JP2001283781A - 高圧放電ランプ、高圧放電ランプ点灯装置および照明装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】不純ガスの少ない外管内雰囲気を持ち、十分に
低い始動電圧を示す低コストの高圧放電ランプ、これを
用いた高圧放電ランプ点灯装置および照明装置を提供す
る。 【解決手段】包囲部および包囲部の両端に連通する一対
の小径筒部を有する透光性放電容器、一対の電極および
放電媒体を備えた発光管と、透光性放電容器の小径筒部
の少なくとも一方の外周に接触されかつ一端を反対側の
電極と同電位になるように接続されているゲッタと、こ
れらを気密に収納する外管と、発光管に接続するととも
に外管から外部へ気密に導出された一対の外部接続端子
とを具備している。

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点
灯装置および照明装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、光ファイバー用光源やハロゲン電
球代替光源として、ランプ電力が１０〜３０Ｗ程度の小
形のメタルハライドランプおよびこれと小形の点灯回路
手段とを一体に結合して口金を装着した小形の高圧放電
ランプ装置すなわち電球形高圧放電ランプが本発明者ら
によって開発された。この電球形高圧放電ランプは、ラ
ンプ効率がハロゲン電球に比較して約３〜４倍であると
ともに、電球形蛍光ランプに比べて著しく小さいので、
点光源として扱える。

【０００３】しかし、高圧放電ランプであるから、始動
時に比較的高いパルス電圧を発生するためのイグナイタ
を組み込んだ安定器すなわち点灯回路手段またはイグナ
イタを組み込んでいない点灯回路手段およびこれと別設
のイグナイタを用いる必要がある。このような事情か
ら、折角小形の高圧放電ランプを開発しても、光源、安
定器すなわち点灯回路手段および照明器具をシステムと
して捉えたときには、結局大きなものになってしまう。

【０００４】一方、コンパクトに形成された蛍光ランプ
と、その点灯回路手段とを一体化して口金を装着してな
る電球形蛍光ランプが白熱電球代替の光源として従来か
ら用いられている。この電球形蛍光ランプもまた放電ラ
ンプなので、点灯回路手段を必要とするが、高圧放電ラ
ンプ用の点灯回路手段に比較すると、電球形蛍光ランプ
のそれは、圧倒的に小さい。

【０００５】そこで、本発明者らは、この問題を回避す
るべく研究の結果、小形の高圧放電ランプの点灯回路手
段として、電球形蛍光ランプに用いられているような小
形の高周波インバータを主体とする点灯回路手段を使用
することに成功した。このような点灯回路手段は、一般
に回路構成が簡単で、しかも高周波で動作するために、
小形であることに加えて軽量で、かつ安価なので、高圧
放電ランプ点灯装置の小形化、軽量化およびコストダウ
ンを図ることができる。

【０００６】しかし、高圧放電ランプの始動電圧をさら
に低くすることができれば、点灯回路手段の一層の小形
化、延いては軽量化およびコストダウンを図ることが可
能になる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】一般に、放電ランプの
始動電圧は、電極および放電媒体などの条件が一定の場
合、電極間距離と放電媒体の圧力との関数、すなわちパ
ッシェンの法則にしたがう。

【０００８】したがって、始動電圧を低くするには、放
電媒体の圧力を低下させ、電極間距離を短縮するのが一
般的である。これにより、確かに始動電圧は低下する
が、電極を構成しているタングステンのスパッタや蒸発
が増大し、透光性セラミックス放電容器が黒化して、光
束維持率が低下したり、発光効率が低下するなどの問題
を生じる。

【０００９】一方、始動電圧を低下させる手段の一つに
近接導体を配設することがある。この種の従来技術とし
て、透光性セラミックス放電容器に備えられた一対の小
径筒部のそれぞれに、包囲部との境界に近接した位置に
おいて、１本の導線の端部を２〜３ターン形成し、導線
の中間部を包囲部に近接して延在させた構成が知られて
いる。なお、このものに外管内の不純ガスを吸着するい
わゆるゲッタを設けようとすると、ゲッタのための基材
等各種部材およびゲッタのマウントを要したので、ラン
プとしてはその分高コストとなる。

【００１０】本発明は、低い始動電圧を示すとともに、
外管内の不純ガスが除去することができながら、低コス
トの高圧放電ランプ、これを用いた高圧放電ランプ点灯
装置および照明装置を提供することを目的とする。

【００１１】

【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包囲部、包囲部の両端
に連通して配置され包囲部より内径が小さい一対の小径
筒部を有する透光性セラミックス放電容器、透光性セラ
ミックス放電容器の小径筒部の内面との間にわずかな隙
間を形成しながら小径筒部内に挿通されている細長い一
対の電極、ならびに透光性セラミックス放電容器内に封
入された放電媒体を備えた発光管と；少なくとも一方の
電極が挿通している小径筒部透光性セラミックス放電容
器の包囲部との境界近傍に位置しているに接触されると
ともに、他方の電極と同電位になるように接続されてい
るガス吸着性のゲッタと；発光管およびゲッタを気密に
収納した外管と； 一対の電極に接続するとともに外管
から外部へ気密に導出された一対の外部接続端子と；を
具備している。放電空間を包囲する包囲部、包囲部の両
端に連通して配置され包囲部より内径が小さい一対の小
径筒部を有する透光性セラミックス放電容器、透光性セ
ラミックス放電容器の小径筒部の内面との間にわずかな
隙間を形成しながら小径筒部内に挿通されている細長い
一対の電極、ならびに透光性セラミックス放電容器内に
封入された放電媒体を備えた発光管と；少なくとも一方
の電極が挿通している小径筒部の外周に接触されるとと
もに、他方の電極と同電位になるように接続されている
ゲッタと；発光管およびゲッタを気密に収納した外管
と；第１および第２の電極に接続するとともに外管から
外部へ気密に導出された一対の外部接続端子と；を具備
していることを特徴としている。

