(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
石英ガラス管の両端に少なくとも主電極を封着し、内部に少なくとも水銀を封入してなる発光管と、一端に口金を固定した外管と、外管内にステムを介して植設された発光管支持柱と、外管内に保持されるバラストフィラメント支持体とよりなり、前記バラストフィラメント支持体は前記発光管の少なくとも端部外周に配設される高圧放電ランプにおいて、前記バラストフィラメント支持体は、アンカー支持体と、複数のアンカーと、バラストフィラメントと、支持線とよりなり、該アンカー支持体の底面には凹部が形成され、また上面には前記支持線の保持部が形成され、さらに該支持体の側面から、所定角度範囲にわたってほぼ等間隔で、複数のアンカーを突出させ、該アンカーの先端部によりバラストフィラメントを支持すると共に前記保持部に固定した支持線を前記発光管支持柱の一部に固定して、外管内に保持してなる安定器内蔵形高圧放電ランプ。
【請求項２】
前記アンカー支持体は、円板状のガラス部材よりなり、該部材の側面に所定角度範囲内でほぼ等間隔に複数のアンカーの一端を埋設し、前記アンカーの先端部にループ部を形成し、該ループ部により前記バラストフィラメントを支持し、また前記保持部にＵ字形支持線の連結部を埋設するとともに前記Ｕ字形支持線の先端部を前記発光管支持柱の一端部に設けたステイに固定することにより、バラストフィラメント支持体を外球内に保持してなる請求項１記載の安定器内蔵形高圧放電ランプ。
【請求項３】
前記発光管の両端に主電極をかつ少なくとも一方の主電極に近接して予熱フィラメントを接続し、該予熱フィラメントと他方の主電極との直列回路にバイメタルスィッチを前記発光管と並列に接続してなり、前記バラストフィラメントの一端を発光管支持柱にかつ他端を前記予熱フィラメントと他方の主電極との直列回路に接続して、外管内に保持してなる請求項１又は２記載の安定器内蔵形高圧放電ランプ。
【請求項４】
前記発光管の両端に主電極をかつ少なくとも一方の主電極に近接して補助電極を接続し、該補助電極と他方の主電極との直列回路に始動抵抗を前記発光管と並列に接続してなり、前記バラストフィラメントの一端を発光管支持柱にかつ他端を前記補助電極と他方の主電極との直列回路に接続して、外管内に保持してなる請求項１又は２記載の安定器内蔵形高圧放電ランプ。
【請求項５】
前記アンカー支持体側面へのアンカー先端部の挿入高さ（底面からの高さ）をＬ１（ｍｍ）、該アンカー支持体の底面の凹部の深さをＬ２（ｍｍ）とする場合、Ｌ２＞Ｌ１と規定してなる請求項１又は２記載の安定器内蔵形高圧放電ランプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、外管内に発光管とバラストフィラメントとを収容した安定器内蔵形高圧放電ランプに関し、特にバラストフィラメント支持体の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、放電ランプは負特性のため直接電源に接続した場合、一旦ランプ電流が流れ始めると急激に電流が増大して、瞬時に発光管の電極や封着部が破壊してしまう。そこで、交流電源とランプとの間に安定器を接続し、ランプ電流を適正に制御する必要がある。
又、安定器は電流制御のほかに、必要とする始動電圧（２次無負荷電圧）を印加したり、適正なランプ電流波形を供給して安定した点灯を継続する働きがある。
【０００３】
一方、前記安定器を用いることなく、ランプ外球内に発光管と直列にタングステンフィラメントコイルを接続して、ランプ始動の際、発光管に流れる電流を制御するためのバラストフィラメントを収納した安定器内蔵形高圧放電ランプがよく知られている。
該放電ランプは電源を投入すると、まずバラストフィラメントを通して発光管の一端に封着した主電極と補助電極との間でグロー放電が開始し、その後両主電極間のアーク放電に移行することとなる。また、同時にバラストフィラメントが熱せられて白熱光が発せられ、発光管の水銀蒸気圧の上昇に伴って増大するランプ電流を制御しながら安定した放電状態となる。
【０００４】
