KR20000068609A - 고압 방전 램프, 고압 방전 램프 장치 및 조명 장치 - Google Patents

고압 방전 램프, 고압 방전 램프 장치 및 조명 장치 Download PDF

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가노 다다오
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Abstract

고압 장전 램프는 전극 일체형 전기 공급 도체(2)로서, 각 도체는 밀봉성의 부분(2a) 및 내할로겐화물 부분(2b)을 구비하며, 내할로겐화물 부분(2b)의 루트부는 투광성 세라믹 방전 용기(1)의 소경 원통부(1b)내로 삽입되며 내할로겐화물 부분(2b)과 소경 원통부(1b)의 내부 표면사이에는 작은 갭이 형성되며, 내할로겐화물 부분(2b)의 단부는 투광성 세라믹 방전 용기(10)의 팽출부(1a)내로 돌출하여 전극(2c)을 형성하는, 상기 전극 일체형 전기 공급 도체(2)와; 소경 원통부(1b)와 전극과 일체인 공급 도체(2)의 밀봉부(2a) 사이에 갭을 형성하기 위한 세라믹 밀봉 복합 시일(3)을 포함한다.

Description

고압 방전 램프, 고압 방전 램프 장치 및 조명 장치{HIGH-VOLTAGE DISCHARGE LAMP, HIGH-VOLTAGE DISCHARGE LAMP DEVICE, AND LIGHTING DEVICE}
(종래 기술 1)
일본 특허 공개 제 94-196131 호 공보에는, 금속 할로겐화물을 포함하는 이온화 가능한 충전물이 봉입되고, 또한 제 1 및 제 2 전극이 배치되는 방전공소(放電控所)를 둘러싸는 세라믹 방전 용기를 구비하고 있고, 이 방전 용기가 상기 전극 사이로 연장되는 중앙 구분의 양측에, 중앙 구분에 접속되는 제 1 및 제 2 단부 구획부분을 구비하며, 이들 각 단부 구획부분이 각 전극에 접속된 전기 공급 도체를 약간의 간극을 두고 둘러싸고, 상기 전기 공급 도체가 상기 각 단부 구획부분을 지나서 외부로 나가는 곳에 세라믹 밀봉용 혼합물의 시일을 형성하여, 적어도 제 1 단부 구획부분의 외경을 중앙 구분의 최소 외경보다도 작게 하고, 제 1 단부 구획부분에 통과시키는 전기 공급 도체가 방전공소에 대향하고 있는 내할로겐화물 부분과, 방전공소와는 반대측에 수소 및 산소에 대하여 투과성의 부분을 갖고 있는 고압 방전 램프에 있어서, 상기 전기 공급 도체의 내할로겐화물 부분이 적어도 상기 제 1 단부 구획부분의 내경을 2㎜ 만큼 증대시킨 거리(L1)에 걸쳐 상기 제 1 단부 구획부분의 내측으로 연장되고, 또한 제 2 단부 구획부분에 통과시키는 전기 공급 도체도 방전공소측을 향하고 있는 내할로겐화물 부분을 갖고 있는 구조가 개시되어 있다.
본 종래 기술 1에는 수소 및 산소에 대하여 투과성의 부분에 접속되어 있는 내할로겐화물 부분의 제 1 단부 구획부분내로 연장되는 거리(L1)를 제 1 단부 구획부분의 내경 + 2㎜ 이상으로 함으로써, 투과성의 부분이 할로겐 및 유리 할로겐화물에 노출되어도 부식되지 않는다고 기술되어 있다.
또한, 종래 기술 1에서는 전기 공급 도체의 내할로겐화물 부분이 직경 0.7㎜인 몰리브덴 로드 등을 이용하고 있고, 이 몰리브덴 로드의 선단에 전극을 접속시키고 있다. 그리고, 전극은 직경 0.3㎜, 길이 3㎜인 텅스텐 로드의 자유단의 0.8㎜의 거리에 걸쳐 직경 0.17㎜인 텅스텐 제품의 단일 와이어를 권취하여 형성되어 있다.
또한, 종래 기술 1에는, 정격 램프 전력이 70W를 중심으로 50W 및 150W에서 점등하는 각 실시예가 기재되어 있다.
(종래 기술 2)
일본 특허 공개 제 97-147803호 공보에는, 발광 물질을 봉입한 투광성을 갖는 세라믹으로 이루어지는 발광관의 내부에, 한쌍의 전극을 구비한 고압 방전등에 있어서, 발광관 단부의 외경이 발광관 발광부의 최대 직경보다 작고, 발광관 단부중 적어도 한쪽은, 전극과 외부 리드선이 일체로 된 도전체와 밀봉 재료를 이용하여 밀봉되어 있고, 발광관 단부의 길이(L1)와, 발광관 단부와 도전체의 밀봉 재료에 의한 접합 길이(L2)를 2㎜≤L2≤20㎜, 또한 4㎜≤L1-L2≤20㎜로 하는 구조가 개시되어 있다.
본 종래 기술 2는 발광 물질과 밀봉 재료의 반응이 발생하지 않도록 하여, 램프 전압의 저하, 또는 리크(leak)에 의한 점등 불량이나 수명 열화의 문제를 해결하고자 하고 있다.
또한, 종래 기술 2에는 발광관 발광부의 내부 용적이 0.9cc, 발광관 단부의 길이 15㎜, 램프 전력 150W인 실시예와, 발광관 발광부의 내부 용적이 0.75cc, 램프 전력 200W인 실시예가 기재되어 있다.
(종래 기술 3)
일본 특허 공개 제 98-144261호 공보에는 방전관의 내벽의 윤곽이 발광 봉입물을 포함하는 내실을 규정하고, 이 내실이 1개의 장축(長軸) 및 개구 부착의 2개의 단부를 갖고, 이들 개구에 도전성의 부시가 기밀식으로 끼워지고, 이들 부시가 각각 전극에 도전적으로 접속되며, 이들 전극이 내실내에 전극 간격(EA)을 두고 대향하여 배치되어 있는 고압 방전 램프의 세라믹 방전관에 있어서, 방전관의 내벽의 윤곽이 이하의 기하학적 형상, 즉 윤곽이 길이(L) 및 내측 반경(R)의 거의 쪽 곧은 원통형 중앙 부분 및 그것과 동일 반경(R)의 거의 반구 형상의 종단 부분을 갖고, 원통형 중앙 부분의 길이(L)가 그 내측 반경(R)보다 작거나 동등하고(L≤R), 방전관의 내부 길이가 전극 거리(EA)보다 적어도 10% 크고(2R+L≥1.1EA), 방전관의 직경(2R)이 전극 거리(EA)의 적어도 80%에 상당하고 전극 거리(EA)의 최대로 150%의 길이(1.5EA≥2R≥0.8EA)인 구조가 개시되어 있다.
본 종래 기술 3은 세라믹 방전관의 온도 분포를 균일하게 하여 모든 램프 자세에 적용할 수 있도록 하는 것을 목적으로 하고 있다.
또한, 본 종래 기술 3에 있어서는 특수한 방전관 형상을 규정함으로써, 20W 정격 전력의 값에는 벽 부하를 45W/㎠까지 허용하고, 고전력형 램프의 경우에 25W/㎠까지 허용되는 내용이 기재되어 있다.
종래 기술 1은 실시예가 모두 정격 램프 전력 50W 이상인 비교적 대형 고압 방전 램프이다. 따라서, 종래 기술 1의 발명은 전극을 전기 공급 도체와 따로 형성하고, 전기 공급 도체의 내할로겐화물 부분의 선단에 전극을 접속하는 구성을 채용하고 있다. 이 구조는 램프 전력 35W 이하, 예를 들면 20W와 같은 소형의 고압 방전 램프에 채용하고자 하면, 조립이 곤란하게 된다.
또한, 종래 기술 1에는 약간의 간극이 세라믹 방전 용기의 단부 구획부분의 내면과 전기 공급 도체의 내할로겐화물 부분 사이에 형성되어 있다. 그리고, 전극의 축 부가 단부 구획부분내에 위치되어 있다. 따라서, 세라믹 방전 용기의 단부 구획부분의 길이는 약간의 간극을 형성하는 소요 길이에 부가하여 전극 축이 삽입되어 있는 부분의 길이를 포함하게 되기 때문에, 필요 이상의 길이에 단부 구획부분을 설정하기 위해서, 세라믹 방전 용기의 전체 길이가 커지게 된다.
또한, 종래 기술 1은 상기한 바와 같은 소형의 고압 방전 램프에 적용하면, 램프의 세라믹 밀봉용 혼합물의 시일의 온도를 할로겐화물에 의해 부식되기 어려운 범위까지 감소시키는 동시에 발광 금속 증기압을 최적값으로 유지하기 위해서 필요한 최냉부 온도를 유지하는 것이 매우 곤란하다는 것을 알 수 있었다.
다음에, 종래 기술 2는 종래 기술 1과 마찬가지로 실시예가 램프 전력 150W 및 200W에서 비교적 대형인 고압 방전 램프에 적용되므로, 전극을 도전체에 접속하여 일체화시킨다.
또한, 발광관 단부의 길이(L1)와 접합부 길이(L2)의 길이 관계만을 규정하여 밀봉 재료와 발광 물질의 반응을 방지하고자 하지만, 소형인 고압 방전 램프에 있어서는, 종래 기술 2를 적용하여 상기한 바와 같이 세라믹 밀봉용 혼합물의 시일의 온도에 대한 요구와 최냉부의 온도에 대한 요구를 양립시키는 것이 실제적으로 곤란하다.
또한, 종래 기술 3은 방전관을 원통형의 원통형 중앙의 양측에 반구 형상의 부분을 구비한 형상에 있어서, 원통형 중앙의 길이를 원통의 반경(R)과의 관계로 규정하고, 또한 내부 길이를 전극 거리와의 관계로 규정함에 의해, 균일한 온도 분포를 실현하고자 하지만, 실시예로서 도 1에 나타낸 전극은 설명되지 않은 부재(17)의 선단에 접속된 구조로서, 이 실시예의 램프 전력은 70W이다. 이 구조는 이미 기술한 종래 기술과 마찬가지로, 소형화에는 문제가 있다.
그런데, 램프 전력 20W 이하인 한층 더 소형이고, 수명이 길며, 또한 고 효율인 투광성 세라믹 고압 방전 램프가 바람직하다.
이 요구에 대응하기 위해서, 비교적 대형인 종래의 고압 방전 램프의 방전 용기, 전극 등의 사양을 그대로 비교적으로 축소하여 소형인 고압 방전 램프를 제작하더라도, 점등 후에 곧 바로 시일 부분에 리크가 발생하는 것을 알 수 있었다. 이것은 고압 방전 램프가 소형으로 되면, 방전 플라즈마를 비롯한 발열체로부터 시일 부분으로의 열 전달 형태, 즉 열 전도, 대류, 복사의 밸런스가 무너지기 때문이다.
소형의 고압 방전 램프의 실현을 위해서는, 고압 방전 램프의 전체에 걸쳐서 종래 기술을 근본에서부터 다시 보면, 소형인 고압 방전 램프에 적당한 새로운 사양을 창작할 필요가 있다는 것을 알 수 있었다.
발명의 요약
본 발명의 주 목적은 소형이면서 소망하는 수명과 양호한 발광 효율을 갖는 투광성 세라믹 방전 용기를 구비한 고압 방전 램프와, 이것을 이용한 고압 방전 램프 장치 및 조명 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 광학적 효율이 양호한 투광성 세라믹 방전 용기를 구비한 고압 방전 램프와, 이것을 이용한 고압 방전 램프 장치 및 조명 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 제 1 고압 방전 램프는, 방전 공간을 포위하는 팽출부(膨出部) 및 팽출부의 양단에 연통하여 배치되고 팽출부보다 내경이 작은 소경 원통부를 구비한 투광성 세라믹 방전 용기와, 밀봉성의 부분 및 밀봉성의 부분의 선단에 기단이 접속되어 있는 내할로겐화물 부분을 구비하고, 투광성 세라믹 방전 용기의 소경 원통부내에 삽입되어 내할로겐화물 부분이 소경 원통부의 내면과의 사이에 약간의 간극을 형성하면서 관통함과 동시에, 선단이 투광성 세라믹 방전 용기의 팽출부내에 돌출되어 전극부를 형성하고 있는 전극 일체형 전기 공급 도체와, 투광성 세라믹 방전 용기의 소경 원통부 및 전극 일체형 전기 공급 도체의 밀봉성의 부분의 사이가 밀봉 장착되어 있는 세라믹 밀봉용 혼합물의 시일과, 금속 할로겐화물을 포함하고 투광성 세라믹 방전 용기내에 봉입된 방전 매체를 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명 및 이하의 각 발명에 있어서, 특별히 지정하지 않는 한 용어의 정의 및 기술적 의미는 다음과 같다.
(투광성 세라믹 방전 용기에 대하여)
"투광성 세라믹 방전 용기"란 단결정의 금속 산화물, 예를 들면 사파이어와, 다결정의 금속 산화물, 예를 들면 반투명의 기밀성 알루미늄 산화물, 이트륨-알루미늄-가닛(YAG), 이트륨 산화물(YOX)과, 다결정 비산화물, 예를 들면 알루미늄 질화물(AIN)과 같은 광 투과성 및 내열성을 구비한 재료로 이루어지는 방전 용기를 의미한다. 또한, 광 투과성이란 방전에 의한 발광을 방전 용기를 투과하여 외부에 도출할 수 있을 정도로 투과하면 좋고, 투명 및 광 확산성이어도 좋다.
또한, 투광성 세라믹 방전 용기를 제작하기 위해서는, 중앙의 팽출부와 팽출부의 양단의 소경 원통부를 처음부터 일체적으로 형성할 수 있다. 또한, 예를 들면 팽출부를 형성하는 원통과, 원통의 양단면에 끼워맞춤하여 폐쇄되는 한쌍의 단판(端板)과, 단판의 중심 구멍에 끼워맞춤하여 소경 원통부를 형성하는 소경 원통체를 각각 따로 임시 소결하여 소요 끼워맞춤해서 소결함으로써, 일체의 방전 용기를 형성할 수도 있다.
(전극 일체형 전기 공급 도체에 대하여)
전극 일체형 전기 공급 도체는 투광성 세라믹 방전 용기의 적어도 한쪽의 소경 원통부에 대하여 이용된다.
"전기 공급 도체"란 전원으로부터 밸러스트 수단을 거쳐서 전극간에 전압을 인가하여, 고압 방전 램프를 시동하고, 전류를 도입하여 점등하도록 기능하는 것으로서, 투광성 세라믹 방전 용기의 소경 원통부에 후술하는 수단에 의해 기밀식으로 밀봉된다.
"전극 일체 형태"란 부재가 일체이면서 전기 공급 도체의 선단 부분이 전극부를 구성하고 있는 것, 즉 따로 형성된 전극을 전기 공급 도체에 접속한 것이 아니라, 본질적으로 일체인 것을 의미한다.
반면, 전극 일체형 전기 공급 도체는 밀봉성의 부분 및 내할로겐화물 부분을 구비하고 있다.
