高圧放電ランプ
【課題】
点灯中に外管が不所望に落下するのを阻止するようにした３重管形の高圧放電ランプを提供する。
【解決手段】
高圧放電ランプは、内管固定部１32、外管固定部33および受電部31を備えた口金Bと、発光管LTを内蔵し内管固定部により口金に固定された内管ITと、内管をその周囲に隙間を形成して包囲するとともに基端部が口金の外管固定部に接着して口金に固定された外管OTと、内管の外面と外管の内面との間の隙間に介在し、かつ内管および外管にそれぞれ圧接して外管を保持する弾性保持部材EHとを具備している。
点灯中に外管が不所望に落下するのを阻止するようにした３重管形の高圧放電ランプを提供する。
【解決手段】
高圧放電ランプは、内管固定部１32、外管固定部33および受電部31を備えた口金Bと、発光管LTを内蔵し内管固定部により口金に固定された内管ITと、内管をその周囲に隙間を形成して包囲するとともに基端部が口金の外管固定部に接着して口金に固定された外管OTと、内管の外面と外管の内面との間の隙間に介在し、かつ内管および外管にそれぞれ圧接して外管を保持する弾性保持部材EHとを具備している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光管を内蔵した内管を包囲する外管を備えた３重管形の高圧放電ランプに関する。
【背景技術】
【０００２】
発光管を内蔵し基端部が口金に固定された内管を包囲する外管を具備した３重管形の高圧放電ランプは既知である（特許文献１参照）。この高圧放電ランプは、内管の基端部にピンチシール部が形成されていて、発光管が内管の内部に気密に収納されている。外管は、有底筒状をなし、基端が開口している。また、口金は、その上面に環状溝が形成されるとともに、環状溝によって中央部に残った円柱状部分にはその直径方向に形成された直線状溝によって２分され、かつ環状溝と直線状溝が連通している。
【０００３】
そうして、内管は、そのピンチシール部が接着剤によって直線状溝内に接着されることで口金に固定されている。また、外管は、その基端部の内外両面が接着剤によって環状溝内に接着されることで口金に固定されている。上記接着剤には、耐熱性の無機質系接着剤を用いるのが一般的である。
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−３３１６６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、上記高圧放電ランプは、その寿命中における接着剤の固着強度の脆弱化や製造時の接着不良によって使用中に外管が不所望に落下する虞のあることが分かった。
【０００６】
本発明は、点灯中に外管が口金から不所望に落下するのを阻止するようにした３重管形の高圧放電ランプを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の高圧放電ランプは、内管固定部、外管固定部および受電部を備えた口金と；発光管を内蔵し内管固定部により口金に固定された内管と；内管をその周囲に隙間を形成して包囲するとともに基端部が口金の外管固定部に固定された外管と；内管の外面と外管の内面との間の隙間に介在し、かつ内管および外管にそれぞれ圧接して外管を保持する弾性保持部材と；を具備していることを特徴としている。
【０００８】
本発明は以下の態様であることを許容する。
【０００９】
〔口金について〕 口金は、高圧放電ランプの本体をソケットに保持し、電源と電気的に接続する機能を果たすランプ構成要素であると一般的に定義されているが、本発明においては上記に加えて内管固定持部、外管固定部および受電部を備えていれば、その余の構造は自由である。したがって、本発明において、口金は既知の多様な構造を採用することができる。
【００１０】
また、口金は、内管固定持部、外管固定部および受電部を機能的な位置に配置するために、好ましくは耐熱性絶縁物製の口金基体を配設することができる。なお、口金基体は、例えばステアタイトなどのセラミックスにより一体的に形成される。
【００１１】
（内管固定部について） 内管固定部は、後述する内管の基端部を固定する部位である。基端部の固定は、内管固定部に挿入により行う構成でもよいし、接着剤により行う構成など多様な固着手段を適宜採用することができる。なお、「挿入により固定する態様において、接着剤を使用することなしに内管を挿入する行為だけで内管を口金に固定することのできる。基端部を挿入して内管を固定する内管固定部の態様として、基端部を直接的に固定してもよいし、例えば金属クリップなどの固定補助部材を介在させて間接的に固定してもよい。後者の場合、固定補助部材を内管の基端部に装着してもよいし、内管固定部の例えば内部に装着してもよい。
【００１２】
また、内管の基端部が後述するようにピンチシール部を構成している態様においては、当該ピンチシール部の両扁平面を内管固定部に対する固定に利用すると好都合である。例えば、両扁平面を主として挟持して固定するように離間対向する一対の起立舌片を口金の底部から上方へ突出させて形成し、両起立舌片がピンチシール部の両側面を直接的または間接的に挟持するように構成することができる。さらに、離間対向する一対の起立舌片の外面に基底部に向って間隔が広がる、好適には切頭円錐面の一部をなすようなテーパー面を形成することにより、このテーパー面を外管の基端部を口金内に挿入する際のガイドとして、またセンタリングのガイドとして利用することができる。
【００１３】
（外管固定部について） 外管固定部は、外管を口金に例えば接着などにより固定する部位である。しかし、外管を固定するための外管固定部の構造は特段限定されない。例えば、外管固定部を環状周壁により形成して、当該環状周壁の内面に外管の基端部の外面を接着して外管を口金に固定することができる。この態様においては、環状周壁の内面と外管の基端部の外面との間を例えば接着剤で固定する。なお、環状周壁は、好ましくは内管固定部に対して同心関係に内管固定部を外側から包囲するように形成するのがよい。しかし、所望により外管端部を内外両面で挟持するように同心関係に２重の環状周壁を形成してもよい。なお、接着剤を用いて固定する場合には、外管の基端部の外面に、または２重の環状周壁の場合には内外両面に接着剤を、それぞれ全周にわたり施与してもよいし、周面に対して離間した複数箇所に断続的に施与してもよい。
【００１４】
（受電部について） 受電部は、高圧放電ランプに投入する電力を電源から受電して高圧放電ランプ本体に供給する手段であり、既知の各種口金形態における受電部を適宜所望により選択的に採用することができる。なお、差込み形、ねじ込み形、ピンなし差込み形、バイポスト形などの口金は、主として受電部の構造が相違している。
【００１５】
次に、高圧放電ランプには主にねじ込み形口金が使用されているので、この口金における受電部について以下説明する。すなわち、ねじ込み形口金における受電部は、口金シェルおよびセンターコンタクトが絶縁基体の所定の位置に互いに絶縁関係を保持して配設されることによって構成されていて、内管から導出された一対の外部リード線の一方が口金シェルに、他方がセンターコンタクトに、それぞれ接続される。
【００１６】
〔発光管について〕 本発明において、発光管は、透光性気密容器、一対の電極、一対の電流導入導体および放電媒体を備えている。
【００１７】
透光性気密容器は、透光性セラミックスまたは石英ガラスなどの透孔性にして耐熱性の物質からなり、包囲部および一対の封止体を備えている。包囲部は、膨出していて、その内部に放電空間として利用される。なお、透光性であるとは、放電により発生した放射のうち、所望波長域の発光成分を少なくとも所望の部位から外部へ透過させることができればよいことを意味する。また、透光度は、高圧放電ランプの正常な作動状態において、透光性気密容器として問題なく機能する程度を有していればよい。
【００１８】
封止体は、包囲部の両端に連設されていて、後述するように電極を支持するととともに、透光性気密容器を封止する。透光性気密容器が透光性セラミックスからなる場合、一般的には封止体が小径筒部により形成されている。小径筒部からなる封止体は、その内部に挿通する電極および／または電流導入導体と小径筒部の内面との間にわずかな隙間が形成される。したがって、小径筒部の長さを適切な値に設定することにより、点灯中にわずかな隙間の内部に液相のハロゲン化物が滞留して、いわゆるキャピラリーとして作用して透光性気密容器の最冷部を形成したり、封止部の温度を所定温度に維持させたりすることができる。しかし、本発明においては、封止体を備えているものの、封止体がキャピラリーを形成することを必須要件とするものではない。
【００１９】
