JP3958369B2 - 高圧放電ランプ - Google Patents

Description

発明の属する技術分野
本発明は、長手方向軸線を有する気密に封止されたランプ容器であって、このランプ容器が、前記長手方向軸線上で互いに反対側に設けられたピンチシールを有し、これらピンチシールが、夫々端面を有し、且つイオン化封入物を含む放電スペースを画成しているランプ容器と、
前記各ピンチシールの前記端面から外部に出ている電流導体に夫々接続されたランプ容器内の電極と
をそなえた高圧放電ランプであって、
前記ピンチシールは、互いに離れる方向に向いている主表面であって、主表面の軸線を交差する寸法が、放電スペースの領域における前記ランプ容器の最大横方向寸法に相当する大きさである主表面と、互いに反対方向に面する側面とを有しており、これ等の主表面が、前記放電スペースに隣接する軸線方向区域において狭くなっている高圧放電ランプに関するものである。
従来の技術
このような高圧放電ランプは欧州特許明細書第０４５１６４７号（ＥＰ−Ｂ−０４５１６４７）より既知である。
この文献に記載されたランプのランプ容器は、両端が開いた予成形された中空の石英ガラス体より得られる。この石英ガラス体は、石英ガラスすなわち少なくとも９６重量％のSiO₂成分を有するガラスの管を、その両端の間を軟化点迄加熱し、管の両端を互いの方向に動かすことによって中央部分を短縮し、この中央部分を型内或いは型に対してふくらませることによって形成される。中央部分の所望の直径に応じて、加熱、短縮及びふくらませる工程を１回または数回繰り返さねばならない。これ等の操作は非常に時間がかかり、かなりの専門的な監視を必要とする。
これ等の既知の操作が、前記の文献の図１及び２に示したランプについてその文献に記載された寸法に従って行われている。このランプは、２から２．５ｍｍの壁厚と３６ｍｍの最大直径とを有する長円形の放電スペースを有する。それでも、ピンチシールの厚さは、わずか４ｍｍ、すなわちピンチシールをつくる管の壁厚の２倍にすぎず、主表面の幅は１６ｍｍしかない。このピンチシールは、軸線方向に延在し且つそれぞれの主表面の上に約１．５ｍｍ盛り上げられている縁部を有する。
冒頭に記載した既知のランプ（前記の文献の図５及び６参照）も、前記操作を行った文献記載の形及び寸法に従ったものとなっている。放電スペースは、円筒形でありピンチシールに隣接した部分が円錐状となっている。ピンチシールはランプ容器の円筒状部分と同じ幅であるけれども、平らであり僅かに２ｍｍの厚さしかない。若し一定の直径を有する円筒状の管が平らにされたとするならば、管の壁厚の２倍の厚さであり且つ管の直径の略１．５７（π／２）倍の幅を有する板が生じるであろう。
前記の加熱、短縮及び型内或いは型に対するふくらまし工程で得られた、場合によってはこれら工程を繰り返すことによって得られたランプ容器を有するランプは高価なものとなる。これは、時間がかかり且つかなり専門的な監視を必要とするというこれ等の操作に起因するだけでなく、それに必要とされる石英ガラス管の著しい長さにも起因する。管は、中央部分を変形させるために少なくとも略１７００℃の温度に達するように多量の熱で該部分を長時間加熱せねばならない。管はこの処理の間その両端により中心位置に保持され、管を軟化された後にふくらませることができるように圧縮ガスラインのゴムによりふさがれている。これらゴムは或る温度以上に加熱されてはならないので、処理を行う石英ガラスの管は屡々両端に余分な長さの部分を設けておき成形後切り取るようにしなければならない。ランプ容器の軸線方向の長さを小さくすると損失の量が大きくなるのは避け難い。従ってランプ容器の製造に必要な管の長さは、ランプ容器に用いられる管の長さの数倍になる場合がある。
