JP4721720B2 - 放電ランプ - Google Patents
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Description
このような放電ランプ110には、静置状態においても、電極(陽電極120または陰電極130)、電極リード棒121および導電体122の重量により導電体122を傾けようとする力がかかっている。導電体122と封止管部111bとの間には微小空間Sが設けられているため、このような力によって、導電体122は微小空間S内で傾こうとし、導電体122を支持している導電箔123には引っ張り力が加わっている。しかし、静置状態においては、導電箔123に加わっている引っ張り力が降伏応力を上回ることはないため、導電箔123が引き延ばされたり切断されたりすることはない。
しかし、放電ランプ110に運搬などによって振動が加えられると、振動によって、さらに導電体122を傾けようとする力が加わるとともに、導電箔123にさらに引っ張り力が加わる。その結果、図5に示すように、導電箔123は引き延ばされ、ついには切断されてしまうという問題がある。
そして、放電ランプを大型化すると、電極の重量が増大するばかりか、電極の重心から導電体122までの距離も増大する。このため、放電ランプに振動が加わった場合には、導電体122を傾けようとする力も大きくなり、導電箔123には従来の放電ランプに比べて大きな引っ張り力が加わることとなる。また、導電箔123には、大きな引っ張り力が加わった場合には、わずかしか延びることができずに切断されてしまうという性質がある。このため、従来の比較的小型の放電ランプと同じ程度に導電体122の傾きが少なくなるように設計しても、大型化した放電ランプに振動が加わった場合には導電箔123に大きな引っ張り力が加わるため、導電箔123はわずかしか延びることができずに切断されてしまうという問題がある。
このため、放電ランプを大型化した場合には、結局、導電箔123の切断を防止することができないという問題があった。
そこで、本発明の目的は、耐久性のある放電ランプを提供することにある。
図1は、本発明の放電ランプの断面図であり、図2は、図1の導電体22付近の拡大図である。
放電ランプ10は、中空でほぼ球形の発光管部11aと、発光管部11aの両端から延びる円筒状の封止管部11bとからなる透光性封体11と、発光管部11aの内部に配置された陽電極20と陰電極30とからなる一組の電極と、電極の後端側に延設された電極リード棒21と、電極リード棒21の後端側に固着された、前記透光性封体11の端部である封止管部11bと微小間隔W1をもって遊嵌する導電体22と、導電体22の後端側に当接する密閉体24と、密閉体24の後端側に配置された集電用ディスク25と、集電用ディスク25の後端側に固着された導入線26と、密閉体24の周囲に沿って配設され、その両端が導電体22および集電用ディスク25に固着された導電箔23とを有している。
電極リード棒21は丸棒状に形成されている。外部端子27は装置の取付形状により任意の形状としてもよい。集電用ディスク25と外部端子27を接続する導入線26は丸棒やフレキシブルな導電可能なリード線を使用している。外部端子27と封止管部11bはセメントなどの従来からある公知の技術を利用して固定される。
電極リード棒21および導入線26は、陽電極20、陰電極30、導電体22および集電用ディスク25の中心にそれぞれ設けられた孔に取り付けられ、かつ、溶接などの手段によってそれぞれ導電的に固着されている。また、外部端子27と導入線26についても、溶接などの手段によって導電的に固着されている。
外部端子27は、金属製のキャップ状に形成されている。この外部端子27の内径と封止管部11bの外径とは、外部端子27の内径のほうが大きくなるように構成されている。また、外部端子27の中心部には導入線26を貫通するための貫通孔が形成されている。なお、導入線26と外部端子27の貫通孔との隙間は溶接によって導通状態で封じるものとする。
密閉体24の周面には、該周面に沿って軸方向に伸びた、複数枚のストリップ状の導電箔23が配設されている。前記複数枚の導電箔23は、通常1mm程度の間隔で、密閉体24のほぼ全周にわたって配設されている。配設される導電箔23の枚数は、通常3枚程度である。導電箔23と、導電体22および集電用ディスク25とは、それぞれ溶接などによって導電的に固着されている。
密閉体24と封止管部11bとは、それらの間に導電箔23を介して嵌合されており、密閉体24と封止管部11bとを溶着させることにより、放電ランプ10内が密閉(シール)されているが導電箔23により導電を可能としている。放電ランプ10は、このような箔シール構造を有している。
導電体22は封止管部11bに比べて膨張率が大きい。そこで、ランプ点灯時の温度上昇によって導電体22が膨張して封止管部11bを破損することを防止するために、導電体22と封止管部11bとの間には、微小間隔W1が設けられている。
導電体22と密閉体24とは、膨張率が大きく異なるため、溶着または固着されていない。
導電体22は、導電箔23によって支持されている。
導電体22の外周の設けられる凹部Gは、旋盤による方法など従来公知の方法によって加工することができる。
透光性封体11に設けられる凸部Pは、透光性封体11の封止管部11bを加熱して封止する工程と同様の方法によって加工することができ、通常酸水素バーナーを使用して加熱することによって加工される。したがって、透光性封体11に設けられる凸部Pの形状は、これと間隔W2をもって嵌り合う導電体22の外周に設けられた凹部Gの形状に応じて決定される。
前記凹部Gは、導電体22の後端寄りに設けられている。前記凹部Gは、後端よりに設けられるのが、間隔W2を狭くして導電体22の傾きを抑制し、導電箔23の切断を防止するためには好ましい。
