(57)【要約】      （修正有）【課題】  特に、低周囲温度及び調光を含み、水銀蒸気圧が動作状態の範囲に亘って制御される無電極蛍光ランプに関する。【解決手段】  無電極ランプは、不活性ガス及び気化可能な充填金属を納め、凹状のくぼみを持つバルブ状のランプ外郭と、該凹状のくぼみ内に置かれる電磁結合器と、低温、低デューティ・サイクル動作用及び室温、１００％デューティ・サイクル動作用に構成される冷点構成とを含む。幾つかの実施形態では、該冷点構成は、薄くされた側壁を持つディンプルを該ランプ外郭に含む。更なる実施形態では、シールドが該ディンプル近くに置かれ、冷点温度を制御する。付加された実施形態では、該冷点構成は、該ランプ外郭の排気管に付けられ、ランプ口金から熱的に絶縁されるヒート・シンクを含む。【選択図】図１
2006147572.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
不活性ガス及び気化可能な充填金属を納め、凹状のくぼみを持つバルブ状のランプ外郭と、
前記凹状のくぼみ内に置かれる電磁結合器と、
低温、低デューティ・サイクル動作用及び室温、１００％デューティ・サイクル動作用に構成される冷点構成と
を含む無電極ランプ。
【請求項２】
該冷点構成は、該ランプ外郭にディンプルを含み、該ディンプルは、該ランプ外郭の壁厚よりも小さい側壁厚を持つ請求項１記載の無電極ランプ。
【請求項３】
該冷点構成は、該ランプ外郭に第１ディンプル、そして該第１ディンプルに第２ディンプルを含む請求項１記載の無電極ランプ。
【請求項４】
該第１及び第２ディンプルの少なくとも一つは、該ランプ外郭の壁厚よりも小さい厚みを持つ側壁を持つ請求項３記載の無電極ランプ。
【請求項５】
該冷点構成は、該ランプ外郭にディンプル、そして該ディンプル近くに置かれるシールドを含む請求項１記載の無電極ランプ。
【請求項６】
該ディンプルは、該ランプ外郭に封止される個別要素より成り、該シールドは、開き口を持つ該ランプ外郭の部分より成る請求項５記載の無電極ランプ。
【請求項７】
該ディンプルは、該ランプ外郭の壁厚よりも小さい厚みを持つ側壁を持つ請求項５記載の無電極ランプ。
【請求項８】
該シールドは、熱的伝導性材料より成る請求項５記載の無電極ランプ。
【請求項９】
該シールドは、熱的絶縁材料より成る請求項５記載の無電極ランプ。
【請求項１０】
該熱的絶縁材料は、ガラスより成る請求項９記載の無電極ランプ。
【請求項１１】
該シールドは、光反射材料で被覆される請求項５記載の無電極ランプ。
【請求項１２】
該シールドは、蛍光体材料で被覆される請求項５記載の無電極ランプ。
【請求項１３】
該冷点構成は、更に、該ディンプル近くで該シールドを支持するように構成されるシールド支えを含む請求項５記載の無電極ランプ。
【請求項１４】
該シールド支えは、該ランプ外郭の排気管に固定される請求項１３記載の無電極ランプ。
【請求項１５】
該シールド支えは、該凹状のくぼみに固定される請求項１３記載の無電極ランプ。
【請求項１６】
該ランプ外郭は、排気管を含み、該冷点構成は、該排気管に付けられるヒート・シンクを含む請求項１記載の無電極ランプ。
【請求項１７】
該ヒート・シンクは、熱的伝導性ロッドを含む請求項１６記載の無電極ランプ。
【請求項１８】
該排気管は、ランプ口金を介して外部大気に達する請求項１６記載の無電極ランプ。
【請求項１９】
該気化可能な充填金属は、水銀より成る請求項１記載の無電極ランプ。
【請求項２０】
該冷点構成は、−２０℃及び２５％デューティ・サイクルでの動作用に構成される請求項１記載の無電極ランプ。
【請求項２１】
不活性ガス及び気化可能な充填金属を納め、凹状のくぼみを持つバルブ状のランプ外郭と、
前記凹状のくぼみ内に置かれる電磁結合器と、
該ランプ外郭上にディンプル、そして該ディンプル近くに置かれるシールドを含む冷点構成と
を含む無電極ランプ。
【請求項２２】
不活性ガス及び気化可能な充填金属を納め、凹状のくぼみ及び該凹状のくぼみ内に排気管を持つバルブ状のランプ外郭と、
前記凹状のくぼみ内に置かれる電磁結合器と、
該ランプ外郭に付けられるランプ口金と、
該排気管から外部大気に熱を伝えるための該ランプ口金から熱的に絶縁される、該排気管と熱接触の状態のヒート・シンクを含む冷点構成と
