JP2012074159A

JP2012074159A - 無電極放電ランプ

Info

Publication number: JP2012074159A
Application number: JP2010216204A
Authority: JP
Inventors: Koji Hiramatsu; 宏司平松; Hidenori Kakehashi; 英典掛橋; Atsunori Okada; 淳典岡田; Hiroshi Ogasawara; 宏小笠原; Kentaro Yamauchi; 健太郎山内
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2010-09-27
Filing date: 2010-09-27
Publication date: 2012-04-12

Abstract

【課題】バルブの内部空間における磁束密度を増加させることにより、発光効率を向上させた無電極放電ランプを提供する。
【解決手段】無電極放電ランプは、電球状に形成され内側に窪んだ凹部１３を有するバルブ１と、円筒形のフェライトコア３１の外周に誘導コイル３２を巻回したカプラ３とを備える。バルブ１には希ガスおよび水銀が封入され、バルブ１の内側面には蛍光体膜が形成されている。カプラ３は、バルブ１の凹部１３に装着される。フェライトコア３１の口軸方向の両端部には、端縁に向かって外径を小さくする形状の磁極面３１２が形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、希ガスおよび発光材料を封入したバルブと、高周波電磁界を形成するための誘導コイルとを備え、バルブ内の希ガスおよび発光材料に高周波電磁界を作用させて励起することにより点灯させる無電極放電ランプに関するものである。

従来より、バルブの内部に電極を設けず、バルブに封入された希ガスおよび発光材料を、バルブの外部に配置した誘導コイルの周囲に形成される高周波電磁界で励起することにより点灯させる無電極放電ランプが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載された無電極放電ランプは、図４に示すように、ガラスのような透光性材料により電球状に形成されたバルブ1と、円筒状のフェライトコア３１に巻回された誘導コイル３２とを備えている。バルブ１には、希ガスおよび発光材料が封入される。一般的な無電極放電ランプでは、高周波電磁界で励起されることにより紫外領域の光を発生させるために、発光材料として水銀を含む材料が用いられる。また、可視光用の無電極放電ランプでは、紫外光により励起されて可視光領域の光を放出する蛍光体膜をバルブに形成している。

バルブ１の一部には、バルブ１の内側に窪んだ空洞である凹部１３が設けられており、誘導コイル３２が巻回されたフェライトコア３１は凹部１３に挿入されている。フェライトコア３１の口軸方向の両端面は、フェライトコア３１の口軸方向に直交する磁極面３１３を形成しており、高周波電源から誘導コイル３２に高周波電流を流すと、誘導コイル３２により形成される磁束は主として磁極面３１３を通ることになる。

特開２００４−１１９０３８公報

ところで、特許文献１に記載された無電極放電ランプでは、フェライトコア３１が口軸方向と直交する磁極面３１３を備えているから、磁極面３１３においては、磁束がフェライトコア３１の口軸方向を向くことになる。その結果、フェライトコア３１の周囲において磁束が分散しやすくなり、誘導コイル３２に流す電流が大きくなるほどバルブ１から漏れる磁束が増加し、発光に寄与しない磁束の割合が増加することになる。言い換えると、誘導コイル３２に供給するエネルギーに対して、バルブ１の内部空間における磁束密度を十分に大きくすることができず、十分に高い発光効率が得られないという問題を有している。

本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、発光効率を向上させた無電極放電ランプ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内側に窪んだ凹部を有するとともに希ガスおよび水銀が封入されたバルブと、凹部内に配置された磁性体からなる円筒形状のコアおよびコアに巻回され高周波電流が流されることによりバルブ内に高周波電磁界を形成する誘導コイルを有するカプラとを備え、コアの口軸方向の両端部には、それぞれ端縁に向かって外径を小さくする形状の磁極面が形成されていることを特徴とする。

本発明の構成によれば、無電極放電ランプの発光効率が向上するという利点がある。

実施形態を示す断面図である。同上の要部断面図である。（ａ）（ｂ）は同上の要部断面図であり、（ｃ）は従来例を示す要部断面図である。従来例を示す断面図である。

本実施形態の無電極放電ランプは、図１に示すように、ガラス等の透光性材料により電球形状に形成されたバルブ１と、略円筒状の口金２と、フェライトコア３１に誘導コイル３２を巻回したカプラ３とにより構成される。