透光性気密容器が透光性セラミックスにより形成される場合、例えばサファイヤなどの単結晶の金属酸化物、多結晶の金属酸化物、例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）、多結晶非酸化物、例えばアルミニウム窒化物（ＡｌＮ）などを用いることができる。
【００２０】
透光性気密容器の内容積すなわち放電空間の体積は、高圧放電ランプの定格ランプ電力の大きさに応じて多様な値に設定することができる。また、放電空間の形状も円筒状、球状、楕円球状など多様であることを許容する。
【００２１】
（一対の電極について） 一対の電極は、透光性気密容器に封装されて先端が互いに離間して放電空間に臨んでいる。また、電極は、タングステン（Ｗ）、ドープドタングステン、トリウム入りタングステン、レニウム（Ｒｅ）、レニウム−タングステン合金（Ｒｅ−Ｗ）またはモリブデン（Ｍｏ）などの耐火性金属を用いて形成することができる。また、電極は、その基端側などの一部を異種の耐火性金属またはサーメットなどを用いて形成することができる。例えば、電極の主要部をタングステンで形成し、基端部をモリブデンまたはサーメットで形成する。さらに、電極は、好ましくは細長い電極軸部および電極軸部の先端部に配設される電極主部から構成することができる。この場合、電極主部は、電極軸の先端に配設されて主として陰極およびまたは陽極として作用する部分であり、電極の先端部を構成する。また、電極主部は、その表面積を大きくして放熱を良好にするために、必要に応じて例えばタングステンのコイルを巻装したりすることができる。
【００２２】
（電流導入導体について） 電流導入導体は、一対の電極に電流を供給するための手段であり、封止体から透光性気密容器の内部へ導入されて、先端が電極の基端に直接または間接に接続し、基端が封止体から外部へ露出する。また、透光性気密容器が透光性セラミックスからなる場合、電流導入導体は、例えばセラミックス封止用コンパウンドのシール部および小径筒部からなる封止体と協働して透光性気密容器を封止する。電流導入導体としては、透光性気密容器の材質に応じて熱膨張係数が接近した導電性物質、例えば透光性アルミナセラミックス製の場合、ニオブ（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）またはサーメットなどが好適である。石英ガラスの場合には、モリブデンが好適である。
【００２３】
（放電媒体について） 放電媒体は、少なくとも金属ハロゲン化物および始動ガスにより構成される。また、好適にはランプ電圧形成物質を含むことができる。
【００２４】
金属ハロゲン化物は、少なくとも発光金属のハロゲン化物を含むものとする。発光金属のハロゲン化物としては、既知の各種発光金属およびそれらの組み合わせの金属ハロゲン化物を用いることができる。
【００２５】
始動ガスは、少なくとも高圧放電ランプを始動させるときに放電を開始させるのに寄与する。しかし、具体的なガスの種類は限定されない。一般照明用の高圧放電ランプの場合、好適にはネオン（Ｎｅ）およびアルゴン（Ａｒ）の混合ガスである。始動ガスの封入圧は、一般的には８〜８０ｋＰａである。８ｋＰａ未満では、パッシェン曲線から理解できるように始動が困難になる。また、８０ｋＰａを超えると始動電圧が高くなり、口金の耐圧を超えてしまう。
【００２６】
ランプ電圧形成物質は、主として緩衝体として点灯中に一対の電極間に現れる電圧を形成するのに主体的に寄与する放電媒体であり、水銀および／または金属ハロゲン化物を用いることができる。ランプ電圧形成物質としての金属ハロゲン化物には、蒸気圧の比較的高い金属のハロゲン化物などを用いることができる。
【００２７】
〔内管について〕 内管は、その内部に発光管を内蔵していて、基端部が適宜の手段により口金の内管固定部に固定される。発光管を内蔵する態様は、外部に対して気密および連通のいずれであってもよい。発光管は、内管に対して好ましくは軸中心の位置に支持され、かつ一対の電極が内管から導出される一対の外部リード線に接続する。
【００２８】
また、内管は、発光管を所要に始動するために必要に応じて始動用の部品要素、例えば紫外線発生源、高電圧パルス発生器または近接導体などを内部の所定位置に収納することができる。
【００２９】
さらに、内管は、その基端部が、口金に挿入した際に内管を固定するのに耐えるように構成されている。例えば、内管の基端部に形成されたシール部を口金に挿入したり、外部リード線を挿入したりすることで、内管は口金に固定されるように構成することを許容する。内管のシール部は、例えば既述のようにピンチシール部として形成される。ピンチシール部の扁平面の両側端縁に凸条を形成することにより、内管の基端部を口金に挿入した際に凸条間に形成される平坦部を固定するように構成すれば、内管の位置決めが容易、かつ確実になる。
【００３０】
さらにまた、内管の材質は、特段限定されない。しかし、内管を石英ガラスで形成することにより、耐熱性が向上するので、小形化を図ることができる。また、内管は、外管で覆われるので、指で直接内管を触れることがなくなり、内管が汚損することもない。
【００３１】
さらにまた、内管の内部を外部に対して気密に保持したり、外気に連通したりするように構成される。一般照明用の高圧放電ランプとしては、外管内部を真空または不活性ガス（例えば、窒素やアルゴンなど）雰囲気にするのが一般的である。
【００３２】
〔外管について〕 外管は、その内部に内管を収納して、内管および発光管を機械的および触指による汚損などに対して保護する。外管の材質は、特段限定されない。例えば、硬質ガラスや半硬質ガラスにより外管を形成することができる。
【００３３】
また、外管は、内管と分離していて、口金の外管固定部に例えば接着剤を用いて接着される。そのために、外管の基端は、開放されているが、その余の形状および構造は問わない。例えば、Ｔ形、ＢＴ形、Ｒ形など各種形状の管を所望に応じて適宜選択して採用することがきる。
【００３４】
接着剤は、高圧放電ランプの点灯中の動作温度に耐えるものであれば特段限定されない。一般的には耐熱性の無機質接着剤が好適である。なお、接着剤を用いないで、所定の固着手段によって固定される態様でもよい。
【００３５】
〔弾性保持部材について〕 弾性保持部材は、内管を利用して外管を保持する手段であり、外管と口金との間の接着が不所望に離脱した際に外管を保持して口金から落下するのを阻止し得る手段として機能する。そのために、弾性保持部材は、内管および外管の両方に圧接し、内管および外管の両方に対して弾性を作用させた状態を作り出すことにより、外管が口金から離脱した際に、外管を内管が保持して外管の不所望な落下を防止する。ただし、弾性保持部材は、内管および外管のいずれか一方に固定または係止されていてもよい。
【００３６】
上記構成を備えた弾性保持部材であれば、その材質は特段限定されない。しかし、高圧放電ランプの点灯中の高温に耐え、かつ弾性が阻害されない程度の耐熱性を有している必要がある。これらの条件を満たす材料としては、ばね性金属例えばステンレスなどおよび耐熱性プラスチックスなどを適宜選択して用いることができる。
【００３７】
また、弾性保持部材は、高圧放電ランプが弾性保持部材を具備していることに起因する全光束の低下が最小限となり、かつ配光特性を乱さないように配慮されていることが好ましい。このためには、内管および外管の頂部側の位置に弾性保持部材を配置するのがよい。また、外管を保持する弾性力を維持しながら、内管から外部へ放射される光の進路を遮る弾性保持部材の面積を最小限にするのがよい。このためには、弾性保持部材が線状または帯状をなした弾性が付与された複数の圧接片を内管および外管の間の隙間内に管軸を中心としてほぼ等間隔に配置されるように設けているのがよい。そうすれば、弾性保持部材による外管の保持のバランスが良好になる。また、内管と外管を組み立てる際の製造性が良好になる。なお、複数の圧接片を統合し、各圧接片が所定の間隔を維持するように構成するために、複数の圧接片の中心位置に中核部を形成するのがよい。
【００３８】
さらに、弾性保持部材が複数の圧接片を備えている構成において、外管をその内面側から所望の保持力で保持するために、管軸方向に位置がずれた内管当接部と外管当接部を圧接片に形成するのが好ましい。これにより、圧接片を線材または帯材で形成することができるとともに、プレス加工で比較的簡単に製造することができる。また、圧接片による遮断される光量を少なくすることができる。
【発明の効果】
【００３９】
