JP2773245B2 - 無電極放電ランプ - Google Patents
無電極放電ランプInfo
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- JP2773245B2 JP2773245B2 JP12924489A JP12924489A JP2773245B2 JP 2773245 B2 JP2773245 B2 JP 2773245B2 JP 12924489 A JP12924489 A JP 12924489A JP 12924489 A JP12924489 A JP 12924489A JP 2773245 B2 JP2773245 B2 JP 2773245B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、ランプ内部に電極を持たず、外部からの高
周波電磁界によってランプ内部の放電ガスを励起発光さ
せる無電極放電ランプに関する。
周波電磁界によってランプ内部の放電ガスを励起発光さ
せる無電極放電ランプに関する。
［従来の技術］ 従来より、無電極放電ランプは小型で高出力、長寿命
といった特長を有する為、各所で研究開発されている。
その用途は様々であるが、例えば、航空障害灯などのよ
うに高所で使用する灯具や、寒冷地で使用する表示灯な
どの光源としての利用が考えられている。
といった特長を有する為、各所で研究開発されている。
その用途は様々であるが、例えば、航空障害灯などのよ
うに高所で使用する灯具や、寒冷地で使用する表示灯な
どの光源としての利用が考えられている。
このような無電極放電ランプのうち、例えば、特開昭
57−78766号公報に開示されたランプでは、第10図に示
すように、空芯コイル８を被うようなバルブ９を形成
し、この空芯コイル８に高周波電流を流して発生する電
磁界によってバルブ９内の水銀蒸気を放電させるもの
で、ここで使われる円筒形コイルによる磁界は、その内
部で最も強いものであるが、この例ではその部分に放電
空間は存在せず、専らコイル外部の磁界を利用する形で
バルブ９が形成されている。
57−78766号公報に開示されたランプでは、第10図に示
すように、空芯コイル８を被うようなバルブ９を形成
し、この空芯コイル８に高周波電流を流して発生する電
磁界によってバルブ９内の水銀蒸気を放電させるもの
で、ここで使われる円筒形コイルによる磁界は、その内
部で最も強いものであるが、この例ではその部分に放電
空間は存在せず、専らコイル外部の磁界を利用する形で
バルブ９が形成されている。
また、特開昭58−68862号公報及び特開昭58−68863号
公報に開示されたランプは有電極でネオン発光を利用す
る低圧希ガス放電灯であり、かかる放電灯は、ネオンの
希ガス発光で最も効率の良いガス圧（数/10Torr）で使
用すると、電極に塗布した電極物質の消耗が激しく、寿
命が著しく短くなる。電極として熱陰極でなく冷陰極を
用いると、電極部が大型化する上、光源部も小型のもの
を得ることが困難となる。
公報に開示されたランプは有電極でネオン発光を利用す
る低圧希ガス放電灯であり、かかる放電灯は、ネオンの
希ガス発光で最も効率の良いガス圧（数/10Torr）で使
用すると、電極に塗布した電極物質の消耗が激しく、寿
命が著しく短くなる。電極として熱陰極でなく冷陰極を
用いると、電極部が大型化する上、光源部も小型のもの
を得ることが困難となる。
さらに、最冷点温度が最適な40℃を越えるような周囲
温度下で使用する蛍光ランプの場合、アマルガム水銀を
封入し、水銀蒸気圧を制御することがある。しかし、こ
の様なランプの場合、始動時、アマルガム部が温度上昇
するのに時間がかかり、光束立ち上がり特性が悪くな
る。例えば、電球型蛍光ランプなどはその特性を改善す
る為、主アマルガムに加えて補助アマルガムを温度上昇
し易い電極近傍に設けている。この様な構成にすると製
造上、コストが高いものとなる。
温度下で使用する蛍光ランプの場合、アマルガム水銀を
封入し、水銀蒸気圧を制御することがある。しかし、こ
の様なランプの場合、始動時、アマルガム部が温度上昇
するのに時間がかかり、光束立ち上がり特性が悪くな
る。例えば、電球型蛍光ランプなどはその特性を改善す
る為、主アマルガムに加えて補助アマルガムを温度上昇
し易い電極近傍に設けている。この様な構成にすると製
造上、コストが高いものとなる。
