JP2007059149A - 金属蒸気放電ランプ、および当該金属蒸気放電ランプを有する照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 可能な限り歩留まりを低下させず、かつ、コンパクト性を確保できる金属蒸気放電ランプ等を提供すること。
【解決手段】 一端部にピンチシール部５０を有し、内部に発光管が収納されてなる筒状をした気密容器である内管１４と、一端が閉塞され他端が開口されてなる筒状をし、前記気密容器に被せられた保護容器である外管と、内管１４を前記ピンチシール部５０で支持すると共に、前記外管を開口端部で支持する口金１８とを有し、前記ピンチシール部５０は、略一様な厚みの板状部７４と板状部７４からその幅方向に延出され、板状部７４よりも大きな厚みを有する膨出部７６とを有し、口金１８は、膨出部７６の厚みＤ２よりも小さな間隔Ｄ３で対向配置された第１および第２の支持部６６，６８を有していて、内管１４は、前記両支持部６６，６８間に板状部７４が嵌め込まれて支持されている。
【選択図】 図３

Description

本発明は、金属蒸気放電ランプ、および当該金属蒸気放電ランプを有する照明装置に関する。

大光束、高効率、長寿命である金属蒸気放電ランプ、例えばメタルハライドランプは、従来、前記特徴から種々の場所で広く使用されている。最近ではコンパクトで演色性の良い、低消費電力のメタルハライドランプが開発され、店舗等のスポットライト用照明装置の光源として用いられている。スポットライト用に使用するには、特にコンパクト性が重視される。そのようなメタルハライドランプが特許文献１に開示されている。

当該メタルハライドランプ２００を図８（ａ）に示す。
メタルハライドランプ２００は、内部に一対の電極（不図示）が配された発光管２０２を有する。発光管２０２からは、前記各電極に電気的に接続された導線２０４、２０６が導出され、導線２０６はさらに、導線２０８に接続されている。導線２０４，２０８の一端部は、それぞれ金属箔２１０，２１２に接続されている。また、メタルハライドランプ２００は、発光管２０２をはじめとする上記した構成部材をすべて収納する外管２１４を有している。

外管２１４における前記金属箔２１０，２１２の存する側の一端部部分は、いわゆるピンチシール法によって圧潰され当該金属箔２１０，２１２相当部分において気密封止されている。ここで、外管２１４において前記圧潰封止されてなる部分をピンチシール部２１６と称することとする。外管２１４の他端部部分の凸部２１８は、当該外管２１４内を真空引きする際に用いた排気管の残部であるチップオフ部２１８である。外管２１４内を真空にするのは、ランプ点灯時に高温にさらされる導線２０４，２０６，２０８等の金属部材の酸化を防止するためである。なお、図８（ａ）には現れないが、金属箔２１０，２１２の導線２０４，２０８接続側とは反対側の端部の各々には、リード線２２０，２２２（図８（ｂ））が接続され各リード線２２０，２２２はそれぞれが、後述する口金２２６のピン２３２，２３４に接続されている。

発光管２０２や外管２１４等からなり、上記のような構成を有する組立体２２４には、口金２２６が装着されている。当該口金２２６には、例えば、図８（ａ）に示すようなピンタイプが用いられる。
図８（ｂ）に、口金２２６の斜視図と外管２１４のピンチシール部２１６を示す。
口金２２６は、全体的に円柱状をした絶縁部２２８を有する。絶縁部２２８は、溝部２３０を有する。前記組立体２２４は、そのピンチシール部２１６を、前記溝部２３０に挿入して支持された状態で、溝部２３０に無機接着剤（不図示）が充填されて固着される。なお、絶縁部２２８底部には、金属材料からなる中空のピン２３２，２３４が植設されている。ピンチシール部２１６を溝部２３０に挿入する際に、前記各リード線２２０，２２２が対応するピン２３２，２３４の貫通孔（不図示）に挿通される。

上記の構成からなるメタルハライドランプ２００は、発光管２０２が破損し、外管２１４が損傷した場合でも安全性が確保できるように、取り付けた状態で当該メタルハライドランプ２００の周囲を覆う構造を有する照明器具に用いられる。因みに、当該照明器具において光を取り出す部分には、透光性を有するガラス部材（以下、「前面ガラス」と言う。）が用いられている。

