(57)【要約】【課題】本発明の目的は、改良された無電極バルブを提供するものである。【解決手段】無電極バルブ１は、中空の石英管２を有し、石英管２が一端から延びる強固なステム部３と、他端から延びる短くて中空の先端部４とを有している。石英管２の中空内部５は、石英管２と同径で先端部４に延びており、つまり、先端部４の壁厚６は、石英管２の壁厚７から減少している。また、無電極バルブ１は、キセノンガスを充填し、臭化インジウム量８と微量の金属ハロゲン化物とを光スペクトルを調節するために充填する。【選択図】図１
2010527129.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
両端が密封され、励起物質の電荷を有している中空の管からなり、
本体と、断面寸法を短縮した発光端部と、を備える
ことを特徴とする無電極バルブ。
【請求項２】
前記本体及び前記断面寸法を短縮した発光端部は、円形の断面を有しており、前記断面の寸法が直径であることを特徴とする請求項１記載の無電極バルブ。
【請求項３】
前記断面寸法を短縮した発光端部の直径は、前記本体の直径より小さくすることを特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載の無電極バルブ。
【請求項４】
前記断面寸法を短縮した発光端部の直径は、前記本体の直径から徐々に小さくすることを特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載の無電極バルブ。
【請求項５】
前記断面寸法を短縮した発光端部は、平行側部であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つ記載の無電極バルブ。
【請求項６】
前記断面寸法を短縮した発光端部は、平行側部であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つ記載の無電極バルブ。
【請求項７】
前記断面寸法を短縮した発光端部は、円錐形であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つ記載の無電極バルブ。
【請求項８】
前記断面寸法を短縮した発光端部は、立体的に湾曲していることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つ記載の無電極バルブ。
【請求項９】
前記断面寸法を短縮した発光端部は、平坦端を有することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つ記載の無電極バルブ。
【請求項１０】
前記断面寸法を短縮した発光端部は、ドーム端を有することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つ記載の無電極バルブ。
【請求項１１】
前記断面寸法を短縮した発光端部の直径は、前記本体の直径の５０％〜９０％の間であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１つ記載の無電極バルブ。
【請求項１２】
前記断面寸法を短縮した発光端部の直径は、前記本体の直径の４／６〜５／６の間であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１つ記載の無電極バルブ。
【請求項１３】
前記管の壁厚は、前記本体と前記断面寸法を短縮した発光端部との間でほぼ一定であることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１つ記載の無電極バルブ。
【請求項１４】
前記管の内径は、前記本体と前記断面寸法を短縮した発光端部との間でほぼ一定であることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１つ記載の無電極バルブ。
【請求項１５】
前記無電極バルブは、前記本体の一端から延びる位置決め脚部又は位置決めステム部を有することを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１つ記載の無電極バルブ。
【請求項１６】
前記無電極バルブは、石英製であること特徴とする請求項１〜１５のいずれか１つ記載の無電極バルブ。
【請求項１７】
前記無電極バルブは、セラミック材料製であること特徴とする請求項１〜１５のいずれか１つ記載の無電極バルブ。
【請求項１８】
前記電荷は、金属ハロゲン化物及び希ガスから取り出したものであること特徴とする請求項１〜１７のいずれか１つ記載の無電極バルブ。
【請求項１９】
前記金属ハロゲン化物は、臭化インジウムであり、前記希ガスは、キセノン又はクリプトンであること特徴とする請求項１８記載の無電極バルブ。
【請求項２０】
前記無電極バルブは、焦点を有する光反射鏡と組み合わせて、前記断面寸法を短縮した発光端部の範囲内における前記無電極バルブのほぼ中心軸に収まる前記焦点に位置合わせされること特徴とする請求項１〜１９のいずれか１つ記載の無電極バルブ。
【請求項２１】
セラミック製導波管には、前記無電極バルブが取り付けられ、前記光反射鏡が配置され、
前記セラミック製導波管内部にマイクロ波照射装置が取り付けられ、
前記セラミック製導波管からは、使用の際に発光励起させるために、マイクロ波エネルギーが、前記セラミック製導波管を介して前記無電極バルブに転送され、
