JPH1055784A - 無電極放電灯 - Google Patents

無電極放電灯

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Publication number
JPH1055784A
JPH1055784A JP20942696A JP20942696A JPH1055784A JP H1055784 A JPH1055784 A JP H1055784A JP 20942696 A JP20942696 A JP 20942696A JP 20942696 A JP20942696 A JP 20942696A JP H1055784 A JPH1055784 A JP H1055784A
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JP
Japan
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arc tube
induction coil
discharge lamp
electrodeless discharge
outer tube
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Withdrawn
Application number
JP20942696A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazuhiko Watanabe
和彦 渡辺
Atsunori Okada
淳典 岡田
Shingo Tosaka
真吾 東坂
Takuma Hashimoto
拓磨 橋本
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

(57)【要約】 【課題】 始動性に優れた無電極放電灯を提供するこ
と。 【解決手段】 発光管1、誘導コイル3、高周波電源
4、始動用補助電極5、高電圧電源6を備え、発光管1
は透光性材料によって略球状に形成され、その内部には
放電ガスが封入されている。誘導コイル3は発光管1の
最大径部を中心とする外周面に近接して巻回されてお
り、その両端は高周波電源4に接続されている。誘導コ
イル3の材質は銀単体または銀とニッケルの合金などを
用い、その外周面3aに放射性材料、例えばPr,T
h,Csなどの単体または化合物を塗布している。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、発光管の内部に電
極を持たず、発光管内に封入された放電ガスに対して、
外部から高周波電磁界を作用させることによって、放電
ガスを励起発光させるようにした無電極放電灯に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、発光管の周囲に巻回された誘
導コイルに高周波電流を通電することにより、誘導コイ
ルの周囲に発生する高周波電磁界を発光管内に封入され
た放電ガスに対して作用させることによって、無電極放
電を発生させて、放電ガスを励起、電離させて発光させ
るようにした無電極放電灯が提案されている。この種の
無電極放電灯は、小型、高効率、長寿命など特徴を有し
ているものであるため、各所で研究開発がなされてい
る。
【0003】この種の無電極放電灯としては、図6に示
すように、放電ガスが封入された略球状の発光管1と、
その発光管1の外面に巻回された誘導コイル3とを備
え、さらに、誘導コイル3に高周波電流を供給するため
の高周波電源4を備えるとともに、発光管1の外面に先
端が当接する始動用補助電極5と、その補助電極5に高
電圧を印加する高電圧電源6を備えている。
【0004】また、さらなる高効率化を狙って、発光管
を外管内に配置して、いわゆる二重管構造にするととも
に、外管内部を真空にすることにより、動作温度を高め
る工夫をした無電極放電灯が、例えば米国特許第5,1
50,015号公報に開示されている。
【0005】図7は、二重管構造の無電極放電灯を示す
もので、この無電極放電灯は、放電ガスが封入された略
球状の発光管1と、その発光管1の周囲に閉空間を形成
するように設けられた略円筒状の外管2と、外管2の外
面に巻回された誘導コイル3とを備え、さらに、誘導コ
イル3に高周波電流を供給するための高周波電源4を備
えている。なお、閉空間を形成する外管2内は真空であ
る。また、5は始動用補助電極、6は高電圧電源、7は
ゲッター部材である(特開平8−17405号公報参
照)。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ように構成された従来の無電極放電灯においては、始動
時、発光管1内に電子を発生させる機構を持たないた
め、始動しにくいという問題がある。
【0007】本発明は、上記問題点を解決するためにな
されたもので、その目的とするところは、始動性に優れ
