JPH07302578A - 無電極放電ランプ、無電極放電ランプ装置、無電極放電ランプ点灯装置および無電極放電灯 - Google Patents
無電極放電ランプ、無電極放電ランプ装置、無電極放電ランプ点灯装置および無電極放電灯Info
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Abstract
場合に、最冷部を確保でき、長寿命の発光管を得るこ
と。 【構成】放電空間11に放電媒体および希ガスを封入し
た発光管本体10に、始動補助導電栓体15を設け、上
記発光管を取り巻いてこの発光管本体10内に誘導結合
放電を発生させる誘導手段30を設けた無電極放電ラン
プ装置において、上記発光管本体10を透光性セラミッ
クスにより形成し、発光管本体10に筒状部14を一体
に形成し、この筒状部14に始動補助導電栓体15を挿
入し、この筒状部14の開口14aに上記栓体15がガ
ラス接着剤20を介して気密に接合した。
Description
光管の放電空間に放電を発生させ、この放電により発光
管に封入した放電媒体を発光させるようにした無電極放
電ランプ、誘導結合形無電極放電ランプ装置、点灯装置
および無電極放電灯に関する。
無電極放電ランプがある。例えば透明な発光管内に誘導
結合により放電を発生して発光する媒体、例えば金属ハ
ロゲン化物を封入しており、この発光管を例えば取り巻
くようにして高周波励起コイルを配設し、この励起コイ
ルによって上記発光管内で誘導結合による放電を発生さ
せ、この放電により上記放電媒体としての金属ハロゲン
化物を放電発光させるようにしたものである。
ら、電極を封止したり、電極封止部におけるリークを防
止する工夫が不要となり、さらに電極の侵蝕、電極物質
の管壁付着による黒化の発生や、電極損傷による寿命低
下などの問題がない。
向上するために、たとえば発光管の管壁負荷を高くした
場合、発光管の温度が過度に上昇する。
て石英ガラスを使用していた。石英ガラスは硬質であり
耐熱性に優れている。
が高くなると、石英ガラスと金属ハロゲン化物が反応
し、白色の化合物が生成されやすくなる。このため、発
光管は早期に失透し、ランプの光束低下を招く。
の金属はイオン化されるが、無電極放電ランプである
と、この金属イオンが励起コイルの発生する電界で加速
されて石英に打ち込まれ、打ち込まれた金属イオンと石
英とが反応し、失透を招き、また遊離したままのハロゲ
ンが放電を不安定にし、よって光束が低下すると推測さ
れる。
合は、人が手で直接触れたり、点灯中に虫などが飛んで
きて接触するなどによって動物性油脂成分や塩分などが
付着すると失透し易い性質があり、これを防止するには
石英製発光管の場合は外管で覆う必要がある。このよう
な問題を解消するためには、発光管とこの発光管を内包
する外管とで構成される2重管構造にする必要があるの
で、構造が複雑であり、製造に手間を要し、またランプ
の外形が大きくなる等の欠点もある。
えば特開平4−220941号公報に記載の誘導結合形
無電極放電ランプがある。この公報には、具体的な発光
管の構造の記載はないが、発光管が透光性アルミナで形
成されてもよいことが記載されている。
耐蝕性に優れ、特に希土類金属のハロゲン化物に対する
耐薬品性に優れ、よって失透が防止され、放電の安定が
保たれ、寿命特性も向上する。したがって、発光管が透
光性アルミナで形成された無電極放電ランプは、上述の
石英ガラスを採用した無電極電ランプが有する問題点を
解消できると考えられる。
アルミナ製の発光管は、石英製の発光管と異なり熱変形
しない。したがって、透光性アルミナ製の発光管では、
発光管内に放電媒体を封入した後、発光管のみを加工し
て発光管を封止することが困難となる。
るセラミックス製の球形の発光管本体に開口を形成し、
この開口から放電媒体を封入した後、開口にセラミック
ス製の蓋をガラスソルダー等の接着剤を介して気密に接
着したランプを製作した。このランプを点灯した結果、
発明者は、長時間ランプを点灯すると、接着剤の存在す
る部分が封入した放電媒体と反応して劣化し、発光管の
気密性が保てないランプが発生するという問題を発見し
た。また、この原因が接着剤の存在する部分が、放電空
間と近接するために高温となり、放電媒体との反応が促
進されることを究明した。
場合、最冷部となる箇所が、点灯する都度異なり、しか