本発明によれば、内管の外面と外管の内面との間の隙間に介在して内管および外管にそれぞれ圧接して外管を保持する弾性保持部材を具備していることにより、ダウンライトやスポットライトなどの使用中に、そこに装着されている高圧放電ランプの外管が固定されている口金から離脱した際に外管の不所望な脱落が発生するのを阻止できるので、外管の脱落が重大事故の原因になるのを解消して長期にわたる安全を高い信頼性の下で確保した高圧放電ランプを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
以下、図面を参照して本発明を実施するための形態を説明する。
【００４１】
図１ないし図６は、本発明の高圧放電ランプを実施するための第１の形態を示し、図１は高圧放電ランプの正面を斜め前から見た斜視図、図２は発光管を内蔵した内管の拡大正面図、図３は発光管の拡大断面図、図４は高圧放電ランプの内管および外管の口金への取付状態を示す口金部近傍の拡大正面断面図、図５は弾性保持部材の打抜状態における展開図および正面図、図６は弾性保持部材による外管の保持を説明する拡大要部断面図である。
【００４２】
本形態の高圧放電ランプは、定格ランプ電力７０Ｗ用として好適な構造であり、図１に示すように、外管ＯＴ、内管ＩＴ、発光管ＬＴ、口金Ｂおよび弾性保持部材ＥＨを具備して構成されている。
【００４３】
外管ＯＴは、本形態において硬質ガラス製の有底筒状をなすＴ形バルブからなる。したがって、本形態において、外管ＯＴの基端部は、開口縁部により構成されている。なお、外管ＯＴの頭部の外面に遮光物質を塗布してキャップ状のグレアカット膜を形成すれば、照明器具に別設の遮光キャップを配設する必要がなくなる。しかし、後述する弾性保持部材ＥＨがその形状によってはある程度遮光キャップ的な作用を呈することが確かめられた。照明器具側に遮光キャップを配設しないでもよくなれば、照明器具の構造が簡単になってその分安価になるとともに、高圧放電ランプの着脱操作も頗る容易になる。
【００４４】
内管ＩＴは、本形態において石英ガラス製であり、閉鎖された先端部の中央には排気チップオフ部１１が形成されている。また、基端部にはピンチシール部１２が形成されている。ピンチシール部１２には、いずれも一対の封着金属箔１２ａ、１２ａが気密に埋設され、内部リード線１２ｂ、１２ｃおよび外部導入線１２ｄ、１２ｄが封着金属箔１２ａの両端部に接続している。なお、ピンチシール部１２の両扁平面の側縁部には一対の突条１２ｅ、１２ｅが形成され、それらの間に一段低い平坦面１２ｆが形勢されている。
【００４５】
したがって、本形態において、内管ＩＴの基端部は、ピンチシール部１２により構成されている。なお、本形態において、内管ＩＴの内部には、発光管ＬＴに加えて紫外線発生源ＵＶＥ、サポート部材ＳＦおよびゲッタＧなどの付帯的構成要素が後述するように配設されている。しかし、図１においてはこれらの付帯的構成要素は図示を省略されている。
【００４６】
発光管ＬＴは、図３に示すように、透光性気密容器１、一対の電極２、２、一対の電流導入導体３、３、一対のシール部４、４および透光性セラミックス気密容器１の内部に封入された放電媒体を備えている。
【００４７】
透光性気密容器１は、本形態において透光性多結晶アルミナセラミックスからなり、包囲部１ａおよび包囲部１ａの両端に連通して配設された一対の封止体１ｂ１、１ｂ２としての小径筒部を備え、内部に放電空間１ｃが形成されている。そして、包囲部１ａおよび封止体１ｂ１、１ｂ２は、鋳込み成形により一体化されている。
【００４８】
一対の電極２、２は、タングステン棒からなり、封止体１ｂ１、１ｂ２内に挿通されていている。そして、電極２の軸部と封止体１ｂ１、１ｂ２の小径筒部の内面との間にキャピラリーと称されるわずかな隙間が形成されている。電極２の先端は、包囲部１ａ内に突出している。
【００４９】
一対の電流導入導体３、３は、図３に示すように、基端側がニオブまたはサーメットなどからなる封着性部分３ａで、先端側が例えばモリブデンなどの耐ハロゲン性部分３ｂであり、両者が長手方向に接合した複合体からなる。そして、封止体１ｂ１、１ｂ２内に挿入され、耐ハロゲン性部分３ｂの先端が電極２の基端に接続して電極２を支持するとともに、封着性部分３ａの基端が封止体１ｂ１、１ｂ２から外部へ突出している。封止体１ｂ２から導出された図１において上部側の電流導入導体３の基端は、外管ＯＴの排気チップオフ部１１の内部に挿入されることによって、後述するサポート部材ＳＦの一部を兼ねていて、発光管ＩＴのセンタリングに寄与している。
【００５０】
一対のシール部４、４は、セラミックス封止用コンパウンドからなるフリットガラスを加熱して溶融し、次いで固化させることにより形成されている。そうして、一対のシール部４、４は、透光性放電容器１の封止体１ｂ１、１ｂ２の端面側の部分と、これに対向する電流導入導体３、３の封着性部分３ａと、の間に介在して透光性気密容器１を気密に封止しているとともに、一対の導入導体３、３の封着性部分３ａが透光性気密容器１の内部に露出しないように封止体１ｂ１、１ｂ２内に挿入されている部分の全体を被覆している。
【００５１】
放電媒体は、金属ハロゲン化物、始動ガスおよび水銀からなり、透光性気密容器１内に封入されている。なお、金属ハロゲン化物および水銀は、蒸発する分より過剰に封入されている。そして、金属ハロゲン化物の一部が安定点灯時に封止体１ｂ、１ｂ内に形成されるわずかな隙間内に液相状態で滞留する。そして、点灯中下側となる例えば封止体１ｂ１内に液相状態で滞留している放電媒体の表層部付近に最冷部が形成される。
【００５２】
金属ハロゲン化物は、発光金属のハロゲン化物からなり、例えばツリウム（Ｔｍ）、ナトリウム（Ｎａ）、タリウム（Ｔｌ）よび希土類金属のグループから選択された金属のハロゲン化物により構成することができる。
【００５３】
サポート部材ＳＦは、図１に示すように、内部リード線１２ｂが一体に延長して形成されている。そして、外管ＯＴの内壁に接近した位置を管軸方向に沿って延在し、先端が外管ＯＴの先端付近で屈曲され、かつ発光管ＩＴの図１において上部の電流導入導体３に溶接されることによって、発光管ＩＴを支持している。
【００５４】
紫外線発生源ＵＶＥは、図１に示すように、小形容器２１、導入線２２、内部電極２３、放電性ガスおよび外部電極２４を具備して構成されている。また、紫外線発生源ＵＶＥは、サポート部材ＳＦと正対する位置で、かつその主体部分が内管ＩＴの内面と発光管ＬＴの一方の小径筒部１ｂ１との間に配設されている。これにより封止体１ｂ１と紫外線発生源ＵＶＥとが管軸方向に沿ってほぼ平行に、かつ正対して配置される。
【００５５】
ゲッタＧは、図１に示すように、サポート部材ＳＦに溶接されており、内管ＩＴ内を清浄にする。
【００５６】
口金Ｂは、図４に示すように、口金基体３０、受電部３１、内管固定部３２および外管固定部３３を備えている。口金基体３０は、ステアタイトの成形体からなり、内管固定部３２、外管固定部３３および受電部絶縁体３４を一体的に有している。
【００５７】
内管固定部３２は、口金基体３０の上面にその中心を挟んで突設した一対の起立舌片３２ａ、３２ａおよび金属クリップＭＣにより構成されている。そして、一対の起立舌片３２ａ、３２ａの対面している平坦な内面間の隙間に内管ＩＴのピンチシール部１２における表裏一対の扁平面の中間部に形成された図１および図２に示す平坦部１２ｆを挿入することにより、後述する金属クリップＭＣに補助されて内管ＩＴが口金Ｂに固定される。そして、本形態においては、ピンチシール部１２の扁平面の両側縁に形成された一対の凸条１２ｅ、１２ｅが起立舌片３２ａの両側から外部に露出して内管ＩＴのセンタリングを行う。
【００５８】
金属クリップＭＣは、１枚のリボン状金属ばね材を変形Ｕ字状に屈曲させて構成されている。そして、Ｕ字の底部の幅がほぼピンチシール部１２の厚みになっていて、両脚部の中間に内管固定部３２の起立舌片３２ａの内面への当接部３５ａとピンチシール部１２の外面への当接部３５ｂがそれぞれ形成されている。また、両脚部の先端に起立舌片３２ａの内面への係止部３５ｃが形成されている。
【００５９】
そうして、金属クリップＭＣは、予めピンチシール部１２に装着されてから内管ＩＴと一緒に内管固定部３２に挿入される。挿入の際に金属クリップＭＣは、その当接部３５ａが起立舌片３２ａの内面を弾接し、係止部３５ｃがピンチシール部１２の外面に弾接して内管ＩＴを口金Ｂに対して定置するとともに、さらに係止部３５ｃが起立舌片３２ａの内面に抜け止め方向に係止する。
【００６０】
外管固定部３３は、一対の起立舌片３２ａ、３２ａを同心的に包囲するように形成された環状周壁により構成されている。この環状周壁の内側にわずかな隙間を形成して外管ＯＴの基端部が挿入される。また、内管固定持部３１の一対の起立舌片３２ａ、３２ａの背面が切頭円錐体形状の一部を構成していて、この切頭円錐体形状部分と環状周壁との間に先細りの溝が形成されている。したがって、一対の起立舌片３２ａ、３２ａの背面が環状周壁の内部に外管ＯＴの基端部を挿入した際のガイド作用およびセンタリング作用を行う。
