JP3178146U - 始動補助機構を備えた高圧放電ランプ - Google Patents

Abstract

【課題】始動が簡単で、費用の掛からない高圧放電ランプを提供する。
【解決手段】始動補助機構を有する高圧放電ランプは、放電容器が外側バルブ内に収容され、放電容器が封止部を有する２つの端部を備え、その中に電極が取付けられ、弓形ワイヤを備えたフレームが放電容器を外側バルブ内に保持している。弓形ワイヤは対極の電極の封止部に向かって始動補助機構として作用する板状の部材を有する。
【選択図】図１

Description

本考案は、請求項１の上位概念に記載された高圧放電ランプから出発する。この種のランプは特に一般照明または写真光学用の高圧放電ランプである。

特許文献１から、始動補助機構が長延のフレームワイヤから構成されている放電容器を有する高圧放電ランプが知られている。この始動補助機構は細管部の高さに放電容器の方向に延びている独立した部材である。

この種の機構の欠点は、始動補助機構を労力および費用を掛けて設置しなければならないことにある。

米国特許第６２６８６９８号明細書 欧州特許出願公開第９２２２９６号明細書 欧州特許出願公開第９６７６３１号明細書 欧州特許出願公開第３１６６１７号明細書

本考案の課題は、始動が簡単で費用の掛からない機構により保証される請求項１の上位概念に記載された種類の高圧放電ランプを提供することにある。これは特に放電容器の材料が石英ガラスまたはセラミックスであるメタルハライドランプに適用される。

この課題は、請求項１の特徴事項によって解決される。

特に有利な実施態様は従属請求項に記載されている。

本考案によれば、フレームにおいて特に細管部または圧搾部として構成された放電容器の封止部の方向に延びる独立した部材が使用される。この部材は長延の電流リード線、いわゆるフレームの弓形ワイヤに、しかも有利には圧搾部の近くに配置される。この部材はまた長延の電流リード線、いわゆるフレームの弓形ワイヤに、しかも有利には細管部の近くに、特に電極が細管部内にある範囲に配置されるが、細管部の壁部からは離れて設けられる。

使用期間が長くなるにつれて高圧放電ランプの始動に必要な電圧は高くなる。これにより古いランプは従来の始動器ではもはや始動しなくなる。始動機能はしかし使用期間全体にわたって保証されなければならないが、これは本考案の構成により特別な付加費用を掛けずに保証される。

従来このために種々の解決手段があった。
ａ）燃焼器充填ガスにたとえばＫｒ８５のような放射性ガスが混入される。放射線は充填ガスのイオン化の働きをし、絶縁破壊電圧を減少し始動能力を保証する。しかし放射線の使用は法規制により益々制限されてきている。
ｂ）外側バルブにいわゆる始動用紫外線放射光源が埋め込まれる。これは小型化された放電管からなり、始動電圧を印加すると紫外線を放射する。この紫外線放射は同様に燃焼器充填ガスのイオン化の働きをし、始動機能を保証する（特許文献２参照）。
ｃ）弓形ワイヤから１つのワイヤが対極電極を有する細管部の周りに巻き付けられる。始動電圧を印加するとこの電極の範囲に誘電体バリア放電が生じ、燃焼器充填ガスをイオン化して始動電圧を低減する（たとえば特許文献３参照）。

本考案の機構は誘電体バリア放電の原理を使用するが、しかしこれを決定的に改良したものである。

弓形ワイヤは、始動補助機構が対極電極を有する封止部のできるだけ近くに配置されるかこれに接触するようにして形成される。ここでは上述のｃ）におけるワイヤ巻線と同様に誘電体バリア放電が生じ、燃焼器内の充填ガスをイオン化し絶縁破壊を可能にする。本考案の解決手段の特徴は、従来の解決手段とは異なり始動補助機構が板状の金属部材であることである。この金属部材は特に箔または金属板部材、とくにまたばね部材である。箔またはばね部材の典型的な大きさは１ｍｍｘ１０ｍｍの寸法を有する矩形である。

