JP2002245971A - 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】透光性セラミックス放電容器および封着構造を
改良して、小形でありながら高い発光効率およびまたは
所望の発光色が得られるとともに、点灯方向の変化によ
る発光色変化を抑制した高圧放電ランプ、高圧放電ラン
プ点灯装置および照明装置を提供する。 【解決手段】最大径がＤ１の包囲部１ａを備えた透光性
セラミックス放電容器１と、先端側２ａが開口して透光
性セラミックス放電容器１の内部に連通して封着され基
端側２ｂが透光性セラミックス放電容器１の外部に露出
し、かつ封止された金属パイプ２と、基端部が金属パイ
プ２に接続し、先端部が包囲部１ａの内部に突出してい
る一対の電極４、４と、放電媒体とを具備し、全長Ｌ１
で、かつ、下式を満足している。 １．５≦Ｌ１／Ｄ１≦４．５ また、好適には、金属パイプ２の透光性セラミックス放
電容器１への封着は、サーメットを主体する接合によっ
てなされている。

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
放電ランプ点灯装置および照明装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】透光性セラミックスを用いたランプ電力
２０Ｗ程度のメタルハライド形の小形高圧放電ランプに
関する技術が本発明者らにより開発され、たとえば特願
２０００−６９９４号などとして特許出願されている。
この高圧放電ランプは、主な放電空間を提供する包囲部
および包囲部の両端に一体的に配設された一対の細長い
小径筒部を備えた透光性セラミックス放電容器の小径筒
部の内部に、給電導体とその先端に接合した電極とを挿
入し、フリットガラスといわれるセラミックス封止用コ
ンパウンドを用いて小径筒部と給電導体とを封着すると
ともに、透光性セラミックス放電容器の内部に発光金属
のハロゲン化物、水銀および希ガスからなる放電媒体を
封入した構造を備えている。（従来技術１） 一方、上記と異なる封止構造として、セラミック放電管
（透光性セラミックス放電容器）の端部にサーメットか
らなる閉塞体（８）と電流導体（５）としての金属パイ
プとを配設した高圧放電ランプが特開平８−２５００６
８号公報などに開示されている。（従来技術２） また、上記金属パイプの内部に金属棒を挿入した高圧放
電ランプが特開平１０−３３４８５３号公報に開示され
ている。そして、この金属パイプ自体を加熱溶融して封
着している。（従来技術３） この従来技術３では、従
来技術２をメタルハライドランプに適用した場合、金属
ハロゲン化物が点灯中最冷部温度を形成する金属パイプ
内に凝集して、発光効率が低下するなどの問題が発生す
るのを防止すべく、金属パイプ内のコンダクタンスを低
減するために、金属棒を挿入する旨記述されている。

【０００３】さらに、ＥＰ ０ ９８２ ２７８ Ａ１
（特開２００１−５８８８２号公報）には、その図９お
よび図１０に電極心棒が接続された金属リードと金属パ
イプとの両者を加熱溶融する技術が開示されている。ま
た、セラミックスまたはサーメットからなる第１の部材
と金属からなる第２の部材とを第１の部材に接触する主
相および第２の部材に接触する中間ガラス部材を介在さ
せることにより接合する接合体構造であって、中間ガラ
ス部材は第２の部材に接触し、かつ、第２の部材および
主相の間に存在し、主相は開口を有し、金属粉末の焼結
体製で、かつ、開口にガラス相が含浸されている多孔質
の骨格構造で構成されている旨記載されている。（従来
技術４） さらにまた、特開平１０−２８４００４号公報には、透
光性セラミック製発光管の両端をセラミックプラグで閉
塞し、セラミックプラグを貫通してモリブデン製のパイ
プを排気管として封着し、排気管の内端に電極心棒を溶
接したメタルハライドランプが記載されている。（従来
技術５）

【発明が解決しようとする課題】従来技術１は、包囲部
の長さに比較して小径筒部の長さが相対的に大きくなる
ため、小形化の際にデッドスペースが大きくなる傾向が
ある。

【０００４】これに対して、従来技術２ないし４は、長
い小径筒部を必要としない点で小形化に向いているとい
えるが、これらの従来技術にはメタルハライドランプと
しての発光効率および発光色を決定するための最冷部温
度と封着構造との関連についての開示が見当たらない。
すなわち、従来技術２ないし４は、封着構造を利用して
高い最冷部温度を得る発明ではない。

【０００５】本発明者は、金属パイプを用いる封止構造
について詳細な研究を行なった。その結果、本発明をな
すに至った。また、従来技術２および３は、本質的に大
きな差のないことが判明した。すなわち、従来技術２
は、金属パイプの長さに対して電極の長さが小さいた
め、金属パイプ内に隙間ができ、金属ハロゲン化物の凝
集を許容する容積が存在することになる。そこで、電極
の長さを大きくして金属パイプ内に延在させれば、従来
技術３における金属棒を挿入した場合と同様の効果が得
られる。さらに、従来技術３には、金属パイプ内に最冷
部が形成される原因あるいは条件が開示されていない。
これに対して、本発明者の調査の結果によれば、従来技
術３においても、透光性セラミックス放電容器および金
属パイプの寸法などによっては、包囲部内に最冷部が形
成される場合があり、したがって開示された技術では必
ずしも十分な発光効率を得られないし、また点灯方向変
化時の発光色変化を抑制できないことが判明した。

【０００６】さらに、従来技術５は、セラミックプラグ
で透光性セラミック製の発光管を封止する構造であっ
て、本発明とは構造が全く相違しているとともに、その
解決しようとする課題も、セラミックプラグを貫通する
モリブデン製の排気管のクラック防止であって、後述す
る本発明の最冷部温度を高くして、高い発光効率を得る
のとは異なっている。また、電極は、排気管の内側面の
一部に溶接されるため、その位置が発光管の軸に対して
偏心してしまうので、排気管を太くすることはできな
い。

【０００７】本発明は、透光性セラミックス放電容器お
よび封着構造を改良して、小形でありながら高い発光効
率およびまたは所望の発光色が得られるとともに、点灯
方向の変化による発光色変化を抑制した高圧放電ラン
プ、高圧放電ランプ点灯装置および照明装置を提供する
ことを目的とする。

【０００８】また、本発明は、加えて寿命延長が得られ
る高圧放電ランプ、高圧放電ランプ点灯装置および照明
装置を提供することを他の目的とする。

【０００９】

【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、最大外径がＤ１の包囲部を備え、端部が開
口した透光性セラミックス放電容器と；先端側の開口部
分が透光性セラミックス放電容器の端部に封着されるこ
とによって透光性セラミックス放電容器の端部を閉塞
し、基端側が透光性セラミックス放電容器の外部に露出
しているとともに封止されている金属パイプと；基端部
が金属パイプの基端側の封止部分に接続して支持され、
先端部が透光性セラミックス放電容器の包囲部内に突出
している一対の電極と；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、全長がＬ１で、か
つ、下式を満足していることを特徴としている。

【００１０】１．５≦Ｌ１／Ｄ１≦４．５ 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。

【００１１】＜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、「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。そして、少なくとも
包囲部が透光性を備えていればよく、要すれば包囲部以
外の付帯的構造を備えているときには、当該部分は遮光
性であってもよい。

【００１２】また、透光性セラミックス放電容器の包囲
部は、放電空間を提供して点灯中電極間に生起する主と
して陽光柱を包囲するが、高周波点灯する場合における
音響的共鳴周波数をなるべく単純なモードにするために
は、その形状がほぼ真球状であるのがよい。なお、「ほ
ぼ真球状」とは、包囲部の内面が球体形状をなしている
か、これに類似する楕円球体または長円球体の形状であ
ることをいう。しかし、音響的共鳴周波数をなるべく単
純なモードにしなくてもよいなら、包囲部の形状は、上
記に限定されるものではなく、球体形状に類似しない楕
円球体、長円球体および紡錘体の形状や、円筒体の両端
が閉塞された形状など任意所望の形状を採用することが
できる。

【００１３】次に、透光性セラミックス放電容器は、包
囲部の他に金属パイプが内部に挿入するか、または外側
から嵌合するための付帯的な構造、たとえば小径筒部な
どを備えていることができる。

【００１４】また、透光性セラミックス放電容器を製作
するには、包囲部の他に付帯的構造を備えている場合、
包囲部の両端または一端に付帯的構造を最初から一体に
成形することができる。しかし、たとえば包囲部と、付
帯的構造とを、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。また、筒状
部分と端板部分とをそれぞれ別に仮焼結してから接合し
て、全体を焼結することにより、一体化された包囲部を
形成することもできる。

【００１５】＜金属パイプについて＞金属パイプは、透
光性セラミックス放電容器の端部を閉塞するとともに、
電極を支持する。すなわち、金属パイプは、先端側に開
口部分を有し、基端側が封止されている。そして、先端
側の開口部分が透光性セラミックス放電容器の端部に、
その内部と連通して封着されることによって、透光性セ
ラミックス放電容器は、その端部が閉塞されている。こ
の場合、金属パイプの先端側の開口部分は、透光性セラ
ミックス放電容器の端部の内側に挿入される態様および
外側に嵌合される態様のいずれであってもよい。これに
対して、金属パイプの基端側は、先端側の構成の如何に
かかわらず透光性セラミックス放電容器から外部に露出
している。

【００１６】また、金属パイプは、上記の構造から理解
されるように、その内部が透光性セラミックス放電容器
の内部に連通した状態になるので、耐火性で、かつ、放
電媒体によって腐食しない耐腐食性であるとともに、熱
膨張率が透光性セラミックス放電容器のそれに比較的近
い金属からなるのが好適である。たとえば、モリブデ
ン、タングステンなどの耐火性金属を用いて金属パイプ
を形成することができる。

【００１７】さらに、金属パイプの先端側と、透光性セ
ラミックス放電容器との間の封着構造は、自由である。
たとえば、以下に列挙する構造を適宜選択することがで
きる。 （１）透光性セラミックス放電容器の付帯構造
として小径筒部を形成して、金属パイプの先端を小径筒
部内に挿入し、その挿入部分で封着する構造 （２）金属パイプの先端を小径筒部の外側に嵌合させ、
その嵌合部分で封着する構造 （３）（２）の変形であるが、金属パイプの先端側に耐
火性金属蓋部分を形成して、当該耐火性金属蓋部分を透
光性セラミックス放電容器の端部に外側から被せて封着
することによって、当該端部を閉塞する構造 なお、（３）の構造の場合、耐火性金属蓋部分と金属パ
イプとをたとえばプレス成形により一体形成してもよい
し、耐火性金属蓋部分と金属パイプとを別体として形成
してから、溶接などにより一体化してもよい。

