無電極放電灯
【課題】 経年劣化による光色の変化や光束の低下が発生しにくい無電極放電灯を提供する。
【解決手段】 無電極放電灯１は、水銀蒸気を含む放電ガスが封入されたバルブ１１を有する。バルブ１１の内面には、紫外線を可視光に変換する蛍光膜１２が設けられており、バルブ１１に近接配置された誘導コイル２に交流電力が供給されることで無電極放電灯１は発光する。蛍光膜１２は、赤色の蛍光体と緑色の蛍光体とだけで構成されている。比較的に経年劣化しやすい青色の蛍光体が蛍光膜１２に含まれていないので、青色の蛍光体が蛍光膜１２に含まれる場合に比べ、経年劣化による光色の変化や光束の低下が発生しにくい。
【解決手段】 無電極放電灯１は、水銀蒸気を含む放電ガスが封入されたバルブ１１を有する。バルブ１１の内面には、紫外線を可視光に変換する蛍光膜１２が設けられており、バルブ１１に近接配置された誘導コイル２に交流電力が供給されることで無電極放電灯１は発光する。蛍光膜１２は、赤色の蛍光体と緑色の蛍光体とだけで構成されている。比較的に経年劣化しやすい青色の蛍光体が蛍光膜１２に含まれていないので、青色の蛍光体が蛍光膜１２に含まれる場合に比べ、経年劣化による光色の変化や光束の低下が発生しにくい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無電極放電灯に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えばガラスのような透光性を有する材料からなるバルブ内に放電ガスが封入された無電極放電灯が提供されている（例えば、特許文献１参照）。放電ガスとしては希ガス（例えばアルゴンガス）と水銀蒸気とからなるものが用いられる。また、バルブの内面には、紫外線を可視光に変換する蛍光体からなる蛍光膜が例えば塗布によって設けられる。
【０００３】
上記のような無電極放電灯は、誘導コイルに近接配置して用いられる。すなわち、外部の高周波電源（図示せず）から誘導コイルに高周波電流が供給されると、誘導コイルが高周波の電磁界を発生させ、この電磁界によって無電極放電灯のバルブ内に放電が発生する。すると、上記の放電ガスが励起されて紫外線を発生させ、この紫外線が上記の蛍光膜において可視光に変換されることで、無電極放電灯が発光する。
【０００４】
無電極放電灯は、熱陰極形の放電灯と比較して、電極の損耗による不点灯が発生しないから長寿命であるという利点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第２８８７４１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来は、蛍光膜には、青色の蛍光体と、緑色の蛍光体と、赤色の蛍光体とが含まれており、これらの混色によって白色光を得ていた。
【０００７】
しかしながら、青色の蛍光体は他の色の蛍光体に比べて比較的に劣化が速いので、上記従来の無電極放電灯では経年劣化による光色の変化や光束の低下が発生しやすかった。
【０００８】
本発明は、上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、経年劣化による光色の変化や光束の低下が発生しにくい無電極放電灯を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の無電極放電灯は、透光性を有する材料からなるバルブを有し、前記バルブには水銀蒸気を含む放電ガスが封入されていて、前記バルブの内面には、紫外線を可視光に変換する蛍光膜が設けられていて、前記蛍光膜は、赤色の蛍光体と緑色の蛍光体とだけで構成されていることを特徴とする。
【００１０】
この無電極放電灯において、定格電力が３００Ｗ以上であることが望ましい。
【００１１】
また、この無電極放電灯において、前記バルブは軸対称な形状であって、対称軸に直交する断面における前記バルブの断面形状は円形であって、定格電力を前記断面形状の外径の最大値で除した数値が１（Ｗ／ｍｍ）以上であることが望ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、比較的に経年劣化しやすい青色の蛍光体が蛍光膜に含まれていないので、青色の蛍光体が蛍光膜に含まれる場合に比べ、経年劣化による光色の変化や光束の低下が発生しにくい。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態の構造を示す説明図である。
【図２】同上のスペクトルの一例を示す説明図である。
【図３】同上の色度点を複数の条件についてそれぞれ示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１５】
図１に示すように、本実施形態の無電極放電灯１は、例えばガラスのような透光性を有する材料からなる中空のバルブ１１を有する。バルブ１１の内面には紫外線を可視光に変換する蛍光膜１２が設けられ、バルブ１１内には水銀蒸気を含む放電ガスが封入されている。放電ガスは例えば希ガスと水銀蒸気とが混合されたものである。
【００１６】
上下方向は図１を基準として詳しく説明すると、バルブ１１の外面には下方に開放された接続凹部１１１が設けられ、接続凹部１１１の底面には排気管１１２が突設されている。排気管１１２は、製造時、バルブ１１内の排気及び放電ガスの封入の流路とされ、最終的に溶着により閉塞されたものである。
【００１７】
また、本実施形態は、誘導コイル２に近接配置して用いられる。具体的には、誘導コイル２を巻回された筒形状のカプラ３が排気管１１２を囲む形で接続凹部１１１に挿入されることで、誘導コイル２は軸方向を上下方向に向けてバルブ１１に近接配置される。
【００１８】
カプラ３は、比較的に熱伝導率が高い材料からなり排気管１１２を囲む筒形状の放熱体３１と、例えばフェライトのような磁性体からなり放熱体３１を囲み誘導コイル２に囲まれる筒形状のコア３２と、下端部の外径が大きくされた筒形状であって放熱体３１を直立させるように支持する台座３３とを有する。
【００１９】
無電極放電灯１はバルブ１１の下端部を囲む筒形状の口金１３を有し、この口金１３に設けられた凹凸とカプラ３の台座３３に設けられた凹凸との係合により、無電極放電灯１とカプラ３とは互いに着脱自在に結合する。
【００２０】
誘導コイル２は適宜の電源ケーブル４を介して点灯回路（図示せず）に電気的に接続される。すなわち、点灯回路が誘導コイル２に高周波電力を供給すると、誘導コイル２が発生させる高周波電磁界によってバルブ１１内に放電が発生し、このとき発生した紫外線が蛍光膜１２により可視光に変換されることで、無電極放電灯１は点灯する。上記の点灯回路は周知のインバータ回路を用いて実現可能であるので、詳細な図示並びに説明は省略する。
【００２１】
本発明者は、水銀蒸気が励起されて放出する光には紫外線だけでなく青色光も含まれていることに着目し、蛍光膜１２において青色の蛍光体を省略して、蛍光膜１２が発生させる緑色光及び赤色光と、上記の青色光との混色で、白色光を実現することに想到した。
【００２２】
すなわち、蛍光膜１２は、緑色の蛍光体であるＣａＰＯ４と、赤色の蛍光体である（Ｙ，Ｇｄ）ＢＯ３：Ｅｕとだけで構成されており、蛍光膜１２には青色の蛍光体は含まれていない。
【００２３】
ここで、蛍光膜１２において、緑色の蛍光体であるＣａＰＯ４の割合が４６重量パーセントとされ、赤色の蛍光体である（Ｙ，Ｇｄ）ＢＯ３：Ｅｕの割合が５４重量パーセントとされた場合における無電極放電灯１のスペクトルを図２に示す。図２において、波長が約４７０ｎｍ〜５６０ｎｍの範囲には緑色の蛍光体による光が含まれ、波長が約５６０ｎｍ〜７８０ｎｍの範囲には赤色の蛍光体による光が含まれる。しかし、図２において、波長４０５ｎｍ，波長４３６ｎｍ，５４６ｎｍのピークは、それぞれ蛍光膜１２ではなく水銀蒸気に由来するものである。
【００２４】
本発明者は、次表に示すように、バルブ１１の直径が１１０ｍｍ、１６０ｍｍ、１８０ｍｍ、２４０ｍｍの４通りの無電極放電灯１について、それぞれ、上記３通りの波長４０５ｎｍ，４３６ｎｍ，５４６ｎｍの可視光の強度を測定した。ここで、各バルブ１１はそれぞれ軸対称な電球形状であって、カプラ３に取り付けられた状態ではバルブ１１の対称軸は誘導コイル２の軸に一致する。また、各バルブ１１は、それぞれ、対称軸に直交する断面（すなわち、図１での上下方向に直交する断面）の外形が円形状であり、ここでいうバルブ１１の直径とは、上記断面の外径の最大値を指す。また、点灯回路から誘導コイル２を介して入力される電力（以下、単に「入力電力」と呼ぶ。）は、バルブ１１の直径毎に異ならせてある。具体的には、バルブ１１の直径が１１０ｍｍの無電極放電灯１では入力電力が５０Ｗとされ、バルブ１１の直径が１６０ｍｍの無電極放電灯１では入力電力が１５０Ｗとされ、バルブ１１の直径が１８０ｍｍの無電極放電灯１では入力電力が２４０Ｗとされ、バルブ１１の直径が２４０ｍｍの無電極放電灯１では入力電力が３２０Ｗとされている。
【００２５】
【表１】
【００２６】
上記測定により得られた可視光の強度は次表のようになった。
【００２７】
【表２】
【００２８】
上記の結果から、波長５４６ｎｍの緑色の光に対して相対的に強度の高い青色光を水銀蒸気から得るには、入力電力をバルブ１１の直径で除した値（電力直径比）が１Ｗ／ｍｍ以上である必要があると予想される。
【００２９】
上記の各無電極放電灯１について、蛍光膜１２の組成（配合）を変更した場合における色度点の変化を図３に示す。
【００３０】
また、蛍光膜１２の組成（すなわち、赤色の蛍光体と緑色の蛍光体との重量比率）を、色度点をなるべく黒体軌跡に近くするように決定した状態で、色度点及び色温度は次表のようになった。
【００３１】
【表３】
【００３２】
すなわち、入力電力が３２０Ｗの場合でのみ３８００Ｋの色温度が得られている。従って、入力電力が３００Ｗ以上であれば、青色の蛍光体を用いなくても、水銀蒸気から充分に強い青色光が得られ、３８００Ｋの色温度が達成できると予想される。
【００３３】
上記構成によれば、比較的に経年劣化しやすい青色の蛍光体が蛍光膜１２に含まれていないので、青色の蛍光体が蛍光膜１２に含まれる場合に比べ、経年劣化による光色の変化や光束の低下が発生しにくい。
【符号の説明】
【００３４】
１ 無電極放電灯
１１ バルブ
１２ 蛍光膜
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無電極放電灯に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えばガラスのような透光性を有する材料からなるバルブ内に放電ガスが封入された無電極放電灯が提供されている（例えば、特許文献１参照）。放電ガスとしては希ガス（例えばアルゴンガス）と水銀蒸気とからなるものが用いられる。また、バルブの内面には、紫外線を可視光に変換する蛍光体からなる蛍光膜が例えば塗布によって設けられる。
【０００３】
上記のような無電極放電灯は、誘導コイルに近接配置して用いられる。すなわち、外部の高周波電源（図示せず）から誘導コイルに高周波電流が供給されると、誘導コイルが高周波の電磁界を発生させ、この電磁界によって無電極放電灯のバルブ内に放電が発生する。すると、上記の放電ガスが励起されて紫外線を発生させ、この紫外線が上記の蛍光膜において可視光に変換されることで、無電極放電灯が発光する。
【０００４】
無電極放電灯は、熱陰極形の放電灯と比較して、電極の損耗による不点灯が発生しないから長寿命であるという利点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第２８８７４１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来は、蛍光膜には、青色の蛍光体と、緑色の蛍光体と、赤色の蛍光体とが含まれており、これらの混色によって白色光を得ていた。
【０００７】
しかしながら、青色の蛍光体は他の色の蛍光体に比べて比較的に劣化が速いので、上記従来の無電極放電灯では経年劣化による光色の変化や光束の低下が発生しやすかった。
【０００８】
本発明は、上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、経年劣化による光色の変化や光束の低下が発生しにくい無電極放電灯を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の無電極放電灯は、透光性を有する材料からなるバルブを有し、前記バルブには水銀蒸気を含む放電ガスが封入されていて、前記バルブの内面には、紫外線を可視光に変換する蛍光膜が設けられていて、前記蛍光膜は、赤色の蛍光体と緑色の蛍光体とだけで構成されていることを特徴とする。
【００１０】
この無電極放電灯において、定格電力が３００Ｗ以上であることが望ましい。
【００１１】
また、この無電極放電灯において、前記バルブは軸対称な形状であって、対称軸に直交する断面における前記バルブの断面形状は円形であって、定格電力を前記断面形状の外径の最大値で除した数値が１（Ｗ／ｍｍ）以上であることが望ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、比較的に経年劣化しやすい青色の蛍光体が蛍光膜に含まれていないので、青色の蛍光体が蛍光膜に含まれる場合に比べ、経年劣化による光色の変化や光束の低下が発生しにくい。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態の構造を示す説明図である。
【図２】同上のスペクトルの一例を示す説明図である。
【図３】同上の色度点を複数の条件についてそれぞれ示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１５】
図１に示すように、本実施形態の無電極放電灯１は、例えばガラスのような透光性を有する材料からなる中空のバルブ１１を有する。バルブ１１の内面には紫外線を可視光に変換する蛍光膜１２が設けられ、バルブ１１内には水銀蒸気を含む放電ガスが封入されている。放電ガスは例えば希ガスと水銀蒸気とが混合されたものである。
【００１６】
上下方向は図１を基準として詳しく説明すると、バルブ１１の外面には下方に開放された接続凹部１１１が設けられ、接続凹部１１１の底面には排気管１１２が突設されている。排気管１１２は、製造時、バルブ１１内の排気及び放電ガスの封入の流路とされ、最終的に溶着により閉塞されたものである。
【００１７】
また、本実施形態は、誘導コイル２に近接配置して用いられる。具体的には、誘導コイル２を巻回された筒形状のカプラ３が排気管１１２を囲む形で接続凹部１１１に挿入されることで、誘導コイル２は軸方向を上下方向に向けてバルブ１１に近接配置される。
【００１８】
カプラ３は、比較的に熱伝導率が高い材料からなり排気管１１２を囲む筒形状の放熱体３１と、例えばフェライトのような磁性体からなり放熱体３１を囲み誘導コイル２に囲まれる筒形状のコア３２と、下端部の外径が大きくされた筒形状であって放熱体３１を直立させるように支持する台座３３とを有する。
【００１９】
無電極放電灯１はバルブ１１の下端部を囲む筒形状の口金１３を有し、この口金１３に設けられた凹凸とカプラ３の台座３３に設けられた凹凸との係合により、無電極放電灯１とカプラ３とは互いに着脱自在に結合する。
【００２０】
誘導コイル２は適宜の電源ケーブル４を介して点灯回路（図示せず）に電気的に接続される。すなわち、点灯回路が誘導コイル２に高周波電力を供給すると、誘導コイル２が発生させる高周波電磁界によってバルブ１１内に放電が発生し、このとき発生した紫外線が蛍光膜１２により可視光に変換されることで、無電極放電灯１は点灯する。上記の点灯回路は周知のインバータ回路を用いて実現可能であるので、詳細な図示並びに説明は省略する。
【００２１】
本発明者は、水銀蒸気が励起されて放出する光には紫外線だけでなく青色光も含まれていることに着目し、蛍光膜１２において青色の蛍光体を省略して、蛍光膜１２が発生させる緑色光及び赤色光と、上記の青色光との混色で、白色光を実現することに想到した。
【００２２】
すなわち、蛍光膜１２は、緑色の蛍光体であるＣａＰＯ４と、赤色の蛍光体である（Ｙ，Ｇｄ）ＢＯ３：Ｅｕとだけで構成されており、蛍光膜１２には青色の蛍光体は含まれていない。
【００２３】
ここで、蛍光膜１２において、緑色の蛍光体であるＣａＰＯ４の割合が４６重量パーセントとされ、赤色の蛍光体である（Ｙ，Ｇｄ）ＢＯ３：Ｅｕの割合が５４重量パーセントとされた場合における無電極放電灯１のスペクトルを図２に示す。図２において、波長が約４７０ｎｍ〜５６０ｎｍの範囲には緑色の蛍光体による光が含まれ、波長が約５６０ｎｍ〜７８０ｎｍの範囲には赤色の蛍光体による光が含まれる。しかし、図２において、波長４０５ｎｍ，波長４３６ｎｍ，５４６ｎｍのピークは、それぞれ蛍光膜１２ではなく水銀蒸気に由来するものである。
【００２４】
本発明者は、次表に示すように、バルブ１１の直径が１１０ｍｍ、１６０ｍｍ、１８０ｍｍ、２４０ｍｍの４通りの無電極放電灯１について、それぞれ、上記３通りの波長４０５ｎｍ，４３６ｎｍ，５４６ｎｍの可視光の強度を測定した。ここで、各バルブ１１はそれぞれ軸対称な電球形状であって、カプラ３に取り付けられた状態ではバルブ１１の対称軸は誘導コイル２の軸に一致する。また、各バルブ１１は、それぞれ、対称軸に直交する断面（すなわち、図１での上下方向に直交する断面）の外形が円形状であり、ここでいうバルブ１１の直径とは、上記断面の外径の最大値を指す。また、点灯回路から誘導コイル２を介して入力される電力（以下、単に「入力電力」と呼ぶ。）は、バルブ１１の直径毎に異ならせてある。具体的には、バルブ１１の直径が１１０ｍｍの無電極放電灯１では入力電力が５０Ｗとされ、バルブ１１の直径が１６０ｍｍの無電極放電灯１では入力電力が１５０Ｗとされ、バルブ１１の直径が１８０ｍｍの無電極放電灯１では入力電力が２４０Ｗとされ、バルブ１１の直径が２４０ｍｍの無電極放電灯１では入力電力が３２０Ｗとされている。
【００２５】
【表１】
【００２６】
上記測定により得られた可視光の強度は次表のようになった。
【００２７】
【表２】
【００２８】
上記の結果から、波長５４６ｎｍの緑色の光に対して相対的に強度の高い青色光を水銀蒸気から得るには、入力電力をバルブ１１の直径で除した値（電力直径比）が１Ｗ／ｍｍ以上である必要があると予想される。
【００２９】
上記の各無電極放電灯１について、蛍光膜１２の組成（配合）を変更した場合における色度点の変化を図３に示す。
【００３０】
また、蛍光膜１２の組成（すなわち、赤色の蛍光体と緑色の蛍光体との重量比率）を、色度点をなるべく黒体軌跡に近くするように決定した状態で、色度点及び色温度は次表のようになった。
【００３１】
【表３】
【００３２】
すなわち、入力電力が３２０Ｗの場合でのみ３８００Ｋの色温度が得られている。従って、入力電力が３００Ｗ以上であれば、青色の蛍光体を用いなくても、水銀蒸気から充分に強い青色光が得られ、３８００Ｋの色温度が達成できると予想される。
【００３３】
上記構成によれば、比較的に経年劣化しやすい青色の蛍光体が蛍光膜１２に含まれていないので、青色の蛍光体が蛍光膜１２に含まれる場合に比べ、経年劣化による光色の変化や光束の低下が発生しにくい。
【符号の説明】
【００３４】
１ 無電極放電灯
１１ バルブ
１２ 蛍光膜
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性を有する材料からなるバルブを有し、
前記バルブには水銀蒸気を含む放電ガスが封入されていて、
前記バルブの内面には、紫外線を可視光に変換する蛍光膜が設けられていて、
前記蛍光膜は、赤色の蛍光体と緑色の蛍光体とだけで構成されていることを特徴とする無電極放電灯。
【請求項２】
定格電力が３００Ｗ以上であることを特徴とする請求項１記載の無電極放電灯。
【請求項３】
前記バルブは軸対称な形状であって、対称軸に直交する断面における前記バルブの断面形状は円形であって、
定格電力を前記断面形状の外径の最大値で除した数値が１（Ｗ／ｍｍ）以上であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の無電極放電灯。
【請求項１】
透光性を有する材料からなるバルブを有し、
前記バルブには水銀蒸気を含む放電ガスが封入されていて、
前記バルブの内面には、紫外線を可視光に変換する蛍光膜が設けられていて、
前記蛍光膜は、赤色の蛍光体と緑色の蛍光体とだけで構成されていることを特徴とする無電極放電灯。
【請求項２】
定格電力が３００Ｗ以上であることを特徴とする請求項１記載の無電極放電灯。
【請求項３】
前記バルブは軸対称な形状であって、対称軸に直交する断面における前記バルブの断面形状は円形であって、
定格電力を前記断面形状の外径の最大値で除した数値が１（Ｗ／ｍｍ）以上であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の無電極放電灯。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１２−１９５２２９（Ｐ２０１２−１９５２２９Ａ）
【公開日】平成２４年１０月１１日（２０１２．１０．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５９７０２（Ｐ２０１１−５９７０２）
【出願日】平成２３年３月１７日（２０１１．３．１７）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月１１日（２０１２．１０．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月１７日（２０１１．３．１７）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]