JP2009129838A - 無電極放電ランプ及び照明器具 - Google Patents
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Abstract
【課題】周囲温度が低いときでも水銀アマルガム温度を十分に高くすることができる無電極放電ランプ及び照明器具を提供する。
【解決手段】水銀アマルガム4を収容した排気管3を、バルブ2に対して隣接配置させた2つのフェライトコア5a、5b間に配置する。これにより、フェライトコア5a、5bのエネルギー損失により発生する熱が効率良く水銀アマルガム4に伝わり、水銀アマルガム4の温度を十分に高くすることができる。これにより、周囲温度が低いときでも光束を維持しやすく安定した光出力を得ることが可能となる。
【選択図】図1
【解決手段】水銀アマルガム4を収容した排気管3を、バルブ2に対して隣接配置させた2つのフェライトコア5a、5b間に配置する。これにより、フェライトコア5a、5bのエネルギー損失により発生する熱が効率良く水銀アマルガム4に伝わり、水銀アマルガム4の温度を十分に高くすることができる。これにより、周囲温度が低いときでも光束を維持しやすく安定した光出力を得ることが可能となる。
【選択図】図1
Description
本発明は、紫外線発光のための水銀アマルガムなどの紫外線発光材料が封入された無電極放電ランプ及び該無電極放電ランプを用いた照明器具に関する。
従来、バルブに封入したアルゴンなどの希ガスを励起発光させる無電極放電ランプが知られている。無電極放電ランプには、管体であるバルブの形状をループ状にしたものがある(例えば、特許文献1又は特許文献2参照)。この無電極放電ランプは、管体がループ形状に形成されてその内部に水銀蒸気及びアルゴンなどの希ガスが封入されたバルブと、このバルブを囲む2つのリング状のフェライトコアと、これらのフェライトコアのそれぞれに巻装された誘導コイルと、これらの誘導コイルのそれぞれに高周波電力を印加する点灯回路とを備えている。
上記各誘導コイルに数百kHz程度の高周波電力が印加されると、電磁誘導によって電界が発生してバルブ内のガスに作用して放電が発生する。そして、発生した放電によってバルブ内に存在する水銀が励起されて紫外線が発生する。この場合、バルブ内面に蛍光物質が塗布されていれば、発生した紫外線を当該蛍光物質が可視光に変換する無電極蛍光ランプとなり、バルブ材であるガラスの紫外線透過性が良好でバルブ内面に蛍光物質が塗布されていなければ無電極紫外線ランプとなる。無電極放電ランプは、短寿命の要因である電極が存在しないので、長寿命であることが特徴として挙げられる。
無電極放電ランプでは、紫外線の発生に水銀アマルガムを用いたものが多い。その理由は、水銀アマルガムの蒸気圧温度が比較的広範囲の温度域で安定しており、光特性において温度特性が小さいからである。通常、水銀アマルガムを用いる場合、水銀蒸気圧を確保するため、その温度を常に約70℃以上に保持する必要がある。なお、特に周囲温度が低い場合などで約70℃以下になると、水銀蒸気圧が極端に低下する場合があり、そのような場合になると、発光効率が大幅に低下したり、水銀が蒸発せずアルゴンなどの希ガスのみの放電になったりする。
このようなことから水銀アマルガムを温度の高い箇所に固定する必要がある。上述した特許文献2は、フェライトコアの付近で排気管内部に固定する構造を採って、水銀アマルガム温度が高くなるようにしている。すなわち、鉄心リテーナと排気管との間に熱伝導性金属又は熱伝導性セメント等の熱伝導性材料で製造されたタブ(熱ブリッジ)を介在させて、変圧器鉄心と水銀アマルガムとの間の熱結合を行い、変圧器鉄心のエネルギー損失により発生する熱を水銀アマルガムに送るようにしている。
しかしながら、特許文献2に示されるように、水銀アマルガムを変圧器鉄心の付近で排気管内部に固定する構造を採る場合、変圧器鉄心で発生する熱を水銀アマルガムに熱輸送するタブが周囲温度の影響を受けることから、周囲温度が低いときに水銀アマルガム温度を十分に確保することができ難くなり、光束を維持し難くなって安定した光出力を得ることが困難になるという問題がある。
本発明は、係る事情に鑑みてなされたものであり、周囲温度が低いときでも水銀アマルガム温度を十分に高くすることができる無電極放電ランプ及び照明器具を提供することを目的とする。