一方で、スポットライト用の照明器具には、前面ガラスを有しない下面開放型のものもあり、こうした下面開放型照明器具にメタルハライドランプを使用したいといった要請があるが、この場合にも、やはり安全性を確保する必要がある。このために、メタルハライドランプ２００自身に、さらに、外管２１４を覆う第２外管を設けるといった構造とすることが考えられる。第２の外管を設ける場合でも、コンパクト性を重視する観点から、出来る限り第２の外管は、小さくすることが好ましい。すなわち、外管２１４の外径と第２の外管の内径とを近づけ、両者の間の間隙を可能な限り小さくすることが好ましい。
特開平１１−９６９７３号公報（図６）

しかしながら、上記の観点から第２の外管を設計すると、以下に記す理由から、当該第２の外管が外管２１４に嵌らなくなるといった事態が生じる。
すなわち、組立体２２４が、口金２２６に対して傾いて取り付けられる場合があり、この場合に、第２の外管に外管２１４が干渉してしまうからである。ピンチシール部２１６は、図８（ｂ）のＣ−Ｃ断面図に示すように、その加工法上、全体的に厚みが一様ではなく、両端部分に膨出部２３６，２３８が発生する。膨出部２３６，２３８の厚みがばらつくので、溝部２３０の溝幅Ｄ４よりも膨出部の厚みＤ５が小さくなり過ぎた場合は、外管２１４（組立体２２４全体）が、ピンチシール部２１６の厚み方向に傾いてしまうのである。

第２の外管が嵌らなくなるといった上記の問題を解消するため、当該第２の外管を大きく（内径を拡げる）ことが考えられるが、そうすると、コンパクト化の要請に反し、第２の外管の中で組立体２２４が傾いて見えるといった意匠的な不具合も生じる。
また、溝部２３０の溝幅Ｄ４を狭くすることも考えられるが、膨出部の厚みＤ５がそれ以上に大きくばらついてしまった場合には、組立体２２４が口金２２６に取付られなくなるものが発生し、製品としての歩留まりが低下してしまう。

本発明は、上記した課題に鑑み、可能な限り歩留まりを低下させず、かつ、コンパクト性を確保できる金属蒸気放電ランプ、および当該金属蒸気放電ランプを有する照明装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明に係る金属蒸気放電ランプは、一端部にピンチシール部を有し、内部に発光管が収納されてなる筒状をした気密容器と、一端が閉塞され他端が開口されてなる筒状をし、前記気密容器に被せられた保護容器と、前記気密容器を前記ピンチシール部で支持すると共に、前記保護容器を開口端部で支持する口金とを有し、前記ピンチシール部は、略一様な厚みの板状部と当該板状部からその幅方向に延出され、前記板状部よりも大きな厚みを有する膨出部とを有し、前記口金は、前記膨出部の厚みよりも小さな間隔で対向配置された第１および第２の支持部を有していて、前記気密容器は、前記両支持部間に前記板状部が嵌め込まれて支持されていることを特徴とする。

また、前記ピンチシール部と前記両支持部とがその間隙に充填された無機接着剤で固着されていることを特徴とする。
上記の目的を達成するため、本発明に係る照明装置は、ソケットを有し、光射出方向前方が開放されてなる照明器具と、前記ソケットに前記口金が装着された上記金属蒸気放電ランプとを有することを特徴とする。

上記構成からなる本発明に係る金属蒸気放電ランプによれば、ピンチシール部の比較的厚みの安定する板状部を、対向配置された第１および第２の支持部間に嵌め込んで、筒状をした気密容器を支持する関係上、できる限り第１の支持部と第２の支持部の対向間隔を板状部の厚みに近づけることができるので、気密容器の口金に対する傾きを可能な限り抑制することができる。その結果、同じく筒状をし、前記気密容器に被せられる保護容器の小型化が可能となり、ランプ全体をコンパクトにすることができる。また、厚みの安定する前記板状部を支持することとしたので、当該板状部が第１および第２支持部の支持部間に嵌らないといった事態を可能な限り回避でき、ランプ製造上の歩留まりの低下を抑制できる。

また、本発明に係る照明装置によれば、上記金属蒸気放電ランプを有しているので、コンパクトな照明装置が実現できる。また、ランプ自身が保護容器を備えているので、前方開放型の照明器具にかかわらず、安全性を確保できる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
図１は、高圧金属蒸気放電ランプの一例として示すメタルハライドランプ１０の一部切欠正面図であり、図２は、同一部切欠右側面図である。メタルハライドランプ１０の定格電力は７０[Ｗ]である。
メタルハライドランプ１０は、発光管１２と当該発光管１２を収納する気密容器である内管１４と当該内管１４に被せられた保護容器である外管１６とを備える３重管構造を有し、前記内管１４と前記外管１６とが、Ｅ型の口金１８に支持されてなるメタルハライドランプである。

