JPH08511652A - 無電極放電ランプのための蛍光体被膜構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 水銀及び希ガスを充填したランプ管球（１２）を有する無電極放電ランプ（１０）がそれに近接してＲＦエネルギを導入することにより放電状態に励起される。ランプのハウジングベース部（２２）内に収納された安定回路は通常のライン電源からＲＦエネルギを発生する。安定回路はランプ管球内に形成された凹入型空洞部（１６）内に突入したコア部を有する。ランプ動作時において凹入型空洞部はランプ管球の外側面より高い壁面熱負荷条件にさらされる。これらの高い壁面熱負荷条件はランプ管球の外側部において用いられる通常のハロ燐酸塩蛍光体３２よりも高価な希土類蛍光体３０を要求する。単一のランプ管球形状及び妥当なコストにおいて、２種類の蛍光体被膜を施すために凹入型空洞部及び外側部への被膜形成操作は個々に実施され、その後、これら２要素を一体化接合してランプ管球の完成品を形成する。凹入型空洞部と外側管球部との間の接合点はハウジングの上部リム部の下に位置し、したがって、最終ランプ製品においては外見に現れないようになっている。

Description

【発明の詳細な説明】 無電極放電ランプのための蛍光体被膜構造発明の属する技術分野 本発明は、無電極放電ランプの管球部に適用される蛍光体被膜の構造に関する ものである。蛍光体被膜、そして特に、無電極放電ランプにおいて存在する壁面 熱負荷（wall loading）特性の差を解決しようとした蛍光体被膜構造に関するも のである。発明の背景 無電極放電ランプは電力要求を減少し、これによって運転コストの高い電力施 設を建設しないための電気的構成の実現に大きく貢献するものであることが特筆 される。無電極放電ランプの属性は、このような装置の改善されたエネルギ効率 からもたらされ、かつ寿命を短縮するような電極素子を排除したことから長寿命 が期待される。無電極放電ランプの一例は、イオン化媒体をランプ管球内に収容 し、そのイオン化媒体に近接するようにＲＦ信号を導入して、放電状態を形成す ることを開示した米国特許第４，０１０，４００号において見出すことができる 。適当な蛍光体を用いることにより、可視光線はそのような放電によって生成さ れる。このＲＦ信号を発生するため、無電極放電ランプはランプベース内に配置 された安定回路構造を有し、このような安定回路構造はコイル部材をランプ管球 内に突入させることによりＲＦ信号をイオン化媒体に誘導結合させる。 何等かの従来型の蛍光ランプによる場合のように、無電極放電ランプはイオン 化された媒体からの放電を可視光線に変換するための蛍光体層を要求する。蛍光 ランプ製造工程における典型的な実施法は、ハロ燐酸塩蛍光体を用い、燐酸塩を それに混合するか、又は比較的少量の燐酸塩をそれに添加することにより、必要 な最終的色彩を得ることができる。ハロ燐酸塩蛍光体は比較的廉価であり、しか も、その好ましい効率と、低価格及び色彩許容範囲が広いという理由で広く用い られている。しかしながら、小型蛍光ランプへの適用においては、高い数値の壁 面熱負荷特性が典型的に形成されるため、ハロ燐酸塩蛍光体の使用は不適当であ る。これはそれらの材料が高い壁面熱負荷条件下において、速やかに劣化すると いう傾向を有するからである。そのような場合、通常はより高価な希土類蛍光体 を用いることが必要とされる。無電極放電ランプにおいて、壁面熱負荷特性は、 ランプ管球の部分が異なることによって変化するが、ＲＦ信号が誘導結合される コイル部材を包囲した空洞領域の近傍において、前述した熱負荷特性が十分高く なり、そのような領域におけるハロ燐酸塩蛍光体の使用の道を閉ざすものである 。ハロ燐酸塩蛍光体を用いることにより蛍光物質が劣化ることを緩和する１つの 方法は、希土類蛍光体によりランプ管球の内側面の全面を覆うことである。この ような特徴は光源の長寿命化をもたらすものであるが、そのランプのコストは比 較的高価な希土類蛍光体を用いることにより顕著に増大する。この問題を軽減す る他の１つの方法は、ランプ管球の内壁面のある位置間をマスクし、異なった蛍 光体を用いるべき各個所において個別的な被着工程を実施することである。この ような構成は、マスキング及び多種被覆を行うに必要な製造工程が高価につくた め、一般にコスト高になるということである。 