WO2000005746A1 - Lampe a decharge haute tension et dispositif d'eclairage - Google Patents

Lampe a decharge haute tension et dispositif d'eclairage Download PDF

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WO2000005746A1
WO2000005746A1 PCT/JP1999/003797 JP9903797W WO0005746A1 WO 2000005746 A1 WO2000005746 A1 WO 2000005746A1 JP 9903797 W JP9903797 W JP 9903797W WO 0005746 A1 WO0005746 A1 WO 0005746A1
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WO
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discharge vessel
small
tip
translucent ceramics
sealing
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PCT/JP1999/003797
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Inventor
Hisashi Honda
Seiji Ashida
Original Assignee
Toshiba Lighting & Technology Corporation
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Publication date
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    • H01J61/00Gas-discharge or vapour-discharge lamps
    • H01J61/82Lamps with high-pressure unconstricted discharge having a cold pressure > 400 Torr
    • H01J61/827Metal halide arc lamps
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01J61/00Gas-discharge or vapour-discharge lamps
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    • H01J61/36Seals between parts of vessels; Seals for leading-in conductors; Leading-in conductors
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    • H01J61/02Details
    • H01J61/30Vessels; Containers

Definitions

  • the present invention relates to a high-pressure discharge lamp provided with a discharge vessel made of translucent ceramics, and a lighting device using the same.
  • the present inventors have previously developed a high-pressure discharge lamp provided with a translucent ceramics discharge container which is small but has a desired life and good luminous efficiency.
  • the present invention was filed as Japanese Patent Application No. 10-1963222.
  • a dilation in which both ends are constricted by a continuous curved surface.
  • a translucent ceramics discharge vessel including a protruding portion and a small-diameter cylindrical portion arranged in communication with both ends of the protruding portion and having an inner diameter smaller than the protruding portion.
  • This discharge vessel is extremely advantageous in the case of a small high-pressure discharge lamp, since it is formed integrally and has no optically and thermally discontinuous parts.
  • the inclusions adhere to the tip of the electrode, the electron emission capability of the electrode is reduced, and it becomes difficult to start the device or to change from a glow discharge to an arc discharge. As a result, the spattering becomes intense, and the translucent ceramics discharge vessel is blackened by the spattering.
  • a first object of the present invention is to provide a small high-pressure discharge lamp with a reliable start.
  • a second object of the present invention is to provide a small high-pressure discharge lamp that can easily transition from glow discharge to arc discharge.
  • a third object of the present invention is to provide a light-transmitting cell formed by sputtering.
  • An object of the present invention is to provide a compact high-pressure discharge lamp that prevents blackening of a mixed discharge vessel.
  • a fourth object of the present invention is to provide a lighting device using the small high-pressure discharge lamp.
  • the first high-pressure discharge lamp of the present invention has a bulged portion whose both ends are constricted by a continuous curved surface, and an inner diameter smaller than that of the bulged portion which is disposed in communication with both ends of the bulged portion.
  • a small-diameter cylindrical portion, and a translucent ceramics discharge vessel having an inner volume of 0.1 Ice or less; a sealing portion and a base portion at the tip of the sealing portion. It has an anti-halogenated part with its ends connected, and is inserted into the small-diameter cylindrical part of the translucent ceramics discharge vessel so that the halogen-resistant part is between the inner surface of the small-diameter cylindrical part.
  • a power supply conductor forming a slight gap in
  • Translucent Se la Mi click scan small diameter cylinder portion you and Serra between sealable portion of the electrode integrated type feeder conductors are sealed Mi click scan sealing co down Nono discharge vessel 0 ⁇ down De seals;
  • a discharge medium containing a metal halide and sealed in a translucent ceramics discharge vessel A discharge medium containing a metal halide and sealed in a translucent ceramics discharge vessel.
  • a "translucent ceramics discharge vessel” refers to a single crystal metal oxide, polycrystalline metal oxide, or polycrystalline non-oxide that has light transmission and heat resistance.
  • the metal oxide of single crystal c which means a discharge vessel made of a material, is, for example, a sapphire.
  • Polycrystalline metal oxides are, for example, translucent hermetic aluminum oxide, yttrium-aluminum mono-garnet (YAG) or yttrium. Oxide of uranium (YOX).
  • the polycrystalline non-oxide is, for example, aluminum nitride (A1N). Note that the light transmittance only needs to have such a degree that light emitted by discharge is transmitted through the discharge vessel and led to the outside. That is, it may be transparent or light diffusing.
  • the central bulge and the small-diameter cylindrical portions at both ends of the bulge be integrally formed from the beginning.
  • the swelling portion is integrally formed into a shape in which both ends are narrowed by a continuous curved surface, and a pair of temporarily formed small-diameter cylindrical portions are fitted to both ends and fired. It can also form a translucent ceramics discharge vessel.
  • the reason that the inner volume of the translucent ceramics discharge vessel is specified to be 0.1 lcc or less is that the present invention relates to a small high-pressure discharge lamp. It is.
  • the inner volume of the translucent ceramics discharge vessel is determined by filling the discharge vessel with water, filling the inside thereof with water, and using the small-diameter cylindrical sections provided at both ends of the discharge vessel. With the open end closed, remove the discharge vessel from the water, measure the water inside, and measure. Power supply conductor
  • the power supply conductor is provided in at least one small-diameter cylindrical portion of the translucent ceramics discharge vessel.
  • the power supply conductor is provided with a sealing portion and a halogenated compound resistant portion.
  • the “sealing portion” can be sealed in a translucent ceramics discharge vessel using a ceramics sealing compound described later. Any material may be used.
  • the sealing portion is sealed via a ceramic tube between the small-diameter cylindrical portion of the discharge vessel and the sealing portion of the power supply conductor.
  • niobium, tantalum, titanium, zirconium, norfnium and vanadium can be used for the sealing portion of the power supply conductor. It is not required that the sealing portion has permeability to hydrogen and oxygen. However, the above materials consequently have hydrogen and oxygen permeability.
  • aluminum oxide is used for the discharge vessel, niobium and tantalum have an average coefficient of thermal expansion that is almost the same as aluminum oxide, and thus are suitable as sealing portions. It is. The difference between the average thermal kitchen knives is also small in the case of titania oxide and YAG.
  • aluminum nitride is used for a translucent ceramics discharge vessel, sealing properties It is better to use zirconium for the part.
  • Halogenated parts means corrosion caused by halogenated compounds and free halogens present in the translucent ceramics discharge vessel during operation of the high-pressure discharge lamp. A part consisting of a substance that is hardly affected or is not corroded at all.
  • the “halogenation-resistant” portion is composed of, for example, tungsten, molybdenum, and the like. When configuring the electrode section such that the tip of the halogenated compound protrudes into the translucent ceramics discharge vessel, the halogenated compound has the best heat resistance. One tungsten is the most suitable.
  • the high-pressure discharge lamp of the present invention can be turned on by either AC or DC.
  • a separately formed anode may be connected to the tip of the anti-halogenated portion of the power supply conductor.
  • the electrode is located at the tip of the halogen-resistant part of the power supply conductor. You.
  • the distance dl between the tip of the electrode and the inner surface of the bulging portion of the translucent ceramics discharge vessel at a plane perpendicular to the axis of the electrode including the tip is 1. It is specified to O mm or more. Note that the distance d1 is an average of the distances over the entire circumference of the electrode axis, since the electrode may be arranged slightly inclined with respect to the axis of the translucent ceramics discharge vessel. Let the value be the distance d1.
  • the electrode is formed integrally with the power supply conductor by protruding the tip of the anti-halogenated portion of the power supply conductor into the bulging portion of the translucent ceramics discharge vessel. can do.
  • the halogenated portion of the power supply conductor can be formed with a tungsten rod.
  • the power supply conductor and the electrode can be separately formed, and the electrode can be connected to the tip of the anti-halogenated portion of the power supply conductor.