［発明が解決しようとする課題］ 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、例えば、−30℃のような低温の周囲温
度から60℃といった高温の周囲温度に至るまでの広い温
度範囲において所望の光量が得られると共に、補助アマ
ルガムが無くとも光束立ち上がり特性が非常に良好な無
電極放電ランプを提供するにある。
とするところは、例えば、−30℃のような低温の周囲温
度から60℃といった高温の周囲温度に至るまでの広い温
度範囲において所望の光量が得られると共に、補助アマ
ルガムが無くとも光束立ち上がり特性が非常に良好な無
電極放電ランプを提供するにある。
［課題を解決するための手段］ 本発明は上記課題を解決するため、透光性バルブの外
周壁に沿って巻かれた誘導コイルに高周波電流を通電す
ることにより、前記バルブ内に封入した水銀蒸気を励起
発光させて成る無電極放電ランプにおいて、前記バルブ
の内壁面に螢光体を塗布すると共に、前記バルブ内に前
記螢光体の発光色と略同色の励起発光を呈するガスを封
入し、加えて水銀蒸気圧を制御する為の水銀アマルガム
を封入したことを特徴とする。
周壁に沿って巻かれた誘導コイルに高周波電流を通電す
ることにより、前記バルブ内に封入した水銀蒸気を励起
発光させて成る無電極放電ランプにおいて、前記バルブ
の内壁面に螢光体を塗布すると共に、前記バルブ内に前
記螢光体の発光色と略同色の励起発光を呈するガスを封
入し、加えて水銀蒸気圧を制御する為の水銀アマルガム
を封入したことを特徴とする。
［実施例１］ 第１図及び第２図は本発明の第１の実施例を示すもの
で、１は球状のバルブであって、気密性で且つ透光性を
有し、内壁面には螢光体２が塗布されている。また、バ
ルブ１の内部には放電ガスとして、水銀が封入され、加
えてネオンガスが封入されている。ネオンガスの封入量
は、例えばバルブ１内に水銀が無くとも、ネオンのみを
無電極放電発光させることが可能な量である。さらに、
前記バルブ１の内部には、水銀アマルガムとして、例え
ばBi−In−Hgアマルガム３が封入されている。４は前記
バルブ１の外周壁に沿って巻かれた誘導コイル、５は誘
導コイル４に高周波電流を通電する高周波電源である。
で、１は球状のバルブであって、気密性で且つ透光性を
有し、内壁面には螢光体２が塗布されている。また、バ
ルブ１の内部には放電ガスとして、水銀が封入され、加
えてネオンガスが封入されている。ネオンガスの封入量
は、例えばバルブ１内に水銀が無くとも、ネオンのみを
無電極放電発光させることが可能な量である。さらに、
前記バルブ１の内部には、水銀アマルガムとして、例え
ばBi−In−Hgアマルガム３が封入されている。４は前記
バルブ１の外周壁に沿って巻かれた誘導コイル、５は誘
導コイル４に高周波電流を通電する高周波電源である。
このように構成された無電極放電ランプの誘導コイル
４に高周波電流を通電すると、電磁界が誘導され、例え
ば、最冷点温度30℃以上においては、放電ガスは水銀
で、水銀原子が励起発光し、発生した254nmを主体とし
た紫外線が螢光体２により可視光に変換され、610nmを
主体とした赤色の発光をする。この時、バルブ１内のネ
オンガスは、バッファガスとしての役目を持ち、電子の
エネルギーを水銀原子の励起しやすい値にコントロール
する。
４に高周波電流を通電すると、電磁界が誘導され、例え
ば、最冷点温度30℃以上においては、放電ガスは水銀
で、水銀原子が励起発光し、発生した254nmを主体とし
た紫外線が螢光体２により可視光に変換され、610nmを
主体とした赤色の発光をする。この時、バルブ１内のネ
オンガスは、バッファガスとしての役目を持ち、電子の
エネルギーを水銀原子の励起しやすい値にコントロール
する。
水銀アマルガムを用いることにより、最適な水銀蒸気
圧が90℃及び130℃辺りで得られるように設計されてい
る（第３図参照）。この最適温度は、アマルガムの水銀
比率を変えることにより可変である。また、最冷点温度
０℃〜30℃の間では、水銀の放電とネオンガスの放電が
混ざった状態になり（第５図及び第６図参照）、その
間、低温から高温へ移るに従い、水銀の放電の比率が増
す。
圧が90℃及び130℃辺りで得られるように設計されてい
る（第３図参照）。この最適温度は、アマルガムの水銀
比率を変えることにより可変である。また、最冷点温度
０℃〜30℃の間では、水銀の放電とネオンガスの放電が
混ざった状態になり（第５図及び第６図参照）、その
