KR100354851B1 - 고압방전램프 및 조명장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 고압방전램프는, 투광성 세라믹 방전용기(1)와, 급전도체(2)와, 1쌍의 전극(3)과, 세라믹 봉지용 복합제의 시일(4)와, 방전매체를 구비하고 있다. 방전용기는, 내용적이 0.1cc 이하이고, 전극은 그 선단과, 투광성방전용기의 축선에 대해 직각이고 선단을 포함하는 면내에 있어서의 투광성 방전용기의 내면과의 사이의 거리 d1이 1.0mm 이상이다.

Description

고압방전램프 및 조명장치{High-Voltage Discharge Lamp and Lighting Device}

램프전력이 예를들어 20W이하의 한층 소형으로, 장수명, 그리고 고효율의 투광성세라믹 고압방전램프의 출현이 요망되고 있다.

이러한 요구에 부응하기 위하여, 비교적 대형의 종래의 고압방전램프의 방전용기, 전극등의 사양을 그대로 비례적으로 축소하여 소형의 고압방전램프를 제작하여도, 점등후 바로 시일(seal) 부위에서 누출이 발생하는 것이 밝혀졌다. 이것은 고압방전램프가 소형화하면, 방전 플라즈마를 비롯하여 발열체까지 시일부분으로의 열전달형태, 즉, 열전도, 대류, 복사의 균형이 붕괴되기 때문이다.

소형의 고압방전램프의 실현을 위해서는, 고압 방전램프 전체에 걸쳐 종래기술을 근본적으로 직시하여 소형의 고압방전램프에 적합한 새로운 사양을 창작할 필요성이 있는 것이 밝혀졌다.

이에 대응하여, 본 발명자들은, 먼저 소형이지만 소망의 수명과 양호한 발광효율을 갖는 투광성세라믹 방전용기를 구비한 고압방전램프의 발명을 하여 특원평10-196322호로 출원한 바 있다. 이 출원발명에 있어서는, 양단이 연속적 곡면을 따라 좁아지는 팽출부와, 팽출부의 양단에 연통하여 배치된 팽출부보다 내경이 작은 소경통부를 구비한 투광성 세라믹 방전용기가 개시되어 있다. 이 방전용기를 사용하면, 일체적으로 형성하기 쉬워, 광학적 및 열적으로 불연속적인 곳이 없게되어, 소형의 고압방전 램프의 경우에는 매우 적합하다.

그런데, 상기 형상을 구비한 투광성 세라믹 방전용기에 있어서는, 전극주변의 팽출부내의 공간이 커서 문제가 있슴이 밝혀졌다. 즉, 고압방전램프를 점등상태에서 소등할 때, 방전공간으로 분산되어 있는 할로겐화물 및 수은등의 봉입물의 증기가 온도가 낮은 투광성세라믹 방전용기의 소경통부의 작은 극간으로 향하여 이동한다. 이때에, 전극부근에서 난류가 발생한다. 이 난류가 발생하면, 전극선단의 표면에 할로겐화물이나 수은의 봉입물이 부착되기 쉬워진다. 전극선단에 봉입물이 부착하게 되면, 전극의 전자방사능력이 감퇴하여, 시동불량이나 글로우방전으로부터 아크방전으로의 전이가 곤란하게 된다. 그 결과, 스퍼터링이 격하게 되어 투광성세라믹 방전용기에 스퍼터링에 의한 흑화현상이 발생된다.

본 발명은, 투광성 세라믹으로 이루어지는 방전용기를 구비한 고압방전램프 및 이를 사용한 조명장치에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 고압방전램프의 제 1 실시형태를 도시한 단면도이다.

도 2는 동일한 투광성 세라믹 방전용기의 각부의 치수측정기준을 도시한 요부확대 단면도이다.

도 3은 본 발명의 고압방전램프의 제 2 실시형태를 도시한 단면도이다.

도 4는 본 발명의 고압방전램프의 제 3 실시형태를 도시한 단면도이다.

도 5는 본 발명의 조명장치의 일 실시형태로서의 전구형 고압방전램프를 도시한 중앙단면 정면도이다.

본 발명의 제 1 의 목적은, 시동이 확실한 소형의 고압방전램프를 제공하는 것이다.

본 발명의 제 2 의 목적은, 글로우 방전에서 아크방전으로의 전이가 용이한 소형의 고압방전램프를 제공하는 것이다.

본 발명의 제 3 의 목적은, 스퍼터링에 의해 투광성세라믹 방전용기의 흑화를 방지할 수 있는 소형의 고압방전램프를 제공하는 것이다.

