側とに連続して形成されている。誘導コイル4は、筒形状のカプラ2の外周に巻回されるとともにカプラ2が収納凹部31に挿入されることによってバルブ3に近接配置されている。
7 will be described in detail with reference to FIG. 7. In this electrodeless discharge lamp device, the
無電極放電灯1は全体として電球形状であって、収納凹部31の開口を囲む環形状の口金10を有する。カプラ2は、収納凹部31に挿入される筒形状の本体部21と、上方からみて本体部21から突出する台座部22とを有する。無電極放電灯1は、例えば口金10の下面に設けられた凹部にカプラ2の台座部22が嵌合することにより、カプラ2に対して機械的に保持される。カプラ2の本体部21の一部は筒形状のフェライトコア21aで構成されており、誘導コイル4は本体部21においてフェライトコア21aで構成された部位の周囲に巻回され、フェライトコア21aは誘導コイル4よりも上下に突出する。カプラ2のフェライトコア21a以外の部位には比較的に熱伝導率の高い材料からなる部品も用いられており、カプラ2には誘導コイル4で発生する熱を放熱する機能もある。
The
さらに、バルブ3において、収納凹部31の底面には、放電空間30に連通した空洞を内部に有してカプラ2の本体部21に挿入される排気凸部32が下方へ突設されている。
Further, in the
排気凸部32内には、アマルガム(図示せず)が収納された金属製のアマルガム容器5が収納されている。アマルガムは例えばビスマスとインジウムとの合金からなる基体金属に水銀を3.5%添加したものである。アマルガム容器5にはアマルガムに出入りする水銀蒸気を通過させるために例えば2個の穴(図示せず)が設けられている。放電ガスは、例えばアルゴンのような希ガスと、アマルガムから放出された水銀蒸気とで構成されている。バルブ3の製造工程においては、バルブ3はまず排気凸部32の先端(下端)が開口した形状とされ、このバルブ3に対して排気凸部32を通じた排気と希ガスの封入とを行った後にアマルガム容器5とアマルガム容器5を支持する例えばガラス製の支持棒6とをそれぞれ排気凸部32内に導入してから排気凸部32の下端が例えば溶着によって閉塞される。すなわち、支持棒6の上下の寸法(長さ)により、排気凸部32内でのアマルガム容器5の上下位置が調整される。
A
誘導コイル4に高周波電力が供給されると、発生した高周波電磁界によってバルブ3内に放電が発生し、この放電によって発生した電子に放電空間30の水銀が励起されて紫外光を放射する。バルブ3の内面には蛍光体(図示せず)が塗布されており、この蛍光体によって紫外光が可視光に変換されてバルブ3外に放射される。
When high-frequency power is supplied to the
また、バルブ3内には、一端が排気凸部32に挿入されたコ字形状の支持体91と、支持体91の他端に固着された扁平なフラグ92とが設けられている。フラグ92には、比較的に仕事関数が小さい例えば水酸化セシウムのような金属化合物が塗布されており、この金属化合物により、始動時の電子の数を増加させて始動性を向上させている。
Further, a
さらに、排気凸部32の内面には、アマルガム容器5の上側に位置して排気凸部32から放電空間30へのアマルガム容器5の脱落を防止する容器止め凸部32aと、支持体91において排気凸部32に挿入された側の一端部からフラグ92に近づく方向に突設された係止凸部91aを係止して排気凸部32からの支持体91の脱落を防止するフラグ止め凸部32bとがそれぞれ排気凸部32の内側へ突設されている。
この種の無電極放電灯装置においては、放電空間30における水銀の蒸気圧は、アマルガム容器5の位置での温度における水銀の飽和蒸気圧に依存する。従って、例えば周囲温度が低いときに調光点灯が行われた場合などに、アマルガム容器5の位置での温度が低くなりすぎると、バルブ3内の水銀の蒸気圧が低くなりすぎる可能性がある。また、アマルガム容器5の位置での温度における水銀の飽和蒸気圧が十分に高い場合であっても、アマルガムの温度が低いと、アマルガムの内部から表面への水銀の拡散が遅くなるために水銀の蒸気圧が飽和蒸気圧に至らず、結果として水銀の蒸気圧が低くなりすぎる可能性がある。そして、放電空間30における水銀の蒸気圧が低くなりすぎると、無電極放電灯1の光出力が低下してしまう。
In this type of electrodeless discharge lamp device, the vapor pressure of mercury in the
本発明は、上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、バルブ内の水銀の蒸気圧を確保することができる無電極放電灯装置並びに該無電極放電灯装置を用いた照明器具を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-mentioned reasons, and an object thereof is an electrodeless discharge lamp device capable of ensuring the vapor pressure of mercury in a bulb, and a lighting fixture using the electrodeless discharge lamp device. Is to provide.