  • the ceramic sealing compound seal is provided between the end surface of the small-diameter cylindrical portion of the discharge vessel and the sealing portion of the power supply conductor. While the small-diameter cylindrical part of the discharge vessel is being melted by heating, The compound for sealing the glass is allowed to penetrate between the small-diameter cylindrical portion and the sealing portion to hermetically seal the two.
  • the power supply conductor is fixed at a predetermined position by this seal.
  • the sealing portion inserted into the small-diameter cylindrical portion is completely covered with the above-mentioned ceramic sealing compound. Furthermore, if a part of the base end of the anti-halogenated part connected to the sealing part is covered with the above-mentioned ceramic sealing compound, the sealing is achieved. Sex parts are less likely to be corroded by halogenated compounds.
  • the discharge medium contains a metal halide.
  • the metal contains at least a luminescent metal.
  • halogen that constitutes the metal halide any one or more of iodine, bromine, chlorine, and fluorine can be used.
  • the metal halide is arbitrarily selected from known metal halides in order to obtain desired luminescence characteristics with respect to the emission color, the average color rendering index Ra and the luminous efficiency. Furthermore, it is arbitrarily selected according to the size and input power of the translucent ceramics discharge vessel. For example, one or more halogens selected from sodium Na, lithium Li, scandium Sc, and a rare earth metal drop Compounds can be used.
  • a suitable amount of mercury can be sealed as a buffer medium.
  • the vapor pressure is relatively high and luminescence in the visible light region is achieved. It is possible to enclose a metal that has little or no light emission, for example, a halogenated compound such as aluminum.
  • Argon, xenon, neon, etc. can be used as the noble gas.
  • the rated power consumption of the high-pressure discharge lamp of the present invention is suitably 35 W or less. In order to achieve further miniaturization, the rated power consumption is preferably 20 W or less.
  • the high-pressure discharge lamp of the present invention by employing the above-described configuration, a sufficient space can be secured around the tip of the electrode.
  • a sufficient space can be secured around the tip of the electrode.
  • the second high-pressure discharge lamp according to the present invention in the first high-pressure discharge lamp, is perpendicular to the tip of the electrode and the axis of the translucent ceramic discharge vessel including the tip. Translucent cell in the plane The distance dl from the inner surface of the box discharge vessel is 0.12 mm or more.
  • the second high-pressure discharge lamp has a more favorable effect than the first high-pressure discharge lamp.
  • the third high-pressure discharge lamp of the present invention is:
  • a translucent ceramics discharge vessel having an inner volume of 0.1 Ice or less;
  • a pair of electrodes disposed at the tip of the anti-halogenated portion and having the tip protruding at least 1.2 mm in the bulging portion of the translucent ceramics discharge vessel;
  • the protruding length of the electrode tip into the bulging portion is measured as follows. That is, first the translucent ceramic
  • the lengths of the bulge and the small-diameter tube of the box discharge vessel are specified as follows.
  • the length of the swelling portion is determined by drawing straight lines in contact with the inner surfaces of the small-diameter cylindrical portions at both ends from the center of the inner surface of the swelling portion.
  • the distance between the intersections with the axis of is defined as the length of the bulging portion. Therefore, the length of the small-diameter tube is obtained by measuring the dimension from the center of the bulge to the end face of the small-diameter tube, and subtracting half of the length of the bulge from this dimension. Value.
  • the protruding length of the tip of the electrode is the distance from the end of the bulging portion to the tip of the electrode.
  • the protruding length of the electrode into the bulging portion of the translucent ceramics discharge vessel, it is possible to suppress the occurrence of turbulence around the electrode when the light is turned off. You.
  • defining the protruding length as described above a sufficient space around the electrodes can be ensured, so that turbulence at the time of turning off the light can be prevented. Even so, the degree can be significantly reduced.
  • the inclusions are less likely to adhere to the tip of the electrode, and the starting characteristics can be improved.
  • the fourth high-pressure discharge lamp of the present invention is:
  • a translucent cell with an inner volume of 0.1 cc or less
  • a mixing vessel and a discharge vessel
  • the protruding length of the electrode tip into the bulging portion, and the distance between the electrode tip and the inner surface of the discharge vessel in a plane perpendicular to the axis of the translucent ceramics discharge vessel are described.
  • a space around the electrode is secured.
  • the translucent ceramics discharge container according to any one of the first to third high-pressure discharge lamps has an inner volume of 0.0. Less than 5 cc are doing.
  • the present invention can obtain a more remarkable effect in a small-sized high-pressure discharge lamp having an inner volume of a translucent ceramics discharge vessel of 0.05 to 5 cc or less. Note that the above internal volume can be set to not more than 0.04 cc. 'It is effective to set the rated lamp power of the high-pressure discharge lamp to 20 W or less.
  • the lighting device of the present invention is characterized by comprising: a lighting device main body; and any one of the first to fifth high-pressure discharge lamps supported by the lighting device main body.
  • the illuminating device is a concept including any device that uses the light emitted from the high-pressure discharge lamp for any purpose.
  • the illuminating device, the headlight for a moving object, and the It can be applied to fiber optic light sources, image projection devices, photochemical devices, fingerprint discrimination devices, etc.
  • the lighting device body refers to the remaining portion of the lighting device excluding the high-pressure discharge lamp.
  • the “bulb-type high-pressure discharge lamp” is a lamp-type fluorescent lamp that integrally includes a high-pressure discharge lamp, a discharge lamp lighting device, and a power receiving unit such as a base. Use a lighting device that can be turned on simply by bonding it to a lamp socket for incandescent light bulbs like a lamp.
  • the present invention uses a small high-pressure discharge lamp that has a small light-emitting portion and is easy to control light. It is preferable to provide a reflector integrally.
  • FIG. 1 is a sectional view showing a first embodiment of the high-pressure discharge lamp of the present invention.
  • FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a main part showing a measurement standard for dimensions of each part of the translucent ceramics discharge vessel.
  • FIG. 3 is a sectional view showing a second embodiment of the high-pressure discharge lamp of the present invention.
  • FIG. 4 is a sectional view showing a third embodiment of the high-pressure discharge lamp of the present invention.
  • FIG. 5 is a front view at the center in section showing a bulb-type high-pressure discharge lamp as one embodiment of the lighting device of the present invention.
  • FIG. 1 A first embodiment of the high-pressure discharge lamp of the present invention will be described with reference to FIG. 1 and FIG.
  • 1 is a translucent ceramics discharge container
  • 2 is a power supply conductor
  • 3 is an electrode
  • 4 is a seal.
  • the translucent ceramics discharge vessel 1 has a bulging portion 1a and small-diameter cylindrical portions 1b, 1b.
  • the bulging portion 1a has both ends continuously narrowed by a curved surface, and has a hollow substantially elliptical spherical shape.
  • the small-diameter cylindrical portion 1b is connected by a curved surface that is continuous with the bulging portion 1a, and forms the translucent ceramics discharge vessel 2 by integral molding.
  • the length r L of the bulging portion 1 a is defined by the straight lines s 1 and s 2 tangent to the bulging portion 1 a and the inner surface of the small-diameter cylindrical portion 1 b from the central inner surface of the bulging portion 1 a in the left-right direction in the figure. In this case, the distance between the intersections P 1 and P 2 of the straight lines s 1 and s 2 and the diameter axis c is assumed.
  • the length of the small-diameter cylindrical portion 1b on the left side is the end of the length rL of the bulging portion 1a, that is, the intersection point P1, and the end face of the small-diameter cylindrical portion 1b on the left side (second It is omitted in the figure.)
  • the distance between the question and is 1 T 1.
  • the length of the right small-diameter cylindrical portion 1b in the figure is a distance 1T2 between the intersection P2 and the end face of the right small-diameter cylindrical portion 1b.
  • the total length 1L of the translucent ceramics discharge vessel can be obtained by the following equation.
  • the power supply conductor 2 includes a sealing portion 2a and a halogen-resistant compound portion 2b.