なお、前記ランプの動作原理はランプの定格電圧が２００Ｖ用高圧放電ランプの場合に説明されるが、１００Ｖ用高圧放電ランプの場合、次の動作原理による。一般に、高圧水銀ランプは２００Ｖの電圧が印加されないと、放電が開始しないので、発光管の一方の主電極に近接して予熱フィラメントを設け、該予熱フィラメントと他方の主電極との直列回路にバイメタルスイッチを介して始動補助回路を構成し、該始動補助回路を発光管と並列に接続している。さらに、ランプ外管内に発光管と直列にタングステンコイルよりなるバラストフィラメントを接続してなる。
そして、電源投入時はバイメタルスイッチは閉止しているので、バラストフィラメントを通して、発光管内の予熱フィラメントが加熱され、温度上昇によりバイメタルスイッチが開放し、両主電極間のアーク放電に移行することとなる。
【０００５】
この種の安定器内蔵形高圧放電ランプの発光管支持構造のうち、バラストフィラメントは発光管の一方の端部外周を囲うように配置されている。このバラストフィラメント支持体は、ほぼ環状の平板状のセラミックスからなるアンカー支持体とそれに固定された複数のアンカー線とよりなり、該アンカー線の先端部によりフィラメントコイルの中間部位を保持する構造となっている。上記アンカー及びバラストフィラメント支持体として、実公昭４４−８３３号公報、実公昭４４−８３４号公報に開示されているような、環状で平板状のセラミックス製支持体や円板状セラミックス製支持体などが知られている。
【０００６】
しかしながら、前記セラミックス製支持体はアンカー線の固定作業中に割れたり、ひびが入る欠点がある。このことは、支持体の製造歩留まりが悪いばかりでなく、ひびのある支持体を高圧放電ランプの部品として組み込んで使用すると、ランプの点灯・消灯による熱膨張作用によって外管内で破損し、フィラメントが所定の位置から外れて分光放射特性が悪くなったり、フィラメントが発光管支持柱などと接触して短絡したり、断線したりするという問題が生じる。
また、アンカーは一般に５，６本取り付けられるが、金属製のアンカーをセラミックスに固定するために数回折り曲げる必要があり、製造上作業性が悪いという欠点がある。
【０００７】
従来、上記セラミックス製支持体は、発光管の端部に埋設された支持線などの電極と電気的に絶縁された支持柱にカシメなどの方法で固定されている。
一方、バラストフィラメント支持体をガラス製とし、一旦溶融させたガラス体にアンカー線を挿入し埋設するガラス製支持体も知られている。
しかし、このような製造方法によるガラス製支持体は、微細で均一な径の穴等を形成するための機械的に精度を要求される構造を採用することはできないという問題がある。
【０００８】
このため、ガラス製支持体にはアンカー線とは別に該支持体を発光管支持柱等に固定するための耐熱金属製の支持線を埋設し、この支持線を支持柱等に固定する必要がある。
このようなガラス製支持体であれば、セラミックス製支持体を使用しない場合の製造の際の支持体のひび割れなどの恐れがなく、また、アンカー線を支持体にガラス溶融と同時に複数本挿入して埋設できるので、生産性がよくコストが低いという利点がある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、バラストフィラメント支持体にアンカー線を挿入し埋設するためには、まず片側を封止したガラス管に耐熱性の金属製支持線を挿入して、ガラス管の下部を加熱、溶融してガラス球とし、型に押し付けて製作する。これと同時にアンカー線をガラス球に挿入して、すぐに冷却するとバラストフィラメント支持体を製作できる。
【００１０】
しかし、上記のような方法でガラス製支持体を製造する場合、ガラス管に挿入した支持線の先端部がガラス球を型に押しつける際に型の底部まで到達してしまい、そこにアンカー線を挿入すると、ガラス製支持体の内部で支持線とアンカー線またはアンカー線同士が接触することがある。
そこで、支持線がアンカー線に接触しないようにするため、支持線をアンカー線とアンカー線の間に位置するよう厳密な位置出しをする必要があるが、アンカー線の取り付け数が多い場合には支持線とアンカー線とのクリアランスが小さくなり、支持線とアンカー線とが接触することがある。
