JP2003132839A

JP2003132839A - メタルハライドランプ

Info

Publication number: JP2003132839A
Application number: JP2001332937A
Authority: JP
Inventors: Shunsuke Kakisaka; 俊介柿坂; Kazuo Takeda; 一男武田; Takashi Maniwa; 隆司馬庭; Yoshiharu Nishiura; 義晴西浦
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2001-10-30
Filing date: 2001-10-30
Publication date: 2003-05-09
Also published as: US6815893B2; US20030080681A1

Abstract

(57)【要約】【課題】セラミック製発光管を備えるメタルハライド
ランプであって、発光効率や演色性が高く、かつ破損し
難いメタルハライドランプを提供する。【解決手段】長手方向両端部分に位置する放電発光管
端部２０７、２１２の外径に比して、中央部分に位置す
るテーパ部２１４、２１６及び本管部２１５の外径が拡
径されてなる管状の放電発光管部２１と、当該放電発光
管端部２０７、２１２にそれぞれ細管部２１８、２１１
が嵌挿されたセラミック製発光管容器２０を備えるメタ
ルハライドランプにおいて、テーパ部分２１４、２１６
と放電発光管端部２０７、２１２の境界部分における外
周面の曲率半径を０．３ｍｍ以上とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アルミナセラミッ
ク等を用いたセラミック発光管からなるメタルハライド
ランプの発光管構成に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】発光管内にハロゲン化金属を封入した高
輝度放電ランプであるメタルハライドランプにおいて
は、従来、発光管材料として石英が用いられてきた。し
かし、メタルハライドランプは点灯中に発光管内のハロ
ゲン化金属が高温、高圧となるのに対して石英製の発光
管では十分な強度が得られなかったので、石英に変わる
材料としてセラミック材料が注目されている。

【０００３】すなわち、石英材料の耐熱温度が１，００
０℃である一方、セラミック材料は１，２００℃と高い
耐熱性を示し、また機械的強度に関しても石英材料に優
っているので、近年ではセラミック材料を適用した発光
管の開発が活発に進められている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、より発
光効率が高く、かつ演色性も高いメタルハライドランプ
を実現するためにはメタルハライドランプに加える電力
をより大きくしなければならず、メタルハライドランプ
に大電力を加えた場合、上記のように発光管材料として
セラミックを採用したとしても尚、発光管の破損が発生
するという問題がある。

【０００５】実際、セラミック材料を使用した市販のメ
タルハライドランプについて品質試験を実施したとこ
ろ、（１）消費電力の大きいメタルハライドランプほど
破損しやすく、（２）電源電圧を定格値より高くすると
破損頻度が上がり、（３）エイジング時間が長ければ長
いほど破損するメタルハライドランプの数が増加するこ
とが判明した。

【０００６】例えば、上記（３）について具体的なデー
タを挙げると、エイジング点灯時間が６，０００時間ま
でに破損したメタルハライドランプの個数は全数に対し
て数％である。尚、この傾向は発光管の構成によらず同
様であり、一体成形された発光管であっても、複数の部
材が焼嵌されてなる発光管であっても、その品質におい
て上記のような傾向を示す。

【０００７】本発明は、上記のような問題に鑑みてなさ
れたものであって、セラミック製発光管を備えるメタル
ハライドランプであって、発光効率や演色性が高く、か
つ破損し難いメタルハライドランプを提供することを目
的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係るメタルハライドランプは長手方向両端
部分の外径に比して中央部分の外径が拡径されてなる管
状の中央管部と該中央管部の両端にそれぞれ嵌挿された
管状の細管部とからなるセラミック製発光管容器を備え
るメタルハライドランプであって、前記中央管部の拡径
されている中央部分と縮径されている両端との境界部分
における前記中央管部の外周面の曲率半径が０．３ｍｍ
以上であることを特徴とする。

