JP2004319447A - 金属蒸気放電ランプ - Google Patents

Abstract

【課題】長時間連続点灯させても色温度変化が少なく、安定した発光特性を持続する金属蒸気放電ランプを提供する。
【解決手段】放電空間を形成する中央本管部とその両端部から延長された側管部とからなり、一体成形されている発光容器、第１端部が放電空間内に配置されている電極とその第２端部から延長された電極支持体とからなる給電体、側管部の開口端部を密封するシール材、および放電空間内に封入されている発光金属を具備し、本管部と側管部との継ぎ目のない境界部内側が最小の曲率半径Ｒ_iｍｍを有し、境界部外側が最小の曲率半径Ｒ₀ｍｍを有し、本管部が内径Ｄｍｍを有し、ランプが電力Ｐワットを有し、曲率半径Ｒ_i、曲率半径Ｒ₀、内径Ｄおよび電力Ｐが、−０．０００７６Ｐ＋０．３０４≦Ｒ_i／Ｄ≦−０．０００７６Ｐ＋０．４９０（ただし、Ｐ≦３５０Ｗ）を満たし、かつ１．２８Ｒ₀≦Ｒ_i≦１．３９Ｒ₀を満たす金属蒸気放電ランプ。
【選択図】図２

Description

本発明は、金属蒸気放電ランプに関し、特に、アルミナセラミックなどの透光性セラミック製の発光容器を用いた金属蒸気放電ランプに関する。

近年、金属蒸気放電ランプの発光容器は、従来の石英ガラスに代わり、アルミナセラミックなどの透光性セラミック製のものが主流となりつつある。透光性セラミックは、石英ガラスに比べて耐熱性に優れているので、金属蒸気放電ランプのように点灯中に高温になる高圧放電ランプの発光容器に適している。例えばアルミナセラミックは、石英ガラスに比べて、発光容器内に封入される発光金属との反応性も少ないことから、金属蒸気放電ランプの長寿命化も期待できる。

金属蒸気放電ランプの発光容器は、一般に放電空間を形成する中央本管部と、本管部の両端部から延長された前記本管部より小さい外径を有する側管部とからなり、側管部の中空には給電体が延在している。給電体は、放電空間内に配置されるコイルが取り付けられた電極と、電極支持体とからなる。電極支持体は、側管部の開口端部を密封するシール材により、側管部内に固定されている。シール材には、ガラスフリット等が用いられる。

給電体に設けられた電極が鉛直方向を向いた状態で金属蒸気放電ランプを点灯させた場合、鉛直方向下側に配置されている側管部と給電体との間隙には、放電空間内に封入されている発光金属が沈み込み易い。給電体と側管部との間隙に発光金属が沈み込むと、放電空間内で発光に寄与する発光金属が少なくなり、十分な蒸気圧が得られず、色温度変化が大きくなる。点灯直後の金属蒸気放電ランプの特性が十分であっても、点灯後数百時間もしくは数千時間経過した時点では、特性が大きく変わってしまうことも多い。このような問題を防止するために、発光金属の量を増やすことも考えられるが、発光金属と電極やセラミックとの反応が促進され、かえって寿命特性が低下してしまう。

中央本管部と側管部とを焼きばめにより接合した発光容器を用いた金属蒸気放電ランプもある。このランプでは、電極の先端付近に設けられるコイルの発光容器内での位置が規制されている。これにより、焼きばめ部の温度を制御して、発光金属の沈み込みを抑制している（特許文献１参照）。この提案によれば、発光金属が、中央本管部や側管部に比べて肉厚となる低温の焼きばめ部に液状となって存在し得る。そのため、給電体と側管部との間隙に発光金属が沈み込む量を、従来よりも低減することが可能である。

一方、中央本管部と側管部とが一体成形されている透光性セラミック製の発光容器では、その製法上、中央本管部と側管部との境界部内側の最小の曲率半径が大きくなりがちである。そのため一体成形の発光容器を用いた金属蒸気放電ランプでは、液状の発光金属が、給電体と側管部との間隙に流れ込み易い。そこで、中央本管部と側管部との境界部内側の最小の曲率半径を小さく制御することにより、境界部を液状金属が流れ込みにくい形状とすることが提案されている（特許文献２参照）。

しかしながら、中央本管部と側管部との境界部を液状金属が流れ込みにくい形状とする場合、境界部の温度を制御することが困難となり、好適な金属蒸気圧が得られないという問題がある。安定な発光特性の金属蒸気放電ランプを得るためには、中央本管部と側管部との境界部の形状を制御するとともに、境界部の温度を好適な金属蒸気圧が得られる温度に保持しなければならない。
特開２０００−３４０１７１号公報 特開２００２−１６４０１９号公報

本発明は、給電体と側管部との間隙への液状金属の流れ込みの抑制と、好適な金属蒸気圧の維持とを両立させることにより、長時間連続点灯させても色温度変化が少なく、安定した発光特性を持続する金属蒸気放電ランプを提供することを目的とする。