このように支持線とアンカー線またはアンカー線同士が接触しているバラストフィラメント支持体を使用して安定器内蔵形高圧放電ランプを製造すると、ランプ点灯の際、電気的に短絡しているため、バラストフィラメントに過電流が流れ、フィラメントの断線を起こすという問題がある。
【００１１】
本発明は前記に鑑みてなされたもので、ランプ製造の際、バラストフィラメント支持体の製造が容易で、作業性がよく、又、ランプ点灯の際、バラストフィラメントの断線の恐れがなく、長寿命である安定器内蔵形高圧放電ランプを提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、石英ガラス管の両端に少なくとも主電極を封着し内部に少なくとも水銀を封入してなる発光管と、一端に口金を固定した外管と、外管内にステムを介して植設された発光管支持柱と、外管内に保持されるバラストフィラメント支持体とよりなり、前記バラストフィラメント支持体は前記発光管の少なくとも端部外周に配設され、前記バラストフィラメント支持体は、アンカー支持体と、複数のアンカーと、バラストフィラメントと、支持線とよりなり、該アンカー支持体の底面には凹部が形成され、また上面には前記支持線の保持部が形成され、さらに該支持体の側面から、所定角度範囲にわたってほぼ等間隔で、複数のアンカーを突出させ、該アンカーの先端部によりバラストフィラメントを支持すると共に前記保持部に固定した支持線を前記発光管支持柱の一部に固定して、外管内に保持することを特徴とする。又、前記アンカー支持体は、円板状のガラス部材よりなり、該部材の側面に所定角度範囲内でほぼ等間隔に複数のアンカーの一端を埋設し、前記アンカーの先端部にループ部を形成し、該ループ部により前記バラストフィラメントを支持し、また前記保持部にＵ字形支持線の連結部を埋設すると共に前記Ｕ字形支持線の先端部を前記発光管支持柱の一端部に設けたステイに固定することにより、バラストフィラメント支持体を外管内に保持することを特徴とする。
【００１３】
前記構成により、バラストフィラメント支持体の支持線はアンカーと接触することがないばかりか、挿入時にもアンカー同士は接触しないので支持体の支持線やアンカーとの絶縁距離が確保され、絶縁が確実とになる。
また、支持線の方向性は自由となり、発光管支持柱に取り付けやすい方向に埋設すればよく、外管内での発光管外周でのバラストフィラメント支持体の取り付けが確実となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る一実施例を図面に基づき説明する。
図１は入力電圧１００Ｖ／５００Ｗの安定器内蔵形高圧水銀ランプを示す一部破断側面図である。
図中１は外管であり、この外管１には頂部に外方へ突出する突部２が形成され、他端に口金３を固定したいわゆるＢＴ形バルブであり、内部には窒素ガスが封入されている。
外管１内には発光管４が保持されている。発光管４は石英ガラス製バルブ５よりなり、両端に主電極６ａ，６ｂを封着し、一方の主電極６ｂに近接して予熱フィラメント７を配置して構成してある。バルブ５の両端にはピンチシール部８ａ，８ｂが形成され、各シール部８ａ，８ｂには金属製の封入箔９ａ，９ｂ及び９ｃが埋設されている。そして、これら各封入箔９ａ，９ｂ，９ｃには発光管リード線１０ａ，１０ｂ，１０ｃが接続されて、各シール部から管外に突出している。又、発光管内には水銀と共にアルゴンガスが封入されている。
【００１５】
このような発光管４は発光管支持柱１１及び補助支柱１２を介して外管４内に保持されている。
上記発光管シール部８ａ，８ｂは発光管支持板１３ａ，１３ｂによって挟持されており、これら発光管支持板１３ａ，１３ｂの端部は発光管支持柱１１に固定されている。発光管支持柱１１は発光管内電極への導電線を兼用しており、ほぼＪ字形状に曲成されている。発光管支持柱１１の上端部は外管１の突部２に弾接されており、また基部はステム１４に封止したステム内導入線１５ａに溶接されている。さらにステム１４には他のステム内導入線１５ｂが封止されており、このステム内導入線１５ｂは補助支柱１２を介して一方の主電極６ｂに通ずる発光管リード線１０ｂと接続されている。
