JP2008243505A - 放電灯及びそれを用いた照明器具 - Google Patents

Abstract

【課題】バルブの内面に形成された蛍光体層の剥離を抑えた放電灯及びそれを用いた照明器具を提供する。
【解決手段】放電灯１は、透光性材料により形成された気密容器２０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なるバルブ２と、円筒状の口金３とを備えている。バルブ２は略電球形状の外郭部１９を有し、外郭部１９の下部には外殻部１９の内方に向かって凹設されカプラ１８が挿入される凹部キャビティ４が封着されている。また、凹部キャビティ４の底部４ａの中央部には、バルブ２の内部空間と連通し凹部キャビティ４の開口部４ｂ側に向かって伸びる排気管５が溶着されている。さらに、外郭部１９の内面全体及び凹部キャビティ４の外側面全体には、それぞれ蛍光体膜６が形成されている。また、凹部キャビティ４の底部４ａの近傍には、略円板状の遮蔽板１０が排気管５と略直交するように支持体１１に取着されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、放電灯及びそれを用いた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（例えば特許文献１参照）。この無電極放電ランプは、例えばガラス等の透光性材料で形成され内部に放電ガス及び水銀蒸気を封入してなるバルブを備え、このバルブ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が挿入される凹部キャビティが凹設され、バルブの内面及び凹部キャビティの外周面には蛍光体膜が形成されている。また、凹部キャビティの底部（バルブ内側においてバルブの頂部と対向する部位）には、凹部キャビティの開口に向かって伸びる排気管が溶着されており、始動補助材を塗布したフラグが、排気管の一端側（バルブ内側の端部）に係止された支持体を介して凹部キャビティの外周面近傍に配置されている。

この無電極放電ランプでは、誘導コイルに高周波電流を通電すると、バルブ内に高周波電磁界が発生し、この高周波電磁界により放電ガスが放電することで水銀蒸気が励起され紫外線を放出し、この紫外線が蛍光体膜により可視光に変換されバルブ表面を透過して可視光が外部に照射される。
特開２００５−１９７０３１号公報（段落[００１６]−[００２０]、及び、第１図−第３図）

上述の特許文献１に示した無電極放電ランプでは、効率のよい放電を行うために誘導コイルは放電空間の略中心部に配設するのがよく、そのため凹部キャビティはバルブ内部に深く落ち窪んでおり、凹部キャビティの底部はバルブの頂部近傍となっている。したがって、排気管の溶着部分もバルブの頂部近傍となるので、放電ガスを排気管を通してバルブ内に封入する際に、排気管から噴き出した放電ガスが対向するバルブの内面に当たり、塗布した蛍光体膜が剥離する虞があった。

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、バルブの内面に形成された蛍光体層の剥離を抑えた放電灯及びそれを用いた照明器具を提供することにある。

請求項１の発明は、内面に蛍光体層が形成され内部に放電ガスを封入してなるバルブと、一端側がバルブ内に連通した状態で当該バルブに取着される排気管とを備え、当該排気管の他端側からバルブ内に流入する放電ガスの流れを低下させる遮蔽部材を設けたことを特徴とする。

請求項２の発明は、遮蔽部材は金属板からなり、排気管の一端側の開口部において放電ガスの流入方向と交差するように金属板を配設したことを特徴とする。

請求項３の発明は、遮蔽部材は金属メッシュからなり、当該金属メッシュに暗所始動性を向上させるための始動補助材を保持させたことを特徴とする。ここに、暗所始動性とは、この種の放電灯が器具や装置内に組み込まれて周囲の光から遮蔽された状態に置かれたり、設置前に梱包状態で長時間保管された状態で始動から点灯開始までに要する時間により定まる特性のことをいう。

請求項４の発明は、請求項１〜３の何れか１項に記載の放電灯と、バルブに高周波電磁界を発生させる誘導コイルと、当該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。

請求項１の発明によれば、遮蔽部材を設けることによって、排気管を通ってバルブ内に流入する放電ガスが遮蔽部材に当たり、放電ガスの流れを低下させることができるので、バルブ内面に形成された蛍光体層が放電ガスにより剥離するのを抑えることができるという効果がある。

請求項２の発明によれば、遮蔽部材を金属板で形成することによって、バルブ内部に放出した紫外線を金属板で反射させ蛍光体により可視光に変換して外部に可視光を照射でき、また蛍光体により可視光に変換されバルブ表面で反射された光を金属板で反射させバルブ表面を透過させて外部に可視光を照射できるので、外部に照射する可視光の光量を増加させることができ、発光効率が向上するという効果がある。

請求項３の発明によれば、金属メッシュに始動補助材を保持させることによって、始動補助材を保持させる部材を別途設けなくてもいいので、部品点数を低減できるとともに暗所始動性を向上させることができるという効果がある。

請求項４の発明によれば、バルブの内面に形成された蛍光体層の剥離を抑えることで発光効率の低下を抑えた照明器具を提供することができるという効果がある。

本発明の実施形態を図１〜図４に基づいて説明する。本実施形態では、放電灯１が蛍光灯として用いられる無電極放電ランプの場合を例に説明する。尚、以下の説明において特に断りがない場合、図１において上下方向を規定する。

