WO2007023689A1 - 金属蒸気放電ランプ、および当該金属蒸気放電ランプを有する照明装置 - Google Patents

Description

明 細 書

金属蒸気放電ランプ、および当該金属蒸気放電ランプを有する照明装置 技術分野

[0001] 本発明は、金属蒸気放電ランプ、および当該金属蒸気放電ランプを有する照明装 置に関する。

背景技術

[0002] 大光束、高効率、長寿命である金属蒸気放電ランプ、例えばメタルノヽライドランプは 、従来、前記特徴から種々の場所で広く使用されている。最近ではコンパクトで演色 性の良い、低消費電力のメタルノ、ライドランプが開発され、店舗等のスポットライト用 照明装置の光源として用いられている。スポットライト用に使用するには、特にコンパ タト性が重視される。そのようなメタルノヽライドランプが特許文献 1に開示されて ヽる。

[0003] 当該メタルハライドランプ 200を図 8 (a)に示す。

メタルノヽライドランプ 200は、内部に一対の電極 (不図示）が配された発光管 202を 有する。発光管 202からは、前記各電極に電気的に接続された導線 204、 206が導 出され、導線 206はさら〖こ、導線 208に接続されている。導線 204, 208の一端部は 、それぞれ金属箔 210, 212に接続されている。また、メタルハライドランプ 200は、 発光管 202をはじめとする上記した構成部材をすベて収納する外管 214を有してい る。

[0004] 外管 214における前記金属箔 210, 212の存する側の一端部部分は、いわゆるピ ンチシール法によって圧潰され当該金属箔 210, 212相当部分において気密封止さ れている。ここで、外管 214において前記圧潰封止されてなる部分をピンチシール部 216と称することとする。外管 214の他端部部分の凸部 218は、当該外管 214内を真 空引きする際に用 、た排気管の残部であるチップオフ部 218である。外管 214内を 真空にするのは、ランプ点灯時に高温にさらされる導線 204, 206, 208等の金属部 材の酸ィ匕を防止するためである。なお、図 8 (a)には現れないが、金属箔 210, 212 の導線 204, 208接続側とは反対側の端部の各々には、リード線 220, 222 (図 8 (b) )が接続され各リード線 220, 222はそれぞれ力 後述する口金 226のピン 232, 23 4に接続されている。

[0005] 発光管 202や外管 214等力もなり、上記のような構成を有する組立体 224には、口 金 226が装着されている。当該口金 226には、例えば、図 8 (a)に示すようなピンタイ プが用いられる。

図 8 (b)に、口金 226の斜視図と外管 214のピンチシール部 216を示す。 口金 226は、全体的に円柱状をした絶縁部 228を有する。絶縁部 228は、溝部 230 を有する。前記組立体 224は、そのピンチシール部 216を、前記溝部 230に挿入し て支持された状態で、溝部 230に無機接着剤 (不図示)が充填されて固着される。な お、絶縁部 228底部には、金属材料力もなる中空のピン 232, 234が植設されている 。ピンチシール部 216を溝部 230に挿入する際に、前記各リード線 220, 222が対応 するピン 232, 234の貫通孔（不図示）に揷通される。

[0006] 上記の構成力もなるメタルハライドランプ 200は、発光管 202が破損し、外管 214が 損傷した場合でも安全性が確保できるように、取り付けた状態で当該メタルノヽライドラ ンプ 200の周囲を覆う構造を有する照明器具に用いられる。因みに、当該照明器具 において光を取り出す部分には、透光性を有するガラス部材 (以下、「前面ガラス」と 言う。）が用いられている。