  • the sealing portion 2a functions to seal the translucent ceramics discharge vessel 1 between the power supply conductor 2 and the small-diameter cylindrical portion 1b.
  • the antihalogenated portion 2b has its base end welded to the tip of the sealing portion 2a and its tip protruding into the bulging portion 1a: As shown in Fig. 2, a slight gap g is formed between the inner surface and the inner surface.
  • Electrode 3 has a resistance to It is connected to the halogenated compound part 2 b and is formed integrally with the power supply conductor 2.
  • this d 1 force is configured to be 1.0 mm or more.
  • the protruding length d 2 of the electrode 3 from the bulging portion 1 a of the translucent ceramics discharge vessel 1 is d 2 force S i. 2 mm or more.
  • the seal 4 is interposed between the small-diameter cylindrical portion 1b and the sealing portion 2a to hermetically seal the translucent ceramics discharge vessel 1 and to seal the power supply conductor 2 It is fixed in place. Then, to form the seal 4, a ceramic sealing connector. A wire is applied around the sealing portion 2 a of the power supply conductor 2, and is heated and melted to enter a gap between the sealing portion 2 a and the inner surface of the small-diameter cylindrical portion 1 b. Let it. Then, the entirety of the sealing portion 2a inserted into the small-diameter cylindrical portion 1b and covered with a ceramic sealing compound is further provided. The base end of the antihalogenated portion 2b is also covered.
  • the high-pressure discharge lamp shown in Fig. 1 has the following specifications.
  • the translucent ceramics discharge vessel is made of YAG and has a bulging part 1a. It has a length of 6 mm, a wall thickness of 0.5 mm, a small-diameter cylindrical part lb of 1.8 mm in outer diameter, and a total length of 35 mm.
  • the sealing portion 2a is a niobium rod having an outer diameter of 0.64 mm
  • the anti-nozzle genated portion 2b (and the electrode 3) is a tin rod having an outer diameter of 0.3 mm. It is.
  • the discharge medium was Na 10.6 mg, Tl I 0.6 mg, In 10.4 mg, and mercury 5 mg, and the buffer gas used was Argon of about 20 kPa.
  • the protruding length d 2 of the electrode into the bulging portion of the translucent ceramics discharge vessel was set to 2 mm, and the electrode tip and the inner surface of the translucent ceramics discharge vessel were contacted.
  • 20 high-pressure discharge lamps were manufactured with the distance d 1 between the inside and outside of the range of the present invention varied, and a discharge lamp lighting circuit with an oscillation frequency of 60 kHz (no load secondary) Table 1 shows the results of a comparison of the start failure probability using a voltage of 4.5 kV).
  • Distance d 1 mm Start failure probability (%)
  • FIG. 3 is a sectional view showing a high-pressure discharge lamp according to a second embodiment of the present invention.
  • the same parts as in Fig. 1 The same reference numerals are given and the description is omitted.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating a third embodiment of the high-pressure discharge lamp of the present invention.
  • the same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
  • the present embodiment is different from the first embodiment in that the high-pressure discharge lamp is not sealed in the outer bulb and is suitable for lighting.
  • the sealing portion 2a of the power supply conductor is easily oxidized, and is configured not to be exposed to the air.
  • a platinum rod 5 is welded to the end of the sealing part 2a to form the first seal 4, and then the part of the sealing part 2a exposed to the outside from the seal 4 is ceramic. Insert the tube 6 into the ceramic sealing connector. The end is applied to the end of the ceramic tube 5 and heated and melted to form a second seal 7.
  • the sealing part 1a located outside the translucent ceramics discharge vessel 1 is formed by the ceramics tube 6 and the second seal 7. Since it is air-tightly covered, it is possible to light the lamp in the air without sealing the high-pressure discharge lamp in the outer tube in an air-tight manner.
  • the length of the small-diameter cylindrical portion is different between 1b and 1b '.
  • FIG. 5 is a front view in central section showing a bulb-shaped high-pressure discharge lamp as one embodiment of the lighting device of the present invention.
  • the same parts as those in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
  • the bulb-type high-pressure discharge lamp of the present embodiment includes a high-pressure discharge lamp device 11, a discharge lamp lighting device 12, a power receiving means 13, and a case 14.
  • the high-pressure discharge lamp device 11 includes a high-pressure discharge lamp 11a and a reflector 11b.
  • the high-pressure discharge lamp 11a uses the high-pressure discharge lamp of the present invention, the one shown in FIG. 4 is particularly preferable. In this case, it is better to arrange the longer small-diameter cylindrical portion 1b toward the top of the reflecting mirror 11b.
  • the reflecting mirror 11b has a light emitting opening 11b1, a reflecting surface 11b2, and a top opening 11b3. Then, the small-diameter cylindrical portion 1b on the top side is fixed with the inorganic adhesive 11c so that the bulging portion of the high-pressure discharge lamp 11a almost coincides with the focal point of the reflecting mirror 11b. It is fixed to the top opening 1 1 b 3 and supports the high-pressure discharge lamp 11 a. Light distribution because the small-diameter cylindrical part 1 b ′ of the translucent ceramics discharge vessel of the high-pressure discharge lamp does not project forward from the light-emitting opening 11 b 1 of the reflector 11 b. Is not disturbed.
  • the discharge lamp lighting device 12 includes a high-frequency inverter and current limiting means, and lights the high-pressure discharge lamp 11a.
  • the discharge lamp lighting device 12 is disposed behind the reflector 11 b of the high-pressure discharge lamp device 11. The heat generated by the lighting of the high-pressure discharge lamp 11a is blocked by the reflector 11b, so that the discharge lamp lighting device 12 operates stably.
  • the power receiving means 13 is composed of a screw base. When the screw base is mounted on a lamp socket (not shown), power is received and discharged. Energize lamp lighting device 1 2.
  • Case 14 accommodates the above components and holds them in a predetermined position, but has a streamlined shape, making it suitable for lighting equipment such as downlights. Rates are increasing.
  • start-up is easy, the transition from a glow discharge to an arc discharge is easy, and the blackening of the translucent ceramics discharge container by sputtering is achieved. It is possible to provide a small high-pressure discharge lamp that is prevented.