発光管１２は、本管部２０と当該本管部２０の管軸方向両側に形成された細管部２２，２４とからなる外囲器２６を有している。本管部２０および細管部２２，２４は、例えば、透光性セラミックで形成されている。透光性セラミックには、例えば、アルミナセラミックを用いることができる。図１、図２に示す例では、外囲器２６は、本管部２０と細管部２２，２４とをそれぞれ別個に成形した後、両者を焼きばめによって一体化したものを用いているが、これに限らず、例えば、外囲器には、本管部と２つの細管部とを一体成形によって形成されたものを用いても構わない。

本管部２０は、気密封止された放電室（不図示）を有し、当該放電室には、一対の電極（不図示）が対向して配置されている。また、放電室には、金属ハロゲン化物、希ガス、および水銀がそれぞれ所定量封入されている。金属ハロゲン化物としては、ヨウ化ナトリウムやヨウ化ジスプロシウム等が用いられる。
細管部２２，２４の各々には、先端部に前記各電極が接合された給電体２８，３０が挿入されている。給電体２８，３０は、それぞれの細管部２２，２４における、本管部２０とは反対側の端部部分に流し込まれたフリットからなるシール材３２，３４によって封着されている。なお、図１、図２に現れているシール材３２，３４部分は、細管部２２，２４端部からはみ出た部分である。

給電体２８の電極とは反対側の端部は電力供給線３６に電気的に接続されており、同じく、給電体３０の電極とは反対側の端部が電力供給線３８に電気的に接続されている。
電力供給線３６，３８はそれぞれ、金属箔４０，４２を介して、外部リード線４４，４６に電気的に接続されている。なお、一方の電力供給線３６において、少なくとも他方の電力供給線３８やこれに接続された給電体３０と対向する部分は、例えば石英ガラスからなるスリーブ４８で被覆されている。

外部リード線４４は口金１８の後述するシェル部６０に、外部リード線４６は口金１８の後述するアイレット部６２にそれぞれ電気的に接続されている。
上記した発光管１２等は、図１、図２に示すように、筒状、例えば円筒状をした内管１４内に収納されている。内管１４は、例えば石英ガラスからなり、前記金属箔４０，４２の存する側の一端部部分は、いわゆるピンチシール法によって圧潰され当該金属箔４０，４２相当部分において気密封止されている。したがって、内管１４は、片封止型の気密容器であるといえる。ここで、内管１４において前記圧潰封止されてなる部分をピンチシール部５０と称することとする。なお、ピンチシール部５０の詳細については後述する。

内管１４の他端部部分の凸部５２は、当該内管１４内を真空引きする際に用いた排気管の残部であるチップオフ部５２である。内管１４内を真空にするのは、ランプ点灯時に高温にさらされる前記給電体２８，３０、電力供給線３６，３８等の金属部材の酸化を防止するためである。酸化防止の観点から、内管１４の内部（であって、発光管１２の外部）は、真空にするのではなく、不活性ガスを充満させることとしても構わない。

なお、前記ピンチシール部５０が口金１８に支持され、両者は無機接着剤５４によって固着されているのであるが、その支持構造等については後述する。無機接着剤５４は、シリカおよびアルミナを主成分とするものであり、１０００℃の耐熱温度を有する。
内管１４には、図１、図２に示すように有底筒状をした（すなわち、一端が閉塞され他端が開口されてなる筒状をした）外管１６が被せられている。外管１６は、例えば硬質ガラスからなり、保護管として機能する。すなわち、発光管１２が破損し、内管１４が損傷した場合であってもそれ以上の破片等の拡散を防ぐ役割を果たす。また、この外管１６は、ランプのコンパクト性を確保するために内管１４と同じ筒状、例えば円筒状であり、組立工程において外管１６を内管１４に被せる際のクリアランスを確保するために、内管１４との間の隙間が平均で１ｍｍ〜２ｍｍある。外管１６は、その開口端部５６が口金１８に支持され、両者は無機接着剤５４によって固着されているのであるが、その支持構造等については後述する。

図３に、口金１８の斜視図と内管１４のピンチシール部５０とを示す。また、図４（ａ）に口金１８の平面図を、図４（ｂ）に図１におけるＡ−Ａ線断面図を示す。なお、煩雑さを避けるため、図４（ｂ）では、無機接着剤５４の図示を省略している。
口金１８は、全体的に絶縁材料であるステアタイトからなる絶縁部５８で形成されており、当該絶縁部５８に対し、図３に示すように、導電材料からなり、前記外部リード線４４，４６を接続するためのシェル部６０、アイレット部６２が設けられた構成を有している。