[0007] 一方で、スポットライト用の照明器具には、前面ガラスを有しない下面開放型のもの もあり、こうした下面開放型照明器具にメタルノ、ライドランプを使用したいといった要 請があるが、この場合にも、やはり安全性を確保する必要がある。このために、メタル ノ、ライドランプ 200自身に、さらに、外管 214を覆う第 2外管を設けるといった構造と することが考えられる。第 2の外管を設ける場合でも、コンパクト性を重視する観点か ら、出来る限り第 2の外管は、小さくすることが好ましい。すなわち、外管 214の外径と 第 2の外管の内径とを近づけ、両者の間の間隙を可能な限り小さくすることが好まし い。

特許文献 1：特開平 11― 96973号公報（図 6)

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0008] し力しながら、上記の観点力も第 2の外管を設計すると、以下に記す理由から、当 該第 2の外管が外管 214に嵌らなくなるといった事態が生じる。

すなわち、組立体 224力 口金 226に対して傾いて取り付けられる場合があり、この 場合に、第 2の外管に外管 214が干渉してしまうからである。ピンチシール部 216は、 図 8 (b)の C C断面図に示すように、その加工法上、全体的に厚みが一様ではなく 、両端部分に膨出部 236, 238が発生する。膨出部 236, 238の厚みがばらつくの で、溝部 230の溝幅 D4よりも膨出部の厚み D5が小さくなり過ぎた場合は、外管 214 (組立体 224全体）力 ピンチシール部 216の厚み方向に傾いてしまうのである。

[0009] 第 2の外管が嵌らなくなるといった上記の問題を解消するため、当該第 2の外管を 大きく（内径を拡げる）ことが考えられるが、そうすると、コンパクトィ匕の要請に反し、第 2の外管の中で組立体 224が傾いて見えるといった意匠的な不具合も生じる。

また、溝部 230の溝幅 D4を狭くすることも考えられる力 膨出部の厚み D5がそれ 以上に大きくばらついてしまった場合には、組立体 224が口金 226に取付られなくな るものが発生し、製品としての歩留まりが低下してしまう。

[0010] 本発明は、上記した課題に鑑み、可能な限り歩留まりを低下させず、かつ、コンパク ト性を確保できる金属蒸気放電ランプ、および当該金属蒸気放電ランプを有する照 明装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

[0011] 上記の目的を達成するため、本発明に係る金属蒸気放電ランプは、一端部にピン チシール部を有し、内部に発光管が収納されてなる筒状をした気密容器と、一端が 閉塞され他端が開口されてなる筒状をし、前記気密容器に被せられた保護容器と、 前記気密容器を前記ピンチシール部で支持すると共に、前記保護容器を開口端部 で支持する口金とを有する金属蒸気放電ランプであって、前記ピンチシール部は、 略一様な厚みの板状部と、当該板状部からその幅方向に延出され前記板状部よりも 大きな厚みを有する膨出部と、を有し、前記口金は、前記膨出部の厚みよりも小さな 間隔で対向配置された第 1および第 2の支持部を有していて、前記気密容器は、前 記両支持部間に前記板状部が嵌め込まれて支持されていることを特徴とする。

[0012] また、前記ピンチシール部と前記両支持部とがその間隙に充填された無機接着剤 で固着されていることを特徴とする。 上記の目的を達成するため、本発明に係る照明装置は、ソケットを有し、光射出方 向前方が開放されてなる照明器具と、前記ソケットに前記口金が装着された上記金 属蒸気放電ランプとを有することを特徴とする。

発明の効果

[0013] 上記構成からなる本発明に係る金属蒸気放電ランプによれば、ピンチシール部の 比較的厚みの安定する板状部を、対向配置された第 1および第 2の支持部間に嵌め 込んで、筒状をした気密容器を支持する関係上、できる限り第 1の支持部と第 2の支 持部の対向間隔を板状部の厚みに近づけることができるので、気密容器の口金に対 する傾きを可能な限り抑制することができる。その結果、同じく筒状をし、前記気密容 器に被せられる保護容器の小型化が可能となり、ランプ全体をコンパクトにすることが できる。また、厚みの安定する前記板状部を支持することとしたので、当該板状部が 第 1および第 2支持部の支持部間に嵌らないといった事態を可能な限り回避でき、ラ ンプ製造上の歩留まりの低下を抑制できる。