본 발명의 제 4 의 목적은, 상기 소형의 고압방전램프를 사용한 조명장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 제 1 의 고압방전램프는, 양단이 연속적인 곡면을 따라 좁아지게 되는 팽출부와, 팽출부의 양단에 연통하여 배치되는 팽출부보다 내경이 작은 소경통부를 구비함과 통시에, 내용적이 0.1cc 이하의 투광성 세라믹 방전용기와; 봉착성부분 및 봉착성 부분의 선단에 기단이 접속되어 있는 내할로겐화물 부분을 구비하고, 투광성 세라믹 방전용기의 소경통부내에 삽입되며, 내 할로겐화물 부분이 소경통부의 내면과의 사이에 작은 극간을 형성한 급전도체와; 내할로겐화물 부분의 선단에 배설되며, 투광성 세라믹 방전용기의 팽출부내에 위치함과 동시에, 선단과, 이 선단을 포함하는 투광성세라믹 방전용기의 축선에 대해 직각인 면내에 있어서의 투광성 세라믹 방전용기의 내면과의 사이의 거리 d1이 1.00mm 이상인 1쌍의 전극과; 투광성 세라믹 방전용기의 소경통부와 급전도체의 봉착성 부분과의 사이를 봉착하는 세라믹 봉지용 복합제 시일과; 금속할로겐화물을 포함하며, 투광성 세라믹 방전용기내에 봉입된 방전매체를 구비한 것을 특징으로 한다.

본 발명 및 이하의 각 발명에 있어서, 특히 지정되지 않는 한 용어의 정의 및 기술적 의미는 다음에 의한다.

투광성 세라믹 방전용기에 대하여

「투광성 세라믹 방전용기」라 함은, 단결정의 금속산화물, 다결정의 금속산화물, 혹은 다결정비산화물과 같은 광투과성 및 내열성을 구비한 재료로 이루어지는 방전용기를 의미한다. 단결정의 금속산화물은, 예를들면 사파이어이다. 다결정의 금속산화물은, 예를들면 투명한 기밀성 알루미늄산화물, 이트륨-알루미늄-가넷(YAG) 혹은 이트륨산화물(YOX)이다. 다결정비산화물은, 예를들면 알루미늄질화물(AlN)이다. 또한, 광투과성이라함은, 방전에 의한 발광이 방전용기를 투과하여 외부로 도출되는 정도의 투과성을 가지면 좋다. 즉, 투명하여도 좋고, 광확산성이어도 좋다.

또한, 투광성 세라믹 방전용기의 제작에 있어서는, 중앙의 팽출부와 팽출부 양단의 소경통부를 최초부터 일체로 형성하는 것이 좋다. 혹은, 팽출부를 양단이 연속적인 곡면을 따라 좁아지는 형상으로 일체로 가성형하고, 그 양단에 가성형된 1쌍의 소경통부를 끼워맞춤 결합하여 소성함으로써 투광성 세라믹 방전용기를 형성할 수도 있다.

또한, 투광성 세라믹 방전용기의 내용적으로 0.1cc이하로 규정하고 있는 것은, 본 발명이 소형의 고압방전램프에 관한 것이기 때문이다.

그런데, 투광성 세라믹 방전용기의 내용적은, 당해 방전용기를 수중에 넣어 그 내부에 물을 충만시켜, 당해 방전용기의 양단에 설치된 소경통부의 개구단을 봉쇄하고 당해 방전용기를 수중으로부터 꺼내어 내부의 물을 계량하여 측정한다.

급전도체에 대하여

급전도체는 투광성 세라믹 방전용기의 적어도 한쪽의 소경통부에 설치된다.

「급전도체」라함은, 전원전압을 발라스트 수단을 개재하여 전극간에 인가하여, 고압방전램프를 시동하고, 고압방전램프에 전류를 도입하여 고압방전램프를 점등시키는 기능을 가지는 것이다. 급전도체는, 투광성 세라믹 방전용기의 소경통부에 후술하는 수단에 의해 기밀하게 시일되어 있다.

급전도체는, 봉착성 부분과 내할로겐화물 부분을 구비하고 있다.

「봉착성 부분」이라함은, 후술하는 세라믹 봉지(封止)용 복합제(compound)를 사용하여, 투광성 세라믹 방전용기에 실링하는 것이 가능한 재료이면 좋다. 봉착성 부분은, 방전용기의 소경통부와 급전도체의 봉착성 부분과의 사이에, 세라믹 튜브를 개재하여 실링된다. 급전도체의 봉착성 부분에는, 니오브, 탄탈, 티탄, 지르코늄, 파프늄 및 바나듐을 사용할 수 있다. 봉착성 부분의 특성으로서, 수소 및 산소에 대하여 투과성을 가지는 것은 불문한다. 그러나, 상기한 재료는, 결과적으로 수소 및 산소투과성을 구비하고 있다. 방전용기에 알루미늄산화물을 사용할 경우, 니오브 및 탄탈은, 평균 열팽창계수가 알루미늄산화물과 거의 동일하므로, 봉착성부분으로서 적합하다. 이트륨산화물과 YAG의 경우에도 평균열팽창계수간의 차이가 작다. 질화알루미늄을 투광성 세라믹 방전용기에 사용할 경우에는, 봉착성 부분에 지르코늄을 사용하는 것이 좋다.

