JP4179175B2

JP4179175B2 - 無電極放電ランプ装置

Info

Publication number: JP4179175B2
Application number: JP2004019025A
Authority: JP
Inventors: 宏司平松; 淳典岡田; 茂樹松尾; 和彦酒井; 晋二日妻
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2004-01-27
Filing date: 2004-01-27
Publication date: 2008-11-12
Anticipated expiration: 2024-01-27
Also published as: JP2005216563A

Description

本発明は、誘導コイルに高周波電流を通電させることにより形成した高周波電磁界で放電ガスを放電させる無電極放電ランプ装置に関する。

無電極放電ランプ装置の従来例としては、特開平２００２ー３１９３７３号公報（特許文献１）に示されるものがある。このものは、イオン化可能な封入ガスを封入した気密放電キャビティを包囲する放電容器であって、透光性管球部及び放電キャビティに突き出した内曲管を有する放電容器と、少なくとも一部が前記内曲管内に配置された、イオン化可能な封入された、イオン化可能な封入ガスに放電を励起する手段と、前記管球部の放電キャビティに面する表面のみに設けられたUV−可視変換層と、前記内曲管の放電キャビティに面する表面に設けられたUV反射層とを備えている。そして、この構成により内曲管に当たるＵＶ光子のほとんどが反射されてキャビティに戻される。
特開平２００２ー３１９３７３号公報

ところで、従来例に示したような無電極放電ランプ装置では、キャビティ（本願の凹部に相当）の底部分の放電空間側、すなわち凸面が形成されている部分にUV反射層が形成されている。UV反射層は、一般にスラリーの状態で塗布されてベーキングされる。ベーキングされると、バインダーが焼けて無くなりUV反射層を形成する粒子だけとなる。すると塗布時のバインダーの隙間が埋まり、UV反射層を形成する粒子が少しずつガラス管壁に近づく。その際凸面に塗布したUV反射層の最外面の粒子の間隔は拡がり、これにより凸面のUV反射層を形成する粒子間の結合は弱くなりUV反射層の膜強度が低下する。UV反射層の膜強度が弱くなると、長期間の使用により膜が剥がれ、これにより放電容器内の水銀から放射される紫外線が凹部の凸面を透過し、構造部材（カップラ）に照射されることにより、カップラが劣化することが懸念される。

本発明は、このような課題を鑑みてなしたものであって、その目的とするところは、長期間の使用においても、紫外線照射によるカップラの劣化を抑制することのできる無電極放電ランプを提供することである。

放電ガスが封入された凹部を有する透光性のバルブと、凹部内に挿入され高周波電流が通電される誘導コイルが巻回された樹脂部材からなるカップラと、を備える無電極放電灯装置において、バルブ内から放射される紫外線を遮光する紫外線遮光部材として、蛍光体膜を凹部の底部分の外空間側の面に塗布したものであることを特徴とする。

本発明によれば、バルブ内から放射される紫外線を遮光する紫外線遮光部材として、蛍光体膜を凹部の底部分の外空間側の面に塗布した為、長期間の使用においてもカップラへの紫外線の照射を抑制でき、カップラの劣化を押さえることができる。

（第１の実施形態）
本実施形態を図１〜図３に基づいて説明する。図１は、第１の実施形態の無電極放電ランプ装置の断面図である。図２は、無電極放電ランプ装置の分解図である。図３は、本実施形態の要部（バルブの凹部）を示す図である。

本実施形態の無電極放電ランプ装置は、図１に示すように、放電ガスが封入された凹部１を有する透光性のバルブ２と、凹部１内に挿入され高周波電流が通電される誘導コイル３が巻回された樹脂部材からなるカップラ４と、を備えて構成されている。

以下、具体的に説明する。バルブ２は、例えばガラス等の透光性の材料により、外観視において略電球形状に形成されている。バルブ２内には、例えば数十Ｐａのアルゴンやクリプトン等の希ガス及び水銀蒸気圧を制御するアマルガム５が封入されている。凹部１を除くバルブ２の内面には、水銀が放射する紫外線を可視光に変換する蛍光体膜７が形成されている。この蛍光体膜７には、蛍光体の劣化を防止するために例えばAｌ₂O₃からなる結着材が混入されている。また、蛍光体膜７とバルブ２との間にはバルブ２内に存在する水銀とガラス材料との反応を防止するため保護膜（図示せず）が設けられている。