第１の有利な実施例では弓形ワイヤに好適にはモリブデンまたはタングステンから成る金属箔が溶接され、反対の電位を有する電極を備えた封止部に接触する。そこでは上記のｃ）で述べたワイヤ巻線と同様に誘電体バリア放電が生じ、燃焼器内の充填ガスをイオン化して絶縁破壊を可能にする。

解決手段の特徴は可撓性の箔の使用にあり、この箔はその柔軟性により放電容器の封止部と常に接触する。このためには箔は極めて薄く、いずれにせよ２００μｍ以下、好適には２０μｍと４０μｍとの間でなければならない。箔は機械的支持作用は生じない。箔は封止部を大面積で覆う。

箔は接着することができる。箔はまた封止部を部分的または完全に覆うかまたは封止部を囲むようにすることもできる。

箔は弓形ワイヤに材料結合（たとえば溶接法）または摩擦結合（たとえば締付けまたは縮み）により取り付けられる。

箔は封止部に関して特にその先端に接着させるか接線方向に重ねるかまたは細管部に巻きつけるようにすることができる。製作を阻害しないできるだけ簡単な形状にすることが有利である。

始動補助機構は対極に導通する電極と若干間隔を置くと有利であり、その場合最小間隔の個所はできるだけ本来の放電容器の近くにあるようにする。

本考案によれば放射性の混合物はもはや不要である。封止部に通じる箔は片口ランプにおいては製作技術的に極めて簡単に実現可能であり、しかも封止部のワイヤ巻きつけよりも著しく容易である。さらに箔は始動用紫外線放射光源とは異なり外側バルブに付加的な場所を取らない。始動補助機構が使用期間中に弓形ワイヤとの接合が劣化してその機能や位置を失うことは実質的に生じない。なぜなら箔は比較的大面積で取付けることができるからである。

弓形ワイヤに溶接された箔は片口ランプでは製作技術的に極めて簡単に実現可能であり、しかも圧搾部のワイヤ巻きつけよりも著しく簡単である。さらにこのような箔は始動紫外線放射光源とは異なり外側バルブに付加的な場所を取らない。

その機械的柔軟性により箔はバイアス力で封止部に押圧することができ、これにより確実にして永続的な接触が保証される。箔はまた被層したりドーピングしたりすることができる。

箔は折ることができ、その後も形状安定性を維持する。箔はしかし適宜好適な配置によっても形状安定性を得ることができる。

第２の有利な実施例では弓形ワイヤに好適には特殊鋼からなる金属板が溶接され、封止部を部分的にまたは完全に囲むようにする。

充填に際しては特に石英ガラスからなる放電容器においてはＮａがほとんどないように、特にＮａヨウ化物などが完全にないように注意する必要がある。その代わりに希土類金属ハロゲン化物を、それ自体は知られているようにタリウムヨウ化物などと混合して使用すると有利である。

石英ガラスまたはセラミックスからなる放電容器の封止部は細管部、溶融物または圧搾部とすることができる。

以下に本考案を幾つかの実施例を基に詳細に説明する。

始動補助機構を備えた高圧放電ランプの第１の実施例を示す。 始動補助機構を備えた高圧放電ランプの第２の実施例を示す。 始動補助機構を備えた高圧放電ランプの第３の実施例を示す。 始動補助機構を備えた高圧放電ランプの第４の実施例を示す。 始動補助機構を備えた高圧放電ランプの第５の実施例を示す。 高圧放電ランプの別の実施例を示す。 高圧放電ランプの別の実施例を示す。 高圧放電ランプの別の実施例を示す。 高圧放電ランプの別の実施例を示す。 高圧放電ランプの別の実施例を示す。 高圧放電ランプの別の実施例を示す。 高圧放電ランプの別の実施例を示す。 高圧放電ランプの別の実施例を示す。 高圧放電ランプの別の実施例を示す。 高圧放電ランプの別の実施例を示す。 始動補助機構を備えた高圧放電ランプの第１の実施例を示す。 図１６の細部を示す。 細部の別の実施例を示す。 細部の別の実施例を示す。 細部の別の実施例を示す。 図２０から９０°回転した実施例を示す。 図２０の細部を含む高圧放電ランプの別の実施例を示す。

