JP2004031368A - 高圧放電ランプ - Google Patents

Abstract

　【課題】　長寿命で耐衝撃性に優れたメタルハライドランプを提供する。
　【解決手段】　内部に一対の電極１１が配置されていると共に金属ハロゲン化物が封入された発光部７と、この発光部７の両端部に設けられ、かつ内部に前記各電極１１に電力を供給する給電体１８がシール部材１３によって封着された細管部８とからなる発光管４を有するメタルハライドランプであって、各給電体１８が、電極１１と接続されると共にシール部材１３で細管部８に封止される耐ハロゲン性の第１の導電部材１４と、この第１の導電部材１４と細管部８の外部で接続される筒状の第２の導電部材１９とからなる。この給電体１８に、リング状部材２１が外挿され、シール部材１３により一体的に細管部８の端部８ａに固着されている。
　【選択図】　図１０

Description

　本発明は、高圧放電ランプ、特に当該高圧放電ランプに備えられる発光管の構造に関する。

　従来の高圧放電ランプ、例えばメタルハライドランプとして、特許文献１に記載されているものが知られている。
　当該メタルハライドランプは、内部の放電空間に一対の電極を対向配置してなる発光部と、前記発光部の両端部に上記放電空間に連通するようにして設けられた一対の細管部とを備えた発光管を有しており、当該細管部には外部から電極に給電するための棒状の給電体が挿通され、この給電体が当該細管部において、フリットガラスなどのシール部材により封止されてなる。

　当該公報では、上記給電体として、２種類の異なる金属を１本の棒状に接続して使用されている。すなわち、内部の電極から細管部の途中までは、耐ハロゲン性に優れたタングステン等の金属を使用すると共に、それよりも細管部の外側の部分には、細管部やシール部材と熱膨張係数の近い金属であるニオビウムを使用し、当該ニオビウムの部分のみシール部材で封止するように構成されている。

　当該公報では、このような封止構造にすることにより、給電体の放電空間内のハロゲン化物に接触する部分は、耐ハロゲン性に優れたタングステンであって浸食されるおそれがなく、また、シール部材により封止されている部分は、当該シール部材や細管部に熱膨張係数の近いニオビウムであるため、熱応力によりクラックが発生する心配もなく、ランプ寿命が大幅に延びるとしている。
特開平６−１９６１３１号公報

　しかしながら、実際には、上記公報に開示されている構造でも封止部分にリークが発生し、十分なランプ寿命を確保できないおそれがあることが判明した。
　すなわち、上述のように細管部内に配置されたニオビウムの給電体がシール部材で覆われていても、点灯時において細管部内は数百°Ｃの高温となり、このような高温下においてはシール部材としてのフリットガラスと金属ハロゲン化物が反応して、フリットガラスが変質して脆弱となり、点灯のオン・オフが繰り返される度に、フリットガラスに放電空間端部から放電空間とは反対側の端部へと進行するように微細なクラックが生じるのである。

　このような微細なクラック自体は、ハロゲン化物質の漏出までに至るものではないが、ニオビウムはハロゲンに浸食されやすく、当該クラックによって生じた隙間にハロゲン化物が徐々に浸入してニオビウムの表面に達すると、一挙に浸食が進んでニオビウムとシール部材との接触部に隙間が生じ、当該隙間を介してハロゲン化物を含む内部の封入物質が漏出し、これによりランプの発光効率が急速に劣化する。

　一方、上述の公報のように給電体として性質の異なる２種類の金属を用いずに、例えば、タングステンとアルミナとの混合焼結体からなる導電性サーメットのみを給電体として使用したメタルハライドランプも考案されている。
　しかしながら、この素材は、機械的強度が弱いという欠点があり、そのため、当該導電性サーメットの細管部から突出した部分が外部からの衝撃や振動によって折損しやすいという問題がある。

　通常、メタルハライドランプは、ベースに保持された２本の給電用のステム線に発光管の両端部から突出された給電体をそれぞれ接合し、当該ステム線を介して発光管がベースに保持されるように構成されているため、外部からの衝撃を受けて当該給電体の突出部が折れるとランプとして使いものにならなくなる。
　なお、メタルハライドランプ以外の高圧放電ランプにおいても、内部に何らかのハロゲン物質を封入して、ハロゲンサイクルを利用したランプの長寿命化を図っており、多かれ少なかれ上述と同様な問題が生じる。

　本発明は、上述のような問題を解決するためになされたものであって、ハロゲン物質による給電体の浸食を阻止しつつ、外部からの衝撃や振動によって容易に折損することのない長寿命な高圧放電ランプを提供することを目的とする。

　上記目的を達成するため、本発明に係る高圧放電ランプは、本管部内部の放電空間に一対の電極を配設すると共に、各電極に給電する一対の給電体を、それぞれ、当該本管部の両端部に設けられた細管部に挿通してシール部材により封止してなる発光管を有する高圧放電ランプであって、前記一対の給電体のうち少なくとも一方の給電体は、前記細管部に封止される耐ハロゲン性の第１の導電部材と、この第１の導電部材と前記細管部の外部で接続される第２の導電部材とからなり、かつ、前記第２の導電部材は、前記細管部の外側の端部にシール部材を介して固着されると共に、リング状の部材が、前記細管部の外部において前記給電体に挿通され、かつ、前記シール部材によって前記給電体と一体化されていることを特徴とする。

