JP2008153022A - 無電極蛍光ランプ及び照明器具 - Google Patents
無電極蛍光ランプ及び照明器具 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2008153022A JP2008153022A JP2006338743A JP2006338743A JP2008153022A JP 2008153022 A JP2008153022 A JP 2008153022A JP 2006338743 A JP2006338743 A JP 2006338743A JP 2006338743 A JP2006338743 A JP 2006338743A JP 2008153022 A JP2008153022 A JP 2008153022A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- bulb
- wall
- phosphor
- cavity
- film thickness
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
- Discharge Lamps And Accessories Thereof (AREA)
Abstract
【課題】1種類の蛍光体で発光効率を改善した無電極蛍光ランプを提供する。
【解決手段】透光性材料からなり内部に希ガスおよび蒸気化し得る金属が封入されるとともに内部に落ち窪んだ空洞部(キャビティ)4を有するバルブ2と、空洞部4内に収められる誘導コイルとを備え、バルブ2の内壁に形成された蛍光体膜6aの平均膜厚を10μm〜25μmとし、空洞部4の放電空間側の表面に形成された蛍光体膜6bの平均膜厚を、バルブ2の内壁に形成された蛍光体膜6aの膜厚の8倍〜20倍とした。
【選択図】図1
【解決手段】透光性材料からなり内部に希ガスおよび蒸気化し得る金属が封入されるとともに内部に落ち窪んだ空洞部(キャビティ)4を有するバルブ2と、空洞部4内に収められる誘導コイルとを備え、バルブ2の内壁に形成された蛍光体膜6aの平均膜厚を10μm〜25μmとし、空洞部4の放電空間側の表面に形成された蛍光体膜6bの平均膜厚を、バルブ2の内壁に形成された蛍光体膜6aの膜厚の8倍〜20倍とした。
【選択図】図1
Description
本発明は、希ガス及び発光材料を封入したバルブ内には電極を持たず、誘導コイルに高周波電流を通電することによって発生した高周波電磁界をバルブに印加することで、バルブ内で放電を起こし発光させる無電極蛍光ランプ及びこれを用いた照明器具に関するものである。
ガラス管内に一対の電極を配設した一般の蛍光ランプに対してガラス製のバルブ内に電極を持たない無電極蛍光ランプと呼ばれるものがある。図6は特許文献1(特開2005−197031号公報)に開示されている無電極蛍光ランプの断面図であり、図7はそのランプ部1とカプラ部10を分離した状態の断面図である。
この無電極蛍光ランプは、ランプ部1とカプラ部10とで構成される。ランプ部1はガラスのような透光性材料によって電球形状に形成されたバルブ2と、バルブ2の底に取り付けられた略円筒形の口金3とを有する。バルブ2の底には内部に落ち窪んだ円筒形の空洞部(キャビティ)4が封着され、キャビティ4の底には内部空間がバルブ2内の放電空間と連通した管状部(排気管)5が溶着されている。そして、バルブ2の壁面とキャビティ4の壁面で囲まれた放電空間に希ガス(例えば、アルゴンガス)が封入されるとともに、放電空間の内壁に蛍光体を塗布することで蛍光体膜6a,6bが形成されている。6aはバルブ2の放電空間側である内壁に塗布された蛍光体膜であり、6bは空洞部(キャビティ)4の放電空間側である周壁に塗布された蛍光体膜である。
排気管5はバルブ2内を排気するために用いられ、その下端部がバルブ2の底から外部に引き出され、バルブ2内を排気した後、アマルガムを収納した金属容器7とガラス製のロッド8を収めた状態で下端部が封止されてバブル2が密閉される。また、排気管5の上部及び中間部には内向きに突出する突部5a,5bが形成されており、中間部の突部5bとロッド8の間に金属容器7が保持される。金属容器7は内部を空洞としたカプセル状に形成され、側面に貫設した2つの孔(図示せず)を通して内部に収納されたアマルガム表面から出入りする水銀を通過させている。アマルガムは、例えばZn−HgやBi−In−Hg等が用いられる。尚、排気管5の上部に形成されている突部5aには、コ字状に形成された支持体9の一端部が係止され、排気管5からバルブ2内に導出された支持体9の他端部には仕事関数が小さい金属化合物(例えば、水酸化セシウム)を塗布したフラグ9aが固着されている。フラグ9aに塗布された金属化合物は無電極蛍光ランプの始動時における電子の数を増やす役割を担っている。
