(57)【要約】【課題】高圧放電ランプの外管保護機構において、金属線を等間隔に螺旋状に巻きつけ且つ保持することを容易化する。【解決手段】１対の電極を内包する発光管と、該発光管を囲む円筒状の透光性スリーブと、該透光性スリーブの外側に軸線方向に沿って延びるフレームと、前記透光性スリーブと前記フレームの外側面に接触するように螺旋状に巻かれた金属線と、前記発光管と前記透光性スリーブと前記フレームを収納する透光性外管と、を有する放電ランプにおいて、前記フレームの外側面には所定の間隔にて前記金属線が係合する係合部が形成されており、前記螺旋状に巻かれた金属線は前記フレームの係合部に係合するように構成されている。【選択図】図５Ｂ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１対の電極を内包する発光管と、該発光管を囲む円筒状の透光性スリーブと、該透光性スリーブの外側に軸線方向に沿って延びるフレームと、前記透光性スリーブと前記フレームの外側面に接触するように螺旋状に巻かれた金属線と、前記発光管と前記透光性スリーブと前記フレームを収納する透光性外管と、を有する放電ランプにおいて、
前記フレームの外側面には所定の間隔にて前記金属線が係合する係合部が形成されており、前記螺旋状に巻かれた金属線は前記フレームの係合部に係合するように構成されていることを特徴とする放電ランプ。
【請求項２】
請求項１記載の放電ランプにおいて、
前記係合部は、凹部であることを特徴とする放電ランプ。
【請求項３】
請求項１記載の放電ランプにおいて、
前記係合部は、隣接する２つの凸部の間に形成された谷部であることを特徴とする放電ランプ。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項記載の放電ランプにおいて、
前記金属線は螺旋状に４〜８回巻かれており、前記金属線の螺旋のピッチは、８±２ｍｍであることを特徴とする放電ランプ。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１記載の放電ランプにおいて、前記金属線は硬質モリブデン線であり、前記金属線の両端は前記フレームに溶接により固定されていることを特徴とする放電ランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高圧放電ランプに関し、特に、透光外管の保護構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
高圧放電ランプは、発光管とそれを覆う透明な外管を有する。高圧放電ランプは、高輝度且つ高効率である特徴を有するが、点灯時に発光管の内部圧力が高くなるため、発光管が破裂する可能性がある。そこで、高圧放電ランプでは、発光管が破裂しても外管が破裂しないように、外管を保護する外管保護機構又は外管破裂防止機構が設けられている。
【０００３】
外管保護機構として、発光管を透光性スリーブで覆い、更に、ワイヤで巻く方法が知られている。特許文献１には、フレーム部材と透光性スリーブに対して押圧力が加わるように金属線を巻きつける構造が記載されている。特許文献２には、フレーム部材と透光性スリーブに対して押圧力が加わるように金属線を巻きつけ、更に、その両端をフレーム部材に溶接した構造が記載されている。特許文献３には、アルミナ繊維糸をシュラウドの外周面に螺旋状に巻装する例が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許4431981号
【特許文献２】特許4462425号
【特許文献３】特許4791897号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、石英ガラス製の発光管の代わりにセラミック製の発光管を採用したセラミックメタルハライドランプが使用されている。セラミックメタルハライドランプでは発光効率が８０  ｌｍ／Ｗ以上かつ平均演色評価数（Ｒａ）が８０以上という高効率かつ高演色を実現することができる。セラミックメタルハライドランプの場合、発光管は通常の使用状態ではほとんど破裂しない。しかし、破裂する時には安定器の短絡などで定格電力の数倍以上の入力があった場合など、異常に大きなエネルギが発生していることがあり、通常想定していなかったような大きな事故につながる危険性もある。したがって、セラミックメタルハライドランプの場合には、通常の放電ランプの場合よりも大きな破壊エネルギに対応した外管保護機構を設ける必要がある。