【０００９】或いは、長手方向中央部外径が拡径されて
なる管状のセラミック製発光管容器を備えるメタルハラ
イドランプであって、前記発光管容器の拡径されている
中央部分と拡径されていない部分との境界部分における
前記発光管容器の外周面の曲率半径が０．３ｍｍ以上で
あることを特徴とする。このようにすれば、境界外側コ
ーナー付近のマイクロクラックの発生を抑制し、放電発
光管部の端部における破損発生を確実に防止でき、ラン
プ寿命面で高品質のアルミナセラミック管メタルハライ
ドランプが得られる。ここでマイクロクラックとは、肉
眼では確認することができない千分の一ミリメートル程
度のひび割れをいう。

【００１０】尚、上記に加えて、前記発光管容器はアル
ミナセラミック製としても良い。セラミック材料を用い
れば優れた耐熱性や機械的強度を得ることができると共
に、結晶粒径や表面状態を調整することにより良好な透
光性を得ることができる。また、アルミナ粒子を加える
ことによって光を拡散させることにより、望ましい配光
特性を得ることができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るメタルハライ
ドランプの実施の形態について、図面を参照しながら説
明する。（第１の実施の形態）図１は、本実施の形態に係るメタ
ルハライドランプ（消費電力１５０Ｗ、色温度４，３０
０Ｋ）の構成を示した図であって、外管ガラスバルブの
一部を切り欠いてランプ内部の構造が露わにされてい
る。図１に示すように、メタルハライドランプ１は外観
上、外管ガラスバルブ１０１に口金１０５を装着した構
成となっている。外管ガラスバルブ１０１の内部におい
ては、発光管２がその一方の端をステム線１０３によっ
て支持されており、発光管２の他方の端はステム線１０
６によって支持されている。

【００１２】これらのステム線１０３とステム線１０６
とは共にステム１０４から導出されている。また、発光
管２はその側面の外周を石英シールド管１０２により囲
繞されているが、これは発光管２が破裂したような場合
に、その影響を受けて外管ガラスバルブ１０１が破損す
るのを防止するためである。更に、外管ガラスバルブ１
０１の内部には窒素が４０〜６０ｋＰａだけ封入されて
いるが、これはステム線１０３、１０６間等を絶縁し
て、発光管２の外で放電が発生するのを防止するためで
ある。この他、外管ガラスバルブは発光管を保温した
り、リード線の酸化を防止する等の役割を果たしてい
る。

【００１３】図２は、発光管２の構成を示した断面図で
ある。発光管容器２０は放電発光管部２１を備えてお
り、当該放電発光管部２１の一方の端には細管部２１１
が嵌合されている。また、放電発光管部２１の他方の端
には細管部２１８が嵌合されており、これら放電発光管
部２１と細管部２１１、２１８は、焼嵌によって互いに
気密に固定されている。

【００１４】放電発光管部２１は円筒形状の本管部２１
５を備えており、当該本管部２１５の一方の端にはテー
パ部２１４が連なっている。ここで、テーパ部２１４は
一方の開口部を本管部２１５の一方の開口部と同じく
し、他方の開口部を放電発光管端部２１２の開口部と同
じくしている。テーパ部２１４は切頭円錐であって、そ
の２つの底面を抜いたような形状となっている。

【００１５】テーパ部２１４と同様に、本管部２１５の
他方の端にはテーパ部２１６が連なっており、テーパ部
２１６は一方の開口部を本管部２１５のもう一方の開口
部と同じくしている。また、テーパ部２１６の他方の開
口部は放電発光管端部２０７の開口部に連なっており、
テーパ部２１６は全体として切頭円錐の上下底面を抜い
たような形状をとっている。

【００１６】放電発光管端部２１２は円筒形状をしてお
り、放電発光管端部２１２の内径は細管部２１１の外径
に略等しい。これと同様に、放電発光管端部２０７も円
筒形状をしており、その内径は細管部２１８の外径と略
同じである。本管部２１５、テーパ部２１４、２１６、
および放電発光管端部２０７、２１２は全体として一体
成形された後に、焼成される。

