JP2007323940A - 放電ランプ - Google Patents

Abstract

【課題】ランプの誤装着を防ぎ叉は誤装着されたとしても破損に至らず、かつ強度、コンパクト化、低価格化、及び作業性等のいずれの面においても優れる金属蒸気放電ランプ等の放電ランプを提供する。
【解決手段】絶縁性の筐体部（６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｆ）と、ねじ山を有し筐体部外周に被嵌された第１電極６ｄと、第１電極６ｄと所定の絶縁距離を保つ第２電極６ｅとを含むねじ込み式の口金部を備える放電ランプであって、筐体部は、第１電極６ｄが被嵌された第１電極支持部６ｄに対して、第２電極６ｅが冠着されている第２電極支持部６ｃとは反対側の筐体部分に、最大直径が第１電極６ｄの外郭に対する最大内径以下であるねじ込み深さ確保域６ｆを有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、放電ランプに関し、特に、コンパクトなメタルハライドランプ等の金属蒸気放電ランプの口金の改良に関する。

近年、一般照明用のメタルハライドランプ等の金属蒸気放電ランプの普及が進んでいる。
現在一般照明用の光源ランプとしては、白熱電球、熱陰極蛍光ランプ、ハロゲン白熱ランプ等が多く用いられているが、これらのランプに比べ、金属蒸気放電ランプは高輝度及び高色温度の光を放射するので、今後金属蒸気放電ランプのコンパクト化、低価格化等が進めば、より一層金属蒸気放電ランプの普及が進むことは想像に難くない。

一般に、各種光源ランプは、口金を有しこの口金を照明器具のソケットに取り付けて使用されるものであり、特に、日本工業規格における「Ｅ口金」の規格に準拠した口金及びソケットを使用するものが多い（特許文献１を参照）。
ここで、「Ｅ口金」に用いられる金属シェル等の部品が標準化され量産されており、また複数種類の光源ランプに同一の部品を共通で用いることによってより一層の量産効果が生じるため、「Ｅ口金」の規格に準拠した光源ランプや照明器具は価格の面で有利である。

一方、「Ｅ口金」の規格に準拠した光源ランプでは、金属シェル等を碍子に固着する為にカシメ等の作業や、発光管の放電電極と電気的に接続する為に半田付け等の作業が必要であるが、カシメ位置及び半田付け位置等の周辺にはスペースの余裕があまりなく作業性がよくない。
特開２００１−１６７７３７号公報

ところが、複数種類の光源ランプに同一の部品を共通で用いると、誤装着の問題が起こり得る。例えば、金属蒸気放電ランプには始動点灯時に高電圧パルスを印加するものがあり、このような金属蒸気放電ランプ用のソケットにハロゲン白熱ランプが誤装着されると、規格外の高電圧が誤って印加されてハロゲン白熱ランプのバルブが激しく破損してしまうことになりかねない。

そこで例えば、同程度の大きさの金属蒸気放電ランプとハロゲン白熱ランプとにおいて、両方のランプの第１電極に「Ｅ口金」の規格に準拠した同一の金属シェルを共通に用いたとしても、金属蒸気放電ランプにおける第１電極と第２電極との距離を、ハロゲン白熱ランプにおける当該距離よりも長くすることによって、始動点灯時の高電圧パルスに対する耐圧を確保しつつ、誤装着されたとしても破損しないように設計することができる。

ところが、逆に第１電極と第２電極との距離をあまり大きくすると、強度不足や、コンパクト化及び低価格化の妨げになる等の問題が生じるので、当該距離にはおのずと限界がある。
本発明は、金属蒸気放電ランプ用のソケットに他のランプの誤装着を防ぎ、叉は誤装着されたとしても破損に至らず、かつ強度、コンパクト化、低価格化、及び作業性等のいずれの面においても優れる金属蒸気放電ランプ等の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に、本発明に係る放電ランプは、絶縁性の筐体部と、ねじ山を有し筐体部外周に被嵌された第１電極と、当該第１電極と所定の絶縁距離を保った状態で筐体部先端に冠着された第２電極とを含むねじ込み式の口金部を備える放電ランプであって、前記筐体部は、前記第１電極が被嵌された第１電極支持部分に対して、前記第２電極が冠着されている第２電極支持部分とは反対側の筐体部分に、最大直径が、前記第１電極の外郭に対する最大内径以下であるねじ込み深さ確保域を有することを特徴とする。