を含む無電極ランプ組立品。
【請求項２３】
不活性ガス及び気化可能な充填金属を納め、凹状のくぼみを持つバルブ状のランプ外郭と、
前記凹状のくぼみ内に置かれる電磁結合器と、
該ランプ外郭上に該ランプ外郭とガス連絡状態のディンプルを含む冷点構成と
を含み、
該ディンプルは、側壁及び端壁を持ち、該ディンプルの該側壁は、該ランプ外郭の壁厚よりも小さい厚みを持つ
無電極ランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、無電極蛍光ランプ、特に、低周囲温度及び調光を含み、水銀蒸気圧が動作状態の範囲に亘って制御される無電極蛍光ランプに関連する。
【背景技術】
【０００２】
蛍光ランプの調光は、雰囲気効果及び電力管理双方についての電子安定器設計の変更によって達成されてきた。僅かな又は変化の無いことが、標準単一水銀、３２ワット、４足Ｔ８蛍光ランプに必要とされた。全ての蛍光ランプが類似の方式で調光可能であるわけではない。ランプ外郭中の温度がかなり低減されるので、水銀蒸気圧を調光状態下で制御するのが難しいことが一つの問題である。
【０００３】
蛍光ランプにおいて、最適な性能は、水銀蒸気圧を制御することに依存する。光出力は、特定の水銀蒸気圧で最大に達する。水銀蒸気圧は、ランプ外郭内側の最冷点（冷点）の温度と共に増大する。単一水銀の場合における最適な冷点温度は、典型的には３８°から４２℃の範囲の中にある。光出力を最適化するには、この範囲の中に冷点温度を制御するのが望ましい。光出力は、最適値よりも上か下の冷点温度の間、減衰される。
【０００４】
多くのコンパクトな蛍光及び高出力ランプは、単位容積につき比較的高い電力のため、外郭内により高い温度を持つ。このことは、最適な水銀蒸気圧及び性能を達成するためにアマルガムの使用又は特殊な適応を必要とする。アマルガムについての最適な冷点温度は、典型的には約９０℃である。
【０００５】
無電極蛍光ランプにおいて、最適な性能は、直線状の蛍光ランプのように、水銀蒸気圧を制御することに依存する。今までのところ、非常に低い電力の無電極ランプを除いて、アマルガムが、最適な水銀蒸気圧を維持するのに選択されてきた。
【０００６】
アマルガムを利用するパルス幅変調による無電極蛍光ランプの調光は、かなり低下されたアマルガムの温度の問題を招く。非調光ランプの光出力の２５％と同じくらい低い調光で、−２０℃等の低温で動作する要求は、第２の冷点を作る追加の効果（それは水銀のアマルガムを激減させ、水銀蒸気圧の制御を第２の冷点に譲り得る）を持つかもしれない。アマルガムよりもむしろ単一水銀の使用は、そのような状態下の第２の冷点を排除するものの、高い水銀蒸気圧のため＋２５℃、１００％デューティ・サイクルで性能を減じる。
【０００７】
封止されたランプ外郭の生産において、排気管が、排出し所望のガスを入れ戻すのに使用される。他の場合、特に単一水銀ランプについては、管が、冷点を創るようにランプ外郭に追加される。管は、温度がアマルガムの位置又は幾つかの場合の単一水銀に適するように、プラズマから十分離して置くことが出来る。幾つかの場合、排気管の位置及び長さは、プラズマ、ドライバ及び電子回路等の熱源から十分な距離を成すように調整可能である。他の場合、製造プロセス、取扱い損傷関連及び／又は感性が、排気管の長さ又は一定の位置を妨げる。動作温度範囲及び調光もまた、所望の水銀蒸気圧を満たし性能要求を達成するために考慮されなければならない。
【０００８】
Itaya 等の２００１年１月９日付の米国特許第６１７２４５２号は、低圧水銀蒸気放電ランプを開示し、そこにおいて、アマルガム容器及び口金が、アマルガム温度を制御する熱伝導性構成要素によって接続される。Chandler等の２００２年８月１３日付の米国特許第６４３３４７８号は、無電極蛍光ランプを開示し、そこにおいて、水銀圧力は、管状物中に置かれたアマルガムの温度によって又は冷点に置かれた単一水銀の温度によって、ランプ外郭において制御される。Hollstein 等の２００２年３月１９日付の米国特許第６３５９３７６号は、蛍光ランプを開示し、そこにおいて、一又は両電極の領域における放電管上の被覆箔の形成に熱的伝導性材料が、最適動作を達成するのに使用される。Pitman等の１９９８年９月１５日付の米国特許第５８０８４１８号は、蛍光ランプ管の温度を調整するための制御機構を開示する。制御機構は、冷点、熱機構、電力供給及び温度センサの範囲を定める冷点機構を含む。Maya等の１９９８年６月３０日付の米国特許第５７７３９２６号は、無電極蛍光ランプを開示し、そこにおいて、冷点は、誘導コイルの部分をアマルガムを熱するのに利用することによって所望の温度に維持される。Vrionis の１９９６年１２月３日付の米国特許第５５８１１５７号は、突出部を、ランプ外郭の冷点がその突出部中に置かれるように持つ無電極放電ランプ用のランプ外郭を開示する。