したがって、蛍光体被覆構造は、壁面熱負荷の要求に基づいて異なった蛍光体 を使用する（必要な個所のみ高価な希土類を用いる）結果としてのコスト効果を 得、マスキングや複数の被覆工程などのような多種の工程を付加することなく無 電極放電ランプについて提供されることが望ましい。発明の要約 本発明の原理に基づいて構成された無電極放電ランプは、水銀充填物と希ガス を封入したランプ管球を有し、希ガスはランプベース部に配置された安定回路が 発生するＲＦ信号の導入より放電状態まで励起されるようにしたランプ管球を有 するものである。このランプ管球は少くとも部分的にコイル部材を包囲するよう に配置され、そのコイル部材からＲＦ信号が発生する。ランプ管球上の蛍光体被 膜構造は低コストにおいて効果的に形成され、大量生産工程のために容易に装置 化することができる。ランプ管球の外側部はコイル部材に関し一定の間隔を置い て配置されるが、内側空洞部はその中心軸に沿ってランプ管球中に突入する。こ の中心軸に沿った内側空洞部はその中に挿入されるコイル部材を受容し、かつコ イル部材に近接して内側空洞部にランプ管球の外側部よりも高い壁面熱負荷を与 えるように寸法決めされる。ランプ管球の接合領域はランプ管球の最下部におい て内側空洞部がランプ管球の外側部に接合されることにより形成される。このラ ンプ管球の最下部はランプ管球をランプベースに保持させるため、ランプベース 上に挿入される。希土類蛍光体被膜は内側空洞部に適用されるが、ランプ管球の 外側部における内側面にはハロ燐酸塩蛍光体又は蛍光性燐酸塩材料のいずれか１ つが適用される。内部空洞部をランプ管球の外側部に接合する製造工程は蛍光体 被覆が適用された後実行され、これによって被覆工程におけるマスク操作を不要 とするものである。図面の簡単な説明 本発明は、添付の図面を参照してより詳細に説明される。 図１は本発明に従って構成された無電極ランプの側断面図である。 図２は本発明の蛍光体被膜構造を示すための図１のランプ管球部を拡大して示 す側断面図である。発明の詳細な説明 図１に示すとおり、低圧無電極蛍光ランプ１０は外側管球部１４及び凹入型（ リエントラント型）空洞部１６として示された内側空洞部を有するランプ管球１ ２を備えている。凹入型空洞部１６は基本的に円箇形状であり、その中心軸に沿 って外側管球部１４内に突入している。この凹入型空洞部１６の中心軸に沿って 排気封止管１８が設けられ、この排気封止管１８は凹入型空洞部１６と外側管球 部１４が接合されて、ランプ管球１２を完結する部分、すなわち図において２０ で示す接合点を越えて下方に突出している。 外側管球部１４は基本的に従来の白熱レフレクタランプの完成品と同様な形状 を呈している。しかしながら、外側ランプ管球１４については、他の形状も採用 することができる。例えば、外側管球１４は周知のＡライン型ランプ又は装飾グ ローブランプなどの形状と同様にすることもできる。 外側管球部１４の形状とは関係なく、ランプ管球１２の外側管球部及び凹入型 空洞部の各々において向かい合い、究極的に接合部２０において一体化される下 部領域１４ａ及び１４ｂは、ベースハウジング２２の上部リム領域の内側に位置 することになる。後に詳述するが、この点において、接合部２０を配置すること により蛍光物質の被覆処理が幾分その厳密性を緩和して実施できる。さらに、外 側管球部１４を凹入型空洞部１６の成形工程から分離して成形するランプ製造法 を採用することにより、蛍光体被膜の形成はそれらの２部分がランプの最終仕上 げ工程において接合される前に各部について個々に行うことができる。本発明は 、この態様において、外側管球部１４への蛍光体被膜形成を凹入型空洞壁への適 用と分離して行うことができ、これによって互いに他の部分が異なった蛍光物質 で被覆されるときにおいて、当該部分をマスクする必要をなくしたものである。 図１にさらに示すとおり、本発明の無電極放電ランプ１０はランプ管球１２内 にトロイダル型の放電相２３を発生する。このような放電相２３はランプ管球内 に収容された充填物に無線周波（ＲＦ）エネルギを導入することにより発生する 。この場合、充填物としては、標準型の蛍光ランプに用いられる従来周知の物質 が用いられる。ＲＦエネルギはハウジングベース２２内に配置された安定回路２ ４の共振回路部により生成される。この共振回路部は巻線部２６ａ及びコア部２ ６ｂを有する励起コイル２６とコンデンサ２８からなっている。この安定回路は ライン電源から変換した条件信号により、その共振回路部を励振させる。 ランプ管球１２内における放電相２３の励起発生及び維持により、ランプ管球 １２の凹入型空洞部１６は外側管球部１４より高い壁面熱負荷値（Ｗ／ｃｍ²） を有することになる。