JPH06290738A - 片封止形金属蒸気放電灯 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】電極軸に被せられた絶縁スリーブの位置を規制
し、絶縁スリーブの損傷や電極軸上での放電を防止した
片封止形金属蒸気放電灯を提供する。 【構成】発光管１の一端に圧潰封止部２を形成するとと
もに、この圧潰封止部に一対の金属箔導体６を封着し、
これら金属箔導体に電極軸４を接続し、これら電極軸の
先端部を放電空間内で互いに対向させ、これら電極軸の
根元部に絶縁スリ−ブ８を被せた片封止形金属蒸気放電
灯において、絶縁スリーブと電極軸先端部との間に、上
記絶縁スリーブを封止部方向に押すコイルばね９を取着
した。 【作用】発光管バルブを圧潰封止する時に石英により絶
縁スリーブが押されても、コイルばねが絶縁スリーブを
押すので絶縁スリーブの位置を規制する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、小形メタルハライドラ
ンプ等に適用されている片封止形の金属蒸気放電灯に関
する。

【０００２】

【従来の技術】最近、高輝度放電灯、すなわち高圧金属
蒸気放電灯（ＨＩＤ）を店舗等の低天井の屋内照明に使
用する場合が多くなってきた。特に、メタルハライドラ
ンプは高効率および高演色性に優れており、陳列商品の
照明に好適するためその普及が進んでいる。このような
金属蒸気放電灯を店舗等に利用する場合、発光管を小形
化して白熱電球やハロゲン電球に代替して使用する必要
がある。

【０００３】発光管を小形化する場合、バルブの一端だ
けに圧潰封止部を形成し、この圧潰封止端部に一対の電
極を封着をした、いわゆる片封止形の構造を採用するこ
とが有利である。このようにすれば、封止部が１個です
むから両端封止形のバルブに比べて熱損失が小さくな
り、発光効率が向上するとともに、成形に手間を要さ
ず、しかも放電空間に比して相対的に大きな形状となり
勝ちな封止部が１個となるので全体を小形化できるなど
の利点がある。

【０００４】このような片封止形発光管においては、圧
潰封止部に一対の金属箔導体を封着し、これら金属箔導
体にそれぞれ電極軸を接続し、これら電極軸を放電空間
に導き、これら電極軸の先端を互いに対向させ、場合に
より電極軸の先端に電極コイル部を巻装して構成され
る。しかし、このような構造の放電灯は、電極先端間の
距離が短いばかりでなく電極軸相互の離間距離も短いの
で、ランプ始動時に、本来電極先端のコイル部に発生す
べき放電が移動し易く、例えば電極軸の根元部に発生す
ることがある。電極軸間で放電が発生すると、電極軸が
浸蝕されて早期に折損したり、ここに近い圧潰封止部が
加熱されてクラックを発生するなどの不具合がある。

【０００５】このため、従来、電極軸に石英チュ−ブな
どのような絶縁スリーブを被せ、これにより電極軸部を
絶縁被覆して電極軸間の放電を防止するような提案がな
されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記のような絶縁スリ
ーブは発光管バルブの封止前に電極軸に被せられ、発光
管バルブを圧潰封止する時にこの絶縁スリーブの根元部
分を圧潰封止部に埋め込むようにし、これにより電極軸
の根元を絶縁スリーブで完全に絶縁被覆する構造が採用
される。

【０００７】しかしながら、上記発光管バルブを圧潰封
止する時に、圧潰される石英肉厚のばらつきや圧潰され
る石英の移動ばらつき等により、電極軸に被せられてい
る絶縁スリーブが押し出されて電極軸の先端側に移動す
ることがある。絶縁スリーブが電極軸の先端側に移動し
過ぎると、絶縁スリーブの根元が圧潰封止部から離れて
電極軸の根元が露出し、電極軸放電を生じる心配があ
る。また絶縁スリーブの先端が電極先端に接近し過ぎる
ことにより、電極先端間で発生した放電の熱を受けて絶
縁スリーブの先端が熱損傷する不具合がある。

【０００８】また、逆に絶縁スリーブの先端が電極先端
から離れ過ぎると、電極軸を絶縁被覆する機能が低下
し、電極軸間、または一方の電極先端と他方の電極軸と
の間で異常放電を生じる心配がある。この発明はこのよ
うな事情にもとづきなされたもので、その目的とすると
ころは、電極軸に被せられた絶縁スリーブの取り付け位
置を所定の範囲に規制し、絶縁スリーブの損傷や電極軸
上での放電を防止し、寿命特性が向上する片封止形金属
蒸気放電灯を提供しようとするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、発光管の一端
に圧潰封止部を形成するとともに、この圧潰封止部に一
対の金属箔導体を封着し、これら金属箔導体に電極軸を
接続し、これら電極軸の先端部を放電空間内で互いに対
向させ、かつこれら電極軸の根元部に絶縁スリ−ブを被
せた片封止形金属蒸気放電灯において、上記絶縁スリー
ブと電極軸先端部との間に位置して上記電極軸に、上記
絶縁スリーブを封止部方向に押圧する高融点金属からな
るコイルばねを取着したことを特徴とする。

