JP2013254636A - High pressure discharge lamp - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、高圧放電ランプに関し、特に、透光外管の保護構造に関する。 The present invention relates to a high-pressure discharge lamp, and more particularly to a protective structure for a translucent outer tube.
高圧放電ランプは、発光管とそれを覆う透明な外管を有する。高圧放電ランプは、高輝度且つ高効率である特徴を有するが、点灯時に発光管の内部圧力が高くなるため、発光管が破裂する可能性がある。そこで、高圧放電ランプでは、発光管が破裂しても外管が破裂しないように、外管を保護する外管保護機構又は外管破裂防止機構が設けられている。 The high-pressure discharge lamp has an arc tube and a transparent outer tube covering the arc tube. The high-pressure discharge lamp has a feature of high brightness and high efficiency, but since the internal pressure of the arc tube becomes high at the time of lighting, the arc tube may burst. Therefore, the high pressure discharge lamp is provided with an outer tube protection mechanism or an outer tube rupture prevention mechanism for protecting the outer tube so that the outer tube does not rupture even if the arc tube ruptures.
外管保護機構として、発光管を透光性スリーブで覆い、更に、ワイヤで巻く方法が知られている。特許文献1には、フレーム部材と透光性スリーブに対して押圧力が加わるように金属線を巻きつける構造が記載されている。特許文献2には、フレーム部材と透光性スリーブに対して押圧力が加わるように金属線を巻きつけ、更に、その両端をフレーム部材に溶接した構造が記載されている。特許文献3には、アルミナ繊維糸をシュラウドの外周面に螺旋状に巻装する例が記載されている。
As an outer tube protection mechanism, a method of covering the arc tube with a translucent sleeve and winding it with a wire is known.
近年、石英ガラス製の発光管の代わりにセラミック製の発光管を採用したセラミックメタルハライドランプが使用されている。セラミックメタルハライドランプでは発光効率が80 lm/W以上かつ平均演色評価数(Ra)が80以上という高効率かつ高演色を実現することができる。セラミックメタルハライドランプの場合、発光管は通常の使用状態ではほとんど破裂しない。しかし、破裂する時には安定器の短絡などで定格電力の数倍以上の入力があった場合など、異常に大きなエネルギが発生していることがあり、通常想定していなかったような大きな事故につながる危険性もある。したがって、セラミックメタルハライドランプの場合には、通常の放電ランプの場合よりも大きな破壊エネルギに対応した外管保護機構を設ける必要がある。 In recent years, ceramic metal halide lamps employing ceramic arc tubes instead of quartz glass arc tubes have been used. A ceramic metal halide lamp can achieve high efficiency and high color rendering with a luminous efficiency of 80 lm / W or higher and an average color rendering index (Ra) of 80 or higher. In the case of a ceramic metal halide lamp, the arc tube hardly ruptures under normal use conditions. However, when bursting, if there is an input that is several times the rated power due to a short circuit of the ballast, etc., abnormally large energy may be generated, leading to a major accident that was not normally expected There is also danger. Therefore, in the case of a ceramic metal halide lamp, it is necessary to provide an outer tube protection mechanism corresponding to a larger breakdown energy than in the case of a normal discharge lamp.
そこで、セラミックメタルハライドランプでは、外管保護機構を強化するために、金属線の巻き数を増加させることが行われている。 Therefore, in the ceramic metal halide lamp, in order to strengthen the outer tube protection mechanism, the number of turns of the metal wire is increased.
しかしながら、金属線の巻き数を増加させると、金属線を等間隔に螺旋状に巻きつけることが困難となる。更に、螺旋状に巻きつけた金属線を等間隔に保持することは困難である。 However, when the number of turns of the metal wire is increased, it becomes difficult to wind the metal wire in a spiral shape at equal intervals. Furthermore, it is difficult to hold the metal wire wound in a spiral shape at equal intervals.
