(57)【要約】【課題】            放電時初期において発光部と細管の接合領域にクラックが生じることを防止することを目的とする。更には点灯中に色変化が起こることを防止することを目的とする。【解決手段】        内部に電極マウントを挿通してなるセラミック製の細管と、該細管が両端部に接合されているセラミック製の発光部からなる発光管において、細管と発光部は接合領域を有し、該接合領域における前記電極マウントの径は該電極マウントの発光管端部側の径より小径とする。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に電極マウントを挿通してなるセラミック製の細管と、該細管が両端部に接合されているセラミック製の発光部からなる発光管を有するセラミックランプにおいて、細管と発光部は接合領域を有し、該接合領域における前記電極マウントの径は該電極マウントの発光管端部側の径より小径である事を特徴とするセラミックランプ。
【請求項２】
前記電極マウントは発光管端部側に配置される細管内径と略同径である電流導入体と、発光部側に配置される電極部と、両者の中間にあって径が細管内径と略同径である発光管端部側から発光部側に向かって漸次径が細くなる中間部分を有することを特徴とする請求項１記載のセラミックランプ。
【請求項３】
前記中間部分は金属捧に金属コイルを巻きまわした第一及び第二の金属コイルロッドとからなり、第一の金属コイルロッドは細管内径と略同径であり、かつ発光部端部側に配置されており、第二の金属コイルロッドは第一の金属コイルロッドより小径に構成され、発光部側に配置されている事を特徴とする請求項１乃至２記載のセラミックランプ。
【請求項４】
前記中間部分と電極との境界が発光部と細管との接合領域内に配置される事を特徴とする請求項１乃至３記載のセラミックランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はセラミック放電灯の透光性セラミック発光管の改良および電極の改良に関する
【背景技術】
【０００２】
近年、従来から一般的に多く用いられる石英製の発光管を使用した高圧放電ランプに代わり、透光性セラミックを発光管に用いた高圧放電ランプが商品化されるようになってきている。透光性セラミック発光管は、石英と比較して耐熱性・耐食性に優れているため、これを用いた高圧放電ランプは高効率、高演色、更には長寿命など非常に優れた特性を得ることができ、主にメタルハライドランプや高圧ナトリウムランプに用いられている。
【０００３】
図７は２５０Ｗクラスのランプ１０の外観図である。発光管１１は透光性多結晶アルミナ製であり、発光管内には水銀とヨウ化ナトリウム、ヨウ化タリウム、ヨウ化ディスプロシウムが適量封入されている。また、始動用希ガスとして、アルゴンガスが封入されている。発光管の外部リード１２は外管１８のベース部分に封着されたステム１３の電気導入線１４と接続した短支柱１５と長支柱１６とに金属線を介して接続している。また、発光管の周囲は石英製のシュラウド１７が取り囲み、該シュラウドは短支柱１５と長支柱１６とに金具１９によって固定されている。
【０００４】
図６は従来のセラミックメタルハライドランプの発光管の発光部とその端部に接合される細管部の拡大図を示す。発光管は水銀や金属ハロゲン化物、始動用の希ガス等を封入する発光部１とその両端に電極マウントが挿通され、かつ気密に封着された細管２を接合してなる。この発光部１と細管２は電極マウントを封着する前に焼きばめなどの方法で気密接合されており、その接合領域７の長さはおおよそ２〜３ｍｍである。電極マウント構造は、電流導入体３、コイルロッド４、電極芯棒５が突合せ溶接されて構成されている。電流導入体３は細管２の端部から内側への所定の距離にわたって気密封着されている。電極芯棒５はその先端が放電空間に配置され放電に寄与する。コイルロッド４は、電極芯棒５と電流導入体３を離間し放電アークからの熱が電極芯棒５から電流導入体３へ伝わりにくくするための部材であり、また、発光部内から細管の隙間に侵入してくるハロゲンに対して腐食しないように、耐ハロゲン性金属からなる金属棒に耐ハロゲン性のコイルを巻回した構成である。コイルロッドの材質は主にＭｏを使用している。
【０００５】
このコイルロッドは細管との隙間を埋めるように構成してある。隙間が大きいと細管内に低温部が出来てしまい、点灯中にこの低温部にハロゲン化物が凝集してしまうからである。すると、点灯に寄与するハロゲン化物が減少するため、色が変化してしまうなどの不具合が見られる。そこで、従来から、コイルロッドと細管との間の空間を少なくすることで、細管内の低温部に、ハロゲン化物が細管内に凝集しないよう構成している。（特開２００３−１８７７４８：０００２）
