JP2596265B2 - 無電極放電ランプ - Google Patents
無電極放電ランプInfo
- Publication number
- JP2596265B2 JP2596265B2 JP18985391A JP18985391A JP2596265B2 JP 2596265 B2 JP2596265 B2 JP 2596265B2 JP 18985391 A JP18985391 A JP 18985391A JP 18985391 A JP18985391 A JP 18985391A JP 2596265 B2 JP2596265 B2 JP 2596265B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- induction coil
- inner tube
- tube
- outer tube
- capacitor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
- Discharge Lamps And Accessories Thereof (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、二重管構造の無電極放
電ランプに関する。
電ランプに関する。
【０００２】
【従来の技術】放電気体を封入した密閉容器に近接して
誘導コイルを巻回し、この誘導コイルに高周波電流を供
給して誘起する電界によって、前記密閉容器内の放電気
体を放電させる、いわゆる無電極放電ランプは、容器内
部に電極を持たないから極めて長寿命であって、小形、
高出力などの特長があり、いくつかの形が提案されてい
る。
誘導コイルを巻回し、この誘導コイルに高周波電流を供
給して誘起する電界によって、前記密閉容器内の放電気
体を放電させる、いわゆる無電極放電ランプは、容器内
部に電極を持たないから極めて長寿命であって、小形、
高出力などの特長があり、いくつかの形が提案されてい
る。
【０００３】放電気体として水銀蒸気を用い、紫外線を
放射させ、容器内壁に蛍光体を塗布して、これを紫外線
から可視光線に変換する形式のものは、無電極放電蛍光
ランプと呼べるものであるが、蛍光体が放電にさらさ
れ、表面が働程中に劣化するという問題がある。
放射させ、容器内壁に蛍光体を塗布して、これを紫外線
から可視光線に変換する形式のものは、無電極放電蛍光
ランプと呼べるものであるが、蛍光体が放電にさらさ
れ、表面が働程中に劣化するという問題がある。
【０００４】これを避けるため容器を二重管構造にした
ものが提案される。これは内管を石英などの紫外線透過
材料で構成し、その内部に水銀蒸気を封入し、この内管
に誘導コイルを巻回し、内面に蛍光体を塗布した第２の
密閉容器を外管とするものであり、誘導コイルに高周波
電流を供給して誘起する電界によって前記内管内の水銀
蒸気を放電させて紫外線を放射し、外管内面の蛍光体に
よって可視光に変換する。この方式によれば、蛍光体が
直接放電にさらされることがなく、働程中の光束劣化も
少ないものである。
ものが提案される。これは内管を石英などの紫外線透過
材料で構成し、その内部に水銀蒸気を封入し、この内管
に誘導コイルを巻回し、内面に蛍光体を塗布した第２の
密閉容器を外管とするものであり、誘導コイルに高周波
電流を供給して誘起する電界によって前記内管内の水銀
蒸気を放電させて紫外線を放射し、外管内面の蛍光体に
よって可視光に変換する。この方式によれば、蛍光体が
直接放電にさらされることがなく、働程中の光束劣化も
少ないものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】前述の二重管式では、
内管から放射される紫外線が大気中の酸素によって減衰
するのを避けるために、内管と外管の間には窒素、アル
ゴンなどの不活性ガスで置換し、外管を封止するのが好
ましい。
内管から放射される紫外線が大気中の酸素によって減衰
するのを避けるために、内管と外管の間には窒素、アル
ゴンなどの不活性ガスで置換し、外管を封止するのが好
ましい。
【０００６】また、内管に巻かれた誘導コイルに高周波
電流を通電する為に導入線が外管を貫通する形で設けら
れなければならない。外管は通常ガラスで作られるか
ら、金属とガラスの間の膨張率の違いに起因するクラッ
クなどの事故を防止する為に導入線に鉄−ニッケル合金
を芯線とするジュメット線を用い、あるいはさらに外管
の材料との間に順次膨張率の近接した材料で繋ぐなどの
手法がとられる。
電流を通電する為に導入線が外管を貫通する形で設けら
れなければならない。外管は通常ガラスで作られるか
ら、金属とガラスの間の膨張率の違いに起因するクラッ
クなどの事故を防止する為に導入線に鉄−ニッケル合金
を芯線とするジュメット線を用い、あるいはさらに外管