【００１７】以上に述べたように、放電発光管部２１
は、その長手方向両端部分に位置する放電発光管端部２
０７、２１２の外径に比して、中央部分に位置するテー
パ部２１４、２１６及び本管部２１５の外径が拡径され
てなる管状の部材となっている。また、放電発光管部２
１の両端に位置する放電発光管端部２０７、２１２には
それぞれ細管部２１８、２１１が嵌挿され、全体として
発光管容器２０を構成する。なお、放電発光管部２１、
細管部２１８、２１１はいずれも回転体形状をとってお
り、発光管容器２０も回転体形状となっている。

【００１８】発光管容器２０内の放電空間には、一対の
タングステン電極２０４、２１７が対向配置され、主電
極を構成している。タングステン電極２０４の放電空間
内に突出している一端にはタングステンコイル２０５が
巻き付けられており、これと同様にタングステン電極２
１７もその一端にタングステンコイル２０６が巻き付け
られている。

【００１９】タングステン電極２０４のもう一方の端部
は給電体２０２の一端に接合されており、給電体２０２
のもう一方の端部には外部リード線２０１が接合されて
いる。同様にして、タングステン電極２１７のもう一方
の端は給電体２１９の一端に接合され、給電体２１９の
もう一端には外部リード線２０９が接合されている。タ
ングステン電極２０４、給電体２０２、および外部リー
ド線２０１が接合されてなる線状の部材は細管部２１１
の内部に挿通されている一方、タングステン電極２１
７、給電体２１９および外部リード線２０９が接合され
てなる線状の部材は細管部２１８内に挿通されている。
図１に示したように、外部リード線２０１はステム線１
０３に接続されると共に、外部リード線２０９はステム
線１０６に接続されており、発光管２は、これら外部リ
ード線２０１、２０９を介して電力の供給を受ける。

【００２０】タングステン電極２０４と細管部２１１と
の隙間には、モリブデンコイル２０３がタングステン電
極２０４に巻き付いた状態で配設されており、放電空間
の内部に封入されている発光物質が細管部２１１の内部
に侵入してくるのを防止している。細管部２１８とタン
グステン電極２１７との隙間にも同様に、モリブデンコ
イル２０８がタングステン電極２１７に巻き付いた状態
で配設されており、細管部２１８内への発光物質の侵入
を防いでいる。

【００２１】細管部２１１の内部には給電体２０２全体
を覆うようにＤｙ₂Ｏ₃−Ａｌ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂系フリット
２１０が充填されている。また、細管部２１８の内部に
は給電体２１９全体を覆うようにＤｙ₂Ｏ₃−Ａｌ₂Ｏ₃−
ＳｉＯ₂系フリット２２０が充填されている。給電体２
０２、２１９はそれぞれフリット２１０、２２０によっ
て細管部に気密封着されている。なお、フリット２１０
はランプ点灯時に給電体２０２が発光物質により侵蝕さ
れるのを防止する役割も果たしており、給電体２１９も
フリット２２０により発光物質による侵蝕から保護され
ている。

【００２２】放電空間の内部には、発光物質（５．２ｍ
ｇ）、緩衝ガス（水銀（Ｈｇ、約１０．５ｍｇ））及び
始動補助用希ガス（アルゴン（Ａｒ、約１３ｋＰａ）が
封入されている。ここで、発光物質は金属ハライドであ
って、その成分構成は沃化ジスプロシウム（ＤｙＩ₃、
１９ｗｔ％）、沃化ツリウム（ＴｍＩ₃、１９ｗｔ
％）、沃化ホルミウム（ＨｏＩ₃、１９ｗｔ％）、沃化
タリウム（ＴｌＩ、１７ｗｔ％）、沃化ナトリウム（Ｎ
ａＩ、２６ｗｔ％）である。

【００２３】図３は、放電発光管部２１について、図２
の破線２１３にて囲まれた部分を示した拡大図である。
図３に示すように、テーパ部２１４から放電発光管端部
２１２に向かうに従って、放電発光管部２１の外側面は
連続的に傾斜角を変化させてゆく。放電発光管部２１は
回転体形状をしており、図２は、従って図３も、放電発
光管部２１の回転軸を含む平面にて放電発光管部２１を
切った断面を示した図となっている。