[0014] また、本発明に係る照明装置によれば、上記金属蒸気放電ランプを有しているので 、コンパクトな照明装置が実現できる。また、ランプ自身が保護容器を備えているので 、前方開放型の照明器具にかかわらず、安全性を確保できる。

図面の簡単な説明

[0015] [図 1]図 1は、実施の形態に係るメタルノ、ライドランプの一部切欠正面図である。

[図 2]図 2は、上記メタルハライドランプの一部切欠側面図である。

[図 3]図 3は、上記メタルハライドランプが備える口金の斜視図および内管のピンチシ 一ル部を示す図である。

[図 4]図 4 (a)は上記口金の平面図であり、図 4 (b)は図 1における A— A線断面図で ある。

[図 5]図 5 (a)、図 5 (b)共に、上記口金の一変形例を示す平面図である。

[図 6]図 6は、実施の形態に係る照明装置を示す図である。

[図 7]図 7は、上記照明装置を構成するメタルノ、ライドランプおよび照明器具のソケッ ト部分の断面を示す図である。

[図 8]図 8 (a)は、従来のメタルノヽライドランプの正面図であり、図 8 (b)は、当該メタル ハライドランプの備える口金の斜視図およびピンチシール部を示す図である。

符号の説明

[0016] 12 発光管

14 内管

16 外管

18 80, 94 口金

50 ピンチシール部

74 板状部

76 膨出部

66 82, 96 第 1支持部

68 84, 98 第 2支持部

110

112 照明器具

114 ソケット

発明を実施するための最良の形態

[0017] 以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

図 1は、高圧金属蒸気放電ランプの一例として示すメタルノヽライドランプ 10の一部 切欠正面図であり、図 2は、同一部切欠右側面図である。メタルノ、ライドランプ 10の 定格電力は 70[W]である。

メタルノヽライドランプ 10は、発光管 12と当該発光管 12を収納する気密容器である 内管 14と当該内管 14に被せられた保護容器である外管 16とを備える 3重管構造を 有し、前記内管 14と前記外管 16とが、 E型の口金 18に支持されてなるメタルハライド ランプである。

[0018] 発光管 12は、本管部 20と当該本管部 20の管軸方向両側に形成された細管部 22 , 24とからなる外囲器 26を有している。本管部 20および細管部 22, 24は、例えば、 透光性セラミックで形成されている。透光性セラミックには、例えば、アルミナセラミック を用いることができる。図 1、図 2に示す例では、外囲器 26は、本管部 20と細管部 22 , 24とをそれぞれ別個に成形した後、両者を焼きばめによって一体ィ匕したものを用い ているが、これに限らず、例えば、外囲器には、本管部と 2つの細管部とを一体成形 によって形成されたものを用いても構わな 、。

[0019] 本管部 20は、気密封止された放電室 (不図示)を有し、当該放電室には、一対の 電極 (不図示）が対向して配置されている。また、放電室には、金属ハロゲン化物、希 ガス、および水銀がそれぞれ所定量封入されている。金属ハロゲン化物としては、ョ ゥ化ナトリウムやヨウ化ジスプロシウム等が用いられる。

細管部 22, 24の各々には、先端部に前記各電極が接合された給電体 28, 30が 挿入されている。給電体 28, 30は、それぞれの細管部 22, 24における、本管部 20 とは反対側の端部部分に流し込まれたフリットからなるシール材 32, 34によって封着 されている。なお、図 1、図 2に現れているシール材 32, 34部分は、細管部 22, 24端 部からはみ出た部分である。

[0020] 給電体 28の電極とは反対側の端部は電力供給線 36に電気的に接続されており、 同じぐ給電体 30の電極とは反対側の端部が電力供給線 38に電気的に接続されて いる。