課題を解決するための手段に記載した構成により、本発明に係る放電ランプはねじ山を有する電極の発光管側（ねじ込まれる方向と反対側）に、直径が電極よりも小さいねじ込み深さ確保域を有することとなるので、電極間の距離を過度に大きくすることなく、他の種類のランプの誤装着を防ぎ、叉は誤装着されたとしても電気的に接続されないように設計することが容易となり、強度不足や、コンパクト化及び低価格化の妨げになる等の問題が生じにくく、また設計の自由度を高くすることができる。

また、上記ねじ込み深さ確保域を有することにより、第１電極を筐体部に固着する際のカシメ等の作業性や、発光管の放電電極と電気的に接続する際の半田付け等の作業性を向上させることができ、さらには、カシメ等による第１電極の変形分をこのねじ込み深さ確保域に逃がすことができるので、異極間距離のバラツキが抑えられ、マージンを小さくできる分だけ全体的にコンパクトにすることができる。

また、放電ランプにおいて、前記筐体部は、さらに、前記ねじ込み深さ確保域の、第１電極支持部分から遠い側の域端に、最大直径が、前記第１電極の外郭の最大内径よりも大きい台座部分を有することを特徴とすることもできる。
これにより、ねじ込み深さ確保域を有さず台座部分を有する口金を備える他の種類のランプが誤装着されたとしても、台座部分が照明器具のソケットと干渉して電気的に接続されないので、規格外の高電圧が誤って印加されて破損することがない。

また、放電ランプにおいて、前記ねじ込み深さ確保域は、ねじ込み深さ方向の長さが、０．５ｍｍ以上、２．０ｍｍ以下であることを特徴とすることもできる。
これにより、ねじ込み深さ確保域のねじ込まれる方向における長さが、０．５〜２．０ｍｍとなるので、第２電極部分の強度不足や、コンパクト化及び低価格化の妨げになる等の問題を生じさせることのない適切な長さのねじ込み深さ確保域を有する放電ランプを提供することができる。

また、放電ランプにおいて、前記放電ランプは、始動時に外部から高圧パルスが印加されることにより点灯するものであり、前記所定の絶縁距離は、前記高圧パルスに耐え得る絶縁距離であることを特徴とすることもできる。
これにより、金属蒸気放電ランプのような始動時に外部から高圧パルスが印加されることにより点灯する放電ランプにおいて、第１電極として使用する金属シェルと同一叉は類似する金属シェルを用いた他の種類のランプの誤挿入を防ぎ、叉は高圧パルスが印加されない種類のハロゲン白熱ランプ等のランプが誤装着されたとしても破損しないように設計することが容易にできる。

また、放電ランプにおいて、前記第１電極は、他の種類のランプにも用いられる汎用部品からなることを特徴とすることもできる。
これにより、第１電極として使用する金属シェルを、汎用部品から選択することができるので、設計が容易となり、叉価格の面で有利でありコストダウンが図れる。

（実施の形態１）
＜概要＞
本発明は、ねじ山を有する電極の位置を発光管から遠い側（ねじ込まれる方向側）にずらして隙間を空け、台座部分と電極との間に間隔を有することを特徴とするメタルハライドランプ等の金属蒸気放電ランプであり、この間隔により、ハロゲン白熱ランプ等の他の種類のランプとの互換性をなくすことができ、第１電極と第２電極との距離を短くでき、さらにねじ山を有する電極に「Ｅ口金」の規格に準拠した汎用部品を用いることが容易となるので、強度、コンパクト化、低価格化、及び設計容易性等のいずれの面においても優れ、また作業スペースが広くなるので作業性においても優れる。