前記光反射鏡と組み合わされた前記無電極バルブが、ランプとして前記セラミック製導波管と組合わされること特徴とする請求項２０記載の無電極バルブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無電極バルブに関するものである。
【０００２】
2005年12月23日に国際出願された国際特許出願ＰＣＴ／ＧＢ０５／００５０８０で、現在国際公開ＷＯ２００６／０７０１９０で、無電極電球の作成方法を詳細に説明しクレーム化を行った。この無電極バルブの作成方法は、石英ガラス製のバルブ囲繞体を準備するステップと、バルブ囲繞体の横断内側寸法より小さな穴を有する近接ネック部を、バルブ囲繞体と一体的に又はバルブ囲繞体内に通じる分岐チューブに形成するステップと、少なくとも一つの励起性物質のペレットを、バルブ囲繞体内に近接ネック部を通して挿入するステップと、近接ネック部を通してバルブ囲繞体を減圧排気するステップと、そしてバルブを密封するステップと、からなる。
【０００３】
通常、バルブは、不活性ガスで満たされている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、改良された無電極バルブを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る無電極バルブは、両端が密封され、励起物質の電荷を有している中空の管からなり、本体と、断面寸法を短縮した発光端部と、を備えることを特徴とする。
【０００６】
通常、前記本体及び前記断面寸法を短縮した発光端部のいずれも、円形の断面を有しており、前記断面の寸法が直径であることを特徴とする。
【０００７】
前記断面寸法を短縮した発光端部の直径は、前記本体の直径から徐々に小さくし得る一方で、好ましくは、前記本体の直径より小さくすることを特徴とする。
【０００８】
また、前記断面寸法を短縮した発光端部は、円錐形など様々な形状にし得る一方で、好ましくは、例えば平行側部などの断面が一定なものであることを特徴とする。
【０００９】
実際の先端部は、平坦又はドーム形状にすることができ、先端部の形状は、先端部からの所望の配光パターンにより選択されることを特徴とする。
【００１０】
また、前記断面寸法を短縮した発光端部は、例えば楕円形状又は放物面形状など、立体的に湾曲した形状にし得ることを特徴とする。
【００１１】
前記断面寸法を短縮した発光端部の直径は、前記本体の直径の５０％〜９０％の間にし得る一方で、好ましくは、段差付きの端部の直径が、前記本体の直径の４／６〜５／６の間であることを特徴とする。
【００１２】
前記断面寸法を短縮した発光端部は、断面寸法が最大の端部と同一の壁厚を有しており、好ましい実施形態において、無電極バルブの内径は、全長に渡り一定であることを特徴とする。
【００１３】
好ましくは、前記無電極バルブは、断面寸法が最大の端部から延びる位置決め脚部又は位置決めステム部を有することを特徴とする。
【００１４】
前記無電極バルブは、当社の現行の無電極バルブように石英製とし得る一方で、アルミナ、窒化アルミニウム、イットリウム・アルミニウム・ガーネット、及び人工サファイアなどのセラミック材料製とし得ることを特徴とする。
【００１５】
好ましくは、前記電荷は、金属ハロゲン化物及び希ガスから取り出したものであり、通常、これらは、金属ハロゲン化物が臭化インジウムで、希ガスがキセノン又はクリプトンであることを特徴とする。しかしながら、プラズマとして、励起したときに発光することが周知である他の揮発性物質を使用可能である。
【００１６】
前記無電極バルブは、焦点を有する光反射鏡と組み合わせて、前記断面寸法を短縮した発光端部の範囲内における前記無電極バルブのほぼ中心軸に収まる前記焦点に位置合わせされることを特徴とする。好ましくは、セラミック製導波管には、前記無電極バルブが取り付けられ、前記光反射鏡が配置され、前記セラミック製導波管内部にマイクロ波照射装置が取り付けられ、前記セラミック製導波管からは、使用の際に発光励起させるために、マイクロ波エネルギーが、前記セラミック製導波管を介して前記無電極バルブに転送され、前記光反射鏡と組み合わされた前記無電極バルブが、ランプとして前記セラミック製導波管と組合わされることを特徴とする。
【００１７】
本発明の理解を促進するために、その実施態様を実施例により、添付図面を参照して説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る無電極バルブの断面図である。
【図２】反射鏡を有する導波管に取り付けられたバルブの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図面を参照すると、無電極バルブ１は、中空の石英管２を有し、石英管２が一端から延びる強固なステム部３と、他端から延びる短くて中空の先端部４とを有している。石英管２の中空内部５は、石英管２と同径で先端部４に延びており、つまり、先端部４の壁厚６は、石英管２の壁厚７から減少している。また、無電極バルブ１は、キセノンガスを充填し、臭化インジウム量８と微量の金属ハロゲン化物とを光スペクトルを調節するために充填する。
【００２０】
