JPH09320523A - Electrodeless discharge lamp - Google Patents

Electrodeless discharge lamp

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Publication number
JPH09320523A
JPH09320523A JP13030396A JP13030396A JPH09320523A JP H09320523 A JPH09320523 A JP H09320523A JP 13030396 A JP13030396 A JP 13030396A JP 13030396 A JP13030396 A JP 13030396A JP H09320523 A JPH09320523 A JP H09320523A
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JP
Japan
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amalgam
discharge lamp
discharge space
mercury
opening
Prior art date
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Application number
JP13030396A
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Japanese (ja)
Inventor
Minoru Akeboshi
稔 明星
Toshiyuki Naemura
俊行 苗村
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electronics Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enhance the startup of a light beam at the initial stage of re-lighting of an amalgam-containing mercury discharge lamp, particularly an electrodeless discharge lamp. SOLUTION: A discharge space 16a is formed between the approximately spherical exterior wall 16b and approximately cylindrical interior wall 16c of an emission tube 16, a capillary 4 connected to the discharge space 16a is provided in a hollow part 16d inside the interior wall 16c, a coil 12 is wound around the outer periphery of the capillary 4, and an amalgam 1 enclosed in a container 2 is placed within the capillary 4. An eddy current is produced in the amalgam 1 by application of a high frequency current to time coil 12, and mercury atoms are evaporated from the amalgam 1 by means of the heat of the eddy current and supplied into the discharge space 16a through an opening 3. After the lamp has been turned off, the amalgam 1 near the opening 3 is solidified before the mercury atoms in the discharge space 16a return to the amalgam 1. and the numerous mercury atoms therefore remain in the discharge space 16a, so that mercury vapor pressure at the initial stage of re-lighting of the lamp is maintained at a certain value or higher.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はアマルガム入りの放
電ランプ、特に白熱電球と置き換えて使用される電球型
の無電極型放電ランプに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a discharge lamp containing amalgam, and more particularly to a bulb-type electrodeless discharge lamp used in place of an incandescent lamp.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、白熱電球と置き換えて使用される
電球型蛍光ランプは、両端に電極が設けられた発光管
を、例えばU字状等に複数回曲げ、白熱電球に似せたグ
ローブ型カバーの内部に収容していた。そのため、U字
状に曲げられた発光管の内部の水銀蒸気圧は、直管型蛍
光ランプと異なり、点灯中の発熱等による影響を受けや
すい。かかる問題点を解決するために、例えば、特開昭
62−64044号公報に示されているように、発光管
内部の放電空間における水銀蒸気圧をアマルガムにより
適正な範囲内に調節した従来の蛍光ランプ(第1の従来
例)が提案されている。第1の従来例の構成を、その発
光管の一部切欠側面図である図6を用いて説明する。
2. Description of the Related Art Conventionally, a bulb-type fluorescent lamp used in place of an incandescent bulb has a globe-shaped cover resembling an incandescent bulb in which an arc tube having electrodes at both ends is bent multiple times, for example, in a U shape. Was housed inside. Therefore, unlike the straight tube fluorescent lamp, the mercury vapor pressure inside the arc tube bent in a U shape is easily affected by heat generation during lighting. In order to solve such a problem, for example, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-64044, a conventional fluorescent light in which the mercury vapor pressure in the discharge space inside the arc tube is adjusted within an appropriate range by an amalgam. A lamp (first conventional example) has been proposed. The configuration of the first conventional example will be described with reference to FIG. 6 which is a partially cutaway side view of the arc tube.

【0003】図6に示すように、第1の従来例では、点
灯中の水銀蒸気圧を適正に規制するための主アマルガム
1と、点灯初期の水銀放出を容易にするための補助アマ
ルガム8が設けられ、点灯初期から点灯終了まで、一定
の明るさを確保するように構成されている。主アマルガ
ム1は、発光管6の両端の一対の電極(フィラメント)
7のいずれかの近傍に形成された細管4内の所定の位置
に設けられている。また、補助アマルガム8は、その全
表面が直接放電空間6aに露出されるように、電極7の
近傍に設けられている。補助アマルガム8の水銀蒸気圧
は主アマルガム1の水銀蒸気圧よりも低いため、ランプ
が消灯後、補助アマルガム8は放電空間6aを介して主
アマルガム1からの水銀原子を吸着する。
As shown in FIG. 6, in the first conventional example, a main amalgam 1 for properly controlling the mercury vapor pressure during lighting and an auxiliary amalgam 8 for facilitating the release of mercury during the initial lighting are provided. It is provided and is configured to ensure constant brightness from the initial lighting to the end of lighting. The main amalgam 1 is a pair of electrodes (filaments) at both ends of the arc tube 6.
7 is provided at a predetermined position in the thin tube 4 formed in the vicinity of any one of them. The auxiliary amalgam 8 is provided in the vicinity of the electrode 7 so that the entire surface thereof is directly exposed to the discharge space 6a. Since the mercury vapor pressure of the auxiliary amalgam 8 is lower than that of the main amalgam 1, the auxiliary amalgam 8 adsorbs mercury atoms from the main amalgam 1 via the discharge space 6a after the lamp is turned off.

【0004】一方、、電球型蛍光ランプは、従来の白熱
電球と置き換えて使用されるため、その取付け方向が一
定ではない。そのため、発光管内のアマルガムの位置に
おける温度は、蛍光ランプの取付け方向により大きく変
化する。結果的に、発光管内の水銀蒸気圧を点灯初期か
ら消灯までの間、一定の範囲に制御することは困難とな
る。かかる問題点を解決するために、例えば、特開昭6
0−202652号公報に示されているように、アマル
ガムを容器内に収納し、発光管内を自由に移動させるこ
とにより、常時アマルガムを発光管のほぼ底部に位置さ
せた従来の移動可能なアマルガム入り蛍光ランプ(第2
の従来例)が提案されている。第2の従来例の構成を、
その発光管の一部切欠側面図である図7及びそのアマル
ガム容器の拡大断面図である図8を用いて説明する。
On the other hand, since the bulb-type fluorescent lamp is used in place of the conventional incandescent bulb, its mounting direction is not constant. Therefore, the temperature at the position of the amalgam in the arc tube greatly changes depending on the mounting direction of the fluorescent lamp. As a result, it is difficult to control the mercury vapor pressure in the arc tube within a certain range from the initial lighting to the extinction. In order to solve such a problem, for example, Japanese Patent Laid-Open No.
As disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 0-202652, by containing amalgam in a container and freely moving inside the arc tube, the conventional movable amalgam in which the amalgam is always positioned almost at the bottom of the arc tube is included. Fluorescent lamp (second
Conventional example) has been proposed. The configuration of the second conventional example,
This will be described with reference to FIG. 7, which is a partially cutaway side view of the arc tube, and FIG. 8, which is an enlarged cross-sectional view of the amalgam container.

【0005】図7及び図8に示すように、第2の従来例
では、主アマルガム1が容器10の内部に収納され、容
器10は発光管6の内部を移動可能なように構成されて
いる。そのため、容器10内に収納された主アマルガム
1は、蛍光ランプの取付け方向にかかわらず、重力の方
向に対して最も低い位置に設けられることになる。補助
アマルガム8は、主アマルガム1の位置よりもランプ点
灯中の温度の高い電極(フィラメント)7の近傍に設け
られている。第2の従来例の蛍光ランプが消灯される
と、放電空間6a中の水銀原子が補助アマルガム8に吸
着される。また、蛍光ランプが再点灯されると、点灯初
期において補助アマルガム8が吸着した水銀原子を放出
する。
As shown in FIGS. 7 and 8, in the second conventional example, the main amalgam 1 is housed inside the container 10, and the container 10 is constructed so as to be movable inside the arc tube 6. . Therefore, the main amalgam 1 housed in the container 10 is provided at the lowest position in the direction of gravity regardless of the mounting direction of the fluorescent lamp. The auxiliary amalgam 8 is provided in the vicinity of the electrode (filament) 7 whose temperature is higher than that of the main amalgam 1 while the lamp is on. When the fluorescent lamp of the second conventional example is turned off, the mercury atoms in the discharge space 6a are adsorbed by the auxiliary amalgam 8. When the fluorescent lamp is turned on again, the auxiliary amalgam 8 releases the adsorbed mercury atoms in the initial stage of lighting.