Landscapes

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  • Discharge Lamps And Accessories Thereof (AREA)

Description

明 細 書
高圧放電ラ ンプおよび照明装置 ― 技術分野
本発明は透光性セ ラ ミ ッ ク スから な る放電容器を備えた高 圧放電ラ ンプおよびこれを用いた照明装置に関する。
背景技術
ラ ンプ電力がた と えば 2 0 W以下の一層小形で、 長寿命、 かつ高効率な透光性セ ラ ミ ッ ク ス高圧放電ラ ンプの出現が望 まれている。
こ の要求に応える ために、 比較的大形の従来の高圧放電ラ ンプの放電容器、 電極な どの仕様をそのまま比例的に縮小 し て小形の高圧放電ラ ンプを製作 して も 、 点灯後間 もな く シー ル部分に リ ーク が発生する こ と が分かった。 これは高圧放電 ラ ンプが小形になる と 、 放電プラズマを始め とする発熱体か らシール部分への熱伝達形態、 すなわち熱伝導、 対流、 輻射 のバラ ンスが崩れる か らである。
小形の高圧放電ラ ンプの実現のためには、 高圧放電ラ ンプ の全体にわたっ て従来技術を根本か ら見直 して、 小形の高圧 放電ラ ンプに適 した新たな仕様を創作する必要がある こ と が 分かった。
これに対 して、 本発明者 らは、 先に小形であ り なが ら所望 の寿命 と 良好な発光効率を有する透光性セ ラ ミ ッ ク ス放電容 器を備えた高圧放電ラ ンプの発明をな し、 その発明は特願平 1 0 — 1 9 6 3 2 2 号と して出願されている。 この出願の発 明においては、 両端が連続的な曲面によっ て絞 られている膨 出部 と 、 膨出部の両端に連通 して配置 され膨出部よ り 内径が 小 さ い小径筒部 と を備えている透光性セラ ミ ッ ク ス放電容器 が開示 されている。 こ の放電容器を用いる と 、 一体的に形成 しゃす く て 、 光学的お よび熱的に不連続な個所がないために、 小形の高圧放電ラ ンプの場合には甚だ好都合である。
と こ ろが、 上記の形状を備えた透光性セ ラ ミ ッ ク ス放電容 器においては、 電極の周囲の膨出部内の空間の大き さ次第に よ っ ては問題のある こ と が分かっ た。 すなわち、 高圧放電ラ ンブを点灯状態から消灯 した と き に、 放電空間に分散 してい たハロ ゲン化物および水銀な どの封入物の蒸気が温度の低い 透光性セ ラ ミ ッ ク ス放電容器の小径筒部のわずかな隙間に向 かっ て移動する。 その際に、 電極付近で乱流が発生する。 こ の乱流が発生する と 、 電極先端の表面にハロ ゲン化物や水銀 の封入物が付着 しやす く な る。 電極先端に封入物が付着する と 、 電極の電子放射能力が減退 して、 始動不良やグロ一放電 か らアーク 放電への転移が困難 と な る。 その結果、 スパ ッ タ リ ングが激 し く なつ て、 透光性セ ラ ミ ッ ク ス放電容器にスパ ッ タ リ ングによ る黒化を生 じる。
発明の開示
本発明の第 1 の 目 的は、 始動が確実な小形の高圧放電ラ ン プを提供する こ と を 目 的 とする。
本発明 の第 2 の 目 的は、 グロ一放電からアーク 放電への転 移が容易な小形の高圧放電ラ ンプを提供する こ と を 目 的 とす る。
本発明の第 3 の 目 的は、 スパ ッ タ リ ングに よ る透光性セ ラ ミ ッ ク ス放電容器の黒化を防止 した小形の高圧放電ラ ンプを 提供する こ と を 目 的 と する。 _ 本発明の第 4 の 目 的は、 上記小形の高圧放電ラ ンプを用い た照明装置を提供する こ と を 目 的 と する。
本発明の第 1 の高圧放電ラ ンプは、 両端が連続的な曲面に よ っ て絞 られている膨出部 と 、 膨出部の両端に連通 して配置 され膨出部よ り 内径が小 さ い小径筒部 と を備える と と も に、 内容積が 0 . I c e 以下の透光性セ ラ ミ ッ ク ス放電容器と ; 封着性の部分および封着性の部分の先端に基端が接続され ている耐ハ ロ ゲ ン化物部分を備え、 透光性セ ラ ミ ッ ク ス放電 容器の小径筒部内に挿入されて、 耐ハロ ゲン化物部分が小径 筒部の内面 と の間にわずかな隙間 を形成 して いる 給電導体 と ;
耐ハ ロ ゲ ン化物部分の先端に配設 されている と と も に、 先 端と 、 先端を含む直角 な面内における透光性セ ラ ミ ッ ク ス放 電容器の内面 と の間の距離 d 1 が 1 . O m m以上である一対 の電極と ;
透光性セ ラ ミ ッ ク ス放電容器の小径筒部お よび電極一体形 給電導体の封着性の部分の間を封着 しているセラ ミ ッ ク ス封 止用 コ ンノヽ0 ゥ ン ドの シール と ;
金属ハ ロ ゲ ン化物を含み、 透光性セ ラ ミ ッ ク ス放電容器内 に封入された放電媒体と ; を具備 している こ と を特徴と して いる。
本発明お よび以下の各発明において、 特に指定 しない限 り 用語の定義および技術的意味は次によ る。 透光性セ ラ ミ ッ ク ス放電容器について
「透光性セ ラ ミ ッ ク ス放電容器」 と は、 単結晶の金属酸化 物、 多結晶の金属酸化物、 或いは多結晶非酸化物の よ う な光 透過性お よび耐熱性を備えた材料か ら なる放電容器を意味す る c 単結晶の金属酸化物は、 た と えばサフ ア イ ャである。 多' 結晶の金属酸化物は、 た と えば半透明の気密性アル ミ ニ ウ ム 酸化物、 イ ッ ト リ ウ ム — ア ル ミ ニ ウ ム 一ガーネ ッ ト ( Y A G ) 或いはイ ッ ト リ ウ ム酸化物 ( Y O X ) である。 多結晶非 酸化物は、 た と えばアル ミ ニ ウ ム窒化物 ( A 1 N ) である。 なお、 光透過性と は、 放電によ る発光が放電容器を透過 して 外部に導出 される程度の透過性を有すればよい。 すなわち、 透明であっ て も よ く 、 光拡散性であっ て も よ い。
また、 透光性セ ラ ミ ッ ク ス放電容器を製作する には、 中央 の膨出部 と膨出部の両端の小径筒部 と を最初か ら一体に形成 する のが よい。 或いは、 膨出部を両端が連続的な曲面によつ て絞 られた形状に一体に仮成形 し、 その両端に仮成形 した一 対の小径筒部を嵌合 して焼成する こ と によ り 透光性セ ラ ミ ッ ク ス放電容器を形成する こ と も でき る。
さ らに、 透光性セ ラ ミ ッ ク ス放電容器の内容積を 0 . l c c 以下に規定 している のは、 本発明が小形の高圧放電ラ ンプ に関 してレ、る カゝ らである。
と こ ろで、 透光性セ ラ ミ ッ ク ス放電容器の内容積は、 当該 放電容器を水中に入れてその内部に水を充満 させ、 当該放電 容器の両端に設け られた小径筒部の開 口端を封鎖 して当該放 電容器を水中か ら取 り 出 し、 内部の水を計量 して、 測定する 給電導体について
給電導体は、 透光性セ ラ ミ ッ ク ス放電容器の少な く と も一 方の小径筒部に設け られる。
「給電導体」 と は、 電源電圧をバ ラ ス ト 手段を介 して電極 間に印加 して、 高圧放電ラ ンプを始動 させ、 高圧放電ラ ンプ に電流を導入 して高圧放電ラ ンプを点灯 させる機能を有する ものである。 給電導体は、 透光性セ ラ ミ ッ ク ス放電容器の小 径筒部に後述する手段によ り 気密にシール される。
給電導体は、 封着性の部分お よび耐ハロ ゲン化物部分を備 えてレヽる。