も最冷部温度が変動して所望の発光特性を得られにくい
という問題を発見した。
たもので、その目的は、透光性セラミックスを発光管材
料として用いた場合に、最冷部を確保し、最冷部温度を
所望にし得、所望の発光特性を得やすい長寿命の無電極
放電ランプ、無電極放電ランプ装置、無電極放電ランプ
点灯装置および無電極放電灯を提供しようとするもので
ある。
空間が形成されるとともに、基端が放電空間側に位置
し、先端に放電空間に連通する開口を備えた筒状部を有
する透光性セラミックス製の発光管本体と、この発光管
本体内に封入された放電媒体と、上記開口に気密に接合
され、放電空間に接する面が非金属製の栓体と、を具備
していることを特徴とする無電極放電ランプである。
発光管を内包する外管を有するものを含む。
を発生しやすくするための始動補助手段を具備している
ことを特徴とする請求項1に記載の無電極放電ランプで
ある。
され、他端に筒状部に挿入される突入部を有し、筒状部
内面と筒状部に挿入された突入部の外面との間に上記放
電空間に連通する隙間が形成される栓体を有しているこ
とを特徴とする請求項1または2に記載の無電極放電ラ
ンプである。 突入部は、内部に始動補助手段を配設し
てもよい。
され、他端に筒状部に挿入される突入部を有し、筒状部
内面と筒状部に挿入された突入部の外面との間に、上記
放電空間に連通するとともに、凝集された余剰の放電媒
体が毛細管現象で滞留する隙間が形成される栓体を有し
ていることを特徴とする請求項1または2に記載の無電
極放電ランプである。
に挿入された突入部の外面との距離が、筒状部内周に沿
って不均等に形成されていることを特徴とする請求項4
に記載の無電極放電ランプである。
一に記載の無電極放電ランプと、発光管に誘導結合可能
な位置に設けられ上記発光管の放電空間に放電を形成さ
せる電界およびまたは磁界を発生する誘導手段と、を具
備していることを特徴とする無電極放電ランプ装置であ
る。
発生する励起コイルの他、マイクロ波を発生する手段を
含む。
れか一に記載の無電極放電ランプと、発光管を略4回以
上取り巻くように誘導結合可能な位置に設けられ上記発
光管の放電空間に放電を形成させる励起コイルからなる
誘導手段と、を具備していることを特徴とする無電極放
電ランプ装置である。
一に記載の無電極放電ランプと、発光管を略3回以下の
巻数で取り巻くように誘導結合可能な位置に設けられ上
記発光管の放電空間に放電を形成させる励起コイルから
なる誘導手段と、を具備していることを特徴とする無電
極放電ランプ装置である。
一に記載の無電極放電ランプ装置と、この無電極放電ラ
ンプの誘導手段に高周波電力を供給することで、発光管
の放電空間に放電を形成しかつ維持可能な電源手段と、
を具備していることを特徴とする無電極放電ランプ点灯
装置である。
か一に記載の無電極放電ランプ装置と、この無電極放電
ランプ装置を収容した照明器具と、を備えたことを特徴
とする無電極放電灯である。
か一に記載の無電極放電ランプ装置と、この無電極放電
ランプ装置の誘導手段に高周波電力を供給することで、
発光管の放電空間に放電を形成しかつ維持可能な電源手
段と、無電極放電ランプ装置および電源手段を収容した
照明器具と、を備えたことを特徴とする無電極放電灯で
ある。
は、石英以外のアルミナやサファイヤまたはガーネット
などのような単結晶または多結晶の材料により構成され
たものである。
より発光する発光媒体を含む。
形成する内面に金属酸化物膜、窒素を含む保護層などの
放電媒体との反応を抑止する膜あるいは層を形成したも
のを含む。
耐熱性、耐蝕性に優れたセラミックスで形成されている
ので、発光管本体内に封入された放電媒体が、発光管本
体内面と反応しにくくなる。この反応抑止の作用は、発
光管本体内面に反応防止用の層を形成した場合には、そ
の層が劣化したときに得られる。
状部を有するので、筒状部の先端側が、最冷部となりや
すくなる。したがって、最冷部の確保が容易となり、放
電媒体を所望に発光させることができる。
先端側にて栓体を封着するので、放電媒体と反応し劣化
しやすい封着用接着剤を使用した場合であっても、放電
媒体は活性化しにくくなり、封着用接着剤の劣化を抑止
できる。
るとともに、栓体は放電空間に臨ませた状態で取り付け
ることができ、この栓体に例えば外部から高電圧を与え
て始動補助放電を発生させることで放電空間の放電を誘
