JP2011204642A - Electrodeless discharge lamp and lighting fixture using the same - Google Patents
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Description
本発明は、無電極放電ランプおよびそれを用いた照明器具に関するものである。 The present invention relates to an electrodeless discharge lamp and a lighting fixture using the same.
従来から、無電極放電ランプとしては、例えば、図3(a)に示すように、放電ガスである希ガス(例えば、アルゴンガスやクリプトンガスなど)および水銀が封入されたガラスなどの透光性材料で形成されたバルブ1と、高周波電流が通電されることにより高周波電磁界を発生させる誘導コイル(図示せず)と、上記誘導コイルが巻回されるフィライトコア(図示せず)を具備するカプラ16とを備えたものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。なお、バルブ1の内壁面には、バルブ1を保護する保護膜3が被着されている。また、保護膜3におけるバルブ1の内壁面側とは反対側に、高周波電磁界の作用による放電ガスの放電により発生した紫外線を可視光に変換する蛍光体膜4が被着されている。
Conventionally, as an electrodeless discharge lamp, for example, as shown in FIG. 3A, a light-transmitting material such as a rare gas (for example, argon gas or krypton gas) that is a discharge gas and glass in which mercury is enclosed. A
バルブ1は、電球状に形成され口金2側の端部が開口されたバルブ本体1aと、口金2側が開放された有底筒状のキャビティ形成部1bとの口金2側の端部同士を接合することにより構成されている。
The
キャビティ形成部1bには、一端部がキャビティ形成部1bの底部5aに連結されて内部空間がバルブ本体1aの内部空間に連通し、他端部が封止された排気細管7が設けられている。なお、排気細管7の内部には、バルブ1内に水銀蒸気を供給する水銀アマルガム11が封入された金属容器12が収納されている。
The
キャビティ形成部1bの底部5aには、図3(b)に示すように、排気細管7の上記一端部が溶着された溶着部5bが形成されており、実際の溶着部5bは、図4に示すように、それぞれガラスからなるキャビティ形成部1bの底部5aおよび排気細管7の上記一端部を溶かして溶着されるため、曲率を有した曲面形状となっている。
As shown in FIG. 3 (b), the
ここで、上述の無電極放電ランプに限らず、ガラスで形成されたバルブを有したランプは、万一、ランプが破損した場合でも、バルブのガラス破片の飛散を防止するように構成しなければならないことが日本電球工業会規格JEL218、日本工業規格JIS C7601などに規定されている。 Here, not only the electrodeless discharge lamp described above, but a lamp having a bulb formed of glass must be configured to prevent the glass fragments of the bulb from scattering even if the lamp is broken. What is not necessary is defined in the Japan Light Bulb Industry Association Standard JEL218, Japan Industrial Standard JIS C7601, and the like.
ガラスで形成されたバルブを有したランプとしては、例えば、透光性樹脂(ポリエステル樹脂など)で形成されガラス破片の飛散を防止する飛散防止チューブをバルブに被せた蛍光ランプなどが商品化されている。 As a lamp having a bulb formed of glass, for example, a fluorescent lamp formed of a light-transmitting resin (polyester resin or the like) and covered with a bulb for preventing scattering of glass fragments has been commercialized. Yes.
また、ガラスで形成されたバルブを有した他のランプとしては、硬質ガラスで形成されたバルブの外表面が、フッ素樹脂からなる被膜に覆われた高輝度放電ランプが提案されている(例えば、特許文献2参照)。さらに他の構成の高輝度放電ランプとしては、ガラス破片の飛散を防止する粘性を有した硬質ガラス製のガラス管が、水銀、ハロゲン化金属および希ガスが封入された発光管を覆うように配置されたものが提案されている。(例えば、特許文献3参照)。 In addition, as another lamp having a bulb formed of glass, a high-intensity discharge lamp in which the outer surface of a bulb formed of hard glass is covered with a film made of a fluororesin has been proposed (for example, Patent Document 2). As another high-intensity discharge lamp, a glass tube made of hard glass with viscosity that prevents scattering of glass fragments is placed so as to cover an arc tube filled with mercury, metal halide, and rare gas. What has been proposed is proposed. (For example, refer to Patent Document 3).
また、ガラスで形成されたバルブを有したランプが、ランプからの光を反射する椀状の反射板および透光性材料で形成された前面パネルで構成された筐体内に収納されて、ランプの破損時におけるガラス破片の飛散を防止する照明器具が知られている。 In addition, a lamp having a bulb formed of glass is housed in a housing made up of a bowl-shaped reflector that reflects light from the lamp and a front panel formed of a light-transmitting material. There is known a lighting fixture that prevents glass fragments from being scattered at the time of breakage.