本発明の目的は、高圧放電ランプの外管保護機構において、金属線を等間隔に螺旋状に巻きつけ且つ保持することを容易化することにある。 An object of the present invention is to facilitate winding and holding a metal wire in a spiral shape at equal intervals in an outer tube protection mechanism of a high-pressure discharge lamp.
上記目的に鑑みて、本発明によると、1対の電極を内包する発光管と、該発光管を囲む円筒状の透光性スリーブと、該透光性スリーブの外側に軸線方向に沿って延びるフレームと、前記透光性スリーブと前記フレームの外側面に接触するように螺旋状に巻かれた金属線と、前記発光管と前記透光性スリーブと前記フレームを収納する透光性外管と、を有する放電ランプにおいて、前記フレームの外側面には所定の間隔にて前記金属線が係合する係合部が形成されており、前記螺旋状に巻かれた金属線は前記フレームの係合部に係合するように構成されている。 In view of the above object, according to the present invention, an arc tube containing a pair of electrodes, a cylindrical translucent sleeve surrounding the arc tube, and an axially extending outside of the translucent sleeve. A frame, a translucent sleeve, a metal wire spirally wound so as to be in contact with the outer surface of the frame, the arc tube, the translucent sleeve, and a translucent outer tube that houses the frame In the discharge lamp, the outer surface of the frame is formed with an engaging portion for engaging the metal wire at a predetermined interval, and the spirally wound metal wire is engaged with the frame. It is comprised so that it may engage with a part.
本発明の実施の形態によると、前記係合部は、凹部であってよい。更に、前記係合部は、隣接する2つの凸部の間に形成された谷部であってよい。 According to an embodiment of the present invention, the engaging portion may be a recess. Furthermore, the engaging portion may be a trough formed between two adjacent convex portions.
本発明の実施の形態によると、前記金属線は螺旋状に4〜8回巻かれており、前記金属線の螺旋のピッチは、8±2mmであってよい。 According to an embodiment of the present invention, the metal wire is spirally wound 4 to 8 times, and a pitch of the metal wire spiral may be 8 ± 2 mm.
本発明の実施の形態によると、前記金属線は硬質モリブデン線であり、前記金属線の両端は前記フレームに溶接により固定されてよい。 According to an embodiment of the present invention, the metal wire may be a hard molybdenum wire, and both ends of the metal wire may be fixed to the frame by welding.
本発明によれば、高圧放電ランプの外管保護機構において、金属線を等間隔に螺旋状に巻きつけ且つ保持することを容易化することができる。 According to the present invention, in the outer tube protection mechanism of a high-pressure discharge lamp, it is possible to facilitate winding and holding a metal wire in a spiral shape at equal intervals.
以下、本発明に係る放電ランプの実施形態に関して、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中、同じ要素に対しては同じ参照符号を付して、重複した説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of a discharge lamp according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
図1を参照して本実施形態に係る放電ランプの例を説明する。放電ランプは、透光性外管7とその内部に収容された発光管1を有する。外管7の端部には口金8が装着され、口金8にはステム2が装着されている。外管7内は高真空状態にて保持されている。発光管1内には、数種の金属ハロゲン化物と封入密度約6.0mg/cm3の水銀が封入されている。
