JP3520708B2 - 誘電体バリア放電ランプ - Google Patents

誘電体バリア放電ランプ

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JP3520708B2 JP05540297A JP5540297A JP3520708B2 JP 3520708 B2 JP3520708 B2 JP 3520708B2 JP 05540297 A JP05540297 A JP 05540297A JP 5540297 A JP5540297 A JP 5540297A JP 3520708 B2 JP3520708 B2 JP 3520708B2
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宣是 菱沼
邦雄 笠木
博光 松野
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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、誘電体バリア放電に
よってエキシマ分子を形成し、このエキシマ分子から放
射される光を利用する、いわゆる誘電体バリア放電ラン
プに関するもので、例えば、光化学反応用の紫外線光源
として使われる。
【0002】
【従来の技術】この発明に関連した技術として、例え
ば、特開平1−144560号、あるいは米国特許9,
837,484号がある。そこには放電容器にエキシマ
分子を作るガスを充填し、誘電体バリア放電によってエ
キシマ分子から放射される光を取り出す放射器、すなわ
ち誘電体バリア放電ランプについて記載される。この誘
電体バリア放電ランプは、別名をオゾナイザ放電、ある
いは無声放電といい、電気学会発光改定新版「放電ハン
ドブック」平成1年6月再版7刷発行第263ページに
説明される。
【0003】この文献では、略円筒状の放電容器の少な
くとも一部が誘電体バリア放電の誘電体を兼ねており、
また、誘電体は透過性であって、エキシマ分子からの光
が放射されることが記載される。また、外側管と内側管
を同軸に二重管として配置して、外側管の外側表面に網
状電極を設けて、内側管の内側表面に内側電極を設け
て、この外側管と内側管の間の放電空間で誘電体バリア
放電をすることも記載される。
【0004】このような誘電体バリア放電ランプは、従
来の低圧水銀ランプや高圧アーク放電ランプにない特
徴、例えば、その中心波長は172nm、222nm、
308nmという短い波長の紫外線を放射して、しかも
線スペクトルに近い単一波長の光を選択的に高効率で発
生する、を有している。また、前述のごとく、その外形
が概略円筒状であって、外側管と内側管を同軸的に配置
した構造であれば、放電容器に市販の石英ガラスを使う
ことができ、ランプ全体の構造も簡単で製造しやすいと
いう特徴も有する。
【0005】一方、内側電極は、製造上の容易性、腐食
等の問題からパイプ状金属管を使うことが多い。しか
し、パイプ状金属管の場合には、内側管として使用する
市販の石英ガラス管の内径の公差は±0.5mm程度と
大きいので、内側電極と内側管の密着性は著しく悪くな
り、放電空間への電力の供給量がばらつくという欠点が
生じる。
【0006】この問題を解決するために、特開平8−9
6770号がある。この公報には、内側電極の全長に渡
って軸方向に切り欠きを有し(断面略C字状の長尺)、
切り欠きの幅を調整することによって内側電極を内側管
に密着させる技術が開示される。そして、この内側電極
を良好に内側管に押しつけるために、さらに内側電極の
内側に螺旋バネを使うことも開示される。しかし、ラン
プ点灯中は、内側電極(例えば、アルミニウムよりな
る)は著しく高温になるので軟らかくなり、螺旋バネに
よって内側電極を押しつけると、内側電極は局部的に内
側管(石英ガラス等よりなる)に押しつけられ、内側管
に亀裂を発生させることがある。また、点灯中は、非常
に高温であるため内側電極と内側管は略熔融状態となり
両者は固着しようとするが、両者の熱膨張係数の違いな
どからも内側管に亀裂が生じやすくなる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】そこで、この発明が解
決しようとする課題は、以下のような誘電体バリア放電
ランプを提供することにある。 1.内側電極は製造が容易であり、内側管との密着性を
良くさせること。 2.ランプが点灯中高温になっても内側管には亀裂を発
生させないこと。
【0009】
【課題を解決するための手段】この発明にかかる誘電体
バリア放電ランプは、外側管と内側管を同軸に配置した
略円筒状の二重管構造をなし、外側管の外側表面に外側
電極が設けられ、内側管の内側内面に内側電極が設けら
れ、これら外側管と内側管の間の放電空間の中に誘電体
バリア放電によってエキシマ分子を形成する放電用ガス
が充填された誘電体バリア放電ランプにおいて、前記内
側電極の内側には、内側電極の長手方向に伸びる側部の
少なくとも一方が内部に向かって折れ曲がった断面略C
字状の面状弾性部材が当該内側電極の内面に面して配置
し、その弾性力によって当該内側電極を前記内側管に押
しつけることを特徴とする。
【0010】さらに、前記面状弾性部材は、内側電極の