「내할로겐화물 부분」이라 함은, 고압방전램프의 작동중에 투광성 세라믹 방전용기내에 존재하는 할로겐화물 및 유리 할로겐에 의한 부식작용을 거의 받지 않거나 또는 전혀 부식되지 않는 물질로 이루어지는 부분이다. 내할로겐화물 부분은, 예를들면, 텅스텐, 몰리브덴 등으로 구성된다. 내할로겐화물 부분의 선단이 투광성 세라믹 방전용기의 내부에 돌출되므로써, 전극부를 구성하는 경우에는 내할로겐화물 부분으로서는, 내열성이 가장 좋은 텅스텐이 가장 적합하다.

또한, 본 발명의 고압방전램프는, 교류와 직류의 어느것으로도 점등할 수 있다. 직류점등형 고압방전램프의 경우에는, 급전도체의 내할로겐화물 부분의 선단에 별도로 형성된 양극을 접속하는 것이 좋다.

한편, 내할로겐화물부분과 소경통부의 내면과의 사이에 작은 극간이 형성된다. 이 작은 극간에는 여분의 할로겐화물이 점등중 액화상태로되어 침입하여 최냉부를 형성한다. 이 극간의 간격을 적당하게 설정함으로써 소망하는 최냉부의 온도를 얻을 수 있다.

또한, 내할로겐화물 부분과 소경통부의 내면과의 사이에 형성된 작은 극간은 양쪽의 급전도체측에 각각 형성될 수 있다. 그러나, 적어도 한쪽의 급전도체측에 그 극간이 형성되어 있어도 좋다.

전극에 대하여

전극은, 급전도체의 내할로겐화물 부분의 선단에 배설된다. 전극의 선단과, 그 선단을 포함하는 전극의 축선에 대하여 직각인 면에 있어서의 투광성 세라믹 방전용기의 팽출부의 내면과의 사이의 거리 d1을, 1.0mm 이상으로 규정하고 있다. 또한 거리 d1은, 전극이 투광성 세라믹 방전용기의 축선에 대하여 다소 경사지게배설되는 경우도 있는데, 전극축선의 전 둘레에 대한 거리의 평균치를 가지고 거리 d1으로 한다.

또한, 전극주위에 상기 거리 d1를 확보함에 있어서는, 방전용기의 팽출부내의 전극의 돌출길이를 크게하든지, 전극에 대향하는 투광성 세라믹 방전용기의 부분을 확대하든지, 혹은 이상의 양쪽을 채용함으로써 실현할 수 있다.

급전도체의 내할로겐화물 부분의 선단을 투광성 세라믹 방전용기의 팽출부의 내부까지 돌출시킴으로써 전극을 급전도체와 일체로 형성할 수 있다. 이 구성의 경우에는, 급전도체의 내할로겐화물 부분을 텅스텐봉으로 형성할 수 있다. 그 결과 기능상 급전도체와 전극을 봉착성 부분과 상기 텅스텐봉에 의해 구성할 수 있어 급전도체와 전극의 구성을 간소화할 수 있슴과 동시에 소형화도 가능하다.

그러나, 본 발명에 있어서는, 급전도체와 전극을 별개로 형성하여 급전도체의 내할로겐화물 부분의 선단에 전극을 접속하는 것으로도 가능하다.

그러나, 본 발명에 있어서는, 급전도체와 전극을 별개로 형성하여 급전도체의 내할로겐화물 부분의 선단에 전극을 접속하는 것으로도 가능하다.

세라믹 봉지용 복합제(compound)의 실링에 대하여

세라믹 봉지용 복합제의 실링은 방전용기의 소경통부의 단면과 급전도체의 봉착성 부분과의 사이에 설치된다. 방전용기의 소경통부를 가열 용융하는 사이에 세라믹 봉지용 복합제를 소경통부와 봉착성 부분과의 사이에 침투시켜 양자간을 기밀하게 실링한다. 이 실링에 의해 급전도체는 소정의 위치에 고착된다.

소경통부내에 삽입되어 있는 봉착성 부분은 상기 세라믹 봉지용 복합제(compound)에 의해 완전히 피복되는 것이 바람직하다. 한편, 봉착성 부분에 접속되어 있는 내할로겐화물 부분의 기단부의 일부를 상기 세라믹봉지용 복합제로 피복하면 봉착성 부분이 할로겐화물에 의한 부식을 방지할 수 있게 된다.