起できるから、始動特性を向上させることができる。
用を有するとともに、発光管に余剰の放電媒体を封入し
た場合に、余剰の放電媒体が突入部と筒状部と隙間で凝
集可能となり、点灯中の放電媒体の蒸気圧を最適な状態
に保つことができる。
るとともに、隙間が、液体が毛細管現象で滞留する距離
を有しているから、発光管に余剰の放電媒体を封入した
場合に、凝集された余剰の放電媒体は隙間に確実に保持
される。
るとともに、隙間は、筒状部と栓体とが相対的に偏心し
たり、相互の対向面に軸方向に延びる溝を形成するなど
の構造により、筒状部内周に沿って不均等であるから、
隙間の大きな部分では空気抵抗が少なくなり、したがっ
てたとえば排気工程の際に間隔の大きな部分から迅速に
排気され、排気速度が向上する。
れかの作用を有するとともに、誘導手段の誘電作用によ
って発光管内に放電が発生する。
いずれかの作用を有するとともに、励起コイルが発光管
を略4回以上取り巻くように構成されているので、励起
コイルのみによって高電圧が得られ、始動補助手段を用
いることなく、発光管が放電開始すなわち始動できる。
れかの作用を有するとともに、始動補助手段を有するの
で、発光管を高い確率で始動でき、かつ略3回以下の巻
数で発光管を取り巻くように設けられた励起コイルによ
って放電空間での放電を形成維持するようにしたので、
励起コイルによる放電空間での放電に基づく発光の阻害
を低く抑えることができる。
装置として、請求項6ないし8のいずれかの作用を有す
る。
電灯として、請求項6ないし8のいずれかの作用を有す
る。
ランプが収納された照明器具、照明装置等をいう。
す第1の実施例に基づき説明する。 図1は、無電極放
電ランプ装置の全体を示すもので、図において1は無電
極放電ランプであり、10はその発光管本体を示す。発
光管本体10は、透光性アルミナからなるセラミックス
材料により構成され、外形がほぼ偏平な球形をなしてい
る。この発光管10は長径方向の外径が約32.5mm
(内径約30.0mm)、短径方向の外径が約25.0mm
(内径約27.5mm)程度に形成されており、内部には
ほぼ偏平な球形をなす放電空間11が形成されている。
この放電空間11には、ドーナツ形に発生される放電1
2によって発光する放電媒体、例えば金属ハロゲン化物
と始動用希ガスが封入されている。金属ハロゲン化物と
しては、希土類金属のハロゲン化物またはアルカリ金属
のよう化物もしくは臭化物が封入されており、例えば、
よう化スカンジウムScI3 とよう化ナトリウムNa
I、またはよう化ネオジムNdI3 とよう化ナトリウム
NaI、もしくはよう化プラセオジムPrI3 とよう化
セシウムCsIとよう化ナトリウムNaIなどが、それ
ぞれ所定量封入されている。また、始動用希ガスとして
は、アルゴン、キセノン、クリプトン、ネオンなどのガ
スの少なくとも1種が封入されている。
磨されていない状態よりも光透過率を向上させている。
研磨する部分は、発光管本体10の少なくとも下半分で
あればよい。すなわち、本実施例の発光管は、後述する
照明器具との配置関係で発光管本体10の下半分からの
発光を主として利用するものだからである。
に位置して外部に突出した筒状部14が一体に形成され
ている。この筒状部14は、外径が例えば7.0mm(内
径約4.5mm)、長さが約20mmの円筒形をなしてお
り、基端が放電空間11に連通しているとともに、先端
には、開口14aが形成され、この開口14aは、後述
する例えば始動補助導電体を兼ねる栓体15により閉塞
されている。筒状部14の突出長は本実施例では約20
mmであるが、後述する接着剤の劣化を防止し、かつ最冷
部を確保するためには、5mm以上が望ましい。
もドーナツ形の放電12に対向して、保護膜13が形成
されている。この保護膜13は金属酸化物層により形成
されており、好ましくは上記封入された金属、例えば希
土類金属またはアルカリ金属と同一材料の酸化物にて形
成されている。具体的には発光管本体10の内面に酸化
スカンジウムSc2 O3 や酸化ディスプロシウムDy2
O3 の薄膜13がコーティングされている。上記筒状部
14は、発光管本体10の排気管を兼ねている。
本体10の内面および筒状部14の内面に亘り形成され
ている。
が挿入されている。この始動用始動補助導電栓体15
は、図2に示すように、外径が約4.0mm(内径約2.