本発明の無電極放電ランプは、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位置固定された紫外線発光材料を封入して成るバルブを備え、誘導コイルを巻回した変成器コアにより形成される電磁界の作用により前記放電ガスを励起発光させる無電極放電ランプにおいて、前記紫外線発光材料を前記変成器コアに囲まれた位置に配置した。
上記構成によれば、この無電極放電ランプを動作させている間は常に変成器コアで発生する熱を水銀アマルガム等の紫外線発光材料に与えることができるので、紫外線発光材料の温度を十分に高くすることができ、周囲温度が低いときでも光束を維持しやすく安定した光出力を得ることが可能となる。しかも、特許文献2のタブ(熱ブリッジ)を用いて変圧器鉄心と水銀アマルガム間を熱結合するものではないので、周囲温度の影響を受け難くできる。
また、上記構成において、前記紫外線発光材料が前記気密容器に連通する排気管に収容されており、前記排気管は、隣接配置された2つの前記変成器コア間に配置されている。
上記構成によれば、水銀アマルガム等の紫外線発光材料を収容した排気管を隣接配置させた2つの変成器コア間に配置したので、2つの変成器コアで発生した熱を効率良く紫外線発光材料に与えることができる。
また、上記構成において、前記紫外線発光材料が前記気密容器に連通する排気管に収容されており、前記排気管は、前記変成器コアに覆われている。
上記構成によれば、水銀アマルガム等の紫外線発光材料を収容した排気管を変成器コアで覆うようにしたので、変成器コアで発生した熱を効率良く紫外線発光材料に与えることができる。
また、上記構成において、前記紫外線発光材料は、水銀アマルガムである。
上記構成によれば、この無電極放電ランプを動作させている間は常に変成器コアで発生する熱を水銀アマルガムに与えることができるので、水銀アマルガムの温度を十分に高くすることができ、周囲温度が低いときでも光束を維持しやすく安定した光出力を得ることが可能となる。
本発明の照明器具は、上記発明の無電極放電ランプを備えている。
上記構成によれば、安定した光出力が得られる。
本発明は、水銀アマルガム等の紫外線発光材料の温度を十分に高くすることができ、周囲温度が低いときでも光束を維持しやすく安定した光出力を得ることが可能となる。
以下、本発明を実施するための好適な実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1に係る無電極放電ランプの概略構成を示す図である。図1において、本実施の形態の無電極放電ランプ1は、ガラス管を長方形のループ状に形成したバルブ2と、バルブ2に連通し紫外線発光材料としての水銀アマルガム4を収容した排気管3と、それぞれに誘導コイルを巻回した3つのフェライトコア(変成器コア)5a〜5cとを備えて構成される。バルブ2は、パイレックス管を曲げ加工によりU字状に形成したものを2つ接続することで形成したものである。バルブ2は、その内面に蛍光物質が塗布されており、またその内部に上述した水銀アマルガム4と共に放電ガスであるアルゴン(Ar)ガスが封入されている。なお、フェライトコア5a〜5cは、トロイダル形状を有する。
図1は、本発明の実施の形態1に係る無電極放電ランプの概略構成を示す図である。図1において、本実施の形態の無電極放電ランプ1は、ガラス管を長方形のループ状に形成したバルブ2と、バルブ2に連通し紫外線発光材料としての水銀アマルガム4を収容した排気管3と、それぞれに誘導コイルを巻回した3つのフェライトコア(変成器コア)5a〜5cとを備えて構成される。バルブ2は、パイレックス管を曲げ加工によりU字状に形成したものを2つ接続することで形成したものである。バルブ2は、その内面に蛍光物質が塗布されており、またその内部に上述した水銀アマルガム4と共に放電ガスであるアルゴン(Ar)ガスが封入されている。なお、フェライトコア5a〜5cは、トロイダル形状を有する。
排気管3は、上述したようにバルブ2に連通しその内部に水銀アマルガム4を収容する。排気管3は、バルブ2の短手方向の一方の直線部分2aに外向きに設けられている。図2は排気管3の拡大図であり、この図に示すように排気管3の内部には水銀アマルガム4が収容されている。また、排気管3はその根元が少し絞られており、水銀アマルガム4がバルブ2内に入り込まないようになっている。
