JPH07192696A

JPH07192696A - 管球、点灯装置および照明器具

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Publication number: JPH07192696A
Application number: JP33524793A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Saida; 淳斉田; Toshihiko Ishigami; 敏彦石神; Hideki Ito; 秀樹伊藤; Toshio Hiruta; 寿男蛭田
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 1993-12-28
Filing date: 1993-12-28
Publication date: 1995-07-28

Abstract

(57)【要約】【目的】バルブ内に封止された導入導体が傾いたり偏
心したりすることがないとともに発光源とバルブの内底
部との間に遮蔽物を存在させないことによって温度低下
のない、優れた発光特性や電気特性を有する管球を提供
することを目的とする。【構成】先端部に電極部５１、５１を形成してなる少
なくとも一対の内部導入線５、５をガラスブロック７で
固定し、このガラスブロック７をガラスバルブ１端部の
封止部２内に埋設している管球Ｌおよびこの管球Ｌの点
灯装置Ｃならびに照明器具Ｄである。【効果】バルブのガラスが溶融流動してきて当たった
り金型の押圧によって、内部導入線はその関係位置のず
れることが少なく、所定の放電間隙やフィラメントコイ
ル長さを保持することができるとともにガラスブロック
は封止部内に埋設されているので、発光源の発熱を特に
奪うものがなく高温度を保持でき、管球の特性を向上で
きた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は高圧放電ランプやハロゲ
ン電球などバルブの端部に導入導体を気密に封止した管
球のに関する。

【０００２】

【従来の技術】たとえば石英ガラスなどの高融点ガラス
製のバルブを用いている高圧放電ランプあるいはハロゲ
ン電球などの管球においては、それらバルブの端部に導
入導体が気密に封止されている。

【０００３】たとえば小形のメタルハライドランプで
は、上記の導入導体はガラスと金属との熱膨張率の関係
から、通常はモリブデンなどのような耐熱性金属箔の一
端に電極や内部導入線の基端部を、他端には外部導入線
を一直線状にそれぞれ溶接などで接続した構成となって
いる。そして、バルブと導入導体との封止作業は、導入
導体の一対の外部導入線部分を耐熱性のマウントホルダ
に形成した装着孔に挿入支持させてガラスバルブ端部の
バルブ軸上に配置して、上記バルブ端部を酸水素ガスバ
ーナで加熱軟化したのち両側面から一対の押圧金型によ
り偏平に圧潰することによって、圧潰成形されたガラス
偏平体内に上記導入導体の金属箔部分を気密に封止する
ようにしている。

【０００４】ところで、上記石英ガラスを発光管とする
このメタルハライドランプは、高効率、高演色性で、か
つ、長寿命であるところから、これを小形化することに
よって白熱電球などに代わって屋内外の照明用光源とし
て、あるいはＬＣＤ用、ＯＨＰ用などの光源として使用
する動きが活発化している。

【０００５】しかしながら、上記バルブ端部を偏平に圧
潰する工程においては、加熱により溶融したガラスの流
動によって導入導体の金属箔が引張られ、その結果予め
所定の間隔を隔て配置しておいた外部導入線が傾き、こ
の外部導入線に接続した金属箔、電極を兼ねる内部導入
線の放電を生起する間隔が変わり、ランプ特性を変動さ
せるという不都合を生じ、しかもガラスバルブの肉厚は
均一に製造することは難しくて偏肉を生じ易く、これが
上記封止工程に作用して一層電極の傾きを増長させる傾
向があった。

【０００６】このような不具合はガラスバルブの径が小
さく、したがって封止部の面積も狭い、特に小形の片端
封止形の発光管において発生し易かった。

【０００７】そこで、このような導入導体の傾きや間隔
の変動を防ぐ対策として、一対の電極（内部導入線が兼
ねる）を耐熱性絶縁物からなる間隔保持体で保持させる
ことがたとえば実開昭６４−２６０号に開示されてい
る。

