(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電空間を包囲する膨出部および膨出部の両端に連通して配置され膨出部より内径が小さい小径筒部を備えた透光性セラミックス放電容器と；
透光性セラミックス放電容器を封止するのに適した材料からなり、少なくとも中間部がコイルピッチ１００％〜３００％に形成されたコイル状部分によって形成されている封着性部分および封着性部分の先端に基端が接続されている耐火性部分を備え、透光性セラミックス放電容器の小径筒部内に挿入されて耐火性部分と小径筒部の内面との間にわずかな隙間を形成しながら延在する給電導体と；
給電導体の耐火性部分の先端に配設されて透光性セラミックス放電容器の膨出部内に位置している電極と；
透光性セラミックス放電容器の小径筒部および給電導体の封着性部分の間を少なくとも封着性部分が放電空間側へ露出しないように包囲して封止しているセラミックス封止用コンパウンドのシールと；
透光性セラミックス放電容器内に封入されたイオン化媒体と；
を具備していることを特徴とする高圧放電ランプ。
【請求項２】
セラミックス封止用コンパウンドのシールは、給電導体の封着性部分の中間部に形成されたコイル状部分の金属部材が挿入されていない部位の内部空間内に実質的に充満していることを特徴とする請求項１記載の高圧放電ランプ。
【請求項３】
照明装置本体と；
照明装置本体に支持された請求項１または２記載の高圧放電ランプと；
を具備していることを特徴とする照明装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は透光性セラミックスからなる放電容器を備えた高圧放電ランプおよびこれを用いた照明装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、従来の石英ガラス放電容器に比較して、長寿命、高効率の利点を有する透光性セラミックス放電容器を備えた高圧放電ランプが開発され、広く普及しつつある。
【０００３】
図８は、従来の透光性セラミックス放電容器を備えた高圧放電ランプにおける封止部を示す要部拡大正面断面図である。
【０００４】
図９は、同じく要部拡大側面断面図である。
【０００５】
図において、１０１は小径筒部、１０２は給電導体、１０３はシールである。
【０００６】
小径筒部１０１は、透光性セラミックス放電容器の中心部の膨出部（図示しない。）の両端に一体に接続していて、内部に膨出部に連通する挿通孔１０１ａが形成されている。
【０００７】
給電導体１０２は、封着性部分１０２ａおよび耐火性部分１０２ｂを備えている。
【０００８】
封着性部分１０２ａは、小径筒部１０１内に挿入される封着部１０２ａ１および先端が封着部１０２ａ１の基端に接続されるとともに、基端が小径筒部１０１から外方へ突出する外部突出部１０２ａ２から構成されいる。
【０００９】
耐火性部分１０２ｂは、その基端が封着性金属からなる封着性部分１０２ａの先端に接続されており、さらに耐火性部分１０２ｂの先端には電極（図示しない。）が配設されている。そして、耐火性部分１０２ｂの基端を封着性部分１０２ａの先端に接続するために、たとえば封着性部分１０２ａの先端と耐火性部分１０２ｂの基端の溶接予定部にそれぞれ段部１０２ａ３、１０２ｂ１を形成し、両段部１０２ａ３、１０２ｂ１を重ねて上下からスポット溶接している。
【００１０】
また、給電導体１０２は、小径筒部１０１内に挿入され、小径筒部１０１と給電導体１０２の封着性部分１０２ａの封着部１０ａ１との間のわずかな隙間内にセラミックス封止用コンパウンドのシール１０３が流入して固化することによって、小径筒部１０１が封止されるとともに、給電導体１０２が所定の一に固定される。
【００１１】
ところで、給電導体１０２の封着性部分１０２ａの外部突出部１０２ａ２は、封着部１０２ａ１の基端に先端が接続して外部に突出している。高圧放電ランプを排気された外管内に収納して点灯する場合には、この外部突出部１０２ａ２が透光性セラミックス放電容器１０１から外部に露出して外部リード線として機能させてもよいが、高圧放電ランプを大気中に露出した状態で点灯する場合には、露出しないようにシールなどによって気密に被覆しなければならない。そこで、外部突出部１０２ａ２に耐酸化性金属からなる外部リード線（図示しない。）を接続するとともに、当該接続部を図示しないセラミックスワッシャで包囲し、さらにシール１０３より融点の低いシール（図示しない。）によって封止する。
【００１２】
また、外部突出部１０２ａ２の先端を封着部１０２ａ１の基端に接続するために、耐火性部分１０２ｂと封着性部分１０２との接続と同様に、封着部１０２ａ１および外部突出部１０２ａ２に段部１０２ａ４、１０２ａ５を形成して、両段部１０２ａ４、１０２ａ５を重ねてスポット溶接している。
【００１３】