　また、本発明は、上記高圧放電ランプにおいて、前記第２の導電部材が、前記第１の導電部材よりも機械的強度が大きいことを特徴とする。
　さらに、本発明は、上記高圧放電ランプにおいて、前記第２の導電部材が、前記第１の導電部材よりも可撓性が大きいことを特徴とする。
　さらに、また、本発明は、上記高圧放電ランプにおいて、前記シール部材が、前記第１と第２の導電部材の接続部の少なくとも１部を覆うようにして設けられていることを特徴とする。

　また、さらに本発明は、上記高圧放電ランプにおいて、前記シール部材が、前記第１と第２の導電部材の接続部の全部を覆うようにして設けられることを特徴とする。
　ここで、前記第１の導電部材は、前記シール部材の熱膨張係数との差が、タングステンと同じ、もしくはタングステンよりも小さい熱膨張係数を有する材料からなることが望ましい。

　さらに、ここで、前記第１の導電部材は、導電性サーメットからなることが望ましい。
　また、さらに、前記第２の導電部材は、その主成分がニオビウムであることが望ましい。

　本発明に係る高圧放電ランプによれば、本管部の両端部に設けられた細管部に挿通してシール部材により封止された一対の給電体のうち少なくとも一方の給電体が、前記細管部に封止される耐ハロゲン性の第１の導電部材と、この第１の導電部材と前記細管部の外部で接続される第２の導電部材とからなり、前記第２の導電部材は、前記細管部の外側の端部にシール部材を介して固着されている。細管部に封止された第１の導電部材が耐ハロゲン性を有しているので、シール部材に生じた微細なクラックにハロゲン化物が浸入したとしても浸食されず、封入物質が外部に漏出するのを防止することができる。また、当該給電体のうち細管部外に位置する部材が、第１の導電部材と異なる第２の導電部材で形成されており、特に、この部分に機械的強度の大きな素材もしくは可撓性の部材を使用すると共に、シール部材によりこの第２の導電部材を細管部に支持させるようにすれば、給電体が外部からの衝撃や振動によって折損することはなく耐衝撃性に優れる。

　さらに、リング状の部材が、前記細管部の外部において前記給電体に挿通され、かつ、前記シール部材によって前記給電体と一体化されているので、給電体に対し、その長手方向と直交する方向に力が加わっても、給電体と一体となったリング状の部材によって細管部に強固に支持することができ、給電体の折損をより一層防止することができる。

　以下、本発明の実施の形態および参考例について図面を用いて説明する。
　まず、本発明の第１の参考例について説明する。
　＜第１の参考例＞
（発光管及びメタルハライドランプの構成）
　図１は、本発明の第１の参考例に係るメタルハライドランプにおける発光管４の構成を示す縦断面図である。

　発光管４の容器（発光管容器）は、アルミナ（熱膨張係数８．１×１０^-6）からなるセラミック製であって、内容積１．１ｃｍ³の本管部７１と、この本管部７１の両端部に設けられた円筒状の細管部８とからなる。
　本管部７１内部の放電空間に、所定の金属ハロゲン化物が封入されると共に、一対の電極１１を対向配置して発光部７が形成される。また、細管部８内部には、給電体１２の第２の導電部材１４がシール部材１３で封止されている。

　給電体１２は、第１の導電部材１４と第２の導電部材１５のそれぞれの端部を細管部８の端面付近で並置し、その重なる部分でレーザ溶接や抵抗溶接などにより接合されており、シール部材１３は、その接合部を覆うようにして充填される。第１の導電部材１４の放電空間内に突出した部分の端部は、電極１１の電極棒１０に接続されており、これにより電極１１が給電を受けると共に、放電空間の所定位置において保持される。当該給電体１２における第１と第２の導電部材１４，１５の素材や封止構造の詳細については後述する。

　図２は、この発光管４を装着したメタルハライドランプ１００の構成を示す一部切欠き図である。
　当該メタルハライドランプ１００は、定格電力が１５０Ｗであって、全長１４０ｍｍ、外径４０ｍｍであり、一端部が閉塞され、かつ他端部がステム１によって封止された外管２を有する。ステム１を貫通してモネル製のステム線３が外管２内部に延びており、このステム線３に発光管４の第２の導電部材１５が接続され、図２に示す状態で保持されている。外管２のステム１による封止部には、口金５が取り付けられている。

　なお、外管２内には、発光管４にリークが発生した際、外管２内で放電するのを抑制するために、窒素ガスが所定量封入されている。また、６は、公知の近接導体であって、始動を補助するためのものである。
　このように構成されたメタルハライドランプ１００において、口金５を介して外部から供給された電力は、ステム線３および給電体１２を介して発光管４内部の電極１１に与えられ、これにより発光管４が発光する。

　（給電体１２の構成および封止構造）
　次に、細管部８における給電体１２の構成および封止構造を詳しく説明する。
　図３は、発光管４の一端部の拡大断面図である。本管部７１内の放電空間内に配される電極１１は、タングステン製の電極棒１０とコイル部９とからなる。コイル部９は、電極棒１０の先端部に、タングステン線を巻回してなるコイルを取着して形成される。通常、両者とも、不純物としてカリウム等が微量含まれる。

　また、発光部７内には、例えば、沃化ディスプロシウム（ＤｙＩ₃）や沃化ナトリウム（ＮａＩ）等の金属ハロゲン化物と、緩衝物質としての水銀と、始動性ガスとしてのアルゴンガス、ネオンガス、またはそれらの混合ガス等の希ガスとがそれぞれ所定量封入されている。
　細管部８の内部には、電極１１に電力を供給する給電体１２が、例えばフリットガラス（熱膨張係数６×１０^-6〜７×１０^-6）からなるシール部材１３によって封着されている。このシール部材１３は、細管部８と後述する給電体１２の第１の導電部材１４との間の隙間に細管部８の端面から４ｍｍ〜６ｍｍの位置まで入り込んでいる。また、細管部８と給電体１２の第１の導電部材１４との間の隙間は０．０５ｍｍ〜０．０７ｍｍである。