【００１８】次に、金属パイプを透光性セラミックス放
電容器に封着するには、サーメットやサーメットおよび
セラミックス封止用コンパウンドの組み合わせなどを用
いることができる。なお、後者の構成として、たとえば
従来技術４に開示されている技術を用いることができ
る。

【００１９】一方、金属パイプの基端部は、どのような
封止構造であってもよい。たとえば、金属パイプの基端
部をピンチして圧接し、かつ、溶接したり、基端部を溶
融させたりして、直接封止することができる。また、融
着金属を介して金属パイプの基端部を封止してもよい。
なお、「融着金属」とは、金属パイプに気密に融着し得
る金属をいい、特定の金属の種類を意味するものではな
いが、金属パイプの融点より低い融点を有し、高圧放電
ランプの正常な作動中の温度上昇に耐える程度の耐火性
を備え、金属パイプの熱膨張率に近い熱膨張率を有する
金属を用いるのがよい。たとえば、白金、白金およびモ
リブデンの合金などが好適である。

【００２０】＜一対の電極について＞一対の電極は、そ
の基端部が金属パイプの基端がわの封止部分に接続して
支持され、先端部が透光性セラミックス放電容器の包囲
部内に突出している。電極の基端部を金属パイプの封止
部分に接続する構造は、どのようなものでもよい。

【００２１】また、一対の電極は、電極軸部および電極
主部から構成されている。電極軸部は、細長い棒状をな
していて、電極の基端部および中間部を構成する。そし
て、タングステン、ドープドタングステン、モリブデ
ン、サーメットなどの導電性にして、かつ、耐火性の物
質を単体で、または適宜組み合わせて用いることによ
り、電極軸を構成することができる。これに対して、電
極主部は、電極軸の先端に配設されて主として陰極およ
びまたは陽極として作用する部分であり、電極の先端部
を構成する。また、電極主部は、材料にタングステン、
ドープドタングステンレニウムまたはタングステン−レ
ニウム合金などを用いて構成することができる。そし
て、電極の先端部すなわち、電極主部は、その表面積を
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装することができる。

【００２２】さらに、一対の電極は、交流点灯形の場合
には対称構造とするが、直流点灯形の場合には、非対称
構造にすることができる。

【００２３】＜放電媒体について＞放電媒体は、発光金
属のハロゲン化物、ランプ電圧形成媒体および希ガスを
たとえば以下の組み合わせで用いることができる。な
お、発光金属のハロゲン化物は、可視光を発光する発光
金属のハロゲン化物である。ランプ電圧形成媒体には、
水銀またはハロゲン化物を主体的に用いることができ
る。水銀は、下記の３．の場合に発光金属としても寄与
する。ランプ電圧形成媒体としてのハロゲン化物は、点
灯中の蒸気圧が相対的に大きくて、可視域の発光が比較
的少ない金属、たとえばＡｌ、Ｆｅ、Ｚｎ、Ｓｂ、Ｍｎ
などのハロゲン化物が好適である。希ガスは、始動ガス
および緩衝ガスとして作用する。希ガスとしては、キセ
ノン、アルゴン、クリプトン、ネオンなどを単体でまた
は混合して用いることができる。なお、本発明におい
て、「高圧放電」とは、イオン化媒体の点灯中の圧力が
大気圧以上になる放電をいい、いわゆる超高圧放電を含
む概念である。

【００２４】１．発光金属のハロゲン化物＋水銀＋希ガ
ス：いわゆるメタルハライドランプの構成である。

【００２５】２．発光金属のハロゲン化物＋ランプ電圧
形成媒体としてのハロゲン化物＋希ガス：環境負荷の大
きな水銀を用いないいわゆる水銀レスのメタルハライド
ランプの構成である。

【００２６】３．水銀＋希ガス：いわゆる高圧水銀ラン
プの構成である。

【００２７】４．希ガス：希ガスとしてＸｅを用いる
と、いわゆるキセノンランプの構成である。

【００２８】次に、発光金属のハロゲン化物は、ハロゲ
ンとしてよう素、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。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可視光の放
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。

【００２９】＜その他の構成について＞本発明におい
て、必須構成要件ではないが、所望により以下の構成の
一部または全部を具備することができる。

【００３０】（１）始動補助導体について 一般に、透光性セラミックス放電容器の包囲部の内径を
相対的に大きくするとともに、これに対応して電極間距
離を相対的に大きくすると、高圧放電ランプの始動電圧
が上昇する傾向があるので、必要に応じて始動補助導体
を配設することにより、始動電圧を低減することができ
る。

【００３１】（２）外管について 本発明の高圧放電ランプは、透光性セラミックス放電容
器が大気中に露出した状態で点灯するように構成するこ
とができる。しかし、要すれば、透光性セラミックス放
電容器を外管内に気密に収納することができる。なお、
外管を付加した場合であっても、本発明における高圧放
電ランプの全長Ｌ１は、透光性セラミックス放電容器、
金属パイプを中心とした構成部分の長さとする。なお、
外管の内面を高圧放電ランプの発光部を焦点とする反射
面とすることにより、指向性を備えた高圧放電ランプを
得ることができる。

【００３２】また、小形の高圧放電ランプのための外管
の好適例として、先端に排気チップオフ部、基端にシー
ル部たとえばピンチシール部、をそれぞれ備えた外管を
用いることができる。このような構成の外管の場合、透
光性セラミックス放電容器の中に形成される発光中心と
排気チップオフ部およびシール部との間の距離を１５ｍ
ｍ以下に規制することにより、金属パイプ部分の温度を
高く維持しやすくなる。すなわち、外管の排気チップオ
フ部およびシール部は、その他の部位に比べると、相対
的にガラスが集中して質量が大きくなり、熱容量が大き
い。そこで、金属パイプの位置を排気チップオフ部およ
びシール部から１５ｍｍ以内にすることにより、金属パ
イプが排気チップオフ部およびシール部の熱の影響を受
けて温度がより高い状態に維持される。その結果、高圧
放電ランプの最冷部の温度が高くなり、高い発光効率お
よびまたは所望の発光色を得ることができる。なお、排
気チップオフ部およびシール部と金属パイプとの間の距
離は、両者間の最短距離とする。

【００３３】（３）反射鏡について 本発明の高圧放電ランプは、透光性セラミックス放電容
器の最大径に対して全長が相対的に小さいから、反射鏡
を著しく小形化することができる。しかも、必要に応じ
て反射鏡と一体化することができる。この場合、透光性
セラミックス放電容器を内部に収納する外管の内面に反
射鏡を形成してもよいし、高圧放電ランプを別設の反射
鏡内に組み付けてもよい。

【００３４】＜本発明の作用について＞本発明において
は、以上説明した構成に加えて透光性セラミックス放電
容器の包囲部の最大径Ｄ１と、高圧放電ランプの全長Ｌ
１との比Ｌ１／Ｄ１を１．５〜４．５の範囲に規定して
いることにより、最冷部温度を高く設定することが可能
になるため、高い発光効率およびまたは所望の発光色が
得られる。また、高圧放電ランプ全体の温度分布が比較
的均一化されるため、高圧放電ランプの点灯方向をたと
えば水平から下向きなどに変更したときでも、最冷部温
度の変化が小さくなるので、発光色の変化が少なくな
る。

【００３５】これに対して、Ｌ１／Ｄ１が１．５未満で
あると、高温の陽光柱と透光性セラミックス放電容器の
包囲部の壁面との間の距離が大きくなるため、包囲部内
に最冷部が形成されやすくなり、しかも、その最冷部の
温度も低くなるため、発光効率および発光色変化が大き
くなる。加えて、水平点灯時には最冷部となる包囲部の
下部に余剰の放電媒体が液相となって凝集し、これが光
照射面に影を形成するので、配光が悪化するので、不可
である。

【００３６】一方、Ｌ１／Ｄ１が４．５超であると、最
冷部が金属パイプ内に形成されやすくなり、しかもその
温度も低下するため、やはり発光効率が低下するととも
に、発光色変化が大きくなるので、不可である。

【００３７】以上、説明した傾向は、放電容器の構成材
料である透光性セラミックスが石英ガラスに比較して熱
伝導が良好であるとともに、金属パイプも熱伝導が良好
であるため、最冷部の形成個所とその温度が、それぞれ
陽光柱からの距離、高圧放電ランプ全体に熱容量、管壁
負荷のバランスに依存し、結局Ｌ１／Ｄ１に依存するた
めであると考えることができる。なお、以上の作用、効
果は、高圧放電ランプの点灯方法たとえば点灯周波数が
高周波たとえば４５ｋＨｚおよび低周波たとえば５０Ｈ
ｚのいずれであっても変わらない。また、交流点灯およ
び直流点灯のいずれであっても変わらない。さらに、管
壁負荷が少なくとも１０〜４５Ｗ／ｃｍ ^２程度の範囲内
のいずれであっても同様の傾向を示す。

【００３８】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、全長Ｌ１が３０ｍ
ｍ以下であることを特徴としている。

【００３９】本発明は、高圧放電ランプの全長を上記の
範囲に規定していて、この範囲内にある場合に、請求項
１においてＬ１／Ｄ１を規定することによる効果が顕著
に得られる。

【００４０】請求項３の発明の高圧放電ランプは、包囲
部を備え、端部が開口した透光性セラミックス放電容器
と；先端側の開口部分が透光性セラミックス放電容器の
端部に封着されることによって透光性放セラミックス放
電容器の端部を閉塞し、基端側が透光性セラミックス放
電容器の外部に露出しているとともに封止されている金
属パイプと；基端部が金属パイプの基端側の封止部分に
接続して支持され、先端部が透光性セラミックス放電容
器の包囲部内に突出している電極と；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、全長
Ｌ１が３０ｍｍ以下で、かつ、点灯中の最高部温度と最
冷部温度との差が４００℃以内であることを特徴として
いる。

