JP2003086134A - 高圧金属蒸気放電ランプおよび照明器具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高い保温性を有し点灯時の高温に耐えるとと
もに形成作業が容易な保温手段を有する高圧金属蒸気放
電ランプおよびこの放電ランプを用いた照明器具を提供
することを課題とする。 【解決手段】 高シリカガラスまたはセラミックからな
る発光管バルブ１の端部内に少なくとも一対の電極３
ａ，３ｂを対向して配設するとともに内部に放電媒体を
封入した発光管１と、この発光管１の少なくとも一方の
端部の外面に巻装された耐火性無機繊維クロスからなる
保温体５とを備えている高圧金属蒸気放電ランプＬ１お
よびこの放電ランプＬ１を装着した照明器具９である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、発光管の端部に保
温体を設けた高圧金属蒸気放電ランプおよびこの放電ラ
ンプを用いた照明器具に関する。

【０００２】

【従来の技術】高圧金属蒸気放電ランプ、たとえばメタ
ルハライドランプは石英ガラス製の発光管バルブ内に放
電媒体として金属ハロゲン化物、水銀および希ガスを封
入して、外管なしの発光管のままの状態の単管構造ある
いは発光管を真空雰囲気または窒素ガスを封入した外管
内に収容する二重管構造としてある。

【０００３】このメタルハライドランプの発光効率の向
上手段としては、電極間距離を小さくして管壁負荷を高
めることにより行うことができるが、一方、光束維持率
の低下が大きく短寿命を招く虞がある。

【０００４】そして、メタルハライドランプは、点灯中
における発光管の最冷部温度により放電空間内の金属ハ
ロゲン化物の蒸気圧が左右され、したがって発光管の温
度によって発光効率が大きく影響される。

【０００５】このメタルハライドランプに限らず、放電
ランプの発光管におけるバルブ内の最冷部は、電極間の
主放電空間から外れる電極基部付近の端部に存在し、こ
の端部の温度を高める手段として、発光管の端部に保温
膜を塗布形成したり（たとえば特公昭４８−１３４３６
号公報や特開平３−９８２４９号公報等）あるいは端部
をセラミック製や金属製のキャップ状のもので覆い（た
とえば特開平１０−３０８１９６号公報や特開平９−９
２２２０号公報等）保温することが知られている。

【０００６】この前者の保温膜の形成材料としては、耐
熱性に優れ、しかも発光管バルブに対する反応耐性を有
するジルコニア、アルミナ、シリカ等の少なくとも一種
を主成分とする金属酸化物が使用されていた。この保温
膜の形成は粉末状の金属酸化物を、ガラスパウダー、ニ
トロセルロース、酢酸ブチルあるいは水に懸濁して塗布
液を作り、発光管バルブをこの塗布液中に浸漬したりあ
るいは塗布液を刷毛や噴霧等によって塗布した後、これ
を乾燥・焼成することにより行っていた。

【０００７】しかし、この保温膜を浸漬により形成する
場合は、金属酸化物の塗布液中に発光管バルブの端部を
浸漬して引上げた後、乾燥・焼成しているが、調製した
塗布液の濃度が時間とともに変化していったり、振動等
により塗布液表面に波立ちが起こる等の原因で、発光管
バルブ間に被膜厚さや被膜面積にばらつきを生じる塗布
むらが起きることがあり、保温特性が一様にならず、発
光特性のばらつきの要因となっていた。

【０００８】また、この浸漬形成の場合は、被膜の不要
部分の剥離に手間を要するとともに塗布液中に多数の発
光管バルブが浸漬されるため塗布液中に不純物の混入が
あり、保温膜中に不純物が混入して保温特性にばらつき
を生じる一因となっていた。

【０００９】また、刷毛による場合も塗布液の濃度が時
間とともに変化していったり、一本一本手塗りするのは
多大の手間を要するとともに被膜厚さや被膜面積にばら
つきを生じる塗布むらが起きていた。

【００１０】さらに、噴霧の場合はマスキング等により
被膜形成位置の精度はよいが被膜厚さにばらつきが生じ
塗布むらが起きたり、被膜材料が無効部分に被着する材
料ロスが多い等のことがあり、これら懸濁液を用いる場
合は、作業環境が悪化するとともに懸濁液の作業管理に
多大の手間を要する不具合があった。

【００１１】また、後者の端部をキャップ状のもので覆
い保温する場合は、発光管バルブの端部形状が一様な円
筒状等であれば覆い易いが、端部に幅広で偏平の圧潰封
止部等があるとキャップ状物では覆い難く、また、端部
の寸法が変わると対応が困難で対象が限定されていた。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】本発明者等は、これら
発光管端部の保温を上記被膜やキャップ状のものに変え
て、保温特性にばらつきが少なく、かつ、形成作業が向
上できる手段について種々検討した結果、本発明を完成
するに至った。

【００１３】なお、本発明に類似した公知技術として特
開平５−１４４４１６号公報がある。すなわち、この公
報の従来例中に、発光管端部に金属酸化物からなる保温
膜を形成した表面の周囲にガラスウールからなる補助保
温層を設けることが記載されている。

【００１４】この補助保温層は、保温膜のみでは不十分
な保温性を補充するためになされたもので保温作用を奏
することは記載されているが、形成手段についての具体
的な開示は見当たらない。

【００１５】本発明は、上記事情に鑑みなされたもの
で、高い保温性を有し点灯時の高温に耐えるとともに形
成作業が容易な保温手段を有する高圧金属蒸気放電ラン
プおよびこの放電ランプを用いた照明器具を提供するこ
とを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に記載
の高圧金属蒸気放電ランプは、透光性高シリカガラスま
たは透光性セラミックからなる発光管バルブの端部内に
少なくとも一対の電極を対向して配設するとともに内部
に放電媒体を封入した発光管と、この発光管の少なくと
も一方の端部の外面に巻装された耐火性無機繊維クロス
からなる保温体とを具備していることを特徴とする。