0mm)、長さが約25mmの細いセラミックスチューブか
らなり、上記筒状部14に挿入される内端部はセラミッ
クスチューブに一体形成された閉塞壁16で閉塞されて
おり、この閉塞壁16は上記発光管本体10の放電空間
11に接するように配設されている。
に、発光管本体10の放電空間11から若干引っ込んだ
位置、すなわち発光管本体10と筒状部14の境界面E
よりも寸法n分、筒状部14の内部に位置するように設
置されている。
に示すように、この始動補助導電栓体15の側壁の肉厚
よりも小さく形成されており、始動補助導電栓体15の
側壁の肉厚と上記筒状部14の側壁の肉厚の和よりも小
さくなるように形成されている。具体的に、閉塞壁16
の肉厚tは、0.3〜2.0mmである。
体17により気密に閉止されている。本実施例の場合、
導電体17は、ニオビウムNbやステンレスまたは銅C
uなどのような導電性金属からなるチューブにて形成さ
れており、始動補助導電栓体15の他端にガラス接着剤
18を介して内部に補助放電空間が形成されるように気
密に接合されている。この導電性金属チューブからなる
導電体17は、始動補助導電栓体15の封止体であるば
かりでなく、始動補助導電栓体15の排気管を兼用し、
かつ始動用の補助電極を兼用しているものである。
動回路26を介して後述する電源25に接続している。
場合には、内部に導電体があればよいものである。すな
わち、本実施例のように補助放電空間が形成されるもの
の他、内部が金属等の導電体が収納されていてもよい。
また、始動補助手段を付設しない場合には、上記栓体は
内部に導電体がなくてもよい。
3 −SiO2 系またはAl2 O3 −CaO−BaO系の
ガラスソルダーなどの金属酸化物が用いられている。
導電栓体15内には、始動放電空間19が形成されてい
る。この始動放電空間19には、電界結合により放電す
る希ガス、例えばアルゴン、キセノン、クリプトン、ネ
オンなどのガスの少なくとも1種が封入されている。な
お、この始動補助導電栓体15内の始動放電空間19に
封入された希ガスは、上記放電空間11に封入された希
ガスの圧力よりも低い圧力で封入されている。
を始動放電空間19としているが、筒内空間を金属棒等
の導電性の材料で埋める構造であっても、始動補助手段
となる。
は突入部15aを有し、この突入部15aが発光管本体
10に突設された筒状部14に挿入されており、この筒
状部14の開口14aを成す外端部と始動補助導電栓体
15の外端部15bが他のガラス接着剤20により気密
に接合されている。このガラス接着剤20も、上記ガラ
ス接着剤18と同様に、Al2 O3 −SiO2 系または
Al2 O3 −CaO−BaO系のガラスソルダーなどの
金属酸化物が用いられている。
の中心線上に上記始動補助導電栓体15が設置されてお
り、しかもこの始動補助導電栓体15の外径は筒状部1
4の内径より小さいため、筒状部14の内面と始動補助
導電栓体15の外面との間に隙間21が形成されてい
る。
通されており、他端はガラス接着剤20によって閉塞さ
れた閉塞端部に接し、断面形状が例えば図3に示すよう
に、周方向の沿ってほぼ均等な距離をもつ環状空間とな
っている。なお、この隙間21の環状空間の間隔寸法m
は0.25mmとなっている。
いるため放電中に最冷部となり、この隙間21に、点灯
中に余剰となった放電媒体22が凝集する。この場合、
上記隙間21の空間寸法mは、凝集した放電媒体22が
その毛細管現象によりこの隙間21に保持されるような
大きさであることが望ましく、間隔寸法mは、0.05
〜0.5mm程度が望ましい。
励起コイルからなる誘導手段30が配置されて、無電極
放電ランプ装置を構成している。この誘導手段30は、
高純度アルミニウム、銅または銀などの導電性に優れた
一対の環形金属円板31、31により構成されている。
これら一対の環形円板31、31は、コイル軸方向に沿
って対向して配置されており、内周部の一部を互いに溶
接して接続することにより通電経路を形成してある。す
なわち、これら一対の環形円板31、31はそれぞれ周
方向に連続するものではなく、周方向の一部で分離され
ており、一方の環形円板31の内周部と他方の環形円板
31の内周部とが相互に部分的に接続されている。
れ板厚2mm、内径35mm、外径62mm程度の高純度アル
ミニウム板により形成している。
なる誘導手段30は、発光管本体10の最大外径部およ
び誘導手段30間に若干の隙間が存在するように配置さ
れている。
からなる電源25に接続されており、この電源25か
ら、例えば10ないし50MHz、本実施例では13.