一方、カプラ部10は、下端に外鍔部11aを有する円筒形の放熱シリンダ11と、放熱シリンダ11の上端面に固定された円筒形のフェライトコア12と、フェライトコア12の外周に巻回されたソレノイド(誘導コイル)13とを具備する。そして、排気管5をフェライトコア12の内側に挿通するようにして放熱シリンダ11、フェライトコア12並びに誘導コイル13をキャビティ4内に挿入してカプラ部10がランプ部1に装着される(図6参照)。
この無電極蛍光ランプは、高周波電源を備えた点灯装置にカプラ部10が接続され、高周波電源からカプラ部10の誘導コイル13に高周波電流(例えば、周波数が130kHzの正弦波電流)を流すことでバルブ2内の放電空間に放電を生じさせて点灯するものである。
このように無電極蛍光ランプはバルブ2内に電極を持たないため、電極切れやエミッタ(熱電子放射物質)の消耗による不点が起こらず、一般の蛍光ランプに比較して長寿命という特徴を有している。
このようなキャビティ構造を有する無電極蛍光ランプの発光効率の改善手段として、特表平9−511869号公報では、バルブ内壁とキャビティ周壁に塗布する蛍光体の種類を変え、バルブ内壁に塗布する蛍光体の変換効率よりも高い変換効率を有する蛍光体をキャビティ周壁に塗布することが提案されている。
また、特開平9−73884号公報では、キャビティ周壁に塗布する蛍光体の膜厚を、バルブ内壁に塗布する蛍光体の膜厚よりも厚くすることが提案されている。
特開2005−197031号公報
特表平9−511869号公報
特開平9−73884号公報
特許文献2の手段では、一本のランプに2種類の蛍光体を塗布する必要があり、蛍光体の混入、誤塗布、コスト等の製造上の課題がある。
特許文献3の手段では、バルブ内壁に塗布する蛍光体の膜厚を15μm、キャビティ周壁に塗布する蛍光体の膜厚を30μmとすることが提案されているが、発光効率の改善効果が十分ではない。
本発明は、1種類の蛍光体で発光効率を改善した無電極蛍光ランプとその照明器具を提供することを目的とする。
請求項1の無電極蛍光ランプは、上記の課題を解決するために、図1に示すように、透光性材料からなり内部に希ガスおよび蒸気化し得る金属が封入されるとともに内部に落ち窪んだ空洞部(キャビティ)4を有するバルブ2と、空洞部4内に収められる誘導コイルとを備え、バルブ2の内壁に形成された蛍光体膜6aの平均膜厚を10μm〜25μmとし、空洞部4の放電空間側の表面に形成された蛍光体膜6bの平均膜厚が、バルブ2の内壁に形成された蛍光体膜6aの膜厚の8倍〜20倍であることを特徴とするものである。
請求項2の照明器具は、請求項1に記載の無電極蛍光ランプと、その誘導コイルに高周波電流を流す高周波電源とを備えたことを特徴とする。
請求項1の発明によれば、バルブ内壁に形成される蛍光体の膜厚を特定し、また、空洞部の放電空間側の表面に形成される蛍光体の膜厚をバルブ内壁に形成される蛍光体の膜厚よりも十分に厚くすることにより、1種類の蛍光体で発光効率を改善することが出来る。
請求項2の発明によれば、効率の良い照明器具を提供できる効果がある。
図1は本発明の無電極蛍光ランプの一実施形態の要部構成を示す断面図である。バルブ2の放電空間側である内壁には保護膜62を介して蛍光体膜6aが塗布されており、キャビティ4の放電空間側である外壁には保護膜64を介して蛍光体膜6bが塗布されている。ここで、保護膜62、64は、例えば、アルミナやシリカ等の金属酸化物で構成されている。
本発明では、バルブ2の内壁に形成された蛍光体膜6aの平均膜厚を10μm〜25μmとし、キャビティ4の放電空間側の表面に形成された蛍光体膜6bの平均膜厚が、バルブ2の内壁に形成された蛍光体膜6aの平均膜厚の8倍〜20倍であることを特徴とする。その他の構成は図6及び図7の従来例と同様である。
なお、図1では、発明の特徴を分かりやすく表現するために、蛍光体膜6a,6bの一部分のみを極端に厚く描いてあるが、実際の製品では、図6及び図7で説明したように、バルブ2の放電空間側である内壁の全域にわたり蛍光体膜6aが薄く形成され、また、キャビティ4の放電空間側である外壁の全域にわたり蛍光体膜6bが薄く形成されるものであることは言うまでもない。