【００４１】透光性セラミックス放電容器をフリットガ
ラスすなわちセラミックス封止用コンパウンドを用いて
封止する場合、フリットガラスをその転移温度、たとえ
ばＳｉＯ_２−Ａｌ_２Ｏ_３−Ｄｙ_２Ｏ_３では７００℃以下
に維持しないと、寿命中にリークの発生が顕著になる。
これは、フリットガラス部付近に形成されるため、フリ
ットガラス部の温度と最冷部温度とは連動していて、フ
リットガラス部の温度を抑えると最冷部温度も低くな
り、これに伴い発光効率も低下するからである。

【００４２】一方、透光性セラミックス放電容器の動作
最高温度は、透光性セラミックスがアルミナの場合１２
００℃程度であって、１３００℃以上になると、昇華ま
たはクラックが発生する虞があり、十分な寿命特性が得
られない。したがって、高圧放電ランプを設計する際に
は、上記の２つの事項のバランスを考慮する必要があ
る。要するに、従来技術１のような構成においては、最
冷部温度が７００℃、最高部温度が１２００℃となり、
その間に約５００℃の温度差を形成する必要がある。

【００４３】しかしながら、全長３０ｍｍ以下でランプ
電力２０Ｗ程度の小形の高圧放電ランプにおいては、上
記のような温度差を付与するのが大変困難であった。す
なわち、透光性セラミックスは、石英ガラスに比べて熱
伝導率が極めて高く、素材レベルにおいて温度差を付与
しにくい。また、設計上包囲部の形状、小径筒部の長さ
寸法などで制御しようとすると、高圧放電ランプの大き
さに対する発光部の大きさの比率が小さくなってしま
い、換言すればデッドスペースが多くなるという欠点が
ある。また、上記の事情から発光効率も低くなる。さら
に、温度差が大きくなると、各部の熱応力が高くなり、
最悪の場合、クラックが発生する可能性がある。

【００４４】これに対して、本発明においては、金属パ
イプを用いて電極を接続するとともに、透光性セラミッ
クス放電容器の端部を閉塞する構成で、全長が３０ｍｍ
以下とし、かつ、点灯中の最高部温度と最冷部温度との
差を４００℃以内に構成することにより、フリットガラ
スを用いる場合より最冷部温度を高く設定することが可
能になるので、発光効率が高くなるとともに、透光性セ
ラミックス放電容器の温度差の分布が小さくなることに
より、クラック発生確率が少なくなる。

【００４５】なお、本発明において、最高部温度および
最冷部温度は、高圧放電ランプの外側部分の温度を放射
温度計により測定して求めるものとする。

【００４６】本発明において、電極は、その基端部が金
属パイプの基端側の封止部分に接続して支持されてい
る。したがって、電極と金属パイプの基端部の封止と電
極の支持とを同時的に行なうことが可能になる。たとえ
ば、予め電極の基端部に金属パイプを封着するための融
着金属を固定しておき、電極を透光性セラミックス放電
容器の内部に挿入した状態にして、融着金属を金属パイ
プの基端部の開口端に配置して、溶融金属を加熱して溶
融させることにより、金属パイプの基端部の封止と電極
の支持とを同時に行なうことができる。

【００４７】請求項４の発明の高圧放電ランプは、包囲
部を備え、両端部が開口した透光性セラミックス放電容
器と；先端側の開口部分が透光性セラミックス放電容器
の端部に封着されることによって透光性セラミックス放
電容器の端部を閉塞し、基端側が透光性セラミックス放
電容器の外部に露出しているとともに後記融着金属によ
り封止されている一対の融点Ｔ１の金属パイプと；融点
Ｔ２の金属からなり、金属パイプの基端部を封止してい
る融着金属と；基端部が融着金属を介して金属パイプの
基端側封止部分に接続して支持され、先端部が透光性セ
ラミックス放電容器の包囲部内に突出している一対の電
極と；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、下式を満足していることを特徴とし
ている。

【００４８】Ｔ１＞Ｔ２ 本発明は、金属パイプの封止、ならびに電極の金属パイ
プへの接続構造の好適な構成を規定している。すなわ
ち、金属パイプの基端側は、融着金属により封止されて
いる。金属パイプの融点Ｔ１と融着金属の融点Ｔ２との
関係が上記数式の条件を満足することにより、融着金属
の金属パイプへの融着を容易、かつ、確実に行なうこと
ができる。これにより、金属パイプに突出長をなるべく
小さくしながら、融着金属による金属パイプの封止時
に、透光性セラミックス放電容器の端部、たとえば小径
筒部および金属パイプと透光性セラミックス放電容器と
の封着部の強度劣化、ならびにクラック発生を回避する
ことができる。なお、好適には、Ｔ１−Ｔ２≧５００℃
の条件を満足するのがよい。すなわち、金属パイプがモ
リブデンまたはタングステンからなる場合、融着金属と
しては白金、モリブデンなどが好適である。

【００４９】次に、金属パイプの基端側を融着金属によ
って封止するには、たとえば金属パイプの開口端に適当
な大きさの融着金属の塊を載置して、レーザービーム照
射などの手段により融着金属を加熱する。そうすると、
やがて融着金属の塊の周囲が溶融して、金属パイプの開
口端に付着するので、金属パイプは封止される。

【００５０】一方、電極の金属パイプへの接続および支
持は、融着金属を介して行なわれている。すなわち、電
極は、その基端部が融着金属中に埋設されているなどに
より、融着金属を介して金属パイプに接続し、したがっ
て金属パイプに片持ちで支持される。このような構造の
高圧放電ランプを製造するには、たとえば最初に透光性
セラミックス放電容器の小径筒部に金属パイプを封着
し、次に電極の基端部に予め融着金属の塊を付着してか
ら、金属パイプを鉛直位置にして、その基端側の開口端
から電極を金属パイプの内部に挿入し、融着金属の塊が
金属パイプの基端側の開口端に位置した状態で、たとえ
ばレーザービームを融着金属の塊に照射してその周囲を
溶融させればよい。なお、封入ガス雰囲気中で上記の工
程を行なうことにより、金属の酸化を防止して融着が確
実になるとともに、放電媒体の封入が容易になる。

【００５１】そうして、本発明によれば、金属パイプの
封止および電極の接続が容易になり、したがって高圧放
電ランプの製造が容易になる。

【００５２】請求項５の発明の高圧放電ランプは、請求
項４記載の高圧放電ランプにおいて、電極の長さをＬ３
とし、融着金属の管軸方向の長さをＬ４としたとき、下
式を満足していることを特徴としている。

【００５３】Ｌ３＞Ｌ４ 本発明は、融着金属の長さＬ４を電極の長さＬ３との比
較で規定している。すなわち、上記数式を満足する範囲
においては、融着金属の長さが電極の支持に悪影響しな
いが、融着金属の長さＬ４が電極の長さＬ３を超える
と、融着金属の溶融時に生じる融着金属の変形により、
電極が管軸から偏心したり、電極間距離が不所望に変化
してばらつきを生じたりしやすくなる。また、融着金属
が長いと、その腐食反応が黒化現象の原因などとなり、
寿命特性に支障をきたす虞がある。

【００５４】本発明において、電極の長さＬ３は、その
基端部が融着金属の内部に埋設されている場合であって
も、融着金属から露出している部分の長さとする。

【００５５】請求項６の発明の高圧放電ランプは、請求
項１ないし５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、その包囲部の端部
に形成された外径をＤ２の小径筒部を備えており；金属
パイプは、その先端が透光性セラミックス放電容器の小
径筒部の内部に挿入されていることによって、透光性セ
ラミックス放電容器の端部を閉塞しているとともに、そ
の外径がＤ３であり；下式を満足することを特徴として
いる。

【００５６】１．５≦Ｄ２／Ｄ３≦４．０ 透光性セラミックス放電容器の端部に連通して配置され
た小径筒部は、包囲部の両端に形成されるのが一般的で
あるが、要すれば一端のみに一対の小径筒部を形成した
り、単一で大き目の小径筒部を形成したりしてもよい。

【００５７】金属パイプの先端側は、小径筒部に挿入さ
れ、かつ、たとえばサーメットなどを主体とする接合層
を介して小径筒部に封止される。なお、サーメットは、
セラミックスの粉末と金属の粉末とを圧縮成形、焼結し
た複合材料で、セラミックスの耐熱性と金属の強靭性と
を兼ね備えた材料である。セラミックスとしては、透光
性セラミックスと同じか類似のセラミックスを用いるこ
とができる。また、金属としては、金属パイプと同じ金
属または類似の特性を備えた合金を用いることができ
る。

【００５８】したがって、小径筒部と金属パイプとの間
にサーメットを主体とする接合層を介在させる場合に
は、両者間に傾斜構造を形成して、良好な封着が得られ
る。また、接合層として従来技術４に開示されていて前
述した複合構造を採用することができる。なお、要すれ
ば、小径筒部の端面側において上記接合層の外側をセラ
ミックス封止用コンパウンドのシールで被覆することが
できる。これにより、小径筒部と金属パイプとの封着が
補強され、気密信頼性が一層向上する。

【００５９】また、本発明は、小径筒部の外径Ｄ２と金
属パイプの外径Ｄ３との関係の好適な条件を規定してい
る。すなわち、上記範囲内であれば、封着中および点灯
中における点滅の際の温度変化による熱応力が生じても
小径筒部がクラックすることがない。これに対して、Ｄ
２／Ｄ３が１．５未満であると、金属パイプに比較して
小径筒部の肉厚が相対的に小さくなり、そのため機械的
強度が不足して、小径筒部と金属パイプとの封着中や点
滅時の温度変化による熱応力で透光性セラミックス放電
容器にクラックが発生しやすくなる。

【００６０】また、Ｄ２／Ｄ３が４．０を超えると、相
対的に小径筒部が肉厚になるので、封着中や始動時など
において、小径筒部の内面と外面との間の温度勾配が大
きくなり、その際に生じる熱応力が透光性セラミックス
放電容器の許容強度を超えてクラックを生じやすくな
る。

【００６１】請求項７の発明の高圧放電ランプは、請求
項１ないし６のいずれか一記載の高圧放電ランプにおい
て、電極は、直径Ｄ４が０．３ｍｍ以下の電極軸および
電極軸の先端に配設された電極主部を備え、全長Ｌ３が
４ｍｍ以上であることを特徴としている。

