JP2000058002A - 高圧放電ランプ、高圧放電ランプ装置および照明装置 - Google Patents

高圧放電ランプ、高圧放電ランプ装置および照明装置

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JP2000058002A
JP2000058002A JP10196322A JP19632298A JP2000058002A JP 2000058002 A JP2000058002 A JP 2000058002A JP 10196322 A JP10196322 A JP 10196322A JP 19632298 A JP19632298 A JP 19632298A JP 2000058002 A JP2000058002 A JP 2000058002A
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淳 斉田
Tatsuo Kotabe
辰男 小田部
Masuo Shibuya
増夫 渋谷
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
    • H01J61/02—Details
    • H01J61/36—Seals between parts of vessels; Seals for leading-in conductors; Leading-in conductors

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  • Vessels And Coating Films For Discharge Lamps (AREA)
  • Discharge Lamps And Accessories Thereof (AREA)

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】小形で良好な発光効率を有する長寿命な透光性
セラミックス放電容器を備えた高圧放電ランプを提供す
る。 【解決手段】透光性セラミックス放電容器１は、放電空
間を包囲する膨出部１ａ及びその両端に連続した曲面を
介して一体化された一対の小径筒部１ｂを備え、封着性
の部分２ａ、その先端に基端が接続する耐ハロゲン化物
部分２ｂ及び膨出部内に突出した耐ハロゲン化物部分の
先端が電極部２ｃを形成する電極一体形給電導体２を用
いる。小径筒部の内面と耐ハロゲン化物部分との間には
僅かな隙間が形成され、小径筒部に挿入した封着性の部
分と小径筒部との間がセラミックス封止用のコンパウン
ドのシール３によって封着されている。放電容器内に
は、金属ハロゲン化物及び希ガスを含む放電媒体を封入
する。透光性セラミックスとして、平均直線透過率の高
いＹＡＧなどを用いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は透光性セラミックス
からなる放電容器を備えた高圧放電ランプ、これを用い
た高圧放電ランプ装置および照明装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】相対向する一対の電極を備えた放電容器
内に希ガス、発光金属のハロゲン化物および水銀を封入
してなる高圧放電ランプは、比較的高効率で、高演色性
であるため、広く使用されている。
【０００３】近年、小形で高効率な光源に対する要求が
高く、発光金属のハロゲン化物を封入した高圧放電ラン
プにおいても開発が盛んである。
【０００４】（従来技術１）特開平６−１９６１３１号
公報には、金属ハロゲン化物を含むイオン化可能な充填
物が封入され、かつ第１および第２電極が配置される放
電空所を囲むセラミック放電容器を備えており、この放
電容器が前記電極間に延在する中央区分の両側に、中央
区分に接続される第１および第２端部区分を備え、これ
らの各端部区分が各電極に接続した給電導体をわずかの
隙間をあけて囲み、前記給電導体が前記各端部区分を経
て外部に出る個所にセラミック封止用のコンパウンドの
シールを設け、少なくとも第１端部区分の外径を中央区
分の最少外径よりも小さくし、第１端部区分に通す給電
導体が放電空所に対向している耐ハロゲン化物部分と、
放電空所とは反対側に水素および酸素に対して透過性の
部分とを有している高圧放電ランプにおいて、前記給電
導体の耐ハロゲン化物部分が、少なくとも前記第１端部
区分の内径を２ｍｍだけ増大させた距離Ｌ１にわたり前
記第１端部区分の内側に延在し、かつ第２端部区分に通
す給電導体も放電空所の方へ向いている耐ハロゲン化物
部分を有している構造が開示されている。
【０００５】この従来技術１は、水素および酸素に対し
て透過性の部分に接続している耐ハロゲン化物部分の第
１端部区分内に延在する距離Ｌ１を第１端部区分の内径
＋２ｍｍ以上にすることにより、透過性の部分がハロゲ
ンおよび遊離ハロゲン化物にさらされても腐食しないと
述べている。
【０００６】また、従来技術１では、給電導体の耐ハロ
ゲン化物部分が直径０．７ｍｍのモリブデン棒などを用
いており、このモリブデン棒の先端に電極を接続してい
る。そして、電極は、直径０．３ｍｍ、長さ３ｍｍのタ
ングステン棒の遊端の０．８ｍｍの距離にわたって直径
０．１７ｍｍのタングステン製の単一ワイヤを巻回して
形成されている。
【０００７】そうして、従来技術１では、定格ランプ電
力が７０Ｗを中心に５０Ｗおよび１５０Ｗで点灯する各
実施例が記載されている。
【０００８】（従来技術２）特開平９−１４７８０３号
公報には、発光物質を封入した透光性を有するセラミッ
クスからなる発光管の内部に、一対の電極を備えた高圧
放電灯において、発光管端部の外径が発光管発光部の最
大径より小さく、発光管端部の少なくとも一方は、電極
と外部リード線とが一体となった導電体と封着材を用い
て封止されており、発光管端部の長さＬ１と、発光管端
部と導電体との封着材による接合長さＬ２とを、２ｍｍ
≦Ｌ２≦２０ｍｍ、かつ４ｍｍ≦Ｌ１−Ｌ２≦２０ｍｍ
とする構造が開示されている。
【０００９】この従来技術２は、発光物質と封着材との
反応が生じないようにして、ランプ電圧の低下、あるい
はリークによる点灯不良や寿命劣化の問題を解決しよう
としている。
【００１０】そうして、従来技術２には、発光管発光部
の内容積が０．９ｃｃ、発光管端部の長さ１５ｍｍ、ラ
ンプ電力１５０Ｗの実施例と、発光管発光部の内容積が
０．７５ｃｃ、ランプ電力２００Ｗの実施例とが記載さ
れている。
【００１１】（従来技術３）特開平１０−１４４２６１
号公報には、放電管の内壁の輪郭が発光封入物を含む内
室を規定し、この内室が１つの長軸ならびに開口付きの
２つの端部を有し、これらの開口に導電性のブッシング
が気密にはめ込まれ、これらのブッシングがそれぞれ電
極に導電的に接続され、これらの電極が内室内に電極間
隔（ＥＡ）を隔てて対向して配置されている高圧放電ラ
ンプにおけるセラミックス放電管において、放電管の内
壁の輪郭が以下の幾何学的形状、すなわち輪郭が長さ
（Ｌ）および内側半径（Ｒ）のほぼまっすぐな筒形中央
部分ならびにそれと同一半径（Ｒ）のほぼ半球状の終端
部分を有し、筒形中央部分の長さ（Ｌ）がその内側半径
（Ｒ）より小さいか等しく（Ｌ≦Ｒ）、放電管の内長が
電極距離（ＥＡ）より少なくとも１０％大きく（２Ｒ＋
Ｌ≧１．１ＥＡ）、放電管の直径（２Ｒ）が電極距離
（ＥＡ）の少なくとも８０％に相当し電極距離（ＥＡ）
の最大で１５０％の長さ（１．５ＥＡ≧２Ｒ≧０．８Ｅ
Ａ）である構造が開示されている。
【００１２】この従来技術３は、セラミックス放電管の
温度分布を均一にしてあらゆるランプ姿勢に適用できる
ようにすることを目的としている。
【００１３】そうして、この従来技術３においては、特
殊な放電管形状を規定することにより、２０Ｗ定格電力
の値には壁負荷を４５Ｗ／ｃｍ2まで許容し、高電力形
ランプの場合に２５Ｗ／ｃｍ2まで許容する旨記載され
ている。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】従来技術１は、実施例
がいずれも定格ランプ電力５０Ｗ以上の比較的大形の高
圧放電ランプである。したがって、従来技術１の発明
は、電極を給電導体とは別に形成し、給電導体の耐ハロ
ゲン化物部分の先端に電極を接続する構成を採用してい
る。この構造は、ランプ電力３５Ｗ以下たとえば２０Ｗ
のような小形の高圧放電ランプに採用しようとすると、
組立の困難に遭遇する。
【００１５】また、従来技術１は、わずかな隙間をセラ
ミック放電容器の端部区分の内面と給電導体の耐ハロゲ
ン化物部分との間で形成している。そして、電極の軸部
が端部区分内に位置している。したがって、セラミック
放電容器の端部区分の長さは、わずかな隙間を形成する
所要長さに加えて電極軸が挿入されている部分の長さを
含むことになるから、必要以上の長さに端部区分を設定
するために、セラミック放電容器の全長が大きくなって
しまう。
【００１６】さらに、従来技術１は、上記のような小形
の高圧放電ランプに適用すると、ランプのセラミックス
封止用コンパウンドのシールの温度をハロゲン化物によ
る腐食されにくい範囲まで低減しながら同時に発光金属
蒸気圧を最適値に維持するために必要な最冷部温度を保
持することが甚だ困難であることが分かった。
【００１７】次に、従来技術２は、従来技術１と同様で
実施例がランプ電力１５０Ｗおよび２００Ｗで比較的大
形の高圧放電ランプに適用されていて、電極を導電体に
接続して一体化させている。
【００１８】また、発光管端部の長さＬ１と接合部長さ
Ｌ２との長さ関係だけを規定して封着材と発光物質との
反応を防止しようとしているが、小形の高圧放電ランプ
においては、従来技術２を適用して上記のようにセラミ
ックス封止用コンパウンドのシールの温度に対する要求
と最冷部の温度に対する要求とを両立させることが実際
困難である。
【００１９】さらに、従来技術３は、放電管を円筒形の
筒形中央の両側に半球状の部分を備えた形状において、
筒形中央の長さを筒の半径Ｒとの関係で、また内長を電
極距離との関係で、それぞれ規定することにより、均一
な温度分布を実現しようとしているが、実施例として図
１に示されている電極は、説明されていない部材１７の
先端に接続された構造であり、この実施例のランプ電力
は７０Ｗである。この構造は、既述の従来技術と同様で
あり、小形化には問題がある。
【００２０】ところが、ランプ電力２０Ｗ以下の一層小
形で、長寿命、かつ高効率な透光性セラミックス高圧放
電ランプが望まれている。
【００２１】この要求に応えるために、比較的大形の従
来の高圧放電ランプの放電容器、電極などの仕様をその
まま比例的に縮小して小形の高圧放電ランプを製作して
も、点灯後間もなくシール部分にリークが発生すること
が分かった。これは高圧放電ランプが小形になると、放
電プラズマを始めとする発熱体からシール部分への熱伝
達形態、すなわち熱伝導、対流、輻射のバランスが崩れ
るからである。
【００２２】小形の高圧放電ランプの実現のためには、
高圧放電ランプの全体にわたって従来技術を根本から見
直して、小形の高圧放電ランプに適した新たな仕様を創
作する必要のあることが分かった。
【００２３】本発明は、小形でありながら所望の寿命と
良好な発光効率を有する透光性セラミックス放電容器を
備えた高圧放電ランプ、これを用いた高圧放電ランプ装
置および照明装置を提供することを主な目的とする。
【００２４】また、本発明は、光学的効率が良好な透光
性セラミックス放電容器を備えた高圧放電ランプ、これ
を用いた高圧放電ランプ装置および照明装置を提供する
ことを副次的な目的とする。
【００２５】
【課題を達成するための手段】請求項１の発明の高圧放
電ランプは、放電空間を包囲する膨出部および膨出部の
両端に連通して配置され膨出部より内径が小さい小径筒
部を備えた透光性セラミックス放電容器と；封着性の部
分および封着性の部分の先端に基端が接続されている耐
ハロゲン化物部分を備え、透光性セラミックス放電容器
の小径筒部内に挿入されて耐ハロゲン化物部分が小径筒
部の内面との間にわずかな隙間を形成しながら貫通する
とともに、先端が透光性セラミックス放電容器の膨出部
内に突出して電極部を形成している電極一体形給電導体
と；透光性セラミックス放電容器の小径筒部および電極
一体形給電導体の封着性の部分の間を封着しているセラ
ミックス封止用コンパウンドのシールと；金属ハロゲン
化物を含み透光性セラミックス放電容器内に封入された
放電媒体と；を具備していることを特徴としている。
【００２６】本発明および以下の各発明において、特に
指定しない限り用語の定義および技術的意味は次によ
る。
【００２７】（透光性セラミックス放電容器について）
「透光性セラミックス放電容器」とは、単結晶の金属酸
化物たとえばサファイヤと、多結晶の金属酸化物たとえ
ば半透明の気密性アルミニウム酸化物、イットリウム−
アルミニウム−ガーネット（ＹＡＧ）、イットリウム酸
化物（ＹＯＸ）と、多結晶非酸化物たとえばアルミニウ
ム窒化物（ＡｌＮ）のような光透過性および耐熱性を備
えた材料からなる放電容器を意味する。なお、光透過性
とは、放電による発光を放電容器を透過して外部に導出
できる程度に透過すればよく、透明および光拡散性であ
ってもよい。
【００２８】また、透光性セラミックス放電容器を製作
するには、中央の膨出部と膨出部の両端の小径筒部とを
最初から一体に形成することができる。さらに、たとえ
ば膨出部を形成する円筒と、円筒の両端面に嵌合して閉
鎖する一対の端板と、端板の中心孔に嵌合して小径筒部
を形成する小径筒体とを、それぞれ別に仮焼結して所要
に嵌合させて、焼結することにより、一体の放電容器を
形成することもできる。
【００２９】（電極一体形給電導体について）電極一体
形給電導体は、透光性セラミックス放電容器の少なくと
も一方の小径筒部に対して用いられる。
【００３０】「給電導体」とは、電源からバラスト手段
を介して電極間に電圧を印加して、高圧放電ランプを始
動し、電流を導入して点灯するために、機能するもので
あって、透光性セラミックス放電容器の小径筒部に後述
する手段により気密にシールされる。
【００３１】「電極一体形」とは、部材が一体でありな
