説明

無電極放電灯及び無電極放電灯装置

【課題】水平点灯器具に取り付けた状態で放射される光束を増加させる。
【解決手段】無電極放電灯1は、ランプ部2とカプラ部3とで構成されている。ランプ部2は、電球形状の外管22及び外管22の一部に形成した開口部から外管22の内部に延びる円筒状の内管23を備えたバルブ20を備える。バルブ20には、希ガスおよび水銀が封入され、バルブ20の内側面には蛍光体膜24が形成される。カプラ部3はソレノイド状の誘導コイル33を備え、誘導コイル33は、その軸方向を内管23の軸方向に合わせて内管23に挿入される。内管23の軸方向と直交する面内において、内管23の中心の位置は、外管22の中心の位置に対して偏心している。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、バルブの内部には電極を備えず、バルブに封入した希ガス及び発光材料に高周波電磁界を作用させて励起することにより点灯させる無電極放電灯、及びこの無電極放電灯を器具本体に取り付けた無電極放電灯装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来から、バルブの内部に電極を設けず、バルブに封入された希ガス及び発光材料を、バルブの外部に配置した誘導コイルの周囲に形成される高周波電磁界で励起することにより点灯させる無電極放電灯が提供されている(例えば、特許文献1参照)。一般的な無電力放電灯では、高周波電磁界で励起されることにより紫外領域の光を発生させるために、発光材料として水銀を含む材料が用いられる。また、可視光用の無電極放電灯では、紫外光により励起されて可視光領域の光を放出する蛍光体膜をバルブに形成している。
【0003】
特許文献1に記載された無電極放電灯10を図5に簡略化して示す。図5のように、この無電極放電灯10は、ランプ部2とカプラ部3とで構成されている。
【0004】
ランプ部2は、電球状に形成された外管22と、外管22の一部に形成された開口部に封着されて外管22の内側に延びる円筒形の内管23とを一体に設けたバルブ20を備える。バルブ20には希ガスおよび発光材料としての水銀が封入される。また、バルブ20の管壁内側面(外管22の内側面および内管23の外側面)には蛍光体膜24が形成される。
【0005】
一方、カプラ部3は、ソレノイド状に形成され内管23に軸方向を合わせて挿入される誘導コイル33を備える。この誘導コイル33に高周波電流を流すと、誘導コイル33の周囲に高周波電磁界が形成され、高周波電磁界の作用によりバルブ20の内部に封入された希ガスおよび水銀が励起される。誘導コイル33は内管23と軸方向を合わせているから、高周波電磁界は内管23の周囲に等方的に形成される。その結果、内管23の周方向に沿って内管23を囲むように放電プラズマ40が発生し、紫外領域の光が放射され、蛍光体膜24から可視光域の光が放出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開2005−197031公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
特許文献1に記載された無電極放電灯10では、内管23の軸方向と直交する面内において、バルブ20の内部空間が内管23の周囲に均等に形成されている。すなわち、上記面内において、内管23の外側面と外管22の内側面との距離が、内管23の周方向の全方向に亘って等しくなるように形成されている。そのため、バルブ20の内部空間に形成される放電プラズマ40は、内管23を中心として対称形状になり、内管23の周囲にドーナツ状に形成されることになる。その結果、無電極放電灯10から放射される光は、図6に示す配光50になる。
【0008】
図6(a)に示すように、内管23の軸方向から見た配光50は、内管23を中心として均一な分布になる。また、図6(b)に示すように、内管23の軸方向を含む断面内では、内管23から側方に広がる対称な分布になる。
【0009】
さらに、上述した無電極放電灯10を水平点灯器具(図示せず)に取り付けた場合は、図7に示す配光60になる。ここに、水平点灯器具は、無電極放電灯10における内管23の軸方向に沿った開口面を器具本体に設けた照明器具を意味する。この器具本体は、内管23の軸方向に沿う開口面を有した反射板7を備える。
【0010】
図7には、水平点灯器具を設けた場合の配光60(実線)と、水平点灯器具を設けていない無電極放電灯10のみの場合の配光50(破線)とを示している。図から明らかなように、上述した構成の無電極放電灯10では、放射する全光束のうち反射板7に向かって放射される光束の割合が比較的多い。反射板7で反射された光束の大部分は無電極放電灯10に戻され水平点灯器具の外に出射されないから、器具効率が低くなるという問題が生じる。
【0011】
本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、水平点灯器具に取り付けた際の器具効率を改善する無電極放電灯を提供し、さらに、この無電極放電灯を器具本体に取り付けた無電極放電灯装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0012】
