JP2000285856A - 高圧放電ランプおよび照明装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】給電導体の部材を偏芯しないで接続し、透光性
セラミックス放電容器および給電導体の間の封止の信頼
性を高くした高圧放電ランプおよびこれを用いた照明装
置を提供する。 【解決手段】放電空間を包囲する膨出部及び膨出部の両
端に連通して配置され膨出部より内径が小さい小径筒部
ＣＥｂを備えた透光性セラミックス放電容器と、少なく
とも中間部がコイルピッチが１００％〜３００％に形成
されたコイル状部分ＦＣａ１によって形成されている封
着性部分ＦＣａおよびこの先端に基端が接続されている
耐火性部分ＦＣｂを備えた給電導体ＦＣと、給電導体の
耐火性部分の先端に配設されて放電容器の膨出部内に位
置している電極と、小径筒部及び給電導体の封着性部分
の間を包囲して封止しているセラミックス封止用コンパ
ウンドのシールと、放電容器内に封入されたイオン化媒
体とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は透光性セラミックス
からなる放電容器を備えた高圧放電ランプおよびこれを
用いた照明装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、従来の石英ガラス放電容器に比較
して、長寿命、高効率の利点を有する透光性セラミック
ス放電容器を備えた高圧放電ランプが開発され、広く普
及しつつある。

【０００３】図８は、従来の透光性セラミックス放電容
器を備えた高圧放電ランプにおける封止部を示す要部拡
大正面断面図である。

【０００４】図９は、同じく要部拡大側面断面図であ
る。

【０００５】図において、１０１は小径筒部、１０２は
給電導体、１０３はシールである。

【０００６】小径筒部１０１は、透光性セラミックス放
電容器の中心部の膨出部（図示しない。）の両端に一体
に接続していて、内部に膨出部に連通する挿通孔１０１
ａが形成されている。

【０００７】給電導体１０２は、封着性部分１０２ａお
よび耐火性部分１０２ｂを備えている。

【０００８】封着性部分１０２ａは、小径筒部１０１内
に挿入される封着部１０２ａ１および先端が封着部１０
２ａ１の基端に接続されるとともに、基端が小径筒部１
０１から外方へ突出する外部突出部１０２ａ２から構成
されいる。

【０００９】耐火性部分１０２ｂは、その基端が封着性
金属からなる封着性部分１０２ａの先端に接続されてお
り、さらに耐火性部分１０２ｂの先端には電極（図示し
ない。）が配設されている。そして、耐火性部分１０２
ｂの基端を封着性部分１０２ａの先端に接続するため
に、たとえば封着性部分１０２ａの先端と耐火性部分１
０２ｂの基端の溶接予定部にそれぞれ段部１０２ａ３、
１０２ｂ１を形成し、両段部１０２ａ３、１０２ｂ１を
重ねて上下からスポット溶接している。

【００１０】また、給電導体１０２は、小径筒部１０１
内に挿入され、小径筒部１０１と給電導体１０２の封着
性部分１０２ａの封着部１０ａ１との間のわずかな隙間
内にセラミックス封止用コンパウンドのシール１０３が
流入して固化することによって、小径筒部１０１が封止
されるとともに、給電導体１０２が所定の一に固定され
る。

【００１１】ところで、給電導体１０２の封着性部分１
０２ａの外部突出部１０２ａ２は、封着部１０２ａ１の
基端に先端が接続して外部に突出している。高圧放電ラ
ンプを排気された外管内に収納して点灯する場合には、
この外部突出部１０２ａ２が透光性セラミックス放電容
器１０１から外部に露出して外部リード線として機能さ
せてもよいが、高圧放電ランプを大気中に露出した状態
で点灯する場合には、露出しないようにシールなどによ
って気密に被覆しなければならない。そこで、外部突出
部１０２ａ２に耐酸化性金属からなる外部リード線（図
示しない。）を接続するとともに、当該接続部を図示し
ないセラミックスワッシャで包囲し、さらにシール１０
３より融点の低いシール（図示しない。）によって封止
する。

【００１２】また、外部突出部１０２ａ２の先端を封着
部１０２ａ１の基端に接続するために、耐火性部分１０
２ｂと封着性部分１０２との接続と同様に、封着部１０
２ａ１および外部突出部１０２ａ２に段部１０２ａ４、
１０２ａ５を形成して、両段部１０２ａ４、１０２ａ５
を重ねてスポット溶接している。

【００１３】以上説明した従来技術に対して、本発明者
らは先に給電導体の封着性部分を接合線のある筒状にす
ることで、先端に電極を配設した耐火性部分の接続が容
易で、しかも接続する際に偏芯しにくくした高圧放電ラ
ンプを発明（以下、「先行発明」という。）し、この発
明は特願平１０−２５７８０７号として出願されてい
る。

【００１４】図１０は、先行発明の高圧放電ランプを示
す要部拡大断面図である。

【００１５】図において、図９と同一部分については同
一符号を付して説明は省略する。

【００１６】給電導体１０２の封着性部分１０２ａは、
筒状封着部１０２ａ１’および外部突出部１０２ａ２か
らなる。

【００１７】筒状封着部１０２ａ１’は、封着性金属を
軸回りに湾曲して筒状に成形したもので、軸方向に合わ
せ目に平均１〜１０μｍ程度のわずかな隙間のある接合
線ｊが形成されている。

