JP2009158200A

JP2009158200A - 無電極放電灯および照明器具

Info

Publication number: JP2009158200A
Application number: JP2007332949A
Authority: JP
Inventors: Yoshinori Tsuzuki; 佳典都築; Kazuhiko Sakai; 和彦酒井; Koji Hiramatsu; 宏司平松; Shinichi Anami; 真一阿南; Atsunori Okada; 淳典岡田
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、カプラ１５またはカプラ１５のシリンダ６に、長残光蛍光体１３が塗布または練り込まれている。
【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、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ことで、暗所での始動時間を短縮するようにしている。

なお、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もある。
特開２００４−２３４９４５号公報

しかしながら、長残光蛍光体は、一般的に用いられている希土類蛍光体に比べて発光効率が劣るために、ランプの発光効率が低下するという問題があった。

また、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。

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、本発明の請求項１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、前記カプラまたはカプラのシリンダに、長残光蛍光体が塗布または練り込ま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。

本発明の請求項２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、前記バルブの基部に連結されている口金に、長残光蛍光体が塗布または練り込ま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。

本発明の請求項３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、前記カプラの誘導コイルの被覆材に、長残光蛍光体が塗布または練り込ま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、前記ランプの始動を補助する補助光源と光感応素子とが設けられて、光感応素子で長残光蛍光体の残光が十分であることが検出された時は、補助光源を不動作状態に切り替えることが好ましい。

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を備えた照明器具とすることができる。

本発明の請求項１によれば、バルブ外のカプラまたはカプラのシリンダに長残光蛍光体を塗布または練り込むことで、従来のように、バルブ内の周面に長残光蛍光体を塗布する場合に比べて、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一方、従来のように、バルブ内に、始動補助材を保持するメッシュの保持体を設ける場合と比べて、スパッタの飛散がないので寿命の低下がなく、暗所での始動時間を短縮できるようになる。

本発明の請求項２によれば、バルブ外の口金に長残光蛍光体を塗布または練り込むことで、従来のように、バルブ内の周面に長残光蛍光体を塗布する場合に比べて、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一方、従来のように、ランプ内に、始動補助材を保持するメッシュの保持体を設ける場合と比べて、スパッタの飛散がないので寿命の低下がなく、暗所での始動時間を短縮できるようになる。

本発明の請求項３によれば、バルブ外のカプラの誘導コイルの被覆材に長残光蛍光体を塗布または練り込むことで、従来のように、バルブ内の周面に長残光蛍光体を塗布する場合に比べて、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一方、従来のように、バルブ内に、始動補助材を保持するメッシュの保持体を設ける場合と比べて、スパッタの飛散がないので寿命の低下がなく、暗所での始動時間を短縮できるようになる。

請求項４によれば、光感応素子は、暗所では外部からの光がなく、その抵抗値が高いために、補助光源に電力が供給される一方、補助光源の光で無電極放電灯が点灯すると、光感応素子の抵抗値が下がり、補助光源に電力が供給されなくなる。すなわち、光感応素子は、無電極放電灯の消灯後の残光を検知できるため、長時間暗所で放置した場合の残光不足や長残光蛍光体の膜剥がれ等が発生した場合にも、良好な暗所の始動性能を確保することができる。また、補助光源は、暗所でしか動作しないため、寿命を延ばすことができる。

請求項５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、銅パイプ１６を介して排気細管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、口金３に形成された穴３ａ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、口金３の穴３ａに嵌め合わされているシリンダ６の内部に臨まされている。

バルブ２の内面には、その一部だけを図示するように、保護膜７と蛍光体膜８とが形成されている。また、キャビティ４のバルブ２内の周面にも、その一部だけを図示するように、保護膜７と蛍光体膜８とが形成されている。

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。この金属容器１１は、排気細管５内で窪み５ｂと先端５ａとの間の入れられた上下一対のガラスロッド１２によって、上下位置が位置決めされている。

次に、暗所始動補助材として、カプラ１５に塗布または練り込む長残光蛍光体１３は、一般の蛍光体の残光時間（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である。

長残光蛍光体１３は、カプラ１５の一部であるフェライトコア９、フェライトコア９の先端部９ａ、フェライトコア９の支えリング１４の少なくとも１箇所に、塗布または練り込むことができる。また、カプラ１５のシリンダ６に塗布または練り込むこともできる。なお、キャビティ４の一部に、保護膜７と蛍光体膜８の無い部分を形成して、長残光蛍光体１３の残光が透過できるようにすることが好ましい。