　給電体１２は、モリブデンとアルミナとの混合焼結体（混合比；モリブデン５０重量％、アルミナ５０重量％）である耐ハロゲン性の導電性サーメットからなる長さ２０ｍｍの棒状の第１の導電部材１４と、耐熱性かつ、導電性サーメットよりも大きな機械的強度をもつ、主成分がニオビウムからなる長さ２０ｍｍの棒状の第２の導電部材１５とを有し、これら第１の導電部材１４と第２の導電部材１５とのそれぞれの長手方向の軸心が平行で、かつ一直線上に位置しないよう、すなわち各々の端部が並置された状態で抵抗溶接やレーザ溶接等によって電気的に接続されている。

　このように第１の導電部材１４と第２の導電部材１５とのそれぞれの端部が並置されて接続されていることにより、第１の導電部材１４と第２の導電部材１５との電気的な接触面積を増やすことができ、給電体としての信頼性を向上させることができると共に、第１の導電部材１４と第２の導電部材１５とを一本の連続した棒状に溶接する場合に比してその溶接作業を容易に行うことができる。

　第１の導電部材１４の材質としては、細管部８およびシール部材１３の熱膨張係数と非常に近似している上記導電性サーメットを用いることが好ましいが、これ以外に混合比がモリブデン４０重量％、アルミナ６０重量％の導電性サーメットや、タングステンとアルミナとの混合焼結体からなる導電性サーメット、またタングステン単体等を用いてもよい。

　また、第２の導電部材１５の材質としては、上述のようにシール部材１３の熱膨張係数と近似し、かつ耐熱性および可撓性に優れているニオビウムを用いることが好ましいが、これ以外にタンタル、チタン、モリブデン、またはジルコニウム等を用いてもよい。当然ながら、第２の導電部材１５は耐熱性を有する金属が使用され、点灯中、高温となっても変形等はしない。

　なお、第２の導電部材１５は、上記したように主成分がニオビウムからなるが、数重量％のジルコニウムを含んでいる。
　また、この第１の導電部材１４と第２の導電部材１５との接続部は、細管部８の外部、例えば細管部８の端面近傍に位置しており、かつ、ほぼ全体がシール部材１３によって覆われており、その接続部の強度が増すと共に、当該シール部材１３により第２の導電部材１５が、細管部８端部に強固に固定されているため、外部から加えられた力に対して、第２の導電部材１５が折れて外れるというおそれもなくなる。

　なお、第１の導電部材１４の細管部８からの突出長は、例えば３ｍｍ程度である。また、本発明において、第１の導電部材１４と第２の導電部材１５との接続部を覆うシール部材１３と、細管部８と第１の導電部材１４との間の隙間に入り込んでいるシール部材１３とは同一の連続してつながったものである。
　したがって、第１の導電部材１４の細管部８からの突出長を長くし、細管部８と、第１の導電部材１４および第２の導電部材１５の接続部とが多少離間している場合でも、細管部８から突出している第１の導電部材１４全体（ここで言う「全体」とは第２の導電部材との接触部分を除く）もシール部材１３で覆われることになり、第１の導電部材１４の細管部８から突出している部分が折損することはない。しかし、細管部８と、第１の導電部材１４および第２の導電部材１５の接続部とが離間しすぎると、シール部材１３を多量に必要とするため、細管部８の端面と、第１の導電部材１４および第２の導電部材１５の接続部との最短距離Ｌ（図３参照）は、実用上、０ｍｍ〜５ｍｍとすることが好ましい。図３に示す例では、最短距離Ｌは実質的に０ｍｍである。

　また、第２の導電部材１５が細管部８の端面に実質的に当接し、かつ細管部８の内径をＤ（ｍｍ）（図３参照）、第１の導電部材１４の外径をｄ₁（ｍｍ）、第２の導電部材１５の外径をｄ₂（ｍｍ）とした場合、ｄ₁＋ｄ₂＞Ｄなる関係式を満たすことが好ましい。これにより、製造工程時、第２の導電部材１５が発光部７内での電極１１の位置規制をするためのストッパーの役割を兼ねることができ、従来のメタルハライドランプの製造方法のように、給電体に別部材として設けられていたストッパーが不要となり、その結果、コストを低減することができ、またストッパーの取り付け作業等を省略することができるので、生産効率を向上させることができる。

　なお、本参考例においては、細管部８の内径Ｄを１．０ｍｍ、第１の導電部材１４の外径を０．９ｍｍ、第２の導電部材１５の外径を０．５ｍｍとした。第１の導電部材１４の径は、細管部８の内外で同じである。
　また、本発明で言う「細管部８の端面に実質的に当接した」とは、第２の導電部材１５が細管部の端面に直接当接している場合の他に、細管部８と第２の導電部材１５との間に例えば数μｍ〜１００μｍのシール部材１３の層が形成されている場合等も含むものとする。

　図４は、細管部８の封止工程の概要を説明するための一部切欠き図である。リング状のフリットガラス塊１３０に給電体１２の第１の導電部材１４を挿通し、封止する細管部８を上方にして第１の導電部材１４の先端に接続された電極１１を細管部８内部に挿入すると、図４に示すように、リング状のフリットガラス塊１３０の下側端面が、細管部８の端面に当接し、第２の導電部材１５の端面１５ａが、フリットガラス塊１３０の上側端面に当接した状態となる。　この状態で、フリットガラス塊１３０の周囲にヒータを配して、約１５００°Ｃ程度に加熱すると、フリットガラス塊１３０が、溶融してほぼ液状となり、重力により給電体１２が、第２の導電部材１５の端面１５ａが、細管部８の端面８ａに当接するまで下がり、これにより給電体１２の位置、ひいては電極１１の位置が正確に決められる。