【００６２】金属パイプを用いて透光性セラミックス放
電容器を封止するとともに、電極を支持する構成におい
ては、グロー・アーク転移中には電極および金属パイプ
が、さらには金属パイプに接続する給電リード部材まで
もが電極として作用する。これを考慮して電極が適切に
構成されている必要がある。

【００６３】ところが、電極の構成が不適切であると、
グロー・アーク転移時間が延長されて、グロー放電中の
イオン衝撃により金属パイプや電極のスパッタリングに
よる黒化や金属パイプの消耗によるリークの危険があ
る。本発明者の調査によると、金属パイプを備えた構成
において、グロー・アーク転移時間が延長される原因
は、電極から金属パイプへの熱伝導量増加によるもので
あると推定される。すなわち、電極先端部付近がグロー
・アーク転移温度に達し、アーク放電に移行するまでの
グロー放電において、電極から金属パイプに容易に熱が
過剰に伝導される。

【００６４】本発明においては、上記の構成を具備して
いることにより、グロー放電中の熱伝導量を低減するこ
とができ、したがってグロー・アーク転移時間が延長さ
れにくくなる。

【００６５】請求項８の発明の高圧放電ランプは、請求
項１ないし７のいずれか一記載の高圧放電ランプにおい
て、金属パイプは、透光性セラミックス放電容器の外部
に露出している部分の長さＬ２（ｍｍ）が下式を満足し
ていることを特徴としている。

【００６６】１．０≦Ｌ２≦４．０ 本発明は、金属パイプの透光性セラミックス放電容器か
ら外部への露出長をなるべく短くして高圧放電ランプの
小形化を図るとともに、金属パイプ光性セラミックス放
電容器からの露出長を上記の範囲に規定していることに
より、これの封止時の熱衝撃によって透光性セラミック
ス放電容器の端部たとえば小径筒部自体や金属パイプを
封着するための接合層の強度が劣化するのを抑制するこ
とができる。

【００６７】これに対して、Ｌ２が１ｍｍ未満である
と、透光性セラミックス放電容器の端部たとえば小径筒
部自体や金属パイプを封着するための接合層の強度が劣
化して、最悪の場合、封着時に透光性セラミックス放電
容器にクラックを生じたり、接合層が剥離したりする問
題を生じる。また、Ｌ２が４ｍｍを超えると、金属パイ
プ中に最冷部が形成されやすくなり、発光効率が低下し
やすい。加えて、高圧放電ランプの全長が大きくなり、
デッドスペースが増加して、小形化に支障をきたす。

【００６８】請求項９の発明の高圧放電ランプは、請求
項１ないし８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、少なくとも包囲部
の直線透過率が３０％以上であることを特徴としてい
る。

【００６９】本発明は、集光効率を一層高めることが可
能な構成を規定している。すなわち、包囲部の直線透過
率が３０％以上になると、電極間のアーク寸法効果が生
じ、高度の集光が可能になる。このように高い直線透過
率は、透光性セラミックスとして、たとえばＹＡＧを用
いることにより実現できる。

【００７０】そうして、本発明によれば、一層点光源化
された高圧放電ランプを得ることができ、たとえば光フ
ァイバー照明装置用の光源として最適となる。

【００７１】これに対して、透光性アルミナセラミック
スの直線透過率は１５％程度であり、これを研磨するこ
とにより２０％の直線透過率を得ることができるとして
も、この程度ではまだ散乱光の影響が出てしまい、高い
集光を得ることは困難である。

【００７２】請求項１０の発明の高圧放電ランプは、請
求項１ないし９のいずれか一記載の高圧放電ランプにお
いて、一対の電極は、一方が相対的に太い棒状体であ
り、他方が相対的に細い棒状体であるところの非対称構
造を備えていることを特徴としている。

【００７３】本発明は、直流点灯に好適な電極構成を備
えた高圧放電ランプを規定している。すなわち、直流点
灯の場合、陽極は、電子の流入による電流が多く流れる
ために、高温になるので、陽極を陰極に比べて大きくし
て、一対の電極を非対称化するのが一般的である。従来
の陽極は、電極軸の先端に径の大きな陽極主部を配設す
る構造を採用している。ところが、２０Ｗ程度で、全長
Ｌ１が３０ｍｍ程度の小形の高圧放電ランプになると、
電極も相応に小さくなるので、一対の電極の非対称化が
困難になる。

【００７４】そこで、本発明においては、陽極および陰
極をともに相対的に径の異なる棒状体により形成してい
る。すなわち、相対的に太い棒状体からなる電極を陽極
として、また相対的に細い棒状体からなる電極を陰極と
して、直流点灯することができる。直流点灯の場合、点
灯回路に降圧チョッパや昇圧チョッパを用いることがで
き、交流点灯の場合に比較すると、回路構成が簡単にな
り、しかも、小形化が可能である。

【００７５】請求項１１の発明の高圧放電ランプは、請
求項１ないし１０のいずれか一記載の高圧放電ランプに
おいて、断面積が金属パイプの総断面積より小さくて金
属パイプから外部へ導出された給電リード部材を具備し
ていることを特徴としている。

【００７６】本発明は、電極に給電するための給電リー
ド部材の金属パイプに対する熱的影響をなるべく小さく
した構成を規定している。

【００７７】本発明者の検討によって、給電リード部材
を金属パイプに接続すると、両者は熱的に導通すること
になり、金属パイプの熱が給電リード部材に伝導して、
金属パイプの温度が低下するために、高圧放電ランプの
発光効率が低下することが分かった。そこで、本発明者
は、種々開発の結果、本発明をなすに至った。すなわ
ち、上記のとおりの本発明を採用することにより、金属
パイプから給電リード部材へ伝導する熱量が比較的少な
くなり、金属パイプの温度を所望の程度に高い状態に維
持して高い発光効率およびまたは所望の発光色を得るこ
とができる。なお、「金属パイプの総断面積」とは、金
属パイプの外形によりその内部に区画される部分の断面
積をいい、したがって金属パイプの肉厚とは直接関係の
ない数値である。しかし、金属パイプには放電容器の内
圧が作用することから、それに耐える肉厚の金属パイプ
を用いるのは当然であることを考慮すると、金属パイプ
の総断面積は、間接的に金属パイプの金属部分の断面積
に比例する値であることを理解できる。

【００７８】請求項１２の発明の高圧放電ランプは、請
求項１ないし１１のいずれか一記載の高圧放電ランプに
おいて、金属パイプの透光性セラミックス放電容器の端
部から外部へ露出している部分の外面を被覆する保温体
を具備していることを特徴としている。

【００７９】保温体は、熱伝導率が金属パイプのそれよ
り小さい材料であれば、どのような材質でもよいが、好
ましくはセラミックス、金属酸化物微粒子または金属粒
子の圧縮成形体または金属酸化物微粒子を主体とする塗
布膜などを用いることができる。また、保温体は、金属
パイプの露出部の全体を被覆していることは好ましいこ
とであるが、必須条件ではない。すなわち、保温体は、
金属パイプの主要部分を被覆していればよく、したがっ
て金属パイプの一部は保温体に被覆されないで、そのま
ま露出していてもよい。

【００８０】透光性セラミックス放電容器の端部を金属
パイプによって閉塞するとともに、包囲部の最大外径Ｄ
１と高圧放電ランプの全長Ｌ１との関係、高圧放電ラン
プの全長Ｌ１および点灯中の最後部温度−最冷部温度の
差の関係、または金属パイプの融点Ｔ１と溶融金属の融
点Ｔ２との関係、を所定範囲にすることにより、最冷部
温度を高く維持して、高い発光効率およびまたは所望の
発光色を得ることができるが、保温体によって金属パイ
プの温度をさらに高くすることができれば、発光効率お
よび発光色の面でより一層好ましいことである。

【００８１】そうして、本発明においては、上記の構成
により、金属パイプからの放熱による冷却が抑制される
ために、最冷部温度をより高い状態に維持することがで
きる。その結果、高圧放電ランプの発光効率およびまた
は発光色をより一層良好に維持することができる。

【００８２】請求項１３の発明の高圧放電ランプ点灯装
置において、請求項１ないし１２のいずれか一記載の高
圧放電ランプと；高圧放電ランプを付勢するとともに、
始動電圧の波高値が１５ｋＶp-p以上である点灯回路
と；を具備していることを特徴としている。

【００８３】たとえば自動車ヘッドライトなどに用いら
れる高圧放電ランプを瞬時再点灯するには、波高値が１
５ｋＶp-p以上の始動電圧を印加する。ところが、透光
性セラミックス放電容器を備えた高圧放電ランプは、始
動時の熱衝撃に弱く、クラックしやすいという問題があ
る。しかし、これを克服することは可能であるが、寸法
などの制約が大きく、設計うえのマージンも少なく、用
途が限定されていた。

【００８４】本発明に用いる高圧放電ランプは、電極、
金属パイプおよび透光性セラミックス放電容器間の熱伝
導が良好で温度差が形成されにくいため、点灯中の温度
分布が相対的に均一になる。これにより、高圧放電ラン
プの始動、点滅など熱的、電気的な衝撃に対する耐性が
高いことが分かった。この効果は、始動電圧の波高値が
１５ｋＶp-p以上の点灯回路との組み合わせで顕著に得
られる。

【００８５】本発明において、高圧放電ランプの点灯回
路としては、既知の各種回路方式を採用することができ
る。たとえば、高周波点灯回路、低周波交流点灯回路お
よび直流点灯回路などを用いることができる。なお、始
動時に始動用のパルス電圧を発生して高圧放電ランプに
印加するイグナイタを併用することが許容される。

【００８６】高周波点灯回路は、電球形蛍光ランプに組
み込まれているような蛍光ランプを高周波で点灯するの
に好適なインバータおよびインダクタを主体とする回路
方式であって、点灯周波数は２０ｋＨｚ超ないし２００
ｋＨｚ程度以下である。高周波点灯回路によれば、点灯
回路を著しく小形、かつ、軽量化することができるの
で、一般照明用の高圧放電ランプに好適である。

【００８７】低周波交流点灯回路は、直流電圧を低周波
でチョッピングして得た矩形波交流で点灯する回路方式
であって、点灯周波数は一般に５００Ｈｚ程度以下であ
る。低周波交流点灯回路は、始動時に定格ランプ電力の
３．５倍程度のランプ電力を入力して光束立ち上がり時
間を短縮するなど制御が容易になるので、自動車前照灯
用の高圧放電ランプに好適である。