の材料との間に順次膨張率の近接した材料で繋ぐなどの
手法がとられる。
【０００７】しかしながら、誘導コイルに通電する高周
波電流は大きいものであって、導入線の発熱も大きいも
のとなる。これは損失となって効率を低下するだけでな
く、導入線の膨張と消灯時の収縮による導入部でのクラ
ックの危険性を高めるものとなる。この場合、導入線の
線径を単純に大きくすることは、かえって膨張・収縮に
よるストレスを増大することになる。
波電流は大きいものであって、導入線の発熱も大きいも
のとなる。これは損失となって効率を低下するだけでな
く、導入線の膨張と消灯時の収縮による導入部でのクラ
ックの危険性を高めるものとなる。この場合、導入線の
線径を単純に大きくすることは、かえって膨張・収縮に
よるストレスを増大することになる。
【０００８】本発明は、上記問題点に鑑みなされたもの
で、その目的とするところは、導入線の発熱が小さく効
率が良いとともに、導入線の膨張・収縮による導入部で
のクラックの危険性の少ない無電極放電ランプを提供す
ることにある。
で、その目的とするところは、導入線の発熱が小さく効
率が良いとともに、導入線の膨張・収縮による導入部で
のクラックの危険性の少ない無電極放電ランプを提供す
ることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明は、放電気体を封入した密閉容器である内管に近
接して誘導コイルを巻回し、該内管を第２の密閉容器で
ある外管内に封止し、前記誘導コイルに高周波電流を供
給して誘起する電界によって前記内管内の放電気体を放
電させる二重管構造の無電極放電ランプであって、前記
誘導コイルに並列にキャパシタを接続するとともに、該
キャパシタを前記外管内に配設したことを特徴とする。
本発明は、放電気体を封入した密閉容器である内管に近
接して誘導コイルを巻回し、該内管を第２の密閉容器で
ある外管内に封止し、前記誘導コイルに高周波電流を供
給して誘起する電界によって前記内管内の放電気体を放
電させる二重管構造の無電極放電ランプであって、前記
誘導コイルに並列にキャパシタを接続するとともに、該
キャパシタを前記外管内に配設したことを特徴とする。
【００１０】
【作用】上記構成の無電極放電ランプにおいて、内管に
近接して巻かれた誘導コイルに高周波電流を流すと、発
生する磁力線は誘導電界を引き起こし、内管内部の気体
を電離させる。放電路はリング状に形成され、コイルと
の間で相互誘導インダクタンスを形成する。この様子を
電気的な等価回路で表現すれば図２に示すようになる。
ここで、電離した放電気体は抵抗ＲL で等価されてお
り、Ｌ1 はコイルの自己インダクタンスに相当し、Ｌ2
は放電路との間の相互誘導インダクタンスに起因するも
のである。図中ｉa はコイルに与える高周波電流の大き
さを示し、この等価回路から誘導性であることが分か
る。
近接して巻かれた誘導コイルに高周波電流を流すと、発
生する磁力線は誘導電界を引き起こし、内管内部の気体
を電離させる。放電路はリング状に形成され、コイルと
の間で相互誘導インダクタンスを形成する。この様子を
電気的な等価回路で表現すれば図２に示すようになる。
ここで、電離した放電気体は抵抗ＲL で等価されてお
り、Ｌ1 はコイルの自己インダクタンスに相当し、Ｌ2
は放電路との間の相互誘導インダクタンスに起因するも
のである。図中ｉa はコイルに与える高周波電流の大き
さを示し、この等価回路から誘導性であることが分か
る。
【００１１】次に、図３に示すように、コイルに並列に
キャパシタＣを接続すると、キャパシタＣに流れる容量
性電流がｉa の誘導性電流を相殺し、ｉb はｉa よりも
小さいものとなる。適切なキャパシタＣの大きさは、放
電路が形成される前の等価回路から導かれる。最も大き
いコイル電流が要求されるのは、気体が電離を開始する
時だからである。この時の等価回路は図４に示す如くコ
イルの自己インダクタンスＬ1 のみとなるので、ｉb を
最小とする並列に接続されるキャパシタＣの大きさは、
高周波電流の周波数においてコイルの自己インダクタン
スＬ1 と並列共振するものであることが分かる。
キャパシタＣを接続すると、キャパシタＣに流れる容量
性電流がｉa の誘導性電流を相殺し、ｉb はｉa よりも
小さいものとなる。適切なキャパシタＣの大きさは、放
電路が形成される前の等価回路から導かれる。最も大き
いコイル電流が要求されるのは、気体が電離を開始する
時だからである。この時の等価回路は図４に示す如くコ
イルの自己インダクタンスＬ1 のみとなるので、ｉb を
最小とする並列に接続されるキャパシタＣの大きさは、
高周波電流の周波数においてコイルの自己インダクタン
スＬ1 と並列共振するものであることが分かる。
【００１２】
【実施例】図１は本発明の一実施例を示す一部断面の正
面図である。同図において、１は内管で、石英等の紫外
