(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極を封着した細管を該発光部の両側に形成することにより対向する一対の電極を内包させた発光管が、透光性の材質からなる外管に収容されると共に、前記発光管両端部が、外管内でその長手方向に沿って配された一方の支柱と、それより長い他方の支柱にそれぞれ固定された高圧放電管において、
前記外管内には、前記他方の支柱が発光管を挟むようにその両側に沿って配されると共に、電極軸方向に対して垂直な面内への細管の動きを制限する線状支持体が配され、
該線状支持体は、発光管の細管を挿通する螺旋リングが形成されると共に、当該螺旋リングに前記細管を挿通した状態で、その両端が前記他方の支柱に固定されたことを特徴とする高圧放電灯。
【請求項２】
前記螺旋リングが、前記細管に線状支持体を巻き付けることによって形成された請求項１記載の高圧放電灯。
【請求項３】
前記螺旋リングは、前記細管に密接せず、発光管が傾いたときに細管に接触するように形成された請求項１記載の高圧放電灯。
【請求項４】
前記線状支持体が前記細管に接する部分の断面が曲面である請求項１乃至３のいずれか記載の高圧放電灯。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は端部が細管である発光管の位置合わせと輸送時などに発生しうる振動や衝撃に対して発光管が破損してしまうことや発光管が位置ずれするのを防止し、さらに位置ずれによって生じる破損を防止することを目的とした外球マウントの構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明は電極間の放電により可視光や紫外線などの電磁波を発生する発光管を外管内に収めた高圧放電灯に関する。
この種の高圧放電灯では、発光管破裂時の影響緩和、紫外線透過率の低減、発光管保温などの目的で、発光管を外管内に保持する形式が一般的である。
発光管の保持方法として、従来の高圧放電灯、たとえば高圧水銀灯やメタルハライド高圧放電灯では、石英製の発光管を有しており発光管端部がピンチシールされて平板状になっているため、発光管端部に金属リボンを巻きつけて該金属リボンを外管の電気導入部（ステム）に接続された支柱に溶接などで固定することにより発光管を外管内の所定位置に保持していた（特許文献１）。
【０００３】
【特許文献１】特公平６−３０２４４号公報
【０００４】
しかし近年になって、従来より高い発光効率を持つ高圧放電灯が開発されており、これらの高圧放電灯には発光管端部からの放熱を小さくするために中央の発光部に比べて両端部の径寸法を小さくしているものがある。
特にセラミックメタルハライド高圧放電灯では上記効果に加えて発光管封止部の腐食を押さえるために発光管両端部を発光部より細径とした、細管形状が一般的である。
これらの高圧放電灯では、発光管に電気を供給するリード線を支柱または外管ステムのリード線と接続することで発光管保持を兼ねている（特許文献２）。
【０００５】
【特許文献２】特開平９−９２２１９号公報
【０００６】
しかし、更に発光効率を向上させるためには発光管端部への放熱を小さくするために、発光管両端部の細管の外径寸法をできるだけ小さくしたい。
一方で発光管両端部の細管の内径は電極を挿入するだけの径が必要であり、高圧放電灯出力が大きく寿命が長い高圧放電灯を実現するためには電極寸法をある程度大きくする必要があるので、必然的に発光管端部肉厚は薄くなる。
また、高圧放電灯出力が大きく寿命が長い高圧放電灯を実現するためには発光管発光部もある程度大きくする必要があり、その分発光管発光部の重量も大きくなる。
【０００７】
発光管発光部の重量が大きくなり、発光管端部肉厚が薄くなると、従来の発光管保持方法では高圧放電灯が箱に入った包装状態でも高圧放電灯の不用意な落下や輸送中の振動、衝撃による発光管の破損や発光管の位置ずれに至ってしまう。
これは、高圧放電灯のワットが大きくなり、発光管重量も大きく、さらに発光管端部肉厚が薄くなったため、不用意な落下や輸送中の振動、衝撃に耐えうるように発光管を適切に支持することが困難となるためである。