56MHz程度の高周波電流が供給されるようになって
いる。本実施例では、励起コイルの巻数が略3回以下で
あるので、励起コイルのみでは、高い始動電圧を得にく
いので、栓体15に、始動する際、電流を流して始動補
助を行うように構成しているが、励起コイルの巻数が略
3回以下であるので、発光管15から出力される光の阻
害が少なくなる。光の阻害を最小限に抑えるには、励起
コイルの巻数は、0.3ないし1回が好ましい。
れば、始動補助手段を必要とすることなく、励起コイル
自体によって始動電圧を得ることができる。この場合、
始動補助手段を必要としないので、栓体構造が簡単とな
り、安価な発光管を得られる。
説明する。ランプを始動させる場合は、電源25から始
動回路26を通じて始動用電極、すなわち導電性金属か
らなる閉塞体17に始動電圧を供給し、同時に誘導手段
30に高周波電流を流し、発光管本体10内の放電空間
11に高周波誘導による電界を発生させる。
光管本体10内の電界との間で電位差が生じ、このため
始動補助導電栓体15内の始動放電空間19に封入した
希ガスによってグロー放電が発生する。この場合、始動
放電空間19に封入した希ガスのガス圧を比較的低くし
てあるから、始動放電が発生し易い。
電は、発光管本体10内の電界との間に電界勾配を発生
するようになるから、この始動放電が放電空間11内に
放電を誘起し、したがってドーナツ形の放電12が発生
する。
塞壁16の肉厚tは、図2に示すように、始動補助導電
栓体15の側壁の肉厚よりも小さく、かつ始動補助導電
栓体15の側壁の肉厚と上記筒状部14の側壁の肉厚の
和よりも小さくなるように形成している。したがって、
始動放電空間19に発生したグロー放電と、発光管本体
10内の放電空間11内の電界との間の電界結合が発生
し易い。すなわち、閉塞壁16の肉厚tが大きい場合
は、この閉塞壁16が絶縁作用を生じ、始動放電空間1
9に発生したグロー放電の電界が放電空間11側に作用
しないので、始動補助導電栓体15の側壁や筒状部14
の側壁を通じて外部に逃げてしまい、始動性が低下す
る。
を発光管本体10の放電空間11から若干引っ込んだ位
置、すなわち発光管本体10と筒状部14の境界面Eよ
りも寸法n分、筒状部14の内部に位置するように設置
してあるから、薄肉に形成された始動補助導電栓体15
の閉塞壁16が放電12に接触するのが防止され、閉塞
壁16の温度上昇が抑制され、溶融が防止され、また金
属イオンの打ち込みも軽減されるから侵蝕も防止され
る。
形の放電12が発生すると、放電空間11内の放電媒体
が電離および励起されて発光する。この発光は発光管本
体10の管壁から外部に放出される。
においては、発光管本体10に一体に形成した筒状部1
4に始動補助導電栓体15をガラス接着剤20にて気密
に接合したから、始動補助導電栓体15を放電空間11
に臨ませた状態で取り付けることができる。したがっ
て、発光管本体10が透光性セラミックスにより形成さ
れていても、始動補助導電栓体15の設置が可能であ
り、このような始動補助導電栓体15を用いて始動補助
放電を発生させ、これにより放電空間11に放電を誘起
するから、始動特性を向上させることができる。
の排気管としても用いることができる。この排気作業に
ついて、無電極放電ランプ1の製造方法に基づき説明す
る。
製の発光管本体10を加熱炉中で加熱して不純ガスの排
出を行い、この後、筒状部14を通じてよう化スカンジ
ウムScI3 とよう化ナトリウムNaIのペレットを封
入する。そして発光管本体10を真空チャンバー内で真
空引きし、これにより筒状部14が排気管となって発光
管本体10内の空気が排除される。そして、真空チャン
バー内に希ガスを、例えば33kPa封入することで、発
光管本体10内も33kPaの希ガスのガス圧となる。
を差し込み、これに位置決めをし、かつ始動補助導電栓
体15の開口端部に、両端部が開口された導電性金属チ
ューブからなる閉栓体17を差し込む。この状態で始動
補助導電栓体15を筒状部14の開口端部にガラス接着
剤20を用いて接合すると同時に、導電性金属チューブ
からなる閉栓体17を始動補助導電栓体15の開口端部
にガラス接着剤18を用いて接合する。これらガラス接
着剤18、20による接着は、外部から高周波誘導加熱
によりこれらガラス接着剤18、20を同時に加熱溶融
させて行うことができる。
体17の開口を通じて始動補助導電栓体15内を排気
し、この始動補助導電栓体15に希ガスを、例えば13
kPa封入し、導電性金属チューブからなる閉栓体17を
ピンチシールする。
成する。このような封止工程の場合、発光管本体10か
