JP3518062B2 - 無電極高輝度放電灯 - Google Patents

無電極高輝度放電灯

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JP3518062B2 JP16014495A JP16014495A JP3518062B2 JP 3518062 B2 JP3518062 B2 JP 3518062B2 JP 16014495 A JP16014495 A JP 16014495A JP 16014495 A JP16014495 A JP 16014495A JP 3518062 B2 JP3518062 B2 JP 3518062B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、始動補助用金属導体
を備えた無電極高輝度放電灯に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、添加物を封入した発光管に、
該発光管を囲むように配置した励起コイルにより高周波
電磁界を印加し、発光管内に封入した添加物を励起させ
て発光させるように構成した、いわゆる電界放電形の無
電極高輝度放電灯が知られている。かかる無電極高輝度
放電灯においては、有電極高輝度放電灯と同様に、始動
のための電界を強化するために、発光管の外壁あるいは
発光管の内部に挿入される形態で、始動補助用金属導体
が設けられている。そして、この始動補助用金属導体は
ランプ始動時及び点灯時とも定位置に配置されるもの
や、ランプ始動時のみ発光管に接近させてランプ点灯後
は発光管より離間又は引き出されるように構成したもの
がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の始動
補助用金属導体を備えた無電極高輝度放電灯には、次の
ような問題点がある。すなわち、まず始動補助用金属導
体を、ランプ始動時及び点灯時とも定位置に配置される
ように構成したものにおいては、始動補助用金属導体は
発光管の発熱を受け、更には励起コイルから印加される
高周波電磁界により、始動補助用金属導体自体に誘導電
流が流れて発熱し、始動補助用金属導体は酸化及び劣化
してしまうという問題点がある。また始動補助用金属導
体がランプ点灯後、発光管から離間あるいは引き出され
るように構成したものにおいては、始動補助用金属導体
の可動部を制御するための煩雑な機構を必要とするとい
う問題点がある。
【0004】本発明は、従来の始動補助用金属導体を備
えた無電極高輝度放電灯における上記問題点を解消する
ためになされたもので、始動補助用金属導体の酸化及び
劣化を防止し、長期間に亘って始動を確実に行えるよう
にした簡単な構成の始動補助用金属導体を備えた無電極
高輝度放電灯を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段及び作用】上記問題点を解
決するため、請求項1記載の発明は、添加物を封入した
発光管と、該発光管を囲むように配置された励起コイル
と、始動補助用金属導体とからなる無電極高輝度放電灯
において、前記発光管の外壁に真空又は不活性ガスを封
入した導入管を一体的に設け、前記始動補助用金属導体
を前記導入管内に配置すると共に、その先端を閉じない
円環状あるいは渦巻状あるいはコイル状に形成し、前記
発光管の外壁に接触させて配置するものである。このよ
うに構成することにより、始動補助用金属導体の酸化に
よる劣化を防止し、長期間に亘って確実な始動動作を可
能にすると共に、発光管内部との静電容量を増加させ
て、一層電界強度を高め始動を容易にすることができ
る。更に、発光管外壁との接触面が増大するため、始動
アーク放電が発光管内壁の特定部分からのみ発生するの
を防止し、発光管の受けるダメージを低減することが可
能となる。
【0006】また、請求項2記載の発明は、請求項1記
載の無電極高輝度放電灯において、始動補助用金属導体
を、周波数が 300kHz〜 500kHzの高周波高電圧発生器
の一端に接続し、該高周波高電圧発生器の他端は励起コ
イルの接地側に接続するものである。このように 300k
Hz〜 500kHzの高周波高電圧発生器を用いることによ
り、該発生器を構成する発振器に入手しやすい高透磁率
のフェライトを使用することができ、またラジオ等の周
辺機器に対するノイズを軽減することができる。
【0007】また、請求項3記載の発明は、請求項1又
