JP2781116B2 - 無電極放電ランプ - Google Patents
無電極放電ランプInfo
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- JP2781116B2 JP2781116B2 JP4333987A JP33398792A JP2781116B2 JP 2781116 B2 JP2781116 B2 JP 2781116B2 JP 4333987 A JP4333987 A JP 4333987A JP 33398792 A JP33398792 A JP 33398792A JP 2781116 B2 JP2781116 B2 JP 2781116B2
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- Japan
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- bulb
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、バルブの内部に電極を
持たずバルブに封入された発光物質に対して外部から高
周波電磁界を作用させることによって発光物質を励起発
光させるようにした無電極放電ランプに関するものであ
る。
持たずバルブに封入された発光物質に対して外部から高
周波電磁界を作用させることによって発光物質を励起発
光させるようにした無電極放電ランプに関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来より、バルブの周囲に巻回された誘
導コイルに高周波電流を通電することにより誘導コイル
の周囲に発生する高周波電磁界をバルブ内に封入された
発光物質に対して作用させることにより、バルブ内にい
わゆる無電極放電を発生させて発光物質を励起・電離さ
せて発光させるようにした無電極放電ランプが提案され
ている。この種の無電極放電ランプは、特開昭６２−４
３０５８号公報などに示されているように、小型、高効
率、長寿命などの特長を有しているものであるから、各
所で研究開発されている。
導コイルに高周波電流を通電することにより誘導コイル
の周囲に発生する高周波電磁界をバルブ内に封入された
発光物質に対して作用させることにより、バルブ内にい
わゆる無電極放電を発生させて発光物質を励起・電離さ
せて発光させるようにした無電極放電ランプが提案され
ている。この種の無電極放電ランプは、特開昭６２−４
３０５８号公報などに示されているように、小型、高効
率、長寿命などの特長を有しているものであるから、各
所で研究開発されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記構成の
無電極放電ランプでは、誘導コイルの近傍において高周
波電磁界がもっとも強くなるから、プラズマが誘導コイ
ルの近傍に生じることになり、誘導コイルの近傍は非常
に高温になる。一方、発光物質の気化量は、バルブの最
冷点部の温度によって決定される。ここに、最冷点部の
温度が高く発光物質の気化量が多いほど発光効率が高く
なることが知られている。
無電極放電ランプでは、誘導コイルの近傍において高周
波電磁界がもっとも強くなるから、プラズマが誘導コイ
ルの近傍に生じることになり、誘導コイルの近傍は非常
に高温になる。一方、発光物質の気化量は、バルブの最
冷点部の温度によって決定される。ここに、最冷点部の
温度が高く発光物質の気化量が多いほど発光効率が高く
なることが知られている。
【０００４】しかるに、上記構成では、誘導コイルの近
傍部位では高温になるにもかかわらず、高温領域からの
熱は誘導コイルから離れた部位には十分には伝達され
ず、結果的に最冷点部の温度を十分に高めることができ
ないものである。すなわち、バルブの管壁は局所的に高
温になるものの、最冷点部の温度が比較的低いものであ
るから、発光効率が十分に高くならないという問題を有
している。また、誘導コイルの近傍ではバルブは非常に
高温になるから、発光物質がバルブに溶け込んで寿命が
短くなるという問題もある。
傍部位では高温になるにもかかわらず、高温領域からの
熱は誘導コイルから離れた部位には十分には伝達され
ず、結果的に最冷点部の温度を十分に高めることができ