ところで、図3および図4に例示した無電極放電ランプでは、それぞれガラスからなるキャビティ形成部1bの底部5aおよび排気細管7の上記一端部を溶かして、キャビティ形成部1bの底部5aと排気細管7の上記一端部とを溶着しており、排気細管7は、溶着部5bを固定端とした片持ち梁構造となっている。したがって、例えば、上述の無電極放電ランプやこの無電極放電ランプを備えた照明器具を輸送する時や使用中に外部から衝撃が加わると、排気細管7が溶着部5bを固定端として振動し、振動によって発生した応力が溶着部5bに集中することがある。その結果、溶着部5bにクラックが発生する懸念がある。ここにおいて、上述の無電極放電ランプに関しては、排気細管7の径方向に直交する断面において、排気細管7の一部で曲率を有した溶着部5bの曲線部分と排気細管7の直線部分との境界である境界部6(図4参照)に、排気細管7の振動によって発生した応力が集中することがあり、この境界部6にクラックが発生する懸念がある。
By the way, in the electrodeless discharge lamp illustrated in FIGS. 3 and 4, the
また、上述の無電極放電ランプは、バルブ1の内圧が大気圧よりも低く、キャビティ形成部1bの内壁面が大気圧により押圧されている(キャビティ形成部1bの内壁面は、図3(b)および図4に示す矢印方向の大気圧に単位面積当たり約9.8[N]で押圧されている)。したがって、キャビティ形成部1bの底部5aが、大気圧により押圧されているので、溶着部5bや境界部6にクラックが発生すると、キャビティ形成部1bの底部5aが破損する懸念がある。その結果、キャビティ形成部1bの底部5bのガラス破片が、バルブ1内に飛び込み、バルブ1の内壁面に衝突してバルブ1を破損してしまう懸念がある。
In the above electrodeless discharge lamp, the internal pressure of the
また、フッ素樹脂からなる被膜に覆われた高輝度放電ランプでは、バルブが破損した場合、バルブのガラス破片の飛散を防止することができるが、バルブが破損することを防止するものではない。 Further, in a high-intensity discharge lamp covered with a coating made of a fluororesin, if the bulb is broken, glass fragments of the bulb can be prevented from scattering, but this does not prevent the bulb from being broken.
上述の他の構成の高輝度放電ランプでは、発光管が破裂した場合、発光管のガラス破片の飛散をガラス管で防止することができ、バルブが破損することを防止することが可能となる。しかしながら、バルブの形状が複雑な無電極放電ランプでは、キャビティ形成部のガラス破片の飛散を防止するガラス管を配置するのは困難である。 In the high-intensity discharge lamp having the other configuration described above, when the arc tube is ruptured, glass fragments of the arc tube can be prevented from being scattered, and the bulb can be prevented from being damaged. However, in an electrodeless discharge lamp having a complicated bulb shape, it is difficult to dispose a glass tube that prevents glass fragments from scattering at the cavity forming portion.
本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、排気細管の振動に起因して、バルブが破損することを防止することが可能となる無電極放電ランプおよびそれを用いた照明器具を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-mentioned reasons, and an object thereof is to use an electrodeless discharge lamp capable of preventing a bulb from being damaged due to vibration of an exhaust tube, and the same. It is to provide a luminaire.
本発明の無電極放電ランプは、放電ガスである希ガスおよび水銀が封入された透光性材料で形成されたバルブと、高周波電流が通電されることにより高周波電磁界を発生させる誘導コイルと、前記バルブの内壁面側に設けられた前記高周波電磁界の作用による前記放電ガスの放電により発生した紫外線を可視光に変換する蛍光体膜とを備え、前記バルブは、電球状に形成され口金側の端部が開口されたバルブ本体と、前記バルブ本体以外の部位に、前記口金側が開放された有底筒状に形成され前記バルブ本体に挿入されるキャビティ形成部との前記口金側の端部同士を接合することにより構成されており、前記キャビティ形成部には、一端部が前記キャビティ形成部の底部に連結されて内部空間が前記バルブ本体の内部空間に連通し、他端部が封止された排気細管が設けられており、前記排気細管は、前記排気細管において最大せん断応力がかかる第1の部位よりも前記他端部側に、前記第1の部位を含む他の部位よりも肉厚の薄い肉薄部を設けてなることを特徴とする。 The electrodeless discharge lamp of the present invention includes a bulb formed of a light-transmitting material in which a rare gas and mercury as discharge gases are enclosed, an induction coil that generates a high-frequency electromagnetic field when energized with a high-frequency current, And a phosphor film that converts ultraviolet rays generated by the discharge of the discharge gas by the action of the high-frequency electromagnetic field provided on the inner wall surface side of the bulb into visible light, and the bulb is formed in a bulb shape and has a base side The end portion on the base side of the valve body having an open end, and a cavity forming portion that is formed in a bottomed cylindrical shape with the base side open at a portion other than the valve body and inserted into the valve body The cavity forming portion is configured such that one end of the cavity forming portion is connected to the bottom of the cavity forming portion, the inner space communicates with the inner space of the valve body, and the other end. A sealed exhaust tubule is provided, and the exhaust tubule is closer to the other end than the first portion where the maximum shear stress is applied to the exhaust tubule from other portions including the first portion. Is also provided with a thin thin portion.