【００１８】外部突出部１０２ａ２は、筒状封着部１０
２ａ１’の基端に挿入され、封止時に焼き嵌めによって
接続することができる。

【００１９】耐火性部分１０２ｂは、その基端を筒状封
着部１０２ａ１’の先端に挿入されされ、同様に焼き嵌
めによって接続することができる。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来技術に
おいては、給電導体の封着性部分と耐火性部分との接
続、さらには封着性部分における封着部と外部突出部と
を接続する際のスポット溶接が面倒であるばかりか、接
続する際に偏芯しやすいという問題がある。

【００２１】また、先行技術においては、接続が容易
で、しかも偏芯しないので、優れているが、筒状封着部
１０２ａ１’内にシールが進入しない構成とする場合
に、耐火性部分と筒状封着部１０２ａ１’との接続部、
ならびに筒状封着部１０２ａ１’と外部突出部１０２ａ
２との接続部の両方においてリークを生じると、透光性
セラミックス放電容器１０１の気密が失われるので、注
意しなければならない。しかし、この問題の克服は比較
的容易である。

【００２２】本発明は、給電導体の部材を偏芯しないで
接続し、およびまたは透光性セラミックス放電容器およ
び給電導体の間の封止の信頼性を高くした高圧放電ラン
プおよびこれを用いた照明装置を提供することを目的と
する。

【００２３】

【課題を達成するための手段】請求項１の発明の高圧放
電ランプは、放電空間を包囲する膨出部および膨出部の
両端に連通して配置され膨出部より内径が小さい小径筒
部を備えた透光性セラミックス放電容器と；少なくとも
中間部がコイルピッチが１００％〜３００％に形成され
たコイル状部分によって形成されている封着性部分およ
び封着性部分の先端に基端が接続されている耐火性部分
を備え、透光性セラミックス放電容器の小径筒部内に挿
入されて耐火性部分と小径筒部の内面との間にわずかな
隙間を形成しながら延在する給電導体と；給電導体の耐
火性部分の先端に配設されて透光性セラミックス放電容
器の膨出部内に位置している電極と；透光性セラミック
ス放電容器の小径筒部および給電導体の封着性部分の間
を少なくとも封着性部分が放電空間側へ露出しないよう
に包囲して封止しているセラミックス封止用コンパウン
ドのシールと；透光性セラミックス放電容器内に封入さ
れたイオン化媒体と；を具備していることを特徴とす
る。

【００２４】本発明および以下の各発明において、特に
指定しない限り用語の定義および技術的意味は次によ
る。

【００２５】（透光性セラミックス放電容器について）

【００２６】「透光性セラミックス放電容器」とは、単
結晶の金属酸化物たとえばサファイヤと、多結晶の金属
酸化物たと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）と、多結晶非酸化物たとえ
ばアルミニウム窒化物（ＡｌＮ）のような光透過性およ
び耐熱性を備えた材料からなる放電容器を意味する。な
お、光透過性とは、放電による発光を放電容器を透過し
て外部に導出できる程度に透過すればよく、透明および
光拡散性であってもよい。

【００２７】また、透光性セラミックス放電容器を製作
するには、中央の膨出部と膨出部の両端の小径筒部とを
最初から一体に形成することができる。さらに、たとえ
ば膨出部を形成する円筒と、円筒の両端面に嵌合して閉
鎖する一対の端板と、端板の中心孔に嵌合して小径筒部
を形成する小径筒体とを、それぞれ別に仮焼結して所要
に嵌合させて、焼結することにより、一体の放電容器を
形成することもできる。

【００２８】さらに、透光性セラミックス放電容器の内
容積は制限されるものはないが、０．０５ｃｃ以下好適
には０．０４ｃｃ以下の小形のものにおいて特に効果的
である。このような小形の透光性セラミックス放電容器
は、その全長を３０ｍｍ以下に形成することができる。
さらに、定格ランプ電力を２０Ｗ以下にするのがよい。

【００２９】（給電導体について）

【００３０】給電導体は、透光性セラミックス放電容器
の少なくとも一方の小径筒部に対して用いられる。

【００３１】「給電導体」とは、電源からバラスト手段
を介して電極間に電圧を印加して、高圧放電ランプを始
動し、電流を導入して点灯するために、機能するもので
あって、透光性セラミックス放電容器の小径筒部内に後
述する手段により気密に封止される。

【００３２】「封着性部分」とは、後述するシールによ
り透光性セラミックス放電容器を、その小径筒部と封着
性部分との間で、または要すればさらにセラミックスチ
ューブをそれらの間に介在させて封止するのに適した材
料の部分であればよく、ニオブ、タンタル、チタン、ジ
ルコニウム、ハフニウムおよびバナジウムなどを用いる
ことができる。

【００３３】透光性セラミックス放電容器の材料にアル
ミニウム酸化物を用いる場合、ニオブおよびタンタル
は、平均熱膨張係数がアルミニウム酸化物とほぼ同一で
あるから、封着性部分として好適である。イットリウム
酸化物およびＹＡＧの場合も差が少ない。窒化アルミニ
ウムを透光性セラミックス放電容器に用いる場合には、
封着性部分にジルコニウムを用いるのがよい。