【００１７】この放電ランプは点灯時、発光管端部の外
周面を覆うように設けた保温体が耐火性の無機繊維クロ
スからなるため熱的影響で破損や剥離することがないと
ともにクロスであり繊維間の熱容量が大きく蓄熱量が増
えて、発光管端部内を効率よく保温し、この端部の最冷
部温度を高めることができる。また、白色であれば反射
作用もあり電極方向へ光線や熱線を効率よく反射でき
る。

【００１８】また、保温体は膜状の場合に比べてほぼ均
一のものを作ることができ、保温特性のばらつきを小さ
くできる。

【００１９】なお、本発明ならびに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。

【００２０】本発明が適用できる高圧金属蒸気放電ラン
プは、メタルハライドランプ、ショートアークメタルハ
ライドランプ、水銀ランプ、超高圧水銀ランプや高圧ナ
トリウムランプ等の各種放電ランプで、外管なしの状態
で点灯されるものであっても、外管に封装された二重管
等の多重管構造であってもよい。

【００２１】また、発光管バルブ内に封入される放電媒
体としては、水銀、金属ハロゲン化物等の発光金属、希
ガス等用途や特性等に応じて適宜選択して用いることが
でき、水銀を封入しない発光管であっても本発明は適用
が可能である。

【００２２】本発明の保温体を形成する耐火性の無機繊
維クロスとは、耐熱温度が８５０℃程度以上あるセラミ
ック繊維（ファイバ）や炭素繊維（ファイバ）等で、こ
れら繊維（ファイバ）をテープ状やシート状等にして用
いることができる。

【００２３】また、この無機繊維クロスからなる保温体
の固定は、無機繊維や金属等を紐状や線状にしたものを
巻き付けたり縛り付ける等のことや耐熱性の接着剤を用
いて行うことができる。

【００２４】また、保温体は点灯方向自在形の場合には
発光管の両端封止部に、点灯方向が特定されたり反射鏡
付き等の場合には温度上昇が低い下方側や反射鏡と反対
側の少なくとも一方の端部に形成してあればよい。

【００２５】また、保温体を設ける発光管バルブの形状
は、直管（Ｔ）形、球形、楕円形等の長円形でもよく、
また、封止部は型を用いず成型したものであってもよ
い。

【００２６】また、発光管バルブを形成する材料として
は、石英ガラス、ホウケイ酸ガラスやアルミノシリケー
トガラス等の酸化ケイ素ＳｉＯ2 を主成分とする透光性
高シリカガラスあるいはアルミナ、イットリア、マグネ
シア、ルビーやサファイア等からなる透光性セラミック
を用いることにより、発光特性、耐熱性、耐蝕性や電気
絶縁性等を満足できる。

【００２７】また、発光管バルブの封止部内に封止られ
る導入導体は金属箔に限らず、金属線であっても差支え
ない。

【００２８】さらに、発光管内に設けられる電極は、少
なくとも一対であって、補助電極の有無は問わない。

【００２９】本発明の請求項２に記載の高圧金属蒸気放
電ランプは、透光性高シリカガラスまたは透光性セラミ
ックからなる発光管バルブの端部内に少なくとも一対の
電極を対向して配設するとともに内部に放電媒体を封入
した発光管と、この発光管の少なくとも一方の端部の外
面に巻装された耐火性無機繊維クロスからなる保温体
と、上記発光管を支持したマウント構体と、このマウン
ト構体を収容するガラスからなる外管とを具備している
ことを特徴とする。

【００３０】保温体を形成した発光管を真空あるいは不
活性ガス雰囲気にある外管内に封装した二重管構造の放
電ランプに適用して、上記請求項１に記載したのと同様
な作用を奏する。

【００３１】本発明の請求項３に記載の高圧金属蒸気放
電ランプは、透光性高シリカガラスまたは透光性セラミ
ックからなる発光管バルブの端部内に少なくとも一対の
電極を対向して配設するとともに内部に放電媒体を封入
した発光管と、この発光管の一方の端部の外面に巻装さ
れた耐火性無機繊維クロスからなる保温体と、上記発光
管の管軸を光軸に沿わせるとともに発光管の他方の端部
側を支持した反射鏡とを具備していることを特徴とす
る。

【００３２】保温体を形成した発光管を反射鏡に取り付
けた反射鏡付き構造の放電ランプに適用して、上記請求
項１に記載したのと同様な作用を奏する。

【００３３】この反射鏡付き構造の放電ランプは、プロ
ジェクタ装置、光化学、半導体製造や映像関係用等多く
の分野の光照射に適用できるものである。

【００３４】本発明の請求項４に記載の高圧金属蒸気放
電ランプは、上記保温体を形成する耐火性無機繊維クロ
スが、セラミック繊維または炭素繊維からなることを特
徴とする。

【００３５】上記セラミック繊維（ファイバ）クロスと
しては、たとえばアルミナ・ボリア・シリカ質耐火繊維
のクロス（たとえば米国３Ｍ社の商品名ネクステル）、
アルミナ・シリカ系セラミックファイバーのクロス（た
とえばイソライト工業の商品名カオウールクロス）やシ
リカ質耐熱繊維のクロス（たとえば米国ヒトコ社の商品
名リフラシルクロス）等がある。

【００３６】また、炭素繊維（ファイバ）としては、ア
クリルやレーヨンを焼成して、炭素化した繊維（ファイ
バ）からなり、どの材料とするかはランプの品種、耐熱
性等を考慮して決めればよい。

