專利名稱：金屬鹵化物燈及使用它的照明裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及金屬鹵化物燈及使用它的照明裝置。
背景技術(shù)：
以往，在例如作為店鋪或運(yùn)動賽場等的室內(nèi)及室外的照明用使用的金屬鹵化物燈、特別是構(gòu)成發(fā)光管的外圍部件的材料由透光性陶瓷構(gòu)成的金屬鹵化物燈(以下稱作“陶瓷金屬鹵化物燈”)中，為了縮短啟動及再啟動所需的時間，已知有在其發(fā)光管上鄰接或接觸地配置鄰接導(dǎo)體的技術(shù)(例如參照專利文獻(xiàn)1)。
特別是，通過將該鄰接導(dǎo)體的端部卷繞在發(fā)光管的細(xì)管部上，在啟動時，鄰接導(dǎo)體經(jīng)由細(xì)管部與電極導(dǎo)入體電容耦合，能夠在細(xì)管部與電極導(dǎo)入體之間形成的間隙內(nèi)發(fā)生絕緣破壞而產(chǎn)生初始電子。此外，通過該絕緣破壞而產(chǎn)生紫外線，通過因該紫外線放射激勵存在于主管部內(nèi)的分子也能夠產(chǎn)生初始電子。接著，通過這些初始電子在電極間發(fā)生電子雪崩而開始放電。這樣，促進(jìn)了電極間的絕緣破壞，即使最大脈沖電壓(峰值電壓)為2.5kV的低脈沖電壓也能夠點(diǎn)燈，并且能夠?qū)⒃賳有枰臅r間縮短為5分鐘以內(nèi)。
在這種陶瓷金屬鹵化物燈中，通常封入有10mg/cm3以上的作為緩沖氣體的水銀，以使穩(wěn)定點(diǎn)燈時的燈電壓為90V左右。
另外，最近，在陶瓷金屬鹵化物燈中，為了實(shí)現(xiàn)高效率化而提出了在發(fā)光管內(nèi)封入碘化鈰(CeI3)和碘化鈉(NaI)、使發(fā)光管的形狀為細(xì)長(在設(shè)發(fā)光管的內(nèi)徑為D、電極間的距離為L時，L/D＞5)的技術(shù)(例如參照專利文獻(xiàn)2)。在該陶瓷金屬鹵化物燈中，能夠得到111～177LPW(＝1m/W)的很高的發(fā)光效率。并且，在該陶瓷金屬鹵化物燈中，由于發(fā)光管的形狀較細(xì)長，所以封入的水銀量比通常少，例如在額定燈電功率為150W的情況下，即使是0.7mg(＜1.6mg/cm3)，也能夠得到80V～100V的燈電壓，還具有環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)。
專利文獻(xiàn)1日本特開平10-294085號公報專利文獻(xiàn)2日本特表2000-501563號公報以上，在以往的陶瓷金屬鹵化物燈中，通過在發(fā)光管的細(xì)管部配置啟動輔助用的鄰接導(dǎo)體，雖然能夠改善再啟動特性，但再啟動時間有時還需要5分鐘。由此，產(chǎn)生了以下這樣的不良狀況。例如有以下的例子，在使用以往的陶瓷金屬鹵化物燈的某個設(shè)施中，在發(fā)生了意外的停電時，在作為主要的燈的陶瓷金屬鹵化物燈再啟動之前的期間，將為防備有關(guān)安全性的不測的事態(tài)的發(fā)生而輔助地附設(shè)的鹵素電燈等作為安全燈點(diǎn)燈。
所以，雖然從市場上希望再啟動特性的進(jìn)一步改善，但在目前并沒有找到能夠?qū)⒃賳訒r間大幅縮短的實(shí)用的技術(shù)，其實(shí)現(xiàn)很難。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了打破這樣的現(xiàn)狀而做出的，目的是提供一種能夠大幅改善再啟動特性的金屬鹵化物燈及使用它的照明裝置。
本發(fā)明的金屬鹵化物燈具有以下的結(jié)構(gòu)具備發(fā)光管，該發(fā)光管具有主管部、分別形成在上述主管部的兩端部上的第一細(xì)管部及第二細(xì)管部的由透光性陶瓷構(gòu)成的外圍部件、前端部上形成有第一電極部的第一電極導(dǎo)入體、和前端部上形成有第二電極部的第二電極導(dǎo)入體；上述第一電極導(dǎo)入體插入在上述第一細(xì)管部內(nèi)以使上述第一電極部的前端部位于上述主管部內(nèi)，并且被上述第一細(xì)管部的端部中的與上述主管部相反側(cè)的端部封固；上述第二電極導(dǎo)入體插入在上述第二細(xì)管部內(nèi)以使上述第二電極部的前端部位于上述主管部內(nèi)，并且被上述第二細(xì)管部的端部中的與上述主管部相反側(cè)的端部封固；在上述各細(xì)管部與上述各電極導(dǎo)入體之間分別形成有間隙；在上述發(fā)光管的外表面上設(shè)置有鄰接導(dǎo)體，上述鄰接導(dǎo)體的一部分至少2圈以螺旋狀卷繞在上述第一細(xì)管部的上述主管部側(cè)的端部上，并且上述鄰接導(dǎo)體與上述第二電極部電氣地連接；上述發(fā)光管內(nèi)的水銀的封入量為2.5mg/cm3以下。
根據(jù)本發(fā)明的金屬鹵化物燈，通過將與第二電極部電氣地連接的鄰接導(dǎo)體的一部分至少2圈以螺旋狀卷繞在第一細(xì)管部的端部上，并且使發(fā)光管內(nèi)的水銀的封入量為2.5mg/cm3以下，以大幅地改善了再啟動特性。


