JP6086202B2 - 固定具及び高圧放電ランプ - Google Patents

Description

本発明は、例えばセラミックメタルハライドランプ等の高圧放電ランプに関し、特に発光管又は保護管を支持枠に固定するための固定具に関するものである。

従来、例えばセラミックメタルハライドランプにおいては、外球に収容された発光管が破損することがあり、当該発光管の破片による外球の破損を防止するために、前記発光管の周囲に石英筒などの保護管を配置している。

そして、前記保護管を補強して当該保護管の破損をさらに防止するために、特許文献１や特許文献２に示すように、前記保護管の外側周面に金属線や無機繊維糸を巻き付けたものが考えられている。具体的には、図９に示すように、金属線又は無機繊維糸を巻き付けた保護管を、固定具を用いて支持枠に固定しているか（図９の（１））、又は、保護管を固定具を用いて支持枠に固定した後に、支持枠の外側から保護管の外側周面に金属線又は無機繊維糸を巻き付けている（図９の（２））。

しかしながら、上記の構成では、保護管に金属線又は無機繊維糸を巻き付ける巻き付け作業と保護管を支持枠に固定する固定作業とを別個に行う必要があり、手間やコストがかかってしまうという問題がある。

特開２００８−２７７４５号公報 特開２００８−４４０３号公報

そこで本発明は、発光管又は保護管を支持枠に固定する固定具に、当該発光管又は保護管の破損防止機能を持たせて、発光管又は保護管の固定及び破損防止を同時に実現することをその主たる所期課題とするものである。

すなわち本発明に係る固定具は、内部に発光物質が封入された発光管又は当該発光管の周囲に設けられる保護管を、外球内に組み込まれる支持枠に固定する固定具であって、前記発光管又は前記保護管の外側周面又は外側周囲を覆う被覆部を有しており、前記被覆部に前記発光管から出る光を透過させる光透過窓が形成されていることを特徴とする。

このようなものであれば、固定具が発光管又は保護管の外側周面又は外側周囲を覆う被覆部を有しているため、当該被覆部により発光管又は保護管を補強して発光管又は保護管の破損を防ぐことができる。ここで、被覆部に光透過窓が形成されているので、発光管から出た光が遮断されて光量が低下することを防ぎつつ、発光管又は保護管の破損を防ぐことができる。したがって、発光管又は保護管を支持枠に固定する固定具に、当該発光管又は保護管の破損防止機能を持たせて、発光管又は保護管の固定及び破損防止を同時に実現することができる。また、固定具が保護管を支持枠に固定するものの場合には、従来別々に行っていた保護管の固定作業及び従来の巻き付け作業を１つの作業にまとめることができ、高圧放電ランプの組み立ての作業性を向上させるとともに、コストダウンを行うことができる。

前記固定具が、前記発光管又は前記保護管の外側周面又は外側周囲の略半周を覆う第１固定要素及び第２固定要素からなり、前記第１固定要素及び前記第２固定要素が、前記発光管又は前記保護管を挟むように、前記発光管又は前記保護管の中心軸方向に沿って両側に設けられた前記支持枠に固定されるものであることが望ましい。これならば、固定具が第１固定要素及び第２固定要素からなり、各固定要素を保護管の外側周面の半周部分を覆うように支持枠に固定することで、保護管を支持枠に固定することができ、作業性を向上させることができる。

発光管の破裂より生じる破片は、当該発光管から主に周方向に飛散することが考えられるため、前記被覆部が、前記発光管又は前記保護管の中心軸方向における少なくとも一部において略全周を覆うものであることが望ましい。これならば、発光管又は保護管の破損をより一層防止することができる。前記発光管の補強又は破片の飛散防止、又は前記保護管の補強をより一層確実にするためには、前記被覆部が、前記発光管又は前記保護管の外側周面の略全体を被覆するものであることが望ましい。

前記被覆部が、網目状をなす網目形成部を有しており、前記光透過窓が、前記網目形成部の開口部により構成されていることが望ましい。これならば、発光管又は保護管を網目形成部により補強しつつ、当該網目形成部の開口部により構成される光透過窓によって発光管からの光を外部に透過させることができるので、光量低下を防止することができる。ここで、被覆部面積に対する光透過窓の開口面積の割合（開口率）は、８０％以上であることが望ましい。

前記固定具が、前記保護管を前記支持枠に固定するものであって、前記被覆部が、前記保護管の外側周面又は外側周囲において軸方向一端部から軸方向他端部まで覆うものであり、前記被覆部の両端部に前記保護管の両端開口部に係止する係止部が形成されていることが望ましい。これならば、被覆部が、保護管の外側周面又は外側周囲の略全体を被覆することになり、前記保護管の補強をより一層確実にすることができる。また、被覆部の両端部に保護管の両端開口部に係止する係止部が形成されているため、被覆部が保護管を長手方向両端部から挟持する構造となり、保護管が軸方向にずれたり、がたついたりすることを防止することができる。