【００６１】
外管ＯＴの基端部の外面と外管固定部３３の環状周壁の内面とは接着剤ＣＢによって接着されている。なお、接着剤ＣＢは、本形態において、外管ＯＴの基端部の外管固定部３３への固定に先立ち予め上記基端部の外面に塗布される。
【００６２】
受電部絶縁体３４は、口金基体３０の内管固定部３２および外管固定部３３から図４において下方へ突出して形成されている。そして、中心部に内管固定部３２の底部に連通する中心孔３４ａが形成されている。
【００６３】
受電部３１は、いずれも導電性金属からなる外周にねじ溝を形成した口金シェル３１ａおよびセンターコンタクト３１ｂからなり、口金基体３０の受電部絶縁体３４の外面に配設されている。口金シェル３１ａは、口金基体３０の図４において下部に形成された受電部絶縁体３４の外側に嵌合され、その開口縁をポンチで加締めて開口縁の一部を受電部絶縁体３４に形成した一対の凹部３４ｂ、３４ｂの内部へ押し込むことにより、受電部絶縁体３４に装着されている。そして、口金基体３０の受電部絶縁体３４に外管固定部３２の底部に連通した通孔３４ｃが形成され、この通孔３４ｃから導出された内管ＩＴの外部リード線１２ｂの一方が溶接または加締め付けにより口金シェル３４ａに接続している。なお、通孔３４ｃは、図６に示すように中心孔３４ａの点対称位置に一対形成されているが、組立機による自動組立の利便のためであり、１個でも差し支えない。センターコンタクト３３ｂは、受電部絶縁体３３の中央先端に配設されている。そして、受電部絶縁体３４の中心孔３４ａ内に挿通された内管ＩＴの外部リード線１２ｂの他方が例えばろう付けにより接続している。
【００６４】
弾性保持部材ＥＨは、図５（ａ）にばね性金属板材を打ち抜いたときの展開状態を示し、（ｂ）に装着前の折り曲げ加工後の状態を示し、また図６に装着状態を示すように、内管ＩＴの外面ＯＳと外管ＯＴの内面ＩＳとの間の隙間Ｇ内に介在して、外管ＯＴと口金Ｂとの間の接着が不所望に離脱した際に外管ＯＴを内管ＩＴに保持して落下を阻止する。そして、圧接片４２が内管ＩＴおよび外管ＯＴのそれぞれに圧接することにより外管ＯＴを保持している。
【００６５】
さらに、詳述すれば、弾性保持部材ＥＨは、中核部４１および複数の圧接片４２を備えて形成されている。本形態において、中核部４１は、その中央部に透孔４１ａを有していて、当該透孔を内管ＩＴの排気チップオフ部１１に嵌合されている。これにより、弾性保持部材ＥＨがセンタリングされるとともに、内管ＩＴと外管ＯＴの組立時に弾性保持部材ＥＨが落下するのを防止する。
【００６６】
圧接片４２は、図５（ｂ）および図６に示すように、その３個が１２０°間隔で中核部４１から放射状に形成され、かつそれぞれ折り曲げにより管軸方向にずれた位置に形成された複数の圧接部４２ａ、４２ｂ、４２ｃを有している。図６に示すように、圧接部４２ａは、外管ＯＴの内面ＩＳに管軸方向の第１の位置で圧接する。圧接部４２ｂは、内管ＩＴの外面ＯＳに圧接する。圧接部４２ｃは、圧接片４２の先端であり、圧接部４２ａと４２ｂとが上記のように圧接することにより、その先端部が外管ＯＴの内面ＩＳに圧接するので、その圧接力が大きくなる。
【００６７】
すなわち、外管ＯＴの内面ＩＳには圧接部４２ｂと、これに対して管軸方向に離間して位置する圧接部４２ｃとが圧接するので、外管ＯＴの保持がより一層確実になる。また、圧接部４２ｃは、その先端が楔状に外管ＯＴの内面に圧接するので、その圧接力が大きくなり、外管ＯＴの保持がより一層確実になる。以上の結果、弾性保持部材ＥＨは、外管ＯＴの内面ＩＳと内管ＩＴの外面ＯＳとに圧接して外管ＯＴを内管ＩＴに強固に保持する。このため、たとえ外管ＯＴの基端部の口金Ｂに対する固定が不所望に離脱したとしても、外管ＯＴは、弾性保持部材ＥＨの介在により内管ＩＴに保持されるので、その落下が防止される。また、弾性保持部材ＥＨが中核部４１および複数の圧接片４２を備えていることにより、遮光キャップのような作用を呈して配光特性が改善される。
【００６８】
図７は、本発明の高圧放電ランプを実施するための第２の形態における弾性保持部材の打抜状態における展開図および正面図である。本形態は、弾性保持部材ＥＨが４個の圧接片４２を備えている。４個の圧接片４２は、中核部４１から９０°間隔で放射状に延在している。
【００６９】
図８は、本発明の高圧放電ランプを実施するための第３の形態における弾性保持部材の打抜状態における展開図および正面図である。本形態は、弾性保持部材ＥＨが２個の圧接片４２を備えている。２個の圧接片４２は、中核部４１から１８０°間隔で放射状に延在している。なお、所望により圧接片４２の先端から直交方向に延在する２個の圧接部をさらに延在させて、展開状態において約Ｈ字状をなすような形状に変形させることができる。これにより、より一層外管ＯＴの保持が確実になる。
【００７０】
図９は、本発明の高圧放電ランプを用いた照明器具を示す要部断面正面図である。本発明の高圧放電ランプを用いる照明器具は、照明器具本体４０、高圧放電ランプＨＤＬおよび点灯装置からなり、屋内用および屋外用の各種照明器具を含む概念である。また、照明器具は、一般照明用および特殊照明用のいずれであってもよい。なお、特殊照明用とは、一般照明用以外の各種用途を含む。
【００７１】
照明器具本体４０は、照明器具から高圧放電ランプＨＤＬおよび点灯装置を除外した残余の部分からなる。本形態において、照明器具が屋内照明用のスポットライトであり、照明器具本体４０は、取付台４１、支柱４２、基体４３、ソケット４４、反射板４５、遮光キャップ４６および全面ガラス４７を主な構成要素として構成されている。なお、基体４３は、支柱４２に対して水平面内および鉛直面内の回動が可能になっている。
【００７２】
高圧放電ランプＨＤＬは、図１ないし図７に示す本発明の高圧放電ランプである。なお、前述のように弾性保持部材が遮光キャップ的な作用を呈するので、所望により遮光キャップ４６を用いなくてもよい。点灯装置は、照明器具本体４０とは別置きで、例えば天井裏に配設される。そして、高圧放電ランプＨＤＬを点灯する回路手段であり、電子化されているものおよびコアおよび巻線を主体とするもののいずれであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】高圧放電ランプの正面を斜め前から見た斜視図
【図２】同じく発光管を内蔵した内管の拡大正面図
【図３】同じく発光管の拡大断面図
【図４】同じく高圧放電ランプの内管および外管の口金への取付状態を示す口金部近傍の拡大正面断面図
【図５】同じく弾性保持部材の打抜状態における展開図および正面図
【図６】同じく弾性保持部材による外管の保持を説明する拡大要部断面図
【図７】本発明の高圧放電ランプを実施するための第２の形態における弾性保持部材の打抜状態における展開図および正面図
【図８】本発明の高圧放電ランプを実施するための第３の形態における弾性保持部材の打抜状態における展開図および正面図
【図９】本発明の高圧放電ランプを用いた照明器具を示す要部断面正面図
【符号の説明】
【００７４】
３０…口金基体、３１…受電部、３２…内管固定部、３３…外管固定部、４１…中核部、４２…圧接片、４２ａ、４２ｂ、４２ｃ…圧接部、Ｂ…口金、ＥＨ…弾性保持部材、ＩＴ…内管、ＬＴ…発光管、ＯＴ…外管
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光管を内蔵した内管を包囲する外管を備えた３重管形の高圧放電ランプに関する。
【背景技術】
【０００２】
発光管を内蔵し基端部が口金に固定された内管を包囲する外管を具備した３重管形の高圧放電ランプは既知である（特許文献１参照）。この高圧放電ランプは、内管の基端部にピンチシール部が形成されていて、発光管が内管の内部に気密に収納されている。外管は、有底筒状をなし、基端が開口している。また、口金は、その上面に環状溝が形成されるとともに、環状溝によって中央部に残った円柱状部分にはその直径方向に形成された直線状溝によって２分され、かつ環状溝と直線状溝が連通している。
【０００３】
そうして、内管は、そのピンチシール部が接着剤によって直線状溝内に接着されることで口金に固定されている。また、外管は、その基端部の内外両面が接着剤によって環状溝内に接着されることで口金に固定されている。上記接着剤には、耐熱性の無機質系接着剤を用いるのが一般的である。
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−３３１６６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、上記高圧放電ランプは、その寿命中における接着剤の固着強度の脆弱化や製造時の接着不良によって使用中に外管が不所望に落下する虞のあることが分かった。