図１は高圧放電ランプ１の構造を著しく概略的に示している。ランプは外側バルブ３内に収容された放電容器２を有する。放電容器の外側リード線４は容器の内部で電極と接しており、２つのフレームワイヤ５、６に接続されている。短い方のフレームワイヤ５は外側バルブの圧搾部８内の第１の箔７に通じている。長い方のフレームワイヤ６はしばしば弓形ワイヤとも呼ばれており、圧搾部８の第２の箔７に通じている。放電容器２はその両端にそれぞれ良く知られているように細管部１０と、同様に良く知られているようにメタルハロゲン化物を含む充填物を有する。この充填物は水銀ならびに希ガスを含むことができる。２つの電極が放電容器の内部で対向配置されているが、同様に良く知られているのでここでは図示しない。典型的な充填物はイオン化可能なガス、通常はアルゴンまたはキセノン、水銀およびメタルハロゲン化物である。

弓形ワイヤ６は、放電容器の軸Ａにほぼ平行にこの容器に沿って圧搾部８から遠い方の第２の細管部１０に導かれている。そこでワイヤはリード線４と接続される。

弓形ワイヤ６は第１の細管部１０の範囲で細管部の方向にほぼ矩形状に切断された箔１１に溶接される。箔の自由端１２はほぼ細管部１０の高さに達している。この自由端は細管部にちょうど接するかまたは図２に示すように細管部を接線方向に横切るようにすることもできる。

図３では箔１１は長く延ばされ、その自由端１２は少なくとも部分的に細管部１０の周りに巻付けられている。この場合箔は細管部１０の近くで終わっている。

図４には形状安定性を強いられた実施例が示されている。この場合箔１１は、弓形ワイヤ６と細管部１０との間隔の２倍の長さにされている。これにより箔１１はほぼその中央部１５で弓形ワイヤ６に取付けることが可能となる。脚１６は細管部１０の方向に延びている。両脚１６はさしあたり自由であるが、脚１６は細管部１０を越えるまでは対向電極に導かれ２つの相対向する面１８で細管部１０に接している。箔の自由端１７は細管部１０の後方になお長く延びて、その鋭角部で互いに近づけられ、接続、特に溶接される。これにより細管部１０は箔の両脚１６間に挟みつけられる。始動補助機構は２つの面１８により形成される。

図５は箔の２つの自由脚１６を有する同様の構成を示す。この場合はしかし各脚の自由端は接続されず、弓形ワイヤ６と細管部１０の間のほぼ中央にある範囲２０が接続される。細管部１０はこれにより箔の自由端１７間に挟みつけられる。ここでは箔の全長は図４の場合より短い。

図６は２つの板状箔２５が使用される実施例を示す。両箔は平坦で相対向する面１８，２８で弓形ワイヤ６と細管部１０に接している。

図７は長延の箔１１が弓形ワイヤ６の周りに巻きつけられ、その両自由端がそれぞれ細管部１０に相対向する面１８で純機械的に接している実施例を示す。

図８は箔１１が複数個の曲接部を有する実施例を示す。箔の第１の端部２６は弓形ワイヤ６に溶接され、箔の第２の端部２７は細管部１０の高さにほぼ終わっている。箔１１は細管部の高さに、しかし自由端部２７の相対向する面に第１の折れ目３０を有する。第１の折れ目３０から箔は細管部１０との第１の接触点３８に導かれ、第２の折れ目６８に達する。そこから箔は細管部１０の第２の接触点４８に導かれ、その後すぐに自由端２７で終わる。この実施例では２つの接触点３８，４８が存在するが、これらは細管部の円周上を互いに約９０°ずらされている。ここでは始動補助機構の作用面積は特に大きい。

