JP2003346708A - 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】 封止部内に金属箔とともに埋没する電極軸先
端部の構造を改善することにより、金属箔を含む封止部
への熱的影響を抑制するとともに埋没部にある電極軸と
ガラスとの密着性が高い発光管バルブを有する高圧金属
蒸気放電ランプおよびこのランプを装着した照明器具を
提供することを目的とする。 【解決手段】 発光管バルブ４０と、このバルブ４０端
部の封止部４ａ，４ｂ内に気密封止された金属箔５１
と、電極コイル５Ｃが巻装された頭部５ｂに連設して段
差部５ｄを設け小径化するとともにテーパー状の先細部
５ｇを形成した電極軸５Ａを有し、この先細部５ｇを上
記封止部４ａ，４ｂ内に埋設された金属箔５１の一端側
に接続してなる電極構体５と、上記金属箔５１の他端側
に設けられた外部導入体５２と、上記発光管バルブ４０
内に封入された放電媒体とを備えた高圧金属蒸気放電ラ
ンプＬおよびこのランプＬを装着した照明器具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、発光管バルブの封
止部近傍に配設される電極構体の構造を改善した高圧金
属蒸気放電ランプおよびこの放電ランプを装着した照明
器具に関する。

【０００２】

【従来の技術】高圧金属蒸気放電ランプは、たとえば石
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
内の両端部に対向して電極構体を配設固定するとともに
内部に水銀や水銀と金属ハロゲン化物などおよびアルゴ
ンなどの希ガスからなる放電媒体を封入した発光管を、
外管内に封装して構成されている。

【０００３】この放電ランプは、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金属ハロゲン
化物など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、高演色を呈する光源として各種用途に
用いられている。

【０００４】そして、上記のように点灯時に高温度とな
る発光管を石英ガラスで形成したものは、両端部を圧漬
などして形成した封止部が電極コイルから電極軸を通じ
ての伝導熱や放電による輻射熱を受けて相当に温度が上
昇したり、点灯一消灯の繰り返しによる熱的衝撃を受け
るなどの応力で、甚だしい場合にはクラックを生じて破
壊し短寿命となることがある。

【０００５】そこで、ランプとしては電極軸を長くした
り、軸径を細くするなどの手段で封止部の温度低下をは
かっている。

【０００６】また、たとえば特開平７−１１４９０２号
公報には棒状電極（電極軸）の中間部の一部や周面を切
り欠いてその前後の断面積より小さい断面積部分を形成
し、この切り欠き部分で封止部方向に向かう熱を抑制し
てヒートダム効果を得ることが記載されている。

【０００７】そして、この公報の記載によれば、電極の
先端側の温度を通常より高くすることができ、また、放
電によってバルブの内周面に到達する低融点合金の量を
少なくしてバルブの白濁やガラスの結晶化を防止し、ラ
ンプの長寿命化がはかれるとある。

【０００８】一方、上記電極は電極部が設けられた棒状
のタングステンからなる電極軸をモリブデンなどの金属
箔の一端側に溶接などの手段で接続支持されている。ま
た、この金属箔の他端側にはモリブデン線や棒からなる
外部導入体が溶接などの手段で接続されている。

【０００９】そして、石英ガラスからなる発光管バルブ
の端部内に金属箔部分を介在させて、ガラスを加熱溶融
することにより内部に金属箔を気密に封止しているが、
上記発光管バルブを形成する石英ガラスと金属箔を形成
するモリブデンとは、もともと熱膨張率が異なり馴染み
が悪く、モリブデンを極めて薄い箔状とすることによっ
て解決している。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この金属箔に
接続されたタングステンからなる電極軸およびモリブデ
ンからなる外部導入体は、棒状や線状をしていて金属箔
と接続した部分を含む先端部分が封止部内に埋没してい
る。そして、この埋没した部分は視感的には密着してい
るように見えるが、現実は両者の熱膨張率差によって両
者間には空隙が生じていて、電極軸や外部導入体の棒
（線）径が大径のほど熱膨脹によりガラスに与える応力
が大きく密着性が低下し空隙も大きくなる。そして、こ
の空隙内にはバルブ内においては放電媒体が、バルブ外
においては酸素を含む微量の大気が侵入している。

