[发明专利]用于双内壁高强度放电灯中的放电管的支承结构

说明书

本发明涉及一种高强度放电(HID)灯，其具有一个陶瓷金属卤弧管，相对的轴向导线连接到埋置在玻璃心柱中的载流支承构件上，并且相对于此心柱，玻璃壳层拥有一个闭合端。

图1示出已有技术的陶瓷金属卤放电灯，它拥有焊接到埋置在玻璃心柱14中的分别的电流输入端16，17上的一金属底座10和一中心触点12，在玻璃心柱14中，电流输入端16，17被焊接到支承构件60，61上。第一个支承构件60的上部末端有一圈孔64，定位在由外部壳层20的封闭端22的微凹24所形成的凸起附近，还有一个焊接到弧光管30的第一轴向引线38上的横向臂62。这就是已知的椭圆微凹(ED型)灯。第二个支承构件61通过一个焊接在适当地方的柔性铌C形钩66而连接到弧光管30的第二根轴向引线39上。此钩减消了轴向伸缩带来的应力，否则此应力将被弧光管所承受。弧光管中延长的套管36，37尤其敏感于切应力(垂直于弧光管长轴的转矩)。然而，此钩有其固有的材料成本和将其焊接在适当地方的人工成本。而且，如果灯掉落，臂62和钩66可能弯曲，使弧光管30脱离壳层的中心，就如同照明装置的反射器脱离了中心一样，这对一个抛物形反射器来说尤其麻烦，因为它需要光源在抛物面的焦点上。

美国专利第3，906，275展示了一种ED型灯，其石英金属卤化物放电管由夹在相对的箍上的铁条所支撑，并且被安装到埋置在心柱中的各自的固定构件上。由于石英壳层的坚硬特性以及石英相对低的热膨胀系数，5．5×10^-7／℃，使热应力对此种类型的灯来说不是问题。

美国专利第4，401，913展示了装有一多晶氧化铝(PCA)陶瓷弧光管的ED型高压力钠蒸汽灯。低端固定在心柱中的杆上，高端也固定在一根杆上，此杆的高端有一螺旋形弹簧啮合在微凹上。弹簧压缩即可吸收弧光管的长度伸展，由于其长度(11cm)、其膨胀系数(80×10^-7每℃)和高温，止种伸展可能是显著的。电流通过一细小的螺旋弯线供给到上端，称之为飞线，它不提供任何支撑。弧光管的上端被啮合在微凹上的弹簧单独支撑着，以使相对于支撑结构的伸展不成问题。

本发明的目的是减小有着安装在载流支承构件上的相对轴向引线的弧光管上的热应力。进一步的目的是如果灯掉落能提供震动吸收来防止支撑元件的弯曲。

根据本发明，灯中拥有一个金属线框构件，其第一端固定到埋置在心柱中的第一个载流支承构件上，第二端固定到邻近玻璃壳层封闭端的第一根轴向引线上，并且在两端之间有一组线圈，这组线圈的每转之间有间隙。

此金属线框构件在ED(椭圆微凹)型灯中尤其有用，其中这组线圈环绕在由微凹形成的凸起上。框架构件的第一段中间部分由第一端延伸到线圈，第二段中间部分由线圈延伸到第二端。两端被焊接到第一个支承构件和第一条轴向引线上，第二条轴向引线牢固地固定到第二个支承构件上。当弧光管相对于框架构件伸展时，线圈因而受压缩小了间隙。

注意这组线圈最好是松动地安装在微凹上，以便将弧光管同心地定位在椭圆形外部壳层之中，而又不压迫壳层的封闭端。更确切地说，当线圈受压时，第一段中间部分处于拉伸状态。

这种线圈弹簧设计的好处在于当弹簧受压时无垂直的转矩产生。与之对照，当C字形钩受压时，部分应力对弧光管的长轴生成垂直的转矩，可导致PCA的破裂并缩短灯的寿命。因此，本发明的应力消减优越于图1中的现有技术。

既然玻璃壳层可提供支撑作用(横向定位)，比起全自支撑框架来，此种金属线框构件就可以用较小的直径。在优选实施例中，框架构件用的是0．037英寸直径的弹性回火不锈钢，比起现有技术中0．060英寸直径的支承构件来说，重量轻而且易于成形，本发明中截短的支承构件也用0．037英寸直径钢制成。

此种具整体应力消减作用的金属线框构件尤其适合于具有由多晶氧化铝壳层形成的中央圆筒限定的一弧光空间，和把轴向引线封闭到电极中去的相对的套管的陶瓷金属卤化物放电管。尽管不是特别长--典型值在36mm左右--其脆性使消减由高工作温度带来的伸展而强加的应力成为必要。

除消减热应力以外，如果灯掉落或剧烈震动，线圈还能在所有方向上提供良好的震动吸收。这保证了固定元件不容易弯曲和使光源脱离外部壳层的中心。

由于不需要手工处理铌C形钩，金属线框架构件还有助于灯的自动化装配。更确切地说，框架构件和弧光管是用夹具加工并焊接到埋置在心柱中的支承构件上的。

通过参照图示和详细的说明，本发明的这些及其它优点将更清楚明显。

图1是现有技术的陶瓷金属卤弧灯的侧视图。