【0006】上記第1及び第2の従来例では、主として
グロー管内蔵形の銅鉄バラスト回路が用いられていた。
点灯初期において、グロー管作動時の電極(フィラメン
ト)7の予熱により補助アマルガム8が加熱され、補助
アマルガム8から水銀が放出されるため、発光管内の水
銀蒸気圧が急激に上昇する。そのため、従来の蛍光ラン
プにおいて、点灯開始から一定の輝度に達するまでの時
間を短くすること(光束の立ち上がり)が可能であっ
た。なお、アマルガム動作に関する原理については、1
977年春期号のジャーナル オブ アイ・イー・エス
の141ページから147ページに詳細に記載されてい
る。
In the above-mentioned first and second conventional examples, a copper-iron ballast circuit with a built-in glow tube was mainly used.
At the initial stage of lighting, the auxiliary amalgam 8 is heated by the preheating of the electrode (filament) 7 during the operation of the glow tube, and mercury is released from the auxiliary amalgam 8, so that the mercury vapor pressure in the arc tube rapidly rises. Therefore, in the conventional fluorescent lamp, it is possible to shorten the time from the start of lighting until the brightness reaches a certain level (rise of luminous flux). For the principle of amalgam operation, see 1
It is described in detail on pages 141-147 of the Spring 977 Journal of IES.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】近年、電球型蛍光ラン
プにおいても、より瞬時に点灯することが要求されるよ
うになり、従来のグロー管内蔵形の銅鉄バラスト回路に
代わって電子バラスト回路が多く用いられるようになっ
た。電子バラスト回路を従来の蛍光ランプに用いた場
合、電極(フィラメント)予熱の時間が短すぎて、補助
アマルガム8を十分に加熱することができない。そのた
め、点灯初期において、電極(フィラメント)予熱によ
り補助アマルガム8から放出される水銀原子の量が少な
いため、点灯初期における水銀蒸気圧を一定以上に維持
することは困難となる。その結果、従来の蛍光ランプに
電子バラスト回路を用いると、瞬時に点灯させることが
できる代わりに、点灯開始から一定の輝度に達するまで
の時間が長くなるという問題点を有していた。
In recent years, even in fluorescent lamps of electric bulb type, it is required to turn on more quickly, and an electronic ballast circuit is replaced with the conventional copper-iron ballast circuit with a built-in glow tube. It has become popular. When the electronic ballast circuit is used in the conventional fluorescent lamp, the time for preheating the electrode (filament) is too short to sufficiently heat the auxiliary amalgam 8. Therefore, at the initial stage of lighting, the amount of mercury atoms released from the auxiliary amalgam 8 due to electrode (filament) preheating is small, and it is difficult to maintain the mercury vapor pressure at a certain level or higher at the initial stage of lighting. As a result, when an electronic ballast circuit is used in a conventional fluorescent lamp, there is a problem that it takes a long time from the start of lighting until a certain brightness is reached, instead of being able to instantly light the lamp.

【0008】また、第2の従来例の場合、主アマルガム
1は容器10の内部に収納されているものの、容器10
の開口部10aを介して主アマルガム1のほぼ全表面が
放電空間6aに露出され、その表面積は比較的大きい。
そのため、蛍光ランプの消灯後、主アマルガム1が固化
するまでの間に、放電空間6a中の水銀原子が開口部1
0aを通って容器10中の主アマルガム1に帰還し、主
アマルガム1の表面に吸着される。そのため、放電空間
6aに残存する水銀原子の量はきわめて少ない。従っ
て、第2の従来例の蛍光ランプの再点灯初期において、
放電空間6a中の水銀蒸気圧を所定値以上に維持するこ
とは困難であるという問題点を有していた。
In the case of the second conventional example, although the main amalgam 1 is stored inside the container 10,
Substantially the entire surface of the main amalgam 1 is exposed to the discharge space 6a through the opening 10a, and its surface area is relatively large.
Therefore, after the fluorescent lamp is turned off and before the main amalgam 1 is solidified, the mercury atoms in the discharge space 6a are not covered by the opening 1.
It returns to the main amalgam 1 in the container 10 through 0a and is adsorbed on the surface of the main amalgam 1. Therefore, the amount of mercury atoms remaining in the discharge space 6a is extremely small. Therefore, in the initial relighting of the second conventional fluorescent lamp,
There is a problem that it is difficult to maintain the mercury vapor pressure in the discharge space 6a above a predetermined value.

【0009】本発明は上記従来例の問題を解決するため
になされたものであり、電子バラスト回路を用いること
なく瞬時に点灯可能であって、補助アマルガムを用いる
ことなく点灯初期から消灯まで一定以上の明るさを維持
することが可能な無電極放電ランプを提供することを目
的としている。
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems of the prior art, and can be instantly turned on without using an electronic ballast circuit, and a certain amount or more from the initial stage of lighting to the extinction without using an auxiliary amalgam. It is an object of the present invention to provide an electrodeless discharge lamp capable of maintaining the brightness of the.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の無電極型放電ランプは、内面に蛍光体層が
設けられた発光管と、前記発光管の外部から電磁エネル
ギーを注入するためのコイルと、前記発光管により形成
される放電空間の前記電磁エネルギーを受ける位置に設
けられた水銀を含有するアマルガムと、前記アマルガム
と前記放電空間との間を放電ランプの点灯と消灯に伴っ
て往復する水銀原子の移動を制限するバリア手段とを具
備し、前記バリア手段は、その開口部を除いて、前記ア
マルガムと前記放電空間とを遮るように前記アマルガム
に密着するように設けられ、前記バリア手段の開口部の
面積は前記アマルガム中の水銀原子が放電ランプ点灯中
に、前記放電空間に供給されることを可能にし、かつ、
放電ランプ消灯後前記アマルガムが固化するまでに、前
記放電空間に存在した水銀原子が前記アマルガムに戻る
ことを実質的に防止し得る大きさである。
In order to achieve the above object, the electrodeless discharge lamp of the present invention has an arc tube provided with a phosphor layer on its inner surface, and electromagnetic energy is injected from the outside of the arc tube. A coil for, an amalgam containing mercury provided in a position to receive the electromagnetic energy of the discharge space formed by the arc tube, and between the amalgam and the discharge space between lighting and extinguishing the discharge lamp And barrier means for limiting the movement of mercury atoms that reciprocate, the barrier means is provided so as to be in close contact with the amalgam so as to block the amalgam and the discharge space, except for the opening thereof. The area of the opening of the barrier means allows the mercury atoms in the amalgam to be supplied to the discharge space during discharge lamp operation, and
It is a size that can substantially prevent mercury atoms present in the discharge space from returning to the amalgam before the amalgam solidifies after the discharge lamp is turned off.

【0011】上記構成において、前記バリア手段は1つ
の開口を有する容器であり、前記開口の有効部分の大き
さは、その断面を円形に換算して、その直径が水銀原子
の直径よりも大きく0.5mm以下であることが好まし
い。
In the above structure, the barrier means is a container having one opening, and the size of the effective portion of the opening is 0 when the diameter thereof is larger than the diameter of mercury atom when the cross section is converted into a circle. It is preferably 0.5 mm or less.

【0012】また、前記容器は、その管軸方向の長さが
前記管軸方向に直交する方向における最大幅よりも長
く、前記開口部が前記管軸方向の先端に設けられ、前記
放電空間の最冷部又はその近傍に設けられたことが好ま
しい。
Further, the vessel has a length in the tube axis direction longer than a maximum width in a direction orthogonal to the tube axis direction, the opening is provided at a tip in the tube axis direction, and It is preferably provided in the coldest part or in the vicinity thereof.

【0013】また、前記容器の管軸方向の長さが5mm
以上15mm以下であることが好ましい。また、前記容
器の前記管軸方向の先端に設けられた開口部を、その反
対側よりも低温側に配したことが好ましい。
The length of the container in the tube axis direction is 5 mm.
It is preferably 15 mm or less. Further, it is preferable that the opening provided at the tip of the container in the tube axis direction is arranged on the lower temperature side than the opposite side.

【0014】さらに、上記各構成において、前記容器の
開口部に、複数の貫通孔を有する多孔質フィルターをア
マルガムに接して設け、前記貫通孔の有効部分の大きさ
は、その断面を円形に換算して、その直径が水銀原子の
直径よりも大きく、全有効面積が0.2mm2以下であ
ることが好ましい。
Further, in each of the above structures, a porous filter having a plurality of through holes is provided in contact with the amalgam at the opening of the container, and the size of the effective portion of the through holes is converted into a circular cross section. Then, it is preferable that the diameter is larger than the diameter of the mercury atom and the total effective area is 0.2 mm 2 or less.

【0015】また、前記多孔質フィルターは、ゼオライ
ト、多孔質ガラス及び微粒子酸化物から選択されたいず
れかの集合体で構成されたことが好ましい。また、前記
容器はガラス製であることが好ましい。
Further, it is preferable that the porous filter is composed of any aggregate selected from zeolite, porous glass and fine particle oxide. Further, the container is preferably made of glass.

【0016】または、上記構成において、前記容器の開
口部は分散して複数配置され、各開口部の有効部分の大
きさは、その断面を円形に換算して、その直径が水銀原
子の直径よりも大きく、前記各開口部の全有効面積は
0.2mm2以下であることが好ましい。
Alternatively, in the above structure, a plurality of openings of the container are arranged in a dispersed manner, and the size of the effective portion of each opening is calculated by converting the cross section into a circle and the diameter thereof is larger than the diameter of mercury atom. It is preferable that the total effective area of each opening is 0.2 mm 2 or less.

【0017】また、前記容器は多孔質ガラスであること
が好ましい。
The container is preferably made of porous glass.

