(57)【要約】【課題】  電磁波エネルギーにより発光するプラズマの分布を均一にし得るようにした無電極電球を提供しようとする。【解決手段】  無電極電球は、内部に電磁波エネルギーによりプラズマを形成する充填物質が充填される充填空間１１１が形成された透明体のバルブ部１１２と、バルブ部１１２から所定長さに延長形成され、バルブ部１１２の回転軸をなすステム部１１３と、バルブ部１１２の内周面に突出された突起部１１４と、を有する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に電磁波エネルギーによりプラズマを形成する充填物質が充填される充填空間が形成された透明体のバルブ部と、
前記バルブ部から所定長さに延長形成され、前記バルブ部の回転軸をなすステム部と、
前記バルブ部の内周面に突出された突起部と、
を有することを特徴とする無電極電球。
【請求項２】
前記突起部は、前記バルブ部の内周面に突出された二つの突起から構成される請求項１に記載の無電極電球。
【請求項３】
前記突起部は、前記バルブ部の内周面に突出された二つ以上の突起から構成される請求項１に記載の無電極電球。
【請求項４】
前記複数の突起は、前記ステム部を基準軸として、その基準軸に対して垂直線上に位置される最も大きい円の線上に位置される請求項３に記載の無電極電球。
【請求項５】
前記突起は、偶数個突出される請求項４に記載の無電極電球。
【請求項６】
前記突起部は、前記バルブ部の内周面に所定幅及び高さを有するように突出された環状に形成される請求項１に記載の無電極電球。
【請求項７】
前記環状の突起部は、前記ステム部を基準軸として、その基準軸に対して垂直方向に位置される請求項６に記載の無電極電球。
【請求項８】
前記バルブ部は、一定の厚さを有する球状に形成される請求項１に記載の無電極電球。
【請求項９】
前記バルブ部は、一定の厚さを有する楕円状に形成される請求項１に記載の無電極電球。
【請求項１０】
前記楕円状のバルブ部は、その長軸が前記ステム部と同一線上に位置される請求項９に記載の無電極電球。
【請求項１１】
前記突起部は、前記ステム部を基準軸として、その基準軸に対して垂直に互いに対向して突出された二つの突起から構成される請求項１に記載の無電極電球。
【請求項１２】
前記各突起の先端間の距離とバルブ部の内径との比は、１：１.３である請求項１１に記載の無電極電球。
【請求項１３】
前記突起の幅Ｗは、バルブ部の内径Ｌ２に対し、Ｌ２/８〜Ｌ２/６である請求項１１に記載の無電極電球。
【請求項１４】
前記突起部は、前記バルブ部の材質と同様な材質から形成される請求項１に記載の無電極電球。
【請求項１５】
内部に電磁波エネルギーによりプラズマを形成する充填物質が充填される充填空間が形成された透明体のバルブ部と、
前記バルブ部から所定長さに延長形成され、前記バルブ部の回転軸をなすステム部と、
前記ステム部を基準回転軸として、その回転軸に対して垂直をなすバルブ部の最も大きい内径線上に位置するバルブ部の内周面に突出された二つの突起と、
を有することを特徴とする無電極電球。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無電極照明機器(plasma lighting system)に係るもので、詳しくは、電磁波エネルギーにより発光するプラズマの分布を均一にすると共に、再発光時間を最小化し得るようにした無電極電球に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、無電極照明機器は、無電極電球に充填されたガスを励起してプラズマ状態に変換させることで、そのプラズマから発生する光により周辺を照明する機器である。且つ、プラズマから発生する光は、自然光であって、一般に使用される白熱灯や蛍光灯に比べて照明効果が優秀であると共に、電球の寿命が長いという特徴がある。
【０００３】
図６は、一般の無電極照明機器の構造を示した断面図で、図示されたように、一般の無電極照明機器においては、ケーシング１０と、該ケーシング１０の内部に装着され、高電圧を発生する高電圧発生手段２０と、該高電圧発生手段２０に隣接して装着され、該高電圧発生手段２０から発生した高電圧により電磁波を発生する電磁波発生手段(magnetron)３０と、該電磁波発生手段３０から発生した電磁波を案内する導波管４０と、前記ケーシング１０の前面外側に設置され、前記導波管４０を通して案内された電磁波を励起して強い電界を発生する共振器５０と、該共振器５０の内部に回転自在に装着され、該共振器５０の強い電界により内部に充填された充填物質が励起されながらプラズマ光を発生する無電極電球６０と、該無電極電球６０の後面を包囲するように位置され、該無電極電球６０から発生する光を前面に反射させるミラー７０及び反射笠８５と、を包含して構成されている。