がら給電導体の先端部分が電極部を構成していること、
すなわち別に形成した電極を給電導体に接続したもので
はなく、本質的に一体であることを意味する。
【００３２】一方、電極一体形給電導体は、封着性の部
分および耐ハロゲン化物部分を備えている。
【００３３】「封着性の部分」とは、後述するセラミッ
クス封止用コンパウンドのシールにより透光性セラミッ
クス放電容器を、その小径筒部と封着性の部分との間
で、または要すればさらにセラミックスチューブを介し
てシールするのに適した材料の部分であればよく、ニオ
ブ、タンタル、チタン、ジルコニウム、ハフニウムおよ
びバナジウムなどを用いることができる。封着性の部分
としては、水素および酸素に対する透過性は問わない
が、上記した材料は、結果的に水素および酸素透過性を
備えている。アルミニウム酸化物を用いる場合、ニオブ
およびタンタルは、平均熱膨張係数がアルミニウム酸化
物とほぼ同一であるから、封着性の部分として好適であ
る。イットリウム酸化物およびＹＡＧの場合も差が少な
い。窒化アルミニウムを透光性セラミックス放電容器に
用いる場合には、封着性の部分にジルコニウムを用いる
のがよい。
【００３４】「耐ハロゲン化物部分」とは、高圧放電ラ
ンプの作動中に透光性セラミックス放電容器内に存在す
るハロゲン化物および遊離ハロゲンによる腐食作用が殆
どないか、ないしは全く起こらない物質からなる部分で
あることを意味する。たとえば、タングステン、モリブ
デンなどからなるが、先端が透光性セラミックス放電容
器の内部に突出して電極部を構成する関係で、耐熱性が
最良であるタングステンが最も適している。なお、本発
明の高圧放電ランプは、交流および直流のいずれで点灯
するように構成してもよい。直流点灯形の高圧放電ラン
プの場合、陽極側の給電導体は、電極部を一体に形成し
ないで、耐ハロゲン化物部分の先端に別に形成した陽極
を接続する構成にすることができる。
【００３５】耐ハロゲン化物部分と小径筒部の内面との
間にわずかな隙間が形成される。このわずかな隙間には
余剰のハロゲン化物が点灯中液化状態になって侵入して
最冷部を形成するが、隙間の間隔を適当に設定すること
により、所望の最冷部温度にすることができる。
【００３６】（セラミックス封止用コンパウンドのシー
ルについて）セラミックス封止用コンパウンドのシール
は、小径筒部の端面において封着性の部分および小径筒
部の間に施与され、加熱により溶融して小径筒部と封着
性の部分との間に浸透して両者間を気密にシールする。
このシールにより給電導体は所定の位置に固着される。
【００３７】小径筒部内に挿入されている封着性の部分
は、上記シールによって完全に被覆されていることが望
ましい。さらに、シールを封着性の部分に接続している
耐ハロゲン化物部分の基端部をもわずかな距離にわたっ
て被覆するように構成すれば、封着性の部分がハロゲン
化物によって腐食されにくくなる。
【００３８】（放電媒体について）放電媒体は、金属ハ
ロゲン化物を含む。金属は少なくとも発光金属を含んで
いる。
【００３９】金属ハロゲン化物を構成するハロゲンとし
ては、よう素、臭素、塩素またはフッ素のいずれか一種
または複数種を用いることができる。
【００４０】発光金属の金属ハロゲン化物は、発光色、
平均演色評価数Ｒａおよび発光効率などについて所望の
発光特性を備えた放射を得るため、さらには透光性セラ
ミックス放電容器のサイズおよび入力電力に応じて、既
知の金属ハロゲン化物の中から任意所望に選択すること
ができる。たとえば、ナトリウムＮａ、リチウムＬｉ、
スカンジウムＳｃ、および希土類金属からなるグループ
の中から選択された一種または複数種のハロゲン化物を
用いることができる。
【００４１】また、緩衝金属として適量の水銀を封入す
ることができる。水銀に代えて蒸気圧が比較的高くて可
視光領域における発光が少ないか、発光しない金属たと
えばアルミニウムなどのハロゲン化物を封入することも
できる。
【００４２】希ガスとしては、アルゴン、キセノン、ネ
オンなどを用いることができる。
【００４３】（本発明の作用について）本発明の高圧放
電ランプは、少なくも一方の給電導体が耐ハロゲン化物
部分の先端が膨出部内に突出して電極を形成する電極一
体形であるから、構造が簡単で組立が容易になるととも
に、小形化が容易になる。
【００４４】また、透光性セラミックス放電容器の小径
筒部の内部に小径の電極軸が延在していないから、小径
筒部を無駄なく使ってわずかな隙間を形成することがで
き、その分小径筒部の全長を短くすることができ、その
ため高圧放電ランプの小形化に効果的である。
【００４５】さらに、わずかな隙間の間隔とその長さを
最適にすることが容易になるために、シールの部分の温
度を十分に低く抑えて寿命を長くするとともに、最冷部
の温度をなるべく高く設定して発光効率を高くすること
ができる。
【００４６】請求項２の発明の高圧放電ランプは、請求
項１記載の高圧放電ランプにおいて、封着性の部分の直
径をφS（ｍｍ）とし、耐ハロゲン化物部分の直径をφH
（ｍｍ）としたときに、下式を満足することを特徴とし
ている。
【００４７】０．２≦φH／φS≦０．６ セラミックス封止用コンパウンドのシールの温度を低減
してシールがハロゲン化物によって腐食するのを防止す
るとともに、わずかな隙間の温度を高くして発光効率を
高めるためには、一方では封着性の部分をなるべく太く
してその熱抵抗を減らしながら、他方では耐ハロゲン化
物部分の熱抵抗を大きくすればよい。
【００４８】本発明においては、上記の要求を封着性の
部分の直径φS（ｍｍ）と、耐ハロゲン化物部分の直径
φH（ｍｍ）とを、上記の式を満足するように設定する
ことにより、上記要求を実現するものである。直径比φ
H／φSが０．２未満では耐ハロゲン化物部分が細くなり
すぎ、０．６を超えると、シールの温度およびわずかな
隙間の温度を所要の値に維持することができない。
【００４９】請求項３の発明の高圧放電ランプは、両端
が連続的な曲面によって絞られているとともに少なくと
も主要部の平均直線透過率が２０％以上の膨出部および
膨出部の両端に連通して配置され膨出部より内径が小さ
い小径筒部を備え、内容積が０．１ｃｃ以下の透光性セ
ラミックス放電容器と；封着性の部分および封着性の部
分の先端に基端が接続されている耐ハロゲン化物部分を
備え、透光性セラミックス放電容器の小径筒部内に挿入
されて耐ハロゲン化物部分が小径筒部の内面との間にわ
ずかな隙間を形成しながら貫通している給電導体と；耐
ハロゲン化物部分の先端に配設されて透光性セラミック
ス放電容器の膨出部内に位置している一対の電極と；透
光性セラミックス放電容器の小径筒部および給電導体の
封着性の部分の間を封着しているセラミックス封止用コ
ンパウンドのシールと；金属ハロゲン化物を含み透光性
セラミックス放電容器内に封入された放電媒体と；を具
備していることを特徴としている。
【００５０】本発明および以下の関係する各発明におい
て、直線透過率は、波長５５０ｎｍにおいて測定したも
のとする。また、「平均直線透過率」とは、対象部分に
対して異なる５個所の位置において測定した直線透過率
データを相加平均して求めた値をいう。
【００５１】高圧放電ランプの透光性セラミックス放電
容器の平均直線透過率が高いと、組み合わせる光学系た
とえば反射鏡との光学的効率（器具効率）を高くするこ
とができる。
【００５２】ところが、広く用いられているアルミニウ
ム酸化物からなる透光性セラミックス放電容器は、全透
過率はすこぶる高いが、殆ど拡散透過であり、平均直線
透過率は２０％に満たない。
【００５３】したがって、アルミニウム酸化物の透光性
セラミックス放電容器を用いている高圧放電ランプにお
いては、期待するような高い光学的効率を得ることがで
きない。
【００５４】透光性セラミックス放電容器の平均直線透
過率を２０％以上に高くするには、六方晶構造を有する
セラミックスを用い、結晶粒径をそろえて光散乱を少な
くすることが重要である。六方晶構造を有するセラミッ
クスとしては、ＹＡＧ、イットリウム酸化物（ＹＯＸ）
を用いることができる。
【００５５】本発明において、平均直線透過率は、一般
的には２０％以上であるが、好ましくは３０％以上であ
る、最適には４５〜７０％である。なお、平均直線透過
率が８０％を超えると、結晶粒径が大きくなりすぎて機
械的強度が低下して実用的でない。
【００５６】平均直線透過率を高くするために、成形し
た透光性セラミックス放電容器を機械的または化学的に
研磨することができる。
【００５７】また、本発明において、膨出部の主要部と
は、膨出部の電極間に対向している部位をいう。
【００５８】さらに、前記のセラミックスは、放電容器
を一体的に成形することが可能であり、膨出部および小
径筒部を連続した曲面によって一体に形成することによ
り、光学的および熱的に不連続な個所がない透光性セラ
ミックス放電容器を得ることができる。このことは、特
に内容積が０．１ｃｃ以下の小形の透光性セラミックス
放電容器においては、優れた配光特性を備えるととも
に、クラックが生じにくい高圧放電ランプを得るうえで
極めて重要である。
【００５９】ところで、透光性セラミックス放電容器の
内容積は、当該放電容器内を水中に入れてその内部に水
が充満してから、両方の小径筒部の開口端を封鎖して取
り出し、内部の水を計量して、測定する。
【００６０】なお、耐ハロゲン化物部分と小径筒部の内
面との間に形成されるわずかな隙間は、両方の給電導体
側にそれぞれ形成することができるが、要すれば一方の
給電導体側において備えられていればよい。
【００６１】請求項４の発明の高圧放電ランプは、請求
項３記載の高圧放電ランプにおいて、透光性セラミック
ス放電容器の内容積は、０．０５ｃｃ以下であることを
特徴としている。
【００６２】透光性セラミックス放電容器の平均直線透
過率が高いことによる光学的な利点は、当該放電容器の
内容積が小さいほど効果的であり、内容積が０．０５ｃ
ｃ以下であると、顕著な効果を得ることができる。
【００６３】請求項５の発明の高圧放電ランプは、最大
外径がｄB（ｍｍ）で長さがＬB（ｍｍ）の膨出部および
膨出部の両端に接続され外径がｄT（ｍｍ）で長さがＬT
（ｍｍ）の一対の小径筒部を備え、かつ下式を満足する
透光性セラミックス放電容器と；小径筒部内に封着され
て膨出部内に位置している一対の電極と；発光金属の金
属ハロゲン化物および希ガスを含み、透光性セラミック
ス放電容器内に封入された放電媒体と；を具備している
ことを特徴としている。
【００６４】１≦ｄB／ｄT≦３．５ １．６≦ＬT／ＬB≦４．５ 透光性セラミックス放電容器を用いた高圧放電ランプに
おいては、透光性セラミックスが石英ガラスより高い温
度たとえばアルミニウム酸化物では１１００℃まで耐え
るので、石英ガラスを用いる場合に比較して動作温度を
１００℃以上高く設定することができる。このため、緩
衝金属として水銀を用いる場合、あるいは水銀に代えて
アルミニウムなどのハロゲン化物を用いる場合であって
も、最冷部の温度を高く維持することにより、発光効率
を高くすることが可能である。
【００６５】ところが、透光性セラミックス放電容器の
シールは、ガラス性のセラミックス封止用コンパウンド
を加熱溶融させて封着すべき部材の間に進入して固化さ
せるのが一般的である。このシールは、高温の金属ハロ
ゲン化物に接触すると、腐食してリークを生じるので、
シールの温度を低く抑える必要がある。
【００６６】そこで、最冷部とシールとの間を離間さ
せ、かつ両者間に適当な温度勾配を形成する必要があ
り、そのため透光性セラミックス放電容器に小径筒部を
形成するとともに、その内部を貫通する給電導体と小径
筒部との間にわずかな隙間を形成するのであるが、それ
らの数値如何で性能が著しく変わってしまう。
【００６７】本発明は、良好な性能を発揮する透光性セ
ラミックス放電容器の数値を規定することにより、比較
的小形の高圧放電ランプにおいて、高い発光効率と十分
な寿命とを備えるように構成したものである。
【００６８】本発明において、透光性セラミックス放電
容器の膨出部の最大外径ｄBおよび長さＬBと小径筒部の
外径ｄTおよび長さＬTとの関係を前式に限定するる理由
について以下説明する。
【００６９】すなわち、外径比ｄB／ｄTが１未満である
と、小径筒部が太くなって、その熱容量が増加し、最冷
部温度が低下しすぎるので、不可である。反対に、ｄB
／ｄTが３．５を超えると、小径筒部が細くなって、そ
の軸方向に大きすぎる温度勾配が生じて歪によるクラッ
クが発生しやすくなるので、不可である。
【００７０】また、長さ比ＬT／ＬBが１．５未満である
と、小径筒部が短くなり、小径筒部の封着の信頼性が低
下するので、不可である。反対に、ＬT／ＬBが４．５を
超えると、小径筒部が長くなり、その熱容量が増加して
最冷部温度が低下し、発光効率が低下しすぎるので、不
可である。
【００７１】さらに、その他の構成について説明する。
【００７２】透光性セラミックス放電容器は、必要に応
じてこれを外囲器に収納することができる。外囲器内を
排気して不活性ガスを適当な圧力で封入することによ
り、外囲器内の導体が酸化するのを防止できる。
【００７３】また、外囲器内を真空にすることにより、
透光性セラミックス放電容器の表面の温度勾配を小さく
することができる。これにより、上記放電容器をセラミ
ックスによって形成している場合にクラックが発生しに
くくなる。
【００７４】本発明の作用について説明する。
【００７５】本発明においては、透光性セラミックス放
電容器の小径筒部の外径および長さを膨出部の最大外径
および長さとの比で所定範囲に規定したことにより、小
径筒部の軸方向における温度勾配が許容範囲内になり、
シールの温度を低くするとともに、歪によるクラックが
生じにくいので、寿命を長くすることができる。
【００７６】また、最冷部温度を許容範囲内で高くする
ことができ、したがって高い発光効率を得ることができ
る。さらに、封着部の信頼性も低下しない。
【００７７】請求項６の発明の高圧放電ランプは、請求
項５記載の高圧放電ランプにおいて、透光性セラミック
ス放電容器は、下式を満足することを特徴としている。
【００７８】２≦ｄB／ｄT≦３．２ ２≦ＬT／ＬB≦３．７ 本発明は、請求項５よりさらに好ましい範囲を規定して