以上説明した従来技術に対して、本発明者らは先に給電導体の封着性部分を接合線のある筒状にすることで、先端に電極を配設した耐火性部分の接続が容易で、しかも接続する際に偏芯しにくくした高圧放電ランプを発明（以下、「先行発明」という。）し、この発明は特願平１０−２５７８０７号として出願されている。
【００１４】
図１０は、先行発明の高圧放電ランプを示す要部拡大断面図である。
【００１５】
図において、図９と同一部分については同一符号を付して説明は省略する。
【００１６】
給電導体１０２の封着性部分１０２ａは、筒状封着部１０２ａ１’および外部突出部１０２ａ２からなる。
【００１７】
筒状封着部１０２ａ１’は、封着性金属を軸回りに湾曲して筒状に成形したもので、軸方向に合わせ目に平均１〜１０μｍ程度のわずかな隙間のある接合線ｊが形成されている。
【００１８】
外部突出部１０２ａ２は、筒状封着部１０２ａ１’の基端に挿入され、封止時に焼き嵌めによって接続することができる。
【００１９】
耐火性部分１０２ｂは、その基端を筒状封着部１０２ａ１’の先端に挿入されされ、同様に焼き嵌めによって接続することができる。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来技術においては、給電導体の封着性部分と耐火性部分との接続、さらには封着性部分における封着部と外部突出部とを接続する際のスポット溶接が面倒であるばかりか、接続する際に偏芯しやすいという問題がある。
【００２１】
また、先行技術においては、接続が容易で、しかも偏芯しないので、優れているが、筒状封着部１０２ａ１’内にシールが進入しない構成とする場合に、耐火性部分と筒状封着部１０２ａ１’との接続部、ならびに筒状封着部１０２ａ１’と外部突出部１０２ａ２との接続部の両方においてリークを生じると、透光性セラミックス放電容器１０１の気密が失われるので、注意しなければならない。しかし、この問題の克服は比較的容易である。
【００２２】
本発明は、給電導体の部材を偏芯しないで接続し、およびまたは透光性セラミックス放電容器と給電導体の封着性部分との間の封止の信頼性を高くした高圧放電ランプおよびこれを用いた照明装置を提供することを目的とする。
【００２３】
【課題を達成するための手段】
請求項１の発明の高圧放電ランプは、放電空間を包囲する膨出部および膨出部の両端に連通して配置され膨出部より内径が小さい小径筒部を備えた透光性セラミックス放電容器と；透光性セラミックス放電容器を封止するのに適した材料からなり、少なくとも中間部がコイルピッチが１００％〜３００％に形成されたコイル状部分によって形成されている封着性部分および封着性部分の先端に基端が接続されている耐火性部分を備え、透光性セラミックス放電容器の小径筒部内に挿入されて耐火性部分と小径筒部の内面との間にわずかな隙間を形成しながら延在する給電導体と；給電導体の耐火性部分の先端に配設されて透光性セラミックス放電容器の膨出部内に位置している電極と；透光性セラミックス放電容器の小径筒部および給電導体の封着性部分の間を少なくとも封着性部分が放電空間側へ露出しないように包囲して封止しているセラミックス封止用コンパウンドのシールと；透光性セラミックス放電容器内に封入されたイオン化媒体と；を具備していることを特徴とする。
【００２４】
本発明および以下の各発明において、特に指定しない限り用語の定義および技術的意味は次による。
【００２５】
（透光性セラミックス放電容器について）
【００２６】
「透光性セラミックス放電容器」とは、単結晶の金属酸化物たとえばサファイヤと、多結晶の金属酸化物たとえば半透明の気密性アルミニウム酸化物、イットリウム−アルミニウム−ガーネット（ＹＡＧ）、イットリウム酸化物（ＹＯＸ）と、多結晶非酸化物たとえばアルミニウム窒化物（ＡｌＮ）のような光透過性および耐熱性を備えた材料からなる放電容器を意味する。なお、光透過性とは、放電による発光を放電容器を透過して外部に導出できる程度に透過すればよく、透明および光拡散性であってもよい。
【００２７】
また、透光性セラミックス放電容器を製作するには、中央の膨出部と膨出部の両端の小径筒部とを最初から一体に形成することができる。さらに、たとえば膨出部を形成する円筒と、円筒の両端面に嵌合して閉鎖する一対の端板と、端板の中心孔に嵌合して小径筒部を形成する小径筒体とを、それぞれ別に仮焼結して所要に嵌合させて、焼結することにより、一体の放電容器を形成することもできる。
【００２８】
さらに、透光性セラミックス放電容器の内容積は制限されるものはないが、０．０５ｃｃ以下好適には０．０４ｃｃ以下の小形のものにおいて特に効果的である。このような小形の透光性セラミックス放電容器は、その全長を３０ｍｍ以下に形成することができる。さらに、定格ランプ電力を２０Ｗ以下にするのがよい。
【００２９】
（給電導体について）
【００３０】
給電導体は、透光性セラミックス放電容器の少なくとも一方の小径筒部に対して用いられる。
【００３１】