"밀봉성의 부분"이란 후술하는 세라믹 밀봉용 혼합물의 시일에 의해 투광성 세라믹 방전 용기를 그 소경 원통부와 밀봉성의 부분 사이에서, 또는 필요하면 세라믹 튜브를 거쳐서 밀봉하는데 적당한 재료의 부분이면 좋고, 니오브, 탄탈, 티탄, 지르코늄, 하프늄 및 바나듐 등을 이용할 수 있다. 밀봉성의 부분으로서는, 수소 및 산소에 대한 투과성은 상관없지만, 상기한 재료는 결과적으로 수소 및 산소 투과성을 구비하고 있다. 알루미늄 산화물을 이용하는 경우, 니오브 및 탄탈은 평균 열팽창 계수가 알루미늄 산화물과 거의 동일하기 때문에, 밀봉성의 부분으로서 바람직하다. 이트륨 산화물 및 YAG의 경우에도 차가 적다. 질화 알루미늄을 투광성 세라믹 방전 용기에 이용하는 경우에는, 밀봉성의 부분에 지르코늄을 이용하는 것이 좋다.
"내할로겐화물 부분"이란 고압 방전 램프의 작동중에 투광성 세라믹 방전 용기내에 존재하는 할로겐화물 및 유리 할로겐에 의한 부식 작용이 거의 없든가, 또는 전혀 발생하지 않는 물질로 이루어지는 부분인 것을 의미한다. 예를 들면, 텅스텐, 몰리브덴 등으로 이루어지지만, 선단이 투광성 세라믹 방전 용기의 내부에 돌출되어 전극부를 구성하는 관계로, 내열성이 최선인 텅스텐이 가장 적합하다. 또한, 본 발명의 고압 방전 램프는 교류 및 직류중 어느 하나에 의해 점등하도록 구성되어도 좋다. 직류 점등형의 고압 방전 램프인 경우, 양극측의 전기 공급 도체는 전극부를 일체적으로 형성하지 않고, 내할로겐화물 부분의 선단에 따로 형성된 양극을 접속하는 구성으로 할 수 있다.
내할로겐화물 부분과 소경 원통부의 내면 사이에 약간의 간극이 형성된다. 이 약간의 간극에는 잉여의 할로겐화물이 점등중 액화 상태로 되어 침입하여 최냉부를 형성하지만, 간극의 간격을 적당히 설정함으로써, 소망하는 최냉부 온도로 할 수 있다.
(세라믹 밀봉용 혼합물의 시일에 대하여)
세라믹 밀봉용 혼합물의 시일은 소경 원통부의 단면에 있어서 밀봉성의 부분 및 소경 원통부 사이에서 이뤄지고, 가열에 의해 용융하여 소경 원통부와 밀봉성의 부분 사이에 침투하여 양자간을 기밀식으로 밀봉한다. 이 시일에 의해 전기 공급 도체는 소정의 위치에 고정 장착된다.
소경 원통부내에 삽입되어 있는 밀봉성의 부분은 상기 시일에 의해서 완전히 피복되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 시일을 밀봉성의 부분에 접속하고 있는 내할로겐화물 부분의 기단부까지도 약간의 거리에 걸쳐 피복하도록 구성하면, 밀봉성의 부분이 할로겐화물에 의해서 부식되기 어렵게 된다.
(방전 매체에 대하여)
방전 매체는 금속 할로겐화물을 포함한다. 금속은 적어도 발광 금속을 포함하고 있다.
금속 할로겐화물을 구성하는 할로겐으로서는 요드, 브롬, 염소 또는 불소중 어느 일종 또는 복수종을 이용할 수 있다.
발광 금속의 금속 할로겐화물은 발광색, 평균 연색 평가수(Ra) 및 발광 효율 등에 대하여 소망하는 발광 특성을 구비한 방사를 얻기 위해, 투광성 세라믹 방전 용기의 사이즈 및 입력 전력에 따라서, 이미 공지된 금속 할로겐화물 중에서 임의 소망으로 선택할 수 있다. 예를 들면, 나트륨(Na), 리튬(Li), 스칸듐(Sc) 및 희토류 금속으로 이루어지는 그룹 중에서 선택된 일종 또는 복수종의 할로겐화물을 이용할 수 있다.
또한, 완충 금속으로서 적량의 수은을 봉입할 수 있다. 수은 대신에 증기압이 비교적 높고 가시광 영역에 있어서의 발광이 적거나, 발광하지 않는 금속, 예를 들면 알루미늄 등의 할로겐화물을 봉입할 수도 있다.
희가스로서는 아르곤, 크세논, 네온 등을 이용할 수 있다.
(제 1 발명의 작용에 대하여)
제 1 발명의 고압 방전 램프는, 적어도 한쪽의 전기 공급 도체가 내할로겐화물 부분의 선단이 팽출부내에 돌출되어 전극을 형성하는 전극 일체형이기 때문에, 구조가 간단하고 조립이 용이하게 됨과 동시에, 소형화가 용이하게 된다.
또한, 투광성 세라믹 방전 용기의 소경 원통부의 내부로 소경의 전극축이 연장되지 않기 때문에, 소경 원통부를 쓸데없이 사용하여 약간의 간극을 형성할 수 있고, 그 만큼 소경 원통부의 전체 길이를 짧게 할 수 있으므로, 그로 인해 고압 방전 램프의 소형화에 효과적이다.
또한, 약간의 간극의 간격과 그 길이를 최적으로 하는 것이 용이하게 되기 때문에, 시일의 부분의 온도를 충분히 낮게 억제하여 수명을 길게 함과 동시에, 최냉부의 온도를 가능하면 높게 설정하여 발광 효율을 높게 할 수 있다.
본 발명의 제 2 고압 방전 램프는 본 발명의 제 1 고압 방전 램프에 있어서, 밀봉성의 부분의 직경을 φS(㎜)로 하고, 내할로겐화물 부분의 직경을 φH(㎜)로 하였을 때, 식 0.2≤φH/φS≤0.6을 만족하는 것을 특징으로 한다.
세라믹 밀봉용 혼합물의 시일의 온도를 감소시켜 시일이 할로겐화물에 의해서 부식되는 것을 방지함과 동시에, 약간의 간극의 온도를 높게 하여 발광 효율을 높이기 위해서는, 한쪽에서는 밀봉성의 부분을 가능하면 굵게 하여 그 열 저항을 감소시키면서, 다른쪽에서는 내할로겐화물 부분의 열 저항을 크게 하면 좋다.
제 2 발명에 있어서는, 상기의 요구를 밀봉성의 부분의 직경[φS(㎜)]과, 내할로겐화물 부분의 직경[φH(㎜)]을 상기 식을 만족하도록 설정함으로써, 상기 요구를 실현한다. 직경 비[φH/φS]가 0.2 미만에서는 내할로겐화물 부분이 지나치게 가늘어지고, 0.6을 초과하면, 시일의 온도 및 약간의 간극의 온도를 소요 값으로 유지할 수 없다.
본 발명의 제 3 고압 방전 램프는 양단이 연속적인 곡면에 의해서 좁혀짐과 동시에 적어도 주요부의 평균 직선 투과율이 20% 이상인 팽출부 및 팽출부의 양단에 연통하여 배치되고 팽출부보다 내경이 작은 소경 원통부를 구비하고, 내부 용적이 0.1cc 이하인 투광성 세라믹 방전 용기와, 밀봉성의 부분 및 밀봉성의 부분의 선단에 기단이 접속되어 있는 내할로겐화물 부분을 구비하며, 투광성 세라믹 방전 용기의 소경 원통부내에 삽입되어 내할로겐화물 부분이 소경 원통부의 내면과의 사이에 약간의 간극을 형성하면서 관통되어 있는 전기 공급 도체와, 내할로겐화물 부분의 선단에 배치되어 투광성 세라믹 방전 용기의 팽출부내에 위치되어 있는 한쌍의 전극과, 투광성 세라믹 방전 용기의 소경 원통부 및 전기 공급 도체의 밀봉성의 부분 사이가 밀봉 장착되어 있는 세라믹 밀봉용 혼합물의 시일과, 금속 할로겐화물을 포함하고 투광성 세라믹 방전 용기내에 봉입된 방전 매체를 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.
제 3 발명 및 이하 관련된 각 발명에 있어서, 직선 투과율은 파장 550nm에 있어서 측정한 것으로 한다. 또한, "평균 직선 투과율"이란 대상 부분에 대하여 상이한 5곳의 위치에 있어서 측정한 직선 투과율 데이터를 상가(相加) 평균하여 구한 값을 말한다.
고압 방전 램프의 투광성 세라믹 방전 용기의 평균 직선 투과율이 높으면, 조합하는 광학계 예를 들면 반사경과의 광학적 효율(기구 효율)을 높게 할 수 있다.
그런데, 널리 이용되고 있는 알루미늄 산화물로 이루어지는 투광성 세라믹 방전 용기는 전체 투과율은 매우 높지만, 거의 확산 투과이고, 평균 직선 투과율은 20%에 미치지 않는다.
따라서, 알루미늄 산화물의 투광성 세라믹 방전 용기가 이용되는 고압 방전 램프에 있어서는, 기대하는 바와 같은 높은 광학적 효율을 얻을 수 없다.
투광성 세라믹 방전 용기의 평균 직선 투과율을 20% 이상으로 높게 하기 위해서는, 6방 결정 구조를 갖는 세라믹을 이용하고, 결정 입자 직경을 갖추어 광 산란을 적게 하는 것이 중요하다. 6방 결정 구조를 갖는 세라믹으로서는 YAG, 이트륨 산화물(YOX)을 이용할 수 있다.
본 발명에 있어서, 평균 직선 투과율은 일반적으로는 20% 이상이지만, 바람직하게는 30% 이상이다. 최적인 것으로는 45% 내지 70%이다. 또, 평균 직선 투과율이 80%를 초과하면, 결정 입자 직경이 지나치게 커져서 기계적 강도가 저하되어 실용적이지 않다.
평균 직선 투과율을 높게 하기 위해서, 성형된 투광성 세라믹 방전 용기를 기계적 또는 화학적으로 연마할 수 있다.
또한, 본 발명에 있어서 팽출부의 주요부란 팽출부의 전극간에 대향하고 있는 부위를 말한다.
또한, 상기한 세라믹은 방전 용기를 일체적으로 성형하는 것이 가능하고, 팽출부 및 소경 원통부를 연속한 곡면에 의해서 일체로 형성함으로써, 광학적 및 열적으로 불연속적인 곳이 없는 투광성 세라믹 방전 용기를 얻을 수 있다. 이것은, 특히 내부 용적이 0.1cc 이하인 소형의 투광성 세라믹 방전 용기에 있어서는, 우수한 배광 특성을 구비함과 동시에, 크랙이 발생하기 어려운 고압 방전 램프를 얻기 때문에 매우 중요하다.
그런데, 투광성 세라믹 방전 용기의 내부 용적은 해당 방전 용기내를 수중에 넣어 그 내부에 물이 충만된 후, 양쪽의 소경 원통부의 개구단을 봉쇄하여 취출하고, 내부의 물을 계량하여 측정한다.
또한, 내할로겐화물 부분과 소경 원통부의 내면 사이에 형성되는 약간의 간극은 양쪽의 전기 공급 도체측에 각각 형성할 수 있지만, 필요하면 한쪽의 전기 공급 도체측에 있어서 구비되어 있으면 좋다.
본 발명의 제 4 고압 방전 램프는 본 발명의 제 3 고압 방전 램프에 있어서, 투광성 세라믹 방전 용기의 내부 용적은 0.05cc 이하인 것을 특징으로 한다.
투광성 세라믹 방전 용기의 평균 직선 투과율이 높은 것에 의한 광학적인 이점은 해당 방전 용기의 내부 용적이 작을수록 효과적이고, 내부 용적이 0.05cc 이하이면, 현저한 효과를 얻을 수 있다.
본 발명의 제 5 고압 방전 램프는 최대 외경이 dB(㎜)이고 길이가 LB(㎜)인 팽출부 및 팽출부의 양단에 접속되고 외경이 dT(㎜)이고 길이가 LT(㎜)인 한쌍의 소경 원통부를 구비하고, 또한 식 1≤dB/dT≤3.5와 1.6≤LT/LB≤4.5를 만족하는 투광성 세라믹 방전 용기와, 소경 원통부내에 밀봉 장착되어 팽출부내에 위치되어 있는 한쌍의 전극과, 발광 금속의 금속 할로겐화물 및 희가스를 포함하고, 투광성 세라믹 방전 용기내에 봉입된 방전 매체를 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.
투광성 세라믹 방전 용기를 이용한 고압 방전 램프에 있어서는, 투광성 세라믹이 석영 유리보다 높은 온도, 예를 들면 알루미늄 산화물에서는 1100℃까지 견디기 때문에, 석영 유리를 이용하는 경우에 비해서 동작 온도를 100℃ 이상 높게 설정할 수 있다. 이 때문에, 완충 금속으로서 수은을 이용하는 경우, 또는 수은 대신에 알루미늄 등의 할로겐화물을 이용하는 경우이더라도, 최냉부의 온도를 높게 유지함으로써, 발광 효율을 높게 하는 것이 가능하다.
그런데, 투광성 세라믹 방전 용기의 시일은 유리성의 세라믹 밀봉용 혼합물을 가열 용융시켜 밀봉 장착해야 하는 부재의 사이에 진입하여 고화(固化)시키는 것이 일반적이다. 이 시일은 고온의 금속 할로겐화물에 접촉하면, 부식되어 리크를 발생시키기 때문에, 시일의 온도를 낮게 억제할 필요가 있다.
그러므로, 최냉부와 밀봉 사이를 이간시키고, 또한 양자간에 적당한 온도 구배를 형성해야 하고, 그로 인해 투광성 세라믹 방전 용기에 소경 원통부를 형성함과 동시에, 그 내부를 관통하는 전기 공급 도체와 소경 원통부 사이에 약간의 간극을 형성하지만, 그들 수치 여하에 의해 성능이 현저히 변한다.
제 5 발명은 양호한 성능을 발휘하는 투광성 세라믹 방전 용기의 수치를 규정함으로써, 비교적 소형인 고압 방전 램프에 있어서, 높은 발광 효율과 충분한 수명을 구비하도록 구성한 것이다.
제 5 발명에 있어서, 투광성 세라믹 방전 용기의 팽출부의 최대 외경(dB) 및 길이(LB)와 소경 원통부의 외경(dT) 및 길이(LT)의 관계를 상기 식에 한정하는 이유에 대하여 이하에 설명한다.
즉, 외경 비(dB/dT)가 1 미만이면, 소경 원통부가 굵어져서, 그 열 용량이 증가하고, 최냉부 온도가 지나치게 저하되기 때문에, 좋지 않다. 반대로, 외경 비(dB/dT)가 3.5를 초과하면, 소경 원통부가 가늘어져서, 그 축방향으로 지나치게 큰 온도 구배가 발생하여 변형에 의한 크랙이 발생하기 쉽게 되기 때문에 좋지 않다.
또한, 길이 비(LT/LB)가 1.5미만이면, 소경 원통부가 짧아지고, 소경 원통부의 밀봉 장착의 신뢰성이 저하되기 때문에, 좋지 않다. 반대로, 길이 비(LT/LB)가 4.5를 초과하면, 소경 원통부가 길어지고, 그 열 용량이 증가하여 최냉부 온도가 저하되어, 발광 효율이 지나치게 저하되기 때문에, 좋지 않다.
또한, 그 밖의 구성에 대하여 설명한다.