【０００８】
このため発明者は、板状の支持体で細管を支持した高圧放電灯を試作した。
図４はこのような高圧放電灯であって、外管１は電流導入体を２本封着したステム２が溶融封着され密閉されている。また、ステム２の２本のリードには、支柱３と、その支柱３より長くＭ字形に加工された支柱４が溶接されている。支柱４の高圧放電灯口金９の反対側は支柱自体の揺れを防止するための金属板５が溶接されている。この金属板５は外管１の口金９とは反対側の内面部分に適合されている。
【０００９】
発光管７は、発光部１１の両端に発光管細管１０が形成され、該細管１０内には電極システムが封着されており、電極システムの一部である発光管外部へ膨出している両端部のリード線と支柱３および支柱４は金属リード８によって、それぞれ溶接されている。
【００１０】
そして、図５に示すように、発光管細管１０と直交するような板状支持体１２で細管部１０を支持させれば、輸送時などに発生しうる振動や衝撃に対して発光管が衝撃を受けても、発光管７の折損を防止することができる。
【００１１】
しかし、支持体１２が金属板をプレス加工しただけのものであれば支持体１２の加工部は鋭利な形状となっているため、図６に示すように、衝撃を受けて発光管軸が外管軸に対して傾き、発光管細管と支持体が接触した場合、支持体の鋭利な形状部と発光管細管部とが接触して発光管細管部に微細なクラックが入る可能性がある。そして、発光管細管部に微細なクラックが発生した場合、点灯・消灯の繰り返しによる熱衝撃で発光管がリークし、ランプが不点となる可能性もあった。
【００１２】
また、特に上述したような発光管両端部が細管形状のセラミックメタルハライド高圧放電灯では石英ガラス製発光管を備えたメタルハライド高圧放電灯よりも封止部形状が複雑であり、発光管に電気を供給するリード線に曲げ応力が加わると、その応力によってリード線が折損したり、発光管封止部のクラックが発生したりしやすい。
発光管の保持として、セラミック製発光管の端部に従来と同様の金属リボンを巻いた場合、当該部分が保温されて発光物質である金属ハロゲン化物と発光管シール部やセラミックが反応して腐食が早期に進行し、短寿命となる。
【００１３】
また、発光管細管を図７および図８に示すように、管状成形体に挿入して発光管を固定するタイプも試作した。支持のみの性能を考えた場合この方法が強固である。しかし、この方法では、管状成形体が発光管細管１０の保温材として働き、発光管７内に封入したハロゲン化物の蒸気圧が高まり、ひいては、発光管シール部とハロゲン化物が反応してしまい、発光管７の寿命が短くなる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
そこで本発明は、輸送時などの振動や衝撃による発光管の位置ずれを防止し、リード線に曲げ応力が発生することを緩和し、しかも点灯時には発光管端部の温度分布に影響を与えないようにすることを技術的課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
この課題を解決するため、本発明は、電極を封着した細管を該発光部の両側に形成することにより対向する一対の電極を内包させた発光管が、透光性の材質からなる外管に収容されると共に、前記発光管両端部が、外管内でその長手方向に沿って配された一方の支柱と、それより長い他方の支柱にそれぞれ固定された高圧放電管において、前記外管内には、前記他方の支柱が発光管を挟むようにその両側に沿って配されると共に、電極軸方向に対して垂直な面内への細管の動きを制限する線状支持体が配され、該線状支持体は、発光管の細管を挿通する螺旋リングが形成されると共に、当該螺旋リングに前記細管を挿通した状態で、その両端が前記他方の支柱に固定されたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、発光管の両端に形成された細管を線状支持体の螺旋リングに挿通した状態で、その線状支持体の両端を両側の支柱に固定しているため、発光管両端２箇所と、両側細管の合計４箇所で支持されることとなる。