【００３４】給電導体の封着性部分は、少なくとも中間
部が１００％〜３００％のコイルピッチを有するコイル
状部分によって形成されているのが本発明の特徴的構成
である。これにより、給電導体の封着性部分の内部まで
シール剤の進入を容易にさせて、なるべくは厚いシール
の膜を容易かつ確実に形成することができる。封着性部
分の内部にシールの膜を形成すると、封止の信頼性が著
しく向上するという作用を奏する。

【００３５】なぜなら、封着性部分の内部にシールの膜
がない場合、封着性部分の小径筒部の端面側の封止部分
および耐火性部分との接続部のいずれかにおいてクラッ
クが生じることによって封止が破壊されてしまうからで
ある。

【００３６】これに対して、本発明においては、シール
の膜が上記封止部分と接続部との間に位置するので、封
止部分および接続部のいずれか一方または両方にクラッ
クが発生しても封止が破壊されない。このため、本発明
においては、封止の信頼性が著しく向上するのである。

【００３７】しかも、本発明においては、中間部のコイ
ル状部分の全長にわたり内部にシールが充満した厚いシ
ールの膜を容易に形成することができるので、一層高い
信頼性を得ることができる。

【００３８】また、本発明においては、封着性部分の中
間部のみならず要すれば、先端部にコイル状部分を形成
することもできる。その場合、中間部から先端部まで連
続したコイル状部分とすることができる。しかし、要す
れば、中間部と先端部との間を棒状部材またはパイプ状
部材などによって接続してもよい。いずれにおいても、
先端部にコイル状部分を形成することにより、耐火性部
分を偏芯することなく、しかも容易に接続することがで
きる。

【００３９】さらに、本発明においては、封着性部分の
中間部に加えて基端側にコイル状部分を形成することが
できる。その場合、中間部から基端側まで連続したコイ
ル状部分としてもよいし、中間部と基端側との間に上記
のような別部材を介在させてもよい。いずれにおいて
も、基端側にコイル状部分を形成することにより、外部
突出部または外部リード線を偏芯なく、しかも容易に接
続することができる。

【００４０】さらにまた、本発明においては、封着性部
分の中間部に加えて先端部および基端側のいずれにもコ
イル状部分を上記のような構成によって形成することが
できる。これにより、耐火性部分の基端をコイル状部分
に挿入するだけで、封止時の焼き嵌め作用によって、偏
芯なく両者を接続することができる。しかし、要すれ
ば、耐火性部分をコイル状部分に挿入してから、両者を
溶接することができる。もちろん、溶接しても偏芯は生
じにくい。

【００４１】さらにまた、耐火性部分を接続する封着性
部分の先端部分となるコイル状部分に加えて、シールを
進入させて封止部分を形成する中間の部分、ならびに外
部突出部または外部リード線を接続する他端を含めて、
全ての部分をコイル状部分によって形成することができ
る。この場合、コイル状部分を素線、径およびピッチが
同一のコイルを用いて一体に形成してもよいし、一部ま
たはそれぞれが異なるコイルによって別体に形成したも
のを接続してもよい。

【００４２】たとえば、両端部分を密接巻のコイルと
し、中間部分を疎巻のコイルとする。このように構成す
ると、中間部の内部にシールが容易に進入して封止部分
を形成しやすいのに対して、両端部はそれぞれの部材を
確実に接続しやすい。また、中間部のピッチを大きくす
ることで、コイルの素線長を短縮することができる。

【００４３】上記のコイルを製作するには、最初は密接
巻またはターン間の隙間の少ないコイルを用意して、両
端部にそれぞれの部材を接続し、その後中間部を所定距
離引き伸ばすことにより、中間部に疎巻部分を形成する
ことができる。しかし、最初から上記のように３部分異
なるピッチに成形したコイルを用いてもよい。

【００４４】また、最初から全長にわたってターン間に
一定の隙間を有する一定ピッチのコイルを用いることも
できる。

【００４５】さらに、封着性部分に外部突出部または外
管内収納の場合の外部リード線を備える場合について述
べると、コイル状部分を延長させて外部突出部を一体に
形成することができる。これにより、外部突出部として
別部材を用意し、接続する手間と部品を省ける。

【００４６】次に、「耐火性部分」とは、高圧放電ラン
プの作動中の高温に十分耐える高い融点を備えるととも
に、透光性セラミックス放電容器内に存在するイオン化
媒体に対する耐腐食性を備えている導電性物質からなる
部分であることを意味する。たとえば、タングステン、
モリブデンまたはこれらを主成分とする合金、さらには
白金などからなるが、単一種の金属だけでなく、上記の
複数の金属を接合して構成してもよい。

【００４７】また、耐火性部分は、内部が充実した無空
の棒状や肉厚１０〜３００μｍの中空の筒状すなわちパ
イプ状であってもよい。小形たとえば定格消費電力が３
０Ｗ以下好ましくは２０Ｗ程度の高圧放電ランプにおい
ては、棒状の場合、０．２ｍｍ以下の直径が適当してい
る。また、筒状の場合、肉厚１０〜１００μｍが適当し
ている。

【００４８】さらに、筒状の場合、完全なパイプだけで
なく、薄板を湾曲してわずかな隙間のある接合部が形成
された筒状であってもよい。そして、耐火性部分の基端
には後述するシールが接着するが、耐火性部分を以上の
ように構成することにより、シールの熱膨張係数が明ら
かに小さくても、熱膨張差によって生じる応力を耐火性
部分が吸収する。