カプラ部10の誘導コイル13に高周波電流を流すと、誘導コイル13の周囲には高周波電磁界が発生する。この高周波電磁界により、バルブ2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、放電空間では、水銀原子は励起され、励起された水銀原子が基底状態に戻る時に紫外放射を起こす。この紫外放射は、バルブ2の内壁に塗布された蛍光体膜6aおよびキャビティ4の周壁に塗布された蛍光体膜6bによって可視光に変換される。変換された可視光は、バルブ2を透過して外部に放出される。
蛍光体膜6a,6bを塗布する本来の目的は、上述のように放電空間で発生した紫外放射を可視光に変換することであるが、バルブ2内にキャビティ4を設けた構成のランプにおいては、バルブ2の内壁に塗布された蛍光体膜6aとキャビティ4の周壁に塗布された蛍光体膜6bには、発光以外にそれぞれ異なった効果がある。本発明では、これらの異なった効果に着目し、その効果を利用することによって、発光効率を高めることを可能とした。
図2により、バルブ2の内壁に形成した蛍光体膜6aの効果に関して説明する。バルブ2の内壁に形成した蛍光体膜6aは本来の働きである紫外放射を可視光に変換する機能を有し、一部は蛍光体膜6aとバルブ2を透過してバルブ外に、残りの部分はバルブ内部に放射される。図2に示すように、キャビティ4からの発光(点線の矢印)は、バルブ2の内壁に形成された蛍光体膜6aとバルブ2を透過してバルブ外に放射される。このことより、キャビティ4からの放射光にとっては、バルブ2の内壁の蛍光体膜6aの膜厚が薄い方が透過率が良くなるので効率は良くなる。ただし、発光に寄与する蛍光体膜厚より薄くすると、透過率は向上するが、バルブ2の内壁での発光が減少し、全体の発光効率は低下する。
キャビティ4の周壁の蛍光体膜厚を一定とし、バルブ2の内壁の蛍光体膜厚を変えた無電極蛍光ランプを作製し、その特性を測定した。その結果を図3に示す。図3において、横軸はバルブ2の内壁に塗布した蛍光体膜6aの平均膜厚、縦軸は最大光量を1とした相対光量である。この結果から明らかなように、バルブ2の内壁に塗布された蛍光体膜6aの膜厚が10μm以下になると急激に光量が低下することが判明した。この結果より、最大光量の95%以上を確保するためのバルブ2の内壁に塗布する蛍光体膜6aの平均膜厚を10μm〜25μmとした。
図4により、キャビティ4の周壁に形成した蛍光体膜6bの効果に関して説明する。キャビティ4の蛍光体膜6bは本来の働きである紫外放射を可視光に変換する機能により、一部は蛍光体膜6bとキャビティ4の周壁を透過してカプラ10側に、残りの部分は、バルブ内部に放射される。図4に示すように、バルブ2の内壁からの発光(点線の矢印)は、キャビティ4の周壁に形成した蛍光体膜6bによって反射し、バルブ2の内部に戻される。このように、キャビティ4の周壁に形成した蛍光体膜6bはバルブ2の内壁からの発光を反射する機能をも有している。バルブ2の内壁に形成した蛍光体膜6aの膜厚を10μm〜25μmの間で変化させ、また、キャビティ4の周壁に形成した蛍光体膜6bの膜厚も変えた種々の組み合わせのバルブを試作し、その特性を調べた結果を図5に示す。
図5において、横軸は、キャビティ4の周壁に形成した蛍光体膜6bの平均膜厚をバルブ2の内壁に塗布した蛍光体膜6aの平均膜厚で割った値である。左側の縦軸は、最大光量を1とした相対光量であり、グラフでは実線で示す。この結果から明らかなように、バルブ2から放出される光量は、膜厚比(キャビティ蛍光体平均膜厚/外管蛍光体膜厚)が5以上では光量がほとんど変化しないことが判明した。このことから、光量を確保するためには、膜厚比が5以上になるように蛍光体を塗布すれば良いことが判る。また、右側の縦軸は、カプラ部のフェライトコアの温度変化(deg)を今回の試作で最もフェライトコアの温度が高くなった膜厚比が2.26のランプのフェライトコア温度からの変化量で表したものであり、グラフでは破線で示す。
通常、蛍光ランプは周囲温度が25℃で最大光量が得られるように設計する。本発明の無電極蛍光ランプも蛍光ランプであるので同様である。また、通常の蛍光ランプの光量は周囲温度の影響を受ける。この点も同様である。
本発明の無電極蛍光ランプはその構成上、さらに周囲温度の影響を受ける部材として、カプラ部10のフェライトコア12が挙げられる。フェライトコアにはキューリ点(温度)と呼ばれる磁性体の特性を損なう温度が存在するので、この温度以下で使用しないといけない。ランプを器具に入れるとランプの周囲温度が上昇するので、25℃で光量が最大になるようにフェライトコアを設計しても十分ではなく、器具内での温度上昇を考慮する必要がある。通常、一般の照明器具の器具内でのランプの周囲温度は、使用環境等を考慮しても最高でも60℃程度である。つまり、25℃で最大光量になるように設計する際に、器具内でプラス35degの温度上昇を考慮しなくてはならない。図5より、膜厚比が8以上の場合、フェライトコアの温度が40deg以上低下することが期待でき、器具内温度上昇を補償、または、フェライトコアの温度設計が容易になる。