An example of a discharge lamp according to the present embodiment will be described with reference to FIG. The discharge lamp has a translucent
発光管1の周囲は、円筒状の透光性スリーブ6によって囲まれている。透光性スリーブ6の両端は、支持板5a、5bによって支持されている。発光管1の両端は、支持板5a、5bの支持穴に固定されている。透光性スリーブ6及び支持板5a、5bは、フレーム3に支持されている。発光管1には1対の電極1aおよび1bが内包されている。口金側の電極1bは、図示しない発光管封入線を介し、口金側ニッケル線14bに接続され、更に、口金側リード線10に電気的に接続され、ステム2の一方の封入線に接続されている。他方の電極1aは、同様に図示しない他方の発光管封入線を介し、ニッケル線14aに接続され、更に、フレーム3に電気的に接続され、ステム2の他方の封入線に接続されている。
The circumference of the
図示のように、金属線12が、フレーム3および透光性スリーブ6の外側面に沿って巻かれている。図示の例では、金属線12は、7回巻き付けられている。金属線12は、例えば、線径0.25mmの硬質モリブデン線であってよい。フレーム3上の固定点12a、12bにおいて、金属線12の両端部がフレーム3に溶接され固定されている。
As shown, a
外管保護機構は透光性スリーブ6と金属線12を含む。本実施形態では、フレーム3の外側面の金属線12が接触する部分に、金属線12が係合するための係合部が形成されているが、それについては、後に詳細に説明する。
The outer tube protection mechanism includes a
図2は、図1の放電ランプの断面構成を示す。ここでは、金属線12が、フレーム3および透光性スリーブ6の外側面に沿って巻かれている状態を示す。発光管1を囲むように円筒状の透光性スリーブ6が設けられている。フレーム3は、透光性スリーブ6の直径方向両側に配置されている。金属線12は、フレーム3の外側面に接触し、更に、透光性スリーブ6の外側面に接触するように巻かれている。
FIG. 2 shows a cross-sectional configuration of the discharge lamp of FIG. Here, a state in which the
図3A及び図3Bを参照して、従来の放電ランプの外管保護構造を説明する。図3A及び図3Bは、放電ランプの外管内に設けられる内部構造の平面構成及び立面構成を示す。発光管1の周囲は、透光性スリーブ6によって囲まれている。発光管1の両端は、支持板5a、5bに固定されている。透光性スリーブ6及び支持板5a、5bは、フレーム3に支持されている。透光性スリーブ6の両側にゲッタ29が設けられる。
A conventional outer tube protection structure for a discharge lamp will be described with reference to FIGS. 3A and 3B. 3A and 3B show a plan configuration and an elevation configuration of the internal structure provided in the outer tube of the discharge lamp. The periphery of the
透光性スリーブ6とステム2の間に始動回路が設けられている。始動回路は、発光管1に電気的に並列に接続されている。始動回路は、バイメタルユニット22、非線形強誘電性セラミックコンデンサ(FEC)23、タングステンコイル24、等を有する。始動回路の詳細については、特開2010−3414号公報等を参照されたい。
A starting circuit is provided between the
金属線12が、フレーム3及び透光性スリーブ6の外側面に沿って巻かれている。図示の例では、金属線12は、3回巻き付けられている。フレーム3上の固定点12a、12bにおいて、金属線12の両端部がフレーム3に溶接され固定されている。
A
ここで、金属線12をフレーム3および透光性スリーブ6に巻き付ける手順を簡単に説明する。先ず、第1のステップS101では、金属線12の一方の端をフレーム3上の固定点12aにスポット溶接などで接合する。第2のステップ102では、金属線12を、一定の張力が生じるように引っ張りながらフレーム3および透光性スリーブ6に巻き付ける。例えば、金属線12にばねばかりを取り付けると、容易に、張力を一定に制御することができる。例えば、約1kgfの張力をかけてよい。第3のステップ103では、金属線12に張力をかけたまま金属線12の他方の端をフレーム3上の固定点12bにスポット溶接などで接合する。このようにすれば、金属線12をフレーム3および透光性スリーブ6に対して所定の押圧力を加えるように接触させながら巻き付けることができる。
Here, a procedure for winding the
図4A及び図4Bを参照して、本実施形態による放電ランプの外管保護構造を説明する。図4A及び図4Bは、放電ランプの外管内に設けられる内部構造の平面構成及び立面構成を示す。金属線12が、フレーム3および透光性スリーブ6の外側面に沿って巻かれている。本実施形態では、金属線12は、螺旋状に7回巻き付けられている。尚、金属線12は、必ずしも7回巻かれる必要はなく、例えば4〜8回巻かれてもよい。
With reference to FIG. 4A and FIG. 4B, the outer tube | bulb protection structure of the discharge lamp by this embodiment is demonstrated. 4A and 4B show a plan configuration and an elevation configuration of the internal structure provided in the outer tube of the discharge lamp. A