투광성 세라믹 방전 용기는 필요에 따라 이것을 외포기(envelope)에 수납할 수 있다. 외포기내를 배기하여 불활성 가스를 적당한 압력으로 봉입함으로써, 외포기내의 도체가 산화하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 외포기내를 진공으로 함으로써, 투광성 세라믹 방전 용기의 표면의 온도 구배를 작게 할 수 있다. 이에 의해, 상기 방전 용기를 세라믹에 의해서 형성하고 있는 경우에 크랙이 발생하기 어렵게 된다.
제 5 발명의 작용에 대하여 설명한다.
제 5 발명에 있어서는, 투광성 세라믹 방전 용기의 소경 원통부의 외경 및 길이를 팽출부의 최대 외경 및 길이의 비로 소정 범위로 규정함으로써, 소경 원통부의 축방향에 있어서의 온도 구배가 허용 범위내로 되어, 시일의 온도를 낮게 함과 동시에, 변형에 의한 크랙이 발생하기 어렵기 때문에, 수명을 장기화할 수 있다.
또한, 최냉부 온도를 허용 범위내에서 높게 할 수 있고, 따라서 높은 발광 효율을 얻을 수 있다. 또한, 밀봉부의 신뢰성도 저하되지 않는다.
본 발명의 제 6 고압 방전 램프는 본 발명의 제 5 고압 방전 램프에 있어서, 투광성 세라믹 방전 용기는 식 2≤dB/dT≤3.2와 2≤LT/LB≤3.7을 만족하는 것을 특징으로 한다.
제 6 발명은 제 5 발명보다 더 바람직한 범위를 규정하고 있다.
본 발명의 제 7 고압 방전 램프는 장경(長徑)에 대한 단경(短徑)의 비(RD)가 식 0.3≤RD≤1.0을 만족하는 구형상의 팽출부 및 팽출부의 양단에 연통하여 배치되고 팽출부보다 내경이 작은 소경(小徑) 원통부를 구비한 투광성 세라믹 방전 용기와, 밀봉성의 부분 및 밀봉성의 부분의 선단에 기단이 접속되어 있는 내할로겐화물 부분을 구비하고, 투광성 세라믹 방전 용기의 소경 원통부내에 삽입되어 내할로겐화물 부분이 소경 원통부의 내면과의 사이에 약간의 간극을 형성하면서 관통되어 있는 전기 공급 도체와, 내할로겐화물 부분의 선단에 배치되어 투광성 세라믹 방전 용기의 팽출부내에 위치되어 있는 한쌍의 전극과, 투광성 세라믹 방전 용기의 소경 원통부 및 전기 공급 도체의 밀봉성의 부분의 사이가 밀봉 장착되어 있는 세라믹 밀봉용 혼합물의 시일과, 금속 할로겐화물을 포함하고 투광성 세라믹 방전 용기내에 봉입된 방전 매체를 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.
장경 및 단경은 모두 팽출부의 내면에 의해 규정된다.
단경은 팽출부의 중앙의 최대 내경을 말한다.
장경은 소경 원통부가 타원 구형상인 정상부에 연속되어 있기 때문에, 근사적으로 구한다. 즉, 팽출부의 중앙 내면으로부터 소경 원통부측의 내면에 접하는 직선을 그어, 해당 직선과 타원 구형상의 장축의 연장선의 교점 사이의 거리를 장경으로 한다. 또, RD가 1일 때에는, 완전히 동그란 구로 되고, 이것도 본 발명의 범위에 속한다.
또한, 본 발명에서는 상기 조건을 만족시키는 타원 구형상의 팽출부를 구비함으로써, 투광성 세라믹 방전 용기의 팽출부가 균일한 온도 분포가 되기 때문에, 상기 방전 용기의 크랙 발생이 적어진다.
본 발명의 제 8 고압 방전 램프는 본 발명의 제 7 고압 방전 램프에 있어서, 장경에 대한 단경의 비(RD)는 식 0.3≤RD≤1.0을 만족하는 것을 특징으로 한다.
제 8의 발명은 제 7의 발명보다 더 바람직한 범위를 규정하고 있다.
본 발명의 제 9 고압 방전 램프는 방전 공간을 포위하는 팽출부 및 팽출부의 양단에 연통하여 배치되고 팽출부보다 내경이 작은 소경 원통부를 구비함과 동시에 두께 차가 0.4㎜ 이하인 투광성 세라믹 방전 용기와, 밀봉성의 부분 및 밀봉성의 부분의 선단에 기단이 접속되어 있는 내할로겐화물 부분을 구비하고, 투광성 세라믹 방전 용기의 소경 원통부내에 삽입되어 내할로겐화물 부분이 소경 원통부의 내면과의 사이에 약간의 간극을 형성하면서 관통되어 있는 전기 공급 도체와, 내할로겐화물 부분의 선단에 배치되어 투광성 세라믹 방전 용기의 팽출부내에 위치되어 있는 한쌍의 전극과, 투광성 세라믹 방전 용기의 소경 원통부 및 전기 공급 도체의 밀봉성의 부분 사이가 밀봉 장착되어 있는 세라믹 밀봉용 혼합물의 시일과, 금속 할로겐화물을 포함하고 투광성 세라믹 방전 용기내에 봉입된 방전 매체를 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.
제 9의 발명은 투광성 세라믹 방전 용기의 두께 차를 적은 범위로 규정함으로써, 상기 방전 용기의 온도 분포를 균일하게 해서 열 전도 저항을 균일화하여, 투광성 세라믹 방전 용기의 크랙의 발생을 현저히 감소시킨 것이다. 두께 차가 0.4㎜를 초과하면, 온도 분포가 불균일로 되어 크랙이 발생하기 쉽게 된다.
본 발명의 제 10 고압 방전 램프는 본 발명의 제 9 고압 방전 램프에 있어서, 투광성 세라믹 방전 용기는 두께 차가 0.2㎜ 이하인 것을 특징으로 한다.
제 10 발명은 제 9 발명보다 더 바람직한 범위를 규정하고 있다.
본 발명의 제 11 고압 방전 램프는 양단이 연속적인 곡면에 의해서 좁혀짐과 동시에 적어도 주요부의 평균 직선 투과율이 20% 이상인 팽출부 및 팽출부의 양단에 연통하여 배치되고 팽출부보다 내경이 작은 소경 원통부를 구비하며 전체 길이가 40㎜ 이하인 투광성 세라믹 방전 용기와, 밀봉성의 부분 및 밀봉성의 부분의 선단에 기단이 접속되어 있는 내할로겐화물 부분을 구비하며, 투광성 세라믹 방전 용기의 소경 원통부내에 삽입되어 내할로겐화물 부분이 소경 원통부의 내면과의 사이에 약간의 간극을 형성하면서 관통되어 있는 전기 공급 도체와, 내할로겐화물 부분의 선단에 배치되어 투광성 세라믹 방전 용기의 팽출부내에 위치되어 있는 한쌍의 전극과, 투광성 세라믹 방전 용기의 소경 원통부 및 전기 공급 도체의 밀봉성의 부분 사이가 밀봉 장착되어 있는 세라믹 밀봉용 혼합물의 시일과, 금속 할로겐화물을 포함하고 투광성 세라믹 방전 용기내에 봉입된 방전 매체를 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.
제 11의 발명은 소형이고, 또한 현저하게 높은 광학적 효율을 얻을 수 있는, 고압 방전 램프에 바람직한 투광성 세라믹 방전 용기의 허용되는 최대의 전체 길이를 규정하고 있는 것이다.
또, 본 발명의 실시에 있어서 평균 직선 투과율을 20% 내지 80%로 할 수 있다.
본 발명의 제 12의 고압 방전 램프는 본 발명의 제 11의 고압 방전 램프에 있어서, 투광성 세라믹 방전 용기는 그 전체 길이가 30㎜ 이하인 것을 특징으로 한다.
제 12의 발명은 제 11의 발명보다 더 바람직한 범위를 규정하고 있다.
본 발명의 제 13의 고압 방전 램프는 양단이 연속적인 곡면에 의해서 좁혀짐과 동시에 적어도 주요부의 평균 직선 투과율이 20% 이상인 팽출부 및 팽출부의 양단에 연속적인 곡면을 형성하면서 연통하여 배치되고 팽출부보다 내경이 작은 소경 원통부를 구비한 투광성 세라믹 방전 용기와, 밀봉성의 부분 및 밀봉성의 부분의 선단에 기단이 접속되어 있는 내할로겐화물 부분을 구비하고, 투광성 세라믹 방전 용기의 소경 원통부내에 삽입되어 내할로겐화물 부분이 소경 원통부의 내면과의 사이에 약간의 간극을 형성하면서 관통되어 있는 전기 공급 도체와, 내할로겐화물 부분의 선단에 배치되어 투광성 세라믹 방전 용기의 팽출부내에 위치되어 있는 한쌍의 전극과, 투광성 세라믹 방전 용기의 소경 원통부 및 전기 공급 도체의 밀봉성의 부분의 사이가 밀봉 장착되어 있는 세라믹 밀봉용 혼합물의 시일과, 금속 할로겐화물을 포함하고 투광성 세라믹 방전 용기내에 봉입된 방전 매체를 구비하고, 정격 램프 전력이 35W 이하인 것을 특징으로 한다.
제 13의 발명은 소형의 고압 방전 램프를 정격 램프 전력에 의해서 일반적 범위로 하여 규정한 것이다.
본 발명의 제 14 고압 방전 램프는 본 발명의 제 13 고압 방전 램프에 있어서, 정격 램프 전력은 20W 이하인 것을 특징으로 한다.
제 14의 발명은 제 13의 발명보다 더 효과적인 소형화의 범위를 정격 램프 전력에 의해서 규정하고 있는 것이다.
본 발명의 제 15 고압 방전 램프는 양단이 연속적인 곡면에 의해서 좁혀짐과 동시에 적어도 주요부의 평균 직선 투과율이 20% 이상인 팽출부 및 팽출부의 양단에 연속적인 곡면을 형성하면서 연통하여 배치되고 팽출부보다 내경이 작고 평균 직선 투과율이 팽출부의 주요부의 그것보다 작은 소경 원통부를 구비한 투광성 세라믹 방전 용기와, 밀봉성의 부분 및 밀봉성의 부분의 선단에 기단이 접속되어 있는 내할로겐화물 부분을 구비하며, 투광성 세라믹 방전 용기의 소경 원통부내에 삽입되어 내할로겐화물 부분이 소경 원통부의 내면과의 사이에 약간의 간극을 형성하면서 관통되어 있는 전기 공급 도체와, 내할로겐화물 부분의 선단에 배치되어 투광성 세라믹 방전 용기의 팽출부내에 위치되어 있는 한쌍의 전극과, 투광성 세라믹 방전 용기의 소경 원통부 및 전기 공급 도체의 밀봉성의 부분의 사이가 밀봉 장착되어 있는 세라믹 밀봉용 혼합물의 시일과, 금속 할로겐화물을 포함하고 투광성 세라믹 방전 용기내에 봉입된 방전 매체를 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.
제 15의 발명은 투광성 세라믹 방전 용기의 소경 원통부의 평균 직선 투과율을 더욱 규정한 것이다.
즉, 소경 원통부의 평균 직선 투과율이 높아지면, 발광 효율은 약간 저하되고, 또한 램프 제조시에 소경 원통부에서의 크랙이 발생하기 쉽게 된다. 예를 들면, 투광성 세라믹 방전 용기의 전체의 평균 직선 투과율이 약 20%일 때에 비해서, 전체의 평균 직선 투과율을 45%로 하면, 광학적 효율(기구 효율)은 약 30% 향상되지만, 발광 효율(1m/W)은 약 3% 저하되고, 램프 제조시의 밀봉 장착 불량 발생율은 약 30% 증가되었다.
상기의 값은 정격 램프 전력, 투광성 세라믹 방전 용기의 재질 및 형상 등의 상위점에 의해 변화되지만, 그 경향은 일치하는 것을 알 수 있었다.
그러므로, 상기 경향의 발생 원인을 고찰하여 보면, 소경 원통부내의 최냉부의 온도가 평균 직선 투과율의 향상에 따라 저하되었기 때문이라고 고려된다. 또한, 램프 제조시의 밀봉 장착 불량 발생율의 증가는 밀봉 장착시에 세라믹 밀봉용의 혼합물에 의한 밀봉 장착 공정에 있어서, 소경 원통부의 평균 직선 투과율이 향상된 것에 의해, 소경 원통부의 단부가 가열될 때에 발생하는 소경 원통부의 축방향의 온도 구배가 증가하고, 그에 따라 발생하는 변형에 의해, 투광성 세라믹 방전 용기 또는 시일의 부분에 크랙을 발생시키는 것으로 고려된다.
제 15의 발명에 있어서는, 팽출부가 적어도 주요부의 평균 직선 투과율을 높임으로써 광학적 효율(기구 효율)을 높이는 반면, 소경 원통부의 평균 직선 투과율을 낮게 해 놓음으로써, 발광 효율의 저하와 램프 제조시의 밀봉 장착 불량 발생을 억제한 것이다.
제 15의 발명의 실시에 있어서, 이하의 형태인 것을 허용한다.
① 팽출부의 주요부의 평균 직선 투과율을 20% 내지 80%로 한다.
② 팽출부의 주요부의 평균 직선 투과율이 20% 이상이고, 또한 소경 원통부의 평균 직선 투과율보다 5% 이상 높은 값으로 한다.
③ 소경 원통부의 평균 직선 투과율이 5% 내지 50%이고, 또한 팽출부의 주요부의 평균 직선 투과율보다 낮은 값으로 한다.
본 발명의 제 16의 고압 방전 램프는 본 발명의 제 11 내지 제 15 중 어느 하나에 기재된 고압 방전 램프에 있어서, 투광성 세라믹 방전 용기의 팽출부는 그 주요부의 평균 직선 투과율이 30% 이상인 것을 특징으로 한다.
제 16의 발명은 제 15의 발명보다 더 바람직한 범위를 규정하고 있다.
본 발명의 제 17의 고압 방전 램프는 방전 공간을 포위하는 팽출부 및 팽출부의 양단에 연통하여 배치된 소경 원통부를 구비한 투광성 세라믹 방전 용기와, 밀봉성의 부분 및 밀봉성의 부분의 선단에 기단이 접속되어 있는 내할로겐화물 부분을 구비하고, 투광성 세라믹 방전 용기의 소경 원통부내에 삽입되어 내할로겐화물 부분이 소경 원통부의 내면과의 사이에 약간의 간극을 형성하면서 관통되어 있는 전기 공급 도체와, 내할로겐화물 부분의 선단에 배치되어 투광성 세라믹 방전 용기의 팽출부내에 위치되어 있는 한쌍의 전극과, 투광성 세라믹 방전 용기의 소경 원통부 및 전기 공급 도체의 밀봉성의 부분의 사이가 밀봉 장착되어 있는 세라믹 밀봉용 혼합물의 시일과, 금속 할로겐화물을 포함하고 투광성 세라믹 방전 용기내에 봉입된 방전 매체를 구비하고, 정격 램프 전력(W)에 대한 전체 중량(g)의 비율(RL)이 식 0.7×10-2≤RL≤2.5×10-2를 만족하고 있는 것을 특징으로 한다.