線を透過する材料で形成され、その内部には放電気体と
しての水銀蒸気及びアルゴン等の希ガスが封入されてい
る。２は外管で、硬質ガラス等の可視光線を通過する材
料で形成され、内面には紫外線を可視光に変換する蛍光
体が塗布されている。外管２と内管１との間の密閉空間
に酸素があると紫外線と反応するので、該空間は真空あ
るいは窒素で置換されている。
面図である。同図において、１は内管で、石英等の紫外
線を透過する材料で形成され、その内部には放電気体と
しての水銀蒸気及びアルゴン等の希ガスが封入されてい
る。２は外管で、硬質ガラス等の可視光線を通過する材
料で形成され、内面には紫外線を可視光に変換する蛍光
体が塗布されている。外管２と内管１との間の密閉空間
に酸素があると紫外線と反応するので、該空間は真空あ
るいは窒素で置換されている。
【００１３】３は内管１の外周に巻回された誘導コイル
で、本実施例では３ターン巻かれている。４は外管２の
内部に配設されたキャパシタで、誘導コイル３と並列に
接続されている。キャパシタ４の容量は、動作周波数に
おいて誘導コイル３の自己インダクタンスとで共振する
ような値に選ばれる。
で、本実施例では３ターン巻かれている。４は外管２の
内部に配設されたキャパシタで、誘導コイル３と並列に
接続されている。キャパシタ４の容量は、動作周波数に
おいて誘導コイル３の自己インダクタンスとで共振する
ような値に選ばれる。
【００１４】５ａ，５ｂは外管２を貫通する導入線であ
って、貫通部分はジュメット線など外管２の材料と熱膨
張率の近い導電材料が選ばれ、気密性が確保される。導
入線５ａ，５ｂは図示しない高周波電源に接続される。
高周波電源の周波数は、例えば13.56 ＭHzである。この
周波数は通信には用いられないので、漏洩する電波によ
る通信障害を避けるには好都合である。
って、貫通部分はジュメット線など外管２の材料と熱膨
張率の近い導電材料が選ばれ、気密性が確保される。導
入線５ａ，５ｂは図示しない高周波電源に接続される。
高周波電源の周波数は、例えば13.56 ＭHzである。この
周波数は通信には用いられないので、漏洩する電波によ
る通信障害を避けるには好都合である。
【００１５】このように構成された無電極放電ランプに
高周波を印加すると、誘導コイル３に高周波電流が流れ
る。誘導コイル３と並列に接続されたキャパシタ４との
共振作用により、誘導コイル３に大電流が流れるが、並
列共振であるから導入線５ａ，５ｂに流れる電流は非常
に小さなものとなる。
高周波を印加すると、誘導コイル３に高周波電流が流れ
る。誘導コイル３と並列に接続されたキャパシタ４との
共振作用により、誘導コイル３に大電流が流れるが、並
列共振であるから導入線５ａ，５ｂに流れる電流は非常
に小さなものとなる。
【００１６】このとき誘導コイル３の両端には高い電圧
が発生し、コイル軸方向の強電界によって内管１に封入
された放電気体が絶縁破壊する。また、コイル周方向に
も電磁誘導による電界が発生するから、放電気体中に発
生した放電プラズマは、コイル周方向に沿ってリング状
に形成される。リング状のプラズマは誘導コイル３と電
磁結合し、エネルギ−を得て放電を維持する。
が発生し、コイル軸方向の強電界によって内管１に封入
された放電気体が絶縁破壊する。また、コイル周方向に
も電磁誘導による電界が発生するから、放電気体中に発
生した放電プラズマは、コイル周方向に沿ってリング状
に形成される。リング状のプラズマは誘導コイル３と電
磁結合し、エネルギ−を得て放電を維持する。
【００１７】プラズマ中からは紫外線を放射する。内管
１から放射した紫外線は、外管２の内面に塗布した蛍光
体に当り、可視光に変換されて放射される。このような
二重管の構成では、蛍光体が直接プラズマに触れること
がないので、蛍光体の劣化が少なく、光束維持率の良い
光源が得られる。
１から放射した紫外線は、外管２の内面に塗布した蛍光
体に当り、可視光に変換されて放射される。このような
二重管の構成では、蛍光体が直接プラズマに触れること
がないので、蛍光体の劣化が少なく、光束維持率の良い
光源が得られる。
【００１８】異なる実施例では、蛍光体を用いず、メタ
ルハライドランプのように内管に適切な金属蒸気を封入
し、これによって直接可視光を放射する。水銀でも蒸気
圧が高ければ可視光を多く放射するが、より適切な金属
蒸気として、例えば、タリウム、インジウム、ナトリウ
ムなどの混合がある。これらの金属の蒸気圧は普通は小
さいので、これらの金属のハロゲン化物を封入すること
で蒸気圧を高める。それでも効率良い動作には500 ℃〜
600 ℃が必要なので、保温のために前記実施例と同様、
二重管構造として内管と外管の間を真空にするのが良
い。本実施例においても前記実施例と同様の効果が得ら
れる。
ルハライドランプのように内管に適切な金属蒸気を封入
し、これによって直接可視光を放射する。水銀でも蒸気