방전매체에 대하여

방전매체는 금속할로겐화물을 포함한다. 금속은 적어도 발광금속을 포함하고 있다.

금속할로겐화물을 구성하는 할로겐으로는 요드, 브롬, 염소 또는 불소의 어느 일종 또는 복수종을 사용할 수 있다.

금속할로겐화물은 발광색, 평균연색평가수 Ra 및 발광효율등에 관한 소망의 발광특성을 얻기 위하여 미리알고있는 금속할로겐화물중에서 임의로 선택한다. 또한 투광성 세라믹 방전용기의 사이즈와 입력전력에 대응하여 임의의 소망하는 것으로 선택한다. 예를들면, 나트륨(Na), 리튬(Li), 스칸듐(Sc), 및 희토류 금속으로 구성되는 그룹에서 선택된 1종 또는 복수종의 할로겐화물을 사용할 수 있다.

또한, 완층매체로서 적량의 수은을 봉입할 수 있다. 수은에 대체하여 증기압이 비교적 높고 가시광선 영역에서의 발광이 적거나 발광이 없는 금속, 예를들면 알루미늄등의 할로겐화물을 봉입할 수도 있다.

희가스로서는 아르곤(Ar), 크세논(Xe), 네온(Ne)등을 사용할 수 있다.

기타 구성에 대하여

본 발명의 고압방전램프의 정격소비전력은 일반적으로 35W가 적당하다. 소형화를 도모하기 위해서는 정격소비전력 20W이하가 바람직하다.

본 발명의 작용에 대하여

본 발명의 고압방전램프에 있어서는, 상기한 구성을 채용함으로써 전극의 선단의 주위에 충분한 공간을 확보할 수 있다. 그 결과, 소등시에 봉입물의 증기가 투광성 세라믹 방전용기의 소경통부에 존재하는 최냉부인 작은극간에 응집하게 될 때에 전극주위에서 난류가 발생하는 것을 억제할 수 있다. 또한, 설사 난류가 발생한다고 하여도 그 정도가 현저하게 감소하게 된다. 따라서, 봉입물이 전극선단에 부착하기 어렵게 되고 그러므로 전극의 전자방사능력의 감퇴를 방지할 수 있다. 그 결과, 전극의 전자방사능력의 감퇴에 수반되는 시동특성의 악화를 방지할 수 있다.

이에 대하여, 거리 d1이 1.0mm 미만으로 되면, 소등시에 전극주위에 난류가 발생하기 쉬어진다는 것이 실험에 의해 확인되었다.

본 발명의 제 2의 고압방전램프는, 제 1의 고압방전램프에 있어서, 전극의 선단과, 그 선단을 포함하는 투광성 세라믹 방전용기의 축선에 대해 직각인 내면에 있어서의 투광성 세라믹 방전용기의 내면과의 사이의 거리 d1이 1.2mm이상인 것을 특징으로 한다.

제 2의 고압방전램프는 제 1의 고압방전램프보다 더욱 바람직한 효과를 갖는다.

본 발명의 제 3의 고압방전램프는,

양단이 연속적인 곡면을 따라 좁아지게 되는 팽출부와, 팽출부의 양단에 연통하여 배치되는 팽출부보다 내경이 작은 소경통부를 구비함과 동시에 내용적이 0.1cc이하인 투광성 세라믹 방전용기와; 봉착성 부분과, 봉착성 부분의 선단에 기단이 접속되어 있는 내할로겐화물 부분을 구비하며, 투광성 세라믹 방전용기의 소경통부내에 삽입되고 내할로겐화물 부분이 소경통부의 내면과의 사이에 작은 극간을 형성하고 있는 급전도체와; 내할로겐화물 부분의 선단에 배설되며, 투광성 세라믹 방전용기의 팽출부내에 선단이 1.2mm 이상 돌출되어 위치하고 있는 1쌍의 전극과; 투광성 세라믹방전용기의 소경통부와 급전도체의 봉착성 부분과의 사이를 봉착한 세라믹 봉지용 복합제(compound)의 시일과; 금속할로겐화물을 포함하며, 투광성 세라믹 방전용기내에 봉입된 방전매체를 구비한 것을 특징으로 하고 있다.