【００１２】本発明および請求項３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。以下、発光管についてその構成要素ごとに説
明する。

【００１３】〔発光管について〕

【００１４】発光管は、少なくとも透光性セラミックス
放電容器、一対の電極および放電媒体を備えている。

【００１５】＜透光性セラミックス放電容器について＞
「透光性」とは、放電によって発生した光を透過して
外部に導出できる程度に光透過性であることをいい、透
明ばかりでなく、光拡散性であってもよい。透光性セラ
ミックス放電容器が小径筒部を有している場合、少なく
とも包囲部が利用しようとする放射に対して透光性を有
していればよく、要すれば小径筒部など放電による放射
を主としては導出しない部分は、遮光性であってもよ
い。

【００１６】したがって、「透光性セラミックス放電容
器」とは、少なくとも包囲部が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（アルミナセラミック
ス）、イットリウム−アルミニウム−ガーネット（ＹＡ
Ｇ）、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。

【００１７】また、透光性セラミックス放電容器を製作
するには、中央の包囲部と、包囲部の両端または一端の
小径筒部とを最初から一体に形成することができる。し
かし、たとえば包囲部を形成する中空の球形部と、この
球形部の両端に接続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から所要に接合させて、全
体を焼結することにより、一体の透光性セラミックス放
電容器を形成することもできる。さらに、たとえば包囲
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、全体を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。

【００１８】さらに、本発明において、透光性セラミッ
クス放電容器の内容積は制限されるものではないが、小
形の高圧放電ランプを得るためには、透光性セラミック
ス放電容器を０．０５ｃｃ以下、好適には０．０４ｃｃ
以下にするとよい。この場合、透光性セラミックス放電
容器は、その全長が３５ｍｍ以下、好適には１０〜３０
ｍｍである。

【００１９】＜一対の電極について＞ 一対の電極は、
透光性セラミックス放電容器に封装されていて、材料に
タングステンまたはドープドタングステンを用いてい
る。なお、電極は、透光性セラミックス放電容器の小径
筒部内に挿通し、さらに先端が包囲部内に位置している
か、あるいは先端も小径筒部内に位置しているが、包囲
部を望む位置にあって包囲部内に放電を形成するように
配設されていてもよい。

【００２０】また、電極は、細長くて小径筒部内に挿通
された状態で、小径筒部の内面との間にいわゆるキャピ
ラリーと称されるわずかな隙間を形成している。この場
合、電極の中間部は、透光性セラミックス放電容器の小
径筒部の内面との間になるべく均一なわずかな隙間を形
成するために、一定の太さであることが望ましい。さら
に、電極の先端部は、表面積を大きくして放熱を良好に
するために、必要に応じてタングステンのコイルを巻回
することができる。 さらにまた、電極の基端部は、透
光性セラミックス放電容器に対して所要の位置に固定す
るとともに、外部から電流を導入するために機能する。
さらにまた、電極の基端部は、溶接などによって給電
導体の先端に固着されることで電気的および機械的に支
持し得る。この場合、要すれば給電導体は、電極の基端
部の固着に際して電極の基端との間に介在するモリブデ
ン、サーメットなどの部材を耐火性部分として付設して
いることが許容される。

【００２１】＜放電媒体について＞ 放電媒体は、少な
くとも始動ガスおよび緩衝ガスとして希ガスを含むもの
とし、点灯中約１気圧以上の圧力を呈するように透光性
セラミックス放電容器内に封入される。 また、放電媒
体は、発光物質またはその化合物たとえば金属ハロゲン
化物やアマルガムなどを含む。 さらに、放電媒体は、
バッファ蒸気として水銀を含むことができる。

【００２２】一方、希ガスは、本質的に特定のガスに限
定されないが、正規グロー放電から異常グロー放電に遷
移する際のグロー電流を小さくしたり、放電開始電圧を
低下させたい場合などの所要時に、ネオンおよびアルゴ
ンを混合して封入することができる。なお、この場合、
アルゴンは、ネオンに対して分圧で０．１〜１５％、好
適には１０％までの範囲で混合することができる。ま
た、ネオンおよびアルゴンは、一般的に８０〜５００ｔ
ｏｒｒ、好適には１００〜２００ｔｏｒｒの封入圧で用
いることができる。なお、封入圧が８０ｔｏｒｒ未満で
あると、グロー・アーク転移時間が長くなって、電極物
質のタングステンのスパッタや蒸発による黒化が多くな
る。一方、封入圧が５００ｔｏｒｒを超えると、高圧放
電ランプの始動電圧が高くなり、グロー電力が増加す
る。 さらに、ネオンやアルゴンに加えて、必要に応じ
てその他の希ガスを封入することができる。

【００２３】高圧放電ランプがメタルハライドランプの
場合において、放電媒体に発光金属の金属ハロゲン化物
を用いるときに、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。 高圧放電ラ
ンプのランプ電力は、特段制限されないが、５０Ｗ以下
までの小電力であれば、点灯回路手段の小形化が容易で
ある。 なお、「ランプ電力」とは、高圧放電ランプを
点灯回路手段に接続した場合に、高圧放電ランプが安定
に点灯している状態で高圧放電ランプの部分で消費され
る電力をいう。