「給電導体」とは、電源からバラスト手段を介して電極間に電圧を印加して、高圧放電ランプを始動し、電流を導入して点灯するために、機能するものであって、透光性セラミックス放電容器の小径筒部内に後述する手段により気密に封止される。
【００３２】
「封着性部分」とは、後述するシールにより透光性セラミックス放電容器を、その小径筒部と封着性部分との間で、または要すればさらにセラミックスチューブをそれらの間に介在させて封止するのに適した材料の部分であればよく、ニオブ、タンタル、チタン、ジルコニウム、ハフニウムおよびバナジウムなどを用いることができる。
【００３３】
透光性セラミックス放電容器の材料にアルミニウム酸化物を用いる場合、ニオブおよびタンタルは、平均熱膨張係数がアルミニウム酸化物とほぼ同一であるから、封着性部分として好適である。イットリウム酸化物およびＹＡＧの場合も差が少ない。窒化アルミニウムを透光性セラミックス放電容器に用いる場合には、封着性部分にジルコニウムを用いるのがよい。
【００３４】
給電導体の封着性部分は、少なくとも中間部が１００％〜３００％のコイルピッチを有するコイル状部分によって形成されているのが本発明の特徴的構成である。これにより、給電導体の封着性部分の内部までシール剤の進入を容易にさせて、なるべくは厚いシールの膜を容易かつ確実に形成することができる。封着性部分の内部にシールの膜を形成すると、封止の信頼性が著しく向上するという作用を奏する。
【００３５】
なぜなら、封着性部分の内部にシールの膜がない場合、封着性部分の小径筒部の端面側の封止部分および耐火性部分との接続部のいずれかにおいてクラックが生じることによって封止が破壊されてしまうからである。
【００３６】
これに対して、本発明においては、シールの膜が上記封止部分と接続部との間に位置するので、封止部分および接続部のいずれか一方または両方にクラックが発生しても封止が破壊されない。このため、本発明においては、封止の信頼性が著しく向上するのである。
【００３７】
しかも、本発明においては、中間部のコイル状部分の全長にわたり内部にシールが充満した厚いシールの膜を容易に形成することができるので、一層高い信頼性を得ることができる。
【００３８】
また、本発明においては、封着性部分の中間部のみならず要すれば、先端部にコイル状部分を形成することもできる。その場合、中間部から先端部まで連続したコイル状部分とすることができる。しかし、要すれば、中間部と先端部との間を棒状部材またはパイプ状部材などによって接続してもよい。いずれにおいても、先端部にコイル状部分を形成することにより、耐火性部分を偏芯することなく、しかも容易に接続することができる。
【００３９】
さらに、本発明においては、封着性部分の中間部に加えて基端側にコイル状部分を形成することができる。その場合、中間部から基端側まで連続したコイル状部分としてもよいし、中間部と基端側との間に上記のような別部材を介在させてもよい。いずれにおいても、基端側にコイル状部分を形成することにより、外部突出部または外部リード線を偏芯なく、しかも容易に接続することができる。
【００４０】
さらにまた、本発明においては、封着性部分の中間部に加えて先端部および基端側のいずれにもコイル状部分を上記のような構成によって形成することができる。これにより、耐火性部分の基端をコイル状部分に挿入するだけで、封止時の焼き嵌め作用によって、偏芯なく両者を接続することができる。しかし、要すれば、耐火性部分をコイル状部分に挿入してから、両者を溶接することができる。もちろん、溶接しても偏芯は生じにくい。
【００４１】
さらにまた、耐火性部分を接続する封着性部分の先端部分となるコイル状部分に加えて、シールを進入させて封止部分を形成する中間の部分、ならびに外部突出部または外部リード線を接続する他端を含めて、全ての部分をコイル状部分によって形成することができる。この場合、コイル状部分を素線、径およびピッチが同一のコイルを用いて一体に形成してもよいし、一部またはそれぞれが異なるコイルによって別体に形成したものを接続してもよい。
【００４２】
たとえば、両端部分を密接巻のコイルとし、中間部分を疎巻のコイルとする。このように構成すると、中間部の内部にシールが容易に進入して封止部分を形成しやすいのに対して、両端部はそれぞれの部材を確実に接続しやすい。また、中間部のピッチを大きくすることで、コイルの素線長を短縮することができる。
【００４３】
上記のコイルを製作するには、最初は密接巻またはターン間の隙間の少ないコイルを用意して、両端部にそれぞれの部材を接続し、その後中間部を所定距離引き伸ばすことにより、中間部に疎巻部分を形成することができる。しかし、最初から上記のように３部分異なるピッチに成形したコイルを用いてもよい。
【００４４】
また、最初から全長にわたってターン間に一定の隙間を有する一定ピッチのコイルを用いることもできる。
【００４５】