【０００９】
冷点温度を制御するための全ての知られた従来技術は、制限されないが、限られた動作範囲、過度の複雑さ及び生産での困難さを含む１以上の欠点を持っている。それ故に、改善された冷点構成及び無電極蛍光ランプ用の制御方法に必要性がある。
【発明の開示】
【００１０】
本発明の第１の様相によれば、無電極ランプは、不活性ガス及び気化可能な充填金属(metal fill)を納め、凹状のくぼみを持つバルブ状のランプ外郭と、前記凹状のくぼみ内に置かれる電磁結合器と、低温、低デューティ・サイクル動作用及び室温、１００％サイクル動作用に構成される冷点構成とを含む。
【００１１】
本発明の第２の様相によれば、無電極ランプは、不活性ガス及び気化可能な充填金属を納め、凹状のくぼみを持つバルブ状のランプ外郭と、前記凹状のくぼみ内に置かれる電磁結合器と、該ランプ外郭上にディンプル、そして該ディンプル近くに置かれるシールドを含む冷点構成とを含む。
【００１２】
本発明の第３の様相によれば、無電極ランプ組立品は、不活性ガス及び気化可能な充填金属を納め、凹状のくぼみ及び該凹状のくぼみ内に排気管を持つバルブ状のランプ外郭と、前記凹状のくぼみ内に置かれる電磁結合器と、該ランプ外郭に付けられるランプ口金と、該排気管から外部大気に熱を伝えるための該ランプ口金から熱的に絶縁される、該排気管と熱接触の状態のヒート・シンクを含む冷点構成とを含む。
【００１３】
本発明の第４の様相によれば、無電極ランプは、不活性ガス及び気化可能な充填金属を納め、凹状のくぼみを持つバルブ状のランプ外郭と、前記凹状のくぼみ内に置かれる電磁結合器と、該ランプ外郭上に該ランプ外郭とガス連絡状態のディンプルを含む冷点構成とを含み、該ディンプルは、側壁及び端壁を持ち、該ディンプルの該側壁は、該ランプ外郭の壁厚よりも小さい厚みを持つ。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１に、従来技術のランプ組立品の簡単化した断面図を示す。ランプ組立品１０は、無電極ランプ１２、及びランプ１２を支持しヒート・シンクとして働く口金取付具（図示せず）を含む。電極ランプ１２は、ランプ外郭３０及び電磁結合器３２を含む。
【００１５】
ランプ外郭３０は、図１に示すように、ガラスから作製してもよく、バルブ形状を持ってもよい。ランプ外郭３０は、凹状のくぼみ４０を含み、これはくぼみ軸４４上の凹状のくぼみ４０内側に置かれた排気管４２を持つ。凹状のくぼみ４０は、一般に筒状形状を持ってもよい。ランプ外郭３０の直径は、２９ｍｍ（ミリメータ）から５００ｍｍの範囲の中にあってもよく、好ましい実施形態では１６０ｍｍである。ランプ外郭３０の高さは、２５ｍｍから５００ｍｍの範囲の中にあってもよく、好ましい実施形態では１８０ｍｍである。凹状のくぼみ４０の直径は、１０ｍｍから２００ｍｍの範囲の中にあってもよく、好ましい実施形態では３２ｍｍである。凹状のくぼみ４０の長さは、１０から４９０ｍｍの範囲の中にあってもよく、好ましい実施形態では１６０ｍｍである。排気管４２の長さは、１０から５１０ｍｍの範囲の中にあってもよく、好ましい実施形態では１７０ｍｍである。排気管４２の直径は、３から２０ｍｍの範囲の中にあってもよく、好ましい実施形態では６ｍｍである。
【００１６】
アルゴン、クリプトン等の不活性充填ガスは、ランプ外郭３０中で０．０１トルから５トルの範囲の中に圧力を持ってもよい。好ましい実施形態では、２０から１００ミリトルの範囲の中の圧力のアルゴンが利用される。ランプ外郭３０及び凹状のくぼみ４０の内壁は、保護被覆及び蛍光体被覆で覆ってもよい。凹状のくぼみ４０の内側表面（ランプ外郭の内側に晒される表面）はまた、時々反射被覆で覆うことができる。