いる。
【００７９】請求項７の発明の高圧放電ランプは、長径
に対する短径の比ＲDが下式を満足する球状の膨出部お
よび膨出部の両端に連通して配置され膨出部より内径が
小さい小径筒部を備えた透光性セラミックス放電容器
と；封着性の部分および封着性の部分の先端に基端が接
続されている耐ハロゲン化物部分を備え、透光性セラミ
ックス放電容器の小径筒部内に挿入されて耐ハロゲン化
物部分が小径筒部の内面との間にわずかな隙間を形成し
ながら貫通している給電導体と；耐ハロゲン化物部分の
先端に配設されて透光性セラミックス放電容器の膨出部
内に位置している一対の電極と；透光性セラミックス放
電容器の小径筒部および給電導体の封着性の部分の間を
封着しているセラミックス封止用コンパウンドのシール
と；金属ハロゲン化物を含み透光性セラミックス放電容
器内に封入された放電媒体と；を具備していることを特
徴としている。
【００８０】０．３≦ＲD≦１．０ 長径および短径は、いずれも膨出部の内面で規定され
る。
【００８１】短径は、膨出部の中央の最大内径をいう。
【００８２】長径は、小径筒部が楕円球の頂部に連続し
ているので、近似的に求める。すなわち、膨出部の中央
内面から小径筒部側の内面に接する直線を引き、当該直
線と楕円球の長軸の延長線との交点間の距離を長径とす
る。なお、ＲDが１のときは、真球となり、これも本発
明の範囲に属する。
【００８３】そうして、本発明においては、上記条件を
満足する楕円球状の膨出部を備えることにより、透光性
セラミックス放電容器の膨出部が均一な温度分布になる
ので、上記放電容器のクラック発生が少なくなる。
【００８４】請求項８の発明の高圧放電ランプは、請求
項７の発明の高圧放電ランプにおいて、長径に対する短
径の比ＲDは、下式を満足していることを特徴としてい
る。
【００８５】０．３≦ＲD≦１．０ 本発明は、請求項７よりさらに好ましい範囲を規定して
いる。
【００８６】請求項９の発明の高圧放電ランプは、放電
空間を包囲する膨出部および膨出部の両端に連通して配
置され膨出部より内径が小さい小径筒部を備えるととも
に肉厚差が０．４ｍｍ以下の透光性セラミックス放電容
器と；封着性の部分および封着性の部分の先端に基端が
接続されている耐ハロゲン化物部分を備え、透光性セラ
ミックス放電容器の小径筒部内に挿入されて耐ハロゲン
化物部分が小径筒部の内面との間にわずかな隙間を形成
しながら貫通している給電導体と；耐ハロゲン化物部分
の先端に配設されて透光性セラミックス放電容器の膨出
部内に位置している一対の電極と；透光性セラミックス
放電容器の小径筒部および給電導体の封着性の部分間を
封着しているセラミックス封止用コンパウンドのシール
と；金属ハロゲン化物を含み透光性セラミックス放電容
器内に封入された放電媒体と；を具備していることを特
徴としている。
【００８７】本発明は、透光性セラミックス放電容器の
肉厚差を少ない範囲に規定することにより、上記放電容
器の温度分布を均一にして熱伝導抵抗を均一化して、透
光性セラミックス放電容器のクラックの発生を著しく低
減したものである。肉厚差が４ｍｍを超えると、温度分
布が不均一になりクラックが発生しやすくなる。
【００８８】請求項１０の発明の高圧放電ランプは、請
求項９の発明の高圧放電ランプにおいて、透光性セラミ
ックス放電容器は、肉厚差が０．２ｍｍ以下であること
を特徴としている。
【００８９】本発明は、請求項９よりさらに好ましい範
囲を規定している。
【００９０】請求項１１の発明の高圧放電ランプは、両
端が連続的な曲面によって絞られるとともに少なくとも
主要部の平均直線透過率が２０％以上の膨出部および膨
出部の両端に連通して配置され膨出部より内径が小さい
小径筒部を備え全長が４０ｍｍ以下の透光性セラミック
ス放電容器と；封着性の部分および封着性の部分の先端
に基端が接続されている耐ハロゲン化物部分を備え、透
光性セラミックス放電容器の小径筒部内に挿入されて耐
ハロゲン化物部分が小径筒部の内面との間にわずかな隙
間を形成しながら貫通している給電導体と；耐ハロゲン
化物部分の先端に配設されて透光性セラミックス放電容
器の膨出部内に位置している一対の電極と；透光性セラ
ミックス放電容器の小径筒部および給電導体の封着性の
部分の間を封着しているセラミックス封止用コンパウン
ドのシールと；金属ハロゲン化物を含み透光性セラミッ
クス放電容器内に封入された放電媒体と；を具備してい
ることを特徴としている。
【００９１】本発明は、小形で、しかも著しく高い光学
的効率が得られるの高圧放電ランプに好適な透光性セラ
ミックス放電容器の許容される最大の全長を規定してい
るものである。
【００９２】なお、本発明の実施に際して平均直線透過
率を２０〜８０％にすることができる。
【００９３】請求項１２の発明の高圧放電ランプは、請
求項１１の発明の高圧放電ランプにおいて、透光性セラ
ミックス放電容器は、その全長が３０ｍｍ以下であるこ
とを特徴としている。
【００９４】本発明は、請求項１１よりさらに好ましい
範囲を規定している。
【００９５】請求項１３の発明の高圧放電ランプは、両
端が連続的な曲面によって絞られるとともに少なくとも
主要部の平均直線透過率が２０％以上の膨出部および膨
出部の両端に連続的な曲面を形成しながら連通して配置
され膨出部より内径が小さい小径筒部を備えた透光性セ
ラミックス放電容器と；封着性の部分および封着性の部
分の先端に基端が接続されている耐ハロゲン化物部分を
備え、透光性セラミックス放電容器の小径筒部内に挿入
されて耐ハロゲン化物部分が小径筒部の内面との間にわ
ずかな隙間を形成しながら貫通している給電導体と；耐
ハロゲン化物部分の先端に配設されて透光性セラミック
ス放電容器の膨出部内に位置している一対の電極と；透
光性セラミックス放電容器の小径筒部および給電導体の
封着性の部分の間を封着しているセラミックス封止用コ
ンパウンドのシールと；金属ハロゲン化物を含み透光性
セラミックス放電容器内に封入された放電媒体と；を具
備し、定格ランプ電力が３５Ｗ以下であることを特徴と
している。
【００９６】本発明は、小形の高圧放電ランプを定格ラ
ンプ電力によって一般的範囲としてに規定したものであ
る。
【００９７】請求項１４の発明の高圧放電ランプは、請
求項１３の発明の高圧放電ランプにおいて、定格ランプ
電力は、２０Ｗ以下であることを特徴としている。
【００９８】本発明は、請求項１３よりさらに効果的な
小形化の範囲を定格ランプ電力によって規定しているも
のである。
【００９９】請求項１５の発明の高圧放電ランプは、両
端が連続的な曲面によって絞られるとともに少なくとも
主要部の平均直線透過率が２０％以上の膨出部および膨
出部の両端に連続的な曲面を形成しながら連通して配置
され膨出部より内径が小さくて平均直線透過率が膨出部
の主要部のそれより小さい小径筒部を備えた透光性セラ
ミックス放電容器と；封着性の部分および封着性の部分
の先端に基端が接続されている耐ハロゲン化物部分を備
え、透光性セラミックス放電容器の小径筒部内に挿入さ
れて耐ハロゲン化物部分が小径筒部の内面との間にわず
かな隙間を形成しながら貫通している給電導体と；耐ハ
ロゲン化物部分の先端に配設されて透光性セラミックス
放電容器の膨出部内に位置している一対の電極と；透光
性セラミックス放電容器の小径筒部および給電導体の封
着性の部分の間を封着しているセラミックス封止用コン
パウンドのシールと；金属ハロゲン化物を含み透光性セ
ラミックス放電容器内に封入された放電媒体と；を具備
していることを特徴としている。
【０１００】本発明は、透光性セラミックス放電容器の
小径筒部の平均直線透過率をさらに規定したものであ
る。
【０１０１】すなわち、小径筒部の平均直線透過率が高
くなると、発光効率はやや低下し、またランプ製造時に
小径筒部におけるクラックが発生しやすくなる。たとえ
ば、透光性セラミックス放電容器の全体の平均直線透過
率が約２０％のときに比較して、全体の平均直線透過率
を４５％にすると、光学的効率（器具効率）は約３０％
向上するが、発光効率（ｌｍ／Ｗ）は約３％低下し、ラ
ンプ製造時の封着不良発生率は約３０％増加した。
【０１０２】上記の値は、定格ランプ電力、透光性セラ
ミックス放電容器の材質および形状などの相違により変
化するが、その傾向は一致することが分かった。
【０１０３】そこで、上記傾向の発生原因を考察してみ
ると、小径筒部内の最冷部の温度が平均直線透過率の向
上に伴って低下したためと考えられる。また、ランプ製
造時の封着不良発生率の増加は、封着時にセラミックス
封止用のコンパウンドによる封着工程において、小径筒
部の平均直線透過率が向上したことにより、小径筒部の
端部が加熱される際に発生する小径筒部の軸方向の温度
勾配が増加し、それに伴って発生する歪により、透光性
セラミックス放電容器またはシールの部分にクラックを
生じるものと考えられる。
【０１０４】本発明においては、膨出部の少なくとも主
要部の平均直線透過率を高めることによって光学的効率
（器具効率）を高める一方、小径筒部の平均直線透過率
を低くしておくことにより、発光効率の低下とランプ製
造時の封着不良発生とを抑制したものである。
【０１０５】本発明の実施に際して、以下の態様である
ことを許容する。 １ 膨出部の主要部の平均直線透過率を２０〜８０％に
する。 ２ 膨出部の主要部の平均直線透過率が２０％以上で、
かつ小径筒部の平均直線透過率より５％以上高い値にす
る。 ３ 小径筒部の平均直線透過率を５〜５０％で、かつ膨
出部の主要部の平均直線透過率より低い値にする。
【０１０６】請求項１６の発明の高圧放電ランプは、請
求項１１ないし１５のいずれか一記載の高圧放電ランプ
において、透光性セラミックス放電容器の膨出部は、そ
の主要部の平均直線透過率が３０％以上であることを特
徴としている。
【０１０７】本発明は、請求項１５よりさらに好ましい
範囲を規定している。
【０１０８】請求項１７の発明の高圧放電ランプは、放
電空間を包囲する膨出部および膨出部の両端に連通して
配置された小径筒部を備えた透光性セラミックス放電容
器と；封着性の部分および封着性の部分の先端に基端が
接続されている耐ハロゲン化物部分を備え、透光性セラ
ミックス放電容器の小径筒部内に挿入されて耐ハロゲン
化物部分が小径筒部の内面との間にわずかな隙間を形成
しながら貫通している給電導体と；耐ハロゲン化物部分
の先端に配設されて透光性セラミックス放電容器の膨出
部内に位置している一対の電極と；透光性セラミックス
放電容器の小径筒部および給電導体の封着性の部分の間
を封着しているセラミックス封止用コンパウンドのシー
ルと；金属ハロゲン化物を含み透光性セラミックス放電
容器内に封入された放電媒体と；を具備し、定格ランプ
電力（Ｗ）に対する全重量（ｇ）の比率ＲLが下式を満
足していることを特徴としている。
【０１０９】０．７×１０-2≦ＲL≦２．５×１０-2 従来の比較的大きなサイズおよび定格ランプ電力の場合
には、発光効率が決定される最冷部温度、封着部の寿命
を決定するセラミックス封止用のコンパウンドのシール
の温度などの諸特性を決定する各部温度は、透光性セラ
ミックス放電容器の素材（たとえば、アルミニウム酸化
物か、ＹＡＧか）、放電容器の形状（たとえば、球状
か、楕円球状か）、電極および給電導体の構成など、多
くのパラメータに強く影響されている。
【０１１０】そこで、高圧放電ランプの各メーカーは、
各部パラメータの最適化をそれぞれ独自の設計方針によ
り行っていた。
【０１１１】これに対して、定格ランプ電力２０Ｗ程度
以下の透光性セラミックス放電容器を備えた高圧放電ラ
ンプにおいては、発光効率および寿命などの諸特性がラ
ンプの全重量と投入される有効電力すなわち定格ランプ
電力とでほぼ一義的に決定されることを本発明者は発見
した。このことは、これまでに実用化されている比較的
大きなサイズおよびランプ電力の領域では全く予測でき
なかったことである。
【０１１２】上記した本発明は、この発見に基づいてな
されたものである。
【０１１３】比率ＲLが０．７×１０-2未満であると、
寿命に対する信頼性が極端に低下する。また、比率ＲL
が２．５×１０-2を超えると、ランプの最冷部温度が低
下して発光効率が極端に低下する。これらのことは、透
光性セラミックス放電容器を構成するセラミックス材
料、電極などにそれほど影響されない。
【０１１４】そうして、本発明においては、長寿命で、
発光効率の高い小形の高圧放電ランプを得ることができ
る。
【０１１５】請求項１８の発明の高圧放電ランプは、請
求項１７記載の高圧放電ランプにおいて、定格ランプ電
力（Ｗ）に対する全重量（ｇ）の比率ＲLが下式を満足
していることを特徴としている。
【０１１６】０．８×１０-2≦ＲL≦２．０×１０-2 本発明は、請求項１７よりさらに好ましい範囲を規定し
ている。
【０１１７】請求項１９の発明の高圧放電ランプは、放
電空間を包囲する膨出部および膨出部の両端に連通して
配置された小径筒部を備えた透光性セラミックス放電容
器と；封着性の部分および封着性の部分の先端に基端が
接続されている耐ハロゲン化物部分を備え、透光性セラ
ミックス放電容器の小径筒部内に挿入されて耐ハロゲン
化物部分が小径筒部の内面との間にわずかな隙間を形成
しながら貫通している給電導体と；耐ハロゲン化物部分
の先端に配設されて透光性セラミックス放電容器の膨出
部内に位置している一対の電極と；透光性セラミックス
放電容器の小径筒部および給電導体の封着性の部分の間
を封着しているセラミックス封止用コンパウンドのシー
ルと；金属ハロゲン化物を含み透光性セラミックス放電
容器内に封入された放電媒体と；を具備し、定格ランプ
電力（Ｗ）に対する透光性セラミックス放電容器の重量
（ｇ）の比率ＲEが下式を満足していることを特徴とし
ている。
【０１１８】０．５×１０-2≦ＲE≦２．２×１０-2 請求項１７および１８と同様に、定格ランプ電力２０Ｗ
程度以下の透光性セラミックス放電容器を備えた高圧放
電ランプにおいては、発光効率および寿命などの諸特性
が透光性セラミックス放電容器の重量と投入される有効
電力すなわちランプ電力とでほぼ一義的に決定されるこ
とも本発明者は発見した。
【０１１９】本発明は、上記発見に基づいてなされたも
のである。