【００２４】〔ゲッタについて〕 ゲッタは、少なくと
も一対の電極の一方に対して当該電極が挿通している透
光性セラミックス放電容器の小径筒部の外周の一部に接
触されるとともに、一端が他方の電極と同電位になるよ
うに接続されている。すなわち、ゲッタは、一対の電極
の両方または一方に対して配設し得る。そして、ゲッタ
と、これに対向する電極との間に始動時に高い電圧が印
加される。したがって、ゲッタの一端が「他方の電極と
同電位になるように接続されている」とは、ゲッタが小
径筒部を介して対向している電極を一方の電極としたと
きに、他方の電極に接続している給電導体またはこれに
接続している接続導体などにゲッタの一端が接続してい
ることを意味する。

【００２５】また、ゲッタは、なるべく小径筒部の外面
に密接していることが望ましいが、一部のみの接触でも
かまわない。 さらに、ゲッタは、モリブデン、ニオブ
などの耐熱性の導電性金属を用いることができる。した
がって、発光管に給電するために接続導体を用いる場合
に、ゲッタと接続導体とに同一の金属を用いることがで
きるが、異種の金属であってもよい。

【００２６】〔外管について〕 外管は、その内部に発
光管を気密に収納するための手段である。 本発明の高
圧放電ランプは、保温や大気との間の遮断のために、透
光性セラミックス放電容器を外管内に気密に収納してい
る。これを実現するために、外管内は、排気されて真空
ないし低圧または不活性ガスたとえば希ガスや窒素を封
入することができる。 また、外管は、適当な透光性、
気密性、耐熱性および加工性を備えた材料によって形成
されているものとする。たとえば、硬質ガラス、半硬質
ガラスまたは石英ガラスなどを用いるのが実際的である
が、要すれば透光性セラミックスや結晶性ガラスなどを
用いることができる。

【００２７】さらに、外管は、片封止および両端封止の
いずれの構造をも所望により採用することができる。し
かし、外管が片封止構造であると、反射鏡を用いる場合
に、その光軸に高圧放電ランプの軸を一致させるのに好
適である。

【００２８】さらにまた、外管の封止には、ピンチシー
ル、フレアシール、ビードシール、釦ステムシールなど
の既知のシール構造を採用することができる。

【００２９】〔一対の外部接続端子について〕 一対の
外部接続端子は、外管内に収納されている発光管の一対
の電極に接続するとともに、外管から外部へ導出され
て、外部の点灯回路手段から電気エネルギーを導入する
際の接続手段として、また所要により高圧放電ランプを
支持する手段として機能する。また、発光管に給電する
ために、接続導体を用いる場合、外部接続端子を接続導
体と一体に形成することができる。しかし、これらは、
互いに別体に形成したものを外管の封止部内で封着金属
を介して溶接などの固着手段によって接続してもよい。
さらに、一対の外部接続端子を外管の片側の封止部に集
合して外側へ延在させることができる。これにより、点
灯回路手段の高周波出力端への接続が容易になる。しか
し、所要により外管の両端から一対の外部接続端子を分
離して導出することができる。

【００３０】さらにまた、外部接続端子は、外管から外
方へ突出していてもよいし、外管の周囲に添接していて
もよい。外管から外方へ突出する態様においては、突出
部がそのまま接続ピンを構成してもよいし、口金への接
続線として機能する構成であってもよい。これに対し
て、外管の周囲に添接する態様においては、その添接す
る外管の部位をピンチシール部にすれば、いわゆる無口
金構造になる。さらにまた、一対の外部接続端子は、点
灯回路手段の高周波出力端との接続に適した構造および
材質を備えていることができる。このため、外管の封止
部を貫通する部分には少なくとも封着性金属を用いるに
しても、点灯回路手段に接続する部分には接触抵抗が小
さくて、機械的強度に問題のない黄銅、銅などからなる
接触片を用いることができる。

【００３１】〔本発明の作用について〕本発明の高圧放
電ランプにおいては、小径筒部の内部にわずかな隙間を
介して電極が挿通しており、さらにわずかな隙間の内部
には安定点灯時に放電媒体が液相で滞留し、その滞留し
ている放電媒体の表面すなわち界面の温度が高圧放電ラ
ンプの最冷部温度になり、放電媒体の蒸気圧を決定す
る。これに対して、始動時のグロー放電では、わずかな
隙間内に滞留している放電媒体は、一時的に蒸発する。
そして、始動時には放電媒体の蒸発が適切な時間内に行
われることが望ましい。

【００３２】本発明においては、ゲッタが透光性セラミ
ックス放電容器における少なくとも一方の小径筒部の外
周に接触されているので、始動時には、電極とこれに対
向する小径筒部の外周に形成されているゲッタとの間に
始動時の相対的に高い電圧が印加されるので、それらの
間に小径筒部のセラミックスを介して微小放電が生起し
て始動を補助する。その結果、始動電圧が著しく低下す
る。なお、さらに放電媒体の界面近傍にゲッタが対向し
ていることで、始動時に放電媒体の蒸発が促進される。

【００３３】また、ゲッタは、小径筒部の外面に接触す
ることで、ゲッタ自体の振動が規制され、ゲッタの位置
が固定されるので、多数のランプを製造しても始動のば
らつきが少なくなる。

【００３４】請求項２の発明の高圧放電ランプは、放電
空間を包囲する包囲部、包囲部の両端に連通して配置さ
れ包囲部より内径が小さい一対の小径筒部を有する透光
性放電容器、透光性放電容器の小径筒部の内面との間に
わずかな隙間を形成しながら小径筒部内に挿通されてい
る細長い一対の電極、ならびに透光性放電容器内に封入
された放電媒体を備えた発光管と； 少なくとも一方の
電極が挿通している小径筒部に接触されるとともに、他
方の電極と同電位になるように接続されたゲッタと；発
光管およびゲッタを気密に収納した外管と； 一対の電
極に接続するとともに外管から外部へ気密に導出された
一対の外部接続端子と；を具備している。