ないものである。すなわち、バルブの管壁は局所的に高
温になるものの、最冷点部の温度が比較的低いものであ
るから、発光効率が十分に高くならないという問題を有
している。また、誘導コイルの近傍ではバルブは非常に
高温になるから、発光物質がバルブに溶け込んで寿命が
短くなるという問題もある。
【０００５】本発明は上記問題点の解決を目的とするも
のであり、最冷点部の温度を上昇させることができるよ
うにして、発光物質の気化量を従来構成よりも増加させ
て発光効率を高め、さらには、バルブの最高温度を従来
よりも引き下げて寿命を従来よりも長くした無電極放電
ランプを提供しようとするものである。
のであり、最冷点部の温度を上昇させることができるよ
うにして、発光物質の気化量を従来構成よりも増加させ
て発光効率を高め、さらには、バルブの最高温度を従来
よりも引き下げて寿命を従来よりも長くした無電極放電
ランプを提供しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明では、上記目的を
達成するために、発光物質を封入した透光性を有するバ
ルブと、バルブ外から高周波電磁界を作用させて発光物
質を励起発光させる誘導コイルとを備えた無電極放電ラ
ンプにおいて、バルブの管壁外周面のほぼ全面に亙って
熱伝導率が高く透光性のある伝熱膜を被着しているので
ある。
達成するために、発光物質を封入した透光性を有するバ
ルブと、バルブ外から高周波電磁界を作用させて発光物
質を励起発光させる誘導コイルとを備えた無電極放電ラ
ンプにおいて、バルブの管壁外周面のほぼ全面に亙って
熱伝導率が高く透光性のある伝熱膜を被着しているので
ある。
【０００７】
【作用】上記構成によれば、バルブの管壁外周面のほぼ
全面に亙って熱伝導率の高い伝熱膜を被着しているの
で、バルブの管壁が局所的に高温になっても伝熱膜を通
して管壁の低温部分に熱が伝達されるのであって、バル
ブの管壁の温度がほぼ均一化されることになる。すなわ
ち、伝熱膜を設けていない従来構成に比較すれば最冷点
部の温度が高くなって発光物質の気化量が多くなり、結
果的に発光効率が高くなるのである。また、伝熱膜を設
けていない従来構成に比較すればバルブの管壁の最高温
度が低くなるから、バルブ材料への発光物質の溶け込み
が少なくなり寿命の向上につながるのである。
全面に亙って熱伝導率の高い伝熱膜を被着しているの
で、バルブの管壁が局所的に高温になっても伝熱膜を通
して管壁の低温部分に熱が伝達されるのであって、バル
ブの管壁の温度がほぼ均一化されることになる。すなわ
ち、伝熱膜を設けていない従来構成に比較すれば最冷点
部の温度が高くなって発光物質の気化量が多くなり、結
果的に発光効率が高くなるのである。また、伝熱膜を設
けていない従来構成に比較すればバルブの管壁の最高温
度が低くなるから、バルブ材料への発光物質の溶け込み
が少なくなり寿命の向上につながるのである。
【０００８】
【実施例】図１に示すように、バルブ１は透光性を有す
る石英ガラスのような材料を用いて気密な球状に形成さ
れ、バルブ１の中には、後述する発光物質に加えてキセ
ノンガスが封入される。バルブ１の外周には、バルブ１
の１つの軸を中心として誘導コイル２を形成する導線が
巻回され、誘導コイル２の両端は高周波発生装置３に接
続される。高周波発生装置３は、高周波を出力する高周
波発生器３ａと、高周波発生器３ａの出力を電力増幅す
る増幅器３ｂと、増幅器３ｂと誘導コイル２との間に挿
入されインピーダンスを整合させるマッチング回路部３
ｃとを備える。発光物質としては、ハロゲン化ネオジウ
ムとハロゲン化アルカリ金属とを混合したものを用い
る。
る石英ガラスのような材料を用いて気密な球状に形成さ
れ、バルブ１の中には、後述する発光物質に加えてキセ
ノンガスが封入される。バルブ１の外周には、バルブ１
の１つの軸を中心として誘導コイル２を形成する導線が
巻回され、誘導コイル２の両端は高周波発生装置３に接
続される。高周波発生装置３は、高周波を出力する高周
波発生器３ａと、高周波発生器３ａの出力を電力増幅す
る増幅器３ｂと、増幅器３ｂと誘導コイル２との間に挿
入されインピーダンスを整合させるマッチング回路部３
ｃとを備える。発光物質としては、ハロゲン化ネオジウ
ムとハロゲン化アルカリ金属とを混合したものを用い
る。
【０００９】バルブ１の管壁外周面には、図１（ｂ）に