バルブ２の一部には凹部１が設けられ、凹部１の底部分６を除く部分、即ち凹部の側面８には蛍光体膜７が塗布されている。そして図２及び図３に示すように、凹部１の底部分６の外空間側の面９、即ち大気圧側の面には、バルブ２内の放電ガスからカップラ４に放射される紫外線を遮光する紫外線遮光部材である蛍光体膜７が塗布されている。この蛍光体膜７は、少量の蛍光体スラリーを凹部１の底部分６に注入し、凹部１を回転させながら蛍光体スラリーを乾燥させることにより形成する。このようにして形成した蛍光体膜７の膜厚は１００μｍ〜２００μｍである。

凹部１の底部分６にはバルブ２内に放電用のガスを封入するための筒状の排気管１０が封着されている。排気管１０は２箇所の窪みを有しており、排気管１０の末端側の窪みと排気管１０の末端との間には、例えばビスマスーインジウムー水銀等の合金からなり、バルブ内の水銀蒸気圧を制御するアマルガム５と、アマルガム５の位置を固定するためのガラスロッド１１が設置されている。凹部１の底部分６には、その表面にほぼ沿うように略Ｕ字形状の金属線１２が取付られている。金属線１２の一端は、曲げ加工により略三角形状に形成され、排気管１０の基端側に設けられた窪みに係止されている。そして金属線１２の他端は、メッシュ状に形成されており、その表面には無電極ランプの放電開始時にその始動を容易にするため、放射性物質である例えば酸化セシウム等が塗布されている。また、バルブ２のくびれている部分にも窪みが形成されており、この窪みに断面略Ｈ形状の樹脂で形成された口金１５が勘合されている。

カップラ４は、図２に示すようにバルブ２と別部材で構成される。カップラ４は、バルブ２の凹部１内に挿入されてバルブ２を支持すると共に、バルブ２とバルブ２内に放電を発生させる点灯回路（図示はしない）とを電気的に結合するものであり、樹脂部材により略円筒形状に形成されている。カップラ４の側面には、フェライトコア１４が設置されており、フェライトコア１４の表面には高周波電流が通電される誘導コイル３が巻回されている。

以上の構成において、誘導コイル３に例えば数１００ｋＨｚの高周波電流を通電すると誘導コイル３のコイル端間に電界が発生し、この電界によって初期電子を増加させて放電が開始する。放電が開始すると、バルブ２内の水銀から紫外線が放射されバルブ２の内面に塗布された蛍光体膜７によって可視光に変換されてバルブ２の外部に放出される。ここで、前述のように凹部１の底部分６の内空間側には蛍光体を塗布せず、凹面を形成している外空間側の面９に蛍光体を塗布しており膜強度の強い蛍光体膜７が形成されている。蛍光体膜７の膜強度が強いのは次の理由による。すなわち、蛍光体スラリーの塗布時にはバインダーが蛍光体の粒子間に介在しており、この状態で蛍光体スラリーをベーキングすると、バインダーが焼けて無くなり蛍光体の粒子だけとなる。すると塗布時のバインダーの隙間が埋まり、蛍光体粒子が少しずつガラス管壁に近づく。その際、凹面に塗布した蛍光体膜の最外面の蛍光体粒子の間隔は、凸面に塗布した蛍光膜の最外面の蛍光体粒子の間隔よりも狭くなるため、蛍光体膜は粒子間の結合が強くなり膜強度が強くなるのである。

このように、凹面に蛍光体膜７を形成することで、膜強度の強い蛍光体膜７を形成することができ、長期間の使用においてもカップラ４に照射される紫外線量を抑制してカップラ４の劣化を抑制することができる。

なお、本実施形態において蛍光体膜７は、少量の蛍光体スラリーを凹部１の底部分６に注入し、回転させながら乾燥させることにより形成したが、凹部１の底部分６以外に部分的にマスキングを施し、凹部１の外空間側からスプレー等により蛍光体を塗布するようにしてもよい。

