JP2009158200A - 無電極放電灯および照明器具 - Google Patents
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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
【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(SrAl2O4:Eu,Dy、Sr4Al14O25: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(CaAl2O4: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。
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
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 (5)
- 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。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007332949A JP2009158200A (ja) | 2007-12-25 | 2007-12-25 | 無電極放電灯および照明器具 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2007332949A JP2009158200A (ja) | 2007-12-25 | 2007-12-25 | 無電極放電灯および照明器具 |
Publications (1)
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JP2009158200A true JP2009158200A (ja) | 2009-07-16 |
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ID=40962005
Family Applications (1)
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JP2007332949A Pending JP2009158200A (ja) | 2007-12-25 | 2007-12-25 | 無電極放電灯および照明器具 |
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2007
- 2007-12-25 JP JP2007332949A patent/JP2009158200A/ja active Pending
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