前記固定具が、前記保護管を前記支持枠に固定するものであって、前記保護管の軸方向一端部又は両端部において、前記保護管の軸方向一端部又は両端部の開口部を塞ぐように設けられた閉塞部をさらに有することが望ましい。これならば、発光管の破裂により生じた破片が保護管の開口部から外球側に直接飛散することを防止して、外球が破損してしまうことを防止することができる。

このように構成した本発明によれば、固定具が被覆部を有しており、この被覆部に光透過窓が形成されているので、固定具に発光管又は保護管の破損防止機能を持たせて、発光管又は保護管の固定及び破損防止を同時に実現することができる。また、組み立ての作業性を向上させて工数を削減でき、作業コスト等のコストダウンを図ることができる。

本実施形態のセラミックメタルハライドランプの構成を模式的に示す図。 同実施形態の保護管及び保管管固定具を主として示す側面図。 同実施形態の保護管及び保護管固定具を主として示す斜視図。 同実施形態の保護管固定具の展開図。 変形実施形態の保護管固定具の構成を示す側面図。 変形実施形態の保護管固定具の構成を示す展開図及び断面図。 変形実施形態の保護管固定具の構成を示す展開図及び断面図。 変形実施形態の保護管固定具の構成を示す断面図。 従来の保護管の補強構造を模式的に示す図。

以下に本発明に係る高圧放電ランプの一実施形態について図面を参照して説明する。

本実施形態の高圧放電ランプ１００は、金属ハロゲン化物を添加して封入した透光性セラミックス製の発光管２を備えたセラミックメタルハライドランプである。

具体的にこのセラミックメタルハライドランプ１００は、図１に示すように、例えば透光性アルミナセラミック等の透光性セラミックにより形成され、内部に発光物質として金属ハロゲン化物（不図示）が充填された発光管２と、この発光管２を収容する外球３とを有する。

発光管２は、放電空間を形成する直管状の本管部及びこの本管部の軸方向両端部に設けられた直管状の細管部を備えている。また、本管部の内部に形成される放電空間には、始動用希ガス、金属ハロゲン化物及び水銀（いずれも不図示）が封入されるとともに、一対の電極構造体４１、４２の先端部が対向配置されている。

電極構造体４１、４２は、発光管２の細管部に挿入されており、先端部が発光管２の本管部内部で対向配置され、基端部が細管部の外部に延出している。そして、各電極構造体４１、４２において本管部の内部に位置する先端部には、タングステン等の耐熱性金属からなる電極が設けられている。なお、電極構造体４１、４２と細管部とは気密にシールされている。この電極構造体４１、４２が、外球３の内部に配置された支持枠５に溶接されている固定金具６によって固定され、外部からの電力が供給される。また、これによって発光管２が支持枠５に固定される。

外球３は、前記発光管２を収容するとともに、発光管２に設けられた一対の電極構造体４１、４２に給電するための口金３１を有する。この外球３は、透明の硬質ガラスにより形成されており、中央部分が例えば概略楕円球状をなすものである。外球３の内部は真空又は不活性ガスが封入されており、外球３の基端部（図１の下端部）はステム３２によって気密に封止されており、このステム３２に口金３１が取り付けられている。また、ステム３２には、前記発光管２が固定されるとともに、発光管２に設けられた一対の電極構造体４１、４２に給電するための金属棒製の支持枠５が接続されている。

しかして本実施形態のセラミックメタルハライドランプ１００は、図１〜図３に示すように、発光管２の周囲に設けられた透光性を有する保護管７と、当該保護管７を前記支持枠５に固定するための保護管固定具８とを備えている。

保護管７は、石英からなる概略円筒体であり、少なくとも発光管２の本管部全体を包囲するものである。

保護管固定具８は、保護管７を支持枠５に固定する機能とともに前記保護管７を補強する機能を有するものである。

具体的に保護管固定具８は、特に図３に示すように、保護管７の外側周面の略半周を覆う第１固定要素８Ａ及び第２固定要素８Ｂからなる。これら第１固定要素８Ａ及び第２固定要素８Ｂは同一形状をなすものである。

具体的に各固定要素８Ａ、８Ｂは、保護管７の外側周面を覆う被覆部８１を有しており、当該被覆部８１に発光管２から出る光を透過させる光透過窓８Ｗが形成されている。

本実施形態の被覆部８１は、保護管７の軸方向一端部から他端部まで、つまり保護管７の外側周面の略半周部分において軸方向全体を覆うものであり、図４に示すように、展開状態における平面視形状は、概略矩形状をなすものである。

