(57)【要約】【課題】起動時間が短く、起動電圧が低く、且つ寿命を向上させることができる放電ランプを提供する。【解決手段】本発明の放電ランプは、1つの発光管と対向するように配置される２つの電極を含み、発光管は、稀ガスが封入されている１つの放電室と気密に密封される２つの首部を具備する。各々の電極は、電極頭部と電極軸部を含む。各々の首部の中には、一端が電極の電極軸部に接続され、他端が金属導線に接続される金属箔が形成されている。金属導線の一端は、金属箔に接続され、他端は、首部の外部に露出されている。放電室の中には、少なくとも１つの導電体から構成され、且つ電極に電気接続される電子放射器が形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
稀ガスが封入されている１つの放電室と気密に密封される２つの首部を具備する1つの発光管と、対向するように配置される２つの電極と、を含む放電ランプにおいて、
各々の電極は、電極頭部と電極軸部を含み、各々の首部の中には、一端が前記電極の電極軸部に接続され、他端が金属導線に接続される金属箔が形成されており、前記金属導線の一端が前記金属箔に接続され、他端が首部の外部に露出されており、
前記放電室の中には、少なくとも１つの導電体から構成され且つ前記電極に電気接続される電子放射器が形成されており、前記電子放射器の外縁は、前記電極軸部の直径より小さいことを特徴とする放電ランプ。
【請求項２】
前記電子放射器は、前記電極頭部に巻かれている細い金属線を引いて形成する電子放射器であることを特徴とする請求項１に記載の放電ランプ。
【請求項３】
前記電子放射器は、外部から接続させる方法によって電子発射部を含まない電極の電極頭部或いは電極軸部に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の放電ランプ。
【請求項４】
前記電子放射器は、電子発射部を含まない電極頭部或いは電極軸部の表面に一体に形成される凹凸部によって形成され、前記凹凸部の外縁部は、円錐状、円弧状或いは多角状であり、前記外縁部が前記電極軸部の直径より小さいことを特徴とする請求項１に記載の放電ランプ。
【請求項５】
前記電子放射器の少なくとも１つの先端が円錐状、円弧状或いは多角状に形成され、前記先端が前記電極軸部の直径より小さいことを特徴とする請求項１に記載の放電ランプ。
【請求項６】
前記電子放射器は、前記電極の電極軸部に円盤状に形成され、前記電子放射器の外縁部は、円弧状或いは多角状に形成され、前記外縁部の弧径が前記電極軸部の直径より小さいことを特徴とする請求項１に記載の放電ランプ。
【請求項７】
前記電子放射器は、前記放電室の中に形成され、且つ前記電極の電極頭部或いは電極軸部に固定されていることを特徴とする請求項１に記載の放電ランプ。
【請求項８】
前記電子放射器の少なくとも１つの先端部が前記放電室の中に入れられていることを特徴とする請求項１に記載の放電ランプ。
【請求項９】
前記電子放射器の一端は、前記首部の中の金属箔に接続され、他端は、前記放電室の中まで延長されていることを特徴とする請求項１に記載の放電ランプ。
【請求項１０】
前記電子放射器の一端は、金属導線に接続され、他端は、発光管の外部から放電室の中まで挿入されていることを特徴とする請求項１に記載の放電ランプ。
【請求項１１】
前記２つの電極の中の少なくとも１つの電極が前記電子放射器に電気接続されているか、或いは２つの電極が別々に前記電子放射器に電気接続されていることを特徴とする請求項１に記載の放電ランプ。
【請求項１２】
前記放電室と一側の首部との間の外部面に形成されている導電物をさらに含み、前記導電物は、他側の首部の金属導線に電気接続されていることを特徴とする請求項１に記載の放電ランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放電ランプに関し、特に高圧蒸気中のアーク放電によって発光する高圧放電ランプに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、メタルハライドランプ、ナトリウムランプ、水銀ランプ、キセノンランプ、車両の前照灯、セラミックメタルハライドランプのように高圧放電ランプが広く使われている。高圧放電ランプは、２つの電極の間の放電で放電容器中の高圧気体を発光させることによって発光する。放電ランプは、輝度が高い利点があるが、１０〜１５キロボルト（ＫＶ）以上の高い起動電圧を必要とする欠点がある。