【０００６】
そこで、セラミックメタルハライドランプでは、外管保護機構を強化するために、金属線の巻き数を増加させることが行われている。
【０００７】
しかしながら、金属線の巻き数を増加させると、金属線を等間隔に螺旋状に巻きつけることが困難となる。更に、螺旋状に巻きつけた金属線を等間隔に保持することは困難である。
【０００８】
本発明の目的は、高圧放電ランプの外管保護機構において、金属線を等間隔に螺旋状に巻きつけ且つ保持することを容易化することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的に鑑みて、本発明によると、１対の電極を内包する発光管と、該発光管を囲む円筒状の透光性スリーブと、該透光性スリーブの外側に軸線方向に沿って延びるフレームと、前記透光性スリーブと前記フレームの外側面に接触するように螺旋状に巻かれた金属線と、前記発光管と前記透光性スリーブと前記フレームを収納する透光性外管と、を有する放電ランプにおいて、前記フレームの外側面には所定の間隔にて前記金属線が係合する係合部が形成されており、前記螺旋状に巻かれた金属線は前記フレームの係合部に係合するように構成されている。
【００１０】
本発明の実施の形態によると、前記係合部は、凹部であってよい。更に、前記係合部は、隣接する２つの凸部の間に形成された谷部であってよい。
【００１１】
本発明の実施の形態によると、前記金属線は螺旋状に４〜８回巻かれており、前記金属線の螺旋のピッチは、８±２ｍｍであってよい。
【００１２】
本発明の実施の形態によると、前記金属線は硬質モリブデン線であり、前記金属線の両端は前記フレームに溶接により固定されてよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、高圧放電ランプの外管保護機構において、金属線を等間隔に螺旋状に巻きつけ且つ保持することを容易化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本実施形態に係る放電ランプの例を説明する図である。
【図２】図２は、本実施形態に係る放電ランプの断面構成を示す図である。
【図３Ａ】図３Ａは、従来技術による放電ランプの内部構造の例を説明する平面図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、従来技術による放電ランプの内部構造の例を説明する立面面図である。
【図４Ａ】図４Ａは、本実施形態に係る放電ランプの内部構造の例を説明する平面図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、本実施形態に係る放電ランプの内部構造の例を説明する立面面図である。
【図５Ａ】図５Ａは、従来技術による放電ランプのフレームと金属線の接触部分の構造の例を説明する図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、本実施形態による放電ランプのフレームと金属線の接触部分の構造の例を説明する図である。
【図５Ｃ】図５Ｃは、本実施形態による放電ランプのフレームと金属線の接触部分の構造の他の例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明に係る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。
【００１６】
図１を参照して本実施形態に係る放電ランプの例を説明する。放電ランプは、透光性外管７とその内部に収容された発光管１を有する。外管７の端部には口金８が装着され、口金８にはステム２が装着されている。外管７内は高真空状態にて保持されている。発光管１内には、数種の金属ハロゲン化物と封入密度約６．０ｍｇ/ｃｍ3の水銀が封入されている。
【００１７】
発光管１の周囲は、円筒状の透光性スリーブ６によって囲まれている。透光性スリーブ６の両端は、支持板５ａ、５ｂによって支持されている。発光管１の両端は、支持板５ａ、５ｂの支持穴に固定されている。透光性スリーブ６及び支持板５ａ、５ｂは、フレーム３に支持されている。発光管１には１対の電極１ａおよび１ｂが内包されている。口金側の電極１ｂは、図示しない発光管封入線を介し、口金側ニッケル線１４ｂに接続され、更に、口金側リード線１０に電気的に接続され、ステム２の一方の封入線に接続されている。他方の電極１ａは、同様に図示しない他方の発光管封入線を介し、ニッケル線１４ａに接続され、更に、フレーム３に電気的に接続され、ステム２の他方の封入線に接続されている。