間、低温から高温へ移るに従い、水銀の放電の比率が増
す。
最冷点温度が０℃以下の場合には、水銀放電が維持で
きる程、気体水銀の数がなく、放電はネオンによって維
持される。この場合、ネオンの励起発光の640nm前後の
赤色輝線発光を利用する。
きる程、気体水銀の数がなく、放電はネオンによって維
持される。この場合、ネオンの励起発光の640nm前後の
赤色輝線発光を利用する。
第３図は最冷点温度に対する光出力の特性を示す図で
あり、封入ガスがネオンと水銀の場合（図においてNe＋
Hgで示す）とアルゴンと水銀の場合（Ar＋Hg）を示し、
破線で示す特性は、本発明に係るNe＋Hgアマルガムを用
いた場合である。
あり、封入ガスがネオンと水銀の場合（図においてNe＋
Hgで示す）とアルゴンと水銀の場合（Ar＋Hg）を示し、
破線で示す特性は、本発明に係るNe＋Hgアマルガムを用
いた場合である。
また、第４図乃至第８図はそれぞれ本実施例に係る無
電極放電ランプのスペクトル分布図で、第４図は最冷点
温度Ta＝−30℃、第５図は最冷点温度Ta＝０℃、第６図
は最冷点温度Ta＝20℃、第７図は最冷点温度Ta＝90℃、
第８図は最冷点温度Ta＝140℃の場合をそれぞれ示す。
なお、第７図及び第８図に示すスペクトル強度について
は縮小したものとなっている。始動直後には最冷点温度
は周囲温度に等しく、これらの特性から本発明によれば
30℃以下の温度下で始動直後においてもネオンの発光に
より光出力が補われていることがわかる。安定時には最
冷点温度は上昇するが、その程度は、ランプの形状や入
力電力により異なり、例えば、20℃前後の上昇となる。
この場合、従来のアルゴンと水銀では周囲温度10℃以下
で十分な光出力を得ることができないが、本発明によれ
ばこのような低温下でもネオンの発光を得ることができ
る。これらから分かるように、ネオンと水銀を封入した
ランプでは、低温時における立ち上がりが非常に良くな
り、周囲温度が50℃を越えても、目立った光出力低下は
見られない。
電極放電ランプのスペクトル分布図で、第４図は最冷点
温度Ta＝−30℃、第５図は最冷点温度Ta＝０℃、第６図
は最冷点温度Ta＝20℃、第７図は最冷点温度Ta＝90℃、
第８図は最冷点温度Ta＝140℃の場合をそれぞれ示す。
なお、第７図及び第８図に示すスペクトル強度について
は縮小したものとなっている。始動直後には最冷点温度
は周囲温度に等しく、これらの特性から本発明によれば
30℃以下の温度下で始動直後においてもネオンの発光に
より光出力が補われていることがわかる。安定時には最
冷点温度は上昇するが、その程度は、ランプの形状や入
力電力により異なり、例えば、20℃前後の上昇となる。
この場合、従来のアルゴンと水銀では周囲温度10℃以下
で十分な光出力を得ることができないが、本発明によれ
ばこのような低温下でもネオンの発光を得ることができ
る。これらから分かるように、ネオンと水銀を封入した
ランプでは、低温時における立ち上がりが非常に良くな
り、周囲温度が50℃を越えても、目立った光出力低下は
見られない。
［実施例２］ 本実施例では、前記実施例における封入物を水銀アマ
ルガムとキセノンガスにしたことを特徴とするもので、
他の構成は前記実施例と同様である。このような構成で
バルブ１の内壁に塗布する螢光体２を、水銀励起により
発生する254nmを主体とした紫外線を400〜600nmの白色
に変換するものにしておけば、低温時でも白色の発光強
度の大きい無電極放電ランプを得ることができる。
ルガムとキセノンガスにしたことを特徴とするもので、
他の構成は前記実施例と同様である。このような構成で
バルブ１の内壁に塗布する螢光体２を、水銀励起により
発生する254nmを主体とした紫外線を400〜600nmの白色
に変換するものにしておけば、低温時でも白色の発光強
度の大きい無電極放電ランプを得ることができる。
［実施例３］ 本実施例では、実施例１における封入物に加えて、ネ
オンに対して少量（例えば１％程度）のアルゴンガスを
封入したことを特徴とするもので、他の構成は実施例１
と同様である。このように構成するこにより、非常に低
温時においても、ネオン−アルゴン間のペニング効果を
利用することにより、比較的低い始動電圧でランプを始
動させることが可能となる。
オンに対して少量（例えば１％程度）のアルゴンガスを
封入したことを特徴とするもので、他の構成は実施例１