請求項1の発明は、透光材料からなり希ガスとアマルガムとが封入されたバルブと、誘導コイルとを備えた無電極放電灯装置であって、バルブの外面には誘導コイルが収納される収納凹部が設けられ、バルブ内において希ガスが封入された放電空間は、収納凹部の深さ方向から見た収納凹部の全周と、収納凹部の外底面側とに連続して形成されていて、誘導コイルが巻回されるとともにバルブの収納凹部に挿入される筒形状のカプラを備え、収納凹部の底面には、放電空間に連通した空洞を内部に有してカプラに挿入される排気凸部が収納凹部の内側へ突設されていて、アマルガムは、排気凸部内において、誘導コイルよりも収納凹部へのカプラの挿入方向側に配置されていることを特徴とする。
The invention of
この発明によれば、アマルガムを排気凸部内において比較的に温度の高い位置に配置していることにより、バルブ内の水銀の蒸気圧を確保することができる。 According to this invention, the vapor pressure of mercury in the bulb can be ensured by arranging the amalgam at a relatively high temperature position in the exhaust projection.
請求項2の発明は、請求項1の発明において、バルブは球形状の外面を有し、アマルガムは、排気凸部内において、収納凹部の深さ方向から見てバルブの外径が最大となる位置よりも収納凹部へのカプラの挿入方向側に配置されていることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the valve has a spherical outer surface, and the amalgam is located in the exhaust convex portion where the outer diameter of the valve is maximum when viewed from the depth direction of the storage concave portion. Further, the coupler is arranged on the insertion direction side of the coupler into the storage recess.
請求項3の発明は、請求項1又は請求項2の発明において、アマルガムは水銀蒸気を通過させる開口を有するアマルガム容器に収納された状態で排気凸部内に収納されていることを特徴とする。
The invention of
この発明によれば、アマルガム容器を用いない場合に比べ、固層と液層が混在するアマルガムの位置を排気凸部内において比較的に温度の高い位置に保ちやすい。 According to this invention, compared with the case where an amalgam container is not used, it is easy to keep the position of the amalgam where the solid layer and the liquid layer are mixed in a relatively high temperature position in the exhaust projection.
請求項4の発明は、請求項3の発明において、アマルガム容器はセラミック製であることを特徴とする。
The invention of
この発明によれば、アマルガム容器をセラミックよりも熱伝導率の低い材料で構成する場合に比べてアマルガムの温度を確保しやすい。 According to this invention, it is easy to ensure the temperature of an amalgam compared with the case where an amalgam container is comprised with the material whose heat conductivity is lower than a ceramic.
請求項5の発明は、請求項1〜4のいずれかの発明において、バルブ内で生じた紫外光を可視光に変換する蛍光体がバルブの内面に塗布されていて、蛍光体は、収納凹部の外面においては、誘導コイルよりも収納凹部の開口に近い範囲にのみ設けられていることを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the invention of any one of the first to fourth aspects, a phosphor that converts ultraviolet light generated in the bulb into visible light is applied to the inner surface of the bulb, The outer surface is provided only in a range closer to the opening of the housing recess than the induction coil.
この発明によれば、アマルガム容器の周囲には蛍光体が設けられないことになるから、アマルガム容器の周囲に蛍光体を設ける場合に比べ、バルブ内のプラズマからの輻射熱が蛍光体に遮られることなくアマルガム容器に到達するから、アマルガムの温度をより高くすることができる。 According to this invention, since no phosphor is provided around the amalgam container, the radiant heat from the plasma in the bulb is blocked by the phosphor as compared with the case where the phosphor is provided around the amalgam container. Without reaching the amalgam container, the temperature of the amalgam can be increased.