第１実施形態の無電極放電灯１Ａであれば、カプラ１５の一部であるフェライトコア９と誘導コイル１０の少なくとも一方、または、カプラ１５のシリンダ６に長残光蛍光体１３を塗布または練り込むことで、無電極放電灯１Ａの消灯後も、長残光蛍光体１３は、非常に長い間残光を維持することができ、残光により生成される電子により、暗所でも始動遅れが抑制できるようになる。

また、従来のように、バルブ２内に、長残光蛍光体を塗布する場合に比べて、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一方、従来のように、バルブ２内に、始動補助材を保持するメッシュの保持体を設ける場合と比べて、スパッタの飛散がないので寿命の低下がなく、暗所での始動時間を短縮できるようになる。

図２は第２実施形態の無電極放電灯１Ｂ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、バルブ２の基部に連結されている口金３に、長残光蛍光体１３が塗布または練り込まれていることである。すなわち、口金３の表面全体若しくは内側か外側一方に長残光蛍光体１３を塗布するか、または、長残光蛍光体１３が口金３の材料である樹脂に練り込んである。

第２実施形態の無電極放電灯１Ｂであっても、バルブ２外の口金３に長残光蛍光体１３を塗布または練り込むことで、第１実施形態と同様に、発光効率を高くでき、暗所での始動時間を短縮できるようになる。

図３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、カプラ１５の誘導コイル１０の被覆材に、長残光蛍光体が塗布または練り込まれていることである。

第３実施形態の無電極放電灯１Ｃであっても、第１実施形態と同様に、発光効率を高くでき、暗所での始動時間を短縮できるようになる。加えて、プラズマに近い位置で発光するから、さらなる暗所での始動性能の改善が可能になる。

図４〜図６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、暗所での始動性能をさらに改善するために、ランプの始動を補助する補助光源１９と光感応素子１８とが設けられて、光感応素子１８で長残光蛍光体１３の残光が十分であることが検出された時は、補助光源１９を不動作状態に切り替えるものである。

光感応素子１８としては、Ｃｄｓセル、ＣｄＳｅセル、ＰｂＳセル等がある。これらのセルは、一般に応答速度が速く、視感度に近い素子であるため、無電極放電灯１Ｄのような瞬時応答に優れたランプに有効である。なお、前記無電極放電灯１Ａ〜１Ｃにも適用可能である。

図５は、誘導コイル１０と並列に、補助光源１９に電力供給を行う例であり、図６は、誘導コイル１０からの誘起電力を利用する例である。

光感応素子１８は、暗所では外部からの光がなく、その抵抗値が高いために、補助光源１９に電力が供給される一方、補助光源１９の光で無電極放電灯１Ｄが点灯すると、光感応素子１８の抵抗値が下がり、補助光源１９に電力が供給されなくなる。

すなわち、光感応素子１８は、無電極放電灯１Ｄの消灯後の残光を検知できるため、長時間暗所で放置した場合の残光不足や長残光蛍光体１３の膜剥がれ等が発生した場合にも、良好な暗所の始動性能を確保することができる。また、補助光源１９は、暗所でしか動作しないため、寿命を延ばすことができる。

前記各実施形態の無電極放電灯１Ａ〜１Ｄ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。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。本発明の第３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４実施形態に係る無電極放電灯の要部断面図である。第１例の光感応素子と補助光源との回路構成図である。第２例の光感応素子と補助光源との回路構成図である。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〜１Ｄ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）
１３長残光蛍光体
１５カプラ
１８光感応素子
１９補助光源
２２照明器具

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、
前記カプラまたはカプラのシリンダに、長残光蛍光体が塗布または練り込まれていることを特徴とする無電極放電灯。
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、
前記バルブの基部に連結されている口金に、長残光蛍光体が塗布または練り込まれていることを特徴とする無電極放電灯。
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、
前記カプラの誘導コイルの被覆材に、長残光蛍光体が塗布または練り込まれていることを特徴とする無電極放電灯。
前記ランプの始動を補助する補助光源と光感応素子とが設けられて、光感応素子で長残光蛍光体の残光が十分であることが検出された時は、補助光源を不動作状態に切り替え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。
請求項１〜４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。