【００３７】本発明の請求項５に記載の高圧金属蒸気放
電ランプは、上記保温体を形成する耐火性無機繊維クロ
スが、耐火性無機繊維からなる撚紐で発光管に緊締して
固定されていることを特徴とする。

【００３８】テープ状やシート状の無機繊維クロスを、
筒状や袋状にして発光管の端部に巻装したり穿かせるこ
とによって装着した上から、耐火性無機繊維からなる撚
紐を巻き付け縛ることによって固定する。

【００３９】この緊締箇所は保温体の全体に亘っても、
保温体の端部や最終巻き付け部分等の１ないし複数箇所
であってもよい。また、撚紐を巻き付けるバルブの表面
に凹部や凸部を形成しておくことにより、緊締が強くで
き保温体が移動する等の不所望なことを防ぐことができ
る。

【００４０】また、発光管端部外面に、下地層として予
め従来のアルミナ等の金属酸化物からなる保温膜を形成
しておき、この下地層の上に本発明の無機繊維クロスか
らなる保温体を巻装するようにしてもよい。この保温体
を２層とすることにより保温効果が高まるとともに発光
管材質より柔軟な下地層により無機繊維クロスが滑らず
より密着した保温体の固定が行える。

【００４１】本発明の請求項６に記載の高圧金属蒸気放
電ランプは、水平点灯用であることを特徴とする。

【００４２】発光管を無機繊維クロスで保温することに
より保温性が高まり、放電ランプを水平状態で点灯して
も発光特性の低下やそのばらつきを抑制できる。

【００４３】本発明でいう水平点灯とは、口金を支点
（基準）として外管バルブトップ側が上方に１５度程度
まで上がった状態から、外管バルブトップ側が下方に７
５度程度まで下がった状態の範囲内を許容する。

【００４４】本発明の請求項７に記載の照明器具は、器
具本体と、この器具本体内に配設された反射鏡と、この
反射鏡に対応して配設された上記請求項１ないし６に記
載の高圧金属蒸気放電ランプと、この高圧金属蒸気放電
ランプに接続した点灯回路装置とを具備していることを
特徴とする。

【００４５】上記請求項１ないし６に記載の作用を有す
る高圧金属蒸気放電ランプを筐体等の器具本体内に組み
込んでいるので、保温性にばらつきが少なく発光特性の
ばらつきを低減できる。

【００４６】この照明器具は、器具本体内に点灯回路装
置を備えていても、器具本体外に点灯回路装置を設けラ
ンプと接続されているものであってもよい。なお、上記
請求項３に記載のランプは反射鏡付きの放電ランプであ
るが、このランプを器具内に収容した場合にも適用でき
るものである。

【００４７】さらに、器具本体前面に配光制御等のレン
ズや安全のための保護カバー等の制光体を設けることは
構わない。

【００４８】

【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。図１および図２は本発明に係る高
圧金属蒸気放電ランプとしてメタルハライドランプを示
し、図１は発光管の一部断面正面図、図２はメタルハラ
イドランプＬ１の概略を示す正面図である。

【００４９】発光管１Ａは放電空間容器を形成する直管
（Ｔ）形の透光性の石英ガラスからなる発光管バルブ２
の両端部に圧潰した封止部２１ａ，２１ｂを有し、この
バルブ２内には対向して一対の主電極３ａ，３ｂおよび
一方の主電極３ｂの近傍に補助電極３ｓが設けられてい
る。

【００５０】上記電極３ａ，３ｂ，３ｓはタングステン
ＷやモリブデンＭｏ等からなる電極棒３１ａ，３１ｂ，
３１ｓを備え、電極棒３１ａ，３１ｂの先端側にはタン
グステンＷ線を巻回したコイル３２ａ，３２ｂが巻装さ
れて主電極３ａ，３ｂを構成している。

【００５１】また、上記封止部２１ａ，２１ｂ内にはリ
ボン状のモリブデンＭｏからなる金属箔４ａ，４ｂおよ
び４ｓが気密に封止られていて、この金属箔４ａ，４ｂ
および４ｓのバルブ内寄側には上記電極棒３１ａ，３１
ｂ，３１ｓが、バルブ外寄側にはモリブデンＭｏ線等か
らなる外部リード４１ａ，４１ｂおよび４１ｓがそれぞ
れ溶接やかしめ止め等の手段で接続されているとともに
封止部２１ａ，２１ｂ外に導出されている。なお、外部
リード４１ａは支持を強固にするため折り返され、その
先端は封止部２１ｂ内に埋設固定してある。

【００５２】そして、上記発光管バルブ２内には、放電
媒体として所定量の水銀と金属ハロゲン化物およびアル
ゴン等の不活性ガスが封入してある。この金属ハロゲン
化物としては、よう素Ｉや臭素Ｂｒ等のハロゲンと、ナ
トリウムＮａ、スカンジウムＳｃ、ジスプロシウムＤ
ｙ、ホルミウムＨｏ、ツリウムＴｍ等の希土類金属とが
封入され、発光効率、色温度等の特性向上をはかってい
る。なお、図中、２２は排気管である。

【００５３】また、上記発光管バルブ２両端付近の円筒
状部から、円筒状部を圧潰してほぼ偏平状に形成した封
止部２１ａ，２１ｂにかけて、外周面を覆うように耐火
性無機繊維クロスからなる保温体５が設けてある。（図
１では発光管バルブ２の両端に保温体５，５を設けた
が、保温体５はランプの種類、用途や点灯方向等に応じ
一端側のみであっても差支えない。）この保温体５の構
成は、材料がたとえばアルミナ・ボリア・シリカ質耐火
繊維のクロス（米国３Ｍ社の商品名ネクステル）でテー
プ状のものからなり、バルブ２内の主電極３ａ，３ｂが
外部から隠れる位置付近から封止部２１ａ，２１ｂにか
けて巻装してある。そして、この巻装が外れたり緩んだ
りするのを防ぐため、耐火性無機繊維を撚った紐を用
い、巻装した外面に巻き付け縛ることによって固定して
ある。