冒頭に記載した既知のランプでは、第１のピンチングブロックがピンチシールの主表面を形成し、第２のピンチングブロックが放電スペースに隣接した軸線方向区域において前記主表面を狭くする。このように狭くすることにより、ピンチシールの厚さが局部的に４ｍｍまで増加する。ピンチングブロックはまた放電スペースを変形するもので、軸線方向断面で見て、放電スペースがピンチシールに円錐状に合体するようになる。
ピンチシールが放電スペースに接続する部分においてこのピンチシールを狭くすると有利である。これによって、イオン化封入物の成分が凝縮するおそれのある、ピンチング中にガラスに形成されるとじ目が電極から比較的離れて延在し前記の成分が放電に役立たなくなることが避けられる。他方において、ピンチシールに隣接する電極後方の放電スペースすなわち電極チャンバを円錐状すなわち狭くするのは不利である。というのは、凝縮された封入物成分を蒸発させることのできる対流がそこで妨げられるからである。
発明が解決しようとする課題
本発明の目的は、なかんずく、製造の容易で簡単な構造を有する冒頭記載の種類の高圧放電ランプを供することにある。
課題を解決するための手段
本発明は、ピンチシールの主表面が、放電スペースから遠ざかる方向に少なくとも略端面迄広くなっており、軸線方向に沿って、高さの寸法が端面に向かって減少している突起縁を有するようにすることによって上記の目的を達成したものである。
発明の実施の形態
本発明のランプに対しては、ピンチシールをガラス管に設けることに関して、ランプ容器を、真直ぐな１つのガラス管片から直接に、場合によってはガラス管の側方に排気管を溶着してつくることができるということが重要である。管の中央部分を加熱し、管の短縮によりそこにガラスを寄せ集め、この部分をふくらます操作がかくして避けられると共に、それにも拘らずピンチシールと放電容器との間の接続部が放電スペースに対して比較的狭くなる。
ピンチシールは、管の端部をそのピンチング温度、略１７００℃迄加熱し、この部分を、例えば電流導体用の溝を除いてほぼ平らな略台形のピンチングブロックによりピンチングすることによって得られる。ピンチシールの主表面の平らな部分がこれによって得られる。台形のピンチングブロックの底辺はシールの端面に隣接して存することになる。ピンチングブロックは管の外周の半分よりもかなり狭いので、ピンチングブロックの両側に放電スペース内へ延在する開いたひだ部が存する。このような開いたひだ部は、台形のピンチングブロックの最も短い平行な辺に相当する幅を有する矩形のピンチングブロックを用いることによっても設けられる。ひだ部は、次いで、側面より近づく第２のピンチングブロックによって平らにされる。ピンチシールはこの間に気密にされねばならない。加えて、気泡がひだ部内に残るのを避けることが必要である。矩形のピンチングブロックを使用した場合にはその危険がある。
第１のピンチングブロックの、したがってピンチシールの主表面の台形の形状により、ひだ部内に存在するガスを第２のピンチングブロックによって端面に向って追い出すことが可能となる。ひだ部は、この間に、主表面の軸線方向エッジに沿った突起縁に変えられる。
ピンチ部のこの形状により、放電により発生された光がピンチシールに当ることなしに軸線に対して小さな角度で放出され得るようになるという重要な利点を有する。別の利点は、ピンチシールが、比較的小さな軸線方向の寸法に対して比較的大きな表面積を有するため、電流導体より熱を容易に除去することができ、電流導体は比較的冷たい状態で外部に出ることができる、すなわち腐食に対する耐性がよくなることである。
好ましい実施形態では、放電スペースは、電極の側方で軸線方向に円周状に彎曲される。この実施形態は、放電スペースが比較的大きく、電極の側方が広いので、対流が容易に生じることができるという利点を有する。この実施形態は、ピンチシールを形成するピンチングブロックが軸線方向で該シールに隣接するガラスに沿って動くが、このガラスに全く触れないかまたは事実上触れないようにすることによって実現することができる。