【０００８】この公報に開示されたものは、先端部が折
曲して対向配置された電極間の放電によって所定の特性
を得ようとするものであるが、電極を固定している耐熱
性絶縁物が電極に近い箇所にあるため放電熱がこの耐熱
性絶縁物に吸収され、電極部の温度を低下して、放電輝
点が移動するなどして放電が不安定となったり、また、
バルブ内底部の封止部に面する部分が耐熱性絶縁物の影
となって温度が上がらず最冷部を形成し、この部分に封
入したハロゲン化物が蒸発せず溜まるという現象を生
じ、所定の特性が得られないということがあった。

【０００９】また、この耐熱性絶縁物に封入物やバルブ
内から発生した不純物が付着し着色した場合は特性をよ
り低下させるという問題があった。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】解決しようとする問題
点は、電極間放電部の近傍に電極以外の物体が存在する
と、放電熱を奪って温度低下を来したりして特性を低下
させるという点にある。この発明は上記事情に鑑みなさ
れたもので、少なくとも２本の導入線で支持された導入
導体をバルブと封止するときに、この導入導体が傾いた
り偏心したりすることが防げるとともに電極間放電部あ
るいはフィラメントコイルなどの発光源とバルブの内底
部との間に遮蔽物を存在させないことによって温度低下
のない、優れた発光特性や電気特性を有する管球を提供
することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に記載
の管球は、先端部に電極部を形成してなる少なくとも一
対の内部導入線をガラスブロックで固定し、このガラス
ブロックをガラスバルブの封止部内に埋設していること
を特徴としている。

【００１２】本発明の請求項２に記載の管球は、先端部
に電極部を形成してなる少なくとも一対の内部導入線の
基端部側をガラスブロックで固定して導入導体を形成
し、この導入導体のガラスブロックをガラスバルブの封
止部内に埋設していることを特徴としている。

【００１３】本発明の請求項３に記載の管球は、対向し
た一対の内部導入線の先端部が放電電極を構成している
ことを特徴としている。

【００１４】本発明の請求項４に記載の管球は、対向し
た一対の内部導入線の先端部にフィラメントを継線して
いることを特徴としている。

【００１５】本発明の請求項５に記載の管球は、ガラス
バルブとガラスブロックとが同材質のガラスであること
を特徴としている。

【００１６】本発明の請求項６に記載の管球の点灯装置
は、請求項１ないし請求項５のいずれかに記載された管
球と、この管球を出力側に接続して安定的に点灯させる
点灯回路とを具備していることを特徴としている。

【００１７】本発明の請求項７に記載の照明器具は、請
求項１ないし請求項５のいずれかに記載された管球と、
この管球を収容した反射体と、請求項６に記載された点
灯回路を一体または別体として具備していることを特徴
としている。

【００１８】

【作用】少なくとも一対の導入線をバルブのガラスと同
じかまたは近似した熱膨脹率を有する電気絶縁性物質か
らなるガラスブロックに支持させた導入導体は、封止作
業時に溶融軟化したバルブのガラスに引張られても、一
体化しているので導入線が動くことがなく、導入線の先
端部に設けた放電電極やフィラメントコイルなどの間隔
や向きを所定の状態で維持できるとともに電極間放電部
やフィラメントコイルなど近傍にはバルブ面まで電極以
外の物体が存在しないので熱が吸収されることが少なく
バルブ内をほぼ同温度に保持でき、また、着色などのこ
ともない。

【００１９】

【実施例】以下，本発明の詳細を図示の実施例を参照し
て説明する。図１は１００Ｗの片端封止形のメタルハラ
イドランプを示し、図中１は石英ガラスからなるバル
ブ、２はこのバルブ１の一端部に成形された圧潰封止
部、３は導入導体である。