【００３５】請求項２の本発明は、請求項１の発明と類
似しているが、相違点としては、透光性放電容器は、セ
ラミックスに限定されないという点である。したがっ
て、石英等の無色透明なガラスであるため、透光性をよ
り高めることができる。請求項２の発明において小径筒
部とは、ピンチシールなどの封止部（シール部）を意味
する。したがって、ガラス管内に電極軸およびモリブデ
ン箔、導入導体をシールすることで結果的に電極軸およ
びモリブデン箔、導入導体が内部に詰まった小径筒部を
形成している。なお、請求項１の効果には劣るが、電極
軸とシール部である小径筒部には微細な隙間が生じるの
で、この隙間に余剰の放電媒体は存在するので、請求項
１と類似の作用が生じる。請求項３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、ゲッ
タは、一端が透光性セラミックス放電容器の包囲部との
境界近傍に位置していることを特徴としている。 本発
明は、ゲッタの好適な配設位置を規定している。 すな
わち、ゲッタの一端が包囲部との境界近傍に位置してい
ることにより、ゲッタの位置決めが容易になるととも
に、ゲッタを定置しやすくなる。また、放電媒体の界面
がゲッタに対向するように高圧放電ランプを設計するこ
とも可能である。

【００３６】請求項４の発明の高圧放電ランプ点灯装置
は、請求項１ないし３のいずれか一記載の高圧放電ラン
プと；インバータを主体として構成されて高圧放電ラン
プを高周波点灯する点灯回路手段と；を具備しているこ
とを特徴としている。

【００３７】〔高圧放電ランプと点灯回路手段の配置に
ついて〕

【００３８】本発明において、高圧放電ランプと点灯回
路手段とは、電気回路の上で接続されればよく、したが
って両者は空間的に離間して配置されていてもよいし、
互いに機械的に結合した状態で点灯されるように配置さ
れていてもよい。たとえば、前者の配置の例は、高圧放
電ランプは照明器具に装着されるが、点灯回路手段は天
井裏など照明器具から離間して配置される態様である。
また、後者の配置の例は、後述する電球形高圧放電ラン
プを構成している態様である。

【００３９】〔点灯回路手段について〕本発明におい
て、「高周波」とは、周波数５ｋＨｚ以上をいう。点灯
回路手段を小形化するために、蛍光ランプ用の点灯回路
手段を用いることができる。蛍光ランプ用の点灯回路手
段は、２次開放電圧から２次短絡電流まで連続的な負荷
特性を有している。本発明においては、蛍光ランプ用に
製造された点灯回路手段を流用することができる。しか
し、高圧放電ランプ用として上記のような負荷特性を満
足するように設計され、製造された点灯回路手段を用い
ることができるのはいうまでもない。

【００４０】ところで、点灯回路手段の基本的回路構成
は、上述のような負荷特性を備えていれば、どのような
ものであってもよい。たとえば、ハーフハーフブリッジ
形インバータ、フルブリッジ形インバータ、並列インバ
ータ、一石式インバータたとえばブロッキング発振形イ
ンバータなどを主体とする回路構成であってもよい。

【００４１】インバータの発振制御は、自励および他励
のいずれでもよい。また、インバータの発振周波数は、
一定でもよいし、可変であってもよい。

【００４２】ＬＣ共振回路の共振周波数に対するインバ
ータの動作周波数を状況に応じて変化させる態様の場
合、インバータの動作周波数を変化させることによっ
て、点灯回路手段の出力電圧を制御することができる。
すなわち、始動時には動作周波数をＬＣ共振回路の共振
周波数に接近させれば、出力電圧が高くなって、２次開
放電圧を高圧放電ランプの放電開始電圧に接近させるこ
とができる。そして、点灯後には反対に動作周波数を共
振周波数から離せば、出力電圧が低下する。したがっ
て、点灯回路手段の負荷特性を、２次開放電圧が高圧放
電ランプの放電開始電圧に接近していて、２次開放電圧
から２次短絡電流まで連続的にすることができる。

【００４３】また、動作周波数が一定の態様の場合、Ｌ
Ｃ共振回路の共振周波数が状況に応じて変化するように
構成することによって、点灯回路手段の出力電圧を制御
することができる。すなわち、無負荷時にＬＣ共振回路
のインダクタＬが飽和してそのインダクタンスが小さく
なり、共振周波数が高くなって動作周波数に接近するた
めに、点灯回路手段の出力電圧が高くなる。また、負荷
時には、ランプ電流に応じてＬＣ共振回のインダクタの
飽和がなくなって、共振周波数が動作周波数から離れて
いき、これに伴って出力電圧が低減する。

【００４４】そうして、ＬＣ共振回路を備えたインバー
タを用いることにより、点灯回路手段の回路構成が簡単
になり、一層小形で、安価な高圧放電ランプ点灯装置を
得ることができる。

【００４５】また、点灯回路手段がＬＣ共振回路を備え
ていることにより、出力電圧の波形を正弦波にすること
ができる。請求項５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る請求項４記載の高圧放電
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。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広い概念
である。たとえば、電球形高圧放電ランプ、照明器具、
移動体用前照灯、光ファイバー用光源装置、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。