そして、ステム１４のステム内導入線１５ａ，１５ｂはその一方が口金３に接続され、他方は口金３のアイレット端子３ａに接続されている。
一方、予熱フィラメント７に接続された発光管リード線１０ｃはバイメタルスイッチ１６を介してリード線１７によって他方の主電極６ａに接続されている。
【００１６】
そして、外管内の発光管内の一端部（頂部側）の外周にバラストフィラメント支持体２１が配設されている。
図中２２はガラス製アンカー支持体であり、ほぼ円板状に成形され、その底面には凹部が形成され、かつ側面より複数のモリブデン線よりなるアンカー２３が突出している。該アンカー２３はアンカー支持体２２の円周上の、所定間隔でほぼ等間隔（４５度）に、その先端部が挿入、埋設されている。また、各アンカー２３の他端部はループ状に形成され、バラストフィラメント２４のコイル部に係止し、該フィラメントを支持している。
【００１７】
なお、前記アンカーはモリブデン線を用いているが、タングステン線を用いてもよい。また、アンカー支持体を構成するガラスは、本実施例ではモリブデン封着用ガラス（ホウケイ酸ガラスの一種）を使用しているが、アンカー線に使用する線材と膨張係数が近似しているものであればよい。
【００１８】
バラストフィラメント支持体２１に支持されたバラストフィラメント２４の一端は発光管支持柱１１の側面１１ａに溶接され、他端はリード線１７の側面１７ａに溶接され、その中間部は各アンカー２３により係止され、発光管の外周を囲うように配置されている。
上記バラストフィラメント２４はタングステンコイルからなり、コイル長が１２０ｍｍ程度の単コイル状に形成されている。なお、線径は０．２ｍｍ程度であり、全長７００ｍｍ程度の細線から単コイル状に成形してある。
【００１９】
そして、アンカー支持体２２の上面にはバラストフィラメント支持体２１を外管内の発光管の外周に支持するための保持部２２ａが形成され、該保持部２２ａに支持体２１を発光管支持柱１１に保持するための支持線２５が固定されている。この実施例では、前記支持線２５はＵ字形に形成し、Ｕ字形連結部を保持部２２ａに埋設すると共に直線部２５ａを発光管支持柱１１に設けたステイ１８に溶接して固定している。本実施例では支持線はＵ字形状とし、ステイ１８に２箇所で溶接されているため、製造の際、バラストフィラメントの位置決めが容易であるという利点がある。
なお、支持線は１本の線材をＵ字形に形成しているが、逆Ｕ字形やＪ字形状と形成してもよく、２本以上の直線状の線材を用いてもよい。さらに、支持線にかえて板状の支持体を用いても構成することができる。
【００２０】
次に、図２及び図３に基づきバラストフィラメント支持体の具体的な実施例について説明する。図２は該支持体のバラストフィラメントを保持する前の平面図であり、図３は同要部断面図である。なお、使用の際は、各アンカーを下方に折り曲げてその先端ループ部をバラストフィラメントのコイル部に係止する。
フィラメント支持体２１はアンカー支持体２２とアンカー２３とバラストフィラメントとＵ字形支持線２５とから構成されている。
【００２１】
アンカー支持体２２はガラス材よりなり、円板状を基本としてほぼ八角形の星形に成形されており、その底面には深さ（Ｌ２）２ｍｍ、φ６ｍｍの凹部２２ｂが形成されている。
複数のアンカー２３はアンカー支持体２２の外周から中心に向かって、前記星形の頂点に、底面から約１ｍｍの距離をおいてその側面にφ０．３５ｍｍのモリブデン線の先端部を該支持体に挿入して埋設している。ここで、該支持体側面へのアンカー先端部の挿入高さ（底面からの高さ）Ｌ１は、１＋０．３５（ｍｍ）である。
また、その他端部はループ状に成形（ループ部２３ａ）して、不要部分をカットしている。
【００２２】
そして、アンカー支持体を円板状を基本とする星形に成形されているので、製造の際、ガラス製支持体にアンカーを挿入した後に、該支持体が放熱しやすくなり、ガラスが急冷してアンカーを固定するため、次工程でのアンカーの不要部分の切断が容易で、かつ曲げ加工時のアンカーのぬけを防止することができる。