圧が高ければ可視光を多く放射するが、より適切な金属
蒸気として、例えば、タリウム、インジウム、ナトリウ
ムなどの混合がある。これらの金属の蒸気圧は普通は小
さいので、これらの金属のハロゲン化物を封入すること
で蒸気圧を高める。それでも効率良い動作には500 ℃〜
600 ℃が必要なので、保温のために前記実施例と同様、
二重管構造として内管と外管の間を真空にするのが良
い。本実施例においても前記実施例と同様の効果が得ら
れる。
【００１９】
【発明の効果】本発明は上記のように、放電気体を封入
した密閉容器である内管に近接して誘導コイルを巻回
し、該内管を第２の密閉容器である外管内に封止し、前
記誘導コイルに高周波電流を供給して誘起する電界によ
って前記内管内の放電気体を放電させる二重管構造の無
電極放電ランプにおいて、前記誘導コイルに並列にキャ
パシタを接続するとともに、該キャパシタを前記外管内
に配設したことにより、外管を貫通する導入線に流れる
電流を非常に少なくすることができる。従って、本発明
によれば、導入線の発熱が小さく効率が良いとともに、
導入線の膨張・収縮による導入部でのクラックの危険性
の少ない長寿命の無電極放電ランプを提供できる。
した密閉容器である内管に近接して誘導コイルを巻回
し、該内管を第２の密閉容器である外管内に封止し、前
記誘導コイルに高周波電流を供給して誘起する電界によ
って前記内管内の放電気体を放電させる二重管構造の無
電極放電ランプにおいて、前記誘導コイルに並列にキャ
パシタを接続するとともに、該キャパシタを前記外管内
に配設したことにより、外管を貫通する導入線に流れる
電流を非常に少なくすることができる。従って、本発明
によれば、導入線の発熱が小さく効率が良いとともに、
導入線の膨張・収縮による導入部でのクラックの危険性
の少ない長寿命の無電極放電ランプを提供できる。
【図１】本発明の一実施例を示す一部断面の正面図であ
る。
る。
【図２】従来例に係る等価回路図である。
【図３】本発明に係る等価回路図である。
【図４】本発明に係る等価回路図である。
１ 内管 ２ 外管 ３ 誘導コイル ４ キャパシタ ５ａ 導入線 ５ｂ 導入線
Claims (1)
- 【請求項１】 放電気体を封入した密閉容器である内管
に近接して誘導コイルを巻回し、該内管を第２の密閉容
器である外管内に封止し、前記誘導コイルに高周波電流
を供給して誘起する電界によって前記内管内の放電気体
を放電させる二重管構造の無電極放電ランプであって、
前記誘導コイルに並列にキャパシタを接続するととも
に、該キャパシタを前記外管内に配設したことを特徴と
する無電極放電ランプ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18985391A JP2596265B2 (ja) | 1991-07-30 | 1991-07-30 | 無電極放電ランプ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18985391A JP2596265B2 (ja) | 1991-07-30 | 1991-07-30 | 無電極放電ランプ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05234571A JPH05234571A (ja) | 1993-09-10 |
| JP2596265B2 true JP2596265B2 (ja) | 1997-04-02 |
Family
ID=16248282
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18985391A Expired - Lifetime JP2596265B2 (ja) | 1991-07-30 | 1991-07-30 | 無電極放電ランプ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2596265B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6897612B2 (en) | 2000-04-03 | 2005-05-24 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Discharge lamp, method for producing the same and lamp unit |
-
1991
- 1991-07-30 JP JP18985391A patent/JP2596265B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05234571A (ja) | 1993-09-10 |
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