JP2003016996A - 放電ランプ用発光体 - Google Patents
放電ランプ用発光体Info
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- Discharge Lamp (AREA)
Abstract
簡単な構造で提供する。 【解決手段】 両端が開放した同一内径を有する円筒ガ
ラス体からなるハウジング13の両端に、封止用スペー
サ16,17に固定された放電電極14,15を挿入す
る。放電室18には放電ガスが充填され、この状態で封
止用スペーサ16,17がハウジング13に溶着固定さ
れる。
Description
体、特に簡単な構造で量産性に優れかつ耐久性の高い放
電ランプ用発光体に関する。
家庭用又は業務用電灯、街路灯、壁面投影ランプ、広告
あるいは電飾ランプ、自動車ランプ、映写機用ランプあ
るいはプロジェクタ用ランプとして広く用いられてい
る。このような放電ランプは、放電ガスが充填された放
電室内に放電電極が対向配置され、この放電電極に所定
の電圧を印加することによって放電ガスの電離により発
光作用が行われ、この発光輝度あるいは発光色等は使用
する放電ガスの種類、放電室の圧力等により種々選択す
ることができる。
源接続用のソケットが封止されたガラス外管内に発光体
が収納された構成からなるが、この発光体は従来におい
て所望の放電特性を得るために複雑な構造からなり、量
産性に乏しくこの結果高価格になってしまうという問題
があった。また、放電ランプは高耐久性が求められる
が、使用時に加えられる外部からの衝撃あるいは熱的負
荷により容易に破損してしまうという問題があった。
て、放電ランプの一種であるメタルハライドランプの発
光体として特開平5−217555号が知られている。
この従来装置では、石英製発光管の内部に一対の電極が
挿入され、封止された放電空間部には所定量の水銀及び
ヨウ化ナトリウム、ヨウ化スカンジウム等と共に始動用
ガスとしてキセノンが封入されている。この放電空間部
の両端には封止部が連設されており、この封止部に設け
られた金属箔を介して前記電極と外部リード線が接続さ
れている。
ては、発光管内部に両電極を所定位置で対向配置するこ
とが困難であり、石英発光管を加熱してその両端を狭窄
加工する時に内部の電極位置が変化してしまうという問
題があった。また、放電空間部と封止部との連設にも複
雑な加熱溶融工程が必要であり、量産性、耐久性の点に
おいても種々の問題があった。
置ずれは、自動車ランプ、映写機用ランプあるいはプロ
ジェクタ用ランプ等として放電ランプを用いる場合に
は、発光源の位置が規定値からずれることによって、所
望の集光作用が得られないという問題を生じさせてい
た。
ものであり、その目的は、簡単な構造で量産性及び耐久
性に優れた、かつ対向電極の位置を正しく定めることの
できる改良された放電ランプ用発光体を提供することに
ある。
に、本発明は、両端が開放した同一内径を有する円筒透
明体からなるハウジングと、ハウジング内に両端から挿
入され、互いに所定間隙をもって対向配置される一対の
放電電極と、各放電電極の電極軸が固着され、ハウジン
グの内径とほぼ同一又は僅かに小さい外径を有し、ハウ
ジングの軸方向に沿ってハウジング内の固定位置が調整
可能な封止用スペーサとを含み、ハウジングと両封止用
スペーサで画定された放電室に放電ガスが充填された状
態で、かつ両放電電極が所定間隙となる位置で両封止用
スペーサがハウジングに固定されていることを特徴とす
る。
を有する円筒透明体からなるハウジングと、ハウジング
の内径とほぼ同一又は僅かに小さい外径を有しハウジン
グ内に両端から挿入され、ハウジングの軸方向に沿って
ハウジング内の固定位置が調整可能な一対の放電電極と
を含み、ハウジングと両放電電極で画定された放電室に
放電ガスが充填された状態で、かつ両放電電極が所定間
隙となる位置で両放電電極がハウジングに固定されてい
ることを特徴とする。
せる皿状部が形成されていることを特徴とする。
ための突起部が設けられていることを特徴とする。
適な実施形態を説明する。
まれたメタルハライドランプを示し、このランプはガラ
ス外管30の開放端が電源ソケット31によって封止さ
れた構造を有する。電源ソケット31にはソケットピン
32,33が固定されており、電源との接続が行われ
