JP2000106148A5 - - Google Patents

Description

【特許請求の範囲】
【請求項１】 細長い透光性放電容器と；
透光性放電容器内に封入された放電媒体と；
透光性放電容器の内部に放電を生起させるように少なくとも一方は透光性放電容器の外面に配設された外部電極によって構成されている一対の電極と；
電極に対して導熱関係に配設された放熱手段と；
を具備していることを特徴とする放電ランプ。
【請求項２】細長い透光性放電容器と；
透光性放電容器内に封入された希ガスを主体とする放電媒体と；
透光性放電容器の内部に放電を生起させるように少なくとも一方は透光性放電容器の外面に配設された外部電極によって構成されている一対の電極と；
電極に対して導熱関係に配設された放熱手段と；
を具備していることを特徴とする放電ランプ。
【請求項３】一対の電極は、その他方が透光性放電容器の内部において長手方向のほぼ全長にわたって延在している内部電極からなることを特徴とする請求項２記載の放電ランプ。
【請求項４】一対の電極は、その他方が透光性放電容器の長手方向の両端に封装された一対の内部電極によって構成されていることを特徴とする請求項２記載の放電ランプ。
【請求項５】一対の電極は、透光性放電容器の外面に離間対向して配設されていることを特徴とする請求項２記載の放電ランプ。
【請求項６】放熱手段は、透光性放電容器の外面に配設されている外部電極の少なくとも一方に対して導熱関係に配設されていることを特徴とする請求項２ないし５のいずれか一記載の放電ランプ。
【請求項７】放熱手段は、外部電極に導電的に接続されているとともに、反射手段を兼ねていることを特徴とする請求項２ないし６のいずれか一記載の放電ランプ。
【請求項８】細長い透光性放電容器と；
透光性放電容器内に封入された希ガスを主体とする放電媒体と；
透光性放電容器の長手方向の両端に封装された一対の内部電極を一方の電極とし、良熱伝導性金属板を湾曲して透光性放電容器の外面の長手方向に沿って配設され両端部に各内部電極近傍に対向して透光性放電容器を抱持する抱持部を一体に形成した放熱手段を兼ねた外部電極を他方の電極として、透光性放電容器の内部に放電を生起させる一対の電極と；
を具備していることを特徴とする放電ランプ。
【請求項９】放熱手段は、透光性放電容器の内壁の単位面積当たりの管壁負荷が０．３Ｗ／ｃｍ ^２ 以上で透光性放電容器の管壁温度が１００℃以下になるように放熱することを特徴とする請求項２ないし８のいずれか一記載の放電ランプ。
【請求項１０】細長い透光性放電容器と；
透光性放電容器内に封入された希ガスを主体とする放電媒体と；
透光性放電容器の長手方向の両端に封装された一対の内部電極を一方の電極とし、透光性放電容器の外面の長手方向に沿って配設された外部電極を他方の電極として、透光性放電容器の内部に放電を生起させる一対の電極と；
外部電極の長手方向に接触しながら延在する基幹部および基幹部の両端に一体に形成されて透光性放電容器の両端を抱持する抱持部を備えた放熱手段と；
を具備していることを特徴とする放電ランプ。
【請求項１１】細長い透光性放電容器、透光性放電容器内に封入された希ガス、透光性放電容器の両端に封装された一対の内部電極および透光性放電容器の外面の長手方向に沿って延在する細長い外部電極を備えた放電ランプと；
放電ランプの一対の内部電極と外面電極との間に電圧を印加する高周波電源と；外部電極に導熱関係に配設されている放熱手段と；
を具備していることを特徴とする放電ランプ点灯装置。
【請求項１２】照明装置本体と；
照明装置本体に配設された請求項２ないし１０のいずれか一記載の放電ランプと；
を具備していることを特徴とする照明装置。
【請求項１３】請求項８記載の放電ランプと；
外部電極を頂部に離間し対向させて放電ランプを支持するとともに、外部電極に対向する頂部に通気孔を形成した反射板と；
を具備していることを特徴とする照明装置。