【００４６】「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。 また、
「電球形高圧放電ランプ」とは、高圧放電ランプと、そ
の点灯回路手段とを一体化し、さらに受電用の口金を付
設してなり、口金に適応するランプソケットに装着する
ことにより、白熱電球を点灯するような感覚で使用する
ことができるように構成した照明装置を意味する。

【００４７】さらに、高圧放電ランプ点灯装置の点灯回
路手段は、照明装置本体に配置してもよいし、これとは
離間した位置たとえば天井裏などに配置してもよい。

【００４８】次に、電球形高圧放電ランプを構成する場
合、高圧放電ランプの発光を所望の配光特性が得られる
ように、集光するための反射鏡を備えることができる。

【００４９】さらに、高圧放電ランプの高い輝度を低減
するために、反射鏡に代えて、またはこれに加えて適度
の光拡散作用を有するグローブまたはカバーを備えるこ
とができる。

【００５０】さらにまた、口金は、所望の仕様のものを
用いることができる。したがって、在来の光源ランプと
の代替を図る目的の場合には、在来の光源ランプの口金
と同じ口金を採用すればよい。

【００５１】ところで、照明装置が照明器具である場合
においては、その照明装置本体に点灯回路手段およびラ
ンプソケットを備えていて、そのランプソケットに高圧
放電ランプを装着するようにした構成にすることができ
る。しかし、点灯回路手段を備えてなくて、電球形高圧
放電ランプを光源としてランプソケットに装着するよう
にした構成であってもよい。

【００５２】

【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。

【００５３】図１は、本発明の高圧放電ランプの第１の
実施形態を示す一部断面正面図である。 図２は、同
じく拡大要部断面正面図である。 各図において、高圧
放電ランプは、発光管ＩＢ、ゲッタＧＴ、外管ＯＢ、口
金Ｂおよび図示しないが口金内に挿入されている一対の
外部接続端子からなる。

【００５４】＜発光管ＩＢについて＞発光管ＩＢは、透
光性セラミックス放電容器１、第１および第２の電極２
Ａ、２Ｂ、導入導体３、シール４および滞留状態の放電
媒体５を備えており、上下対称構造である。 透光性セ
ラミックス放電容器１は、包囲部１ａおよび一対の径筒
部１ｂ、１ｂを備えている。 包囲部１ａは、両端が連
続的な曲面によって絞られていて、ほぼ球状をなしてい
る。小径筒部１ｂは、包囲部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１を形成している。 第１および第２の電極２Ａ、２
Ｂは、そのいずれもドープドタングステンからなり、棒
状をなしている軸部２ａおよびコイル部２ｂを備えてい
る。軸部２ａは、先端が包囲部１ａ内に突出して小径筒
部１ｂ内に挿通され、小径筒部１ｂと、第１および第２
の電極２Ａ、２Ｂとの間にわずかな隙間ｇが、それぞれ
形成されている。

【００５５】コイル部２ｂは、軸部２ａの先端に装着さ
れている。 導入導体３は、ニオブからなり、棒状をな
していて、先端が電極２Ａ、２Ｂの基端部に突合せて放
電溶接され、基端が透光性セラミックス放電容器１の外
部に突出している。

【００５６】シール４は、セラミックス封止用コンパウ
ンドを溶融し、固化することにより、透光性セラミック
ス放電容器１の小径筒部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を気密に封
止するとともに、導入導体３が透光性セラミックス放電
容器１の内部に露出しないように被覆している。また、
この封止により、電極２Ａ、２Ｂを所定の位置に固定し
ている。

【００５７】シール４を形成するには、透光性セラミッ
クス放電容器１を縦位置にセットしてセラミックス封止
用コンパウンドを小径筒部１ｂの端面において、導入導
体３の外部に突出している部分の周りに施与し、加熱溶
融させて導入導体３および凹窪部１ｃ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導入導体３
の全体を被覆するとともに、さらに電極２の基端部をも
被覆し、冷却により固化させる。

【００５８】放電媒体は、ネオンおよびアルゴンを含む
始動ガスおよびバッファガス、発光金属としての金属ハ
ロゲン化物、ならびにバッファ蒸気としての水銀からな
り、透光性セラミックス放電容器１内に封入されてい
る。

【００５９】また、金属ハロゲン化物および水銀は蒸発
する分より過剰に封入されているので、その一部５が安
定点灯時にわずかな隙間ｇ内に液相状態で滞留してい
る。そして、放電媒体５の界面は、最冷部を形成してい
る。本実施形態の場合、小径部内の隙間に放電媒体とな
る例えば余剰のハロゲン化物が始動時溜まっていて、こ
の界面近傍にゲッタが位置することで、始動時の余剰の
ハロゲン化物の蒸発が促進されるので、始動性も向上す
る。

【００６０】＜第１および第２の接続導体ＣＣ１、ＣＣ
２について＞ 第１の接続導体ＣＣ１は、モリブデン線
からなり、その先端が電極２Ａ側の給電導体３に接続
し、中間が透光性セラミックス放電容器１の軸方向に対
してほぼ平行に、かつ離間して延在している。 第２の
接続導体ＣＣ２は、モリブデンからなり、その先端が電
極２Ｂ側の給電導体３に接続している。

【００６１】＜ゲッタＧＴについて＞

【００６２】ゲッタＧＴは、一端が第２の電極２Ｂが内
部に挿通している小径筒部１ｂの外周に接触されている
とともに、他端がＣＣ１に溶接されている。 ゲッタＧ
Ｔは、ジルコニウム、アルミニウムを主成分とし外管の
不純ガスを除去する目的で配設されている。形状は、ほ
ぼ長方形の板状のもので、小径筒部に接触する部分は、
筒部形状に沿った円弧状を呈している。これにより、筒
部との接触面積が大きくなり、始動性も向上するととも
に、ゲッタのばね性によって、筒部にテンションがかか
った状態で圧接固定されている。 ＜外管ＯＢについて＞ 外管ＯＢは、硬質ガラス製のＴ
形バルブからなり、基端にピンチシール部ｐｓが、先端
に排気チップオフ部ｔが、それぞれ形成され、内部が排
気されて１０^−４ｔｏｒｒ程度の低真空状態になってい
る。