る。ガラス外管30の内部には、前述した発光体10が
収納され、その両端に設けられた電極軸11,12は前
記ソケットピン32,33とリード線34,35によっ
て電気的に接続されている。周知のように、ガラス外管
30の内部は不活性ガスで充填されている。
まれた自動車用ランプを示し、ガラス外管130及びソ
ケット131の構造は図1とほぼ同様であるので図1の
符号に100を加えて示し、詳細な説明を省略する。
ンプにおいては、ガラス外管130内における発光体1
0の固定位置がきわめて重要であり、この固定位置が所
定位置からずれると、所望の集光作用が得られないとい
う問題がある。
0の好適な実施形態が示されている。ハウジング13は
両端が開放した同一内径を有する円筒ガラス体からな
り、例えば内径0.66mmの国際基準DO−34型の
ガラスダイオード容器を用いることが好適である。これ
らのハウジング13は長い円筒ガラス体を任意の長さに
切断することによって極めて容易にかつ大量に供給する
ことができる。
4,15が両開口端から挿入され、互いに所定間隙をも
って対向配置されている。両電極14,15はそれぞれ
前述した電極軸11,12に一体に連結されており、各
電極14,15と各電極軸11,12は一体構造でもあ
るいは他の種類の異なる金属を溶着した構造でもよい。
例えば、電極14,15を鉄あるいは鉄合金材から構成
し、これに電極軸11,12としてデュメット線を用
い、両者を溶着することも好適である。
スペーサ16,17に固着されている。封止用スペーサ
16,17は実施形態において中央に透孔16a,17
aが設けられた円盤形状からなり、その外径はハウジン
グ13の内径とほぼ同一又は僅かに小さく形成されてい
る。後に詳述するように、各封止用スペーサ16,17
の透孔16a,17aにはそれぞれの放電電極軸11,
12が挿入され、この状態で加熱することにより封止用
スペーサ16,17と放電電極軸11,12とが溶着結
合される。
径を有する円筒透明体とし、その内径と各封止用スペー
サ16,17の外径をほぼ同一又は僅かに小さくしたこ
とにより、各放電電極軸11,12を固定した封止用ス
ペーサ16,17はハウジング13内でその軸方向に任
意に位置調整可能であり、放電電極14,15との間隙
を所定値に定めた状態で封止用スペーサ16,17とハ
ウジング13とを所望の加熱状態とすることによって両
者を溶着固定することができる。
間隙を所定値に定めた状態でハウジング13と両封止用
スペーサ16,17により放電室18が画定され、この
放電室18内には所望の放電ガスが充填封止されること
となる。放電ガスは放電ランプの特性に合わせて任意に
選択され、キセノン、アルゴン等の希ガスが任意に選択
され、またこの放電室18には必要に応じて金属ハロゲ
ン化物、水銀等の添加材が同時に封入される。ハロゲン
化物あるいは水銀は発光体の始動電圧を調整するために
有益である。
スペーサ16,17の溶着及び封止用スペーサ16,1
7とハウジング13との溶着は例えば350〜1500
℃の加熱温度でバーナ等によって加熱することによって
所望の溶着固定を行うことができる。この時、放電電極
軸11,12をデュメット線から形成することにより、
封止用スペーサ16,17と各放電電極軸11,12と
の溶着を容易にかつ確実に行うことができる。すなわ
ち、デュメット線は、芯材となる鉄とニッケル合金線材
の表面に主として銅と硝酸塩からなる被覆材が被覆され
ており、このデュメット部分とガラスからなる封止用ス
ペーサ16,17が容易にしっかりと密着される。
3、放電電極15,放電電極軸12及び封止用スペーサ
17の固定方法が示されている。
封止用スペーサ17の透孔17aに挿入され、前述した
所定の加熱温度例えば350〜1500℃に加熱され、
放電電極軸12と封止用スペーサ17とがしっかりと溶
着される。
ペーサ17と放電電極15が一体化された電極アセンブ
リがジグに多数設けられたジグ穴に支持されているハウ
ジング13の内部に落とし込まれる。この時、封止用ス
ペーサ17とハウジング13との軸方向に沿った位置は
ジグの支え位置を任意に設定することによって選択さ
れ、図4Bの鎖線で示すように、軸方向位置が符号Gで
示されるように調整可能である。本発明によれば、封止
用スペーサ17をハウジング13に挿入する時、ハウジ
ング13の内径と封止用スペーサ17の外径はほぼ同一