　一方、液状のフリットガラスは、毛細管現象により、細管部８の内周面と第１の導電部材１４の街周面との隙間に浸潤していくと共に、表面張力により第１の導電部材１４、第２の導電部材１５の接続部および細管部８の端面８ａに付着し、そのまま固化させると、図３に示すような形状となる。
　なお、図３では、発光管４の一端部のみを図示しているが、他端部についても全く同じ構成である。

　（評価実験）
　次に、このようなメタルハライドランプ１００（以下、「本発明品Ａ」という）について、ランプ特性等を調べた。
　まず、本発明品Ａを１０本作製し、作製した各々のランプに対して包装落下試験を行い、給電体１２の折損状況について調べた。

　なお、包装落下試験は、ランプを一般的な包装容器に梱包し、ランプの長手方向の軸と床とが水平な状態で、ランプを包装容器ごと床から１ｍ離れた地点から垂直に落下させるものである。
　比較のため、給電体がタングステンとアルミナとの混合焼結体（混合比；モリブデン５０重量％、アルミナ５０重量％）である導電性サーメットのみからなり、この導電性サーメットからなる給電体の一部が細管部８外に導出している点を除いて本発明の第１の参考例である定格電力１５０Ｗのメタルハライドランプと同じ構成を有している定格電力１５０Ｗのメタルハライドランプ（以下、「比較品Ａ」という）を１０本作製し、作製した各々のランプに対して本発明品Ａと同じ条件で給電体の折損状況について調べた。

　その結果、本発明品Ａでは、給電体１２が折損したものは全くなかった。一方、比較品Ａでは、１０本中８本のものの給電体が折損していた。したがって、本発明品Ａでは、外部からの衝撃や振動によって給電体１２の破損が比較品Ａに比して著しく少なくなることがわかった。
　次に、同じように作製した１０本の本発明品Ａを定格電力で点灯させ、寿命特性について調べた。

　寿命試験は、５時間３０分点灯、３０分消灯を１サイクルとして、このサイクルを不点灯になるまで繰り返した。下記「寿命時間」とは、正味点灯していた合計時間を示す。
　比較のため、給電体がタングステンとニオビウムとが１本の連続した棒状に接続され、かつそれらの接続部、すなわちニオビウムの一部が細管部８内に配置されている点を除いて本発明の第１の参考例である定格電力１５０Ｗのメタルハライドランプと同じ構成を有している定格電力１５０Ｗのメタルハライドランプ（以下、「比較品Ｂ」という）を１０本作製し、作製した各々のランプに対して本発明品Ａと同じ条件で寿命特性について調べた。

　なお、比較品Ｂにおいて、細管部８内に位置しているニオビウム全体はシール部材１３によって覆われているものとする。ニオビウムの放電空間側の端面はシール部材１３の放電空間側の端面から２ｍｍ離れたところに位置している。
　その結果、本発明品Ａでは、全てのものにおいて寿命時間が９０００時間以上であった。一方、比較品Ｂでは、寿命時間が９０００時間以上のものは１０本中８本のみであり、１０本中１本のものについては寿命時間が約３０００時間であった。このような結果となったのは、本発明品Ａの場合、給電体１２がハロゲン化物によって浸食されなかったためであると考えられる。一方、比較品Ｂでは、ニオビウムがシール部材１３で覆われてはいるものの、点灯のオン・オフが繰り返される度に、シール部材１３への加熱と冷却とが繰り返され、微細なクラックがシール部材１３に放電空間端部から放電空間とは反対側の端部へと進行するように生じる。その結果、そのクラックによって形成された隙間にハロゲン化物が徐々に浸入して、その浸入したハロゲン化物によってニオビウムの給電体が浸食され、リークが発生したためであると考えられる。

　なお、本発明品Ａ、比較品Ａ、および比較品Ｂにおいて、それぞれ発光効率は９０ｌｍ／Ｗ、相関色温度は４３００Ｋ、平均演色評価数Ｒａは９０であった。
　以上のような本発明の第１の参考例にかかるメタルハライドランプの構成によれば、給電体１２のうち細管部８内に位置する部材が耐ハロゲン性の第１の導電部材１４のみから形成されているため、点灯中、細管部８とシール部材１３との間にハロゲン化物が浸入したとしても、給電体１２としてはハロゲン化物に浸食されることはなく、よってその浸食によるリークの発生を防止することができ、長寿命化を図ることができるとともに、給電体１２のうち細管部８外に位置する部材が可撓性を有する第２の導電部材１５で形成されており、しかも第１の導電部材１４と第２の導電部材１５との接続部の少なくとも一部がシール部材１３で覆われているため、その接続部の機械的強度が増すので、給電体１２が外部からの衝撃や振動によって折損するのを防止することができる。

　特に、第１の導電部材１４と第２の導電部材１５との接続部全体がシール部材１３によって覆われていることにより、その接続部の機械的強度を一層強くすることができる。
　＜第２の参考例＞
　本発明の第２の参考例におけるメタルハライドランプは、発光管４における給電体の構成が異なる以外は、上記第１の参考例と全く同じである。