【００５４】そして、図２に示すように、上記発光管１
Ａはマウント構体６に組み込まれ、ＢＴ型やＴ型の外管
７内に収容して二重管構造のメタルハライドランプＬ１
とされる。なお、この図２においてランプＬ１の上下と
は、Ｅ形の口金７Ｂが上方側で外管７のトップが下方側
にある場合の説明上のものであって、この上下に拘束さ
れるものではない。

【００５５】マウント構体６は金属線や金属板で枠状に
形成した一対の発光管支持部材６ａ，６ｂを有し、この
支持部材６ａ，６ｂに発光管バルブ２の端部に形成した
ほぼ偏平状の封止部２１ａ，２１ｂをバンド（帯板）状
の抱持部材６１を介し挟持させ、この抱持部材６１の両
端を支持部材６ａ，６ｂに溶接等の手段で固定すること
により発光管１がほぼ垂直に支持されている。

【００５６】そして、外管７の一端に封止られたステム
６２の一方のリード線６３ｂに上方の支持部材６ｂが溶
接等の手段で接続されている。また、下方の支持部材６
ａは外管７のトップに形成した凹所７２内に在って、支
持部材６ａに取り付けた金属製の羽根状の弾性部材６４
が凹所７２の内面と弾性当接している。

【００５７】このランプＬ１の外管７内における電気的
接続は、発光管１Ａの上方側にある主電極３ｂと接続し
た外部リード４１ｂは、一方のリード線６３ｂに接続し
た上方の支持部材６ｂと導線６５ｂを介し接続されてい
る。また、発光管１Ａの下方側にある主電極３ａと接続
した外部リード４１ａは、導線６６ａを介し下方の支持
部材６ａと接続し、さらに、支持部材６ａと他方のリー
ド線６３ａは導線６５ａを介し接続されている。また、
補助電極３ｓには、発光管１Ａの上下の主電極３ａ，３
ｂと並列的に配列された始動補助回路が接続されてい
る。

【００５８】すなわち、図３はこのランプＬ１の点灯回
路を示し、図中、点線の範囲内は外管７内に設けられた
始動補助回路で、始動用の点灯管６７、バイメタルスイ
ッチ６８、抵抗６９を直列接続し、バイメタルスイッチ
６８と抵抗６９との接続部から限流抵抗６０を介し補助
電極３ｓに接続したものからなる。また、図中、Ｄは交
流電源、Ｔは定格電圧が１００Ｖまたは２００Ｖ、２次
電圧が２１０Ｖまたは２２０Ｖの安定器を備えた安定点
灯手段で、これらで点灯回路装置を構成している。な
お、図２中、ＺＧは絶縁がいし、Ｇはゲッタである。

【００５９】そして、上記構成のメタルハライドランプ
Ｌ１をソケットに装着して点灯回路装置を介し通電する
と、まず、上方の主電極３ｂとこの主電極３ｂとほぼ並
行に近接して設けた補助電極３ｓとの間で放電が生起
し、この放電が上下方の主電極３ａ，３ｂ間の放電とな
ってランプＬ１は点灯し発光する。

【００６０】このランプＬ１の点灯中、通常、最冷部が
形成される発光管バルブ２端部内の電極棒３１ａ，３１
ｂ，３１ｓの根元付近は保温体５により保温されている
ため、従来よりも温度が高まって発光効率を向上でき
る。

【００６１】また、この実施の形態に示すように、発光
管バルブ２の両端部に保温体５，５を設けたランプＬ１
は、発光管１Ａが垂直、水平ないしは傾斜状態での点灯
が可能でその点灯姿勢が制約されない。

【００６２】そして、この保温体５の特徴は、保温膜等
と同様に保温作用を呈することはもちろん、無機繊維で
耐熱性が高く熱的影響で破損や剥離することがないとと
もに繊維間での熱容量が大きく蓄熱量が増えて高い保温
効果が得られ、ランプＬ１の発光効率を向上できる。ま
た、保温体５を白色で形成すれば反射作用もあり電極方
向へ光線や熱線を効率よく反射させることができる。

【００６３】また、保温体５は、膜状の場合に比べほぼ
均一のものを作ることができるのでランプ間における保
温特性のばらつきを低減できる。また、保温体５が繊維
状のクロスであるので、万一、封止部２１ａ，２１ｂ等
にクラックが生じ発光管バルブ２が破砕してもその飛散
を軽減することができる。

【００６４】また、保温体５が繊維であるので柔軟性お
よび多少の伸縮性を有し、テープ状としておくことによ
り発光管バルブ２の外周面に容易に巻装することがで
き、塗布等を行わないので作業環境および作業性が向上
できる。また、図示ランプＬ１のように圧潰封止部２１
ａ，２１ｂをバンド（帯板）状の抱持部材６１を介し挟
持させる場合に、この繊維状の保温体５が介在すれば封
止部２１ａ，２１ｂに加わる応力が低減できるとともに
固定も強固に行える利点がある。

【００６５】さらに、ランプＬ１は、定格電圧が１００
Ｖまたは２００Ｖ、２次電圧が２１０Ｖまたは２２０Ｖ
の安定器を備えた安定点灯手段を用い点灯できるので、
格別の専用安定器を必要とせず経済性に優れた点灯回路
装置を提供できる。