【特許文献１】特開２００３−１８７７４８：０００２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしコイルロッドと細管の間には製造上僅かな隙間が存在してしまう。また一方で、コイルロッドと電極芯棒との溶接部には膨らみがあったりコイルロッドに曲がりがあったりするため溶接部の膨らみやコイルロッドの曲がった部分が細管内壁に接触してしまうことがある。始動時初期においては放電が、電極先端からではなく、これらコイルロッドの曲がり部分や溶接部と細管内壁との接触部より発生することが多く、特に発光部と細管の接合領域には応力がかかっているため、この領域にコイルロッドが接触していると、放電によって加熱されたコイルロッドの熱衝撃により細管の接合領域にクラックが生じてしまう事がある。この接合領域にコイルロッドが接触しないためには、電極芯棒とコイルロッドとの溶接部を発光部と細管との接合領域より発光管端部側へ配置されるような設計にすることも考えられる。しかしその場合には、通常電極芯棒の直径が細管内径より十分小さく設計されているため、接合領域の細管内壁と電極芯棒との間に大きな隙間が出来てしまい、この部分が発光管内の最冷部となり、ハロゲン化物が凝集しやすくなってしまう。すると点灯中に発光にかかわるハロゲン化物がこの隙間に凝集されていくため、色変化が顕著に現われてしまうという問題があった。
本発明は上記課題を解決することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
内部に電極マウントを挿通してなるセラミック製の細管と、該細管が両端部に接合されているセラミック製の発光部からなる発光管において、細管と発光部は接合領域を有し、該接合領域における前記電極マウントの径は該電極マウントの発光管端部側の径より小径である事を特徴とする。
前記電極マウントは、発光管端部側に配置される細管内径と略同径である電流導入体と発光部側に配置される電極部とその中間にあって径が細管内径と略同径である発光管端部側から発光部側に向かって漸次径が細くなる中間部分とが存在することを特徴とする。
前記中間部分は金属棒に金属コイルを巻きまわした第一及び第二の金属コイルロッドとからなり、第一の金属コイルロッドは細管内径と略同径であり、かつ細管端部側に配置されており、第二の金属コイルロッドは第一の金属コイルロッドより小径に構成され、発光部側に配置されている事を特徴とする。更に、前記中間部分と電極との境界が発光部と細管の接合領域内に配置される事を特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によると、電極マウントが発光管発光部と細管との接合部と接触する事が無いので、始動時初期における細管のクラックを抑制する事ができ、安全に始動できる。また、発光管本管内に封入した金属ハロゲン化物が細管と電極の隙間への移動量を小さく抑える構造となっているので、点灯中における、色温度の変化を抑制する事が出来、光学特性は、寿命末期まで安定に推移することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の最良の形態はセラミック製の発光部とその両端に電極マウントが挿通した細管からなる発光管を有するセラミックメタルハライドランプであって、この電極マウントは一方の端部に電流導入体、他方の端部に電極芯棒、そして、この二つの間にコイルロッドを設けてなる。このコイルロッドは、点灯中にハロゲン化物が細管内の低温部に凝集してしまう量を抑制するために、細管との隙間を減らすような径にしている。しかし、発光管発光部と細管の接合部近傍はコイルロッドの径は細くして、コイルロッドと接合部が接触しないように構成する。
【実施例１】
【００１０】
図１は発光管発光部と発光管細管部との接合部付近の拡大図である。発光管発光部１と発光管細管２が焼きばめによって接合され、接合領域７が設けられている。細管２内には電極マウントが挿通されている。電極マウントは細管端部より電流導入体３、Ｍｏ（モリブデン）コイルロッド４ａ・４ｂ、Ｗ（タングステン）ロッド５がそれぞれ突合せ溶接されて構成される。Ｍｏコイルロッド４ｂは発光部と細管との接合領域７付近に配置する。Ｍｏコイルロッド４ａ、４ｂは同一のＭｏ芯棒にそれぞれ径の異なるＭｏコイルを巻き回して構成する。Ｍｏコイルロッド４ａ、４ｂは共に点灯中ハロゲン化物が細管内の低温部に凝集してしまう量を抑制するため、細管との隙間を減らすような径にしている。しかし、Ｍｏコイルロッド４ｂが細管内径に近い径であると、Ｍｏコイルロッド４ｂの一部が発光部と細管の接合部に接触してしまう可能性があるので、Ｍｏコイルロッド４ａに巻き回すＭｏコイルよりＭｏコイルロッド４ｂに巻き回すＭｏコイルのほうを小径のものにすることで、Ｍｏコイルロッド４ｂの径を細くしている。
【００１１】
ここでＭｏコイルロッド４ｂと細管２の隙間を広げすぎると点灯時にハロゲン化物が細管内の低温部に凝集してしまうので、Ｍｏコイルロッド４ｂと接合部分の接触がなく、ハロゲン化物が多く凝集しない程度の隙間にする。
実施例ではＭｏコイルの太さによって、Ｍｏコイルロッド４ａ、４ｂの太さを変えたが、図２のように同一の太さのＭｏコイルを用いて、４ａ部はＭｏコイルを二重巻きとし、４ｂ部はＭｏコイルを一重巻きとすることで、Ｍｏコイルロッドの太さを変えても良い。