は2記載の無電極高輝度放電灯において、前記始動補助
用金属導体を、直径が0.05mm〜1mmの耐熱性金属細線で
構成するものである。このような耐熱性金属細線で始動
補助用金属導体を構成することにより、該金属細線には
励起コイルからの高周波電磁界の影響が少なく誘導電流
が低減し、したがって始動補助用金属導体の発熱が少な
くなり、更にその劣化が阻止され、長期間に亘って始動
動作を確実に行うことができる。
【0008】
【実施例】次に実施例について説明する。図1は本発明
に係る無電極高輝度放電灯の実施例を示す概略図であ
る。図1において、1は石英製の発光管で、該発光管1
内には、添加物としてヨウ化プラセオシウム,ヨウ化ナ
トリウム及びキセノンが封入されている。また、発光管
1の外壁部には石英製の導入管2が一体的に接合配置さ
れており、該導入管2の内部は真空状態に保たれるか、
又はAr,N2 等の不活性ガスが封入されている。そし
て、該導入管2内には、図2の拡大図に示すように、直
径0.05mm〜1mmの極めて細く比較的高温に耐えられる金
属細線、例えばW,Mo,Nb,Fe等の金属細線からなる始
動補助用金属導体3が挿入されており、該始動補助用金
属導体3の先端には閉じない円環状部3aが形成されて
いて、発光管1の外壁に接触するようになっている。
【0009】更に、図1において、4は前記発光管1を
囲むように配置された励起コイルで、該励起コイル4に
は高周波電源5より、 13.56MHzの高周波電力が供給さ
れるようになっており、一方、前記始動補助用金属導体
3には周波数が 300kHz〜 500kHz,電圧が7〜30kV
の高周波高電圧発生器6の一端が接続され、該高周波高
電圧発生器6の他端は、励起コイル4の接地側に接続さ
れている。
【0010】次に、このように構成された無電極高輝度
放電灯の動作について説明する。まず高周波電源5を投
入して、励起コイル4に高周波電力を供給し、発光管1
の内部に高周波電磁界を印加すると共に、高周波高電圧
発生器6より始動補助用金属導体3に高周波高電圧を印
加して、始動補助用金属導体3の近傍の発光管内部の電
界を強化し、図3の(A)に示すように、発光管1の内
壁部から励起コイル4のアース側に沿ってストリーマー
状の始動アーク放電10aを形成させる。そして瞬時に、
この始動アーク放電10aに基づいて、図3の(B)に示
すように、発光管1の中心部に励起コイル4の電磁界に
よるドーナツ状の主アーク放電10bを形成し、点灯を開
始させるようになっている。
【0011】上記実施例においては、始動補助用金属導
体3を挿入している導入管2の内部は真空又は不活性ガ
スを封入しているので、始動補助用金属導体3の酸化が
防止され、その劣化を低減して長期間に亘って始動動作
を確実に行わせることができる。また、始動補助用金属
導体3を構成する金属細線の先端に、閉じない円環状部
3aを形成し、発光管1の外壁に接触させるようにして
いるので、発光管1の外壁面との接触面を広くすること
ができ、発光管1の内部との静電容量を増加させ、発光
管内壁面における電界強度を一層高めることができる。
また始動アーク放電が発光管内壁の特定の一部分からの
み発生するのを防止し、発光管1の受けるダメージを低
減することができる。
【0012】更に、上記実施例においては、始動補助用
金属導体3は、直径が0.05mm〜1mmの極めて細い金属細
線で形成されているため、励起コイル4により発生する
高周波電磁界の影響が受けにくく、誘導渦電流による発
熱が小さく、また発光管からの熱の影響を極力低減する
ことができる。なお、本実施例において、始動補助用金
属導体3に用いる金属細線の直径を0.05mm〜1mmとして
いる理由は、次のとおりである。すなわち、通常、励起
コイルに近接して金属体を配置した場合、上記のように
励起コイルにより発生する高周波磁界により渦電流が発
生し発熱する。この際、直径1mmを越えると、発熱量が
急激に増加し、短時間で劣化することが判った。一方、
金属細線を細くすると、高周波高電圧発生器からの電流
により発熱し、更に金属細線表面における電界強度が大
となりコロナ放電が発生して損傷を受ける。この損傷は
金属細線の直径を0.05mm未満にすると特に著しくなる。
したがって、始動補助用金属導体に用いる金属細線の直
径は0.05mm〜1mmに設定するのが好ましい。
【0013】図4の(A),(B)は、始動補助用金属
導体の変形例を示す図である。図4の(A)は、始動補
助用金属導体3を構成する金属細線の先端を渦巻状に巻