示すように、バルブ１の管壁外周面のほぼ全周に亙って
熱伝導性の高い材料によって形成された透光性の伝熱膜
４が被着される。誘導コイル２に高周波発生装置３から
の高周波電力を入力すると、誘導コイル２の周囲に発生
した高周波電磁界は、発光物質に作用して発光物質を励
起発光させる。このとき、伝熱膜４の存在によってバル
ブ１の管壁のうち最高温度になる誘導コイル２の近傍の
熱が、伝熱膜４を通して他の低温部位に伝達されること
になり、結果的に最冷点部の温度は伝熱膜４を設けてい
ない場合に比較して上昇することになる。すなわち、発
光物質の気化量が増加して蒸気圧が高くなるのである。
また、誘導コイル２の近傍のような高温部分では伝熱膜
４を設けていない場合に比較して温度が下がり、バルブ
１への発光物質の溶け込みが少なくなって、寿命が向上
するのである。ここに、伝熱膜４としては、ダイアモン
ド、酸化ベリリウム、窒化アルミニウム、炭化ケイ素な
どを用いることができる。伝熱膜４の成膜にあたって
は、イオン化蒸着法、熱フィラメントＣＶＤ法、プラズ
マＣＶＤ法などの各種方法を用いることができる。
示すように、バルブ１の管壁外周面のほぼ全周に亙って
熱伝導性の高い材料によって形成された透光性の伝熱膜
４が被着される。誘導コイル２に高周波発生装置３から
の高周波電力を入力すると、誘導コイル２の周囲に発生
した高周波電磁界は、発光物質に作用して発光物質を励
起発光させる。このとき、伝熱膜４の存在によってバル
ブ１の管壁のうち最高温度になる誘導コイル２の近傍の
熱が、伝熱膜４を通して他の低温部位に伝達されること
になり、結果的に最冷点部の温度は伝熱膜４を設けてい
ない場合に比較して上昇することになる。すなわち、発
光物質の気化量が増加して蒸気圧が高くなるのである。
また、誘導コイル２の近傍のような高温部分では伝熱膜
４を設けていない場合に比較して温度が下がり、バルブ
１への発光物質の溶け込みが少なくなって、寿命が向上
するのである。ここに、伝熱膜４としては、ダイアモン
ド、酸化ベリリウム、窒化アルミニウム、炭化ケイ素な
どを用いることができる。伝熱膜４の成膜にあたって
は、イオン化蒸着法、熱フィラメントＣＶＤ法、プラズ
マＣＶＤ法などの各種方法を用いることができる。
【００１０】たとえば、バルブ１の外径を２３ｍｍと
し、発光物質としてＮｄＩ3 −ＣｓＩを２０ｍｇ、キセ
ノンガスを１００Ｔｏｒｒ封入する。この場合に、伝熱
膜４を設けなければ入力２５０Ｗで効率が６３ｌｍ／Ｗ
となったのに対して、伝熱膜４として厚さ２μｍのダイ
アモンド膜を形成した場合には、入力２５０Ｗに対して
効率が７６ｌｍ／Ｗに向上した。ここに、ダイアモンド
の熱伝導率は２０００Ｗ／ｍ・Ｋであり、バルブ１を形
成している石英ガラスに比較して熱伝導率が１０００倍
以上になっている。また、ダイアモンド膜は可視光線に
対してほぼ透明であるから、光束の減衰はほとんど生じ
ない。
し、発光物質としてＮｄＩ3 −ＣｓＩを２０ｍｇ、キセ
ノンガスを１００Ｔｏｒｒ封入する。この場合に、伝熱
膜４を設けなければ入力２５０Ｗで効率が６３ｌｍ／Ｗ
となったのに対して、伝熱膜４として厚さ２μｍのダイ
アモンド膜を形成した場合には、入力２５０Ｗに対して
効率が７６ｌｍ／Ｗに向上した。ここに、ダイアモンド
の熱伝導率は２０００Ｗ／ｍ・Ｋであり、バルブ１を形
成している石英ガラスに比較して熱伝導率が１０００倍
以上になっている。また、ダイアモンド膜は可視光線に
対してほぼ透明であるから、光束の減衰はほとんど生じ
ない。
【００１１】ダイアモンド膜を伝熱膜４として被着した
バルブ１の管壁の温度を測定したところ、誘導コイル１
の近傍でプラズマが生じている付近の温度は伝熱膜４を
設けていない場合に比較して約１５０度下がり、また、
最冷点部の温度は約１２０度上昇した。このように、低
温部分の温度が上昇した結果、発光効率が向上し、高温
部分の温度が低下した結果、バルブ１への熱的負荷が軽
減された。
バルブ１の管壁の温度を測定したところ、誘導コイル１
の近傍でプラズマが生じている付近の温度は伝熱膜４を
設けていない場合に比較して約１５０度下がり、また、
最冷点部の温度は約１２０度上昇した。このように、低
温部分の温度が上昇した結果、発光効率が向上し、高温
部分の温度が低下した結果、バルブ１への熱的負荷が軽
減された。