そして、この被覆部８１は、網目状をなす網目形成部８２を有している。本実施形態では、被覆部８１の略全体が網目形成部８２とされている。この網目形成部８２は、縦辺部及び横辺部が略直交することにより形成された格子形状をなすものである。

そして、前記網目形成部８２の網目である開口により前記光透過窓８Ｗが構成される。前記網目形成部８２が格子形状をなすものであるため、光透過窓８Ｗの開口形状は、概略矩形状を成すものである。また、複数の光透過窓８Ｗは、マトリックス状に縦横に配列されている。

また、被覆部８１における対向する２辺、つまり、図４において左右側辺８１ａ、８１ｂには、支持枠５に溶接又は接着等によって固定されるための固定部８３が形成されている（図２及び図３参照）。この固定部８３は、各側辺８１ａ、８１ｂにおいて、上下二箇所に形成されている。なお、固定部８３は各側辺８１ａ、８１ｂにおいて二箇所に限られず、一箇所又は複数箇所に形成しても良い。

さらに、被覆部８１における別の対向する２辺、つまり、図４において上下側辺８１ｃ、８１ｄには、保護管７の両端開口部７ａ、７ｂに係止する係止部８４が形成されている（図２及び図３参照）。この係止部８４は、各側辺８１ａ、８１ｂにおいて、左右二箇所に形成されており、保護管７の開口部７ａ、７ｂに係止するために、例えば概略コの字状に保護管７の内面まで折り曲げられている。なお、係止部８４は各側辺８１ｃ、８１ｄにおいて二箇所に限られず、一箇所又は複数箇所に形成しても良い。

なお、上記構成の第１固定要素８Ａ及び第２固定要素８Ｂは、例えばステンレス鋼、モリブデン、ニッケルやそれらの合金などの耐熱性に優れた金属板を例えば打ち抜き加工等の機械加工により形成することが考えられる。

そして、このように構成した第１固定要素８Ａ及び第２固定要素８Ｂが、保護管７を挟んで保護管７を包むように配置され、保護管７の中心軸方向に沿って両側に設けられた支持枠５に溶接等によって固定される。なお、具体的な組み立て手順としては、（１）支持枠５に固定する前の保護管７に、第１固定要素８Ａ及び第２固定要素８Ｂを装着して、それらの固定部８３を互いに溶接し、その後、第１固定要素８Ａ及び第２固定要素８Ｂの固定部８３を支持枠５に溶接する、あるいは、（２）第１固定要素８Ａ又は第２固定要素８Ｂの一方を支持枠５に溶接した後に、溶接された第１固定要素８Ａ又は第２固定要素８Ｂの一方に保護管７を取り付けて、その後、第１固定要素８Ａ又は第２固定要素８Ｂの他方を保護管７を挟むように支持枠５に溶接することが考えられる。

このように構成した本実施形態に係る高圧放電ランプ１００によれば、保護管固定具８が保護管７の外側周面を覆う被覆部８１を有しているため、当該被覆部８１により保護管７を補強して保護管７が破損することを防止できる。ここで、被覆部８１に光透過窓８Ｗが形成されているので、発光管２から出た光の光量低下を防ぎつつ、保護管７の破損を防ぐことができる。したがって、保護管７を支持枠５に固定する保護管固定具８に、保護管７の破損防止機能を持たせて、保護管７の固定及び破損防止を同時に実現することができる。また、保護管７の固定作業及び従来の巻き付け作業を１つの作業にまとめることができ、高圧放電ランプ１００の組み立ての作業性を向上させて工数を削減することができ、作業コストを削減できるだけでなく、材料コストも削減することが可能となる。

なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。

例えば、前記実施形態の保護管固定具８は、第１固定要素８Ａ及び第２固定要素８Ｂからなるものであったが、一体品としても良い。この場合、１つの保護管固定具８が保護管７の外側周面の略全周を覆うことになる。

また、保護管固定具８の被覆部８１は、保護管７の軸方向全体を覆う構成の他、保護管７の軸方向における少なくとも一部を覆うように構成したものであっても良い。例えば、図５に示すように、保護管７の軸方向一端部及び軸方向他端部それぞれを覆うように構成しても良いし、保護管７の軸方向中央部を覆うように構成しても良い。

さらに、前記実施形態の保護管固定具８が、図６及び図７に示すように、保護管７の軸方向一端部又は両端部において、保護管７の軸方向一端部又は両端部の開口を塞ぐように設けられた閉塞部８５をさらに有するものであっても良い。

