JP2005515593A - 放電ランプ - Google Patents

Abstract

本発明は、一端にランプキャップが設けられる外側バルブを有する放電ランプに関する。外側バルブは、電極と、第１電流伝導体及びこの第１電流伝導体から所定の距離をおいて配された第２電流伝導体とを有する放電管を封入し、これら電流伝導体は、電極とランプキャップとの間において電気的接続を確立する。電極間の最短距離は、放電管の放電軸を形成する。第２電流伝導体の一部は、この放電軸のほぼ横に置かれる。本発明によれば、第２電流伝導体は、放電軸の横にこの軸から相互に異なる距離をおいて配される連続的部分を有する。

Description

本発明は、一端にランプキャップが設けられた外側バルブを有するものであって、前記外側バルブは、電極を備えた放電管と、第１ポール及びこの第１ポールから所定の距離をおいた第２ポールと、を収納し、これらポールは、前記ランプキャップと前記電極との間の電気的接続を確立し、前記第２ポールの少なくとも一部は、放電軸に対して主として横に位置付けられ、前記放電軸は、前記電極間において最短の接続を形成する、放電ランプに関する。

冒頭の段落で述べた放電ランプは、従来技術から多年にわたり知られている。この既知の放電ランプの重大な欠点は、放電管における電極間に存在する放電チャネルは常に直線状に延びるものではないという点である。放電ランプが動作しているとき、例えば放電ランプが垂直に位置付けられて動作させられているときなどは、放電チャネルは形状が曲げられうる。放電チャネルのこの曲がった形状は、放電管に対して横に位置付けられる第２のポールが動作中に接線方向の磁界を生じさせ、放電チャネルを形成する帯電粒子にローレンツ力を生じさせる。かかる放電チャネルの曲がった形状の欠点は、これにより放電管の種々の部分に不均等に分布する熱的負荷が掛けられ、その結果、放電管の種々の部分の温度が相当に異なってしまう、ということにある。このようにして起こる温度匂配により、放電管の各部において、特にセラミック材料から製造される放電管において熱運動ストレスがもたらされる。この物理的作用は、概してランプの稼動寿命の期間の終わりを早めてしまう。上述の悪影響は、特に、動作中垂直に位置付けられるように配置される放電ランプにおいては重大なことである。何故なら、曲がった放電チャネルを補償するために、放電中に放電管において生じた対流の流れなどの他の補償作用を用いることができないからである。

フランス特許出願明細書（ＦＲ７７９２５６）は、冒頭の段落に記述したタイプの放電ランプを説明しており、放電管に対して横に位置づけられる第２のポールが放電管に対して両側に位置づけられている。第２のポールは、放電管に対して横に配される２つの正面対向セグメントに分かれ、これにより、かかるセグメントは、放電チャネルの位置においてほぼ同等に大きく、しかも逆に向けられた磁界を発生する。したがって、発生した磁界は、放電管において互いに十分に補償することになる。よって、結果として得られる磁界は放電管において最小化されるので、帯電粒子に作用するローレンツ力は皆無か又は非常に小さなものとなり、その結果、放電チャネルは、放電管における２つの電極間において略直線状に進むように位置付けされる。この結果、大抵はかなりの温度匂配がなくなることになる。このランプは動作中特に垂直に方位付けされるよう配置される。しかし、この公報に記述されている装置には幾つかの欠点がある。当該公報に記述の装置の第１の欠点は、第２ポールが二重の構造を必要とするので複雑である点にある。これによって特に、付加的な数の溶接ポイントを必要とする。このような複雑な構造は、比較的に高い製造コストがかかるとともに、製造工程も大抵は時間がかかるものである。また、この複雑な構造の結果として生産中における欠陥品のリスクが増大する。第２の欠点は、記述の装置の構造が非常にきわどいことにある。第２ポールの二重の構造の個々のセグメントの電気抵抗の所期の比が、例えば溶接接合箇所における不完全性の結果として正確に実現されなかった場合、第２ポールの個々のセグメントを通じる電流強度は、当該所望の略同等の値を持たず、したがって、当該セグメントにより生起される磁界の所期の補償効果が得られなくなってしまう。以上に述べた点を一部の理由として、第２ポールの構造は極端に危ないものであり、不利である。