【００１８】
図示のように、金属線１２が、フレーム３および透光性スリーブ６の外側面に沿って巻かれている。図示の例では、金属線１２は、７回巻き付けられている。金属線１２は、例えば、線径０．２５ｍｍの硬質モリブデン線であってよい。フレーム３上の固定点１２ａ、１２ｂにおいて、金属線１２の両端部がフレーム３に溶接され固定されている。
【００１９】
外管保護機構は透光性スリーブ６と金属線１２を含む。本実施形態では、フレーム３の外側面の金属線１２が接触する部分に、金属線１２が係合するための係合部が形成されているが、それについては、後に詳細に説明する。
【００２０】
図２は、図１の放電ランプの断面構成を示す。ここでは、金属線１２が、フレーム３および透光性スリーブ６の外側面に沿って巻かれている状態を示す。発光管１を囲むように円筒状の透光性スリーブ６が設けられている。フレーム３は、透光性スリーブ６の直径方向両側に配置されている。金属線１２は、フレーム３の外側面に接触し、更に、透光性スリーブ６の外側面に接触するように巻かれている。
【００２１】
図３Ａ及び図３Ｂを参照して、従来の放電ランプの外管保護構造を説明する。図３Ａ及び図３Ｂは、放電ランプの外管内に設けられる内部構造の平面構成及び立面構成を示す。発光管１の周囲は、透光性スリーブ６によって囲まれている。発光管１の両端は、支持板５ａ、５ｂに固定されている。透光性スリーブ６及び支持板５ａ、５ｂは、フレーム３に支持されている。透光性スリーブ６の両側にゲッタ２９が設けられる。
【００２２】
透光性スリーブ６とステム２の間に始動回路が設けられている。始動回路は、発光管１に電気的に並列に接続されている。始動回路は、バイメタルユニット２２、非線形強誘電性セラミックコンデンサ（ＦＥＣ）２３、タングステンコイル２４、等を有する。始動回路の詳細については、特開２０１０−３４１４号公報等を参照されたい。
【００２３】
金属線１２が、フレーム３及び透光性スリーブ６の外側面に沿って巻かれている。図示の例では、金属線１２は、３回巻き付けられている。フレーム３上の固定点１２ａ、１２ｂにおいて、金属線１２の両端部がフレーム３に溶接され固定されている。
【００２４】
ここで、金属線１２をフレーム３および透光性スリーブ６に巻き付ける手順を簡単に説明する。先ず、第１のステップＳ１０１では、金属線１２の一方の端をフレーム３上の固定点１２ａにスポット溶接などで接合する。第２のステップ１０２では、金属線１２を、一定の張力が生じるように引っ張りながらフレーム３および透光性スリーブ６に巻き付ける。例えば、金属線１２にばねばかりを取り付けると、容易に、張力を一定に制御することができる。例えば、約１ｋｇｆの張力をかけてよい。第３のステップ１０３では、金属線１２に張力をかけたまま金属線１２の他方の端をフレーム３上の固定点１２ｂにスポット溶接などで接合する。このようにすれば、金属線１２をフレーム３および透光性スリーブ６に対して所定の押圧力を加えるように接触させながら巻き付けることができる。
【００２５】
図４Ａ及び図４Ｂを参照して、本実施形態による放電ランプの外管保護構造を説明する。図４Ａ及び図４Ｂは、放電ランプの外管内に設けられる内部構造の平面構成及び立面構成を示す。金属線１２が、フレーム３および透光性スリーブ６の外側面に沿って巻かれている。本実施形態では、金属線１２は、螺旋状に７回巻き付けられている。尚、金属線１２は、必ずしも７回巻かれる必要はなく、例えば４〜８回巻かれてもよい。
【００２６】
所定の外管保護機能を確保するためには、金属線１２のピッチは所定の寸法以下にする必要がある。尚、金属線１２のピッチとは、軸線方向に沿って測定した隣接する巻線の間隔であり、８±２ｍｍ程度が好ましい。金属線１２の巻き数は、金属線１２のピッチと透光性スリーブ６の軸線方向の寸法によってきまる。金属線１２は、例えば、線径０．２５ｍｍの硬質モリブデン線であってよい。フレーム３上の固定点１２ａ、１２ｂにおいて、金属線１２の両端部がフレーム３に溶接され固定されている。
【００２７】
放電ランプの発光管が破裂する際には、発光管の軸線方向に直交する中心面と発光管１の外表面が交差する位置付近を起点として破裂し、その周囲にある透光性スリーブ６を破壊することがある。しかしながら、破裂した発光管１と破壊された透光性スリーブ６は金属線１２に衝突し、その運動エネルギは吸収されるか、又は、飛散方向を大きく変更する。そのため、透光性の外管７を破損しうるエネルギを持った破片は透光性の外管７の内面まで到達できない。