放電灯１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２０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なるバルブ２と、略円筒状の口金３とを備えている。バルブ２は略電球形状の外郭部１９を有し、外郭部１９の下部には、外殻部１９の内方に向かって凹設され後述するカプラ１８が挿入される凹部キャビティ４が封着されている。また、凹部キャビティ４の底部４ａの中央部には、バルブ２の内部空間と連通し凹部キャビティ４の開口部４ｂ側に向かって伸びる排気管５が溶着されている。ここに、外郭部１９、凹部キャビティ４及び排気管５で気密容器２０が構成されている。この気密容器２０内には、例えばアルゴンやクリプトンなどの希ガス及び水銀を放出するＺｎ−Ｈｇアマルガムなどが封入されている。また、外郭部１９の内面全体及び凹部キャビティ４の外側面全体には、それぞれ蛍光体膜６が形成されている。尚、図１は図示を簡単にするために、外郭部１９の内面の一部及び凹部キャビティ４の外側面の一部しか蛍光体膜６を形成していない図を示してあるが、実際は外郭部１９の内面全体及び凹部キャビティ４の外側面全体に形成してある。而して、このバルブ２の下部（底部）に樹脂製の口金３が取付けられ、放電灯１が構成される。

ところで、排気管５において凹部キャビティ４の底部４ａ近傍の開口部には、図２に示すように金属製であって略コ字状の支持体１１が、例えば一端側に折曲形成した係止片１１ａを排気管５に設けた突部（図示せず）に係止させることで排気管５に取付けられ、他端側が凹部キャビティ４の外周面（外側面）近傍に位置するように配置されている。尚、支持体１１の排気管５への取付方法は本実施形態に限定されるものではなく、他の方法で取付けてもよい。また、支持体１１の上記他端側には、仕事関数の小さい、例えばセシウムなどの始動補助材１２を保持させた保持体９が取付けられている。ここに、始動補助材１２とは、バルブ２内に電子を放出し、放電灯１の暗所始動性を向上させるためのものである。さらに、支持体１１において凹部キャビティ４の底部４ａに沿う方向の部分には、金属製の略円板状の遮蔽板（遮蔽部材）１０が、排気管５の中心と遮蔽板１０の中心とが略一致するように且つ排気管５の延出方向と略直交するように、例えば溶接などにより取付けられている。尚、遮蔽板１０の直径は排気管５の内径よりも大きい寸法に形成されている。

次に、照明器具Ａについて説明する。照明器具Ａは、バルブ２及び口金３からなる放電灯１と、バルブ２内に高周波電磁界を発生させる誘導コイル８及びフェライトコア７からなるカプラ１８と、誘導コイル８に高周波電流を印加する高周波電源を有する点灯回路１６とを備えている。

カプラ１８は、磁性体からなり凹部キャビティ４に収納される略円筒状のフェライトコア７と、フェライトコア７の外周面に沿って巻回され電磁誘導によりバルブ２内に高周波電磁界を発生させる誘導コイル８とを有し、フェライトコア７の中央部には排気管５を挿通させるための挿通孔７ａが上下方向に貫設されている。尚、フェライトコア７の外径（直径）は凹部キャビティ４の内径よりも小さい寸法に形成され、挿通孔７ａの直径は排気管５の外径よりも大きい寸法に形成されている。

カプラ１８は放熱板１４に取付けられ、誘導コイル８に高周波電流を印加する点灯回路１６が管灯線１５を介して誘導コイル８の両端部に電気的に接続されている。このカプラ１８を放電灯１の口金３に嵌合させると、バルブ２の凹部キャビティ４内にカプラ１８が挿入されて、バルブ２がカプラ１８に保持され、照明器具Ａが構成される。

さらに、照明器具Ａの点灯動作について説明する。点灯回路１６により誘導コイル８に高周波電流が印加されると、電磁誘導によりバルブ２の内部に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、加速された電子が水銀原子に衝突することで水銀原子が励起され、励起された水銀原子は基底状態に戻るときに紫外線を放射する。放射された紫外線は、外殻部１９及び凹部キャビティ４の内面に形成した蛍光体膜６により可視光に変換され、変換された可視光はバルブ２表面を透過して外部に放出される。尚、誘導コイル８に流れる電流は数百ｋＨｚ程度の低い周波数であるため、誘導コイル８をフェライトコア７の磁心に巻きつけインダクタンスを大きくとることで発光効率を高くしている。

ここで、放電灯１を用いた照明器具Ａは、点灯回路１６から誘導コイル８に高周波電流を印加することによりバルブ２内に高周波電磁界を発生させて放電灯１を発光点灯させるものであるが、放電灯１の発光効率を高めるためにはカプラ１８と放電プラズマの電磁結合をよくすることが重要となる。そのためには誘導コイル８をバルブ２内の中央付近に配置するのが好ましく、したがって図１に示すように底部４ａが外郭部１９の頂部の内面近傍となるように凹部キャビティ４を深く形成する必要がある。