【０００４】
また、前記ケーシング１０の内部には前記無電極電球６０を回転させる第１駆動モータ８０が装着され、該第１駆動モータ８０の軸８１に前記無電極電球６０が結合されている。
【０００５】
また、前記ケーシング１０の一方側には、エアダクト１１が装着され、該エアダクト１１の内部に、外部の空気を吸入するファン９０が設置され、該ファン９０の側部に、該ファン９０を回転させる第２駆動モータ１００が装着されている。
【０００６】
以下、このように構成された一般の無電極照明機器の動作について説明する。
【０００７】
まず、前記無電極照明機器に電源が印加されると、前記高電圧発生手段２０から高電圧が発生し、該高電圧発生手段２０から発生した高電圧により、前記電磁波発生手段３０から電磁波が発振され、該電磁波発生手段３０から発振された電磁波は、前記導波管４０を通して前記共振器５０に伝達され、該共振器５０に伝達された電磁波は、該共振器５０の内部に強い電界を分布させる。次いで、該共振器５０の内部に分布する強い電界により、前記無電極電球６０に充填された物質が放電されると共に気化されながらプラズマが発生し、該プラズマから発光する光は、前記ミラー７０及び反射笠７１により前面に反射される。
【０００８】
これと同時に、前記第１駆動モータ８０が駆動して前記無電極電球６０を回転させ、前記第２駆動モータ１００が駆動して前記ファン９０を回転させる。次いで、該ファン９０の回転により、外部の空気が前記エアダクト１１を通して前記ケーシング１０の内部に流動されながら、前記高電圧発生手段２０及び電磁波発生手段３０を冷却させる。
【０００９】
一方、前記無電極電球６０は、図７に示したように、内部に充填空間６１を有して球状の透明体に形成されたバルブ部６２と、該バルブ部６２の一方側に延長形成されて、前記第１駆動モータ８０の軸８１に連結されたステム部６３と、前記バルブ部６２の充填空間６１に充填された充填物質(gas-fill)と、から構成される。且つ、前記バルブ部６２は、所定厚さを有する球状に形成され、前記ステム部６３は、所定長さを有する丸棒状に形成される。
【００１０】
また、前記無電極電球６０は、前記共振器５０の内部に形成された電界により、前記充填空間６１の充填物質が励起されることでプラズマが発生し、そのプラズマから光が発生するが、このとき、前記共振器５０の内部で、所定以上の電界が形成された部分から放電が始まるため、前記無電極電球６０の充填空間６１の一部分に集中してプラズマが形成される。このように無電極電球６０の充填空間６１の一部分にプラズマが集中されることを抑制してプラズマの分布を均一にするため、前記第１駆動モータ８０により前記無電極電球６０を回転させる。
【００１１】
且つ、前記無電極電球６０の充填物質が電界、即ち、電磁波エネルギーによりプラズマ化しながら熱が発生するが、このとき、前記無電極電球６０が回転されることで、プラズマから発生する熱により前記無電極電球６０のバルブ部６２が集中して加熱されることを防止することができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
然るに、このような一般の無電極電球は、第１駆動モータ８０の駆動により回転されることで、プラズマが集中して形成されることを防止するだけでなく、バルブ部６２が集中して加熱されることを防止するが、無電極電球６０の回転により、充填空間６１に形成されたプラズマが、図８に示したように、回転軸を中心として楕円状に集中形成されるため、プラズマから発生する光が均一にならないという不都合な点があった。
【００１３】
また、前記バルブ部の充填空間６１に充填される充填物質は、特性によって多様であり、その充填物質の構成に対し多様な技術が紹介されているが、このような無電極電球６０の充填物質は、点灯後消灯されると、所定時間(数十秒〜数分)が経過しなければ再び点灯されず、これは、無電極電球６０の充填空間６１に中性気体の圧力が高すぎるので、プラズマの放電に必要なエネルギーを有した電子の充分な加速距離が確保されないためである。
【００１４】
このような再発光時間を短縮するための方法として、無電極電球６０に直接強い風を吹かせて無電極電球６０を冷却させることで、無電極電球６０の内部の圧力を下げる方法があるが、このような方法は、別途の送風機構が追加されるため、費用が増加するという不都合な点があった。
【００１５】
本発明は、このような従来の課題に鑑みてなされたもので、電磁波エネルギーにより発光するプラズマの分布を均一にし得る無電極電球を提供することを目的とする。 
また、本発明の他の目的は、再発光時間を最小化し得る無電極電球を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