所定の外管保護機能を確保するためには、金属線12のピッチは所定の寸法以下にする必要がある。尚、金属線12のピッチとは、軸線方向に沿って測定した隣接する巻線の間隔であり、8±2mm程度が好ましい。金属線12の巻き数は、金属線12のピッチと透光性スリーブ6の軸線方向の寸法によってきまる。金属線12は、例えば、線径0.25mmの硬質モリブデン線であってよい。フレーム3上の固定点12a、12bにおいて、金属線12の両端部がフレーム3に溶接され固定されている。
In order to ensure a predetermined outer tube protection function, the pitch of the
放電ランプの発光管が破裂する際には、発光管の軸線方向に直交する中心面と発光管1の外表面が交差する位置付近を起点として破裂し、その周囲にある透光性スリーブ6を破壊することがある。しかしながら、破裂した発光管1と破壊された透光性スリーブ6は金属線12に衝突し、その運動エネルギは吸収されるか、又は、飛散方向を大きく変更する。そのため、透光性の外管7を破損しうるエネルギを持った破片は透光性の外管7の内面まで到達できない。
When the arc tube of the discharge lamp is ruptured, it bursts starting from the vicinity of the position where the center plane orthogonal to the axial direction of the arc tube and the outer surface of the
図5Aを参照して、従来の放電ランプの外管保護構造において、フレーム3と金属線12の接触部分の構造を説明する。従来の放電ランプでは、フレーム3の外側面に接触するように、金属線12が螺旋状に巻かれる。上述のよう、金属線12は所定の押し付け力又は巻き付け力を付加した状態で、フレーム3に巻き付けられる。この力によって、フレーム3は僅かであるが弾性変形する。従って、金属線12は、弾性変形したフレーム3に巻かれている。
With reference to FIG. 5A, the structure of the contact portion between the
フレーム3の外面には凹凸が設けられていないから、フレーム3上の金属線12の接触点は、軸線方向に沿ってずれる可能性がある。このような接触点のずれは、金属線12を巻きつける工程において生じることもあるが、金属線12を巻き付けた後に、振動等により、生じることもある。
Since the outer surface of the
図5Bを参照して、本実施形態による放電ランプの外管保護構造において、フレーム3と金属線12の接触部分の構造を説明する。本実施形態では、フレーム3の外側面に複数の係合部が等間隔に形成されている。本実施形態では、係合部として凹部3Aが形成されている。凹部3Aは、金属線12のピッチに相当する間隔で形成されている。金属線12をフレーム3および透光性スリーブ6の外側面に沿って巻き付けると、金属線は、フレーム3の凹部3Aに係合する。金属線12はフレーム3の凹部3Aに接触した状態で、巻き付けられる。金属線12をフレーム3に巻き付けるとき、上述のように所定の押し付け力又は巻き付け力を付加してもよいが、押し付け力又は巻き付け力を付加しなくてもよい。本実施形態では、フレーム3上の金属線12の接触点は、軸線方向に沿ってずれることはない。
With reference to FIG. 5B, the structure of the contact portion between the
フレーム3の凹部3Aは、フレームの外側面の少なくとも一部に形成されればよく、フレームの全周面又は半周面に形成される必要はない。凹部3Aは、フレームの軸線方向に対して直交する方向に延びるように形成してよいが、金属線12の方向に沿って、即ち、フレームの軸線方向に対して直交する方向に対して傾斜する方向に延びるように形成してもよい。
The recess 3A of the
フレームは、円形断面又は矩形断面の長尺の線材を折り曲げ加工することによって形成される。凹部3Aは、線材を折り曲げ加工する前に形成してもよいが、線材を折り曲げ加工した後に形成してもよい。凹部3Aは、様々な機械加工によって形成可能であり、特に加工方法を限定する必要はない。凹部3Aを形成する加工方法には、材料を除去する加工法であってもよいが、塑性変形だけの加工法であってもよい。 The frame is formed by bending a long wire having a circular cross section or a rectangular cross section. The recess 3A may be formed before the wire is bent, or may be formed after the wire is bent. The recess 3A can be formed by various machining processes, and it is not necessary to limit the machining method. The processing method for forming the recess 3A may be a processing method for removing material, but may be a processing method only for plastic deformation.