さらに、封着性部分に外部突出部または外管内収納の場合の外部リード線を備える場合について述べると、コイル状部分を延長させて外部突出部を一体に形成することができる。これにより、外部突出部として別部材を用意し、接続する手間と部品を省ける。
【００４６】
次に、「耐火性部分」とは、高圧放電ランプの作動中の高温に十分耐える高い融点を備えるとともに、透光性セラミックス放電容器内に存在するイオン化媒体に対する耐腐食性を備えている導電性物質からなる部分であることを意味する。たとえば、タングステン、モリブデンまたはこれらを主成分とする合金、さらには白金などからなるが、単一種の金属だけでなく、上記の複数の金属を接合して構成してもよい。
【００４７】
また、耐火性部分は、内部が充実した無空の棒状や肉厚１０〜３００μｍの中空の筒状すなわちパイプ状であってもよい。小形たとえば定格消費電力が３０Ｗ以下好ましくは２０Ｗ程度の高圧放電ランプにおいては、棒状の場合、０．２ｍｍ以下の直径が適当している。また、筒状の場合、肉厚１０〜１００μｍが適当している。
【００４８】
さらに、筒状の場合、完全なパイプだけでなく、薄板を湾曲してわずかな隙間のある接合部が形成された筒状であってもよい。そして、耐火性部分の基端には後述するシールが接着するが、耐火性部分を以上のように構成することにより、シールの熱膨張係数が明らかに小さくても、熱膨張差によって生じる応力を耐火性部分が吸収する。
【００４９】
耐火性部分と小径筒部の内面との間には、いわゆるキャピラリーと称されるわずかな隙間が形成される。このわずかな隙間の小径筒部の端部側の一部はシールによって埋められるが、残余の部分には余剰のイオン化媒体が点灯中液相状態になって滞留する。そして、放電空間側の液面の温度が最冷部となるが、隙間の幅寸法および長さならびにイオン化媒体の封入量を適当に設定することにより、所望の最冷部温度にすることができる。
【００５０】
（電極について）
【００５１】
電極は、給電導体の耐火性部分の先端に配設されるとともに、透光性セラミックス放電容器の膨出部の内部に位置する。しかし、電極は耐火性部分と別体に形成されているだけでなく、必要に応じて給電導体の耐火性部分と一体に形成されていること、たとえば耐火性部分の先端が直接電極として作用する構成や電極軸が耐火性部分を構成していて、直接封着性部分の先端に接続されている構成などが許容される。その場合、交流点灯形においては一対の電極を耐火性部分と一体に形成することができるが、直流点灯形においては陰極は一体に形成してもよいが、陽極は別に形成することができる。
【００５２】
また、電極を円筒体などの形状をなすタングステンなどの板材によって構成することができる。これにより、電極の表面積が増大し、グロー・アーク転移においてグロー放電モードでスパッタリングの割合を決定する要因の一つである電極表面電流密度が低下し、これに伴い陰極降下電圧が低下するので、スパッタリングが軽減する。また、熱容量を小さくすることができるので、グロー・アーク転移時間が短縮し、さらにエッジ効果により電子放射性能が向上して始動電圧が低下する。
【００５３】
（シールについて）
【００５４】
シールは、小径筒部の端面において封着性部分および透光性セラミックス放電容器の小径筒部の間において少なくとも封着性部分が透光性セラミックス放電容器内の放電空間側に露出しないように封着性部分の先端を包囲して透光性セラミックス放電容器を封止する。
【００５５】
また、シールは、点灯中高温になる透光性セラミックス放電容器を給電導体とともに封止するために、一般的に融点が１５００℃以上で、熱膨張係数が透光性セラミックスのそれに接近しているセラミックス封止用コンパウンドからなる。そして、セラミックス封止用コンパウンドは、予め原料を成形して環状のペレットにされる。次に、このペレットを透光性セラミックス放電容器の小径筒部の端部に載置してから、加熱溶融してわずかな隙間内に進入させて固化させることにより、シールは所定の位置に形成される。
【００５６】
すなわち、シールを所定の位置に形成するには、封止予定部を上にして透光性セラミックス放電容器を固定し、封止予定の小径筒部の端部に固形のセラミックス封止用コンパウンドを載置して加熱する。すると、セラミックス封止用コンパウンドは、加熱により溶融して小径筒部と筒状封着性部分との間に進入し、さらに先端が耐火性部分の中間部の所定位置まで進入したところで冷却する。シールが固化して封着性部分が透光性セラミックス放電容器内の放電空間側に露出しないように包囲するとともに、小径筒部および封着性部分の間を気密に封止する。同時に、小径筒部および耐火性部分の一部の間を気密に封止する。シールにより給電導体は所定の位置に固着されるとともに、透光性セラミックス放電容器は封止される。
【００５７】
さらに、小形の高圧放電ランプの場合、シールによって給電導体の耐火性部分を軸方向に０．２〜３ｍｍに距離にわたって被覆することができる。耐火性部分の被覆距離が０．２ｍｍ未満では点灯中に封着性部分がイオン化媒体たとえばハロゲン化物よって腐食されやすく、また３ｍｍを超えると、クラックが発生しやすくなくなる。