【００２４】テーパ部２１４から放電発光管端部２１２
に向かう部分の外縁（以下、「境界部分」という。）
は、放電発光管部２１の回転軸を含む平面における断面
でみると滑らかな曲線を描いている。テーパ部２１６か
ら放電発光管端部２０７に向かう部分の外縁（これも、
「境界部分」という。）も、やはり当該断面でみると滑
らかな曲線を描いている。

【００２５】本実施の形態に係るメタルハライドランプ
１においては、当該曲線に沿って曲率半径Ｒを計測する
と、当該曲率半径Ｒが最も小さいところで０．３ｍｍと
なっている。放電発光管部２１は回転体であるので、境
界部分の曲率は前記断面に沿って最も小さくなってお
り、従って、境界部分の曲率半径Ｒは至るところ０．３
ｍｍ以上となっている。

【００２６】なお、放電発光管部２１の前記境界部分
は、放電発光管部２１が焼成後に曲率半径Ｒが０．３ｍ
ｍ以上となるように予め成形されている。放電発光管部
２１をこのように成形することによって、焼成時におけ
るマイクロクラックの発生を抑制することができ、延い
ては発光管２が破損するのを防止することができる。（材質と寸法）本実施の形態に係るメタルハライドラン
プ１の材質と寸法のうち主要なものを表１に示す。

【００２７】

【表１】

【００２８】なお、表１において、放電発光管部２１と
細管部２１１、２１８との材質をアルミナセラミックと
しているが、このアルミナセラミックとは多結晶体アル
ミナセラミック材料を所定の形状に成形した後、焼成し
て得られる透光性アルミナセラミックである。また、必
要に応じて、アルミナセラミックにランタン（Ｌａ）や
マグネシウム（Ｍｇ）等を添加しても良い。

【００２９】また、放電発光管部２１の内壁面とタング
ステン電極の先端部分の距離については、点灯時に放電
発光管部２１の内壁面の温度が７００℃程度になるよう
に設計されている。（実験結果）上記においては、放電発光管部２１の境界
部分の曲率半径Ｒが０．３ｍｍ以上となっている場合に
ついて述べたが、この曲率半径Ｒを異にする種々の発光
管について品質試験（エイジング点灯試験）を実施した
ところ以下の結果を得た。ここで、エイジング点灯試験
とはメタルハライドランプを５時間３０分だけ点灯状態
とした後、３０分だけ消灯状態とする動作を繰り返し実
行する試験をいう。

【００３０】（１）放電発光管部２１の境界部分おけ
る曲率半径Ｒの最小値が０．１ｍｍから１．５ｍｍの範
囲にある発光管を用いたメタルハライドランプ（全８０
灯）と、放電発光管部２１の境界部分において傾斜角が
不連続に変化する発光管を用いたメタルハライドランプ
（全２０灯）とについて、エイジング点灯時間を６，０
００時間までとし、電源電圧値を定格値よりも１０％だ
け大きくして（従って、メタルハライドランプの電力消
費も定格値より約１０％だけ大きくなる。）、エイジン
グ点灯試験を実施した。

【００３１】このエイジング点灯試験の結果、放電発光
管部２１の境界部分における曲率半径Ｒの最小値が０．
３ｍｍである発光管（全７０灯）については、エイジン
グ点灯試験を完了するまで放電発光管部２１の破損は一
切発生しなかった。また、エイジング試験を終了した後
に、境界部分の状態を観察したところ、マイクロクラッ
クもまったく発生していないことが確認された。

【００３２】一方、放電発光管部２１の境界部分におけ
る曲率半径Ｒの最小値が０．３ｍｍに満たないの発光管
（全１０灯）については、エイジング点灯試験を実施す
る過程で内１灯が破損した。また、エイジング点灯試験
を終了した後、境界部分の状態を観察したところ、内２
灯においてマイクロクラックが発生していることが確認
された。

【００３３】また、境界部分において傾斜角が不連続に
変化する発光管については、エイジング試験の途中で内
２灯が破損した。また、エイジング試験終了後の観察に
よって、内６灯について境界部分にマイクロクラックが
発生しており、境界部分における曲率半径Ｒの最小値が
０．３ｍｍ未満のものに比べてマイクロクラックの発生
頻度が高いことが確認された。