圖1是本發(fā)明的第1實(shí)施方式的金屬鹵化物燈的部分剖開正視圖。
圖2是同樣在金屬鹵化物燈中使用的發(fā)光管的正視圖。
圖3是同樣在金屬鹵化物燈中使用的發(fā)光管的正面剖視圖。
圖4是表示水銀的封入量(mg/cm3)與平均再啟動時間(分鐘)之間的關(guān)系的圖。
圖5是在本發(fā)明的第2實(shí)施方式的金屬鹵化物燈中使用的發(fā)光管的重要部分的放大剖視圖。
圖6是同樣在金屬鹵化物燈中使用的發(fā)光管的正視圖。
圖7是本發(fā)明的第3實(shí)施方式的照明裝置的部分剖開正視圖。
符號說明1金屬鹵化物燈2外管3發(fā)光管4燈頭
5喇叭管6、7芯柱8電力供給線9、10外部導(dǎo)線11頭圈部12外殼部13鋇吸氣器14圓筒部15半球狀部16主管部17a第一細(xì)管部17b第二細(xì)管部18外圍部件19鄰接導(dǎo)體19a第一螺旋狀部分20電阻體21第一電極導(dǎo)入體22第二電極導(dǎo)入體23間隙24玻璃粉25a第一電極部25b第二電極部26a、26b內(nèi)部導(dǎo)線27a、27b電極軸部28a、28b線圈29a、29b電極線圈部30天花板
31反射燈具32基部33燈座部34照明器具35電子穩(wěn)定器具體實(shí)施方式
在本發(fā)明的金屬鹵化物燈中，優(yōu)選地做成以下的結(jié)構(gòu)將包括上述第一電極部的前端、并且相對于上述發(fā)光管的長度方向的中心軸垂直的面定義為第一平面；將平行于上述第一平面、從上述第一平面向上述第二電極部側(cè)具有5mm的間隔的面定義為第二平面；在以包括上述中心軸的平面將上述發(fā)光管切斷后的切斷面中，將包括從上述第一細(xì)管部的兩端中的、與上述主管部相反側(cè)的端部朝向上述主管部側(cè)延伸的上述第一細(xì)管部的內(nèi)表面的直線部向其他直線或曲線移動的變化點(diǎn)、并且平行于上述第一平面的面定義為第三平面；遍及上述主管部的被上述第二平面與上述第三平面所夾的整個端部區(qū)域，上述鄰接導(dǎo)體至少0.5圈以螺旋狀卷繞在上述主管部的外表面上。
本發(fā)明的照明裝置具備照明器具、和組裝在上述照明器具中任一種結(jié)構(gòu)的金屬鹵化物燈。
以下，利用

本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方式。
(第1實(shí)施方式)圖1表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式的金屬鹵化物燈的剖視圖。該金屬鹵化物燈1是額定燈電功率150W的陶瓷金屬鹵化物燈，全長T1為175mm～185mm，例如為180mm，具備外管2、配置在該外管2內(nèi)的發(fā)光管3、和固接在外管2的端部上的旋入式(E形)的燈頭4。
發(fā)光管3的長度方向的中心軸(圖1中用X表示)與外管2的長度方向的中心軸(圖1中用Y表示)大體一致。
外管2外徑R1為25mm～55mm，由例如40mm的大致圓筒狀的例如硬質(zhì)玻璃等構(gòu)成，一端部以半球狀封閉，并且在另一端部上封固有例如由硼硅玻璃構(gòu)成的喇叭管5。
在外管2內(nèi)、即配置有發(fā)光管3的密閉空間內(nèi)，300K時的氣壓為1×101Pa以下、例如1×10-1Pa的真空狀態(tài)。通過這樣將外管2內(nèi)的真空度預(yù)定為在300K時為1×101Pa以下，能夠抑制發(fā)光管3的熱經(jīng)由其空間內(nèi)的氣體傳遞給外管2而向外部釋放。由此，能夠防止因熱損失而使發(fā)光效率降低。相對于此，在外管2內(nèi)的真空度在300K時超過1×101Pa的情況下，發(fā)光管3的熱容易經(jīng)由其空間內(nèi)的氣體傳遞給外管2而向外部釋放。因此，有可能因熱損失而使發(fā)光效率降低。
在喇叭管5上，分別封固有由例如鎳或低碳鋼構(gòu)成的兩根芯柱6、7的一部分。兩根芯柱6、7的一端部分別被引入到外管2內(nèi)。一個芯柱6經(jīng)由電力供給線8與從發(fā)光管3導(dǎo)出的一個外部導(dǎo)線9電氣地連接。另一個芯柱7直接與另一個外部導(dǎo)線10電氣地連接。發(fā)光管3在外管2內(nèi)被這兩根芯柱6、7及電力供給線8支撐。此外，芯柱6的另一端部與燈頭4的頭圈11、芯柱7的另一端部與燈頭4的外殼部12分別電氣地連接。芯柱6、7由將多個金屬線分別熔融而一體化的一根金屬線構(gòu)成。
電力供給線8在從喇叭管5的附近到外管2的封閉部側(cè)沿著外管2的內(nèi)表面形狀以直線狀延伸后，沿著外管2的封閉部的內(nèi)表面形狀以大致半圓狀彎曲，再向外管2的長度方向的中心軸Y彎折，以使其與外部導(dǎo)線9以大致直角交叉，筆直地延伸。此外，在電力供給線8中的位于外管2的封閉部側(cè)的部分上，安裝有鋇吸氣器13。