【００５８】
（イオン化媒体について）
【００５９】
本発明においては、イオン化媒体は、特に限定されない。
【００６０】
イオン化媒体として、水銀および希ガスを用いて高圧水銀蒸気放電ランプ（いわゆる水銀ランプ）を得ることができる。
【００６１】
また、少なくとも発光金属を含む金属のハロゲン化物を封入することにより、高圧メタルハライド放電ランプ（いわゆるメタルハライドランプ）を得ることもできる。この場合、さらに干渉媒体として水銀を適当圧力の希ガスとともに適量封入することができる。なお、金属ハロゲン化物を構成するハロゲンとしては、よう素、臭素、塩素またはフッ素のいずれか一種または複数種を用いることができる。発光金属の金属ハロゲン化物は、発光色、平均演色評価数Ｒａおよび発光効率などについて所望の発光特性を備えた放射を得るため、さらには透光性セラミックス放電容器のサイズおよび入力電力に応じて、既知の金属ハロゲン化物の中から任意所望に選択することができる。たとえば、ナトリウムＮａ、リチウムＬｉ、スカンジウムＳｃ、および希土類金属からなるグループの中から選択された一種または複数種のハロゲン化物を用いることができる。
【００６２】
さらに、高圧メタルハライド放電ランプにおいて、水銀に代えて蒸気圧が比較的高くて可視光領域における発光が少ないか、発光しない金属たとえばアルミニウムなどのハロゲン化物を封入することもできる。希ガスとしては、アルゴン、キセノン、ネオンなどを用いることができる。
【００６３】
さらにまた、ナトリウムアマルガムをキセノンなどの希ガスとともにイオン化媒体として用いることにより、高圧ナトリウム放電ランプ（いわゆる高圧ナトリウムランプ）を得ることができる。
【００６４】
（その他の構成について）
【００６５】
透光性セラミックス放電容器の小径筒部の内面と給電導体との間に形成されるわずかな隙間の幅寸法は、本発明において特段制限されないが、比較的小形の高圧放電ランプすなわち透光性セラミックス放電容器の内容積が０．１ｃｃ以下、好適には０．０５ｃｃ以下およびまたは定格消費電力が２０Ｗ以下の場合には、０．２１ｍｍ以上であることが好ましい。
【００６６】
本発明者らの研究によると、小形の高圧放電ランプにおいては、従来技術を比例的に縮小して適用しても、良好なものを得ることができないことが分かった。すなわち、ランプ電力が小さくなった場合、発光効率を確保するためには、適正な最冷部温度を確保する必要があり、これには透光性セラミックス放電容器全体の熱容量の減少が不可欠である。この際、ランプ電力が比較的大きい場合の考え方で、透光性セラミックス放電容器の形状および電極寸法などを単純に比例的に減少させると、点灯後短時間で封止部分にリークが発生する。これは、透光性セラミックス放電容器を小さくすると、放電プラズマを始めとする発熱体からの封止部分への熱伝達形態、すなわち熱伝導、対流、輻射のバランスが崩れるからであると考えられる。
【００６７】
本発明において、高圧放電ランプは、排気された外管内に収納して点灯する形式および大気中で点灯する形式のいずれであってもよい。そのため、給電導体の封着性部分の基端に接続されて透光性セラミックス放電容器の外部に露出している外部リード線は、封着性部分と同じ酸化性金属であってもよいし、耐酸化性の導電体であってもよい。
【００６８】
さらに、外部リード線は、高圧放電ランプの製造を容易にするために、シールによって透光性セラミックス放電容器および給電導体を封止した後に、封着性部分の基端に接続することができる。しかし、要すれば本発明においては、透光性セラミックス放電容器および給電導体を封止する以前に外部リード線を封着性部分に接続してもよい。
【００６９】
請求項２の発明の高圧放電ランプは、請求項１記載の高圧放電ランプにおいて、セラミックス封止用コンパウンドのシールは、給電導体の封着性部分の中間部に形成されたコイル状部分の金属部材が挿入されていない部位の内部空間内に実質的に充満していることを特徴としている。
【００７０】
耐火性部分や外部突出部などの金属部材が挿入されていないコイル状部分の中間部は、コイルのたとえばピッチなどの構成の如何にかかわらず、中空であるから、その中空部分にシールが実質的に充満していることによって、厚いシールの膜が形成されるので、信頼性の一層高い封止を行うことができる。
【００７１】
請求項３の発明の照明装置は、照明装置本体と；照明装置本体に支持された請求項１または２記載の高圧放電ランプと；を具備していることを特徴としている。
【００７２】
本発明において、照明装置は、高圧放電ランプの発光を何らかの目的で用いるあらゆる装置を含む概念であり、たとえば照明器具、移動体用ヘッドライト、光ファイバー用光源、画像投射装置、光化学装置、指紋判別装置などに適用することができる。なお、照明装置本体とは、上記照明装置から高圧放電ランプを除いた残余の部分をいう。