【０１２０】請求項２０の発明の高圧放電ランプは、請
求項１９記載の高圧放電ランプにおいて、定格ランプ電
力（Ｗ）に対する透光性セラミックス放電容器の重量
（ｇ）の比率ＲEは、下式を満足していることを特徴と
している。
【０１２１】０．６×１０-2≦ＲE≦１．８×１０-2 本発明は、請求項１９よりさらに好ましい範囲を規定し
ているものである。
【０１２２】請求項２１の発明の高圧放電ランプは、放
電空間を包囲する内径がｒI（ｍｍ）の膨出部、膨出部
の一端に連通して配置された長さＬ１（ｍｍ）の第１の
小径筒部および膨出部の他端に連通して配置された長さ
Ｌ２（ｍｍ）の第２の小径筒部を備え、膨出部の内径ｒ
Iｍｍ、第１および第２の小径筒部の長さＬ１、Ｌ２が
下式を満足する透光性セラミックス放電容器と；封着性
の部分および封着性の部分の先端に基端が接続されてい
る耐ハロゲン化物部分を備え、透光性セラミックス放電
容器の小径筒部内に挿入されて耐ハロゲン化物部分が小
径筒部の内面との間にわずかな隙間を形成しながら貫通
している給電導体と；耐ハロゲン化物部分の先端に配設
されて透光性セラミックス放電容器の膨出部内に位置し
ている一対の電極と；透光性セラミックス放電容器の小
径筒部および給電導体の封着性の部分の間を封着してい
るセラミックス封止用コンパウンドのシールと；金属ハ
ロゲン化物を含み透光性セラミックス放電容器内に封入
された放電媒体と；を具備している異を特徴としてい
る。
【０１２３】ｒI／２＜Ｌ１＜Ｌ２ 透光性セラミックス放電容器の膨出部の両端から一体に
突出する一対の小径筒部の長さが等しい小形の高圧放電
ランプを同軸関係にして反射鏡に組み込むと、反射鏡の
開口端から一方の小径筒部の一部が突出してしまう。そ
して、反射鏡からの反射光が小径筒部の突出部分で蹴ら
れるために、配光が乱れてその中央部に影ができてしま
う。
【０１２４】また、小径筒部の長さの等しい高圧放電ラ
ンプを垂直点灯した場合、上方に位置する小径筒部の温
度上昇が大きくなり、シールが腐食してリークしやすく
なる。
【０１２５】本発明においては、一対の小径筒部の長さ
を異ならすに当たり、短い方の小径筒部を膨出部の最大
径より長くしているので、製造時のシールを良好に行う
ことができる。
【０１２６】また、反射鏡に同軸的に組み込むときに
は、短い方の小径筒部を反射鏡の開口端側に配置し、長
い方の小径筒部を反射鏡の頂部側に配置することで、小
径筒部を高圧放電ランプの固定に利用することができる
とともに、開口端から小径筒部が突出しないように構成
することが可能になる。
【０１２７】さらに、高圧放電ランプを垂直点灯する場
合には、長い方の小径筒部を上方に位置させることによ
り、シールの温度上昇が少なくなり、これによりリーク
の発生を抑制することができる。
【０１２８】請求項２２の発明の高圧放電ランプは、放
電空間を包囲する膨出部および膨出部の両端に連通して
配置された小径筒部を備えた透光性セラミックス放電容
器と；封着性の部分および封着性の部分の先端に基端が
接続されている耐ハロゲン化物部分を備え、透光性セラ
ミックス放電容器の小径筒部内に挿入されて耐ハロゲン
化物が小径筒部の内面との間に０．２１ｍｍ以上のわず
かな隙間を形成しながら貫通している給電導体と；耐ハ
ロゲン化物部分の先端に配設されて透光性セラミックス
放電容器の膨出部内に位置している一対の電極と；透光
性セラミックス放電容器の小径筒部および給電導体の封
着性の部分の間を封着しているセラミックス封止用コン
パウンドのシールと；金属ハロゲン化物を含み透光性セ
ラミックス放電容器内に封入された放電媒体と；を具備
していることを特徴としている。
【０１２９】ランプ電力２０Ｗ程度以下の、より小形
で、長寿命かつ光発光効率の高圧放電ランプが要求され
ている。
【０１３０】ところが、本発明者の研究によると、この
ような一層小形の高圧放電ランプにおいては、従来技術
を比例的に縮小して適用しても、良好なものを得ること
ができないことが分かった。すなわち、ランプ電力が小
さくなった場合、発光効率を確保するためには、適正な
最冷部温度を確保する必要があり、これは必然的に透光
性セラミックス放電容器全体の熱容量の減少が不可欠で
ある。この際、ランプ電力が比較的大きい場合の考え方
で、放電容器の形状および電極寸法などを単純に比例的
に減少させると、点灯後短時間でシール部分にリークが
発生する。これは、放電容器を小さくすると、放電プラ
ズマを始めとする発熱体からのシールへの熱伝達形態、
すなわち熱伝導、対流、輻射のバランスが崩れるからで
ある。
【０１３１】本発明においては、わずかな隙間を相対的
に大きく設定するもので、このためには給電導体の耐ハ
ロゲン化物部分を相対的に細くすることになり、耐ハロ
ゲン化物部分の熱抵抗が大きくなって、放電プラズマや
電極からの熱伝達が少なくなり、シールの温度を下げる
ことができる。このため、シールにリークが発生しにく
くなる。
【０１３２】なお、封着性の部分の長さＬの小径筒部内
への挿入深さＬｎとしたとき、Ｌｎ／Ｌ≧０．３１に設
定すると、さらに良好な封着を得ることができる。
【０１３３】また、耐ハロゲン化物部分の長さを４．５
ｍｍ以上に設定すると、シールの温度と最冷部の温度と
をともに所望値にしやすい。
【０１３４】請求項２３の発明の高圧放電ランプは、放
電空間を包囲する膨出部および膨出部の両端に連通して
配置された小径筒部を備えた透光性セラミックス放電容
器と；封着性の部分および封着性の部分の先端に基端が
接続されている耐ハロゲン化物部分を備え、透光性セラ
ミックス放電容器の小径筒部内に挿入されて耐ハロゲン
化物が小径筒部の内面との間にわずかな隙間を形成しな
がら貫通している給電導体と；耐ハロゲン化物部分の先
端に配設されて透光性セラミックス放電容器の膨出部内
に位置している一対の電極と；透光性セラミックス放電
容器の小径筒部および給電導体の封着性の部分の間を封
着しているセラミックス封止用コンパウンドのシール
と；金属ハロゲン化物を含み透光性セラミックス放電容
器内に封入された放電媒体と；を具備し、給電導体の封
着性の部分の径に対する透光性セラミックス放電容器の
小径筒部の肉厚の比ＲTが０．９８以下であることを特
徴としている。
【０１３５】本発明は、透光性セラミックス放電容器の
小径筒部の肉厚を所定値範囲に構成することにより、高
圧放電ランプの製造時および点灯時のクラック発生を少
なくするものである。
【０１３６】上記比ＲTが０．９８を超えると、透光性
セラミックス放電容器の小径筒部の肉厚方向および軸方
向の温度差が大きくなりすぎてクラックが発生しやすく
なくなる。
【０１３７】請求項２４の発明の高圧放電ランプは、請
求項２３記載の高圧放電ランプにおいて、給電導体の封
着性の部分の径に対する透光性セラミックス放電容器の
小径筒部の肉厚の比ＲTが０．９０以下であることを特
徴としている。
【０１３８】本発明は、請求項２３よりさらに好ましい
範囲を規定している。
【０１３９】請求項２５の発明の高圧放電ランプは、放
電空間を包囲する膨出部および膨出部の両端に連通して
配置された小径筒部を備えた透光性セラミックス放電容
器と；封着性の部分および封着性の部分の先端に基端が
接続されている耐ハロゲン化物部分を備え、透光性セラ
ミックス放電容器の小径筒部内に挿入されて耐ハロゲン
化物が小径筒部の内面との間にわずかな隙間を形成しな
がら貫通している給電導体と；耐ハロゲン化物部分の先
端に配設されて透光性セラミックス放電容器の膨出部内
に位置している一対の電極と；透光性セラミックス放電
容器の小径筒部および給電導体の封着性の部分の間を封
着するとともに耐ハロゲン化物部分の基端部を０．２〜
３ｍｍの距離にわたって被覆しているセラミックス封止
用コンパウンドのシールと；金属ハロゲン化物を含み透
光性セラミックス放電容器内に封入された放電媒体と；
を具備していることを特徴としている。
【０１４０】給電導体の封着性の部分を小径筒部にセラ
ミックス封止用コンパウンドを施与し加熱溶融させてシ
ールするに際して、小径筒部に挿入されている封着性の
部分の全体をシールによって被覆して、ハロゲン化物に
よる腐食を防止する必要があるが、さらに耐ハロゲン化
物部分の基端部をも同時に被覆すると、封着性の部分が
腐食されにくくなる。しかし、耐ハロゲン化物部分の被
覆距離が０．２ｍｍ未満では点灯中に封着性の部分がハ
ロゲン化物によって腐食されやすく、また３ｍｍを超え
ると、クラックが発生しやすくなくなる。
【０１４１】請求項２６の発明の高圧放電ランプは、請
求項１、４ないし２５のいずれか一記載の高圧放電ラン
プにおいて、透光性セラミックス放電容器の内容積が
０．１ｃｃ以下であることを特徴としている。
【０１４２】本発明は、透光性セラミックス放電容器が
内容積０．１ｃｃ以下の小形の高圧放電ランプの場合
に、特に効果的である。
【０１４３】上記のように内容積が０．１ｃｃ以下の場
合、透光性セラミックス放電容器の肉厚は１．５ｍｍ以
下であることが推奨される。
【０１４４】また、電極間距離は、５ｍｍ以下にするこ
とが望ましい。
【０１４５】さらに、本発明の高圧放電ランプに入力す
る電力は３５Ｗ以下であることが望ましい。
【０１４６】請求項２７の発明の高圧放電ランプは、請
求項１、４ないし２６のいずれか一記載の高圧放電ラン
プにおいて、透光性セラミックス放電容器は、内容積が
０．０５ｃｃ以下であることを特徴としている。
【０１４７】本発明は、透光性セラミックス放電容器の
内容積のさらに好ましい範囲を規定している。なお、最
適には０．０４ｃｃ以下である。
【０１４８】請求項２８の発明の高圧放電ランプは、請
求項１ないし２７のいずれか一記載の高圧放電ランプに
おいて、透光性セラミックス放電容器は、ＹＡＧまたは
イットリウム酸化物からなることを特徴としている。
【０１４９】ＹＡＧおよびイットリウム酸化物はいずれ
も透明質で平均直線透過率が高く、しかも所望の形状に
成形可能であるから、一層小形の高圧放電ランプの透光
性セラミックス放電容器の材料としてすこぶる好適であ
る。
【０１５０】したがって、これらの材料を用いて透光性
セラミックス放電容器を形成するに当たって、最初から
一体成形により、膨出部および小径筒部が連続した曲面
でつながり、しかもなるべく均一な肉厚に形成すること
により、光学的に理想点光源に接近して光学的効率が高
くて、しかも熱的にも均一でクラックを生じにくくて寿
命が長い高圧放電ランプを得ることができる。
【０１５１】請求項２９の発明の高圧放電ランプ装置
は、請求項１ないし２８のいずれか一記載の高圧放電ラ
ンプと；高圧放電ランプをその発光中心がほぼ焦点位置
に合致するように一体化関係に支持した反射鏡と；を具
備していることを特徴としている。
【０１５２】本発明において、反射鏡による高圧放電ラ
ンプの支持は、固着して支持しているのが、光学的位置
関係が不用意に変化しないので好ましいが、要すれば着
脱可能に支持するようにしてもよい。
【０１５３】また、高圧放電ランプの軸と反射鏡の光軸
との関係は、同軸であってもよいし、光軸に対して高圧
放電ランプの軸が直交してもよい。
【０１５４】本発明の高圧放電ランプ装置は、たとえば
これを照明器具本体に着脱自在に装着して商業照明用ま
たはビデオ撮影用の照明器具を得ることができる。ま
た、光ファイバー用の光源として用いることもできる。
さらに、種々の照明手段に用いることができる。
【０１５５】請求項３０の発明の照明装置は、請求項２
９記載の高圧放電ランプ装置と；反射鏡の背後に配設さ
れた放電ランプ点灯装置と；放電ランプ点灯装置に接続
した受電手段と；を具備していることを特徴としてい
る。
【０１５６】放電ランプ点灯装置は、インバータを用い
た高周波点灯回路および限流手段を備える構成のものが
小形化および軽量化の点で好ましいが、要すれば低周波
交流を直接限流手段を介して高圧放電ランプに印加する
構成であってもよい。この場合の限流手段はインダク
タ、抵抗器またはコンデンサを用いることができる。
【０１５７】また、放電ランプ点灯装置は、高圧放電ラ
ンプ装置の背後に固着状態で配設してもよいし、着脱自
在に配設してもよい。
【０１５８】さらに、放電ランプ点灯装置を適当なケー
スに収納することにより、外観を良好に整えることがで
きるとともに、取扱いが容易で、しかも安全にすること
ができる。
【０１５９】次に、受電手段は、放電ランプ点灯装置に
電源を供給するために、電源から受電するものである。
受電手段として電源に導線を接続する態様、周知の口金
を備えていて、電源側のランプソケットに装着する態様
などを適宜選択して採用することができる。
【０１６０】後者の態様を採用することにより、一般の
白熱電球用のランプソケットに装着するだけで白熱電球
と同様の感覚で高圧放電ランプを点灯することができ
る。
【０１６１】電球形蛍光ランプは、上記と同様の感覚で
用いられるようになったが、指向性を要求される照明目
的には使用することができない。
【０１６２】これに対して、本発明によれば、発光部が
理想点光源に近いので、反射鏡によって所望の指向性の
ある配光を得ることができる。
【０１６３】また、高圧放電ランプの点灯により、発熱
による温度上昇が懸念されるが、反射鏡によって熱が放
電ランプ点灯装置側に輻射されるのを軽減できるので、
電球形蛍光ランプ用の放電ランプ点灯装置を流用するこ
とも可能になる。
【０１６４】さらに、反射鏡によって高圧放電ランプか
ら放射された熱線を反射して再び高圧放電ランプに戻す
こともできるので、熱損失を軽減して発光効率を向上さ
せることができる。
【０１６５】さらにまた、受電手段を放電ランプ点灯装
置のケースに装着することができる。そうすれば、照明
装置全体を一体化して一層取扱いを容易にすることがで
きる。
【０１６６】請求項３１の発明の照明装置は、請求項３
０記載の照明装置において、高圧放電ランプ装置と放電
ランプ点灯装置とは、相互に分離可能であることを特徴
としている。
【０１６７】本発明は、上記の構成により、部品の共用
化を可能にしたものである。
【０１６８】すなわち、放電ランプ点灯装置を本発明の
高圧放電ランプ装置および電球形蛍光ランプ装置に対し
て共用可能にすることができる。また、同じ高圧放電ラ
ンプ装置であっても、配光特性の異なる複数種のものに