「封着性の部分」 と は、 後述するセ ラ ミ ッ ク ス封止用 コ ン パゥ ン ドを用いて、 透光性セ ラ ミ ッ ク ス放電容器にシールさ れる こ と が可能な材料であればよい。 封着性の部分は、 放電 容器の小径筒部 と 給電導体の封着性の部分 と の間に、 セ ラ ミ ッ ク スチュ ーブを介 してシール される。 給電導体の封着性の 部分には、 ニオブ、 タ ンタル、 チタ ン、 ジルコ ニ ウム、 ノヽフ ニ ゥ ムおよびバナジ ウ ムな どを用いる こ と ができ る。 封着性 の部分の特性と して、 水素および酸素に対 して透過性を有 し ている こ と は問われない。 しか し、 上記 した材料は、 結果的 に水素お よび酸素透過性を備えている。 放電容器にアル ミ 二 ゥム酸化物を用いる場合、 ニオブおよびタ ン タ ルは、 平均熱 膨張係数がアル ミ ニ ウ ム酸化物 と ほぼ同一である から、 封着 性の部分 と して好適である。 ィ ッ ト リ ゥム酸化物および Y A Gの場合 も平均熱包丁係数間の差が少ない。 窒化アル ミ ニ ゥ ムを透光性セ ラ ミ ッ ク ス放電容器に用いる場合には、 封着性 の部分にジルコ ニ ウ ムを用いる のが よい。
「耐ハ ロ ゲ ン化物部分」 と は、 高圧放電ラ ンプの作動中に 透光性セ ラ ミ ッ ク ス放電容器内に存在するハ ロ ゲン化物およ び遊離ハ ロ ゲンによ る腐食作用 を殆ど受けないか、 ない しは 全く 腐食 されない物質か らなる部分である。 耐ハ ロ ゲ ン化物' 部分は、 た と えば、 タ ングステン、 モ リ ブデンな どか ら構成 される。 耐ハロ ゲン化物部分の先端が透光性セラ ミ ッ ク ス放 電容器の内部に突出する よ う に、 電極部を構成する場合には 耐ハロ ゲン化物部分 と しては、 耐熱性が最良である タ ン グス テンが最も適 してレ、る。
なお、 本発明の高圧放電ラ ンプは、 交流お よび直流のいず れでも点灯でき る。 直流点灯形の高圧放電ラ ンプの場合には 給電導体の耐ハロ ゲン化物部分の先端に、 別に形成 した陽極 を接続すればよい。
と こ ろで、 耐ハ ロ ゲ ン化物部分と 小径筒部の内面と の間に わずかな隙間が形成 される。 こ のわずかな隙間には余剰のハ ロ ゲン化物が点灯中液化状態になっ て侵入 して最冷部を形成 する。 こ の隙間の間隔を適当 に設定する こ と によ り 、 所望の 最冷部温度を得る こ と ができ る。
なお、 耐ハロ ゲン化物部分と 小径筒部の内面と の間に形成 されるわずかな隙間は、 両方の給電導体側にそれぞれ形成す る こ と ができ る。 しカゝ し、 少な く と も一方の給電導体側にそ の隙間が形成 されていればよい。
電極について
電極は、 給電導体の耐ハロ ゲン化物部分の先端に配設 され る。 電極の先端と 、 その先端を含む電極の軸線に対 して直角 な面におけ る透光性セ ラ ミ ッ ク ス放電容器の膨出部の内面と ― の間の距離 d l を、 1 . O m m以上に規定 されている。 なお、 距離 d 1 は、 電極が透光性セ ラ ミ ッ ク ス放電容器の軸線に対 して多少傾斜 して配設 される こ と も あるので、 電極の軸線の 全周 にわたる距離の平均値を も って距離 d 1 とする。
また、 電極の周囲に上記距離 d 1 を確保する には、 放電容 器の膨出部内への電極の突出長を大き く する 力 、 電極に対向 する透光性セ ラ ミ ッ ク ス放電容器の部分を広げる か、 あるい は以上の両方を採用する こ と に よ り 、 実現する こ と ができ る。
さ らに、 給電導体の耐ハロ ゲン化物部分の先端を透光性セ ラ ミ ッ ク ス放電容器の膨出部の内部まで突出 させる こ と によ り 、 電極を、 給電導体と 一体に形成する こ と ができ る。 こ の 構成の場合には、 給電導体の耐ハロ ゲン化物部分をタ ンダス テ ン棒で形成でき る。 その結果、 機能上、 給電導体および電 極を、 封着性の部分 と 上記タ ン グス テ ン棒 と によ って構成で き る ので、 給電導体 と 電極の構造を簡素化でき る と 共に、 小 形化でき る。
しか し、 本発明においては、 給電導体と 電極と を別別に形 成 して、 給電導体の耐ハロ ゲン化物部分の先端に電極を接続 する こ と も でき る。
セ ラ ミ ッ ク ス封止用 コ ンノ、。 ゥ ン ドの シールについて
セ ラ ミ ッ ク ス封止用 コ ンパウ ン ドのシールは、 放電容器の 小径筒部の端面 と 給電導体の封着性の部分 と の間に設け られ る。 放電容器の小径筒部を加熱によ り 溶融 している 間に、 セ ラ ミ ッ ク ス封止用 コ ンパウ ン ドを、 小径筒部 と封着性の部分 と の間に浸透 させて両者間を気密にシールする。 こ の シール によ り 給電導体は所定の位置に固着 される。
小径筒部内に挿入 されている封着性の部分は、 上記セ ラ ミ ッ ク ス封止用 コ ンパ ウ ン ドによ って完全に被覆されてレ、る こ' と が望ま しい。 さ ら に、 封着性の部分に接続 している耐ハロ ゲン化物部分の基端部の一部を、 上記セ ラ ミ ッ ク ス封止用 コ ンパ ゥ ン ドで被覆すれば、 封着性の部分がハロ ゲン化物によ つて腐食 されに く く な る。
放電媒体について
放電媒体は、 金属ハロ ゲン化物を含む。 金属は少な く と も 発光金属を含んでいる。
金属ハロ ゲン化物を構成するハロ ゲン と しては、 よ う 素、 臭素、 塩素またはフ ッ素のいずれか一種ま たは複数種を用い る こ と ができ る。
金属ハロ ゲン化物は、 発光色、 平均演色評価数 R a お よび 発光効率な どに関する所望の発光特性を得る ために、 既知の 金属ハロ ゲン化物の中から任意に選択 される。 さ らに、 透光 性セ ラ ミ ッ ク ス放電容器のサイ ズおよび入力電力に応 じて、 任意所望に選択 される。 た と えば、 ナ ト リ ウ ム N a 、 リ チウ ム L i 、 ス カ ン ジウ ム S c 、 お よび希土類金属か らなる ダル ープの中か ら選択された一種または複数種のハロ ゲン化物を 用レ、る こ と ができ る。
ま た、 緩衝媒体と して適量の水銀を封入する こ と ができ る 水銀に代えて蒸気圧が比較的高 く て可視光領域におけ る発光 が少ないか、 発光 しない金属、 た と えばアル ミ ニ ウ ムな どの ハ ロ ゲ ン化物を封入する こ と も でき る。
希ガス と して は、 ア ルゴン 、 キセ ノ ン、 ネ オンな ど を用 い る こ と ができ る。
その他の構成について
本発明の高圧放電ラ ンプの定格消費電力は、 一般的に 3 5 W以下が適当である。 さ ら に小形化を図る ためには、 定格消 費電力 2 0 W以下が好適である。
本発明の作用 について
本発明の高圧放電ラ ンプにおいては、 前記 した構成を採用 する こ と に よ り 、 電極の先端の周囲に十分な空間を確保でき る。 その結果、 消灯時に封入物の蒸気が、 透光性セ ラ ミ ッ ク ス放電容器の小径筒部に存在する最冷部であるわずかな隙間 に凝集 して く る際に、 電極周囲で乱流が発生する のを抑止で き る。 また、 た と え乱流が発生 した と して も 、 その程度が著 し く 小さ く なる。 こ のた め 、 封入物が電極先端に付着 し難く な り 、 従っ て電極の電子放射能力の減退を防止でき る。 この 結果、 電極の電子放射能力の減退に伴 う 始動特性の悪化を防 止でき る。
