JPH11273627A - 高輝度放電ランプのための発光管アセンブリ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 放射性物質を使用せず、材料及び組立てコス
トを増大せずに始動が改良された発光管アセンブリを提
供する。 【解決手段】 アークチャンバ１４を有する発光管１２
と、発光管の両端部に配置されたプレスシール部１６
ａ，１６ｂと、アークチャンバ内で終わった電極１８
ａ，１８ｂと、各プレスシール部にシールされた電極導
入線２０ａ，２０ｂとが設けられており、電極導入線が
プレスシール部の外側で終わっており、ジャケット２２
が設けられており、発光管の導入線が、ジャケットを越
えて延びており、ジャケットの内部でかつ発光管の外側
において前記導入線のうちの一方に取り付けられた第１
の導電性の部材２４と、導入線のうちの他方に取り付け
られていてジャケットの外側に延びた第２の導電性の部
材２６とが設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高輝度放電ランプ
のための発光管あせんぶりに関する。

【０００２】

【従来の技術】ＨＩＤランプは、ランプ動作させるため
に、電気回路における安定器を必要とする。安定器は、
放電管内にアークを発生させかつ維持するために所要の
開路電圧を提供し、また、放電管を流れる電流を制限す
る。安定器の１つの形式は、アーク放電管において絶縁
破壊を開始させるために高電圧パルスを使用する。発光
管の絶縁破壊は、ランプ始動の第１段階であり、したが
って、ランプ動作にとって極めて重要である。このよう
なタイプの安定器のための典型的な高電圧パルスは、
２．７キロボルトにおいて１．０μｓの幅を備えた３．
０ｋＶと４．０ｋＶとの間の振幅を有している。最大電
圧は増大させることができる。しかしながら、このよう
な行動は、ランプにより高価な口金を設け、取付け部に
より高価なソケットを設けること必要とする。

【０００３】ランプに典型的な電圧を印加する、２つの
商用安定器による方法が存在する。第１の方法は、ラン
プ口金の中心接点にパルス電圧を印加する。第２の方法
は、口金の中心接点と口金のシェルとの間でパルスを分
割する。分割リード式（split lead design）と呼ばれ
る第２の方法は、両方のランプリード線が接地に関して
パルス電圧を供給するように、ランプリード線を浮動さ
せる異常な特性を有する。パルス電圧がランプに印加さ
れると、１．７ｋＶが中心接点に印加され、ほぼ同じ大
きさの逆電位がランプのシェルに加えられる。

【０００４】典型的な高電圧パルスの場合には、ＨＩＤ
ランプは、瞬時の絶縁破壊を開始するための始動補助手
段を必要とする。パルス要求を減じかつより安価な装置
を形成するために、複数の公知の補助手段が存在する。
このような１つの補助手段は、発光管に封入されたアル
ゴンガスに放射性のクリプトン８５を付加する。別の方
法は、発光管バッファガス圧を減じることである。さら
に別の技術は、紫外光を生ぜしめるグローボトル、すな
わちエンベロープを発光管に隣接して設ける（米国特許
第４８１８９１５号明細書参照）。さらに別の技術は、
発光管のシール部に、ガスを含んだキャビティを設け
る。この技術も、発光管の領域に紫外光を生ぜしめる
（米国特許第５３２３０９１号明細書及びＳ．Ｎ．０８
／３７２０６９号参照）。

【０００５】これらの各技術は利用可能であるが、これ
らの技術は全て、いくつかの欠点を有している。クリプ
トン８５の使用は、ガス再生利用システムや州及び連邦
のライセンスのコストのような、放射性の材料を取り扱
うための付加的な手間を有する。

【０００６】エンベロープの使用は、このエンベロープ
をアルミノケイ酸塩ジャケット内に配置しなければなら
ないが、単に十分な空間が存在しないので不都合であ
る。ジャケットの外側への位置決めは、アルミノケイ酸
塩ジャケットが紫外放射を通過させないので利用不可能
である。

【０００７】プレス部にキャビティを設ける方法は、キ
ャビティを貫通するための余分なモリブデン箔を必要と
する。これは、より小さなサイズの発光管においては達
成することが困難であり、また、材料及び組立てのコス
トを増大させる。さらに、この技術は、分割リード式の
安定器の場合には利用不可能である。なぜならば、キャ
ビティの電極に加えられる電圧は、隔離されたフレーム
に関して１．７ｋＶのみであり、キャビティ内のガスが
絶縁破壊しないからである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
課題は、従来の欠点を排除することである。