電力供給線 36, 38はそれぞれ、金属箔 40, 42を介して、外部リード線 44, 46に 電気的に接続されている。なお、一方の電力供給線 36において、少なくとも他方の 電力供給線 38やこれに接続された給電体 30と対向する部分は、例えば石英ガラス 力もなるスリーブ 48で被覆されて 、る。

[0021] 外部リード線 44は口金 18の後述するシェル部 60に、外部リード線 46は口金 18の 後述するアイレット部 62にそれぞれ電気的に接続されている。

上記した発光管 12等は、図 1、図 2に示すように、筒状、例えば円筒状をした内管 1 4内に収納されている。内管 14は、例えば石英ガラスからなり、前記金属箔 40, 42の 存する側の一端部部分は、 V、わゆるピンチシール法によって圧潰され当該金属箔 4 0, 42相当部分において気密封止されている。したがって、内管 14は、片封止型の 気密容器であるといえる。ここで、内管 14において前記圧潰封止されてなる部分をピ ンチシール部 50と称することとする。なお、ピンチシール部 50の詳細については後 述する。

[0022] 内管 14の他端部部分の凸部 52は、当該内管 14内を真空引きする際に用いた排 気管の残部であるチップオフ部 52である。内管 14内を真空にするのは、ランプ点灯 時に高温にさらされる前記給電体 28, 30、電力供給線 36, 38等の金属部材の酸化 を防止するためである。酸ィ匕防止の観点から、内管 14の内部 (であって、発光管 12 の外部）は、真空にするのではなぐ不活性ガスを充満させることとしても構わない。

[0023] なお、前記ピンチシール部 50が口金 18に支持され、両者は無機接着剤 54によつ て固着されているのであるが、その支持構造等については後述する。無機接着剤 54 は、シリカおよびアルミナを主成分とするものであり、 1000°Cの耐熱温度を有する。 内管 14には、図 1、図 2に示すように有底筒状をした (すなわち、一端が閉塞され他 端が開口されてなる筒状をした)外管 16が被せられている。外管 16は、例えば硬質 ガラスからなり、保護管として機能する。すなわち、発光管 12が破損し、内管 14が損 傷した場合であってもそれ以上の破片等の拡散を防ぐ役割を果たす。また、この外 管 16は、ランプのコンパクト性を確保するために内管 14と同じ筒状、例えば円筒状 であり、組立工程において外管 16を内管 14に被せる際のクリアランスを確保するた めに、内管 14との間の隙間が平均で lmn！〜 2mmある。外管 16は、その開口端部 5 6が口金 18に支持され、両者は無機接着剤 54によって固着されているのであるが、 その支持構造等については後述する。

[0024] 図 3に、口金 18の斜視図と内管 14のピンチシール部 50とを示す。また、図 4 (a)に 口金 18の平面図を、図 4 (b)に図 1における A— A線断面図を示す。なお、煩雑さを 避けるため、図 4 (b)では、無機接着剤 54の図示を省略している。

口金 18は、全体的に絶縁材料であるステアタイトからなる絶縁部 58で形成されて おり、当該絶縁部 58に対し、図 3に示すように、導電材料からなり、前記外部リード線 44, 46を接続するためのシェル部 60、アイレット部 62が設けられた構成を有してい る。

[0025] 絶縁部 58は、有底円筒部 64を有する。また、絶縁部 58は、有底円筒部 64の底部 力も立設された柱体をした第 1支持部 66、第 2支持部 68を有している。第 1支持部 6 6と第 2支持部 68は、図 4 (a)に示すように、対向配置されており、対向する部分の側 壁 66a、 68aは、平行な平面に形成されている。また、側壁 66a、 68aと反対側の側 壁 66b、 68bは、円柱外周の一部を成すような面に形成されている。なお、図 4 (a)に おいて、符号 70が指すのは、外部リード線 44をシェル部 60へ導出するための貫通 孔であり、符号 72が指すのは、外部リード線 46をアイレット部 62へ導出するための 貫通孔である。