このような目的を達成するため、本発明に係る無電極電球においては、内部に電磁波エネルギーによりプラズマを形成する充填物質が充填される充填空間が形成された透明体のバルブ部と、バルブ部から所定長さに延長形成され、バルブ部の回転軸をなすステム部と、バルブ部の内周面に突出された突起部と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る無電極電球においては、電磁波エネルギーにより発生するプラズマの分布が均一であり、その発光プラズマから光が均一に放出されるように誘導されるので、照明効果をより一層高めることができるし、初期点灯及び再点灯時間を短縮させることで、使用者の便利性だけでなく、製品の信頼性を向上し得るという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明に係る実施形態について、図面に基づいて説明する。
【００１９】
図１は、本発明に係る無電極電球の第１実施形態が備えられた無電極照明機器の構造を示した断面図であり、図２は、図１の無電極電球の断面図である。図中、従来例と同様な部分に対しては同符号を付した。
【００２０】
図示されたように、本発明に係る無電極電球の第１実施形態が備えられた無電極照明機器の構成は、前述した一般の無電極照明機器と同様であるので、前記無電極照明機器の詳細な構成に対する説明は省略する。
【００２１】
即ち、本発明の第１実施形態に係る無電極電球１１０は、共振器５０の内部に回転自在に位置され、第１駆動モータ８０に連結される。このとき、前記無電極電球１１０は、別途の連結手段を介して前記第１駆動モータ８０の軸８１に連結されるか、または直接前記第１駆動モータの軸８１に連結される。
【００２２】
本発明の第１実施形態に係る無電極電球１１０においては、内部に電磁波エネルギーによりプラズマを形成する充填物質が充填される充填空間１１１が形成された球状の透明体のバルブ部１１２と、該バルブ部１１２から所定長さに延長形成され、該バルブ部１１２の回転軸をなすステム部１１３と、前記バルブ部１１２の内周面に突出された突起部１１４と、を包含して構成されている。
【００２３】
前記バルブ部１１２は、一定の厚さの外枠を有する球状に形成される。
【００２４】
また、前記突起部１１４は、前記バルブ部１１２の内周面に互いに対向して突出された二つの突起Ｐから構成され、それら突起Ｐは、前記バルブ部１１２の材質と同様な材質から形成され、該バルブ部１１２の内周面から中心方向に突出される。
【００２５】
また、前記二つの突起Ｐは、前記ステム部１１３を基準軸として、その基準軸に対して垂直で、且つ前記バルブ部１１２の内径が最も大きい円の線上に位置され、それら二つの突起Ｐは、互いに対向して中心方向に突出される。
【００２６】
このとき、前記各突起Ｐの先端間の距離Ｌ１と前記バルブ部１１２の内径Ｌ２との比(Ｌ１/Ｌ２)は、１：１.３である。
【００２７】
且つ、前記突起Ｐの横断面形状は、円形で、縦断面形状はほぼ三角形である。該突起Ｐの下面の幅Ｗ、即ち、内径は、前記バルブ部１１２の内径Ｌ２に対しＬ２/８〜Ｌ２/６である。
【００２８】
このとき、前記突起Ｐの断面形状は、矩形のような多様な形状に形成することができるし、該突起Ｐは、バルブ部１１２の材質と異なる材質から形成することもできる。
【００２９】
そして、本発明に係る無電極電球の第２実施形態として、図３に示したように、前記バルブ部１１２の内周面に突出される突起部１１４を、二つ以上の突起Ｐから構成することができる。
【００３０】
即ち、それら突起Ｐは、前記ステム部１１３を基準軸として、その基準軸に対して垂直で、且つ前記バルブ部１１２の内径が最も大きい円の線上に位置される。且つ、前記突起Ｐは、偶数で構成され、１対の突起Ｐは、互いに対向するように一直線上に位置される。
【００３１】
このとき、前記突起Ｐの材質は、前記バルブ部１１２の材質と同様な材質から形成され、各突起Ｐの高さは、同様に形成することができるし、異なるように形成することもできる。
【００３２】
そして、本発明に係る無電極電球の第３実施形態として、図４に示したように、前記バルブ部１１２の内周面に突出される突起部１１４を、前記バルブ部１１２の内周面に所定幅及び高さを有して環状に突出することができる。
【００３３】
このとき、前記環状の突起部は、前記ステム部１１３を基準軸として、その基準軸に対して垂直方向に突出され、且つ前記バルブ部１１２の内径が最も大きい円に沿って形成される。
【００３４】
また、前記環状の突起部の幅Ｗは、前記バルブ部１１２の内径Ｌ２に対しＬ２/８〜Ｌ２/６である。
【００３５】
また、前記環状リングの内径L３と前記バルブ部１１２の内径Ｌ２との比(L３/Ｌ２)は、１：１.３である。
【００３６】