回して渦巻部3bを形成し、発光管1の外壁に接触させ
るように構成したものであり、図4の(B)は、同様に
金属細線の先端をコイル状に巻回してコイル部3cを形
成し、発光管1の外壁に接触させるように構成したもの
である。これらの変形例の場合、図1,2に示した実施
例と同様な作用効果をもつ他に、図4の(A)に示した
渦巻部3bを形成したものは、接触面積が一層大きくな
り、発光管内部との静電容量を大きくして始動電流を大
にすることができ、また図4の(B)に示したコイル部
3cを形成したものは、励起コイルの接地側との容量性
結合状態を、より良好にすることができる。
【0014】
【発明の効果】以上実施例に基づいて説明したように、
請求項1記載の発明によれば、真空又は不活性ガスを封
入した導入管内に始動補助用金属導体を配置すると共
に、該始動補助用金属導体の先端を閉じない円環状等に
形成し、発光管の外壁に接触させて配置するように構成
したので、始動補助用金属導体の酸化による劣化を防止
し、長期間に亘って安定した始動動作を行わせることが
可能となると共に、始動補助用金属導体と発光管内部と
の静電容量を増加させて電界強度を一層増大させて始動
を容易にし、且つ始動アーク放電が発光管内壁の特定部
分からのみ発生するのを防止し、発光管の受けるダメー
ジを低減することができる。また請求項2記載の発明に
よれば、始動補助用金属導体を 300kHz〜 500kHzの高
周波高電圧発生器で駆動するようにしているので、比較
的入手しやすいフェライトで電源を構成することがで
き、しかも周囲に対するノイズも低減することができ
る。また請求項3記載の発明によれば、始動補助用金属
導体を直径0.05mm〜1mmの金属細線で形成しているの
で、該金属細線に対する励起コイルからの高周波電磁界
の影響が少なく、誘導電流による発熱を低減すると共
に、コロナ放電による損傷を防止し、したがって始動補
助用金属導体の劣化が阻止され、簡単な構成で長期間に
亘って確実な始動動作を行わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る無電極高輝度放電灯の実施例を示
す概略構成図である。
【図2】図1に示した実施例における始動補助用金属導
体の配置部分を示す拡大図である。
【図3】図1,2に示した実施例における始動時及び点
灯時における発光管のアーク放電態様を示す図である。
【図4】始動補助用金属導体の変形例を示す図である。
【符号の説明】
1 発光管 2 導入管 3 始動補助用金属導体 3a 円環状部 3b 渦巻部 3c コイル部 4 励起コイル 5 高周波電源 6 高周波高電圧発生器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−292897(JP,A) 特開 平4−229550(JP,A) 特開 平5−109390(JP,A) 特開 平8−55611(JP,A) 特開 平8−17405(JP,A) 特開 平6−163007(JP,A) 特開 平1−95462(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01J 65/04

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 添加物を封入した発光管と、該発光管を
    囲むように配置された励起コイルと、始動補助用金属導
    体とからなる無電極高輝度放電灯において、前記発光管
    の外壁に真空又は不活性ガスを封入した導入管を一体的
    に設け、前記始動補助用金属導体を前記導入管内に配置
    すると共に、その先端を閉じない円環状あるいは渦巻状
    あるいはコイル状に形成し、前記発光管の外壁に接触さ
    せて配置していることを特徴とする無電極高輝度放電
    灯。
  2. 【請求項2】 前記始動補助用金属導体は、周波数が 3
    00kHz〜 500kHzの高周波高電圧発生器の一端に接続さ
    れ、該高周波高電圧発生器の他端は前記励起コイルの接
    地側に接続されていることを特徴とする請求項記載の
    無電極高輝度放電灯。
  3. 【請求項3】 前記始動補助用金属導体は、直径が0.05
    mm〜1mmの耐熱性金属細線で構成されていることを特徴
    とする請求項1又は2記載の無電極高輝度放電灯。
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