종래의 비교적 큰 사이즈 및 정격 램프 전력의 경우에는, 발광 효율이 결정되는 최냉부 온도, 밀봉 장착부의 수명을 결정하는 세라믹 밀봉용의 혼합물의 시일의 온도 등의 여러가지 특성을 결정하는 각부 온도는 투광성 세라믹 방전 용기의 소재(예를 들면, 알루미늄 산화물이든가, YAG이든가), 방전 용기의 형상(예를 들면, 구형상이든가, 타원 구형상이든가), 전극 및 전기 공급 도체의 구성 등, 많은 파라미터에 강하게 영향받고 있다.
그러므로, 고압 방전 램프의 각 메이커는 각부 파라미터의 최적화를 각각 독자적인 설계 방침에 의해 실행되었다.
이에 대하여, 정격 램프 전력 20W 정도 이하의 투광성 세라믹 방전 용기를 구비한 고압 방전 램프에 있어서는, 발광 효율 및 수명 등의 여러가지 특성이 램프의 전체 중량으로 투입되는 유효 전력, 즉 정격 램프 전력에 의해 거의 근복적으로 결정되는 것을 본 발명자는 발견하였다. 이것은, 지금까지 실용화되어 있는 비교적 큰 사이즈 및 램프 전력의 영역에서는 전혀 예측할 수 없었던 것이다.
상기한 제 17의 발명은 이 발견에 근거하여 이루어진 것이다.
비율(RL)이 0.7×10-2미만이면, 수명에 대한 신뢰성이 극단적으로 저하된다. 또한, 비율(RL)이 2.5×10-2를 초과하면, 램프의 최냉부 온도가 저하되어 발광 효율이 극단적으로 저하된다. 이러한 것들은 투광성 세라믹 방전 용기를 구성하는 세라믹 재료, 전극 등에 그 만큼 영향을 미치지 않는다.
또한, 제 17의 발명에 있어서는 수명이 길고, 발광 효율이 높은 소형의 고압 방전 램프를 얻을 수 있다.
본 발명의 제 18 고압 방전 램프는 본 발명의 제 17 고압 방전 램프에 있어서, 정격 램프 전력(W)에 대한 전체 중량(g)의 비율(RL)이 식 0.8×10-2≤RL≤2.0×10-2를 만족하고 있는 것을 특징으로 한다.
제 18의 발명은 제 17의 발명보다 더 바람직한 범위를 규정하고 있다.
본 발명의 제 19 고압 방전 램프는 방전 공간을 포위하는 팽출부 및 팽출부의 양단에 연통하여 배치된 소경 원통부를 구비한 투광성 세라믹 방전 용기와, 밀봉성의 부분 및 밀봉성의 부분의 선단에 기단이 접속되어 있는 내할로겐화물 부분을 구비하고, 투광성 세라믹 방전 용기의 소경 원통부내에 삽입되어 내할로겐화물 부분이 소경 원통부의 내면과의 사이에 약간의 간극을 형성하면서 관통되어 있는 전기 공급 도체와, 내할로겐화물 부분의 선단에 배치되어 투광성 세라믹 방전 용기의 팽출부내에 위치되어 있는 한쌍의 전극과, 투광성 세라믹 방전 용기의 소경 원통부 및 전기 공급 도체의 밀봉성의 부분의 사이가 밀봉 장착되어 있는 세라믹 밀봉용 혼합물의 시일과, 금속 할로겐화물을 포함하고 투광성 세라믹 방전 용기내에 봉입된 방전 매체를 구비하고, 정격 램프 전력(W)에 대한 투광성 세라믹 방전 용기의 중량(g)의 비율(RE)이 식 0.5×10-2≤RE≤2.2×10-2를 만족하고 있는 것을 특징으로 한다.
제 17 및 제 18의 발명과 마찬가지로, 정격 램프 전력 20W 정도 이하인 투광성 세라믹 방전 용기를 구비한 고압 방전 램프에 있어서는, 발광 효율 및 수명 등의 여러가지 특성이 투광성 세라믹 방전 용기의 중량으로 투입되는 유효 전력, 즉 램프 전력에 의해 거의 근복적으로 결정되는 것도 본 발명자는 발견하였다.
제 19의 발명은 상기 발견에 근거하여 이루어진 것이다.
본 발명의 제 20의 고압 방전 램프는 본 발명의 제 19 고압 방전 램프에 있어서, 정격 램프 전력(W)에 대한 투광성 세라믹 방전 용기의 중량(g)의 비율(RE)은 식 0.6×10-2≤RE≤1.8×10-2를 만족하고 있는 것을 특징으로 한다.
제 20의 발명은 제 19의 발명보다 더 바람직한 범위를 규정하고 있다.
본 발명의 제 21 고압 방전 램프는 방전 공간을 포위하는 내경이 rI(㎜)인 팽출부, 팽출부의 한쪽 단부에 연통하여 배치된 길이[L1(㎜)]의 제 1 소경 원통부 및 팽출부의 다른쪽 단부에 연통하여 배치된 길이[L2(㎜)]의 제 2 소경 원통부를 구비하고, 팽출부의 내경[rI(㎜)], 제 1 및 제 2 소경 원통부의 길이(L1, L2)가 식 rI/2〈L1〈L2를 만족하는 투광성 세라믹 방전 용기와, 밀봉성의 부분 및 밀봉성의 부분의 선단에 기단이 접속되어 있는 내할로겐화물 부분을 구비하고, 투광성 세라믹 방전 용기의 소경 원통부내에 삽입되어 내할로겐화물 부분이 소경 원통부의 내면과의 사이에 약간의 간극을 형성하면서 관통되어 있는 전기 공급 도체와, 내할로겐화물 부분의 선단에 배치되어 투광성 세라믹 방전 용기의 팽출부내에 위치되어 있는 한쌍의 전극과, 투광성 세라믹 방전 용기의 소경 원통부 및 전기 공급 도체의 밀봉성의 부분의 사이가 밀봉 장착되어 있는 세라믹 밀봉용 혼합물의 시일과, 금속 할로겐화물을 포함하고 투광성 세라믹 방전 용기내에 봉입된 방전 매체를 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.
투광성 세라믹 방전 용기의 팽출부의 양단으로부터 일체적으로 돌출하는 한쌍의 소경 원통부의 길이가 동등한 소형의 고압 방전 램프를 동축 관계로 하여 반사경에 내장하면, 반사경의 개구단으로부터 한쪽의 소경 원통부의 일부가 돌출된다. 그리고, 반사경으로부터의 반사광이 소경 원통부의 돌출 부분에 의해 차이기 때문에, 배광이 흐트러져 그 중앙부에 그림자가 생기게 된다.
또한, 소경 원통부의 길이가 동등한 고압 방전 램프를 수직 점등한 경우, 상방에 위치하는 소경 원통부의 온도 상승이 커지고, 시일이 부식되어 리크되기 쉽게 된다.
제 21의 발명에 있어서는, 한쌍의 소경 원통부의 길이를 상이하게 함에 있어서, 짧은 쪽의 소경 원통부를 팽출부의 최대 직경보다 길게 하기 때문에, 제조시의 시일을 양호하게 실행할 수 있다.
또한, 반사경에 동축적으로 내장할 때에는, 짧은 쪽의 소경 원통부를 반사경의 개구단측에 배치하고, 긴 쪽의 소경 원통부를 반사경의 정상부측에 배치함으로써, 소경 원통부를 고압 방전 램프의 고정에 이용할 수 있음과 동시에, 개구단으로부터 소경 원통부가 돌출되지 않도록 구성하는 것이 가능하게 된다.
또한, 고압 방전 램프를 수직 점등하는 경우에는, 긴 쪽의 소경 원통부를 상방에 위치시킴으로써, 시일의 온도 상승이 적어지고, 이에 따라 리크의 발생을 억제할 수 있다.
본 발명의 제 22 고압 방전 램프는 방전 공간을 포위하는 팽출부 및 팽출부의 양단에 연통하여 배치된 소경 원통부를 구비한 투광성 세라믹 방전 용기와, 밀봉성의 부분 및 밀봉성의 부분의 선단에 기단이 접속되어 있는 내할로겐화물 부분을 구비하고, 투광성 세라믹 방전 용기의 소경 원통부내에 삽입되어 내할로겐화물이 소경 원통부의 내면과의 사이에 0.21㎜ 이상인 약간의 간극을 형성하면서 관통되어 있는 전기 공급 도체와, 내할로겐화물 부분의 선단에 배치되어 투광성 세라믹 방전 용기의 팽출부내에 위치되어 있는 한쌍의 전극과, 투광성 세라믹 방전 용기의 소경 원통부 및 전기 공급 도체의 밀봉성의 부분의 사이가 밀봉 장착되어 있는 세라믹 밀봉용 혼합물의 시일과, 금속 할로겐화물을 포함하고 투광성 세라믹 방전 용기내에 봉입된 방전 매체를 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.
램프 전력 20W 정도 이하의, 보다 소형이고, 수명이 길며 또한 광의 발광 효율의 고압 방전 램프가 요구되어지고 있다.
그런데, 본 발명자의 연구에 따르면, 이러한 한층 더 소형인 고압 방전 램프에 있어서는, 종래 기술을 비례적으로 축소하여 적용하더라도, 양호한 것을 얻을 수 없는 것을 알 수 있었다. 즉, 램프 전력이 작아진 경우, 발광 효율을 확보하기 위해서는, 적정한 최냉부 온도를 확보할 필요가 있고, 이것은 필연적으로 투광성 세라믹 방전 용기 전체의 열 용량의 감소가 불가결하다. 이 때, 램프 전력이 비교적 큰 경우를 고려하는 방식으로, 방전 용기의 형상 및 전극 치수 등을 단순히 비례적으로 감소시키면, 점등 후 단시간에 밀봉 부분에 리크가 발생한다. 이것은 방전 용기를 작게 하면, 방전 플라즈마를 비롯한 발열체로부터의 시일로의 열 전달 형태, 즉 열 전도, 대류, 복사의 밸런스가 무너지기 때문이다.
제 22의 발명에 있어서는, 약간의 간극을 상대적으로 크게 설정함으로써, 이로 인해 전기 공급 도체의 내할로겐화물 부분을 상대적으로 가늘게 한 것으로, 내할로겐화물 부분의 열 저항이 커져서, 방전 플라즈마나 전극으로부터의 열 전달이 적어지고, 시일의 온도를 내릴 수 있다. 이로 인해, 밀봉에 리크가 발생하기 어렵게 된다.
또한, 밀봉성의 부분의 길이(L)의 소경 원통부내로의 삽입 깊이(Ln)로 하였을 때, Ln/L≥0.31로 설정하면, 더욱 양호한 밀봉 장착을 얻을 수 있다.
또한, 내할로겐화물 부분의 길이를 4.5㎜ 이상으로 설정하면, 시일의 온도와 최냉부의 온도를 모두 소망값으로 하기 쉽다.
본 발명의 제 23 고압 방전 램프는 방전 공간을 포위하는 팽출부 및 팽출부의 양단에 연통하여 배치된 소경 원통부를 구비한 투광성 세라믹 방전 용기와, 밀봉성의 부분 및 밀봉성의 부분의 선단에 기단이 접속되어 있는 내할로겐화물 부분을 구비하고, 투광성 세라믹 방전 용기의 소경 원통부내에 삽입되어 내할로겐화물이 소경 원통부의 내면과의 사이에 약간의 간극을 형성하면서 관통되어 있는 전기 공급 도체와, 내할로겐화물 부분의 선단에 배치되어 투광성 세라믹 방전 용기의 팽출부내에 위치되어 있는 한쌍의 전극과, 투광성 세라믹 방전 용기의 소경 원통부 및 전기 공급 도체의 밀봉성의 부분의 사이가 밀봉 장착되어 있는 세라믹 밀봉용 혼합물의 시일과, 금속 할로겐화물을 포함하고 투광성 세라믹 방전 용기내에 봉입된 방전 매체를 구비하고, 전기 공급 도체의 밀봉성의 부분의 직경에 대한 투광성 세라믹 방전 용기의 소경 원통부의 두께의 비(RT)가 0.98 이하인 것을 특징으로 한다.
제 23의 발명은 투광성 세라믹 방전 용기의 소경 원통부의 두께를 소정값 범위로 구성함으로써, 고압 방전 램프의 제조시 및 점등시의 크랙 발생을 적게 하는 것이다.
상기 비(RT)가 0.98을 초과하면, 투광성 세라믹 방전 용기의 소경 원통부의 두께 방향 및 축방향의 온도차가 지나치게 커져서 클랙이 발생하기 쉽게 된다.
본 발명의 제 24 고압 방전 램프는 본 발명의 제 23 고압 방전 램프에 있어서, 전기 공급 도체의 밀봉성의 부분의 직경에 대한 투광성 세라믹 방전 용기의 소경 원통부의 두께의 비(RT)가 0.90 이하인 것을 특징으로 한다.
제 24의 발명은 제 23의 발명보다 더 바람직한 범위를 규정하고 있다.
본 발명의 제 25 고압 방전 램프는 방전 공간을 포위하는 팽출부 및 팽출부의 양단에 연통하여 배치된 소경 원통부를 구비한 투광성 세라믹 방전 용기와, 밀봉성의 부분 및 밀봉성의 부분의 선단에 기단이 접속되어 있는 내할로겐화물 부분을 구비하고, 투광성 세라믹 방전 용기의 소경 원통부내에 삽입되어 내할로겐화물이 소경 원통부의 내면과의 사이에 약간의 간극을 형성하면서 관통되어 있는 전기 공급 도체와, 내할로겐화물 부분의 선단에 배치되어 투광성 세라믹 방전 용기의 팽출부내에 위치되어 있는 한쌍의 전극과, 투광성 세라믹 방전 용기의 소경 원통부 및 전기 공급 도체의 밀봉성의 부분의 사이가 밀봉 장착됨과 동시에 내할로겐화물 부분의 기단부가 0.2㎜ 내지 3㎜의 거리에 걸쳐 피복되어 있는 세라믹 밀봉용 혼합물의 시일과, 금속 할로겐화물을 포함하고 투광성 세라믹 방전 용기내에 봉입된 방전 매체를 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.
전기 공급 도체의 밀봉성의 부분을 소경 원통부에 세라믹 밀봉용 혼합물을 가하여 가열 용융시켜 밀봉함에 있어서, 소경 원통부에 삽입되어 있는 밀봉성의 부분의 전체를 시일에 의해서 피복하여, 할로겐화물에 의한 부식을 방지할 필요가 있지만, 또한 내할로겐화물 부분의 기단부까지도 동시에 피복하면, 밀봉성의 부분이 부식되기 어렵게 된다. 그러나, 내할로겐화물 부분의 피복 거리가 0.2㎜ 미만에서는 점등 중에 밀봉성의 부분이 할로겐화물에 의해서 부식되기 쉽고, 또한 3㎜를 초과하면, 크랙이 발생하기 쉽게 된다.
본 발명의 제 26 고압 방전 램프는 제 1, 제 4 내지 제 25의 발명 중 어느 하나에 기재된 고압 방전 램프에 있어서, 투광성 세라믹 방전 용기의 내부 용적이 0.1cc 이하인 것을 특징으로 한다.
제 26의 발명은 투광성 세라믹 방전 용기가 내부 용적 0.1cc 이하인 소형의 고압 방전 램프의 경우에, 특히 효과적이다.
상기한 바와 같이 내부 용적이 0.1cc 이하인 경우, 투광성 세라믹 방전 용기의 두께는 1.5㎜ 이하인 것이 바람직하다.
또한, 전극간 거리는 5㎜ 이하로 하는 것이 바람직하다.