發(fā)光管3如圖2所示，具有由圓筒部14和連接在該圓筒部14的兩端部上的半球狀部15構(gòu)成的主管部16、和由連接在半球狀部15上的第一細(xì)管部17a及第二細(xì)管部17b構(gòu)成的多結(jié)晶鋁制的外圍部件18。發(fā)光管3的全長T2(合計(jì)了主管部16、第一細(xì)管部17a及第二細(xì)管部17b的長度)為60mm～85mm，例如為71mm。圓筒部14的外徑R2為4.5mm～8.0mm，例如為6.4mm，內(nèi)徑r1(參照圖3)為2.5mm～6.0mm，例如為40mm。第一細(xì)管部17a及第二細(xì)管部17b的外徑R3為2.5mm～4.0mm，例如為3.2mm，內(nèi)徑r2(參照圖3)為0.8mm～1.2mm，例如為1.0mm。外圍部件18的內(nèi)容積(除了各細(xì)管部17a、17b以外)為0.16cm3～0.85cm3，例如為0.435cm3。
另外，作為構(gòu)成發(fā)光管3的外圍部件18的材料，除了多結(jié)晶氧化鋁以外，可以使用釔鋁石榴石(YAG)、氮化鋁、三氧化二釔或氧化鋯等的透光性陶瓷。此外，作為外圍部件18，在圖2所示的例子中使用將構(gòu)成外圍部件18的各部分分別一體成形而沒有接頭的結(jié)構(gòu)。并不限于此，例如也可以利用通過在主管部16的半球狀部15上熱裝在其他工序中成形的各細(xì)管部17a、17b而將各部件一體化的結(jié)構(gòu)。
此外，在發(fā)光管3內(nèi)，分別封入有作為發(fā)光物質(zhì)的例如由碘化鐠(PrI3)和碘化鈉(NaI)構(gòu)成的金屬鹵化物、作為緩沖氣體的水銀、以及作為啟動輔助氣體的氙氣(Xe)。使金屬鹵化物以總量為5.5～19mg、例如為9mg、各成分的摩爾比為例如1∶8地被封入。封入水銀以使其為2.5mg/cm3以下。在水銀的封入量為2.5mg/cm3以下的范圍內(nèi)，在點(diǎn)燈時適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)以得到期望的燈電壓，但根據(jù)情況也可以調(diào)節(jié)封入物等而使用公知的方法成為無水銀(0.0mg/cm3)。封入氙氣以使其在300K時為25kPa。
另外，在水銀的封入量為2.5mg/cm3以下的范圍內(nèi)，為了得到80V～100V作為初始(點(diǎn)燈經(jīng)過時間為100小時以內(nèi))的燈電壓，r1(參照圖3)與L(參照圖3)優(yōu)選為與額定電功率無關(guān)而滿足6≤r1/L≤10的關(guān)系式。
另外，作為發(fā)光物質(zhì)，也可以代替碘化釔與碘化鈉的組合而使用碘化鈰(CeI3)與碘化鈉的組合、或在高色彩飽和度型的陶瓷金屬鹵化物燈中經(jīng)常使用的碘化鏑(DyI3)、碘化銩(TmI3)、碘化鈥(HoI3)燈的稀土類金屬的碘化物與碘化鉈(TlI)及碘化鈉的組合等，根據(jù)期望的顏色特性而使用公知的各種金屬碘化物。但是，也可以將碘化物的全部或一部分用溴化物代替來使用。作為啟動輔助氣體，也可以代替氙氣而使用氬氣(Ar)或氪氣(Kr)、或它們的混合氣體。
此外，在發(fā)光管3的外表面上，接觸地配置有例如由0.2mm鉬線構(gòu)成的啟動輔助用的鄰接導(dǎo)體19。即，鄰接導(dǎo)體19首先使至少兩圈貼緊在第一細(xì)管部17a的外表面中的主管部16側(cè)的端部上并以螺旋狀卷繞。在圖2所示的例子中，第一細(xì)管部17a的外表面中的遍及距離主管部16側(cè)的端部2mm以內(nèi)的整個區(qū)域中卷繞有兩圈。進(jìn)而，縱向截斷主管部16那樣沿著發(fā)光管3的長度方向、即相對于主管部16幾乎不卷繞而貼緊配置在主管部16的外表面上。進(jìn)而，在第二細(xì)管部17b的外表面中的主管部16側(cè)的端部上以螺旋狀卷繞有0.8圈，最終經(jīng)由電阻體20與外部導(dǎo)線9電氣地連接。因此，該鄰接導(dǎo)體19成為與后述的圖3所示的第二電極部25b(電極導(dǎo)入體22)同電位。此外，鄰接導(dǎo)體19中的卷繞在第一細(xì)管部17a上的第一螺旋狀部分19a鄰接于與該鄰接導(dǎo)體19為異極的后述的第一電極部25a。
作為鄰接導(dǎo)體19而使用的鉬線的線徑為了容易加工成螺旋形狀、穩(wěn)定地保持該螺旋形狀、并且抑制因線的陰影而使光束下降或配光特性變差等，優(yōu)選為0.1mm～0.3mm。在其線徑不到0.1mm時，有可能難以加工為螺旋形狀、不能使該形狀穩(wěn)定。另一方面，如果線徑超過0.3mm，則在點(diǎn)燈時鄰接導(dǎo)體19的線的影子即使通過目視也開始顯著地呈現(xiàn)，有使光束下降或配光特性變差等的可能性。
接著，對第一螺旋狀部分19a的“卷繞間距”進(jìn)行說明。所謂的“卷繞間距”，是將線圈的各圈中的相鄰的一對圈的中心間的距離相對于作為鄰接導(dǎo)體19的鉬線的線徑(直徑)的比例用％表示的值。因此，所謂的卷繞間距為100％，表示相鄰的圈彼此接觸。在第一螺旋狀部分19a中，只要至少相鄰的圈彼此不接觸、即只要卷繞間距不是100％就沒有問題，但為了可靠地防止因點(diǎn)燈與滅燈的熱周期而使其形狀變化、相鄰的圈彼此接觸，卷繞間距優(yōu)選為150％以上。在卷繞間距不到150％的情況下，有可能因點(diǎn)燈與滅燈的熱周期而使其形狀逐漸變化、相鄰的圈彼此接觸。另一方面，如果卷繞間距過大，則不能將第一螺旋狀部分19a局部地配置在第一細(xì)管部17a中的主管部16側(cè)的端部上。所以，優(yōu)選其卷繞間距為1000％以下。