これに対 して、 距離 d 1 力 S 1 . 0 m m未満である と 、 消灯 時に電極の周囲に乱流が発生 しやす く なる こ と が実験によ り 確認された。
本発明の第 2 の高圧放電ラ ンプは、 第 1 の高圧放電ラ ンプ において、 電極の先端と 、 こ の先端を含む透光性セ ラ ミ ッ ク ス放電容器の軸線に対 して直角 な面内におけ る透光性セ ラ ミ ッ ク ス放電容器の内面 と の間の距離 d l が、 0 . 1 2 m m以 上である こ と を特徴 と してレ、る。
第 2 の高圧放電ラ ンプは、 第 1 の高圧放電ラ ンプよ り さ ら に好ま しい効果を有する。
本発明の第 3 の高圧放電ラ ンプは、
両端が連続的な曲面によ っ て絞 られている膨出部と 、 膨出 部の両端に連通 して配置 され膨出部よ り 内径が小 さい小径筒 部 と を備え る と と も に、 内容積が 0 . I c e 以下の透光性セ ラ ミ ッ ク ス放電容器と ;
封着性の部分 と 、 封着性の部分の先端に基端が接続されて いる耐ハロ ゲン化物部分と を備え、 透光性セ ラ ミ ッ ク ス放電 容器の小径筒部内に挿入されて、 耐ハ ロ ゲ ン化物部分が小径 筒部の内 面 と の間にわずかな隙間 を形成 している 給電導体 と ;
耐ハロ ゲン化物部分の先端に配設 されて、 透光性セ ラ ミ ッ ク ス放電容器の膨出部内に先端が 1 . 2 m m以上突出 して位 置 している一対の電極 と ;
透光性セ ラ ミ ッ ク ス放電容器の小径筒部 と 給電導体の封着 性の部分 と の間を封着 しているセ ラ ミ ッ ク ス封止用 コ ンパゥ ン ドの シール と ;
金属ハ ロ ゲ ン化物を含み、 透光性セ ラ ミ ッ ク ス放電容器内 に封入された放電媒体 と ; を具備 している こ と を特徴 と して いる。
本発明において、 電極先端の膨出部内への突出長は、 以下 の と お り 計測する も の とする。 すなわち、 まず透光性セ ラ ミ ッ ク ス放電容器の膨出部お よび小径筒部のそれぞれの長 さ を 次の と お り に規定する。 膨出部の長 さ は、 膨出部の内面の中 _ 央か ら両端側の小径筒部側の内面に接する 直線をそれぞれ引 き 、 当該直線と透光性セ ラ ミ ッ ク ス放電容器の軸線と の交点 間の距離を膨出部の長 さ と する。 したがっ て、 小径筒部の長' さ は、 膨出部の中央か ら小径筒部の端面ま での寸法を求め、 こ の寸法か ら膨出部の長 さ の半分の寸法を差 し引いた値であ る。
こ の結果、 電極の先端の突出長は、 膨出部の端部か ら電極 の先端までの距離である。
本発明は、 透光性セ ラ ミ ッ ク ス放電容器の膨出部内への電 極の突出長を規定する こ と によ り 、 消灯時におけ る電極の周 囲の乱流発生を抑制でき る。 突出長を上記の と お り に規定す る こ と に よ り 、 電極の周囲に十分な空間が確保される ために、 消灯時の乱流発生を防止でき る か、 た と え発生 した と して も その程度を著 し く 小 さ く でき る。
したがっ て、 封入物が電極先端に付着 し難 く な り 、 始動特 性を改善でき る。
これに対 して、 電極先端の突出長が 1 . 2 m m未満である と 、 電極の周囲に十分な空間を確保でき ないので、 始動特性 を改善でき ない こ と が実験によ り 確認でき た。
本発明の第 4 の高圧放電ラ ンプは、
両端が連続的な曲面によ って絞られている膨出部 と 、 膨出 部の両端に連通 して配置され膨出部よ り 内径が小 さい小径筒 部 と を備え る と と も に、 内容積が 0 . 1 c c 以下の透光性セ ラ ミ ッ ク ス放電容器と ;
封着性の部分 と 、 封着性の部分の先端に基端が接続されて いる耐ハ ロ ゲ ン化物部分 と を備え、 透光性セ ラ ミ ッ ク ス放電 容器の小径筒部内に挿入 されて、 耐ハロ ゲン化物部分が小径 筒部の内 面 と の 間 にわずかな隙間 を形成 して い る 給電導体 と ;
耐ハ ロ ゲ ン化物部分の先端に配設 されて、 透光性セ ラ ミ ッ ク ス放電容器の膨出部内に先端が 1 . 2 m m以上突出 して位 置 している と と も に、 透光性セ ラ ミ ッ ク ス放電容器の軸線に 対 して直角であ り 前記先端を含む面内における透光性セ ラ ミ ッ ク ス放電容器の内面 と 、 先端と の間の距離 d 1 が 1 . O m m以上である一対の電極と ;
透光性セ ラ ミ ッ ク ス放電容器の小径筒部 と 給電導体の封着 性の部分 と の間を封着 しているセ ラ ミ ッ ク ス封止用 コ ンパゥ ン ドの シール と ;
金属ハ ロ ゲン化物を含み、 透光性セ ラ ミ ッ ク ス放電容器内 に封入された放電媒体 と ; を具備 している こ と を特徴と して いる。
本発明は、 電極先端の膨出部内への突出長 と 、 透光性セラ ミ ッ ク ス放電容器の軸線に対 して直角 な面内における電極先 端と 放電容器内面 と の距離と 、 を上記の と お り に規定する こ と によ り 、 電極の周囲の空間を確保 したものである。
本発明の第 5 の高圧放電ラ ンプは、 第 1 ない し 3 のいずれ か一の高圧放電ラ ンプにおいて、 透光性セ ラ ミ ッ ク ス放電容 器は、 その内容積が、 0 . 0 5 c c 以下である こ と を特徴と している。
本発明は、 透光性セ ラ ミ ッ ク ス放電容器の内容積が 0 . 0 — 5 c c 以下の小形の高圧放電ラ ンプにおいて、 一層顕著な効 果を得る こ と ができ る。 なお、 上記内容積は、 これを 0 . 0 4 c c 以下にする こ と ができ る。 ' なお、 高圧放電ラ ンプの定格ラ ンプ電力は 2 0 W以下に設 定する と 効果的である。
本発明の照明装置は、 照明装置本体 と ; 照明装置本体に支 持された第 1 ない し 5 のいずれか一の高圧放電ラ ンプと ; を 具備 している こ と を特徴と している。
本発明 において、 照明装置は、 高圧放電ラ ンプの発光を何 らかの 目 的で用いる あ らゆる装置を含む概念であ り 、 た と え ば照明器具、 移動体用前照灯、 光フ ァ イ バ一用光源、 画像投 射装置、 光化学装置、 指紋判別装置な どに適用する こ と がで さ る。
なお、 照明装置本体 と は、 上記照明装置か ら高圧放電ラ ン プを除いた残余の部分をい う 。
ま た、 本発明の上記以外の好適な適用例は電球形高圧放電 ラ ンァである。 なお、 本発明において、 「電球形高圧放電ラ ンプ」 と は、 高圧放電ラ ンプ、 放電ラ ンプ点灯装置お よび口 金の よ う な受電手段を一体的に備えていて、 電球形蛍光ラ ン プの よ う に 白熱電球用のラ ンプソケ ッ ト に接着するだけで点 灯する こ と ができ る 照明装置をレヽ う 。
本発明は、 発光部が小さ く て制光が容易な小形高圧放電ラ ンプを用いているので、 電球形放電ラ ンプを構成する際には、 反射鏡を一体的に備え る こ と が好ま しい。
そ う すれば、 白熱電球用 に製作されたた と えばダウ ンライ . ト な どの照明器具にそのま ま装着 して配光特性が良好で、 し かも高い色温度のダ ウ ンライ ト を得る こ と ができ る。
図面の簡単な説明
第 1 図は、 本発明の高圧放電ラ ンプの第 1 の実施形態を示 す断面図である。
第 2 図は、 同 じ く 透光性セ ラ ミ ッ ク ス放電容器の各部の寸 法の測定基準を示す要部拡大断面図である。
第 3 図は、 本発明の高圧放電ラ ンプの第 2 の実施形態を示 す断面図である。