請求項6の発明は、請求項1〜5のいずれかの発明において、バルブよりも熱伝導率の低い材料からなりカプラに取り付けられ収納凹部の深さ方向から見てアマルガムを囲む形状の断熱体が設けられていることを特徴とする。 A sixth aspect of the present invention is the heat insulating body according to any one of the first to fifth aspects, wherein the heat insulating body is made of a material having a lower thermal conductivity than the valve and is attached to the coupler and surrounds the amalgam when viewed from the depth direction of the housing recess. Is provided.
この発明によれば、断熱体によりアマルガムの熱が逃げにくくなるから、断熱体を設けない場合に比べ、周囲温度の低下時や、誘導コイルへの供給電力の低下時にも、アマルガムの温度を確保しやすくなる。 According to the present invention, since the heat of the amalgam is difficult to escape by the heat insulator, the temperature of the amalgam is ensured even when the ambient temperature is lowered or when the power supplied to the induction coil is lowered compared to the case where the heat insulator is not provided. It becomes easy to do.
請求項7の発明は、請求項1〜6のいずれか記載の無電極放電灯装置と、誘導コイルに高周波電力を供給する高周波電源と、高周波電源を収納した器具本体とを備えることを特徴とする照明器具。 A seventh aspect of the invention comprises the electrodeless discharge lamp device according to any one of the first to sixth aspects, a high-frequency power source that supplies high-frequency power to the induction coil, and an instrument body that houses the high-frequency power source. Lighting equipment to do.
本発明によれば、アマルガムを、排気凸部内において比較的に温度の高い位置である、誘導コイルよりも収納凹部へのカプラの挿入方向側の位置に配置していることにより、バルブ内の水銀の蒸気圧を確保することができる。 According to the present invention, the amalgam is disposed at a relatively higher temperature in the exhaust projection, which is closer to the insertion direction of the coupler into the housing recess than the induction coil. The vapor pressure can be secured.
また、請求項3の発明によればアマルガム容器を用いることによりアマルガムの位置を保ちやすい。
Further, according to the invention of
さらに、請求項4の発明によればアマルガム容器を熱伝導率の高いセラミックで構成したことにより、請求項5の発明によればアマルガム容器の周囲に蛍光体を設けないことにより、請求項6の発明によればアマルガム容器の周囲に断熱体を設けることにより、それぞれアマルガム容器の温度を高く保ちやすい。
Furthermore, according to the invention of
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
本実施形態の基本構成は従来例と共通であるので、対応する部分については同じ符号を付し、共通する部分については詳細な説明を省略する。 Since the basic configuration of this embodiment is the same as that of the conventional example, the corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and detailed description of the common parts is omitted.
本実施形態において、アマルガムを収納したアマルガム容器5は、図1〜図3に示すように誘導コイル4の上側に配置されている。図1には、電線7aを介して誘導コイルに電気的に接続され誘導コイル4に高周波電力を供給する高周波電源を収納した器具本体7が図示され、図1〜図3にはそれぞれバルブ3内において蛍光体8が設けられた範囲が破線で示されている。高周波電源及び蛍光体8はそれぞれ周知の技術で実現可能であるので、詳細な説明及び図示は省略する。
In this embodiment, the
また、アマルガム容器5の材料として、従来例において用いられた金属よりも熱伝導率の高いセラミックを用いている。具体的な材料としては、例えば酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、炭化珪素、窒化珪素、酸化ベリリウムなどを用いることができる。
Further, as the material of the
ここで、本発明者は、図1の無電極放電灯装置の点灯時において、排気凸部32内の4箇所a〜dの温度と周囲温度との関係を調べた。結果を図4に示す。図4を見ても分かるように、安定して最も高い温度が維持されているのは誘導コイル4の上側(すなわち、収納凹部31へのカプラ2の挿入方向側)の点aである。そこで、本実施形態では、アマルガム容器5をこの点aに配置している。この点aは、収納凹部31の深さ方向から見てバルブ3の径が最も大きくなっている位置(図2の破線BLの位置)よりも上側である。
Here, the present inventor examined the relationship between the temperatures of the four locations a to d in the
上記構成によれば、アマルガム容器5の位置を、バルブ3内で比較的に温度の高い位置としたことにより、低温の環境下で調光点灯を行った場合でもバルブ3内の水銀の蒸気圧を確保し、立ち消えを抑制することができる。
According to the above configuration, the vapor pressure of mercury in the
