JP2009158199A

JP2009158199A - 無電極放電灯および照明器具

Info

Publication number: JP2009158199A
Application number: JP2007332947A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Anami; 真一阿南; Kazuhiko Sakai; 和彦酒井; Yoshinori Tsuzuki; 佳典都築; Atsunori Okada; 淳典岡田; Koji Hiramatsu; 宏司平松
Original assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2007-12-25
Filing date: 2007-12-25
Publication date: 2009-07-16

Abstract

【課題】高発光効率で、暗所での始動時間を短縮できるようにした無電極放電灯および照明器具を提供する。
【解決手段】放電ガスが封入されたガラス球状のバルブ２の内部に、キャビティ４と、このキャビティ４の底部分から開口部分に向かって延在する排気細管５とが一体的に形成され、キャビティ４内には、フェライトコア９と誘導コイル１０とでなるカプラ１５が設けられている無電極放電灯において、バルブ２内に、長残光蛍光体を保持する保持体１６が設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、放電ガスが封入されたバルブに、誘導コイルで発生する誘導電界を作用させることでプラズマを発生させ、水銀原子から発生する紫外線がバルブ内面の蛍光体で可視光に変換されるようになった無電極放電灯および照明器具に関する。

従来、放電ガス（不活性充填ガスと水銀蒸気との混合ガス）が封入されたガラス球状のバルブの内部に、キャビティと、このキャビティの底部分からバルブの開口に向かって延在する排気細管とが一体的に形成され、キャビティ内には、フェライトコアと誘導コイルとでなるカプラが設けられている無電極放電灯がある（特許文献１参照）。

ところで、無電極放電灯のバルブ内には、通常の電極を有する蛍光ランプの熱電極のような初期電子の発生源が存在せず、バルブ内に偶然存在する電子によって放電を開始するようになる。

そのために、明所では、バルブに当たる紫外線や可視光によって、バルブ内の放電ガスがある程度電離することで、初期電子が比較的多く存在しているため、放電を開始するまでの時間が比較的短い。これに対して、暗所では、紫外線や可視光が少なく、バルブ内の放電ガスが殆ど電離しておらず、初期電子が少ないために、放電を開始するまでの時間が長くなる。

そこで、仕事関数が低い酸化セシウムやセシウム化合物等の始動補助材を保持する保持体をランプ内に設けているものがある。

なお、キャビティのバルブ内の周面に塗布する蛍光体膜に長残光蛍光体を含ませる（練り込む）ことで、暗所での始動時間を短縮するようにしたものもある。
特開２００５−１２３１５７号公報

しかしながら、保持体としてメッシュを用いた場合には、低仕事関数の材料が放電するスパッタ等がメッシュから飛散して寿命が低下することがあり、これを回避するために、放電から離れた箇所に保持体を設けると、始動補助性能が十分でなくなるという問題がある。

また、また、長残光蛍光体をバルブの内壁に塗布すれば、ランプの発光効率が低下するという問題があった。

本発明は、前記問題を解消するためになされたもので、高発光効率で、暗所での始動時間を短縮できるようにした無電極放電灯および照明器具を提供することを目的とするものである。

前記課題を解決するために、本発明は、放電ガスが封入されたガラス球状のバルブの内部に、キャビティと、このキャビティの底部分から開口部分に向かって延在する排気細管とが一体的に形成され、キャビティ内には、フェライトコアと誘導コイルとでなるカプラが設けられている無電極放電灯において、前記バルブ内に、長残光蛍光体を保持する保持体が設けられていることを特徴とする無電極放電灯を提供するものである。

請求項２のように、請求項１に記載の無電極放電灯において、前記保持体は、誘導コイルに面する一面にのみ長残光蛍光体を保持していることが好ましい。

請求項３のように、請求項１または２に記載の無電極放電灯において、前記保持体は、少なくとも一部がセラミック部材からなることが好ましい。

請求項４のように、請求項１〜３のいずれか一項に記載の無電極放電灯において、前記保持体は、誘導コイルの近傍に配置されていることが好ましい。

請求項５のように、請求項１〜４のいずれか一項に記載の無電極放電灯において、前記保持体は、少なくとも一部にコイル形状部を有することが好ましい。

請求項６のように、請求項１〜５のいずれか一項に記載の無電極放電灯とすることができる。

本発明によれば、バルブ内に長残光蛍光体を保持する保持体を設けたから、長残光蛍光体は、酸化セシウムやセシウム化合物等のような低仕事関数の物質と比べて、安定で、放電によるスパッタにも強く、無電極放電灯の寿命末期まで良好な暗所始動性能を確保することが可能となる。また、長残光蛍光体をバルブの内壁に塗布した場合と比べて、ランプの発光効率の低下がなく、発光効率を高くできるようになる。

請求項２によれば、保持体の誘導コイルに面する一面にのみ長残光蛍光体を保持することで、残光により発生する電子が誘導コイルによって誘起される電磁界に効率よく供給でき、良好な始動性を確保することができる。また、少量の長残光蛍光体でも良好な始動性を確保することができ、長残光蛍光体の使用量を少なくできるので、不要な長残光蛍光体の発光が抑制できるため、発光効率を高くできるようになる。