対して放電ランプ点灯装置を共用することができる。
【０１６９】したがって、メーカーにとっては、部品管
理が容易になり、コストダウンを図ることが可能にな
る。他方、ユーザーにおいては、高圧放電ランプ装置ま
たは放電ランプ点灯装置のいずれかが故障または寿命に
なった場合に、健全な方を残して故障または寿命になっ
た部分を健全なものと交換することができる。また、用
途に応じて所要の配光特性を備えた高圧放電ランプ装置
を選択的に用いることが可能になる。さらには、電球形
蛍光ランプ装置および高圧放電ランプ装置のいずれかを
選択的に用いることも可能になる。
【０１７０】請求項３２の発明の照明装置は、照明装置
本体と；照明装置本体に支持された請求項１ないし２８
のいずれか一記載の高圧放電ランプと；を具備している
ことを特徴とする照明装置。
【０１７１】本発明において、照明装置は、高圧放電ラ
ンプの発光を何らかの目的で用いるあらゆる装置を含む
概念であり、たとえば照明器具、移動体用前照灯、光フ
ァイバー用光源、画像投射装置、光化学装置、指紋判別
装置などに適用することができる。
【０１７２】なお、照明装置本体とは、上記照明装置か
ら高圧放電ランプを除いた残余の部分をいう。
【０１７３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。
【０１７４】図１は、本発明の高圧放電ランプの第１の
実施形態を示す断面図である。
【０１７５】図において、１は透光性セラミックス放電
容器、２は電極一体形給電導体、３はシールである。
【０１７６】透光性セラミックス放電容器１は、膨出部
１ａおよび小径筒部１ｂ、１ｂを備えている。
【０１７７】膨出部１ａは、両端が連続的な曲面によっ
て絞られている中空のほぼ楕円球状をなしている。
【０１７８】小径筒部１ｂは、膨出部１ａと連続した曲
面によってつながり一体成形によって透光性セラミック
ス放電容器２を形成している。
【０１７９】図２は、本発明の高圧放電ランプにおける
楕円球状の透光性セラミックス放電容器の短径および長
径の測定基準を説明する要部拡大断面図である。
【０１８０】図において、短径ｒSは、膨出部１ａの最
大内径とする。長径ｒLは、膨出部１ａの短径ｒSを示す
中央位置から図の左右方向へ膨出部１ａと小径筒部１ｂ
との接続部の内面に接する直線ｓ１、ｓ２を引いたとき
に、当該直線ｓ１、ｓ２と長径軸線ｃとの交点Ｐ１、Ｐ
２間の距離とする。なお、小径筒部１ｂの長さは、長径
ｒLの端部すなわちＰ１またはＰ２と小径筒部１ｂの端
面との間の距離とする。
【０１８１】さて、図１に戻って説明を続ける。
【０１８２】電極一体形給電導体２は、封着性の部分２
ａ、耐ハロゲン化物部分２ｂおよび電極部２ｃからな
る。
【０１８３】封着性の部分２ａは、給電導体２と小径筒
部１ｂとの間で透光性セラミックス放電容器１を封止す
る際に機能する。
【０１８４】耐ハロゲン化物部分２ｂは、基端が封着性
の部分２ａの先端に溶接され、先端が膨出部１ａ内に突
出している。そして、小径筒部１ｂの内面との間にわず
かな隙間を形成する。
【０１８５】電極部２ｃは、耐ハロゲン化物部分２ｂの
膨出部１ａ内に突出する部分によって構成される。
【０１８６】シール３は、小径筒部１ｂおよび封着性の
部分２ａの間に介在して透光性セラミックス放電容器１
を気密にシールするとともに、電極一体形給電導体２を
所定の位置に固定している。そして、シール３を形成す
るには、セラミックス封止用コンパウンドを小径筒部１
ｂの端面において、電極一体形給電導体２の封着性の部
分２ａの周りに施与し、加熱溶融させて封着性の部分２
ａおよび小径筒部１ｂの内面の間の隙間に進入させて小
径筒部１ｂ内に挿入されている封着性の部分の全体を被
覆するとともに、さらに耐ハロゲン化物部分２ｂの基端
部をも被覆する。
【０１８７】ところで、透光性セラミックス放電容器１
内には発光金属の金属ハロゲン化物および希ガスを含む
放電媒体が封入されている。
【０１８８】
【実施例１】図１に示す高圧放電ランプであって、以下
の仕様である。
【０１８９】透光性セラミックス放電容器：ＹＡＧ製
で、膨出部１ａが長径６．５ｍｍ、短径３．５ｍｍ、肉
厚０．５ｍｍ、小径筒部１ｂが内径０．７５ｍｍ、外径
１．７ｍｍ、長さ８ｍｍ、全長２４ｍｍである。
【０１９０】電極一体形給電導体：封着性の部分２ａが
外径０．６５ｍｍのニオブ棒、耐ハロゲン化物部分（お
よび電極）２ｂが外径０．２５ｍｍ、長さ６ｍｍのタン
グステン棒である。耐ハロゲン化物部分２ｂと小径筒部
１ｂの内面との間に形成されるわずかな隙間は０．２５
ｍｍである。
【０１９１】シール３によって被覆された耐ハロゲン化
物部分の基端部の距離は０．５ｍｍであった。
【０１９２】放電媒体：ＮａＩ０．６ｍｇ、ＴｌＩ０．
６ｍｇ、ＩｎＩ０．４ｍｇと、水銀２ｍｇと、アルゴン
約１３３００Ｐａとを封入した。
【０１９３】得られた高圧放電ランプの重量は、０．４
２ｇであった。また、定格ランプ電力は、２５Ｗであ
る。したがって、定格ランプ電力（Ｗ）に対する全重量
（ｇ）の比率ＲLは、１．７×１０-2ｇ／Ｗであった。
【０１９４】一方、透光性セラミックス放電容器１の重
量は０．３１ｇであるから、定格ランプ電力に対する透
光性セラミックス放電容器１の重量の比率ＲEは、１．
２×１０-2ｇ／Ｗであった。
【０１９５】そうして、発光効率は６７ｌｍ／Ｗ、色温
度３２００Ｋであった。
【０１９６】
【実施例２】図１に示す高圧放電ランプであって、以下
の仕様である。
【０１９７】透光性セラミックス放電容器：アルミニウ
ム酸化物製で、膨出部１ａが長径５．０ｍｍ、短径３．
５ｍｍ、肉厚０．５ｍｍ、小径筒部１ｂが内径０．７０
ｍｍ、外径１．７ｍｍ、長さ９．５ｍｍ、全長２４ｍｍ
である。
【０１９８】電極一体形給電導体：封着性の部分２ａが
外径０．６４ｍｍ、全長１０ｍｍのニオブ棒、耐ハロゲ
ン化物部分（および電極）２ｂが外径０．２５ｍｍ、長
さ７．５ｍｍのタングステン棒である。耐ハロゲン化物
部分２ｂと小径筒部１ｂの内面との間に形成されるわず
かな隙間は０．２５ｍｍである。封着性の部分２ａは、
小径筒部１ｂの端面から３．５ｍｍ挿入されている。
【０１９９】シール３によって被覆された耐ハロゲン化
物部分の基端部は１ｍｍであった。
【０２００】放電媒体：Ｎａ１．５ｍｇ、ＴｌＩ０．８
ｍｇ、ＩｎＩ１．２ｍｇと、水銀１．５ｍｇと、アルゴ
ン約１３３００Ｐａとを封入した。
【０２０１】定格ランプ電力は、２０Ｗである。最冷部
温度は７８０℃、シール３の温度は６５０℃であった。
発光効率は６８ｌｍ／Ｗであった。
【０２０２】図３は、本発明の高圧放電ランプの第２の
実施形態を示す断面図である。
【０２０３】図において、図１と同一部分については同
一符号を付して説明は省略する。
【０２０４】本実施形態は、透光性セラミックス放電容
器１の膨出部１ａがほぼ球状である点で異なる。
【０２０５】
【実施例３】図３に示す高圧放電ランプであって、以下
の仕様である。
【０２０６】透光性セラミックス放電容器：アルミニウ
ム酸化物製で、膨出部１ａは最大外径ｄ１が６．５ｍ
ｍ、長さＬ１が９ｍｍ、小径筒部１ｂは外径ｄ２が２．
５ｍｍ、外径内径１．５ｍｍ、長さＬ２が１５ｍｍ、全
長３９ｍｍ、内容積は０．０８ｃｃである。
【０２０７】電極一体形給電導体：封着性の部分２ａが
外径２ｍｍ、全長８ｍｍのニオブ棒、耐ハロゲン化物部
分（および電極）２ｂが外径１．７ｍｍ、長さ１４ｍｍ
のタングステン棒である。耐ハロゲン化物部分２ｂと小
径筒部１ｂの内面との間に形成されるわずかな隙間は
０．４ｍｍである。封着性の部分２ａは、小径筒部１ｂ
の端面から５ｍｍ挿入されている。
【０２０８】耐ハロゲン化物部分２ｂの先端部分は、膨
出部１ａ内に突出して電極を形成しているが、その電極
間距離は４ｍｍである。
【０２０９】シール３は、Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2に、Ｄｙ2
Ｏ3、Ｎｄ2Ｏ3などを添加してなる高融点タイプのもの
である。
【０２１０】放電媒体：ＮａＩ０．６ｍｇ、ＴｌＩ０．
１ｍｇ、ＤｙＩ3０．４ｍｇと、水銀０．８ｍｇと、キ
セノン約２５００ｋＰａとを封入した。
【０２１１】図４は、図３に示す本発明の高圧放電ラン
プの第２の実施形態と同様な構造および寸法であるが、
外径比ｄB／ｄTを変化させるとともに、外管内に封装し
た複数の高圧放電ランプについて透光性セラミックス放
電容器の最冷部温度および表面温度を測定して求めたグ
ラフである。
【０２１２】なお、ランプ電力６０Ｗで点灯した。
【０２１３】図において、横軸は外径比ｄB／ｄTを、縦
軸は左側が最冷部温度（℃）を、右側が表面温度差（℃
／ｍｍ）を、それぞれ示す。
【０２１４】曲線Ａは、透光性セラミックス放電容器１
の最冷部温度を示す。曲線Ｂは、透光性セラミックス放
電容器１の表面温度差を示す。
【０２１５】曲線Ａから、最冷部温度を実用上必要な６
００℃以上に保持するためには、外径比ｄB／ｄTを１以
上にすべきであることが示されている。
【０２１６】また、曲線Ｂから、透光性セラミックス放
電容器１の表面温度差をクラックが発生しにくい３５℃
／ｍｍ以下にするには、外径比ｄB／ｄTを３．２以下に
するのがよいことが示されている。
【０２１７】図５は、図３に示す本発明の高圧放電ラン
プの第２の実施形態と同様な構造および寸法であるが、
長さ比ＬT／ＬBを変化させるとともに、外管内に封装し
た複数の高圧放電ランプについて透光性セラミックス放
電容器のシールの温度および最冷部温度の変化を示すグ
ラフである。
【０２１８】図において、横軸は長さ比ＬT／ＬBを、縦
軸は左側がシールの温度（℃）を、右側が最冷部温度
（℃）を、それぞれ示す。
【０２１９】曲線Ｃは封着部温度を示す。曲線Ｄは最冷
部温度を示す。
【０２２０】曲線Ｃから、シールの信頼性を維持する最
高温度である７５０℃以下にするには長さ比ＬT／ＬBが
１．５でなければならないことが示されている。
【０２２１】また、曲線Ｄから、最冷部温度を実用上必
要な６００℃以上にするためには、長さ比比ＬT／ＬBが
４．３以下にするのがよいことが示されている。
【０２２２】次に、本実施形態により得られた高圧放電
ランプの発光効率と寿命を従来例と比較して表１に示
す。
【０２２３】
【表１】 発光効率(lm/W) 不点時間(h) 外径比(dB/dT) 長さ比(LT/LB) 本発明 72.5 >12000 2.6 1.67 従来例１ 71.0 1250(クラック) 5.2 1.67 従来例２ 73.0 320(リーク) 2.6 0.98 従来例３ 51.2 >12000 0.75 1.67 従来例４ 48.3 >12000 2.6 6.1 図６は、本発明の高圧放電ランプの第３の実施形態を示
す断面図である。
【０２２４】図１と同一部分については同一符号を付し
て説明は省略する。
【０２２５】本実施形態は、透光性セラミックス放電容
器１の一方の小径筒部１ｂ’の長さＬ１を他方の小径筒
部１ｂの長さＬ２に対して相対的に短く形成するととも
に、大気中で点灯できるように配慮した点で異なる。
【０２２６】すなわち、電極一体形給電導体２の封着性
の基端に白金２ｄを溶接し、溶接位置を包囲するように
セラミックススリーブ４を配置し、セラミックス封止用
のコンパウンドのシール３’をもって封着性の部分２ａ
の露出部分をシール３’で被覆した構造を備えている。
【０２２７】
【実施例４】図６に示す高圧放電ランプであって、以下
の仕様である。
【０２２８】透光性セラミックス放電容器：ＹＡＧ製
で、膨出部１ａが長径６．５ｍｍ、短径５．０ｍｍ、肉
厚０．５ｍｍ、その主要部の平均直線透過率が４５％で
ある。なお、膨出部１ａは、機械的研磨によって平均直
線透過率を高くしている。
【０２２９】一方、小径筒部１ｂ、１ｂ’は、いずれも
内径が０．７０ｍｍ、外径が１．７ｍｍであり、かつ１
ｂ’の長さＬ１が７．０ｍｍ、１ｂの長さＬ２が１０ｍ
ｍで、いずれの小径筒部もその平均直線透過率は１０％
である。
【０２３０】以上の構成を備えた透光性セラミックス放
電容器１の全長は、２３．５ｍｍである。
【０２３１】なお、膨出部の主要部の平均直線透過率
は、電極間に対向する部分における５個所における測定
値の相加平均値である。また、小径筒部の平均直線透過
率は、軸方向の５個所における測定値の相加平均値であ
る。
【０２３２】電極一体形給電導体：封着性の部分２ａが
外径０．６４ｍｍのニオブ棒、耐ハロゲン化物部分（お
よび電極）２ｂが外径０．２８ｍｍ、長さ６ｍｍのタン
グステン棒である。電極間距離は２ｍｍである。封着性
の部分２ａは、小径筒部１ｂの端面から３．５ｍｍ挿入
されている。
【０２３３】シール３によって被覆された耐ハロゲン化
物部分の基端部は１ｍｍであった。
【０２３４】放電媒体：Ｎａ０．６ｍｇ、ＴｌＩ０．４
ｍｇ、ＩｎＩ０．６ｍｇ、Ｄｙ2Ｏ3０．３ｍｇと、水銀
１．５ｍｇと、アルゴン約１３３００Ｐａとを封入し
た。
【０２３５】定格ランプ電力は、２０Ｗである。
【０２３６】そうして、上記実施例の高圧放電ランプを
開口径３５ｍｍで内面にアルミニウム蒸着膜を備えた反
射鏡に組み込んで実験した結果を比較例のそれとともに
表２に示す。
【０２３７】
【表２】 平均直線透過率（％） 相対効率（％） 製造不良発生率（％ ） 被験品 膨出部 小径筒部 発光効率 器具効率 実施例 ４５ １５ １００ １００ ０ 比較例１ ４５ ４５ ９１ ９９ ２５ 比較例２ ２０ ２０ ９８ ６８ ０ なお、比較例１は、膨出部および小径筒部の両者を研磨
して、それらの平均直線透過率をともに４５％にした以
外は、実施例と同一仕様にしたものである。
【０２３８】比較例２は、膨出部および小径筒部の平均
直線透過率がともに２０％である以外は実施例と同一仕
様にしたものである。
【０２３９】そうして、実施例によれば、比較例１、２
に比較して発光効率、器具効率が優れ、製造不良発生が
少ないことが表２から理解できる。
【０２４０】図７は、本発明の高圧放電ランプの第４の
実施形態を示す断面図である。
【０２４１】図において、図１と同一部分については同
一符号を付して説明は省略する。
【０２４２】本実施形態は、透光性セラミックス放電容
器１の膨出部１ａを長楕円球状にして電極間距離を相対