【００４９】耐火性部分と小径筒部の内面との間には、
いわゆるキャピラリーと称されるわずかな隙間が形成さ
れる。このわずかな隙間の小径筒部の端部側の一部はシ
ールによって埋められるが、残余の部分には余剰のイオ
ン化媒体が点灯中液相状態になって滞留する。そして、
放電空間側の液面の温度が最冷部となるが、隙間の幅寸
法および長さならびにイオン化媒体の封入量を適当に設
定することにより、所望の最冷部温度にすることができ
る。

【００５０】（電極について）

【００５１】電極は、給電導体の耐火性部分の先端に配
設されるとともに、透光性セラミックス放電容器の膨出
部の内部に位置する。しかし、電極は耐火性部分と別体
に形成されているだけでなく、必要に応じて給電導体の
耐火性部分と一体に形成されていること、たとえば耐火
性部分の先端が直接電極として作用する構成や電極軸が
耐火性部分を構成していて、直接封着性部分の先端に接
続されている構成などが許容される。その場合、交流点
灯形においては一対の電極を耐火性部分と一体に形成す
ることができるが、直流点灯形においては陰極は一体に
形成してもよいが、陽極は別に形成することができる。

【００５２】また、電極を円筒体などの形状をなすタン
グステンなどの板材によって構成することができる。こ
れにより、電極の表面積が増大し、グロー・アーク転移
においてグロー放電モードでスパッタリングの割合を決
定する要因の一つである電極表面電流密度が低下し、こ
れに伴い陰極降下電圧が低下するので、スパッタリング
が軽減する。また、熱容量を小さくすることができるの
で、グロー・アーク転移時間が短縮し、さらにエッジ効
果により電子放射性能が向上して始動電圧が低下する。

【００５３】（シールについて）

【００５４】シールは、小径筒部の端面において封着性
部分および透光性セラミックス放電容器の小径筒部の間
において少なくとも封着性部分が透光性セラミックス放
電容器内の放電空間側に露出しないように封着性部分の
先端を包囲して透光性セラミックス放電容器を封止す
る。

【００５５】また、シールは、点灯中高温になる透光性
セラミックス放電容器を給電導体とともに封止するため
に、一般的に融点が１５００℃以上で、熱膨張係数が透
光性セラミックスのそれに接近しているセラミックス封
止用コンパウンドからなる。そして、セラミックス封止
用コンパウンドは、予め原料を成形して環状のペレット
にされる。次に、このペレットを透光性セラミックス放
電容器の小径筒部の端部に載置してから、加熱溶融して
わずかな隙間内に進入させて固化させることにより、シ
ールは所定の位置に形成される。

【００５６】すなわち、シールを所定の位置に形成する
には、封止予定部を上にして透光性セラミックス放電容
器を固定し、封止予定の小径筒部の端部に固形のセラミ
ックス封止用コンパウンドを載置して加熱する。する
と、セラミックス封止用コンパウンドは、加熱により溶
融して小径筒部と筒状封着性部分との間に進入し、さら
に先端が耐火性部分の中間部の所定位置まで進入したと
ころで冷却する。シールが固化して封着性部分が透光性
セラミックス放電容器内の放電空間側に露出しないよう
に包囲するとともに、小径筒部および封着性部分の間を
気密に封止する。同時に、小径筒部および耐火性部分の
一部の間を気密に封止する。シールにより給電導体は所
定の位置に固着されるとともに、透光性セラミックス放
電容器は封止される。

【００５７】さらに、小形の高圧放電ランプの場合、シ
ールによって給電導体の耐火性部分を軸方向に０．２〜
３ｍｍに距離にわたって被覆することができる。耐火性
部分の被覆距離が０．２ｍｍ未満では点灯中に封着性部
分がイオン化媒体たとえばハロゲン化物よって腐食され
やすく、また３ｍｍを超えると、クラックが発生しやす
くなくなる。

【００５８】（イオン化媒体について）

【００５９】本発明においては、イオン化媒体は、特に
限定されない。

【００６０】イオン化媒体として、水銀および希ガスを
用いて高圧水銀蒸気放電ランプ（いわゆる水銀ランプ）
を得ることができる。

【００６１】また、少なくとも発光金属を含む金属のハ
ロゲン化物を封入することにより、高圧メタルハライド
放電ランプ（いわゆるメタルハライドランプ）を得るこ
ともできる。この場合、さらに干渉媒体として水銀を適
当圧力の希ガスとともに適量封入することができる。な
お、金属ハロゲン化物を構成するハロゲンとしては、よ
う素、臭素、塩素またはフッ素のいずれか一種または複
数種を用いることができる。発光金属の金属ハロゲン化
物は、発光色、平均演色評価数Ｒａおよび発光効率など
について所望の発光特性を備えた放射を得るため、さら
には透光性セラミックス放電容器のサイズおよび入力電
力に応じて、既知の金属ハロゲン化物の中から任意所望
に選択することができる。たとえば、ナトリウムＮａ、
リチウムＬｉ、スカンジウムＳｃ、および希土類金属か
らなるグループの中から選択された一種または複数種の
ハロゲン化物を用いることができる。

【００６２】さらに、高圧メタルハライド放電ランプに
おいて、水銀に代えて蒸気圧が比較的高くて可視光領域
における発光が少ないか、発光しない金属たとえばアル
ミニウムなどのハロゲン化物を封入することもできる。
希ガスとしては、アルゴン、キセノン、ネオンなどを用
いることができる。