【００１７】
水銀アマルガム４６は、排気管４２の中に置かれ、ランプ外郭３０中の水銀蒸気圧を制御する。幾つかのガラス片（図示せず）が、周囲温度の範囲内でランプ外郭３０中の水銀蒸気圧を与えるのに最適である固定された位置に、アマルガム４６を保持してもよい。
【００１８】
電磁結合器３２は、凹状のくぼみ４０の中に置かれ、磁気コア５０、誘導コイル５２、ボビン５４、支持管５６、口金５８及びフランジ６０を含む。磁気コア５０及びボビン５４は、支持管５６及び口金５８に付けられる。誘導コイル５２は磁気コア５０周りに巻かれ、コイル５２のリードは、ボビン５４を介して外部ドライバに達する。ボビン５４は、フランジ６０を経由して口金５８に付けられ、またランプ外郭３０にくっつくフランジ６２にロック・スロットを与える。
【００１９】
誘導コイル５２は、磁気コア５０周りに巻かれるリッツ・ワイヤ等の多数の素線から作成してもよい。磁気コア５０は、マンガン亜鉛材料等のフェライト材料から作製してもよい。フェライト・コアの補足的な細部は、ここに参照によって編入される米国出願番号２００２／００６７１２９Ａ１に提供されている。磁気コア５０及び誘導コイル５２は、コア５０の中心が、ほぼ、ランプ外郭３０の直径が最大であるところに配置されるように、くぼみ軸４４に沿って置かれる。
【００２０】
凹状のくぼみ４０の壁及び熱源の磁気結合器７０によって可視光の伝播が制限されるため、凹状のくぼみ４０の大気側のくぼみ壁４０ａ上に反射被覆を堆積してもよい。可視光は、くぼみ壁からランプ外郭３０内に反射されて、ランプ外郭表面から放射し、それによって、総計の光出力が増大する。
【００２１】
ランプ外郭３０の熱解析は、アマルガムの温度が全ての周囲環境及び所望された調光レベルについて水銀蒸気圧を制御することができる適した位置の無いことを確認した。ランプは、−２０°から＋６０℃の周囲温度の範囲に亘って、１００％光出力の２５％の調光状態下で動作することを要する。排気管４２内側の位置のアマルガムは、調光状態下の低温でランプ外郭上の最冷位置で凝縮水銀によって生成されるよりも高い水銀蒸気圧を生成し、水銀蒸気圧の制御は、アマルガムから離れたランプ外郭上の冷点の凝縮水銀によるものであった。加えて、＋２５％でランプを制御する単一水銀にとって十分冷たい位置は無かった。従来技術の無電極ランプにおけるこの組合せの状態は、本発明に通じる。
【００２２】
図２及び３に、１５０ワット無電極蛍光ランプについて熱解析の結果を示す。図２において、ランプ外郭の表面温度は、赤外線カメラで計測したときの、口金からの距離の関数としての曲線７０で表される。図３において、排気管に沿った温度は、排気管の密封からの距離の関数としての曲線７２で表される。各場合において、温度は、口金上の動作で計測した。
【００２３】
図４に、本発明の第１実施形態を示す。図１の従来技術のランプ組立品は、次の通りに変更される。好ましくは３〜８ミリグラムの玉(drop)の水銀が、アマルガムに代えてランプ外郭３０の中に置かれる。ランプが結合器に統合されるとき、排気管４２は、口金５８及び口金板８０における１０ｍｍの孔８８の中の中心にくるように合わされる。冷点温度の制御は、口金５８及び口金板８０における孔８８を通る排気管４２を使うことによって遂行される。銅ロッド等の熱的伝導性材料が、口金５８及び口金板８０における孔８８の中に置かれる。熱的伝導性ロッド９０は、排気管４２を収容する中空端９２を持つ。ロッド９０は、ロッド９０周りに巻き回された絶縁セラミック・テープ９４で熱的に絶縁され、エポキシ・ドットで固定される。一実施形態では、マイラー（登録商標）・テープを使用した。ロッドの直径は、選択した熱的絶縁テープ９４に依存して変更してもよいが、ロッド９０を口金５８及び口金板８０から絶縁するために十分な間隔をとらなければならない。本例では、孔８８は１０ｍｍであり、排気管４２は６ｍｍであり、２つの熱的絶縁テープ９４の厚みを許容するためにロッド９０の最大直径を９ｍｍに定めた。ロッド９０の中空端９２は、６．３ｍｍの内径であり、排気管４２とロッド９０との間にガスを満たすために熱コンパウンドを部分的に充填した。公称周囲温度に依存する、適した寸法、典型的には２〜４センチメートル（ｃｍ）の冷却器９６は、留め具９８を持つロッド９０の端に付けられ、周囲大気中に伸びる。３ｃｍのトランジスタ冷却器９６は、ランプが１５０ワットで動作したとき、２５℃の部屋の周囲温度において排気管４２の先端を４４℃に冷やすのに十分であった。