本発明のランプの好ましい変形では、端面から遠ざかる方向に狭くなる溝が、各ピンチシールの端面に隣接する軸線方向区域において軸線方向エッジに沿って突起縁の間に延在する。この場合、第２のピンチングブロックは、端面に隣接する部分よりも放電スペースに隣接する部分に大きな圧力を加えるため、放電スペースに隣接するピンチシール内に空洞ができることが避けられる。
本発明のランプは、電極まわりのランプ容器に熱放射を反射するコーティングを設けることなしに屡々用いることができる。この場合には、コーティングを設けるための工程及びコーティングによる光のしゃ断の双方が避けられる。
本発明のランプは外側エンベロープに収容することもできるが、代りに、例えばセラミックランプキャップのようなランプキャップに支持させて、このようなエンベロープなしで用いることもできる。
突起縁は、ピンチシールの主表面に平行な、該主表面間の距離に相当する平均寸法を有すると有利である。この距離は、放電スペースの壁の厚さの略２倍である。
実施例
以下に本発明の高圧放電ランプを図の実施例で説明する。
図１において、高圧放電ランプは、気密に密閉された石英ガラスのランプ容器１を有しており、このランプ容器は、長手方向軸線２と２つのピンチシール３とを有しており、これらピンチシール３は前記軸線２上で互いに対向して夫々設けられた端面４を具え、これ等のピンチシールは、イオン化封入物を含む放電スペース５を画成している。図示のランプ容器には、水銀と、稀ガスと、ジスプロシウム、ホルミウム、ガドリニウム、ネオジム、セシウム等のハロゲン化物とが封入されている。電極６がランプ容器内に配設され、夫々のピンチシール３の端面４からそれぞれ外部に出る電流導体７に接続されている。ピンチシール３は、互いに反対方向に向いた主表面８と、互いに反対方向に向いた側面９とを有し、主表面８は、軸線２に交差する方向に最大寸法を有し、この最大寸法は放電スペース５の領域におけるランプ容器１の最大の横方向寸法に相当するものである。前記の主表面８は、放電スペースに隣接する軸線区域において狭くなっている。
ピンチシール３の主表面は、放電スペース５から遠ざかる方向にすくなくともほぼ端面４迄広くなり、軸線方向エッジ１３（図２参照）に沿って突起縁１０を有し、これ等の突起縁は、その高さすなわち主表面に交差する方向の寸法が端面４に向かって減少している。
ランプ容器１は、直径及び壁厚が一定の真直ぐな石英ガラス管の端部に、図示するようなピンチシール３を設けることにより得られる。主表面８を形成する略台形のピンチングブロック（図３も参照）がこのために用いられる。このピンチングブロックは、ピンチシール内に埋込まれる電流導体７のロッド状の内側部及び外側部の端部を入れるための夫々の溝は別として、平らである。次いで突起縁１０が第２のピンチングブロックによって形成される（図３も参照）。この間ピンチングブロックが放電スペース５の壁と接触することなく、放電スペース５には、凸状の形が付与される。ピンチシール３は、軸線方向の単位長さ当り比較的大きな表面積を有するので、電流導体７は、比較的小さな軸線方向寸法の場合でも比較的冷たい状態で外部に出る。
図２及び３より明らかなように、放電スペース５は、電極６の側方で軸線方向に円周状に彎曲され、広いスペースを占め巾広くなっており、このためランプ内の対流が、凝縮された封入物成分を容易に運び去ることができる。
図５は、ピンチングの間に生じた放電スペースのまわりの壁の浅いとじ目１４を示す。軸線２を通るとじ目１４は第１のピンチングブロックにより形成され、２つの短いとじ目１４は第２のピンチングブロックにより形成される。図５は、とじ目１４が電流導体７から僅かな距離までしか離れて延在していないことを示している。従って、これ等のとじ目はランプ動作中比較的熱くなる。軸線２を通るとじ目１４は、若し第１のピンチングブロックの幅を管の直径の幅と同じ幅とすれば管の直径全体にわたって延在することになる。図２と３は、とじ目１４の深さが非常に小さいので、ここでは見分けることができないことを示す。イオン化封入物の成分がここで凝縮することは殆ど不可能である。更にまたこれ等の図から、つぎ目１４は、軸線方向には僅かな距離しか延在していないことが分かる。