請求項３によれば、保持体をガラス等のセラミック部材とすることで、長残光蛍光体の保持が良好になって、脱落や剥離を防止できるようになる。

請求項４によれば、保持体を誘導コイルの近傍に配置することで、残光により発生する電子が誘導コイルによって誘起される電磁界に効率よく供給でき、少量の長残光蛍光体でも良好な始動性を確保することができる。

請求項５によれば、長残光蛍光体をコイル形状部に保持させることで、長残光蛍光体の保持が良好になって、脱落や剥離を防止できるようになる。

請求項６によれば、始動時間が短縮できる照明器具となる。

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詳細に説明する。

図１および図２は第１実施形態の無電極放電灯１Ａの断面図である。ガラス球状のバルブ２の基部２ａは口金３に固定されている。バルブ２の内部中心にはキャビティ４と、このキャビティ４の底部分４ａから開口部分４ｂに向かって延在する排気細管５とが一体的に形成されている。

キャビティ４内には、排気細管５に挿入された状態の円筒状シリンダ６が設けられ、このシリンダ６は、キャビティ４の開口部分４ｂから外部に突出して、台座２５の穴２５ａａに嵌め合わされている。

また、排気細管５の先端（チップオフ部）５ａは、キャビティ４の開口部分４ｂから外部に突出して、シリンダ６の内部に臨まされている。

バルブ２の内面には、具体的に図示しないが、保護膜と蛍光体膜とが塗布されている。

キャビティ４内の上部には、シリンダ６の外周に嵌め込まれた状態でフェライトコア９と誘導コイル１０とが設けられている。フェライトコア９は、誘導コイル１０に通電する高周波電流が数百ＫＨｚという低い周波数であるために必要とするものである。このフェライトコア９と誘導コイル１０とはカプラ１５を構成する。

バルブ２内には、放電ガスとして、アルゴンが４０Ｐａで封入されている。また、排気細管５内には、バルブ２内に水銀を放出させるために、総量が略２０ｍｇ、重量比で５０：５０の亜鉛・水銀化合物が収納された鉄・ニッケル合金製の金属容器１１が設けられている。

図２に示したように、バルブ２の基部２ａは口金３に固定されている一方、シリンダ６の外周に嵌め込まれた状態のカプラ１５は、口金３の穴３ａからキャビティ４のバルブ外の周面に沿うように嵌め込まれて、台座２５の基部２５ｂが口金３の穴３ａに着脱可能に嵌め込み固定されるようになっている。

バルブ２内には、長残光蛍光体を保持する保持体２６が設けられ、この保持体２６は、支持体２７で支持されている。

支持体２７は、図４（ａ）を参照すれば、線材を略逆Ｕ字状に折り曲げて、排気細管５の上端開口５ｂに挿入される下向きの挿入部２７ａと、キャビティ４の上端部分に当接する水平部２７ｂと、下向きの支持部２７ｃとで構成されて、挿入部２７ａは螺旋状に形成されて、排気細管５の上端開口５ｂに挿入された時に、排気細管５の突起部５ｃで抜けないように係止される。

支持部２７ｃの下端には金網等の保持体２６が溶接等で固定され、この保持体２６の表面に長残光蛍光体が塗布されている。この保持体２６は、バルブ２の半径方向と平行となるように配置されているから、キャビティ４に塗布された蛍光体からの発光を妨げ難くなって、ランプの発光効率を高くできるようになる。

暗所始動補助材である長残光蛍光体は、短残光蛍光体の残光時間（励起光が遮断されてから発光強度が１／１０に減衰するまでの時間）が数十ミリ秒であるのに対して数十分と非常に長い。

長残光蛍光体としては、例えばユーロピウム、ディスプロシウム共付活アルミン酸ストロンチウム蛍光体（ＳｒＡｌ_２Ｏ_４：Ｅｕ，Ｄｙ、Ｓｒ_４Ａｌ_１４Ｏ_２５：Ｅｕ，Ｄｙ）、ユーロピウム、ネオジウム共付活アルミン酸カルシウム蛍光体（ＣａＡｌ_２Ｏ_４：Ｅｕ，Ｎｄ）等が挙げられる。これらの蛍光体は、特に近紫外線（波長３００〜３８０ｎｍ）で励起されて発光するが、本実施形態の無電極放電灯の低圧水銀放電にも同波長が含まれているため、長残光蛍光体を励起することが可能である。また、長残光蛍光体は、酸化セシウムやセシウム化合物等のような低仕事関数の物質と比べて、安定で、放電によるスパッタにも強く、無電極放電灯の寿命末期まで良好な暗所始動性能を確保することが可能となる。

第１実施形態の無電極放電灯１Ａであれば、バルブ２内に長残光蛍光体を保持する保持体２６を設けたから、長残光蛍光体は、酸化セシウムやセシウム化合物等のような低仕事関数の物質と比べて、安定で、放電によるスパッタにも強く、無電極放電灯１Ａの寿命末期まで良好な暗所始動性能を確保することが可能となる。また、長残光蛍光体をバルブの内壁に塗布した場合と比べて、ランプの発光効率の低下がなく、発光効率を高くできるようになる。