【０００９】
【課題を達成するための手段】
請求項２の発明の放電ランプは、細長い透光性放電容器と；透光性放電容器内に封入された希ガスを主体とする放電媒体と；透光性放電容器の内部に放電を生起させるように少なくとも一方は透光性放電容器の外面に配設された外部電極によって構成されている一対の電極と；電極に対して導熱関係に配設された放熱手段と；を具備していることを特徴としている。

放電媒体がキセノンの場合について述べると、キセノンは低ガス圧においては、原子発光（Ｘｅ：波長１７２ｎｍ）のみであるが、数十Ｔｏｒｒ以上の圧力では分子発光（Ｘｅ２：波長１５２ｎｍ、１７２ｎｍ）が増加する。

請求項３の発明の放電ランプは、請求項２記載の放電ランプにおいて、一対の電極は、その他方が透光性放電容器の内部において長手方向のほぼ全長にわたって延在している内部電極からなることを特徴としている。

請求項４の発明の放電ランプは、請求項２記載の放電ランプにおいて、一対の電極は、その他方が透光性放電容器の長手方向の両端に封装された一対の内部電極によって構成されていることを特徴としている。

１ 希ガスの封入圧力をＰ（Ｔｏｒｒ）とした場合に、定格ランプの定格ランプ電流（ｍＡ）を外部電極の面積（ｃｍ ^２ ）で除したランプ電流密度ＩＤ（ｍＡ／ｃｍ ^２ ）が下式を満足する。（発光量の増加）
−０．００２×Ｐ＋３．０８１６＞ＩＤ＞０．００１×Ｐ−０．０１５１
２ 希ガスを１００〜４００Ｔｏｒｒ封入する。（発光量の増加）
３ それぞれの内部電極に対向する部分が透光性放電容器の全周を包囲するリング状部分を形成している外部電極を用いる。（明るさのちらつき抑制）
４ 透光性放電容器の中央部の幅が両端部の幅より大きい外部電極を用いる。（発光分布の均一化）
請求項５の発明の放電ランプは、請求項２記載の放電ランプにおいて、一対の電極は、透光性放電容器の外面に離間対向して配設されていることを特徴としている。

請求項６の発明の放電ランプは、請求項２ないし５のいずれか一記載の放電ランプにおいて、放熱手段は、透光性放電容器の外面に配設されている外部電極の少なくとも一方に対して導熱関係に配設されていることを特徴としている。

外部電極は、透光性放電容器の外面に接触する面積が大きいうえに、一般に熱伝導率が高い材料が用いられているので、放熱手段を外部電極に導熱関係に配設することにより、放熱量を多くして、希ガスの温度を効果的に低下させることができる。

さらに、放熱手段を放電ランプのホルダとして用いることにより、構造の簡素化を図ることができる。放電ランプの発光を所望に利用するためには、放電ランプを所定の位置に固定する必要のある場合が多いが、放熱手段をホルダに兼用することで、容易に放電ランプを固定して支持することができる。

請求項７の発明の放電ランプは、請求項２ないし６のいずれか一記載の放電ランプにおいて、放熱手段は、外部電極に導電的に接続されているとともに、反射手段を兼ねていることを特徴としている。

また、本発明において、反射手段と一体にホルダ部分を形成することにより、放電ランプを反射手段のほぼ焦点位置に容易に固定することができるとともに、ホルダ部分を反射手段に対する導熱路として作用させることができる。

請求項８の発明の放電ランプは、細長い透光性放電容器と；透光性放電容器内に封入された希ガスを主体とする放電媒体と；透光性放電容器の長手方向の両端に封装された一対の内部電極を一方の電極とし、良熱伝導性金属板を湾曲して透光性放電容器の外面の長手方向に沿って配設され両端部に各内部電極近傍に対向して透光性放電容器を抱持する抱持部を一体に形成した放熱手段を兼ねた外部電極を他方の電極として、透光性放電容器の内部に放電を生起させる一対の電極と；を具備していることを特徴としている。