本発明においては、上記目的を達成するために、中央本管部と側管部との境界部内側の最小の曲率半径Ｒ_i（ｍｍ）と、Ｒ_i値と相関する中央本管部の内径Ｄ（ｍｍ）と、Ｄ値と相関するランプ電力Ｐ（Ｗ）との関係を最適化するとともに、中央本管部と側管部との境界部外側の最小の曲率半径Ｒ₀（ｍｍ）を制御する。

すなわち、本発明は、（ａ）透光性セラミック製の発光容器であって、放電空間を形成する中央本管部と、前記本管部の両端部から延長された前記本管部より小さい外径を有する側管部とからなり、前記本管部と前記側管部とは一体成形されている発光容器、（ｂ）前記側管部の中空に延在する一対の給電体であって、前記放電空間内に配置されるコイルが取り付けられているとともに第１端部が前記放電空間内に配置されている電極と、前記電極の第２端部から延長された電極支持体とからなる給電体、（ｃ）前記側管部の開口端部を密封するとともに前記電極支持体を前記側管部に固定するシール材、および（ｄ）前記放電空間内に封入されている発光金属を具備する金属蒸気放電ランプであって、前記本管部と前記側管部との継ぎ目のない境界部内側が、最小の曲率半径Ｒ_iｍｍを有し、前記境界部外側が、最小の曲率半径Ｒ₀ｍｍを有し、前記本管部が、内径Ｄｍｍを有し、前記ランプが、電力Ｐワットを有し、曲率半径Ｒ_i、曲率半径Ｒ₀、内径Ｄおよび電力Ｐが、式（１）：−０．０００７６Ｐ＋０．３０４≦Ｒ_i／Ｄ≦−０．０００７６Ｐ＋０．４９０（ただし、Ｐ≦３５０Ｗ）を満たし、かつ式（２）：１．２８Ｒ₀≦Ｒ_i≦１．３９Ｒ₀を満たすことを特徴とする金属蒸気放電ランプに関する。

上記構成によれば、点灯中または消灯直後に、液状で存在する発光金属が、給電体と側管部との間隙に流れ込むことを抑制するとともに、好適な金属蒸気圧を維持することができ、安定した色温度を長期間に亘って保つことができる。

前記金属蒸気放電ランプにおいては、前記電極の第１端部から、近い方の前記側管部の開口端部までの長さＬ１と、前記電極の第１端部から、近い方の前記側管部の内壁が屈曲し始める位置までの長さＬ２とが、式（３）：０．２８≦Ｌ２／Ｌ１≦０．３８を満たすことが好ましい。

本発明によれば、給電体と側管部との間隙への液状金属の流れ込みの抑制と、好適な金属蒸気圧の維持とを両立させることができ、長時間連続点灯させても色温度変化が少なく、安定した発光特性を持続する金属蒸気放電ランプを提供することができる。

以下に、本発明の金属蒸気放電ランプの実施の一形態について、図面を参照しながら説明する。
図１を、２００Ｗの金属蒸気放電ランプの内部構造を示す外管を断面にした正面図であるとして説明する。

図１の金属蒸気放電ランプは、アルミナセラミック製の発光容器を用いた発光管１１、発光管１１を収容する外管１３、発光管１１の両端から突出する電極支持体１５ａ、１５ｂに電力を供給する電流供給線１２ａ、１２ｂ、外管１３に装着された口金１４からなる。外管１３の内部には、所定圧の窒素が封入されており、口金１４の装着によって密閉されている。電流供給線１２ａは、発光管１１の上方に配置された一方の電極支持体１５ａを支持するとともに、その一端は外管１３の頭頂部に固定されており、他端はステム１７から突出する支持線１６ａに固定されている。電流供給線１２ｂの一端は、発光管１１の下方に配置された他方の電極支持体１５ｂを支持するとともに、他端はステム１７から突出する支持線１６ｂに固定されている。支持線１６ａ、１６ｂは、部分的にステム１７により封止されている。

図２は、発光管１の内部構造を示すための発光容器を断面にした側面図である。
発光容器は、両端が次第に窄まった形状の中央本管部２１と、本管部２１の両端部から延長された前記本管部より小さい外径を有する側管部２２ａ、２２ｂとからなる。発光容器の中央本管部２１の肉厚は、例えば２０〜３５０Ｗのランプの場合、一般に０．４〜１．５ｍｍである。発光容器の内部には、発光金属（図示せず）が封入されており、水銀と希ガスも封入されている。中央本管部２１と側管部２２ａ、２２ｂとは一体成形されているため、中央本管部と側管部との継目のない境界部は、側管部２２ａ、２２ｂの内壁が屈曲し始める内側変曲点ｐ¹と、側管部の外壁が屈曲し始める外側変曲点ｐ²を有する。