＜構成＞
図１は、本発明の実施の形態１における放電ランプの概要を示す図である。
図１に示すように、本発明の実施の形態１における放電ランプ１０は、始動時に外部から高圧パルスが印加されることにより点灯する７０Ｗの金属蒸気放電ランプであって、外管１と、内管２と、発光管３と、給電体４ａ、４ｂと、電力供給線５ａ、５ｂと、口金６とを備える。

外管１は、外径２０．５ｍｍ、内径１７．９ｍｍの硬質ガラス管であり、その一端に閉塞部１ａが形成され、他端に口金６が取り付けられ、内部に内管２を位置させている。
内管２は、外管１内に位置し、外径１５．５ｍｍ、内径１３．０ｍｍの石英管であり、その一端にピンチシール部２ａを有し、内部の真空雰囲気中に発光管３位置させている。
発光管３は、内管２内に位置し、全長３９ｍｍ、最大外径９．９ｍｍのアルミナセラミック等の透光性セラミック製であり、中央に発光部３ａを、両端にそれぞれ細管部３ｂ、３ｃを有し、発光部３ａの内部に一対の放電電極（図示せず）を備え、発光物質として例えば、発光金属、希ガス、及び水銀がそれそれ規定量だけ封入されており、口金６を介して給電を受けて発光する
ここで発光金属は、ヨウ化ナトリウムやヨウ化ジスプロシウム等のハロゲン化金属である。

また、給電体４ａ、４ｂはそれぞれ、一端が細管部３ｂ、３ｃの内部で一対の放電電極のそれぞれに接続され、他端が電力供給線５ａ、５ｂに接続されている。
口金６は、一対の給電電極を備える外部器具に保持され外部器具から給電を受けるものであり、外管・内管装着台座部６ａを有し、外管・内管装着台座部６ａには、外管１、及び内管２のピンチシール部２ａが挿入され、耐熱温度が１０００℃以上の無機接着剤により固着されている。

図２は、口金６の詳細を示す図である。
図２に示すように、口金６は、外管・内管装着台座部６ａ、第１電極支持部６ｂ、第２電極支持部６ｃ、ねじ込み深さ確保域６ｆの各部分からなる筐体部と、金属シェル等の金属導体である第１電極６ｄと、接触端子等の金属導体である第２電極６ｅとから構成されている。

なお図２においては、説明のために、第１電極６ｄの一部をカットしたカットモデルを示し、電力供給線５ａ、５ｂとの接続部分を記載している。
筐体部は、アルミナ等により成形された絶縁性の高い碍子である。
外管・内管装着台座部６ａは、ねじ込み深さ確保域６ｆの第１電極支持部６ｂから遠い側の域端（発光管３に近い側、ねじ込まれる方向と反対側）に位置し、最大直径が、第１電極６ｄの外郭の最大内径よりも大きい。要するに、外管・内管装着台座部６ａの直径を、第１電極６ｄ用の外部器具のねじ込み穴の最大直径よりも大きくすることにより、外管・内管装着台座部６ａが当該ねじ込み穴に入らないようにして、ねじ込み深さを規制しているのである。

第１電極支持部６ｂは、第１電極６ｄが被嵌されており、第１電極６ｄを支持している。
ここで、第１電極支持部６ｂの外周面に見える３本の突起６ｈ、６ｉ、６ｊは、第１電極６ｄをねじ込んで挿入し支持するためのねじ山である。
また、第１電極６ｄはカシメ位置６ｋ、６ｌにおいてカシメにより第１電極支持部６ｂに固着されている。