【００３４】以上をまとめると、境界部分の曲率半径Ｒ
の最小値が大きければ大きいほど、放電発光管部２１の
境界部分においてマイクロクラックが発生する頻度が低
く、同時に、発光管が破損する頻度も小さいことが分か
った。特に、境界部分の曲率半径Ｒの最小値を０．３ｍ
ｍよりも大きくすれば、放電発光管部２１の境界部分に
おける破損やマイクロクラックを抑制できるという著し
い効果があることが判明した。

【００３５】（２）次に、境界部分の曲率半径Ｒの最
小値が０．７ｍｍであるような発光管を備えたメタルハ
ライドランプ（全１００灯）について、エイジング点灯
を開始してから６，０００時間までは電源電圧値を定格
値よりも１０％だけ大きくすると共に、エイジング点灯
開始から６，０００時間を経過した後、１２，０００時
間を経過するまでの間は電源電圧値を定格値通りとし
て、エイジング点灯試験を実施した。

【００３６】この試験の結果、本実施の形態に係るメタ
ルハライドランプは、表２に示すような優れたランプ特
性を有していることが確認された。

【００３７】

【表２】

【００３８】（３）更に、境界部分において傾斜角が
不連続に変化する発光管について、境界部分を観察した
ところ、エイジング点灯するまでもなく、発光管容器を
焼成した直後において、既にマイクロクラックが発生し
ている発光管容器が存在していることが判明した。これ
は、発光管容器を焼成した後、冷却する際に、発光管容
器の部分ごとに温度の降下の仕方が一様でないために内
部応力が発生することが原因と考えられる。

【００３９】すなわち、一旦、内部応力が発生すると、
その影響は部材の屈曲部に集中するので、前記境界部分
においてマイクロクラックを生じたと推定される。ま
た、放電発光管部においては、通常、放電発光管端部と
それ以外の部分で壁面の厚みが異なるのだが、このこと
も境界部分においてマイクロクラックが生じ易くなるこ
とに寄与していると考えられる。

【００４０】また、メタルハライドランプであって、特
にワット数の大きいものにおいては、点灯時の温度上昇
が速いため、発光管容器が受ける熱衝撃が大きくなる。
エイジング点灯試験においては、点消灯が何度も何度も
繰り返されるので、メタルハライドランプが点灯される
たびに発光管容器に熱衝撃が加わる。放電発光管部の境
界部分にマイクロクラックがあると、熱衝撃に起因して
発光管容器に加わった応力によってマイクロクラックの
成長が促進される。そうして、最終的に発光管容器の破
損に至ったものと推測される。

【００４１】一方、放電発光管部の境界部分における曲
率半径の最小値を０．３ｍｍ以上とした発光管につい
て、焼成直後に境界部分の状態を確認したところ、マイ
クロクラックはまったく観察されなかった。従って、メ
タルハライドランプの点灯時に加わる熱衝撃よって境界
部分のマイクロクラックが成長するといった事態が発生
しないため、ワット数の大小に関わらず、点灯時の熱衝
撃に対する耐性が高く、破損し難くなっていると考えら
れる。

【００４２】なお、焼成時におけるマイクロクラックの
発生を抑制する方法として、放電発光管部の壁面の厚み
を全体として増加させることも考えられる。しかし、壁
面の厚みを増加させると、発光管部が吸収する光量や熱
量が増加して発光効率を損なうという欠点があるため、
この方法を適用したメタルハライドランプは実用に耐え
得ない。

【００４３】（第２の実施の形態）図４は、本実施の形
態に係るメタルハライドランプ（一般屋外照明用、消費
電力３００Ｗ）の発光管について、その構成を示した断
面図である。なお、本実施の形態に係る発光管を適用さ
れるメタルハライドランプは、例えば、図１に示したよ
うな全体構成をとるとしても良いし、直管構成等の異な
る構成をものとする。