【００１２】伝熱膜４を酸化ベリリウムによって形成
し、他の条件はダイアモンド膜と同様にした場合には、
発光効率は７０ｌｍ／Ｗになり、誘導コイル１の近傍で
プラズマが生じている付近の温度は約９０度下がり、最
冷点部の温度は約８０度上昇した。酸化ベリリウムの熱
伝導率は２６０Ｗ／ｍ・Ｋであり、熱伝導率が１８０Ｗ
／ｍ・Ｋの窒化アルミニウムや熱伝導率が２７０Ｗ／ｍ
・Ｋである炭化ケイ素を伝熱膜４として用いてもほぼ同
様の結果が得られる。
し、他の条件はダイアモンド膜と同様にした場合には、
発光効率は７０ｌｍ／Ｗになり、誘導コイル１の近傍で
プラズマが生じている付近の温度は約９０度下がり、最
冷点部の温度は約８０度上昇した。酸化ベリリウムの熱
伝導率は２６０Ｗ／ｍ・Ｋであり、熱伝導率が１８０Ｗ
／ｍ・Ｋの窒化アルミニウムや熱伝導率が２７０Ｗ／ｍ
・Ｋである炭化ケイ素を伝熱膜４として用いてもほぼ同
様の結果が得られる。
【００１３】なお、誘導コイル２のターン数はとくに限
定されるものではなく、１ターン以上巻回されていれば
よい。また、キセノンガスに代えて他の１種類の気体ま
たは２種類以上の気体の混合気体を用いてもよい。さら
に、上記数値や発光物質は一例であって限定する趣旨で
はなく、バルブ１の形状についても球状に限定されるも
のではない。
定されるものではなく、１ターン以上巻回されていれば
よい。また、キセノンガスに代えて他の１種類の気体ま
たは２種類以上の気体の混合気体を用いてもよい。さら
に、上記数値や発光物質は一例であって限定する趣旨で
はなく、バルブ１の形状についても球状に限定されるも
のではない。
【００１４】
【発明の効果】本発明は上述のように、発光物質を封入
した透光性を有するバルブと、バルブ外から高周波電磁
界を作用させて発光物質を励起発光させる誘導コイルと
を備えた無電極放電ランプにおいて、バルブの管壁外周
面のほぼ全面に亙って熱伝導率が高く透光性のある伝熱
膜を被着しているので、バルブの管壁が局所的に高温に
なっても伝熱膜を通して管壁の低温部分に熱が伝達さ
れ、バルブの管壁の温度がほぼ均一化されることにな
る。すなわち、伝熱膜を設けていない従来構成に比較す
れば最冷点部の温度が高くなって発光物質の気化量が多
くなり、結果的に発光効率が高くなるという利点があ
り、また、バルブの管壁の最高温度が低くなって、バル
ブの材料への発光物質の溶け込みが少なくなり、寿命の
向上につながるという利点を有するのである。
した透光性を有するバルブと、バルブ外から高周波電磁
界を作用させて発光物質を励起発光させる誘導コイルと
を備えた無電極放電ランプにおいて、バルブの管壁外周
面のほぼ全面に亙って熱伝導率が高く透光性のある伝熱
膜を被着しているので、バルブの管壁が局所的に高温に
なっても伝熱膜を通して管壁の低温部分に熱が伝達さ
れ、バルブの管壁の温度がほぼ均一化されることにな
る。すなわち、伝熱膜を設けていない従来構成に比較す
れば最冷点部の温度が高くなって発光物質の気化量が多
くなり、結果的に発光効率が高くなるという利点があ
り、また、バルブの管壁の最高温度が低くなって、バル
ブの材料への発光物質の溶け込みが少なくなり、寿命の
向上につながるという利点を有するのである。
【図１】実施例を示し、（ａ）は概略構成図、（ｂ）は
バルブの要部断面図である。
バルブの要部断面図である。
１ バルブ ２ 誘導コイル ３ 高周波発生装置 ４ 伝熱膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 請川 信 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 小谷 幹 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 斉見 元洋 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 住友 卓 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63−314753（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01J 65/04
Claims (1)
- 【請求項１】 発光物質を封入した透光性を有するバル