【００６６】本発明者等はメタルハライドランプＭ７０
０Ｂ−Ｊ／ＢＨ（定格ランプ電力７００Ｗ）とＭ１００
０Ｂ−Ｊ／ＢＨ（定格ランプ電力１０００Ｗ）の従来ラ
ンプ（いずれの発光管もたとえばシリカ・アルミナを主
体とする耐熱性無機接着剤からなる保温膜が形成してあ
る。）の２品種およびこの従来の保温膜に変えて本発明
のアルミナ・ボリア・シリカ質耐火繊維のクロスからな
る保温体をほぼ同一面積形成した本発明ランプ（保温体
材料以外は同じ構成。）について諸特性を比較した。

【００６７】上記メタルハライドランプＭ７００Ｂ−Ｊ
／ＢＨは、略円筒状をなす全長（両端の圧潰封止部２１
ａ，２１ｂを含む）が約１５０ｍｍ、外径が約２９ｍ
ｍ、内容積が約３９．３ｃｃの発光管バルブ２内に、主
電極３ａ，３ｂの先端間の間隔が約７５ｍｍで内部に放
電媒体としてＮａ−Ｓｃ−Ｉまたは／およびＢｒ（Ｉお
よびＢｒの場合はＢｒ／Ｉの重量比が０．０９以下）か
らなるハロゲン化物を約４２．８ｍｇ、水銀を約１６０
ｍｇおよびアルゴンガスを約２ｋＰａ封入した発光管１
Ａを製作し、この発光管１Ａ両端の偏平状の圧潰封止部
２１ａ，２１ｂから円筒状の主電極３ａ，３ｂのほぼ先
端部位置までの外周面を覆うように幅約１８ｍｍの保温
体５，５を設け、この発光管１ＡをランプＬ１の全長
（外管７＋口金７Ｂ）が約３７０ｍｍ、最大外径（膨出
部）が約１５０ｍｍのＢＴ型をなす外管７内に約５３ｋ
Ｐａの窒素ガスとともに封装した。

【００６８】またメタルハライドランプＭ１０００Ｂ−
Ｊ／ＢＨは、略円筒状をなす全長（両端の圧潰封止部２
１ａ，２１ｂを含む）が約１６５ｍｍ、外径が約３３ｍ
ｍ、内容積が約６２．７ｃｃの発光管バルブ２内に、主
電極３ａ，３ｂの先端間の間隔が約１００ｍｍで内部に
放電媒体としてＮａ−Ｓｃ−Ｉ−Ｂｒからなるハロゲン
化物を約７４．９ｍｇ、水銀を約２００ｍｇおよびアル
ゴンガスを約１ｋＰａ封入した発光管１Ａを製作し、こ
の発光管１Ａ両端の偏平状の圧潰封止部２１ａ，２１ｂ
から円筒状の主電極３ａ，３ｂのほぼ先端部位置までの
外周面を覆うように幅約１６ｍｍの保温体５，５を設
け、この発光管１ＡをランプＬ１の全長（外管７＋口金
７Ｂ）が約３９０ｍｍ、最大外径（膨出部）が約１８０
ｍｍのＢＴ型をなす外管７内に約５３ｋＰａの窒素ガス
とともに封装した。

【００６９】そして、本発明に係わるランプＬ１および
同じ定格の従来ランプ（保温材料を除き同じ構成。）
を、定格電圧が１００Ｖまたは２００Ｖ、２次電圧が２
１０Ｖまたは２２０Ｖの安定器を備えた安定点灯手段を
用いランプを水平状態で点灯して、全光束特性を比較し
たところ下記表１の結果を得た。

【表１】 本発明ランプは、両品種とも従来ランプに比べて全光束
が約１０％向上したことを確認できた。

【００７０】また、この両者のランプを水平状態で点灯
したときの値を１００％とした場合、口金を支点（基
準）として外管バルブトップ側が上方に１５度程度まで
上がった傾斜状態から、外管バルブトップ側が下方に７
５度程度まで下がった傾斜状態の範囲内において１５度
おきに点灯したときの諸特性の比率の範囲は下記の通り
であった。

【００７１】全光束は、９４〜１０９％となり、従来ラ
ンプの点灯方向特性のばらつきに対して８〜２０％の向
上がみられた。また、ランプ電圧は、９７〜１０２％と
なり、従来ランプの点灯方向特性のばらつきに対して２
〜７％の向上がみられた。また、色温度は、９２〜１０
１％となり、従来ランプの点灯方向特性のばらつきに対
して０〜５％低下した。さらに、Ｒａ（演色性）は、９
２〜１０２％となり、従来ランプの点灯方向特性のばら
つきに対して０〜１４％の向上がみられた。

【００７２】以上のように本発明ランプは、水平ないし
は傾斜状態で点灯したとき、従来ランプに比べて良好な
諸特性が得られた。

【００７３】また、図４ないし図６は本発明に係わる高
圧金属蒸気放電ランプの他の実施の形態を示す正面図
で、図中、図１ないし図３と同一部分には同一の符号を
付してその説明は省略する。

【００７４】図４の放電ランプは、図２に示すと同様な
メタルハライドランプＬ２であって、図２と相違する部
分は、耐熱性無機繊維を巻装した保温体５，５が形成し
てある発光管１Ａを支持するマウント構体６部分の構造
が若干異なっている。

【００７５】すなわち、図４において上方の支持部材６
ｂ側には点灯管やバイメタルスイッチ等を備えておら
ず、下方の支持部材６ａと同電位のリード線６３ａに導
電線６３ｓを接続し、この導電線６３ｓに限流抵抗６０
を介して先端部に補助電極３ｓを設けた外部リード４１
ｓと接続して始動補助手段を形成してある。