このとき、螺旋リングに細管を挿通しているので、電極軸方向に対して垂直な面内への細管の動きが制限され、輸送等の衝撃からの発光管の破損や発光管の位置変化を防止でき、また発光管の位置変化による発光管の破壊を防止できる。また発光管の位置変化がないため、高圧放電灯の光学的特性が変化することがない。
また、線状支持具は従来の構成より簡単に作る事が出来るので生産性も上がり低コストとなる。
【００１７】
更に、発光管の支えに、細管を挿通する螺旋リングを形成した弾性のある線状支持体を用いることで、ランプの不意の落下や輸送中の振動に対して衝撃が緩和される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
次に本発明の実施の形態について図１〜図３を用いて説明する。
図１は本発明に係る高圧放電灯の一例を示す全体構成図、図２はその部分拡大図、図３は発光管が変位した状態を示す説明図である。
【００１９】
図１に示す高圧放電灯は、２２０Ｗのメタルハライド高圧放電灯であって、電極を封着する細管１０、１０を該発光部１１の両側に形成することにより対向する一対の電極を内包させた発光管７が、透光性の材質からなる外管１に収容されており、前記発光管７の両端部が、外管１内でその長手方向に沿って配された一方の支柱３と、それより長い他方の支柱４に固定されている。
【００２０】
外管１は電流導入体を２本封着したステム２が溶融封着され密閉されている。
また、ステム２の２本のリードには、それぞれＬ字形の支柱（一方の支柱）３と、その支柱３より長くＭ字形に加工され、発光管７を挟むようにその両側に沿って配された支柱（他方の支柱）４が溶接されている。
支柱４の高圧放電灯口金９の反対側は支柱自体の揺れを防止するための金属板５が溶接されている。この金属板５は、外管１の口金９とは反対側の内面部分に適合するようにした。
【００２１】
また、外管１内には、電極軸方向に対して垂直な面内への細管１０の動きを制限する線状支持体６が配されている。
図２は線状支持体を示す拡大図であり、図３は線状支持体と細管とが接触した場合の図である。
この線状支持体６は金属線等の線状高融点物質で形成され、その一部を二重螺旋リング６ａとし、二重に構成されているリング形状はそれぞれ間隔を置いている。
そして、この螺旋リング６ａ内に、中央の発光部１１よりも両端部が細径となっている透光性セラミックからなる発光管７の端部の細管１０を挿入した状態で、発光管７が外管１の径方向でランプの中心付近に存在するように線状支持体６の両端を支柱４に溶接で固定した。
なお、螺旋リング６ａは、細管１０に巻き付けて形成する場合であってもよく、また、図３に示すように、細管１０に密接せず、発光管７が傾いたときに細管１０と接触するように形成してもよい。
【００２２】
発光管７の両端細管１０内には電極システムが封着されており、電極システムの一部である発光管外部へ膨出している両端部のリード線と支柱３および支柱４は金属リード８によって、それぞれ溶接した。
両端部に細管をもったセラミック製発光管はＮｂロッドやＭｏロッドあるいはサーメットロッドがフリットシールによってセラミック細管内部と封着されている。
これらの金属ロッドはシール前の真空中での熱処理とシールのときの加熱によって再結晶化して脆くなっている。
そして、発光管全体をこの脆くなった金属ロッドで高圧放電灯内の所定の位置に支えている。
しかし、輸送時などに発生しうる振動や衝撃に対して発光管が衝撃を受けると、金属ロッドは細管より外部にすぐに突き出た部分において折損されることが多い。
【００２３】
それに対して本発明による高圧放電灯は、発光管７がその両端だけでなく、両側の細管１０が線状支持体６の螺旋リング６ａに挿通されて合計４箇所で支持されているので、電極軸方向に対して垂直な面内への細管１０の動きが制限され、衝撃を受けた場合でも、ランプの不意の落下や輸送中の振動に対して衝撃が緩和される。
また、図３に示すように、細管１０を支持する線状支持体６の螺旋リング６ａが、細管１０に密接せず、発光管７が傾いたときに細管１０と接触するように形成されていれば、衝撃を受けて発光管軸が外管軸に対して傾いて、線状支持体６が細管１０と接触した場合でも点接触となり、なおかつ曲面断面を有していることから発光管細管部に微細なクラックが入りにくい。