図６に示す保護管固定具８は、第１固定要素８Ａの上下側辺８１ｃ、８１ｄに保護管７の開口部７ａ、７ｂを塞ぐ閉塞部８５が形成されたものである。ここで閉塞部８５は、開口部７ａ、７ｂの開口形状に略一致する概略円形状である。また、閉塞部８５には、発光管２の細管部が入り込むスリットが形成されている。さらに、この閉塞部８５には、格子形状をなす網目が形成されており、発光管２から出る光を透過させるように構成されている。この場合、第２固定要素８Ｂは、前記実施形態と同様の構成である。なお、第１固定要素８Ａの上側辺８１ｃに閉塞部８５を設け、第２固定要素８Ｂの下側辺８１ｄに閉塞部８５を設ける構成としても良い。なお、閉塞部８５に網目を形成しないものであっても良い。

また、図７に示す保護管固定具８は、各固定要素８Ａ、８Ｂに閉塞部８５を構成する閉塞片８５１、８５２が形成されたものである。具体的には、各固定要素８Ａ、８Ｂの上下側辺８１ｃ、８１ｄに閉塞片８５１、８５２が形成されている。各固定要素８Ａ、８Ｂに閉塞部８５を形成する閉塞片８５１、８５２を形成した場合には、それら閉塞片８５１、８５２同士が連結されるように構成することが望ましい。なお、図７には、網目が形成されていない閉塞片８５１、８５２を示しているが、網目を形成したものであっても良い。

加えて、前記実施形態では、被覆部８１の全体が網目形成部８２とされているが、一部に網目形成部８２を有するものであっても良い。

さらに加えて、前記実施形態の光透過窓８Ｗは、矩形状をなすものであったが、その他、網目形状が菱形状や台形状等の多角形状をなすものであっても良いし、円形状や楕円形状をなすものであっても良い。

また、前記実施形態では、保護管固定具８の被覆部８１が、保護管７の外側周面に接触するように覆うものであったが、保護管７の外側周面から所定距離離間した外側周囲を覆うように構成しても良い。具体的には、図８に示すように、第１固定要素８Ａ及び第２固定要素８Ｂの被覆部８１が、保護管７の外側周面から所定距離離間して覆うように構成されている。詳細には、被覆部８１の内径を保護管７の外径よりも大きく、且つ、第１固定要素８Ａ及び第２固定要素８Ｂの係止部８４が保護管７の両端開口部７ａ、７ｂに係止した状態で、被覆部８１が保護管の外側周面から離間する。なお、図８においては、被覆部８１の略全体が保護管７の外側周面から離間した構成を示しているが、被覆部８１の一部が保護管７の外側周面から離間した構成としても良い。

その上、前記実施形態では、保護管固定具８が、保護管７を支持枠５に固定するものについて説明したが、発光管２を支持枠５に固定するものにも適用することができる。

さらに、前記実施形態では、高圧放電ランプのうち、セラミックメタルハライドランプ等のメタルハライドランプに適用した場合について説明したが、その他、高圧ナトリウムランプや、高圧水銀ランプに適用できることもできる。

その他、本発明は前記実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。

１００・・・高圧放電ランプ（セラミックメタルハライドランプ）
２・・・発光管
５・・・支持枠
８・・・保護管固定具
８Ａ・・・第１固定要素
８Ｂ・・・第２固定要素
８１・・・被覆部
８Ｗ・・・光透過窓
８２・・・網目形成部
８４・・・係止部

Claims (5)

1. 内部に発光物質が封入された発光管又は当該発光管の周囲に設けられる保護管を、外球内に組み込まれる支持枠に固定する固定具であって、
   前記発光管又は前記保護管の外側周面又は外側周囲を覆う被覆部を有しており、
   前記被覆部に前記発光管から出る光を透過させる光透過窓が形成されており、
   前記被覆部が、前記保護管の外側周面又は外側周囲において軸方向一端部から軸方向他端部まで覆うものであり、
   前記被覆部の両端部に前記保護管の両端開口部に係止する係止部が形成されている固定具。
2. 前記発光管又は前記保護管の外側周面又は外側周囲の略半周を覆う第１固定要素及び第２固定要素からなり、
   前記第１固定要素及び前記第２固定要素が、前記発光管又は前記保護管を挟むように、前記発光管又は前記保護管の中心軸方向に沿って両側に設けられた前記支持枠に固定されるものである請求項１記載の固定具。
3. 前記被覆部が、前記発光管又は前記保護管の中心軸方向における少なくとも一部において略全周を覆うものである請求項１又は２記載の固定具。
4. 前記保護管を前記支持枠に固定するものであって、
   前記保護管の軸方向一端部又は両端部において、前記保護管の軸方向一端部又は両端部の開口部を塞ぐように設けられた閉塞部をさらに有する請求項１乃至３の何れかに記載の固定具。
5. 請求項１乃至４の何れかに記載の固定具を備えた高圧放電ランプ。