【００２０】この導入導体３は、上記圧潰封止部２内に
気密に封止された一対のモリブデンなどのそれぞれの金
属箔４、４の一端にバルブ１内に延在するタングステン
やモリブデンなどの高融点金属からなる内部導入線５の
基端部を、また、他端にはバルブ１外に延在するモリブ
デンなどの外部導入線６の先端部をスポット溶接などの
手段により接続されたものからなる。また、７は上記一
対の内部導入線５、５を固定しているとともに、上記圧
潰封止部２から上面を少々突出し大部分が封止部２内に
埋没された状態の石英ガラスからなるガラスブロック、
５１、５１は放電電極である。

【００２１】また、８はバルブ１の頂部に接続された排
気管で、このバルブ１内にはハロゲン化物、水銀および
アルゴンなどの不活性ガスが封入されている。

【００２２】つぎに、このランプの製造手順について説
明する。まず、外径約１０ｍｍ、内径約８ｍｍの石英ガ
ラスからなるガラス管を用意し、このガラス管を酸水素
バーナで加熱して長径（管軸と直交方向）が約１３ｍ
ｍ、短径（管軸方向）が約１０ｍｍの中空の略楕円形状
部１Ａと、この略楕円形状部１Ａに連設してその幅が約
１０ｍｍ、長さ（管軸方向）が約２０ｍｍ、厚さが約５
ｍｍで内部が上記中空の略楕円形状部１Ａと連通してい
る空所１Ｃを有する略長四角形状の封止予定部１Ｂとを
形成した後、その頂部に石英ガラスからなる排気管８を
接続して図２の上方に示すようなバルブ１を成形する。

【００２３】また、導入導体３は、石英ガラス棒を用意
し略長方形状や円柱形状のたとえばその幅が約８ｍｍ、
高さが約５ｍｍ、厚さが約４ｍｍの図３に示すような略
長方形状のガラスブロック７を作り、このブロック７に
間隔を約６ｍｍ隔てて並行した直径が約０，９ｍｍの一
対の貫通孔７ａ、７ａを穿孔しておく。

【００２４】また一方、長さが約１１ｍｍ、幅が約２ｍ
ｍ、厚さが約２０μの長方形状のモリブデン箔４の、そ
の一端部側に外径が約０，８ｍｍ、長さが約１２ｍｍの
トリウム入りタングステン線からなる内部導入線５を、
他端部側に外径が約１ｍｍ、長さが約２０ｍｍのモリブ
デン線からなる外部導入線６をそれぞれスポット溶接し
たものを用意する。

【００２５】そして、上記ガラスブロック７の一対の貫
通孔７ａ、７ａにそれぞれ上記内部導入線５、５を挿通
させ、この内部導入線５、５の先端部を折曲して互いに
対峙させ放電電極５１、５１とし、図２の下方の構成の
導入導体３を得る。

【００２６】なお、このとき上記内部導入線５、５の先
端部の放電電極５１、５１間がランプ特性を左右するポ
イントであって、ガラスブロック７の一対の貫通孔７
ａ、７ａの間隔とともに所定の寸法に合わせておくこと
が重要であり、貫通孔７ａ内で内部導入線５が移動や回
転しないよう嵌合させるとかシリカ粉末を溶融して固着
させるなどによる仮止めを施しておいてもよい。

【００２７】そして、上記導入導体３の外部導入線６、
６を封止装置（図示しない。）のマウント支持台の装着
孔に挿入して、導入導体３を立設状態に支持固定する。
ついで、この導入導体３の上方よりガラスバルブ１を被
せ、放電電極５１、５１部が略楕円形状部１Ａのほぼ中
央部で、ガラスブロック７が略長四角形状の封止予定部
１Ｂの空所１Ｃの上部にあるように対応させる。

【００２８】つぎに、頂部の排気管８から窒素ガスなど
の非酸化性のガスを流入させながらバルブ１の略長四角
形状の封止予定部１Ｂを外面から酸水素ガスバーナで加
熱し、この部分のガラスが溶融軟化したら両側面から一
対の押圧金型により偏平に圧潰することによって圧潰封
止部２が成形され、金属箔４、４部分がガラス内に気密
に封止される。