【０００９】本発明の別の課題は、始動が改良された、
改良された発光管アセンブリを提供することである。

【００１０】本発明の別の課題は、始動を高めるような
新たな発光管アセンブリを提供することである。

【００１１】本発明のさらに別の課題は、反射形ランプ
によく適した新たな発光管アセンブリを提供することで
ある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】前記課題は、本発明の１
つの側面において、高輝度放電ランプのための発光管ア
センブリであって、このアセンブリに、アークチャンバ
を有する発光管と、アークチャンバの両端部に配置され
たプレスシール部と、電極と、各プレスシール部内にシ
ールされた電極導入線とが設けられており、電極が、ア
ークチャンバ内で終わっており、導入線が、プレスシー
ル部の外側で終わっているものによって達成された。ア
ークの発生及び維持媒体が、アークチャンバに封入され
ており、ランプの始動を補助する部分圧力のガスを含ん
だ、密にシールされたジャケットが、発光管を取り囲ん
でいる。発光管の導入線はジャケットを越えて延びてお
り、これにより、導入線への電気的接続が行われる。第
１の導電性の部材が、ジャケットの内側でかつ発光管の
外側において導入線の一方に取り付けられており、第２
の導電性の部材が、導入線の他方に取り付けられており
かつジャケットの外側に延びている。これにより、第１
の導電性の部材と、始動補助を形成する第２の導電性の
部材との間に容量結合が形成される。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の他の課題、利点及び能力
と共に本発明をよりよく理解するために、後で説明する
図面に関連して以下の開示及び添付の請求項に対して参
照が行われる。

【００１４】図１は、発光管アセンブリ１０が示されて
いる。発光管アセンブリ１０は、発光管１２を有してお
り、この発光管１２は、アークチャンバ１４と、アーク
チャンバの両端部に配置されたプレスシール部１６ａ，
１６ｂとを有している。電極１８ａが、プレスシール部
１６ａ内にシールされており、アークチャンバ１４内で
終わっている。電極導入線２０ａは、プレスシール部１
６ａの外側で終わっている。電極及び電極導入線は、当
該技術分野では知られているように、モリブデン箔によ
ってプレスシール部内で接続されている。プレスシール
部１６ｂには同様に電極１８ｂと電極導入線２０ｂとが
設けられており、電極導入線２０ｂはプレスシール部１
６ｂの外側で終わっている。当該技術分野で知られてい
るように、アークの発生及び持続媒体が、アークチャン
バ１４内に提供されている。ほうけい酸塩又はアルミノ
ケイ酸塩（後者であると有利である）のガラスから形成
された、密にシールされたジャケット２２が、発光管１
２を取り囲んでいる。ジャケットは、ランプ始動を補助
する部分圧力のガスを含んでいる。ガスは、約４００Ｔ
ｏｒｒの圧力を有する窒素であると有利である。電極導
入線２０ａ及び２０ｂはジャケット２２を越えて延びて
いるので、電極導入線への電気接続を行うことができ
る。

【００１５】有利にはモリブデン線材から形成されてお
りかつ０．０１８インチ（０．４５ｍｍ）の直径を有す
る導電部材、すなわち内部線材２４は、ジャケット２２
の内側であるが発光管１４の外側である位置において、
電極導入線２０ｂに取り付けられている。第２の導電部
材、すなわち外部線材２６は、ジャケット２２の外側に
位置決めされており、ジャケット２２の上部２８におい
て電極導入線２０ａに結合された第１の端部３４を有し
ている。第２の端部３６は、ジャケット２２のベース３
０内にシールされた疑似リード線３２に電気接続されて
いる。第２の端部３６に隣接した位置において外部線材
２６が、ベース３０を取り囲むらせん形３８として形成
されていると有利である。らせん形は、図示した場合に
は３つの巻き条を有している。本発明の有利な実施例の
場合には、第２の導電部材は、０．０５０インチ（１．
２７ｍｍ）の直径を有するステンレス鋼から形成されて
いる。