本発明の照明器具は、無電極放電ランプと、前記無電極放電ランプを保持する筐体とを備えてなることを特徴とする。 The luminaire of the present invention includes an electrodeless discharge lamp and a housing that holds the electrodeless discharge lamp.
本発明の無電極放電ランプにおいては、排気細管の振動に起因して、バルブが破損することを防止することが可能となるという効果がある。 The electrodeless discharge lamp of the present invention has an effect that it is possible to prevent the bulb from being damaged due to the vibration of the exhaust thin tube.
本発明の照明器具においては、無電極放電ランプのバルブの破損が防止されるから、筐体が傷付いたり、破損したりすることを防止することが可能となるという効果がある。 In the lighting fixture of the present invention, since the breakage of the bulb of the electrodeless discharge lamp is prevented, it is possible to prevent the casing from being damaged or broken.
以下、本実施形態の無電極放電ランプについて、図1を参照しながら説明するが、無電極放電ランプの構造は、図3に示した従来例の無電極放電ランプと略同じなので、図3に示した従来例と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を適宜省略する。 Hereinafter, the electrodeless discharge lamp of this embodiment will be described with reference to FIG. 1. The structure of the electrodeless discharge lamp is substantially the same as that of the conventional electrodeless discharge lamp shown in FIG. Constituent elements similar to those of the conventional example shown are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted as appropriate.
本実施形態の無電極放電ランプは、放電ガスである希ガス(例えば、アルゴンガスやクリプトンガスなど)および水銀が封入された透光性材料(例えば、ガラスなど)で形成されたバルブ1と、高周波電流が通電されることにより高周波電磁界を発生させる誘導コイル(図示せず)とを備えている。ここにおいて、バルブ1の内壁面には、バルブ1を保護する保護膜3が被着されている。また、保護膜3におけるバルブ1の内壁面側とは反対側に、高周波電磁界の作用による放電ガスの放電により発生した紫外線を可視光に変換する蛍光体膜4が被着されている。なお、保護膜3は、酸化アルミニウム(アルミナ)や二酸化珪素(シリカ)などの金属酸化物で形成されている。また、保護膜3と蛍光体膜4との積層膜は、バルブ1の内壁面の略全面に形成されており、図1ではその一部のみを図示している。
The electrodeless discharge lamp of the present embodiment includes a
バルブ1内は、無電極放電ランプの製造工程で真空排気を行った後に、上記希ガスおよび上記水銀を封入し、真空に近い状態に保たれているので、バルブ1の内圧は大気圧よりも低くなっている。
Since the inside of the
上記誘導コイルは、排気細管7に外装された筒状のフィライトコア(図示せず)に巻回されている。また、キャビティ形成部1b内には、上記誘導コイルと上記フィライトコアとを具備するカプラ16が収納されている。さらに、バルブ本体1aの口金2側に、カプラ16をキャビティ形成部1bに固定する合成樹脂で形成された円筒状の口金2が取り付けられている。
The induction coil is wound around a cylindrical phyllite core (not shown) that is sheathed on the exhaust
排気細管7は、バルブ1内に水銀蒸気を供給する水銀アマルガム(例えば、Zn−HgやBi−In−Hgなど)11が封入された金属容器12が収納され、金属容器12を排気細管7の一端部側(図1(a)では、上端部側)で抜け止めするように、排気細管7内にくぼみ部8が設けられている。
The exhaust