本発明は、請求項４記載の放電ランプに全体構成が類似しているが、外部電極を熱容量が相対的に大きな良熱伝導性金属板を湾曲して形成することにより、放熱手段を兼ねた外部電極を備えている点が第１の構成上の特徴である。肉厚０．１〜１ｍｍ程度のアルミニウムなどの板材またはテープ材を打ち抜き湾曲させて外部電極を形成することにより、加工性が比較的良好でありながら外部電極による放熱性を高めることができる。放電ランプを組み込む照明装置によっては、本発明の放電ランプでも問題ないことが分かった。

請求項９の発明の放電ランプは、請求項２ないし８のいずれか一記載の放電ランプにおいて、放熱手段は、透光性放電容器の内壁の単位面積当たりの管壁負荷が０．３Ｗ／ｃｍ ^２ 以上で透光性放電容器の管壁温度が１００℃以下になるように放熱することを特徴としている。

放熱手段を用いない従来の放電ランプにおいては、管壁負荷を０．３Ｗ／ｃｍ ^２ より小さくしないと、透光性放電容器の管壁温度を１００℃以下にすることができなかったが、本発明においては放熱手段を用いることにより、管壁負荷が上記のように大きくても温度上昇を抑制できるので、放電ランプの消費電力を増加して発光量を増加させることができる。

本発明においては、管壁負荷が０．５Ｗ／ｃｍ ^２ 以上で透光性放電容器の管壁温度が１００℃以下になるように放熱手段が放熱するように構成すると一層効果的である。

請求項１０の発明の放電ランプは、細長い透光性放電容器と；透光性放電容器内に封入された希ガスを主体とする放電媒体と；透光性放電容器の長手方向の両端に封装された一対の内部電極を一方の電極とし、透光性放電容器の外面の長手方向に沿って配設された外部電極を他方の電極として、透光性放電容器の内部に放電を生起させる一対の電極と；外部電極の長手方向に接触しながら延在する基幹部および基幹部の両端に一体に形成されて透光性放電容器の両端を抱持する抱持部を備えた放熱手段と；を具備していることを特徴としている。

請求項１１の発明の放電ランプ点灯装置は、細長い透光性放電容器、透光性放電容器内に封入された希ガス、透光性放電容器の両端に封装された一対の内部電極および透光性放電容器の外面の長手方向に沿って延在する細長い外部電極を備えた放電ランプと；放電ランプの一対の内部電極と外面電極との間に電圧を印加する高周波電源と；外部電極に導熱関係に配設されている放熱手段と；を具備していることを特徴としている。

請求項１２の発明の照明装置は、照明装置本体と；照明装置本体に配設された請求項２ないし１０のいずれか一記載の放電ランプ点灯装置と；を具備していることを特徴としている。

請求項１３の発明の照明装置は、請求項８記載の放電ランプと；外部電極を頂部に離間し対向させて放電ランプを支持するとともに、外部電極に対向する頂部に通気孔を形成した反射板と；を具備していることを特徴としている。

請求項８記載の外部電極が兼ねている放熱手段は、比較的熱容量が小さくて放熱能力がそれほど大きくない放電ランプに好適であるが、本発明は、この放電ランプを反射板に組み合わせる場合に所要の放熱ができるようにしたものである。すなわち、放電ランプの外部電極を反射板の頂部側に向けて支持し、その外部電極に対向する頂部に通気孔を形成しているので、外部電極の周囲を反射板の外部から進入した空気が通流する際に外部電極の放熱が促進される。反射板の頂部に外部電極が対向しているので、通気孔から有効光量が逃げる割合が減少するとともに、集光効率を阻害しにくくなっている。しかし、要すれば、通気孔の周囲に位置して空気の通流を阻害しない程度に遮光枠を反射板の内部に突出するように形成することができる。

図において、横軸は管壁負荷（Ｗ／ｃｍ ^２ ）を、縦軸は管壁温度（℃）を、それぞれ示す。

図から理解できるように、従来の放電ランプにおいては、管壁温度が１００℃以下に維持するためには、管壁負荷を０．３Ｗ／ｃｍ ^２ 以下にしなければならない。

そうして、本実施形態の放電ランプは内外電極形であり、外部電極３を接地し、一極を接地した周波数８０ｋＨｚ、出力電圧１．５ｋＶの高周波電源を内部電極４に接続して、放電ランプを点灯することができる。そして、管壁負荷を０．５Ｗ／ｃｍ ^２ にしても管壁温度が１００℃を超えないで、相対照度９０％以上の発光を得ることができた。