溝１２が、各ピンチシール３の端面４に隣接した軸線方向区域１１内で軸線方向エッジ１３に沿って突起縁１０の間に存し（図２参照）、これ等の溝は、端面４から遠ざかる方向に狭くなっている。これ等の溝は図４の平面図においても見ることができる。このような溝は放電スペースに隣接しては存せずまた各ピンチシール３の軸線方向中央区域にも存しないので、ピンチシールは気密である。
突起縁１０（図３及び４参照）は、主表面８間の距離に相当する、ピンチシール３の主表面８に平行な平均寸法を有する。
表１に示したランプ（Ｌ_inv）は、動作時に１２００Ｗの電力を消費した。このランプ（Ｌ_inv）を比較例のランプ（Ｌ_ref）と比較した。比較例のランプは、電力及び封入物は同じであり、真直ぐな石英ガラス管を加熱し短縮し型に対してふくらませる処理により得られたランプ容器を用いることにより製造したという点でのみ異なっている。この放電スペースは球形を有した。
ランプの発光効率（η）と、発生された光の色座標（ｘ，ｙ）を測定した。これ等のランプをまた照明器具内で点灯し、照射されたスクリーンの中心における色温度（Ｔ_c）を、スクリーン縁部における色温度（Ｔ_r）と、スクリーンの中心と縁部の中間での色温度（Ｔ_m）と比較した。表１にその結果を示す。

この表１から、本発明のランプ（Ｌ_inv）は、参照ランプ（Ｌ_ref）と同じ色座標を有し且つ発光効率についても少くとも同じであることが明らかである。更にまた本発明のランプ（Ｌ_inv）は、より高い色の均等性をもってスクリーンを照らすことが分かった。
【図面の簡単な説明】
図１は、高圧放電ランプの斜視図である。
図２は、図１のIIに沿って見たランプの平面図である。
図３は、図２のIIIに沿って見たランプの平面図である。
図４は、図３のIVに沿って見たランプの平面図である。
図５は、図３のＶ−Ｖにおける断面図を示す。

Claims (4)

1. 長手方向軸線を有する気密に封止されたランプ容器であって、このランプ容器が、前記長手方向軸線上で互いに反対側に設けられたピンチシールを有し、これらピンチシールが、夫々端面を有し、且つイオン化封入物を含む放電スペースを画成しているランプ容器と、
   前記各ピンチシールの前記端面から外部に出ている電流導体に夫々接続されたランプ容器内の電極と
   をそなえた高圧放電ランプであって、
   前記ピンチシールは、互いに離れる方向に向いている主表面であって、主表面の軸線を交差する寸法が、放電スペースの領域における前記ランプ容器の最大横方向寸法に相当する大きさである主表面と、互いに反対方向に面する側面とを有しており、これ等の主表面が、前記放電スペースに隣接する軸線方向区域において狭くなっている高圧放電ランプにおいて、
   前記ピンチシールの前記主表面は、前記放電スペースから遠ざかる方向に少なくとも略端面迄広くなっており、軸線方向エッジに沿って、高さの寸法が前記端面に向って減少している突起縁を有することを特徴とする高圧放電ランプ。
2. 前記放電スペースは、前記電極の側方で軸線方向に円周状に彎曲されている請求項１記載の電圧放電ランプ。
3. 前記ピンチシールの前記端面に隣接した軸線方向区域において軸線方向エッジに沿って、前記突起縁の間に溝が設けられており、これ等の溝は、前記端面から遠ざかる方向に狭くなっている請求項１または２記載の高圧放電ランプ。
4. 前記ピンチシールの主表面に平行な方向における前記突起縁の平均寸法は、前記放電スペースの壁厚の２倍に相当する請求項１乃至３の何れか１つに記載の高圧放電ランプ。

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