另外，在上述的例子中，由于鉬線使用裸線，所以相鄰的圈彼此不會接觸，但只要將該鉬線用公知的絕緣部件覆蓋，相鄰的圈彼此就也可以接觸。
將鄰接導(dǎo)體19的一部分卷繞在第二細(xì)管部17b上是為了使鄰接導(dǎo)體19相對于發(fā)光管3一邊貼緊一邊保持以使其不會脫離。因此，從再啟動特性的觀點(diǎn)來看，并不一定需要將鄰接導(dǎo)體19卷繞到第二細(xì)管部17b上，但從可靠地保持的觀點(diǎn)來看，卷繞多圈更為優(yōu)選。此外，鄰接導(dǎo)體19如上所述，相對于主管部16實(shí)質(zhì)上幾乎不卷繞。即，并不是特意地卷繞，但實(shí)際上在卷繞到第一細(xì)管部17a上后，為了不對鄰接導(dǎo)體19實(shí)施特別的加工而卷繞到第二細(xì)管部17b上，遍及主管部16整體而卷繞大致0.1圈。
另外，作為鄰接導(dǎo)體19的材質(zhì)，除了鉬以外，也可以使用鎢(W)、白金(Pt)、金(Au)或它們的合金等。
此外，這里所說的“貼緊”，當(dāng)然包括在嚴(yán)格意義上鄰接導(dǎo)體19完全貼緊在發(fā)光管3的外表面上的情況，也包括鄰接導(dǎo)體19相對于發(fā)光管3的外表面部分地、并且不可避免地浮起的情況。
電阻體20是用來防止在燈的不點(diǎn)亮?xí)r在鄰接導(dǎo)體19與和其異極的部件、例如外部導(dǎo)線10之間發(fā)生異常放電的部件，其電阻值設(shè)定為10kΩ～100kΩ、例如設(shè)定為20kΩ。
如圖3所示，在第一細(xì)管部17a內(nèi)插入有第一電極導(dǎo)入體21，在第二細(xì)管部17b內(nèi)插入有第二電極導(dǎo)入體22。各電極導(dǎo)入體21、22分別通過流入到各個細(xì)管部17a、17b與各個電極導(dǎo)入體21、22之間的間隙23中的玻璃粉24封固在與主管部16相反側(cè)的端部上。該部分的構(gòu)造的詳細(xì)情況在表示第2實(shí)施方式的圖5中圖示。
第一電極導(dǎo)入體21具有形成在前端部的第一電極部25a、一端部連接在該電極部25a的內(nèi)部導(dǎo)線26a、一端部連接在內(nèi)部導(dǎo)線26a上的外部導(dǎo)線10、和線圈28a。內(nèi)部導(dǎo)線26a由例如將氧化鋁(Al2O3)和鉬(Mo)燒結(jié)成的導(dǎo)電性金屬陶瓷構(gòu)成，直徑為例如0.9mm。外部導(dǎo)線10由例如鈮構(gòu)成。線圈28a卷繞在第一電極部25a中的后述的電極軸部27a的一部分上，由線徑為例如0.2mm的鉬構(gòu)成。
另一方面，第二電極導(dǎo)入體22也同樣，具有形成在前端部的第一電極部25b、一端部連接在該電極部25b上的內(nèi)部導(dǎo)線26b、一端部連接在內(nèi)部導(dǎo)線26b上的外部導(dǎo)線9、和線圈28b。內(nèi)部導(dǎo)線26b由例如將氧化鋁(Al2O3)和鉬(Mo)燒結(jié)成的導(dǎo)電性金屬陶瓷構(gòu)成，直徑為例如0.9mm。外部導(dǎo)線9由例如鈮構(gòu)成。線圈28b卷繞在第一電極部25b中的后述的電極軸部27b的一部分上，由線徑為例如0.2mm的鉬構(gòu)成。
因此，在各細(xì)管部17a、17b的內(nèi)徑r2為例如1.0mm的情況下，各電極導(dǎo)入體21、22的最大外徑(包括線圈28a、28b)為1.3mm，所以在各個細(xì)管部17a、17b與電極導(dǎo)入體21、22之間形成有平均0.1mm的間隙。將該間隙的大小設(shè)為，在將各電極導(dǎo)入體21、22插入到細(xì)管部17a、17b中時能夠有富余地插入。但是，在工藝上，各電極導(dǎo)入體21、22大多被封固在相對于各個細(xì)管部17a、17b的長度方向的中心軸(處于與中心軸相同的軸上)偏心的位置上。
各電極部25a、25b具有由直徑為例如0.5mm的鎢構(gòu)成的電極軸部27a、27b、和安裝在電極軸部27a、27b的前端部上的電極線圈部29a、29b。這兩個電極部25a、25b為前端彼此相互大致對置的狀態(tài)。電極部25a、25b間的距離L設(shè)定為24mm～40mm，例如為32mm。
內(nèi)部導(dǎo)線26a、26b的端部中的與電極軸部27a、27b相反側(cè)的端部被從各個細(xì)管部17a、17b的端部向外部導(dǎo)出，如上所述分別經(jīng)由外部導(dǎo)線10、9電氣地連接到芯柱7或電力供給線8上。
線圈28a、28b盡量將形成于各細(xì)管部17a、17b與電極軸部27a、27b之間的間隙掩埋，抑制液狀的金屬鹵化物浸入到該間隙中。