【０００６】
本発明は、点灯中に外管が口金から不所望に落下するのを阻止するようにした３重管形の高圧放電ランプを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の高圧放電ランプは、内管固定部、外管固定部および受電部を備えた口金と；発光管を内蔵し内管固定部により口金に固定された内管と；内管をその周囲に隙間を形成して包囲するとともに基端部が口金の外管固定部に固定された外管と；内管の外面と外管の内面との間の隙間に介在し、かつ内管および外管にそれぞれ圧接して外管を保持する弾性保持部材と；を具備していることを特徴としている。
【０００８】
本発明は以下の態様であることを許容する。
【０００９】
〔口金について〕 口金は、高圧放電ランプの本体をソケットに保持し、電源と電気的に接続する機能を果たすランプ構成要素であると一般的に定義されているが、本発明においては上記に加えて内管固定持部、外管固定部および受電部を備えていれば、その余の構造は自由である。したがって、本発明において、口金は既知の多様な構造を採用することができる。
【００１０】
また、口金は、内管固定持部、外管固定部および受電部を機能的な位置に配置するために、好ましくは耐熱性絶縁物製の口金基体を配設することができる。なお、口金基体は、例えばステアタイトなどのセラミックスにより一体的に形成される。
【００１１】
（内管固定部について） 内管固定部は、後述する内管の基端部を固定する部位である。基端部の固定は、内管固定部に挿入により行う構成でもよいし、接着剤により行う構成など多様な固着手段を適宜採用することができる。なお、「挿入により固定する態様において、接着剤を使用することなしに内管を挿入する行為だけで内管を口金に固定することのできる。基端部を挿入して内管を固定する内管固定部の態様として、基端部を直接的に固定してもよいし、例えば金属クリップなどの固定補助部材を介在させて間接的に固定してもよい。後者の場合、固定補助部材を内管の基端部に装着してもよいし、内管固定部の例えば内部に装着してもよい。
【００１２】
また、内管の基端部が後述するようにピンチシール部を構成している態様においては、当該ピンチシール部の両扁平面を内管固定部に対する固定に利用すると好都合である。例えば、両扁平面を主として挟持して固定するように離間対向する一対の起立舌片を口金の底部から上方へ突出させて形成し、両起立舌片がピンチシール部の両側面を直接的または間接的に挟持するように構成することができる。さらに、離間対向する一対の起立舌片の外面に基底部に向って間隔が広がる、好適には切頭円錐面の一部をなすようなテーパー面を形成することにより、このテーパー面を外管の基端部を口金内に挿入する際のガイドとして、またセンタリングのガイドとして利用することができる。
【００１３】
（外管固定部について） 外管固定部は、外管を口金に例えば接着などにより固定する部位である。しかし、外管を固定するための外管固定部の構造は特段限定されない。例えば、外管固定部を環状周壁により形成して、当該環状周壁の内面に外管の基端部の外面を接着して外管を口金に固定することができる。この態様においては、環状周壁の内面と外管の基端部の外面との間を例えば接着剤で固定する。なお、環状周壁は、好ましくは内管固定部に対して同心関係に内管固定部を外側から包囲するように形成するのがよい。しかし、所望により外管端部を内外両面で挟持するように同心関係に２重の環状周壁を形成してもよい。なお、接着剤を用いて固定する場合には、外管の基端部の外面に、または２重の環状周壁の場合には内外両面に接着剤を、それぞれ全周にわたり施与してもよいし、周面に対して離間した複数箇所に断続的に施与してもよい。
【００１４】
（受電部について） 受電部は、高圧放電ランプに投入する電力を電源から受電して高圧放電ランプ本体に供給する手段であり、既知の各種口金形態における受電部を適宜所望により選択的に採用することができる。なお、差込み形、ねじ込み形、ピンなし差込み形、バイポスト形などの口金は、主として受電部の構造が相違している。
【００１５】
次に、高圧放電ランプには主にねじ込み形口金が使用されているので、この口金における受電部について以下説明する。すなわち、ねじ込み形口金における受電部は、口金シェルおよびセンターコンタクトが絶縁基体の所定の位置に互いに絶縁関係を保持して配設されることによって構成されていて、内管から導出された一対の外部リード線の一方が口金シェルに、他方がセンターコンタクトに、それぞれ接続される。
【００１６】
〔発光管について〕 本発明において、発光管は、透光性気密容器、一対の電極、一対の電流導入導体および放電媒体を備えている。
【００１７】
透光性気密容器は、透光性セラミックスまたは石英ガラスなどの透孔性にして耐熱性の物質からなり、包囲部および一対の封止体を備えている。包囲部は、膨出していて、その内部に放電空間として利用される。なお、透光性であるとは、放電により発生した放射のうち、所望波長域の発光成分を少なくとも所望の部位から外部へ透過させることができればよいことを意味する。また、透光度は、高圧放電ランプの正常な作動状態において、透光性気密容器として問題なく機能する程度を有していればよい。
【００１８】
封止体は、包囲部の両端に連設されていて、後述するように電極を支持するととともに、透光性気密容器を封止する。透光性気密容器が透光性セラミックスからなる場合、一般的には封止体が小径筒部により形成されている。小径筒部からなる封止体は、その内部に挿通する電極および／または電流導入導体と小径筒部の内面との間にわずかな隙間が形成される。したがって、小径筒部の長さを適切な値に設定することにより、点灯中にわずかな隙間の内部に液相のハロゲン化物が滞留して、いわゆるキャピラリーとして作用して透光性気密容器の最冷部を形成したり、封止部の温度を所定温度に維持させたりすることができる。しかし、本発明においては、封止体を備えているものの、封止体がキャピラリーを形成することを必須要件とするものではない。
【００１９】
透光性気密容器が透光性セラミックスにより形成される場合、例えばサファイヤなどの単結晶の金属酸化物、多結晶の金属酸化物、例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）、多結晶非酸化物、例えばアルミニウム窒化物（ＡｌＮ）などを用いることができる。
【００２０】
透光性気密容器の内容積すなわち放電空間の体積は、高圧放電ランプの定格ランプ電力の大きさに応じて多様な値に設定することができる。また、放電空間の形状も円筒状、球状、楕円球状など多様であることを許容する。
【００２１】
（一対の電極について） 一対の電極は、透光性気密容器に封装されて先端が互いに離間して放電空間に臨んでいる。また、電極は、タングステン（Ｗ）、ドープドタングステン、トリウム入りタングステン、レニウム（Ｒｅ）、レニウム−タングステン合金（Ｒｅ−Ｗ）またはモリブデン（Ｍｏ）などの耐火性金属を用いて形成することができる。また、電極は、その基端側などの一部を異種の耐火性金属またはサーメットなどを用いて形成することができる。例えば、電極の主要部をタングステンで形成し、基端部をモリブデンまたはサーメットで形成する。さらに、電極は、好ましくは細長い電極軸部および電極軸部の先端部に配設される電極主部から構成することができる。この場合、電極主部は、電極軸の先端に配設されて主として陰極およびまたは陽極として作用する部分であり、電極の先端部を構成する。また、電極主部は、その表面積を大きくして放熱を良好にするために、必要に応じて例えばタングステンのコイルを巻装したりすることができる。
【００２２】
（電流導入導体について） 電流導入導体は、一対の電極に電流を供給するための手段であり、封止体から透光性気密容器の内部へ導入されて、先端が電極の基端に直接または間接に接続し、基端が封止体から外部へ露出する。また、透光性気密容器が透光性セラミックスからなる場合、電流導入導体は、例えばセラミックス封止用コンパウンドのシール部および小径筒部からなる封止体と協働して透光性気密容器を封止する。電流導入導体としては、透光性気密容器の材質に応じて熱膨張係数が接近した導電性物質、例えば透光性アルミナセラミックス製の場合、ニオブ（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）またはサーメットなどが好適である。石英ガラスの場合には、モリブデンが好適である。
【００２３】