排気細管7は、図1(b)に示すように、排気細管7に最大せん断応力がかかる部位(第1の部位)よりも排気細管7の他端部側(図1(a)では、下端部側)に、最大せん断応力がかかる上記部位を含む他の部位よりも肉厚の薄い肉薄部9が形成されている。この肉薄部9は、キャビティ形成部1bの全周にわたって形成されており、全周にわたって略同じ肉厚としてある。ここにおいて、最大せん断応力の強さは、キャビティ形成部1bの形状(キャビティ形成部1bの長手方向に沿った長さ、外径および肉厚)、排気細管7の形状(排気細管7bの長手方向に沿った長さ、外径および肉厚)、排気細管7の重さ、水銀アマルガム11が封入された金属容器12の重さ、金属容器12の位置およびキャビティ形成部1bの底部5aの形状などによって変わるが、排気細管7に最大せん断応力がかかる上記部位は、排気細管7の径方向に直交する断面において、排気細管7の一部で曲率を有した溶着部5bの曲線部分と排気細管7の直線部分との境界である境界部6近傍である。したがって、外部から衝撃が加わると、排気細管7が境界部6を固定端として振動し、排気細管7に最大せん断応力がかかる上記部位よりも先に肉薄部9が破損しやすくなる。その結果、キャビティ形成部1bの底部5aは破損せずに排気細管7のみが破損し、バルブ1内に大気が吸い込まれるだけなので、バルブ1の破損には至らない。つまり、肉薄部9を破損させることにより、バルブ1の破損を防止することが可能となる。
As shown in FIG. 1 (b), the exhaust
ところで、本願発明者らは、排気細管7に肉薄部9を設けない比較例1の無電極放電ランプを作製し、外部から衝撃を加えて排気細管7の破損部分を調べた。ここにおいて、比較例1の無電極放電ランプに関して、キャビティ形成部1bの寸法は、キャビティ形成部1bの長手方向に沿った長さを240[mm]、外径を47[mm]、肉厚を1.6[mm]とした。また、排気細管7の寸法は、排気細管7の長手方向に沿った長さを261[mm]、外径を8[mm]、肉厚を1.6[mm]とした。さらに、水銀アマルガム11が封入された金属容器12の重さを1[g]とし、キャビティ形成部1bの底部5aの寸法は、肉厚を約1.6[mm]、溶着部5bの曲率半径を2〜3[mm]とした。
By the way, the inventors of the present application manufactured an electrodeless discharge lamp of Comparative Example 1 in which the
排気細管7の破損部分を調べた結果、排気細管7の破損部分は、排気細管7の長手方向に沿った方向において、キャビティ形成部1bの底部5aから5〜10[mm]の範囲であって溶着部5bを除く範囲で破損することが判明した。よって、排気細管7に最大せん断応力がかかる部位は、排気細管7の長手方向に沿った方向において、キャビティ形成部1bの底部5aから5〜10[mm]の範囲であって溶着部5bを除く範囲であると考えられる。なお、排気細管7の上記他端部側に荷重を加えて振動させて排気細管7を破損させた場合も同様に、排気細管7はキャビティ形成部1bの底部5aから上述の範囲で破損することが判明した。
As a result of examining the damaged portion of the exhaust
また、比較例1の無電極放電ランプと略同じ構造である実施例1の無電極放電ランプを作製した。ここで、実施例1の無電極放電ランプは、肉薄部9の位置を、排気細管7の長手方向において、排気細管7に最大せん断応力がかかる上記部位よりも上記他端部側に設けた。なお、排気細管7の肉薄部9の位置は、キャビティ形成部1bの底部5aから15[mm]の範囲であって溶着部5bを除く範囲とした。ここにおいて、排気細管7の肉薄部9は、排気細管7における肉薄部9の形成予定位置にバーナーの炎を当て、ガラスが軟化した時に、排気細管7を両端側から少し引っ張ることによって形成してある。この肉薄部9の寸法は、肉薄部9の長手方向に沿った長さを5[mm]、最小肉厚を1.0〜1.2[mm]とした。
Further, an electrodeless discharge lamp of Example 1 having substantially the same structure as the electrodeless discharge lamp of Comparative Example 1 was produced. Here, in the electrodeless discharge lamp of Example 1, the position of the
さらに、実施例1の無電極放電ランプと略同じ構造であり、肉薄部9の位置を変更した比較例2の無電極放電ランプを作製した。ここで、比較例2の無電極放電ランプは、肉薄部9の位置を、排気細管7の長手方向において、排気細管7に最大せん断応力がかかる上記部位よりも上記一端部側に設けた。なお、排気細管7の肉薄部9の位置は、キャビティ形成部1bの底部5aから5[mm]の範囲であって溶着部5bを除く範囲とした。
Furthermore, an electrodeless discharge lamp of Comparative Example 2 having substantially the same structure as that of the electrodeless discharge lamp of Example 1 and changing the position of the
ここで、比較例1、実施例1および比較例2それぞれの無電極放電ランプを各20個ずつ用意して、各無電極放電ランプそれぞれの排気細管7の上記他端部側に排気細管7が破損するまで荷重を加え、排気細管7を破損させた結果を表1に示した。なお、表1の数値は、無電極放電ランプの本数を示す。