又は僅かなクリアランスに選定されており、ハウジング
13内に封止用スペーサ17を挿入することに何ら支障
はない。実際上はハウジング13はジグの下型に多数個
(例えば数百個)配置されており、この中に前述したよ
うに封止用スペーサ17が所望の位置で落とし込まれる
ことになる。
4を溶着固定した封止用スペーサ16が保持されてお
り、この状態で上型が下型に位置決め密着される。この
時にも、他方の封止用スペーサ16はその外径がハウジ
ング13の内径と同一あるいは僅かに小さいために上下
型が密接した状態で、上型に保持された他方の封止用ス
ペーサ16もハウジング13内を落下し、放電電極14
が他方の電極15と当接する状態まで上方の封止用スペ
ーサ16が垂直方向に落下する。
ーサ16は所定の間隙だけ上方に引き上げられ、その位
置を保持する。この引き上げ固定保持機構には任意の機
構が用いられるが、求められる精度に応じて上方へ持ち
上げられる距離が精密に管理されなければならない。こ
のようにして、準備が完了すると、両放電電極14,1
5間の間隙は予め求められている値に正しく調整される
こととなる。
れ、所望のプログラムに従って、洗浄、真空排気及びガ
ス充填が行われ、引き続いて、上下型と共に封止用スペ
ーサ16,17とハウジング13が加熱される。通常、
350〜1500℃の加熱状態において、封止用スペー
サ16,17とハウジング13は溶融し、両封止用スペ
ーサ16,17はハウジング13の両端においてしっか
りと溶着固定されることとなる。本発明によれば、高温
度の中での加熱時、そして冷却時における上下の放電電
極軸11,12はジグ内において正しくその位置が定め
られ、このように電極間隔が保持された状態でハウジン
グ13による溶着が行われるので、本発明によれば、図
3に示すごとく、極めて正確な放電電極間隙が得られ
る。
4,15の間隙は、上下に支持された封止用スペーサ1
6,17の保持間隔を任意に調整することによって任意
に調整可能であり、この放電間隙の調整によって、所望
の放電特性を得ることができる。
で行われ、この結果溶着止された発光体10の放電室1
8には所望の放電ガスが充填封止されることとなる。
きさのガラスダイオード容器を用いることができ、例え
ば国際基準DO−35型(内径0.6〜1.0mm)、
DO−41型(内径1.53mm)から外径9.0mm
の大径ガラスダイオード容器を用いることができ、これ
らの種々のハウジングの大きさによって、用途に合わせ
た発光体を任意にかつ容易に組み立てることが可能とな
る。
び封止用スペーサ16,17はガラス製が好ましいが、
その他の透明度の優れたプラスティック材とすることも
可能である。
示した実施形態において、円盤形状からなるが、これを
球状にすることも可能であり、さらに、封止用スペーサ
16,17とハウジング13との気密固定は熱溶着ばか
りでなく、任意の接着剤を用いて行うことも可能であ
る。
ず両封止用スペーサ16,17に放電電極14,15が
溶着され、これら一体となった電極アセンブリがハウジ
ング13の両端に溶着あるいは接着固定されるが、本発
明においては、封止用スペーサと放電電極及びハウジン
グの溶着を同時に行うことも可能であり、この場合に
は、ハウジング13に対して各放電電極14,15及び
封止用スペーサ16,17を別個に位置決め支持するこ
ととなる。
ける両電極14,15は放電電極軸11,12と一体あ
るいは別部材を接合した場合においても、図示のように
先端が皿状部15a及び突出部15bに形成されてい
る。
て、垂直に放電電極15が保持される時、皿状部15a
によって添加される水銀等をその上に載せることができ
る。もちろん添加材は、水銀ばかりでなく、他のハロゲ
ン化物でもよく、これらは液体でも粉末でもよい。放電
電極15の皿状部15aによって所定の添加材をすくい
取りあるいはその上に注入することにより、皿状部15
aの大きさで定まる適量を常に添加量とすることができ
る。したがって、この皿状部15aによって極めて安定
した添加量を定量的に供給することが可能となる。
て作用するばかりでなく、その外周縁部が放電電極15
の中心にある突起部15bと共同して安定した放電作用
を確保するために有益である。始動時の放電開始は皿状
部15aの円環状縁部と突起部15bの先端のいずれか
から始まり、放電継続中はこれらは全体として他方の放