（放電媒体について） 放電媒体は、少なくとも金属ハロゲン化物および始動ガスにより構成される。また、好適にはランプ電圧形成物質を含むことができる。
【００２４】
金属ハロゲン化物は、少なくとも発光金属のハロゲン化物を含むものとする。発光金属のハロゲン化物としては、既知の各種発光金属およびそれらの組み合わせの金属ハロゲン化物を用いることができる。
【００２５】
始動ガスは、少なくとも高圧放電ランプを始動させるときに放電を開始させるのに寄与する。しかし、具体的なガスの種類は限定されない。一般照明用の高圧放電ランプの場合、好適にはネオン（Ｎｅ）およびアルゴン（Ａｒ）の混合ガスである。始動ガスの封入圧は、一般的には８〜８０ｋＰａである。８ｋＰａ未満では、パッシェン曲線から理解できるように始動が困難になる。また、８０ｋＰａを超えると始動電圧が高くなり、口金の耐圧を超えてしまう。
【００２６】
ランプ電圧形成物質は、主として緩衝体として点灯中に一対の電極間に現れる電圧を形成するのに主体的に寄与する放電媒体であり、水銀および／または金属ハロゲン化物を用いることができる。ランプ電圧形成物質としての金属ハロゲン化物には、蒸気圧の比較的高い金属のハロゲン化物などを用いることができる。
【００２７】
〔内管について〕 内管は、その内部に発光管を内蔵していて、基端部が適宜の手段により口金の内管固定部に固定される。発光管を内蔵する態様は、外部に対して気密および連通のいずれであってもよい。発光管は、内管に対して好ましくは軸中心の位置に支持され、かつ一対の電極が内管から導出される一対の外部リード線に接続する。
【００２８】
また、内管は、発光管を所要に始動するために必要に応じて始動用の部品要素、例えば紫外線発生源、高電圧パルス発生器または近接導体などを内部の所定位置に収納することができる。
【００２９】
さらに、内管は、その基端部が、口金に挿入した際に内管を固定するのに耐えるように構成されている。例えば、内管の基端部に形成されたシール部を口金に挿入したり、外部リード線を挿入したりすることで、内管は口金に固定されるように構成することを許容する。内管のシール部は、例えば既述のようにピンチシール部として形成される。ピンチシール部の扁平面の両側端縁に凸条を形成することにより、内管の基端部を口金に挿入した際に凸条間に形成される平坦部を固定するように構成すれば、内管の位置決めが容易、かつ確実になる。
【００３０】
さらにまた、内管の材質は、特段限定されない。しかし、内管を石英ガラスで形成することにより、耐熱性が向上するので、小形化を図ることができる。また、内管は、外管で覆われるので、指で直接内管を触れることがなくなり、内管が汚損することもない。
【００３１】
さらにまた、内管の内部を外部に対して気密に保持したり、外気に連通したりするように構成される。一般照明用の高圧放電ランプとしては、外管内部を真空または不活性ガス（例えば、窒素やアルゴンなど）雰囲気にするのが一般的である。
【００３２】
〔外管について〕 外管は、その内部に内管を収納して、内管および発光管を機械的および触指による汚損などに対して保護する。外管の材質は、特段限定されない。例えば、硬質ガラスや半硬質ガラスにより外管を形成することができる。
【００３３】
また、外管は、内管と分離していて、口金の外管固定部に例えば接着剤を用いて接着される。そのために、外管の基端は、開放されているが、その余の形状および構造は問わない。例えば、Ｔ形、ＢＴ形、Ｒ形など各種形状の管を所望に応じて適宜選択して採用することがきる。
【００３４】
接着剤は、高圧放電ランプの点灯中の動作温度に耐えるものであれば特段限定されない。一般的には耐熱性の無機質接着剤が好適である。なお、接着剤を用いないで、所定の固着手段によって固定される態様でもよい。
【００３５】
〔弾性保持部材について〕 弾性保持部材は、内管を利用して外管を保持する手段であり、外管と口金との間の接着が不所望に離脱した際に外管を保持して口金から落下するのを阻止し得る手段として機能する。そのために、弾性保持部材は、内管および外管の両方に圧接し、内管および外管の両方に対して弾性を作用させた状態を作り出すことにより、外管が口金から離脱した際に、外管を内管が保持して外管の不所望な落下を防止する。ただし、弾性保持部材は、内管および外管のいずれか一方に固定または係止されていてもよい。
【００３６】
上記構成を備えた弾性保持部材であれば、その材質は特段限定されない。しかし、高圧放電ランプの点灯中の高温に耐え、かつ弾性が阻害されない程度の耐熱性を有している必要がある。これらの条件を満たす材料としては、ばね性金属例えばステンレスなどおよび耐熱性プラスチックスなどを適宜選択して用いることができる。
【００３７】
また、弾性保持部材は、高圧放電ランプが弾性保持部材を具備していることに起因する全光束の低下が最小限となり、かつ配光特性を乱さないように配慮されていることが好ましい。このためには、内管および外管の頂部側の位置に弾性保持部材を配置するのがよい。また、外管を保持する弾性力を維持しながら、内管から外部へ放射される光の進路を遮る弾性保持部材の面積を最小限にするのがよい。このためには、弾性保持部材が線状または帯状をなした弾性が付与された複数の圧接片を内管および外管の間の隙間内に管軸を中心としてほぼ等間隔に配置されるように設けているのがよい。そうすれば、弾性保持部材による外管の保持のバランスが良好になる。また、内管と外管を組み立てる際の製造性が良好になる。なお、複数の圧接片を統合し、各圧接片が所定の間隔を維持するように構成するために、複数の圧接片の中心位置に中核部を形成するのがよい。
【００３８】
さらに、弾性保持部材が複数の圧接片を備えている構成において、外管をその内面側から所望の保持力で保持するために、管軸方向に位置がずれた内管当接部と外管当接部を圧接片に形成するのが好ましい。これにより、圧接片を線材または帯材で形成することができるとともに、プレス加工で比較的簡単に製造することができる。また、圧接片による遮断される光量を少なくすることができる。
【発明の効果】
【００３９】
本発明によれば、内管の外面と外管の内面との間の隙間に介在して内管および外管にそれぞれ圧接して外管を保持する弾性保持部材を具備していることにより、ダウンライトやスポットライトなどの使用中に、そこに装着されている高圧放電ランプの外管が固定されている口金から離脱した際に外管の不所望な脱落が発生するのを阻止できるので、外管の脱落が重大事故の原因になるのを解消して長期にわたる安全を高い信頼性の下で確保した高圧放電ランプを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
以下、図面を参照して本発明を実施するための形態を説明する。
【００４１】
図１ないし図６は、本発明の高圧放電ランプを実施するための第１の形態を示し、図１は高圧放電ランプの正面を斜め前から見た斜視図、図２は発光管を内蔵した内管の拡大正面図、図３は発光管の拡大断面図、図４は高圧放電ランプの内管および外管の口金への取付状態を示す口金部近傍の拡大正面断面図、図５は弾性保持部材の打抜状態における展開図および正面図、図６は弾性保持部材による外管の保持を説明する拡大要部断面図である。
【００４２】
本形態の高圧放電ランプは、定格ランプ電力７０Ｗ用として好適な構造であり、図１に示すように、外管ＯＴ、内管ＩＴ、発光管ＬＴ、口金Ｂおよび弾性保持部材ＥＨを具備して構成されている。
【００４３】
外管ＯＴは、本形態において硬質ガラス製の有底筒状をなすＴ形バルブからなる。したがって、本形態において、外管ＯＴの基端部は、開口縁部により構成されている。なお、外管ＯＴの頭部の外面に遮光物質を塗布してキャップ状のグレアカット膜を形成すれば、照明器具に別設の遮光キャップを配設する必要がなくなる。しかし、後述する弾性保持部材ＥＨがその形状によってはある程度遮光キャップ的な作用を呈することが確かめられた。照明器具側に遮光キャップを配設しないでもよくなれば、照明器具の構造が簡単になってその分安価になるとともに、高圧放電ランプの着脱操作も頗る容易になる。
【００４４】
内管ＩＴは、本形態において石英ガラス製であり、閉鎖された先端部の中央には排気チップオフ部１１が形成されている。また、基端部にはピンチシール部１２が形成されている。ピンチシール部１２には、いずれも一対の封着金属箔１２ａ、１２ａが気密に埋設され、内部リード線１２ｂ、１２ｃおよび外部導入線１２ｄ、１２ｄが封着金属箔１２ａの両端部に接続している。なお、ピンチシール部１２の両扁平面の側縁部には一対の突条１２ｅ、１２ｅが形成され、それらの間に一段低い平坦面１２ｆが形勢されている。
【００４５】