【００２３】
Ｕ字形支持線２５はアンカー埋設前に、事前にアンカー支持体２２の上面の保持部２２ａに埋設されていて、アンカー支持体を型で成形し、同時にアンカーを挿入し埋設する時点では型に設けられた凹部形成のための凸部に突き当たり、アンカーの挿入、埋設位置まで下がることはない。また、アンカーの挿入、埋設の場合も同様に延長方向に、型に設けられた凹部形成のための凸部があるため、これに突き当たり挿入のしすぎが抑止されている。
これによってアンカーと支持線との短絡やアンカー同士の短絡がなくなることになる。しかも、このアンカーは挿入埋設の際、型に突き当たることにより先端がやや曲がる。この状態で冷却されることにより、アンカーの抜けあるいはねじれという不具合を防止することができる。
【００２４】
なお、上記実施例ではアンカーを４本使用した場合について説明したが、アンカーは複数本であれば４本に限られないが、保持強度を考慮すると４〜６本程度がよい。
又、前記実施例では一方の主電極に近接して予熱フィラメントを設け、該フィラメントと他方の主電極との間にバイメタルスイッチを介して始動補助回路を接続して構成する１００Ｖ級の高圧水銀ランプについて説明したが、上記予熱フィラメントの代わりに補助電極を用いて構成する２００Ｖ級の高圧水銀ランプも前記と同様に構成することができる。この場合、始動補助回路に始動抵抗が接続され、始動抵抗を介して他方の主電極と電気的に等価となるように接続される。
【００２５】
本発明に係るアンカー支持体の底面に形成した凹部２２ｂは、図３に示すように、アンカー支持体へのアンカー挿入位置Ｌ１と、該支持体の凹部の深さＬ２とを、Ｌ２＞Ｌ１と規定することにより、より効果的にアンカーと支持線あるいはアンカー同士の短絡を防止することができる。
また、本発明は高圧水銀ランプについて説明したが、メタルハライドランプなどにも適用可能である。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したとおり、本発明によれば、外管内に発光管と共にバラストフィラメントを保持し、上記フィラメントの一端は発光管の主電極に接続すると共に、他端は発光管支持柱に接続し、かつ該フィラメントの中間部位はアンカーにより支持され、該アンカーはアンカー支持体によって固定され、該アンカー支持体は支持線によって発光管支持柱に固定され、上記アンカー支持体の底面には凹部を形成することによって、支持線はアンカーと接触することがなく、かつアンカー同士も挿入時に接触しないので、支持体の支持線やアンカーとの絶縁が確実となる。
そして、本発明に係る安定器内蔵形高圧放電ランプは、フィラメント断線の恐れがなく、長寿命であり、また、バラストフィラメント支持体の製造および発光管への取り付けが容易であるという製造上の利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る一実施例の安定器内蔵形高圧水銀ランプの一部破断側面図である。
【図２】同じく、バラストフィラメント支持体の平面図である。
【図３】同じく、バラストフィラメント支持体の要部断面図である。
【符号の説明】
１    外管
２    外管の突部
３    口金      ３ａ    アイレット端子
４    発光管
５    石英ガラス製バルブ
６ａ，６ｂ    主電極
７    予熱フィラメント
８ａ，８ｂ    ピンチシール部
９ａ，９ｂ，９ｃ    金属製封入箔
１０ａ，１０ｂ，１０ｃ    発光管リード線
１１    発光管支持柱
１２    補助支柱
１３    発光管支持板
１４    ステム
１５ａ，１５ｂ    ステム内導入線
１６    バイメタルスイッチ
１７    リード線
１８    ステイ
２１    バラストフィラメント支持体
２２    アンカー支持体    ２２ａ    保持部    ２２ｂ    凹部
２３    アンカー
２４    バラストフィラメント
２５    支持線
【図１】
0003937109.tif 000002
【図２】
0003937109.tif 000003
【図３】
0003937109.tif 000004