そして、本発明に係る無電極電球の第４実施形態として、図５に示したように、前記バルブ部１１２を楕円状に形成し、該楕円状のバルブ部１１２の長軸を前記ステム部１１３と同一線上に形成することもできる。
【００３７】
且つ、前記バルブ部１１２の内周面に突起部１１４が突出されるが、該突出部１１４は、前記バルブ部１１２の内周面に突出された二つの突起Ｐから構成される。それら二つの突起Ｐは、楕円状のバルブ部１１２の短軸方向、即ち、前記ステム部１１３を基準軸として、その基準軸に対して垂直方向に位置され、それら二つの突起Ｐは、互いに対向するように一直線上に位置される。
【００３８】
一方、前記突起部１１４は、多様な形態に形成することができるが、一例として、前記突起部１１４は、複数の突起Ｐから構成することができるが、それら複数の突起Ｐは、楕円状のバルブ部１１２の短軸線上に所定間隔を有して突出される。前記複数の突起Ｐは、偶数で構成されることが効果的である。
【００３９】
また、前記突起部１１４の他の例として、所定厚さ及び高さを有する環状のリング形状に形成することもできる。
【００４０】
以下、このように構成された本発明に係る無電極電球の動作に対し説明する。
【００４１】
まず、前記無電極照明機器に電源が供給されると、前記高電圧発生手段２０から高電圧が発生し、該高電圧発生手段２０から発生した高電圧により、前記電磁波発生手段３０から電磁波が発振される。
【００４２】
次いで、該電磁波発生手段３０から発振された電磁波は、導波管４０を通して共振器５０に伝達され、該共振器５０に伝達された電磁波は、該共振器５０の内部に強い電界を分布させる。
【００４３】
よって、該共振器５０の内部に分布する強い電界により、前記無電極電球１１０に充填された充填物質が励起して放電されると共に気化されながらプラズマが発生し、その発光プラズマから光が発生する。このとき、無電極電球１１０のバルブ部１１２の中央に最も強い電界が形成されて、該バルブ部１１２の中央からプラズマが形成され、プラズマが形成されながら熱が発生する。
【００４４】
これと同時に、前記第１駆動モータ８０が駆動して前記無電極電球１１０を回転させるが、該無電極電球１１０が回転しながら前記バルブ部の充填空間１１１に形成されたプラズマを均一に分布させることで、均一な光の放出を誘導すると共に、プラズマから発生する熱により前記バルブ部１１２が集中して加熱されることを抑制することができる。
【００４５】
且つ、前記無電極電球１１０が回転しながら内部に形成されたプラズマを均一に分布させる過程で、前記無電極電球１１０の回転による遠心力により、プラズマが均一な球状をなすことなく、回転軸の垂直方向に偏った楕円状をなす傾向が発生されるが、このとき、前記無電極電球のバルブ部１１２の内部に突出された突起部１１４により、前記バルブ部１１２の充填空間１１１に形成されたプラズマが球状をなすようになることで、より均一な光の放出が誘導される。
【００４６】
このように無電極電球１１０から発光した光は、前記ミラー７０及び反射笠８５により前面に反射される。
【００４７】
一方、前記無電極照明機器を消灯後再点灯するとき、無電極電球１１０のバルブ部１１２の内周面に突出された突起部１１４が電極(electrode)化することで、前記バルブ部１１２の充填空間１１１内の充填ガスの冷却が促進されて、プラズマの再発光時間が短縮される。且つ、初期点灯時にも、前記突起部１１４による電極化現象により初期点灯時間が短縮される。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明に係る無電極電球の第１実施形態が備えられた無電極照明機器の構造を示した断面図である。
【図２】図１の無電極電球を示した一部断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る無電極電球を示した一部断面図である。
【図４】本発明の第３実施形態に係る無電極電球を示した一部断面図である。
【図５】本発明の第４実施形態に係る無電極電球を示した一部断面図である。
【図６】一般の無電極照明機器の構造を示した断面図である。
【図７】図６の無電極電球を示した一部断面図である。
【図８】図７の無電極電球の動作状態を示した説明図である。
【符号の説明】
【００４９】
１１０…無電極電球
１１１…充填空間
１１２…バルブ部
１１３…ステム部
１１４…突起部
Ｐ…突起
【図１】
2005063934.tif 000003
【図２】
2005063934.tif 000004
【図３】
2005063934.tif 000005
【図４】
2005063934.tif 000006
【図５】
2005063934.tif 000007
【図６】
2005063934.tif 000008
【図７】
2005063934.tif 000009
【図８】
2005063934.tif 000010