Here, 20 electrodeless discharge lamps of each of Comparative Example 1, Example 1 and Comparative Example 2 were prepared, and the exhaust
表1に示すように、排気細管7に肉薄部9を設けることによって、排気細管7のみの破損が増えた。しかしながら、排気細管7に最大せん断応力がかかる上記部位よりも上記一端部側に肉薄部9を設けた比較例2の無電極放電ランプでは、比較例1の無電極放電ランプに比べて、バルブ1が破損する確率を低減することができるが、バルブ1の破損をなくすことはできなかった。また、排気細管7に最大せん断応力がかかる上記部位よりも上記他端部側に肉薄部9を設けた実施例1の無電極放電ランプでは、排気細管7のみが破損し、バルブ1の破損をなくすことができた。したがって、排気細管7の肉薄部9を、排気細管7に最大せん断応力がかかる上記部位よりも上記他端部側に設けることにより、バルブ1が破損することを防止することができる。
As shown in Table 1, the provision of the
また、排気細管7は、キャビティ形成部1bの底部5aから排気細管7の長手方向に沿った長さの1/3未満の位置に肉薄部9を設けた場合、肉薄部9で排気細管7を破損させることができた。しかしながら、排気細管7の肉薄部9の位置が、キャビティ形成部1bの底部5aから排気細管7の長手方向に沿った長さの1/3以上の位置になると、排気細管7に最大せん断応力がかかる上記部位で排気細管7が破損する場合もあった。
Further, when the thin
ここにおいて、キャビティ形成部1b、排気細管7、キャビティ形成部1bの底部5aおよび肉薄部9の寸法は、今回の試験結果における寸法であって、これに限定するものではない。また、キャビティ形成部1b、排気細管7、キャビティ形成部1bの底部5aおよび肉薄部9の寸法および加工状態によって、排気細管7に最大せん断応力がかかる部位や最大せん断応力の強さが変わる。しかしながら、排気細管7の肉薄部9の位置は、排気細管7に最大せん断応力がかかる上記部位よりも上記他端部側に設けることに変わりはない。
Here, the dimensions of the
以上説明した本実施形態の無電極放電ランプでは、排気細管7の振動に起因して、バルブ1が破損することを防止することが可能となる。
In the electrodeless discharge lamp of the present embodiment described above, it is possible to prevent the
以下、本実施形態の無電極放電ランプを備えた照明器具の一例について、図2に基づいて説明する。 Hereinafter, an example of the lighting fixture provided with the electrodeless discharge lamp of this embodiment is demonstrated based on FIG.
光を反射する椀状の反射板10aおよび透光性材料で形成された前面パネル10bで構成された筐体10と、この筐体10内に配置された上述の無電極放電ランプとを備え、この無電極放電ランプの上記誘導コイルに高周波電流(例えば、周波数が13.56MHzの電流)を供給する点灯装置20と無電極放電ランプとを電気的に接続する管灯線19とで構成されている。なお、点灯装置20は、電線21を介して商用電源からなる交流電源(図示せず)に接続されるプラグ22に接続されている。
A
上記交流電源から点灯装置20に電力を供給し、点灯装置20から上記誘導コイルに上記高周波電流を流すことによって、バルブ1内に高周波電磁界が発生し、高周波電磁界の作用による放電ガスの放電により発生した紫外線が蛍光体膜3(図1参照)によって可視光に変換され、可視光がバルブ1の外部へ放射される。
By supplying electric power from the AC power source to the
ここで、図2に示した照明器具では、万一、上述の無電極放電ランプの排気細管7が破損した場合でも、バルブ1の破損が防止されるので、バルブ1の破損に起因して筐体10に傷が付いたり、筐体10が破損したりすることを防止することが可能となる。
Here, in the luminaire shown in FIG. 2, the
以上説明した本実施形態の照明器具では、無電極放電ランプのバルブ1の破損が防止されるから、筐体10が傷付いたり、破損したりすることを防止することが可能となる。
In the lighting fixture of this embodiment described above, since the breakage of the
1 バルブ
1a バルブ本体
1b キャビティ形成部
2 口金
4 蛍光体膜
5a 底部
6 第1の部位
7 排気細管
9 肉薄部
10 筐体
DESCRIPTION OF
Claims (2)
A lighting fixture comprising: the electrodeless discharge lamp according to claim 1; and a housing for holding the electrodeless discharge lamp.
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