図1に戻り、フェライトコア5a、5bは、バルブ2の短手方向の一方の直線部2aに排気管3を囲む(挟む)ようにして配置されている。フェライトコア5cは、バルブ2の短手方向の他方の直線部2bに配置されている。フェライトコア5a、5bは、平面視したときの面積がフェライトコア5cの約1/2になっている。すなわち、2個のフェライトコア5a、5bの大きさが1個のフェライトコア5cに相当する大きさになっている。
本来であれば、フェライトコア5cと同等のものを2個用意して、一方をバルブ2の短手方向の一方の直線部2aに、他方をバルブ2の短手方向の他方の直線部2bにそれぞれ配置するが、本発明では、フェライトコアのエネルギー損失により発生する熱を効果的に水銀アマルガム4に与えることができるように、フェライトコアを2分割して水銀アマルガム4を囲むように配置するようにしている。本実施の形態では、排気管3をバルブ2の短手方向の一方の直線部2a側に設けたので、直線部2a側のフェライトコアを2分割してフェライトコア5a、5bとしている。
このように、フェライトコアのエネルギー損失により発生する熱を水銀アマルガム4に効率よく行き渡るように、フェライトコア5a、5b間に水銀アマルガム4を配置するようにした。なお、フェライトコア5a、5bで発生する熱を直接水銀アマルガム4に与えるので、タブ(熱ブリッジ)を用いて変圧器鉄心と水銀アマルガム間を熱結合する従来方法よりも周囲温度の影響を受け難くできる。また、フェライトコア5a、5bは、コア自身のエネルギー損失による発熱の他にランプからの輻射熱によって温度が高くなる。
因みに、実施例として、外径38mm、長さ500mmのループ形状のバルブを用い、紫外線発光材料としてBi-In-Hg粒(含有水銀量は約10mg)、放電ガスとしてアルゴンガス(約1.0torr)を封入し、水銀の紫外線発光が最大になるようにした。フェライトコア5a、5bのそれぞれを内径42mm、外径72mm、幅16mmとし、フェライトコア5cを内径42mm、外径72mm、幅32mmとした。そして、フェライトコア5a〜5cのそれぞれに誘導コイルを巻回して、フェライトコア5a、5b間で直列接続し、さらにフェライトコア5cと並列接続した。
各フェライトコア5a〜5cの誘導コイルに、点灯回路(図示略)から周波数が約150kHzの高周波電力を印加することで、無電極点灯が行われる。この際、各フェライトコア5a〜5cの誘導コイルに約150kHzの高周波電力を印加することで、電磁誘導による電界が発生してバルブ2内のアルゴンガスに作用して放電が発生し、発生した放電によってバルブ2内に存在する水銀が励起されて紫外線が発生する。そして、発生した紫外線を蛍光物質が可視光に変換する。バルブ2の内部に発生するプラズマがバルブ2の内部全域に発生して、バルブ2の形状と同様のループ形状になる。
このように、本実施の形態の無電極放電ランプ1によれば、水銀アマルガム4を収容した排気管3を、バルブ2に対して隣接配置させた2つのフェライトコア5a、5b間に配置したので、2つのフェライトコア5a、5bのエネルギー損失により発生する熱を効率良く水銀アマルガム4に与えることができる。これにより、水銀アマルガム4の温度を十分に高くすることができ、しかも従来のようなタブ(熱ブリッジ)を用いてフェライトコアと水銀アマルガム間を熱結合するものではないので、周囲温度の影響を受け難くできるので、周囲温度が低いときでも光束を維持しやすく安定した光出力を得ることが可能となる。因みに、上述した実施例では、周囲温度が0℃においても光束は25℃の場合の70%程度であった。
なお、図3に示すように、排気管3をアルミナ繊維などの断熱材6で覆うことにより、水銀アマルガム4の保温と同時にそのクッション効果によりフェライトコア5a、5bと排気管6との衝突による排気管6の破壊を防ぐことが可能となる。
また、図4に示すように、フェライトコア5a、5bと排気管3の全体を覆ってそれらを保持するコア保持治具7を設けることで、良好な保温性が得られる。
(実施の形態2)