【００８８】直流点灯回路は、チョッパによって制御さ
れた直流出力を印加して点灯する回路方式である。直流
点灯回路は、直流点灯用の電極構造を備えた高圧放電ラ
ンプを用いるのが好ましいものの、高圧放電ランプの制
御が容易で、しかも、点灯回路を小形、かつ、軽量化で
きるので、自動車前照灯用および一般照明用として好適
である。

【００８９】なお、要すれば、始動時または始動時およ
び始動直後の一定期間を直流点灯し、その後低周波交流
点灯に切り換える交流／直流切換形の点灯回路を採用す
ることもできる。

【００９０】請求項１４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１２
のいずれか一記載の高圧放電ランプと；高圧放電ランプ
を付勢する点灯回路と；を具備していることを特徴とし
ている。

【００９１】本発明において、「照明装置」とは、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。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および点灯回路を除いた
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。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。
さらに、高圧放電ランプの高い輝度を低減するために、
光拡散性のグローブまたはカバーを備えることができ
る。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。

【００９２】さらに、照明装置が照明器具の場合、照明
器具は、点灯回路を備え高圧放電ランプを装着した構成
のものでもよいし、点灯回路を備えていなくて電球形高
圧放電ランプを装着した構成のものであってもよい。ま
た、点灯回路を備えた照明器具の場合、点灯回路は、照
明器具に配設されていてもよいし、照明器具から離間し
た位置、たとえば天井裏に配設されていてもよい。

【００９３】点灯回路は、高周波または低周波の交流あ
るいは直流のいずれで高圧放電ランプを点灯する構成で
あってもよい。また、瞬時再点灯機能を備えていなくて
もよい。

【００９４】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。

【００９５】図１および図２は本発明の高圧放電ランプ
の第１の実施形態を示し、図１は正面断面図、製造過程
を示す正面断面図である。各図において、高圧放電ラン
プは、透光性セラミックス放電容器１、金属パイプ２、
接合層３、一対の電極４、４、融着金属５および図示さ
れない放電媒体からなる。

【００９６】＜透光性セラミックス放電容器１について
＞透光性セラミックス放電容器１は、透光性アルミナセ
ラミックスからなり、包囲部１ａおよび比較的短寸の一
対の径筒部１ｂ、１ｂを備えている。包囲部１ａは、ほ
ぼ真球状をなしている。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。

【００９７】＜金属パイプ２について＞金属パイプ２
は、両端が開口し、かつ、先端側２ａが小径筒部１ｂ内
に挿入されて透光性セラミックス放電容器１の内部に連
通し、かつ、後述する接合層３により小径筒部１ｂの端
部の内面に封着されることによって、透光性セラミック
ス放電容器１の端部を閉塞している。また、金属パイプ
２は、その基端側２ｂが後述する融着金属５により封止
されているとともに、透光性放電容器１の外部に露出し
ている。

【００９８】＜接合層３について＞接合層３は、金属パ
イプ２の外面および透光性セラミックス放電容器１の小
径筒部１ｂの内面との間に介在して、その両者間を封着
していて、サーメットを主体とした構成である。

【００９９】＜一対の電極４、４について＞一対の電極
４、４は、それぞれ電極軸４ａおよび電極主部４ｂを備
えている。電極軸４ａは、棒状をなしている。電極主部
４ｂは、電極軸４ａの先端にタングステン細線のコイル
を巻装して形成されている。また、一対の電極４、４
は、その基端部が後述する融着金属５を介して金属パイ
プ２に接続し、中間部が金属パイプ２内面から離間した
状態で金属パイプ２の長手方向に沿って延在し、先端部
が透光性セラミックス放電容器１の包囲部１ａ内に突出
している。

【０１００】＜融着金属５について＞融着金属５は、金
属パイプ２の基端側に融着することによって金属パイプ
２を封止している。また、一対の電極４、４は、その基
端部が融着金属中に埋設されることによって所定の位置
に支持されている。すなわち、図２に示すように、予め
電極４の基端部５を埋設して接続した融着金属ビード５
´を用意しておく。次に、金属パイプ２を封着した透光
性セラミックス放電容器１を金属パイプ２の開口が上に
なるように鉛直にセットする。そして、金属パイプ２の
外部開口端から電極４を挿入し、金属パイプ２の開口端
に融着金属ビード５´を位置させて、ＹＡＧレーザービ
ームを融着金属ビード５´に短時間照射する。これによ
って、融着金属ビード５´の周囲が溶融して金属パイプ
２の開口端に融着して、金属パイプ２の基端側が封止さ
れる。また、同時に電極４が所定の位置に支持される。

【０１０１】＜放電媒体について＞放電媒体は、発光金
属のハロゲン化物、ランプ電圧形成媒体および希ガスか
らなり、透光性セラミックス放電容器１の内部に封入さ
れている。ランプ電圧形成媒体は、水銀または比較的蒸
気圧の高いハロゲン化物が主体的に用いられる。希ガス
は、始動ガスまたはおよび点灯初期の光束形成媒体とし
て用いられる。

【実施例１】透光性セラミックス放電容器１：包囲部１
ａの最大径Ｄ１＝６ｍｍ、肉厚０．５ｍｍ、全長１０ｍ
ｍ、小径筒部１ｂの外径Ｄ２＝２．７ｍｍ 金属パイプ２：モリブデン（融点Ｔ１が２６２０℃）
製、外径Ｄ３＝１ｍｍ、肉厚０．１５ｍｍ、基端側の突
出長Ｌ２＝２．５ｍｍ、金属パイプ２の総断面積＝約
０．７８５ｍｍ^２ 接合層３：モリブデン粉末およびアルミナセラミックス
の粉末を焼結してなるサーメットを主体とする構成で、
多孔質に形成されていて、かつ、サーメットの孔隙内に
フリットガラスが含浸されている。

【０１０２】一対の電極４、４：いずれもタングステン
製、外径Ｄ４＝０．２ｍｍ、全長Ｌ３＝４ｍｍ、電極主
部４ｂのコイルが０．１５ｍｍのタングステン線４ター
ンからなる。電極間距離３ｍｍ 融着金属５：白金（融点１７７０℃）製、管軸方向の長
さＬ４＝２．５ｍｍ 放電媒体：発光金属のハロゲン化物＝ＮａＩ_３：Ｔｌ
Ｉ：ＤｙＩ_３＝７０：１０：２０質量比、水銀＝０．２
１ｍｇ、希ガス＝Ｎｅ−Ａｒ３％混合ガス、約２６．７
Ｐａ ランプ寸法；全長Ｌ１＝１５ｍｍ、Ｌ１／Ｄ１＝２．
５、Ｄ２／Ｄ３＝２．７ランプ特性：ランプ電圧７５
Ｖ、ランプ電流０．２５Ａ、ランプ電力２０Ｗ、管壁負
荷２８Ｗ／ｃｍ^２ なお、ランプ特性は、高圧放電ランプを直径１２ｍｍの
アルミナシリケートガラス製の外管内に封入した状態に
おいて点灯して測定したものである。

【０１０３】また、高圧放電ランプの水平点灯において
は、最高温度部は透光性セラミックス放電容器の包囲部
の中央部上部外面で１２００℃、最冷温度部は融着金属
の外面で９００℃であった。したがって、それらの温度
差は３００℃であった。

【実施例２】透光性セラミックス放電容器１：実施例１
と同じ 金属パイプ２：実施例１と同じ 接合層３：実施例１と同じ 一対の電極４、４：実施例１と同じ 融着金属５：実施例１と同じ 放電媒体：発光金属のハロゲン化物＝ＮａＩ_３：Ｔｌ
Ｉ：ＤｙＩ_３＝７０：１０：２０質量比、ＺｎＩ_２＝
０．４ｍｇ、希ガス＝Ｘｅ、約１００ｋＰａ ランプ寸法；実施例１と同じ ランプ特性：ランプ電圧４０Ｖ、ランプ電流０．５２
Ａ、ランプ電力２０Ｗ、ランプ効率７０ｌｍ／Ｗ なお、本実施例は、いわゆる水銀レスの高圧放電ランプ
であり、ランプ特性は、高圧放電ランプを直径１２ｍｍ
のアルミナシリケートガラス製の外管内に封入した状態
において点灯して測定したものである。

【０１０４】次に、高圧放電ランプの全長Ｌ１および透
光性セラミックス放電容器の包囲部の最大径Ｄ１を変化
させたときの発光効率および点灯方向を水平点灯から下
向き（口金上部）点灯に変えたときの色温度の変化を測
定した結果を表１に示す。

【０１０５】

【表１】 No. Ｌ１／Ｄ１ Ｌ１(mm) Ｄ１(mm) 発光効率(lm/W) 色温度差(K) １ １．０ １５ １５ ３２ −５６０ ２ １．５ １５ １０ ６５ −１５０ ３ ２．５ １５ ６ ７８ −８０ ４ ３．０ １５ ５ ８１ −７０ ５ ３．５ １５ ４．３ ８０ −８０ ６ ４．０ １５ ３．８ ７８ −１２０ ７ ４．５ １５ ３．３ ６２ −１５０ ８ ５．０ １５ ３．０ ５５ −３００ なお、Ｎｏ．１においては、水平点灯時に透光性セラミ
ックス放電容器の包囲部の下部に放電媒体が凝集した。

【０１０６】表１から理解できるように、Ｌ１／Ｄ１が
１．５〜４．５の範囲において発光効率が高く、点灯方
向を変化させたときの色温度の変化が少ない。

【０１０７】また、金属パイプの露出部分の長さ（露出
長)Ｌ２を変化させたときの発光効率を表２に示す。

【０１０８】

【表２】 No. Ｌ２(mm) 温度差(℃) 最高部温度(℃) 最冷部温度(℃) 発光効率(lm/W ) １ ２．５ ３００ １２００ ９００ ６５ ２ ５．０ ４９０ １２００ ７１０ ５４ ３ ７．０ ５５０ １２００ ６５０ ４６ 表２において、資料Ｎｏ．２、３に示すように、温度差
が大きいと発光効率が低下することが理解できる。