另外，作為電極導(dǎo)入體21、22，除了通過由鎢形成的電極部25a、25b、由導(dǎo)電性金屬陶瓷形成的內(nèi)部導(dǎo)線26a、26b、由鈮形成的外部導(dǎo)線10、9以及由鉬形成的線圈28a、28b構(gòu)成以外，在其材質(zhì)及構(gòu)造中可以使用已知的電極導(dǎo)入體。
并且，這樣的金屬鹵化物燈1通過例如如下這樣的電子穩(wěn)定器(未圖示)點(diǎn)燈。
即，作為一例而使用的電子穩(wěn)定器在通常點(diǎn)燈時施加頻率165H的矩形波電壓，而在啟動時及再啟動時，通過LC共振，將頻率約100kHz、最大值3.5kV的高頻電壓以O(shè)N(0.1秒)、OFF(0.9秒)的周期遍及30秒鐘施加。在金屬鹵化物燈1在30秒鐘沒有啟動的情況下，經(jīng)由兩分鐘的休止時間，以兩分鐘間隔在30分鐘反復(fù)進(jìn)行上述30秒鐘的高頻電壓的施加。在經(jīng)過30分鐘后還不啟動的情況下，電子穩(wěn)定器停止輸出。
這里，對啟動時及再啟動時的鄰接導(dǎo)體19的功能進(jìn)行說明。
鄰接導(dǎo)體19的第一螺旋狀部分19a在啟動時及再啟動時，由于其相反側(cè)的端部電氣地連接在外部導(dǎo)線9上，所以成為與第二電極部25b同電位，所以相對于第一電極部25a為異極。此外，作為第一細(xì)管部17a的構(gòu)成材料的多晶氧化鋁作為電介體發(fā)揮功能。因此，鄰接導(dǎo)體19中的第一螺旋狀部分19a在啟動時及再啟動時經(jīng)由第一細(xì)管部17a與第一電極導(dǎo)入體21電容耦合。即，在鄰接導(dǎo)體19為例如正電位時，電極軸部27a及線圈28a為負(fù)電位，在第一細(xì)管部17a的外表面?zhèn)葞щ娪胸?fù)電荷，在其相反側(cè)的第一細(xì)管部17a的內(nèi)表面?zhèn)葞щ娪姓姾伞＝Y(jié)果，在啟動時及再啟動時，首先在形成于第一細(xì)管部17a的內(nèi)表面與電極軸部27a或線圈28a之間的間隙中發(fā)生絕緣破壞，產(chǎn)生微小放電。由此產(chǎn)生初始電子或放射紫外線。此外，通過因該紫外線放射而激勵存在于主管部16內(nèi)的分子，也會產(chǎn)生初始電子。另一方面，鄰接導(dǎo)體19中的位于主管部16的第一細(xì)管部17a側(cè)的端部上的部分也經(jīng)由主管部16與第一電極部25a電容耦合。因此，在主管部16的第一細(xì)管部17a側(cè)的端部內(nèi)，通過上述初始電子在鄰接導(dǎo)體19與第一電極部25a之間經(jīng)由主管部16而誘發(fā)絕緣破壞，產(chǎn)生電弧放電。由此，促進(jìn)了朝向各電極部25a、25b間的絕緣破壞的電離過程，即使是較低的啟動電壓或再啟動電壓也能夠在短時間內(nèi)啟動。
接著，對于為了確認(rèn)有關(guān)本實(shí)施方式的額定燈電功率150W的金屬鹵化物燈1的結(jié)構(gòu)帶來的作用效果而進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行說明。
在上述結(jié)構(gòu)的金屬鹵化物燈1中，如表1所示，制造了改變水銀的封入量及鄰接導(dǎo)體19中的第一螺旋狀部分19a的圈數(shù)的燈。即，使水銀的封入量在1.0mg/cm3～5.0mg/cm3的范圍內(nèi)變化，并且使第一螺旋狀部分19a的圈數(shù)變化為1圈、2圈、4圈，分別各制造10根各條件的燈。并且，在將制造的各個燈利用上述電子穩(wěn)定器以通常的方法連續(xù)點(diǎn)燈1小時后，滅燈一次而進(jìn)行再啟動，測量從滅燈后(電源關(guān)閉后)到再啟動的再啟動時間。另外，這里所謂的“再啟動”，是指從電源接通后到開始電弧放電時的狀態(tài)。
得到的結(jié)果如表1及圖4所示。圖4以半對數(shù)表示。圖4中，“實(shí)線a”表示第一螺旋狀部分19a的圈數(shù)為1圈的情況，“實(shí)線b”表示第一螺旋狀部分19a的圈數(shù)為2圈的情況，“實(shí)線c”表示第一螺旋狀部分19a的圈數(shù)為4圈的情況?！霸賳訒r間”是10根樣本的平均值。
表1


由表1及圖4可知，在第一螺旋狀部分19a的圈數(shù)為2圈以上、例如2圈及4圈的情況下，與1圈的情況相比，水銀的封入量變得越小，平均再啟動時間越顯著地變短。在水銀的封入量為2.5mg/cm3的情況下，能夠得到30秒以下的令人吃驚的結(jié)果(與以往的陶瓷金屬鹵化物燈(參照專利文獻(xiàn)1)相比為1/10以下)。
另外，在水銀的封入量為2.5mg/cm3、第一螺旋狀部分19a的圈數(shù)為2圈的樣本中，再啟動時間最短的是1.0秒。
以上，根據(jù)有關(guān)本發(fā)明的第1實(shí)施方式的額定燈電力150W的金屬鹵化物燈1的結(jié)構(gòu)，可以確認(rèn)能夠大幅改善再啟動特性。另外，可以確認(rèn)，即使是例如施加了最大值3.0kV的高頻電壓的情況下也能夠得到表1所示的結(jié)果。因此可知，通過施加至少最大值為3.0kV的高頻電壓，能夠可靠地得到上述那樣的效果。而且越是增大施加的高頻電壓、再啟動特性越是更加提高。
