JP2008153023A - 無電極蛍光ランプ及び照明器具 - Google Patents

Abstract

【課題】バルブ２の内部に落ち窪んだ空洞部４の放電空間側の表面に蛍光体膜６ｂを厚く形成可能と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１３とを備え、前記空洞部４の放電空間側の表面とバルブ２の内壁に蛍光体膜６ａ，６ｂを形成され、前記空洞部４の放電空間側の表面を凹凸形状とした。
【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４は特許文献１（特開平７−２７２６８８号公報）に開示されている無電極蛍光ランプの一例を示している。この無電極蛍光ランプは、ガラスなどの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（例えば、水銀）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、放電空間の内壁に形成された蛍光体膜６ａ，６ｂと、棒状の磁性体（フェライトコア）１２の外周に巻回されて空洞部４内に収納されたソレノイド（誘導コイル）１３とを備える。そして、高周波電源２５からケーブル２６を介して誘導コイル１３に高周波電流を流すことによりバルブ２内に高周波電磁界が発生し、その高周波電磁界でバルブ２内に封入されている希ガスが放電する。この放電によりバルブ２内で水銀蒸気が励起され、紫外線を放射し、放電空間の内壁に形成されている蛍光体膜６ａ，６ｂで可視光に変換される。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。

特許文献２（特開２００４−２８１３０６号公報）には、図４の構成において、バルブ２の内壁に塗布される第１の蛍光体膜６ａと、空洞部４の側壁に塗布される第２の蛍光体膜６ｂについて、第２の蛍光体膜６ｂに添加され第２の蛍光体膜６ｂの塗布強度を上げるための結着剤の重量％を、第１の蛍光体膜６ａに添加される結着剤の重量％よりも大きくすることが提案されている。
特開平７−２７２６８８号公報 特開２００４−２８１３０６号公報

無電極蛍光ランプに塗布されている蛍光体膜のうち、バルブ２の内壁に塗布されている蛍光体膜６ａと、空洞部４の側壁に塗布されている蛍光体膜６ｂとでは目標とする性能が違う。蛍光体膜６ａは、放電空間内で発生した紫外線を十分に可視光に変換し、自ら変換した可視光および蛍光体膜６ｂで変換された可視光をバルブ２の外へ透過する必要がある。一方、蛍光体膜６ｂは蛍光体膜６ａと同様に放電空間内で発生した紫外線を可視光に変換し、その可視光をできるだけ放電空間内へ反射し、バルブ２に塗布された蛍光体膜６ａを透過してバルブ２の外へ放射する必要がある。そのため蛍光体膜６ａは比較的薄く、蛍光体膜６ｂはできるだけ厚く塗布する必要がある。

ところで、蛍光体膜６ａ，６ｂは蛍光体粒子と蛍光体粒子より細かい結着剤粒子が堆積した状態で形成されている。そのため、空洞部４が略垂直に立ち上がっていること、空洞部４の表面が略凸形状であること、そして蛍光体膜は蛍光体粒子が堆積しているだけの状態であることより、空洞部４の放電空間表面に蛍光体膜６ｂを厚く塗布すると、ランプ使用中の振動により剥離してしまうという課題がある。

本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、空洞部表面に厚い蛍光体膜の形成を可能とした無電極蛍光ランプを提供することにある。

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、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１３とを備え、前記空洞部４の放電空間側の表面とバルブ２の内壁に蛍光体膜６ａ，６ｂを形成され、前記空洞部４の放電空間側の表面を凹凸形状としたことを特徴とする。

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、空洞部の放電空間側の表面に従来よりも厚い蛍光体膜を形成することができ、空洞部の放電空間側の表面で紫外線から変換された可視光のほとんどが反射され、バルブ表面を透過して外部に取り出されるので、発光効率を向上することができる。

請求項２の発明によれば、発光効率を向上した照明器具を提供することができる。

本実施形態の無電極蛍光ランプは、図１に示すようにランプ部１とパワーカップラ部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した蛍光体膜６ａ，６ｂが形成されている。

バルブ２の放電空間側である内壁には蛍光体膜６ａが、空洞部４の放電空間側である外壁には蛍光体６ｂが、それぞれ塗布されている。

空洞部４の外壁の断面拡大図を図３に示す。ここで、空洞部４の放電空間側表面には、例えばサンドブラスト処理により小さな凹凸が形成されている。凹凸は、蛍光体粒子の大きさの数倍に相当する１０〜２０μｍの大きさとした。図３では、空洞部４の凹凸と蛍光体粒子と膜厚のサイズを合わせるために、蛍光体膜６ｂを途中省略して描いてある。

この凹凸を有することにより、蛍光体膜６ｂを厚くしてもランプ使用中の振動などで空洞部表面から剥離することなく、従来に比べて非常に厚い蛍光体膜６ｂを形成することができた。

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。

排気管５はバルブ２内を排気するために用いられるものであって、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、例えばビスマスとインジウムとの合金からなる基体金属に３．５％の含有比率で水銀を含有したものである。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、パワーカップラ部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内に挿入してパワーカップラ部１０がランプ部１に装着される（図１参照）。ここで、パワーカップラ部１０がランプ部１に装着された状態においては、図１に示すように誘導コイル１３の内側、つまり、誘導コイル１３の上端と下端との間に金属容器７を滞在させている。

本実施形態の無電極蛍光ランプは、従来例と同様に高周波電源（図示せず）を備えた点灯装置にパワーカップラ部１０が接続され、高周波電源からパワーカップラ部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。

本実施形態の無電極蛍光ランプは、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。

本発明の無電極蛍光ランプの一実施形態の断面図である。 同上のランプ部とパワーカップラ部を分離した状態の断面図である。 同上の要部断面図である。 従来例を示す断面図である。

符号の説明

２ バルブ
４ 空洞部（キャビティ）
６ａ 蛍光体膜（バルブ側）
６ｂ 蛍光体膜（空洞部側）
１２ フェライトコア
１３ 誘導コイル
２５ 高周波電源

Claims (2)

1. 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、前記空洞部の放電空間側の表面とバルブの内壁に蛍光体膜を形成され、前記空洞部の放電空間側の表面を凹凸形状としたことを特徴とする無電極蛍光ランプ。
2. 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。

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