본 발명에 있어서, 전극선단의 팽출부내로의 돌출길이는 이하와 같이 계측하는 것으로 한다. 즉, 우선 투광성 세라믹 방전용기의 팽출부와 소경통부의 각각의 길이를 다음과 같이 규정한다. 팽출부의 길이는, 팽출부의 내면의 중앙에서 양측단의 소경통부측의 내면에 접하는 직선을 각각 그어 이 직선과 투광성 세라믹 방전용기의 축선과의 교점간의 거리를 팽출부의 길이로 한다. 따라서, 소경통부의 길이는, 팽출부의 중앙에서 소경통부의 단면까지의 치수를 구하고, 이 치수로부터 팽출부의 길이의 반분의 치수를 뺀 수치이다.

그 결과, 전극선단의 돌출길이는 팽출부의 단부에서 전극선단까지의 거리이다.

본 발명은 투광성 세라믹 방전용기의 팽출부내로의 전극의 돌출길이를 규정함으로써, 소등시에 있어 전극주위의 난류발생을 억제할 수 있다. 돌출길이를 상기와 같이 규정함으로써, 전극주위에 충분한 공간확보에 의해 소등시의 난류 발생을 방지할 수 있고, 설사 발생한다고 하여도 그 정도를 현저히 감소시킬 수 있다.

따라서, 봉입물이 전극선단에 부착하기 어렵게 되어 시동특성을 개선할 수 있다.

이에 대하여, 전극선단의 돌출길이가 1.2mm 미만이면, 전극 주위에 충분한 공간을 확보할 수 없어 시동특성을 개선할 수 없슴이 실험에 의해 확인되었다.

본 발명의 제 4의 고압방전램프는, 양단이 연속적인 곡면을 따라 좁아지게 되는 팽출부와, 팽출부의 양단에 연통하여 배치되는 팽출부보다 내경이 작은 소경통부를 구비함과 동시에, 내용적이 0.1cc 이하인 투광성 세라믹 방전용기와; 봉착성 부분과, 봉착성 부분의 선단에 기단이 접속되어 있는 내할로겐화물 부분을 구비하고, 투광성 세라믹 방전용기의 소경통부내에 삽입되며, 내할로겐화물 부분이 소경통부의 내면과의 사이에 작은 극간을 형성하고 있는 급전도체와; 내할로겐화물 부분의 선단에 배설되며, 투광성 세라믹 방전용기의 팽출부내에 선단이 1.2mm이상 돌출됨과 동시에 투광성 세라믹 방전용기의 축선에 대해 직각이고 또한 선단을 포함하는 면내에있어서의 투광성 세라믹 방전용기의 내면과, 선단과의 사이의 거리 d1이 1.0mm이상인 1쌍의 전극과; 투광성 세라믹 방전용기의 소경통부와 급전도체의 봉착성 부분과의 사이를 봉착하는 세라믹 봉지용 복합제 시일과; 금속할로겐화물을 포함하며, 투광성세라믹 방전용기내에 봉입된 방전매체를 구비한 것을 특징으로 하고 있다.

본 발명은, 전극선단의 팽출부내로의 돌출길이와 투광성 세라믹 방전용기의 축선에 대해 직각인 면내에 있어서의 전국선단과 방전용기 내면과의 거리를 상기와 같이 규정함으로써 전극 주위의 공간을 확보한 것이다.

본 발명의 제 5의 고압방전램프는, 제 1 내지 제 3의 어느 하나의 고압방전램프에 있어서, 투광성 세라믹 방전용기는, 그 내용적이 0.05cc이하인 것을 특징으로 하고 있다.

본 발명은, 투광성 세라믹 방전용기의 내용적이 0.05cc 이하의 소형의 고압방전램프에 있어서, 한층 현저한 효과를 얻을 수 있다. 또한, 상기 내용적은 이것을 0.04cc 이하로 할 수도 있다.

또한, 고압방전램프의 정격램프전력은 20W이하로 설정하면 효과적이다.

본 발명의 조명장치는, 조명장치 본체와; 조명장치 본체에 지지된 제 1 내지 5의 어느 하나의 고압방전램프와를 구비한 것을 특징으로 하고 있다.

본 발명에 있어서, 조명장치는, 고압방전램프의 발광을 조금이나마 이용하는 모든 조명장치를 포함하는 개념으로서 예를들면 조명기구, 이동체용 전조등, 광섬유용 광원, 화상투사장치, 광화학장치, 지문판별장치 등에 적용될 수 있다.

또한, 조명장치 본체라 함은, 상기 조명장치에서 고압방전램프를 제거한 잔여부분을 말한다.

또한, 본 발명의 상기 이외의 바람직한 적용례는 전구형 고압방전램프이다. 또한, 본 발명에 있어서, 「전구형 고압 방전 램프」라 함은, 고압방전램프, 방전램프 점등장치 및 구금과 같은 수전수단을 일체로 구비하고 있고, 전구형 형광램프처럼 백열전구용 램프소켓에 접착하는대로 점등하는 것이 가능한 조명장치를 말한다.