【００２４】
図５に、本発明の第２実施形態のランプ組立品を示す。図１の従来技術のランプ組立品は、次の通りに変更される。排気管４２は、口金５８及び口金板８０における孔８８を通って周囲大気中に伸びる。一例において、排気管４２は、火炎が排気管を切り離して先付けするところの位置を動かすことによって４ｃｍ延長される。好ましくは３〜８ミリグラムの水銀の玉が、アマルガムの代わりにランプの中に置かれる。冷点温度の制御は、口金５８及び口金板８０における孔８８を通って周囲大気中に伸びる排気管４２を使うことによって遂行される。熱冷却器は、口金板８０を通って伸びる排気管４２の部分に付けられる。一例では、熱的伝導性管１００が、最適な水銀蒸気圧を維持するのに十分な表面を与える。例として、熱的伝導性管１００は、８ｍｍの外径及び６．３ｍｍの内径を持つ２〜３ｃｍ長の銅管であってもよい。冷却器を排気管４２に熱コンパウンドで封止することによって熱接触を付与してもよい。上述のような銅管は、ランプが１５０ワットで動作したとき、２５℃の部屋の周囲温度において排気管４２の先端を４０℃に冷やすのに十分であった。
【００２５】
図５にまた例示した第３実施形態において、冷点温度の制御は、口金５８及び口金板８０における孔８８を通る排気管４２の延長部分を使うことによって遂行される。熱的伝導性管１００に代えて、フィン冷却器１０２が排気管４２に熱コンパウンドで封止される。一例では、フィン冷却器１０２は、２ｃｍの直径のトランジスタ冷却器であり、それは、ランプが１５０ワットで動作したとき、２５℃の部屋の周囲温度において排気管４２の先端を３８°〜４０℃に冷やすのに十分であった。
【００２６】
以下の実施形態では、ランプ外郭の封止に先立って、ディンプルが、ランプ外郭３０のドームの中心部に形成されて冷点を創る。ディンプルの構造は、そのガラスの厚み及び形状の点から構造の元のままの状態を維持しながら熱転移を減じる機能に重要である。ディンプルの側壁は厚みが０．４〜０．８ｍｍである一方、ディンプルの端壁は厚みが１．６〜１．８ｍｍ（ランプ外郭の厚み）である。ディンプルの薄くされる側壁は、薄くされたガラスが標準処理、取扱い及び動作状態下で確実に耐えることができる最大スパン又は最小厚みを妨げることなく、高さが１５ミリメータを超えないようにすべきである。
【００２７】
ディンプルを形成する一の方法において、ランプ外郭のドームを熱してそのガラスを柔らかくし、カーボン・ロッドをランプ外郭の内側から押し付けてディンプルを形成する。カーボン・ロッドは、その半径の近似的な湾曲を持つ。ランプ外郭のガラス・ドーム及びより少ない程度でカーボン・ロッドの双方が熱せられるように、ランプ外郭のドームがガス・トーチによって熱せられるときに、ロッドが内側から押し付けられる。カーボン・ロッドとの接触の領域近くのガラスは、熱が包囲領域中のカーボン・ロッドに分散されないので、ガラスのカーボン・ロッドとの接触前に可塑性になる。ガラスの温度がカーボン・ロッド近くの領域においてその可塑性変移温度に達するとき、ロッドがガラス・ドームを変形させるにつれてディンプルが固まり始める。ディンプルの側壁は、ロッドがガラスに押し付けられるにつれて、典型的には１．６ｍｍから０．６ｍｍに薄くされる一方、上部はほんの僅か薄くなる。より厚い端壁は、前のディンプルの頂点に中心を合わされたより小さい直径のロッドによるディンプル化の繰り返し処理を許容する。
【００２８】
多数のディンプル化ステップは、０．４ミリメータよりも小さく、ガラスを過度に薄くすることなく要求される温度差を達成するのに必要であるかもしれない。火炎で熱する度合いとカーボン・ロッドの挿入速度とカーボン・ロッドの端の湾曲における小さな変更について経験を積むことによって、薄くされるガラス壁を獲得する仕方を決めることができる。ここに上げない多くの代替ガラス成形及び吹きガラス技術を、薄くされた厚いガラスの同一断面を獲得するのに利用してもよい。その方法を変えてもよいが、ガラスの連続する薄い及び厚い領域は、ガラス構造の元のままの状態を維持し追加のガラスを必要とせずに、冷点に熱転移の減少を生み出す。