図３および図４（ａ）は第２実施形態の無電極放電灯１Ｂの断面図であり、図１と同一構成・作用の箇所は、主要部に同一番号を付して詳細な説明は省略する。

第１実施形態と相違する点は、保持体２６が板状の金属であり、誘導コイル１０に面する一面２６ａにのみ長残光蛍光体を塗布（保持）したことである。

第２実施形態の無電極放電灯１Ｂであれば、保持体２６の誘導コイル１０に面する一面にのみ長残光蛍光体を保持することで、残光により発生する電子が誘導コイル１０によって誘起される電磁界に効率よく供給でき、良好な始動性を確保することができる。また、少量の長残光蛍光体でも良好な始動性を確保することができ、長残光蛍光体の使用量を少なくできるので、不要な長残光蛍光体の発光が抑制できるため、発光効率を高くできるようになる。

図４（ｂ）は第３実施形態の無電極放電灯１Ｃの要部断面図であり、図１と同一構成・作用の箇所は、主要部に同一番号を付して詳細な説明は省略する。

第１実施形態と相違する点は、保持体２６の少なくとも一部が板ガラス（セラミック部材）からなることである。

第３実施形態の無電極放電灯１Ｃであれば、保持体２６を板ガラスとすることで、長残光蛍光体はガラスに対する接着度が高いので、長残光蛍光体の保持が良好になって、脱落や剥離を防止できるようになる。特に、ガラスの場合には、長残光蛍光体をバインダーとともに塗布した後の焼成でも保持体２６の酸化という問題が無く、バルブ２内への不要な酸化物の持ち込みを防止する効果もある。

図５は第４実施形態の無電極放電灯１Ｄの要部断面図であり、図１と同一構成・作用の箇所は、主要部に同一番号を付して詳細な説明は省略する。

第１実施形態と相違する点は、金網からなる保持体２６が誘導コイル１０の近傍に配置されていることである。

第４実施形態の無電極放電灯１Ｄであれば、保持体２６を誘導コイル１０の近傍に配置することで、残光により発生する電子が誘導コイル１０によって誘起される電磁界に効率よく供給でき、少量の長残光蛍光体でも良好な始動性を確保することができる。

図６は第５実施形態の無電極放電灯１Ｅの要部断面図であり、図１と同一構成・作用の箇所は、主要部に同一番号を付して詳細な説明は省略する。

第１実施形態と相違する点は、保持体２６は、少なくとも一部にコイル形状部を有することである。なお、図６のコイルはシングルコイルであるが、ダブルコイルまたはトリプルコイルを用いれば、さらに長残光蛍光体の保持量、保持力を高くすることが可能である。

第５実施形態の無電極放電灯１Ｅであれば、長残光蛍光体をコイル形状部に保持させることで、長残光蛍光体の保持が良好になって、脱落や剥離を防止できるようになる。

前記各実施形態の無電極放電灯１Ａ〜１Ｅは、図７に示すように、前面パネル２０で反射板２１が密閉され、外来光がほとんど無い暗所の照明器具２２としても用いることができる。なお、２３は点灯回路である。

本発明の第１実施形態に係る無電極放電灯の断面図である。図１のバルブとカプラの分離状態の断面図である。本発明の第２実施形態に係る無電極放電灯の断面図である。（ａ）は、図３の要部拡大図、（ｂ）は、本発明の第３実施形態に係る無電極放電灯の要部断面図である。本発明の第４実施形態に係る無電極放電灯の断面図である。本発明の第５実施形態に係る無電極放電灯の要部断面図である。各実施形態に係る無電極放電灯を取付けた密閉型照明器具の斜視図である。

符号の説明

１Ａ〜１Ｅ無電極放電灯
２バルブ
３口金
４キャビティ
５排気細管
６シリンダ
９フェライトコア
１０誘導コイル
１１金属容器（水銀容器）
１５カプラ
２２照明器具
２６保持体
２６ａ一面
２７支持体

Claims

放電ガスが封入されたガラス球状のバルブの内部に、キャビティと、このキャビティの底部分から開口部分に向かって延在する排気細管とが一体的に形成され、キャビティ内には、フェライトコアと誘導コイルとでなるカプラが設けられている無電極放電灯において、
前記バルブ内に、長残光蛍光体を保持する保持体が設けられていることを特徴とする無電極放電灯。
前記保持体は、誘導コイルに面する一面にのみ長残光蛍光体を保持していることを特徴とする請求項１に記載の無電極放電灯。
前記保持体は、少なくとも一部がセラミック部材からなることを特徴とする請求項１または２に記載の無電極放電灯。
前記保持体は、誘導コイルの近傍に配置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の無電極放電灯。
前記保持体は、少なくとも一部にコイル形状部を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の無電極放電灯。
請求項１〜５のいずれか一項に記載の無電極放電灯を備えたことを特徴とする照明器具。