陽電極20および陰電極30は放電に適した材料にて形成され、通常タングステンなどの高融点の金属にて形成される。
電極リード棒21は導電性材料にて形成され、通常タングステンにて形成される。
導電体22は導電性材料にて形成され、通常モリブデンにて形成される。
導電箔23は導電性材料にて形成され、通常モリブデンにて形成される。
密閉体24は透光性封体11と膨張率が近く、かつ、密閉に適した材料にて形成され、通常、石英ガラスにて形成される。
集電用ディスク25は導電性材料にて形成され、通常モリブデンにて形成される。
導入線26は従来公知の導電性材料にて構成される。
なお、本発明の放電ランプ10の導電体22および透光性封体11以外の構成は、従来公知の放電ランプと同様に構成することができる。
符号W1は、ランプ点灯時の温度上昇によって導電体22が膨張して封止管部12を破損することを防止するために、導電体22と封止管部11bとの間に設けられた微小間隔を表す。
符号W2は、導電体22の外周に設けられた凹部Gと透光性封体11に設けられた凸部Pとの間に設けられる間隔を表す。
導電体22と封止管部11bとの間に設けられる微小間隔W1は、導電体22と封止管部11bとの膨張率の差および導電体部22の直径などに応じて適宜設定すればよいが、導電体部22の直径が20mmである場合には通常200μm程度であり、導電体部22の直径が50mmである場合には通常500μm程度である。すなわち、動作時の温度を考慮した間隔で設けられる。
導電体22の外周に設けられた凹部Gと透光性封体11に設けられた凸部Pとの間に設けられる間隔W2は、20μm以上100μm以下であるのが好ましく、通常50μm程度である。
導電体22の後端部から凹部Gまでの距離Bは、さらに3mm以上20mm以下であるのが好ましい。3mm未満であると導電箔23を固着することが困難になるという問題がある。20mmより大きくなると、放電ランプ10点灯時の温度上昇に伴う導電体22の膨張による導電体22の後端部から凹部Gまでの距離Bの増加が大きくなるため、間隔W2を大きくする必要が生じる。そうすると、放電ランプ10に振動が加わった際の導電体22の傾きが大きくなり、したがって導電箔23が引っ張られる距離が長くなるため、効果的に導電箔23の切断を防止することができなくなるという問題がある。
導電体22の直径Dは、放電ランプの点灯電流値でほぼ決定され、適宜設定すればよいが、通常14mm以上50mm以下である。
導電体22に設けられた凹部Gの深さEは、0.5mm以上1mm以下であるのが好ましい。0.5mm未満であると、導電体22の外周に設けられた凹部Gと、透光性封体11に設けられた凸部Pとが十分に嵌り合うことができず、導電体22の傾きを抑制することが困難になり、結局導電箔23が切断することを防止するのが困難になるという問題がある。1mmより大きいと、透光性封体11に、前記凹部Gに間隔W2をもって嵌り合う凸部Pを設ける加工が困難になるという問題がある。
本発明の放電ランプ10に振動が加えられると、導電体22と封止管部11bとの間に微小間隔W1が設けられているため、電極(陽電極20または陰電極30)、電極リード棒21および導電体22の重量により導電体22を傾けようとする力が加わるとともに、導電体22を支持している導電箔23に引っ張り力が加わる。
このような引っ張り力によって前記導電体22が傾いても、導電体22の外周に凹部Gを有するとともに、透光性封体11に、前記凹部Gに間隔W2をもって嵌り合う凸部Pを有し、前記微小間隔W1と前記間隔W2とがW1>W2となるように構成されているので、前記凹部Gが前記凸部Pにぶつかることによって前記導電体22の傾きが止まるため、前記導電箔23が引っ張られる距離はほぼW2と等しい距離(すなわち、W1よりも小さい距離)にとどまる。
このため、本発明の放電ランプ10によれば、導電箔23に大きな引っ張り力が加わった場合であっても、引っ張られる距離が短いので、導電箔23は切断されない。
また、前記凹部Gが、全周にわたって設けられているように構成される。
さらに、前記凹部Gが、陽電極20側の導電体22の外周に設けられているように構成される。
加えて、前記微小間隔W1と前記間隔W2とがW1>2W2となるように構成される。
さらに加えて、前記凹部Gが、前記導電体22の後端寄りに設けられているように構成される
11 透光性封体
11a 発光管部
11b 封止管部
20 陽電極
21 電極リード棒
22 導電体
23 導電箔
24 密閉体
25 集電用ディスク
26 導入線
27 外部端子
30 陰電極
A 厚さ
B 距離
C 幅
D 直径
E 深さ
G 凹部
P 凸部
W1 微小間隔
W2 間隔
α1,α2 角度
Claims (5)
- 透光性封体内に一組の電極を有する放電ランプであって、
電極の後端側に延設された電極リード棒と、該電極リード棒の後端側に固着された、前記透光性封体の端部と微小間隔W1をもって遊嵌する導電体と、該導電体に一端を固着された導電箔とを備える放電ランプにおいて、
前記透光性封体に凸部を備えるとともに、該凸部に間隔をもって嵌まり合う凹部を前記導電体の外周に備え、前記凸部が2つの側部とその間に形成された平坦部とで構成される一方、前記凹部が、2つの側部とその間に形成された平坦部とで構成され、前記凸部の側部と前記凹部の側部との間隔W2は、微小間隔W1より小さいことを特徴とする放電ランプ。 - 前記凹部が、全周にわたって設けられていることを特徴とする請求項1記載の放電ランプ。
- 前記凹部が、陽電極側の導電体の外周に設けられていることを特徴とする請求項1記載の放電ランプ。
- 前記微小間隔W1と前記間隔W2とがW1>2W2となるように構成されていることを特徴とする請求項1記載の放電ランプ
- 前記凹部が、前記導電体の後端寄りに設けられていることを特徴とする請求項1記載の放電ランプ。
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