したがって、本形態において、内管ＩＴの基端部は、ピンチシール部１２により構成されている。なお、本形態において、内管ＩＴの内部には、発光管ＬＴに加えて紫外線発生源ＵＶＥ、サポート部材ＳＦおよびゲッタＧなどの付帯的構成要素が後述するように配設されている。しかし、図１においてはこれらの付帯的構成要素は図示を省略されている。
【００４６】
発光管ＬＴは、図３に示すように、透光性気密容器１、一対の電極２、２、一対の電流導入導体３、３、一対のシール部４、４および透光性セラミックス気密容器１の内部に封入された放電媒体を備えている。
【００４７】
透光性気密容器１は、本形態において透光性多結晶アルミナセラミックスからなり、包囲部１ａおよび包囲部１ａの両端に連通して配設された一対の封止体１ｂ１、１ｂ２としての小径筒部を備え、内部に放電空間１ｃが形成されている。そして、包囲部１ａおよび封止体１ｂ１、１ｂ２は、鋳込み成形により一体化されている。
【００４８】
一対の電極２、２は、タングステン棒からなり、封止体１ｂ１、１ｂ２内に挿通されていている。そして、電極２の軸部と封止体１ｂ１、１ｂ２の小径筒部の内面との間にキャピラリーと称されるわずかな隙間が形成されている。電極２の先端は、包囲部１ａ内に突出している。
【００４９】
一対の電流導入導体３、３は、図３に示すように、基端側がニオブまたはサーメットなどからなる封着性部分３ａで、先端側が例えばモリブデンなどの耐ハロゲン性部分３ｂであり、両者が長手方向に接合した複合体からなる。そして、封止体１ｂ１、１ｂ２内に挿入され、耐ハロゲン性部分３ｂの先端が電極２の基端に接続して電極２を支持するとともに、封着性部分３ａの基端が封止体１ｂ１、１ｂ２から外部へ突出している。封止体１ｂ２から導出された図１において上部側の電流導入導体３の基端は、外管ＯＴの排気チップオフ部１１の内部に挿入されることによって、後述するサポート部材ＳＦの一部を兼ねていて、発光管ＩＴのセンタリングに寄与している。
【００５０】
一対のシール部４、４は、セラミックス封止用コンパウンドからなるフリットガラスを加熱して溶融し、次いで固化させることにより形成されている。そうして、一対のシール部４、４は、透光性放電容器１の封止体１ｂ１、１ｂ２の端面側の部分と、これに対向する電流導入導体３、３の封着性部分３ａと、の間に介在して透光性気密容器１を気密に封止しているとともに、一対の導入導体３、３の封着性部分３ａが透光性気密容器１の内部に露出しないように封止体１ｂ１、１ｂ２内に挿入されている部分の全体を被覆している。
【００５１】
放電媒体は、金属ハロゲン化物、始動ガスおよび水銀からなり、透光性気密容器１内に封入されている。なお、金属ハロゲン化物および水銀は、蒸発する分より過剰に封入されている。そして、金属ハロゲン化物の一部が安定点灯時に封止体１ｂ、１ｂ内に形成されるわずかな隙間内に液相状態で滞留する。そして、点灯中下側となる例えば封止体１ｂ１内に液相状態で滞留している放電媒体の表層部付近に最冷部が形成される。
【００５２】
金属ハロゲン化物は、発光金属のハロゲン化物からなり、例えばツリウム（Ｔｍ）、ナトリウム（Ｎａ）、タリウム（Ｔｌ）よび希土類金属のグループから選択された金属のハロゲン化物により構成することができる。
【００５３】
サポート部材ＳＦは、図１に示すように、内部リード線１２ｂが一体に延長して形成されている。そして、外管ＯＴの内壁に接近した位置を管軸方向に沿って延在し、先端が外管ＯＴの先端付近で屈曲され、かつ発光管ＩＴの図１において上部の電流導入導体３に溶接されることによって、発光管ＩＴを支持している。
【００５４】
紫外線発生源ＵＶＥは、図１に示すように、小形容器２１、導入線２２、内部電極２３、放電性ガスおよび外部電極２４を具備して構成されている。また、紫外線発生源ＵＶＥは、サポート部材ＳＦと正対する位置で、かつその主体部分が内管ＩＴの内面と発光管ＬＴの一方の小径筒部１ｂ１との間に配設されている。これにより封止体１ｂ１と紫外線発生源ＵＶＥとが管軸方向に沿ってほぼ平行に、かつ正対して配置される。
【００５５】
ゲッタＧは、図１に示すように、サポート部材ＳＦに溶接されており、内管ＩＴ内を清浄にする。
【００５６】
口金Ｂは、図４に示すように、口金基体３０、受電部３１、内管固定部３２および外管固定部３３を備えている。口金基体３０は、ステアタイトの成形体からなり、内管固定部３２、外管固定部３３および受電部絶縁体３４を一体的に有している。
【００５７】
内管固定部３２は、口金基体３０の上面にその中心を挟んで突設した一対の起立舌片３２ａ、３２ａおよび金属クリップＭＣにより構成されている。そして、一対の起立舌片３２ａ、３２ａの対面している平坦な内面間の隙間に内管ＩＴのピンチシール部１２における表裏一対の扁平面の中間部に形成された図１および図２に示す平坦部１２ｆを挿入することにより、後述する金属クリップＭＣに補助されて内管ＩＴが口金Ｂに固定される。そして、本形態においては、ピンチシール部１２の扁平面の両側縁に形成された一対の凸条１２ｅ、１２ｅが起立舌片３２ａの両側から外部に露出して内管ＩＴのセンタリングを行う。
【００５８】
金属クリップＭＣは、１枚のリボン状金属ばね材を変形Ｕ字状に屈曲させて構成されている。そして、Ｕ字の底部の幅がほぼピンチシール部１２の厚みになっていて、両脚部の中間に内管固定部３２の起立舌片３２ａの内面への当接部３５ａとピンチシール部１２の外面への当接部３５ｂがそれぞれ形成されている。また、両脚部の先端に起立舌片３２ａの内面への係止部３５ｃが形成されている。
【００５９】
そうして、金属クリップＭＣは、予めピンチシール部１２に装着されてから内管ＩＴと一緒に内管固定部３２に挿入される。挿入の際に金属クリップＭＣは、その当接部３５ａが起立舌片３２ａの内面を弾接し、係止部３５ｃがピンチシール部１２の外面に弾接して内管ＩＴを口金Ｂに対して定置するとともに、さらに係止部３５ｃが起立舌片３２ａの内面に抜け止め方向に係止する。
【００６０】
外管固定部３３は、一対の起立舌片３２ａ、３２ａを同心的に包囲するように形成された環状周壁により構成されている。この環状周壁の内側にわずかな隙間を形成して外管ＯＴの基端部が挿入される。また、内管固定持部３１の一対の起立舌片３２ａ、３２ａの背面が切頭円錐体形状の一部を構成していて、この切頭円錐体形状部分と環状周壁との間に先細りの溝が形成されている。したがって、一対の起立舌片３２ａ、３２ａの背面が環状周壁の内部に外管ＯＴの基端部を挿入した際のガイド作用およびセンタリング作用を行う。
【００６１】
外管ＯＴの基端部の外面と外管固定部３３の環状周壁の内面とは接着剤ＣＢによって接着されている。なお、接着剤ＣＢは、本形態において、外管ＯＴの基端部の外管固定部３３への固定に先立ち予め上記基端部の外面に塗布される。
【００６２】
受電部絶縁体３４は、口金基体３０の内管固定部３２および外管固定部３３から図４において下方へ突出して形成されている。そして、中心部に内管固定部３２の底部に連通する中心孔３４ａが形成されている。
【００６３】
受電部３１は、いずれも導電性金属からなる外周にねじ溝を形成した口金シェル３１ａおよびセンターコンタクト３１ｂからなり、口金基体３０の受電部絶縁体３４の外面に配設されている。口金シェル３１ａは、口金基体３０の図４において下部に形成された受電部絶縁体３４の外側に嵌合され、その開口縁をポンチで加締めて開口縁の一部を受電部絶縁体３４に形成した一対の凹部３４ｂ、３４ｂの内部へ押し込むことにより、受電部絶縁体３４に装着されている。そして、口金基体３０の受電部絶縁体３４に外管固定部３２の底部に連通した通孔３４ｃが形成され、この通孔３４ｃから導出された内管ＩＴの外部リード線１２ｂの一方が溶接または加締め付けにより口金シェル３４ａに接続している。なお、通孔３４ｃは、図６に示すように中心孔３４ａの点対称位置に一対形成されているが、組立機による自動組立の利便のためであり、１個でも差し支えない。センターコンタクト３３ｂは、受電部絶縁体３３の中央先端に配設されている。そして、受電部絶縁体３４の中心孔３４ａ内に挿通された内管ＩＴの外部リード線１２ｂの他方が例えばろう付けにより接続している。
【００６４】
弾性保持部材ＥＨは、図５（ａ）にばね性金属板材を打ち抜いたときの展開状態を示し、（ｂ）に装着前の折り曲げ加工後の状態を示し、また図６に装着状態を示すように、内管ＩＴの外面ＯＳと外管ＯＴの内面ＩＳとの間の隙間Ｇ内に介在して、外管ＯＴと口金Ｂとの間の接着が不所望に離脱した際に外管ＯＴを内管ＩＴに保持して落下を阻止する。そして、圧接片４２が内管ＩＴおよび外管ＯＴのそれぞれに圧接することにより外管ＯＴを保持している。
【００６５】