このような構成の変形例を図９に示す。ここでも２つの接触点が設けられる。しかし箔１１は１つの折れ目点３９しか有さない。箔の第１の端部２６は弓形ワイヤ６の第１の面に取り付けられる。箔はここから対角線上に細管部１０の相対向する面に導かれる。その直後に箔１１は点３９で鋭角に折り曲げられ細管部１０に向かって第２の接触点４８まで戻される。第２の接触点も接線方向に接触させられる。箔１１の自由端２７はその後すぐに終わる。ここではすなわち２つの接触点３８、４８の間に唯一の折れ目点３９があるだけである。細管部の円周上の両者の間隔は約１１０°から１３０°の間である。

一般に箔１１と細管部１０との最小間隔は最大で１ｍｍが有利であるとされる。特に箔は細管部に接着されている。

図１０はセラミック放電容器３０の詳細を示す。箔１１によって表わされる始動補助機構ができるだけ電極の軸２１またはブッシングが細管部１０内にある範囲で細管部１０に対し最小間隔を有するようにすると有利である。

有利なことに細管部の壁部３１に対しては比較的大きな間隔を設けることができるので、ここには比較的大きなイオン化可能な空間が存在する。一般的にはこの始動補助機構は、不均一な磁場強さができるだけ広く放電空間３２に入り込むように細管部の長さＬの最初の２０％内にあるようにすべきである。軸の後部またはブッシング３４は多くの場合コイル３５で巻きつけられ、そこに死空間ができるだけ小さくなるようにされる。

図１１は端部４１を備えた放電容器４０の別の実施例を示し、ここでは細管部は独立部材の栓２５で構成されている。ここでも有利なことは、箔１１ができるだけ細管部の近くに放電容器の端部４１のすぐ下にあることである。

図１２は始動補助機構が金属板４５として形成された実施例を示す。金属板は特許文献４で説明されているように扁平端部４６で弓形ワイヤ６に取付けられている。縦軸Ａに垂直な面にある胴部分は有利には板状で端部はＵ字状に２つの脚４９ができるように切断され、この端部が細管部をやっとこ状に取り囲み、２つの「接触点」を作っている。

図１３は胴部分４７が板状で中央に孔５０を有しそこに細管部１０をゆるく収容している金属板４５を示す。

図１４は胴部分４７が板状で基本的にＬ字状の構造を有し、長い脚５５とそれから約９０°曲げられた短い脚５６が細管部１０をほぼ半分囲んでいる金属板４５を示す。

図１５は図９の構成の変形例である箔１１を備えた別の実施例を示す。ここでは接触点６０は１つだけである。しかし箔１１はアコーディオン状に第１端部２６と第２端部２７の間にある一連の折り目点６１を有する。箔の第１端部２６は弓形ワイヤ６の第１の面に取付けられる。箔はそこから基本的には直線状に、しかし詳細にはジクザク状に細管部１０に向かって案内され、そこで接線方向の接触点６０を有する。これは最後の折り目点６１が自由端２７を適当に折り曲げているので可能となる。

図１６は高圧放電ランプ１の構造を著しく概略的に示す。このランプは外側バルブ３内に収容された石英ガラス製の放電容器２を有する。放電容器の外側リード線４は内部で電極９に接しており、２つのフレームワイヤ５、６に接続されている。短い方のフレームワイヤ５は外側バルブの圧搾部１８の第１の箔７に通じている。長い方のフレームワイヤ６はしばしば弓形ワイヤと呼ばれており、圧搾部１８内の第２の箔７に通じている。放電容器２はその端部に良く知られているようにそれぞれ圧搾部１０を有し、同様に良く知られているようにメタルハロゲン化物を含む充填物を有する。この場合水銀並びに希ガスを含むことができる。２つの電極９は放電容器の内部で同様に良く知られているように対向している。典型的な充填物は一般にアルゴンまたはキセノン、水銀およびメタルハロゲン化物であるイオン化可能なガスから成る。

弓形ワイヤ６は放電容器の軸Ａにほぼ平行にこれに沿って、第１の圧搾部８から遠く離れた第２の圧搾部１０に向かって延びている。ここで弓形ワイヤはリード線４に接続される。