【実施例２】
【００１２】
図３は電極マウントの別の例を示す図であって、発光管端部に配置される側より電流導入体３、Ｍｏコイルロッド４、電極芯棒５が突合せ溶接されている。Ｍｏコイルロッド４はハロゲン化物が細管内の低温部に凝集してしまう量を抑制するために、Ｍｏコイルロッド４の径を細管内径と近くして、細管とＭｏコイルロッド４の隙間を減らす。そしてＭｏコイルロッド４が発光部と細管との接合部に接触しないように、Ｍｏコイルロッド４と電極芯棒５との接合部分を接合領域７から細管端部側へ遠ざける。すると、接合部分の細管と電極マウントとの隙間が広くなってしまうので、この部分の電極芯棒にＭｏコイル６ａ、もしくはＷコイル６ｂを巻き回す。この時にＭｏコイル６ａ、Ｗコイル６ｂは細管内面に接する事のない程度の太さにする。ここでは、Ｍｏコイルロッド４とＭｏコイル６ａもしくはＷコイルロッド６ｂを巻き回した部分を電流導入体と電極芯棒の中間部分とする。
【実施例３】
【００１３】
図４は電極マウントの他の例を示す図であって、発光管端部に配置される側より電流導入体３、Ｍｏコイルロッド４ｃ、Ｍｏコイルロッド４ｄ、電極芯棒５が付き合わせ溶接されている。Ｍｏコイルロッド４ｄは発光部と細管との接合領域７に配置する。Ｍｏコイルロッド４ｃとＭｏコイルロッド４ｄはそれぞれ、Ｍｏ芯棒にＭｏコイルを巻き回しＭｏコイルロッドを形成している。実施例１では同一のＭｏ芯棒に異なるＭｏコイルを巻き回したが、本実施例においては、Ｍｏコイルロッド４ｃとＭｏコイルロッド４ｄは別構成とした。Ｍｏコイルロッド４ｃの径は、ハロゲン化物が細管内の低温部に凝集してしまう量を抑制するために、細管内径との隙間を減らすよう形成する。一方Ｍｏコイルロッド４ｄは細管内面に接触せず、ハロゲン化物が細管内の低温部に凝集してしまう量を抑制する程度の太さにする。
【実施例４】
【００１４】
図５は電極マウントの他の例を示す図であって、発光管端部に配置される側より電流導入体３、Ｍｏコイルロッド４、電極芯棒５からなる。Ｍｏコイルロッド４の径は、点灯中にハロゲン化物が細管内の低温部に凝集してしまうのを抑制するように細管との隙間を減らすような径とする。Ｍｏコイルロッド４はＭｏ芯棒とＭｏコイルから形成されているが、Ｍｏ芯棒の電極芯棒側をテーパ形状とする。そして、テーパ状に加工したＭｏ芯棒にＭｏコイルを巻き回し、Ｍｏコイルロッド４を形成する。このとき、Ｍｏ芯棒のテーパ形状はＭｏコイルロッド４になったときに、発光部と細管との接合領域７にＭｏコイルロッド４が接触しないようなテーパ形状とする。
【００１５】
実施例１乃至４は上記構成とした。ところが中間部材と電極芯捧との溶接箇所は角部を有しており、この角部には添加物が溜まりやすい。この溶接箇所が細管部内ではなく発光部に存在すると、添加物が温度の高くなっている中間部材の角部に接触して、添加物の突沸現象が起こってしまっていた。そのため中間部材と電極芯捧の接合箇所は細管内に収容している。ここで、発光管を構成する細管部と発光部の接合部分はセラミック壁が二重となっており、セラミック壁が一重の部分よりも保温効果がある。そのために、中間部材と電極芯捧の溶接箇所がこの接合領域内であれば、溜まった添加物は蒸発され、発光に寄与することとなる。しかし、中間部材と電極芯捧の溶接箇所がこの接合領域外であれば、溜まった添加物は蒸発される事ないため、発光部における添加物量が減り、点灯中に色温度の変化等が観察された。
【産業上の利用可能性】
【００１６】
本発明は、主として一般照明用に使用されるセラミックメタルハライドランプの細管部クラック確率を低減することにより、ランプの信頼性向上に利用される。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施例１のセラミックランプの発光管の発光部とその端部に接合される細管部の拡大図
【図２】本発明の実施例１のセラミックランプの変形例を表す、発光管の発光部とその端部に接合される細管部の拡大図
【図３】本発明の実施例２のセラミックランプの発光管の発光部とその端部に接合される細管部の拡大図
【図４】本発明の実施例３のセラミックランプの発光管の発光部とその端部に接合される細管部の拡大図
【図５】本発明の実施例４のセラミックランプの発光管の発光部とその端部に接合される細管部の拡大図
【図６】従来のセラミックランプの発光管の発光部とその端部に接合される細管部の拡大図
【図７】セラミックランプの全体図
【符号の説明】
【００１８】
１  発光管発光部
２  細管
３  電流導入体
４  コイルロッド
５  電極芯棒
６  コイル
７  発光部と細管の接合領域
１０  ランプ
１１  発光管
１２  外部リード
１３  ステム
１４  電気導入線
１５  短支柱
１６  長支柱
１７  シュラウド
１８  外管
１９  固定金具
【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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