絶縁部５８は、有底円筒部６４を有する。また、絶縁部５８は、有底円筒部６４の底部から立設された柱体をした第１支持部６６、第２支持部６８を有している。第１支持部６６と第２支持部６８は、図４（ａ）に示すように、対向配置されており、対向する部分の側壁６６ａ、６８ａは、平行な平面に形成されている。また、側壁６６ａ、６８ａと反対側の側壁６６ｂ、６８ｂは、円柱外周の一部を成すような面に形成されている。なお、図４（ａ）において、符号７０が指すのは、外部リード線４４をシェル部６０へ導出するための貫通孔であり、符号７２が指すのは、外部リード線４６をアイレット部６２へ導出するための貫通孔である。

ピンチシール（圧潰封止）は、加熱軟化させた封止予定部を、一対のピンチャー（押型）により両側から機械的に圧潰する加工法である。一対のピンチャーの平行な２平面間で圧潰するため、当該２平面間に存する部分は、略一様な安定した（加工される部材間でばらつきの少ない）厚みを有する板状となる。図３のＢ−Ｂ線断面図において、符号７４で示す領域がこの板状となった部分である（以下、この部分を「板状部７４」と称する。）。ピンチャーの前記２平面間からはみ出し、前記板状部７４の幅方向に延出される部分は、当該２平面の最終間隔（板状部７４の厚み）よりも大きな厚みに膨出する。Ｂ−Ｂ線断面図に、符号７６で示す領域がこの膨出した部分である（以下、この部分を「膨出部７６」と称する。）。膨出部７６は、ピンチャーの押圧面（前記２平面以外の押圧面）に比較的拘束されずに形成される部分なので、その形状は不安定で、厚みもばらつく。

従来は、膨出部２３６，２３８を専ら支持するようにしているので（図８（ａ）、（ｂ））、既述したように、外管２１４が口金２２６に対して傾いて取り付けられる事態が発生するのである。
本実施の形態では、図４（ｂ）に示すように、第１支持部６６および第２支持部６８で、安定した一様な厚みの板状部７４を専ら支持することとした。すなわち、第１支持部６６と第２支持部６８の間に板状部７４を嵌め込んで支持することとした。こうすることにより、板状部７４が嵌め込まれた状態での、当該板状部７４と第１、第２支持部６６，６８との間の間隙をできるだけ少なくすることができ、その結果、口金１８に対し内管１４をピンチシール部５０の厚み方向に可能な限り傾かせることなく支持することができるのである。板状部７４の厚みＤ１（図３）は、例えば、２．１±０．１ｍｍの加工精度で仕上がるのに対し、膨出部７６の厚みＤ２（図３）は、例えば、３．５±０．５ｍｍといった具合にばらつく。この場合に、第１支持部６６と第２支持部６８の対向配置間隔Ｄ３（図３）は、Ｄ２よりも小さな、例えば、２．５ｍｍとすることができる。

また、第１支持部６６、第２支持部６８は、外管１６もその開口端部５６（図１）で支持している。すなわち、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、外管１６は、側壁６６ｂおよび側壁６８ｂにガイドされて外挿され、当該第１支持部６６、第２支持部６８に支持される。
次に、口金の変形例について、図５（ａ）、（ｂ）を参照しながら説明する。図５（ａ）、（ｂ）は、変形例に係る口金の平面図である。図５において、外管１６と内管１４のピンチシール部５０とは、一点鎖線で表している。
（変形例１）
変形例１に係る口金８０では、第１支持部８２と第２支持部８４とをそれぞれ、複数（本例では２個）の支持部材で構成することとした。すなわち、第１支持部８２は、第１ピンチシール部支持部材８６と第１外管支持部材８８とで構成し、第２支持部８４は、第２ピンチシール部支持部材９０と第２外管支持部材９２とで構成することとした。
（変形例２）
変形例２に係る口金では、各支持部をさらに多くの支持部材で構成することとした。具体的には、第１支持部９８を、円柱状をした５個の支持部材１００で構成することとし、その内、２個の支持部材１００をピンチシール部５０の支持に割り当て、残り３個の支持部材を外管１６の支持に割り当てることとした。第２支持部９８も、５個の支持部材１０２で構成することとし、当該５個の支持部材１０２を、第１支持部９６と同様に割り当てた。