【００６３】さらにまた、ナトリウムアマルガムをキセ
ノンなどの希ガスとともにイオン化媒体として用いるこ
とにより、高圧ナトリウム放電ランプ（いわゆる高圧ナ
トリウムランプ）を得ることができる。

【００６４】（その他の構成について）

【００６５】透光性セラミックス放電容器の小径筒部の
内面と給電導体との間に形成されるわずかな隙間の幅寸
法は、本発明において特段制限されないが、比較的小形
の高圧放電ランプすなわち透光性セラミックス放電容器
の内容積が０．１ｃｃ以下、好適には０．０５ｃｃ以下
およびまたは定格消費電力が２０Ｗ以下の場合には、
０．２１ｍｍ以上であることが好ましい。

【００６６】本発明者らの研究によると、小形の高圧放
電ランプにおいては、従来技術を比例的に縮小して適用
しても、良好なものを得ることができないことが分かっ
た。すなわち、ランプ電力が小さくなった場合、発光効
率を確保するためには、適正な最冷部温度を確保する必
要があり、これには透光性セラミックス放電容器全体の
熱容量の減少が不可欠である。この際、ランプ電力が比
較的大きい場合の考え方で、透光性セラミックス放電容
器の形状および電極寸法などを単純に比例的に減少させ
ると、点灯後短時間で封止部分にリークが発生する。こ
れは、透光性セラミックス放電容器を小さくすると、放
電プラズマを始めとする発熱体からの封止部分への熱伝
達形態、すなわち熱伝導、対流、輻射のバランスが崩れ
るからであると考えられる。

【００６７】本発明において、高圧放電ランプは、排気
された外管内に収納して点灯する形式および大気中で点
灯する形式のいずれであってもよい。そのため、給電導
体の封着性部分の基端に接続されて透光性セラミックス
放電容器の外部に露出している外部リード線は、封着性
部分と同じ酸化性金属であってもよいし、耐酸化性の導
電体であってもよい。

【００６８】さらに、外部リード線は、高圧放電ランプ
の製造を容易にするために、シールによって透光性セラ
ミックス放電容器および給電導体を封止した後に、封着
性部分の基端に接続することができる。しかし、要すれ
ば本発明においては、透光性セラミックス放電容器およ
び給電導体を封止する以前に外部リード線を封着性部分
に接続してもよい。

【００６９】請求項２の発明の高圧放電ランプは、請求
項１記載の高圧放電ランプにおいて、セラミックス封止
用コンパウンドのシールは、給電導体のコイル状部分の
金属部材が挿入されていない部位の内部空間内に実質的
に充満していることを特徴としている。

【００７０】耐火性部分や外部突出部などの金属部材が
挿入されていないコイル状部分の中間部は、コイルのた
とえばピッチなどの構成の如何にかかわらず、中空であ
るから、その中空部分にシールが実質的に充満している
ことによって、厚いシールの膜が形成されるので、信頼
性の一層高い封止を行うことができる。

【００７１】請求項３の発明の照明装置は、照明装置本
体と；照明装置本体に支持された請求項１または２記載
の高圧放電ランプと；を具備していることを特徴として
いる。

【００７２】本発明において、照明装置は、高圧放電ラ
ンプの発光を何らかの目的で用いるあらゆる装置を含む
概念であり、たとえば照明器具、移動体用ヘッドライ
ト、光ファイバー用光源、画像投射装置、光化学装置、
指紋判別装置などに適用することができる。なお、照明
装置本体とは、上記照明装置から高圧放電ランプを除い
た残余の部分をいう。

【００７３】ところで、高圧放電ランプを点灯するのに
放電ランプ点灯装置を用いることは周知であるが、放電
ランプ点灯装置としては、インバータを用いた高周波点
灯回路および限流手段を備える構成のものが小形化およ
び軽量化の点で好ましい。しかし、要すれば低周波交流
を直接限流手段を介して高圧放電ランプに印加する構成
であってもよい。この場合の限流手段はインダクタ、抵
抗器またはコンデンサを用いることができる。

【００７４】さらに、本発明は、高圧放電ランプを反射
鏡の内部に配設し、反射鏡の背面に放電ランプ点灯装置
を配設するとともに、放電ランプ点灯装置の背面に受電
手段を配設してなる照明装置すなわち電球形高圧放電ラ
ンプであってもよい。この場合、放電ランプ点灯装置を
適当なケースに収納することにより、外観を良好に整え
ることができるとともに、取扱いが容易で、しかも安全
にすることができる。なお、受電手段としては、放電ラ
ンプ点灯装置に電源を供給するために、電源から受電す
るものである。受電手段として電源に導線を接続する態
様、周知の口金または引掛シーリングキャップ構造を備
えていて、電源側のランプソケットまたは引掛シーリン
グボディに装着する態様などを適宜選択して採用するこ
とができる。

【００７５】そうして、上記照明装置は、後者の受電手
段の態様を採用することにより、一般の白熱電球用のラ
ンプソケットまたは引掛シーリングボディに装着するだ
けで白熱電球と同様の感覚で高圧放電ランプを点灯する
ことができる。