【００７３】
ところで、高圧放電ランプを点灯するのに放電ランプ点灯装置を用いることは周知であるが、放電ランプ点灯装置としては、インバータを用いた高周波点灯回路および限流手段を備える構成のものが小形化および軽量化の点で好ましい。しかし、要すれば低周波交流を直接限流手段を介して高圧放電ランプに印加する構成であってもよい。この場合の限流手段はインダクタ、抵抗器またはコンデンサを用いることができる。
【００７４】
さらに、本発明は、高圧放電ランプを反射鏡の内部に配設し、反射鏡の背面に放電ランプ点灯装置を配設するとともに、放電ランプ点灯装置の背面に受電手段を配設してなる照明装置すなわち電球形高圧放電ランプであってもよい。この場合、放電ランプ点灯装置を適当なケースに収納することにより、外観を良好に整えることができるとともに、取扱いが容易で、しかも安全にすることができる。なお、受電手段としては、放電ランプ点灯装置に電源を供給するために、電源から受電するものである。受電手段として電源に導線を接続する態様、周知の口金または引掛シーリングキャップ構造を備えていて、電源側のランプソケットまたは引掛シーリングボディに装着する態様などを適宜選択して採用することができる。
【００７５】
そうして、上記照明装置は、後者の受電手段の態様を採用することにより、一般の白熱電球用のランプソケットまたは引掛シーリングボディに装着するだけで白熱電球と同様の感覚で高圧放電ランプを点灯することができる。
【００７６】
電球形蛍光ランプは、上記と同様の感覚で用いられるようになったが、指向性を要求される照明目的には適していない。
【００７７】
これに対して、上記の照明装置においては、発光部が理想点光源に近いので、反射鏡によって所望の指向性のある配光を得ることができる。
【００７８】
また、高圧放電ランプの点灯により、発熱による温度上昇が懸念されるが、反射鏡によって熱が放電ランプ点灯装置側に輻射されるのを軽減できるので、電球形蛍光ランプ用の放電ランプ点灯装置を流用することも可能になる。
【００７９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００８０】
図１は、本発明の高圧放電ランプの第１の実施形態を示す一部切欠正面図である。
【００８１】
図２は、同じく上端部のみを封止した状態を示す一部切欠縦断面図である。
【００８２】
図３は、同じく上端部を示す要部拡大側面図である。
【００８３】
図４は、同じくシールを除去した状態の上端部を示す要部拡大平面図である。
【００８４】
図５は、同じく上端部を示す縦断面図である。
【００８５】
各図において、ＣＥは透光性セラミックス放電容器、ＦＣは給電導体、ＯＬは外部リード線、Ｅは電極、Ｓ１は第１のシール、ＣＷはセラミックスワッシャ、Ｓ２は第２のシールである。
【００８６】
透光性セラミックス放電容器ＣＥは、ＹＡＧからなり、膨出部ＣＥａおよび小径筒部ＣＥｂ、ＣＥｂを備えている。膨出部ＣＥａの最大外径は約５．５ｍｍ、小径筒部ＳＥｂの外径は１．７ｍｍ、全長２５ｍｍ、内容積は約０．０３ｃｃである。
【００８７】
膨出部ＣＥａは、両端が連続的な曲面によって絞られている中空のほぼ楕円球状をなしている。
【００８８】
小径筒部ＣＥｂは、膨出部ＣＥａと連続した曲面によってつながり一体成形によって透光性セラミックス放電容器ＣＥを形成している。
【００８９】
給電導体ＦＣは、封着性部分ＦＣａおよび耐火性部分ＦＣｂからなる。
【００９０】
封着性部分ＦＣａは、透光性セラミックス放電容器を封止するのに適した材料からなり、コイル状部分ＦＣａ１および外部突出部ＦＣａ２からなる。
【００９１】
コイル状部分ＦＣａ１は、直径０．１５ｍｍのニオブの素線を１０ターン巻回して、直径０．６ｍｍ、内径０．３０ｍｍ、全長１．７ｍｍのコイルを形成している。ここでコイル状部分ＦＣａ１の中間部のコイルピッチは、他の部分に比べて大きく形成されており、本実施形態のものでは約２５０％となっている。
【００９２】
すなわち、コイル状部分ＦＣａ１は、その中間部がほぼピッチの大きな１ターンによって形成されている。コイル状部分ＦＣａ１の中間部は、耐火性部分ＦＣｂを介して電極Ｅに給電するとともに、内部に第１のシールＳ１が充満して厚いシールの膜Ｓ１ａを形成するという主要な機能を阻害しない範囲でピッチは柔軟に変更可能である。
【００９３】
そうして、本実施形態においては、ニオブの素線を短くして、材料コストを低減することができる。
【００９４】
外部突出部ＦＣａ２は、直径０．２ｍｍ、長さ０．７ｍｍのニオブ棒からなり、先端をコイル状部分ＦＣａ１の基端から全長の約半分を挿入し、さらに溶接してコイル状部分ＦＣａ１に接続されている。
【００９５】
耐火性部分ＦＣｂは、直径０．２ｍｍのタングステン棒からなり、基端をコイル状部分ＦＣａ１の先端に挿入し、さらに溶接して封着性部分ＦＣａに接続されている。