【００１０】

【作用】本発明によれば、発光管バルブを圧潰封止する
時に石英により電極軸に被せられている絶縁スリーブが
押されても、電極軸に取着したコイルばねが絶縁スリー
ブを押すので、電極軸上の絶縁スリーブの移動位置を規
制することができ、絶縁スリーブが電極軸の先端側に移
動し過ぎたり、また逆に離れ過ぎるのを防止することが
できる。

【００１１】

【実施例】以下本発明について、図面に示す一実施例に
もとづき説明する。図面は１５０Ｗのメタルハライドラ
ンプの発光管を示し、図において１は、石英ガラスより
なる発光管バルブである。このバルブ１は内容積が例え
ば０．５ccとなるほぼ楕円球形に形成されている。この
ような楕円球形のバルブ１は、長軸方向Ｏ−Ｏがバルブ
軸となり、このバルブ軸と直交する方向の一端に偏平な
圧潰封止部２が形成されている。

【００１２】上記バルブ１内には、バルブ軸方向に沿っ
て互いに離間対向して一対の電極３，３が配置されてお
り、これら電極３，３は共に上記片側の圧潰封止部２に
封着されている。電極３，３は、電極軸４と電極コイル
５とで構成されており、電極軸４は、たとえば線径０．
５mmの純レニウム線よりなり、電極コイル５は線径０．
５mmのトリエ−テッドタングステン線にて形成され、上
記電極軸４の屈曲された先端部に３〜４回巻回されてい
る。そして、これら電極コイル５、５はバルブ軸方向に
沿って６mm程度離間（電極先端間距離Ｌ）して互いに対
向されている。

【００１３】電極軸４、４は上記圧潰封止部２に封着さ
れたＭｏなどのような金属箔導体６，６にそれぞれ接続
されている。金属箔導体６，６はそれぞれ外部リ−ド線
７，７に接続されている。これら電極軸４，４の基端部
には、それぞれ絶縁スリーブ８，８が被せられている。
絶縁スリーブ８，８は、例えば石英チューブからなり基
端部が上記電極軸４，４と一緒に圧潰封止部２に埋込ま
れているとともに、その先端部は上記電極軸４，４の先
端を所定長さだけ露出させて電極軸４，４に被嵌してあ
る。

【００１４】絶縁スリーブ８，８は肉厚ｔ（mm）が０．
３≦ｔ≦１．５、具体的には０．７mmとしてある。上記
電極軸４、４にはコイルばね９，９が取り付けられてい
る。コイルばね９，９は、レニウムまたはレニウム・タ
ングステンにて形成されており、電極軸４、４の先端部
に被せられて上記絶縁スリーブ８，８を封止部２の方向
に向けて押圧している。１５０Ｗの片封止形メタルハラ
イドランプの場合、上記コイルばね９，９は、自由長さ
が２．２mm程度で、圧縮して密着された場合は１．４mm
程度に形成されている。このため、電極軸４，４に被せ
られた上記絶縁スリーブ８，８は上記コイルばね９，９
に押されることにより、絶縁スリーブ８先端と電極軸４
先端との離間寸法ｍが１．４〜２．２mmに規制されてい
る。

【００１５】このような構成に電極マウント１０は次の
ようにしてバルブ１に封着される。つまり、絶縁スリー
ブ８，８とコイルばね９，９は、予め、図２に示すよう
なマウント１０の電極軸４，４に被せられている。この
場合、コイルばね９，９は自由長状態であり、また絶縁
スリーブ８，８の下端は金属箔導体６，６と接触、また
はこれに接近している。したがって、この状態におい
て、絶縁スリーブ８先端と電極軸４先端との離間寸法ｍ
は２．２mm程度に規制されている。

【００１６】このようなマウント１０はバルブ１の開口
端部１ａに挿入される。この状態でバルブ１の開口端部
１ａを加熱軟化し、紙面と直交する方向に圧潰封止す
る。すると、圧潰されたバルブ１の肉が絶縁スリーブ
８，８の根元を押しつつ絶縁スリーブ８，８と溶着す
る。この時、絶縁スリーブ８，８は電極軸４、４の先端
に向けて押し上げられる。しかし、絶縁スリーブ８，８
が電極軸４、４の先端方向に移動しようとすると、先端
部に設けてあるコイルばね９，９が圧縮されるようにな
り、その弾性反発力で絶縁スリーブ８，８の移動を阻止
する。このようなコイルばね９，９の抵抗にも拘らず絶
縁スリーブ８，８が電極軸４、４の先端方向に移動する
場合、コイルばね９，９が密着するまで絶縁スリーブ
８，８の移動を許す。つまり、電極軸４，４の先端にコ
イルばね９，９を設けたことにより、絶縁スリーブ８，
８の移動を規制し、絶縁スリーブ８先端と電極軸４先端
との離間寸法ｍを、コイルばね９，９の密着長さ（１．
４mm）から自由長さ（２．２mm）の範囲に設定すること
ができる。