【００４４】さて、図４に示すように、発光管３は図２
に示した第１の実施の形態に係る発光管２と概ね同様の
構成となっているが、発光管容器３０の構成が第１の実
施の形態に係る発光管容器２０とは異なっている。すな
わち、発光管容器２０が放電発光管部２１の両端に細管
部２１１、２１８を焼嵌させた構成となっているのに対
して、発光管容器３０は放電発光管部３１と、当該放電
発光管部３１の両端から延伸された細管部３１１、３１
５とが一体成形されている。

【００４５】放電発光管部３１は、図２の放電発光管部
２１と同様に、その中央に円筒形状の本管部３１３を備
えており、当該本管部３１３の一方の端にはテーパ部３
０７が、また他方の端にはテーパ部３１２がそれぞれ連
なっている。ここで、テーパ部３０７は切頭円錐の側面
部分のような形状をしており、一方の開口部を本管部３
１３の開口部と同じくし、もう一方の開口部を細管部３
１５の開口部と同じくしている。

【００４６】テーパ部３１２も、テーパ部３０７と同様
の形状をしており、一方の開口部を本管部３１３の開口
部と同じくし、もう一方の開口部を細管部３１１の開口
部と同じくしている。また、テーパ部３１２に連なって
いる細管部３１１及びテーパ部３０７に連なっている細
管部３１５はいずれも円筒形状をしている。発光管容器
３０は、放電発光管部３１と細管部３１１、３１５とを
一体として成形された後、焼結されてなる。

【００４７】細管部３１１に対しては、タングステン電
極３０４、給電体３０２および外部リード線３０１が接
合されてなる線状の部材が挿通されており、一方、細管
部３１５については、タングステン電極３１４、給電体
３１６および外部リード線３０９が接合されてなる線状
の部材が挿通されている。タングステン電極３０４の給
電体３０２と接合されていない方の端部にはタングステ
ンコイル３０５が巻き付けられている。また、タングス
テン電極３１４の給電体３１６と接合されていない方の
端部にはタングステンコイル３０６が巻き付けられてお
り、これらタングステンコイルを巻き付けられた方のタ
ングステン電極の端部は放電空間内において対向配置さ
れている。

【００４８】また、タングステン電極３０４の細管部３
１１に外囲された部分には、モリブデンコイル３０３が
巻き付けられており、これと同様に、タングステン電極
３１４の細管部３１５に外囲された部分には、モリブデ
ンコイル３０８が巻き付けられている。細管部３１１の
内部には、Ｄｙ₂Ｏ₃−Ａｌ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂系フリット３
１０が給電体３０２全体を覆うように充填されている。

【００４９】細管部３１５の内部にも、やはりＤｙ₂Ｏ₃
−Ａｌ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂系フリット３１７が給電体３１６
を覆うように充填されている。フリット３１０は給電体
３０２を、またフリット３１７は給電体３１６をそれぞ
れ発光物質による侵蝕から保護する役割を果たしてお
り、これと同時に発光管容器３０を気密に封着して、放
電空間に封入された発光物質や各種ガスの漏洩を防止す
る。

【００５０】上記第１の実施の形態においては、発光物
質として沃化ジスプロシウム、沃化ツリウム、沃化ホル
ミウム等が放電空間内に封入されているが、これに対し
て、本実施の形態に係る発光管容器３０においては、発
光物質として沃化セリウム（ＣｅＩ₃）、沃化ナトリウ
ム（ＮａＩ）、沃化スカンジウム（ＳｃＩ₃）、沃化タ
リウム（ＴｌＩ）を成分とする金属ハライド１６．０ｍ
ｇが放電空間に封入されている。なお、発光管容器３０
の放電空間には緩衝ガス（水銀約５２．０ｍｇ）及び始
動補助用希ガス（アルゴン約１３ｋＰａ）が封入されて
いるが、この点は第１の実施の形態におけるの発光管容
器２０と同様である。