【００９６】
そうして、給電導体ＦＣは、外部突出部ＦＣａ２の基端側を透光性セラミックス放電容器ＣＥから外部に突出させて小径筒部ＣＥｂ内に挿入され、後述する第１のシールＳ１によって封止されることにより、透光性セラミックス放電容器ＣＥに支持される。その結果、透光性セラミックス放電容器ＣＥの小径筒部ＣＥｂの内面と、耐火性部分ＦＣｂの外面との間には、わずかな隙間ｇが形成される。
【００９７】
外部リード線ＯＬは、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金からなり、その先端が封着性部分ＦＣａの外部突出部ＦＣａ２の基端に９０゜交差して溶接されている。
【００９８】
電極Ｅは、肉厚約５０μｍのタングステンの薄板を内径０．２９ｍｍ、長さ１．２ｍｍの円筒に湾曲して、軸方向に平均約２μｍのわずかな隙間を有する接合線ｊｌを備えた円筒状をなし、給電導体ＦＣの耐火性部分ＦＣｂの先端に嵌合により接続している。
【００９９】
第１のシールＳ１は、Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２−Ｄｙ２Ｏ３系のセラミックス封止用コンパウンドすなわちフリットガラスからなり、融点が１５５０℃である。第１のシールＳ１は、透光性セラミックス放電容器ＣＥの小径筒部ＣＥｂと封着性部分ＦＣａおよび耐火性部分ＦＣｂの基端との間に形成されたわずかな隙間内およびコイル状部分ＦＣａ１の内部に進入させることにより、透光性セラミックス放電容器ＣＥを封止するとともに、給電導体ＦＣを所定の位置に支持している。そして、コイル状部分ＦＣａ１の中間部の内部空間に厚いシールの膜Ｓ１ａを形成する。
【０１００】
セラミックスワッシャＣＷは、アルミナセラミックスからなり、外径が小径筒部ＣＥｂと同一で、中心に軸孔ＣＷａを備えている。さらに、セラミックスワッシャＣＷの上面に、軸孔ＣＷａと外周面との間を連通する放射状の凹溝ＣＷｂを備えている。そして、セラミックスワッシャＣＷは、小径筒部ＣＥｂの端面に配設され、軸孔ＣＷａの内部に封着性部分ＦＣａの外部突出部ＦＣａ２の基端およびこれに接続された外部リード線ＯＬの先端が収納される。外部リード線ＯＬは、セラミックスワッシャＣＷの上面の凹溝ＣＷＥｂ内に収納されて透光性セラミックス放電容器ＣＥの軸に対して直交方向に延在している。そして、外部リード線ＯＬは、セラミックスワッシャＣＷの上面の凹溝ＣＷＢに収納されているので、外部突出部ＦＣａ２との接続部に曲げ応力が作用して接続部を痛めることが少ない。
【０１０１】
第２のシールＳ２は、ＣａＯ−ＢａＯ−ＳｉＯ２系の結合用ガラスすなわちフリットガラスからなり、融点は１０４５℃である。第２のシールＳ２は、セラミックスワッシャＣＷの軸孔ＣＷａの内部において封着性部分ＦＣｂの基端および外部リード線ＯＬの先端の接続部を被覆して、これらが外部に露出しないように封止している。
【０１０２】
ところで、第１のシールＳ１を形成するには、透光性セラミックス放電容器ＣＥの封止予定部を上にして固定し、ドーナッツ形のペレット状に成形したセラミックス封止用コンパウンドを小径筒部ＣＥｂの端面において、小径筒部ＣＥｂの端面から外部に突出している封着性部分ＦＣｂの外部突出部ＦＣａ２の周囲に施与し、加熱して溶融させると、溶融状態のセラミックス封止用コンパウンドが封着性部分ＦＣａおよび小径筒部ＣＥｂの内面の間の隙間に流入して、小径筒ＣＥ部１ｂ内に挿入されている封着性部分ＦＣａの全体を被覆しながらコイル状部分ＦＣａ１の内部に充満するとともに、さらに耐火性分ＦＣｂの基端の周囲まで流下した位置で冷却する。加熱には、高周波加熱、レーザ加熱または赤外線加熱などにより行うことができる。
【０１０３】
イオン化媒体として、ＮａＩ、ＩｎＩ、ＴｌＩ、ＤｙＩ３および水銀を適量セラミックス放電容器１内に封入し、さらにアルゴンガスを約１３３００Ｐａ封入した。
【０１０４】
得られた高圧放電ランプは、定格ランプ電力２０Ｗのメタルハライド放電ランプである。
【０１０５】
図６は、本発明の照明装置の一実施形態としての電球形高圧放電ランプを示す中央断面正面図である。
【０１０６】
図７は、同じく縦断面図である。
【０１０７】
各図において、ＨＤは高圧放電ランプ、ＬＰは発光部、ＯＣは点灯回路、ＣＰはケース部である。
【０１０８】
＜高圧放電ランプＨＤについて＞
【０１０９】
高圧放電ランプＨＤは、図１に示すのと同様構造である。
【０１１０】
＜発光部ＬＰについて＞
【０１１１】
発光部ＬＰは、反射鏡１１、前面保護板１２、支持台１３および外側保護手段１４を備えている。
【０１１２】
反射鏡１１は、基体１１ａ、反射面１１ｂ、挿通孔１１ｃおよび支持部１１ｄからなる。
【０１１３】
基体１１ａは、ガラスなどの耐火性物質を成形して凹形をなし、内面に回転放物面を形成している。
【０１１４】
反射面１１ｂは、基体１１ａの内面の回転放物面の上にアルミニウムを蒸着して形成されている。