【００７６】なお、図中ＺＧ，…は、異電位間の絶縁お
よび構体６を補強する絶縁がいしである。また、上記限
流抵抗６０に直列してバイメタルスイッチを介挿するこ
とは構わない。また、このランプＬ２は、上方の支持部
材６ｂ側にも弾性部材６４，６４が設けられていて、外
管７のネック７１の内面と弾性当接させ、内部の発光管
１Ａを外管７の中心軸上に安定、かつ、確実に支持する
ようにしている。

【００７７】この放電ランプＬ２の場合は、始動時、高
圧パルスを印加すると上方の主電極３ｂと、この主電極
３ｂに近接した限流抵抗６０を介する補助電極３ｓとの
間の放電生起で始動し、主電極３ａ，３間の放電に移行
した後の定常電圧では限流抵抗６０が挿入されているた
め主電極３ｂと補助電極３ｓとの間の放電は停止する。

【００７８】このように始動補助手段の構成が変わった
場合でも、保温体５，５を形成することにより、上記実
施の形態と同様な作用効果を奏する放電ランプＬ２を提
供できる。

【００７９】そして、この放電ランプＬ２は器具に装着
され店舗、ホール、地下街やオフィス等の照明用として
水平ないしは垂直状態で点灯され、点灯時、発光管１Ａ
の両端部は夫々保温体５，５が形成してあるので、傾斜
状態など点灯方向に拘らず上記実施の形態と同様に安定
した所定の発光特性を呈する。

【００８０】また、図５の放電ランプは高圧ナトリウム
ランプＬ３であって、このランプＬ４は、ＢＴ形やＴ形
をなす透光性のガラスバルブからなる外管７内にセラミ
ックからなるバルブ２で形成した発光管１Ｂを備えた二
重管構造をなしている。

【００８１】この発光管１Ｂは、封入したナトリウムの
侵蝕を防ぐためバルブ２が透光性のアルミナ等のセラミ
ックから形成され、円筒状をなす両端は電極（図示しな
い。）および排気管２２等を設けたセラミック栓やニオ
ブ金属板により気密に閉塞されている。

【００８２】そして、マウント構体６のステム６２に植
設した一方のリード線６３ａに枠状の支持部材６ａが溶
接等の手段で接続され、この支持部材６ａの上方および
下方において発光管１Ｂは排気管２２，２２部が抱持部
材６１，６１を介し固定されている。なお、上方の排気
管２２は抱持部材６１と電気的に絶縁して支持され、こ
の排気管２２は他方のリード線６３ｂに導体６５ｂを介
し接続している。

【００８３】この発光管バルブ２を用いた場合でも、最
冷部は発光管バルブ２の端部に生じるため、この端部近
傍に耐熱性無機繊維を巻装した保温体５，５が形成して
ある。

【００８４】このように発光管バルブ２の形状や構造が
変わった場合でも、保温体５，５を形成することによ
り、上記実施の形態と同様な作用効果を奏する放電ラン
プＬ３を提供できる。また、この発光管バルブ２は、封
止部もほぼ円筒状の形状をなすため繊維状のクロスを巻
装する作業が容易である。

【００８５】また、図６は直管（Ｔ）形の外管７を備え
た二重管構造で両端にＦＣ２形の口金７Ｂ，７Ｂを備え
た両口金形のメタルハライドランプＬ４である。この外
管７は円筒状の透光性石英ガラスからなり、両端に形成
した封止部７１ａ，７１ｂ内にモリブデン箔等の金属箔
７４ａ，７４ｂが封止してある。

【００８６】そして、真空または不活性ガスを封入した
外管７内には、両端に封止部２１ａ，２１ｂを形成した
直管形のメタルハライドランプからなる発光管１Ｃが封
装され、発光管１Ｃから導出した外部リード線４１ａ，
４１ｂが外管７端部の金属箔７４ａ，７４ｂに接続して
ある。なお、図中、６ａ，６ｂは発光管１Ｃを外管７内
に同軸的に支持する支持部材である。

【００８７】そして、この放電ランプＬ４は器具に装着
され店舗、ホール、地下街やオフィス等の照明用として
水平〜傾斜（±４５度）状態で点灯され、点灯時、発光
管１Ｃの両端部は夫々保温体５，５が形成してあるので
傾斜状態であっても、上記実施の形態と同様に安定した
所定の発光特性を呈する。

【００８８】また、図７は本発明に係わる他の実施の形
態の高圧金属蒸気放電ランプＬ５を示す一部断面正面図
である。この放電ランプＬ５は、カラー液晶プロジェク
タ等の光源として用いられる反射鏡付きショートメタル
ハライドランプで、図中、図１ないし図６と同一部分に
は同一の符号を付してその説明は省略する。

【００８９】図７において、８はガラスや金属等の材料
で形成された反射鏡で、回転放物面や回転楕円面等の回
転２次曲面をなす光反射用曲面８１を備え、背面中央部
には筒状の基体部８２が一体に突設されている。この基
体部８２内には一端側に口金７Ｂを接合したショートメ
タルハライドランプ（発光管）１Ｄが配置され、シリカ
とアルミナを主体とする耐熱性接着剤８３で接合固定し
てある。

【００９０】ランプ（発光管）１Ｄは透光性の石英ガラ
スからなる楕円形等の長円形状をなす発光管バルブ２の
両側に圧潰封止部２１ａ，２１ｂが形成されている。そ
して、一方の封止部２１ｂには端子ピン７９を備えたセ
ラミック製の円筒状の口金７Ｂが設けられ、他方の封止
部２１ａからは外部リード４１ａが導出され、上記端子
ピン７９および外部リード４１ａは給電線７５，７６を
介して点灯回路装置Ｃに接続している。なお、図中、７
７は絶縁被覆である。