本発明の目的は、上述した欠点を排除する放電ランプを提供することである。

この目的を達成するため、本発明は、冒頭の段落に記載したタイプの放電ランプであって、前記第２ポールは、前記放電管に対して片側に位置付けられ、前記第２ポールは、前記放電管の位置における磁界が最小化されるように形成されることを特徴とする放電ランプを提供する。放電管における結果として得られる磁界は、第２ポールの形状によって最小化されるので、放電管における放電チャネルの湾曲は全く生じないか又はほとんど生じない。したがって、放電チャネルは、略直線状のものとなる。第２ポールの構成は簡単なものであり、例えば溶接や半田付けなどの処理ステップの如き複雑でかつ大掛かりな製造工程を必要としない。この第２ポールは、従来技術による第２ポールとは異なり、単一の処理ステップにおいて製造することができる。この効果は、特に動作中に主として垂直に方位付けられる放電管を有するランプの場合に望ましい。何故なら、当該放電管の位置においては他の補償作用がないからである。

第２ポールは、放電管の放電軸に対して横に位置付けられ、スペースの空けられた異なる連続的部分が設けられるのが好ましい。これら部分の相対的方位は、当該部分により生じた磁界の結果が放電管の場所において非常に小さいものに過ぎないものとなるように設定される。第２ポールの当該部分により発生された磁界は、少なくとも２つの反対方向に延びるのが好ましい。これは、例えば複数の位置において第２ポールを曲げることにより実現可能であり、当該個々の部分により発生された磁界が同じ方向に曲げられる。したがって、第２のポールが、１８０度曲げられた場合、当該磁界が反転する。

好適実施例においては、第２のポールの少なくとも１の部分が位置付けられる放電管からの距離は、第２ポールの他の部分が位置付けられる当該放電管からの距離とは異なる。これにより、磁界は簡単に補償される。これは、概して放電管の位置における部分により発生される磁界の大きさが、当該部分と放電管との間の距離に反比例することが当てはまるからである。第２ポールの部分は、互いに次の関係が成立するように位置付けられるのが好ましい。

ここで、ｎｉ＝発生される磁界の方向、Ｎ＝放電管の放電軸に対して横に配される第２ポールの部分の数、Ｉ＝動作状態において放電チャネルに流れる電流の強度、及びｄｉ＝第２ポールの所定の位置と放電管の放電軸との間の距離である。

上述したように、当該ポールを通じる電流の２つの離散した値、−１と＋１により磁界の方向が定められる。好ましくは、放電ランプの簡単な構成を可能とするために、ＮはＮ＝３から始まる奇数とするのがよい。

本発明は、高圧水銀ランプや高圧ナトリウムランプなどの放電管内に金属充填材を有する高圧放電ランプに効果的に適用することができる。他の好適な金属は、Ｔｈ，Ｌｉ，Ｚｎ，Ｓｃ及びＩｎである。本発明の一例は、ハロゲン化金属ランプに関する。放電管の充填材成分として用いることのできるハロゲン化金属の例として、ＮａＩ，ＴｌＩ，ＩｎＩ，ＳｃＩ_３，ＤｙＩ_３，ＨoＩ_３，ＴｍＩ_３，ＣｅＩ_３，ＳｎＩ_２，ＣａＩ_２，ＬｉＩ，ＴｈＩ_４及びＳｎＣｌ_２並びにこれらの混合物が挙げられる。ハロゲン化金属ランプにおいて行われる複雑な放電サイクルの結果、本発明による手段は、放電軸に大体一致するようなランプ動作時の放電チャネルを得るためにハロゲン化金属ランプに用いるのが特に効果的である。

以下、本発明を図面に基づいて説明する。

図１は、本発明による放電ランプ１の側面図である。この放電ランプ１は、外側バルブ２を有し、この外側バルブは一端にランプキャップ３が設けられている。外側バルブ２は、放電管４と、第１ポール５と、この第１ポール５から距離をおいて位置付けられた第２ポール６とを備える。第１ポール５と第２ポール６は、それぞれ第１電極１６と第２電極１７とに接続される。電極１６，１７は、放電管４内に位置付けられ、当該ランプの動作状態において当該電極間に放電チャネル（図示せず）が延びる。電極１６と電極１７との間の最短距離は、放電軸４０により形成される。第２ポール６は、放電管４の放電軸４０に対して横に位置付けられる種々の部分７，８，９を具備する。第２ポール６を通じて電流が流れると、部分７，８，９は、接線方向の磁界を発生する。部分７，９及び部分８は部分的に反対方向に延びる磁界を発生するので、放電管４の位置において補償がなされる。かかる補償の程度は、放電管４に対する部分７，８，９の厳密な位置に依存する。長手状の導電体の場合、当該導電体により当該導電体からの距離ｄをおいたポイントにおいて発生される磁界のサイズは、当該距離ｄに反比例する。図１は、部分７，９と放電軸４０との距離を示しており、この距離にｄ２の符号が付されている。図１はまた、部分８と放電軸４０との距離を示しており、この距離はｄ１の符号が付されている。図２は、図１による放電ランプ１の平面図である。放電管４は、第２のポール６に結合されている。図示の場合、距離ｄ２は距離ｄ１の２倍である。このような第２ポール６の部分７，８，９の方位においては、略完全な補償の結果として、放電軸４０の位置における結果として得られる磁界が最小となる。結局、上述したように、放電管４における磁界の重なりは、次のように表すことができる。

