(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方に開放端を、他方に閉塞端を有し、全体が凹の曲面状に形成されたリフレクタと、
前記リフレクタの内周面に形成された光反射面と、
前記リフレクタの開放端側を全体的に覆うように接合された透光性カバーと、
前記リフレクタの閉塞端側に取り付けられた口金と、
前記リフレクタと前記透光性カバーで囲まれた空間内に配置された発光管と、
前記発光管の両端から夫々延在する２本のリード線の経路となる、前記リフレクタに夫々組み込まれたフェルールとを備え、
前記リフレクタの閉塞端側の前記光反射面の領域は、高電圧パルスの印加による排気中外球内放電によりリード線間に絶縁破壊を発生させて金属蒸着膜の一部を消失せしめることにより、ランプ毎に画定されている、シールドビーム形放電ランプ。
【請求項２】
請求項１に記載のシールドビーム形放電ランプにおいて、
前記高電圧パルスは、そのランプで使用される始動パルスである、シールドビーム形放電ランプ。
【請求項３】
請求項１に記載のシールドビーム形放電ランプにおいて、
前記光反射面は、金属の真空蒸着により形成されている、シールドビーム形放電ランプ。
【請求項４】
シールドビーム形放電ランプの製造方法において、
リフレクタにフェルールを打ち込むステップと、
前記リフレクタの内周面に対して、金属膜を形成するステップと、
ランプを組み立てるステップと、
ランプ内を排気中に、高電圧パルスを印加して外球内放電を発生させて、リード線間に絶縁破壊を発生させ金属蒸着膜の一部を消失せしめることにより、ランプ毎に、前記リフレクタの閉塞端側の光反射面の領域を画定するステップとを含む、製造方法。
【請求項５】
請求項４に記載のシールドビーム形放電ランプの製造方法において、
前記高電圧パルスを印加して外球内放電を発生させるステップは、ランプ内を排気中に、そのランプで使用されている始動パルスを複数回印加して外球内放電を発生させて、前記リフレクタの閉塞端側の領域を画定する、製造方法。
【請求項６】
請求項４に記載のシールドビーム形放電ランプの製造方法において、
前記金属膜を形成するステップは、金属を真空蒸着するステップである、製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シールドビーム形放電ランプに関する。具体的には、リフレクタを備えたシールドビーム形放電ランプ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
シールドビーム形放電ランプは、レンズ、発光管、リフレクタ等が一体に作られ密封されたランプであり、その発光管は、アーク放電を光源として利用している。シールドビーム形放電ランプでは、リフレクタの光反射面は、可能な限り大きなサイズにして、光源からの光束を有効に利用して所定の方向に向けることが望ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第3293591号「シールドビーム形放電ランプ」（登録日：2002.04.05）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
リフレクタの内周面には、発光管からの光束を反射する金属製の光反射面が形成されている。光反射面の領域は、リフレクタの開放端側（レンズ側）に関しては、可能な限り開放端部まで拡げればよい。しかし、リフレクタの閉塞端側（ランプ口金側）に関しては、発光管に電力を供給する２本のリード線がリフレクタを貫通しているため、一定の絶縁領域（即ち、金属製の光反射面が形成されてない領域）を設ける必要がある。
【０００５】
一方、シールドビーム形放電ランプには、ランプの出力、サイズ、リフレクタの形状等により多数の種類のランプが存在する。
【０００６】
従って、全ての種類のシールドビーム形放電ランプに関して、リフレクタの閉塞端側に設ける絶縁領域を一義的に決定することは困難である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