長手方向に沿って間隔を有しながら複数個配置されるこ
とを特徴とする。
【0011】さらに、前記面状弾性部材は、内側電極の
長手方向に沿って延びる長尺状のものであることを特徴
とする。
【0014】さらに、外側管と内側管を同軸に配置し略
円筒状の二重管構造をなし、この外側管の外側表面に外
側電極が設けられ、内側管の内側内面に内側電極が設け
られ、これら外側管と内側管の間の放電空間の中に誘電
体バリア放電によってエキシマ分子を形成する放電用ガ
スが充填された誘電体バリア放電ランプにおいて、前記
内側電極の内側には、当該内側電極とほぼ平行に延びる
中心軸とこの中心軸から内側電極に向かって放射状に延
びる多数の枝部からなる略ブラシ状の電極押さえ部材か
らなることを特徴とする。
【0017】
【作用】本発明の請求項1にかかる発明によれば、内側
電極の内面に、内側電極の長手方向に伸びる側部の少な
くとも一方が内部に向かって折れ曲がった断面略C字状
の面状弾性部材が面して配置して、その弾性力によって
当該内側電極を前記内側管に押しつけることができる。
このため、従来技術のような螺旋バネによって内側電極
を内側管に押さえるという局部的な押圧ではなく、面状
弾性部材によって均一に押さえつけることが可能とな
る。面状弾性部材は、内側管の長手方向において分割さ
れて複数個配置することも、また、長尺状のものを配置
することもできる。
【0018】本発明の請求項4にかかる発明によれば、
内側電極の内側には、当該内側電極とほぼ平行に延びる
中心軸とこの中心軸から内側電極に向かって放射状に延
びる多数の枝部からなる略ブラシ状の電極押さえ部材を
有するので、枝部の先端による多点支持を可能とする。
【0021】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図面を使って説明
する。放電容器1は、合成石英ガラスからなる内側管2
と外側管3が同軸的に配置して二重管構造をなし、内側
管2と外側管3の両端は閉じられ、これらの間に放電空
間8が形成される。放電容器1は、例えば、全長300
mmであり、内側管2は外径16mm、肉厚1mmで、
外側管3は外径26.5mm、肉厚1mmよりなる。放
電空間8の中には、放電用ガスとしてキセノンガスが、
例えば、40kPa封入される。内側管2には、光反射
板であって、かつ、誘電体バリヤ放電の電極として機能
する内側電極4が設けられる。外側管3は、誘電体バリ
放電の誘電体しての機能と、光取り出し窓としての機
能を兼用しており、外面には外側電極5が設けられる。
この外側電極5は、金属線をシームレスに円筒状に編ん
だものの中に放電容器1を挿入したもので網状の形状を
なし、網目の間から光を放射することができる。放電空
間8の一端には、バリウムを主成分としたゲッタ6を収
納する収納室7が設けられ、このゲッタ6によって、放
電空間8内の不純ガス(例えば、水)を除去して放電を
安定させる。内側電極4と外側電極5はリード9が接続
され、各々のリード9は交流電源10に接続される。内
側電極4の両端にはスッポ抜けを防止するキャップ11
と突起12が設けられる。13はリード9を放電容器1
の内外で貫通させるコネクターである。
【0022】図2に内側管2の内部を示す。(a)図は
長手方向(軸方向)の断面図であり、(b)図は径方向
で輪切りにした断面図である。内側管2の内側内面には
半円状の金属からなる内側電極4を有する。このような
内側電極4であれば、外径が小さくても容易に制作する
ことができ、また、内側管2の内径が少々ばらついたと
しても内側管2との密着性を良くすることができ、電力
の供給が効率よく行われる。この実施例における内側電
極4は、例えば、厚み0.15mmのアルミニウム箔を
曲げて作ったものである。内側電極4の内部には面状弾
性部材20が配置される。この面状弾性部材20は例え
ばステンレスが適用されるが、その材料は特に限定され
ず、弾性力を有し加工しやすいものが適用される。そし
て、この面状弾性部材20は、弾性力を発揮させるため
に一部に切り欠きを有する断面略C字状であり、内側管
2の内側で複数個に分割されて配置される。このような
面状弾性部材20を用いることで、内側電極4を好適に
内側管2に密着させることが可能となる。
【0023】図3は面状弾性部材の他の具体例であり、
(a)図は長手方向(軸方向)の断面図であり、(b)
図は径方向で輪切りにした断面図である。この実施例
が、図2と異なるのは面状弾性部材20は複数個に分割
されるのではなく、内側管2と同様に長手方向に伸びる
長尺状であることである。
【0025】さらに、本発明の面状弾性部材は図5、図
6に示すような構造をしている。このような形状の弾性
部材であれば、内側管と内側電極の密着を良好に機能さ
せることができると同時に、弾性部材自身のハンドリン
グ性も増し、製造工程において容易に挿入作業ができる
という利点がある。
【0026】図7は請求項4にかかる発明の実施例であ
る。(a)図は長手方向(軸方向)の断面図であり、
(b)図は径方向で輪切りにした断面図である。内側電
極4の内側には、内側電極4とほぼ平行に延びる中心軸
70とこの中心軸から内側電極に向かって放射状に延び
る多数の枝部71からなる略ブラシ状の電極押さえ部材