第２電極支持部６ｃは、第１電極支持部６ｂの発光管３から遠い側（ねじ込まれる方向側）から、さらに発光管３から遠くなる方向（ねじ込まれる方向）に１０．５ｍｍ突出し、突出した部分の略先端に冠着され支持されている。
ここで、第２電極支持部６ｃにおける突出する距離を１０．５ｍｍとしたのは、始動時の高圧パルスに耐え得る絶縁距離を保つために必要な異極間距離を確保した結果である。

第１電極６ｄは、発光部３ａ内部の一対の放電電極の一方と電気的に接続されていると共に（図２中、半田付け位置６ｇにおいて電力供給線５ａが半田付けされ、電力供給線５ａを介して放電電極の一方と接続）、日本工業規格による「Ｅ１０口金」の規格に準拠し、真鍮にニッケルを施した螺旋状給電部材であり、ねじ山を有し第１電極支持部６ｂの外周に被嵌され、このねじ山により外部器具にねじ込まれることによって、外部器具に保持され、かつ外部器具の一方の給電端子と電気的に接続される。

なお、ここで第１電極６ｄは、他の種類のランプとの互換性をなくす為の観点を考慮することなく、外部器具に保持されるため、かつ外部器具の一方の給電端子と電気的に接続されるために必要十分な大きさ及び外形形状を備えればよい。
第２電極６ｅは、発光部３ａ内部の一対の放電電極のもう一方と電気的に接続されていると共に（図２中、電力供給線５ｂを介して放電電極のもう一方と接続
）、第１電極６ｄから始動時の高圧パルスに耐え得る所定の絶縁距離を保った状態で第２電極支持部６ｃの略先端の位置に冠着され、第１電極６ｄがねじ山により外部器具にねじ込まれて保持されることによって、外部器具のもう一方の給電端子に圧接されて当該給電端子と電気的に接続される。

ねじ込み深さ確保域６ｆは、第１電極６ｄが被嵌された第１電極支持部６ｂに対して、第２電極６ｅが冠着されている第２電極支持部６ｃとは反対側（発光管３に近い側、ねじ込まれる方向と反対側）の筐体部分に位置し、その最大直径は、第１電極６ｄの外郭に対する最大内径以下である。要するに、ねじ込み深さ確保域６ｆの直径を、第１電極６ｄ用の外部器具のねじ込み穴の最大直径以下とすることにより、外部器具のソケットにねじ込まれる際にソケット等と干渉しないようにして、ねじ込み深さ確保域６ｆが当該ねじ込み穴に確実に入るようにして、ねじ込み深さを確保しているのと同時に、第１電極６ｄを第１電極支持部６ｂに固着する際のカシメ作業や、電力供給線５ａを第１電極６ｄに電気的に接続する際の半田付け作業の作業性を向上させているのである。

ここで、ねじ込み深さ確保域６ｆの域長（ねじ込み深さ方向の長さ）Ｌは、各部材の公差、ランプ全長、カシメ後の変形量等を考慮すると、０．５ｍｍ以上、２．０ｍｍ以下であることが望ましい。
＜解説＞
図３（ａ）は、本発明の実施の形態１における放電ランプ１０用のソケットに、正しく放電ランプ１０が取り付けられた状態を示す図であり、図３（ｂ）は、同じく本発明の実施の形態１における放電ランプ１０用のソケットに、誤ってハロゲン白熱ランプが取り付けられた状態を示す図である。

図３（ａ）に示すように、ソケットに正しく放電ランプ１０が取り付けられた場合には放電ランプ１０に電力が供給されるが、図３（ｂ）に示すように、ソケットに誤ってハロゲン白熱ランプが取り付けられた場合にはハロゲン白熱ランプに電力が供給されないので、始動時の高圧パルスにより破損することがない。
なお、本発明の実施の形態１では、消費電力が７０Ｗの金属蒸気放電ランプを例にして具体的に説明したが、これと異なる消費電力の金属蒸気放電ランプであっても、封入金属の組成比率等の具体的な数値が異なっても、また異なるランプであっても、本発明と同様の特徴を備えるものであれば、同様に実施でき、同様の効果を得ることができる。