또한, 제 26의 발명의 고압 방전 램프에 입력하는 전력은 35W 이하인 것이 바람직하다.
본 발명의 제 27 고압 방전 램프는 제 1, 제 4 내지 제 26의 발명 중 어느 하나에 기재된 고압 방전 램프에 있어서, 투광성 세라믹 방전 용기는 내부 용적이 0.05cc 이하인 것을 특징으로 한다.
제 27의 발명은 투광성 세라믹 방전 용기의 내부 용적이 보다 바람직한 범위를 규정하고 있다. 또, 최적으로는 0.04cc 이하이다.
본 발명의 제 28 고압 방전 램프는 제 1 내지 제 27의 발명 중 어느 하나에 기재된 고압 방전 램프에 있어서, 투광성 세라믹 방전 용기는 YAG 또는 이트륨 산화물로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
YAG 및 이트륨 산화물은 모두 투명질이고 평균 직선 투과율이 높으며, 또한 소망하는 형상으로 성형 가능하기 때문에, 한층 더 소형인 고압 방전 램프의 투광성 세라믹 방전 용기의 재료로서 매우 바람직하다.
따라서, 이들 재료를 이용하여 투광성 세라믹 방전 용기를 형성함에 있어서, 처음부터 일체 성형에 의해, 팽출부 및 소경 원통부가 연속된 곡면으로 연결되고, 또한 가능하면 균일한 두께로 형성함으로써, 광학적으로 이상점 광원에 접속하여 광학적 효율이 높고, 또한 열적으로도 균일하고 크랙을 발생시키기 어렵고 수명이 긴 고압 방전 램프를 얻을 수 있다.
본 발명의 고압 방전 램프 장치는 제 1 내지 제 28의 발명 중 어느 하나에 기재된 고압 방전 램프와, 고압 방전 램프를 그 발광 중심이 거의 초점 위치에 합치되도록 일체화 관계에 지지된 반사경을 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.
상기 발명에 있어서, 반사경에 의한 고압 방전 램프의 지지는 고정 장착되어 지지되어 있지만, 광학적 위치 관계가 부주의하게 변화되지 않기 때문에 바람직하지만, 필요하면 착탈 가능하게 지지하도록 하여도 좋다.
또한, 고압 방전 램프의 축과 반사경의 광축의 관계는 동축이더라도 좋고, 광축에 대하여 고압 방전 램프의 축이 직교하더라도 좋다.
본 발명의 고압 방전 램프 장치는, 예를 들면 이것을 조명 기구 본체에 착탈 가능하게 장착하여 상업 조명용 또는 비디오 촬영용의 조명 기구를 얻을 수 있다. 또한, 광섬유용 광원으로서 이용할 수도 있다. 또한, 여러가지의 조명 수단에 이용할 수 있다.
본 발명의 제 1 조명 장치는 본 발명의 고압 방전 램프 장치와, 반사경의 배후에 배치된 방전 램프 점등 장치와, 방전 램프 점등 장치에 접속된 수전(受電) 수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.
방전 램프 점등 장치는 인버터를 이용한 고주파 점등 회로 및 전류 제한 수단을 구비하는 구성인 것이 소형화 및 경량화라는 점에서 바람직하지만, 필요하면 저주파 교류를 직접 전류 제한 수단을 거쳐서 고압 방전 램프에 인가하는 구성이더라도 좋다. 이 경우의 전류 제한 수단은 인덕터, 저항기 또는 콘덴서를 이용할 수 있다.
또한, 방전 램프 점등 장치는 고압 방전 램프 장치의 배후에 고정 장착 상태로 배치하여도 좋고, 착탈 가능하게 배치하여도 좋다.
또한, 방전 램프 점등 장치를 적당한 케이스에 수납함으로써, 외관을 양호하게 정돈할 수 있음과 동시에, 취급이 용이하고, 또한 안전하게 할 수 있다.
다음에, 수전 수단은 방전 램프 점등 장치에 전원을 공급하기 위해서, 전원으로부터 수전하는 것이다. 수전 수단으로서 전원에 도선을 접속하는 형태, 주지의 베이스를 구비하고 있어, 전원측의 램프 소켓에 장착하는 형태 등을 적절히 선택하여 채용할 수 있다.
후자의 형태를 채용함으로써, 일반적인 백열 전구용의 램프 소켓에 장착되는 것만으로 백열 전구와 마찬가지의 감각으로 고압 방전 램프를 점등할 수 있다.
전구형 형광 램프는 상기와 마찬가지의 감각으로 이용되도록 되었지만, 지향성이 요구되는 조명 목적으로는 사용할 수 없다.
이에 대하여, 본 발명에 의하면 발광부가 이상점 광원에 가깝기 때문에, 반사경에 의해서 소망하는 지향성이 있는 배광을 얻을 수 있다.
또한, 고압 방전 램프의 점등에 의해, 발열에 의한 온도 상승이 우려되지만, 반사경에 의해서 열이 방전 램프 점등 장치측에 복사되는 것을 경감할 수 있기 때문에, 전구형 형광 램프용의 방전 램프 점등 장치를 유용(流用)하는 것도 가능해진다.
또한, 반사경에 의해서 고압 방전 램프로부터 방사된 열선을 반사하여 다시 고압 방전 램프로 복귀시킬 수 있기 때문에, 열 손실을 경감하여 발광 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 수전 수단을 방전 램프 점등 장치의 케이스에 장착할 수 있다. 그렇게 하면, 조명 장치 전체를 일체화하여 취급을 한층 더 용이하게 할 수 있다.
본 발명의 제 2 조명 장치는 제 1 조명 장치에 있어서 고압 방전 램프 장치와 방전 램프 점등 장치는 서로 분리 가능한 것을 특징으로 한다.
제 2 조명 장치는 상기 구성에 의해 부품의 공용화를 가능하게 한 것이다.
즉, 방전 램프 점등 장치를 본 발명의 고압 방전 램프 장치 및 전구형 형광 램프 장치에 대하여 공용 가능하게 할 수 있다. 또한, 동일한 고압 방전 램프 장치이더라도, 배광 특성이 상이한 복수종인 것에 대하여 방전 램프 점등 장치를 공용할 수 있다.
따라서, 메이커에 있어서는, 부품 관리가 용이하게 되어, 비용 절감을 도모할 수 있게 된다. 한편, 사용자에 있어서는, 고압 방전 램프 장치 또는 방전 램프 점등 장치중 어느 하나가 고장 또는 수명이 다 된 경우에, 안전한 쪽을 남겨서 고장 또는 수명이 다 된 부분을 안전한 것과 교환할 수 있다. 또한, 용도에 따라 소요 배광 특성을 구비한 고압 방전 램프 장치를 선택적으로 이용하는 것이 가능하게 된다. 또한, 전구형 형광 램프 장치 및 고압 방전 램프 장치중 어느 하나를 선택적으로 이용하는 것도 가능하게 된다.
본 발명의 제 3 조명 장치는 조명 장치 본체와, 조명 장치 본체에 지지된 제 1 내지 제 28 중 어느 하나에 기재된 고압 방전 램프를 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.
제 3 조명 장치는 고압 방전 램프의 발광을 어떠한 목적에 의해 이용되는 모든 장치를 포함하는 개념으로, 예를 들면 조명 기구, 이동체용 전조등, 광섬유용 광원, 화상 투사 장치, 광화학 장치, 지문 판별 장치 등에 적용할 수 있다.
또한, 조명 장치 본체란 상기 조명 장치로부터 고압 방전 램프를 제외한 잔여 부분을 말한다.
본 발명은 투광성 세라믹으로 이루어지는 방전 용기를 구비한 고압 방전 램프와, 이것을 이용한 고압 방전 램프 장치 및 조명 장치에 관한 것이다.
서로 대향하는 한쌍의 전극을 구비한 방전 용기내에 희가스, 발광 금속의 할로겐화물 및 수은을 봉입하여 이루어지는 고압 방전 램프는 비교적 효율이 높고, 연색성(演色性)이 높기 때문에, 널리 사용되고 있다.
최근, 소형이고 고 효율의 광원에 대한 요구가 높고, 발광 금속의 할로겐화물을 봉입한 고압 방전 램프에 있어서도 개발이 활발하게 이루어지고 있다.
도 1은 본 발명의 고압 방전 램프의 제 1 실시 형태를 나타내는 단면도,
도 2는 본 발명의 고압 방전 램프에 있어서의 타원 구형상의 투광성 세라믹 방전 용기의 단경 및 장경의 측정 기준을 설명하는 주요부 확대 단면도,
도 3은 본 발명의 고압 방전 램프의 제 2 실시 형태를 나타내는 단면도,
도 4는 도 3에 나타낸 본 발명의 고압 방전 램프의 제 2 실시 형태와 동일한 구조 및 치수이지만, 외경 비(dB/dT)를 변화시킴과 동시에, 외관내에 밀봉 장착된 복수의 고압 방전 램프에 대하여 투광성 세라믹 방전 용기의 최냉부 온도 및 표면 온도를 측정하여 구한 그래프,
도 5는 도 4에 나타낸 본 발명의 고압 방전 램프의 제 2 실시 형태와 동일한 구조 및 치수이지만, 길이 비(LT/LB)를 변화시킴과 동시에 외관내에 밀봉 장착된 복수의 고압 방전 램프에 대하여 투광성 세라믹 방전 용기의 최냉부 온도 및 표면 온도를 측정하여 구한 그래프,
도 6은 본 발명의 고압 방전 램프의 제 3 실시 형태를 나타내는 단면도,
도 7은 본 발명의 고압 방전 램프의 제 4 실시 형태를 나타내는 단면도,
도 8은 본 발명의 고압 방전 램프의 제 5 실시 형태를 나타내는 정면도,
도 9는 본 발명의 고압 방전 램프의 제 6 실시 형태를 나타내는 정면도,
도 10은 본 발명의 조명 장치의 제 1 실시 형태인 자동차용 헤드라이트를 나타내는 사시도,
도 11은 본 발명의 조명 장치의 제 2 실시 형태를 나타내는 단면도,
도 12는 본 발명의 조명 장치의 제 3 실시 형태를 나타내는 단면도,
도 13은 본 발명의 조명 장치의 제 4 실시 형태를 나타내는 단면도,
도 14는 본 발명의 조명 장치의 제 5 실시 형태를 나타내는 중앙 정단면도,
도 15는 본 발명의 조명 장치의 제 6 실시 형태를 나타내는 분해 상태의 일부 정단면도,
도 16은 본 발명의 조명 장치의 제 6 실시 형태를 나타내는 조립 상태의 일부 정단면도,
도 17은 본 발명의 조명 장치의 제 7 실시 형태를 나타내는 회로도.
도 1은 본 발명의 고압 방전 램프의 제 1 실시 형태를 나타내는 단면도이다.
도면에 있어서, 참조부호(1)는 투광성 세라믹 방전 용기, 참조부호(2)는 전극 일체형 전기 공급 도체, 참조부호(3)는 시일이다.
투광성 세라믹 방전 용기(1)는 팽출부(1a) 및 소경 원통부(1b, 1b)를 구비하고 있다.
팽출부(1a)는 양단이 연속적인 곡면에 의해 좁혀져 있는 중공의 거의 타원 구형상을 이루고 있다.
소경 원통부(1b)는 팽출부(1a)와 연속된 곡면에 의해서 연결되고 일체 성형에 의해서 투광성 세라믹 방전 용기(2)를 형성하고 있다.
도 2는 본 발명의 고압 방전 램프에 있어서의 타원 구형상의 투광성 세라믹 방전 용기의 단경 및 장경의 측정 기준을 설명하는 주요부 확대 단면도이다.
도면에 있어서, 단경(rS)은 팽출부(1a)의 최대 내경으로 한다. 장경(rL)은 팽출부(1a)의 단경(rS)을 나타내는 중앙 위치로부터 도면의 좌우 방향으로 팽출부(1a)와 소경 원통부(1b)의 접속부의 내면에 접하는 직선(S1, S2)을 그었을 때, 해당 직선(S1, S2)과 장경 축선(c)과의 교점(P1, P2)간의 거리로 한다. 또, 소경 원통부(1b)의 길이는 장경(rL)의 단부, 즉 P1 또는 P2와 소경 원통부(1b)의 단면 사이의 거리로 한다.
도 1로 되돌아가서 설명을 계속한다.
전극 일체형 전기 공급 도체(2)는 밀봉성의 부분(2a), 내할로겐화물 부분(2b) 및 전극부(2c)로 이루어진다.
밀봉성의 부분(2a)은 전기 공급 도체(2)와 소경 원통부(1b) 사이에서 투광성 세라믹 방전 용기(1)를 밀봉할 때에 기능한다.
내할로겐화물 부분(2b)은 기단이 밀봉성의 부분(2a)의 선단에 용접되고, 선단이 팽출부(1a)내에 돌출되어 있다. 그리고, 소경 원통부(1b)의 내면과의 사이에 약간의 간극을 형성한다.
전극부(2c)는 내할로겐화물 부분(2b)의 팽출부(1a)내에 돌출되는 부분에 의해서 구성된다.
시일(3)은 소경 원통부(1b) 및 밀봉성의 부분(2a) 사이에 개재되어 투광성 세라믹 방전 용기(1)를 기밀식으로 밀봉함과 동시에, 전극 일체형 전기 공급 도체(2)를 소정의 위치에 고정하고 있다. 그리고, 시일(3)을 형성하기 위해서는, 세라믹 밀봉용 혼합물을 소경 원통부(1b)의 단면에 있어서, 전극 일체형 전기 공급 도체(2)의 밀봉성의 부분(2a) 주위에 실시하여, 가열 용융시켜 밀봉성의 부분(2a) 및 소경 원통부(1b)의 내면 사이의 간극에 진입시켜 소경 원통부(1b)내에 삽입되어 있는 밀봉성의 부분의 전체를 피복함과 동시에, 내할로겐화물 부분(2b)의 기단부까지도 피복한다.
그런데, 투광성 세라믹 방전 용기(1)내에는 발광 금속의 금속 할로겐화물 및 희가스를 포함하는 방전 매체가 봉입되어 있다.
(실시예 1)
도 1에 나타내는 고압 방전 램프의 사양은 다음과 같다.
투광성 세라믹 방전 용기는 YAG 제품으로, 팽출부(1a)는 장경이 6.5㎜, 단경이 3.5㎜, 두께가 0.5㎜이고, 소경 원통부(1b)는 내경이 0.75㎜, 외경이 1.7㎜, 길이가 8㎜, 전체 길이가 24㎜이다.
전극 일체형 전기 공급 도체는 밀봉성의 부분(2a)은 외경이 0.65㎜인 니오브 로드, 내할로겐화물 부분(및 전극)(2b)은 외경이 0.25㎜, 길이가 6㎜인 텅스텐 로드이다. 내할로겐화물 부분(2b)과 소경 원통부(1b)의 내면 사이에 형성되는 약간의 간극은 0.25㎜이다.
시일(3)에 의해서 피복된 내할로겐화물 부분의 기단부의 거리는 0.5㎜이었다.
방전 매체는 NaI 0.6㎎, TlI 0.6㎎, InI 0.4㎎과, 수은 2㎎과, 아르곤 약 13300Pa를 봉입하였다.
얻어진 고압 방전 램프의 중량은 0.42g이었다. 또한, 정격 램프 전력은 25W이다. 따라서, 정격 램프 전력(W)에 대한 전체 중량(g)의 비율(RL)은 1.7×10-2g/W이었다.