可考慮到其是基于以下理由的。即，由于將第一螺旋狀部分19a的圈數(shù)至少設(shè)為2圈，所以在再啟動時，能夠提高在形成于第一細(xì)管部17a的內(nèi)表面與電極軸部27a或線圈28a之間的間隙中產(chǎn)生的微小放電的強(qiáng)度，并且能夠擴(kuò)大產(chǎn)生微小放電的區(qū)域，所以能夠增大供給到主管部16內(nèi)的初始電子的數(shù)量或紫外線的放射量。并且，除此以外，在再啟動時還能夠降低水銀的蒸氣壓，所以通過再啟動電壓的施加能夠提高主管部16內(nèi)的初始電子及2次電子的能量。即，由于主管部16內(nèi)的水銀原子較少，所以在將各電子加速前與水銀原子碰撞的概率變低，能夠得到足夠的運(yùn)動能量。結(jié)果，進(jìn)一步地促進(jìn)了朝向各電極部25a、25b間的絕緣破壞的電離過程，能夠使再啟動時間成為30秒以下。
這里，如果各電極部25a、25b間的距離L過長，則在燈電壓相等的情況下電場較弱，所以不能將初始電子充分地加速，結(jié)果不能得到初始電子與水銀原子碰撞而釋放二次電子所需的能量，有可能不能充分促進(jìn)上述電離過程。因此，距離L(mm)優(yōu)選地與額定電功率無關(guān)而滿足L≤55的關(guān)系式。
(第2實(shí)施方式)參照圖5及圖6對本發(fā)明的第2實(shí)施方式的金屬鹵化物燈進(jìn)行說明。在本實(shí)施方式的額定燈電功率150W的金屬鹵化物燈1中，鄰接導(dǎo)體19兩圈貼緊并以螺旋狀卷繞在主管部16的外表面上，特別是遍及主管部16的外表面的預(yù)定的端部區(qū)域而至少貼緊0.5圈以上并以螺旋狀卷繞。其他結(jié)構(gòu)與上述第1實(shí)施方式的額定燈電功率150W的金屬鹵化物燈1同樣。
所謂“主管部16的預(yù)定的端部區(qū)域”，表示由平面Q(第二平面)與平面R(第三平面)所夾的區(qū)域。平面Q與平面R如以下那樣被定義。
首先，將包括第一螺旋狀部分19a位于的位于第一細(xì)管部17a側(cè)的第一電極部25a的前端、并且相對于發(fā)光管3的長度方向的中心軸X垂直的面定義為平面P(第一平面)。將平面Q定義為平行于平面P、且相對于該平面P向第二電極部25b側(cè)具有5mm的間隔的平面。平面R定義為，在以包括上述中心軸X的平面將發(fā)光管3切斷后的切斷面(參照圖5)中，包括從由第一細(xì)管部17a的兩端中的與主管部16相反側(cè)的端部向主管部16延伸的第一細(xì)管部17a的內(nèi)表面的直線部向半球狀部15的內(nèi)表面的曲線部移動的變化點(diǎn)A、并且平行于平面P的平面。
該變化點(diǎn)A的位置根據(jù)主管部16的內(nèi)表面形狀而進(jìn)行各種變化。通常，在以包括上述中心軸X的平面將發(fā)光管3切斷后的切斷面中，由于第一細(xì)管部17a的內(nèi)表面實(shí)質(zhì)上是直線，所以該直線朝向主管部16筆直地延伸而開始向其他直線或曲線變化的點(diǎn)相當(dāng)于該點(diǎn)。例如，在半球狀部15的內(nèi)表面與第一細(xì)管部17a的內(nèi)表面由具有預(yù)定的曲率r的曲線連接時，變化點(diǎn)A相當(dāng)于第一細(xì)管部17a的內(nèi)表面的直線與具有曲率r的曲線的邊界點(diǎn)。
在圖5所示的例子中，鄰接導(dǎo)體19是在主管部16的端部區(qū)域中、以與平面R交叉的部位為起點(diǎn)、以與平面Q交叉的部位為終點(diǎn)的1圈卷繞的線圈。
另外，在該線圈為1圈以上的情況下，其卷繞間距只要超過100％就可以。
此外，對于卷繞在主管部16上的鄰接導(dǎo)體19中的、除了主管部16的端部區(qū)域以外的部分，從再啟動特性的觀點(diǎn)來看其圈數(shù)并沒有特別的限制。并不一定需要卷繞，并且也可以卷繞多圈。但是，如果圈數(shù)變多，則會將從發(fā)光管3放射的光遮蔽，所以其圈數(shù)越少越好。在圖6所示的例子中，每當(dāng)將鄰接導(dǎo)體19卷繞到另一個細(xì)管部17b上時，將鄰接導(dǎo)體19不實(shí)施特別的加工而自然地卷繞，所以在除了端部區(qū)域以外的部分上卷繞有1圈。
接著，對于為了確認(rèn)有關(guān)本實(shí)施方式的額定燈電功率150W的金屬鹵化物燈的結(jié)構(gòu)帶來的作用效果而進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行說明。
對該金屬鹵化物燈，制造了10根水銀的封入量為1.84mg/cm3(總量為0.8mg)、第一螺旋狀部分19a的圈數(shù)為2圈的燈。并且，在將制造的各個燈利用上述電子穩(wěn)定器以通常的方法連續(xù)點(diǎn)燈1小時后，滅燈一次而進(jìn)行再啟動，測量從滅燈后(電源關(guān)閉后)到再啟動的再啟動時間。實(shí)驗(yàn)的結(jié)果如下。