　図５は、本第２の参考例における発光管４の一方の細管部８の拡大断面図である。
　なお、図中、図１と同じ符号を付したものは同じ構成部品を示すので、簡略化のため、それらの説明は省略する。このことは、後述する他の参考例および実施の形態においても同様である。
　図５に示すように、給電体１６の第２の導電部材１７が、長さ２０ｍｍ、内径０．９４ｍｍのニオビウム製の筒状部材からなり、第１の導電部材１４の細管部８から３ｍｍ程度突出した端部がこの第２の導電部材１７の内部に挿入され、レーザ溶接などにより電気的に接続されている。

　そして、既述したのと同様な封止工程により第１の導電部材１４と第２の導電部材１７との接続部のほぼ全体がシール部材１３によって覆われ、第２の導電部材１７がしっかりと細管部８に固着されている。
　なお、第１の導電部材１４と第２の導電部材１７との接触面積は２．８ｍｍ²〜１７ｍｍ²、例えば８．５ｍｍ²程度に設定される。

　第２の導電部材１７の下側端面は、細管部８の端面に実質的に当接しており、細管部８の内径をＤ（ｍｍ）（図５参照）、第２の導電部材１７の外径をｄ₃（ｍｍ）とした場合、ｄ₃＞Ｄなる関係式を満たすことが好ましい。本参考例においては、細管部８の内径Ｄを１．０ｍｍ、第２の導電部材１７の外径を１．４ｍｍとしている。
　これにより、製造工程時、第２の導電部材１７が発光部７内での電極１１の位置規制をするためのストッパーの役割を兼ねることができ、従来のメタルハライドランプの製造方法のように、給電体に別部材として設けられていたストッパーが不要となり、その結果、コストを低減することができ、またストッパーの取り付け作業等を省略することができるので、生産効率を向上させることができるという効果が得られる。

　なお、図５では、発光管４の一端部のみを図示しているが、他端部についても全く同じ構成である。
　以上のような本発明の第２の参考例にかかるメタルハライドランプの構成によれば、給電体１６のうち細管部８内に位置する部材が耐ハロゲン性の第１の導電部材１４のみから形成されているため、点灯中、細管部８とシール部材１３との間にハロゲン化物が浸入したとしても、給電体１６としてはハロゲン化物に浸食されることはなく、よってその浸食によるリークの発生を防止することができ、長寿命化を図ることができるとともに、給電体１６のうち細管部８外に位置する部材が第１の導電部材１４の素材となる導電性サーメットより機械的強度の大きなニオビウム製の第２の導電部材１７で形成されており、しかも第１の導電部材１４が筒状の第２の導電部材１７に挿入されて接続され、それら第１の導電部材１４と第２の導電部材１７との接続部の少なくとも一部がシール部材１３で覆われているため、その接続部の機械的強度が一層増すので、給電体１６が外部からの衝撃や振動によって折損するのを一層防止することができる。また、第１の導電部材１４と第２の導電部材１７との接触面積をより大きくすることができるので、電気的接続を一層確実に行うことができる。

　特に、第１の導電部材１４と第２の導電部材１７との接続に抵抗溶接を用いた場合、第１の導電部材１４と第２の導電部材１７との接触面積をより大きくすることができるため、第１の導電部材１４と第２の導電部材１７との接触面の抵抗を小さくすることができ、その結果、第１の導電部材１４と第２の導電部材１７とを容易に溶接することができる。
　ところで、本発明の第２の参考例にかかるメタルハライドランプのように、筒状の第２の導電部材１７を細管部８の端面に当接させる場合、製造工程において、第２の導電部材１７を細管部８の端面に当接させた状態で、溶けたシール部材１３を外部から細管部８と第２の導電部材１７との間の数μｍの隙間を通じて細管部８と第１の導電部材１４との間の隙間に流し込むには時間がかかることがあり、生産効率が低下するおそれがある。

　そこで、図６に示すように、第２の導電部材１７ａの細管部８と当接する側の端部に、細管部８と第１の導電部材１４との間の隙間と、外部とを連通させる切欠き部１７ｂを設けることが望ましい。
　これにより、製造時、溶けたシール部材１３がこの切欠き部１７ｂを通って細管部８と第１の導電部材１４との間の隙間にスムーズに流れ込み、生産効率を向上させることができる。

　図７は、第２の導電部材１７ａの一部切欠き斜視図である。この例では、幅０．２ｍｍ〜１．０ｍｍ、深さ０．２ｍｍ〜１．０ｍｍの切欠き部１７ｂが第２の導電部材１７ａの細管部８側の端部に３つ設けられている。
　さらに、この導電部材１７ａの数を増やして、第２の導電部材１７ａの下側端面において周方向にほぼ等間隔をおいて形成するようにすれば、シール部材１３の浸透量も周方向にほぼ均一とすることができ、第１の導電部材１４と細管部８をより確実に封止することできるであろう。

　また、特に図示はしていないが、溶けたシール部材１３を細管部８と第１の導電部材１４との間の隙間にスムーズに流し込むために、細管部８の第２の導電部材１７と当接する側の端部に、第２の導電部材１７ａの切欠き部１７ｂと同じような、細管部８と第１の導電部材１４との間の隙間と、外部とを連通させる切欠き部を設けても同様な効果を得ることができる。

　＜第３の参考例＞
　図８は、本発明の第３の参考例に係るメタルハライドランプにおける発光管４の一方の細管部８の構成を示す断面図である。
　同図に示すように、給電体１８は、第１の導電部材１４の端部を筒状の第２の導電部材１９内に挿入してなる。第２の導電部材１９の下端部には、つば部２０が形成されており、この点が、第２の参考例と異なる。