【0018】または、上記構成において、前記バリア手
段はアマルガムの表面に被着された複数の貫通孔を有す
る微粒子の集合体であり、前記各貫通孔の有効部分の大
きさは、その断面を円形に換算して、その直径が水銀原
子の直径よりも大きく、全有効面積が0.2mm2以下
であることが好ましい。
Alternatively, in the above structure, the barrier means is an aggregate of fine particles having a plurality of through holes attached to the surface of the amalgam, and the size of the effective portion of each through hole has a circular cross section. It is preferable that the diameter is larger than the diameter of mercury atom and the total effective area is 0.2 mm 2 or less.

【0019】また、前記微粒子は、ゼオライト、タル
ク、ガラス粉及び酸化物微粒子から選択されたいずれか
であることが好ましい。さらに、前記酸化物は、酸化チ
タン、酸化アルミニウム、酸化硅素、酸化マグネシウム
及び希土類金属酸化物から選ばれたいずれかの酸化物又
は2以上の複合酸化物であることが好ましい。
The fine particles are preferably selected from zeolite, talc, glass powder and oxide fine particles. Further, the oxide is preferably any oxide selected from titanium oxide, aluminum oxide, silicon oxide, magnesium oxide and rare earth metal oxides or a composite oxide of two or more.

【0020】上記各構成において、前記アマルガムは、
ビスマス、インジウム、錫、鉛、亜鉛及び銀から選択さ
れた少なくともいずれか1つの金属を含む合金を基体金
属とすることが好ましい。
In each of the above constitutions, the amalgam is
The base metal is preferably an alloy containing at least one metal selected from bismuth, indium, tin, lead, zinc and silver.

【0021】また、前記発光管は、略球形の外壁及び略
筒状の内壁との間に前記放電空間が形成され、前記内壁
の内側に形成される中空部分に前記放電空間に接続され
た細管が設けられ、前記コイルは前記細管の外周部に巻
回されていることが好ましい。
In the arc tube, the discharge space is formed between a substantially spherical outer wall and a substantially cylindrical inner wall, and a thin tube connected to the discharge space in a hollow portion formed inside the inner wall. Is preferably provided, and the coil is wound around the outer peripheral portion of the thin tube.

【0022】また、前記アマルガムは前記細管の内部に
設けられていることが好ましい。
The amalgam is preferably provided inside the thin tube.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】以下、本発明の無電極型放電ラン
プについて図1及び図2を用いて説明する。図1は本発
明の無電極型放電ランプの一実施形態の構成を示す部分
断面図であり、図2は図1におけるアマルガム及びその
容器の詳細を示す拡大断面図である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The electrodeless discharge lamp of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 is a partial cross-sectional view showing the configuration of an embodiment of the electrodeless discharge lamp of the present invention, and FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view showing details of the amalgam and its container in FIG.

【0024】図1に示すように、本発明の無電極型蛍光
ランプは、外壁16bが略球形で、内壁16cが略筒状
であり、外壁16bと内壁16cとの間に放電空間16
aが形成された発光管16と、筒状の内壁16cの内側
に形成される中空部分16dのほぼ中央部に設けられた
細管4と、細管4の外周部に巻回された空芯コイル12
と、細管4の内部に設けられたアマルガム1及びそのガ
ラス容器2等で構成されている。発光管16の内面(外
壁16b及び内壁16cの内面)には蛍光体5が被着さ
れ、細管4と放電空間16aとは空間的に連通されてい
る。ガラス容器2の内部には、約3重量%の水銀を含有
し、ビスマスとインジウムの合金を基体金属とするアマ
ルガム1が収納されている。コイル12に高周波電流を
印加することにより、電磁エネルギーが放電空間16a
内に投入され、高周波放電によりランプを点灯させる。
As shown in FIG. 1, in the electrodeless fluorescent lamp of the present invention, the outer wall 16b has a substantially spherical shape, the inner wall 16c has a substantially cylindrical shape, and the discharge space 16 is provided between the outer wall 16b and the inner wall 16c.
a, the arc tube 16 in which the a is formed, the thin tube 4 provided substantially at the center of the hollow portion 16d formed inside the cylindrical inner wall 16c, and the air-core coil 12 wound around the outer periphery of the thin tube 4
And an amalgam 1 provided inside the thin tube 4 and its glass container 2 and the like. A phosphor 5 is attached to the inner surface of the arc tube 16 (the inner surfaces of the outer wall 16b and the inner wall 16c), and the thin tube 4 and the discharge space 16a are spatially connected to each other. An amalgam 1 containing about 3% by weight of mercury and having an alloy of bismuth and indium as a base metal is housed inside a glass container 2. By applying a high frequency current to the coil 12, electromagnetic energy is generated in the discharge space 16a.
It is thrown in and the lamp is lit by high frequency discharge.

【0025】ガラス容器2は、ランプの点灯及び消灯に
伴って、水銀原子がアマルガム1と放電空間16aとの
間を往復移動することを制限する(水銀原子の移動のコ
ンダクタンスを小さくする)ためのバリアとして機能す
る。図2に示すように、ガラス容器2の内壁は、アマル
ガム1と放電空間16aとを遮るようにアマルガム1に
密着している。ガラス容器2は、長さ約10mmであ
り、片側の先端には開口直径約0.1mmの開口部3を
有し、ガラス容器2は開口部3を低温側(空芯コイル1
2から遠い側)にして細管4に封入されている。
The glass container 2 is for limiting the reciprocal movement of mercury atoms between the amalgam 1 and the discharge space 16a (reducing the conductance of movement of mercury atoms) as the lamp is turned on and off. Functions as a barrier. As shown in FIG. 2, the inner wall of the glass container 2 is in close contact with the amalgam 1 so as to block the amalgam 1 and the discharge space 16a. The glass container 2 has a length of about 10 mm, and has an opening 3 having an opening diameter of about 0.1 mm at one end thereof. The glass container 2 has the opening 3 on the low temperature side (air core coil 1).
The side farther from 2) is enclosed in the thin tube 4.

【0026】次に、本発明の動作原理を説明する。コイ
ル12に印加された高周波電流により、放電空間16a
内に電磁エネルギーが供給され、アマルガム1の内部に
渦電流が発生し、アマルガム1が加熱される。アマルガ
ム1が固相から液相に変化すると、アマルガム1から水
銀原子が放電空間16a中に飛出す。長時間連続して点
灯されている状態では、放電空間16a中の水銀蒸気圧
はほぼ最適な状態に維持され、最大光束に近い光束が得
られる。そして、放電空間16aで消費された水銀の量
とほぼ同じ量だけアマルガム1から放電空間16a内に
供給される。
Next, the operating principle of the present invention will be described. Due to the high frequency current applied to the coil 12, the discharge space 16a
Electromagnetic energy is supplied into the amalgam 1, and an eddy current is generated inside the amalgam 1 to heat the amalgam 1. When the amalgam 1 changes from the solid phase to the liquid phase, mercury atoms are ejected from the amalgam 1 into the discharge space 16a. In a state where the discharge space 16a is continuously lit for a long time, the mercury vapor pressure in the discharge space 16a is maintained at an almost optimum state, and a luminous flux close to the maximum luminous flux is obtained. Then, almost the same amount of mercury consumed in the discharge space 16a is supplied from the amalgam 1 into the discharge space 16a.

【0027】放電ランプの点灯中に、放電空間16aに
最適量存在した水銀原子は、消灯後、温度の低下ととも
にアマルガム1へ移動を開始する。しかし、放電空間1
6aと直接接するアマルガム1の部分は、容器2の開口
部3に面する部分だけであり、その直径が約0.1mm
という極微小面積である。そのため、水銀原子移動のコ
ンダクタンスが小さく、多数の水銀原子がアマルガム1
に到達する以前にアマルガム1が固着する。そのため、
アマルガム1の内部への水銀原子の拡散速度は極めて遅
くなる。また、アマルガム1が固化した後、水銀原子は
アマルガム1のその極微小表面にのみ吸着する。そのた
め、アマルガム1の放電空間16aと接する界面での水
銀濃度はアマルガム1の他の部分に比べて極めて高くな
り、その部分の水銀蒸気圧は上昇する。その結果、放電
空間16a中に多数の水銀原子が残留することになり、
次回点灯時の初期光束をその分高めることができる。
During the lighting of the discharge lamp, the mercury atoms present in the discharge space 16a in an optimum amount start moving to the amalgam 1 as the temperature decreases after the light is turned off. However, the discharge space 1
The portion of the amalgam 1 that is in direct contact with 6a is only the portion that faces the opening 3 of the container 2 and has a diameter of approximately 0.1 mm.
That is an extremely small area. Therefore, the conductance of mercury atom transfer is small, and many mercury atoms have amalgam 1.
Amalgam 1 gets stuck before it reaches. for that reason,
The diffusion rate of mercury atoms into the amalgam 1 becomes extremely slow. Further, after the amalgam 1 is solidified, mercury atoms are adsorbed only on the extremely small surface of the amalgam 1. Therefore, the mercury concentration at the interface of the amalgam 1 in contact with the discharge space 16a becomes extremely higher than that of the other parts of the amalgam 1, and the mercury vapor pressure at that part increases. As a result, a large number of mercury atoms remain in the discharge space 16a,
The initial luminous flux at the next lighting can be increased accordingly.