的に大きくした点で異なる。
【０２４３】図８は、本発明の高圧放電ランプの第５の
実施形態を示す正面図である。
【０２４４】本実施形態は、２重管構造にしてスポット
ライトなどの照明装置用に構成した点で第１の実施形態
と異なる。
【０２４５】すなわち、５はガラス外管、６は口金、７
はビードマウントである。
【０２４６】ガラス外管５は、石英ガラスからなり、基
端にピンチシール部５ａが、また先端に排気チップ部５
ｂが、それぞれ形成されている。そして、ガラス外管５
の内部は排気チップ部５ｂから排気されて、真空になっ
ている。
【０２４７】口金６は、Ｅ１１形口金で、ガラス外管５
の基端のピンチシール部５ａを口金セメントにより固着
している。
【０２４８】ビードマウント７は、ビードガラス７ａ、
導体７ｂ、７ｃ、発光管７ｄ、支持ワイヤ７ｅ、導入金
属箔７ｆ、７ｆおよび図示しない外部導体からなる。
【０２４９】ビードガラス７ａは、導体７ｂ、７ｃを電
気的に絶縁しながら一体に支持している。
【０２５０】導体７ｂの先端は発光管７ｄの口金６側の
給電導体３に接続し、導体７ｃの先端は排気チップ部５
ｂ側の給電導体３に接続している。
【０２５１】発光管７ｄは、図３に示す本発明の第２の
実施形態の高圧放電ランプである。
【０２５２】支持ワイヤ７ｅは、導体７ｃを給電導体３
の部分からさらに図において上方へ一体に延長したもの
で、基端が排気チップ部５ｂ側の給電導体３に接続し、
先端は排気チップ部５ｂ内に埋設されている。
【０２５３】導入金属箔７ｆは、モリブデンからなり、
ガラス外管５のピンチシール部５ａ内に気密に埋設され
るとともに、導体７ｂ、７ｃの基端がその一端に、また
外部導体の先端がその他端に接続している。
【０２５４】したがって、発光管７ｄは、ビードマウン
ト７の支持ワイヤ７ｅと導体７ｂ、７ｃの基端側との間
で、ガラスビード７ａの援助のもとにガラス外管５内に
おいて所定の位置に吊持されている。
【０２５５】そうして、ガラス外管５内が真空であるた
めに、発光管７ｄは、点灯中の温度勾配が比較的緩やか
になるという特徴がある。発光管７ｄの気密容器１がセ
ラミックスからなる場合においては、気密容器の温度差
が所定値を超えると、クラックが発生しやすいが、ガラ
ス外管５内を真空にすることにより、クラックが発生し
にくくなるので、好都合である。
【０２５６】図９は、本発明の高圧放電ランプの第６の
実施形態を示す正面図である。
【０２５７】本実施形態は、２重管構造にして自動車の
ヘッドライト用に構成した点で第１の実施形態と異な
る。
【０２５８】すなわち、８はガラス外管、９は発光管、
１０は内部導入線、１１は封着金属箔、１２は外部導入
線、１３は口金、１４は絶縁チューブである。
【０２５９】ガラス外管８は、両端にピンチシール部８
ａ、８ａを備えた両端封止形で、内部は真空になってい
る。
【０２６０】発光管９は、図３に示す高圧放電ランプと
同一構造である。
【０２６１】内部導入線１０は、その一端が発光管９の
両端の給電導体３に接続し、他端が封着金属箔１１に接
続している。
【０２６２】封着金属箔１１は、ガラス外管８のピンチ
シール部８ａ内に気密に埋設されている。
【０２６３】外部導入線１２は、一端が封着金属箔１１
に接続し、中間がガラス外管８と平行に延在して、他端
が口金１３に接続している。
【０２６４】絶縁チューブ１４は、外部導入線１２のガ
ラス外管８と平行な部分に装着されている。
【０２６５】図１０は、本発明の照明装置の第１の実施
形態である自動車用のヘッドライトを示す斜視図であ
る。
【０２６６】図中、２０はヘッドライト本体、２１は前
面カバーである。
【０２６７】ヘッドライト本体２０は、合成樹脂を成形
して形成したもので、内面にアルミニウム蒸着によって
反射面が形成されている。
【０２６８】前面カバー２１は、透明合成樹脂を成形し
て形成されてヘッドライト本体２０の前面に装着され、
必要に応じて、内面にレンズ、プリズムなどの制光手段
が形成されている。
【０２６９】図９に示す本発明の高圧放電ランプの第６
の実施形態と同一構造のメタルハライド放電ランプが、
ヘッドライト本体２０の背面から着脱可能に装着され
る。
【０２７０】図１１は、本発明の照明装置の第２の実施
形態を示す断面図である。
【０２７１】図において、３１は高圧放電ランプ装置、
３２は放電ランプ点灯装置、３３は受電手段、３４はケ
ースである。
【０２７２】高圧放電ランプ装置３１は、高圧放電ラン
プ３１ａおよび反射鏡３１ｂからなる。
【０２７３】高圧放電ランプ３１ａは、本発明の高圧放
電ランプを用いているが、特に図６に示すものが好適で
ある。この場合、長い方の小径筒部を反射鏡３１ｂの頂
部側に向けて配置するのがよい。
【０２７４】反射鏡３１ｂは、反射面３１ｂ１および頂
部開口３１ｂ２を備えている。そして、高圧放電ランプ
３１ａをその膨出部が反射鏡３１ｂのほぼ焦点に合致す
るように頂部開口３１ｂ２に無機接着剤３１ｃによって
頂部側の小径筒部を固着して支持している。
【０２７５】放電ランプ点灯装置３２は、高周波インバ
ータおよび限流手段を備え、高圧放電ランプ３１ａを点
灯する。そして、放電ランプ点灯装置３２は、高圧放電
ランプ装置３１の反射鏡３１ｂの背後に配設されてい
る。
【０２７６】受電手段３３は、ねじ口金からなり、当該
ねじ口金がランプソケット（図示しない。）に装着され
た際に受電して放電ランプ点灯装置３２を付勢する。
【０２７７】ケース３４は、以上の各構成要素を収納し
て、所定の位置関係に保持する。
【０２７８】図１２は、本発明の照明装置の第３の実施
形態を示す断面図である。
【０２７９】図において、図１１と同一部分についは同
一符号を付して説明は省略する。
【０２８０】本実施形態は、受電手段が異なる。
【０２８１】すなわち、ケース３４を吊持手段３５によ
ってライティングダクトなどから吊持することにより、
スポットライトとして用いることができるように構成し
たもので、受電手段は図示しないが、吊持手段３５内に
挿通された導線である。
【０２８２】図１３は、本発明の照明装置の第４の実施
形態を示す断面図である。
【０２８３】図において、図１１と同一部分についは同
一符号を付して説明は省略する。
【０２８４】本実施形態は、高圧放電ランプ装置３１と
放電ランプ点灯装置３２との組立を容易にした点で異な
る。
【０２８５】すなわち、高圧放電ランプ装置３１には、
保持筒３１ｄを付設するとともに、接触片３１ｅを配設
している。また、ケース３４には、受け口３４ａを形成
している。
【０２８６】保持筒３１ｄは、反射鏡保持部３１ｄ１お
よび嵌合筒部３１ｄ２を備えている。
【０２８７】反射鏡保持部３１ｄ１は、反射鏡３１ｂの
頂部開口３１ｂ２を接着などにより固着して、反射鏡３
１ｂを保持している。
【０２８８】嵌合筒部３１ｄ２の外周には、複数の係合
突起３１ｄ３が配設されている。
【０２８９】接触片３１ｅは、高圧放電ランプ３１ａの
両極に接続している。
【０２９０】一方、ケース３４の受け口３４ａは、嵌合
筒部３１ｄ２を受け入れることができ、その受け入れの
際に係合突起３１ｄ３に係合する複数の係合凹溝３４ａ
１を備えている。
【０２９１】また、放電ランプ点灯装置３２には、高圧
放電ランプ装置３１の接触片３１ｅに接触する出力端子
（図示しない。）がたとえば配線基板に配設されてい
る。
【０２９２】そうして、高圧放電ランプ装置３１の保持
筒３１ｄの嵌合筒部３１ｄ２をケース３４の受け口３４
ａに嵌合すると、その係合突起３１ｄ３が係合凹溝３４
ａ１に係合して、高圧放電ランプ装置３１は、ケース３
４に保持される。これと同時に接触片３ｅが放電ランプ
点灯装置３２の出力端子に接触して電気的に接続される
ので、高圧放電ランプ装置３１は、放電ランプ点灯装置
３２によって点灯できる状態になる。すなわち、組立が
完了する。
【０２９３】図１４は、本発明の照明装置の第５の実施
形態を示す中央断面正面図である。
【０２９４】図において、図１１と同一部分についは同
一符号を付して説明は省略する。
【０２９５】本実施形態は、ケース３４の形状を取扱い
が容易になるように改良した点で異なる。
【０２９６】すなわち、ケース３４に流線形部分を採用
してダウンライトなどに適合しやすくしている。
【０２９７】図１５は、本発明の照明装置の第６の実施
形態を示す分解状態の一部断面正面図である。
【０２９８】図１６は、同じく組立状態の一部断面正面
図である。
【０２９９】図において、図１１と同一部分についは同
一符号を付して説明は省略する。
【０３００】本実施形態は、高圧放電ランプ装置３１と
放電ランプ装置３２を相互に分離可能にするとともに、
電球形蛍光ランプとの間の互換を可能に構成した点で異
なる。
【０３０１】すなわち、高圧放電ランプ装置３１には、
その基端部に電気的接続手段３１ｆおよび機械的接続手
段３１ｇを配設している。
【０３０２】電気的接続手段３１ｆは、高圧放電ランプ
装置３１の内部において高圧放電ランプ３１ａの両極に
接続している。また、電気的接続手段３１ｆは、始動回
路接続手段３１ｆ１を備えている。始動回路接続手段３
１ｆ１は、高圧放電ランプ装置３１の内部において一方
の電極に接続している。当該電極から延在する導電体を
電極間に、または相手方電極に対向する位置まで延在さ
せることにより、始動を容易にすることができる。
【０３０３】機械的接続手段３１ｇは、高圧放電ランプ
装置３１を放電ランプ点灯装置３２に機械的に接続する
ために機能する。
【０３０４】一方、放電ランプ点灯装置３２には、電気
的接続手段３２ａおよび機械的接続手段３２ｂを配設し
ている。
【０３０５】電気的接続手段３２ａは、放電ランプ点灯
装置３２の内部においてその出力端子に接続している。
また、電気的接続手段３２ａは、始動回路の出力端子に
内部において接続するとともに、高圧放電ランプ装置３
１の始動回路接続手段３１ｆ１に接続する始動回路接続
手段３２ａ１を備えている。
【０３０６】機械的接続手段３２ｂは、高圧放電ランプ
装置３１の機械的接続手段３１ｇと協働して高圧放電ラ
ンプ装置３１と放電ランプ点灯装置３２とを相互に接続
する。そして、機械的接続を行うには、両者を軸方向に
押し入れるか、押し入れた後に回動させるかの、いずれ
かにより係合するように構成される。
【０３０７】そうして、両者の機械的接続と同時に電気
的接続手段３１ｆと３２ｂとが相互に接続する。また、
このとき始動回路接続手段３１ｆ１と３２ａ１とが相互
に接続するので、受電手段３３を介して電源を接続すれ
ば、高圧放電ランプ３１ａを点灯させることができる。
【０３０８】また、電球形蛍光ランプと定格ランプ電力
およびランプ電圧が同一または近似していれば、放電ラ
ンプ点灯装置３２を共用することができる。この場合、
蛍光ランプ装置３５の電気的接続手段３５ａおよび機械
的接続手段３５ｂを高圧放電ランプ装置３１と同一規格
品にする。なお、３５ｃは蛍光ランプ、３５ｄはグロー
ブである。
【０３０９】なお、放電ランプ点灯装置３２は、ケース
３４に収納され、受電手段３３は、ケース３４に支持さ
れている。また、放電ランプ点灯装置３２が始動回路を
内蔵していても本質的には問題ない。
【０３１０】図１７は、本発明の照明装置の第７の実施
形態を示す回路図である。
【０３１１】図において、図１５と同一部分についは同
一符号を付して説明は省略する。
【０３１２】本実施形態は、高圧放電ランプ３１ａの始
動回路３１ｈを高圧放電ランプ装置３１に内蔵させてい
る点で異なる。
【０３１３】なお、図中ＡＣは交流電源、Ｓはランプソ
ケットである。
【０３１４】
【発明の効果】請求項１ないし２８の各発明によれば、
小形でありながら良好な発光効率を有し、長寿命な透光
性セラミックス放電容器を備えた高圧放電ランプを提供
することができる。
【０３１５】請求項１の発明によれば、加えて給電導体
の耐ハロゲン化物部分の膨出部内に突出する先端部分を
電極として構成していることにより、電極一体形給電導
体となって構造が簡単化され、組立が容易になるととも
に、小形化が容易になり、またわずかな隙間を形成する
うえで小径筒部の無駄がないから小径筒部の長さをその
分短くして小形化された高圧放電ランプを提供すること
ができる。
【０３１６】請求項２の発明によれば、加えて封着性の
部分の径φS（ｍｍ）と耐ハロゲン化物部分の径φH（ｍ
ｍ）との比φH／φSを所定値範囲に設定することによ
り、シールの温度を所要値以下に抑制しながら最冷部の
温度を高くして高発光効率と長寿命とを両立させた高圧
放電ランプを提供することができる。
【０３１７】請求項３の発明によれば、加えて主要部の
平均直線透過率が２０％以上の膨出部を備えるととも
に、内容積が０．１ｃｃ以下の透光性セラミックス放電
容器を具備していることにより、発光部を小さくして高
い光学的効率が得られる高圧放電ランプを提供すること
ができる。
【０３１８】請求項４の発明によれば、加えて内容積が
０．０５ｃｃ以下であることにより、一層高い光学的効
率が得られる高圧放電ランプを提供することができる。
【０３１９】請求項５の発明によれば、加えて透光性セ
ラミックス放電容器の膨出部の最大外径ｄBおよび長さ
ＬBと小径筒部の外径ｄTおよび長さＬTとを所定の割合
に設定することにより、シールの温度を所要値以下にし
て長寿命にするとともに、わずかな隙間の温度を高くし
て高い発光効率を有する高圧放電ランプを提供すること
ができる。
【０３２０】請求項６の発明によれば、加えて請求項５
の範囲の中の特定範囲を規定していることにより、さら
に好ましい寿命および発光効率が得られる高圧放電ラン
プを提供することができる。
【０３２１】請求項７の発明によれば、加えて透光性セ
ラミックス放電容器の膨出部を球状にしてその長径に対
する短径の比ＲDを所定値範囲に規定したことにより、
膨出部を均一な温度分布にして上記放電容器のクラック
発生が少ない高圧放電ランプを提供することができる。
【０３２２】請求項８の発明によれば、加えて請求項７
の範囲の中の特定範囲を規定していることにより、一層
クラック発生が少ない高圧放電ランプを提供することが
できる。
【０３２３】請求項９の発明によれば、加えて透光性セ
ラミックス放電容器の肉厚差を０．４ｍｍ以下に規制し
たことにより、上記放電容器の温度分布を均一にしてク