電電極14との間で放電を継続する。
と放電室18に充填されている放電ガスの接触面も増加
することができ、これによって放電作用中の輝度、放電
効率を改善することができる。
端形状を得るための加工方法が例示されている。
下型40の支持穴40a内に支持される。下型40には
支持穴40aの周囲に皿状の彫り込みからなる受け型4
0bが設けられている。一方。上型42には、前記受け
型と対応して放電電極15に前述した皿状部15aと突
起部15bをプレス成形するためのプレス型42aが設
けられている。
下型40に固定した状態で下型40と上型42とでプレ
ス加工することにより図5Bに示されるように、放電電
極15の先端に前述した皿状部15a及び突起部15b
を容易に形成することができる。
電極の形状が示されている。図6Aは、皿状部15aが
平坦な上面を持ち、また突起部15bが半球形状を有す
る例である。図6Bは、平坦な上面を持つ皿状部15a
のみで突起部15bがない実施例である。図6Cは、皿
状部15aの上面が大きな球形とされている実施例であ
る。図6Dは、皿状部15aの上に比較的大きな突起部
15bが設けられている実施例である。また、図6E
は、平坦な上面を有する皿状部15aに細長い突起部1
5bを形成した実施例である。図6Fは、皿状部15a
の上面に細かい突状部が設けられた放電電極を示し、い
ずれかの突状部が安定した放電始動作用を提供すること
ができる。
あり、また対向する両放電電極の一方のみを図6に示す
形状としてもよく、あるいは両放電電極を図6から選ん
だいずれかの放電電極としてもよい。もちろん、図3の
ような形状の組み合わせあるいは本発明において図3の
一方の放電電極14の形状を後述する第2実施形態で示
される棒状電極の形状とすることも可能である。
態によれば、放電ランプの主要部を形成する発光体10
は、円筒透明体からなるハウジングの両端にそれぞれ封
止用スペーサに固定された放電電極が挿入され、この放
電電極14,15は互いに所定間隙をもって対向配置さ
れているので、両電極14,15の軸を正確に同軸配置
することができ、感光体の光源位置を正しく設定するこ
とが可能となる。本発明においては、放電電極14,1
5の位置合わせはハウジング13の中を軸方向に位置調
整可能な封止用スペーサ16,17で行われるので、前
述したごとく、同軸配置が可能であるとともに、放電電
極14,15間の間隙を任意に選択調整することが可能
となる。
種の放電ランプに最適な特性を与えることができ、特に
光源位置を正確に規制しなければならない自動車用ラン
プ、映写機用ランプあるいはプロジェクタ用ランプ等に
極めて好適な発光体を得ることができる。
の好適な第2実施形態が示され、図3の第1実施形態と
同一部材には同一符号を付して説明を省略する。
2を固着した封止用スペーサ16,17が接着剤によっ
てハウジング13にしっかりと固定されていることを特
徴とする。すなわち、図7から明らかなように、封止用
スペーサ16,17がハウジング13内で位置決めされ
た状態で、ハウジング13の両端に接着剤50,52が
流し込まれ、接着剤の固化によって封止用スペーサ1
6,17とハウジング13とはしっかりと封止固定され
る。この第2実施形態においても、放電電極14,15
は図6に示すごとき任意の形状を組み合わせて使用する
ことが可能である。第2実施形態によれば、封止用スペ
ーサ16,17及びハウジング13を加熱する必要がな
く、熱変形を避ける利点がある。
実施形態が示されている。
と異なり、封止用スペーサを用いることなく、放電電極
が直接ハウジングに封止固定されることを特徴とする。
様であるが、放電電極60,61は、それ自体ハウジン
グ13の内径とほぼ同一の外径を有し、ハウジング13
内を軸方向に自由に固定位置調整可能である。両放電電
極60,61には、それぞれリード線62,63が固定
されている。放電電極60,61とハウジング13との
固定はハウジングの加熱溶着が好適であり、このために
放電電極60,61をデュメット線で形成することが好
適であり、またこの場合リード線62,63もデュメッ
ト線として放電電極と一体構造とすることも可能であ
り、またリード線62,63を鉄あるいは鉄合金の別金
属導体とすることも可能である。
の放電電極60は符号Gで示されるごとくハウジング1
3の軸方向に沿って位置調整可能であり、所望の間隙を