【００７６】電球形蛍光ランプは、上記と同様の感覚で
用いられるようになったが、指向性を要求される照明目
的には適していない。

【００７７】これに対して、上記の照明装置において
は、発光部が理想点光源に近いので、反射鏡によって所
望の指向性のある配光を得ることができる。

【００７８】また、高圧放電ランプの点灯により、発熱
による温度上昇が懸念されるが、反射鏡によって熱が放
電ランプ点灯装置側に輻射されるのを軽減できるので、
電球形蛍光ランプ用の放電ランプ点灯装置を流用するこ
とも可能になる。

【００７９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。

【００８０】図１は、本発明の高圧放電ランプの第１の
実施形態を示す一部切欠正面図である。

【００８１】図２は、同じく上端部のみを封止した状態
を示す一部切欠縦断面図である。

【００８２】図３は、同じく上端部を示す要部拡大側面
図である。

【００８３】図４は、同じくシールを除去した状態の上
端部を示す要部拡大平面図である。

【００８４】図５は、同じく上端部を示す縦断面図であ
る。

【００８５】各図において、ＣＥは透光性セラミックス
放電容器、ＦＣは給電導体、ＯＬは外部リード線、Ｅは
電極、Ｓ１は第１のシール、ＣＷはセラミックスワッシ
ャ、Ｓ２は第２のシールである。

【００８６】透光性セラミックス放電容器ＣＥは、ＹＡ
Ｇからなり、膨出部ＣＥａおよび小径筒部ＣＥｂ、ＣＥ
ｂを備えている。膨出部ＣＥａの最大外径は約５．５ｍ
ｍ、小径筒部ＳＥｂの外径は１．７ｍｍ、全長２５ｍ
ｍ、内容積は約０．０３ｃｃである。

【００８７】膨出部ＣＥａは、両端が連続的な曲面によ
って絞られている中空のほぼ楕円球状をなしている。

【００８８】小径筒部ＣＥｂは、膨出部ＣＥａと連続し
た曲面によってつながり一体成形によって透光性セラミ
ックス放電容器ＣＥを形成している。

【００８９】給電導体ＦＣは、封着性部分ＦＣａおよび
耐火性部分ＦＣｂからなる。

【００９０】封着性部分ＦＣａは、コイル状部分ＦＣａ
１および外部突出部ＦＣａ２からなる。

【００９１】コイル状部分ＦＣａ１は、直径０．１５ｍ
ｍのニオブの素線を１０ターン巻回して、直径０．６ｍ
ｍ、内径０．３０ｍｍ、全長１．７ｍｍのコイルを形成
している。ここでコイル状部分ＦＣａ１の中間部のコイ
ルピッチは、他の部分に比べて大きく形成されており、
本実施形態のものでは約２５０％となっている。

【００９２】すなわち、コイル状部分ＦＣａ１は、その
中間部がほぼピッチの大きな１ターンによって形成され
ている。コイル状部分ＦＣａ１の中間部は、耐火性部分
ＦＣｂを介して電極Ｅに給電するとともに、内部に第１
のシールＳ１が充満して厚いシールの膜Ｓ１ａを形成す
るという主要な機能を阻害しない範囲でピッチは柔軟に
変更可能である。

【００９３】そうして、本実施形態においては、ニオブ
の素線を短くして、材料コストを低減することができ
る。

【００９４】外部突出部ＦＣａ２は、直径０．２ｍｍ、
長さ０．７ｍｍのニオブ棒からなり、先端をコイル状部
分ＦＣａ１の基端から全長の約半分を挿入し、さらに溶
接してコイル状部分ＦＣａ１に接続されている。

【００９５】耐火性部分ＦＣｂは、直径０．２ｍｍのタ
ングステン棒からなり、基端をコイル状部分ＦＣａ１の
先端に挿入し、さらに溶接して封着性部分ＦＣａに接続
されている。

【００９６】そうして、給電導体ＦＣは、外部突出部Ｆ
Ｃａ２の基端側を透光性セラミックス放電容器ＣＥから
外部に突出させて小径筒部ＣＥｂ内に挿入され、後述す
る第１のシールＳ１によって封止されることにより、透
光性セラミックス放電容器ＣＥに支持される。その結
果、透光性セラミックス放電容器ＣＥの小径筒部ＣＥｂ
の内面と、耐火性部分ＦＣｂの外面との間には、わずか
な隙間ｇが形成される。

【００９７】外部リード線ＯＬは、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合
金からなり、その先端が封着性部分ＦＣａの外部突出部
ＦＣａ２の基端に９０゜交差して溶接されている。

【００９８】電極Ｅは、肉厚約５０μｍのタングステン
の薄板を内径０．２９ｍｍ、長さ１．２ｍｍの円筒に湾
曲して、軸方向に平均約２μｍのわずかな隙間を有する
接合線ｊｌを備えた円筒状をなし、給電導体ＦＣの耐火
性部分ＦＣｂの先端に嵌合により接続している。

【００９９】第１のシールＳ１は、Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ
２−Ｄｙ２Ｏ３系のセラミックス封止用コンパウンドす
なわちフリットガラスからなり、融点が１５５０℃であ
る。第１のシールＳ１は、透光性セラミックス放電容器
ＣＥの小径筒部ＣＥｂと封着性部分ＦＣａおよび耐火性
部分ＦＣｂの基端との間に形成されたわずかな隙間内お
よびコイル状部分ＦＣａ１の内部に進入させることによ
り、透光性セラミックス放電容器ＣＥを封止するととも
に、給電導体ＦＣを所定の位置に支持している。そし
て、コイル状部分ＦＣａ１の中間部の内部空間に厚いシ
ールの膜Ｓ１ａを形成する。