【００５１】さて、第１の実施の形態における放電発光
管部２１の外側面と同様に、発光管容器３０の外側面
は、テーパ部３０７から細管部３１５に向かうに従って
連続的に傾斜角を変化させてゆく。同様に、テーパ部３
１２から細管部３１１に向かうに場合も傾斜角が連続的
に変化する。発光管容器３０は回転体形状をしており、
その回転軸を含む平面で切った断面においては、テーパ
部３０７から細管部３１５へと向かう部分の外縁（以
下、「境界部分」という。）が描く曲線の曲率半径Ｒは
０．３ｍｍ以上となっている。テーパ部３１２から細管
部３１１へと向かう部分の外縁（これも、「境界部分」
という。）についても前記断面で見ると滑らかな曲線形
状をなしており、その曲率半径の最小値は０．３ｍｍと
なっている。

【００５２】換言すると、本実施の形態に係るメタルハ
ライドランプにおいては、境界部分の曲率半径Ｒが０．
３ｍｍ以上となっていることになる。なお、発光管容器
３０の前記境界部分は、発光管容器３０が焼成される後
に曲率半径Ｒが０．３ｍｍ以上となるように予め成形さ
れている。発光管容器３０をこのように成形することに
よって、焼成時におけるマイクロクラックの発生を抑制
することができ、延いては発光管２が破損するのを防止
することができる。

【００５３】（寸法）本実施の形態に係るメタルハライ
ドランプの材質は、第１の実施の形態に係るメタルハラ
イドランプの材質と同様である。以下に本実施の形態に
係るメタルハライドランプの寸法のうち主要なものを表
３に示す。

【００５４】

【表３】

【００５５】（実験結果）本実施の形態にかかるメタル
ハライドランプ（消費電力３００Ｗ、境界部分の曲率半
径１．０ｍｍ以上）について、電源電圧を定格値よりも
１０％だけ大きくし、エイジング点灯時間を１２，００
０時間までとしてエイジング点灯試験を実施した。この
エイジング点灯試験の過程において、発光管容器３０の
破損はいっさい発生しなかった。また、エイジング点灯
試験を終了した後、発光管容器３０の境界部分を詳しく
観察したところ、マイクロクラックもまったく発生して
いないことを確認することができた。

【００５６】この他、本実施の形態に係るメタルハライ
ドランプであって、発光管容器３０の境界部分の曲率半
径を０．３ｍｍ以上としたメタルハライドランプについ
て様々な条件下で品質試験を実施したところ、例えば、
消費電力７０Ｗ（発光管容器３０の管壁の厚み約０．６
ｍｍ）から消費電力４００Ｗ（発光管容器３０の管壁の
厚み約１．３ｍｍ）までの範囲のメタルハライドランプ
においても、エイジング点灯試験中における発光管容器
３０の破損が見られず、エイジング点灯試験の終了後に
おいても発光管容器３０の境界部分にマイクロクラック
の発生は観察されなかった。

【００５７】また、本実施の形態に係るメタルハライド
ランプは、表４に示すような優れたランプ特性を有して
いることが確認された。

【００５８】

【表４】

【００５９】（変形例）以上、本発明を実施の形態に基
づいて説明してきたが、本発明は、上述の実施の形態に
限定されないのは勿論であり、以下のような変形例を実
施することができる。（１）上記の実施の形態においては、発光管容器の材
質を多結晶体アルミナセラミックとしたが、発光管容器
の材質はこれに限定されず、セラミック製の発光管容器
でさえあれば、本発明を適用することによって、発光管
容器の境界部分におけるマイクロクラックの発生を抑制
し、発光管容器の破損の発生を防止することができる。

【００６０】（２）上記第２の実施の形態において
は、発光管容器の放電発光管部は管部と管部の両端に連
なる２つテーパ部とからなるとし、図４に示したよう
に、このテーパ部は切頭円錐形状をしているとした。す
なわち、テーパ部の傾斜角は至るところ略一定であると
したが、これに代えて、テーパ部の傾斜角を位置に応じ
て変化させるとしてもよい。