続いて、メタルハライドランプ１０を光源に有するスポットライト用の照明装置を図６、図７を参照しながら説明する。
図６に示すように、当該照明装置１１０は、照明器具１１２と当該照明器具１１２に装着されるメタルハライドランプ１０とで構成される。当該照明器具１１２は、スポットライト用であると共に、メタルハライドランプ１０からの光射出方向に前面ガラスを有しない、前方開放型の照明器具である。照明器具１１２は、例えば、天井に取り付けられる。このように天井等に取り付けられると、光射出方向は下方となる。したがって、この場合、照明器具は下面開放型となる。また、メタルハライドランプ１０を点灯させるための安定器（不図示）は、天井内に埋め込まれる等して当該天井に設けられる。

図７は、メタルハライドランプ１０の口金１８が装着された状態で、照明器具１１２のソケット１１４の断面を示す図である。図７に示すように、ソケット１１４は、本体部１１６と、当該本体部１１６内に設けられた第１端子１１８、および第２端子１２０を有する。第１端子１１８は、シェル部６０と螺合する雌ねじ形状に形成されていて、シェル部６０を当該第１端子１１８にねじ込むことによって、シェル部６０と第１端子１１８とが電気的に接続されると共に、口金１８（メタルハライドランプ１０）がソケット１１４（照明器具１１２）に取付られることとなる。ねじ込み完了状態において、断面「コ」字状をし、弾性片からなる第２端子１２０の一端部部分にアイレット部６２が当接し、第２端子１２０が弾性変形して（撓んで）、第２端子１２０とアイレット部６２とが電気的に接続されることとなる。

以上、本発明を実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明は、上記した形態に限らないことは勿論であり、例えば、以下のような形態としても構わない。
（１）上記実施の形態のメタルハライドランプでは、口金にＥ型（エジソンベース）のものを用いたが、本発明は、ピンタイプやスワン式の口金にも適用可能である。
（２）上記実施の形態のメタルハライドランプは定格電力が７０[Ｗ]であったが、本発明は、定格電力２０[Ｗ]〜１５０[Ｗ]のものに適用可能である。
（３）上記実施の形態では、本発明をメタルハライドランプに適用した例を示したが、本発明は、他の種類の高圧金属蒸気放電ランプ、例えば、高圧水銀灯、高圧ナトリウム灯等にも適用可能である。

本発明に係る金属蒸気放電ランプは、例えば、コンパクト性が要求されると共に、前方開放型の照明器具に装着しても安全性が確保できるランプとして好適に利用可能である。

実施の形態に係るメタルハライドランプの一部切欠正面図である。 上記メタルハライドランプの一部切欠側面図である。 上記メタルハライドランプが備える口金の斜視図および内管のピンチシール部を示す図である。 （ａ）は上記口金の平面図であり、（ｂ）は図１におけるＡ−Ａ線断面図である。 （ａ）、（ｂ）共に、上記口金の一変形例を示す平面図である。 実施の形態に係る照明装置を示す図である。 上記照明装置を構成するメタルハライドランプおよび照明器具のソケット部分の断面を示す図である。 （ａ）は、従来のメタルハライドランプの正面図であり、（ｂ）は、当該メタルハライドランプの備える口金の斜視図およびピンチシール部を示す図である。

符号の説明

１２ 発光管
１４ 内管
１６ 外管
１８，８０，９４ 口金
５０ ピンチシール部
７４ 板状部
７６ 膨出部
６６，８２，９６ 第１支持部
６８，８４，９８ 第２支持部
１１０ 照明装置
１１２ 照明器具
１１４ ソケット

Claims (3)

1. 一端部にピンチシール部を有し、内部に発光管が収納されてなる筒状をした気密容器と、
   一端が閉塞され他端が開口されてなる筒状をし、前記気密容器に被せられた保護容器と、
   前記気密容器を前記ピンチシール部で支持すると共に、前記保護容器を開口端部で支持する口金とを有し、
   前記ピンチシール部は、略一様な厚みの板状部と当該板状部からその幅方向に延出され、前記板状部よりも大きな厚みを有する膨出部とを有し、前記口金は、前記膨出部の厚みよりも小さな間隔で対向配置された第１および第２の支持部を有していて、
   前記気密容器は、前記両支持部間に前記板状部が嵌め込まれて支持されていることを特徴とする金属蒸気放電ランプ。
2. 前記ピンチシール部と前記両支持部とがその間隙に充填された無機接着剤で固着されていることを特徴とする請求項１記載の金属蒸気放電ランプ。
3. ソケットを有し、光射出方向前方が開放されてなる照明器具と、
   前記ソケットに前記口金が装着された請求項１または２記載の金属蒸気放電ランプとを有することを特徴とする照明装置。

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