【００９１】また、上記反射鏡８と反対側に位置する発
光管バルブ２の端部および他方の封止部２１ａの一部の
外周面部分には、上記実施の形態と同様にテープ状の耐
火性繊維のクロスを巻装した保温体５，５が設けてあ
る。

【００９２】また、８４は光反射用曲面８１に形成され
たダイクロイック膜等の光干渉膜やクロム、アルミニウ
ム、銀等の全光反射膜で、ここでは酸化チタンＴｉＯ₂
からなる高屈折率層と酸化ケイ素ンＳｉＯ₂ からなる低
屈折率層とを交互に多層形成した可視光透過赤外線反射
膜である。

【００９３】このような構成の反射鏡付きショートメタ
ルハライドランプＬ５は、反射鏡８の開口部側を下向き
にセットして点灯回路装置Ｃを介し通電して点灯させる
と、このランプ（発光管）１Ｄからの放射光は、一部は
直射光で一部は可視光透過赤外線反射膜８４に入射して
可視光が反射光となって反射鏡８の前方へ放射される。
なお、可視光透過赤外線反射膜８４に入射した赤外線は
反射膜８４および反射鏡８を透過して反射鏡８の後方へ
放出され、反射鏡８の前方には熱線の少ない可視光が放
射される。

【００９４】そして、通常、発光管バルブ２の上方側の
端部は点灯時、バルブ２内の対流により昇温するが、下
方側に位置する端部が最冷部となり十分な連続発光分布
が得られなかった。しかし、この発光管バルブ２は下方
側の端部に保温体５が設けてあるので、下方側の端部の
温度が上がり封入した発光金属の連続発光による所望の
分光発光特性が得られる。

【００９５】そして、このランプ（発光管）１Ｄは、た
とえば反射鏡８の開口部を下向きとした鉛直方向に配置
され、全反射ミラー、液晶パネル、投影レンズ等を介し
てスクリーンに投影するようにしたプロジェクタ装置の
光源として用いられ、上述した作用効果を奏することが
でき、装置として高い信頼性が得られる。

【００９６】また、図８は本発明に係わる高圧金属蒸気
放電ランプを装着した道路照明用等の照明器具９の実施
の形態の概略を示す縦断面図で、図中、図１ないし図７
と同一部分には同一の符号を付してその説明は省略す
る。

【００９７】この図８において照明器具９は、平面がほ
ぼ長円形状の筐体を構成する器具本体９０を有し、この
器具本体９０の基端には支柱であるポールＰに取り付け
るためのポール支持部９１が設けられている。また、器
具本体９０の先端側には下面に向けた開口９２が形成さ
れ、器具本体９０の内部にはこの開口９２に対向して反
射体９３が取り付けられているとともにソケット９４を
固定した取付板９５が設けられている。

【００９８】また、開口９２にはほぼ半球状の硬質ガラ
ス製の透光性カバー９６としてのグローブが枠体９７に
保持されて器具本体９０の先端側に設けられた蝶番９８
により開閉可能に取付けられ、器具本体９０の基端側に
設けられたラッチ９９にて枠体９７が器具本体９０に保
持される。なお、器具本体９０には、枠体９７を器具本
体９０に閉塞した状態で水密にシールするパッキング
（図示しない。）が取り付けられている。

【００９９】そして、この器具本体９０内のソケット９
４に上記実施の形態に示したメタルハライドランプＬ１
または高圧ナトリウムランプＬ４を装着して、ほぼ水平
状態で点灯させると、ランプからの可視光は反射体９３
で反射され、あるいは直接に透光性カバー９６に到達
し、この透光性カバー９６を透過して、被照射物である
路面を照射して所望の照度が得られる。

【０１００】このほぼ水平状態で点灯するメタルハライ
ドランプＬ１，Ｌ２または高圧ナトリウムランプＬ３
は、点灯時、発光管１Ａまたは１Ｂの両端部に保温体
５，５が設けてあるので保温され、安定した発光特性が
得られる。

【０１０１】なお、本発明は上記実施の形態に限定され
ない。たとえば、耐火性無機繊維クロスがテープ状のも
のを用い巻き付けて保温体を設けたが、耐火性無機繊維
クロスを筒状や袋状に予め形成しておいて、これを円筒
状をなすバルブの端部から封止部を覆うよう穿かせるよ
うにして設けてもよい。

【０１０２】この場合バルブの円筒状部の外周長さに対
し繊維クロスの開口部の長さを少々小さくしておけば、
繊維クロス側（保温体）が伸長してバルブの外周面に密
着して、装着後に繊維クロス側（保温体）が抜け出るこ
とを防止できる。

【０１０３】また、バルブに巻装した耐火性無機繊維ク
ロスからなる保温体の固定は、装着した上から、耐火性
無機繊維からなる撚紐を巻き付け縛ることによって固定
するが、この緊締箇所は保温体の全体に亘っても、保温
体の端部や最終巻き付け部分等の１ないし複数箇所であ
ってもよい。また、撚紐を巻き付けるバルブの表面に凹
部や凸部を形成しておくことにより、緊締が強くでき保
温体が移動する等の不所望なことを防ぐことができる。

【０１０４】さらに、本発明に係わる照明器具は、放電
ランプを水平状態ないし傾斜状態で点灯するものに限ら
ず、放電ランプを垂直状態で点灯する器具にも適用でき
るものである。

【０１０５】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、無機繊維クロ
スからなる保温体を設けたので、熱的影響で破損や剥離
することがないとともに熱容量が大きく蓄熱量が増えて
高い保温効果が得られるとともに膜状の場合に比べほぼ
均一のものを作ることができるのでランプ間における保
温特性のばらつきを低減して、ランプの発光効率の向上
がはかれる。