さらに、詳述すれば、弾性保持部材ＥＨは、中核部４１および複数の圧接片４２を備えて形成されている。本形態において、中核部４１は、その中央部に透孔４１ａを有していて、当該透孔を内管ＩＴの排気チップオフ部１１に嵌合されている。これにより、弾性保持部材ＥＨがセンタリングされるとともに、内管ＩＴと外管ＯＴの組立時に弾性保持部材ＥＨが落下するのを防止する。
【００６６】
圧接片４２は、図５（ｂ）および図６に示すように、その３個が１２０°間隔で中核部４１から放射状に形成され、かつそれぞれ折り曲げにより管軸方向にずれた位置に形成された複数の圧接部４２ａ、４２ｂ、４２ｃを有している。図６に示すように、圧接部４２ａは、外管ＯＴの内面ＩＳに管軸方向の第１の位置で圧接する。圧接部４２ｂは、内管ＩＴの外面ＯＳに圧接する。圧接部４２ｃは、圧接片４２の先端であり、圧接部４２ａと４２ｂとが上記のように圧接することにより、その先端部が外管ＯＴの内面ＩＳに圧接するので、その圧接力が大きくなる。
【００６７】
すなわち、外管ＯＴの内面ＩＳには圧接部４２ｂと、これに対して管軸方向に離間して位置する圧接部４２ｃとが圧接するので、外管ＯＴの保持がより一層確実になる。また、圧接部４２ｃは、その先端が楔状に外管ＯＴの内面に圧接するので、その圧接力が大きくなり、外管ＯＴの保持がより一層確実になる。以上の結果、弾性保持部材ＥＨは、外管ＯＴの内面ＩＳと内管ＩＴの外面ＯＳとに圧接して外管ＯＴを内管ＩＴに強固に保持する。このため、たとえ外管ＯＴの基端部の口金Ｂに対する固定が不所望に離脱したとしても、外管ＯＴは、弾性保持部材ＥＨの介在により内管ＩＴに保持されるので、その落下が防止される。また、弾性保持部材ＥＨが中核部４１および複数の圧接片４２を備えていることにより、遮光キャップのような作用を呈して配光特性が改善される。
【００６８】
図７は、本発明の高圧放電ランプを実施するための第２の形態における弾性保持部材の打抜状態における展開図および正面図である。本形態は、弾性保持部材ＥＨが４個の圧接片４２を備えている。４個の圧接片４２は、中核部４１から９０°間隔で放射状に延在している。
【００６９】
図８は、本発明の高圧放電ランプを実施するための第３の形態における弾性保持部材の打抜状態における展開図および正面図である。本形態は、弾性保持部材ＥＨが２個の圧接片４２を備えている。２個の圧接片４２は、中核部４１から１８０°間隔で放射状に延在している。なお、所望により圧接片４２の先端から直交方向に延在する２個の圧接部をさらに延在させて、展開状態において約Ｈ字状をなすような形状に変形させることができる。これにより、より一層外管ＯＴの保持が確実になる。
【００７０】
図９は、本発明の高圧放電ランプを用いた照明器具を示す要部断面正面図である。本発明の高圧放電ランプを用いる照明器具は、照明器具本体４０、高圧放電ランプＨＤＬおよび点灯装置からなり、屋内用および屋外用の各種照明器具を含む概念である。また、照明器具は、一般照明用および特殊照明用のいずれであってもよい。なお、特殊照明用とは、一般照明用以外の各種用途を含む。
【００７１】
照明器具本体４０は、照明器具から高圧放電ランプＨＤＬおよび点灯装置を除外した残余の部分からなる。本形態において、照明器具が屋内照明用のスポットライトであり、照明器具本体４０は、取付台４１、支柱４２、基体４３、ソケット４４、反射板４５、遮光キャップ４６および全面ガラス４７を主な構成要素として構成されている。なお、基体４３は、支柱４２に対して水平面内および鉛直面内の回動が可能になっている。
【００７２】
高圧放電ランプＨＤＬは、図１ないし図７に示す本発明の高圧放電ランプである。なお、前述のように弾性保持部材が遮光キャップ的な作用を呈するので、所望により遮光キャップ４６を用いなくてもよい。点灯装置は、照明器具本体４０とは別置きで、例えば天井裏に配設される。そして、高圧放電ランプＨＤＬを点灯する回路手段であり、電子化されているものおよびコアおよび巻線を主体とするもののいずれであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】高圧放電ランプの正面を斜め前から見た斜視図
【図２】同じく発光管を内蔵した内管の拡大正面図
【図３】同じく発光管の拡大断面図
【図４】同じく高圧放電ランプの内管および外管の口金への取付状態を示す口金部近傍の拡大正面断面図
【図５】同じく弾性保持部材の打抜状態における展開図および正面図
【図６】同じく弾性保持部材による外管の保持を説明する拡大要部断面図
【図７】本発明の高圧放電ランプを実施するための第２の形態における弾性保持部材の打抜状態における展開図および正面図
【図８】本発明の高圧放電ランプを実施するための第３の形態における弾性保持部材の打抜状態における展開図および正面図
【図９】本発明の高圧放電ランプを用いた照明器具を示す要部断面正面図
【符号の説明】
【００７４】
３０…口金基体、３１…受電部、３２…内管固定部、３３…外管固定部、４１…中核部、４２…圧接片、４２ａ、４２ｂ、４２ｃ…圧接部、Ｂ…口金、ＥＨ…弾性保持部材、ＩＴ…内管、ＬＴ…発光管、ＯＴ…外管
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内管固定部、外管固定部および受電部を備えた口金と；
発光管を内蔵し内管固定部により口金に固定された内管と；
内管をその周囲に隙間を形成して包囲するとともに基端部が口金の外管固定部に固定された外管と；
内管の外面と外管の内面との間の隙間に介在し、かつ内管および外管にそれぞれ圧接して管を保持する弾性保持部材と；
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】
弾性保持部材は、内管の先端側の外面と外管の先端側の内面とにそれぞれ圧接する圧接片を備え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】
弾性保持部材は、その圧接片が管軸を中心として等間隔に配置された複数設けられていることを特徴とする請求項２記載の高圧放電ランプ。
【請求項４】
弾性保持部材は、その圧接片が管軸方向に互いにずれた位置で内管の外面と外管の内面とにそれぞれ圧接することを特徴とする請求項２または３記載の高圧放電ランプ。
【請求項５】
弾性保持部材は、内管の先端側に配置されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一記載の高圧放電ランプ。
【請求項１】
内管固定部、外管固定部および受電部を備えた口金と；
発光管を内蔵し内管固定部により口金に固定された内管と；
内管をその周囲に隙間を形成して包囲するとともに基端部が口金の外管固定部に固定された外管と；
内管の外面と外管の内面との間の隙間に介在し、かつ内管および外管にそれぞれ圧接して管を保持する弾性保持部材と；
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】
弾性保持部材は、内管の先端側の外面と外管の先端側の内面とにそれぞれ圧接する圧接片を備え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】
弾性保持部材は、その圧接片が管軸を中心として等間隔に配置された複数設けられていることを特徴とする請求項２記載の高圧放電ランプ。
【請求項４】
弾性保持部材は、その圧接片が管軸方向に互いにずれた位置で内管の外面と外管の内面とにそれぞれ圧接することを特徴とする請求項２または３記載の高圧放電ランプ。
【請求項５】
弾性保持部材は、内管の先端側に配置されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一記載の高圧放電ランプ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００９−３７７５８（Ｐ２００９−３７７５８Ａ）
【公開日】平成２１年２月１９日（２００９．２．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１９８８６４（Ｐ２００７−１９８８６４）
【出願日】平成１９年７月３１日（２００７．７．３１）
【出願人】（３０１０１０９５１）オスラム・メルコ・東芝ライティング株式会社 (37)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年２月１９日（２００９．２．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年７月３１日（２００７．７．３１）
【出願人】（３０１０１０９５１）オスラム・メルコ・東芝ライティング株式会社 (37)
【Ｆターム（参考）】
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