【００６３】ピンチシール部ｐｓは、Ｔ形バルブの開口
端を加熱して軟化状態のときにピンチして形成する。

【００６４】排気チップオフ部ｔは、外管ＯＢを封止し
た後に外管ＯＢの内部を排気して排気管（図示しな
い。）を封止切った跡である。 ＜口金Ｂについて＞ 口金ｂは、Ｅ１１形ねじ口金から
なり、一対の外部接続端子ＯＣＴ１、ＯＣＴ２を所要に
接続して、外管ＯＢのピンチシール部ｐｓに無機質接着
剤（図示しない。）によって固着されている。

【実施例】図１ないし図３に示す高圧放電ランプであっ
て、以下の仕様である。

【００６５】＜発光管＞ 透光性セラミックス放電容
器：透光性アルミナセラミックス製で、全長２３ｍｍ、
包囲部１ａの外径が６ｍｍ、内径５ｍｍ（肉厚０．５ｍ
ｍ）、小径筒部１ｂが外径１．７ｍｍ、内径０．７ｍｍ
（肉厚０．５ｍｍ）、長さＬ２が８ｍｍ 電極：軸部お
よびコイル部が直径０．２ｍｍのタングステン

【００６６】導入導体：ニオブ、直径０．６４ｍｍ わ
ずかな隙間ｇ：０．２５ｍｍ

【００６７】放電媒体：始動ガスおよびバッファガスと
してＮｅ３％＋Ａｒが２００ｔｏｒｒ、他に適量の水銀
および発光金属のハロゲン化物（発光金属のハロゲン化
物は、点灯中にその全てが蒸発しないで、余剰分がわず
かな隙間内に滞留する程度の量封入している。）

【００６８】ゲッタ：厚さ０．３ｍｍのジルコニウム・
アルミニウム合金板を包囲部に隣接する位置から小径筒
部の外周に接触していて、全長は約４ｍｍ。始動電圧：
０．７ｋＶp-p（なお、ゲッタを備えていない他は、本
実施例と同一仕様の比較例の場合、始動電圧は３．０ｋ
Ｖp-pであった。）

【００６９】図３は、本発明の高圧放電ランプの第２の
実施形態を示す拡大要部断面正面図である。 図におい
て、図２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。 本実施形態は、電極２Ａ、２Ｂの軸部２ａ
のゲッタＧＴに対向する部分においてコイル体ＭＣ２が
接触されている点で異なる。コイル体ＭＣ２は、直径
０．２ｍｍのタングステン線を軸部２ａに８ターン接触
することによって形成している。

【００７０】図４は、本発明の高圧放電ランプ点灯装置
の一実施形態における点灯回路手段を示す回路図であ
る。 図において、ＡＳは低周波交流電源、ｆは過電流
ヒューズ、ＮＦはノイズフィルタ、ＲＤは整流化直流電
源、Ｑ１は第１のスイッチング手段、Ｑ２は第２のスイ
ッチング手段、ＧＤはゲートドライブ回路、ＳＴは始動
回路、ＧＰはゲート保護回路、ＬＣは負荷回路であり、
ｃ、ｄは高圧放電ランプ１１を接続する受金１４ｂの挿
入位置を示す。 低周波交流電源ＡＳは、１００Ｖ商用
電源である。 過電流ヒューズｆは、配線基板に一体に
形成したパターンヒューズであり、過電流が流れた際に
溶断して回路が焼損しないように保護する。 ノイズフ
ィルタＮＦは、インダクタＬ１およびコンデンサＣ１か
らなり、高周波インバータの動作に伴って発生する高周
波を電源側に流出しないように除去する。 整流化直流
電源ＲＤは、ブリッジ形整流回路ＢＲおよび平滑コンデ
ンサＣ２からなり、ブリッジ形整流回路ＢＲの交流入力
端がノイズフィルタＮＦおよび過電流ヒューズｆを介し
て低周波交流電源ＡＳに接続し、また直流出力端が平滑
コンデンサＣ２の両端に接続していて、平滑化直流を供
給する。 第１のスイッチング手段Ｑ１は、Ｎチャンネ
ル形ＭＯＳＦＥＴからなり、そのドレインが平滑コンデ
ンサＣ２のプラス側に接続している。 第２のスイッチ
ング手段Ｑ２は、Ｐチャンネル形ＭＯＳＦＥＴからな
り、そのソースが第１のスイッチング手段Ｑ１のソース
に接続し、ドレインが平滑コンデンサＣ２のマイナス側
に接続している。 したがって、第１および第２のスイ
ッチング手段Ｑ１、Ｑ２は、順方向に直列接続されて、
その両端が整流化直流電源ＲＤの出力端間に接続してい
ることになる。 ゲートドライブ回路ＧＤは、帰還回路
ＦＢＣ、直列共振回路ＳＲＣおよびゲート電圧出力回路
ＧＯからなる。 帰還手段ＦＢＣは、後述する限流イン
ダクタＬ２に磁気結合している補助巻線からなる。 直
列共振回路ＳＲＣは、インダクタＬ３およびコンデンサ
Ｃ３の直列回路からなり、その両端は帰還手段ＦＢＣに
接続している。 ゲート電圧出力手段ＧＯは、直列共振
回路ＳＲＣのコンデンサＣ３の両端に現れる共振電圧を
コンデンサＣ４を介して取り出すように構成されてい
る。そして、コンデンサＣ４の一端は、コンデンサＣ３
とインダクタＬ３との接続点に接続し、コンデンサＣ４
の他端は第１および第２のスイッチング手段Ｑ１、Ｑ２
のそれぞれのゲートに接続している。さらに、コンデン
サＣ３の他端が第１および第２のスイッチング手段Ｑ
１、Ｑ２のソースに接続している。その結果、コンデン
サＣ３の両端に現れた共振電圧は、ゲート電圧出力回路
ＧＯを介して第１および第２のスイッチング手段Ｑ１、
Ｑ２のゲート・ソース間に印加される。