平均再啟動時間與有關(guān)本發(fā)明的第1實(shí)施方式的額定燈電功率150W的金屬鹵化物燈1相比為1/3以下即8.2秒。
另外，樣本中最短的再啟動時間為1.0秒。
在再啟動時，如果通過目視觀察燈，則對于有關(guān)第2實(shí)施方式的額定燈電功率150W的金屬鹵化物燈，發(fā)現(xiàn)了與有關(guān)第1實(shí)施方式的額定燈電功率150W的金屬鹵化物燈不同的現(xiàn)象。
即，在有關(guān)第1實(shí)施方式的金屬鹵化物燈的情況下，在第一電極部25a與例如鄰接導(dǎo)體19中的、存在于平面P與平面Q之間的任意的點(diǎn)(點(diǎn)a)之間經(jīng)由主管部16看到電弧放電的發(fā)光后，瞬間地(0.5秒)轉(zhuǎn)移到電極部25a、25b間的絕緣破壞。相對于此，在有關(guān)第2實(shí)施方式的額定燈電功率150W的金屬鹵化物燈的情況下可知有以下的性質(zhì)。即，與第1實(shí)施方式的燈同樣，在平面P與平面Q之間存在的任意的點(diǎn)(點(diǎn)a，未圖示)之間經(jīng)由主管部16看到電弧放電的發(fā)光后，該電弧放電連續(xù)地移動到相對于第一電極部25a與鄰接導(dǎo)體19中的上述點(diǎn)a靠近第二電極部25b的點(diǎn)b(未圖示)。進(jìn)而，其接著連續(xù)地移動到鄰接導(dǎo)體19中的電極部25b附近，轉(zhuǎn)移為電極部25a、25b間的絕緣破壞。這期間為0.2秒～0.5秒。
換言之，在有關(guān)本發(fā)明的第1實(shí)施方式的額定燈電功率150W的金屬鹵化物燈1的情況下，雖然在第一電極部25a與點(diǎn)a之間經(jīng)由主管部16發(fā)生了電弧放電，但有時它不會原樣轉(zhuǎn)移為各個電極部25a、25b間的絕緣破壞。相對于此，在有關(guān)本發(fā)明的第2實(shí)施方式的額定燈電功率150W的金屬鹵化物燈的情況下，在第一電極部25a與點(diǎn)a之間經(jīng)由主管部16發(fā)生的電弧放電由鄰接導(dǎo)體19向第二電極部25b附近誘導(dǎo)，認(rèn)為會以較高的概率轉(zhuǎn)移為電極部25a、25b間的絕緣破壞。
因此，根據(jù)有關(guān)第2實(shí)施方式的額定燈電功率150W的金屬鹵化物燈1的結(jié)構(gòu)，與有關(guān)第1實(shí)施方式的額定燈電功率150W的金屬鹵化物燈1的結(jié)構(gòu)相比再啟動的可靠性增加，結(jié)果能夠大幅改善再啟動特性。
此外，確認(rèn)了即使在施加了例如最大值3.0kV的高頻電壓的情況下也能夠得到上述的結(jié)果。因此，通過施加至少最大值為3.0kV的高頻電壓，能夠可靠地得到上述那樣的效果。且越是增大施加的高頻電壓、再啟動特性越進(jìn)一步提高。
另外，在第2實(shí)施方式中，對水銀的封入量為1.84mg/cm3、第一螺旋狀部分19a的圈數(shù)為2圈的情況進(jìn)行了說明，但是如果水銀的封入量為2.5mg/cm3以下、第一螺旋狀部分19a的圈數(shù)為2圈以上，不管哪種情況都可以得到與上述相同的作用效果。
另外，在第1及第2實(shí)施方式中，對于第一螺旋狀部分19a卷繞在第一細(xì)管部17a側(cè)、并且鄰接導(dǎo)體19與位于第二細(xì)管部17b側(cè)的第二電極部25b電氣地連接的情況進(jìn)行了說明，但鄰接導(dǎo)體19的安裝方法也可以是相反的。即，對于第一螺旋狀部分19a卷繞在第二細(xì)管部17b側(cè)、并且鄰接導(dǎo)體19與位于第一細(xì)管部17a側(cè)的第一電極部25a電氣地連接的情況，也能夠得到與上述相同的作用效果。
此外，在第1及第2實(shí)施方式中，例示說明了額定燈電功率150W的金屬鹵化物燈，但并不限于此，對于額定燈電功率100W或250W等的、進(jìn)而35W～400W的金屬鹵化物燈也能夠同樣使用本發(fā)明。
(第3實(shí)施方式)參照圖7對本發(fā)明的第3實(shí)施方式的照明裝置進(jìn)行說明。該照明裝置是例如在天花板用照明等中使用的，具備照明器具34、本發(fā)明的第1實(shí)施方式的額定燈電功率150W的金屬鹵化物燈1、和電子穩(wěn)定器35。照明器具34具有組裝在天花板30上的傘狀的反射燈具31、安裝在該反射燈具31的底部上的板狀的基部32、和設(shè)在反射燈具31的底部上的燈座部33。在該照明器具34內(nèi)的燈座部33上安裝有金屬鹵化物燈1。電子穩(wěn)定器35安裝在從基部32的反射燈具31離開的位置上。