使用時には、マイクロ波照射装置14を有するセラミック製の導波管12の孔11に、無電極バルブ１が取り付けられる。ステム３は、金属製の裏当て板16に設けられた孔15に取り付けられる。無電極バルブ１のマイクロ波励起する際にプラズマがキセノン雰囲気中で生じることで、無電極バルブ１では、臭化インジウムが蒸発して光を発光する。
【００２１】
通常、本発明の無電極バルブのようなプラズマ放電ランプは、励起物質を余分に用いることで、動作中に気相の物質が最大限に存在し、それにより、発光が最大化される。この結果、この気相の物質が無電極バルブ１の最も冷えている部分で凝結する傾向がある。この凝結により、この気相の物質は蓄積される。光が発光されている点で凝結が起こると、無電極バルブ１にとっては、不都合な状態となり得る。横方向に発光された光を利用できるようにするために、セラミック製の導波管12から僅かに延びた無電極バルブ１を動作させることにより、こちらの端に冷たい点が形成される傾向が生じ、これにより、発光効率が阻害されることを見いだしていた。
【００２２】
今回、無電極バルブ１の先端部４の直径を減少することで、無電極バルブ１は、温度が高めの状態で動作し、冷たい点の形成が緩和されることを見いだした。先端部４の直径を減少させることは、先端部４への熱伝導が低下することにより、先端部４がより冷えた状態で動作する傾向があると考えられたかもしれない。これに関しては、発光プラズマが先端部４の内部空間に延びることも要因だと思われるが、先端部４の表面積を減少させることにより、先端部４は、放熱が抑えられ、より高い温度で動作すると考えられる。
【００２３】
標準的な無電極バルブ１の寸法は、石英管２の直径が６．０mm、先端部４の直径が５．０mm、石英管２の長さが１０．０mm、先端部４の長さが５．０mm、ステム部３の直径が２．０mm、ステム部３の長さが１０．０mmとなっている。
【００２４】
図３には、パラボラ反射鏡17が示されており、パラボラ反射鏡17の焦点には、先端部４を有している。それにより、先端部４からの光は、パラボラ反射鏡17で反射され、パラボラ反射鏡17からほぼ平行な平行ビーム18になる。
【００２５】
上述した好適な無電極バルブ１は、無電極バルブ１の外形状を削り、壁厚を薄くして形成されており、例えば、本体の内部を拡げ、段差付きの端で本体の内部を狭くするなど、無電極バルブ１の本体の壁厚７を先端部４の壁厚６まで減少させることで、無電極バルブ１の熱性能が向上し得ると確信する。さらに、生産では、無電極バルブ１がブロー成形されると思われる。
【符号の説明】
【００２６】
１      無電極バルブ
２      石英管（管）
３      ステム部（位置決め脚又は位置決めステム部）
４      先端部（断面寸法を短縮した発光端部）
６，７  壁厚
12      導波管（セラミック製導波管）
14      マイクロ波照射装置
17      パラボラ反射鏡（光反射鏡）
【図１】
2010527129.tif 000003
【図２】
2010527129.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成21年3月3日(2009.3.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無電極バルブとセラミック製導波管とから構成される照明器具であって、
前記無電極バルブは、本体と断面寸法を短縮した発光端部とを有し、
前記セラミック製導波管には、前記無電極バルブの前記本体を収容する孔が設けられ、
前記セラミック製導波管内部には、マイクロ波照射装置が取り付けられ、
前記マイクロ波照射装置から使用の際に発光励起させるために、マイクロ波エネルギーが前記セラミック製導波管を介して前記無電極バルブに転送され、
前記孔から、前記断面寸法を短縮した発光端部が延びるように、前記無電極バルブが前記セラミック製導波管に配置される
ことを特徴とする照明器具。
【請求項２】
前記本体及び前記断面寸法を短縮した発光端部は、円形の断面を有しており、前記断面の寸法が直径であることを特徴とする請求項１記載の照明器具。
【請求項３】
前記断面寸法を短縮した発光端部の直径は、前記本体の直径より小さくすることを特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載の照明器具。
【請求項４】
前記断面寸法を短縮した発光端部の直径は、前記本体の直径から徐々に小さくすることを特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載の照明器具。
【請求項５】
前記断面寸法を短縮した発光端部は、平行側部であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つ記載の照明器具。
【請求項６】
前記断面寸法を短縮した発光端部は、平行側部であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つ記載の照明器具。
【請求項７】
前記断面寸法を短縮した発光端部は、円錐形であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つ記載の照明器具。
【請求項８】
前記断面寸法を短縮した発光端部は、立体的に湾曲していることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つ記載の照明器具。
【請求項９】