そこで、本発明は、ランプ毎に最適なリフレクタを備えたシールドビーム形放電ランプを提供することを目的とする。
更に、本発明は、ランプ毎に最適なリフレクタを備えたシールドビーム形放電ランプの製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
上記目的に鑑みて、本発明に係るシールドビーム形放電ランプは、一方に開放端を、他方に閉塞端を有し、全体が凹の曲面状に形成されたリフレクタと、前記リフレクタの内周面に形成された光反射面と、前記リフレクタの開放端側を全体的に覆うように接合された透光性カバーと、前記リフレクタの閉塞端側に取り付けられた口金と、前記リフレクタと前記透光性カバーで囲まれた空間内に配置された発光管と、前記発光管の両端から夫々延在する２本のリード線の経路となる、前記リフレクタに夫々組み込まれたフェルールとを備え、前記リフレクタの閉塞端側の前記光反射面の領域は、高電圧パルスの印加による排気中外球内放電によりランプ毎に画定されている。
【０００９】
更に、上記シールドビーム形放電ランプでは、前記高電圧パルスは、そのランプで使用される始動パルスであってよい。
【００１０】
更に、上記シールドビーム形放電ランプでは、前記光反射面は、金属の真空蒸着により形成されていてもよい。
【００１１】
更に、本発明に係るシールドビーム形放電ランプの製造方法は、リフレクタにフェルールを打ち込みステップと、前記リフレクタの内周面に対して、金属膜を形成するステップと、ランプを組み立てるステップと、ランプ内を排気中に、高電圧パルスを印加して外球内放電を発生させて、前記リフレクタの閉塞端側の領域を画定するステップを含む。
【００１２】
更に、上記シールドビーム形放電ランプの製造方法では、前記高電圧パルスを印加して外球内放電を発生させるステップは、ランプ内を排気中に、そのランプで使用されている始動パルスを複数回印加して外球内放電を発生させて、前記リフレクタの閉塞端側の領域を画定してもよい。
【００１３】
更に、上記シールドビーム形放電ランプの製造方法では、前記金属膜を形成するステップは、金属を真空蒸着するステップであってよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ランプ毎に最適なリフレクタを備えたシールドビーム形放電ランプを提供することができる。
更に、本発明によれば、ランプ毎に最適なリフレクタを備えたシールドビーム形放電ランプの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本実施形態に係るシールドビーム形放電ランプの一例を説明する図である。
【図２】図２は、図１のシールドビーム形放電ランプのリフレクタを開放端の方向から見た図である。
【図３】図３は、図１のシールドビーム形放電ランプの製造工程の一部であり、具体的には、リフレクタの蒸着膜の形成を説明するフローであり、従来の蒸着膜の形成のフローと比較しながら説明する図である。
【図４】図４は、前掲特許文献１から引用した図であり、図１のシールドビーム形放電ランプのリフレクタとの技術的な相違を説明するためものである。。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明に係るシールドビーム形放電ランプの実施形態に関して、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中、同じ要素に対しては同じ参照符号を付して、重複した説明を省略する。
【００１７】
［シールドビーム形放電ランプの概要］