ら突出されている筒状部14を排気管として利用するこ
とができる。
電空間11から離れている筒状部14の内部先端側に最
冷部が発生する。したがって、余剰の放電媒体が筒状部
14と始動補助導電栓体15との間に形成された隙間2
1に凝集する。
適な値に保たれるようになり、放電が安定するととも
に、発光のばらつきが少なくなる。
放電媒体22が滞留する程度の大きさに形成されている
ので、余剰の放電媒体22が隙間21に確実に保持され
る。
放電空間11と、筒状部14の突出端部との間を隔離す
るから、筒状部14に接合したガラス接着剤20が放電
空間11で高温となった蒸発物に触れることがなく、ガ
ラス接着剤20の過度な温度上昇が防止され、熱劣化が
防止される。
電性金属からなる閉栓体17により封止されているか
ら、この導電性金属からなる閉栓体17を始動用電極と
して使用することができる。したがって、発光管本体に
格別な始動用電極を設ける必要がない。
7をチューブ形状にしたから、この閉栓体17を始動補
助導電栓体15の排気管として用いることができる。こ
のため、排気後の封止が容易に行える。
れた発光管本体10における少なくとも放電12に面す
る内面に保護層13を形成したから、セラミックス製発
光管の内面が、封入した放電媒体を構成する金属に侵蝕
されるなどの不具合がなくなる。
封入した放電媒体と同一材料の酸化物により形成した場
合は、発光管本体10の内面が放電媒体を構成する金属
に侵蝕されるのが一層防止される。
ものではない。
筒状部14と始動補助導電栓体15との間に形成された
隙間21が、断面形状で周方向の沿ってほぼ均等な幅を
もつ環状空間としたが、図4または図5にそれぞれ示す
ような隙間41、51にしてもよい。
は、筒状部14と始動補助導電栓体15を相対的に偏心
させて、これらの間に形成された隙間41が周方向に沿
って不均一な間隔に形成されている。このように偏位し
た隙間41であれば、間隔の大きな部分では排気抵抗が
少なくなり、したがって排気工程では間隔の大きな部分
から迅速に排気されるようになるから排気速度が向上す
る。
筒状部14と始動補助導電栓体15との間に軸方向に延
びる少なくとも1本(図は2本)の溝を形成し、この溝
が隙間51…となっている。この場合も隙間51は周方
向に沿って不均一な間隔となっており、排気を迅速にす
ることができる。
栓体15の閉塞壁16を発光管本体10の放電空間11
から若干引っ込んだ位置、すなわち発光管本体10と筒
状部14の境界面Eよりも寸法n分、筒状部14の内部
に位置するように設置したが、逆に、図6に示す第4の
実施例のように、始動補助導電栓体15の閉塞壁16を
放電12の中心部、またはそれを貫通する程度まで延長
してもよい。このようにすれば、始動時に始動補助導電
栓体15に発生する始動放電が放電空間11と電界結合
しやすくなり、始動性がよくなる。しかも、点灯中はド
ーナツ状の放電12の中心に始動補助導電栓体15が位
置するから、ドーナツ状の放電のリング径を大きくさせ
るようになり、よって周囲に配置されている励磁コイル
30とドーナツ状の放電12との誘導結合を向上させる
ことができる。この結果、電源25から供給される電力
が効率よく放電12に変換されるから、回路の負担が軽
減される。
の開口端部を閉塞する閉栓体17を、導電性金属からな
るワイヤによって形成している。このような閉栓体17
であっても導電性金属からなるワイヤを始動用電極とし
て用いることができる。
のように構成してもよい。この実施例は、筒状部14の
先端部に放熱フィン70を取り付けたものである。な
お、放熱フィン70に代えて、照明器具に取り付けるた
めの金属製のランプホルダ(図示しない)で筒状部14
の先端部を保持してもよい。このようにすれば、放熱フ
ィン70または金属製のランプホルダを通じて筒状部1
4の熱が外に放出、または伝導しやすいから、筒状部1
4の温度上昇を防止することができる。
光性セラミックスにより形成されているから、格別な外
管で覆う必要がなく、発光管を剥き出しで使用すること
ができる。したがって、筒状部14の先端部に上記した
放熱フィン70などのような放熱手段を設けるのが容易
である。
の端部に別の始動電極75を取着け、この始動用電極7
5を用いて始動放電を発生させるようにしてある。
装置1を収納した無電極放電灯を示す。
道路を照明する無電極放電灯のポールであり、上端部に
照明器具141が設置されている。このポール140の
高さHは、無電極放電ランプ装置に供給する高周波電流
の波長λに対し、λ/2またはλ/2の整数倍となるよ
うに設定されている。例えば高周波発振回路26の出力