ラック発生が少ない高圧放電ランプを提供することがで
きる。
【０３２４】請求項１０の発明によれば、加えて透光性
セラミックス放電容器の肉厚差を請求項９の範囲の中の
さらに特定範囲を規定していることにより、一層クラッ
ク発生が少ない高圧放電ランプを提供することができ
る。
【０３２５】請求項１１の発明によれば、加えて透光性
セラミックス放電容器を平均直線透過率が２０％以上
で、膨出部および小径筒部が連続した曲面によって接続
していうて、かつ全長が４０ｍｍ以下にしたことによ
り、小形で光学的効率が高い高圧放電ランプを提供する
ことができる。
【０３２６】請求項１２の発明によれば、加えて透光性
セラミックス放電容器の膨出部の少なくとも主要部を平
均直線透過率が２０％以上に規定し、膨出部および小径
筒部が連続した曲面によって接続していて、かつ全長が
３０ｍｍ以下にしたことにより、一層小形で光学的効率
が高い高圧放電ランプを提供することができる。
【０３２７】請求項１３の発明によれば、加えて透光性
セラミックス放電容器の膨出部の少なくとも主要部を平
均直線透過率が２０％以上に規定し、膨出部および小径
筒部が連続した曲面によって接続していて、かつ定格ラ
ンプ電力が３５Ｗ以下に規定したことにより、小形で光
学的効率が高い高圧放電ランプを提供することができ
る。
【０３２８】請求項１４の発明によれば、加えて透光性
セラミックス放電容器の膨出部の少なくとも主要部を平
均直線透過率が２０％以上に規定し、膨出部および小径
筒部が連続した曲面によって接続していて、かつ定格ラ
ンプ電力が２０Ｗ以下に規定したことにより、一層小形
で光学的効率が高い高圧放電ランプを提供することがで
きる。
【０３２９】請求項１５の発明によれば、加えて透光性
セラミックス放電容器の膨出部の少なくとも主要部を平
均直線透過率が２０％以上に規定するとともに、小径筒
部を平均直線透過率が膨出部の主要部のそれより小さく
規定し、膨出部および小径筒部が連続した曲面によって
接続していることにより、光学的効率を高くするととも
に、発光効率の低下とランプ製造時の封着不良発生とを
抑制した高圧放電ランプを提供することができる。
【０３３０】請求項１６の発明によれば、加えて透光性
セラミックス放電容器の膨出部の少なくとも主要部の平
均直線透過率を３０％以上に規定したことにより、一層
高い光学的効率を有する高圧放電ランプを提供すること
ができる。
【０３３１】請求項１７の発明によれば、加えて定格ラ
ンプ電力（Ｗ）に対する全重量（ｇ）の比率ＲLを所定
値範囲に規定したことにより、長寿命で高発光効率の小
形の高圧放電ランプを提供することができる。
【０３３２】請求項１８の発明によれば、加えて定格ラ
ンプ電力（Ｗ）に対する全重量（ｇ）の比率ＲLを請求
項１７の範囲の中のさらに特定範囲に規定していること
により、一層長寿命で高発光効率の小形の高圧放電ラン
プを提供することができる。
【０３３３】請求項１９の発明によれば、加えて定格ラ
ンプ電力（Ｗ）に対する透光性セラミックス放電容器の
重量（ｇ）の比率ＲEを所定値範囲に規定したことによ
り、長寿命だ高発光効率の小形の高圧放電ランプを提供
することができる。
【０３３４】請求項２０の発明によれば、加えて定格ラ
ンプ電力（Ｗ）に対する透光性セラミックス放電容器の
重量（ｇ）の比率ＲEを請求項１９の範囲の中のさらに
特定範囲に規定していることにより、一層長寿命で高発
光効率の小形の高圧放電ランプを提供することができ
る。
【０３３５】請求項２１の発明によれば、加えて透光性
セラミックス放電容器の膨出部の内径ｒI（ｍｍ）、第
１の小径筒部の長さＬ１（ｍｍ）および第２の小径筒部
の長さＬ２（ｍｍ）を所定値範囲に規定したことによ
り、反射鏡に組み込んだときに一方の小径筒部が反射鏡
の開口面から突出しないので、小径筒部の影を生じない
とともに、垂直点灯した際にシールにリークを生じにく
い高圧放電ランプを提供することができる。
【０３３６】請求項２２の発明によれば、加えて透光性
セラミックス放電容器の小径筒部の内面と給電導体の耐
ハロゲン化物部分との間に形成されるわずかな隙間を
０．２１ｍｍ以上にしたことにより、シールの温度を所
要値以下に維持しながら最冷部温度を高く設定して長寿
命で、しかも高発光効率の高圧放電ランプを提供するこ
とができる。
【０３３７】請求項２３の発明によれば、加えて給電導
体の封着性の部分の径に対する透光性セラミックス放電
容器の小径筒部の肉厚の比ＲTを所定値範囲に規定した
ことにより、ランプ製造時および点灯中に小径筒部にク
ラックが生じにくい高圧放電ランプを提供することがで
きる。
【０３３８】請求項２４の発明によれば、加えて請求項
２３の範囲の中の特定範囲を規定していることにより、
さらにクラックが生じにくい高圧放電ランプを提供する
ことができる。
【０３３９】請求項２５の発明によれば、加えてセラミ
ックス封止用コンパウンドのシールが封着性の部分に加
えて耐ハロゲン化物部分の基端部を所定値範囲にわたっ
て被覆していることにより、封着性の部分がハロゲン化
物によって腐食されにくい高圧放電ランプを提供するこ
とができる。
【０３４０】請求項２６の発明によれば、加えて透光性
セラミックス放電容器の内容積が０．１ｃｃ以下の場合
に特に効果的な高圧放電ランプを提供することができ
る。
【０３４１】請求項２７の発明によれば、加えて透光性
セラミックス放電容器の内容積が０．０５ｃｃ以下の場
合に顕著な効果が得られる高圧放電ランプを提供するこ
とができる。
【０３４２】請求項２８の発明によれば、加えて透光性
セラミックス放電容器をＹＡＧまたはイットリウム酸化
物によって形成したことにより、平均直線透過率が大き
くて、しかも膨出部および小径筒部を連続的な曲面によ
り一体化させることができるために、温度分布が均一
で、かつ配光特性の良好な高圧放電ランプを提供するこ
とができる。
【０３４３】請求項２９の発明によれば、反射鏡を備え
て請求項１ないし２８の効果を有する高圧放電ランプ装
置を提供することができる。
【０３４４】請求項３０ないし３２の各発明によれば、
請求項１ないし２８の効果を有する照明装置を提供する
ことができる。
【０３４５】請求項３０および３１の発明によれば、加
えて請求項２９の高圧放電ランプ装置の背後に放電ラン
プ点灯装置を配設していることにより、取扱いが容易な
照明装置を提供することができる。
【０３４６】請求項３１の発明によれば、加えて高圧放
電ランプ装置と放電ランプ点灯装置との間を相互に分離
可能にしたことにより、上記要素のいずれか一方が故
障、寿命などの際に健全な方を引き続き使用できるの
で、資源の無駄がないとともに、配光特性に応じて適当
な高圧放電ランプ装置を用いればよく、放電ランプ点灯
装置を共用化できるので、多様な使い方できるばかりで
なく、工場における部品管理を容易にした照明装置を提
供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の高圧放電ランプの第１の実施形態を示
す断面図
【図２】本発明の高圧放電ランプにおける楕円球状の透
光性セラミックス放電容器の短径および長径の測定基準
を説明する要部拡大断面図
【図３】本発明の高圧放電ランプの第２の実施形態を示
す断面図
【図４】図３に示す本発明の高圧放電ランプの第２の実
施形態と同様な構造および寸法であるが、外径比ｄB／
ｄTを変化させるとともに、外管内に封装した複数の高
圧放電ランプについて透光性セラミックス放電容器の最
冷部温度および表面温度を測定して求めたグラフ
【図５】図４に示す本発明の高圧放電ランプの第２の実
施形態と同様な構造および寸法であるが、長さ比ＬT／
ＬBを変化させるとともに外管内に封装した複数の高圧
放電ランプについて透光性セラミックス放電容器の最冷
部温度および表面温度を測定して求めたグラフ
【図６】本発明の高圧放電ランプの第３の実施形態を示
す断面図
【図７】本発明の高圧放電ランプの第４の実施形態を示
す断面図
【図８】本発明の高圧放電ランプの第５の実施形態を示
す正面図
【図９】本発明の高圧放電ランプの第６の実施形態を示
す正面図
【図１０】本発明の照明装置の第１の実施形態である自
動車用ヘッドライトを示す斜視図
【図１１】本発明の照明装置の第２の実施形態を示す断
面図
【図１２】本発明の照明装置の第３の実施形態を示す断
面図
【図１３】本発明の照明装置の第４の実施形態を示す断
面図
【図１４】本発明の照明装置の第５の実施形態を示す中
央断面正面図
【図１５】本発明の照明装置の第６の実施形態を示す分
解状態の一部断面正面図
【図１６】同じく組立状態の一部断面正面図
【図１７】本発明の照明装置の第７の実施形態を示す回
路図
【符号の説明】
１…透光性セラミックス放電容器 １ａ…膨出部 １ｂ…小径筒部 ２…電極一体形給電導体 ２ａ…封着性の部分 ２ｂ…耐ハロゲン化物部分 ２ｃ…電極部 ３…シール
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 斉田 淳 東京都品川区東品川四丁目３番１号東芝ラ イテック株式会社内 (72)発明者 小田部 辰男 東京都品川区東品川四丁目３番１号東芝ラ イテック株式会社内 (72)発明者 渋谷 増夫 東京都品川区東品川四丁目３番１号東芝ラ イテック株式会社内 (72)発明者 渡辺 紀二 東京都品川区東品川四丁目３番１号東芝ラ イテック株式会社内 Ｆターム(参考） 5C039 HH03 HH05 HH09 5C043 AA07 AA12 AA13 AA14 CC01 CD02 DD02 DD03 DD15 DD22 EB16 EC11

Claims (32)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】放電空間を包囲する膨出部および膨出部の
    両端に連通して配置され膨出部より内径が小さい小径筒
    部を備えた透光性セラミックス放電容器と；封着性の部
    分および封着性の部分の先端に基端が接続されている耐
    ハロゲン化物部分を備え、透光性セラミックス放電容器
    の小径筒部内に挿入されて耐ハロゲン化物部分が小径筒
    部の内面との間にわずかな隙間を形成しながら貫通する
    とともに、先端が透光性セラミックス放電容器の膨出部
    内に突出して電極部を形成している電極一体形給電導体
    と；透光性セラミックス放電容器の小径筒部および電極
    一体形給電導体の封着性の部分の間を封着しているセラ
    ミックス封止用コンパウンドのシールと；金属ハロゲン
    化物を含み透光性セラミックス放電容器内に封入された
    放電媒体と；を具備していることを特徴とする高圧放電
    ランプ。
  2. 【請求項２】封着性の部分の直径をφS（ｍｍ）とし、
    耐ハロゲン化物部分の直径をφH（ｍｍ）としたとき
    に、下式を満足することを特徴とする請求項１記載の高
    圧放電ランプ。 ０．２≦φH／φS≦０．６
  3. 【請求項３】両端が連続的な曲面によって絞られている
    とともに少なくとも主要部の平均直線透過率が２０％以
    上の膨出部および膨出部の両端に連通して配置され膨出
    部より内径が小さい小径筒部を備え内容積が０．１ｃｃ
    以下の透光性セラミックス放電容器と；封着性の部分お
    よび封着性の部分の先端に基端が接続されている耐ハロ
    ゲン化物部分を備え、透光性セラミックス放電容器の小
    径筒部内に挿入されて耐ハロゲン化物部分が小径筒部の
    内面との間にわずかな隙間を形成しながら貫通している
    給電導体と；耐ハロゲン化物部分の先端に配設されて透
    光性セラミックス放電容器の膨出部内に位置している一
    対の電極と；透光性セラミックス放電容器の小径筒部お
    よび給電導体の封着性の部分の間を封着しているセラミ
    ックス封止用コンパウンドのシールと；金属ハロゲン化
    物を含み透光性セラミックス放電容器内に封入された放
    電媒体と；を具備していることを特徴とする高圧放電ラ
    ンプ。
  4. 【請求項４】透光性セラミックス放電容器は、その内容
    積が０．０５ｃｃ以下であることを特徴とする請求項３
    記載の高圧放電ランプ。
  5. 【請求項５】最大外径がｄB（ｍｍ）で長さがＬB（ｍ
    ｍ）の膨出部および膨出部の両端に接続され外径がｄT
    （ｍｍ）で長さがＬT（ｍｍ）の一対の小径筒部を備
    え、かつ下式を満足する透光性セラミックス放電容器
    と；小径筒部内に封着されて膨出部内に位置している一
    対の電極と；発光金属の金属ハロゲン化物および希ガス
    を含み、透光性セラミックス放電容器内に封入された放
    電媒体と；を具備していることを特徴とする高圧放電ラ
    ンプ。 １≦ｄB／ｄT≦３．５ １．６≦ＬT／ＬB≦４．５
  6. 【請求項６】透光性セラミックス放電容器は、下式を満
    足することを特徴とする請求項５記載の高圧放電ラン
    プ。 ２≦ｄB／ｄT≦３．２ ２≦ＬT／ＬB≦３．７
  7. 【請求項７】長径に対する短径の比ＲDが下式を満足す
    る球状の膨出部および膨出部の両端に連通して配置され
    膨出部より内径が小さい小径筒部を備えた透光性セラミ
    ックス放電容器と；封着性の部分および封着性の部分の
    先端に基端が接続されている耐ハロゲン化物部分を備
    え、透光性セラミックス放電容器の小径筒部内に挿入さ
    れて耐ハロゲン化物部分が小径筒部の内面との間にわず
    かな隙間を形成しながら貫通している給電導体と；耐ハ
    ロゲン化物部分の先端に配設されて透光性セラミックス
    放電容器の膨出部内に位置している一対の電極と；透光
    性セラミックス放電容器の小径筒部および給電導体の封
    着性の部分の間を封着しているセラミックス封止用コン
    パウンドのシールと；金属ハロゲン化物を含み透光性セ
    ラミックス放電容器内に封入された放電媒体と；を具備
    していることを特徴とする高圧放電ランプ。 ０．３≦ＲD≦１．０
  8. 【請求項８】長径に対する短径の比ＲDは、下式を満足
    していることを特徴とする請求項７記載の高圧放電ラン