【００６１】例えば、テーパ部を半球からその頂部を取
り去った形状とし、その半球と直径を同じくする円筒を
管部として、放電発光管部を形成してもよい。この場
合、従来であれば、テーパ部と細管部の接する部分にお
いては発光管容器の外側面がその傾斜を急激に変化させ
るため、焼結時にマイクロクラックが発生したり、点灯
時に破損したりする可能性が高かったけれども、本発明
のように境界部分の曲率半径を０．３ｍｍ以上とすれば
このような問題を回避することができる。

【００６２】（３）上記実施の形態においては、放電
空間に封入する発光物質やガスについての具体例を幾つ
か挙げたが、これらに代えて別の発光物質やガスを放電
空間に封入するとしても良い。実際、発光管容器の焼成
時にマイクロクラック発生するか否かについては、これ
らの物質はまったく関与しない。また、メタルハライド
ランプの発光管容器に適用されるセラミック材料は放電
空間に封入される発光物質やガスの影響を受け難く、発
光管容器の破損は専ら点灯時の熱衝撃に起因するものだ
からである。

【００６３】（４）上記実施の形態においては、発光
管容器その他の寸法について具体例を幾つか挙げたが、
本発明はこれらには限定されず、例示した寸法以外の寸
法をとるとしても効果を奏することができる。

【００６４】

【発明の効果】本発明によれば、セラミック材料からな
る放電発光管部とその両端の一対の細管部との３つの部
材か、あるいはそれらの一体成形部材が焼成された発光
管容器を用いた特に高ワットタイプのメタルハライドラ
ンプにおいて、ランプエイジング点灯による前記放電発
光管部の端部におけるマイクロクラック発生を抑制し、
その端部の破損発生を確実に防止できて、これによりラ
ンプ寿命面で高品質の高ワットタイプのアルミナセラミ
ック管メタルハライドランプが得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態に係るメタルハライドランプ
の構成を示した図であって、外管ガラスバルブの一部を
切り欠いてランプ内部の構造を露わにした正面図であ
る。

【図２】第１の実施の形態に係る発光管２の構成につい
て、中心軸を含む平面で切った断面を示した図である。

【図３】第１の実施の形態に係る発光管２の放電発光管
部２１について、図２の破線２１３にて囲まれた部分を
示した拡大図である。

【図４】第２の実施の形態に係るメタルハライドランプ
の発光管３の構成について、中心軸を含む平面で切った
断面を示した図である。

【符号の説明】

１メタルハライドラ
ンプ２、３発光管２０、３０発光管容器２１、３１放電発光管部１０１外管ガラスバル
ブ１０２石英シールド管１０３、１０６ステム線１０４ステム１０５口金２０１、２０９、３０１、３０９外部リード線２０２、２１９、３０２、３１６給電体２０３、２０８、３０３、３０８モリブデンコイ
ル２０４、２１７、３０４、３１４タングステン電
極２０５、２０６、３０５、３０６タングステンコ
イル２０７、２１２放電発光管端部２１０、２２０、３１０、３１７フリット２１１、２１８、３１１、３１５細管部２１３破線２１４、２１６、３０７、３１２テーパ部２１５、３１３本管部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者馬庭隆司大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者西浦義晴大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内Ｆターム(参考） 5C043 AA01 AA02 AA14 CC03 CD01 CD05 DD03 EB16 EC20

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】長手方向両端部分の外径に比して中央部
分の外径が拡径されてなる管状の中央管部と該中央管部
の両端にそれぞれ嵌挿された管状の細管部とからなるセ
ラミック製発光管容器を備えるメタルハライドランプで
あって、前記中央管部の拡径されている中央部分と縮径されてい
る両端との境界部分における前記中央管部の外周面の曲
率半径が０．３ｍｍ以上であることを特徴とするメタル
ハライドランプ。
【請求項２】長手方向中央部外径が拡径されてなる管
状のセラミック製発光管容器を備えるメタルハライドラ
ンプであって、前記発光管容器の拡径されている中央部分と拡径されて
いない部分との境界部分における前記発光管容器の外周
面の曲率半径が０．３ｍｍ以上であることを特徴とする
メタルハライドランプ。
【請求項３】前記発光管容器はアルミナセラミック製
であることを特徴とする請求項１または請求項２のいず
れかに記載のメタルハライドランプ。