前記断面寸法を短縮した発光端部は、平坦端を有することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つ記載の照明器具。
【請求項１０】
前記断面寸法を短縮した発光端部は、ドーム端を有することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つ記載の照明器具。
【請求項１１】
前記断面寸法を短縮した発光端部の直径は、前記本体の直径の５０％〜９０％の間であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１つ記載の照明器具。
【請求項１２】
前記断面寸法を短縮した発光端部の直径は、前記本体の直径の４／６〜５／６の間であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１つ記載の照明器具。
【請求項１３】
前記管の壁厚は、前記本体と前記断面寸法を短縮した発光端部との間でほぼ一定であることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１つ記載の照明器具。
【請求項１４】
前記管の内径は、前記本体と前記断面寸法を短縮した発光端部との間でほぼ一定であることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１つ記載の照明器具。
【請求項１５】
前記無電極バルブは、前記本体の一端から延びる位置決め脚部又は位置決めステム部を有することを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１つ記載の照明器具。
【請求項１６】
前記無電極バルブは、石英製であること特徴とする請求項１〜１５のいずれか１つ記載の照明器具。
【請求項１７】
前記無電極バルブは、セラミック材料製であること特徴とする請求項１〜１５のいずれか１つ記載の照明器具。
【請求項１８】
前記電荷は、金属ハロゲン化物及び希ガスから取り出したものであること特徴とする請求項１〜１７のいずれか１つ記載の照明器具。
【請求項１９】
前記金属ハロゲン化物は、臭化インジウムであり、前記希ガスは、キセノン又はクリプトンであること特徴とする請求項１８記載の照明器具。
【請求項２０】
前記無電極バルブは、焦点を有する光反射鏡と組み合わせて、前記断面寸法を短縮した発光端部の範囲内における前記無電極バルブのほぼ中心軸に収まる前記焦点に位置合わせされること特徴とする請求項１〜１９のいずれか１つ記載の照明器具。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】      明細書
【発明の名称】無電極バルブ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無電極バルブに関するものである。
【０００２】
2005年12月23日に国際出願された国際特許出願ＰＣＴ／ＧＢ０５／００５０８０で、現在国際公開ＷＯ２００６／０７０１９０で、無電極電球の作成方法を詳細に説明しクレーム化を行った。この無電極バルブの作成方法は、石英ガラス製のバルブ囲繞体を準備するステップと、バルブ囲繞体の横断内側寸法より小さな穴を有する近接ネック部を、バルブ囲繞体と一体的に又はバルブ囲繞体内に通じる分岐チューブに形成するステップと、少なくとも一つの励起性物質のペレットを、バルブ囲繞体内に近接ネック部を通して挿入するステップと、近接ネック部を通してバルブ囲繞体を減圧排気するステップと、そしてバルブを密封するステップと、からなる。
【０００３】
通常、バルブは、不活性ガスで満たされている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、改良された無電極バルブを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る照明器具は、無電極バルブとセラミック製導波管とから構成される照明器具であって、前記無電極バルブは、本体と断面寸法を短縮した発光端部とを有し、前記セラミック製導波管には、前記無電極バルブの前記本体を収容する孔が設けられ、前記セラミック製導波管内部には、マイクロ波照射装置が取り付けられ、前記マイクロ波照射装置から使用の際に発光励起させるために、マイクロ波エネルギーが前記セラミック製導波管を介して前記無電極バルブに転送され、前記孔から、前記断面寸法を短縮した発光端部が延びるように、前記無電極バルブが前記セラミック製導波管に配置されることを特徴とする。
【０００６】
通常、前記本体及び前記断面寸法を短縮した発光端部のいずれも、円形の断面を有しており、前記断面の寸法が直径であることを特徴とする。
【０００７】
前記断面寸法を短縮した発光端部の直径は、前記本体の直径から徐々に小さくし得る一方で、好ましくは、前記本体の直径より小さくすることを特徴とする。
【０００８】
また、前記断面寸法を短縮した発光端部は、円錐形など様々な形状にし得る一方で、好ましくは、例えば平行側部などの断面が一定なものであることを特徴とする。
【０００９】
実際の先端部は、平坦又はドーム形状にすることができ、先端部の形状は、先端部からの所望の配光パターンにより選択されることを特徴とする。
【００１０】
また、前記断面寸法を短縮した発光端部は、例えば楕円形状又は放物面形状など、立体的に湾曲した形状にし得ることを特徴とする。