第 4 図は、 本発明の高圧放電ラ ンプの第 3 の実施形態を示 す断面図である。
第 5 図は、 本発明の照明装置の一実施形態 と し ての電球形 高圧放電ラ ンプを示す中央断面正面図である。
発明を実施する ための最良の形態
第 1 図及び図 2 を参照 して、 本発明の高圧放電ラ ンプの第 1 の実施形態を説明する。
第 1 図, 第 2 図において、 1 は透光性セ ラ ミ ッ ク ス放電容 器、 2 は給電導体、 3 は電極、 4 はシールである。 透光性セ ラ ミ ッ ク ス放電容器 1 は、 膨出部 1 a および小径筒部 1 b,· 1 b を備えてレ、る。 膨出部 1 a は、 両端が連続的に曲面によ つ て絞られてお り 、 中空のほぼ楕円球状をな している。 小径 筒部 1 b は、 膨出部 1 a と 連続 した曲面によ っ てつなが り 、 一体成形に よ っ て透光性セ ラ ミ ッ ク ス放電容器 2 を形成 して レヽる。
次に、 第 2 図に基づいて透光性セ ラ ミ ッ ク ス放電容器の膨 出部および小径筒部の長 さ の測定基準を説明する。
膨出部 1 a の長 さ r L は、 膨出部 1 a の中央内面か ら図の 左右方向へ膨出部 1 a と 小径筒部 1 b 側の内面に接する直線 s 1 , s 2 を引 レ、た と き に、 当該直線 s 1 , s 2 と 直径軸線 c と の交点 P 1 , P 2 間の距離 とする。
これに対 して、 図において左側の小径筒部 1 b の長 さ は、 膨出部 1 a の長 さ r L の端部すなわち交点 P 1 と 左側の小径 筒部 1 b の端面 (第 2 図においては省略してある。 ) と の問 の距離 1 T 1 と する。 同様に、 図において右側の小径筒部 1 b の長さ は、 交点 P 2 と右側の小径筒部 1 b の端面と の間の 距離 1 T 2 とする。
したがっ て、 透光性セ ラ ミ ッ ク ス放電容器の全長 1 L は、 下式によ り 求める こ と ができ る。
1 L = r L + l T l + l T 2
さ て、 第 1 図に戻っ て説明を続ける。
給電導体 2 は、 封着性の部分 2 a と 、 耐ハロ ゲン化物部分 2 b と 力 ら なる。
封着性の部分 2 a は、 給電導体 2 と 小径筒部 1 b と の間で 透光性セ ラ ミ ッ ク ス放電容器 1 を封止する際に機能する。 耐 ハロ ゲン化物部分 2 b は、 基端が封着性の部分 2 a の先端に 溶接 され、 先端が膨出部 1 a 内に突出 している: そ して、 小 径筒部 1 b の内面 と の間に第 2 図に示すよ う にわずかな隙間 g を形成 している。 電極 3 は、 膨出部 1 a 内に突出する耐ハ ロ ゲン化物部分 2 b と 接続 され、 給電導体 2 と 一体に構成 さ れてレ、る。
再び、 第 2 図において、 電極 3 の先端と 膨出部 1 a の内面 と の寸法関係について説明する。
電極 3 の先端 と 、 こ の先端を含む透光性セ ラ ミ ッ ク ス放電' 容器 1 の軸線 c に対 して直角な面における透光性セ ラ ミ ッ ク ス放電容器 1 の内面 と の距離を d 1 とする と 、 こ の d 1 力 1 , 0 m m以上に構成 されている。
ま た、 電極 3 の透光性セ ラ ミ ッ ク ス放電容器 1 の膨出部 1 a 力 らの突出長 d 2 力 S i . 2 m m以上に構成 されている。
シール 4 は、 小径筒部 1 b お よび封着性の部分 2 a の間に 介在 して透光性セ ラ ミ ッ ク ス放電容器 1 を気密にシールする と と も に、 給電導体 2 を所定の位置に固定 している。 そ して シール 4 を形成する には、 セ ラ ミ ッ ク ス封止用 コ ンノ、。 ゥ ン ド を、 給電導体 2 の封着性の部分 2 a の周 り に施与 し、 加熱溶 融させて封着性の部分 2 a および小径筒部 1 b の内面の間の 隙間に進入 させる。 そ して小径筒部 1 b 内 に挿入 されてレヽる 封着性の部分 2 a の全体を、 セ ラ ミ ッ ク ス封止用 コ ンパゥ ン ドで被覆する と と も に、 さ ら に耐ハロ ゲン化物部分 2 b の基 端部を も被覆する。
と こ ろで、 透光性セ ラ ミ ッ ク ス放電容器 1 内には発光金属 の金属ハ ロ ゲン化物お よび希ガスを含む放電媒体が封入 され てレヽる
第 1 図に示す高圧放電ラ ンプは以下の仕様である。
透光性セ ラ ミ ッ ク ス放電容器は Y A G製で、 膨出部 1 a が 長 さ 6 m m、 肉厚 0 . 5 m m、 小径筒部 l b が外径 1 . 8 m m、 全長 3 5 m mである。
給電導体において 、 封着性の部分 2 a が外径 0 . 6 4 m m のニ オブ棒、 耐ノヽ 口 ゲン化物部分 2 b (お よび電極 3 ) が外 径 0 . 3 m mの タ ンダステ ン棒である。
放電媒体は、 N a 1 0 . 6 m g 、 T l I 0 . 6 m g 、 I n 1 0 . 4 m g 、 水銀 5 m g であ り 、 緩衝ガス と して、 ァルゴ ン約 2 0 k P a 力 S封入 されてレヽる c
次に、 透光性セ ラ ミ ッ ク ス放電容器の膨出部内への電極の 突出長 d 2 を 2 m mに して、 電極先端 と透光性セ ラ ミ ッ ク ス 放電容器の内面 と の間の距離 d 1 を本発明の範囲の内外にわ たっ て変化 させた高圧放電ラ ンプをそれぞれ 2 0 本製作し、 発振周波数 6 0 k H z の放電ラ ンプ点灯回路 (無負荷二次電 圧 : 4 . 5 k V ) を用いて始動不良確率を比較 した結果は、 表 1 の と お り であつ た。 距離 d 1 m m 始動不良確率 (% )
0 . 4 1 0 0
0 . 6 9 5
0 . 8 5 5 1 . 0 0 1 . 2 0
1 . 4 0 第 3 図は、 本発明の高圧放電ラ ンプの第 2 の実施形態を示 す断面図である。 図において、 第 1 図 と 同一部分については 同一符号を付 して説明は省略する。
本実施形態は、 透光性セ ラ ミ ッ ク ス放電容器 1 の膨出部 1 a を長楕円球状に して電極間距離を相対的に大き く した点で 異な る - 第 4 図は、 本発明の高圧放電ラ ンプの第 3 の実施形態を示' す断面図である。 図において、 第 1 図 と 同一部分については 同一符号を付 して説明は省略する。
本実施形態は、 高圧放電ラ ンプを外管内に封装 しないで点 灯するのに好適な構成に している点で異な る。
すなわち、 給電導体の封着性の部分 2 a は酸化 しやすいの で、 空気中 に露出 しないよ う に構成 している。 封着性の部分 2 a の端部に 白金棒 5 を溶接 し、 最初のシール 4 を形成後、 封着性の部分 2 a のシール 4 か ら外部に露出 している部分に セ ラ ミ ッ ク スチ ューブ 6 を嵌めて 、 セ ラ ミ ッ ク ス封止用 コ ン ノ、。ゥ ン ドをセラ ミ ッ ク スチューブ 5 の端部に施与 し、 加熱溶 融さ せて第 2 の シール 7 を形成 した も ので あ る 。
透光性セ ラ ミ ッ ク ス放電容器 1 の外部に位置 している封着 性の部分 1 a は、 セ ラ ミ ッ ク スチュ ーブ 6 お よび第 2 の シ一 ル 7 によ っ て気密に被覆される ので、 高圧放電ラ ンプを外管 内に気密に封装する こ と な く 、 空気中で点灯 させる こ と が可 能になる。
ま た、 本実施形態は、 小径筒部が 1 b と 1 b ' と で長 さが 異なっている。