た無電極放電灯を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明は、発光管と、その発光管の周囲に巻回された誘
導コイルと、その誘導コイルに高周波電流を供給する高
周波電源とを備えた無電極放電灯において、あるいは発
光管と、発光管の周囲に閉空間を確保するように設けら
れた外管と、その外管の周囲に巻回された誘導コイル
と、その誘導コイルに高周波電流を供給する高周波電源
とを備えた無電極放電灯において、あるいは発光管と外
管が形成する閉空間にゲッター部材を付加した無電極放
電灯において、前記誘導コイル、発光管あるいは外管の
一部に、またはゲッター部材に放射性材料を塗布したこ
とを特徴とするものである。
【0009】なお、発光管あるいは外管に、発光管内の
熱を外に逃さないための保温膜を形成したものや、光束
を上げるための反射膜を形成したものにおいては、その
保温膜または反射膜の材料に放射性材料を添加したもの
用いて構成してもよい。
【0010】
【発明の実施の形態】
(実施形態1)図1は、本発明に係る無電極放電灯の第
1の実施形態を示すもので、この無電極放電灯は、発光
管1、誘導コイル3、高周波電源4、始動用補助電極
5、高電圧電源6を備えている。
【0011】発光管1は石英ガラス等の透光性材料によ
って略球状に形成されている。発光管1の内部には、放
電ガスとして希ガスと金属ハロゲン化物が封入されてお
り、その放電ガスとして、例えば、100Torrのキセノ
ンガスと20mgのNdI3 −CsI(ネオジウムヨウ化
物、セシウムヨウ化物の混合物)を用いた。なお、発光
管1の形状は球状でなくてもよく、例えば円筒形のよう
な他の形状であっても構わない。
【0012】誘導コイル3は、発光管1の最大径部を中
心とする外周面に近接して巻回されるように配設されて
おり、その両端は高周波電源4に接続されている。誘導
コイル3のターン数については、1ターン以上巻回され
ておれば特に限定されるものではないが、この実施形態
では3ターン巻回されている。なお、誘導コイル3は発
光管1の外面に当接するように巻回しても、本実施形態
のように発光管1の外面との間に隙間を設けて巻回して
もよい。
【0013】誘導コイル3の材質は銀単体または銀とニ
ッケルの合金などを用い、その外周面3aに放射性材
料、例えばPr,Th,Csなどの単体または化合物を
塗布する。なお、放射性材料を塗布する箇所は、誘導コ
イル3のどの面でもよく、コイル全体に被覆してもよ
い。
【0014】始動用補助電極5は、その先端が発光管1
の外面に当接して、または近接して配置されており、そ
の他端は、高電圧のパルスを発生させる高電圧電源6に
接続されている。
【0015】このように構成された無電極放電灯におい
て、高周波電源4を動作させると、誘導コイル3に高周
波電流が流れ、誘導コイル3の周りに電磁場が発生し、
この電磁場により発光管1内部の放電が維持される。放
電維持中には、発光管1内部の電子が電磁場により運動
エネルギ−を受け取り、放電ガス原子に衝突してエネル
ギ−を与え、放電ガス原子は、電離されたり、励起され
たりする。励起された原子は、基底状態に戻るときに発
光するが、この発光を光エネルギ−として利用するので
ある。
【0016】この実施形態では、上述のように、誘導コ
イル3のみでは放電の開始が困難であるため、始動用補
助電極5に高電圧パルスを印加しながら始動させるよう
にすると共に、誘導コイル3の一部に放射性材料を塗布
しているので、放射性材料から放出された放射線が発光
管1内に供給され、発光管1内の放電ガスの原子を電離
し、電子が発生する。発光管1内の電子は補助電極5と
誘導コイル3の間に生じた電界により加速され、放電ガ
スの原子に衝突して電離させることによって新たな電子
を発生させる。従って、放射エネルギーによる電離を利
用することができ、より始動が容易になる。
【0017】このように、本発明によれば、放電開始時
により多くの電子を発生させるようにしているため、絶
縁破壊が起きやすくなり、始動用補助電極5に印加する
電圧値も小さくすむ。従って、より始動性の良い無電極
放電灯を提供できる。
【0018】このことを確認するため、本願発明者ら
は、誘導コイル3に放射性材料を塗布していない従来の
無電極放電灯(図6参照)と、本実施形態に係る無電極
放電灯との特性を比較した。その方法は、誘導コイル3
に印加する電力を100Wと一定にし、始動用補助電極
5に加えるパルスの電圧値を上げ、発光管1内に放電が
発生した時の平均電圧を測定するようにした。その結
果、従来の無電極放電灯では約24.0kVであったの
に対し、本実施形態に係る無電極放電灯では21.5k
Vとなり、約10.4%減少した値になることを確認し
た。
【0019】(実施形態2)図2は、本発明の第2の実
施形態を示すものであり、前記実施形態1と異なる点
は、誘導コイル3に放射性材料を塗布する代わりに、始
動用補助電極5の先端5a、つまり発光管1に当接する