弓形ワイヤ６には第１の圧搾部８の範囲では圧搾部の方向にほぼ矩形に切断された箔１１が溶接される。箔の自由端１２はほぼ圧搾部８の高さまで達している。この端部はそこで圧搾部と接触するかまたは接線方向に圧搾部を通過することもできる。

図１７は図１６と同様の細部を示すが、ここでは箔１１は弓形ワイヤ６から圧搾部８の幅広面１３の中央部に達している。その場合箔は屋根状に曲げられる。圧搾部はそれ自体はよく知られているように二重Ｔ字型に形成される。屋根状のアングル部は図示のようにエッジ３０でも、または図１に示すように折り目のない柔らかな曲がりでもよい。

図１８は２つの箔１１が互いに対称的に図１７の基本的構成に配置された実施例を示す。

図１９は長い箔２１が弓形ワイヤ６から圧搾部の第１の幅広面２３に延びている実施例を示す。この場合箔は幅広面２３に向かって曲げられている。そこから箔はさらに延長され、圧搾部の遠い側の狭幅面２４を取り囲み、しかも圧搾部８の第２の幅広面２５に達するまで延長される。

図２０は金属板からなる始動補助機構がばね板部材４５として形成された実施例を示す。ばね板部材は弓形ワイヤ６に折り曲げられた端部４６で特許文献４に記載されているように取付けられる（図７参照）。部材４５の縦軸Ａに直角の平面内にある胴部４７は有利には板状に中央の孔５０でもって圧搾部をゆるく収容する。図２１の（９０°）回転図からわかるように、孔５０は圧搾部の二重Ｔ字型にならって圧搾部に適合される。孔はさらに圧搾部に取付けるための継目５１も有する。これらの継目５１は板金の面から切断される。

図２２は放電容器の端部４８にばね板部材４５を取付けた状態を示す。

本考案の主要な特徴を以下に番号を付けて羅列する。
１．始動補助機構と縦軸Ａとを有し、放電容器が外側バルブ内に収容され、放電容器が封 止部、特に圧搾部または細管部を有する２つの端部を備え、その中に電極が取付けられ 、弓形ワイヤを備えたフレームが放電容器を外側バルブ内に保持している高圧放電ラン プにおいて、弓形ワイヤが対極の電極の封止部に向かって板状の始動補助機構を有し、
この始動補助機構が箔または金属板として設計されることを特徴とする高圧放電ランプ 。
２．始動補助機構が平板状に軸平行に配置されるかまたは屋根状に曲げられることを特徴 とする請求項１記載の高圧放電ランプ。
３．箔の第１の端部が弓形ワイヤに接続され、第２の端部が自由でありかつ封止部の近く で終わり、特に圧搾部の場合には圧搾部の幅広面で終わることを特徴とする請求項２記 載の高圧放電ランプ。
４．自由端が部分的に封止部の周りを取り囲むことを特徴とする請求項３記載の高圧放電 ランプ。
５．始動補助機構が板状に打ち抜かれた金属板であり、板状の打抜き部分の面が軸Ａに対 して直角に配置されることを特徴とする請求項１記載の高圧放電ランプ。
６．打抜き部材が封止部の横断面に外部から適合する孔を有することを特徴とする請求項 １記載の高圧放電ランプ。
７．放電容器が特にほぼＮａを含まないメタルハロゲン化物の充填物を有することを特徴 とする請求項１記載の高圧放電ランプ。
８．箔の中央部分が弓形ワイヤと少なくとも機械的または摩擦係合的に接続され、中央部 分から反対方向に延びる２つの脚が少なくとも細管部の相対向する面まで延び、そこに 自由端を有することを特徴とする請求項２記載の高圧放電ランプ。
９．脚の自由端が細管部のこちら側またはあちら側で互いに接続されることを特徴とする 請求項８記載の高圧放電ランプ。
１０．箔の自由端が細管部の近くに２つの折り目点を有し、その折り畳みが、細管部の円 周上の細管部との２つの接触点が互いに約７０〜１１０°ずれるように選定されており 、第２の折り目点が両接触点の間にあることを特徴とする請求項３記載の高圧放電ラン プ。
１１．箔の自由端が細管部の近くに１つの折り目点を有し、その折り畳みが、細管部の円 周上の細管部との２つの接触点が互いに約７０〜１１０°ずれるように選定されており 、折り目点が両接触点の間にあることを特徴とする請求項３記載の高圧放電ランプ。
１２．板がほぼＵ字状であり、Ｕの自由脚が細管部を有することを特徴とする請求項５記 載の高圧放電ランプ。
１３．板がほぼＬ字状であり、Ｌの自由脚が細管部を部分的に有することを特徴とする請 求項５記載の高圧放電ランプ。
１４．細管部が放電容器と一体であることを特徴とする請求項１記載の高圧放電ランプ。