周波数が13.56MHzの場合、波長λは22.1m
であり、これに対しポール140の高さHは、λ/2=
11.05mに設定されている。
141は、図9に示すように、器具本体142の下面開
口がプリズムカバー143により閉塞されており、この
器具本体142内には反射鏡144が設置されている。
この反射鏡144内には所定の位置に、図1に示した無
電極放電ランプ装置1が設置されている。この無電極放
電ランプ1から放射された光は、反射鏡144により反
射され、上記プリズムカバー143により照射方向を制
御されて道路を照射するようになっている。器具本体1
42内には、無電極放電ランプの点灯を維持する電源2
5(図1に示す)がプリント回路基板145に配線して
設けられているとともに、始動回路26を有する始動装
置146が収容されている。
段30の一方のコイル導体31は、端部を一体に延長し
てプリント回路基板145に機械的および電気的に接続
されており、また、他方のコイル導体31は、器具本体
142をアースとしてこの器具本体142に接続されて
いる。器具本体142はポール140を通じて地面と同
電位となっている。
が設けられており、このファン147はダクト148、
149を通じて無電極放電ランプに冷却用の送風を行う
ようになっている。ファン147は、無電極放電ランプ
1の点灯中に運転されるようになっており、よってこの
無電極放電ランプ装置1は点灯中に常に上記ファン14
7により発生した風によりダクト148、149にて強
制冷却される。このため、管壁に沿ってリング形状に形
成される放電により発光管本体10の管壁が加熱されよ
うとしても、管壁が強制冷却されるので発光管本体10
の変形や破裂、封入物質の不所望な反応を防止し、かつ
誘導手段30の温度上昇も抑えることができる。
せることができ始動性の向上が可能となり、またランプ
を一重管にして小形化が可能になり、かつコイルの冷却
もなされるので大電力を投入することも可能になり、発
光効率を高くすることができる。
141およびポール140を介してア−スしてあり、か
つポール140の高さHを、波長λの1/2またはλ/
2の整数倍に設定したから、照明器具141と地面が電
圧および電流とも等しくなり、ポール140が分布定数
回路として作用することがなく、ポール140に高い電
圧がかかるのが防止され、点灯回路の制御不能や故障を
防止することができる。
媒体中の発光物質は、希土類金属またはアルカリ金属の
ハロゲン化物が、発光効率、演色性の点から有利である
が、金属ハロゲン化物には限らず、イオウ、ガリウムな
どの他の発光物質を単体、またはこれらの組み合わせた
状態で用いてもよい。
楕円球、リング形状などであってもよい。
ックスで形成されているので、発光管本体内に封入され
た放電媒体が、発光管本体内面と反応しにくくなる。こ
の反応抑止の作用は、発光管本体内面に反応防止用の層
を形成した場合には、その層が劣化したときに得られ
る。また、発光管内には、放電媒体以外の金属の存在が
なく、電極の飛散等に起因する発光管の黒化現象が存在
し得えない。したがって、発光維持率の長い無電極放電
ランプが得られる。
部を有するので、筒状部の先端側が、最冷部となりやす
くなる。したがって、最冷部の確保が容易となり、放電
媒体を所望に発光させることができる。さらに、最冷部
となりやすい筒状部の先端側にて栓体を封着するので、
放電媒体と反応し劣化しやすい封着用接着剤を使用した
場合であっても、放電媒体は活性化しにくくなり、封着
用接着剤の劣化を抑止できる。したがって、長寿命の発
光管を得ることができる。
るとともに、栓体に付設した始動補助手段によって補助
放電を発生させて放電空間の放電を誘起できるから、始
動特性を向上させることができ、始動しやすい無電極放
電管を得ることができる。
れかの効果を有するとともに、発光管に余剰の放電媒体
を封入した場合に、余剰の放電媒体が隙間で凝集可能と
なり、点灯中の放電媒体の蒸気圧を最適な状態に保つこ
とができ、発光特性の変化の極めて少ない発光管を得る
ことができる。
挿入された栓体の突入部とで形成できるため、隙間の形
成が容易となる。
ることで、放電空間に対して始動補助手段が近接できる
ので、始動性が向上する。
るとともに、間隔部が、液体が毛細管現象で滞留する大
きさを有しているから、発光管に余剰の放電媒体を封入
した場合に、凝集された余剰の放電媒体を間隔部に確実
に保持することができる。
るとともに、間隔部は、筒状部と栓体とが相対的に偏心
したり、相互の対向面に軸方向に延びる溝を形成するな
どの構造により、周方向に沿って不均等な大きさの間隔