側に放射性材料を塗布したことで、他の構成は前記実施
形態1と同様であるので、同等構成に同一符号を付すこ
とにより説明を省略する。
【0020】このように構成したことにより、補助電極
5の先端5aに塗布した放射性材料から放出された放射
線が発光管1内に供給され、発光管1内の放電ガスの原
子を電離し、電子が発生する。つまり、放電開始時によ
り多くの電子を発生させるため、絶縁破壊が起きやすく
なり、補助電極5に印加する電圧値も小さくなる。
【0021】効果を確認するため、上記と同様の方法で
測定した結果、本実施形態に係る無電極放電灯では2
0.0kVとなり、約16.7%減少した値になること
がわかった。
【0022】(実施形態3)図3は、本発明の第3の実
施形態を示すものであり、前記実施形態1と異なる点
は、誘導コイル3に放射性材料を塗布する代わりに、発
光管1の外面の一部1aに放射性材料を塗布したこと
で、他の構成は前記実施形態1と同様であるので、同等
構成に同一符号を付すことにより説明を省略する。
【0023】なお、この実施形態では、誘導コイル3が
巻回されていない発光管1の外面であって、補助電極5
が当接している部分に放射性材料を塗布したが、本発明
はこれに限定されるものではなく、例えば、補助電極5
と対向する発光管外面、あるいは誘導コイル3が巻回さ
れている発光管外面に塗布してもよい。また、発光管に
アルミナ、シリカ、マグネシアの粉末コーティングを施
し、発光管内の熱を外に逃さないための保温膜を形成し
たものや、光束を上げるための反射膜を形成したものが
あるが、これらの粉末に放射性材料を混ぜて用いてもよ
い。
【0024】このように構成したことにより、発光管1
の外面の一部1aにに塗布した放射性材料から放出され
た放射線が発光管1内に供給され、上記と同様に作用
し、上記と同様の効果が得られる。本実施形態に係る無
電極放電灯の上記平均電圧は、20.5kVとなり、従
来のものと比べて約14.6%減少した値になることを
確認した。
【0025】(実施形態4)図4は、本発明の第4の実
施形態を示すものであり、前記各実施形態と異なる点
は、図7に示す二重管構造の無電極放電灯に本発明を適
用するとともに、外管2内に配設されたゲッター部材7
に放射性材料を塗布したことである。
【0026】外管2は、発光管1の周囲に閉空間を確保
するように石英ガラス等の透光性材料で形成され、その
形状は略円筒状であり、その内部には発光管1が収容さ
れ、真空に排気されている。発光管1は、外管2の一端
から内側に突出して形成された中空の支持体8aによっ
て外管2内に保持されている。支持体8aは外管2の一
端で開口し、先端8bは発光管1の外面で溶着されてお
り、この溶着部分で発光管1は発光管1を構成する石英
ガラスの一層を介して外管2の外部空間とつながってい
る。
【0027】また、支持体8aの中空部には始動用補助
電極5が配設されており、その先端は発光管1の外面に
当接し、他端は高電圧電源6に接続されている。さら
に、発光管1と外管2が形成する閉空間には、不純ガス
を吸着するためのゲッター部材7が配設されており、そ
のゲッター部材7には、上述のように放射性材料が塗布
されている。なお、外管2の外面には従来例と同様に、
誘導コイル3が巻回されており、その両端は高周波電源
4に接続されている。
【0028】このように構成したことにより、ゲッター
部材7に塗布した放射性材料から放出された放射線が発
光管1内に供給され、発光管1内の放電ガスの原子を電
離し、電子が発生する。つまり、放電開始時により多く
の電子を発生させるため、絶縁破壊が起きやすくなり、
補助電極5に印加する電圧値も小さくなる。
【0029】効果を確認するため、上記と同様の方法で
測定した結果、従来の無電極放電灯が約24.0kVと
なったのに対し、本実施形態に係る無電極放電灯では2
0.3kVとなり、約15.4%減少した値になること
がわかった。
【0030】(実施形態5)図5は、本発明の第5の実
施形態を示すものであり、前記第4の実施形態と異なる
点は、外管2の内面または外面の一部2aに放射性材料
を塗布したことで、他の構成は前記実施形態1と同様で
あるので、同等構成に同一符号を付すことにより説明を
省略する。
【0031】このように構成したことにより、外管2の
内面または外面の一部2aに塗布した放射性材料から放
出された放射線が発光管1内に供給され、上記と同様に
作用し、上記と同様の効果が得られる。本実施形態に係
る無電極放電灯の上記平均電圧は、21.0kVとな
り、従来のものと比べて約12.5%減少した値になる
ことを確認した。
【0032】なお、放射性材料の塗布位置は、本実施形
態のように支持体8a側の外管2の内面または外面に限
定されるものではなく、例えば、その反対側の外管2の
内面または外面に、あるいは誘導コイル3に対向する外
管2の内面または外面に塗布してもよい。また、外管に
アルミナ、シリカ、マグネシアの粉末コーティングを施
し、発光管内の熱を外に逃さないための保温膜を形成し