【０１０６】また、保温体が繊維であるので柔軟性およ
び多少の伸縮性を有するので形成作業が容易で塗布等を
行わないので作業環境の悪化がないとともに、万一、封
止部等にクラックが生じ発光管バルブが破砕してもその
飛散を抑制することができる。

【０１０７】したがって、発光特性や作業性の向上等種
々の利点を有する高圧金属蒸気放電ランプを提供でき
る。

【０１０８】請求項２の発明によれば、二重管構造の高
圧放電ランプに適用して、上記請求項１に記載したのと
同様な効果を奏する。

【０１０９】請求項３の発明によれば、反射鏡付きの高
圧放電ランプに適用して、上記請求項１に記載したのと
同様な効果を奏する。

【０１１０】請求項４の発明によれば、保温体をセラミ
ック繊維またはメタル繊維から形成することにより、上
記請求項１に記載したのと同様な効果を奏する。

【０１１１】請求項５の発明によれば、保温体を形成す
る端部に巻装した耐火性無機繊維クロスを、耐熱性や柔
軟性および多少の伸縮性を有する同種の耐火性無機繊維
からなる撚紐で緊締して固定したので、固定作業が容易
であるとともに強固に固定することができる。

【０１１２】請求項６の発明によれば、＋１５度〜−７
５度の傾斜状態を含む水平点灯用の放電ランプであっ
て、上記請求項１に記載したのと同様な安定した諸特性
を呈する。

【０１１３】請求項７の発明によれば、上記請求項１な
いし５に記載の効果を有する高圧金属蒸気放電ランプを
器具本体に組み込んでいるので、保温性にばらつきが少
なく発光特性のばらつきを低減した照明器具を提供でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる高圧金属蒸気放電ランプに用い
られる発光管を示す一部断面正面図である。

【図２】図１に示す発光管を封装した本発明の高圧金属
蒸気放電ランプの実施の形態を示す正面図である。

【図３】本発明に係わる高圧金属蒸気放電ランプの点灯
回路の実施の形態を示す概略回路図である。

【図４】本発明に係わる高圧金属蒸気放電ランプの他の
実施の形態を示す一部断面正面図である。

【図５】本発明に係わる高圧金属蒸気放電ランプの他の
実施の形態を示す正面図である。

【図６】本発明に係わる高圧金属蒸気放電ランプの他の
実施の形態を示す正面図である。

【図７】本発明に係わる高圧金属蒸気放電ランプの他の
実施の形態を示す正面図である。

【図８】本発明に係わる照明器具の実施の形態の概略を
示す縦断面図である。

【符号の説明】

Ｌ１，Ｌ２，Ｌ４：高圧金属蒸気放電ランプ（メタルハ
ライドランプ） Ｌ３：高圧金属蒸気放電ランプ（高圧ナトリウムラン
プ） Ｌ５：高圧金属蒸気放電ランプ（反射鏡付きショートメ
タルハライドランプ） １Ａ〜１Ｄ：発光管 ２：発光管バルブ ２１ａ，２１ｂ：封止部 ３ａ，３ｂ，３ｓ：電極 ５：保温体 ６：マウント構体 ７：外管 ８：反射鏡 ９：照明器具 ９１：器具本体（筐体） Ｃ：点灯回路装置

フロントページの続き (72)発明者 橋本 誠 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 石神 敏彦 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） 3K042 AA01 AC06 BB01 5C039 AA10 5C043 AA10 BB09 CC03 CD05 CD12 DD27 EA11 EA17 EB18

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 透光性高シリカガラスまたは透光性セラ
   ミックからなる発光管バルブの端部内に少なくとも一対
   の電極を対向して配設するとともに内部に放電媒体を封
   入した発光管と；この発光管の少なくとも一方の端部の
   外面に巻装された耐火性無機繊維クロスからなる保温体
   と；を具備していることを特徴とする高圧金属蒸気放電
   ランプ。
2. 【請求項２】 透光性高シリカガラスまたは透光性セラ
   ミックからなる発光管バルブの端部内に少なくとも一対
   の電極を対向して配設するとともに内部に放電媒体を封
   入した発光管と；この発光管の少なくとも一方の端部の
   外面に巻装された耐火性無機繊維クロスからなる保温体
   と；上記発光管を支持したマウント構体と；このマウン
   ト構体を収容するガラスからなる外管と；を具備してい
   ることを特徴とする高圧金属蒸気放電ランプ。
3. 【請求項３】 透光性高シリカガラスまたは透光性セラ
   ミックからなる発光管バルブの端部内に少なくとも一対
   の電極を対向して配設するとともに内部に放電媒体を封
   入した発光管と；この発光管の一方の端部の外面に巻装
   された耐火性無機繊維クロスからなる保温体と；上記発
   光管の管軸を光軸に沿わせるとともに発光管の他方の端
   部側を支持した反射鏡と；を具備していることを特徴と
   する高圧金属蒸気放電ランプ。
4. 【請求項４】 上記保温体を形成する耐火性無機繊維ク
   ロスが、セラミックファイバまたは炭素ファイバからな
   ることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一に記
   載の高圧金属蒸気放電ランプ。
5. 【請求項５】 上記保温体を形成する耐火性無機繊維ク
   ロスが、耐火性無機繊維からなる撚紐で発光管に緊締し
   て固定されていることを特徴とする請求項１ないし３の
   いずれか一に記載の高圧金属蒸気放電ランプ。
6. 【請求項６】 水平点灯用であることを特徴とする上記
   請求項１ないし５に記載の高圧金属蒸気放電ランプ。
7. 【請求項７】 筐体と；この筐体内に配設された反射鏡
   と；この反射鏡に対応して配設された上記請求項１ない
   し６に記載の高圧金属蒸気放電ランプと；を具備してい
   ることを特徴とする照明器具。