    プ。 ０．５≦ＲD≦０．９５
  9. 【請求項９】放電空間を包囲する膨出部および膨出部の
    両端に連通して配置され膨出部より内径が小さい小径筒
    部を備えるとともに肉厚差が０．４ｍｍ以下の透光性セ
    ラミックス放電容器と；封着性の部分および封着性の部
    分の先端に基端が接続されている耐ハロゲン化物部分を
    備え、透光性セラミックス放電容器の小径筒部内に挿入
    されて耐ハロゲン化物部分が小径筒部の内面との間にわ
    ずかな隙間を形成しながら貫通している給電導体と；耐
    ハロゲン化物部分の先端に配設されて透光性セラミック
    ス放電容器の膨出部内に位置している一対の電極と；透
    光性セラミックス放電容器の小径筒部および給電導体の
    封着性の部分の間を封着しているセラミックス封止用コ
    ンパウンドのシールと；金属ハロゲン化物を含み透光性
    セラミックス放電容器内に封入された放電媒体と；を具
    備していることを特徴とする高圧放電ランプ。
  10. 【請求項１０】透光性セラミックス放電容器は、肉厚差
    が０．２ｍｍ以下であることを特徴とする請求項９記載
    の高圧放電ランプ。
  11. 【請求項１１】両端が連続的な曲面によって絞られると
    ともに少なくとも主要部の平均直線透過率が２０％以上
    の膨出部および膨出部の両端に連通して配置され膨出部
    より内径が小さい小径筒部を備え全長が４０ｍｍ以下の
    透光性セラミックス放電容器と；封着性の部分および封
    着性の部分の先端に基端が接続されている耐ハロゲン化
    物部分を備え、透光性セラミックス放電容器の小径筒部
    内に挿入されて耐ハロゲン化物部分が小径筒部の内面と
    の間にわずかな隙間を形成しながら貫通している給電導
    体と；耐ハロゲン化物部分の先端に配設されて透光性セ
    ラミックス放電容器の膨出部内に位置している一対の電
    極と；透光性セラミックス放電容器の小径筒部および給
    電導体の封着性の部分の間を封着しているセラミックス
    封止用コンパウンドのシールと；金属ハロゲン化物を含
    み透光性セラミックス放電容器内に封入された放電媒体
    と；を具備していることを特徴とする高圧放電ランプ。
  12. 【請求項１２】透光性セラミックス放電容器は、その全
    長が３０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１１記
    載の高圧放電ランプ。
  13. 【請求項１３】両端が連続的な曲面によって絞られると
    ともに少なくとも主要部の平均直線透過率が２０％以上
    の膨出部および膨出部の両端に連続的な曲面を形成しな
    がら連通して配置され膨出部より内径が小さい小径筒部
    を備えた透光性セラミックス放電容器と；封着性の部分
    および封着性の部分の先端に基端が接続されている耐ハ
    ロゲン化物部分を備え、透光性セラミックス放電容器の
    小径筒部内に挿入されて耐ハロゲン化物部分が小径筒部
    の内面との間にわずかな隙間を形成しながら貫通してい
    る給電導体と；耐ハロゲン化物部分の先端に配設されて
    透光性セラミックス放電容器の膨出部内に位置している
    一対の電極と；透光性セラミックス放電容器の小径筒部
    および給電導体の封着性の部分の間を封着しているセラ
    ミックス封止用コンパウンドのシールと；金属ハロゲン
    化物を含み透光性セラミックス放電容器内に封入された
    放電媒体と；を具備し、定格ランプ電力が３５Ｗ以下で
    あることを特徴とする高圧放電ランプ。
  14. 【請求項１４】定格ランプ電力は、２０Ｗ以下であるこ
    とを特徴とする請求項１３記載の高圧放電ランプ。
  15. 【請求項１５】両端が連続的な曲面によって絞られると
    ともに少なくとも主要部の平均直線透過率が２０％以上
    の膨出部および膨出部の両端に連通して配置され膨出部
    より内径が小さくて平均直線透過率が膨出部の主要部の
    それより小さい小径筒部を備えた透光性セラミックス放
    電容器と；封着性の部分および封着性の部分の先端に基
    端が接続されている耐ハロゲン化物部分を備え、透光性
    セラミックス放電容器の小径筒部内に挿入されて耐ハロ
    ゲン化物部分が小径筒部の内面との間にわずかな隙間を
    形成しながら貫通している給電導体と；耐ハロゲン化物
    部分の先端に配設されて透光性セラミックス放電容器の
    膨出部内に位置している一対の電極と；透光性セラミッ
    クス放電容器の小径筒部および給電導体の封着性の部分
    の間を封着しているセラミックス封止用コンパウンドの
    シールと；金属ハロゲン化物を含み透光性セラミックス
    放電容器内に封入された放電媒体と；を具備しているこ
    とを特徴とする高圧放電ランプ。
  16. 【請求項１６】膨出部は、その主要部の平均直線透過率
    が３０％以上であることを特徴とする請求項１１ないし
    １５のいずれか一記載の高圧放電ランプ。
  17. 【請求項１７】放電空間を包囲する膨出部および膨出部
    の両端に連通して配置された小径筒部を備えた透光性セ
    ラミックス放電容器と；封着性の部分および封着性の部
    分の先端に基端が接続されている耐ハロゲン化物部分を
    備え、透光性セラミックス放電容器の小径筒部内に挿入
    されて耐ハロゲン化物部分が小径筒部の内面との間にわ
    ずかな隙間を形成しながら貫通している給電導体と；耐
    ハロゲン化物部分の先端に配設されて透光性セラミック
    ス放電容器の膨出部内に位置している一対の電極と；透
    光性セラミックス放電容器の小径筒部および給電導体の
    封着性の部分の間を封着しているセラミックス封止用コ
    ンパウンドのシールと；金属ハロゲン化物を含み透光性
    セラミックス放電容器内に封入された放電媒体と；を具
    備し、ランプ電力（Ｗ）に対する全重量（ｇ）の比率Ｒ
    Lが下式を満足していることを特徴とする高圧放電ラン
    プ。 ０．７×１０-2≦ＲL≦２．５×１０-2
  18. 【請求項１８】ランプ電力（Ｗ）に対する全重量（ｇ）
    の比率ＲLは、下式を満足していることを特徴とする請
    求項１７記載の高圧放電ランプ。 ０．８×１０-2≦ＲL≦２．０×１０-2
  19. 【請求項１９】放電空間を包囲する膨出部および膨出部
    の両端に連通して配置された小径筒部を備えた透光性セ
    ラミックス放電容器と；封着性の部分および封着性の部
    分の先端に基端が接続されている耐ハロゲン化物部分を
    備え、透光性セラミックス放電容器の小径筒部内に挿入
    されて耐ハロゲン化物部分が小径筒部の内面との間にわ
    ずかな隙間を形成しながら貫通している給電導体と；耐
    ハロゲン化物部分の先端に配設されて透光性セラミック
    ス放電容器の膨出部内に位置している一対の電極と；透
    光性セラミックス放電容器の小径筒部および給電導体の
    封着性の部分の間を封着しているセラミックス封止用コ
    ンパウンドのシールと；金属ハロゲン化物を含み透光性
    セラミックス放電容器内に封入された放電媒体と；を具
    備し、ランプ電力（Ｗ）に対する透光性セラミックス放
    電容器の重量（ｇ）の比率ＲEが下式を満足しているこ
    とを特徴とする高圧放電ランプ。 ０．５×１０-2≦ＲE≦２．２×１０-2
  20. 【請求項２０】ランプ電力（Ｗ）に対する透光性セラミ
    ックス放電容器の重量（ｇ）の比率ＲEは、下式を満足
    していることを特徴とする請求項１９記載の高圧放電ラ
    ンプ。 ０．６×１０-2≦ＲE≦１．８×１０-2
  21. 【請求項２１】放電空間を包囲する内径がｒI（ｍｍ）
    の膨出部、膨出部の一端に連通して配置された長さＬ１
    （ｍｍ）の第１の小径筒部および膨出部の他端に連通し
    て配置された長さＬ２（ｍｍ）の第２の小径筒部を備
    え、膨出部の内径ｒI、第１および第２の小径筒部の長
    さＬ１、Ｌ２が下式を満足する透光性セラミックス放電
    容器と；封着性の部分および封着性の部分の先端に基端
    が接続されている耐ハロゲン化物部分を備え、透光性セ
    ラミックス放電容器の小径筒部内に挿入されて耐ハロゲ
    ン化物部分が小径筒部の内面との間にわずかな隙間を形
    成しながら貫通している給電導体と；耐ハロゲン化物部
    分の先端に配設されて透光性セラミックス放電容器の膨
    出部内に位置している一対の電極と；透光性セラミック
    ス放電容器の小径筒部および給電導体の封着性の部分の
    間を封着しているセラミックス封止用コンパウンドのシ
    ールと；金属ハロゲン化物を含み透光性セラミックス放
    電容器内に封入された放電媒体と；を具備していること
    を特徴とする高圧放電ランプ。 ｒI／２＜Ｌ１＜Ｌ２
  22. 【請求項２２】放電空間を包囲する膨出部および膨出部
    の両端に連通して配置された小径筒部を備えた透光性セ
    ラミックス放電容器と；封着性の部分および封着性の部
    分の先端に基端が接続されている耐ハロゲン化物部分を
    備え、透光性セラミックス放電容器の小径筒部内に挿入
    されて耐ハロゲン化物部分が小径筒部の内面との間に
    ０．２１ｍｍ以上のわずかな隙間を形成しながら貫通し
    ている給電導体と；耐ハロゲン化物部分の先端に配設さ
    れて透光性セラミックス放電容器の膨出部内に位置して
    いる一対の電極と；透光性セラミックス放電容器の小径
    筒部および給電導体の封着性の部分の間を封着している
    セラミックス封止用コンパウンドのシールと；金属ハロ
    ゲン化物を含み透光性セラミックス放電容器内に封入さ
    れた放電媒体と；を具備していることを特徴とする高圧
    放電ランプ。
  23. 【請求項２３】放電空間を包囲する膨出部および膨出部
    の両端に連通して配置され小径筒部を備えた透光性セラ
    ミックス放電容器と；封着性の部分および封着性の部分
    の先端に基端が接続されている耐ハロゲン化物部分を備
    え、透光性セラミックス放電容器の小径筒部内に挿入さ
    れて耐ハロゲン化物部分が小径筒部の内面との間にわず
    かな隙間を形成しながら貫通している給電導体と；耐ハ
    ロゲン化物部分の先端に配設されて透光性セラミックス
    放電容器の膨出部内に位置している一対の電極と；透光
    性セラミックス放電容器の小径筒部および給電導体の封
    着性の部分の間を封着しているセラミックス封止用コン
    パウンドのシールと；金属ハロゲン化物を含み透光性セ
    ラミックス放電容器内に封入された放電媒体と；を具備
    し、給電導体の封着性の部分の径に対する透光性セラミ
    ックス放電容器の小径筒部の肉厚の比ＲTが０．９８以
    下であることを特徴とする高圧放電ランプ。
  24. 【請求項２４】給電導体の封着性の部分の径に対する透
    光性セラミックス放電容器の小径筒部の肉厚の比Ｒ
    Tは、０．９０以下であることを特徴とする請求項２３
    記載の高圧放電ランプ。
  25. 【請求項２５】放電空間を包囲する膨出部および膨出部
    の両端に連通して配置された小径筒部を備えた透光性セ
    ラミックス放電容器と；封着性の部分および封着性の部
    分の先端に基端が接続されている耐ハロゲン化物部分を
    備え、透光性セラミックス放電容器の小径筒部内に挿入
    されて耐ハロゲン化物部分が小径筒部の内面との間にわ
    ずかな隙間を形成しながら貫通している給電導体と；耐
    ハロゲン化物部分の先端に配設されて透光性セラミック
    ス放電容器の膨出部内に位置している一対の電極と；透
    光性セラミックス放電容器の小径筒部および給電導体の
    封着性の部分の間を封着するとともに耐ハロゲン化物部
    分の基端部を０．２〜３ｍｍの距離にわたって被覆して
    いるセラミックス封止用コンパウンドのシールと；金属
    ハロゲン化物を含み透光性セラミックス放電容器内に封
    入された放電媒体と；を具備していることを特徴とする
    高圧放電ランプ。
  26. 【請求項２６】透光性セラミックス放電容器は、内容積
    が０．１ｃｃ以下であることを特徴とする請求項１、４
    ないし２５のいずれか一記載の高圧放電ランプ。
  27. 【請求項２７】透光性セラミックス放電容器は、内容積
    が０．０５ｃｃ以下であることを特徴とする請求項１、
    ４ないし２６のいずれか一記載の高圧放電ランプ。
  28. 【請求項２８】透光性セラミックス放電容器は、ＹＡＧ
    またはイットリウム酸化物からなることを特徴とする請
    求項１ないし２７のいずれか一記載の高圧放電ランプ。
  29. 【請求項２９】請求項１ないし２８のいずれか一記載の
    高圧放電ランプと；高圧放電ランプをその発光中心がほ
    ぼ焦点位置に合致するように一体化関係に支持した反射
    鏡と；を具備していることを特徴とする高圧放電ランプ
    装置。
  30. 【請求項３０】請求項２９記載の高圧放電ランプ装置
    と；反射鏡の背後に配設された放電ランプ点灯装置と；
    放電ランプ点灯装置に接続した受電手段と；を具備して
    いることを特徴とする照明装置。
  31. 【請求項３１】高圧放電ランプ装置と放電ランプ点灯装
    置とは、相互に分離可能であることを特徴とする請求項
    ３０記載の照明装置。
  32. 【請求項３２】照明装置本体と；照明装置本体に支持さ
    れた請求項１ないし２８のいずれか一記載の高圧放電ラ
    ンプと；を具備していることを特徴とする照明装置。
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