【0028】なお、上記説明では、バリアとしてガラス
容器2を用い、ガラス容器2の開口部3の直径が約0.
1mmの場合について説明したが、ガラス容器2の開口
部3の面積が小さければ小さいほど、放電空間に存在す
べき水銀原子を残存させることができ、点灯時の立ち上
がり光束を高く維持することができる。すなわち、容器
2の開口部3は、少なくとも水銀原子が開口部3を通っ
て放電空間16aに移動できればよい。従って、開口部
3の有効部分の大きさは、その断面を円形に換算して、
その直径が水銀原子の直径よりも大きくなければならな
い。一方、ガラス容器2の開口部3の大きさが、同じ面
積の円形に換算してその直径が約0.5mmの場合にお
いても、従来例に比べて点灯時の立ち上がり光束を高く
維持することが可能である。一般に、前者の場合、容器
2の製造が困難となり、コストが増加するが、再点灯初
期における光束の立ち上がりを大幅に改善する(放電ラ
ンプの輝度を高くする)ことができる。一方、後者の場
合、容器2の製造は比較的容易であるが、再点灯初期に
おける光束の立ち上がりは前者に比べてやや劣る。いず
れを選択するかは、その目的や放電ランプのコストパフ
ォーマンスによる。
In the above description, the glass container 2 is used as the barrier, and the diameter of the opening 3 of the glass container 2 is about 0.
Although the case of 1 mm has been described, the smaller the area of the opening 3 of the glass container 2 is, the more mercury atoms that should exist in the discharge space can remain, and the rising luminous flux during lighting can be maintained high. . That is, in the opening 3 of the container 2, it is sufficient that at least mercury atoms can move to the discharge space 16a through the opening 3. Therefore, the size of the effective portion of the opening 3 is calculated by converting the cross section into a circle,
Its diameter must be larger than that of mercury atoms. On the other hand, even when the size of the opening 3 of the glass container 2 is converted into a circle having the same area and the diameter thereof is about 0.5 mm, the rising luminous flux at the time of lighting can be maintained higher than in the conventional example. It is possible. Generally, in the former case, the manufacturing of the container 2 becomes difficult and the cost increases, but the rise of the luminous flux in the initial stage of relighting can be significantly improved (the brightness of the discharge lamp can be increased). On the other hand, in the latter case, the container 2 is relatively easy to manufacture, but the rising of the luminous flux in the initial stage of relighting is slightly inferior to the former case. Which one is selected depends on the purpose and cost performance of the discharge lamp.

【0029】また、図3に示すように、ガラス容器2の
開口部3に、アマルガム1と接するように、複数の貫通
孔を有する多孔質フィルター13を設けてもよい。この
場合、容器2の材質、形状、製造コスト等により、開口
部3を上記所定の大きさに加工することが困難な場合に
特に有効である。あるいは、図4に示すように、容器2
を多孔質ガラスで形成し、アマルガム1の全体を覆うよ
うに構成してもよい。多孔質フィルター13又は多孔質
ガラス容器2の各貫通孔の有効部分の大きさは、その断
面を円形に換算して、その直径が水銀原子の直径よりも
大きく、全有効面積が0.2mm2以下であることが好
ましい。これにより、上記容器2の開口部3の数値例と
同様の開口面積を確保することができる。多孔質フィル
ター13の材料としては、ゼオライトや多孔質ガラス等
の他に、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化硅素、酸
化マグネシウムや希土類金属酸化物から選ばれた単一酸
化物や複合酸化物の微粒子酸化物の集合体を用いること
ができる。
Further, as shown in FIG. 3, a porous filter 13 having a plurality of through holes may be provided in the opening 3 of the glass container 2 so as to be in contact with the amalgam 1. In this case, it is particularly effective when it is difficult to process the opening 3 into the predetermined size due to the material, shape, manufacturing cost, etc. of the container 2. Alternatively, as shown in FIG.
May be formed of porous glass so as to cover the entire amalgam 1. The size of the effective portion of each through hole of the porous filter 13 or the porous glass container 2 has a diameter larger than the diameter of mercury atom and a total effective area of 0.2 mm 2 when the cross section is converted into a circle. The following is preferable. Thereby, the same opening area as the numerical example of the opening 3 of the container 2 can be secured. As the material of the porous filter 13, in addition to zeolite, porous glass, etc., fine particles of a single oxide or a composite oxide selected from titanium oxide, aluminum oxide, silicon oxide, magnesium oxide and rare earth metal oxides. A collection of objects can be used.

【0030】このような構成により、放電ランプ消灯後
における水銀原子移動のコンダクタンスをより小さくす
ることができ、水銀原子のアマルガム1への戻りをかな
り抑制することができる。また、多孔質フィルター13
がアマルガム1に密着しているため、多孔質フィルター
13を構成する微粒子が擬似核となり、アマルガム1の
過冷却現象を抑制し、アマルガム1の液相から固相への
変化を容易にすることができる(特開昭63−2847
48号公報参照)。
With such a structure, the conductance of mercury atom transfer after the discharge lamp is turned off can be further reduced, and the return of mercury atoms to the amalgam 1 can be considerably suppressed. In addition, the porous filter 13
Adhere to the amalgam 1, so that the fine particles forming the porous filter 13 serve as pseudo nuclei to suppress the supercooling phenomenon of the amalgam 1 and facilitate the change of the amalgam 1 from the liquid phase to the solid phase. Yes (Japanese Patent Laid-Open No. 63-2847
48).

【0031】または、図5に示すように、アマルガム1
の表面に微粒子の集合体9をアマルガム1に被着しても
同様の効果が得られる。微粒子の集合体9は、例えば揮
発性溶剤で分散させたタルク微粉末の分散液をアマルガ
ム1の表面に吹き付けることにより形成する。微粒子の
集合体9の平均粒径は約0.1μmであり、その付着量
は約1mg/cm2である。微粒子の集合体9の各微粒
子の隙間に形成された貫通孔の大きさは、各貫通孔の断
面を円形に換算して、その直径が水銀原子の直径よりも
大きく、全開口面積が0.2mm2以下となるように、
アマルガム1の大きさ及び微粒子の集合体9の密度等が
選択されている。この微粒子の集合体9の全開口面積
は、アマルガム1中の水銀原子が蛍光ランプ点灯中に、
放電空間6aに供給されることを可能にし、かつ、蛍光
ランプ消灯後、アマルガム1が固化するまでに、放電空
間6aに存在した水銀原子がアマルガム1に戻ることを
実質的に防止し得る大きさである。
Alternatively, as shown in FIG. 5, amalgam 1
The same effect can be obtained by depositing the agglomerate 9 of fine particles on the surface of the amalgam 1. The aggregate 9 of fine particles is formed, for example, by spraying a dispersion liquid of talc fine powder dispersed in a volatile solvent onto the surface of the amalgam 1. The average particle size of the aggregate 9 of fine particles is about 0.1 μm, and the adhered amount thereof is about 1 mg / cm 2 . The size of the through-holes formed in the gaps between the respective fine particles in the aggregate 9 of fine particles is such that the diameter of each through-hole is larger than the diameter of mercury atom and the total opening area is 0. To be less than 2 mm 2 .
The size of the amalgam 1 and the density of the aggregates 9 of fine particles are selected. The total opening area of the aggregate 9 of fine particles is determined by the fact that the mercury atoms in the amalgam 1 are in the fluorescent lamp lighting state.
A size that enables the supply to the discharge space 6a and substantially prevents mercury atoms existing in the discharge space 6a from returning to the amalgam 1 before the amalgam 1 solidifies after the fluorescent lamp is turned off. Is.

【0032】なお、微粒子の集合体9の材料としては、
タルク微粉末の他に、酸化チタン、酸化アルミニウム、
酸化硅素、酸化マグネシウム及び希土類金属酸化物から
選ばれた単一酸化物又は2以上の複合酸化物、あるいは
ゼオライトやガラス粉等を微粒子酸化物を使用すること
ができる。また、アマルガム1の基体金属として、ビス
マスとインジウムの合金の他に、ビスマス、インジウ
ム、錫、鉛、亜鉛、銀のいずれかの金属を含む合金や、
これらのうちから選択された2種以上の金属の合金を用
いてもよい。基体金属を適宜選択することにより、アマ
ルガム1の液相と固相の変化点を所望の温度に設定する
ことができる。
As a material for the aggregate 9 of fine particles,
In addition to talc fine powder, titanium oxide, aluminum oxide,
A single oxide or two or more composite oxides selected from silicon oxide, magnesium oxide and rare earth metal oxides, or fine particle oxides such as zeolite and glass powder can be used. Further, as the base metal of the amalgam 1, in addition to an alloy of bismuth and indium, an alloy containing any metal of bismuth, indium, tin, lead, zinc and silver,
You may use the alloy of 2 or more types of metals selected from these. By appropriately selecting the base metal, the change point between the liquid phase and the solid phase of the amalgam 1 can be set to a desired temperature.