【００１１】そして、この発光管を点灯したとき、封止
部は伝導熱や輻射熱により温度が上がり、大気中の微量
の酸素により外部導入体が当初は表面の酸化であったの
が、点灯経過とともに接続している金属箔にまで及ぶこ
とがある。また、この種の発光管ではバルブ内の最冷部
が封止部の内端で、バルブ内へ封入した余剰の封入物が
この内端に溜り電極軸とガラスとの空隙から侵入する。

【００１２】このとき、発光管内にある電極軸は伝導熱
などにより温度が上がり、特にハロゲン化物を封入した
発光管では、空隙内に侵入したハロゲン化物と電極軸と
が反応し、その反応物質が軸部に付着するため電極軸が
太くなり、封止部にクラックやリークを発生したり箔切
れを生じることがある。

【００１３】この金属箔の酸化や電極軸のハロゲンとの
反応は電気抵抗を増し、さらに金属箔やその接続部およ
び封止部の温度上昇を来すとともに早期に電極が折損し
たり金属箔が溶断したりして短寿命となるばかりでな
く、甚だしい場合には封止部やバルブの破裂などを生じ
ガラス片が飛散するなどの問題がある。

【００１４】そこで、上記事由や他の要因で発光管バル
ブ破損時にガラス片の飛散防止手段として、外管にフッ
素樹脂材料などからなる防護被膜を形成したり、発光管
を囲って透光性の石英ガラス管を設けるなどのことが行
われている。

【００１５】また、上記特開平７−１１４９０２号公報
のランプは、電極の先端側の温度を高くすることができ
るが、電極軸の基端部側の外径は変わらないので上述し
たような不具合を生じる虞がある。

【００１６】本発明は、金属箔の一端側に接続され封止
部内に金属箔とともに埋設される電極軸先端部の構造を
改善することにより、金属箔を含む封止部への熱的影響
を抑制するとともに埋設部にある電極軸とガラスとの密
着性が高い発光管バルブ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装着した照明器具を提供する
ことを目的とする。

【００１７】

【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、少なくとも一端が封止部
により閉塞された放電空間を有する発光管バルブと、こ
の封止部内に気密封止された金属箔と、電極コイルが巻
装された頭部に連設して段差部を設け小径化するととも
にテーパー状の先細部を形成した電極軸を有し、この先
細部を上記封止部内に埋設された金属箔の一端側に接続
してなる電極構体と、上記金属箔の他端側に設けられる
とともに上記封止部外に導出した外部導入体と、上記発
光管バルブ内に封入された放電媒体とを具備しているこ
とを特徴とする。

【００１８】ランプは点灯が継続して電極構体先端の電
極コイル部および頭部がヒートダム効果で高温となり放
電作用を活発化できるとともに、断面積を減らした段差
部および先細としたテーパー状部を有する電極軸とした
ことにより熱伝導が抑制され、金属箔との接続部および
金属箔を含む封止部の温度を低下させることができる。

【００１９】また、封止部内に埋没した電極軸部分や金
属箔とバルブのガラスとの間は、熱膨張率差などにより
応力を生じて気密封着は難しいが、埋没した部分の電極
軸をテーパー状の細径とすることにより密着性を向上で
き、埋没部における電極軸周囲に生じる空隙はないかあ
っても僅かで封入物の侵入は少ない。また、温度を低減
できるので、電極軸とハロゲン化物との反応がしにくく
なった。

【００２０】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。

【００２１】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
ライドランプや水銀ランプなどで、外管内に封装された
二重管などの多重管構造であっても外管を用いない一重
管構造のランプであってもよい。

【００２２】発光管バルブを形成する材料としては、封
止部に気密導入導体としてモリブデンなどの金属箔を封
止できる、石英ガラス、ホウケイ酸ガラスやアルミノシ
リケートガラスなどの酸化ケイ素を主成分とする透光性
高シリカガラスを用いることができる。

【００２３】また、発光管バルブの形状は、円筒形、長
円形や球形などあるいはこれらの複合形状をなし、内部
の対向する電極構体間に放電空間が形成されていればよ
い。

【００２４】また、発光管バルブの端部に形成される封
止部の形態は、成形金型を用いた圧潰封止であっても、
成形金型を用いないガラス管を焼萎め縮径してガラスを
中心に集めその横断面をほぼ円形に形成した焼萎み封止
であってもよい。また、バルブの両端に封止部が設けら
れた両端封止形の発光管であっても、バルブの一端に封
止部が設けられた片端封止形の発光管であってもよく、
要するにバルブの開口部に電極構体を接続した金属箔が
気密閉塞された封止部が形成される発光管に適用でき
る。

【００２５】また、多重管構造の高圧金属蒸気放電ラン
プの場合は、外管内部が、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してある。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。

【００２６】この発光管バルブ内に封入される放電媒体
としては、水銀、発光金属のハロゲン化物や希ガスなど
が用途や特性などに応じて適宜選択して用いられる。

【００２７】また、電極コイルや電極軸などの電極構体
はタングステンやトリウム入りタングステンなどタング
ステンを主成分とする材料から構成され、電極軸に設け
られる段差部は１段に限らず２段以上の複数段であって
もよいが、段差が大きい方が断熱作用が大きく好まし
い。また、電極コイル部は電極軸と別体に形成して巻装
したものであっても、電極軸の先端部を折り返し巻回し
た一体のものであってもよく、また、電極コイル部に易
電子放射性物質（エミッタ）が設けられていてもよい。
また、電極構体の近傍に始動用の補助電極が設けられて
いてもよい。

【００２８】金属箔と電極構体の電極軸や外部導入体と
の接続手段は、抵抗溶接、アーク溶接やプラズマ溶接な
どの溶接、また、このとき白金などの中間部材を介在さ
せて溶接してもあるいはかしめによる挟圧などであって
もよい。

【００２９】さらに、透光性中空管（シュラウド）は、
必須のものではないが上記発光管バルブと同様な耐熱透
光性の材料を用いることができ、その形状は円筒形状を
なし、その表面に蛍光体膜、光拡散膜、紫外線の反射膜
や遮断膜などの被膜あるいは光拡散用の凹凸面などが形
成されていても差支えない。

【００３０】さらにまた、発光管および中空管を、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止でき、放電ランプが
発光効率の低下を来したり、ランプ電圧を上昇させて短
寿命に至らせるなどのことを防ぐことができる。

【００３１】本発明の請求項２に記載の高圧金属蒸気放
電ランプは、電極軸の段差部が放電空間内に位置してい
ることを特徴とする。

【００３２】比較的大径の頭部を含む段差部を、封止部
のガラス中に埋没してなく、テーパー状の先細とした細
径部をガラス中に埋没するようにしたので、電極軸とガ
ラスとの間は熱膨張率差などによる応力が小さく密着性
を向上できる。

【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ま
たは２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装置とを具備している
ことを特徴とする。

【００３４】上記請求項１または２に記載したと同様な
作用を奏する高圧金属蒸気放電ランプを組込んだ照明器
具は、ランプの電極構体およびバルブ封止部の破壊の発
生を低減できるので、メンテナンスが容易で安価に維持
することができる。

【００３５】また、本発明の照明器具は反射鏡、レンズ
や保護カバーなどが設けられていてもよく、屋内外の一
般照明用、店舗照明用、プロジェクタのバックライト用
あるいは自動車や鉄道車両の前照灯用などに広く使用で
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は本発明に係る高圧金属蒸気
放電ランプとして、二重管構造のメタルハライドランプ
を示す正面図、図２（ａ）は図１のランプの電極構体を
拡大して示す正面図である。

【００３７】この図１に示すメタルハライドランプＬ
は、一端部にステム２を封止し不活性ガスを封入した外
管バルブ１内の上下方に配設した一対のサポート部材７
ａ，７ｂに、所定の放電間隙を隔てて対向配設した電極
構体５，５を備えた発光管４およびこの発光管４を囲繞
した透光性中空管（シュラウド）６の端部を支持させた
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
部分が形成されたいわゆるＢＴ型のものである。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石英ガラス（高シ
リカガラス）からなる円筒状の発光管バルブ４０の両端
部に圧潰封止部４ａ，４ｂが形成され、内部には放電空
間が形成されている。また、この両圧潰封止部４ａ，４
ｂ内には、後述する電極構体５および外部導入体５２を
接続した金属箔５１が埋没して封止され、上方側の封止
部４ａ内には上記金属箔５１に離間してもう１枚の金属
箔５１ｓが封止されている。

【００４０】この電極構体５は図２（ａ）に示すよう
に、タングステンＷやトリウムＴｈ入りタングステンＷ
からなる電極コイル５Ｃと後述する電極軸５Ａとからな
る。この電極軸５Ａはコイル５Ｃが巻回される横断面が
真円形をした頭部５ｂと、この頭部５ｂに連設して外径
を縮径して小径とした段差部５ｄと、この段差部５ｄか
ら他端先端部５ｈ迄を徐々に縮径していったテーパー状
の先細部５とで構成している。なお、電極構体５，５の
上記段差部５ｄは、封止部４ａ，４ｂ内のガラス中には
埋没してなく、放電空間内に位置するよう配設されてい
る。

【００４１】そして、リボン状のモリブデンＭｏからな
る金属箔５１の一端側に上記テーパー状の先細部５ｇ先
端側が溶接などの手段で接続され、また、金属箔５１の
他端側にモリブデンＭｏ線からなる外部導入線５２が上
記と同様な手段で接続されている。また、上方側の封止
部４ａ内に封止された金属箔５１ｓの一端側にはタング
ステンＷ線からなる補助電極５ｓが、他端側には外部導
入体５２が溶接などの手段で同様に接続してある。

【００４２】また、発光管バルブ４０内の放電空間に
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Ａｒなどの希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などのハ
ロゲンと、ナトリウムＮａ、スカンジウムＳｃ，セシウ
ムＣｓなどの少なくとも一種の発光金属とが封入され、
発光効率、演色性や色温度などの特性向上をはかってい
る。

【００４３】また、透光性中空管６は、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。

【００４４】上記外管バルブ１内における発光管４およ
び中空管６の支持は、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Ｍｏ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，７
ｂ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７１，７１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】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２３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に植設し
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。

【００４６】また、中空管６は、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。

【００４７】また、このままでは発光管４および中空管
６の支持が不安定の場合は、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７３，７３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をバルブ
１のトップ部１２内周面に弾性当接するようにするとと
もに、発光管４自体も主柱として作用させて、外管バル
ブ１の中心軸上にあるよう支持すればよい。

【００４８】また、外管バルブ１内における電気的接続
は、図３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、外部導入体５２
を介し一方の電極構体５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、外部導入体５２を介し他
方の電極構体５と接続している。また、発光管４の上下
の電極構体５，５と並列的に始動補助回路が接続されて
いる。

【００４９】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点灯装置で、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。

【００５０】したがって、この実施の形態では発光管４
および中空管６は、それぞれが独立し何ら電気的に接続
していない電位のかからないサポート部材７ａ，７ｂに
支持されていて、発光管４内の電極構体５，５と補助電
極５ｓへの電気的接続はステム２の導入線２１，２２か
ら給電線７４，７５などの別の給電部材により行われ
る。

【００５１】そして、図１に示す高圧金属蒸気放電ラン
プＬは、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として、鉛直や水
平状態あるいは傾斜状態で点灯することができる。

【００５２】すなわち、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（グロ
ース夕一夕）８１などの始動補助回路が作用して、発光
管４の一方の電極構体５とこの電極構体５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（グロ
ースタータ）８１内のバイメタルの接点開放時のキック
電圧により、この放電が電極構体５，５間の放電となっ
てランプＬが点灯し発光する。

【００５３】そして、このランプＬは点灯が継続して電
極構体５先端の電極コイル部５Ｃはヒートダム効果で高
温となり放電作用を活発化できるとともに、頭部５ｂに
連設しこの頭部５ｂに比べ徐々に断面積を減らした段差
部５ｄおよび先細としたテーパー状の先細部５ｇを有す
る電極軸５Ａとしたことにより熱伝導が抑制され、金属
箔５１との接続部および金属箔５１を含む封止部４ａ，
４ｂの温度を低下させることができる。

【００５４】また、電極軸５Ａに形成した径が大きい頭
部５ｂを含む段差部５ｄが、封止部４ａ，４ｂのガラス
中に埋没していない。そして、封止部４ａ，４ｂ内に埋
没した電極軸５Ａ部分や金属箔５１とバルブ４０のガラ
スとの間は熱膨張率差などにより応力を生じて気密封止
は難しいが、埋没した部分の電極軸５Ａをテーパー状の
先細部５ｇとした細径とすることにより密着性が向上で
きる。

【００５５】したがって、この埋没部における電極軸５
Ａ周囲に生じる空隙はないかあっても僅かであって、空
隙内に封入物が侵入することを抑制できる。

【００５６】また、発光管４を囲繞して中空管６を設け
たことにより、放熱が遮蔽されるため、発光管バルブ４
０全体を昇温して発光効率や演色性を高めることができ
る。また、中空管６は、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。

【００５７】また、この放電ランプＬは、発光管４や中
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
他端側の電極構体５への給電は遠く離した細線からなる
給電線７４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Ｎａイオンなどが抜け出す
ことを防止でき、放電ランプＬの発光効率を低下した
り、ランプ電圧を上昇させて短寿命に至らせるなどのこ
とがない。

【００５８】なお、上記実施の形態では発光管４および
中空管６を、電位のかからないサポート部材７ａ，７ｂ
に支持させたが、ハロゲン化ナトリウムＮａＩなどを封
入しない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、サポート部材７ａ，７ｂ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。

【００５９】次に、高圧金属蒸気放電ランプの具体的な
実施例を下記に記述する。

【００６０】ランプは、定格ランプ電力が１０００Ｗの
メタルハライドランプで、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１８０
ｍｍのＢＴ型をなす外管バルブ１内に、円筒状をなす全
長が約１３０ｍｍ、外径が約３３ｍｍ）内部空間の間隔
が約２９ｍｍのバルブ４０内に、電極構体５，５の頭部
５ｂ，５ｂ先端間の間隔が約８０ｍｍで内部に放電媒体
としてＳｃ−ＮａーＩからなるハロゲン化物を約４３ｍ
ｇ、水銀を約９０ｍｇおよびアルゴンＡｒガスを約２ｋ
Ｐａ封入した発光管４を、約５３ｋＰａの窒素Ｎ₂ 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。

【００６１】また、電極構体５は、タングステンＷから
なる横断面が真円形をした全長が約２１．７ｍｍの電極
軸５Ａを備え、先端部側から約８．５ｍｍの部分迄の外
径が約１．８ｍｍの頭部５ｂに外径が約０．６ｍｍのタ
ングステンＷ線を１ｓｔ（内側）約５ターン、２ｎｄ
（外側）約９ターン巻回した電極コイル部５Ｃと、この
頭部５ｂに連設して外径を約１．２ｍｍと縮径した段差
部５ｄと、この段差部５ｄから順次小径化していき約１
３．２ｍｍ離れた先端部５ｈの外径を約０．７ｍｍとし
たテーパー状の先細部５ｇが形成してあり、このテーパ
ー状の先細部５ｇの先端側約１．８ｍｍを幅が約４ｍ
ｍ、長さが約１０ｍｍ、肉厚が約２０μｍのリボン状の
モリブデンＭｏからなる金属箔５１の一端側に重合溶接
して接続し、かつ、金属箔５１の他端側にモリブデンＭ
ｏ線からなる外径が約１．０ｍｍ、全長が約３０ｍｍの
外部導入体５２を約１．８ｍｍ重合させ溶接により接続
してある。

【００６２】また、上記電極軸５Ａのテーパー状部５ｇ
の先端側が封止部４ａ，４ｂのガラス内に埋没される部
分の長さは約６．２ｍｍ程度である。

【００６３】そして、この構成のメタルハライドランプ
Ｌを口金上側の鉛直点灯したときの下側電極構体５の先
端部５ｈと金属箔５１との接続部における温度が約７８
０℃で比較用の従来ランプに比べ約５％（約４０℃）低
下した。また、発光効率は本発明ランプＬと従来ランプ
とで変化は認められなかった。また、従来ランプでは２
０００〜３０００時間点灯後に箔がハロゲン化物と反応
して箔切れを生じたり封止部にクラックが発生して寿命
となっていたが、本発明ランプＬでは３０００時間点灯
後においても箔切れおよび電極軸５Ａの折損や封止部４
ａ，４ｂの破壊などによる短寿命の発生はなかった。

【００６４】このような構成のメタルハライドランプＬ
を、通常の点灯回路装置に接続して点灯した場合、電極
構体５先端の電極コイル部５Ｃは高温となるが、断面積
を減らした段差部５ｄおよび先細としたテーパー状の先
細部５ｇにより熱伝導を抑制し、金属箔５１との接続
部、金属箔５１および封止部４ａ，４ｂの温度を下げる
ことができる。また、封止部４ａ，４ｂの埋没部におけ
る電極軸５Ａの周囲に生じる空隙内に封入物が侵入する
ことを抑制でき、電極軸５Ａの痩せ細りによる折損およ
び接続部や金属箔５１の溶断、これらに起因する封止部
４ａ，４ｂの破壊がなかった。

【００６５】また、定格ランプ電力が７００Ｗの本発明
のメタルハライドランプＬ（各部の寸法は上記１０００
Ｗのランプと異なる。）は、ランプＬを口金側が上方の
鉛直方向で点灯したときの下側電極構体５のテーパー状
の先細部５ｇ先端と金属箔５１との接続部における温度
が約７７０℃となって従来ランプに比べ約８％（約７０
℃）低下した。また、発光効率は本発明ランプＬと従来
ランプとで変化は認められなかった。また、箔切れ、電
極軸５Ａの折損や封止部４ａ，４ｂの破壊などによる短
寿命の発生はなかった。

【００６６】また、図２（ｂ）および（ｃ）は本発明の
電極構体５の他の実施の形態を示す拡大正面図で、図中
図２（ａ）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。

【００６７】この（ｂ）図および（ｃ）図は電極軸５Ａ
の２か所に段差部５ｄ，５ｅを有し、段差部５ｄ，５ｅ
間には中径部５ｆが設けられ、図において下方側の段差
部５ｅに連接してテーパー状の先細部５ｇが設けてあ
る。

【００６８】（ｂ）図の電極構体５は、両段差部５ｄ，
５ｅが急激に縮径され、（ｃ）図の電極構体５は、両段
差部５ｄ，５ｅが傾斜をもつた緩やかに縮径されたもの
である。

【００６９】そして、この図２（ｂ）、（ｃ）に示す電
極構体５も、上述した（ａ）図の電極構体５と同様な作
用効果を奏することが確認できた。また、上記（ｂ）、
（ｃ）図に示すように、電極軸５Ａの頭部５ｂとテーパ
ー状の先細部５ｇとの間に複数段、ここでは２段の段差
部５ｄ，５ｅが設けてあるが、２段以上の複数の段差部
５ｄ，５ｅ，…を設けてもよく、要するに、徐々に縮径
してその断面積を小さくしていけば、本発明の目的が達
成できる。

【００７０】図４および図５は本発明に係わる高圧金属
蒸気放電ランプ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４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点灯回
路装置、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
灯すると、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、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５は道路照明用などの照明器具９
Ｂ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９４，９４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−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には、枠体９７を器具本体９
３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。

【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、点灯経過した高圧金属蒸気
放電ランプＬに電極軸５Ａの折損、電極軸５Ａと金属箔
５１との接続部や金属箔５１の溶断あるいは封止部４
ａ，４ｂの破壊などを生じる虞がなく長寿命であるので
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
４および図５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、放電
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、ランプは点灯
時、電極構体先端の電極部がヒートダム効果で高温とな
り放電作用を活発化できるとともに、縮径などして断面
積を減らした段差部および先細としたテーパー状の先細
部を有する電極軸したことにより熱伝導が抑制され、金
属箔との接続部および金属箔を含む封止部の温度を低下
させることができる。

【００８１】また、封止部内に埋没した電極軸部分や金
属箔とバルブのガラスとの間は熱膨張率差などにより応
力を生じて気密封着は難しいが、埋没した部分の電極軸
をテーパー状部とした細径とすることにより密着性を向
上して、この埋没部における電極軸周囲に生じる空隙は
ないかあっても僅かであって、空隙内に封入物が侵入す
ることを抑制できる電極軸の根元部分における折損や金
属箔の溶断、封止部の温度上昇による破壊などの発生の
低減がはかれる高圧金属蒸気放電ランプを提供できる。

【００８２】請求項２の発明によれば、比較的大径の頭
部を含む段差部を封止部のガラス中に埋没していないの
で、電極軸とガラスとの間の熱膨張率差などによる応力
が小さく密着性が向上するなどの利点を有する高圧金属
蒸気放電ランプを提供できる。

【００８３】請求項３の発明によれば、上記請求項１お
よび２に記載の効果を有する高圧金属蒸気放電ランプを
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】本発明に係る高圧金属蒸気放電ランプ（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】（ａ）〜（ｃ）図は、本発明の電極構体の各種
実施の形態を拡大して示す正面図である。

【図３】本発明に係る高圧金属蒸気放電ランプの点灯回
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５】本発明に係わる高圧金属蒸気放電ランプを装着
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：高圧金属蒸気放電ランプ（メタルハライドランプ） ４０：発光管バルブ ４ａ，４ｂ：封止部 ５：電極構体 ５Ａ：電極軸 ５Ｃ：電極コイル ５ｄ，５ｅ：段差部 ５ｇ；テーパー状の先細部 ９Ａ，９Ｂ：器具本体

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） 5C015 JJ01 JJ06 5C043 AA07 AA14 CC02 CD01 DD17 DD18 EA01 EA07

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも一端が封止部により閉塞され
   た放電空間を有する発光管バルブと；この封止部内に気
   密封止された金属箔と；電極コイルが巻装された頭部に
   連設して段差部を設け小径化するとともにテーパー状の
   先細部を形成した電極軸を有し、この先細部を上記封止
   部内に埋設された金属箔の一端側に接続してなる電極構
   体と；上記金属箔の他端側に設けられるとともに上記封
   止部外に導出した外部導入体と；上記発光管バルブ内に
   封入された放電媒体と；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】 上記電極軸の段差部が放電空間内に位置
   していることを特徴とする請求項１に記載の高圧金属蒸
   気放電ランプ。
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または２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装置
   と；を具備していることを特徴とする照明器具。