【０００３】
起動電圧が高い欠点を解決するために特許文献１では、紫外線（ＵＶ）の輻射源によって放電ランプの起動を改善する技術を提出している。特許文献１の放電ランプにおいて、密封首部の金属箔に形成されている気体室をＵＶ輻射源にして放電ランプの起動を改善する。特許文献１の放電ランプは、ＵＶ輻射源によって放電ランプの起動を改善することができるが、以下のような欠点がある。即ち、ＵＶ輻射源になる気体室が形成しにくいので、気体室の品質を確保することができない。又、気体室のサイズを大きくすることができないので、紫外線が充分に生じることができない。又、密封首部の長さを大きくすることができないので、品質が悪くなるとか寿命が短くなる可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】台湾特許公開２００４０７９３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の主な目的は、起動時間が短く、起動電圧が低く、且つ寿命を向上させることができる放電ランプを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明では1つの発光管と対向するように配置される２つの電極を含む放電ランプを提供する。発光管は、稀ガスが封入されている１つの放電室と気密に密封される２つの首部を具備する。各々の電極は、電極頭部と電極軸部を含む。各々の首部の中には、一端が電極の電極軸部に接続され、他端が金属導線に接続される金属箔が形成されている。金属導線の一端は、金属箔に接続され、他端は、首部の外部に露出されている。放電室の中には、少なくとも１つの導電体から構成され、且つ前記電極に電気接続される電子放射器が形成されている。
【０００７】
前記放電ランプにおいて、電子放射器の材料として、耐高温の金属材料を使うことができる。例えば、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、タンタル（Ｔａ）、ニオブ（Ｎｂ）、レニウム（Ｒｅ）などの中の一種或いは一種以上から形成される合金材料或いは金属構造体を使うことができる。
【０００８】
前記電子放射器の材料として、０．１〜５％のトリウム（Ｔｈ）或いは二酸化トリウム（ＴｈＯ２）を含むタングステン材料を使うことができる。
【０００９】
前記電子放射器の材料として、０．１〜５％のセリウム（Ｃｅ）或いは酸化セリウム（ＣｅＯ）を含むタングステン材料を使うことができる。
【００１０】
前記電子放射器として、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、タンタル（Ｔａ）、ニオブ（Ｎｂ）、レニウム（Ｒｅ）などの中の一種或いは一種以上の合金材料によって主構造体が形成され、主構造体の上にバリウム（Ｂａ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）などの中の一種或いは一種以上の酸化物の混合物により形成されている金属構造体を使うことができる。
【００１１】
前記電子放射器として、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、タンタル（Ｔａ）、ニオブ（Ｎｂ）、レニウム（Ｒｅ）などの中の一種或いは一種以上の合金材料によって主構造体が形成され、主構造体の上にバリウム（Ｂａ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）などの中の一種或いは一種以上の酸化物が形成され、且つ珪素（Ｓｉ）、マグネシウム（Ｍｇ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、アルミニウム（Ａｌ）などの中の一種或いは一種以上の酸化物の混合物を活性物質として構成された金属構造体を使うことができる。
【００１２】