　図９は、上記第２の導電部材１９の一部切欠斜視図である。
　同図に示すように、筒状の第２の導電部材１９の下端部には、つば部２０が、形成されている。つば部２０の径は、封止工程において溶融して液状となったシール部材１３が、つば部２０の上側にも回り込むことができるように、細管部８の外径４．０ｍｍよりも小さい方が望ましく、本例では、当該つば部２０の外径が、２．５ｍｍ、厚さ０．５ｍｍの寸法となっており、第１の導電部材１４と第２の導電部材１９との接続部のほぼ全体がシール部材１３によって覆われている。

　なお、図８では、発光管４の一端部のみを図示しているが、他端部についても同じ構成を有している。
　第３の参考例にかかるメタルハライドランプの構成によれば、第２の導電部材を筒状に形成しているので、上記第２の参考例と同様に長寿命化、耐衝撃性などの効果を得ることができる。また、第２の導電部材１９の端部に細管部８の端面に実質的に当接したつば部２０が形成されていることにより、特に第２の導電部材１９の長手方向に直交する方向の力が加わる衝撃や振動に対する給電体１８の折損をより一層防止することができ、耐衝撃性が増す。

　この場合、第２の導電部材１９の長手方向の中心軸に対して垂直な力が加わる衝撃や振動に対する給電体１８の折損をより一層防止するために、つば部２０の厚さは０．２ｍｍ〜１．０ｍｍの範囲にあることが好ましい。
　＜実施の形態＞
　上記参考例の構成を踏まえた上で、本発明の実施の形態について説明する。

　本実施の形態では、図１０に示すように、第２の導電部材１９に挿通され、細管部８の端面に実質的に当接した状態で、シール部材１３によって当該第２の導電部材１９の根元に一体化されて固着されるリング状部材２１を設けている点が、上記第１〜第３の参考例と異なる。
　このリング状部材２１は、例えば、外径４．０ｍｍ、厚さ２ｍｍ〜３ｍｍの大きさであり、アルミナやＹＡＧなどからなるセラミック材料で形成される。

　このリング状部材２１により、上記図８におけるつば部２０と同様に第２の導電部材１９の長手方向の中心軸に対して垂直な力が加わる衝撃や振動に対する給電体１８の折損をより一層防止することができ、耐衝撃性が向上する。
　しかも、リング状部材２１は、導電性を有する必要がなく、材料選択の自由度が増す。
　なお、リング状部材２１の外径も、図８におけるつば部２０の場合と同様、細管部８の外径より小さい方が望ましいが、液状のシール部材１３がリング状部材２１の内径と第２の導電部材１９の外径との間の隙間を伝って、リング状部材２１の上方に回り込むことも可能なので、細管部８より若干径が大きくても実現できる。

　また、リング状部材２１には、セラミック以外にモリブデンまたはタングステンとアルミナとの混合焼結体からなるサーメットや、ニオビウム、タンタル、モリブデン等のシール部材１３と線熱膨張係数の近い適当な素材のものを用いることができる。
　なお、図１０では、発光管４の一端部のみを図示しているが、他端部についても同じ構成を有する。

　以下、他の参考例について説明する。
　＜第４の参考例＞
　図１１は、第４の参考例に係るメタルハライドランプにおける発光管４の細管部８の構造を示す図である。
　同図に示すように、給電体２２における筒状の第２の導電部材２３の端部には、テーパ部２４が形成されており、当該テーパ部２４の端部が、細管部８の端面に実質的に当接するように構成されている点が、上記第２、第３の参考例と異なる。

　このテーパ部２４は、外側（細管部８側）に向かって広がっており、その内周縁と細管部８の端面とが線で当接している。また、第１の導電部材１４と第２の導電部材２３のテーパ部２４との間には、シール部材１３が充填されている。
　発光管４の他端部についても同様な構成である。
　以上のような構成の発光管４を有するメタルハライドランプによれば、上記第２の参考例とほぼ同様に長寿命化・耐衝撃性という効果を得ることができ、さらに第２の導電部材２３の端部に細管部８の端面に実質的に当接したテーパ部２４が形成されていることにより、特に第２の導電部材２３の長手方向に直交する方向の力が加わる衝撃や振動に対する給電体２２の折損をより一層防止することができ、耐衝撃性が増す。

　＜第５の参考例＞
　図１２は、本発明の第５の参考例に係るメタルハライドランプにおける発光管４の細管部８の構造を示す図である。
　同図に示すように、給電体２５の第２の導電部材２６は、内径０．９４ｍｍであるニオビウム製の筒状部２８と、この筒状部２８に上方から挿入されて接続される、同じくニオビウム製の棒状部２７からなっており、この点を除いて上記第２の参考例における発光管４の場合と全く同じである。

　第２の導電部材２６の棒状部２７は、筒状部２８の上方から半分程度まで挿入されると共に、第１の導電部材１４が、下方から約３ｍｍ程度挿入されて相互の端面が接触して棒状となった状態で、筒状部２８の、第２の導電部材２６の棒状部２７の端面の当接部に該当する部分の周囲から、レーザ溶接もしくは抵抗溶接を行うことによって、第１の導電部材１４と第２の導電部材２６が機械的かつ電気的に接続されている。発光管４の他端の細管部８についても同じ構成である。

　なお、本発明において、第１の導電性部材と第２の導電性部材の接続部とは、レーザ溶接や抵抗溶接により機械的に接続されている部分以外に相互に接触している部分も含むものであって、図１２に示すような例であっても、シール部材１３が、第１と第２の導電部材の接続部の一部を覆っていると言うことができる。
　また、本参考例においても、第２の導電部材２６の筒状部２８の下側端面は、細管部８の端面８ａに実質的に当接しており、図に示すように細管部８の内径をＤ（ｍｍ）、第２の導電部材２６の筒状部２８の外径をｄ₃（ｍｍ）とした場合、ｄ₃＞Ｄなる関係式を満たすことが好ましい。これにより、製造工程時、第２の導電部材２６が発光部７内での電極１１の位置を規制するためのストッパーの役割を兼ねることができ、従来のメタルハライドランプの製造方法のように、給電体に別部材として設けられていたストッパーが不要となり、その結果、コストを低減することができ、またストッパーの取り付け作業等を省略することができるので、生産効率を向上させることができる。