반면, 투광성 세라믹 방전 용기(1)의 중량은 0.31g이기 때문에, 정격 램프 전력에 대한 투광성 세라믹 방전 용기(1)의 중량의 비율(RE)은 1.2×10-2g/W이었다.
또한, 발광 효율은 671m/W, 색 온도 3200K이었다.
(실시예 2)
도 1에 나타내는 고압 방전 램프의 사양은 다음과 같다.
투광성 세라믹 방전 용기는 알루미늄 산화물 제품으로, 팽출부(1a)는 장경이 5.0㎜, 단경이 3.5㎜, 두께가 0.5㎜이고, 소경 원통부(1b)는 내경이 0.70㎜, 외경이 1.7㎜, 길이가 9.5㎜, 전체 길이가 24㎜이다.
전극 일체형 전기 공급 도체는 밀봉성의 부분(2a)은 외경이 0.64㎜, 전체 길이가 10㎜인 니오브 로드, 내할로겐화물 부분(및 전극)(2b)은 외경이 0.25㎜, 길이가 7.5㎜인 텅스텐 로드이다. 내할로겐화물 부분(2b)과 소경 원통부(1b)의 내면 사이에 형성되는 약간의 간극은 0.25㎜이다. 밀봉성의 부분(2a)은 소경 원통부(1b)의 단면으로부터 3.5㎜ 삽입되어 있다.
시일(3)에 의해서 피복된 내할로겐화물 부분의 기단부는 1㎜이었다.
방전 매체는 NaI 1.5㎎, TlI 0.8㎎, InI 1.2㎎과, 수은 15㎎과, 아르곤 약 13300Pa를 봉입하였다.
정격 램프 전력은 20W이다. 최냉부 온도는 780℃, 시일(3)의 온도는 650℃이었다. 발광 효율은 681m/W이었다.
도 3은 본 발명의 고압 방전 램프의 제 2 실시 형태를 나타내는 단면도이다.
도면에 있어서, 도 1과 동일 부분에 대해서는 동일 부호를 부여하고 설명은 생략한다.
본 실시 형태는 투광성 세라믹 방전 용기(1)의 팽출부(1a)가 거의 구형상인 점이 상이하다.
(실시예 3)
도 3에 나타내는 고압 방전 램프의 사양은 이하와 같다.
투광성 세라믹 방전 용기는 알루미늄 산화물 제품으로, 팽출부(1a)는 최대 외경(d1)이 6.5㎜, 길이(L1)가 9㎜이고, 소경 원통부(1b)는 외경(d2)이 2.5㎜, 외경 내경이 1.5㎜, 길이(L2)가 15㎜, 전체 길이가 39㎜이며, 내부 용적은 0.08cc이다.
전극 일체형 전기 공급 도체는 밀봉성의 부분(2a)이 외경 2㎜, 전체 길이 8㎜인 니오브 로드, 내할로겐화물 부분(및 전극)(2b)이 외경 1.7㎜, 길이 14㎜인 텅스텐 로드이다. 내할로겐화물 부분(2b)과 소경 원통부(1b)의 내면 사이에 형성되는 약간의 간극은 0.4㎜이다. 밀봉성의 부분(2a)은 소경 원통부(1b)의 단면으로부터 5㎜ 삽입되어 있다.
내할로겐화물 부분(2b)의 선단 부분은 팽출부(1a)내에 돌출되어 전극을 형성하고 있지만, 그 전극간 거리는 4㎜이다.
시일(3)은 Al2O3-SiO2에, Dy2O3, Nd2O3등을 첨가하여 이루어지는 고융점 타입인 것이다.
방전 매체는 NaI 0.6㎎, TlI 0.1㎎, DyI30.4㎎과, 수은 0.8㎎과, 크세논 약 2500kPa를 봉입하였다.
도 4는 도 3에 나타내는 본 발명의 고압 방전 램프의 제 2 실시 형태와 동일한 구조 및 치수이지만, 외경 비(dB/dT)를 변화시킴과 동시에, 외관내에 밀봉 장착된 복수의 고압 방전 램프에 대하여 투광성 세라믹 방전 용기의 최냉부 온도 및 표면 온도를 측정하여 구한 그래프이다.
또, 램프 전력 60W에서 점등하였다.
도면에 있어서, 가로 축은 외경 비(dB/dT)를, 세로 축은 좌측이 최냉부 온도(℃)를, 우측이 표면 온도 차(℃/㎜)를 각각 나타낸다.
곡선(A)은 투광성 세라믹 방전 용기(1)의 최냉부 온도를 나타낸다. 곡선(B)은 투광성 세라믹 방전 용기(1)의 표면 온도차를 나타낸다.
곡선(A)에는, 최냉부 온도를 실용상 필요한 600℃ 이상으로 유지하기 위해서는, 외경 비(dB/dT)를 1 이상으로 해야 하는 것이 나타나 있다.
또한, 곡선(B)에는, 투광성 세라믹 방전 용기(1)의 표면 온도차를 크랙이 발생하기 어려운 35℃/㎜ 이하로 하기 위해서는, 외경 비(dB/dT)를 3.2 이하로 하는 것이 나타나 있다.
도 5는 도 3에 나타내는 본 발명의 고압 방전 램프의 제 2 실시 형태와 동일한 구조 및 치수이지만, 길이 비(LT/LB)를 변화시킴과 동시에, 외관내에 밀봉된 복수의 고압 방전 램프에 대하여 투광성 세라믹 방전 용기의 시일의 온도 및 최냉부 온도의 변화를 나타내는 그래프이다.
도면에 있어서, 가로 축은 길이 비(LT/LB)를, 세로 축은 좌측이 시일의 온도(℃)를, 우측이 최냉부 온도(℃)를 각각 나타낸다.
곡선(C)은 밀봉부 온도를 나타낸다. 곡선(D)은 최냉부 온도를 나타낸다.
곡선(C)에는 시일의 신뢰성을 유지하는 최고 온도인 750℃ 이하로 하기 위해서는 길이 비(LT/LB)가 1.5이어야만 하는 것이 나타나 있다.
또한, 곡선(D)에는 최냉부 온도를 실용상 필요한 600℃ 이상으로 하기 위해서는, 길이 비(LT/LB)를 4.3 이하로 하는 것이 되는 것이 나타나 있다.
다음에, 본 실시 형태에 의해 얻어진 고압 방전 램프의 발광 효율과 수명을 종래 예와 비교하여 표 1에 나타낸다.
발광 효율(1m/W) 불점등시간(h) 외경 비(dB/dT) 길이 비(LT/LB)
본 발명 72.5 ＞12000 2.6 1.67
종래예 1 71.0 1250(크랙) 5.2 1.67
종래예 2 73.0 320(리크) 2.6 0.98
종래예 3 51.2 ＞12000 0.75 1.67
종래예 4 48.3 ＞12000 2.6 6.1
도 6은 본 발명의 고압 방전 램프의 제 3 실시 형태를 나타내는 단면도이다.
도 1과 동일 부분에 대해서는 동일 부호를 부여하고 설명은 생략한다.
본 실시 형태는 투광성 세라믹 방전 용기(1)의 한쪽의 소경 원통부(1b')의 길이(L1)를 다른쪽의 소경 원통부(1b)의 길이(L2)에 대하여 상대적으로 짧게 형성함과 동시에, 대기중에서 점등할 수 있도록 배려한 점이 상이하다.
즉, 전극 일체형 전기 공급 도체(2)의 밀봉성의 기단에 백금(2d)을 용접하고, 용접 위치를 포위하도록 세라믹 슬리브(4)를 배치하며, 세라믹 밀봉용의 혼합물의 시일(3′)을 갖고 밀봉성의 부분(2a)의 노출 부분을 시일(3′)에 의해 피복한 구조를 구비하고 있다.
(실시예 4)
도 6에 나타내는 고압 방전 램프의 사양은 다음과 같다.
투광성 세라믹 방전 용기는 YAG 제품으로, 팽출부(1a)는 장경이 6.5㎜, 단경이 5.0㎜, 두께가 0.5㎜이고, 그 주요부의 평균 직선 투과율이 45%이다. 또, 팽출부(1a)는 기계적 연마에 의해서 평균 직선 투과율을 높게 하고 있다.
반면, 소경 원통부(1b, 1b′)는 모두 내경이 0.70㎜, 외경이 1.7㎜이고, 또한 참조부호(1b′)의 길이(L1)가 7.0㎜, 참조부호(1b)의 길이(L2)가 10㎜이고, 어떠한 소경 원통부도 그 평균 직선 투과율은 10%이다.
이상의 구성을 구비한 투광성 세라믹 방전 용기(1)의 전체 길이는 23.5㎜이다.
또, 팽출부의 주요부의 평균 직선 투과율은 전극간에 대향하는 부분의 5곳에 있어서의 측정값의 상가 평균값이다. 또한, 소경 원통부의 평균 직선 투과율은 축방향의 5곳에 있어서의 측정값의 상가 평균값이다.
전극 일체형 전기 공급 도체는 밀봉성의 부분(2a)은 외경이 0.64㎜인 니오브 로드, 내할로겐화물 부분(및 전극)(2b)은 외경이 0.28㎜, 길이가 6㎜인 텅스텐 로드이다. 전극간 거리는 2㎜이다. 밀봉성의 부분(2a)은 소경 원통부(1b)의 단면으로부터 3.5㎜ 삽입되어 있다.
시일(3)에 의해서 피복된 내할로겐화물 부분의 기단부는 1㎜이었다.
방전 매체는 NaI 0.6㎎, T1I 0.4㎎, InI 0.6㎎, DyI30.3㎎과, 수은 1.5㎎과, 아르곤 약 13300Pa를 봉입하였다.
정격 램프 전력은 20W이다.
또한, 상기 실시예의 고압 방전 램프를 개구경 35㎜에서 내면에 알루미늄 증착막을 구비한 반사경에 내장하여 실험한 결과를 비교예의 그것과 함께 표 2에 나타낸다.
평균 직선 투과율(%) 상대 효율(%) 제조 불량 발생율(%)
시험품 팽출율 소직경 원통부 발광 효율 기구 효율
실시예 45 15 100 100 0
비교예 1 45 45 91 99 25
비교예 2 20 20 98 68 0
또, 비교예 1은 팽출부 및 소경 원통부의 양자를 연마하여, 그들 평균 직선 투과율을 모두 45%로 한 것 이외에는, 실시예와 동일 사양으로 한 것이다.
비교예 2는 팽출부 및 소경 원통부의 평균 직선 투과율이 모두 20%인 것 이외에는 실시예와 동일 사양으로 한 것이다.
또한, 실시예에 의하면, 비교예 1 및 비교예 2에 비해서 발광 효율, 기구 효율이 우수하고, 제조 불량 발생이 적은 것을 표 2로부터 이해할 수 있다.
도 7은 본 발명의 고압 방전 램프의 제 4 실시 형태를 나타내는 단면도이다.
도면에 있어서, 도 1과 동일 부분에 대해서는 동일 부호를 부여하고 설명은 생략한다.
본 실시 형태는, 투광성 세라믹 방전 용기(1)의 팽출부(1a)를 긴 타원 구형상 전극간 거리를 상대적으로 크게 한 점이 상이하다.
도 8은 본 발명의 고압 방전 램프의 제 5 실시 형태를 나타내는 정면도이다.
본 실시 형태는 2중관 구조로 하여 스폿라이트 등의 조명 장치용으로 구성한 점이 제 1 실시 형태와 상이하다.
즉, 참조부호(5)는 유리 외관, 참조부호(6)는 베이스, 참조부호(7)는 비드 마운트이다.
유리 외관(5)은 석영 유리로 이루어지고, 기단에 핀치 밀봉부(5a)가, 또한 선단에 배기 칩부(5b)가 각각 형성되어 있다. 그리고, 유리 외관(5)의 내부는 배기 칩부(5b)로부터 배기되어, 진공으로 되어 있다.
베이스(6)는 E11형 베이스이고, 유리 외관(5)의 기단의 핀치 시일부(5a)가 베이스 시멘트에 의해 고정 장착되어 있다.
비드 마운트(7)는 비드 유리(7a), 도체(7b, 7c), 발광관(7d), 지지 와이어(7e), 도입 금속박(7f, 7f) 및 외부 도체(도시하지 않음)로 이루어진다.
비드 유리(7a)는 도체(7b, 7c)를 전기적으로 절연하면서 일체적으로 지지하고 있다.
도체(7b)의 선단은 발광관(7d)의 베이스(6)측의 전기 공급 도체(3)에 접속되고, 도체(7c)의 선단은 배기 칩부(5b)측의 전기 공급 도체(3)에 접속되어 있다.
발광관(7d)은 도 3에 나타내는 본 발명의 제 2 실시 형태의 고압 방전 램프이다.
지지 와이어(7e)는 도체(7c)를 전기 공급 도체(3)의 부분으로부터 도면에 있어서 상방으로 일체적으로 연장한 것으로, 기단이 배기 칩부(5b)측의 전기 공급 도체(3)에 접속되고, 선단은 배기 칩부(5b)내에 매설되어 있다.
도입 금속박(7f)은 몰리브덴으로 이루어지고, 유리 외관(5)의 핀치 밀봉부(5a) 내에 기밀식으로 매설됨과 동시에, 도체(7b, 7c)의 기단이 그 한쪽 단부에 접속되고, 또한 외부 도체의 선단이 그 밖의 단에 접속되어 있다.
따라서, 발광관(7d)은 비드 마운트(7)의 지지 와이어(7e)와 도체(7b, 7c)의 기단측 사이에서, 유리 비드(7a)의 원조를 바탕으로 유리 외관(5)내에 있어서 소정의 위치에 매달려 지지되어 있다.
또한, 유리 외관(5)내가 진공이기 때문에, 발광관(7d)은 점등중인 온도 구배가 비교적 완만하게 된다고 하는 특징이 있다. 발광관(7d)의 기밀 용기(1)가 세라믹으로 이루어지는 경우에 있어서는, 기밀 용기의 온도차가 소정값을 초과하면, 크랙이 발생하기 쉽지만, 유리 외관(5)내를 진공으로 함으로써, 크랙이 발생하기 어렵게 되기 때문에 바람직하다.
도 9는 본 발명의 고압 방전 램프의 제 6 실시 형태를 나타내는 정면도이다.
본 실시 형태는 2중관 구조로 하여 자동차의 헤드라이트용으로 구성한 점이 제 1 실시 형태와 상이하다.
즉, 참조부호(8)는 유리 외관, 참조부호(9)는 발광관, 참조부호(10)는 내부 도입선, 참조부호(11)는 밀봉 장착 금속박, 참조부호(12)는 외부 도입선, 참조부호(13)는 베이스, 참조부호(14)는 절연 튜브이다.
유리 외관(8)은 양단에 핀치 밀봉부(8a, 8a)를 구비한 양단 밀봉형으로, 내부는 진공으로 되어 있다.
발광관(9)은 도 3에 나타내는 고압 방전 램프와 동일 구조이다. 내부 도입선(10)은 그 한쪽 단부가 발광관(9)의 양단의 전기 공급 도체(3)에 접속되고, 다른쪽 단부가 밀봉 장착 금속박(11)에 접속되어 있다.
밀봉 장착 금속박(11)은 유리 외관(8)의 핀치 밀봉부(8a)내에 기밀식으로 매설되어 있다.