バルブ１は、球状の頭部１１の一部に首部１２が連続した電球状に形成され、さらに、首部１２にはバルブ１の内側に窪んだ凹部１３が形成されている。バルブ１には、希ガスと発光材料とが封入されている。希ガスは、たとえばアルゴンであり、発光材料は、水銀単体または水銀の合金が用いられる。バルブ１の内側面には、蛍光体膜が形成されている。バルブ１の首部１２には、口金２が取り付けられている。

バルブ１の内側に窪んだ凹部１３の底には、バルブ１内と連通した排気管１５の一端が結合されている。排気管１５の他端部は、バルブ１の外部に引き出されて封止されており、バルブ１は密閉されている。

一方、カプラ３は、図１に示すように、円筒形である放熱体３３と、放熱体３３に固定される円筒形のコア（通常はフェライトで形成されるので、以下では「フェライトコア」という）３１と、フェライトコア３１の外周に巻回されたソレノイド状の誘導コイル３２とを備える。

本実施形態のフェライトコア３１の口軸方向の両端部には、それぞれ端縁に向かって外径を小さくする形状の磁極面３１２が形成されている。磁極面３１２の形状は後述する。

放熱体３３の口軸方向の一端部には、他の箇所より外径を大きくした外鍔部３３１が形成されている（図１参照）。また、放熱体３３の口軸方向の他端部には、口軸方向に延びる円筒状に形成されその外径がフェライトコア３１の内径と等しいコア固定部３３２が設けられている。放熱体３３の内部には、口軸方向に貫通する空洞部３３３が形成されている。

カプラ３は、フェライトコア３１の口軸方向を凹部１３の軸方向に合わせ、放熱体３３におけるコア固定部３３２の側からバルブ１の凹部１３内に装着される（図１参照）。図２に示すように、コア固定部３３２はフェライトコア３１内に挿入されており、排気管１５は放熱体３３の空洞部３３３に挿通されている（図１参照）。なお、本実施形態のバルブ１とカプラ３とは着脱自在である。

本実施形態の無電極放電ランプを点灯させるには、誘導コイル３２を高周波電源（図示せず）に接続し、高周波電源から誘導コイル３２に高周波電流を流す。このとき、誘導コイル３２の周囲に高周波電磁界が形成される。この高周波電磁界は、バルブ１の内部に封入された希ガスおよび発光材料に作用し、放電プラズマを生じさせ、発光材料に含まれる水銀を励起する。その結果、水銀から紫外線が放射され、その紫外線がバルブ１の内側面に設けられた蛍光体膜によって可視光に変換される。

ところで、上述したように、本実施形態において用いるフェライトコア３１の両端部には、それぞれ口軸方向の端縁に向かって外径を小さくする形状の磁極面３１２が形成されている。具体的には、磁極面３１２は図３（ａ）に示す形状であって、図３（ｃ）に示す従来の磁極面３１３の形状と比較すると、磁極面３１２を通る磁束がフェライトコア３１の外側方に向かう形状になっている。

図３（ａ）に示す形状の磁極面３１２では、図３（ｃ）に示す形状の磁極面３１３と比較すると、磁束がフェライトコア３１に近い領域に集中すると考えられる。すなわち、磁束の発散が抑制され、バルブ１の内部空間における磁束密度を図３（ｃ）に示す従来形状よりも高めることができる。その結果、希ガスおよび発光材料に効率よくエネルギーを供給でき、無電極放電ランプの発光効率が向上する。

本実施形態において採用可能な磁極面３１３は、図３（ａ）に示すように、断面が直線状になる形状に限定されず、例えば、図３（ｂ）に示すように、突曲面をなす形状を採用してもよい。

１バルブ
１３凹部
３カプラ
３１フェライトコア（コア）
３１２磁極面
３２誘導コイル

Claims

透光性材料により形成され内側に窪んだ凹部を有するとともに希ガスおよび水銀が封入されたバルブと、前記凹部内に配置された磁性体からなる円筒形状のコアおよび前記コアに巻回され高周波電流が流されることにより前記バルブ内に高周波電磁界を形成する誘導コイルを有するカプラとを備え、前記コアの口軸方向の両端部には、それぞれ端縁に向かって外径を小さくする形状の磁極面が形成されていることを特徴とする無電極放電ランプ。