と同様である。このように構成するこにより、非常に低
温時においても、ネオン−アルゴン間のペニング効果を
利用することにより、比較的低い始動電圧でランプを始
動させることが可能となる。
［実施例４］ 第９図は本発明の第４の実施例を示すもので、実施例
１と異なる点は、バルブ１の外壁面にバルブ温度を変え
ることができる温度制御手段６を設けたことで、他の構
成は実施例１と同様であるので、同等構成に同一符号を
付すことにより説明を省略する。
１と異なる点は、バルブ１の外壁面にバルブ温度を変え
ることができる温度制御手段６を設けたことで、他の構
成は実施例１と同様であるので、同等構成に同一符号を
付すことにより説明を省略する。
このように構成することにより、バルブ１内の最冷点
を変化させることが可能となる。水銀蒸気圧はバルブ１
内の最冷点の温度に追従するので、例えば非常に低温に
すると、ネオンの赤色の発光が生じ、また、バルブ１の
内壁に塗布する螢光体を選択することにより、あらゆる
色を最冷点温度を上昇させてやることにより得ることが
できる。
を変化させることが可能となる。水銀蒸気圧はバルブ１
内の最冷点の温度に追従するので、例えば非常に低温に
すると、ネオンの赤色の発光が生じ、また、バルブ１の
内壁に塗布する螢光体を選択することにより、あらゆる
色を最冷点温度を上昇させてやることにより得ることが
できる。
［発明の効果］ 本発明は上記のように、透光性バルブの外周壁に沿っ
て巻かれた誘導コイルに高周波電流を通電することによ
り、前記バルブ内に封入した水銀蒸気を励起発光させて
成る無電極放電ランプにおいて、前記バルブの内壁面に
螢光体を塗布すると共に、前記バルブ内に前記螢光体の
発光色と略同色の励起発光を呈するガスを封入し、加え
て水銀蒸気圧を制御する為の水銀アマルガムを封入した
ことにより、低温時においては封入ガスの単独発光が利
用でき、常温時においては水銀蒸気による螢光体を介し
た発光を利用できる。また、高温時においても水銀アマ
ルガムにより、最適な水銀蒸気圧に制御される。従っ
て、本発明によれば、低温の周囲温度から高温の周囲温
度に至るまでの広い温度範囲において所望の光量が得ら
れると共に、補助アマルガムなしで非常に立ち上がり特
性の良く、しかも、極めて寿命の長い無電極放電ランプ
を提供できる。
て巻かれた誘導コイルに高周波電流を通電することによ
り、前記バルブ内に封入した水銀蒸気を励起発光させて
成る無電極放電ランプにおいて、前記バルブの内壁面に
螢光体を塗布すると共に、前記バルブ内に前記螢光体の
発光色と略同色の励起発光を呈するガスを封入し、加え
て水銀蒸気圧を制御する為の水銀アマルガムを封入した
ことにより、低温時においては封入ガスの単独発光が利
用でき、常温時においては水銀蒸気による螢光体を介し
た発光を利用できる。また、高温時においても水銀アマ
ルガムにより、最適な水銀蒸気圧に制御される。従っ
て、本発明によれば、低温の周囲温度から高温の周囲温
度に至るまでの広い温度範囲において所望の光量が得ら
れると共に、補助アマルガムなしで非常に立ち上がり特
性の良く、しかも、極めて寿命の長い無電極放電ランプ
を提供できる。
第１図は本発明の一実施例を示す簡略図、第２図は同上
のバルブの断面図、第３図は周囲温度に対する光出力の
特性を示す図、第４図乃至第８図はそれぞれ本発明に係
る無電極放電ランプのスペクトル分布図、第９図は本発
明の異なる実施例を示す簡略図、第10図は従来例を示す
一部断面の正面図である。 １……バルブ ２……螢光体 ３……水銀アマルガム ４……誘導コイル
のバルブの断面図、第３図は周囲温度に対する光出力の
特性を示す図、第４図乃至第８図はそれぞれ本発明に係
る無電極放電ランプのスペクトル分布図、第９図は本発
明の異なる実施例を示す簡略図、第10図は従来例を示す
一部断面の正面図である。 １……バルブ ２……螢光体 ３……水銀アマルガム ４……誘導コイル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 東川 雅弘 大阪府門真市大字門真1048番地 松下電 工株式会社内 (72)発明者 植月 唯夫 大阪府門真市大字門真1048番地 松下電 工株式会社内 (56)参考文献 特開 昭55−57255（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−180956（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−72452（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−172658（ＪＰ，Ａ)