第 5 図は、 本発明の照明装置の一実施形態 と しての電球形 高圧放電ラ ンプを示す中央断面正面図である。 図において、 第 4 図 と 同一部分については同一符号を付 して説明は省略す る。 ― 本実施形態の電球形高圧放電ラ ンプは、 高圧放電ラ ンプ装 置 1 1 、 放電ラ ンプ点灯装置 1 2 、 受電手段 1 3 およびケ一 ス 1 4 か ら なる。 高圧放電ラ ンプ装置 1 1 は、 高圧放電ラ ン プ 1 1 a お よび反射鏡 1 1 b か らな る。 高圧放電ラ ンプ 1 1 a は、 本発明の高圧放電ラ ンプを用いている が、 特に第 4 図 に示すも のが好適である。 この場合、 長い方の小径筒部 1 b を反射鏡 1 1 b の頂部側に向けて配置する のがよ い。
反射鏡 1 1 b は、 投光開 口 1 1 b 1 、 反射面 1 1 b 2 およ び頂部開 口 1 1 b 3 を備えてレ、る。 そ して、 高圧放電ラ ンプ 1 1 a の膨出部が反射鏡 1 1 b のほぼ焦点に合致する よ う に、 無機接着剤 1 1 c に よ って頂部側の小径筒部 1 b を頂部開 口 1 1 b 3 に固着 して、 高圧放電ラ ンプ 1 1 a を支持 してレ、る。 高圧放電ラ ンプの透光性セ ラ ミ ッ ク ス放電容器の小径筒部 1 b ' が反射鏡 1 1 b の投光開 口 部 1 1 b 1 か ら前方に突出 し ないので、 配光が乱れる こ と がない。
放電ラ ンプ点灯装置 1 2 は、 高周波イ ンバータ および限流 手段を備え、 高圧放電ラ ンプ 1 1 a を点灯する。 そ して、 放 電ラ ンプ点灯装置 1 2 は、 高圧放電ラ ンプ装置 1 1 の反射鏡 1 1 b の背後に配設 されている。 高圧放電ラ ンプ 1 1 a の点 灯に伴っ て発生する熱は反射鏡 1 1 b によ っ て遮熱されるの で、 放電ラ ンプ点灯装置 1 2 は、 安定に作動する。
受電手段 1 3 は、 ね じ 口 金か らな り 、 当該ね じ 口金がラ ン プソ ケ ッ ト (図示 しない。 ) に装着 された際に受電 して放電 ラ ンプ点灯装置 1 2 を付勢する。
ケー ス 1 4 は、 以上の各構成要素を収納 して、 所定の位置 . 関係に保持 している が、 流線型形状部分を備えている こ と に よ り 、 ダウ ンライ ト な どの照明器具に対する適合率を高めて いる。
産業上の利用の可能性
本発明 に よれば、 始動が容易で、 しかも グロ 一放電からァ ーク 放電への転移が容易で、 スパ ッ タ リ ングによ る透光性セ ラ ミ ッ ク ス放電容器の黒化を防止 した小形の高圧放電ラ ンプ を提供する こ と ができ る。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 両端が連続的な曲面に よ っ て絞 られている膨出部 と 、 膨 — 出部の両端に連通 して配置 され膨出部よ り 内径が小さ い小径 筒部 と を備える と と も に、 内容積が 0 . 1 c c 以下の透光性 セ ラ ミ ッ ク ス放電容器と ;
封着性の部分 と 、 封着性の部分の先端に基端が接続されて いる耐ハ ロ ゲン化物部分 と を備え、 透光性セ ラ ミ ッ ク ス放電 容器の小径筒部内に挿入されて、 耐ハ ロ ゲ ン化物部分が小径 筒部の内 面 と の間にわずかな隙間 を形成 し て い る 給電導体 と ;
耐ハ ロ ゲ ン化物部分の先端に配設 されて、 透光性セ ラ ミ ッ ク ス放電容器の膨出部内に位置 している と と も に、 先端と 、 こ の先端を含む透光性セ ラ ミ ッ ク ス放電容器の軸線に対 して 直角 な面内における透光性セラ ミ ッ ク ス放電容器の内面 と の 間の距離 d 1 が 1 . 0 m m以上である一対の電極と ;
透光性セ ラ ミ ッ ク ス放電容器の小径筒部 と 給電導体の封着 性の部分 と の間を封着 しているセラ ミ ッ ク ス封止用 コ ンパゥ ン ドの シール と ;
金属ハ ロ ゲン化物を含み、 透光性セ ラ ミ ッ ク ス放電容器内 に封入された放電媒体と ;
を具備 している こ と を特徴 とする高圧放電ラ ンプ。
2 . 電極の先端 と 、 こ の先端を含む透光性セ ラ ミ ッ ク ス放電 容器の軸線に対 して直角な面内における透光性セ ラ ミ ッ ク ス 放電容器の内面 と の間の距離 d l は、 1 . 2 m m以上である こ と を特徴 とする請求項 1 記載の高圧放電ラ ンプ。
3 . 両端が連続的な曲面に よ っ て絞 られている膨出部 と 、 膨 出部の両端に連通 して配置 され膨出部よ り 内径が小さ い小径 筒部 と を備える と と も に、 内容積が 0 . 1 c c 以下の透光性 セ ラ ミ ッ ク ス放電容器と ;
封着性の部分 と 、 封着性の部分の先端に基端が接続されて いる耐ハロ ゲン化物部分と を備え、 透光性セ ラ ミ ッ ク ス放電 容器の小径筒部内に挿入 されて、 耐ハロ ゲン化物部分が小径 筒部の内 面 と の間 にわずかな隙間 を形成 して い る 給電導体 と ;
耐ハロ ゲン化物部分の先端に配設 されて、 透光性セ ラ ミ ッ ク ス放電容器の膨出部内に先端が 1 . 2 m m以上突出 してい る一対の電極と ;
透光性セ ラ ミ ッ ク ス放電容器の小径筒部 と 、 給電導体の封 着性の部分 と の間を封着 しているセ ラ ミ ッ ク ス封止用 コ ンパ ゥ ン ドの シール と ;
金属ハ ロ ゲ ン化物を含み、 透光性セ ラ ミ ッ ク ス放電容器内 に封入された放電媒体 と ;
を具備 している こ と を特徴 とする高圧放電ラ ンプ。
4 . 両端が連続的な曲面によ っ て絞 られている膨出部 と 、 膨 出部の両端に連通 して配置 され膨出部よ り 内径が小さい小径 筒部 と を備える と と も に、 内容積が 0 . I c e 以下の透光性 セ ラ ミ ッ ク ス放電容器と ;
封着性の部分と 、 封着性の部分の先端に基端が接続されて いる耐ハロ ゲン化物部分と を備え、 透光性セ ラ ミ ッ ク ス放電 容器の小径筒部内に挿入されて、 耐ハ ロ ゲ ン化物部分が小径 筒部の内 面 と の間にわずかな隙間 を形成 してい る 給電導体 と ;
耐ハロ ゲン化物部分の先端に配設 されて、 透光性セ ラ ミ ッ タ ス放電容器の膨出部内に先端が 1 . 2 m m以上突出 してい る と と も に、 透光性セ ラ ミ ッ ク ス放電容器の軸線に対 して直 角でかつ先端を含む面内における透光性セ ラ ミ ッ ク ス放電容 器の内面 と 、 先端と の間の距離 d 1 が 1 . O m m以上である 一対の電極 と ;
透光性セ ラ ミ ッ ク ス放電容器の小径筒部 と 、 給電導体の封 着性の部分 と の間を封着 しているセ ラ ミ ッ ク ス封止用 コ ンパ ゥ ン ドの シーノレ と ;
金属ハ ロ ゲ ン化物を含み、 透光性セ ラ ミ ッ ク ス放電容器内 に封入された放電媒体 と ;
を具備 している こ と を特徴とする高圧放電ラ ンプ。
5 . 透光性セ ラ ミ ッ ク ス放電容器は、 その内容積が 0 . 0 5 c c 以下である こ と を特徴 とする請求項 1 ない し 4 のいずれ か一記載の高圧放電ラ ンプ。
6 . 照明装置本体と ;
照明装置本体に支持 された請求項 1 ない し 5 のいずれか一 記載の高圧放電ラ ンプと ;
を具備 している こ と を特徴 とする照明装置。
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