図１は、本実施形態に係るシールドビーム形放電ランプ８の一例を説明する図である。シールドビーム形放電ランプ８は、一方に開放端１ａを、他方に閉塞端１ｂを有し、全体が凹の曲面状に形成されたリフレクタ１と、開放端１ａを全体的に覆うようにリフレクタ１に接合された透光性カバー３と、閉塞端側１ｂに取り付けられた口金６と、リフレクタ１と透光性カバー３で囲まれた空間内に配置された発光管２と、発光管の両端から夫々延在する２本のリード線５ａ，５ｂと、リフレクタ１に夫々組み込まれ、２本のリード線のリフレクタを貫通する経路となるフェルール４ａ，４ｂとを備えている。
【００１８】
各要素に関して、簡単に説明する。
リフレクタ１は、剛体、例えば、アルミナセラミックで形成されている。リフレクタ１の内周面には、金属蒸着膜１２が形成されており、例えば、アルミニウムを真空蒸着して形成されている。この金属蒸着膜１２の表面が、光反射面１０となる。光反射面１０の形状は、ランプの用途に応じて、例えば、凹の球面鏡、放物面鏡等の形状となっている。
【００１９】
透光性カバー３は、レンズ作用を有し、代表的には、硬質ガラス、透光性樹脂等で形成される。リフレクタ１と透光性カバー３で囲まれた空間内は、ランプ製造の最終段階の排気工程により、例えば、１×１０−３Ｔｏｒｒ以下の真空状態になっている。
【００２０】
発光管２は、内部の電極７ａ，７ｂ間に生じるアーク放電を利用する光源である。発光管２の内部には、先端が相互に対向するように配置された一対のタングステン（Ｗ）から成る棒状電極７ａ，７ｂが設けられている。発光管２の周囲は石英、透光性セラミックス等の密封容器から成り、所定の希ガス、水銀、アルカリ金属ハロゲン物質等が封入されている。
【００２１】
口金６は、ソケット（図示せず。）に取り付けられて、発光管２に給電する電力取り入れ口である。図示したものはソケットにネジ込みするタイプのＥ形金具であるが、これに限定されず、その他のタイプ、例えば、差し込みタイプ等の口金であってもよい。
【００２２】
フェルール４ａ，４ｂは、リフレクタ１側が開口している金具であり、リフレクタ１の底部に気密に融着されている。電極７ａ，７ｂから延びるリード線５ａ，５ｂは、フェルール４ａ，４ｂの内底部に夫々溶接され支持されている。フェルール４ａ，４ｂの外底部には、口金６に接続する線材（図示せず。）が夫々溶接されている。
【００２３】
シールドビーム形放電ランプ８は、発光管２からの光束が、光反射面１０で所定方向に方向付け又はコリメートされ、透光性カバー３でレンズ作用を受けながら透過して、所望の方向を照射する。
【００２４】
（リフレクタ）
図２は、図１のシールドビーム形放電ランプ８のリフレクタ１を開放端１ａの方向から見た図である。リフレクタ１の内周面に形成される光反射面１０（即ち、金属蒸着膜１２）の領域は、リフレクタの開放端側（レンズ側）１ａに関しては、可能な限り開放端部まで拡げればよい。しかし、リフレクタ１の閉塞端側（ランプ口金側）１ｂに関しては、一定の制限がある。光反射面１０は金属製であり、リフレクタの閉塞端側には光源に電力を供給する２本のリード線（図１の５ａ，５ｂ参照）や金属製のフェルール（同４ａ，４ｂ参照）がある。そのため、光反射面１０を閉塞端側１ｂに拡げ過ぎると、光反射面１０とリード線やフェルールが接近しすぎて絶縁破壊を誘発し、２本のリード線間を電気的に短絡する。従って、リフレクタ１の閉塞端側内周面には、光反射面１０を形成しない領域、即ち絶縁領域を設ける必要がある。
【００２５】
シールドビーム形放電ランプ８は、ランプの出力等により多くの異なるサイズがあり、リフレクタ１のサイズもランプの出力等に応じて異なっている。更に、リフレクタ１の内周面に形成された光反射面１０は、用途に応じて、例えば、凹の球面鏡、放物面鏡等の形状がある。
【００２６】
従って、全てのシールドビーム形放電ランプ８に関して、一義的に、最適の絶縁領域の形状、大きさ等を決定することは困難である。即ち、光反射面を形成しない絶縁領域を必要以上に大きく決定すると、必然的に光反射面１０のサイズが小さくなり光源からの光束を有効に利用することが出来ない。反対に、絶縁領域を必要以下に小さく決定すると、リード線やフェルールに接近し過ぎて、絶縁破壊を誘発して電気的に短絡する。
【００２７】