【００７１】始動回路ＳＴは、抵抗器Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３
からなる。 抵抗器Ｒ２は、その一端が平滑コンデンサ
Ｃ２のプラス側に接続し、他端が第１のスイッチング手
段Ｑ１のゲートに接続しているとともに、抵抗器Ｒ２の
一端およびゲートドライブ回路ＧＤのゲート電圧出力回
路ＧＯのゲート側の出力端すなわちコンデンサＣ４の他
端に接続している。 抵抗器Ｒ２の他端は、直列共振回
路ＳＲＣのインダクタＬ３および帰還回路ＦＢＣの接続
点に接続している。 抵抗器Ｒ３は、その一端が第１お
よび第２のスイッチング手段Ｑ１、Ｑ２の接続点すなわ
ちそれぞれのソースおよびゲート電圧出力回路ＧＯのソ
ース側に接続し、他端が平滑コンデンサＣ２のマイナス
側に接続している。 ゲート保護回路ＧＰは、一対のツ
ェナーダイオードを逆直列接続してなり、ゲート電圧出
力回路ＧＯに並列接続している。

【００７２】負荷回路ＬＣは、高圧放電ランプＨＰＬ、
限流インダクタＬ２および直流カットコンデンサＣ５の
直列回路と、高圧放電ランプＨＰＬに並列接続した共振
コンデンサＣ６とからなり、一端が高周波出力端ｃに、
他端が高周波出力端ｄに、それぞれ接続している。 位
置ｃ、ｄには、ランプソケットが介挿され、これを介し
てには高圧放電ランプＨＬＰが点灯回路手段に接続され
る。

【００７３】高圧放電ランプＨＰＬは、図１ないし図３
に示す構成を備えている。 限流インダクタＬ２と共振
コンデンサＣ６とは、直列共振回路を形成する。なお、
直流カットコンデンサＣ５は、容量が大きいので、直列
共振に大きくは影響しない。

【００７４】Ｑ２のドレイン・ソース間に接続されたコ
ンデンサＣ７は、第２のスイッチング手段Ｑ２のスイッ
チング中の負荷を軽減する。 次に、回路動作について
説明する。 交流電源ＡＳを投入すると、整流化直流電
源ＲＤにより平滑化された直流電圧が平滑コンデンサＣ
２の両端に現れる。そして、直列接続された第１および
第２のスイッチング手段Ｑ１、Ｑ２の両ドレイン間に直
流電圧が印加される。しかし、両スイッチング手段Ｑ
１、Ｑ２は、ゲート電圧が印加されてないので、オフし
ている。 上記直流電圧は、同時に始動回路ＳＴにも印
加されるので、抵抗器Ｒ２の両端には主として抵抗器Ｒ
１、Ｒ２、Ｒ３の抵抗値の案分比に応じた電圧が現れ
る。そして、抵抗器Ｒ２の端子電圧は、第１および第２
のスイッチング手段Ｑ１、Ｑ２のゲート・ソース間に正
極性の電圧として印加される。

【００７５】その結果、第１のスイッチング手段Ｑ１
は、スレッシュホールド電圧を超えるように設定されて
いるため、オンする。これに対して、第２のスイッチン
グ手段Ｑ２のゲート・ソース間に印加される電圧は、所
要のゲート電圧とは逆極性であるため、オフ状態のまま
である。

【００７６】図５は、本発明の照明装置の第１の実施形
態としてのスポットライトを示す一部中央断面側面図で
ある。 図において、１１はスポットライト本体、１２
は高圧放電ランプである。 スポットライト本体１１
は、主として天井取付部１１ａ、アーム１１ｂ、本体ケ
ース１１ｃ、ランプソケット１１ｄ、反射鏡１１ｅ、遮
光筒１１ｆおよび前面ガラス１１ｇを備えている。

【００７７】天井取付部１１ａは、天井に取り付けられ
てスポットライトを吊持するとともに、天井裏に配設さ
れる点灯回路手段（図示しない。）に接続して、ここか
ら受電する。 アーム１１ｂは、基端が集電部１１ａに
固定されている。

【００７８】本体ケース１１ｃは、前面が開口した容器
状をなし、アーム１１ｂの先端に垂直面内において俯仰
自在に枢着されている。なお、図中の２点鎖線は、本体
ケース１１ｃを基準にしたときのアーム１１ｂの角度調
節可能な範囲を説明している。