Claims (3)
- 【請求項１】透光性バルブの外周壁に沿って巻かれた誘
導コイルに高周波電流を通電することにより、前記バル
ブ内に封入した水銀蒸気を励起発光させて成る無電極放
電ランプにおいて、前記バルブの内壁面に螢光体を塗布
すると共に、前記バルブ内に前記螢光体の発光色と略同
色の励起発光を呈するガスを封入し、加えて水銀蒸気圧
を制御する為の水銀アマルガムを封入したことを特徴と
する無電極放電ランプ。 - 【請求項２】前記螢光体が赤色発光する螢光体で、前記
封入ガスがネオンである請求項１記載の無電極放電ラン
プ。 - 【請求項３】前記螢光体が白色発光する螢光体で、前記
封入ガスがキセノンである請求項１記載の無電極放電ラ
ンプ。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12924489A JP2773245B2 (ja) | 1989-05-23 | 1989-05-23 | 無電極放電ランプ |
| US07/439,873 US5013975A (en) | 1988-12-22 | 1989-11-21 | Electrodeless discharge lamp |
| GB8926249A GB2226444B (en) | 1988-12-22 | 1989-11-21 | Electrodeless discharge lamp |
| DE3938827A DE3938827A1 (de) | 1988-12-22 | 1989-11-23 | Elektrodenlose entladungslampe |
| FR8915441A FR2641125B1 (ja) | 1988-12-22 | 1989-11-23 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12924489A JP2773245B2 (ja) | 1989-05-23 | 1989-05-23 | 無電極放電ランプ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02309553A JPH02309553A (ja) | 1990-12-25 |
| JP2773245B2 true JP2773245B2 (ja) | 1998-07-09 |
Family
ID=15004760
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12924489A Expired - Fee Related JP2773245B2 (ja) | 1988-12-22 | 1989-05-23 | 無電極放電ランプ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2773245B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05234570A (ja) * | 1991-06-28 | 1993-09-10 | Matsushita Electric Works Ltd | 無電極放電灯 |
| EP0646942B1 (en) * | 1993-10-04 | 1997-06-04 | General Electric Company | Accurate placement and retention of an amalgam in an electrodeless fluorescent lamp |
-
1989
- 1989-05-23 JP JP12924489A patent/JP2773245B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02309553A (ja) | 1990-12-25 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080424 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
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