しかし、本実施形態によれば、この問題を解決して、ランプ毎に最適なリフレクタを備えたシールドビーム形放電ランプの提供することが出来る。本実施形態は、本発明者等が、リフレクタ１の内周面に金属蒸着膜１０を形成し、その後ランプ毎に排気中の外球内放電によりリード線間に絶縁破壊を発生させて金属蒸着膜の一部を消失せしめることにより、ランプ毎に最適な絶縁領域が形成できることを発見したことに基づいている。
【００２８】
換言すれば、ランプ完成後に発生するリード線間の絶縁破壊は、ランプにとって有害となるであろう。しかし、本実施形態は、本発明者等が、ランプ完成前の排気工程中に実施する外球内放電は、ランプ毎に最適な絶縁領域を画定するため有益であることを発見したことに基づいている。
【００２９】
図３は、図１のシールドビーム形放電ランプ８の製造工程の一部であり、具体的には、リフレクタ１の蒸着膜１０の形成を説明するフローであり、従来の蒸着膜の形成のフローと比較しながら説明する図である。
【００３０】
従来の製造工程では、リフレクタにフェルールを打ち込む（ステップＳ１０）。次に、予め定めた絶縁領域に相当する箇所（図２の符合９参照）をマスキングし（ステップＳ１５）、例えば真空蒸着装置のベルジャー内で、例えばアルミニウムのような金属をリフレクタの内周面に蒸着して、絶縁領域を形成する（ステップＳ２０）。発光管からのリード線をフェルールにロウ付けし、透光性カバーを取り付ける等により、ランプを組み立てる（ステップＳ３０）。最後に、排気管を通してランプ内を排気して、ランプ化を行っている（ステップＳ３０）。
このため、絶縁領域の形状、大きさ等は、マスキング工程のマスキングの形状、大きさ等により、予め一義的に決定されている。
【００３１】
これに対して、本実施形態に係るリフレクタの蒸着膜の形成工程では、従来工程と同様にリフレクタにフェルールを打ち込む（ステップＳ１）。次の段階ではマスキング工程は無く、例えばアルミニウムのような金属をリフレクタの内周面に蒸着する（ステップＳ２）。次に、従来工程と同様に、ランプを組み立てる（ステップＳ３）。最後に、排気管を通してランプ内を排気しながら、２本のリード線に高電圧パルスを印加してリード線間に絶縁破壊を発生させ、外球内放電を行って、ランプ化を行っている。（ステップＳ４）。この処理を、本出願書類では「排気中外球内放電」ともいう。
【００３２】
高電圧パルスは、そのランプに使用する始動パルス（例えば、約３〜５ｋＶ）であることが好ましいが、これに限定されない。高電圧パルスの印加は、１回又は複数回であってよい。
【００３３】
この外球内放電により金属蒸着膜の一部は高温となり気化して消失し、そのランプに最適な絶縁領域が形成される。気化した蒸着膜の殆どは、排気流と共に外部に排出されるものと思われる。一部が蒸着膜に再付着しても実害は無い。念の為に始動パルスによる排気中外球内放電を２回実施しているので、１回目で絶縁領域となるべき箇所に再付着したとしても、絶縁破壊を誘発する再付着部分は除去される。
【００３４】
本実施形態では、ランプ毎に外球内放電を発生させて絶縁領域を形成するため、絶縁領域の形状、大きさ等は、ランプ毎に最適なものとなる。
【００３５】
［引用文献１との相違］
図４は、前掲特許文献１から引用した図であり、図１のシールドビーム形放電ランプ８のリフレクタ１との技術的な相違を説明するためものである。図４（Ａ）は、特許文献１の図１から引用し、図４（Ｂ）は図２から引用したものである。なお、図面の参照符号が本出願書類のものと重複しないように、図４（Ａ）及び（Ｂ）では、特許文献１の参照符号に最上位の桁として１をプラスした番号に変更してある（例えば、３→１３，１ａ→１１ａ）。
【００３６】