본 발명은, 발광부가 작아서 제광(制光)이 용이한 소형의 고압방전램프를 이용한 것이나, 전구형 방전램프를 구성하고자 할 때는 반사경을 일체로 구비하는 것이 바람직하다.

이렇게 하면, 백열전구용으로 제작된, 예컨데 다운램프등의 조명기구에 장착하여 배광특성이 양호할 뿐 아니라 높은 색온도의 다운램프를 얻을 수 있다.

도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 고압방전램프의 제 1 실시형태를 설명한다.

도 1, 도 2에 있어서, 1은 투광성 세라믹 방전용기, 2는 급전도체, 3은 전극, 4는 시일(seal)이다. 투광성 세라믹 방전용기(1)는, 팽출부(1a) 및 소경통부(1b, 1b)를 구비하고 있다. 팽출부(1a)는 양단이 연속적인 곡면을 따라 좁아지는 형태로 구성되어 있고, 중공의 대략 타원구상을 하고 있다. 소경통부(1b)는 팽출부(1a)와 연속한 곡면을 따라서 일체로 성형되어 투광성 세라믹 방전용기(1)를 형성하고 있다.

다음에, 도 2에 기초하여 투광성 세라믹 방전용기의 팽출부 및 소경통부의 길이 측정기준을 설명한다.

팽출부(1a)의 길이(rL)은 팽출부(1a)의 중앙내면에서 도면의 좌우방향으로팽출부(1a)와 소경통부(1b)측의 내면에 접하는 직선(S1, S2)를 그었을 때, 이 직선(S1, S2)과 직경축선(c)과의 교점(P1, P2)사이의 거리이다.

이에 대하여, 도면에 있어서 좌측의 소경통부(1b)의 길이는 팽출부(1a)의 길이(rL)의 단부, 즉 교점(P1)과 좌측의 소경통부(1b)의 단면(도2에 있어서는 생략되어 있다)과의 사이의 거리(lT1)로 한다. 마찬가지로, 도면에 있어서 우측의 소경통부(1b)의 길이는 교점(P2)과 우측의 소경통부(1b)의 단면과의 사이의 거리(lT2)로 한다.

따라서, 투광성 세라믹 방전용기의 전체길이(lL)는 다음식에 의해 구할 수 있다.

lL= rl + lT1 + lT2

한편, 도 1에 대하여 발명을 계속한다.

급전도체(2)는 봉착성 부분(2a)과 내할로겐화물부분(2b)으로 이루어진다.

봉착성 부분(2a)은 급전도체(2)와 소경통부(1b)와의 사이에서 투광성 세라믹 방전용기(1)를 봉지하는 기능을 한다. 내할로겐화물 부분(2b)은 기단이 봉착성 부분(2a)의 선단에 용접되어 선단이 팽출부(1a)내로 돌출되어 있다. 그리하여, 소경통부(1b)의 내면과의 사이에 도 2에 도시한 바와같이 작은 극간(g)을 형성하고 있다. 전극(3)은 팽출부(1a)내로 돌출하는 내할로겐화물 부분(2b)과 접속되어 급전도체(2)와 일체로 구성되어 있다.

또, 도 2에 있어서, 전극(3)의 선단과 팽출부(1a)의 내면과의 치수관계에 대하여 설명한다.

전극(3)의 선단과, 이 선단을 포함하는 투광성 세라믹 방전용기(1)의 축선(c)에 대해 직각인 면에 있어서의 투광성 세라믹 방전용기(1)의 내면과의 거리를 d1으로하면 이 d1이 1.0mm이상으로 구성되어 있다.

또한, 전극(3)의 투광성 세라믹 방전용기(1)의 팽출부(1a)에서의 돌출길이(d2)가 1.2mm이상으로 구성되어 있다.

시일(4)은 소경통부(1b)및 봉착성 부분(2a)의 사이에 개재하여 투광성 세라믹 방전용기(1)를 기밀하게 시일함과 동시에, 급전도체(2)를 소정의 위치에 고정하고 있다. 그리하여, 시일(4)을 형성함에 있어서는 세라믹 봉지용 복합제를 급전도체(2)의 봉착성부분(2a)의 주변에 공급하여 가열용융시켜 봉착성부분(2a) 및 소경통부(1b) 내면의 사이의 극간에 진입시킨다. 그리하여 소경통부(1b)내에 삽입되어 있는 봉착성 부분(2a)의 전체를 세라믹 봉지용 복합제를 피복함과 동시에, 내할로겐화물 부분(2b)의 기단도 피복한다.

한편, 투광성 세라믹 방전용기(1) 내에는 발광금속의 금속할로겐화물 및 희가스를 포함하는 방전매체가 봉입되어 있다.