図5Cを参照して、本実施形態による放電ランプの外管保護構造において、フレーム3と金属線12の接触部分の構造の他の例を説明する。本実施形態では、フレーム3の外側面に複数の係合部が形成されている。本実施形態では、係合部としての凸部3Bが形成されている。凸部3Bは、金属線12のピッチに相当する間隔で形成されている。隣接する2つの凸部3Bの間に谷部3bが形成される。凸部3Bを形成する方法として、様々な方法が利用可能である。例えば、はんだ又は溶接によって凸部3Bを形成してよい。
With reference to FIG. 5C, another example of the structure of the contact portion between the
金属線12をフレーム3および透光性スリーブ6の外側面に沿って巻き付けると、金属線は、フレーム3の谷部3bに係合する。金属線12はフレーム3の谷部3bに接触した状態で、巻き付けられる。本実施形態では、フレーム3上の金属線12の接触点は、軸線方向に沿ってずれることはない。
When the
以上、本発明の実施形態に係る放電ランプの外管保護構造について説明したが、これらは例示であって、本発明の範囲を制限するものではない。当業者が、本実施形態に対して容易になしえる追加・削除・変更・改良等は、本発明の範囲内である。本発明の技術的範囲は、添付の特許請求の記載によって定められる。 Although the outer tube protection structure for a discharge lamp according to the embodiment of the present invention has been described above, these are examples and do not limit the scope of the present invention. Additions, deletions, changes, improvements, and the like that can be easily made by those skilled in the art with respect to the present embodiment are within the scope of the present invention. The technical scope of the present invention is defined by the appended claims.
1…発光管、1a、1b…電極、 2…ステム、 3…フレーム、 3A…フレームの凹部、 3B…フレームの凸部、 3b…フレームの谷部、 5a、5b…支持板、 6…透光性スリーブ、 7…透光性外管、 8…口金、 10…口金側リード線、 12…金属線、 12a、12b…固定点、 14a、14b…ニッケル線、 22…バイメタルユニット、 23…非線形強誘電性セラミックコンデンサ(FEC)、 24…タングステンコイル、 29…ゲッタ
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記フレームの外側面には所定の間隔にて前記金属線が係合する係合部が形成されており、前記螺旋状に巻かれた金属線は前記フレームの係合部に係合するように構成されていることを特徴とする放電ランプ。 An arc tube containing a pair of electrodes, a cylindrical translucent sleeve surrounding the arc tube, a frame extending along the axial direction outside the translucent sleeve, the translucent sleeve and the frame In a discharge lamp having a metal wire spirally wound so as to contact the outer surface of the light emitting tube, and the light-emitting tube, the light-transmitting sleeve, and a light-transmitting outer tube that houses the frame,
An engagement portion is formed on the outer surface of the frame to engage the metal wire at a predetermined interval, and the spirally wound metal wire is engaged with the engagement portion of the frame. A discharge lamp characterized by comprising.
前記係合部は、凹部であることを特徴とする放電ランプ。 The discharge lamp according to claim 1, wherein
The discharge lamp according to claim 1, wherein the engaging portion is a concave portion.
前記係合部は、隣接する2つの凸部の間に形成された谷部であることを特徴とする放電ランプ。 The discharge lamp according to claim 1, wherein
The discharge lamp according to claim 1, wherein the engaging portion is a trough formed between two adjacent convex portions.
前記金属線は螺旋状に4〜8回巻かれており、前記金属線の螺旋のピッチは、8±2mmであることを特徴とする放電ランプ。 The discharge lamp according to any one of claims 1 to 3,
The metal wire is spirally wound 4 to 8 times, and the pitch of the spiral of the metal wire is 8 ± 2 mm.
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