【０１１５】
挿通孔１１ｃは、反射鏡１１の焦点位置において反射鏡の光軸と直角な直線を中心として反射鏡１１の両側面に形成されており、高圧放電ランプＨＤの透光性セラミックス放電容器ＳＥの小径筒部ＳＥｂの端部近傍が挿通するためのものである。
【０１１６】
高圧放電ランプＨＤは、反射鏡１１にその焦点が電極間に位置するように配設される。この状態で高圧放電ランプＨＤの両端の小径筒部ＳＥｂ、ＳＥｂおよび外部リード線ＯＲが挿通孔１１ｃを貫通して反射鏡１１の外側に露出する。
【０１１７】
支持部１１ｄは、基体１１ａの背面に一体成形されていて、反射鏡１１を支持する際に用いられる。
【０１１８】
前面保護板１２は、透光性耐熱部材からなり、反射鏡１１の投光開口に耐熱性接着剤によって接着されて、投光開口を閉塞している。
【０１１９】
支持台１３は、耐熱性合成樹脂などの耐熱性物質からなり、盤状をなしているとともに、前面中央に反射鏡１１の支持部１１ｄを受け入れる支持溝１３ａおよび一対の導体挿通孔１３ｂ、１３ｂを備えている。そして、支持溝１３ａに嵌合された反射鏡１１の支持部１１ｄは、無機接着剤Ｂによって固着される。
【０１２０】
外側保護手段１４は、耐熱物質からなり、支持台１３の外周から一体に起立して筒状に形成されている。そして、外側保護手段１４は、反射鏡１１および高圧放電ランプＨＤの外側への露出部を包囲して保護する。
【０１２１】
高圧放電ランプＨＤの外部リード線ＯＲは、支持台１３の導体挿通孔１３ｂを貫通して支持台１３の裏側へ導出されている。
【０１２２】
＜点灯回路ＯＣについて＞
【０１２３】
点灯回路ＯＣは、発光部ＬＰの背面側に配設され、その入力端は後述する受電手段に接続し、出力端は高圧放電ランプＨＤの外部リード線ＯＬに接続している。
【０１２４】
また、点灯回路ＯＣは、配線基盤２１に実装された高周波インバータを主体として構成されている。
【０１２５】
＜ケース部ＣＰについて＞
【０１２６】
ケース部ＣＰは、ケース３１および受電手段３２からなる。
【０１２７】
ケース３１は、耐熱性合成樹脂などの耐熱物質を筒状に成形して形成され、下端に支持台１３により閉塞される開口３１ａ、上端に受電手段装着部３１ｂを備えている。また、ケース３１の内部には、点灯回路ＯＣを収納するとともに、これを定置している。
【０１２８】
受電手段３２は、Ｅ２６形の口金からなり、ケース３１の受電手段装着部３１ｂに装着されている。
【０１２９】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、透光性セラミックス放電容器の小径筒部内に挿入されてセラミックス封止用コンパウンドのシールによって小径筒部とともに封止される給電導体の透光性セラミックス放電容器を封止するのに適した材料からなる封着性部分にコイルピッチが１００〜３００％のコイル状部分を形成したため、内部にシールが進入することにより、耐火性部分およびまたは外部突出部が封着性部分に対して偏芯しにくいか、またはコイル状部分の内部に厚いシールの膜を形成して封止の高い信頼性を有する高圧放電ランプを提供することができる。
【０１３０】
加えて請求項２の発明によれば、加えて給電導体の封着性部分のコイル状部分の金属部材が挿入されていない部位の内部空間内にシールが実質的に充満していることにより、厚いシールの膜が形成されて封止の信頼性が一層高い高圧放電ランプを提供することができる。
【０１３１】
請求項３の発明によれば、請求項１または２の効果を有する照明装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の高圧放電ランプの第１の実施形態を示す一部切欠正面図
【図２】同じく上端部のみを封止した状態を示す一部切欠縦断面図
【図３】同じく上端部を示す要部拡大側面図
【図４】同じくシールを除去した状体の上端部を示す要部拡大平面図
【図５】同じく上端部を示す縦断面図
【図６】本発明の照明装置の一実施形態としての電球形高圧放電ランプを示す正面図
【図７】同じく縦断面図
【図８】従来の透光性セラミックス放電容器を備えた高圧放電ランプにおける封止部を示す要部拡大正面断面図
【図９】同じく要部拡大側面断面図
【図１０】先行発明の高圧放電ランプを示す要部拡大断面図
【符号の説明】
ＣＥ…透光性セラミックス放電容器
ＣＥａ…膨出部
ＣＥｂ…小径筒部
ＦＣ…給電導体
ＦＣａ…封着性部分
ＦＣａ１…コイル状部分
ＦＣａ２…外部突出部
ＦＣｂ…耐火性部分
Ｅ…電極
ｊｌ…接合線
Ｓ１…第１のシール
Ｓ１ａ…シールの膜
Ｓ２…第２のシール
ＣＷ…セラミックスワッシャ
ＣＷａ…軸孔
ＣＷｂ…凹溝
ＯＬ…外部リード線
ｇ…わずかな隙間
【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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