をなしているから、間隔の大きな部分では空気抵抗が少
なくなり、したがってたとえば排気工程の際に間隔の大
きな部分から迅速に排気され、排気速度が向上させるこ
とができる。
れかの効果を有する無電極放電ランプ装置を得ることが
できる。
いずれかの効果を有するとともに、励起コイルが発光管
を略4回以上取り巻くように構成されているので、励起
コイルのみによって高電圧が得られ発光管を始動させる
ことができるので、始動補助手段を必要としない無電極
放電ランプ装置を得ることができる。
れかの効果を有するとともに、始動補助手段を有するの
で、発光管を高い確率で始動でき、かつ略3回以下の巻
数で発光管を取り巻くように設けられた励起コイルによ
って放電空間での放電を形成維持するようにしたので、
励起コイルによる放電空間での放電に基づく発光の阻害
を低く抑えられる無電極放電ランプ装置を得ることがで
きる。
装置として、請求項6ないし8いずれかの効果を有す
る。
電灯として、請求項6ないし8いずれかの効果を有す
る。
プ装置の断面図。
図。
図。
図。
プ装置の断面図。
プ装置の断面図。
側面図。
空間、12…放電、14…筒状部、14a…開口、15
…栓体、21…隙間、22…凝集した放電媒体、25…
電源、30…誘導手段、141…無電極放電灯。
Claims (11)
- 【請求項1】内部に放電空間が形成されるとともに、基
端が放電空間側に位置し、先端に放電空間に連通する開
口を備えた筒状部を有する透光性セラミックス製の発光
管本体と;この発光管本体内に封入された放電媒体と;
上記開口に気密に接合され、放電空間に接する面が非金
属製の栓体と;を具備していることを特徴とする無電極
放電ランプ。 - 【請求項2】上記栓体は、放電空間に放電を発生しやす
くするための始動補助手段を具備していることを特徴と
する請求項1に記載の無電極放電ランプ。 - 【請求項3】上記栓体は、一端が上記開口に気密に接合
され、他端に筒状部に挿入される突入部を有し、筒状部
内面と筒状部に挿入された突入部の外面との間に上記放
電空間に連通する隙間が形成されていることを特徴とす
る請求項1または2に記載の無電極放電ランプ。 - 【請求項4】上記栓体は、一端が上記開口に気密に接合
され、他端に筒状部に挿入される突入部を有し、筒状部
内面と筒状部に挿入された突入部の外面との間に、上記
放電空間に連通するとともに、凝集された余剰の放電媒
体が毛細管現象で滞留する隙間が形成されていることを
特徴とする請求項1または2に記載の無電極放電ラン
プ。 - 【請求項5】上記隙間は、筒状部内面と筒状部内に挿入
された突入部の外面との距離が筒状部内周に沿って不均
等となるように形成されていることを特徴とする請求項
4に記載の無電極放電ランプ。 - 【請求項6】請求項1ないし5のいずれか一に記載の無
電極放電ランプと;発光管に誘導結合可能な位置に設け
られ上記発光管の放電空間に放電を発生させる電界およ
びまたは磁界を発生する誘導手段と;を具備しているこ
とを特徴とする無電極放電ランプ装置。 - 【請求項7】請求項1、3ないし5のいずれか一に記載
の無電極放電ランプと;発光管を略4回以上取り巻くよ
うに誘導結合可能な位置に設けられ上記発光管の放電空
間に放電を形成させる励起コイルからなる誘導手段と;
を具備していることを特徴とする無電極放電ランプ装
置。 - 【請求項8】請求項1ないし5のいずれか一に記載の無
電極放電ランプと;発光管を略3回以下の巻数で取り巻
くように誘導結合可能な位置に設けられ上記発光管の放
電空間に放電を形成させる励起コイルからなる誘導手段
と;を具備していることを特徴とする無電極放電ランプ
装置。 - 【請求項9】請求項6ないし8のいずれか一に記載の無
電極放電ランプ装置と;誘導手段に高周波電力を供給す
ることで、発光管の放電空間に放電を形成しかつ維持可
能な電源手段と;を具備していることを特徴とする無電
極放電ランプ点灯装置。 - 【請求項10】請求項6ないし8のいずれか一に記載の
無電極放電ランプ装置と;この無電極放電ランプ装置を
収容した照明器具と;を具備していることを特徴とする
無電極放電灯。 - 【請求項11】請求項6ないし8のいずれか一に記載の
無電極放電ランプ装置と;この無電極放電ランプの誘導
手段に高周波電力を供給することで、発光管の放電空間
に放電を形成しかつ維持可能な電源手段と;無電極放電
ランプ装置および電源手段を収容した照明器具と;を具
備していることを特徴とする無電極放電灯。
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