本発明では、光量確保のためには膜厚比が5以上有れば良いが、器具内でのカプラ部のフェライトコアの温度上昇も加味して、膜厚比を8以上とした。更に、キャビティ周壁に塗布する蛍光体膜6bを厚くしていくと蛍光体膜6bがキャビティ周壁から剥がれ落ちることがあることを考慮し、剥がれ落ちない限界から上限の膜厚比を20とした。
このような構造により、放電空間で発生した紫外線を変換した可視光を、空洞部4内へ透過することなく反射し、バルブ2を通過してランプ外部へ放出することができ、効率の高い光源を提供することができる。
本発明の無電極蛍光ランプはその誘導コイルと共に器具本体内に収納され、照明器具として使用される。誘導コイルに高周波電流を流す高周波電源は、器具本体に内蔵しても良いし、器具本体とは別に設けて高周波ケーブルを介して給電しても良い。
2 バルブ
3 口金
4 キャビティ(空洞部)
5 排気管
6a 蛍光体膜(バルブ側)
6b 蛍光体膜(空洞部側)
10 カプラ部
3 口金
4 キャビティ(空洞部)
5 排気管
6a 蛍光体膜(バルブ側)
6b 蛍光体膜(空洞部側)
10 カプラ部
Claims (2)
- 透光性材料からなり内部に希ガスおよび蒸気化し得る金属が封入されるとともに内部に落ち窪んだ空洞部を有するバルブと、空洞部内に収められる誘導コイルとを備え、バルブ内壁に形成された蛍光体の平均膜厚を10μm〜25μmとし、空洞部の放電空間側の表面に形成された蛍光体の平均膜厚が、バルブ内壁に形成された蛍光体膜厚の8倍〜20倍であることを特徴とする無電極蛍光ランプ。
- 請求項1に記載の無電極蛍光ランプと、その誘導コイルに高周波電流を流す高周波電源とを備えたことを特徴とする照明器具。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006338743A JP4737064B2 (ja) | 2006-12-15 | 2006-12-15 | 無電極蛍光ランプ及び照明器具 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006338743A JP4737064B2 (ja) | 2006-12-15 | 2006-12-15 | 無電極蛍光ランプ及び照明器具 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008153022A true JP2008153022A (ja) | 2008-07-03 |
JP4737064B2 JP4737064B2 (ja) | 2011-07-27 |
Family
ID=39654993
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006338743A Expired - Fee Related JP4737064B2 (ja) | 2006-12-15 | 2006-12-15 | 無電極蛍光ランプ及び照明器具 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4737064B2 (ja) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0845481A (ja) * | 1994-04-18 | 1996-02-16 | General Electric Co <Ge> | 無電極式反射型蛍光ランプ及びそれを製造するための方法 |
JPH0973884A (ja) * | 1995-09-06 | 1997-03-18 | Hitachi Ltd | 無電極蛍光ランプ |
JPH10321194A (ja) * | 1997-05-21 | 1998-12-04 | Matsushita Electric Works Ltd | 無電極放電灯 |
JP2004281306A (ja) * | 2003-03-18 | 2004-10-07 | Matsushita Electric Works Ltd | 無電極放電灯、無電極放電灯点灯装置及び照明装置 |
JP2005032644A (ja) * | 2003-07-09 | 2005-02-03 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 無電極放電ランプ |
-
2006