透光性放電容器：外径６．５ｍｍ、肉厚０．８ｍｍ、管長１４０ｍｍ
放電媒体：Ｘｅ３００Ｔｏｒｒ
蛍光体：３波長発光形蛍光体
発光色：高周波交流を半波整流したランプ電流１３ｍＡで点灯したときの色温度１３０００Ｋ

【０１９６】
【発明の効果】
請求項２ないし１０の各発明によれば、希ガスを主成分とする放電媒体を封入した細長い放電容器に配設する一対の電極の少なくとも一方を透光性放電容器の外面に配設された外部電極にするとともに、電極に対して導熱関係を付与した放熱手段を配設したことにより、管壁負荷を増加しても放電媒体の温度上昇が放熱手段によって抑制されるから、発光量を増加させた放電ランプを提供することができる。

請求項３の発明によれば、加えて一対の電極のうち他方の電極が透光性放電容器の長手方向のほぼ全長に沿って延在している内部電極からなる放電ランプを提供することができる。

請求項４の発明によれば、加えて一対の電極のうち他方の電極が透光性放電容器の両端に封装された一対の内部電極によって構成されていることにより、比較的安価に放電ランプを提供することができる。

請求項５の発明によれば、加えて一対の電極が透光性放電容器の外面に離間対向して配設された外部電極によって構成されていることにより、安価な放電ランプを提供することができる。

請求項６の発明によれば、加えて放熱手段が外部電極に導熱関係に配設されていることにより、放熱量を多くした放電ランプを提供することができる。

請求項７の発明によれば、加えて放熱手段が外部電極に導電的に接続されているとともに、反射手段を兼ねていることにより、反射手段を容易に接地して放射ノイズを大幅に低減した放電ランプを提供することができる。

請求項８の発明によれば、加えて良熱伝導性金属板を湾曲して透光性放電容器の長手方向に沿って配設され両端部に各内部電極近傍に対向して透光性放電容器を抱持する抱持部を一体に形成した放熱手段を兼ねた外部電極を備えていることにより、構造が簡単で外部電極を透光性放電容器に確実に支持し、内部電極の近傍に生じる明るさにちらつきを低減し、別設の放熱構造体を装着して放熱を補助する場合に外部電極を抱持部の上から放熱構造体を装着することで機械的に強固に保持でき、内部電極近傍の放熱を良好にし、さらに端子部を形成しやすい放電ランプを提供することができる。

請求項９の発明によれば、加えて放熱手段が透光性放電容器の内壁の単位面積当たりの管壁負荷が０．３外Ｗ／ｃｍ ^２ 以上で透光性放電容器の管壁温度が１００℃以下になるように放熱することにより、消費電力を増加して発光量を増加した放電ランプを提供することができる。

請求項１０の発明によれば、加えて外部電極の長手方向に接触しながら延在する基幹部および基幹部の両端に一体に形成されて透光性放電容器の両端を抱持する抱持部を備えた放熱手段を備えていることにより、構造が簡単で放熱手段の透光性放電容器への支持が機械的に強固になり、放熱手段の抱持によって有効光量が減少することがないとともに、照明装置に対して放電ランプを取り付ける際に基幹部を利用して取り付けることが可能な放電ランプを提供することができる。

請求項１１の発明によれば、請求項２ないし１０の効果を有する放電ランプ点灯装置を提供することができる。

請求項１２の発明によれば、請求項２ないし１０の効果を有する照明装置を提供することができる。

請求項１３の発明によれば、請求項８記載の放電ランプの外部電極を反射板の頂部に離間し対向して配設するとともに、反射板の頂部に外部電極に対向して通気孔を形成したことにより、放熱手段を兼ねた外部電極の放熱が良好で、しかも反射板を合成樹脂製にすることが可能な照明装置を提供することができる。