また、バルブ２を製造する際に、排気管５からバルブ２内に希ガスを流入させバルブ２内を排気するとともにバルブ２内にアルゴンなどの希ガスを封入してバルブ２を高真空状態にする。この希ガスを封入する過程において、バルブ２内は真空に近い状態にあるため、流入した希ガスが排気管５からバルブ２内に噴き出す状態となり、噴き出した希ガスが排気管５と対向する外郭部１９の内面に当たり、蛍光体膜６が剥離する虞がある。特に、本実施形態のバルブ２のように、底部４ａが外郭部１９の内面近傍となるように凹部キャビティ４を深く形成している場合には、蛍光体膜６が剥離する確率が高くなる。

しかし、本実施形態のバルブ２では、排気管５の噴き出し口（排気管５と凹部キャビティ４の底部４ａの溶着部分）の上側近傍に、排気管５の内径よりも大きく且つ排気管５と略直交するように遮蔽板１０を設けており、排気管５から噴き出した希ガスが遮蔽板１０に当たりその流れを低下させることができるので、外郭部１９の内面に形成した蛍光体膜６が剥離するのを抑えることができ、したがって放電灯１の発光効率の低下を抑えることができる。

また、遮蔽板１０は金属製であるため、放電灯１を点灯させた際にバルブ２内に発生する紫外線を遮蔽板１０で反射させることができ、遮蔽板１０で反射した紫外線をバルブ２内面に形成した蛍光体膜６で可視光に変換し、バルブ２の表面を透過して可視光を外部に照射することができる。さらに、蛍光体膜６で可視光に変換された光のうち、バルブ２で反射された光を遮蔽板１０で反射させることができ、遮蔽板１０で反射した可視光をバルブ２の表面を透過させて外部に照射することができる。したがって、外部に照射される可視光の光量を増加させることができるので、放電灯１の発光効率を向上させることができる。

次に、放電灯１の他の例について図３に基づいて説明する。この放電灯１は、遮蔽部材として金属メッシュ１３を用い、この金属メッシュ１３に始動補助材１２を保持させている。尚、それ以外の構成は図２で説明した放電灯１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。

排気管５において凹部キャビティ４の底部４ａ近傍の開口部には、図３に示すように金属製であって略Ｌ字状の支持体２１が、例えば一端側に折曲形成した係止片２１ａを排気管５に設けた突部（図示せず）に係止させることで排気管５に取付けられている。また、支持体２１において凹部キャビティ４の底部４ａに沿う方向の部分には、略円板状の金属メッシュ（遮蔽部材）１３が、排気管５の中心と金属メッシュ１３の中心とが略一致するように且つ排気管５の延出方向と略直交するように、例えば溶接などにより取付けられており、この金属メッシュ１３に始動補助材１２を保持させている。尚、金属メッシュ１３の直径は排気管５の内径よりも大きい寸法に形成されている。

この放電灯１では、暗所始動性を向上させる始動補助材１２を金属メッシュ１３に保持させているので、始動補助材１２を保持させる保持体を別途設ける必要がなく、部品点数を低減することができる。

また、遮蔽板１０や金属メッシュ１３を設けた放電灯１を用いることによって、発光効率の低下を抑えた照明器具Ａを提供することができる。

尚、本実施形態では、遮蔽部材として金属製の遮蔽板１０や金属メッシュ１３を用いた場合を例に説明したが、遮蔽部材は本実施形態に限定されるものではなく、排気管５から噴き出す希ガスの流れを低下させるものであればよい。また、遮蔽部材の材質や形状についても本実施形態に限定されるものではなく、適宜設計すればよい。

さらに、本実施形態では、放電灯１が蛍光灯として用いられる無電極放電ランプの場合を例に説明したが、放電灯１は無電極放電ランプに限定されるものではなく、バルブの内部空間と連通する排気管の開口部がバルブの内面の近傍に設けられるものであれば電極を有する放電ランプであってもよい。

本実施形態の放電灯の断面図である。 同上の要部詳細図である。 同上の他の例の要部詳細図である。 同上を用いた照明器具の斜視図である。

符号の説明

１ 放電灯
２ バルブ
５ 排気管
６ 蛍光体膜
１０ 遮蔽板（遮蔽部材）

Claims (4)

1. 内面に蛍光体層が形成され内部に放電ガスを封入してなるバルブと、一端側がバルブ内に連通した状態で当該バルブに取着される排気管とを備え、当該排気管の他端側からバルブ内に流入する放電ガスの流れを低下させる遮蔽部材を設けたことを特徴とする放電灯。
2. 前記遮蔽部材は金属板からなり、排気管の前記一端側の開口部において放電ガスの流入方向と交差するように前記金属板を配設したことを特徴とする請求項１記載の放電灯。
3. 前記遮蔽部材は金属メッシュからなり、当該金属メッシュに暗所始動性を向上させるための始動補助材を保持させたことを特徴とする請求項１記載の放電灯。
4. 請求項１〜３の何れか１項に記載の放電灯と、前記バルブに高周波電磁界を発生させる誘導コイルと、当該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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