【０１０９】さらに、電極の直径Ｄ４（電極直径）およ
び電極の長さＬ３(電極長)を変えたときのグロー・アー
ク転移時間（転移時間）および点滅１００回後の黒化を
測定した結果を表３に示す。なお、黒化は視感評価によ
る。また、転移時間は、後述する小形の高周波インバー
タを主体とする点灯回路により始動、点灯した場合にお
けるデータである。

【０１１０】

【表３】 No. 電極直径(mm) 電極長(mm) 転移時間(秒) 黒化 １ ０．２ ４ ２．５ 殆どなし ２ ０．３ ３ ２．８ 殆どなし ３ ０．４ ３ ４．８ 黒化 ４ ０．２ ２ ２．６ 黒化 表３において、Ｎｏ．４は、電極の熱容量がＮｏ．１よ
り小さいので、グロー・転移時間は短いが、黒化が顕著
であり、その理由が不明であるが、（１）、（２）はと
もに良好であった。

【０１１１】さらにまた、始動電圧の波高値が１５ｋＶ
p-p以上の点灯回路を用いて本発明による高圧放電ラン
プについて比較例と一緒に以下の要領で点滅試験をした
結果を表４に示す。すなわち、本発明による高圧放電ラ
ンプは、図１に示す実施形態とほぼ同様であるが、定格
ランプ電力が２５Ｗである。これに対して、比較例は、
透光性セラミックス放電容器がその包囲部の最大径が本
発明によるのと同一の６ｍｍ、小径筒部の内径が０．８
ｍｍ、その全長が１５ｍｍである。給電導体は直径０．
６５ｍｍのニオブ、セラミックス封止用コンパウンドは
ＳｉＯ_２−Ａｌ _２Ｏ_３−Ｄｙ_２Ｏ_３系である。

【０１１２】点滅は、１０秒点灯、５秒消灯、突入電流
１．８Ａである。なお、表中、○は問題なし、×は不
点、それぞれ示す。

【０１１３】

【表４】 No. 始動電圧（kV） 本発明 比較例 １ １０ ○ ○ ２ １５ ○ ○ ３ ２０ ○ × ４ ２５ ○ × ５ ３０ ○ × 表４から理解できるように、本発明においては瞬時再点
灯においても問題がない。

【０１１４】以下、図３ないし図８を参照して本発明の
他の実施形態について説明する。なお、図中、図１と同
一部分については同一符号を付して説明を省略する。

【０１１５】図３は、本発明の高圧放電ランプの第２の
実施形態を示す正面断面図である。

【０１１６】本実施形態は、金属パイプ２が耐火性金属
蓋２ｃを一体成形により備えている。耐火性金属蓋２ｃ
は、その周縁に一体のスカート部２ｃ１を有している。
そして、金属パイプ２は、スカート部２ｃ１を用いてそ
の耐火性金属蓋２ｃの部分を透光性セラミックス放電容
器１の小径筒部１ｂの端部に外側から嵌合し、かつ、接
合層３により封着することにより、透光性セラミックス
放電容器１の端部を閉塞している。

【０１１７】図４は、本発明の高圧放電ランプの第３の
実施形態を示す正面断面図である。

【０１１８】本実施形態は、一対の電極４Ａ、４Ｂが非
対称構造をなしていて、直流点灯用として好適な構成を
備えている点で異なる。すなわち、一方の電極４Ａは、
直径０．６ｍｍの棒状体であり、直流点灯において陽極
として用いる。これに対して、他方の電極４Ｂは、直径
０．１５ｍｍの棒状体であり、同じく陰極として用い
る。

【０１１９】図５および図６は、本発明の高圧放電ラン
プの第４の実施形態を示し、図５は一部切欠正面断面
図、図６は一部切欠平面図である。本実施形態は、保温
体６および給電リード部材７を備えている点で異なる。
すなわち、保温体６は、アルミナセラミックスの円筒体
からなり、金属パイプ２の小径筒部１ｂから外側へ露出
している部分に緩く嵌合している。給電リード部材７
は、タンタルワイヤからなり、その先端部で金属パイプ
の基端部に溶接している。なお、給電リード部材７の断
面積は、金属パイプの総断面積より小さくなっている。

【０１２０】図７は、本発明の高圧放電ランプの第５の
実施形態を示す断面図である。本実施形態は、高圧放電
ランプが付帯構造として外管ＯＢを備えている点で異な
る。すなわち、本実施形態の高圧放電ランプは、発光管
ＩＢ、第１および第２の給電リード部材ＲＣ１、ＲＣ
２、第１および第２の接続導体ＣＣ１、ＣＣ２、ゲッタ
ＧＴ、外管ＯＢ、ならびに第１および第２の外部導入線
ＯＷ１、ＯＷ２から構成されている。

【０１２１】＜発光管ＩＢについて＞発光管ＩＢは、図
１に示す高圧放電ランプと同一構造であるが、外管ＯＢ
内に収納される関係で発光管と称している。

【０１２２】＜第１および第２の給電リード部材ＲＣ
１、ＲＣ２について＞第１および第２の給電リード部材
ＲＣ１、ＲＣ２は、幅２ｍｍ、厚さ０．１ｍｍ、断面積
０．２ｍｍ^２のリボン状をなしたタンタル製の導体であ
る。第１の給電リード部材ＲＣ１は、その一端が図にお
いて上部の金属パイプ２に溶接されている。第２の給電
リード部材ＲＣ２は、その一端が図において下部の金属
パイプ２に溶接されている。

【０１２３】＜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、直径０．３ｍｍ
のモリブデン製の導体からなり、その先端が後述する外
管ＯＢの頂部の排気チップオフ部ｅｔに係止し、中間部
に第１の給電リード部材ＲＣ１の他端が溶接されてい
る。第２の接続導体ＣＣ２は、同様にモリブデン線から
なり、その先端が第２の給電リード部材ＲＣ２の他端に
溶接されている。

【０１２４】そうして、発光管ＩＢは、第１および第２
の給電リード部材ＲＣ１、ＲＣ２、ならびに第１および
第２の接続導体ＣＣ１、ＣＣ２により支持されている。

【０１２５】＜ゲッタＧＴについて＞ゲッタＧＴは、Ｚ
ｒＡｌ合金からなり、第１の接続導体ＣＣ１に溶接によ
り支持されている。

【０１２６】＜外管ＯＢについて＞外管ＯＢは、アルミ
ナシリケートガラスからなる硬質ガラス製の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ｅｔが、それぞれ形成され、内部が排気され
て１０^−２Ｐａ程度の低真空状態になっている。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。排気チップオフ部ｅｔ
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。）を封し切った跡である。

【０１２７】＜第１および第２の外部導入線ＯＷ１、Ｏ
Ｗ２について＞第１および第２の外部導入線ＯＷ１、Ｏ
Ｗ２は、第１および第２の接続導体ＣＣ１、ＣＣ２が外
管ＯＢのピンチシール部ｐｓから気密に導出されること
により構成されている。

【０１２８】＜ランプ寸法について＞ 外管ＯＢ：全長３６ｍｍ、外径１２ｍｍ 発光中心から排気チップオフ部ｅｔおよびピンチシール
部ｐｓの、それぞれ内端までの距離１３ｍｍ 図８は、本発明の高圧放電ランプの第６の実施形態を示
す一部中央断面正面図である。本実施形態は、外管ＯＢ
を備えた高圧放電ランプＨＰＬに反射鏡Ｍおよび口金Ｂ
を一体化している点で異なる。すなわち、反射鏡Ｍは、
開口径が３５ｍｍで、基体ＧＢ、反射膜ＭＲＦおよび前
面カバーＦＧを備えて構成されている。基体ＧＢは、ガ
ラス成形によりほぼ椀状に形成されている。反射膜ＭＲ
Ｆは、基体ＧＢの内面に多層干渉膜からなるダイクロイ
ックミラーにより形成されている。前面カバーＦＧは、
平坦な透明ガラス板からなり、基体ＧＢの前面に接着さ
れている。

【０１２９】口金Ｂは、ＥＺ１０形ねじ口金からなり、
支持基体Ｂａおよび口金シェルＢｂを備えている。支持
基体Ｂａは、磁器製で、反射鏡Ｍの基体ＧＢの頂部から
突出した筒部（図示しない。）が内部に嵌合した状態で
無機質接着剤により固着している。口金シェルＢｂは、
支持基体Ｂａの下端に加締めによって固着するととも
に、外部導入線ＯＲ１、ＯＲ２がそのセンターコンタク
トおよび口金シェルに接続している。

【０１３０】高圧放電ランプＨＰＬは、その透光性セラ
ミックス放電容器１の包囲部１ａの軸方向の中心が反射
鏡Ｍの焦点位置に位置している。

【０１３１】そうして、高圧放電ランプは、その発光中
心距離３５ｍｍ、全長５０ｍｍである。

【０１３２】次に、図９ないし図１１を参照して本発明
の高圧放電ランプ点灯装置の第１ないし第３の実施形態
を説明する。

【０１３３】図９は、本発明の高圧放電ランプ点灯装置
の第１の実施形態を示す回路図である。本実施形態は、
その点灯回路が高周波点灯回路方式を採用している。す
なわち、ハーフブリッジ形高周波インバータを主体とす
る蛍光ランプ用の点灯回路手段に類似の回路を用いてい
る。図において、ＡＳは交流電源、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、Ｈ
ＦＩは高周波インバータ、ＬＣは負荷回路である。以
下、各構成要素について説明する。

【０１３４】交流電源ＡＳは、商用１００Ｖ電源であ
る。

【０１３５】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。

【０１３６】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。

【０１３７】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
整流化色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を介して交流電源Ａ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。

【０１３８】高周波インバータＨＦＩは、ハーフブリッ
ジ形インバータからなり、第１および第２のスイッチン
グ手段Ｑ１、Ｑ２、ゲートドライブ回路ＧＤ、始動回路
ＳＴおよびゲート保護回路ＧＰを備えて構成されてい
る。

【０１３９】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。

【０１４０】ゲートドライブ回路ＧＤは、帰還回路ＦＢ
Ｃ、直列共振回路ＳＯＣ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ＳＯＣ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ＳＯＣ
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Ｑ１、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。

【０１４１】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Ｃ
２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Ｓ
ＯＣ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。