　本参考例では、細管部８の内径Ｄを１．０ｍｍ、第２の導電部材２６の筒状部２８の外径を１．４ｍｍとして、上記条件を満たしている。
　以上のような構成の発光管４を有するメタルハライドランプの構成によれば、上記第２の参考例にかかるメタルハライドランプと同様、長寿命化、耐衝撃性などの効果を得られる。

　また、第１の導電部材１４と棒状部２７の各端面が当接している分だけ、第１の導電部材１４と第２の導電部材２６との接触面積を大きくすることができ、電気的接続を一層確実に行うことができる。
　なお、上記第２ないし第４の参考例および実施の形態では、第２の導電部材全体が筒状である場合について説明したが、本参考例のように、少なくとも第１の導電部材１４が挿入されて接続される部分が筒状であれば、その他の部分が棒状等である第２の導電部材を用いることもできるものである。

　また、本第５の参考例では、第２の導電部材２６の筒状部２８の材料にニオビウムを用いた場合について説明したが、ニオビウム以外に例えばタンタル、モリブデン製の筒状部２８を用いた場合でも上記と同様の効果を得ることができ、棒状部２７および筒状部２８の材料として同じものを用いる必要はない。
　＜第６の参考例＞
　上記第１から第５の参考例および実施の形態においては、給電体を形成する第１の導電部材と第２の導電部材は、その長手方向の軸心が一致もしくは平行になるようにして接合していたが、本第６の参考例においては、両者が直交するようにして接続している。その他の構成は上記各参考例と全く同様である。

　図１３は、本発明の第６の参考例に係るメタルハライドランプにおける発光管４の一方の細管部８の構造を示す拡大断面図である。
　同図に示すように、給電体２９は、細管部８内に挿入される第１の導電部材１４と、この第１の導電部材１４の軸心方向と直交する方向に配され、その端部において、第１の導電部材１４の細管部８から突出した部分と接続される第２の導電部材１５とからなる。発光管４の他端部についても同じ構成をしている。

　本第６の参考例における発光管４の構成によれば、上述の各実施例と同様に長寿命化、耐衝撃性の効果のほか、さらに第１の導電部材１４と第２の導電部材１５とは第２の導電部材１５の長手方向の軸心が第１の導電部材１４の長手方向の軸心に対して垂直になるよう接続されていることにより、例えば上記本発明の第１の参考例のメタルハライドランプのように第１の導電部材１４と第２の導電部材１５とのそれぞれ端部が並置されている場合に比して、ランプの全長を短縮化することができるという効果がある。

　また、第２の導電部材１５が、細管部８の端部に実質的に当接してストッパーの役目を果たすため、電極１１の位置決めを容易に行える。
　＜変形例＞
　なお、本発明の内容は、上記実施の形態に限定されないのは言うまでもなく、以下のような変形例を考えることができる。

　（１）上記実施の形態においては、第１の導電部材として導電性サーメットを用いたが、耐ハロゲン性に優れ、かつ、シール部材となるフリットガラスに熱膨張係数が近似している導電物質であれば、これに限定されない。この線膨張係数は、少なくともタングステンと同じかそれよりもフリットガラスに近いものが特に好ましい。
　また、第２の導電部材として、少なくとも第１の導電部材よりの機械的強度、特に曲げ力に対する機械的強度の大きな材料が用いられる必要があり、かつ、シール部材と熱膨張係数が近似しているものが望ましく、上述したように、ニオビウムのほか、これ以外にタンタル、チタン、モリブデン、またはジルコニウム等が用いられる。

　なお、第２の導電部材として第１の導電部材より機械的強度が大きい代わりに、もしくはそれに加えて、第１の導電部材よりも可撓性が大きい材料を使用するようにしてもよい。なお、これらの可撓性材料として、ばねなどの弾性材料やより線などの導電性材料も使用してもよい。
　これにより外部からの衝撃を吸収し、この部分で折損が生じるのを防止することができるので、耐衝撃性を得ることができる。

　（２）上記実施の形態では、第１の導電部材１４および第２の導電部材１９がそれぞれ一部材からなる場合について説明したが、第１の導電部材１４および第２の導電部材１９がそれぞれ複数の部材を接続して一体化されたものからなる場合でもよい。
　この場合でも、第１の導電性部材として使用される各材料は、耐ハロゲン性の導電性材料であって、少なくともシール部材と接触する部分は、当該シール部材及び細管部と熱膨張係数が近似するものが使用されることが望ましい。また、第２の導電性材料は、第１の導電性材料よりも機械的強度の大きいもの、もしくは、可撓性の大きなものであって、少なくともシール部材に接触して支持を受ける部分は、当該シール部材と熱膨張係数が近似するものが使用されることが望ましい。

　（３）また、上記実施の形態では、両側の細管部８内に、それぞれ同じ構成を有する給電体１８をシール部材１３によって封着した場合について説明したが、他方の細管部８について例えば上記第１ないし第６の参考例にかかるメタルハライドランプに用いられた給電体１２，１６，２２，２５，２９のいずれかひとつを用いた場合でも上記と同様の効果を得ることができる。