도 1에 도시한 고압방전램프는 이하의 사양이다.

투광성 세라믹 방전용기는 YAG제이고, 팽출부(1a)가 길이 6mm, 두께 0.5mm, 소경통부(1b)가 외경 1.8mm, 전체길이 35mm이다.

급전도체에 있어서, 봉착성 부분(2a)이 외경 0.64mm의 니오브봉, 내할로겐화물 부분(2b)(및 전극(3))이 외경 0.3mm의 텅스텐봉이다.

방전매체는 NaI 0.6mg, TlI 0.6mg, InI 0.4mg, 수은 5mg이고, 완충가스로서,아르곤 약 20kPa이 봉입되어 있다.

다음에 투광성 세라믹 방전용기의 팽출부내로의 전극의 돌출길이 d2를 2mm로하고, 전극선단과 투광성 세라믹 방전용기의 내면과의 사이의 거리 d1을 본 발명의 범위의 내외에서 변화된 고압방전램프를 각각 20매 제작하여 발진주파수 60kHz의 방전램프점등회로(무부하 2차전압: 4.5kV)를 사용하여 시동불량확율을 비교한 결과는 표 1과 같다.

표 1

거리 d1(mm)	시동불량확률(%)
0.4	100
0.6	95
0.8	55
1.0	0
1.2	0
1.4	0

도 3은, 본 발명의 고압방전램프의 제 2의 실시형태를 도시한 단면도이다. 도면에 있어서, 도 1과 동일한 부분에 대해서는 동일한 부호를 부여하고 설명을 생략한다.

본 실시형태는 투광성 세라믹 방전용기(1)의 팽출부(1a)를 장타원구상으로 하여 전극간 거리를 상대적으로 크게 한 점에서 다르다.

도 4는 본 발명의 고압방전램프의 제 3 실시형태를 도시한 단면도이다. 도면에서, 도 1과 동일한 부분에 대하여는 동일 부호를 부여하고 설명은 생략한다.

본 실시형태는, 고압방전램프를 외관내에 봉장하지 않아 점등하기에 바람직한 구성으로 되어 있는 점에서 상이하다.

즉, 급전도체의 봉착성 부분(2a)은 산화되기 쉬워, 공기중에 노출되지 않도록 구성되어 있다. 봉착성 부분(2a)의 단부에 백금봉(5)을 용접하여 최초의 시일(4)을 형성한 후, 봉착성 부분(2a)의 시일(4)에서 외부로 노출되어 있는 부분에 세라믹 튜브(6)을 끼워, 세라믹 봉지용 복합제(compound)를 세라믹 튜브(6)의 단부에 공급하여 가열용융시켜 제 2의 시일(7)을 형성한 것이다.

투광성 세라믹 방전용기(1)의 외부에 위치하고 있는 봉착성 부분(2a)은, 세라믹 튜브(6) 및 제 2의 시일(7)에 의해 기밀하게 피복되고 있어, 고압방전램프를 외관내에 기밀하게 봉장함이 없어 공기중에서 점등하는 것이 가능하게 된다.

또한, 본 실시형태는, 소경통부가 1b와 1b'에서 길이가 상이하다.

도 5는 본 발명의 조명장치의 일실시형태로서의 전구형 고압방전램프를 도시한 중앙단면 정면도이다. 도면에서 도 4와 동일한 부분에 대해서는 동일부호를 부여하고 설명은 생략한다.

본 실시형태의 전구형 고압방전램프는, 고압방전램프장치(11), 방전램프점등장치(12), 수전수단(13) 및 케이스(14)로 이루어진다. 고압방전램프장치(11)는 고압방전램프(11a) 및 반사경(11b)으로 된다. 고압방전램프(11a)는, 본 발명의 고압방전램프를 사용하고 있지만, 특히 도 4에 도시한 것이 바람직하다. 이 경우 길이가 긴 쪽의 소경통부(1b)를 반사경(11b)의 정부(頂部)측으로 향하게 배치하는 것이 좋다.

반사경(11b)은, 투광개구(11b1), 반사면(11b2) 및 정부개구(11b3)을 구비하고 있다. 그리하여, 고압방전램프(11a)의 팽출부가 반사경(11b)의 대략 촛점에 합치되도록 무기접착제(11c)에 의해 정부측의 소경통부(1b)를 정부개구(11b3)에 고착하여 고압방전램프(11a)를 지지하고 있다. 고압방전램프의 투광성 세라믹 방전용기의 소경통부(1b')가 반사경(11b)의 투광개구(11b1)에서 앞쪽으로 돌출되지 않아서 배광이 어지럽게 되는 일이 없다.