외부 도입선(12)은 한쪽 단부가 밀봉 장착 금속박(11)에 접속되고, 중간이 유리 외관(8)과 평행으로 연장되어, 다른쪽 단부가 베이스(13)에 접속되어 있다.
절연 튜브(14)는 외부 도입선(12)의 유리 외관(8)과 평행한 부분에 장착되어 있다.
도 10은 본 발명의 조명 장치의 제 1 실시 형태인 자동차용 헤드라이트를 나타내는 사시도이다.
도면에 있어서, 참조부호(20)는 헤드라이트 본체, 참조부호(21)는 전면 커버이다.
헤드라이트 본체(20)는 합성 수지를 성형하여 형성한 것으로, 내면에 알루미늄 증착에 의해서 반사면이 형성되어 있다.
전면 커버(21)는 투명 합성 수지를 성형하여 형성되어 헤드라이트 본체(20)의 전면에 장착되고, 필요에 따라서 내면에 렌즈, 프리즘 등의 제광 수단이 형성되어 있다.
도 9에 나타내는 본 발명의 고압 방전 램프의 제 6 실시 형태와 동일 구조인 메탈 할라이드 방전 램프가 헤드라이트 본체(20)의 배면으로부터 착탈 가능하게 장착된다.
도 11은 본 발명의 조명 장치의 제 2 실시 형태를 나타내는 단면도이다.
도면에 있어서, 참조부호(31)는 고압 방전 램프 장치, 참조부호(32)는 방전 램프 점등 장치, 참조부호(33)는 수전 수단, 참조부호(34)는 케이스이다.
고압 방전 램프 장치(31)는 고압 방전 램프(31a) 및 반사경(31b)으로 이루어진다.
고압 방전 램프(31a)는 본 발명의 고압 방전 램프를 이용하고 있지만, 특히 도 6에 나타내는 것이 바람직하다. 이 경우, 긴 쪽의 소경 원통부를 반사경(31b)의 정상부측을 향하여 배치하는 것이 좋다.
반사경(31b)은 반사면(31b1) 및 정상부 개구(31b2)를 구비하고 있다. 그리고, 고압 방전 램프(31a)를 그 팽출부가 반사경(31b)의 거의 초점에 합치하도록 정상부 개구(31b2)에 무기 접착제(31c)에 의해서 정상부측의 소경 원통부를 고정 장착하여 지지하고 있다.
방전 램프 점등 장치(32)는 고주파 인버터 및 전류 제한 수단을 구비하고, 고압 방전 램프(31a)를 점등한다. 그리고, 방전 램프 점등 장치(32)는 고압 방전 램프 장치(31)의 반사경(31b)의 배후에 배치되어 있다.
수전 수단(33)은 나사 베이스로 이루어지고, 해당 나사 베이스가 램프 소켓(도시하지 않음)에 장착되었을 때에 수전하여 방전 램프 점등 장치(32)를 기동한다.
케이스(34)는 이상의 각 구성 요소를 수납하고, 소정의 위치 관계로 유지한다.
도 12는 본 발명의 조명 장치의 제 3 실시 형태를 나타내는 단면도이다.
도면에 있어서, 도 11과 동일 부분에 대해서는 동일 부호를 부여하고 설명은 생략한다.
본 실시 형태는 수전 수단이 상이하다.
즉, 케이스(34)를 현수 지지 수단(35)에 의해서 라이트 덕트 등으로부터 매달아 지지함으로써, 스폿라이트로서 이용할 수 있도록 구성한 것으로, 수전 수단은 도시하지 않지만, 현수 지지 수단(35)내에 삽입하여 통과된 도선이다.
도 13은 본 발명의 조명 장치의 제 4 실시 형태를 나타내는 단면도이다.
도면에 있어서, 도 11과 동일 부분에 대해서는 동일 부호를 부여하고 설명은 생략한다.
본 실시 형태는 고압 방전 램프 장치(31)와 방전 램프 점등 장치(32)의 조립을 용이하게 한 점이 상이하다.
즉, 고압 방전 램프 장치(31)에는 유지 원통(31d)을 부착 설치함과 동시에, 접촉편(31e)을 배치하고 있다. 또한, 케이스(34)에는 수취구(34a)를 형성하고 있다.
유지 원통(31d)은 반사경 유지부(31d1) 및 끼워맞춤 원통부(31d2)를 구비하고 있다.
반사경 유지부(31d1)는 반사경(31b)의 정상부 개구(31b2)를 접착 등에 의해 고정 장착하여, 반사경(31b)을 유지하고 있다.
끼워맞춤 원통부(31d2)의 외주에는 복수의 맞물림 돌기(31d3)가 배치되어 있다.
접촉편(31e)은 고압 방전 램프(31a)의 양극에 접속되어 있다.
반면, 케이스(34)의 수취구(34a)는 끼워맞춤 원통부(31d2)를 수취함으로써, 그 수취시에 있어서 맞물림 돌기(31d3)에 맞물림되는 복수의 맞물림 오목 홈(34a1)을 구비하고 있다.
또한, 방전 램프 점등 장치(32)에는 고압 방전 램프 장치(31)의 접촉편(31e)에 접촉하는 출력 단자(도시하지 않음)가 예를 들면 배선 기판에 배치되어 있다.
또한, 고압 방전 램프 장치(31)의 유지 원통(31d)의 끼워맞춤 원통부(31d2)를 케이스(34)의 수취구(34a)에 끼워맞춤하면, 그 맞물림 돌기(31d3)가 맞물림 오목 홈(34a1)에 맞물림되어, 고압 방전 램프 장치(31)는 케이스(34)에 유지된다. 이것과 동시에 접촉편(3e)이 방전 램프 점등 장치(32)의 출력 단자에 접촉하여 전기적으로 접속되기 때문에, 고압 방전 램프 장치(31)는 방전 램프 점등 장치(32)에 의해서 점등할 수 있는 상태로 된다. 즉, 조립이 완료된다.
도 14는 본 발명의 조명 장치의 제 5 실시 형태를 나타내는 중앙 정단면도이다.
도면에 있어서, 도 11과 동일 부분에 대해서는 동일 부호를 부여하고 설명은 생략한다.
본 실시 형태는 케이스(34)의 형상을 취급이 용이하게 되도록 개량한 점이 상이하다.
즉, 케이스(34)에 유선형 부분을 채용하여 다운 라이트 등에 적합하기 쉽게 되어 있다.
도 15는 본 발명의 조명 장치의 제 6 실시 형태를 나타내는 분해 상태의 일부 정단면도이다.
도 16은 본 발명의 조명 장치의 제 6 실시 형태를 나타내는 조립 상태의 일부 정단면도이다.
도면에 있어서, 도 11과 동일 부분에 대해서는 동일 부호를 부여하고 설명은 생략한다.
본 실시 형태는, 고압 방전 램프 장치(31)와 방전 램프 장치(32)를 서로 분리 가능하게 함과 동시에, 전구형 형광 램프와의 사이의 호환을 가능하게 구성한 점이 상이하다.
즉, 고압 방전 램프 장치(31)에는 그 기단부에 전기적 접속 수단(31f) 및 기계적 접속 수단(31g)을 배치하고 있다.
전기적 접속 수단(31f)은 고압 방전 램프 장치(31)의 내부에 있어서 고압 방전 램프(31a)의 양극에 접속되어 있다. 또한, 전기적 접속 수단(31f)은 시동 회로 접속 수단(31f1)을 구비하고 있다. 시동 회로 접속 수단(31f1)은 고압 방전 램프 장치(31)의 내부에 있어서 한쪽의 전극에 접속되어 있다. 해당 전극으로부터 연장되는 도전체를 전극 사이에, 또는 상대방 전극에 대향하는 위치까지 연장시킴으로써, 시동을 용이하게 할 수 있다. .
기계적 접속 수단(31g)은 고압 방전 램프 장치(31)를 방전 램프 점등 장치(32)에 기계적으로 접속하기 위해서 기능한다.
반면, 방전 램프 점등 장치(32)에는 전기적 접속 수단(32a) 및 기계적 접속 수단(32b)을 배치하고 있다.
전기적 접속 수단(32a)은 방전 램프 점등 장치(32)의 내부에 있어서 그 출력 단자에 접속되어 있다. 또한, 전기적 접속 수단(32a)은 시동 회로의 출력 단자의 내부에 있어서 접속함과 동시에, 고압 방전 램프 장치(31)의 시동 회로 접속 수단(31f1)에 접속되는 시동 회로 접속 수단(32a1)을 구비하고 있다.
기계적 접속 수단(32b)은 고압 방전 램프 장치(31)의 기계적 접속 수단(31g)과 협동하여 고압 방전 램프 장치(31)와 방전 램프 점등 장치(32)를 서로 접속한다.
그리고, 기계적 접속을 하기 위해서는, 양자를 축방향으로 압입하든가, 압입한 후에 회동시키든가, 어느 한 가지에 의해 맞물림되도록 구성된다.
또한, 양자의 기계적 접속과 동시에 전기적 접속 수단(31f)과 전기적 접속 수단(32b)이 서로 접속한다. 또한, 이 때 시동 회로 접속 수단(31f1)과 시동 회로 접속 수단(32a1)이 서로 접속하기 때문에, 수전 수단(33)을 거쳐서 전원을 접속하면, 고압 방전 램프(31a)를 점등시킬 수 있다.
또한, 전구형 형광 램프와 정격 램프 전력 및 램프 전압이 동일 또는 근사하면, 방전 램프 점등 장치(32)를 공용할 수 있다. 이 경우, 형광 램프 장치(35)의 전기적 접속 수단(35a) 및 기계적 접속 수단(35b)을 고압 방전 램프 장치(31)와 동일 규격품으로 한다. 또, 참조부호(35c)는 형광 램프, 참조부호(35d)는 글러브이다.
또, 방전 램프 점등 장치(32)는 케이스(34)에 수납되고, 수전 수단(33)은 케이스(34)에 지지되어 있다. 또한, 방전 램프 점등 장치(32)가 시동 회로를 내장하고 있더라도 본질적으로는 문제없다.
도 17은 본 발명의 조명 장치의 제 7 실시 형태를 나타내는 회로도이다.
도면에 있어서, 도 15와 동일 부분에 대해서는 동일 부호를 부여하고 설명은 생략한다.
본 실시 형태는 고압 방전 램프(31a)의 시동 회로(31h)를 고압 방전 램프 장치(31)에 내장시키고 있는 점이 상이하다.
또, 도면에 있어서 참조부호(AC)는 교류 전원, 참조부호(S)는 램프 소켓이다.

Claims (32)

  1. 방전 공간을 포위하는 팽출부 및 팽출부의 양단에 연통하여 배치되고 팽출부보다 내경이 작은 소경 원통부를 포함한 투광성 세라믹 방전 용기와,
    밀봉성의 부분 및 밀봉성의 부분의 선단에 기단이 접속되어 있는 내할로겐화물 부분을 구비하고, 투광성 세라믹 방전 용기의 소경 원통부내에 삽입되어 내할로겐화물 부분이 소경 원통부의 내면과의 사이에 약간의 간극을 형성하면서 관통함과 동시에, 선단이 투광성 세라믹 방전 용기의 팽출부내에 돌출되어 전극부를 형성하고 있는 전극 일체형 전기 공급 도체와,
    투광성 세라믹 방전 용기의 소경 원통부 및 전극 일체형 전기 공급 도체의 밀봉성의 부분의 사이가 밀봉 장착되어 있는 세라믹 밀봉용 혼합물의 시일과,
    금속 할로겐화물을 포함하고 투광성 세라믹 방전 용기내에 봉입된 방전 매체를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는
    고압 방전 램프.
  2. 제 1 항에 있어서,
    밀봉성의 부분의 직경을 φS(㎜)로 하고, 내할로겐화물 부분의 직경을 φH(㎜)로 하였을 때, 식 0.2≤φH/φS≤ 0.6을 만족하는 것을 특징으로 하는
    고압 방전 램프.
  3. 양단이 연속적인 곡면에 좁혀져 있음과 동시에 적어도 주요부의 평균 직선 투과율이 20% 이상인 팽출부 및 팽출부의 양단에 연통되어 배치되고 팽출부보다 내경이 작은 소경 원통부를 포함하고 내부 용적이 0.1cc이하인 투광성 세라믹 방전 용기와,
    밀봉성의 부분 및 밀봉성의 부분의 선단에 기단이 접속되어 있는 내할로겐화물 부분을 포함하고, 투광성 세라믹 방전 용기의 소경 원통부내에 삽입되어 내할로겐화물 부분이 소경 원통부의 내면과의 사이에 약간의 간극을 형성하면서 관통되어 있는 전기 공급 도체와,
    내할로겐화물 부분의 선단에 배치되어 투광성 세라믹 방전 용기의 팽출부내에 위치되어 있는 한쌍의 전극과,
    투광성 세라믹 방전 용기의 소경 원통부 및 전기 공급 도체의 밀봉성의 부분의 사이가 밀봉 장착되어 있는 세라믹 밀봉용 혼합물의 시일과,
    금속 할로겐화물을 포함하고 투광성 세라믹 방전 용기내에 봉입된 방전 매체를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는
    고압 방전 램프.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 투광성 세라믹 방전 용기는 그 내부 용적이 0.05cc 이하인 것을 특징으로 하는
    고압 방전 램프.
  5. 최대 외경이 dB(㎜)이고 길이가 LB(㎜)인 팽출부 및 팽출부의 양단에 접속되고 외경이 dT(㎜)이고 길이가 LT(㎜)인 한쌍의 소경 원통부를 포함하고, 또한 식 1≤dB/dT≤3.5와 1.6≤LT/LB≤4.5를 만족하는 투광성 세라믹 방전 용기와,
    소경 원통부내에 밀봉 장착되어 팽출부내에 위치되어 있는 한쌍의 전극과,
    발광 금속의 금속 할로겐화물 및 희가스를 포함하고, 투광성 세라믹 방전 용기내에 봉입된 방전 매체를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는
    고압 방전 램프.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 투광성 세라믹 방전 용기는 식 2≤dB/dT≤3.2와 2≤LT/LB≤3.7을 만족하는 것을 특징으로 하는
    고압 방전 램프.
  7. 장경에 대한 단경의 비(RD)가 식 0.3≤RD≤1.0을 만족하는 구형상의 팽출부 및 팽출부의 양단에 연통하여 배치되고 팽출부보다 내경이 작은 소경 원통부를 포함한 투광성 세라믹 방전 용기와,
    밀봉성의 부분 및 밀봉성의 부분의 선단에 기단이 접속되어 있는 내할로겐화물 부분을 포함하고, 투광성 세라믹 방전 용기의 소경 원통부내에 삽입되어 내할로겐화물 부분이 소경 원통부의 내면과의 사이에 약간의 간극을 형성하면서 관통되어 있는 전기 공급 도체와,
    내할로겐화물 부분의 선단에 배치되어 투광성 세라믹 방전 용기의 팽출부내에 위치되어 있는 한쌍의 전극과,
    투광성 세라믹 방전 용기의 소경 원통부 및 전기 공급 도체의 밀봉성의 부분 사이가 밀봉 장착되어 있는 세라믹 밀봉용 혼합물의 시일과,
    금속 할로겐화물을 포함하고 투광성 세라믹 방전 용기내에 봉입된 방전 매체를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는
    고압 방전 램프.
  8. 제 7 항에 있어서,
    장경에 대한 단경의 비(RD)는 식 0.5≤RD≤0.95를 만족하고 있는 것을 특징으로 하는
    고압 방전 램프.