【００２８】
図５Ａを参照して、従来の放電ランプの外管保護構造において、フレーム３と金属線１２の接触部分の構造を説明する。従来の放電ランプでは、フレーム３の外側面に接触するように、金属線１２が螺旋状に巻かれる。上述のよう、金属線１２は所定の押し付け力又は巻き付け力を付加した状態で、フレーム３に巻き付けられる。この力によって、フレーム３は僅かであるが弾性変形する。従って、金属線１２は、弾性変形したフレーム３に巻かれている。
【００２９】
フレーム３の外面には凹凸が設けられていないから、フレーム３上の金属線１２の接触点は、軸線方向に沿ってずれる可能性がある。このような接触点のずれは、金属線１２を巻きつける工程において生じることもあるが、金属線１２を巻き付けた後に、振動等により、生じることもある。
【００３０】
図５Ｂを参照して、本実施形態による放電ランプの外管保護構造において、フレーム３と金属線１２の接触部分の構造を説明する。本実施形態では、フレーム３の外側面に複数の係合部が等間隔に形成されている。本実施形態では、係合部として凹部３Ａが形成されている。凹部３Ａは、金属線１２のピッチに相当する間隔で形成されている。金属線１２をフレーム３および透光性スリーブ６の外側面に沿って巻き付けると、金属線は、フレーム３の凹部３Ａに係合する。金属線１２はフレーム３の凹部３Ａに接触した状態で、巻き付けられる。金属線１２をフレーム３に巻き付けるとき、上述のように所定の押し付け力又は巻き付け力を付加してもよいが、押し付け力又は巻き付け力を付加しなくてもよい。本実施形態では、フレーム３上の金属線１２の接触点は、軸線方向に沿ってずれることはない。
【００３１】
フレーム３の凹部３Ａは、フレームの外側面の少なくとも一部に形成されればよく、フレームの全周面又は半周面に形成される必要はない。凹部３Ａは、フレームの軸線方向に対して直交する方向に延びるように形成してよいが、金属線１２の方向に沿って、即ち、フレームの軸線方向に対して直交する方向に対して傾斜する方向に延びるように形成してもよい。
【００３２】
フレームは、円形断面又は矩形断面の長尺の線材を折り曲げ加工することによって形成される。凹部３Ａは、線材を折り曲げ加工する前に形成してもよいが、線材を折り曲げ加工した後に形成してもよい。凹部３Ａは、様々な機械加工によって形成可能であり、特に加工方法を限定する必要はない。凹部３Ａを形成する加工方法には、材料を除去する加工法であってもよいが、塑性変形だけの加工法であってもよい。
【００３３】
図５Ｃを参照して、本実施形態による放電ランプの外管保護構造において、フレーム３と金属線１２の接触部分の構造の他の例を説明する。本実施形態では、フレーム３の外側面に複数の係合部が形成されている。本実施形態では、係合部としての凸部３Ｂが形成されている。凸部３Ｂは、金属線１２のピッチに相当する間隔で形成されている。隣接する２つの凸部３Ｂの間に谷部３ｂが形成される。凸部３Ｂを形成する方法として、様々な方法が利用可能である。例えば、はんだ又は溶接によって凸部３Ｂを形成してよい。
【００３４】
金属線１２をフレーム３および透光性スリーブ６の外側面に沿って巻き付けると、金属線は、フレーム３の谷部３ｂに係合する。金属線１２はフレーム３の谷部３ｂに接触した状態で、巻き付けられる。本実施形態では、フレーム３上の金属線１２の接触点は、軸線方向に沿ってずれることはない。
【００３５】
以上、本発明の実施形態に係る放電ランプの外管保護構造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】
【００３６】
１…発光管、１ａ、１ｂ…電極、  ２…ステム、  ３…フレーム、  ３Ａ…フレームの凹部、  ３Ｂ…フレームの凸部、  ３ｂ…フレームの谷部、  ５ａ、５ｂ…支持板、  ６…透光性スリーブ、  ７…透光性外管、  ８…口金、  １０…口金側リード線、  １２…金属線、  １２ａ、１２ｂ…固定点、  １４ａ、１４ｂ…ニッケル線、  ２２…バイメタルユニット、  ２３…非線形強誘電性セラミックコンデンサ（ＦＥＣ）、  ２４…タングステンコイル、  ２９…ゲッタ
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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