ここで、
ｎｉ＝発生磁界の方向
Ｎ＝放電管の放電軸に対して横に位置付けられる第２ポールの部分の数
Ｉ＝動作中の放電チャネルを流れる電流の強度、
ｄｉ＝第２ポールの所定の部分と放電管の放電軸との距離、
である。

この式の結果が０であれば、放電管４の放電軸４０における磁界の存在は最小に減る。この式を図１及び図２に示される放電ランプに当てはめれば、次の結果が得られる。

理想的な状況では、この式の値は０であり、放電管における磁界の略完全な補償がなされる。

この結果、第２ポールにおいて発生した磁界の影響の下で放電は位置を外れて生じない。上記式の結果は、ｄ１とｄ２の比にのみ依存し、ｄ１及び／又はｄ２の実際の大きさには依存しない。

図３は、本発明による放電ランプ１０の別の実施例の平面図である。この放電ランプ１０は、図１及び図２に示される実施例に用いられるものと同様の構成要素によって構成される。放電管１１は、第１ポール（図示せず）及び第２ポール１２に結合される。第２ポール１２は、放電管１１に対してほぼ横に位置付けられる３つの部分１３，１４，１５を具備する。部分１３，１４，１５から放電管１１までの最短距離は、それぞれ６ｘ：２ｘ：３ｘの比にある。上記式が用いられるのであれば、次式が成り立つ。

この計算の結果が０なので、放電管１１の放電軸において理想的には最小値となる。

放電管に対して主として横に位置付けられる第２ポールの３つの部分の適用とは別に、第２ポールの複数（３つを超える数）の部分を放電管に対して横に位置付けられることもできることは勿論であることは明らかである。

本発明により放電ランプの側面図。 図１による放電ランプの平面図。 本発明による別の好適実施例の放電ランプの平面図。

Claims (9)

1. 一端にランプキャップが設けられた外側バルブを有するものであって、前記外側バルブは、
   ・電極を備えた放電管と、
   ・第１ポール及びこの第１ポールから所定の距離をおいた第２ポールと、
   を収納し、
   これらポールは、前記ランプキャップと前記電極との間の電気的接続を確立し、前記第２ポールの少なくとも一部は、放電軸に対して主として横に位置付けられ、前記放電軸は、前記電極間において最短の接続を形成する、
   放電ランプであって、
   前記第２ポールは、前記放電管に対して片側に位置付けられ、前記第２ポールは、前記放電管の位置における磁界が最小化されるように形成される、
   放電ランプ。
2. 請求項１に記載の放電ランプであって、前記第２ポールは、前記放電管における放電軸に対して横に位置付けられかつ間隔をおかれた複数の連続的部分を具備する、放電ランプ。
3. 請求項２に記載の放電ランプであって、前記第２ポールの前記部分により生起される磁界は、少なくとも２つの方向に方位付けられる、放電ランプ。
4. 請求項２又は３に記載の放電ランプであって、当該少なくとも２つの部分と前記放電管との間の最短距離は異なる放電ランプ。
5. 請求項４に記載の放電ランプであって、前記第２ポールの各部分は、
   ｎｉ＝生起される磁界の方向、
   Ｎ＝前記放電管の放電軸に対して横に位置付けられる前記第２ポールの部分の数、
   Ｉ＝動作状態において当該放電チャネルを通じて流れる電流の強度、
   ｄｉ＝前記第２ポールの所定の部分と前記放電管の放電軸との間の最短距離、
   としたときに、互いに、
   

   

   が成立するように位置付けられる、放電ランプ。
6. 請求項１ないし５のうちいずれか１つに記載の放電ランプであって、前記放電管は、密閉されるように形成され、少なくとも１つの金属素子を収納する、放電ランプ。
7. 請求項６に記載の放電ランプであって、前記金属素子は、ハロゲン化金属の一部を形成する、放電ランプ。
8. 請求項１ないし７のうちいずれか１つに記載の放電ランプであって、前記外側バルブには拡散層が設けられている、放電ランプ。
9. 請求項１ないし８のうちいずれか１つに記載の放電ランプであって、外側バルブには蛍光性の層が設けられている、放電ランプ。
   

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