本発明の無電極放電灯は、光透過性材料で形成された外管及び外管の一部に形成した開口部から外管内に延びる内管を備え希ガス及び発光材料が封入されたバルブと、ソレノイド状に形成され軸方向を内管の軸方向と合わせて内管の内側に配置される誘導コイルとを備え、誘導コイルに高周波電流が流されることにより誘導コイルの周囲に形成される高周波電磁界を希ガス及び発光材料に作用させることにより点灯する構成であり、内管の軸方向に直交する面内において、内管の中心の位置が外管の中心の位置に対して偏心していることを特徴とする。
【0013】
本発明の無電極放電灯装置は、請求項1に記載の無電極放電灯と、前記無電極放電灯が取り付けられ前記内管の軸方向に沿った開口面を有するとともに前記無電極放電灯から放射された光束を前記開口面に向かって反射させる反射板を備えた水平点灯器具とを備え、前記無電極放電灯が、前記外管と前記内管との距離が相対的に大きい側を前記開口面側に向けて、前記水平点灯器具に取り付けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【0014】
本発明の構成によれば、水平点灯器具に取り付けた際の器具効率が改善されるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】実施形態を示す縦断面図である。
【図2】同上の分解縦断面図である。
【図3】同上の配光を示す動作説明図である。
【図4】同上の器具本体と合わせた配光を示す動作説明図である。
【図5】従来例を示す縦断面図である。
【図6】同上の配光を示す動作説明図である。
【図7】同上の器具本体と合わせた配光を示す動作説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
本実施形態の無電極放電灯1は、図1及び図2に示すように、ランプ部2とカプラ部3とで構成される。
【0017】
ランプ部2は、球状の頭部に連続する首部を備えた電球状の外管22と、外管22の首部に形成された開口部から外管22の内側に延びる円筒状の内管23とを一体に設けたバルブ20を備える。バルブ20の首部には円筒状の口金21が装着され、ランプ部2に設けた口金21がカプラ部3に結合されることにより、ランプ部2とカプラ部3とが結合される。
【0018】
バルブ20は、ガラスのような透明性材料により形成される。バルブ20には希ガスおよび発光材料が封入される。発光材料に水銀単体あるいは水銀の化合物を用いており、バルブ20の内側面(外管22の内側面と内管23の外側面)には、水銀の励起により放射される紫外線を可視光に変換する蛍光体膜24が形成される。本実施形態では、発光材料として水銀の化合物であるアマルガムを用いる場合を例示する。
【0019】
内管23は、軸方向と直交する面内において、中心の位置が外管22の中心に対して偏心するように配置される。したがって、内管23の軸方向と直交する面内で、内管23の外側面と外管22の内側面との間の距離が、内管23の周方向における場所に応じて異なることになる。言い換えると、外管22と内管23との間に形成される隙間を非対称に形成しているのである。
【0020】
内管23の軸方向の一端面(図1の上端面)には、バルブ20の内部空間に連通する排気管25の一端が結合される。排気管25の他端部(図1の下端部)は、外管22よりも外側に引き出されている。排気管25は、バルブ20から排気するときに真空排気装置(図示せず)に接続され、バルブ20からの排気後には、アマルガムを収納した金属容器26とガラス製のロッド27とが挿入される。この状態で排気管25が封止されることにより、バルブ20が密閉される。
【0021】
排気管25における長手方向の2箇所には内向きに突出する突部251,252が形成される。一方の突部252とロッド27との間には金属容器26が保持される。また、他方の突部251には、コ字状に形成された支持体28の一端部が係止され、支持体28の他端部には、仕事関数の小さい金属化合物(例えば、水酸化セシウム)を塗布したフラグ281が固着される。フラグ281に塗布された金属化合物は、無電極放電灯1の始動時における電子の数を増やす役割を担っている。
【0022】
ところで、カプラ部3は、円筒状に形成されたフェライトコア32と、フェライトコア32の外周にソレノイド状に巻回された誘導コイル33とを備える。さらに、カプラ部3は、円筒状であって軸方向の一端部に外鍔部311が形成された放熱シリンダ31を備え、放熱シリンダ31の他端面にフェライトコア32の軸方向の一端が固定される。
【0023】
ランプ部2にカプラ部3を結合するにあたっては、フェライトコア32に排気管25を挿通し、フェライトコア32及び誘導コイル33を内管23の中に挿入する。すなわち、誘導コイル33の軸方向が内管23の軸方向に合わせられる。また、放熱シリンダ31の外鍔部311が口金21に挿入されることにより、ランプ部2とカプラ部3とが結合される。