図5は、本発明の実施の形態2に係る無電極放電ランプの概略構成を示す図である。なお、この図において上述した図1と共通する部分には同一の符号を付けてその説明を省略する。本実施の形態の無電極放電ランプ10は、排気管3を内部に収容する円形の孔11が形成されたフェライトコア5dを有する。図6は図5を矢印A方向から見た図であり、フェライトコア5dは2つの部分から構成されており、それぞれの一方の端(図面では上側の下端及び下側の上端)の中央部分に、円形の孔11を実現するための断面半円状の溝11aが形成されている。この2つの部分を連結させて一体化することで、内部に排気管3を収容できるフェライトコア5dが得られる。なお、フェライトコア5dは、トロイダル形状を有する。
図5は、本発明の実施の形態2に係る無電極放電ランプの概略構成を示す図である。なお、この図において上述した図1と共通する部分には同一の符号を付けてその説明を省略する。本実施の形態の無電極放電ランプ10は、排気管3を内部に収容する円形の孔11が形成されたフェライトコア5dを有する。図6は図5を矢印A方向から見た図であり、フェライトコア5dは2つの部分から構成されており、それぞれの一方の端(図面では上側の下端及び下側の上端)の中央部分に、円形の孔11を実現するための断面半円状の溝11aが形成されている。この2つの部分を連結させて一体化することで、内部に排気管3を収容できるフェライトコア5dが得られる。なお、フェライトコア5dは、トロイダル形状を有する。
フェライトコア5dの内部に排気管3を収容することで、フェライトコア5dで発生した熱がそのまま排気管3に伝わるため高い保温性が得られる。したがって、上述した実施の形態1の無電極放電ランプ1と略同様の効果が得られる。また、この場合も実施の形態1の無電極放電ランプ1と同様に排気管3をアルミナ繊維などの断熱材6で覆うことにより、排気管3の破壊を防ぐことができると共に一層の保温性が得られ、水銀アマルガム4を高温に保つことが可能となる。
(実施の形態3)
図7は、本発明の実施の形態3に係る無電極放電ランプの概略構成を示す図である。なお、この図において上述した図1と共通する部分には同一の符号を付けてその説明を省略する。本実施の形態の無電極放電ランプ20は、排気管3を収容する断面U字状の溝21が形成されたフェライトコア5eを有する。図8は図7を矢印A方向から見た図であり、フェライトコア5eは2つの部分からできており、それぞれの一方の端(図面では上側の下端及び下側の上端)の一方の端の部分に、断面U字状の溝21を実現するための断面J字状の溝21aが形成されている。この2つの部分を連結させて一体化することで排気管3を収容できるフェライトコア5eが得られる。なお、フェライトコア5eは、トロイダル形状を有する。
図7は、本発明の実施の形態3に係る無電極放電ランプの概略構成を示す図である。なお、この図において上述した図1と共通する部分には同一の符号を付けてその説明を省略する。本実施の形態の無電極放電ランプ20は、排気管3を収容する断面U字状の溝21が形成されたフェライトコア5eを有する。図8は図7を矢印A方向から見た図であり、フェライトコア5eは2つの部分からできており、それぞれの一方の端(図面では上側の下端及び下側の上端)の一方の端の部分に、断面U字状の溝21を実現するための断面J字状の溝21aが形成されている。この2つの部分を連結させて一体化することで排気管3を収容できるフェライトコア5eが得られる。なお、フェライトコア5eは、トロイダル形状を有する。
フェライトコア5eに排気管3を収容することで、フェライトコア5eで発生した熱がそのまま排気管3に伝わるため、高い保温性が得られる。この場合、排気管3は、フェライトコア5eの内部であっても端の部分に配置されることから、排気管3の周囲全てが覆われるのではないので、フェライトコア5eに覆われていない面に対しては、上述したアルミナ繊維などの断熱材6やコア保持治具7などで覆うことにより排気管3の保温性を保つことができる。
したがって、本実施の形態の無電極放電ランプ20においても上述した実施の形態1の無電極放電ランプ1と略同様の効果が得られる。
なお、上記実施の形態1、2では、短手方向に直線部分を有するループ形状のバルブ2を有したが、図9に示すように、短手方向に直線部分を有しないループ形状のバルブ31の場合は、短手部分(曲線部分)に2つのフェライトコア5a、5bを配置することは困難であるので、長手部分の短手部分側に配置すれば良い。この場合、排気管3は内向きに設ける。このようにしても実施の形態1、2と略同様の効果が得られる。なお、この例でも排気管3をアルミナ繊維などの断熱材6やコア保持治具7などで覆うことで、保温性の向上が図れる。