【００２９】
図６Ａに、本発明の第４実施形態のディンプル１２０を示す。ディンプル１２０は、上述の技術を使用しながら形成することができる。ディンプル１２０は、ランプ外郭３０の残りとほぼ同じ厚みを持つ端壁１３０及び上記の如く標準の壁厚と比較して薄くされた側壁１３２を有する。例として、ディンプル１２０は、１０ミリメータの直径及び１０ミリメータの高さを持ってもよい。
【００３０】
図６Ｂに、本発明の第５実施形態の複合ないしダブルのディンプル１２４を示す。複合のディンプル１２４は、相対的により大きい直径の第１ディンプル１４０及び第１ディンプル１４０に形成され相対的により小さい直径の第２ディンプル１４２を含む。第１ディンプル１４０の端壁１４４及び第２ディンプル１４２の端壁１４６は、ランプ外郭３０のほぼ壁厚を持つ。第１ディンプル１４０の側壁１４８及び第２ディンプル１４２の側壁１５０は、端壁厚と比較してより薄くされる。ディンプル１４０及び１４２は、同心であってもよい。例として、第１ディンプル１４０は、２０ミリメータの直径及び１５ミリメータの高さを持ってもよく、第２ディンプル１４２は、１０ミリメータの直径及び１０ミリメータの高さを持ってもよい。これら寸法は例としてのみ与えられ、本発明の範囲として制限するものではないことが了解される。複合のディンプルは、２以上のディンプルを含んでもよい。
【００３１】
本発明の更なる特徴に従って、ディンプルは、冷点温度制御において補助するようにシールドされてもよい。特に、シールドは、ディンプルの内部をランプ外郭３０中のプラズマから少なくとも部分的にシールドするように、ディンプル開口の正面に置いてもよい。シールドは、ディンプル開口から間隔を置いて配置してもよい。シールドは、ディンプルへのガスの流れを許容するが、対流及び放射によってディンプルの熱を少なくとも部分的にブロックする。シールドの量は、特有の用途に対して調整可能である。シールドの使用は、所望の冷点温度を達成することを要する複合のディンプルにおけるディンプルの数及びディンプルの寸法を減じることを許容する。
【００３２】
図７及び７Ａに、本発明の第６実施形態のディンプル及びシールド構成を例示する。ランプ外郭を封止する前に、ランプ外郭のドームの中央部が、約１〜３ｍｍの直径を持つ開き口２００を開けるように熱せられる。ディンプル２１０は、１０ｍｍから２０ｍｍの円筒形ガラスを開き口２００に被せて封止することによって、ランプ外郭の外部に形成される。その付けられた円筒形ガラスは、熱せられ、そしてそのガラスを薄くするように引っ張られ、続いて、火炎切断され、１５ｍｍの高さを付与するように半球形にされる。好ましくは３〜８ミリグラムの水銀の玉が、アマルガムの場所のところのランプ外郭３０中に置かれる。ディンプル２１０の頂点への熱転移は、ガラスの薄化と、プラズマからの放射及び熱せられたバッファ・ガスからの減じられた熱転移の部分的ブロックとの双方によって制限される。この実施形態は、シールドされない実施形態と比較してディンプルの寸法の低減を許容する。加えて、温度は、２５℃の部屋の周囲温度で、ドームの頂点での８０℃からディンプル２１０の頂点での４０°〜４４℃に低減された。
【００３３】
図８に、１５０Ｗ無電極蛍光ランプの性能を開き口２００の寸法の関数として表す。ディンプル２１０は１５ミリメートルの深さ及び１０又は２０ミリメートルの直径であり、口金上の動作で測定をした。ルーメンスを曲線２２０によって示し、ワット当たりのシステム・ルーメンスを曲線２２２によって示す。
【００３４】
図９に、本発明の第７実施形態のディンプル及びシールド構成を示す。図９の実施形態では、金属シールド２４０が、ランプ外郭３０中のディンプル２４２の正面に置かれる。ランプ外郭３０を封止する前に、ドームの中央部を熱してそのガラスを柔らかくし、カーボン・ロッドをランプ外郭の内側から押し付けて単一のディンプル２４２を形成するが、それは１０ｍｍの直径及び１３〜１５ｍｍの深さを持ってもよい。蛍光体のランプ外郭被覆後であるが、焼出し及びランプ外郭３０の凹状のくぼみ４０の封止前に、金属シールド２４０がランプ外郭内部のディンプル２４２の正面に置かれる。ニッケル・シールド（０．１５ｍｍの厚み及び２０ｍｍの直径（方形又は丸形）を持ってもよい）が、ワイヤ２４４に溶接されるが、それは長さが６ｃｍであってもよい。ワイヤ２４４は、初めに平面のシールド２４０から９０°曲げられ、続いて、ワイヤがシールド２４０の中央からその面に垂直に離れていくように約１０ｍｍ毎に若干曲げられる。シールド２４０の脱脂、エッチング及び引き伸ばしの後、ワイヤが排気管４２の中に、シールド２４０が凹状のくぼみ４０の端から１５及び２０ｍｍの間に来るまで挿入される。小さな曲げが、排気管４２中の滑りに十分な物理的抵抗を与え、シールド２４０を適所に保持する。