【0024】
上述した構成の無電極放電灯1において、高周波電源(図示せず)から誘導コイル33に高周波電流を流すと、誘導コイル33の周囲に高周波電磁界が形成される。この高周波電磁界がバルブ20に封入されている希ガスおよびアマルガムに作用し、放電プラズマ4(図3参照)が生成され、水銀の励起により紫外線が放射される。水銀から放射された紫外線は、バルブ20の内側面に形成されている蛍光体膜24によって可視光に変換される。
【0025】
ところで、本実施形態の構成では、上述したように、内管23の軸方向に直交する面内において、内管23の中心の位置を外管22の中心の位置に対して偏心させている。そのため、誘導コイル33の周囲に形成される高周波電磁界は、バルブ20の内部空間では非対称になる。その結果、図3に示すように、外管22と内管23との距離が大きいほど放電プラズマ4の断面積が大きくなる。
【0026】
無電極放電灯1においては、バルブ10の内部において放電プラズマ4の形成に寄与する水銀原子の密度が一定であるとすれば、放電プラズマ4の断面積が大きいほど発光輝度が高くなると考えられる。したがって、本実施形態の無電極放電灯1では、内管23の周方向において発光輝度に偏りが生じることになる。
【0027】
具体的には、図3に示すような配光5になる。図3(a)は内管23の軸方向から見た配光5を示しており、外管22と内管23との距離が小さい側の光束が、他方側の光束よりも少なくなっている。また、図3(b)は内管23の軸方向を含む断面の配光5であって、この断面においても外管22と内管23との距離が小さい側の光束が、他方側の光束よりも少なくなっている。
【0028】
本実施形態の無電極放電灯1を水平点灯器具に取り付けると、図4に示す配光6が得られる。水平点灯器具に無電極放電灯1を取り付ける際には、無電極放電灯1において外管22と内管23との距離が相対的に大きい側が水平点灯器具の開口面を向くように配置する。水平点灯器具には、無電極放電灯1から放射された光を、器具本体の開口面に向かって反射させる反射板7が設けられている。
【0029】
水平点灯器具に本実施形態の無電極放電灯1を取り付けた場合の配光を図4に示す。図4(a)は内管23の軸方向から見た配光6を示し、図4(b)は内管23の軸方向を含む断面での配光6を示す。また、図4には、水平点灯器具に取り付けた場合の配光6(実線)とともに、水平点灯器具に取り付けていない場合の配光5(破線)と、従来構成の無電極放電灯10(図5参照)を水平点灯器具に取り付けた場合の配光60(二点鎖線)とを示している。
【0030】
図から明らかなように、本実施形態の構成を有した無電極放電灯1を水平点灯器具に取り付けると、従来構成の無電極放電灯10を水平点灯器具に取り付けた場合に比べて、反射板7に向かって放射される光束が減少する。その結果、水平点灯器具から放射される光束が増加し、器具効率が改善されることになる。
【0031】
なお、バルブ20を形成するガラスがナトリウムを含有する場合、無電極放電灯1の使用に伴ってバルブ20からナトリウムが析出しバルブ20の光透過率が低下することがある。このような原因による光透過率の低下を防止するには、バルブ20の内壁に保護膜(図示せず)を設けることが望ましい。
【符号の説明】
【0032】
1 無電極放電灯
2 ランプ部
20 バルブ
22 外管
23 内管
33 誘導コイル

【特許請求の範囲】
【請求項1】
光透過性材料で形成された外管及び前記外管の一部に形成した開口部から前記外管内に延びる内管を備え希ガス及び発光材料が封入されたバルブと、ソレノイド状に形成され軸方向を前記内管の軸方向と合わせて前記内管の内側に配置される誘導コイルとを備え、前記誘導コイルに高周波電流が流されることにより前記誘導コイルの周囲に形成される高周波電磁界を希ガス及び発光材料に作用させることにより点灯する構成であり、前記内管の軸方向に直交する面内において、前記内管の中心の位置が前記外管の中心の位置に対して偏心していることを特徴とする無電極放電灯。
【請求項2】
請求項1に記載の無電極放電灯と、前記無電極放電灯が取り付けられ前記内管の軸方向に沿った開口面を有するとともに前記無電極放電灯から放射された光束を前記開口面に向かって反射させる反射板を備えた水平点灯器具とを備え、前記無電極放電灯が、前記外管と前記内管との距離が相対的に大きい側を前記開口面側に向けて、前記水平点灯器具に取り付けられていることを特徴とする無電極放電灯装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【公開番号】特開2012−74158(P2012−74158A)
【公開日】平成24年4月12日(2012.4.12)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−216203(P2010−216203)
【出願日】平成22年9月27日(2010.9.27)
【出願人】(000005821)パナソニック株式会社 (73,050)
【Fターム(参考)】