また、図9に示す無電極放電ランプ30も含めて実施の形態1、2の無電極放電ランプ1、10、20と、これらに高周波電力を印加する点灯回路と組み合わせることで、照明器具を実現できる。
本発明は、周囲温度が低いときでも水銀アマルガム温度を十分に高くすることができるといった効果を有し、無電極放電ランプへの適用が可能である。
1、10、20、30 無電極放電ランプ
2、31 バルブ
3 排気管
4 水銀アマルガム
5a、5b、5c、5d、5e フェライトコア
6 断熱材
7 コア保持治具
2、31 バルブ
3 排気管
4 水銀アマルガム
5a、5b、5c、5d、5e フェライトコア
6 断熱材
7 コア保持治具
Claims (5)
- 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位置固定された紫外線発光材料を封入して成るバルブを備え、誘導コイルを巻回した変成器コアにより形成される電磁界の作用により前記放電ガスを励起発光させる無電極放電ランプにおいて、
前記紫外線発光材料を前記変成器コアに囲まれた位置に配置した無電極放電ランプ。 - 前記紫外線発光材料が前記気密容器に連通する排気管に収容されており、
前記排気管は、隣接配置された2つの前記変成器コア間に配置されている請求項1に記載の無電極放電ランプ。 - 前記紫外線発光材料が前記気密容器に連通する排気管に収容されており、
前記排気管は、前記変成器コアに覆われている請求項1に記載の無電極放電ランプ。 - 前記紫外線発光材料は、水銀アマルガムである請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の無電極放電ランプ。
- 請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の無電極放電ランプを備えた照明器具。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007306224A JP2009129838A (ja) | 2007-11-27 | 2007-11-27 | 無電極放電ランプ及び照明器具 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2007306224A JP2009129838A (ja) | 2007-11-27 | 2007-11-27 | 無電極放電ランプ及び照明器具 |
Publications (1)
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ID=40820545
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JP2007306224A Withdrawn JP2009129838A (ja) | 2007-11-27 | 2007-11-27 | 無電極放電ランプ及び照明器具 |
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JP (1) | JP2009129838A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103561534A (zh) * | 2013-11-05 | 2014-02-05 | 浙江宇光照明科技有限公司 | 一种紫外线发生器 |
-
2007
- 2007-11-27 JP JP2007306224A patent/JP2009129838A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN103561534A (zh) * | 2013-11-05 | 2014-02-05 | 浙江宇光照明科技有限公司 | 一种紫外线发生器 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
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