凹入型空洞部１６の壁面に適用される蛍光体被膜が特に、 長寿命が期待される無電極放電ランプ１０の実際の寿命を短縮化しないようにす るため、この領域には三燐酸塩からなる蛍光体被膜を用いる必要がある。図２に 示すとおり、三燐酸塩蛍光体被膜３０はランプ管球１２の外側の管内空間に対面 する凹入型空洞部１６の壁面上に適用される。三燐酸塩蛍光体被膜３０は、市場 において容易に入手できる通常の小型蛍光ランプ用の物質を典型的に用いること ができる。 凹入型空洞部１６が被る壁面熱負荷条件とは異なり、ランプ管球１２の外側管 球部１４はそのような熱負荷がきわめて低く、しかも、比較的廉価なハロ燐酸塩 物質を用いることができる。この物質は２フィート型又は４フィート型の比較的 大型の蛍光ランプに用いられてきたものと同様の蛍光物質である。図２に示すと おり、異なった蛍光物質３２は凹入型空洞部に用いられた蛍光物質３０とは異な った粒子サイズを有するものとして示されている。さらに、図２に示すとおり、 ランプ１０はレフレクタランプであり、凹入型空洞部１６の壁面においてランプ 管球の最大直径部までのびる下半部において光反射性被覆３４を有する。最大直 径部はＡ−Ａ線で示す分割線（二点鎖線）で示されている。 ランプ管球１２の外側管球部１４及び凹入型空洞部１６の壁面に各々蛍光体被 膜を形成するための被覆工程は、その凹入型空洞部１６と外側管球部１４が接合 されるランプ管球１２の部分に関しては厳密性を要求されない。実際上、接合部 ２０は最終製品においては外見に現れず、ハウジングベース２２の上部リムによ って覆われるものである。さらに、ハウジング部２２及び安定回路部２４に組み 付けられる最終製品として蛍光体被膜を有するランプ管球１２に適用される加工 工程においては、外側管球部１４と空洞部１６の各々が個別的な被覆材料を適用 するためにマスキング工程を必要とせずに実施されるという事実によって単純化 されることが理解されるであろう。このような個別的被覆工程が完了した後、外 側管球部１４及び凹入型空洞部１６は最終的なランプ管球を形成するために接合 され、これによって高価な三燐酸塩材料を、壁面熱負荷特性に応じて要求される 領域においてのみ用いることからなる比較的廉価な素子構成を達することができ る。 以上述べた実施例は、本発明の好ましい具体化であるが、それらの実施例に対 しては添付の請求の範囲に従う限りにおいて本発明の範囲から逸脱することなく 、種々の変更を加えることが可能である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．ベース部に配置された安定回路が発生するＲＦ信号を導入することにより放 電状態に励起される水銀及び希ガスを充填したランプ管球を有する無電極放電ラ ンプにおいて、前記ランプ管球がＲＦ信号を発生するコイル部材を少くとも部分 的に包囲するように配置されているとともに、前記ランプ管球上に蛍光体被膜を 形成したものであり、前記無電極放電ランプが、 前記コイル部材から隔たって位置する前記ランプ管球の外側部と、 その中心軸に沿って前記ランプ管球内に突入し、かつ前記コイル部材を支持 するように寸法決めされた内側空洞部であって、前記ランプ管球の前記外側部が 被る値よりも高い壁面熱負荷条件に支配される部分と、 前記内側空洞部を前記ランプ管球の外側部に接続する前記ランプ管球の接合 域と、 前記ランプ管球の前記内側空洞部に適用される希土類蛍光体被膜、及び 前記ランプ管球の前記外側部の内面に適用されるハロ燐酸塩及び燐酸塩物質 の少くとも１つからなる蛍光体被膜を備えたことを特徴とする無電極放電ランプ 。 ２．前記無電極放電ランプの製造において、前記希土類蛍光体被膜が前記内側空 洞部の壁面に施されるとともに、前記ハロ燐酸塩及び燐酸塩蛍光物質の少くとも 一方は前記内側空洞部が前記ランプ管球の外側部における接続領域に接合される 前に前記ランプ管球の外側部に施されたものであり、これによって前記蛍光体被 膜を前記ランプ管球のいずれかの表面領域に形成する間において他の如何なる表 面領域をもマスクする必要性をなくしたことを特徴とする請求項１記載のランプ 管球における蛍光体被膜構造。 ３．前記内側空洞部と前記ランプ管球の外側部が接合される間における前記接合 領域が縦断面内における接続点をなし、前記接続点が前記ランプベースの上部リ ム部に覆われるように前記ランプベース内に配置されたものであることを特徴と する請求項２記載のランプ管球における蛍光体被膜構造。