特許文献１では、消灯直後に再始動しようとしても点灯せず、電力供給源と蒸着膜との間で絶縁破壊が発生するという問題を指摘している。１５０Ｗのシールド形放電ランプに関して、最短距離ｄ（フェルール１４の開放端から蒸着膜１１０のフェルール側までのリフレクタ内面に沿った最短距離）と、放電による絶縁破壊との関係を調べるために、予め最短距離ｄを種々変化させたランプを製作し、消灯直後に再始動した場合の絶縁破壊の有無、口金温度及び発光効率を調べている。その結果、(1) 最短距離ｄが３ｍｍ以上では絶縁破壊が発生しない、(2) 最短距離ｄが４０ｍｍ以下では照明器具を用いても口金の温度が２００°未満に維持できる、(3) 最短距離ｄを３≦ｄ≦２０とすることにより高い発光効率（６１  ｌｍ／Ｗ以上）を得ることができる、としている。この結果から、ランプの種類を問わず、シールドビーム形放電ランプにおける最短距離ｄ(ｍｍ)を３≦ｄ≦４０、好ましくは３≦ｄ≦２０と規定している。
【００３７】
本実施形態に係るシールドビーム形放電ランプ（図１参照）と比較すると、次の点で技術的に相違する。
【００３８】
(1) 引用文献１では、（蒸着膜形成＋絶縁領域形成）が同時に行われる。即ち、予め蒸着膜形成時おける最短距離ｄを規定し、この規定に合致するように蒸着膜が形成される。これに対して、本実施形態では、蒸着膜形成と絶縁領域形成は別個に行われる。即ち、蒸着膜形成時には絶縁領域は存在しない。従って、蒸着膜形成時には絶縁領域を規定する最短距離ｄという概念は存在しない。
【００３９】
(2) 引用文献１では、ランプの種類に関係なく、蒸着膜形成時における最短距離ｄを一義的に規定し、蒸着膜を形成している（換言すれば、隣接する絶縁領域を形成している）。これに対して、本実施形態では、ランプに対する一義的な絶縁領域の形成はない。その後に行われる排気時外球内放電により、ランプ毎に絶縁領域を形成している。換言すれば、排気時外球内放電により、ランプ毎に、隣接する閉塞端側の前記光反射面の領域を画定している。
１５０Ｗのシールド形放電ランプに関する実験結果から得られた最短距離ｄの規定を、他の出力のランプに適用できるか不明である。また、アルミナセラミック製リフレクタ１１０の面に形成された蒸着膜の絶縁破壊の実験結果から、下地がアルミナセラミックス以外の場合のランプに適用できるか不明である。
このような問題も、本実施形態に係るランプでは、排気時外球内放電によりランプ毎に絶縁領域を形成することで解決されている。
【００４０】
［まとめ］
以上、本実施形態に係るシールドビーム形放電ランプについて説明したが、これらは例示であって、本発明の範囲を制限するものではない。当業者が、本実施形態に対して容易になしえる追加・削除・変更・改良等は、本発明の範囲内である。本発明の技術的範囲は、添付の特許請求の記載によって定められる。
【符号の説明】
【００４１】
１，１１：リフレクタ、  １ａ，１１ａ：開放端、  １ｂ：閉塞端、  ２，１２：発光管、  ３，１３：透光性カバー，レンズ、  ４ａ，４ｂ，１４：フェルール、  ５ａ，５ｂ：リード線、  ６，１６：口金、  ７ａ，７ｂ：電極、  ８：シールドビーム形放電ランプ、  １０：光反射面、  １２：金属蒸着膜、  １１０：蒸着膜、
ｄ：最短距離、
【要約】
【課題】ランプ毎に最適なリフレクタを備えたシールドビーム形放電ランプを提供することを目的とする。
【解決手段】一方に開放端を、他方に閉塞端を有し、全体が凹の曲面状に形成されたリフレクタと、前記リフレクタの内周面に形成された光反射面と、前記リフレクタの開放端側を全体的に覆うように接合された透光性カバーと、前記リフレクタの閉塞端側に取り付けられた口金と、前記リフレクタと前記透光性カバーで囲まれた空間内に配置された発光管と、前記発光管の両端から夫々延在する２本のリード線の経路となる、前記リフレクタに夫々組み込まれたフェルールとを備え、前記リフレクタの閉塞端側の前記光反射面の領域は、高電圧パルスの印加による排気中外球内放電によりランプ毎に画定されている。
【選択図】図３【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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