また、本実施形態においては、紫外線遮光部材として蛍光体膜７を用いたが、ランプからの光出力にはほとんど寄与しないため、蛍光体膜７に変えて白色の金属酸化物の反射膜（図示はしない）を用いてもよい。この反射膜を紫外線遮光部材として用いた場合、水銀から放出される紫外線のみでなく水銀又はバルブ内面の凹部１以外の蛍光体膜７によって変換された一部の可視光、赤外光をも反射し、反射膜で反射された可視光は、放電空間であるバルブ２内を透過してバルブ２外に放射されるため、光束を増加させることができる。また、赤外線が反射膜で反射された場合には、カップラ４に赤外線が照射されなくなるため、更にカップラ４の温度上昇及び劣化を防止することができる。
（第１の参考例）
第１の参考例を図４に基づいて説明する。図４は、第１の参考例の要部（凹部）を示す図である。本参考例は、第１の実施形態に示した蛍光膜７に代えて、凹部１の底部分６のバルブの外空間側に弾性部材である綿状のガラス繊維２０を設置したもので、他は第１の実施形態と同じである。

この構成により、バルブ２内から凹部１の底部分６に放射される紫外線は凹部１を透過して、ガラス繊維に照射され、綿状のガラス繊維２０に吸収される。

このように、綿状のガラス繊維２０を凹部１の底部分６のバルブ２の外空間側に設置することで、バルブ２内からの光は綿状のガラス繊維２０に吸収されるため、カップラ４へ向けて照射される光が遮光されてカップラ４の樹脂部材を保護することができる。また、カップラ４は、図４に示すように凹部１に挿入されて取付られるが、カップラ４の挿入時に凹部１に差し込みすぎた場合であっても、ガラス繊維が綿状であるためクッション材として作用し、直接カップラ４の頂部１３が凹部１の底部分６に突き当ることはないため、凹部１の破損を防止することができる。
（第２の参考例）
第２の参考例を図５及び図６に基づいて説明する。図５は、第２の参考例の要部（
凹部）を示す図である。図６は、第２の参考例の別例の要部（凹部）を示す図である。

本参考例は、図５に示すように、第１の実施形態に示した蛍光体膜７に代えて、凹部１の底部分６とカップラ４の頂部１３との間にセラミック材料からなる遮光部材３０を設けたもので他は第１の実施形態と同じである。

セラミック材料からなる遮光部材３０は、略円板状に形成され、その中心付近にバルブの排気管１０が挿通する孔が設けられている。セラミック材料からなる遮光部材３０の孔には排気管１０が挿通され、セラミック材料からなる遮光部材３０はカップラ４の頂部１３により保持されている。このように、セラミック材料からなる遮光部材３０を設けることにより、上記実施形態と同様にバルブ２内から放射される紫外線を反射若しくは吸収して、カップラ４に紫外線が照射されないようにすることができるので、カップラ４を紫外線から保護することができる。

なお、本実施形態においては、凹部１の外空間側にセラミック材料からなる遮光部材３０を設けたが、図６に示すように凹部１の内空間側にキャップ形状のセラミック材料からなる遮光部材３０を設けてもよい。キャップ形状のセラミック材料からなる遮光部材３０は、凹部１の底部分６を覆い、前述の金属線１２によって凹部１の底部分６に固定されている。これにより、バルブ２内から凹部１の底部分６に照射された紫外線は、凹部１の底部分６に設置されたセラミック材料からなる遮光部材３０で遮光される。これにより、カップラ４の劣化を防止することができる。また、セラミック材料を用いていることにより、ランプ特性に影響を及ぼすことを抑制することができる。

第１の実施形態の無電極放電ランプ装置の断面図である。同実施形態の無電極放電ランプ装置の分解図である同実施形態の要部を示す図である。第２の実施形態の要部（凹部）を示す図である。第３の実施形態の要部（凹部）を示す図である。第３の実施形態の別例の要部（凹部）を示す図である。

符号の説明

１凹部
２バルブ
３誘導コイル
４カップラ
５アマルガム
６底部分
７蛍光体膜
８側面
９外空間側の面
１０排気管
１１ガラスロッド
１２金属線
１３頂部
１４フェライトコア
１５口金

Claims

放電ガスが封入された凹部を有する透光性のバルブと、凹部内に挿入され高周波電流が通電される誘導コイルが巻回された樹脂部材からなるカップラと、を備える無電極放電灯装置において、バルブ内から放射される紫外線を遮光する紫外線遮光部材として、蛍光体膜を凹部の底部分の外空間側の面に塗布したものであることを特徴とする無電極放電ランプ装置。