もって支持された状態で350〜850℃にハウジング
13を加熱することによって、ハウジング13と各放電
電極60,61との溶着が行われる。
61はハウジング13内に挿入されてその位置を任意に
調整可能なため、間隙長の調整によって各種の特性をも
った発光体を同一のハウジング13、放電電極60,6
1を用いて得ることが可能となる。そして、放電電極6
0,61の外径がハウジング13の内径と同一あるいは
僅かに小さく形成されているので、その組立あるいは製
造も極めて容易であるという利点も有する。
放電電極60,61の各種形状が実施例として示されて
いる。
被膜61aを形成した実施例であり、始動電圧を低下さ
せることができる。図9Bは放電電極61の上面中央に
突起部61bを設けた実施例であり、放電の始動を容易
にすることができる。また、図9Cは放電電極61の上
面中央に放電針64を埋め込んだ実施例であり、放電の
始動を放電針64から行うことによって安定した放電始
動性を得ることができる。図9Dは放電電極61の上面
に円錐型の凹部65を設けた実施例であり、電極61の
上面の環状部が放電作用を行い、安定かつ高輝度の放電
を行うことができる。図9Eは、図9Dの凹部65に図
9Cの放電針64を埋め込んだ実施例であり、放電及び
放電始動を安定して行うことができる。
めて簡単な構造で量産性に優れかつ耐久性のある発光体
を得ることが可能となり、安定した性能の感光体を安価
に提供できるという利点がある。
ハウジングの内径を任意に選択して異なる特性の発光体
を得ることができ、例えば1.66mm(5W)、2.
0mm(8W)、2.6mm(10W)、3.1mm
(20W)、4.3mm(30W)、5.3mm(35
〜40W)、6.5mm(60W)、8.0mm(80
〜150W)のように必要な放電電力に応じて各種の内
径の透明ハウジング例えばガラスダイオード容器を利用
することができる。
隙によって特性が異なり、実験によれば0.07〜6m
mの放電間隙を任意に選ぶことによって広範囲の発光特
性を提供することができた。
材、例えば水銀の量が大きく影響するが、本発明の実施
形態では、少なくとも一方の電極に設けられた皿状部の
大きさを変えることによって、添加する水銀量を変える
ことが可能となり、実験的には0.04mg〜3.00
mgまでの水銀量を皿状部の大きさによって任意に調整
して安定した放電特性を得ることができた。
プの1例を示す一部断面図である。
ランプの1例を示す一部断面図である。
示す断面図である。
す説明図である。
説明図である。
他の実施例を示す図である。
面図である。
面図である。
示す実施例図である。
極、18 放電室。
Claims (4)
- 【請求項1】 両端が開放した同一内径を有する円筒透
明体からなるハウジングと、 ハウジング内に両端から挿入され、互いに所定間隙をも
って対向配置される一対の放電電極と、 各放電電極の電極軸が固着され、ハウジングの内径とほ
ぼ同一又は僅かに小さい外径を有し、ハウジングの軸方
向に沿ってハウジング内の固定位置が調整可能な封止用
スペーサと、 を含み、 ハウジングと両封止用スペーサで画定された放電室に放
電ガスが充填された状態で、かつ両放電電極が所定間隙
となる位置で、両封止用スペーサがハウジングに固定さ
れていることを特徴とする放電ランプ用発光体。 - 【請求項2】 両端が開放した同一内径を有する円筒透
明体からなるハウジングと、 ハウジングの内径とほぼ同一又は僅かに小さい外径を有
しハウジング内に両端から挿入され、ハウジングの軸方
向に沿ってハウジング内の固定位置が調整可能な一対の
放電電極と、 を含み、 ハウジングと両放電電極で画定された放電室に放電ガス
が充填された状態で、かつ両放電電極が所定間隙となる
位置で両放電電極がハウジングに固定されていることを
特徴とする放電ランプ用発光体。 - 【請求項3】 請求項1記載の放電ランプ用発光体にお
いて、 放電電極には添加物を載せる皿状部が形成されているこ
とを特徴とする放電ランプ用発光体。 - 【請求項4】 請求項1,2のいずれかに記載の放電ラ
ンプ用発光体において、 放電電極には放電始動のための突起部が設けられている
ことを特徴とする放電ランプ用発光体。
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