70を有する。この枝部71は、中心軸71と内側電極
4の最短距離よりも少し長いものであって、この枝部7
1の弾性力によって内側電極4を内側管2に押さえつけ
る。ここで枝部71は中心軸70から放射状に多数存在
するので、押さえる機能自体は実質的には面状部材で押
さえることと同様とすることができる。すなわち、この
ような多点支持によって内側電極4を内側管2に押さえ
ることで、従来技術に開示した螺旋バネにより内側電極
を内側管に押さえるような局部的なものではなく、均一
に押さえつけることが可能となる。ここで、具体例を挙
げれば、中心軸71と枝部72はステンレスからなる一
体ものであり、枝部72は1mm間隔で存在する。
【0030】以上の実施例においては、内側電極として
2つの半円管状部材を使うと説明したが、特開平8−9
6770号に示すような構造、すなわち、切り欠きを有
する略C字状のもの、あるいはパイプ状金属管を使うこ
ともできる。
【0031】
【発明の効果】本発明の請求項1にかかる発明によれ
ば、内側電極の内面に、内側電極の長手方向に伸びる側
部の少なくとも一方が内部に向かって折れ曲がった断面
略C字状の面状弾性部材が面して配置し、その弾性力に
よって内側電極を内側管に押しつけることができる。こ
のため、従来のように螺旋バネによって内側電極を局部
的に内側管に押さえるのではなく、均一に押さえること
が可能となり、内側管に亀裂が生じることを防止でき
る。弾性部材自身のハンドリング性も増し、製造工程に
おいて容易に挿入作業ができるという利点がある。
【0032】本発明の請求項4にかかる発明によれば、
内側電極の内面には内側電極とほぼ平行に延びる中心軸
とこの中心軸から内側電極に向かって放射状に延びる多
数の枝部からなる略ブラシ状の電極押さえ部材を有する
ので、従来のように螺旋バネによって内側電極を局部的
に内側管に押さえるのではなく、均一に押さえることが
可能となり、内側管に亀裂が生じることを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明にかかる誘電体バリア放電ランプ概
略図である。
【図2】 この発明にかかる誘電体バリア放電ランプの
内側電極の概略図である。
【図3】 この発明にかかる誘電体バリア放電ランプの
内側電極の概略図である。
【図4】 誘電体バリア放電ランプの内側電極の概略図
である。
【図5】 この発明にかかる誘電体バリア放電ランプの
内側電極の概略図である。
【図6】 この発明にかかる誘電体バリア放電ランプの
内側電極の概略図である。
【図7】 この発明にかかる誘電体バリア放電ランプの
内側電極の概略図である。
【符号の説明】
1:放電容器 2:内側管 3:外側管 4:内側電極 5:外側電極 6:ゲッター 20:面状弾性部材 41:分割された電極 42:分割された電極 70:押圧部材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松野 博光 兵庫県姫路市別所町佐土1194番地 ウシ オ電機株式会社内 (56)参考文献 特開 平8−96770(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01J 65/00

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】外側管と内側管を同軸に配置した略円筒状
    の二重管構造をなし、外側管の外側表面に外側電極が設
    けられ、内側管の内側内面に内側電極が設けられ、これ
    ら外側管と内側管の間の放電空間の中に誘電体バリア放
    電によってエキシマ分子を形成する放電用ガスが充填さ
    れた誘電体バリア放電ランプにおいて、 前記内側電極の内側には、内側電極の長手方向に伸びる
    側部の少なくとも一方が内部に向かって折れ曲がった断
    面略C字状の面状弾性部材が当該内側電極の内面に面し
    て配置し、その弾性力によって当該内側電極を前記内側
    管に押しつけることを特徴とする誘電体バリア放電ラン
    プ。
  2. 【請求項2】前記面状弾性部材は、内側電極の長手方向
    に沿って間隔を有しながら複数個配置されることを特徴
    とする請求項1に記載する誘電体バリア放電ランプ。
  3. 【請求項3】前記面状弾性部材は、内側電極の長手方向
    に沿って延びる長尺状のものであることを特徴とする請
    求項1に記載する誘電体バリア放電ランプ。
  4. 【請求項4】外側管と内側管を同軸に配置し略円筒状の
    二重管構造をなし、この外側管の外側表面に外側電極が
    設けられ、内側管の内側内面に内側電極が設けられ、こ
    れら外側管と内側管の間の放電空間の中に誘電体バリア
    放電によってエキシマ分子を形成する放電用ガスが充填
    された誘電体バリア放電ランプにおいて、 前記内側電極の内側には、当該内側電極とほぼ平行に延
    びる中心軸とこの中心軸から内側電極に向かって放射状
    に延びる多数の枝部からなる略ブラシ状の電極押さえ部
    材からなることを特徴とする誘電体バリア放電ランプ。
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