방전램프점등장치(12)는, 고주파 인버터 및 전류제한수단을 구비하고 고압방전램프(11a)를 점등한다. 그리하여, 방전램프점등장치(12)는 고압방전램프장치(11)의 반사경(11b)의 배후에 배설되어 있다. 고압방전램프(11a)의 점등에 따라 발생하는 열은 반사경(11b)에 의해 차단되어 방전램프점등장치(12)는 안정하게 작동한다.

수전수단(受電手段)(13)은 나사금구로 구성되고 당해 나사금구가 램프소켓(도시되지 않음)에 장착될때 수전되어 방전램프점등장치(12)를 도운다.

케이스(14)는 이상의 구성요소를 수납하여 소정의 위치관계로 유지하게 하는 데, 유선형 형상부분을 구비하고 있어 다운 라이트등의 조명기구에 대한 적합율을 높인다.

본 발명에 의하면, 시동이 용이하고 더욱이, 글로우방전에서 아크방전으로의 전이가 용이하며, 스퍼터링에 의한 투광성 세라믹 방전용기의 흑화를 방지한 소형의 고압방전램프를 제공할 수 있다.

Claims (7)

1. 양단이 연속적인 곡면을 따라 좁아지는 팽출부와, 팽출부의 양단에 연통하여 배치되는 팽출부보다 내경이 작은 소경통부를 구비함과 동시에, 내용적이 0.1cc 이하의 투광성 세라믹 방전용기와;

   봉착성 부분 및 봉착성 부분의 선단에 기단이 접속되어 있는 내할로겐화물 부분을 구비하고, 투광성 세라믹 방전용기의 소경통부 내에 삽입되며, 내할로겐화물 부분이 소경통부의 내면과의 사이에 작은 극간을 형성한 급전도체와;

   내할로겐화물 부분의 선단에 배설되며, 투광성 세라믹 방전용기의 팽출부 내에 위치함과 동시에, 선단과, 이 선단을 포함하는 투광성세라믹 방전용기의 축선에 대해 직각인 면내에 있어서의 투광성 세라믹 방전용기의 내면과의 사이의 거리 d1이 1.00mm 이상인 1쌍의 전극과;

   투광성 세라믹 방전용기의 소경통부와 급전도체의 봉착성 부분과의 사이를 봉착하는 세라믹 봉지용 복합제 시일과;

   금속할로겐화물을 포함하며, 투광성 세라믹 방전용기 내에 봉입된 방전매체를 구비한 것을 특징으로하는 고압방전램프.
2. 제 1항에 있어서, 상기 전극의 선단과, 이 선단을 포함하는 투광성 세라믹 방전용기의 축선에 대해 직각인 면내에 있어서의 투광성 세라믹 방전용기의 내면과의 사이의 거리 d1이 1.2mm 이상인 것을 특징으로 하는 고압방전램프.
3. 삭제
4. 양단이 연속적인 곡면을 따라 좁아지는 팽출부와, 팽출부의 양단에 연통하여 배치되는 팽출부보다 내경이 작은 소경통부를 구비함과 동시에, 내용적이 0.1cc 이하의 투광성 세라믹 방전용기와;

   봉착성 부분 및 봉착성 부분의 선단에 기단이 접속되어 있는 내할로겐화물 부분을 구비하고, 투광성 세라믹 방전용기의 소경통부 내에 삽입되며, 내할로겐화물 부분이 소경통부의 내면과의 사이에 작은 극간을 형성한 급전도체와;

   내할로겐화물 부분의 선단에 배설되며, 투광성 세라믹 방전용기의 팽출부 내에 선단이 1.2mm 이상 돌출됨과 동시에 투광성 세라믹 방전용기의 축선에 대해 직각이고 또한 선단을 포함하는 면내에 있어서의 투광성 세라믹 방전용기의 내면과 선단과의 사이의 거리 d1이 1.00mm 이상인 1쌍의 전극과;

   투광성 세라믹 방전용기의 소경통부와 급전도체의 봉착성 부분과의 사이를 봉착하는 세라믹 봉지용 복합제 시일과;

   금속할로겐화물을 포함하며, 투광성 세라믹 방전용기 내에 봉입된 방전매체를 구비한 것을 특징으로 하는 고압방전램프.
5. 제 1, 2, 4항 중 어느 한 항에 있어서, 투광성 세라믹 방전용기는 그 내용적이 0.05cc 이하인 것을 특징으로 하는 고압방전램프.
6. 조명 장치 본체와;

   상기 조명 장치 본체에 지지되는 제 1, 2, 4항 중 어느 한 항에 기재된 고압방전램프를 구비한 것을 특징으로 하는 조명장치.
7. 조명 장치 본체와;

   상기 조명 장치 본체에 지지되는 제 5항에 기재된 고압방전램프를 구비한 것을 특징으로 하는 조명장치.