また、アマルガム容器5の材料として金属よりも熱伝導率の高いセラミックを用いていることにより、従来例のようにアマルガム容器5を金属製とする場合に比べてアマルガムの温度をさらに高く保つことができる。
Moreover, by using a ceramic having a higher thermal conductivity than metal as the material of the
なお、図5に示すように、収納凹部31の外面(放電空間側の面)において、誘導コイル4よりも上側(すなわち収納凹部31の開口から離れた範囲)には蛍光体8を設けないようにしてもよい。この構成を採用すれば、アマルガム容器5の周囲に蛍光体8を設けないことになり、放電空間30のプラズマからの輻射熱が、蛍光体8で遮られることなく、より効率よくアマルガムに到達するから、アマルガムの温度をさらに高く保つことができる。
As shown in FIG. 5, the
さらに、図6に示すように、熱伝導率の低い材料からなり収納凹部の深さ方向から見てアマルガム容器5を囲む筒形状の断熱体23をカプラ2に設けてもよい。この構成を採用すれば、アマルガム容器5付近の熱が逃げにくくなるから、調光点灯時や周囲温度の低下時にアマルガムの温度の低下を抑制し、アマルガムの温度を確保することができる。
Further, as shown in FIG. 6, the
1 無電極放電灯
2 カプラ
3 バルブ
4 誘導コイル
5 アマルガム容器
7 器具本体
8 蛍光体
31 収納凹部
32 排気凸部
DESCRIPTION OF
Claims (7)
バルブの外面には誘導コイルが収納される収納凹部が設けられ、
バルブ内において希ガスが封入された放電空間は、収納凹部の深さ方向から見た収納凹部の全周と、収納凹部の外底面側とに連続して形成されていて、
誘導コイルが巻回されるとともにバルブの収納凹部に挿入される筒形状のカプラを備え、
収納凹部の底面には、放電空間に連通した空洞を内部に有してカプラに挿入される排気凸部が収納凹部の内側へ突設されていて、
アマルガムは、排気凸部内において、誘導コイルよりも収納凹部へのカプラの挿入方向側に配置されていることを特徴とする無電極放電灯装置。 An electrodeless discharge lamp device comprising a bulb made of a translucent material and containing a rare gas and an amalgam, and an induction coil,
A storage recess for storing the induction coil is provided on the outer surface of the valve,
The discharge space in which the rare gas is enclosed in the bulb is continuously formed on the entire circumference of the storage recess as viewed from the depth direction of the storage recess and the outer bottom surface side of the storage recess.
A cylindrical coupler that is wound around the induction coil and inserted into the storage recess of the valve,
On the bottom surface of the storage recess, an exhaust projection that has a cavity communicating with the discharge space inside and is inserted into the coupler protrudes to the inside of the storage recess.
The electrodeless discharge lamp device according to claim 1, wherein the amalgam is disposed in the direction of insertion of the coupler into the housing recess rather than the induction coil in the exhaust projection.
アマルガムは、排気凸部内において、収納凹部の深さ方向から見てバルブの外径が最大となる位置よりも収納凹部へのカプラの挿入方向側に配置されていることを特徴とする請求項1記載の無電極放電灯装置。 The bulb has a spherical outer surface,
2. The amalgam is disposed in the exhaust projection portion on the insertion direction side of the coupler into the storage recess portion from a position where the outer diameter of the valve is maximized when viewed from the depth direction of the storage recess portion. The electrodeless discharge lamp device described.
蛍光体は、収納凹部の外面においては、誘導コイルよりも収納凹部の開口から離れた範囲には設けられていないことを特徴とする請求項1〜4のいずれか記載の無電極放電灯装置。 A phosphor that converts ultraviolet light generated in the bulb into visible light is applied to the inner surface of the bulb,
The electrodeless discharge lamp device according to any one of claims 1 to 4, wherein the phosphor is not provided on the outer surface of the housing recess in a range farther from the opening of the housing recess than the induction coil.
An illumination fixture comprising: the electrodeless discharge lamp device according to any one of claims 1 to 6; a high-frequency power source that supplies high-frequency power to the induction coil; and a fixture body that stores the high-frequency power source.
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