  9. 방전 공간을 포위하는 팽출부 및 팽출부의 양단에 연통하여 배치되고 팽출부보다 내경이 작은 소경 원통부를 포함함과 동시에 두께 차가 0.4㎜ 이하인 투광성 세라믹 방전 용기와,
    밀봉성의 부분 및 밀봉성의 부분의 선단에 기단이 접속되어 있는 내할로겐화물 부분을 포함하고, 투광성 세라믹 방전 용기의 소경 원통부내에 삽입되어 내할로겐화물 부분이 소경 원통부의 내면과의 사이에 약간의 간극을 형성하면서 관통되어 있는 전기 공급 도체와,
    내할로겐화물 부분의 선단에 배치되어 투광성 세라믹 방전 용기의 팽출부내에 위치되어 있는 한쌍의 전극과,
    투광성 세라믹 방전 용기의 소경 원통부 및 전기 공급 도체의 밀봉성의 부분의 사이가 밀봉 장착되어 있는 세라믹 밀봉용 혼합물의 시일과,
    금속 할로겐화물을 포함하고 투광성 세라믹 방전 용기내에 봉입된 방전 매체를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는
    고압 방전 램프.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 투광성 세라믹 방전 용기는 두께차가 0.2㎜ 이하인 것을 특징으로 하는
    고압 방전 램프.
  11. 양단이 연속적인 곡면에 의해서 좁혀짐과 동시에 적어도 주요부의 평균 직선 투과율이 20% 이상인 팽출부 및 팽출부의 양단에 연통하여 배치되고 팽출부보다 내경이 작은 소경 원통부를 포함하며 전체 길이가 40㎜ 이하인 투광성 세라믹 방전 용기와,
    밀봉성의 부분 및 밀봉성의 부분의 선단에 기단이 접속되어 있는 내할로겐화물 부분을 포함하고, 투광성 세라믹 방전 용기의 소경 원통부내에 삽입되어 내할로겐화물 부분이 소경 원통부의 내면과의 사이에 약간의 간극을 형성하면서 관통되어 있는 전기 공급 도체와,
    내할로겐화물 부분의 선단에 배치되어 투광성 세라믹 방전 용기의 팽출부내에 위치되어 있는 한쌍의 전극과,
    투광성 세라믹 방전 용기의 소경 원통부 및 전기 공급 도체의 밀봉성의 부분의 사이가 밀봉 장착되어 있는 세라믹 밀봉용 혼합물의 시일과,
    금속 할로겐화물을 포함하고 투광성 세라믹 방전 용기내에 봉입된 방전 매체를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는
    고압 방전 램프.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 투광성 세라믹 방전 용기는 그 전체 길이가 30㎜ 이하인 것을 특징으로 하는
    고압 방전 램프.
  13. 양단이 연속적인 곡면에 의해서 좁혀짐과 동시에 적어도 주요부의 평균 직선 투과율이 20% 이상인 팽출부 및 팽출부의 양단에 연속적인 곡면을 형성하면서 연통하여 배치되고 팽출부보다 내경이 작은 소경 원통부를 포함한 투광성 세라믹 방전 용기와,
    밀봉성의 부분 및 밀봉성의 부분의 선단에 기단이 접속되어 있는 내할로겐화물 부분을 구비하고, 투광성 세라믹 방전 용기의 소경 원통부내에 삽입되어 내할로겐화물 부분이 소경 원통부의 내면과의 사이에 약간의 간극을 형성하면서 관통되어 있는 전기 공급 도체와,
    내할로겐화물 부분의 선단에 배치되어 투광성 세라믹 방전 용기의 팽출부내에 위치되어 있는 한쌍의 전극과,
    투광성 세라믹 방전 용기의 소경 원통부 및 전기 공급 도체의 밀봉성의 부분의 사이가 밀봉 장착되어 있는 세라믹 밀봉용 혼합물의 시일과,
    금속 할로겐화물을 포함하고 투광성 세라믹 방전 용기내에 봉입된 방전 매체를 포함하고, 정격 램프 전력이 35W 이하인 것을 특징으로 하는
    고압 방전 램프.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 정격 램프 전력은 20W 이하인 것을 특징으로 하는
    고압 방전 램프.
  15. 양단이 연속적인 곡면에 의해서 좁혀짐과 동시에 적어도 주요부의 평균 직선 투과율이 20% 이상인 팽출부 및 팽출부의 양단에 연통하여 배치되고 팽출부보다 내경이 작고 평균 직선 투과율이 팽출부의 주요부의 그것보다 작은 소경 원통부를 포함한 투광성 세라믹 방전 용기와,
    밀봉성의 부분 및 밀봉성의 부분의 선단에 기단이 접속되어 있는 내할로겐화물 부분을 포함하고, 투광성 세라믹 방전 용기의 소경 원통부내에 삽입되어 내할로겐화물 부분이 소경 원통부의 내면과의 사이에 약간의 간극을 형성하면서 관통되어 있는 전기 공급 도체와,
    내할로겐화물 부분의 선단에 배치되어 투광성 세라믹 방전 용기의 팽출부내에 위치되어 있는 한쌍의 전극과,
    투광성 세라믹 방전 용기의 소경 원통부 및 전기 공급 도체의 밀봉성의 부분의 사이가 밀봉 장착되어 있는 세라믹 밀봉용 혼합물의 시일과,
    금속 할로겐화물을 포함하고 투광성 세라믹 방전 용기내에 봉입된 방전 매체를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는
    고압 방전 램프.
  16. 제 11 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 팽출부는 그 주요부의 평균 직선 투과율이 30% 이상인 것을 특징으로 하는
    고압 방전 램프.
  17. 방전 공간을 포위하는 팽출부 및 팽출부의 양단에 연통하여 배치된 소경 원통부를 포함한 투광성 세라믹 방전 용기와,
    밀봉성의 부분 및 밀봉성의 부분의 선단에 기단이 접속되어 있는 내할로겐화물 부분을 포함하고, 투광성 세라믹 방전 용기의 소경 원통부내에 삽입되어 내할로겐화물 부분이 소경 원통부의 내면과의 사이에 약간의 간극을 형성하면서 관통되어 있는 전기 공급 도체와,
    내할로겐화물 부분의 선단에 배치되어 투광성 세라믹 방전 용기의 팽출부내에 위치되어 있는 한쌍의 전극과,
    투광성 세라믹 방전 용기의 소경 원통부 및 전기 공급 도체의 밀봉성의 부분의 사이가 밀봉 장착되어 있는 세라믹 밀봉용 혼합물의 시일과,
    금속 할로겐화물을 포함하고 투광성 세라믹 방전 용기내에 봉입된 방전 매체 를 포함하고, 램프 전력(W)에 대한 전중량(g)의 비율(RL)이 식 0.7×10-2≤RL≤2.5×10-2를 만족하고 있는 것을 특징으로 하는
    고압 방전 램프.
  18. 제 17 항에 있어서,
    램프 전력(W)에 대한 전중량(g)의 비율(RL)은 식 0.8×10-2≤RL≤2.0×10-2을 만족하고 있는 것을 특징으로 하는
    고압 방전 램프.
  19. 방전 공간을 포위하는 팽출부 및 팽출부의 양단에 연통하여 배치된 소경 원통부를 포함한 투광성 세라믹 방전 용기와,
    밀봉성의 부분 및 밀봉성의 부분의 선단에 기단이 접속되어 있는 내할로겐화물 부분을 포함하고, 투광성 세라믹 방전 용기의 소경 원통부내에 삽입되어 내할로겐화물 부분이 소경 원통부의 내면과의 사이에 약간의 간극을 형성하면서 관통되어 있는 전기 공급 도체와,
    내할로겐화물 부분의 선단에 배치되어 투광성 세라믹 방전 용기의 팽출부내에 위치되어 있는 한쌍의 전극과,
    투광성 세라믹 방전 용기의 소경 원통부 및 전기 공급 도체의 밀봉성의 부분의 사이가 밀봉 장착되어 있는 세라믹 밀봉용 혼합물의 시일과,
    금속 할로겐화물을 포함하고 투광성 세라믹 방전 용기내에 봉입된 방전 매체를 포함하고, 램프 전력(W)에 대한 투광성 세라믹 방전 용기의 중량(g)의 비율(RE)이 식 0.5×10-2≤RE≤2.2×10-2를 만족하고 있는 것을 특징으로 하는
    고압 방전 램프.
  20. 제 19 항에 있어서,
    램프 전력(W)에 대한 투광성 세라믹 방전 용기의 중량(g)의 비율(RE)은 식 0.6×10-2≤RE≤1.8×10-2를 만족하고 있는 것을 특징으로 하는
    고압 방전 램프.
  21. 방전 공간을 포위하는 내경이 rI(㎜)의 팽출부, 팽출부의 한쪽 단부에 연통하여 배치된 길이[L1(㎜)]의 제 1 소경 원통부 및 팽출부의 다른쪽 단부에 연통하여 배치된 길이[L2(㎜)]의 제 2 소경 원통부를 포함하고, 팽출부의 내경(rI), 제 1 및 제 2 소경 원통부의 길이(L1, L2)가 식 rI/2〈L1〈L2를 만족하는 투광성 세라믹 방전 용기와,
    밀봉성의 부분 및 밀봉성의 부분의 선단에 기단이 접속되어 있는 내할로겐화물 부분을 포함하고, 투광성 세라믹 방전 용기의 소경 원통부내에 삽입되어 내할로겐화물 부분이 소경 원통부의 내면과의 사이에 약간의 간극을 형성하면서 관통되어 있는 전기 공급 도체와,
    내할로겐화물 부분의 선단에 배치되어 투광성 세라믹 방전 용기의 팽출부내에 위치되어 있는 한쌍의 전극과,
    투광성 세라믹 방전 용기의 소경 원통부 및 전기 공급 도체의 밀봉성의 부분의 사이가 밀봉 장착되어 있는 세라믹 밀봉용 혼합물의 시일과,
    금속 할로겐화물을 포함하고 투광성 세라믹 방전 용기내에 봉입된 방전 매체를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는
    고압 방전 램프.
  22. 방전 공간을 포위하는 팽출부 및 팽출부의 양단에 연통하여 배치된 소경 원통부를 포함한 투광성 세라믹 방전 용기와,
    밀봉성의 부분 및 밀봉성의 부분의 선단에 기단이 접속되어 있는 내할로겐화물 부분을 포함하고, 투광성 세라믹 방전 용기의 소경 원통부내에 삽입되어 내할로겐화물 부분이 소경 원통부의 내면과의 사이에 0.21㎜ 이상의 약간의 간극을 형성하면서 관통되어 있는 전기 공급 도체와,
    내할로겐화물 부분의 선단에 배치되어 투광성 세라믹 방전 용기의 팽출부내에 위치되어 있는 한쌍의 전극과,
    투광성 세라믹 방전 용기의 소경 원통부 및 전기 공급 도체의 밀봉성의 부분의 사이가 밀봉 장착되어 있는 세라믹 밀봉용 혼합물의 시일과,
    금속 할로겐화물을 포함하고 투광성 세라믹 방전 용기내에 봉입된 방전 매체를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는
    고압 방전 램프.
  23. 방전 공간을 포위하는 팽출부 및 팽출부의 양단에 연통하여 배치되고 소경 원통부를 포함한 투광성 세라믹 방전 용기와,
    밀봉성의 부분 및 밀봉성의 부분의 선단에 기단이 접속되어 있는 내할로겐화물 부분을 포함하고, 투광성 세라믹 방전 용기의 소경 원통부내에 삽입되어 내할로겐화물 부분이 소경 원통부의 내면과의 사이에 약간의 간극을 형성하면서 관통되어 있는 전기 공급 도체와,
    내할로겐화물 부분의 선단에 배치되어 투광성 세라믹 방전 용기의 팽출부내에 위치되어 있는 한쌍의 전극과,
    투광성 세라믹 방전 용기의 소경 원통부 및 전기 공급 도체의 밀봉성의 부분의 사이가 밀봉 장착되어 있는 세라믹 밀봉용 혼합물의 시일과,
    금속 할로겐화물을 포함하고 투광성 세라믹 방전 용기내에 봉입된 방전 매체를 포함하고, 전기 공급 도체의 밀봉성의 부분의 직경에 대한 투광성 세라믹 방전 용기의 소경 원통부의 두께의 비(RT)가 0.98 이하인 것을 특징으로 하는
    고압 방전 램프.
  24. 제 23 항에 있어서,
    전기 공급 도체의 밀봉성의 부분의 직경에 대한 투광성 세라믹 방전 용기의 소경 원통부의 두께의 비(RT)는 0.90 이상인 것을 특징으로 하는
    고압 방전 램프.
  25. 방전 공간을 포위하는 팽출부 및 팽출부의 양단에 연통하여 배치된 소경 원통부를 포함한 투광성 세라믹 방전 용기와,
    밀봉성의 부분 및 밀봉성의 부분의 선단에 기단이 접속되어 있는 내할로겐화물 부분을 포함하고, 투광성 세라믹 방전 용기의 소경 원통부내에 삽입되어 내할로겐화물 부분이 소경 원통부의 내면과의 사이에 약간의 간극을 형성하면서 관통되어 있는 전기 공급 도체와,
    내할로겐화물 부분의 선단에 배치되어 투광성 세라믹 방전 용기의 팽출부내에 위치되어 있는 한쌍의 전극과,
    투광성 세라믹 방전 용기의 소경 원통부 및 전기 공급 도체의 밀봉성의 부분의 사이가 밀봉 장착됨과 동시에 내할로겐화물 부분의 기단부가 0.2㎜ 내지 3㎜의 거리에 걸쳐 피복되어 있는 세라믹 밀봉용 혼합물의 시일과,
    금속 할로겐화물을 포함하고 투광성 세라믹 방전 용기내에 봉입된 방전 매체를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는
    고압 방전 램프.
  26. 제 1 항, 제 4 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 투광성 세라믹 방전 용기는 내부 용적이 0.1cc 이하인 것을 특징으로 하는
    고압 방전 램프.
  27. 제 1 항, 제 4 항 내지 제 26 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 투광성 세라믹 방전 용기는 내부 용적이 0.05cc 이하인 것을 특징으로 하는
    고압 방전 램프.
  28. 제 1 항 내지 제 27 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 투광성 세라믹 방전 용기는 YAG 또는 이트륨 산화물로 이루어지는 것을 특징으로 하는
    고압 방전 램프.
  29. 제 1 항 내지 제 28 항 중 어느 한 항에 기재된 고압 방전 램프와,
    고압 방전 램프를 그 발광 중심이 거의 초점 위치에 합치되도록 일체화 관계로 지지된 반사경을 포함하는 것을 특징으로 하는
    고압 방전 램프.
  30. 제 29 항에 기재된 고압 방전 램프 장치와,
    반사경의 배후에 배치된 방전 램프 점등 장치와,
    방전 램프 점등 장치에 접속된 수전 수단을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는
    조명 장치.
  31. 제 30 항에 있어서,
    상기 고압 방전 램프 장치와 상기 방전 램프 점등 장치는 서로 분리 가능한 것을 특징으로 하는
    조명 장치.
  32. 조명 장치 본체와,
    조명 장치 본체에 지지된 제 1 항 내지 제 28 항 중 어느 한 항에 기재된 고압 방전 램프를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는
    조명 장치.
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