作為電子穩(wěn)定器35，使用公知的電子穩(wěn)定器。在使用一般的磁穩(wěn)定器作為穩(wěn)定器的情況下，會受到電源電壓的變動的影響而燈電功率發(fā)生變動。因此，在電源電壓變高的情況下，燈電功率會超過額定電功率，發(fā)光管(未圖示)的外表面溫度上升，作為構(gòu)成發(fā)光管的外圍部件的材料的陶瓷有可能飛散。相對于此，在使用電子穩(wěn)定器35的情況下，由于能夠?qū)綦姽β试谳^大的電壓范圍內(nèi)保持為一定，所以能夠?qū)l(fā)光管的外表面溫度控制為一定，能夠降低作為構(gòu)成發(fā)光管的外圍部件的材料的陶瓷飛散的可能性。
以上，根據(jù)本發(fā)明的第3實(shí)施方式的照明裝置的結(jié)構(gòu)，由于使用了第1實(shí)施方式的金屬鹵化物燈，所以能夠大幅改善再啟動特性。
另外，在第3實(shí)施方式中，以該照明裝置的用途為天花板用照明的情況為例進(jìn)行了說明，但也可以在其他室內(nèi)照明、店鋪照明、街道路燈照明等中使用，其用途沒有限制。此外，對應(yīng)于其用途，也可以使用各種公知的照明器具及電子穩(wěn)定器。
此外，在第3實(shí)施方式中，對于使用第1實(shí)施方式的金屬鹵化物燈的情況進(jìn)行了說明，但在使用有關(guān)本發(fā)明的任一種金屬鹵化物燈的情況下，都能夠得到與上述同樣的作用效果。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性本發(fā)明的金屬鹵化物燈對于要求較高的再啟動特性的照明用是具有實(shí)用性的。
權(quán)利要求
1.一種金屬鹵化物燈，其特征在于，具備發(fā)光管，該發(fā)光管包括主管部；具有分別形成在上述主管部的兩端部上的第一細(xì)管部及第二細(xì)管部的由透光性陶瓷構(gòu)成的外圍部件；前端部上形成有第一電極部的第一電極導(dǎo)入體；以及前端部上形成有第二電極部的第二電極導(dǎo)入體；上述第一電極導(dǎo)入體插入在上述第一細(xì)管部內(nèi)以使上述第一電極部的前端部位于上述主管部內(nèi)，并且被上述第一細(xì)管部的端部中的與上述主管部相反側(cè)的端部封固；上述第二電極導(dǎo)入體插入在上述第二細(xì)管部內(nèi)以使上述第二電極部的前端部位于上述主管部內(nèi)，并且被上述第二細(xì)管部的端部中的與上述主管部相反側(cè)的端部封固；在上述各細(xì)管部與上述各電極導(dǎo)入體之間分別形成有間隙；在上述發(fā)光管的外表面上設(shè)置有鄰接導(dǎo)體，上述鄰接導(dǎo)體的一部分至少2圈以螺旋狀卷繞在上述第一細(xì)管部的上述主管部側(cè)的端部上，并且上述鄰接導(dǎo)體與上述第二電極部電氣地連接；上述發(fā)光管內(nèi)的水銀的封入量為2.5mg/cm3以下。
2.如權(quán)利要求1所述的金屬鹵化物燈，其特征在于，將包括上述第一電極部的前端、并且相對于上述發(fā)光管的長度方向的中心軸垂直的面定義為第一平面；將平行于上述第一平面、從上述第一平面向上述第二電極部側(cè)具有5mm的間隔的面定義為第二平面；在以包括上述中心軸的平面將上述發(fā)光管切斷后的切斷面中，將包括上述第一細(xì)管部的內(nèi)表面的直線部向其他直線或曲線移動的變化點(diǎn)、并且平行于上述第一平面的面定義為第三平面，其中，上述第一細(xì)管部是從上述第一細(xì)管部的兩端中的與上述主管部相反側(cè)的端部朝向上述主管部側(cè)延伸的；遍及上述主管部的被上述第二平面與上述第三平面所夾的整個端部區(qū)域，上述鄰接導(dǎo)體至少0.5圈以螺旋狀卷繞在上述主管部的外表面上。
3.一種照明裝置，具備照明器具、和組裝在上述照明器具中的如權(quán)利要求1或2所述的金屬鹵化物燈。
全文摘要
本發(fā)明的金屬鹵化物燈，具備發(fā)光管(3)，該發(fā)光管(3)包括主管部(16)；具有分別形成在該主管部(16)的兩端部上的第一細(xì)管部(17a)及第二細(xì)管部(17b)的由透光性陶瓷構(gòu)成的外圍部件(18)；以及在各自的前端部上形成有第一電極部(25a)、第二電極部(25b)的第一電極導(dǎo)入體(21)及第二電極導(dǎo)入體(22)。各電極導(dǎo)入體(21、22)插入在各細(xì)管部(17a、17b)內(nèi)，在與各細(xì)管部(17a、17b)之間形成間隙(23)。在發(fā)光管(3)的外表面上設(shè)置有鄰接導(dǎo)體(19)，鄰接導(dǎo)體(19)一部分至少2圈以螺旋狀卷繞在上述第一細(xì)管部(17a)中的主管部(16)側(cè)的端部上。鄰接導(dǎo)體(19)與第二電極部(25b)電氣地連接。發(fā)光管(3)內(nèi)的水銀的封入量為2.5mg/cm
文檔編號H01J61/34GK101023507SQ20058003022
公開日2007年8月22日 申請日期2005年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月10日
發(fā)明者打保篤志, 野原浩司, 南畑亮 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社