【０１４２】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Ｇ
Ｏに並列接続している。

【０１４３】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、一端が第１および第２のス
イッチング手段Ｑ１、Ｑ２の接続点に、他端が第２のス
イッチング手段Ｑ２のドレインに接続している。高圧放
電ランプＨＰＬは、図１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。

【０１４４】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。

【０１４５】そうして、高周波インバータＨＦＩの動作
周波数は１５０ｋＨｚであり、高圧放電ランプＨＰＬは
音響的共鳴現象を生じることなく良好に始動し、点灯し
た。

【０１４６】図１０は、本発明の高圧放電ランプ点灯装
置の第２の実施形態を示す回路図である。本実施形態
は、その点灯回路が低周波交流点灯回路方式を採用して
いる。図において、図９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。ＤＣは直流電源、ＢＵＴは昇
圧チョッパ、ＦＢＩはフルブリッジ形インバータ、ＩＧ
はイグナイタである。

【０１４７】直流電源ＤＣは、たとえば自動車のバッテ
リーからなる。

【０１４８】昇圧チョッパＢＵＴは、本体回路部ａおよ
び制御部ｂから構成されていて、その入力端が平滑コン
デンサＣ２を経由して直流電源ＤＣに接続している。本
体回路部ａは、両端が直流電源ＤＣの両極管に接続する
インダクタおよびスイッチング手段の直列回路と、上記
スイッチング手段に対して並列接続したダイオードおよ
び平滑コンデンサの直列回路とによって構成されてい
る。そして、上記平滑コンデンサの両端間に昇圧された
直流電圧が出力される。

【０１４９】制御部ｂは、出力電圧検出部ＶＤ、出力電
流検出部ＣＤおよびドライブ信号発生回路ＤＳＧ１によ
り構成されている。出力電圧検出部ＶＤは、高圧放電ラ
ンプＨＰＬのランプ電圧に相当する出力電圧を検出し
て、ドライブ信号発生回路ＤＳＧ１を制御する。出力電
流検出部ＣＤは、高圧放電ランプＨＰＬのランプ電流に
相当する出力電流を検出して、ドライブ信号発生回路Ｄ
ＳＧ１を制御する。その結果、ドライブ信号発生回路Ｄ
ＳＧ１から発生するドライブ信号は、高圧放電ランプＨ
ＰＬのランプ電力に投入されるランプ電力を一定にする
ようにＰＷＭ制御され、スイッチング手段のオン、オフ
のタイミングを制御する。

【０１５０】フルブリッジ形インバータＦＢＩは、本体
回路部ｃと、制御部ｄとから構成されていて、その入力
端が昇圧チョッパＢＵＴの出力端に接続している。本体
回路部ａは、ブリッジ回路の４辺にそれぞれスイッチン
グ手段Ｑ１〜Ｑ４を図示極性に挿入してなる。なお、ス
イッチング手段Ｑ１〜Ｑ４は、ＭＯＳＦＥＴからなり、
逆並列接続したダイオードは、ＭＯＳＦＥＴの逆整流特
性を示す。制御部ｄは、ドライブ信号発生回路ＤＳＧ２
および反転回路ＩＢからなる。インバータＩＢは、スイ
ッチング手段Ｑ２、Ｑ４のゲートに印加するドライブ信
号の極性を反転する。その結果、スイッチング手段Ｑ
１、Ｑ３とＱ２、Ｑ４とが低周波で交互にオン、オフす
るので、高圧放電ランプＨＰＬには矩形波の低周波交流
電圧が印加される。

【０１５１】イグナイタＩＧは、フルブリッジ形インバ
ータＦＢＩの低周波交流出力を入力して始動パルスを発
生し、始動時に高圧放電ランプＨＰＬに印加する。

【０１５２】そうして、高圧放電ランプＨＰＬが低周波
交流点灯されるようになっている。昇圧チョッパＢＵＴ
の制御部ｂは、時間的な制御パターンが予め組み込まれ
たマイコンが内蔵されていて、たとえば点灯直後には高
圧放電ランプＨＰＬに定格ランプ電流の３倍以上のラン
プ電流を昇圧チョッパＢＵＴから出力し、その後時間の
経過とともに徐々にランプ電流を絞っていき、やがて定
格ランプ電流にするように制御する。また、制御部ｂ
は、そのドライブ信号発生回路ＤＳＧ１にランプ電流と
ランプ電圧との検出信号が帰還入力されることにより、
定電力制御信号を発生して、昇圧チョッパＢＵＴが高圧
放電ランプＨＰＬを定ランプ電力制御する。 なお、昇
圧チョッパＢＵＴのインダクタＬは、高圧放電ランプＨ
ＰＬに対して限流インダクタとしも作用する。

【０１５３】図１１は、本発明の高圧放電ランプ点灯装
置の第３の実施形態を示す回路図である。本実施形態
は、その点灯回路が直流点灯回路方式を採用している。
図において、図１０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。本実施形態において、高圧放電ラ
ンプＨＰＬおよびイグナイタＩＧには、図１０における
のと同様な構成の昇圧チョッパＢＵＴの直流出力電圧が
直接印加される。したがって、高圧放電ランプＨＰＬ
は、直流点灯する。

【０１５４】そうして、高圧放電ランプを直流点灯する
と、点灯直後から所要の光束を発生する。これにより、
自動車用前照灯として必要な電源投入後１秒後に定格に
対して光束２５％、４秒後に光束８０％の点灯を実現す
ることができる。

【０１５５】また、直流−交流変換回路が不要になるた
め、交流点灯に比較して約３０％コスト低減が可能であ
る。また、重量で１５％軽減できる。これに伴い点灯回
路が安価になる。

【０１５６】図１２本発明の照明装置の一実施形態とし
てのスポットライトを示す正面図である。図において、
本実施形態のスポットライトは、スポットライト本体１
１および反射鏡付の高圧放電ランプＨＰＬからなる。

【０１５７】スポットライト本体１１は、主としてライ
ティングダクト取付部１１ａ、アーム１１ｂ、灯体１１
ｃを備えて構成されている。ライティングダクト取付部
１１ａは、図示しないライティングダクトに着脱可能に
取り付けられてスポットライトを吊持するとともに、内
部に点灯回路（図示しない。）を収納していて、ライテ
ィングダクトから受電する。アーム１１ｂは、基端がラ
イティングダクト取付部１１ａに固定されている。灯体
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および水平面内で回
動可能に枢着されているとともに、内部にねじ込み形ラ
ンプソケット（図示しない。）収納している。

【０１５８】高圧放電ランプＨＰＬは、図８に示すのと
同一仕様である。

【０１５９】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、最大外径がＤ
１の包囲部を備え、端部が開口した透光性セラミックス
放電容器と、先端側の開口部分が透光性セラミックス放
電容器の端部に封着されることによって透光性セラミッ
クス放電容器の端部を閉塞し、基端側が透光性セラミッ
クス放電容器の外部に露出しているとともに封止されて
いる金属パイプと、基端部が金属パイプの基端側の封止
部分に接続して支持された一対の電極と、放電媒体とを
具備し、全長がＬ１で、かつ、下式を満足していること
により、全体が小形化されるとともに、最冷部温度を高
く設定することが可能であるため、高い発光効率および
所望の発光色が得られ、しかも、温度分布が比較的均一
化されて点灯方向が変化しても発光色の変化が少ない高
圧放電ランプを提供することができる。

【０１６０】１．５≦Ｌ１／Ｄ１≦４．５ 請求項２の発明によれば、加えて全長が３０ｍｍ以下で
あることにより、Ｌ１／Ｄ１を規定することによる効果
が顕著に得られる高圧放電ランプを提供することができ
る。

【０１６１】請求項３の発明によれば、包囲部を備え、
端部が開口した透光性セラミックス放電容器と、先端側
の開口部分が透光性セラミックス放電容器の端部に封着
されることによって透光性セラミックス放電容器の端部
を閉塞し、基端側が透光性セラミックス放電容器の外部
に露出しているとともに封止されている金属パイプと、
基端部が金属パイプの基端側の封止部分に接続して支持
された電極と、放電媒体とを具備し、全長Ｌ１が３０ｍ
ｍ以下で、かつ、点灯中の最高部温度と最冷部温度との
差が４００℃以内であることにより、発光効率およびま
たは所望の発光色が得られるとともに、透光性セラミッ
クス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。

【０１６２】請求項４の発明によれば、包囲部を備え、
両端部が開口した透光性セラミックス放電容器と、先端
側の開口部分が透光性セラミックス放電容器の端部に封
着されることによって透光性セラミックス放電容器の端
部を閉塞し、基端側が透光性セラミックス放電容器の外
部に露出しているとともに後記融着金属により封止され
ている一対の融点Ｔ１の金属パイプと、融点Ｔ２の金属
からなり、金属パイプの基端部を封止している融着金属
と、基端部が融着金属を介して金属パイプの基端側の封
止部分に接続して支持された一対の電極と、放電媒体と
を具備し、下式を満足していることにより、金属パイプ
の封止および電極の接続が容易、かつ、確実になり、製
造が容易な高圧放電ランプを提供することができる。

【０１６３】Ｔ１＞Ｔ２ 請求項５の発明によれば、加えて電極の長さＬ３と、融
着金属の管軸方向の長さＬ４とが下式を満足しているこ
とにより、電極間距離の不所望なばらつきが少なくなる
とともに、黒化による寿命特性の低下が少ない高圧放電
ランプを提供することができる。

【０１６４】Ｌ３＞Ｌ４ 請求項６の発明によれば、加えて透光性セラミックス放
電容器がその包囲部の端部に形成された外径がＤ２の小
径筒部を備えており、金属パイプがその先端を透光性セ
ラミックス放電容器の小径筒部の内部に挿入されて封着
されていることによって、透光性セラミックス放電容器
の端部を閉塞しているとともに、その外径がＤ３であ
り、下式を満足することにより、熱応力による小径筒部
の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。

【０１６５】１．５≦Ｄ２／Ｄ３≦４．０ 請求項７の発明によれば、加えて電極は、直径Ｄ４が
０．３ｍｍ以下の電極軸および電極軸の先端に配設され
た電極主部を備え、全長Ｌ３が４ｍｍ以上であることに
より、グロー・アーク放電中の熱伝導量を少なくしてグ
ロー・アーク転移が延長されにくい高圧放電ランプを提
供することができる。