【００１７】なお、図２で１２は排気管である。このよ
うなバルブ1 内には、始動用希ガスと、所定量の水銀お
よびＳｎＩ₂ 、ＮａＩ、ＴｌＩ、ＩｎＩ、ＮａＢｒ、Ｌ
ｉＢｒなどの金属ハロゲン化物が封入されている。ま
た、このような片封止形メタルハライドランプは、安定
点灯時のランプ電流Ｉが１．８Ａで、この時のランプ入
力電力Ｗは１５０Ｗとなるように設定されている。そし
て、発光管の内表面積Ｓは約３．５cm² であり、発光管
単位表面積当りのランプ負荷は約４３Ｗ／cm² となって
いる。

【００１８】このような構成による実施例の作用を説明
する。電極軸４，４の基端部にはそれぞれ絶縁スリーブ
８，８を被せてあるから、これら電極軸４，４の基端部
間で放電が発生するのが防止される。このため、電極軸
４，４が折損したり、電極軸４，４間の放電により圧潰
封止部２が過熱されてクラックが発生するなどの不具合
が防止され、寿命が長くなる。

【００１９】そして、上記電極軸４，４に被せた絶縁ス
リーブ８，８は、電極軸４，４の先端に取着したコイル
ばね９，９により先端側に移動するのが規制されている
から絶縁スリーブ８，８の先端と電極軸４，４の先端部
との離間寸法ｍを所定寸法、例えば１．４〜２．２mmに
規制することができる。このため、絶縁スリーブ８，８
の先端が電極３，３の先端と接近し過ぎることがなく、
よって絶縁スリーブ８，８の根元が圧潰封止部２から離
れて電極軸４，４の根元が露出するのが防止され、電極
軸４、４の間で異常放電を生じるなどの不具合が防止さ
れる。また、絶縁スリーブ８，８の先端と電極３，３先
端との距離が離れるので、電極３，３の先端間で発生し
たアークの熱により絶縁スリーブ８，８先端が熱損傷す
る不具合がなくなる。

【００２０】また、逆に、絶縁スリーブ８，８の先端と
電極極４，４先端との距離ｍは、コイルばね９，９の自
由長さ以上に離れないから、電極極４，４の大幅な露出
が防止され、よって絶縁スリーブ８，８を設ける初期の
目的を満足し、つまり絶縁被覆を保ち、電極軸４，４
間、または一方の電極３先端と他方の電極軸４との間で
異常放電を生じるなどの不具合が防止される。

【００２１】このようなことから、電極極４，４および
絶縁スリーブ８，８の寿命が長くなり、ランプ寿命が長
くなる。なお、コイルばね９，９はレニウムまたはレニ
ウム・タングステンにて形成されているので、ハロゲン
サイクルによりこのコイルばね９，９の材質がバルブ壁
に運ばれて黒化の原因になるのを防止することができ
る。

【００２２】なお、本発明はメタルハライドランプに制
約されず、要するにバルブの一端部のみに圧潰封止部を
形成した放電灯であればよく、したがって高圧水銀ラン
プなどのような他の小形金属蒸気放電灯であってもよ
い。また、絶縁スリーブ８は石英チューブで構成するこ
とに限らず、アルミナなどの高融点電気絶縁物であって
もよい。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によると、発
光管バルブを圧潰封止する時に軟化したバルブ壁により
絶縁スリーブが押されても、電極軸に取着したコイルば
ねがこの絶縁スリーブの移動を規制するので、絶縁スリ
ーブを電極軸の所定位置に設置することができる。この
ため絶縁スリーブが電極軸の先端側に移動し過ぎたり、
また逆に離れ過ぎるのを防止することができ、よって絶
縁スリーブの熱損傷や、電極軸に生じようとする異常放
電を防止することができ、ランプ寿命が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す小形メタルハライドラ
ンプの断面図。

【図２】同実施例の圧潰封止工程を説明する図。

【符号の説明】

１…発光管バルブ ２…圧潰封止部
３…電極 ４…電極軸 ５…電極コイル
６…金属箔導体 ７…外部リ−ド線 ８…絶縁スリーブ
９…コイルばね

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐野 久則 東京都港区三田一丁目４番28号 東芝ライ テック株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発光管の一端に圧潰封止部を形成すると
   ともに、この圧潰封止部に一対の金属箔導体を封着し、
   これら金属箔導体に電極軸を接続し、これら電極軸の先
   端部を放電空間内で互いに対向させ、かつこれら電極軸
   の根元部に絶縁スリ−ブを被せた片封止形金属蒸気放電
   灯において、 上記絶縁スリーブと電極軸先端部との間に位置して上記
   電極軸に、上記絶縁スリーブを封止部方向に押圧する高
   融点金属からなるコイルばねを取着したことを特徴とす
   る片封止形金属蒸気放電灯。
2. 【請求項２】 上記放電灯がメタルハライドランプの場
   合、上記コイルばねを耐ハロゲン性金属により形成した
   ことを特徴とする請求項１に記載の片封止形金属蒸気放
   電灯。
3. 【請求項３】 上記コイルばねを、レニウムまたはレニ
   ウム・タングステン合金により形成したことを特徴とす
   る請求項１または請求項２に記載の片封止形金属蒸気放
   電灯。