【００２９】このバーナ加熱の際、封止予定部１Ｂの空
所１Ｃ内に位置する石英ガラスからなるガラスブロック
７は全体が軟化しなくても、溶融したバルブ１のガラス
が周囲に流れ込んで囲繞しバルブ１のガラスと一体化さ
れる。

【００３０】このようにして、導入導体３が封止られた
バルブ１は、つぎに排気装置（図示しない。）に装着し
て、排気管８からバルブ１内が排気され、ＤｙＢｒ₃，
ＨｏＢｒ₃，ＴｍＢｒ₃，ＣｓＩ，ＳｃＩ₃，ＮａＩな
どたとえばＳｃＩ₃とＮａＩとを１：５の組成比とした
ハロゲン化物を約４ｍｇ、水銀を約１５ｍｇ、不活性ガ
スとしてアルゴンガスを約２００トール封入したのち，
排気管８が溶封されてメタルハライドランプＬが完成す
る。

【００３１】このような構成の導入導体３を用い完成し
たランプＬは、両内部導入線５、５がガラスブロック７
で支持されているので、バルブ１のガラスが溶融軟化し
流動してきて当たったり金型の押圧による外力が加わっ
ても、両内部導入線５、５はその関係位置のずれること
が少なく、所定の放電間隙を保持することができる。ま
た、導入導体３封止後はガラスブロック７が圧潰封止部
２内に埋没しているので、ランプＬ点灯時に放電電極５
１、５１間にバルブ１の内底面まで他の部材が存在せ
ず、放電電極５１、５１間の放電熱を特に奪ったり不純
物が付着するものがなく高温度を保持でき、バルブ１に
封入したハロゲン化物を完全に蒸発させることができ、
高特性を得ることができた。

【００３２】また、内部導入線５、５を支持するガラス
ブロック７と、バルブ１を形成するガラスとの互いの表
面が融合しても、あるいは完全には融着していなくても
同質のガラスであるので熱的作用が加わってもこの部分
からクラックや剥がれなどの発生の虞れもない。

【００３３】上記構成のランプを２０個製作し、目視お
よび投影機を使用して内部導入線の曲りおよび偏心と、
内部導入線先端部の電極間間隔の測定とをするととも
に、定格で点灯したときのランプ電圧、ランプ電流など
の電気特性とランプの明るさ、演色性などの発光特性を
調べた。

【００３４】その結果、導入線の曲りおよび偏心につい
ては目視検査で分かる程度のものは発生しておらず（従
来品では１５％程度発生）、電極間間隔のバラツキも最
大０，５ｍｍ程度（従来品では最大１，５ｍｍ程度）と
小さくなった。また、ランプ電圧、ランプ電流などの電
気特性のバラツキは最大で３％程度（従来品では最大１
０％程度）、明るさ、演色性などの発光特性のバラツキ
は最大で５％程度（従来品では最大１８％程度）と著し
く低下し良好であった。

【００３５】そして、上記のランプＬはたとえば図６に
示すような器具Ｄに装着して使用される。図６において
９は内面に反射鏡９１が形成された椀状の反射体で、こ
の反射体９の基部中央のランプ装着孔９２内にはランプ
Ｌの封止部２が接着剤９３を介して接合されている。こ
のとき、ランプＬの放電電極５１、５１間が反射鏡９１
のほぼ焦点にあるよう位置している。

【００３６】また、Ｓは電源部、Ｃはこの電源部Ｓに接
続されたインバータなどの安定器が組み込まれている点
灯回路で、その出力端には上記ランプＬの外部導入線
６、６に接続されて外部に導出した給電線９４、９４と
接続している。