- 2006-12-15 JP JP2006338743A patent/JP4737064B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0845481A (ja) * | 1994-04-18 | 1996-02-16 | General Electric Co <Ge> | 無電極式反射型蛍光ランプ及びそれを製造するための方法 |
JPH0973884A (ja) * | 1995-09-06 | 1997-03-18 | Hitachi Ltd | 無電極蛍光ランプ |
JPH10321194A (ja) * | 1997-05-21 | 1998-12-04 | Matsushita Electric Works Ltd | 無電極放電灯 |
JP2004281306A (ja) * | 2003-03-18 | 2004-10-07 | Matsushita Electric Works Ltd | 無電極放電灯、無電極放電灯点灯装置及び照明装置 |
JP2005032644A (ja) * | 2003-07-09 | 2005-02-03 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 無電極放電ランプ |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4737064B2 (ja) | 2011-07-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4258380B2 (ja) | 無電極蛍光ランプ及びその点灯装置 | |
JP4872224B2 (ja) | 無電極放電ランプと同ランプを備えた照明器具 | |
US20120112624A1 (en) | Xenon lamp using ceramic arc tube | |
JP2008053178A (ja) | 無電極放電灯装置及び照明器具 | |
JP2008027745A (ja) | メタルハライドランプおよび照明装置 | |
JP4737064B2 (ja) | 無電極蛍光ランプ及び照明器具 | |
JP2006210249A (ja) | 無電極放電ランプ、無電極放電ランプ装置および照明装置 | |
JP2008159436A (ja) | 無電極放電ランプ及び照明器具 | |
JP2003100258A (ja) | 蛍光ランプおよび電球形蛍光ランプ | |
JP2007242553A (ja) | 無電極放電ランプ及びそれを用いる照明器具 | |
KR100896035B1 (ko) | 고효율 무전극 램프 | |
JP2008153023A (ja) | 無電極蛍光ランプ及び照明器具 | |
JP2009289495A (ja) | 無電極放電灯および照明器具 | |
JP2007317571A (ja) | 無電極放電ランプ及びその製造方法並びに照明器具 | |
JP2008210561A (ja) | 無電極放電灯装置及びそれを備えた照明器具 | |
JP5330856B2 (ja) | 無電極放電ランプおよび照明器具 | |
JP3456098B2 (ja) | 無電極放電灯 | |
JPH05225960A (ja) | 無電極低圧希ガス蛍光ランプ | |
JPH0973884A (ja) | 無電極蛍光ランプ | |
JP2011090837A (ja) | 無電極放電ランプ及びそれを用いた照明器具 | |
JP2007227174A (ja) | 無電極放電ランプ及びそれを用いる照明器具 | |
JP2006108049A (ja) | Uvランプ | |
JP2006269211A (ja) | 無電極放電ランプ及びそれを備えた照明器具 | |
JP2009129838A (ja) | 無電極放電ランプ及び照明器具 | |
JP2010050057A (ja) | 無電極放電灯及び照明器具 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20090727 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20110405 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20110418 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140513 Year of fee payment: 3 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |