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JP2008243624A - Electrodeless discharge lamp, and lighting fixture using the same - Google Patents

Electrodeless discharge lamp, and lighting fixture using the same Download PDF

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JP2008243624A
JP2008243624A JP2007082983A JP2007082983A JP2008243624A JP 2008243624 A JP2008243624 A JP 2008243624A JP 2007082983 A JP2007082983 A JP 2007082983A JP 2007082983 A JP2007082983 A JP 2007082983A JP 2008243624 A JP2008243624 A JP 2008243624A
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JP
Japan
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discharge lamp
bulb
electrodeless discharge
protrusion
mercury
Prior art date
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Pending
Application number
JP2007082983A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshinori Tsuzuki
佳典 都築
Atsunori Okada
淳典 岡田
Koji Hiramatsu
宏司 平松
Kazuhiko Sakai
和彦 酒井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electrodeless discharge lamp which can keep the most coldest portion at optimal temperature, while allowing to restrain degradation in strength of a projecting portion, and to provide a lighting fixture using such an electrodeless discharge lamp. <P>SOLUTION: The lighting fixture includes the electrodeless discharge lamp 1, a coupler 2 having an induction coil 20 which is arranged in proximity to the electrodeless discharge lamp 1 to excite discharge gas of the electrodeless discharge lamp 1 by generating high-frequency electromagnetic field using supplied high-frequency power, and a high-frequency power supply unit to supply the high-frequency power to the induction coil 20. The electrodeless discharge lamp 1 has a bulb 10 which is formed of a light-transmitting material and with which discharge gas and mercury are filled. On the bulb 10, a projecting portion 12 is integrally formed which constitutes a cone-shaped convex portion 12a at the front side of the bulb 10, while constituting a cone-shaped concave portion 12b at the rear side of the bulb 10. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、放電ガスおよび水銀が封入されたバルブ内に電極を持たず、バルブの外部からバルブの内部に高周波電磁界を作用させることによって放電発光する無電極放電ランプおよびそれを用いた照明器具に関する。   The present invention relates to an electrodeless discharge lamp that does not have an electrode in a bulb in which discharge gas and mercury are sealed, and emits light by applying a high-frequency electromagnetic field from the outside of the bulb to the inside of the bulb, and a lighting fixture using the same About.

従来から、透光性材料により形成されたバルブ(気密容器)の内部に放電ガスおよび水銀蒸気が封入されてなる無電極放電ランプが提案されている(例えば、特許文献1〜4参照)。この種の無電極放電ランプを点灯するにあたっては、バルブに近接配置された誘導コイルに高周波電力を供給して(高周波電流を流して)電磁誘導により高周波電磁界を発生させるのであり、高周波電磁界によってバルブ内の水銀原子が励起されて、紫外線が放射される。なお、無電極放電ランプを照明に利用する場合には、バルブの内面に紫外線を吸収して可視光を放射する蛍光体が塗布される。   Conventionally, an electrodeless discharge lamp in which a discharge gas and mercury vapor are enclosed in a bulb (airtight container) formed of a translucent material has been proposed (see, for example, Patent Documents 1 to 4). When this type of electrodeless discharge lamp is lit, high frequency power is supplied to an induction coil arranged close to the bulb (by supplying a high frequency current) to generate a high frequency electromagnetic field by electromagnetic induction. Excites mercury atoms in the bulb and emits ultraviolet rays. When an electrodeless discharge lamp is used for illumination, a fluorescent material that absorbs ultraviolet rays and emits visible light is applied to the inner surface of the bulb.

上述したような無電極放電ランプは、バルブの内部に電極を持たない構造となっているため、電極の劣化による不点灯が少なく、フィラメント電極を備えた一般の蛍光ランプに比べて長寿命であるという利点を有している。   Since the electrodeless discharge lamp as described above has no structure inside the bulb, there is less non-lighting due to deterioration of the electrode, and it has a longer life than a general fluorescent lamp provided with a filament electrode. Has the advantage.

ところで、特許文献1,2に示されている無電極放電ランプでは、水銀蒸気の供給源として、ビスマス−インジウム−水銀アマルガムを使用している。このようなアマルガムは、周囲温度が変化しても広い温度範囲で高い光出力が得られるという利点があるが、高い光出力を実現するためには、バルブ内の水銀蒸気圧が所定値以上となる必要があり、アマルガムの温度が、水銀蒸気圧が所定値以上となるために必要な温度に達するまでに時間がかかるという問題があった。例えば、上述のビスマス−インジウム−水銀アマルガムを使用した場合、安定点灯時の光出力に対して60%の光出力を確保するには、約1分もの時間がかかる。   By the way, in the electrodeless discharge lamp shown by patent document 1, 2, bismuth-indium-mercury amalgam is used as a supply source of mercury vapor. Such an amalgam has the advantage that a high light output can be obtained over a wide temperature range even if the ambient temperature changes. However, in order to achieve a high light output, the mercury vapor pressure in the bulb must be a predetermined value or more. There is a problem that it takes time for the temperature of the amalgam to reach a temperature necessary for the mercury vapor pressure to reach a predetermined value or more. For example, when the above-described bismuth-indium-mercury amalgam is used, it takes about 1 minute to secure 60% light output with respect to light output during stable lighting.

そこで、特許文献3,4に示されている無電極放電ランプでは、立ち上がり時間を短縮するために、水銀蒸気の供給源として、純粋な水銀滴を使用している。水銀滴は、上述のビスマス−インジウム−水銀アマルガムに比べて低い温度でも高い水銀蒸気圧を得ることができるため、水銀蒸気圧が最適な値となるまでの時間が短く、無電極放電ランプの立ち上がり時間を短縮することができていた。例えば、上述の水銀滴を使用した場合、2〜3秒で、安定点灯時の光出力に対して50%の光出力を確保できたという結果が得られている。   Therefore, in the electrodeless discharge lamps disclosed in Patent Documents 3 and 4, pure mercury droplets are used as a source of mercury vapor in order to shorten the rise time. Mercury droplets can obtain a high mercury vapor pressure even at a lower temperature than the above-mentioned bismuth-indium-mercury amalgam, so the time until the mercury vapor pressure reaches the optimum value is short, and the start-up of the electrodeless discharge lamp is short. The time was able to be shortened. For example, when the above-described mercury droplet is used, a result that a light output of 50% with respect to the light output during stable lighting can be secured in 2 to 3 seconds is obtained.

しかしながら、バルブの体積に対して入力電力が大きい場合(例えば、高負荷のランプなど)や、周囲温度が高い場合には、バルブの温度が高くなるため、水銀蒸気圧が高くなり過ぎて、逆に安定点灯中に光出力が低下してしまうという問題が生じていた。   However, when the input power is large with respect to the volume of the bulb (for example, a high-load lamp) or when the ambient temperature is high, the mercury vapor pressure becomes too high because the bulb temperature becomes high, and the reverse However, there has been a problem that the light output decreases during stable lighting.

したがって、上述の水銀滴を使用する場合には、水銀の蒸気圧を左右するバルブの最冷部(最冷点ともいう)の温度を管理する必要がある。ここで、最冷部とは、バルブの表面の中で最も温度が低い部位であり、その温度は、約40度とすることが好ましい。また、最冷部は、無電極放電ランプの点灯方向によって変化する。例えば、口金を上向きにして点灯させるBU(ベースアップ)の場合は、バルブの先端部が最冷部となり、口金を下向きにして点灯させるBD(ベースダウン)の場合は、口金の直上にあたるバルブの基端部が最冷部となる。   Therefore, when using the above-mentioned mercury droplet, it is necessary to control the temperature of the coldest part (also called the coldest point) of the valve that affects the vapor pressure of mercury. Here, the coldest part is a part having the lowest temperature on the surface of the bulb, and the temperature is preferably about 40 degrees. Further, the coldest part varies depending on the lighting direction of the electrodeless discharge lamp. For example, in the case of BU (base up) that is lit with the base facing up, the tip of the bulb is the coldest part, and in the case of BD (base down) that is lit with the base facing down, the bulb directly above the base The base end is the coldest part.

上記の点に鑑み、特許文献3,4では、バルブに半球状の突起部を形成して、この突起部を最冷部として利用することが提案されている。なお、このような突起部は、バルブの壁部の一部を加熱して溶融し、外部に押し出してから冷却して硬化させることによって形成される。
特開平7−272688号公報 実開平6−5006号公報 特開2001−325920号公報 特開2005−346983号公報
In view of the above points, Patent Documents 3 and 4 propose that a hemispherical protrusion is formed on the bulb and this protrusion is used as the coldest part. Such a protrusion is formed by heating and melting a part of the wall of the bulb, extruding it outside, and then cooling and hardening it.
JP 7-272688 A Japanese Utility Model Publication No. 6-5006 JP 2001-325920 A JP 2005-346983 A

ところで、管壁負荷(無電極放電ランプの定格電力をバルブの表面積で除した値)が大きくなった場合に、上述の突起部(すなわち最冷部)を好適な温度に保つには、突起部の突出寸法を大きくする必要があった。   By the way, when the tube wall load (the value obtained by dividing the rated power of the electrodeless discharge lamp by the surface area of the bulb) becomes large, the above-mentioned protrusion (that is, the coldest part) is maintained at a suitable temperature. It was necessary to increase the projecting dimension.

しかしながら、このような突起部は、バルブの壁部の一部により形成されているから、その突出寸法を大きくした場合には、当然ながら、突起部の肉厚が薄くなり、突起部の強度が低下して、破損しやすくなるという問題が生じていた。   However, since such a protrusion is formed by a part of the wall portion of the bulb, when the protrusion dimension is increased, the thickness of the protrusion is naturally reduced, and the strength of the protrusion is reduced. There was a problem that it was lowered and easily damaged.

本発明は上述の点に鑑みて為されたもので、その目的は、最冷部を好適な温度に保つことができるとともに、突起部の強度の低下を抑制できる無電極放電ランプおよびそれを用いた照明器具を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to use an electrodeless discharge lamp capable of keeping the coldest part at a suitable temperature and suppressing a decrease in the strength of the protrusion, and the same. It is to provide the lighting equipment that was.

上述の課題を解決するために、請求項1の発明では、透光性材料により形成され放電ガスおよび水銀が封入されたバルブを備え、バルブには、バルブの表面側において円錐形状の凸部を構成するとともにバルブの裏面側において円錐形状の凹部を構成する突起部が一体に形成されてなることを特徴とする。   In order to solve the above-described problems, the invention of claim 1 includes a bulb formed of a light-transmitting material and filled with a discharge gas and mercury. The bulb has a conical convex portion on the surface side of the bulb. In addition, a protrusion that forms a conical recess is integrally formed on the back side of the bulb.

請求項1の発明によれば、バルブに形成した突起部を最冷部として利用できるから、最冷部を好適な温度に保つことができる。しかも、突起部はバルブの表面側において円錐形状の凸部を構成するとともにバルブの裏面側において円錐形状の凹部を構成するので、突出寸法および直径(開口径)が同じであれば、従来例のように半球状のものなどに比べて表面積を小さくできて突起部の肉厚を厚くできるから、突起部の強度の低下を抑制できる。   According to invention of Claim 1, since the projection part formed in the valve | bulb can be utilized as the coldest part, the coldest part can be maintained at suitable temperature. In addition, since the projecting portion constitutes a conical convex portion on the front surface side of the bulb and a conical concave portion on the rear surface side of the bulb, if the protruding dimension and the diameter (opening diameter) are the same, the conventional example Thus, since the surface area can be reduced and the thickness of the protruding portion can be increased compared to a hemispherical one or the like, a decrease in the strength of the protruding portion can be suppressed.

請求項2の発明では、請求項1の発明において、突起部は、バルブの一部を加熱して溶融した状態で、先部が円錐形状に形成された突起部形成部材の先部を前記一部にバルブの内方から押し当てて当該一部を外方へ押し出すことにより形成されてなることを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the protrusion is the same as the tip of the protrusion forming member having a tip formed in a conical shape in a state where a part of the valve is heated and melted. It is formed by pressing the part from the inside of the valve and pushing the part outward.

請求項2の発明によれば、バルブの一部を加熱して溶融した状態で空気などを送り込むことにより突起部を形成する場合に比べて、突起部の形状精度を向上でき、また、突起部の肉厚が薄くなってしまうことを抑制できる。   According to the invention of claim 2, the shape accuracy of the protrusion can be improved as compared with the case where the protrusion is formed by feeding air or the like in a state where a part of the valve is heated and melted. It can suppress that the wall thickness becomes thin.

請求項3の発明では、請求項1または2に記載の無電極放電ランプと、無電極放電ランプに近接配置され高周波電力を供給されることにより高周波電磁界を発生して無電極放電ランプの放電ガスを励起させる誘導コイルと、誘導コイルに高周波電力を供給する高周波電源部とを備えていることを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, the electrodeless discharge lamp according to the first or second aspect of the present invention and the discharge of the electrodeless discharge lamp by generating a high-frequency electromagnetic field by being provided close to the electrodeless discharge lamp and supplying high-frequency power. An induction coil that excites gas and a high-frequency power supply unit that supplies high-frequency power to the induction coil are provided.

請求項3の発明によれば、最冷部を好適な温度に保つことができるとともに、突起部の強度の低下を抑制できる。   According to the invention of claim 3, the coldest part can be maintained at a suitable temperature, and a decrease in the strength of the protrusion can be suppressed.

本発明は、最冷部を好適な温度に保つことができるという効果を奏し、その上、突出寸法が同じであれば従来よりも突起部の肉厚を厚くできるから、突起部の強度の低下を抑制できるという効果を奏する。   The present invention has an effect that the coldest part can be maintained at a suitable temperature. Moreover, if the projecting dimensions are the same, the thickness of the projecting part can be made thicker than before, so that the strength of the projecting part is reduced. There is an effect that can be suppressed.

本発明の一実施形態の無電極放電ランプ(無電極放電灯)1は、図1に示すように、放電ガスおよび水銀が封入されたバルブ10と、バルブ10の基端部(図1における下端部)10a側に設けられバルブ10をカプラ2などに固定する口金11とを備えている。   As shown in FIG. 1, an electrodeless discharge lamp (electrodeless discharge lamp) 1 according to an embodiment of the present invention includes a bulb 10 in which discharge gas and mercury are enclosed, and a base end portion of the bulb 10 (the lower end in FIG. 1). Part) provided on the 10a side and a base 11 for fixing the valve 10 to the coupler 2 or the like.

バルブ10は、透光性材料により中空の球形状(電球形状)に形成された気密容器である。本実施形態では、バルブ10を石英ガラスにより形成しており、また、バルブ10の内径を110mmに設定している。なお、バルブ10は硬質ガラスにより形成してもよい。   The bulb 10 is an airtight container formed in a hollow sphere shape (bulb shape) from a translucent material. In this embodiment, the bulb 10 is formed of quartz glass, and the inner diameter of the bulb 10 is set to 110 mm. The bulb 10 may be made of hard glass.

またバルブ10は、頂(先端)部に(図1における上端部)に、突起部12が一体に形成されてなる。この突起部12は、中空の円錐形状に形成されたものであって、図1および図4(a)に示すように、バルブ10の表面側(外面側)において円錐形状の凸部12aを構成するとともに、バルブ10の裏面側(内面側)において円錐形状の凹部12bを構成している。したがって無電極放電ランプ1の点灯方向をBUとした場合に、この突起部12が最冷部となる。   Further, the valve 10 is formed by integrally forming a protrusion 12 at the top (tip) portion (upper end portion in FIG. 1). The protrusion 12 is formed in a hollow conical shape, and forms a conical convex portion 12a on the surface side (outer surface side) of the bulb 10, as shown in FIGS. 1 and 4A. In addition, a conical recess 12b is formed on the back surface side (inner surface side) of the bulb 10. Therefore, when the lighting direction of the electrodeless discharge lamp 1 is BU, the protrusion 12 is the coldest part.

このような突起部12を形成するにあたっては、図2に示すように、先部が円錐形状に形成された突起部形成部材100を用いる。ここで、突起部形成部材100の先端部は、曲率半径Rが1.0mm〜4.0mmの範囲から選択された曲面形状に形成されている。   In forming such a protruding portion 12, as shown in FIG. 2, a protruding portion forming member 100 having a tip portion formed in a conical shape is used. Here, the tip end portion of the protrusion forming member 100 is formed in a curved surface shape having a radius of curvature R selected from a range of 1.0 mm to 4.0 mm.

そして、突起部12は、図3に示すように、バルブ10の管壁の一部(本実施形態では、バルブ10の先端部)をバーナ(酸素バーナなど)200でガラス転移点以上となるまで加熱して溶融した状態で、突起部形成部材100の先部を前記一部にバルブ10の内方から押し当てて当該一部を外方へ押し出し、後に冷却して硬化させることにより形成されている。つまり、突起部12は、バルブ10の管壁の一部を押し出す(膨出させる)ことによって形成されている。   Then, as shown in FIG. 3, the protrusion 12 has a part of the tube wall of the bulb 10 (in this embodiment, the tip of the bulb 10) until it reaches a glass transition point or higher by a burner (oxygen burner or the like) 200. In a heated and melted state, it is formed by pressing the tip of the protrusion forming member 100 against the part from the inside of the valve 10 to push the part outward, and then cooling and hardening. Yes. That is, the protrusion 12 is formed by pushing out (bulging out) a part of the tube wall of the valve 10.

このようにすれば、例えば、バルブ10の一部を加熱して溶融した状態で空気などを送り込むことにより突起部12を形成する場合に比べて、突起部12の形状精度を向上でき、また、突起部12の肉厚が薄くなってしまうことを抑制できる。   In this way, for example, the shape accuracy of the protrusion 12 can be improved compared to the case where the protrusion 12 is formed by feeding air or the like in a state where a part of the valve 10 is heated and melted. It can suppress that the thickness of the projection part 12 becomes thin.

一方、バルブ10の基端部10aの中央部にはカプラ2の先部が内部に配置される円柱状の空洞部(キャビティ)10bが凹設されている。この空洞部10bの底部には、空洞部10bの開口部側(すなわち口金11側)に向けて円筒状の排気管13が一体に突設されている。排気管13の内部とバルブ10の内部とは連通している。また、排気管13の長さ寸法は、排気管13の先端部(図1における下端部)が、空洞部10bよりも外方に突出するような値に設定されている。さらに、バルブ10の長さ寸法(空洞部10bの長さ方向に沿った方向における寸法)は、無電極放電ランプ1の点灯方向をBDとした場合に基端部10aが最冷部となるように、バルブ10において最も高温となる誘導コイル20の近傍から基端部10aが所定距離以上離間するような値に設定されている。   On the other hand, a cylindrical hollow portion (cavity) 10 b in which the tip portion of the coupler 2 is disposed is recessed at the center portion of the base end portion 10 a of the bulb 10. A cylindrical exhaust pipe 13 is integrally projected from the bottom of the cavity 10b toward the opening side (that is, the base 11 side) of the cavity 10b. The inside of the exhaust pipe 13 communicates with the inside of the valve 10. Further, the length dimension of the exhaust pipe 13 is set to a value such that the front end portion (lower end portion in FIG. 1) of the exhaust pipe 13 protrudes outward from the cavity portion 10b. Furthermore, the length dimension of the bulb 10 (the dimension in the direction along the length direction of the hollow portion 10b) is such that the base end portion 10a becomes the coldest portion when the lighting direction of the electrodeless discharge lamp 1 is BD. In addition, the value is set such that the base end portion 10a is separated from the vicinity of the induction coil 20 that is the highest temperature in the valve 10 by a predetermined distance or more.

このように形成されたバルブ10の内部には、アルゴンやクリプトンなどの希ガスなどの放電ガスが封入されている。また、バルブ10の内面全面には、バルブ10内部で発生した紫外線を可視光に変換するための蛍光体14が塗布されている。また、本実施形態では、バルブ10を石英ガラスにより形成しているため、石英ガラスと水銀との反応を抑えるための保護膜15を蛍光体14とバルブ10との間に介在させている。   The bulb 10 thus formed is filled with a discharge gas such as a rare gas such as argon or krypton. In addition, a phosphor 14 for applying ultraviolet light generated inside the bulb 10 to visible light is applied to the entire inner surface of the bulb 10. In this embodiment, since the bulb 10 is made of quartz glass, a protective film 15 for suppressing the reaction between the quartz glass and mercury is interposed between the phosphor 14 and the bulb 10.

一方、排気管13の内部には、バルブ10の内部に水銀を供給する(水銀を蒸発させ、必要な水銀蒸気圧を確保する)ための水銀供給部16と、水銀供給部16固定用の2つの円柱状のガラスロッド17とが、2つのガラスロッド17で水銀供給部16を挟み込んだ状態で封入されている。また、排気管13には、水銀供給部16および2つのガラスロッド17の位置規制用の突出部13aが設けられており、水銀供給部16および2つのガラスロッド17が排気管13内を移動しないようにしている。本実施形態では、水銀供給部16として、重量が約20mg、重量比が50:50のZn−Hg(亜鉛−水銀)アマルガムを、鉄−ニッケル合金製の金属容器内に収納したものを用いている。このようなZn−Hgアマルガムは、上述のビスマス−インジウム−水銀アマルガムに比べて、温度と水銀蒸気圧との関係が水銀滴に近いという特性を有しているため、本実施形態では、水銀滴に代えてZn−Hgアマルガムを使用している。   On the other hand, inside the exhaust pipe 13, a mercury supply unit 16 for supplying mercury to the inside of the valve 10 (evaporating the mercury and ensuring a necessary mercury vapor pressure), and 2 for fixing the mercury supply unit 16. Two cylindrical glass rods 17 are sealed in a state where the mercury supply unit 16 is sandwiched between the two glass rods 17. Further, the exhaust pipe 13 is provided with a mercury supply portion 16 and a protruding portion 13 a for regulating the position of the two glass rods 17, and the mercury supply portion 16 and the two glass rods 17 do not move in the exhaust pipe 13. I am doing so. In this embodiment, as the mercury supply unit 16, a Zn-Hg (zinc-mercury) amalgam having a weight of about 20 mg and a weight ratio of 50:50 is housed in a metal container made of iron-nickel alloy. Yes. Such a Zn-Hg amalgam has a characteristic that the relationship between temperature and mercury vapor pressure is close to that of a mercury drop as compared with the above-described bismuth-indium-mercury amalgam. Instead of Zn-Hg amalgam.

さらに、バルブ10の内部には、暗所における初期電子の不足を補うために、セシウムなどからなる暗所始動補助部(暗所始動補助フラグ)18が封入されている。この暗所始動補助部18は、一端が排気管13の突出部13bにより係止された保持部19の他端に取り付けられている。   Further, a dark place start assisting portion (dark place start assist flag) 18 made of cesium or the like is enclosed in the bulb 10 in order to compensate for the shortage of initial electrons in the dark place. The dark place start assisting portion 18 is attached to the other end of the holding portion 19 whose one end is locked by the protruding portion 13 b of the exhaust pipe 13.

口金11は、合成樹脂を用いて両端が開口した円筒状に形成されている。バルブ10は、基端側を口金11の一端開口(図1における上端開口)から口金11の内部に挿入した形で、口金11に固定されている。また、口金11は、カプラ2に固定できるように構成されており、口金11をカプラ2に固定した際には、カプラ2の先部がバルブ10の空洞部10b内に位置するようになっている。   The base 11 is formed in a cylindrical shape with both ends opened using a synthetic resin. The valve 10 is fixed to the base 11 such that the base end side is inserted into the base 11 from one end opening (upper end opening in FIG. 1) of the base 11. The base 11 is configured to be fixed to the coupler 2, and when the base 11 is fixed to the coupler 2, the tip of the coupler 2 is positioned in the hollow portion 10 b of the valve 10. Yes.

このように形成された無電極放電ランプ1は、点灯方向をBUとした際には、突起部12が最冷部となるが、点灯方向をBDとした際には、バルブ10の基端部10aが最冷部となる。   In the electrodeless discharge lamp 1 formed in this way, when the lighting direction is BU, the protrusion 12 is the coldest part, but when the lighting direction is BD, the base end portion of the bulb 10 10a becomes the coldest part.

以上述べた本実施形態の無電極放電ランプ1によれば、バルブ10に形成した突起部12を最冷部として利用できるから、最冷部を好適な温度に保つことができる。   According to the electrodeless discharge lamp 1 of the present embodiment described above, since the protrusion 12 formed on the bulb 10 can be used as the coldest part, the coldest part can be kept at a suitable temperature.

しかも、突起部12は、バルブ10の表面側において円錐形状の凸部12aを構成するとともに、バルブ10の裏面側において円錐形状の凹部12bを構成するので、突出寸法(高さ)および直径(開口径)が同じであれば、従来例のように半球状や円筒状のものなどに比べて突起部12の表面積が小さくなり、突起部12の肉厚を厚くできるから、突起部12の強度の低下を抑制できる。   In addition, the protrusion 12 constitutes a conical convex portion 12a on the front surface side of the bulb 10, and constitutes a conical concave portion 12b on the back surface side of the bulb 10, so that the protruding dimension (height) and diameter (open) If the diameter is the same, the surface area of the protrusion 12 is smaller than that of a hemispherical or cylindrical shape as in the conventional example, and the thickness of the protrusion 12 can be increased. Reduction can be suppressed.

このことを確かめるために図4(a)に示す本実施形態における突起部12と、図4(b)に示す比較例(従来例)の突起部12とを複数形成し、それぞれにおいて突起部12を形成する前のバルブ10の管壁の厚みと、突起部12の肉厚tとを測定した。なお、以下の説明では、図4(a)に示す本実施形態における突起部12と図4(b)に示す比較例の突起部12とを区別するために、必要に応じて本実施形態における突起部12を符号12Aで示し、比較例の突起部12を符号12Bで示す。   In order to confirm this, a plurality of protrusions 12 in this embodiment shown in FIG. 4A and a plurality of protrusions 12 of a comparative example (conventional example) shown in FIG. 4B are formed. The thickness of the tube wall of the bulb 10 and the wall thickness t of the protrusion 12 before the formation were measured. In the following description, in order to distinguish the protrusion 12 in this embodiment shown in FIG. 4A from the protrusion 12 of the comparative example shown in FIG. The protrusion 12 is indicated by reference numeral 12A, and the protrusion 12 of the comparative example is indicated by reference numeral 12B.

この測定において、突出寸法Hは12mm、直径φは28mmとしており、突起部12Aを形成するにあたっては、直径が18mm、頂部の曲率半径Rが1.5mm、3.0mm、5.0mmの3種類の突起部形成部材100を用いている。また、突起部12Bを形成するにあたっては、図2に示す突起部形成部材100の代わりに図5に示す円柱状の突起部形成部材300を用いており、その他は突起部12Aを形成する際と同様である。なお、突起部形成部材300の直径は突起部形成部材100に等しい。   In this measurement, the protrusion dimension H is 12 mm, and the diameter φ is 28 mm. When forming the protrusion 12A, the diameter is 18 mm and the top radius of curvature R is 1.5 mm, 3.0 mm, and 5.0 mm. The protrusion forming member 100 is used. Further, in forming the protruding portion 12B, the columnar protruding portion forming member 300 shown in FIG. 5 is used instead of the protruding portion forming member 100 shown in FIG. 2, and the others are used when forming the protruding portion 12A. It is the same. The diameter of the protrusion forming member 300 is equal to that of the protrusion forming member 100.

すなわち、突起部12Bは、バルブ10の管壁の一部をバーナ200でガラス転移点以上となるまで加熱して溶融した状態で、図5に示すような円柱状の突起部形成部材300の先部を前記一部にバルブ10の内方から押し当てて当該一部を外方へ押し出し、後に冷却して硬化させることにより形成している。   In other words, the protrusion 12B is a tip of a cylindrical protrusion-forming member 300 as shown in FIG. 5 in a state where a part of the tube wall of the bulb 10 is heated and melted by the burner 200 until the glass transition point is reached. It is formed by pressing the part against the part from the inside of the valve 10 to push the part outward, and then cooling and hardening.

上記測定結果により図6に示すグラフが得られた。なお、グラフ中でAは、本実施形態における突起部12Aを、Bは比較例の突起部12Bを示している。   The graph shown in FIG. 6 was obtained from the measurement results. In the graph, A indicates the protrusion 12A in the present embodiment, and B indicates the protrusion 12B of the comparative example.

図6に示すグラフを参照すれば明らかなように、本実施形態における突起部12Aのほうが、比較例の突起部12Bよりも肉厚tを厚くできていることがわかる。   As is apparent from the graph shown in FIG. 6, it can be seen that the protrusion 12A in the present embodiment is thicker than the protrusion 12B of the comparative example.

また、本実施形態の無電極放電ランプ1および比較例の突起部12Bを有する無電極放電ランプ1それぞれについて突起部12の温度(すなわち最冷部の温度)と、その発光効率(lm/W)を測定した結果、下記の表1に示す結果が得られた。なお、この測定では、直径が18mm、頂部の曲率半径Rが3.0mmの突起部形成部材100を用いて突起部12Aを、直径が18cmの突起部形成部材300を用いて突起部12Bをそれぞれ形成し、各突起部12の突出寸法Hは12mm、直径φは28mmとしている。また、無電極放電ランプ1の点灯方向は、BU(口金上向き)とした。なお、表中のAは、本実施形態の無電極放電ランプ1を示し、Bは、比較例の無電極放電ランプ1を示している。   Further, for each of the electrodeless discharge lamp 1 of the present embodiment and the electrodeless discharge lamp 1 having the protrusion 12B of the comparative example, the temperature of the protrusion 12 (that is, the temperature of the coldest part) and the luminous efficiency (lm / W). As a result, the results shown in Table 1 below were obtained. In this measurement, the protrusion 12A is formed using the protrusion forming member 100 having a diameter of 18 mm and the curvature radius R of the top is 3.0 mm, and the protrusion 12B is formed using the protrusion forming member 300 having a diameter of 18 cm. The projecting dimension H of each projection 12 is 12 mm, and the diameter φ is 28 mm. The lighting direction of the electrodeless discharge lamp 1 was BU (upper cap). In the table, A indicates the electrodeless discharge lamp 1 of the present embodiment, and B indicates the electrodeless discharge lamp 1 of the comparative example.

Figure 2008243624
Figure 2008243624

表1を参照すれば明らかなように、突出寸法Hおよび直径φが同じであれば、本実施形態の無電極放電ランプ1のほうが、最冷部の温度を低くできるとともに、発光効率を向上できることも確かめられた。   As is apparent from Table 1, if the protruding dimension H and the diameter φ are the same, the electrodeless discharge lamp 1 of the present embodiment can lower the temperature of the coldest part and improve the luminous efficiency. Was also confirmed.

本実施形態の無電極放電ランプ1は、例えば、図7に示すような照明器具に利用される。図7に示す照明器具は、本実施形態の無電極放電ランプ1と、無電極放電ランプ1に近接配置され高周波電力を供給されることにより高周波電磁界を発生して無電極放電ランプ1の放電ガスを励起させる誘導コイル20を有するカプラ2(図1参照)と、誘導コイル20に高周波電力を供給する高周波電源部(図示せず)を有する点灯回路部(バラスト)3とを備えている。   The electrodeless discharge lamp 1 of this embodiment is used for a lighting fixture as shown in FIG. 7, for example. The lighting fixture shown in FIG. 7 generates a high-frequency electromagnetic field by being disposed in proximity to the electrodeless discharge lamp 1 of the present embodiment and the electrodeless discharge lamp 1 to generate a high-frequency electromagnetic field, thereby discharging the electrodeless discharge lamp 1. A coupler 2 having an induction coil 20 that excites gas (see FIG. 1) and a lighting circuit unit (ballast) 3 having a high-frequency power supply unit (not shown) that supplies high-frequency power to the induction coil 20 are provided.

カプラ2は、図1に示すように、高周波電力が供給されることにより高周波電磁界を発生してバルブ10に封入された放電ガスを励起させる誘導コイル20を備えている。なお、本実施形態では、誘導コイル20に通電する高周波電流として、数百kHz程度の比較的低い周波数の高周波電流を利用するため、カプラ2は、誘導コイル20が巻装される筒状のコア21を備えている。このようなコア21は、例えば、フェライトなどにより形成され、外形が空洞部10bの内径よりも小さく、内径が排気管13の外径よりも大きく設定され、また、排気管13よりも長く形成されている。したがって、カプラ2を空洞部10b内に挿入した際には、排気管13は、コア21の内部に配置されることになる。   As shown in FIG. 1, the coupler 2 includes an induction coil 20 that generates a high-frequency electromagnetic field when high-frequency power is supplied and excites the discharge gas sealed in the bulb 10. In the present embodiment, since a high frequency current having a relatively low frequency of about several hundred kHz is used as a high frequency current to be passed through the induction coil 20, the coupler 2 is a cylindrical core around which the induction coil 20 is wound. 21 is provided. Such a core 21 is formed of, for example, ferrite, and has an outer shape smaller than the inner diameter of the hollow portion 10b, an inner diameter larger than the outer diameter of the exhaust pipe 13, and longer than the exhaust pipe 13. ing. Therefore, when the coupler 2 is inserted into the cavity 10 b, the exhaust pipe 13 is disposed inside the core 21.

安定回路部3は、例えば、商用電源により得られた交流電圧を所定の高周波電圧に変換して給電線4を通じてカプラ2の誘導コイル20に高周波電力を供給する高周波電源部や、調光用のパルスジェネレータから指示されるデューティ比に応じて高周波電源部の出力をオンオフ制御する調光制御回路(図示せず)などにより構成されている。なお、安定回路部3としては、従来周知のものを採用できるから、詳細な説明は省略する。   The ballast circuit unit 3 converts, for example, an AC voltage obtained from a commercial power source into a predetermined high-frequency voltage and supplies high-frequency power to the induction coil 20 of the coupler 2 through the feeder line 4, It is constituted by a dimming control circuit (not shown) that controls on / off of the output of the high-frequency power supply unit according to the duty ratio instructed from the pulse generator. Note that a well-known one can be employed as the stable circuit unit 3, and thus detailed description thereof is omitted.

以上述べた照明器具において、誘導コイル20に高周波電流を流すと、誘導コイル20の周囲に高周波電磁界が発生する。この高周波電磁界によりバルブ10内の電子が加速され、このように加速された電子が水銀原子に衝突することで、水銀原子が電離する(水銀原子の電離は、アルゴンなどの放電ガスによるペニング効果によっても生じる)。これにより放電が開始され、上記のような電離が繰り返されることで放電が維持されて、やがてバルブ10内にプラズマが発生する。そして、プラズマが生じると、高周波電磁界によるエネルギーのほとんどが電子で費やされるようになり、高周波電磁界により加速された電子が水銀原子に衝突することで水銀原子が電離、あるいは励起される。そして、励起された水銀原子が基底状態に戻るときに、励起状態と基底状態とのエネルギー差に相当する波長の光、すなわち紫外線(波長が254nmの紫外線、および波長が185nmの紫外線)が放射される。このような紫外線は、バルブ10の内面に塗布された蛍光体14により可視光に変換されて、バルブ10から外方に放射される。   In the lighting fixture described above, when a high frequency current is passed through the induction coil 20, a high frequency electromagnetic field is generated around the induction coil 20. Electrons in the bulb 10 are accelerated by the high-frequency electromagnetic field, and the accelerated electrons collide with mercury atoms, so that the mercury atoms are ionized (the ionization of the mercury atoms is a Penning effect caused by a discharge gas such as argon). Also occurs). As a result, discharge is started, and the discharge is maintained by repeating the ionization as described above, and plasma is generated in the bulb 10 soon. When plasma is generated, most of the energy generated by the high-frequency electromagnetic field is consumed by electrons, and the electrons accelerated by the high-frequency electromagnetic field collide with the mercury atoms, thereby ionizing or exciting the mercury atoms. When the excited mercury atom returns to the ground state, light having a wavelength corresponding to the energy difference between the excited state and the ground state, that is, ultraviolet light (ultraviolet light having a wavelength of 254 nm and ultraviolet light having a wavelength of 185 nm) is emitted. The Such ultraviolet rays are converted into visible light by the phosphor 14 applied to the inner surface of the bulb 10 and emitted outward from the bulb 10.

このような照明器具によれば、本実施形態の無電極放電ランプ1を採用したことにより、最冷部を好適な温度に保つことができるとともに、突起部12Aの強度の低下を抑制できるようになる。   According to such a lighting fixture, by adopting the electrodeless discharge lamp 1 of the present embodiment, the coldest part can be maintained at a suitable temperature, and the decrease in the strength of the protrusion 12A can be suppressed. Become.

ところで、本実施形態の無電極放電ランプ1は、図8に示すように、無電極放電ランプ1が放射する光を反射するドーム状の反射板5と、反射板5の開口を閉塞する形で反射板5に取り付けられた透光板(前面パネル)6とを有する照明器具にも採用できる。この場合、無電極放電ランプ1は、反射板5と透光板6とで囲まれ、ほぼ密閉されることになるが、突起部12Aにより最冷部の温度を効率よく低下させることができるから、最冷部を好適な温度に保つことができるとともに、突起部12Aの強度の低下を抑制できる。   By the way, as shown in FIG. 8, the electrodeless discharge lamp 1 of this embodiment has a dome-shaped reflecting plate 5 that reflects light emitted from the electrodeless discharge lamp 1 and an opening of the reflecting plate 5 that is closed. The present invention can also be applied to a lighting fixture having a translucent plate (front panel) 6 attached to the reflecting plate 5. In this case, the electrodeless discharge lamp 1 is surrounded by the reflecting plate 5 and the translucent plate 6 and is almost sealed, but the temperature of the coldest portion can be efficiently lowered by the protrusion 12A. The coldest part can be maintained at a suitable temperature, and a decrease in the strength of the protrusion 12A can be suppressed.

なお、本実施形態の無電極放電ランプ1の形状はあくまで一例であり、これに限定する趣旨ではない。また、突起部12Aの形状も厳密な意味で円錐形状である必要はなく、概ね円錐形状とみなせるものであれば、同様の効果が得られる。   In addition, the shape of the electrodeless discharge lamp 1 of this embodiment is an example to the last, and is not the meaning limited to this. Further, the shape of the protrusion 12A need not be a conical shape in a strict sense, and the same effect can be obtained if it can be regarded as a substantially conical shape.

また、本実施形態の無電極放電ランプ1は、図7,8に示すような照明器具だけではなく、種々の照明器具に採用できる。   Moreover, the electrodeless discharge lamp 1 of this embodiment is employable not only for lighting fixtures as shown in FIGS. 7 and 8, but also for various lighting fixtures.

本発明の一実施形態の無電極放電ランプの概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the electrodeless discharge lamp of one Embodiment of this invention. 突起部形成部材の外観図である。It is an external view of a projection part forming member. 突起部の形成方法の説明図である。It is explanatory drawing of the formation method of a projection part. (a)は本実施形態における突起部の断面図、(b)は比較例の突起部の断面図である。(A) is sectional drawing of the projection part in this embodiment, (b) is sectional drawing of the projection part of a comparative example. 比較例の突起部の形成に用いた突起部形成部材の外観図である。It is an external view of the projection part formation member used for formation of the projection part of a comparative example. 本実施形態の無電極放電ランプと従来例との比較結果のグラフである。It is a graph of the comparison result of the electrodeless discharge lamp of this embodiment, and a prior art example. 本発明の一実施形態の無電極放電ランプを備える照明器具の説明図である。It is explanatory drawing of a lighting fixture provided with the electrodeless discharge lamp of one Embodiment of this invention. 同上における照明器具の他例の説明図である。It is explanatory drawing of the other example of the lighting fixture in the same as the above.

符号の説明Explanation of symbols

1 無電極放電ランプ
2 カプラ
10 バルブ
12 突起部
12a 凸部
12b 凹部
20 誘導コイル
100 突起部形成部材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electrodeless discharge lamp 2 Coupler 10 Bulb 12 Projection part 12a Projection part 12b Concave part 20 Inductive coil 100 Projection part formation member

Claims (3)

透光性材料により形成され放電ガスおよび水銀が封入されたバルブを備え、バルブには、バルブの表面側において円錐形状の凸部を構成するとともにバルブの裏面側において円錐形状の凹部を構成する突起部が一体に形成されてなることを特徴とする無電極放電ランプ。   A bulb formed of a light-transmitting material and filled with discharge gas and mercury is provided. The bulb has a conical convex portion on the front surface side of the bulb and a conical concave portion on the back surface side of the bulb. An electrodeless discharge lamp characterized in that the portion is integrally formed. 突起部は、バルブの一部を加熱して溶融した状態で、先部が円錐形状に形成された突起部形成部材の先部を前記一部にバルブの内方から押し当てて当該一部を外方へ押し出すことにより形成されてなることを特徴とする請求項1記載の無電極放電ランプ。   The protrusion is in a state where a part of the bulb is heated and melted, and the tip of the protrusion-forming member whose tip is formed in a conical shape is pressed against the part from the inside of the valve to 2. The electrodeless discharge lamp according to claim 1, wherein the electrodeless discharge lamp is formed by extruding outward. 請求項1または2に記載の無電極放電ランプと、無電極放電ランプに近接配置され高周波電力を供給されることにより高周波電磁界を発生して無電極放電ランプの放電ガスを励起させる誘導コイルと、誘導コイルに高周波電力を供給する高周波電源部とを備えていることを特徴とする照明器具。   An electrodeless discharge lamp according to claim 1, and an induction coil that is disposed in proximity to the electrodeless discharge lamp and generates a high-frequency electromagnetic field by exciting a discharge gas of the electrodeless discharge lamp by being supplied with high-frequency power. And a high-frequency power supply unit that supplies high-frequency power to the induction coil.
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