【００３５】
図１の従来技術のランプ組立品への変更は、ディンプル２４２、金属シールド２４０及びワイヤ２４４の追加と、アマルガムに代えたランプ外郭中の好ましくは３〜８ミリグラムの水銀の玉の配置とを含む。ディンプル２４２は、凹状のくぼみ４０のところでのランプ外郭の封止後、ディンプルよりも１〜５ｍｍ下に置かれ中心にくるように合わされたシールド２４０によってプラズマ放射から遮られる。この構成は、２５℃の部屋の周囲温度で、温度をドームの頂点での８０℃からディンプル２４２の頂点での４０°〜４４℃に低減した。
【００３６】
図９の実施形態の変形において、反射被覆が金属シールド２４０に付与されて、シールド２４０に起因する暗点を低減する。上記の如く、シールド組立品の脱脂、エッチング及び引き伸ばしの後、シールド２４０は、サスペンションの焼出し後、アルミナ被覆及び平方センチメートル当たり２〜３ミリグラムのアルミナ被覆をもたらす結合剤で噴霧被覆される。他の点では、ランプは、図９に関連した上述の如く製作される。シールドの影は、シールド２４０上の反射被覆からの光の分散によって低減された。
【００３７】
図１０に、本発明の第８実施形態のディンプル及びシールド構成を示す。シールドによって生成される影を減じるために、ガラス・シールド２５０がディンプル２５２の前に置かれる。ランプ外郭３０を封止する前に、ドームの中央部が熱せられてそのガラスを柔らかくし、カーボン・ロッドがランプ外郭の内側から押し付けられて、１０ｍｍの直径及び１３〜１５ｍｍの深さを持つ単一のディンプル２５０が形成される。ランプ外郭３０及び凹状のくぼみ４０の蛍光体被覆後であるが、焼出し及びランプ外郭３０の凹状のくぼみ４０の封止前に、シールド２５０がランプ外郭内側のディンプル２５２前に置かれる。１．２ｍｍの厚み及び２０ｍｍの直径（方形、丸形又は八面体）を持つガラス・シールド２５０が、ワイヤ２５４に付けられる。ワイヤ２５４は排気管４２に挿入される。ワイヤ２５４をガラス・シールド２５０に付けるのに多くの技術が使用可能である。図１０の実施形態に使用される一つの簡単な方法は、ガラス・シールドのヘリ周りにワイヤ２５４を巻き回すことによって、ガラス・シールド２５０を捕まえる所を形成することである。ワイヤ２５４の残りの丈は、初めに平面のシールド２５０から９０°曲げられ、続いて、ワイヤ２５４がシールド２５０の中央からその面に垂直に離れていくように約１０ｍｍ毎に若干曲げられる。シールド組立品の脱脂、エッチング及び引き伸ばしの後、ワイヤ２５４は、シールド２５０が凹状のくぼみ４０の端より上の１５及び２０ｍｍの間に来るように排気管４２に挿入される。ワイヤ２５４における曲げが、排気管４２中の滑りに十分な物理的抵抗を与え、ガラス・シールド２５０を適所に保持する。
【００３８】
図１の従来技術のランプ組立品への変更は、ディンプル２５２、シールド２５０及びワイヤ２５４と、アマルガムに代えたランプ外郭中の好ましくは３〜８ミリグラムの水銀の玉の使用とを含む。ディンプル２５２は、凹状のくぼみ４０のところでのランプ外郭３０の封止後、ディンプル２５２よりも１〜５ｍｍ下に置かれ中心にくるように合わされたシールド２５０によってプラズマ放射から遮られる。図１０の構成は、２５℃の部屋の周囲温度で、温度をドームの頂点での８０℃からディンプル２５２の頂点での４０°〜４４℃に低減した。
【００３９】
図１０の実施形態の変形において、反射被覆がガラス・シールド２５０に付与されて、影に起因する暗点を最小にしながらガラス・シールド２５０によって伝えられる放射を低減する。図９に関連した上述の如く、アルミナ被覆をガラス・シールド２５０上に噴霧被覆することができる。シールドの影は、シールド２５０上の反射被覆からの光の分散によって低減された。
【００４０】