【０１００】セラミックスワッシャＣＷは、アルミナセ
ラミックスからなり、外径が小径筒部ＣＥｂと同一で、
中心に軸孔ＣＷａを備えている。さらに、セラミックス
ワッシャＣＷの上面に、軸孔ＣＷａと外周面との間を連
通する放射状の凹溝ＣＷｂを備えている。そして、セラ
ミックスワッシャＣＷは、小径筒部ＣＥｂの端面に配設
され、軸孔ＣＷａの内部に封着性部分ＦＣａの外部突出
部ＦＣａ２の基端およびこれに接続された外部リード線
ＯＬの先端が収納される。外部リード線ＯＬは、セラミ
ックスワッシャＣＷの上面の凹溝ＣＷＥｂ内に収納され
て透光性セラミックス放電容器ＣＥの軸に対して直交方
向に延在している。そして、外部リード線ＯＬは、セラ
ミックスワッシャＣＷの上面の凹溝ＣＷＢに収納されて
いるので、外部突出部ＦＣａ２との接続部に曲げ応力が
作用して接続部を痛めることが少ない。

【０１０１】第２のシールＳ２は、ＣａＯ−ＢａＯ−Ｓ
ｉＯ２系の結合用ガラスすなわちフリットガラスからな
り、融点は１０４５℃である。第２のシールＳ２は、セ
ラミックスワッシャＣＷの軸孔ＣＷａの内部において封
着性部分ＦＣｂの基端および外部リード線ＯＬの先端の
接続部を被覆して、これらが外部に露出しないように封
止している。

【０１０２】ところで、第１のシールＳ１を形成するに
は、透光性セラミックス放電容器ＣＥの封止予定部を上
にして固定し、ドーナッツ形のペレット状に成形したセ
ラミックス封止用コンパウンドを小径筒部ＣＥｂの端面
において、小径筒部ＣＥｂの端面から外部に突出してい
る封着性部分ＦＣｂの外部突出部ＦＣａ２の周囲に施与
し、加熱して溶融させると、溶融状態のセラミックス封
止用コンパウンドが封着性部分ＦＣａおよび小径筒部Ｃ
Ｅｂの内面の間の隙間に流入して、小径筒ＣＥ部１ｂ内
に挿入されている封着性部分ＦＣａの全体を被覆しなが
らコイル状部分ＦＣａ１の内部に充満するとともに、さ
らに耐火性分ＦＣｂの基端の周囲まで流下した位置で冷
却する。加熱には、高周波加熱、レーザ加熱または赤外
線加熱などにより行うことができる。

【０１０３】イオン化媒体として、ＮａＩ、ＩｎＩ、Ｔ
ｌＩ、ＤｙＩ３および水銀を適量セラミックス放電容器
１内に封入し、さらにアルゴンガスを約１３３００Ｐａ
封入した。

【０１０４】得られた高圧放電ランプは、定格ランプ電
力２０Ｗのメタルハライド放電ランプである。

【０１０５】図６は、本発明の照明装置の一実施形態と
しての電球形高圧放電ランプを示す中央断面正面図であ
る。

【０１０６】図７は、同じく縦断面図である。

【０１０７】各図において、ＨＤは高圧放電ランプ、Ｌ
Ｐは発光部、ＯＣは点灯回路、ＣＰはケース部である。

【０１０８】＜高圧放電ランプＨＤについて＞

【０１０９】高圧放電ランプＨＤは、図１に示すのと同
様構造である。

【０１１０】＜発光部ＬＰについて＞

【０１１１】発光部ＬＰは、反射鏡１１、前面保護板１
２、支持台１３および外側保護手段１４を備えている。

【０１１２】反射鏡１１は、基体１１ａ、反射面１１
ｂ、挿通孔１１ｃおよび支持部１１ｄからなる。

【０１１３】基体１１ａは、ガラスなどの耐火性物質を
成形して凹形をなし、内面に回転放物面を形成してい
る。

【０１１４】反射面１１ｂは、基体１１ａの内面の回転
放物面の上にアルミニウムを蒸着して形成されている。

【０１１５】挿通孔１１ｃは、反射鏡１１の焦点位置に
おいて反射鏡の光軸と直角な直線を中心として反射鏡１
１の両側面に形成されており、高圧放電ランプＨＤの透
光性セラミックス放電容器ＳＥの小径筒部ＳＥｂの端部
近傍が挿通するためのものである。

【０１１６】高圧放電ランプＨＤは、反射鏡１１にその
焦点が電極間に位置するように配設される。この状態で
高圧放電ランプＨＤの両端の小径筒部ＳＥｂ、ＳＥｂお
よび外部リード線ＯＲが挿通孔１１ｃを貫通して反射鏡
１１の外側に露出する。

【０１１７】支持部１１ｄは、基体１１ａの背面に一体
成形されていて、反射鏡１１を支持する際に用いられ
る。

【０１１８】前面保護板１２は、透光性耐熱部材からな
り、反射鏡１１の投光開口に耐熱性接着剤によって接着
されて、投光開口を閉塞している。

【０１１９】支持台１３は、耐熱性合成樹脂などの耐熱
性物質からなり、盤状をなしているとともに、前面中央
に反射鏡１１の支持部１１ｄを受け入れる支持溝１３ａ
および一対の導体挿通孔１３ｂ、１３ｂを備えている。
そして、支持溝１３ａに嵌合された反射鏡１１の支持部
１１ｄは、無機接着剤Ｂによって固着される。