１ 高圧放電ランプ
２ 放電容器
３ 外側バルブ
４ 外側リード線
５ フレームワイヤ
６ 弓形ワイヤ
７ 箔
８ 圧搾部
９ 電極
１０ 細管部
１１ 湾曲部
１２ リード線

Claims (14)

1. 始動補助機構と縦軸Ａとを有し、放電容器が外側バルブ内に収容され、放電容器が封止部、特に圧搾部または細管部を有する２つの端部を備え、その中に電極が取付けられ、弓形ワイヤを備えたフレームが放電容器を外側バルブ内に保持している高圧放電ランプにおいて、弓形ワイヤが対極の電極の封止部に向かって板状の始動補助機構を有し、
   この始動補助機構が箔または金属板として設計されることを特徴とする高圧放電ランプ。
2. 始動補助機構が平板状に軸平行に配置されるかまたは屋根状に曲げられることを特徴とする請求項１記載の高圧放電ランプ。
3. 箔の第１の端部が弓形ワイヤに接続され、第２の端部が自由でありかつ封止部の近くで終わり、特に圧搾部の場合には圧搾部の幅広面で終わることを特徴とする請求項２記載の高圧放電ランプ。
4. 自由端が部分的に封止部の周りを取り囲むことを特徴とする請求項３記載の高圧放電ランプ。
5. 始動補助機構が板状に打抜かれた金属板であり、板状の打抜き部分の面が軸Ａに対して直角に配置されることを特徴とする請求項１記載の高圧放電ランプ。
6. 打抜き部材が封止部の横断面に外部から適合する孔を有することを特徴とする請求項１記載の高圧放電ランプ。
7. 放電容器が特にほぼＮａを含まないメタルハロゲン化物の充填物を有することを特徴とする請求項１記載の高圧放電ランプ。
8. 箔の中央部分が弓形ワイヤと少なくとも機械的または摩擦係合的に接続され、中央部分から反対方向に延びる２つの脚が少なくとも細管部の相対向する面まで延び、そこに自由端を有することを特徴とする請求項２記載の高圧放電ランプ。
9. 脚の自由端が細管部のこちら側またはあちら側で互いに接続されることを特徴とする請求項８記載の高圧放電ランプ。
10. 箔の自由端が細管部の近くに２つの折り目点を有し、その折り畳みが、細管部の円周上の細管部との２つの接触点が互いに約７０〜１１０°ずれるように選定されており、第２の折り目点が両接触点の間にあることを特徴とする請求項３記載の高圧放電ランプ。
11. 箔の自由端が細管部の近くに１つの折り目点を有し、その折り畳みが、細管部の円周上の細管部との２つの接触点が互いに約７０〜１１０°ずれるように選定されており、折り目点が両接触点の間にあることを特徴とする請求項３記載の高圧放電ランプ。
12. 板がほぼＵ字状であり、Ｕの自由脚が細管部を有することを特徴とする請求項５記載の高圧放電ランプ。
13. 板がほぼＬ字状であり、Ｌの自由脚が細管部を部分的に有することを特徴とする請求項５記載の高圧放電ランプ。
14. 細管部が放電容器と一体であることを特徴とする請求項１記載の高圧放電ランプ。

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