【００３７】このような構成において、電源部Ｓのスイ
ッチを投入すると、点灯回路Ｃの出力端にはランプＬを
安定的に点灯させるに適性な電力が給電線９４、９４を
介して外部導入線６、６、金属箔４、４、内部導入線
５、５へと供給され、内部導入線５、５に形成した放電
電極５１、５１の先端部間で放電が維持されて所定の特
性を有する発光をする。

【００３８】また、この器具ＤからはランプＬからの直
射光および反射体９からの反射光が前方に照射され、所
定の配光を呈する。

【００３９】なお，本発明は上記実施例に限定されな
い。たとえば、管球はメタルハライドランプに限らず、
水銀ランプ、キセノンランプなど他の高圧放電ランプや
ハロゲン電球などでもよく、そのバルブ形状および材質
も図示の略楕円形状で石英ガラスに限らず、球状、直管
状、曲管状などの形状で硬質や軟質のガラスからなるラ
ンプであってもよい。また、片端封止形のランプに限ら
ず、主電極および始動用の補助電極をガラスブロックで
固定した導入導体をバルブの両端（他端は主電極飲みで
もよい。）に封止した両端封止形のランプであってもも
ちろん適用できるものである。

【００４０】また、上記実施例ではバルブを略楕円形状
部と略長四角形状部とを有する形状に加工した後、導入
導体を封止するようにしたが、バルブは円筒状のままの
ガラス管（Ｔ形）やＡ形、ＢＴ形、Ｇ形など他の形状で
導入導体と封止するようにしてもよく、また、封止は金
型で成型する圧潰封止に限定されず、焼込み封止や焼落
し封止などであってもよい。

【００４１】また、導入導体は実施例の形状に限らず図
４や図５に示す構造であってもよい。図４および図５に
おいて図中図１〜図３と同一部分には同一の符号を付し
てその説明は省略する。すなわち図４は放電電極５１、
５１をランプ軸方向に対峙させたもので、この構成の場
合も封止作業によって両放電電極５１、５１間の間隔が
ずれることはない。

【００４２】また、図５はガラスブロック７を２本のガ
ラス棒７１、７１の間で内部導入線５、５を固定させた
構成のもので、所定の間隔を隔てて平行に配置した内部
導入線５、５の両側から、側面を加熱したガラス棒７
１、７１を押付け、融着したガラス棒７１、７１の間に
内部導入線５、５を固定させたものである。この場合は
ガラスブロック７に穿孔する作業を省くことができる。

【００４３】また、このガラスブロックの材質はバルブ
のガラス材質と同一のものが熱加工による融着の際に、
熱膨張率差や材質差による歪みなどの発生が少なく、ク
ラックやリークあるいは割れなどがなく好ましいが、必
ずしも同一でなく少々の熱膨張率差や材質差はあっても
差し支えない。また、このガラスブロックはバルブの底
部から上面部が少々突出していてもあるいは封止部内に
完全に埋没していても差し支えない。

【００４４】また、このガラスブロックの材質はこのブ
ロック内に固定される金属導体（内部導入線）の材質と
その熱膨張率差が小さいのがクラックの発生が少なく好
ましいが、熱膨張率差が大きい場合には完全密着して固
定させずにブロック体から抜け出たり回転しないように
金属導体（内部導入線）の中間部を折曲したり金属線小
片を交差して固着しておいたりあるいはその断面を長円
形状や非円形にするなどのことをしておいてもよい。

【００４５】また、導入導体３の発光源をなす放電電極
５１は実施例のように内部導入線５をそのまま用いて
も、または先端部を図５に示すようにコイル状に巻回し
てもあるいは内部導入線５の先端部にタングステン線な
どを巻回した別体のコイル状のものを巻装してもよく、
電球の場合は内部導入線５、５間にコイル状のフィラメ
ントが継線してあり、本発明でいう電極部とは内部導入
線の先端部をそのまま放電電極とするもの、内部導入線
の先端部に別体の放電電極を設けたものや継線されたフ
ィラメントなどの発光源をいうものである。