たものや、光束を上げるための反射膜を形成したものが
あるが、これらの粉末に放射性材料を混ぜて用いてもよ
い。
【0033】
【発明の効果】本発明は上記のように、無電極放電灯に
おける誘導コイル、発光管あるいは外管の一部に、また
はゲッター部材に放射性材料を塗布したことにより、放
射性材料から放出された放射線が発光管内に供給され、
発光管内の放電ガスの原子を電離し、電子が発生する。
つまり、放電開始時により多くの電子を発生させるよう
にしているため、発生管内における絶縁破壊が起きやす
くなり、始動性の良い無電極放電灯を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態を示す模式図である。
【図2】本発明の第2の実施形態を示す模式図である。
【図3】本発明の第3の実施形態を示す模式図である。
【図4】本発明の第4の実施形態を示す模式図である。
【図5】本発明の第5の実施形態を示す模式図である。
【図6】従来例を示す模式図である。
【図7】異なる従来例を示す模式図である。
【符号の説明】
1 発光管 2 外管 3 誘導コイル 4 高周波電源 5 始動用補助電極 6 高電圧電源 7 ゲッター部材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 橋本 拓磨 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 放電ガスが封入された透光性材料よりな
    る発光管と、その発光管の周囲に巻回された誘導コイル
    と、その誘導コイルに高周波電流を供給する高周波電源
    とを備えた無電極放電灯において、前記誘導コイルの一
    部にに放射性材料を塗布したことを特徴とする無電極放
    電灯。
  2. 【請求項2】 放電ガスが封入された透光性材料よりな
    る発光管と、その発光管の周囲に巻回された誘導コイル
    と、その誘導コイルに高周波電流を供給する高周波電源
    とを備えた無電極放電灯において、前記発光管の外面に
    先端が当接する始動用補助電極を設けるとともに、その
    補助電極の先端に放射性材料を塗布したことを特徴とす
    る無電極放電灯。
  3. 【請求項3】 前記誘導コイルに代えて発光管の外面の
    一部に放射性材料を塗布したことを特徴とする請求項1
    記載の無電極放電灯。
  4. 【請求項4】 放電ガスが封入された透光性材料よりな
    る発光管と、その発光管の周囲に巻回された誘導コイル
    と、その誘導コイルに高周波電流を供給する高周波電源
    とを備えた無電極放電灯において、前記発光管に設けた
    保温膜または反射膜に放射性材料を添加したことを特徴
    とする無電極放電灯。
  5. 【請求項5】 放電ガスが封入された透光性材料よりな
    る発光管と、その発光管の周囲に閉空間を確保するよう
    に設けられた透光性材料よりなる外管と、その外管の周
    囲に巻回された誘導コイルと、その誘導コイルに高周波
    電流を供給する高周波電源とを備え、前記発光管と外管
    が形成する閉空間に不純ガスを吸着するゲッター部材を
    設けた無電極放電灯において、前記ゲッター部材に放射
    性材料を塗布したことを特徴とする無電極放電灯。
  6. 【請求項6】 放電ガスが封入された透光性材料よりな
    る発光管と、その発光管の周囲に閉空間を確保するよう
    に設けられた透光性材料よりなる外管と、その外管の周
    囲に巻回された誘導コイルと、その誘導コイルに高周波
    電流を供給する高周波電源とを備え、前記発光管と外管
    が形成する閉空間に不純ガスを吸着するゲッター部材を
    設けた無電極放電灯において、前記外管の内面または外
    面の一部に放射性材料を塗布したことを特徴とする無電
    極放電灯。
  7. 【請求項7】 放電ガスが封入された透光性材料よりな
    る発光管と、その発光管の周囲に閉空間を確保するよう
    に設けられた透光性材料よりなる外管と、その外管の周
    囲に巻回された誘導コイルと、その誘導コイルに高周波
    電流を供給する高周波電源とを備えた無電極放電灯にお
    いて、前記外管に設けた保温膜または反射膜に放射性材
    料を添加したことを特徴とする無電極放電灯。
JP20942696A 1996-08-08 1996-08-08 無電極放電灯 Withdrawn JPH1055784A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113363132A (zh) * 2021-05-14 2021-09-07 中国科学院上海光学精密机械研究所 无电极毫米直径氙灯及驱动源

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Effective date: 20031104