【００１６】発光管アセンブリ１０は、ＰＡＲ３０のよ
うなＰＡＲ形ランプにおける使用に適しているのが理想
的である。このようなランプが図１及び図４に示されて
いる。ランプは、閉鎖した底部４４を備えた、ネック４
２を有する放物線状のエンベロープ４０から成っている
（特に図４参照）。アイレット４６，４８が、底部４４
内にシールされており、電極導入線２０ｂ及び３２を収
容している。ランプシェル５０は、底部４４に固定され
る。導入線の一方、例えば３２は、側壁５２に電気接続
されており、他方、例えば２０ｂは、中心接点５４に電
気接続されている。前に説明した分割リード式安定器を
用いて使用する場合には、１．７ｋＶが中心接点５４に
印加され、ほぼ同じ大きさの逆電位が側壁５２に印加さ
れる。

【００１７】試験のために、前記の構成を有するランプ
が、始動補助手段を有さない、すなわち、ジャケット２
２内部にモリブデン線、すなわち内部線材２４を有さな
いコントロールと比較された。これらの試験が示したよ
うに、始動補助手段を有さないコントロールランプは、
時間の許容できない３０％であったのに対し、始動補助
手段を有するランプでは失敗がなかった。失敗とは、ラ
ンプが３０秒以内で始動することができないことと規定
される。始動時間の分布は、一般的に正常でなく、ワイ
ブル分布が、始動確率の最良の推定を生ぜしめるようで
ある。ワイブルモデルを用い、指定限界上限を３０秒と
すると、Ｃｐｕ（指定限界上限内で始動する能力）は、
コントロールグループの場合には０．０５であり、始動
補助手段を備えたランプの場合には９２．２４である。

【００１８】ランプは、高温−再点弧モードにおいても
試験された。通電停止されかつ再通電された後にランプ
が始動に要した時間が測定された。コントロールグルー
プは、再始動するためにほぼ８．３分かかったのに対
し、始動補助手段を備えたランプは、４．４分しかかか
らなかった。

【００１９】ランプ試験の大多数は、分割リード式を用
いた安定器を使用して行われた。この安定器は、ランプ
に取り付けられたランプリード線の間に３．４ｋＶの典
型的なパルス電圧を提供した。同様のランプ始動実験
が、パルス電圧が中央接点にしか印加されない慣用の安
定器に対しても行われた。これらの始動試験も、始動補
助手段を備えたランプの瞬時の始動を示したのに対し、
コントロールグループは長い始動時間を必要とした。

【００２０】ランプの構成において使用される外部線材
はらせん形である必要はないが、図４に示したように、
らせん形が用いられかつ内部線材２４がらせん形の中心
と整合している場合に最もよい結果が得られる。著しく
行われる容量放電は、ランプ始動時間を改善する。外部
線材若しくは導体２６は、内部線材のように安定器から
の逆電位に接続されることができるが、これは必要では
ない。外部線材２６が内部線材からの逆電位に接続され
ていないならば、安定器からの高い電圧パルスは、放電
を開始するために、外部線材２６と比較して、内部線材
に加えられる十分なエネルギを有している必要がある。
外部線材２６は、十分な結合が形成されかつ放電が生ぜ
しめられるように、内部線材２４に近接して設ける必要
がある。内部線材２４は、多くの種々異なる形状を採用
しながらも等しく効果的であることもできる。例えば、
内部線材２４は、箔又はタブであることができ又は、ジ
ャケット２２の内面の近くに延びた電極導入線２０ｂに
設けられた単なる鋭角な曲げ部であることができる。ジ
ャケット２２の内面に面した内部線材２４の端部は、鋭
角なエッジを有していると有利である。必要なことは、
ジャケット２２に放電を生ぜしめるために外部導体すな
わち外部線材への十分な結合が形成されるように、電界
が生ぜしめられることである。

【００２１】現在何が本発明の有利な実施例であるかが
示されかつ説明されたが、添付の請求項によって規定さ
れたような本発明の範囲から逸脱することなしに様々な
変更及び修正を行うことができることは当業者には明ら
かである。

【００２２】第１の導電性の部材は、電極によって規定
されているような長手方向のランプ軸線に対して横方向
に延びた短い線材片であると有利である（図１参照）。
内部線材２４は、第１の電極導入線２０ｂに接続されて
いる。内部線材２４は、アークチャンバ１４の下方にお
いて外側のジャケット２２内に配置されている。内部線
材２４は、第２の導電性の部材の有利な構成であるらせ
ん形の線材取付け部と相俟って、始動補助手段として作
用する。しかしながら、ワイヤ取付け部は、らせん形で
ある代わりに、始動補助線材の位置に対して直線的（０
゜又は９０゜の角度で配置された線材）又は斜め（４５
゜の角度で配置された線材）であれば十分である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の発光管アセンブリを用いた反射形ラン
プを部分的に省略して示す概略図である。