【００４６】また、このガラスブロックに固定させる金
属導体（内部導入線）の本数は２本に限らず３本以上あ
ってもよい。

【００４７】また、バルブ１の材質にアルミノシリケー
トガラスなどの硬質ガラス、ソーダライムガラスなどの
軟質ガラスを用いる場合は封着部材としては金属箔では
なく、断面円形状のモリブデン線やジュメット線などの
封着線が用いることができることはいうまでもなく、図
５に示すように内部導入線部、封着線部、外部導入線部
が同一線で構成される導入線であってもよい。

【００４８】さらに、上記照明器具に用いる反射体は椀
状に限らず樋状などであってもよく、また、ランプも封
止部を直接反射体に固定させたものに限らず、封止部に
口金部を固着させたランプをソケットの受金に係止させ
るようにして、ランプに不点が生じた場合などには容易
にランプ交換を行えるようにしても差支えなく、また、
反射体の前面に透光性や散光性のセード、グローブやレ
ンズなどの制光体が設けてあってもよい。

【００４９】さらにまた、点灯回路もインバータなどの
電子安定器を用いたものに限らず、巻線型の安定器を用
いたものであってもよい．

【００５０】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、内
部導入線がガラスブロックに支持されているので、バル
ブのガラスが溶融軟化し流動してきて当たったり金型の
押圧による外力が加わっても、内部導入線はその関係位
置のずれることが少なく、所定の放電間隙やフィラメン
トコイル長さを保持することができる。また、導入導体
の封止後はガラスブロックが封止部内に埋設してあるの
で、ランプ点灯時に放電電極またはフィラメントコイル
とバルブの内底面まで他の部材が存在せず、放電電極間
の放電熱やフィラメントコイルの発熱を特に吸収するも
のがなく高温度を保持でき、特にバルブにハロゲン化物
などを封入した管球においてはハロゲン化物などを完全
に蒸発させることができ、高い特性を得ることができ
た。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の高圧放電ランプの実施例を示す正面図
である。

【図２】図１の実施例の組立前の斜視図である。

【図３】本発明に使用するガラスブロックを示す斜視図
である。

【図４】本発明の他の導入導体を示す正面図である。

【図５】本発明の他の導入導体を示す斜視図である。

【図６】本発明の高圧放電ランプを用いた照明器具の実
施例を示す説明図である。

【符号の説明】

Ｌ：ランプＤ：照明器具Ｃ：点灯回路Ｓ：電源１：ガラスバルブ２：封止部３：導入導体４：金属箔５：内部導入線５１：放電電極６：外部導入線７：ガラスブロック９：反射体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者蛭田寿男東京都品川区東品川四丁目３番１号東芝ライテック株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】先端部に電極部を形成してなる少なくと
も一対の内部導入線をガラスブロックで固定し、このガ
ラスブロックをガラスバルブの封止部内に埋設している
ことを特徴とする管球。
【請求項２】先端部に電極部を形成してなる少なくと
も一対の内部導入線の基端部側をガラスブロックで固定
して導入導体を形成し、この導入導体のガラスブロック
をガラスバルブの封止部内に埋設していることを特徴と
する管球。
【請求項３】対向した一対の内部導入線の先端部が放
電電極を構成していることを特徴とする請求項１または
請求項２のいずれかに記載の管球。
【請求項４】対向した一対の内部導入線の先端部にフ
ィラメントを継線していることを特徴とする請求項１ま
たは請求項２のいずれかに記載の管球。
【請求項５】ガラスバルブとガラスブロックとが同材
質のガラスであることを特徴とする請求項１に記載の管
球。
【請求項６】請求項１ないし請求項５のいずれかに記
載された管球と、この管球を出力側に接続して安定的に
点灯させる点灯回路とを具備していることを特徴とする
管球の点灯装置。
【請求項７】請求項１ないし請求項５のいずれかに記
載された管球と、この管球を収容した反射体と、請求項
６に記載された点灯回路を一体または別体として具備し
ていることを特徴とする照明器具。