　さらには、一方の細管部８に上記実施の形態における構造を採用すれば、たとえ、他方は、従来の給電体を使用したとしても、双方とも従来の給電体を使用する場合よりは、折損の防止という効果があるといえる。
　（４）上記実施の形態と各参考例を、重畳して実施するようにしてもよい。
　例えば、第２の参考例において、第２の導電部材１７ａの下端部に切欠き部１７ｂ（図６、図７参照）を設ける変形例について説明したが、第２の導電部材として円筒状のものを用いる上記実施の形態においても、このような構成を有するようにしてもよい。

　（５）上記実施の形態では、定格電力１５０Ｗのメタルハライドランプを例示して説明したが、本発明は、例えば定格電力７０Ｗ、２５０Ｗや４００Ｗのメタルハライドランプ、また高圧ナトリウムランプ等の高圧放電ランプに適用することができる。
　また、上記各参考例等で挙げた各部の寸法も、一例であって設計により随時変更しうるものである。

　（６）また、上記実施の形態においては、細管部の端部に近接させて第１と第２の導電部材の接合部を配し、封止時にシール部材で当該接合部を覆うようにすることにより、当該接合部を補強すると共に第２の導電部材を細管部の端部にしっかりと固着するように構成しているため、封止と補強を一度に行えるという利点がある。
　しかし、補強の点だけに着目すれば、少なくとも第２の導電部材が細管部に確実に固着されておれば、耐衝撃性を向上させることができるのであって、そのための固着部材として、上記シール部材に限らず、別の材料を使用することも可能である。この場合には、その融点が、発光管容器や給電体の融点よりも低く、かつ、定常点灯時における細管端部の温度より高い材料であって、細管部の熱膨張係数に近い熱膨張係数を有する適当な材料を固着部材として使用することができる。

　（７）上記実施の形態において、発光管容器として、ほぼ筒状の本管部に細管部を接合して構成した例について説明したが、それらが連続して一体的に成形された発光管容器を使用してもよいことはいうまでもない。

本発明の第１の参考例であるメタルハライドランプに用いられている発光管の正面断面図である。 図１の発光管を用いたメタルハライドランプの一部を切り欠いた正面図である。 図１の発光管の要部拡大断面図である。 給電体を細管部に封止する封止工程を説明するための図である。 本発明の第２の参考例に係るメタルハライドランプに用いられている発光管の要部拡大断面図である。 上記第２の参考例における発光管の変形例を示すための要部拡大断面図である。 図６の第２の導電部材の一部切欠斜視図である。 本発明の第３の参考例に係るメタルハライドランプに用いられている発光管の要部拡大断面図である。 図８の発光管における第２の導電部材の一部切欠斜視図である。 本発明の実施の形態に係るメタルハライドランプに用いられている発光管の要部拡大断面図である。 本発明の第４の参考例であるメタルハライドランプに用いられている発光管の要部拡大断面図である。 本発明の第５の参考例であるメタルハライドランプに用いられている発光管の要部拡大断面図である。 本発明の第６の参考例であるメタルハライドランプに用いられている発光管の要部拡大断面図である。

符号の説明

　　　　１　　ステム
　　　　２　　外管
　　　　３　　ステム線
　　　　４　　発光管
　　　　５　　口金
　　　　７　　発光部
　　　　８　　細管部
　　　１１　　電極
　　　１２，１６，１８，２２，２５，２９　給電体
　　　１３　　シール部材
　　　１４　　第１の導電部材
　　　１５，１７，１７ａ，１９，２３，２６　第２の導電部材
　　　１７ｂ　切欠き部
　　　２０　　つば部
　　　２１　　リング状部材
　　　２４　　テーパ部
　　　２７　　棒状部
　　　２８　　筒状部
　　　７１　　本管部
　　１００　　メタルハライドランプ

Claims (8)

1. 　本管部内部の放電空間に一対の電極を配設すると共に、各電極に給電する一対の給電体を、それぞれ、当該本管部の両端部に設けられた細管部に挿通してシール部材により封止してなる発光管を有する高圧放電ランプであって、
   　前記一対の給電体のうち少なくとも一方の給電体は、前記細管部に封止される耐ハロゲン性の第１の導電部材と、この第１の導電部材と前記細管部の外部で接続される第２の導電部材とからなり、かつ、前記第２の導電部材は、前記細管部の外側の端部にシール部材を介して固着されると共に、
   　リング状の部材が、前記細管部の外部において前記給電体に挿通され、かつ、前記シール部材によって前記給電体と一体化されていることを特徴とする高圧放電ランプ。
2. 　前記第２の導電部材は、前記第１の導電部材よりも機械的強度が大きいことを特徴とする請求項１に記載の高圧放電ランプ。
3. 　前記第２の導電部材は、前記第１の導電部材よりも可撓性が大きいことを特徴とする請求項１又は２に記載の高圧放電ランプ。
4. 　前記シール部材は、前記第１と第２の導電部材の接続部の少なくとも１部を覆うようにして設けられていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の高圧放電ランプ。
5. 　前記シール部材は、前記第１と第２の導電部材の接続部の全部を覆うようにして設けられることを特徴とする請求項４に記載の高圧放電ランプ。
6. 　前記第１の導電部材は、前記シール部材の熱膨張係数との差が、タングステンと同じ、もしくはタングステンよりも小さい熱膨張係数を有する材料からなることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の高圧放電ランプ。
7. 　前記第１の導電部材は、導電性サーメットからなることを特徴とする請求項６に記載の高圧放電ランプ。
8. 　前記第２の導電部材は、その主成分がニオビウムであることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の高圧放電ランプ。

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