図１１の表に、図４、５、６Ｂ、７及び７Ａ、９及び１０の実施形態で得られる冷点温度を要約する。冷点温度は、１５０ワット無電極蛍光ランプを使って部屋周囲の２５℃で計測した。その温度は、単一水銀での動作に有利である。
【００４１】
多くの構成は、シールドをディンプルの正面に置くのに利用することができる。上記した一つのアプローチにおいて、シールドが、排気管への多くの曲げを持つワイヤの挿入によって適所に保持されて、排気管をブロックすることなく干渉抵抗を創る。別の取付方法が、振動が潜在的にシールドの動きの原因となり得る環境に要求されるかもしれない。図１２に一つのアプローチを例示する。図１２では、凹状のくぼみ４０及び排気管４２が例示され、残りのランプ外郭３０は図の簡単のために省略される。図１２の実施形態において、ワイヤ杭２６０が凹状のくぼみ４０の端に封止される。シールド２６２は、ワイヤ杭２６０に付けられたワイヤ２６４によってディンプルに対応する所望の位置に支持される。典型的には、シールド２６２は、凹状のくぼみ４０より１５〜２０ミリメータ上に置かれる。シールド２６２は、反射被膜を持っても持たなくても、ガラス又は金属シールドであってもよい。種々のシールド材料、寸法及び形状を本発明の範囲内において利用してもよいことが了解される。
【００４２】
この発明の少なくとも一つの実施形態の上述した幾つかの特徴を知得するとき、別種の変更、修正及び改良が直ちに当業者に見出されるであろうことが理解されるということである。そのような変更、修正及び改良は、この明細書の部分であると解釈され、本発明の精神及び範囲内にあると解釈される。そのような理由で、先の記述及び図面はただ例としてのものある。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】従来技術の無電極蛍光ランプの概略断面図である。
【図２】口金上の動作の間の口金からの距離の関数としてのランプ外郭表面温度のグラフである。
【図３】口金上の動作の間の封止からの距離の関数としての排気管温度のグラフである。
【図４】排気管上にヒート・シンクを含む無電極蛍光ランプの概略分解断面図である。
【図５】延長された排気管上にヒート・シンクを含む無電極蛍光ランプの概略分解断面図である。
【図６Ａ】薄くされた側壁を持つディンプルを有するランプ外郭の部分断面図である。
【図６Ｂ】薄くされた側壁を持つ第１及び第２ディンプルを有するランプ外郭の部分断面図である。
【図７】ディンプル及びディンプルの正面に開き口を定める外郭部を持つランプ外郭の断面図である。
【図７Ａ】図７のディンプル及び開き口の拡大細部である。
【図８】図７及び７Ａに示すようにディンプル及び開き口を持つ無電極蛍光ランプについての開き口寸法の関数としてのルーメン及びワット当たりのルーメンのグラフである。
【図９】ディンプル及びディンプルの正面に置かれた金属シールドを持つランプ外郭の概略断面図である。
【図１０】ディンプル及びディンプルの正面に置かれたガラス・シールドを持つランプ外郭の概略断面図である。
【図１１】口金上の動作においてテストされた６つの構成の冷点温度を比較する表である。
【図１２】無電極蛍光ランプ外郭の部分断面図であり、凹状のくぼみへのシールドの取付けを示す。
【符号の説明】
【００４４】
１０  ランプ組立品
１２  無電極ランプ
３０  ランプ外郭
３２  電磁結合器
４０  凹状のくぼみ
４２  排気管
５８  口金
９６  冷却器
１００  熱的伝導性管
１０２  フィン冷却器
１２０，１２４  ディンプル
１４０  第１ディンプル
１４２  第２ディンプル
２００  開き口
２１０  ディンプル
２４０  金属シールド
２４２  ディンプル
２４４  ワイヤ
２５０  ガラス・シールド
２５４  ワイヤ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図７Ａ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【外国語明細書】
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2006147572000002.pdf
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