【０１６６】請求項８の発明によれば、加えて金属パイ
プは、透光性セラミックス放電容器の外部に露出してい
る部分の長さＬ２（ｍｍ）が下式を満足していることに
より、金属パイプの封止時の熱衝撃で透光性セラミック
ス放電容器の端部の強度が劣化しにくい高圧放電ランプ
を提供することができる。

【０１６７】１．０≦Ｌ２≦４．０ 請求項９の発明によれば、加えて透光性セラミックス放
電容器の直線透過率が３０％以上であることにより、よ
り一層点光源化されるので、集光が容易な高圧放電ラン
プを提供することができる。

【０１６８】請求項１０の発明によれば、加えて一対の
電極が、そ一方が相対的に太い棒状体であり、他方が相
対的に細い棒状体であるところの非対称構造を備えてい
ることにより、直流点灯が可能でありながら構造が簡単
な高圧放電ランプを提供することができる。

【０１６９】請求項１１の発明によれば、加えて断面積
が金属パイプの断面積より小さくて金属パイプから外部
へ導出された給電リード部材を具備していることによ
り、金属パイプから給電リード部材へ伝導する熱量が比
較的少なくなり、金属パイプの温度を所望の程度に高い
状態に維持して高い発光効率または所望の発光色を得る
高圧放電ランプを提供することができる。

【０１７０】請求項１２の発明によれば、加えて金属パ
イプの透光性セラミックス放電容器の端部から外部へ露
出している部分の外面を被覆する保温体を具備している
ことにより、金属パイプからの放熱による冷却が抑制さ
れるために、温度を高い状態に維持することができ、高
圧放電ランプの発光効率およびまたは発光色をより一層
良好に維持する高圧放電ランプを提供することができ
る。

【０１７１】請求項１３の発明によれば、請求項１ない
し１２の高圧放電ランプと、始動電圧の波高値が１５ｋ
Ｖp-p以上の点灯回路とを具備していることにより、高
圧放電ランプの始動、点滅などの熱的、電気的な衝撃に
対する耐性が高い高圧放電ランプ点灯装置を提供するこ
とができる。

【０１７２】請求項１４の発明によれば、請求項１ない
し１２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
す正面断面図

【図２】同じく製造過程を示す正面断面図

【図３】本発明の高圧放電ランプの第２の実施形態を示
す正面断面図

【図４】本発明の高圧放電ランプの第３の実施形態を示
す正面断面図

【図５】本発明の高圧放電ランプの第４の実施形態を示
す一部切欠正面断面図

【図６】同じく一部切欠平面図

【図７】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８】本発明の高圧放電ランプの第６の実施形態を示
す一部中央断面正面図

【図９】本発明の高圧放電ランプ点灯装置の第１の実施
形態を示す回路図

【図１０】本発明の高圧放電ランプ点灯装置の第２の実
施形態を示す回路図

【図１１】本発明の高圧放電ランプ点灯装置の第３の実
施形態を示す回路図

【図１２】本発明の照明装置の一実施形態としてのスポ
ットライトを示す正面図

【符号の説明】

１…透光性セラミックス放電容器 １ａ…包囲部 １ｂ…小径筒部 ２…金属パイプ ２ａ…先端側 ２ｂ…基端側 ３…接合層 ４…電極 ４ａ…電極軸 ４ｂ…電極主部 ５…融着金属

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１３年１１月６日（２００１．１１．
６）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】発明の詳細な説明

【補正方法】変更

【補正内容】

【発明の詳細な説明】の欄の段落番号

【０００２】

【従来の技術】透光性セラミックスを用いたランプ電力
２０Ｗ程度のメタルハライド形の小形高圧放電ランプに
関する技術が本発明者らにより開発され、たとえば特願
２０００−６９９４号などとして特許出願されている。
この高圧放電ランプは、主な放電空間を提供する包囲部
および包囲部の両端に一体的に配設された一対の細長い
小径筒部を備えた透光性セラミックス放電容器の小径筒
部の内部に、給電導体とその先端に接合した電極とを挿
入し、フリットガラスといわれるセラミックス封止用コ
ンパウンドを用いて小径筒部と給電導体とを封着すると
ともに、透光性セラミックス放電容器の内部に発光金属
のハロゲン化物、水銀および希ガスからなる放電媒体を
封入した構造を備えている。（従来技術１） 一方、上記と異なる封止構造として、セラミック放電管
（透光性セラミックス放電容器）の端部にサーメットか
らなる閉塞体（８）と電流導体（５）としての金属パイ
プとを配設した高圧放電ランプが特開平８−２５００６
８号公報などに開示されている。（従来技術２） また、上記金属パイプの内部に金属棒を挿入した高圧放
電ランプが特開平１０−３３４８５２号公報に開示され
ている。そして、この金属パイプ自体を加熱溶融して封
着している。（従来技術３） この従来技術３では、従
来技術２をメタルハライドランプに適用した場合、金属
ハロゲン化物が点灯中最冷部温度を形成する金属パイプ
内に凝集して、発光効率が低下するなどの問題が発生す
るのを防止すべく、金属パイプ内のコンダクタンスを低
減するために、金属棒を挿入する旨記述されている。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石田 正純 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 芦田 誠司 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 奥 重巳 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 柏木 孝仁 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） 5C043 AA02 AA05 CC02 CD05 DD03 DD15 EA09 EC01 EC11 EC20

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】最大外径がＤ１の包囲部を備え、端部が開
   口した透光性セラミックス放電容器と；先端側の開口部
   分が透光性セラミックス放電容器の端部に封着されるこ
   とによって透光性セラミックス放電容器の端部を閉塞
   し、基端側が透光性セラミックス放電容器の外部に露出
   しているとともに封止されている金属パイプと；基端部
   が金属パイプの基端側の封止部分に接続して支持され、
   先端部が透光性セラミックス放電容器の包囲部内に突出
   している一対の電極と；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、全長がＬ１で、か
   つ、下式を満足していることを特徴とする高圧放電ラン
   プ。 １．５≦Ｌ１／Ｄ１≦４．５
2. 【請求項２】全長Ｌ１が３０ｍｍ以下であることを特徴
   とする請求項１記載の高圧放電ランプ。
3. 【請求項３】包囲部を備え、端部が開口した透光性セラ
   ミックス放電容器と；先端側の開口部分が透光性セラミ
   ックス放電容器の端部に封着されることによって透光性
   セラミックス放電容器の端部を閉塞し、基端側が透光性
   セラミックス放電容器の外部に露出しているとともに封
   止されている金属パイプと；基端部が金属パイプの基端
   側の封止部分に接続して支持され、先端部が透光性セラ
   ミックス放電容器の包囲部内に突出している電極と；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、全長Ｌ１が３０ｍｍ以下で、かつ、点灯中の
   最高部温度と最冷部温度との差が４００℃以内であるこ
   とを特徴とする高圧放電ランプ。
4. 【請求項４】包囲部を備え、両端部が開口した透光性セ
   ラミックス放電容器と；先端側の開口部分が透光性セラ
   ミックス放電容器の端部に封着されることによって透光
   性セラミックス放電容器の端部を閉塞し、基端側が透光
   性セラミックス放電容器の外部に露出しているとともに
   後記融着金属により封止されている一対の融点Ｔ１の金
   属パイプと；融点Ｔ２の金属からなり、金属パイプの基
   端部を封止している融着金属と；基端部が融着金属を介
   して金属パイプの基端側の封止部分に接続して支持さ
   れ、先端部が透光性セラミックス放電容器の包囲部内に
   突出している一対の電極と；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、下式を満足し
   ていることを特徴とする高圧放電ランプ。 Ｔ１＞Ｔ２
5. 【請求項５】電極の長さをＬ３とし、融着金属の管軸方
   向の長さをＬ４としたとき、下式を満足していることを
   特徴とする請求項４記載の高圧放電ランプ。 Ｌ３＞Ｌ４
6. 【請求項６】透光性セラミックス放電容器は、その包囲
   部の端部に形成された外径がＤ２の小径筒部を備えてお
   り；金属パイプは、その先端が透光性セラミックス放電
   容器の小径筒部の内部に挿入されて封着されていること
   によって、透光性セラミックス放電容器の端部を閉塞し
   ているとともに、その外径がＤ３であり；下式を満足す
   ることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一記載
   の高圧放電ランプ。 １．５≦Ｄ２／Ｄ３≦４．０
7. 【請求項７】電極は、直径Ｄ４が０．３ｍｍ以下の電極
   軸および電極軸の先端に配設された電極主部を備え、全
   長Ｌ３が４ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１な
   いし６のいずれか一記載の高圧放電ランプ。
8. 【請求項８】金属パイプは、透光性セラミックス放電容
   器の外部に露出している部分の長さＬ２（ｍｍ）が下式
   を満足していることを特徴とする請求項１ないし７のい
   ずれか一記載の高圧放電ランプ。 １．０≦Ｌ２≦４．０
9. 【請求項９】透光性セラミックス放電容器は、少なくと
   も包囲部の直線透過率が３０％以上であることを特徴と
   する請求項１ないし８のいずれか一記載の高圧放電ラン
   プ。
10. 【請求項１０】一対の電極は、一方が相対的に太い棒状
    体であり、他方が相対的に細い棒状体であるところの非
    対称構造を備えていることを特徴とする請求項１ないし
    ９のいずれか一記載の高圧放電ランプ。
11. 【請求項１１】断面積が金属パイプの総断面積より小さ
    くて金属パイプから外部へ導出された給電リード部材を
    具備していることを特徴とする請求項１ないし１０のい
    ずれか一記載の高圧放電ランプ。
12. 【請求項１２】金属パイプの透光性セラミックス放電容
    器の端部から外部へ露出している部分の外面を被覆する
    保温体を具備していることを特徴とする請求項１ないし
    １１のいずれか一記載の高圧放電ランプ。
13. 【請求項１３】請求項１ないし１２のいずれか一記載の
    高圧放電ランプと；高圧放電ランプを付勢するととも
    に、始動電圧の波高値が１５ｋＶp-p以上である点灯回
    路と；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。
14. 【請求項１４】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１２のいずれか一記載の高圧放電ラ
    ンプと；高圧放電ランプを付勢する点灯回路と；を具備
    していることを特徴とする照明装置。