【0033】[0033]

【発明の効果】以上のように、本発明の無電極型放電ラ
ンプは、内面に蛍光体層が設けられた発光管と、発光管
の外部から電磁エネルギーを注入するためのコイルと、
発光管により形成される放電空間の電磁エネルギーを受
ける位置に設けられた水銀を含有するアマルガムと、ア
マルガムと放電空間との間を放電ランプの点灯と消灯に
伴って往復する水銀原子の移動を制限するバリア手段と
を具備し、バリア手段は、その開口部を除いて、アマル
ガムと放電空間とを遮るようにアマルガムに密着するよ
うに設けられ、バリア手段の開口部の面積はアマルガム
中の水銀原子が蛍光ランプ点灯中に、放電空間に供給さ
れることを可能にし、かつ、蛍光ランプ消灯後アマルガ
ムが固化するまでに、放電空間に存在した水銀原子がア
マルガムに戻ることを実質的に防止し得る大きさであ
る。そのため、放電ランプ点灯後放電空間内に拡散した
水銀蒸気は、放電ランプ消灯後、バリア手段によりアマ
ルガムに戻ることを制限され、大部分の水銀原子がその
まま放電空間中に残留する。従って、放電ランプ再点灯
初期において放電空間内の水銀蒸気圧が一定値以上に維
持され、再点灯直後の光束立ち上がりが急峻となり、十
分な光束を確保することができる。また、放電ランプ点
灯中もアマルガムによって消耗された水銀蒸気が補充さ
れ、放電空間内で一定の水銀蒸気圧が維持される結果、
点灯開始から消灯まで十分な光束を確保することができ
る。
As described above, the electrodeless discharge lamp of the present invention comprises an arc tube having a phosphor layer on its inner surface, and a coil for injecting electromagnetic energy from the outside of the arc tube.
Amalgam containing mercury provided at a position to receive electromagnetic energy of the discharge space formed by the arc tube and movement of mercury atoms that reciprocate between the amalgam and the discharge space when the discharge lamp is turned on and off The barrier means is provided so as to be in close contact with the amalgam so as to block the amalgam and the discharge space except the opening, and the area of the opening of the barrier means is the mercury atom in the amalgam. While the fluorescent lamp is lit, it is possible to be supplied to the discharge space, and by the time the amalgam is solidified after the fluorescent lamp is turned off, mercury atoms present in the discharge space can be substantially prevented from returning to the amalgam. It is the size. Therefore, the mercury vapor diffused in the discharge space after the discharge lamp is turned on is restricted from returning to the amalgam by the barrier means after the discharge lamp is turned off, and most of the mercury atoms remain in the discharge space. Therefore, the mercury vapor pressure in the discharge space is maintained at a certain value or higher in the initial stage of relighting of the discharge lamp, the rise of the luminous flux becomes sharp immediately after relighting, and a sufficient luminous flux can be secured. Also, as the mercury vapor consumed by the amalgam is replenished while the discharge lamp is lit, a constant mercury vapor pressure is maintained in the discharge space,
It is possible to secure a sufficient luminous flux from the start of lighting to the extinction.

【0034】また、バリア手段として1つの開口を有す
る容器を用い、その開口の有効部分の大きさを、その断
面を円形に換算して、その直径が水銀原子の直径よりも
大きく0.5mm以下とすることにより、放電ランプ消
灯後に、アマルガムへ戻ろうとする水銀原子をアマルガ
ム表面の貫通孔近傍に集中させることができるととも
に、その移動速度を遅くすることができる。その結果、
全ての水銀原子がアマルガムに戻るよりも先にアマルガ
ムが固化し、多数の水銀原子を放電空間に残留させるこ
とができる。
Further, a container having one opening is used as the barrier means, and the size of the effective portion of the opening is converted into a circular cross section, and the diameter thereof is larger than the diameter of mercury atom and is 0.5 mm or less. By so doing, it is possible to concentrate the mercury atoms that try to return to the amalgam near the through holes on the surface of the amalgam after the discharge lamp is turned off, and to slow the moving speed thereof. as a result,
The amalgam solidifies before all the mercury atoms return to the amalgam, and a large number of mercury atoms can remain in the discharge space.

【0035】また、容器の管軸方向の長さを、管軸方向
に直交する方向における最大幅よりも長くし、開口部を
管軸方向の先端に設け、放電空間の最冷部又はその近傍
に設けることにより、アマルガムの内、容器の開口部近
傍の部分が先に固化し、アマルガム全体が固化するより
も先に水銀原子のアマルガム内部への拡散を阻止するこ
とができる。
Further, the length of the vessel in the tube axis direction is longer than the maximum width in the direction orthogonal to the tube axis direction, the opening is provided at the tip in the tube axis direction, and the coldest portion of the discharge space or its vicinity is provided. By providing the above, the portion of the amalgam in the vicinity of the opening of the container is solidified first, and the diffusion of mercury atoms into the amalgam can be prevented before the solidification of the entire amalgam.

【0036】また、容器の管軸方向の長さを5mm以上
15mm以下とすることにより、アマルガムが固化する
前にアマルガムに戻った水銀原子をアマルガム内に均一
に拡散させうる拡散距離を確保することができる。
Further, by ensuring that the length of the container in the tube axis direction is 5 mm or more and 15 mm or less, a diffusion distance is ensured so that the mercury atoms returned to the amalgam before it solidifies can be uniformly diffused in the amalgam. You can

【0037】また、容器の管軸方向の先端に設けられた
開口部を、その反対側よりも低温側に配することによ
り、放電ランプ消灯後に、開口部近傍のアマルガムを先
に固着させることができる。
Further, by arranging the opening provided at the tip of the container in the tube axis direction on the lower temperature side than the opposite side, the amalgam near the opening can be fixed first after the discharge lamp is turned off. it can.

【0038】さらに、容器の開口部に、複数の貫通孔を
有する多孔質フィルターをアマルガムに接して設け、貫
通孔の有効部分の大きさを、その断面を円形に換算し
て、その直径が水銀原子の直径よりも大きく、全有効面
積が0.2mm2以下とすることにより、多孔質フィル
ターがバリアとして機能し、放電ランプ消灯後、アマル
ガムに戻ろうとする水銀原子の移動を制限し、放電ラン
プ再点灯時において放電空間に多数の水銀原子を残留さ
せることができる。さらに、容器の材質や形状等により
容器の開口部を所定の大きさにすることが困難な場合に
も、多孔質フィルターによりその開口部の有効面積を所
定の数値範囲内に制御することができる。
Furthermore, a porous filter having a plurality of through holes is provided in contact with the amalgam at the opening of the container, and the size of the effective portion of the through holes is converted into a circular cross section, and the diameter thereof is mercury. By making the total effective area smaller than the diameter of the atoms and 0.2 mm 2 or less, the porous filter functions as a barrier, limiting the movement of mercury atoms that try to return to the amalgam after the discharge lamp is turned off. A large number of mercury atoms can remain in the discharge space during relighting. Further, even when it is difficult to make the opening of the container a predetermined size due to the material and shape of the container, the effective area of the opening can be controlled within the predetermined numerical range by the porous filter. .

【0039】また、多孔質フィルターの材料として、ゼ
オライト、多孔質ガラス及び微粒子酸化物から選択され
たいずれかの集合体を用いることにより、容易に所定の
有効開口面積を得ることができるとともに、多孔質フィ
ルターを構成する微粒子が疑似核となり、アマルガムの
過冷却現象を抑制し、アマルガムの液相から固相への変
化を容易にすることができる。
By using an aggregate selected from zeolite, porous glass and fine particle oxides as the material of the porous filter, it is possible to easily obtain a predetermined effective opening area and The fine particles constituting the quality filter serve as pseudo nuclei to suppress the supercooling phenomenon of the amalgam and facilitate the change of the amalgam from the liquid phase to the solid phase.

【0040】また、容器をガラス製とすることにより、
容易に容器及びその開口部を所望する形状及び大きさに
成形することができる。
By using a glass container,
The container and its opening can be easily formed into a desired shape and size.

【0041】または、容器の開口部を分散して複数配置
し、各開口部分の有効部の大きさを、その断面を円形に
換算して、その直径が水銀原子の直径よりも大きく、各
開口部の全有効面積は0.2mm2以下とすることによ
り、同様に、放電ランプ消灯後に、アマルガムへ戻ろう
とする水銀原子をアマルガム表面の貫通孔近傍に集中さ
せることができるとともに、その移動速度を遅くするこ
とができる。その結果、全ての水銀原子がアマルガムに
戻るよりも先にアマルガムが固化し、多数の水銀原子を
放電空間に残留させることができる。また、容器を多孔
質ガラスで形成することにより、特別な細工を施すこと
なく、開口部を分散させた容器を得ることができる。
Alternatively, a plurality of opening portions of the container are dispersed and arranged, and the size of the effective portion of each opening portion is converted into a circular cross section, and the diameter is larger than the diameter of the mercury atom. By setting the total effective area of the part to 0.2 mm 2 or less, similarly, after turning off the discharge lamp, the mercury atoms that are going to return to the amalgam can be concentrated near the through hole on the surface of the amalgam, and the moving speed thereof can be increased. Can be late. As a result, the amalgam solidifies before all the mercury atoms return to the amalgam, and a large number of mercury atoms can remain in the discharge space. In addition, by forming the container with porous glass, it is possible to obtain a container in which the openings are dispersed without performing any special work.

【0042】または、バリア手段としてアマルガムの表
面に被着された複数の貫通孔を有する微粒子の集合体を
用い、各貫通孔の有効部分の大きさを、その断面を円形
に換算して、その直径が水銀原子の直径よりも大きく、
全有効面積が0.2mm2以下とすることによっても、
同様に、放電ランプ消灯後に、アマルガムへ戻ろうとす
る水銀原子をアマルガム表面の貫通孔近傍に集中させる
ことができるとともに、その移動速度を遅くすることが
できる。その結果、全ての水銀原子がアマルガムに戻る
よりも先にアマルガムが固化し、多数の水銀原子を放電
空間に残留させることができる。また、微粒子として、
ゼオライト、タルク、ガラス粉及び酸化物微粒子から選
択されたいずれかを用い、さらに、酸化物としては、酸
化チタン、酸化アルミニウム、酸化硅素、酸化マグネシ
ウム及び希土類金属酸化物から選ばれたいずれかの酸化
物又は2以上の複合酸化物を用いることにより、これら
の微粒子が疑似核となり、アマルガムの過冷却現象を抑
制し、アマルガムの液相から固相への変化を容易にする
ことができる。
Alternatively, an aggregate of fine particles having a plurality of through holes attached to the surface of the amalgam is used as the barrier means, and the size of the effective portion of each through hole is converted into a circular cross section, The diameter is larger than the diameter of mercury atom,
By setting the total effective area to 0.2 mm 2 or less,
Similarly, after the discharge lamp is turned off, the mercury atoms that try to return to the amalgam can be concentrated near the through holes on the surface of the amalgam and the moving speed thereof can be slowed down. As a result, the amalgam solidifies before all the mercury atoms return to the amalgam, and a large number of mercury atoms can remain in the discharge space. Also, as fine particles,
Any one selected from zeolite, talc, glass powder and oxide fine particles is used, and as the oxide, any oxide selected from titanium oxide, aluminum oxide, silicon oxide, magnesium oxide and rare earth metal oxides is used. By using a substance or a composite oxide of two or more, these fine particles serve as pseudo nuclei, suppress the supercooling phenomenon of the amalgam, and facilitate the change of the amalgam from the liquid phase to the solid phase.

【0043】また、アマルガムの基体金属として、ビス
マス、インジウム、錫、鉛、亜鉛及び銀から選択された
少なくともいずれか1つの金属を含む合金を用いること
により、アマルガムが液相から固相へまたはその逆に変
化する温度を任意に選択することができる。
Further, by using an alloy containing at least one metal selected from bismuth, indium, tin, lead, zinc and silver as the base metal of the amalgam, the amalgam is changed from a liquid phase to a solid phase or its solid phase. On the contrary, the changing temperature can be arbitrarily selected.

【0044】また、発光管として、略球形の外壁及び略
筒状の内壁との間に放電空間が形成されたものを用い、
内壁の内側に形成される中空部分に放電空間に接続され
た細管を設け、コイルを細管の外周部に巻回することに
より、無電極型放電ランプの構成を簡単かつ小型にする
ことができるとともに、発光管の外壁がそのまま電球型
放電ランプの外形をなし、球形のカバーを不要とするこ
とができる。また、アマルガムを細管の内部に設けるこ
とにより、コイルに高周波電流を印加すると、誘導起電
力によりアマルガム内部に渦電流が発生し、容易にアマ
ルガムを固相から液相に変化させることができ、アマル
ガムから放電空間への水銀原子の供給が容易になる。
As the arc tube, one having a discharge space formed between a substantially spherical outer wall and a substantially cylindrical inner wall is used.
By providing a thin tube connected to the discharge space in the hollow portion formed inside the inner wall and winding the coil around the outer circumference of the thin tube, the structure of the electrodeless discharge lamp can be made simple and compact. The outer wall of the arc tube directly forms the outer shape of the bulb-type discharge lamp, and the spherical cover can be eliminated. Further, by providing the amalgam inside the thin tube, when a high-frequency current is applied to the coil, an eddy current is generated inside the amalgam due to the induced electromotive force, and the amalgam can be easily changed from the solid phase to the liquid phase. To facilitate the supply of mercury atoms to the discharge space.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の無電極型放電ランプの一実施形態の構
成を示す一部切側面図
FIG. 1 is a partial cutaway side view showing the configuration of an embodiment of an electrodeless discharge lamp of the present invention.

【図2】図1に示すアマルガム及びその容器の詳細を示
す断面図
FIG. 2 is a cross-sectional view showing details of the amalgam and its container shown in FIG.

【図3】アマルガム及びその容器の別の構成例を示す断
面図
FIG. 3 is a cross-sectional view showing another configuration example of an amalgam and its container.

【図4】アマルガム及びその容器のさらに別の構成例を
示す断面図
FIG. 4 is a cross-sectional view showing still another configuration example of an amalgam and its container.

【図5】アマルガム及びそれに被着された微粒子の集合
体の詳細を示す拡大断面図
FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view showing details of an amalgam and an aggregate of fine particles adhered thereto.

【図6】第1の従来例の蛍光ランプの発光管を示す一部
切側面図
FIG. 6 is a partially cutaway side view showing an arc tube of a fluorescent lamp of a first conventional example.

【図7】第2の従来例の蛍光ランプの発光管を示す一部
切側面図
FIG. 7 is a partially cutaway side view showing an arc tube of a fluorescent lamp of a second conventional example.

【図8】図7に示す第2の従来例における主アマルガム
を収納した容器の詳細を示す拡大断面図
FIG. 8 is an enlarged cross-sectional view showing details of a container accommodating a main amalgam in the second conventional example shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 :アマルガム 2 :容器 3 :開口部 4 :細管 5 :蛍光体層 9 :微粒子の集合体 16 :発光管 16a:放電空間 12 :コイル 13 :多孔質フィルター 1: Amalgam 2: Container 3: Opening 4: Capillary tube 5: Phosphor layer 9: Aggregate of fine particles 16: Arc tube 16a: Discharge space 12: Coil 13: Porous filter

─────────────────────────────────────────────────────
─────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成9年8月25日[Submission date] August 25, 1997

【手続補正1】[Procedure amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0001[Correction target item name] 0001

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は無電極型放電ランプ
に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrodeless discharge lamp.

【手続補正2】[Procedure amendment 2]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0008[Correction target item name] 0008

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0008】また、第2の従来例の場合、主アマルガム
1は容器10の内部に収納されているものの、容器10
の開口部10aを介して主アマルガム1のほぼ全表面が
放電空間6aに露出され、その表面積は比較的大きい。
そのため、蛍光ランプの消灯後、放電空間6a中の水銀
原子が開口部10aを通って容器10中の主アマルガム
1に帰還し、主アマルガム1の表面に吸着される。その
ため、放電空間6aに残存する水銀原子の量はきわめて
少ない。従って、第2の従来例の蛍光ランプの再点灯初
期において、放電空間6a中の水銀蒸気圧を所定値以上
に維持することは困難であるという問題点を有してい
た。
In the case of the second conventional example, although the main amalgam 1 is stored inside the container 10,
Substantially the entire surface of the main amalgam 1 is exposed to the discharge space 6a through the opening 10a, and its surface area is relatively large.
Therefore, after turning off the fluorescent lamps, mercury atoms in the discharge electric space 6a is fed back to the main amalgam 1 in the container 10 through the opening 10a, it is adsorbed on the surface of the main amalgam 1. Therefore, the amount of mercury atoms remaining in the discharge space 6a is extremely small. Therefore, there is a problem that it is difficult to maintain the mercury vapor pressure in the discharge space 6a at a predetermined value or higher at the initial stage of relighting of the fluorescent lamp of the second conventional example.

【手続補正3】[Procedure 3]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0009[Correction target item name] 0009

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0009】本発明は上記従来例の問題を解決するため
になされたものであり、瞬時に点灯可能であって、補助
アマルガムを用いることなく点灯初期から消灯まで一定
以上の明るさを維持することが可能な無電極放電ランプ
を提供することを目的としている。
[0009] The present invention has been made to solve the above prior art problems, an instant at illuminable, maintaining a certain level of brightness to off from the initial lighting without using an auxiliary amalgam It is an object of the present invention to provide an electrodeless discharge lamp capable of

【手続補正4】[Procedure amendment 4]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0026[Correction target item name] 0026

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0026】次に、本発明の動作原理を説明する。コイ
ル12に印加された高周波電流により、放電空間16a
内に電磁エネルギーが供給され、その点灯によってアマ
ルガム1が加熱される。長時間連続して点灯されている
状態では、放電空間16a中の水銀蒸気圧はアマルガム
によってほぼ最適な状態に維持され、最大光束に近い光
束が得られる。そして、放電空間16aで消費された水
銀の量とほぼ同じ量だけアマルガム1から放電空間16
a内に供給される。
Next, the operating principle of the present invention will be described. Due to the high frequency current applied to the coil 12, the discharge space 16a
Electromagnetic energy is supplied to the inside, and the lighting thereof heats the amalgam 1 . In the state of being lit continuously long time, the mercury vapor pressure in the discharge space 16a amalgam
It is maintained substantially optimal state by the light beam is obtained close to the maximum luminous flux. The amount of mercury consumed in the discharge space 16a is almost the same as the amount of mercury consumed in the discharge space 16a.
a.

【手続補正5】[Procedure Amendment 5]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0027[Correction target item name] 0027

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0027】放電ランプの点灯中に、放電空間16aに
最適量存在した水銀原子は、消灯後、温度の低下ととも
にアマルガム1へ移動を開始する。しかし、放電空間1
6aと直接接するアマルガム1の部分は、容器2の開口
部3に面する部分だけであり、その直径が約0.1mm
という極微小面積である。そのため、水銀原子移動のコ
ンダクタンスが小さく、多数の水銀原子がアマルガム1
に到達する以前にアマルガム1が固する。そのため、
アマルガム1の内部への水銀原子の拡散速度は極めて遅
くなる。また、アマルガム1が固化した後、水銀原子は
アマルガム1のその極微小表面にのみ吸着する。そのた
め、アマルガム1の放電空間16aと接する界面での水
銀濃度はアマルガム1の他の部分に比べて極めて高くな
り、その部分の水銀蒸気圧は上昇する。その結果、放電
空間16a中に多数の水銀原子が残留することになり、
次回点灯時の初期光束をその分高めることができる。
During the lighting of the discharge lamp, the mercury atoms present in the discharge space 16a in an optimum amount start moving to the amalgam 1 as the temperature decreases after the light is turned off. However, the discharge space 1
The portion of the amalgam 1 that is in direct contact with 6a is only the portion that faces the opening 3 of the container 2 and has a diameter of approximately 0.1 mm.
That is an extremely small area. Therefore, the conductance of mercury atom transfer is small, and many mercury atoms have amalgam 1.
Amalgam 1 is the solid reduction prior to reaching the. for that reason,
The diffusion rate of mercury atoms into the amalgam 1 becomes extremely slow. Further, after the amalgam 1 is solidified, mercury atoms are adsorbed only on the extremely small surface of the amalgam 1. Therefore, the mercury concentration at the interface of the amalgam 1 in contact with the discharge space 16a becomes extremely higher than that of the other parts of the amalgam 1, and the mercury vapor pressure at that part increases. As a result, a large number of mercury atoms remain in the discharge space 16a,
The initial luminous flux at the next lighting can be increased accordingly.

【手続補正6】[Procedure correction 6]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0034[Correction target item name] 0034

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0034】また、バリア手段として1つの開口を有す
る容器を用い、その開口の有効部分の大きさを、その断
面を円形に換算して、その直径が水銀原子の直径よりも
大きく0.5mm以下とすることにより、放電ランプ消
灯後に、アマルガムへ戻ろうとする水銀原子の移動速度
を遅くすることができる。そのため、アマルガム表面の
貫通孔近傍に集中させることができる。その結果、多く
水銀原子がアマルガムに戻るよりも先にアマルガムが
固化し、多数の水銀原子を放電空間に残留させることが
できる。
Further, a container having one opening is used as the barrier means, and the size of the effective portion of the opening is converted into a circular cross section, and the diameter thereof is larger than the diameter of mercury atom and is 0.5 mm or less. by and, after the discharge lamp off, it is possible to slow down the speed of movement of the mercury atom to try to return to the amalgam. Therefore, the amalgam surface
It can be concentrated near the through hole. As a result, many
The amalgam is solidified before the mercury atoms of the above return to the amalgam, and a large number of mercury atoms can remain in the discharge space.

【手続補正7】[Procedure amendment 7]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0041[Correction target item name] 0041

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0041】または、容器の開口部を分散して複数配置
し、各開口部分の有効部の大きさを、その断面を円形に
換算して、その直径が水銀原子の直径よりも大きく、各
開口部の全有効面積は0.2mm2以下とすることによ
り、同様に、放電ランプ消灯後に、アマルガムへ戻ろう
とする水銀原子をアマルガム表面の貫通孔近傍に集中さ
せることができる。そのため、その移動速度を遅くする
ことができる。その結果、多くの水銀原子がアマルガム
に戻るよりも先にアマルガムが固化し、多数の水銀原子
を放電空間に残留させることができる。また、容器を多
孔質ガラスで形成することにより、特別な細工を施すこ
となく、開口部を分散させた容器を得ることができる。
Alternatively, a plurality of opening portions of the container are dispersed and arranged, and the size of the effective portion of each opening portion is converted into a circular cross section, and the diameter is larger than the diameter of the mercury atom. By setting the total effective area of the part to 0.2 mm 2 or less, similarly, after the discharge lamp is turned off, the mercury atoms that are going to return to the amalgam can be concentrated near the through hole on the amalgam surface . Therefore, the moving speed can be slowed down. As a result, the amalgam solidifies before many mercury atoms return to the amalgam, and many mercury atoms can remain in the discharge space. In addition, by forming the container with porous glass, it is possible to obtain a container in which the openings are dispersed without performing any special work.

【手続補正8】[Procedure amendment 8]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0042[Correction target item name] 0042

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0042】または、バリア手段としてアマルガムの表
面に被着された複数の貫通孔を有する微粒子の集合体を
用い、各貫通孔の有効部分の大きさを、その断面を円形
に換算して、その直径が水銀原子の直径よりも大きく、
全有効面積が0.2mm2以下とすることによっても、
同様に、放電ランプ消灯後に、アマルガムへ戻ろうとす
る水銀原子をアマルガム表面の貫通孔近傍に集中させる
ことができる。そのため、その移動速度を遅くすること
ができる。その結果、多くの水銀原子がアマルガムに戻
るよりも先にアマルガムが固化し、多数の水銀原子を放
電空間に残留させることができる。また、微粒子とし
て、ゼオライト、タルク、ガラス粉及び酸化物微粒子か
ら選択されたいずれかを用い、さらに、酸化物として
は、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化硅素、酸化マ
グネシウム及び希土類金属酸化物から選ばれたいずれか
の酸化物又は2以上の複合酸化物を用いることにより、
これらの微粒子が疑似核となり、アマルガムの過冷却現
象を抑制し、アマルガムの液相から固相への変化を容易
にすることができる。
Alternatively, an aggregate of fine particles having a plurality of through holes attached to the surface of the amalgam is used as the barrier means, and the size of the effective portion of each through hole is converted into a circular cross section, The diameter is larger than the diameter of mercury atom,
By setting the total effective area to 0.2 mm 2 or less,
Similarly, after the discharge lamp is turned off, the mercury atoms that are going to return to the amalgam can be concentrated near the through holes on the surface of the amalgam . Therefore , the moving speed can be slowed down. As a result, the amalgam solidifies before many mercury atoms return to the amalgam, and many mercury atoms can remain in the discharge space. Further, as the fine particles, any one selected from zeolite, talc, glass powder and oxide fine particles is used, and as the oxide, titanium oxide, aluminum oxide, silicon oxide, magnesium oxide and rare earth metal oxides are selected. By using any oxide or two or more composite oxides,
These fine particles serve as pseudo nuclei to suppress the supercooling phenomenon of the amalgam and facilitate the change of the amalgam from the liquid phase to the solid phase.

【手続補正9】[Procedure amendment 9]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0044[Correction target item name] 0044

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0044】また、発光管として、略球形の外壁及び略
筒状の内壁との間に放電空間が形成されたものを用い、
内壁の内側に形成される中空部分に放電空間に接続され
た細管を設け、コイルを細管の外周部に巻回することに
より、無電極型放電ランプの構成を簡単かつ小型にする
ことができる。また、アマルガムを細管の内部に設ける
ことにより、コイルに高周波電流を印加すると、誘導起
電力によりアマルガム内部に渦電流が発生し、容易にア
マルガムを固相から液相に変化させることができ、アマ
ルガムから放電空間への水銀原子の供給が容易になる。
As the arc tube, one having a discharge space formed between a substantially spherical outer wall and a substantially cylindrical inner wall is used.
The capillaries that are connected to the hollow portion in the discharge space formed inside the inner wall is provided, by winding the coil on the outer periphery of the tubule, Ru can be the configuration of the electrodeless discharge lamp in easy and compact . Also, by providing an amalgam inside the capillary, applying a high-frequency current to the coil, an induced electromotive force by the eddy current is generated inside the amalgam, easily can be changed amalgam from solid phase to liquid phase, The supply of mercury atoms from the amalgam to the discharge space becomes easy.

Claims (16)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 内面に蛍光体層が設けられた発光管と、
前記発光管の外部から電磁エネルギーを注入するための
コイルと、前記発光管により形成される放電空間の前記
電磁エネルギーを受ける位置に設けられた水銀を含有す
るアマルガムと、前記アマルガムと前記放電空間との間
を放電ランプの点灯と消灯に伴って往復する水銀原子の
移動を制限するバリア手段とを具備し、 前記バリア手段は、その開口部を除いて、前記アマルガ
ムと前記放電空間とを遮るように前記アマルガムに密着
するように設けられ、前記バリア手段の開口部の面積は
前記アマルガム中の水銀原子が放電ランプ点灯中に、前
記放電空間に供給されることを可能にし、かつ、放電ラ
ンプ消灯後前記アマルガムが固化するまでに、前記放電
空間に存在した水銀原子が前記アマルガムに戻ることを
実質的に防止し得る大きさであることを特徴とする無電
極型放電ランプ。
1. An arc tube having a phosphor layer on its inner surface,
A coil for injecting electromagnetic energy from the outside of the arc tube, an amalgam containing mercury provided in a position for receiving the electromagnetic energy of the discharge space formed by the arc tube, the amalgam and the discharge space A barrier means for restricting the movement of mercury atoms that reciprocate between lighting and extinguishing the discharge lamp between the discharge lamp and the barrier means, except for the opening, so as to block the amalgam and the discharge space. Is provided so as to be in close contact with the amalgam, and the area of the opening of the barrier means enables the mercury atoms in the amalgam to be supplied to the discharge space during discharge lamp lighting, and the discharge lamp is turned off. After that, by the time the amalgam is solidified, the mercury atoms present in the discharge space can be substantially prevented from returning to the amalgam. An electrodeless discharge lamp characterized in that
【請求項2】 前記バリア手段は1つの開口を有する容
器であり、前記開口の有効部分の大きさは、その断面を
円形に換算して、その直径が水銀原子の直径よりも大き
く0.5mm以下である請求項1記載の無電極型放電ラ
ンプ。
2. The barrier means is a container having one opening, and the size of the effective portion of the opening is 0.5 mm which is larger than the diameter of mercury atom when the cross section is converted into a circle. The electrodeless discharge lamp according to claim 1, wherein:
【請求項3】 前記容器は、その管軸方向の長さが前記
管軸方向に直交する方向における最大幅よりも長く、前
記開口部が前記管軸方向の先端に設けられ、前記放電空
間の最冷部又はその近傍に設けられたことを特徴とする
請求項2記載の無電極型放電ランプ。
3. The vessel has a length in the tube axis direction longer than a maximum width in a direction orthogonal to the tube axis direction, the opening is provided at a tip in the tube axis direction, and The electrodeless discharge lamp according to claim 2, wherein the electrodeless discharge lamp is provided at or near the coldest portion.
【請求項4】 前記容器の管軸方向の長さが5mm以上
15mm以下である請求項3記載の無電極型放電ラン
プ。
4. The electrodeless discharge lamp according to claim 3, wherein the length of the container in the tube axis direction is 5 mm or more and 15 mm or less.
【請求項5】 前記容器の前記管軸方向の先端に設けら
れた開口部を、その反対側よりも低温側に配したことを
特徴とする請求項3記載の無電極型放電ランプ。
5. The electrodeless discharge lamp according to claim 3, wherein an opening provided at a tip of the container in the tube axis direction is arranged on a lower temperature side than an opposite side thereof.
【請求項6】 前記容器の開口部に、複数の貫通孔を有
する多孔質フィルターをアマルガムに接して設け、前記
貫通孔の有効部分の大きさは、その断面を円形に換算し
て、その直径が水銀原子の直径よりも大きく、全有効面
積が0.2mm 2以下である請求項2から5のいずれか
に記載の無電極型放電ランプ。
6. A container having a plurality of through holes at the opening of the container.
Provide a porous filter in contact with the amalgam,
For the size of the effective part of the through hole, convert the cross section into a circle.
And its diameter is larger than the diameter of mercury atom,
Product is 0.2 mm TwoAny of claims 2 to 5 below
The electrodeless discharge lamp according to.
【請求項7】 前記多孔質フィルターは、ゼオライト、
多孔質ガラス及び微粒子酸化物から選択されたいずれか
の集合体で構成された請求項6記載の無電極型放電ラン
プ。
7. The porous filter is zeolite,
The electrodeless discharge lamp according to claim 6, which is composed of any aggregate selected from porous glass and fine particle oxide.
【請求項8】 前記容器はガラス製である請求項2から
7のいずれかに記載の無電極型放電ランプ。
8. The electrodeless discharge lamp according to claim 2, wherein the container is made of glass.
【請求項9】 前記容器の開口部は分散して複数配置さ
れ、各開口部の有効部分の大きさは、その断面を円形に
換算して、その直径が水銀原子の直径よりも大きく、前
記各開口部の全有効面積は0.2mm2以下である請求
項2記載の無電極型放電ランプ。
9. A plurality of openings of the container are arranged in a dispersed manner, and the size of the effective portion of each opening is such that the diameter thereof is larger than the diameter of mercury atom when the cross section is converted into a circle. The electrodeless discharge lamp according to claim 2 , wherein the total effective area of each opening is 0.2 mm 2 or less.
【請求項10】 前記容器は多孔質ガラスである請求項
2又は9記載の無電極型放電ランプ。
10. The electrodeless discharge lamp according to claim 2, wherein the container is made of porous glass.
【請求項11】 前記バリア手段はアマルガムの表面に
被着された複数の貫通孔を有する微粒子の集合体であ
り、前記各貫通孔の有効部分の大きさは、その断面を円
形に換算して、その直径が水銀原子の直径よりも大き
く、全有効面積が0.2mm2以下である請求項1記載
の無電極型放電ランプ。
11. The barrier means is an aggregate of fine particles having a plurality of through holes adhered to the surface of an amalgam, and the size of the effective portion of each through hole is converted into a circular cross section. 2. The electrodeless discharge lamp according to claim 1, wherein the diameter is larger than the diameter of mercury atoms and the total effective area is 0.2 mm 2 or less.
【請求項12】 前記微粒子は、ゼオライト、タルク、
ガラス粉及び酸化物微粒子から選択されたいずれかであ
る請求項11記載の無電極型放電ランプ。
12. The fine particles are zeolite, talc,
The electrodeless discharge lamp according to claim 11, which is selected from glass powder and oxide fine particles.
【請求項13】 前記酸化物は、酸化チタン、酸化アル
ミニウム、酸化硅素、酸化マグネシウム及び希土類金属
酸化物から選ばれたいずれかの酸化物又は2以上の複合
酸化物である請求項12記載の無電極型放電ランプ。
13. The oxide according to claim 12, wherein the oxide is any oxide selected from titanium oxide, aluminum oxide, silicon oxide, magnesium oxide and rare earth metal oxide, or two or more composite oxides. Electrode type discharge lamp.
【請求項14】 前記アマルガムは、ビスマス、インジ
ウム、錫、鉛、亜鉛及び銀から選択された少なくともい
ずれか1つの金属を含む合金を基体金属とする請求項1
から13のいずれかに記載の無電極型放電ランプ。
14. The base metal of the amalgam is an alloy containing at least one metal selected from bismuth, indium, tin, lead, zinc and silver.
14. The electrodeless discharge lamp according to any one of 1 to 13.
【請求項15】 前記発光管は、略球形の外壁及び略筒
状の内壁との間に前記放電空間が形成され、前記内壁の
内側に形成される中空部分に前記放電空間に接続された
細管が設けられ、前記コイルは前記細管の外周部に巻回
されている請求項1から14のいずれかに記載の無電極
型放電ランプ。
15. The thin tube, wherein the discharge space is formed between an outer wall having a substantially spherical shape and an inner wall having a substantially cylindrical shape, and the hollow space formed inside the inner wall connects the discharge space to the discharge space. 15. The electrodeless discharge lamp according to claim 1, wherein the coil is wound around the outer periphery of the thin tube.
【請求項16】 前記アマルガムは前記細管の内部に設
けられている請求項15記載の無電極型放電ランプ。
16. The electrodeless discharge lamp according to claim 15, wherein the amalgam is provided inside the thin tube.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002523870A (en) * 1998-08-21 2002-07-30 コーニング インコーポレイテッド Glass article with channel for small fluorescent lamp
WO2008129700A1 (en) * 2007-04-17 2008-10-30 Panasonic Corporation Mercury emitter, low-pressure discharge lamp and process for manufacturing low-pressure discharge lamp using the same, backlight unit and liquid crystal display

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