ブと、バルブ外から高周波電磁界を作用させて発光物質
を励起発光させる誘導コイルとを備えた無電極放電ラン
プにおいて、バルブの管壁外周面のほぼ全面に亙って熱
伝導率が高く透光性のある伝熱膜を被着したことを特徴
とする無電極放電ランプ。
Priority Applications (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4333987A JP2781116B2 (ja) | 1992-12-15 | 1992-12-15 | 無電極放電ランプ |
| US08/165,339 US5519285A (en) | 1992-12-15 | 1993-12-13 | Electrodeless discharge lamp |
| EP95202851A EP0698914B1 (en) | 1992-12-15 | 1993-12-15 | Electrodeless discharge lamp |
| DE69323601T DE69323601T2 (de) | 1992-12-15 | 1993-12-15 | Elektrodenlose Entladungslampe |
| DE69324047T DE69324047T2 (de) | 1992-12-15 | 1993-12-15 | Elektrodenlose Entladungslampe |
| CN93120495A CN1055782C (zh) | 1992-12-15 | 1993-12-15 | 无电极放电灯 |
| EP93203525A EP0602746B1 (en) | 1992-12-15 | 1993-12-15 | Electrodeless discharge lamp |
| CN98104342A CN1123059C (zh) | 1992-12-15 | 1998-01-20 | 无电极放电灯 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4333987A JP2781116B2 (ja) | 1992-12-15 | 1992-12-15 | 無電極放電ランプ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06181053A JPH06181053A (ja) | 1994-06-28 |
| JP2781116B2 true JP2781116B2 (ja) | 1998-07-30 |
Family
ID=18272227
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4333987A Expired - Fee Related JP2781116B2 (ja) | 1992-12-15 | 1992-12-15 | 無電極放電ランプ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2781116B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63314753A (ja) * | 1987-06-17 | 1988-12-22 | Matsushita Electric Works Ltd | 無電極放電灯 |
-
1992
- 1992-12-15 JP JP4333987A patent/JP2781116B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06181053A (ja) | 1994-06-28 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19980421 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
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| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090515 Year of fee payment: 11 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |