JP2003331781A - メタルハライドランプおよび点灯装置ならびに照明器具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 水銀、ハロゲン化物およびスカンジウムメタ
ルを封入した石英ガラスからなる発光管バルブの、白濁
による発光特性の低下防止ならびに寿命中のランプ電圧
の上昇抑制をはかったメタルハライドランプおよびこの
ランプの点灯装置ならびに照明器具を提供することを目
的とする。 【解決手段】 バルブ４０内に電極５ａ，５ｂを設け内
部に希ガス、水銀、ナトリウムハロゲン化物、スカンジ
ウムハロゲン化物およびスカンジウムメタルを含む放電
媒体を封入した発光管４と、この発光管４を囲繞したシ
ュラウド６と、発光管４およびシュラウド６を支持した
サポート部材７ａ，７ｂと、これらを収容封装した外管
バルブ１とを備えた定格ランプ電力Ｗが０．７〜１ｋＷ
級のランプにおいて、上記放電媒体中のスカンジウムメ
タルの量Ｓ（ｍｇ／ｃｃ）と、定格電力Ｗ（ｋＷ）との
関係Ｓ／Ｗが、０．００１≦Ｓ／Ｗ≦０．０４５を満足
するメタルハライドランプＬおよびこのランプＬの点灯
装置ならびに照明器具９Ａ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、スカンジウムメタ
ルを含むハロゲン化物を封入した発光管を、外管バルブ
内に封装したメタルハライドランプおよびこのランプの
点灯装置ならびにランプを装着した照明器具に関する。

【０００２】

【従来の技術】メタルハライドランプは、透光性の石英
ガラスやアルミナなどのセラミックスからなるバルブ内
に対向して電極を配設するとともに、内部に放電媒体と
して水銀などとナトリウム、スカンジウム、ディスプロ
シウム、ネオジウム、スズ、ツリウムやセリウムなどの
ハロゲン化メタルおよび始動用の希ガスを封入した発光
管を、外管バルブに封装して構成されている。

【０００３】このメタルハライドランプは、発光管内の
両電極間で発生する放電の作用により封入した水銀やハ
ロゲン化メタルなどの発光材料を発光させているが、点
灯中の原子密度と温度が相当に高いためその発光スペク
トルは種々な波長範囲に及び、高効率、高演色性が得ら
れることから省エネルギー光源として注目され、店舗、
ホール、ビル施設、工場施設、スポーツ施設や道路など
の各種照明用として多く用いられている。

【０００４】そして、このメタルハライドランプの中で
も、発光材料として水銀、ヨウ化ナトリウムおよびヨウ
化スカンジウムを封入したランプは、汎用の水銀灯安定
器を用いることができることから経済的であり、また、
ナトリウムが５９０ｎｍ付近の波長域を、また、スカン
ジウムが可視光全域にわたる多数の線スペクトルの発光
をなすことから、他のハロゲン化物を封入したランプに
比べてさらに高い効率が得られるという特長を有する。

【０００５】しかし、このメタルハライドランプでは、
イオン化されたＮａ⁺ が発光管表面の負電位に引かれ、
残され遊離したヨウ素によって、寿命中期においてラン
プ電圧の上昇を招くという不具合があり、水銀とハロゲ
ン化物のほかに、さらに発光管バルブの内容積１ｃｃ当
り０．０５〜０．０７ｍｇ程度のスカンジウムメタルを
封入している。

【０００６】このスカンジウムメタルの封入により、ス
カンジウムがヨウ化スカンジウムＳｃＩ₃ として遊離ヨ
ウ素を吸着するので立ち消えなどを防止できるが、点灯
時に所定の発光特性を得るためには発光管バルブを他の
発光材料を封入した発光管に比べ高い温度としなければ
ならなかった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、点灯時、発光
管バルブの温度が約８５０℃を超えると、バルブの石英
ガラスを形成するシリカＳｉＯ₂ とスカンジウムメタル
とが反応して、バルブの内面に白濁を生じ透明なバルブ
の光透過率を悪化して、発光特性が低下する問題があっ
た。

【０００８】そこで、本発明者等は、発光管バルブの温
度やスカンジウムメタルの封入量などと、この白濁の発
生要因について種々究明し検討した結果、本発明を完成
するに至った。すなわち、発光管バルブの温度を下げれ
ば白濁は防止できるが、発光特性の低下を来すので採用
できず、スカンジウムメタルの封入量を規制することに
より諸種の効果が得られることが分った。