前記放電ランプにおいて、電子放射器が棒状に形成されている。電子放射器の直径は、電極軸部の直径より小さい。電子放射器の先端は、円錐状、円弧状、多角状或いは放射状に形成されている。電子放射器の円弧部の弧径は、電極軸部の最大直径より小さい。電子放射器は、電極の電極頭部或いは電極軸部に溶接されている。または、電子放射器の一端が首部の中の金属箔に接続され、他端が放電室の中に入れられている。
【００１３】
前記放電ランプにおいて、電子放射器が細い糸状に形成されている。電子放射器の直径は、電極軸部の直径より小さい。電子放射器の先端は、円錐状、円弧状、多角状或いは放射状に形成されている。電子放射器の円弧部の弧径は、電極頭部の最大直径より小さい。電子放射器は、電極の電極頭部或いは電極軸部に巻かれているか、電極の電極頭部或いは電極軸部に溶接されている。または、電子放射器の一端が首部の中の金属箔に接続され、他端が放電室の中に入れられている。
【００１４】
前記放電ランプにおいて、電子放射器は、棒状体或いは細い糸状体に形成されている。棒状体或いは細い糸状体の直径は、電極軸部の最大直径より小さい。電子放射器の一端は、金属導線に接続され、他端は、発光管の外部から放電室の中に入れられている。
【００１５】
前記放電ランプにおいて、電子放射器は、電極の電極軸部に円盤状に形成されている。電子放射器の外縁部は、電極軸部の最大直径より小さい円弧状或いは多角状に形成されている。電子放射器は、電極の電極頭部或いは電極軸部が導電可能に溶接されている。
【００１６】
前記放電ランプにおいて、電子放射器は、電極の電極頭部に巻かれている細い金属線によって形成されるものである。細い金属線として、通常タングステンから形成される金属線を使う。
【００１７】
前記放電ランプにおいて、電子放射器は、電子発射部を含まない電極頭部或いは電極軸部に形成される凸部によって形成されるものである。凹凸部の外縁部は、円錐状、円弧状、多角状などに形成されている。外縁部は、電極軸部の直径より小さい。
【発明の効果】
【００１８】
前記本発明の放電ランプにおいて、電子放射器の外縁部が小さい弧径を有する円弧状に形成されているので、発光用電気を入力する場合外縁部の外表面に他の区域より多い電荷が集まり、外縁部に他の区域より大きい電界が生じる。集まる電荷と生じる電界によって、外縁部に放電が発生し得る。放電アークによって短い時間内に対向する２つの電極の間に放電現象が発生され、電極頭部が正常的な作動温度になる時間を減らすことができる。即ち、本発明の放電ランプの起動用時間を減らし、低電圧で本発明の放電ランプを起動することができる。又、電子放射器が電極に接触されているので、電極の放熱面積を増加させることができる。即ち、電極の放熱速度を向上させ、放電ランプの寿命を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第一実施形態に係る放電ランプの断面を示す。
【図２】図１の電極に電気接続されている電子放射器を示す。
【図３】本発明の第一例に係る電子放射器を示す。
【図４】本発明の第二例に係る電子放射器を示す。
【図５】本発明の第三例に係る電子放射器を示す。
【図６】本発明の第四例に係る電子放射器を示す。
【図７】本発明の第五例に係る電子放射器を示す。
【図８】本発明の第六例に係る電子放射器を示す。
【図９】本発明の第七例に係る電子放射器を示す。
【図１０】本発明の第八例に係る電子放射器を示す。
【図１１】本発明の放電ランプの外部に導電部が形成されていることを示す。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１は、本発明の第一実施形態に係る放電ランプの断面を示す。図１に示す本実施形態の放電ランプ１は、発光管を含んでいる。発光管には、密封される放電室１０と、放電室１０の両側に別々に形成され且つ気密に密封される２つの首部２０と、が形成されている。放電室１０の中には、稀ガスが封入されており、同士の先端が対向する２つの電極３０が形成されている。各々の電極３０は、電極頭部３１と電極軸部３２を含む。各々の首部２０の中には、金属箔４０が形成されている。金属箔４０は、電極３０の電極軸部３２と金属導線５０との間に接続されている。金属導線５０は、首部２０の外部に露出されている回路接続部を含む。放電室１０の中には、導電体から構成され、且つ電極３０に電気接続されている電子放射器６０がさらに形成されている。