【０１２０】外側保護手段１４は、耐熱物質からなり、
支持台１３の外周から一体に起立して筒状に形成されて
いる。そして、外側保護手段１４は、反射鏡１１および
高圧放電ランプＨＤの外側への露出部を包囲して保護す
る。

【０１２１】高圧放電ランプＨＤの外部リード線ＯＲ
は、支持台１３の導体挿通孔１３ｂを貫通して支持台１
３の裏側へ導出されている。

【０１２２】＜点灯回路ＯＣについて＞

【０１２３】点灯回路ＯＣは、発光部ＬＰの背面側に配
設され、その入力端は後述する受電手段に接続し、出力
端は高圧放電ランプＨＤの外部リード線ＯＬに接続して
いる。

【０１２４】また、点灯回路ＯＣは、配線基盤２１に実
装された高周波インバータを主体として構成されてい
る。

【０１２５】＜ケース部ＣＰについて＞

【０１２６】ケース部ＣＰは、ケース３１および受電手
段３２からなる。

【０１２７】ケース３１は、耐熱性合成樹脂などの耐熱
物質を筒状に成形して形成され、下端に支持台１３によ
り閉塞される開口３１ａ、上端に受電手段装着部３１ｂ
を備えている。また、ケース３１の内部には、点灯回路
ＯＣを収納するとともに、これを定置している。

【０１２８】受電手段３２は、Ｅ２６形の口金からな
り、ケース３１の受電手段装着部３１ｂに装着されてい
る。

【０１２９】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、透光性セ
ラミックス放電容器の小径筒部内に挿入されてセラミッ
クス封止用コンパウンドのシールによって小径筒部とと
もに封止される給電導体の封着性部分にコイルピッチが
１００〜３００％のコイル状部分を形成したため、内部
にシールが進入することにより、耐火性部分およびまた
は外部突出部が封着性部分に対して偏芯しにくいか、ま
たはシールの膜を形成して封止の高い信頼性を有する高
圧放電ランプを提供することができる。

【０１３０】加えて請求項２の発明によれば、加えて給
電導体の封着性部分のコイル状部分の金属部材が挿入さ
れていない部位の内部空間内にシールが実質的に充満し
ていることにより、厚いシールの膜が形成されて封止の
信頼性が一層高い高圧放電ランプを提供することができ
る。

【０１３１】請求項３の発明によれば、請求項１または
２の効果を有する照明装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の高圧放電ランプの第１の実施形態を示
す一部切欠正面図

【図２】同じく上端部のみを封止した状態を示す一部切
欠縦断面図

【図３】同じく上端部を示す要部拡大側面図

【図４】同じくシールを除去した状体の上端部を示す要
部拡大平面図

【図５】同じく上端部を示す縦断面図

【図６】本発明の照明装置の一実施形態としての電球形
高圧放電ランプを示す正面図

【図７】同じく縦断面図

【図８】従来の透光性セラミックス放電容器を備えた高
圧放電ランプにおける封止部を示す要部拡大正面断面図

【図９】同じく要部拡大側面断面図

【図１０】先行発明の高圧放電ランプを示す要部拡大断
面図

【符号の説明】

ＣＥ…透光性セラミックス放電容器 ＣＥａ…膨出部 ＣＥｂ…小径筒部 ＦＣ…給電導体 ＦＣａ…封着性部分 ＦＣａ１…コイル状部分 ＦＣａ２…外部突出部 ＦＣｂ…耐火性部分 Ｅ…電極 ｊｌ…接合線 Ｓ１…第１のシール Ｓ１ａ…シールの膜 Ｓ２…第２のシール ＣＷ…セラミックスワッシャ ＣＷａ…軸孔 ＣＷｂ…凹溝 ＯＬ…外部リード線 ｇ…わずかな隙間

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】放電空間を包囲する膨出部および膨出部の
   両端に連通して配置され膨出部より内径が小さい小径筒
   部を備えた透光性セラミックス放電容器と；少なくとも
   中間部がコイルピッチが１００％〜３００％に形成され
   たコイル状部分によって形成されている封着性部分およ
   び封着性部分の先端に基端が接続されている耐火性部分
   を備え、透光性セラミックス放電容器の小径筒部内に挿
   入されて耐火性部分と小径筒部の内面との間にわずかな
   隙間を形成しながら延在する給電導体と；給電導体の耐
   火性部分の先端に配設されて透光性セラミックス放電容
   器の膨出部内に位置している電極と；透光性セラミック
   ス放電容器の小径筒部および給電導体の封着性部分の間
   を少なくとも封着性部分が放電空間側へ露出しないよう
   に包囲して封止しているセラミックス封止用コンパウン
   ドのシールと；透光性セラミックス放電容器内に封入さ
   れたイオン化媒体と；を具備していることを特徴とする
   高圧放電ランプ。
2. 【請求項２】セラミックス封止用コンパウンドのシール
   は、給電導体のコイル状部分の金属部材が挿入されてい
   ない部位の内部空間内に実質的に充満していることを特
   徴とする請求項１記載の高圧放電ランプ。
3. 【請求項３】照明装置本体と；照明装置本体に支持され
   た請求項１または２記載の高圧放電ランプと；を具備し
   ていることを特徴とする照明装置。