なお、説明のために発光管軸が外管軸に対して大きく傾いているよう描写しているが、本発明の構成では、発光管が外管軸に対して大きく傾く事はない。
【００２４】
さらに、図３に示すように、螺旋リング６ａが各細管１０と接触する部分は点接触となるため細管１０への保温効果は大きくはない。
また、複数リングを設けたとしても、上記理由（接する部分は点接触）により保温効果は少ない。
更に実施例のように間隔をおいて、螺旋リング６ａを設けることが出来るので、保温効果を緩和させる構成とすることも可能である。
さらに本発明では金属線の加工のみで済むことから、複雑な加工を施す必要がなく、金型も必要ないので初期コストも小さくてすむ。
【実施例】
【００２５】
定格電力２２０Ｗのメタルハライドランプを用いて実験を行った。
モリブデン線を線状支持体６として用い、このモリブデン線の一部を二重螺旋リング６ａとし、二重に形成されている螺旋リング６ａはそれぞれ間隔を置いた。
このモリブデン線支持体を二つ準備する。そしてこれらの形成された螺旋リング６ａ内に、中央の発光部１１よりも両端部が細径となっている透光性セラミックからなる発光管７の両端部細管１０それぞれを挿入し、発光管７が外管１の径方向でランプの中心付近に存在するようにセットし、モリブデン線の両端を支柱に溶接で固定した。
この高圧放電灯を１個１個包装箱に入れて、それらを縦３列横４列に並べて大箱に収納して、約６０ｃｍから落下する試験をおこなった。その結果、高圧放電灯内の発光管７は破損などの不具合が生じることはなかった。
【００２６】
さらに、細管１０の線状支持体６と接触する部分に微細なクラックが発生しているかどうかを電子顕微鏡にて観察したが、細管１０に微細なクラックは観察されなかった。
【００２７】
また、本発明の実施例においては、２２０Ｗのセラミックメタルハライドランプについて述べたが、発光管が更に大きく、落下の衝撃が大きくなる４００Ｗのセラミックメタルハライドランプについても、同様の試験を行ったが、発光管７の破損等の不具合は生じなかった。さらに、発光管７がセラミック製のものについて述べたが、石英製発光管で発光部より細径な端部をもつものなど、機械的強度の低い発光管７の支持構造としても有用である。
【００２８】
また、本発明の実施例においては螺旋リング６ａを二重にして設けたが、特に低ワットクラスの放電灯では一重でも十分効果が得られた。
【００２９】
本発明の実施例では線状支持体として、主に金属線を用いたが、ガラスファイバやセラミックファイバを用いても良い。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明の活用は主に、口金を備えた外管をもつ放電高圧放電灯に使用される。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明に係る高圧放電灯の一例を示す概略構成図。
【図２】その要部を示す拡大図。
【図３】線状支持体と細管とが接触した場合の断面図。
【図４】従来の高圧放電灯を示す概略構成図。
【図５】従来の支持体を示す拡大図。
【図６】従来の支持体と細管とが接触した場合の断面図。
【図７】従来の他の高圧放電灯を示す概略構成図。
【図８】従来の支持体を示す拡大図。
【符号の説明】
【００３２】
１・・・外管
２・・・ステム
３・・・Ｌ字形に加工された支柱
４・・・Ｍ字形に加工された支柱
５・・・金属板
６・・・本発明の金属線支持体
７・・・発光管
８・・・金属リード
９・・・口金
１０・・発光管細管
１１・・発光管発光部
１２・・従来の金属支持体
【図１】
0003976051.tif 000002
【図２】
0003976051.tif 000003
【図３】
0003976051.tif 000004
【図４】
0003976051.tif 000005
【図５】
0003976051.tif 000006
【図６】
0003976051.tif 000007
【図７】
0003976051.tif 000008
【図８】
0003976051.tif 000009