【００２１】
図２は、図１の電極３０に電気接続されている電子放射器６０を示す。図1或いは図２に示す電子放射器６０の材料として、耐高温の金属材料を使うことができる。例えば、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、タンタル（Ｔａ）、ニオブ（Ｎｂ）、レニウム（Ｒｅ）などの中の一種或いは一種以上から形成される合金材料を使うか、或いは０．１〜５％のトリウム（Ｔｈ）或いは二酸化トリウム（ＴｈＯ２）を含むタングステン材料を使うか、或いは０．１〜５％のセリウム（Ｃｅ）或いは酸化セリウム（ＣｅＯ）を含むタングステン材料を使うことができる。または、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、タンタル（Ｔａ）、ニオブ（Ｎｂ）、レニウム（Ｒｅ）などの中の一種或いは一種以上の合金材料によって主構造体が形成され、主構造体の上にバリウム（Ｂａ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）などの中の一種或いは一種以上の酸化物が形成されている金属構造体を使うことができる。または、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、タンタル（Ｔａ）、ニオブ（Ｎｂ）、レニウム（Ｒｅ）などの中の一種或いは一種以上の合金材料によって主構造体が形成され、主構造体の上にバリウム（Ｂａ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）などの中の一種或いは一種以上の酸化物が形成され、且つ珪素（Ｓｉ）、マグネシウム（Ｍｇ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、アルミニウム（Ａl）などの中の一種或いは一種以上の酸化物の混合物を活性物質として構成された金属構造体を使うことができる。
【００２２】
以下、電子放射器６０の形状と、電子放射器６０と電極３０との間の電気接続のいろいろな例に対して説明する。図３は、本発明の第一例に係る電子放射器を示す。図３の電子放射器６０は、棒状に形成されており、且つ電極頭部３１に接続されている。電子放射器６０の直径は、電極軸部３２の直径より小さい。電子放射器６０の放電効果を向上させるために電子放射器６０の外縁部６０ａを円錐状、円弧状、多角状、放射状、粗い面状などにすることができる。電子放射器６０の外縁部６０ａが円弧状に形成される場合、円弧状の弧径が電極軸部３２の最大直径３３より小さい。
【００２３】
図４は、本発明の第二実施例に係る電子放射器を示す。図４の電子放射器６０は、電極３０の電極軸部３２に接着されている。図５は、本発明の第三実施例に係る電子放射器を示す。図５の電子放射器６０において、一端は首部２０の金属箔４０に接続され、他端は放電室１０の中に挿入されている。即ち、電子放射器６０の一端は、電極３０に電気接続され、少なくとも他端の外縁部６０ａは、放電室１０の中に挿入されている。
【００２４】
図６は、本発明の第四実施例に係る電子放射器を示す。図６の電子放射器６０は、細い糸によって形成されるコイル状電子放射器である。コイル状電子放射器６０を形成する細い糸の直径は、電極軸部３２の最大直径より小さい。電子放射器６０の外縁部の放電効果を向上させるために電子放射器６０の外縁部を円錐状、円弧状、多角状、放射状、粗い面状などにすることができる。電子放射器６０の外縁部が円弧状に形成される場合、円弧状の弧径が電極軸部３２の最大直径３３より小さい。本実施例のおいて、コイル状電子放射器６０が電極３０の電極頭部３１が形成されているが、他の実施例で電極３０の電極軸部３２に形成するか（点線で示す電子放射器を参照されたい）、或いは図３或いは図４に示すようように電極３０の電極頭部３１または電極軸部３２に溶接させるか、或いは図５に示すように一端を首部２０の金属箔４０に接続され且つ他端を放電室１０の中に挿入させてもよい。前記構造によって、電子放射器６０が電極３０に電気接続され、且つ電子放射器６０が放電室１０の中に挿入されるか、或いは少なくとも他端の外縁部６０ａが放電室１０の中に挿入されている。
【００２５】