＜まとめ＞
以上のように、本発明の実施の形態１の放電ランプは、「Ｅ口金」の規格に準拠したねじ山を有する電極の発光管側に間隔を有するので、電極間の距離を過度に大きくすることなく、他の種類のランプの誤装着を防ぎ、叉は誤装着されたとしても電気的に接続されないように設計することが容易にでき、強度不足や、コンパクト化及び低価格化の妨げになる等の問題が生じにくく、また設計の自由度を高くすることができる。

また、上記間隔を有することにより、第１電極を第１電極支持部分に固着する際のカシメ等の作業性や、発光管部の放電電極と電気的に接続する際の半田付け等の作業性を向上させることができ、さらには、カシメ等による電極金具（金属シェル等）の変形分をこのねじ込み深さ確保域に逃がすことができるので、異極間距離のバラツキが抑えられ、マージンを小さくできる分だけコンパクトにすることができる。

本発明は、一般照明用の光源ランプ等に広く適用することができる。本発明によって、同一の部品を用いて安価にランプを製造しつつも比較的容易に互換性をなくさせることができ、特に高輝度及び高色温度の光を放射する金属蒸気放電ランプの普及の促進に寄与することができるので、その産業的利用価値は極めて高い。

本発明の実施の形態１における放電ランプの概要を示す図である。 口金６の詳細を示す図である。 （ａ）は、本発明の実施の形態１における放電ランプ１０用のソケットに、正しく放電ランプ１０が取り付けられた状態を示す図であり、（ｂ）は、同じく本発明の実施の形態１における放電ランプ１０用のソケットに、誤ってハロゲン白熱ランプが取り付けられた状態を示す図である。

符号の説明

１ 外管
１ａ 閉塞部
２ 内管
２ａ ピンチシール部
３ 発光管
３ａ 発光部
３ｂ 細管部
４ａ 給電体
５ａ 電力供給線
６ 口金
６ａ 外管・内管装着台座部
６ｂ 第１電極支持部
６ｃ 第２電極支持部
６ｄ 第１電極
６ｅ 第２電極
６ｆ ねじ込み深さ確保域
６ｇ 半田付け位置
６ｈ、６ｉ、６ｊ 突起
６ｋ、６ｌ カシメ位置
１０ 放電ランプ

Claims (5)

1. 絶縁性の筐体部と、ねじ山を有し筐体部外周に被嵌された第１電極と、当該第１電極と所定の絶縁距離を保った状態で筐体部先端に冠着された第２電極とを含むねじ込み式の口金部を備える放電ランプであって、
   前記筐体部は、
   前記第１電極が被嵌された第１電極支持部分に対して、前記第２電極が冠着されている第２電極支持部分とは反対側の筐体部分に、最大直径が、前記第１電極の外郭に対する最大内径以下であるねじ込み深さ確保域を有すること
   を特徴とする放電ランプ。
2. 前記筐体部は、さらに、
   前記ねじ込み深さ確保域の、第１電極支持部分から遠い側の域端に、最大直径が、前記第１電極の外郭の最大内径よりも大きい台座部分を有すること
   を特徴とする請求項１に記載の放電ランプ。
3. 前記ねじ込み深さ確保域は、
   ねじ込み深さ方向の長さが、０．５ｍｍ以上、２．０ｍｍ以下であること
   を特徴とする請求項１に記載の放電ランプ。
4. 前記放電ランプは、始動時に外部から高圧パルスが印加されることにより点灯するものであり、
   前記所定の絶縁距離は、前記高圧パルスに耐え得る絶縁距離であること
   を特徴とする請求項１に記載の放電ランプ。
5. 前記第１電極は、
   他の種類のランプにも用いられる汎用部品からなること
   を特徴とする請求項１に記載の放電ランプ。

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