【００７９】ランプソケット１１ｄは、Ｅ１１形口金用
に適合するもので、本体ケース１１ｃ内に配設されてい
る。 反射鏡１１ｅは、ランプソケット１１ｄの前方に
位置して本体ケース１１ｃに配設されている。 遮光筒
１１ｆは、反射鏡１１ｅの開口端の中央部に配設されて
いる。 前面ガラス１１ｇは、本体ケース１１ｃの開口
端に配設れている。 高圧放電ランプ１２は、図１ない
し図３に示すのと同一仕様であり、これらの図面と同一
部分については同一符号を付して説明は省略する。そし
て、高圧放電ランプ１２は、その口金Ｂをランプソケッ
ト１１ｄに装着することにより、スポットライト本体１
１に取り付けられている。また、高圧放電ランプ１２が
取り付けられている状態で遮光筒１１ｆが外管ＯＢ先端
からの光を遮光して、グレアを防止する。図６は、本発
明の高圧放電ランプの第２の実施形態および本発明の照
明装置の第２の実施形態としての電球形高圧放電ランプ
を示す要部断面正面図である。

【００８０】各図において、電球形高圧放電ランプは、
高圧放電ランプ１２、台座１３、反射鏡１４、点灯回路
手段１５、基体１６および口金１７を備えている。

【００８１】

【発明の効果】請求項１ないし３の各発明によれば、放
電容器の小径筒部の少なくとも一方の外周に接触されか
つ一端を反対側の電極と同電位になるように接続されて
いるゲッタと、これらを気密に収納する外管と、発光管
の電極などに接続するとともに外管から外部へ気密に導
出された一対の外部接続端子とを具備していることによ
り、ゲッタは、外管内のガス吸着機能と始動補助機能を
兼ね備えているので、ゲッタのための格別な部材、これ
に伴う工程が不要となり、低コストのランプを提供でき
る。しかも小径筒部に対して均一にしかも密着しやすい
から、始動電圧は複数のランプを作ってもばらつきが少
なく、始動電圧が十分に低くなって点灯回路手段の小形
化が可能な高圧放電ランプを提供することができる。

【００８２】請求項３の発明によれば、加えて少なくと
も一部がゲッタに対向している位置においてその軸部に
接触されたコイル体を電極が具備していることにより、
始動電圧がさらに低下する高圧放電ランプを提供するこ
とができる。

【００８３】請求項４の発明によれば、請求項１ないし
４の効果を有する高圧放電ランプ点灯装置を提供するこ
とができる。

【００８４】請求項５の発明によれば、請求項１ない４
の効果を有する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
す一部断面正面図

【図２】同じく拡大要部断面正面図

【図３】本発明の高圧放電ランプの第２の実施形態を示
す拡大要部断面正面図

【図４】本発明の高圧放電ランプ装置の一実施形態にお
ける点灯回路手段を示す回路図

【図５】本発明の照明装置の第１の実施形態としてのス
ポットライトを示す一部中央断面側面図

【図６】本発明の照明装置の第２の実施形態としての電
球形高圧放電ランプを示す要部断面正面図

【符号の説明】

ＩＢ…発光管 １…透光性セラミックス放電容器 １ａ…包囲部 １ｂ…小径筒部 ３…給電導体 ４…シール ＧＴ…ゲッタ ＯＢ…外管 ｐｓ…ピンチシール部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０５Ｂ 41/24 Ｈ０５Ｂ 41/24 Ｐ (72)発明者 宮川 和弘 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） 3K072 AA11 BB01 BC01 DD03 DD04 FA05 GA03 GB01 GB12 GC02 GC04 HA06 5C015 TT09 5C039 BA06 5C043 AA02 AA07 AA12 CC03 CC12 CD05 DD17 EA09 EA17

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】放電空間を包囲する包囲部、包囲部の両端
   に連通して配置され包囲部より内径が小さい一対の小径
   筒部を有する透光性セラミックス放電容器、透光性セラ
   ミックス放電容器の小径筒部の内面との間にわずかな隙
   間を形成しながら小径筒部内に挿通されている細長い一
   対の電極、ならびに透光性セラミックス放電容器内に封
   入された放電媒体を備えた発光管と；少なくとも一方の
   電極が挿通している小径筒部透光性セラミックス放電容
   器の包囲部との境界近傍に位置しているに接触されると
   ともに、他方の電極と同電位になるように接続されてい
   るガス吸着性のゲッタと；発光管およびゲッタを気密に
   収納した外管と；一対の電極に接続するとともに外管か
   ら外部へ気密に導出された一対の外部接続端子と；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】放電空間を包囲する包囲部、包囲部の両端
   に連通して配置され包囲部より内径が小さい一対の小径
   筒部を有する透光性放電容器、透光性放電容器の小径筒
   部の内面との間にわずかな隙間を形成しながら小径筒部
   内に挿通されている細長い一対の電極、ならびに透光性
   放電容器内に封入された放電媒体を備えた発光管と；少
   なくとも一方の電極が挿通している小径筒部に接触され
   るとともに、他方の電極と同電位になるように接続され
   たゲッタと；発光管およびゲッタを気密に収納した外管
   と；一対の電極に接続するとともに外管から外部へ気密
   に導出された一対の外部接続端子と；を具備しているこ
   とを特徴とする高圧放電ランプ。
3. 【請求項３】電極は、少なくとも一部がゲッタに対向し
   ている位置においてその軸部に接触されたコイル体を具
   備していることを特徴とする請求項１記載の高圧放電ラ
   ンプ。
4. 【請求項４】請求項１ないし３のいずれか一記載の高圧
   放電ランプと；インバータを主体として構成されて高圧
   放電ランプを高周波点灯する点灯回路手段と；を具備し
   ていることを特徴とする高圧放電ランプ点灯装置。
5. 【請求項５】照明装置本体と；照明装置本体に配設され
   る請求項４記載の高圧放電ランプ点灯装置と；を具備し
   ていることを特徴とする照明装置。