【０００９】本発明は、発光材料として水銀、ナトリウ
ムとスカンジウムのハロゲン化物およびスカンジウムメ
タルを封入した石英ガラスからなる発光管バルブの、白
濁による発光特性の低下防止ならびに寿命中のランプ電
圧の上昇抑制をはかったメタルハライドランプおよびこ
のランプの点灯装置ならびに照明器具を提供することを
目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に記載
のメタルハライドランプは、透光性石英ガラスからなる
発光管バルブ内に少なくとも一対の電極を対向して設け
るとともに内部に希ガス、水銀、ナトリウムハロゲン化
物、スカンジウムハロゲン化物およびスカンジウムメタ
ルを含む放電媒体を封入した発光管と、この発光管を囲
繞した耐熱透光性部材からなる円筒状のシュラウドと、
上記発光管およびシュラウドを支持したサポート部材
と、上記発光管、シュラウドおよびサポート部材を収容
封装した外管バルブとを具備した定格ランプ電力Ｗが
０．７〜１ｋＷ級のメタルハライドランプにおいて、上
記発光管バルブ内に封入された放電媒体中のスカンジウ
ムメタルの量Ｓ（ｍｇ／ｃｃ）と、ランプの定格電力Ｗ
（ｋＷ）との関係Ｓ／Ｗが、０．００１≦Ｓ／Ｗ≦０．
０４５ の条件を満足することを特徴とする。

【００１１】本発明は、ナトリウムに侵され難い材料か
らなる発光管バルブ内に電極を配設するとともに内部に
希ガス、水銀、ナトリウムハロゲン化物、スカンジウム
ハロゲン化物およびスカンジウムメタルを含む放電媒体
を封入した発光管を備えた定格ランプ電力が０．７〜１
ｋＷ級のメタルハライドランプで、上記スカンジウムメ
タルの量Ｓ（ｍｇ／ｃｃ）と、ランプの定格電力Ｗ（ｋ
Ｗ）との関係Ｓ／Ｗ値を規制したものである。

【００１２】すなわち、上記スカンジウムメタルの封入
量が多すぎると、過剰のスカンジウムメタルとバルブ組
成のシリカＳｉＯ₂ とが反応して、バルブ内表面に白濁
を生じバルブの光透過率を悪くして発光効率を低下させ
る。

【００１３】そして、定格ランプ電力が０．７〜１ｋＷ
級のランプにおいて、上記封入量Ｓ（ｍｇ／ｃｃ）をラ
ンプ電力Ｗ（ｋＷ）で除した、すなわち、ランプ電力１
ｋＷ当りの封入量Ｓ（ｍｇ／ｃｃ）を規制したものであ
る。

【００１４】この封入量係数Ｓ／Ｗ値の上限が０．０４
５（ｍｇ／ｃｃ／ｋＷ）で、この上限を超えると２００
０時間点灯後の光束維持率が許容される６５％以下とな
る短寿命となる。また、下限の０．００１（ｍｇ／ｃｃ
／ｋＷ）未満であるとナトリウムイオンの抜け出しによ
る発光効率の低下があり、封入量係数は０．００１〜
０．０４５（ｍｇ／ｃｃ／ｋＷ）の範囲内、好ましくは
ばらつきなどを考慮すると０．０１〜０．０４（ｍｇ／
ｃｃ／ｋＷ）の範囲がよかった。

【００１５】また、発光管を囲繞してシュラウドを設け
たことにより、発光管を保温してランプの高効率化や高
演色化など発光特性の向上がはかれるとともに、万一、
発光管バルブが破損しガラス片が飛散しても、シュラウ
ドがこれを阻止ないしは衝撃を緩和して外管バルブに及
ぼす応力を低減して、外管バルブの破損を防止して安全
性も高められる。

【００１６】また、本発明が適用されるメタルハライド
ランプは、定格ランプ電力が０．７ｋＷ〜１ｋＷ級の範
囲のもので、この範囲を外れた電力のランプでも多少の
作用効果を奏するが、定格ランプ電力が約０．５ｋＷ以
下の小出力のものでは発光管容積が小さくシュラウドを
用いなくても電極間隔の短縮などで、発光管が十分保温
されるので除外される。

【００１７】また、定格ランプ電力が１．５ｋＷ程度の
ものでも同様な作用効果が得られるが、１．５ｋＷを越
える大電力のランプでは始動や点灯維持の問題から２次
電圧の低い水銀灯用の安定器を用いることができない虞
がある。

【００１８】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。

【００１９】本発明のメタルハライドランプは、希ガス
および水銀、ハロゲン化ナトリウム、ハロゲン化スカン
ジウム、スカンジウムメタルを含む発光材料が封入され
たメタルハライドランプであって、上記材料のほかに他
のハロゲン化物、たとえばヨウ化ディスプロシウム（Ｄ
ｙＩ₃ ）やヨウ化スズ（ＳｎＩ₂ ）あるいはヨウ化セシ
ウム（ＣｓＩ）などの材料がともに封入されていてもよ
い。また、スカンジウムメタルは板状や粒状にして封入
することができる。

【００２０】この発光管バルブ内に封入される放電媒体
の具体的材料やその量（圧力）は、ランプの定格、特性
や用途などに応じて適宜上述した材料の中から選択して
決めることができる。

【００２１】発光管バルブを形成する材料としては、透
光性石英ガラス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などを満足できる。また、発光
管バルブの形状は、円筒形、長円形や球形などの単一形
状や複合形状をしたものからなる。発光管バルブの端部
に形成される封止部の形態は圧潰封止やシュリンク（焼
き絞り）封止を採用することができる。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。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。

【００２２】また、メタルハライドランプは、発光管温
度の関係で、発光管が外管バルブ内に封装された二重管
（シュラウドを含むと三重管）などの多重管構造をして
いるのが好ましく、最外となる外管バルブ内部が大気雰
囲気でもよいが、不活性ガスまたは窒素ガス雰囲気ある
いは真空雰囲気とすることができる。

【００２３】すなわち、外管バルブ内に不活性ガスまた
は窒素ガスを低圧封入するか真空雰囲気とすることによ
り、点灯時に高温となる発光管構成部材、サポート部材
やステム構成部材の酸化などを防止するとともにランプ
の再始動時間を短縮したり、万一の外管バルブ破損時の
破裂を防止できる。

【００２４】また、シュラウド（透光性中空管）は、上
記発光管バルブと同様な耐熱透光性ガラス材料やアルミ
ナやマグネシアなどからなる耐熱透光性セラミックス材
料を用いることができ、肉厚が１〜３ｍｍ程度の円筒形
状をなし発光管バルブのほぼ全長を覆って設けておけ
ば、最冷部が発光管のどの箇所に生じても保温する作用
を奏するので、他のメタルハライドランプの発光材料よ
り高温が要求されるスカンジウムを封入した発光管を適
切に保温でき所定の波長の発光が行える。

【００２５】また、シュラウド（中空管）の表面に蛍光
体膜、光拡散膜、紫外線の反射膜や遮断膜などの被膜ま
たは光拡散用の凹凸面などを形成しておいても、あるい
は外周に耐熱性のセラミックスなどの無機繊維からなる
線状やメッシュ状の補強体を巻装しておても差支えな
い。また、このシュラウド（中空管）は、万一の発光管
バルブの破裂時にガラス片などの飛散を防護する作用を
有する。

【００２６】また、発光管およびシュラウド（中空管）
を、電位のかからないサポート部材に支持させることに
より、点灯時に光電子作用によって発光管バルブ内から
ナトリウムイオンなどが抜け出すことを防ぎ、ランプの
発光効率の低下を防止できる。

【００２７】すなわち、ハロゲン化ナトリウムなどを封
入したメタルハライドランプでは、点灯時に発光管から
放射された紫外線が導電体に照射されると光電子が導電
体から放出され、この光電子が拡散により発光管バルブ
の外表面に付着し、発光管を負に帯電させる。この石英
ガラスからなるメタルハライドランプの発光管バルブ
は、酸化ケイ素の格子間距離が発光管内のナトリウムイ
オンよりも大きいため、正に帯電したナトリウムイオン
は上記発光管外表面の負の光電子による電位に引かれて
発光管バルブを通過して発光管外へ消失する。このた
め、発光管内のナトリウム量が減少するので、ランプの
発光効率が低下するとともに発光管内に過剰の遊離ハロ
ゲンが増えるのでランプ電圧が上昇していたが、このよ
うな現象を防ぐことができる。

【００２８】なお、発光管から発光金属が抜け出ない構
成の放電ランプにおいては、発光管およびシュラウド
（中空管）をサポート部材を導電体としても用いた電位
がかかる構成としたものであっても差支えない。

【００２９】さらに、放電ランプの点灯姿勢は水平、鉛
直はもちろん傾斜した姿勢であっても、発光管の端部を
保温できる状態に保てれば同様な作用効果を奏すること
ができる。

【００３０】本発明の請求項２に記載の点灯装置は、交
流電源と、この電源に接続された２次電圧が２１０Ｖま
たは２２０Ｖの安定器を有する安定点灯手段と、この安
定点灯手段の出力端に接続された上記請求項１に記載の
メタルハライドランプとを具備していることを特徴とす
る。

【００３１】本発明の点灯装置は、上記請求項１に記載
したメタルハライドランプを汎用の水銀灯安定器を用い
点灯しても立ち消えを抑制できる作用を奏する。

【００３２】また、用いられる安定器としては定格電圧
が１００Ｖまたは２００Ｖ、２次電圧が２１０Ｖまたは
２２０Ｖであるが、これら数値は定格値であり多少の変
動は許容される。

【００３３】本発明の請求項３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上記請求項１に
記載のメタルハライドランプと、このランプに接続した
安定点灯手段とを具備していることを特徴とする。

【００３４】器具本体に、上記請求項１に記載の作用を
有するメタルハライドランプを組み込んでいるので、光
束低下などが小さく高い発光特性を呈するとともにラン
プ交換などのメンテナンスが容易な照明器具を提供でき
る。

【００３５】また、この照明器具は、器具内に安定点灯
手段を備えていても、器具外に安定点灯手段を設けラン
プと接続されているものであってもよい。この照明器具
は、店舗、ホール、ビル施設、工場施設、スポーツ施設
や道路などの照明用として、高い発光特性を呈すること
ができる。

【００３６】

【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は本発明に係るメタルハライ
ドランプの概略を示す正面図である。

【００３７】この図１においてメタルハライドランプＬ
は、外管バルブ１の一端部にはステム２が封止され、こ
のステム２にサポート部材７ａ，７ｂなどを介し発光管
４およびこの発光管４を囲繞したシュラウド（透光性中
空管）６を支持させた構成となっている。

【００３８】これら各部分を詳述すると、外管バルブ１
はホウケイ酸ガラスなどの透光性の硬質ガラスからな
り、中央部に膨出部１１を有するとともに図示下部側の
閉塞されたトップ部１２および上部側のネック部１３に
小径部分を有するいわゆるＢＴ型に形成されている。こ
のネック部１３側にはステム２が封止られた封止部（図
示しない。）を有し、この封止部を覆ってＥ型の口金３
が取付けられている。

【００３９】また、この外管バルブ１内に封装された発
光管４は、透光性気密容器を形成する円筒直管（Ｔ）形
の石英ガラスからなる発光管バルブ４０の両端部に圧潰
封止部４ａ，４ｂを有し、このバルブ４０内には対向し
てタングステンＷやモリブデンＭｏからなる一対の主電
極５ａ，５ｂおよび一方の主電極５ａの近傍に補助電極
５ｓが設けられている。

【００４０】上記圧潰封止部４ａ，４ｂ内にはリボン状
のモリブデンからなる金属箔５１，５１および５１ｓが
気密に封止られていて、この金属箔５１，５１および５
１ｓの内寄りには上記電極５ａ，５ｂ，５ｓが、バルブ
４０の外寄りにはモリブデン線などからなる外部導入線
５２，５２および５２ｓがそれぞれ溶接やかしめ止めな
どの手段で接続されている。

【００４１】また、上記発光管バルブ４０内には、放電
媒体として水銀（Ｈｇ）、ヨウ化ナトリウム（Ｎａ
Ｉ）、ヨウ化スカンジウム（ＳｃＩ₃ ）、スカンジウム
（Ｓｃ）メタルおよびアルゴン（Ａｒ）などの希ガスが
封入してある。

【００４２】また、シュラウド（中空管）６は、耐熱透
光性の石英ガラスからなる上下端部が開口した円筒形状
をなし、内部の発光管４と所定の間隔を隔てて配設され
ている。

【００４３】なお、ネック部１３側のサポート部材７ａ
は、上記ステム２のガラス管２１に巻装したバンド部材
７２に締結などの手段で固定したり、ステム２に植設さ
れた導入線２１，２２とは別の外部導入線を有しないサ
ポート線などに固定して支持されるようにしてもよい。

【００４４】外管バルブ１内における上記発光管４およ
びシュラウド（中空管）６の支持は、上記外管バルブ１
のトップ部１２およびネック部１３側に配設されるモリ
ブデンやステンレスなどの線材や板状体を略コ字形に成
形したサポート部材７ａ，７ｂの開口部に封止部４ａ，
４ｂを位置させて、帯状の金属板からなるバンド部材７
１，７１で封止部４ａ，４ｂを挟み溶接などの手段で接
続することにより発光管４を固定している。

【００４５】また、シュラウド（中空管）６は、シュラ
ウド（中空管）６の端面とほぼ同形のリング状に打ち抜
き複数箇所に起立片６１，…を設けた保持板６０を両端
部に当て起立片６１，…を起立させてシュラウド（中空
管）６の端部を外側から抑えたり内外面の両側から挟む
ようにするとともに一部の起立片６１，…をサポート部
材７ａ，７ｂやバンド部材７１，７１に溶接などの手段
で接続することにより固定させている。

【００４６】また、サポート部材７ｂの側面に金属製の
羽根状の弾性部材７３，７３を設け、（この弾性部材７
３，７３はネック部１３側のサポート部材７ａにも設け
てもよい。）この弾性部材７３，７３がバルブ１のトッ
プ部１２内周面に弾性当接するとともに、発光管４自体
も主柱として作用して外管バルブ１の中心軸上にあるよ
う支持されている。

【００４７】また、外管バルブ１内および電源からの電
気的接続は、図２に示す回路構成となっている。すなわ
ち、ステム２の一方の導入線２１は給電線７４、外部導
入線５２を介し一方の主電極５ａと接続し、ステム２の
他方の導入線２２は発光管バルブ４０と遠ざかるよう湾
曲して離した細線からなる給電線７５、外部導入線５２
を介し他方の主電極５ｂと接続している。また、発光管
４の上下の主電極５ａ，５ｂと並列的に始動補助回路が
接続されている。

【００４８】この始動補助回路は、始動用の点灯管（グ
ロースタータ）８１、バイメタルスイッチ８２、抵抗８
３を直列接続し、点灯管８１とバイメタルスイッチ８２
との接続部から限流抵抗８４を介し補助電極５ｓに接続
したものからなる。なお、図中、８８は交流電源、８９
は安定器などを有する安定点灯手段で、これら部品で点
灯回路を構成している。また、点線内は放電ランプＬの
外管バルブ１内に封装された部品である。

【００４９】したがって、この実施の形態では発光管４
およびシュラウド（中空管）６は、電位のかからないサ
ポート部材７ａ，７ｂに支持されている。

【００５０】そして、図１に示すＢＴ型の外管バルブ１
内に発光管４を収容した二重管構造のメタルハライドラ
ンプＬは、鉛直や水平状態あるいは傾斜状態で点灯され
る。

【００５１】このメタルハライドランプＬをソケットに
装着して、電源８８から点灯回路装置８９を介し通電す
ると、外管バルブ１内に設けた点灯管８１などの始動補
助回路が作用して、発光管４の一方の主電極５ａとこの
主電極５ａとほぼ並行に近接して設けた補助電極５ｓと
の間で放電が生起し、点灯管８１内のバイメタルの接点
開放時のキック電圧によりこの放電が左右の主電極５
ａ，５ｂ間の放電となってランプＬが点灯し発光する。

【００５２】このランプＬの点灯が継続すると、発光管
４からは可視光線とともに熱（赤外）線が四方八方へと
放射され、放電熱によって発光管４が昇温する。そし
て、発光管４に近接するとともに囲繞して配設したシュ
ラウド（中空管）６によって放熱が遮蔽されるため、発
光管バルブ４０はさらに昇温する。

【００５３】すなわち、この温度上昇は発光管バルブ４
０の全体に及び、バルブ４０内に封入したヨウ化スカン
ジウムをはじめ発光材料がよく蒸発して所望の蒸気圧が
得られて発光効率や演色性を高めることができる。

【００５４】つぎに、本発明のメタルハライドランプＬ
の具体的な実施例を説明する。

【００５５】このメタルハライドランプＬは、定格ラン
プ電力が０．７ｋＷで、ランプ全長（外管バルブ＋口金
部）が約３７０ｍｍ、最大外径（膨出部）が約１５０ｍ
ｍのＢＴ型をなす外管バルブ１内に、円筒状をなす全長
が約１２５ｍｍ、外径が約２９ｍｍ、内容積が約３９．
３ｃｃのバルブ４０内に、主電極５ａ，５ｂの先端間の
間隔が約６５ｍｍで内部に放電媒体として水銀が約９０
ｍｇ、ヨウ化ナトリウムが約７ｍｇ、ヨウ化スカンジウ
ムが約３３ｍｇ、スカンジウムメタルが約１．０ｍｇ
（Ｓ／Ｗ＝０．０３６３９）およびアルゴンガスが約２
ｋＰａ封入された発光管４を、約５３ｋＰａの窒素ガス
とともに封装し、さらに発光管４を囲み全長が約９８ｍ
ｍ、肉厚ｔが約２．０ｍｍ、内径が約４１ｍｍの透光性
中空管６が設けられている。

【００５６】そして、この本発明の実施例構成のメタル
ハライドランプＬおよび同定格の従来のランプ（実施例
と異なる構成はスカンジウムメタルを約１．５ｍｇ（Ｓ
／Ｗ＝０．０５４５９）封入してある。）とを、定格電
圧が１００Ｖまたは２００Ｖで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介し点灯さ
せた。

【００５７】本発明のメタルハライドランプＬ（１０個
の平均）は、発光効率が約１００Ｌｍ／Ｗ、２０００時
間点灯後の光束維持率が約７０％で、従来のランプに対
して、２０００時間点灯後の光束維持率に約１０％の向
上がみられた。

【００５８】また、定格ランプ電力が１ｋＷで、ランプ
全長（外管バルブ＋口金部）が約３９０ｍｍ、最大外径
（膨出部）が約１８０ｍｍのＢＴ型をなす外管バルブ１
内に、円筒状をなす全長が約１６５ｍｍ、外径が約３３
ｍｍ、内容積が約６２．７ｃｃのバルブ４０内に、主電
極５ａ，５ｂの先端間の間隔が約８０ｍｍで内部に放電
媒体として水銀が約１２０ｍｇ、ヨウ化ナトリウムが約
１０ｍｇ、ヨウ化スカンジウムが約５０ｍｇ、スカンジ
ウムメタルが約２．５ｍｇ（Ｓ／Ｗ＝０．０３９８７）
およびアルゴンガスが約１ｋＰａ封入された発光管４
を、約５３ｋＰａの窒素ガスとともに封装し、さらに発
光管４を囲み全長が約１２２ｍｍ、肉厚ｔが約２．０ｍ
ｍ、内径が約４６ｍｍの透光性中空管６が設けられてい
る。

【００５９】そして、この定格ランプ電力が１ｋＷの上
記本発明のランプＬおよび同定格の従来のランプ（実施
例と異なる構成はスカンジウムメタルを約３．０ｍｇ
（Ｓ／Ｗ＝０．０４７８３）封入してある。）とを、定
格電圧が１００Ｖまたは２００Ｖで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介し点
灯させた。

【００６０】本発明のメタルハライドランプＬ（１０個
の平均）は、発光効率が約１００Ｌｍ／Ｗ、２０００時
間点灯後の光束維持率が約７４％で、従来のランプに対
して、２０００時間点灯後の光束維持率に約１０％の向
上がみられた。

【００６１】そして、本発明は、スカンジウムメタルの
封入量を従来ランプより減少させたことにより、スカン
ジウムと石英ガラス製バルブ４０を形成するシリカＳｉ
Ｏ₂との反応によるバルブ内面に生じる白濁がないかあ
っても僅かでバルブ４０の光透過率の低下が少ない。ま
た、スカンジウムメタルを封入しておくことにより、ナ
トリウムイオンが抜け遊離したヨウ素をスカンジウムが
吸着することで、ランプが立ち消えする電圧の上昇など
を起こさない。

【００６２】また、上記ランプＬは、定格電圧が１００
Ｖまたは２００Ｖで２次電圧が２１０Ｖまたは２２０Ｖ
の汎用の水銀灯点灯用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を提供できる。

【００６３】また、このメタルハライドランプＬは、発
光管４やシュラウド（中空管）６を支持するサポート部
材７ａ，７ｂを電気的接続に利用していないので電位が
かかっておらず、発光管４他端側の主電極５ｂへの給電
は遠く離した細線からなる給電線７５であり、点灯時に
光電子作用によって発光管バルブ４０内からナトリウム
イオンなどが抜け出すことを防止できる。

【００６４】したがって、点灯経過に伴う光束の低下が
少なく光束維持率が高められるとともにナトリウム減少
によるランプ電圧の上昇を来す短寿命を防げる、発光特
性および寿命特性の向上がはかれるメタルハライドラン
プＬを提供できる。

【００６５】また、発光管４を囲繞してシュラウド（中
空管）６を設けたことにより、万一、発光管バルブ４０
が破損しガラス片が飛散しても、これを阻止ないしは衝
撃を緩和して外管バルブ１に及ぶ応力を低減できて、外
管バルブ１の破損を防止して安全上も大いに寄与でき
る。

【００６６】そして、本発明者等は上記スカンジウムメ
タルの単位内容積当りの封入量Ｓ（ｍｇ／ｃｃ）とラン
プ電力Ｗ（ｋＷ）との関係、すなわち、封入量Ｓをラン
プ電力Ｗで除した、ランプ電力１ｋＷ当りの封入量係数
（ｍｇ／ｃｃ／ｋＷ）を規制することにより、上記効果
が得られることが分かった。

【００６７】すなわち、ランプ電力Ｗが０．７ｋＷ級と
１ｋＷ級のメタルハライドランプについて、スカンジウ
ムメタルの単位内容積当りの封入量（ｍｇ／ｃｃ）を種
々変化させてランプＬを組み立て、２０００時間点灯後
の光束維持率を調査した。

【００６８】そして、封入量係数が０．０４５（ｍｇ／
ｃｃ／ｋＷ）を超えると、２０００時間点灯後の許容さ
れる光束維持率が６５％以下となる短寿命となり、ま
た、逆に封入量係数が０．００１（ｍｇ／ｃｃ／ｋＷ）
未満であるとナトリウムイオンの抜け出しによる発光効
率の低下があり、封入量係数は０．００１〜０．０４５
（ｍｇ／ｃｃ／ｋＷ）の範囲内、好ましくはばらつきな
どを考慮すると０．００５〜０．０４２（ｍｇ／ｃｃ／
ｋＷ）程度の範囲がよかった。

【００６９】因みに、上記実施例に示す定格ランプ電力
０．７ｋＷの本発明のメタルハライドランプＬの封入量
係数Ｓ／Ｗが０．０３６３（ｍｇ／ｃｃ／ｋＷ）である
のに対して従来ランプは０．０５４６（ｍｇ／ｃｃ／ｋ
Ｗ）であり、また、定格ランプ電力１．０ｋＷの本発明
のメタルハライドランプＬの封入量係数Ｓ／Ｗが０．０
３９９（ｍｇ／ｃｃ／ｋＷ）であるのに対して従来ラン
プは０．０４７８（ｍｇ／ｃｃ／ｋＷ）であった。

【００７０】図３および図４は本発明に係わるメタルハ
ライドランプＬを装着した照明器具９Ａ，９Ｂの実施の
形態の概略を示す正面図と縦断面図である。

【００７１】この図３において照明器具９Ａは、天井面
などへの取付部をなす基台９１にソケット９Ｓが取着さ
れているとともにこのソケット９Ｓを囲みガード９２が
設けられている。そして、このガード９２の下端には金
属板やほうろう製の円錐状をし内面に反射面が形成され
た反射笠などの反射体９Ｒが固定され、上記ソケット９
Ｓに放電ランプＬの口金３が装着されることにより保持
と電気的な接続がなされる。

【００７２】なお、この実施の形態では上記基台９１、
ガード９２および反射体９Ｒなどで器具本体を構成して
いる。また、ランプの点灯回路装置および電源スイッチ
（図示しない。）は器具本体とは別の所に設けられてい
る。

【００７３】このような照明器具９Ａは、たとえばスポ
ーツ施設の天井面に反射体９Ｒの開口部側を下方に向け
て取付けられ、電源スイッチを入れることにより安定器
を有する安定点灯手段からソケット９Ｓを介して放電ラ
ンプＬに通電される。

【００７４】そして、この反射体９Ｒ内で口金３側を上
方（ベースアップ）にした鉛直状態にあるランプＬが点
灯されると、ランプＬからの可視光は反射面で反射さ
れ、あるいは直接に開口部を透過して、被照射物である
コートやグランド面を照射して所定の照度が得られる。

【００７５】また、図４は、道路照明用などの照明器具
９Ｂで、平面がほぼ長円形状の器具本体９３を有し、こ
の器具本体９３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９４が設けられている。また、
器具本体９３の先端側には下面に向けた開口が形成さ
れ、器具本体９３の内部にはこの開口に対向して反射体
９Ｒが取り付けられているとともにソケット９Ｓを固定
した取付板９５が設けられている。

【００７６】また、開口にはほぼ半球状の硬質ガラス製
の透光性カバーとしてのグローブ９６が枠体９７に保持
されて器具本体９３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９３の基端側に設け
られたラッチ９９にて枠体９７が器具本体９３に保持さ
れる。なお、器具本体９３または枠体９７には両者が閉
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。

【００７７】そして、この器具本体９３内のソケット９
Ｓに上記実施の形態に示したメタルハライドランプＬを
装着して、ほぼ水平状態で点灯させると、ランプＬから
の可視光は反射体９Ｒで反射され、あるいは直接にグロ
ーブ９６に到達し、このグローブ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。

【００７８】したがって、本発明の実施の形態に係わる
上記照明器具９Ａ，９Ｂは、装着されたメタルハライド
ランプＬの点灯経過後の光束低下が小さく高い発光特性
および長寿命が得られるので、ランプＬ交換などのメン
テナンスが容易な照明器具９Ａ，９Ｂを提供できる。

【００７９】また、本発明に係わる照明器具は、上記図
３および図４に示す用途や構造のものに限らず、各種の
用途や用途に応じた構造を有するものに適用でき、ラン
プの点灯方向も鉛直や水平状態に限らず、傾斜状態で点
灯する器具にももちろん適用できる。

【００８０】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、スカンジウム
メタルの封入量を規制したことにより、バルブ内面にシ
リカＳｉＯ₂ との反応により生じる白濁を防止して光透
過率の悪化が小さく、点灯経過に伴う光束維持率の低下
が少ないとともにナトリウム減少によるランプ電圧の上
昇を来す短寿命となることが防げる、発光特性および寿
命特性の向上がはかれたメタルハライドランプを提供で
きる。

【００８１】また、発光管を囲繞してシュラウド（中空
管）を設けたことにより、発光管の保温が行えスカンジ
ウムメタルを容易に作用させるとともに、万一、発光管
バルブが破損しガラス片が飛散しても、これを阻止ない
しは衝撃を緩和して外管バルブに及ぶ応力を低減して、
バルブの破損を防止して安全上も大いに寄与したメタル
ハライドランプを提供できる。

【００８２】請求項２の発明によれば、上記請求項１に
記載したメタルハライドランプを汎用の水銀灯安定器を
用い点灯しても立ち消えを抑制でき経済性に優れた点灯
装置を提供できる。

【００８３】請求項３の発明によれば、上記請求項１に
記載の効果を有するメタルハライドランプを組み込んで
いるので、メンテナンスが容易で安価に維持することと
ができる照明器具を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るメタルハライドランプの実施の形
態を示す正面図である。

【図２】本発明に係るメタルハライドランプの点灯回路
を示す概略回路図である。

【図３】本発明に係わるメタルハライドランプを装着し
た照明器具の実施の形態の概略を示す正面図である。

【図４】本発明に係わるメタルハライドランプを装着し
た照明器具の他の実施の形態の概略を示す縦断面図であ
る。

【符号の説明】

Ｌ：メタルハライドランプ １：外管バルブ ４：発光管 ４０：発光管バルブ ４ａ，４ｂ：封止部 ５ａ，５ｂ：電極 ６：シュラウド（透光性中空管） ８９：安定点灯手段 ９Ａ，９Ｂ：照明器具

───────────────────────────────────────────────────── 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 41/18 Ｈ０５Ｂ 41/18 ３１０Ｃ ３１０ ３１０Ｄ Ｆ２１Ｙ 101:00 // Ｆ２１Ｙ 101:00 Ｆ２１Ｓ 5/00 Ｈ (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 (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） 3K083 AA00 AA45 AA76 BA23 CA00 CA06 CA33 5C015 QQ03 QQ14 QQ54 5C039 HH02 HH05 5C043 AA02 CC03 CD05

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 透光性石英ガラスからなる発光管バルブ
   内に少なくとも一対の電極を対向して設けるとともに内
   部に希ガス、水銀、ハロゲン化ナトリウム、ハロゲン化
   スカンジウムおよびスカンジウムメタルを含む放電媒体
   を封入した発光管と；この発光管を囲繞した耐熱透光性
   部材からなる円筒状のシュラウドと；上記発光管および
   シュラウドを支持したサポート部材と；上記発光管、シ
   ュラウドおよびサポート部材を収容封装した外管バルブ
   と；を具備した定格電力Ｗが０．７〜１ｋＷ級のメタル
   ハライドランプにおいて、上記発光管バルブ内に封入さ
   れた放電媒体中のスカンジウムメタルの量Ｓ（ｍｇ／ｃ
   ｃ）と、ランプの定格電力Ｗ（ｋＷ）との関係Ｓ／Ｗ
   が、下記条件を満足することを特徴とするメタルハライ
   ドランプ。 ０．００１≦Ｓ／Ｗ≦０．０４５
2. 【請求項２】 交流電源と；この電源に接続された２次
   電圧が２１０Ｖまたは２２０Ｖの安定器を有する安定点
   灯手段と；この安定点灯手段の出力端に接続された上記
   請求項１に記載のメタルハライドランプと；を具備して
   いることを特徴とする点灯装置。
3. 【請求項３】 器具本体と；この器具本体内に配設され
   た上記請求項１に記載のメタルハライドランプと；この
   ランプに接続した安定点灯手段と；を具備していること
   を特徴とする照明器具。