図７は、本発明の第五実施例に係る電子放射器を示す。図７の電子放射器６０は、棒状或いは細い糸状に形成されている。電子放射器６０の一端は、金属導線５０に接続され、他端は、発光管の外部から放電室１０の中に挿入されている。即ち、電子放射器６０が電極３０に電気接続され、且つ少なくとも他端の外縁部６０ａが放電室１０の中に挿入されている。放電室１０の中に挿入されている他端の外縁部６０ａによって放電を実現することができる。
【００２６】
図８は、本発明の第六実施例に係る電子放射器を示す。図８の電子放射器６０は、電極３０の電極軸部３２に円盤状に形成されている。電子放射器６０の外縁部６０ａは、円弧状或いは多角状に形成されている。電子放射器６０が電極３０の電極頭部３１或いは電極軸部３２が導電可能に溶接されているので、電子放射器６０の外縁部６０ａで放電を実現することができる。即ち、電子放射器６０が電極３０に電気接続され、且つ放電室１０の中に入れられている。
【００２７】
図９は、本発明の第七実施例に係る電子放射器を示す。図９の電子放射器６０は、細い金属線３１ａを電極３０の電極頭部３１の金属線３１ａを引いて形成するコイル状電子放射器である。細い金属線３１ａは、通常タングステンから形成される金属線を使う。前記構造によって、電子放射器６０が電極３０に電気接続され、且つ放電室１０の中に入れられている。
【００２８】
図１０は、本発明の第八実施例に係る電子放射器を示す。図１０の電子放射器６０は、電子発射部３０ａを含まない電極頭部３１或いは電極軸部３２の表面に一体に形成される凹凸部によって形成される。凹凸部のの外縁部は、円錐状、円弧状、多角状、放射状などに形成されている。本実施例では、断面が三角形である凹凸部によって放電効果を起こすことができる外縁部６０ａが形成されている。外縁部６０ａは、電極軸部３２の直径より小さい。前記構造によって、電子放射器６０が電極３０に電気接続され、且つ放電室１０の中に入れられている。
【００２９】
図１〜図１０に示す放電ランプにおいて、発光用電気を入力させる場合、電子放射器６０の外縁部６０ａが小さい弧径を有する円弧状に形成されているので、外縁部６０ａの外表面に他の区域より多い電荷が集り、外縁部６０ａに他の区域より大きい電界が生じる。集まる電荷と生じる電界によって、外縁部６０ａに放電が発生し得る。放電アークによって短い時間内に対向する２つの電極３０の間に放電が発生するので、電極頭部３１が正常的な作動温度になる時間を減らすことができる。即ち、本発明の放電ランプの起動用時間を減らし、低電圧で本発明の放電ランプを起動することができる。又、電子放射器６０が電極３０に接触されているので、電極３０の放熱面積を増加させることができる。即ち、電極３０の放熱速度を向上させ、放電ランプの寿命を向上させることができる。
【００３０】
図１１は、本発明の放電ランプの外部に導電部が形成されていることを示す。図１１の放電ランプ１は、放電室１０と首部２０との間の外部面に形成されている導電物７０をさらに含む。導電物７０は、金属線或いは発光管の外面に鍍金或いは塗布されている導電物である。導電物７０は、反対側の首部２０の金属導線５０に電気接続されている。本発明の放電ランプに発光用電気を入力させる場合、導電物７０と電子放射器６０との間に高電圧差が発生するので、放電室１０の中の電子の移動を向上させることができる。従って、本発明の放電ランプの起動時間を短くし、低電圧で本発明の放電ランプを起動することができる。
【符号の説明】
【００３１】
１  放電ランプ
１０  放電室
２０  首部
３０  電極
３１  電極頭部
３２  電極軸部
３３  最大直径
４０  金属箔
５０  金属導線
６０  電子放射器
６０ａ  外縁部
【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６】
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【図７】
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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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