【図２】本発明において使用可能ならせん形の取付け部
を示す図である。

【図３】図１に示した発光管アセンブリを示す図であ
る。

【図４】本発明のランプを示す縦断面図である。

【符号の説明】

１０ 発光管アセンブリ、 １２ 発光管、 １４ ア
ークチャンバ、 １６ａ，１６ｂ プレスシール部、
１８ａ，１８ｂ 電極、 ２０ａ、２０ｂ 電極導入
線、 ２２ ジャケット、 ２４ 内部線材、 ２６
外部線材、 ２８上部、 ３０ ベース、 ３２ 疑似
リード線、 ３４ 第１の端部、 ３６第２の端部、
３８ らせん部、 ４０ 放物線状のエンベロープ、
４２ネック、 ４４ 底部、 ４６，４８ アイレッ
ト、 ５０ ランプシェル、５２ 側壁、 ５４ 中央
接点

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 エリオット エフ ワイナー アメリカ合衆国 マサチューセッツ ピー ボディー クラーク ロード 12 (72)発明者 ナヌ ブレイツ アメリカ合衆国 マサチューセッツ マル デン ゴードン ストリート 65

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高輝度放電ランプのための発光管アセン
   ブリであって、 アークチャンバを有する発光管と、 該発光管の両端部に配置されたプレスシール部と、 電極と、 前記プレスシール部のそれぞれにシールされた電極導入
   線とが設けられており、前記電極が前記アークチャンバ
   内で終わっており、前記電極導入線が前記プレスシール
   部の外側で終わっており、 前記アークチャンバ内にアークの発生及び持続媒体が設
   けられており、 前記発光管を取り囲んだ、ランプの始動を補助するガス
   の分圧を含んだ、密にシールされたジャケットが設けら
   れており、前記発光管導入線が、前記ジャケットを越え
   て延びており、これにより導入線への電気接続が形成さ
   れ得るようになっており、さらに、 前記ジャケットの内部でかつ前記発光管の外側におい
   て、前記導入線のうちの一方に取り付けられた第１の導
   電性の部材と、 前記導入線のうちの他方に取り付けられていて前記ジャ
   ケットの外側に延びた第２の導電性の部材とが設けられ
   ており、 これにより、前記第１の導電性の部材と前記第２の導電
   性の部材との間に容量結合が形成されるようになってい
   ることを特徴とする、高輝度放電ランプのための発光管
   アセンブリ。
2. 【請求項２】 前記ガスが窒素である、請求項１記載の
   発光管アセンブリ。
3. 【請求項３】 前記分圧が約４００Ｔｏｒｒである、請
   求項２記載の発光管アセンブリ。
4. 【請求項４】 前記ジャケットが、上部を有しており、
   該上部を前記発光管導入線のうちの第１の発光管導入線
   が貫通して突出しており、前記ジャケットがさらに底部
   を有しており、該底部を前記発光管導入線のうちの第２
   の発光管導入線が貫通して突出しており、前記底部が、
   付加的に疑似導入線を有しており、前記第１の導電性の
   部材が、前記発光管導入線のうちの第２の発光管導入線
   に電気接続されており、前記第２の導電性の部材が、前
   記発光管導入線のうちの第１の発光管導入線に接続され
   た第１の端部と、前記疑似導入線に接続された第２の端
   部とを有している、請求項１記載の発光管アセンブリ。
5. 【請求項５】 前記第２の導電性の部材が、らせん形に
   形成された、前記底部に隣接した端部を有している、請
   求項４記載の発光管アセンブリ。
6. 【請求項６】 前記第２の導電性の部材が、ステンレス
   鋼から成っている、請求項５記載の発光管アセンブリ。
7. 【請求項７】 前記らせん形の部分が、３つの巻き条か
   ら成っている、請求項６記載の発光管アセンブリ。
8. 【請求項８】 前記第１の導電性の部材が、モリブデン
   線材から成っている、請求項７記載の発光管アセンブ
   リ。
9. 【請求項９】 前記第１の導電性の部材が、ランプの長
   手方向軸線に対して横方向に延びた線材である、請求項
   １記載の発光管アセンブリ。