[0026] ピンチシール (圧潰封止）は、加熱軟化させた封止予定部を、一対のピンチャー（押 型）により両側力も機械的に圧潰する加工法である。一対のピンチャーの平行な 2平 面間で圧潰するため、当該 2平面間に存する部分は、略一様な安定した (加工される 部材間でばらつきの少な 、)厚みを有する板状となる。図 3の B— B線断面図にぉ 、 て、符号 74で示す領域力 Sこの板状となった部分である（以下、この部分を「板状部 74 」と称する。 ) oピンチャーの前記 2平面間からはみ出し、前記板状部 74の幅方向に 延出される部分は、当該 2平面の最終間隔 (板状部 74の厚み)よりも大きな厚みに膨 出する。 B— B線断面図に、符号 76で示す領域力この膨出した部分である（以下、こ の部分を「膨出部 76」と称する。 )₀膨出部 76は、ピンチャーの押圧面 (前記 2平面以 外の押圧面）に比較的拘束されずに形成される部分なので、その形状は不安定で、 厚みもばらつく。

[0027] 従来は、膨出部 236, 238を専ら支持するようにして 、るので（図 8 (a)、（b) )、既述 したように、外管 214が口金 226に対して傾いて取り付けられる事態が発生するので ある。

本実施の形態では、図 4 (b)に示すように、第 1支持部 66および第 2支持部 68で、 安定した一様な厚みの板状部 74を専ら支持することとした。すなわち、第 1支持部 6 6と第 2支持部 68の間に板状部 74を嵌め込んで支持することとした。こうすることによ り、板状部 74が嵌め込まれた状態での、当該板状部 74と第 1、第 2支持部 66, 68と の間の間隙をできるだけ少なくすることができ、その結果、口金 18に対し内管 14をピ ンチシール部 50の厚み方向に可能な限り傾力せることなく支持することができるので ある。板状部 74の厚み D1 (図 3)は、例えば、 2. 1 ±0. 1mmの加工精度で仕上が るのに対し、膨出部 76の厚み D2 (図 3)は、例えば、 3. 5±0. 5mmといった具合に ばらつく。この場合に、第 1支持部 66と第 2支持部 68の対向配置間隔 D3 (図 3)は、 D2よりも小さな、例えば、 2. 5mmとすることができる。

[0028] また、第 1支持部 66、第 2支持部 68は、外管 16もその開口端部 56 (図 1)で支持し ている。すなわち、図 4 (a)、（b)に示すように、外管 16は、側壁 66bおよび側壁 68b にガイドされて外挿され、当該第 1支持部 66、第 2支持部 68に支持される。

次に、口金の変形例について、図 5 (a)、（b)を参照しながら説明する。図 5 (a)、 (b )は、変形例に係る口金の平面図である。図 5において、外管 16と内管 14のピンチシ ール部 50とは、一点鎖線で表している。

(変形例 1)

変形例 1に係る口金 80では、第 1支持部 82と第 2支持部 84とをそれぞれ、複数 (本 例では 2個）の支持部材で構成することとした。すなわち、第 1支持部 82は、第 1ピン チシール部支持部材 86と第 1外管支持部材 88とで構成し、第 2支持部 84は、第 2ピ ンチシール部支持部材 90と第 2外管支持部材 92とで構成することとした。

(変形例 2)

変形例 2に係る口金では、各支持部をさらに多くの支持部材で構成することとした。 具体的には、第 1支持部 98を、円柱状をした 5個の支持部材 100で構成することとし 、その内、 2個の支持部材 100をピンチシール部 50の支持に割り当て、残り 3個の支 持部材を外管 16の支持に割り当てることとした。第 2支持部 98も、 5個の支持部材 10 2で構成することとし、当該 5個の支持部材 102を、第 1支持部 96と同様に割り当てた