【００１１】
前記断面寸法を短縮した発光端部の直径は、前記本体の直径の５０％〜９０％の間にし得る一方で、好ましくは、段差付きの端部の直径が、前記本体の直径の４／６〜５／６の間であることを特徴とする。
【００１２】
前記断面寸法を短縮した発光端部は、断面寸法が最大の端部と同一の壁厚を有しており、好ましい実施形態において、無電極バルブの内径は、全長に渡り一定であることを特徴とする。
【００１３】
好ましくは、前記無電極バルブは、断面寸法が最大の端部から延びる位置決め脚部又は位置決めステム部を有することを特徴とする。
【００１４】
前記無電極バルブは、当社の現行の無電極バルブように石英製とし得る一方で、アルミナ、窒化アルミニウム、イットリウム・アルミニウム・ガーネット、及び人工サファイアなどのセラミック材料製とし得ることを特徴とする。
【００１５】
好ましくは、前記電荷は、金属ハロゲン化物及び希ガスから取り出したものであり、通常、これらは、金属ハロゲン化物が臭化インジウムで、希ガスがキセノン又はクリプトンであることを特徴とする。しかしながら、プラズマとして、励起したときに発光することが周知である他の揮発性物質を使用可能である。
【００１６】
好ましくは、セラミック製導波管には、前記光反射鏡が配置されていることを特徴とする。
【００１７】
本発明の理解を促進するために、その実施態様を実施例により、添付図面を参照して説明する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る無電極バルブの断面図である。
【図２】反射鏡を有する導波管に取り付けられたバルブの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図面を参照すると、無電極バルブ１は、中空の石英管２を有し、石英管２が一端から延びる強固なステム部３と、他端から延びる短くて中空の先端部４とを有している。石英管２の中空内部５は、石英管２と同径で先端部４に延びており、つまり、先端部４の壁厚６は、石英管２の壁厚７から減少している。また、無電極バルブ１は、キセノンガスを充填し、臭化インジウム量８と微量の金属ハロゲン化物とを光スペクトルを調節するために充填する。
【００１９】
使用時には、マイクロ波照射装置14を有するセラミック製の導波管12の孔11に、無電極バルブ１が取り付けられる。ステム３は、金属製の裏当て板16に設けられた孔15に取り付けられる。無電極バルブ１のマイクロ波励起する際にプラズマがキセノン雰囲気中で生じることで、無電極バルブ１では、臭化インジウムが蒸発して光を発光する。
【００２０】
通常、本発明の無電極バルブのようなプラズマ放電ランプは、励起物質を余分に用いることで、動作中に気相の物質が最大限に存在し、それにより、発光が最大化される。この結果、この気相の物質が無電極バルブ１の最も冷えている部分で凝結する傾向がある。この凝結により、この気相の物質は蓄積される。光が発光されている点で凝結が起こると、無電極バルブ１にとっては、不都合な状態となり得る。横方向に発光された光を利用できるようにするために、セラミック製の導波管12から僅かに延びた無電極バルブ１を動作させることにより、こちらの端に冷たい点が形成される傾向が生じ、これにより、発光効率が阻害されることを見いだしていた。
【００２１】
今回、無電極バルブ１の先端部４の直径を減少することで、無電極バルブ１は、温度が高めの状態で動作し、冷たい点の形成が緩和されることを見いだした。先端部４の直径を減少させることは、先端部４への熱伝導が低下することにより、先端部４がより冷えた状態で動作する傾向があると考えられたかもしれない。これに関しては、発光プラズマが先端部４の内部空間に延びることも要因だと思われるが、先端部４の表面積を減少させることにより、先端部４は、放熱が抑えられ、より高い温度で動作すると考えられる。
【００２２】
標準的な無電極バルブ１の寸法は、石英管２の直径が６．０mm、先端部４の直径が５．０mm、石英管２の長さが１０．０mm、先端部４の長さが５．０mm、ステム部３の直径が２．０mm、ステム部３の長さが１０．０mmとなっている。
【００２３】
図３には、パラボラ反射鏡17が示されており、パラボラ反射鏡17の焦点には、先端部４を有している。それにより、先端部４からの光は、パラボラ反射鏡17で反射され、パラボラ反射鏡17からほぼ平行な平行ビーム18になる。
【００２４】
上述した好適な無電極バルブ１は、無電極バルブ１の外形状を削り、壁厚を薄くして形成されており、例えば、本体の内部を拡げ、段差付きの端で本体の内部を狭くするなど、無電極バルブ１の本体の壁厚７を先端部４の壁厚６まで減少させることで、無電極バルブ１の熱性能が向上し得ると確信する。さらに、生産では、無電極バルブ１がブロー成形されると思われる。
【符号の説明】
１      無電極バルブ
２      石英管（管）
３      ステム部（位置決め脚又は位置決めステム部）
４      先端部（断面寸法を短縮した発光端部）
６，７  壁厚
12      導波管（セラミック製導波管）
14      マイクロ波照射装置
17      パラボラ反射鏡（光反射鏡）
【国際調査報告】
2010527129.tif 000005
2010527129.tif 000006
2010527129.tif 000007