[0029] 続いて、メタルノヽライドランプ 10を光源に有するスポットライト用の照明装置を図 6、 図 7を参照しながら説明する。

図 6に示すように、当該照明装置 110は、照明器具 112と当該照明器具 112に装 着されるメタルノ、ライドランプ 10とで構成される。当該照明器具 112は、スポットライト 用であると共に、メタルノ、ライドランプ 10からの光射出方向に前面ガラスを有しない、 前方開放型の照明器具である。照明器具 112は、例えば、天井に取り付けられる。こ のように天井等に取り付けられると、光射出方向は下方となる。したがって、この場合 、照明器具は下面開放型となる。また、メタルノ、ライドランプ 10を点灯させるための安 定器 (不図示）は、天井内に埋め込まれる等して当該天井に設けられる。

[0030] 図 7は、メタルハライドランプ 10の口金 18が装着された状態で、照明器具 112のソ ケット 114の断面を示す図である。図 7に示すように、ソケット 114は、本体部 116と、 当該本体部 116内に設けられた第 1端子 118、および第 2端子 120を有する。第 1端 子 118は、シェル部 60と螺合する雌ねじ形状に形成されていて、シェル部 60を当該 第 1端子 118にねじ込むことによって、シェル部 60と第 1端子 118とが電気的に接続 されると共に、口金 18 (メタルノヽライドランプ 10)がソケット 114 (照明器具 112)に取 付られることとなる。ねじ込み完了状態において、断面「コ」字状をし、弾性片からなる 第 2端子 120の一端部部分にアイレット部 62が当接し、第 2端子 120が弾性変形して (橈んで)、第 2端子 120とアイレット部 62とが電気的に接続されることとなる。

[0031] 以上、本発明を実施の形態に基づいて説明してきた力 本発明は、上記した形態 に限らないことは勿論であり、例えば、以下のような形態としても構わない。

(1)上記実施の形態のメタルノヽライドランプでは、口金に E型（エジソンベース）のもの を用いたが、本発明は、ピンタイプやスワン式の口金にも適用可能である。

(2)上記実施の形態のメタルハライドランプは定格電力が 70[W]であったが、本発明 は、定格電力 20[W]〜 150[W]のものに適用可能である。

(3)上記実施の形態では、本発明をメタルハライドランプに適用した例を示したが、 本発明は、他の種類の高圧金属蒸気放電ランプ、例えば、高圧水銀灯、高圧ナトリ ゥム灯等にも適用可能である。

産業上の利用可能性

[0032] 本発明に係る金属蒸気放電ランプは、例えば、コンパクト性が要求されると共に、前 方開放型の照明器具に装着しても安全性が確保できるランプとして好適に利用可能 である。

Claims

請求の範囲

[1] 一端部にピンチシール部を有し、内部に発光管が収納されてなる筒状をした気密 容器と、

一端が閉塞され他端が開口されてなる筒状をし、前記気密容器に被せられた保護 容器と、

前記気密容器を前記ピンチシール部で支持すると共に、前記保護容器を開口端 部で支持する口金とを有する金属蒸気放電ランプであって、

前記ピンチシール部は、略一様な厚みの板状部と、当該板状部からその幅方向に 延出され前記板状部よりも大きな厚みを有する膨出部と、を有し、

前記口金は、前記膨出部の厚みよりも小さな間隔で対向配置された第 1および第 2 の支持部を有していて、

前記気密容器は、前記両支持部間に前記板状部が嵌め込まれて支持されている ことを特徴とする金属蒸気放電ランプ。

[2] 前記ピンチシール部と前記両支持部とがその間隙に充填された無機接着剤で固 着されていることを特徴とする請求項 1記載の金属蒸気放電ランプ。

[3] ソケットを有し、光射出方向前方が開放されてなる照明器具と、

前記ソケットに前記口金が装着された請求項 1または 2記載の金属蒸気放電ランプ とを有することを特徴とする照明装置。