側管部２２ａ、２２ｂの中空には、それぞれ給電体が挿入されている。給電体は、一端（第１端部）付近にコイル２３ａ、２３ｂが取り付けられた電極２４ａ、２４ｂと、電極２４ａ、２４ｂの他端（第２端部）と接続された電極支持体
２５ａ、２５ｂとからなる。コイル２３ａ、２３ｂは、放電空間内で互いに対向するように配置されている。電極２４ａ、２４ｂのピン部は、例えばタングステンからなる。電極と接続されている電極支持体２５ａ、２５ｂは、導電性サーメットからなり、その熱膨張係数は発光容器を形成するアルミナセラミックとほぼ等しい。導電性サーメットには、金属粉末とセラミック粉末とを混合し、焼結させたものが用いられる。

電極支持体２５ａ、２５ｂは、側管部２２ａ、２２ｂの開口端部から突出しており、その端部付近でシール材２６ａ、２６ｂによって側管部に固定されている。シール材２６ａ、２６ｂには、例えばガラスフリットが用いられる。ガラスフリットは、アルミナ、シリカ等の金属酸化物からなる。図２では示されていないが、実際には、溶融状態のガラスフリットが、側管部２２ａ、２２ｂの開口端部から、中央本管部側へ向けて流し込まれる。側管部内に流し込まれるシール材の長さは、例えば２０〜３５０Ｗのランプの場合、一般に２〜７ｍｍである。

ここで、給電体と側管部との間隙への液状金属の流れ込みの抑制と、好適な金属蒸気圧の維持とを両立させるには、以下の要件を満たす必要がある。
まず、本管部と側管部との継ぎ目のない境界部内側の最小の曲率半径をＲ_iｍｍとするとき、最小の曲率半径Ｒ_i（ｍｍ）と中央本管部２１の内径Ｄ（ｍｍ）との比：Ｒ_i／Ｄが、ランプ電力Ｐ（Ｗ）との間に、式（１）：
−０．０００７６Ｐ＋０．３０４≦Ｒ_i／Ｄ≦−０．０００７６Ｐ＋０．４９０（ただし、Ｐ≦３５０Ｗ）を満たす必要がある。

Ｒ_i／Ｄ値が式（１）の範囲の下限値よりも小さくなると、管壁負荷が小さくなり、充分な金属蒸気圧が得られない。あるいは、放電空間に位置する電極の先端と、中央本管部と側管部との境界部との距離が短くなり、中央本管部と側管部との境界部にクラックが生じる可能性がある。一方、Ｒ_i／Ｄ値が式（１）の範囲の上限値よりも大きくなると、給電体と側管部との間隙への液状金属の流れ込みを抑制することができず、ランプの色温度変化が大きくなる。このような傾向は、ランプ電力Ｐが１０≦Ｐ≦３５０の範囲において、特に顕著となる。ランプ電力Ｐが３５０Ｗをこえると、発光容器の寸法が大きくなり、式（１）の範囲では充分な金属蒸気圧が得られず、効率が低下する。効率の低下を抑制するために電流を大きくすることも考えられるが、そのためには電極径を太くする必要がある。しかし、電極径を太くすると、熱ロスが大きくなってしまう。

次に、本管部と側管部との継ぎ目のない境界部外側の最小の曲率半径をＲ₀ｍｍとするとき、最小の曲率半径Ｒ_iと最小の曲率半径Ｒ₀は、式（２）：
１．２８Ｒ₀≦Ｒ_i≦１．３９Ｒ₀
を満たす必要がある。

曲率半径Ｒ_iと曲率半径Ｒ₀が、式（２）を満たさない場合には、給電体と側管部との間隙への液状金属の流れ込みの抑制と、好適な金属蒸気圧の維持とを両立させることが困難となる。

放電空間内に位置する電極の先端（第１端部）から、近い方の側管部の開口端部までの長さは、図２中、水平距離Ｌ１で表される。また、電極の先端（第１端部）から、近い方の側管部の内壁が屈曲し始める位置（すなわち点ｐ¹）までの長さは、図２中、の水平距離Ｌ２で表される。

Ｌ１とＬ２とは、式（３）：０．２８≦Ｌ２／Ｌ１≦０．３８を満たすことが好ましい。Ｌ２／Ｌ１値が、式（３）の下限値より小さくても、上限値より大きくても、発光金属の給電体と側管部との間隙への沈み込みが発生し、色温度変化が大きくなる。なお、Ｌ１が短すぎると、電極の先端と、側管部に流し込まれたシール材との距離が短くなり、シール材による封着部にクラックが生じる可能性がある。Ｌ２が短すぎると、電極の先端と、本管部と側管部との境界部との距離が短くなり、本管部と側管部との境界部にクラックが生じる可能性がある。
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明する。

図２に示すようなアルミナセラミック製の発光容器を有する発光管を作製し、それを用いて図１に示すような電力２００Ｗの金属蒸気放電ランプを作製した。
ただし、発光容器の中央本管部と側管部との境界部内側の最小の曲率半径Ｒ_i（ｍｍ）と、本管部の内径Ｄ（ｍｍ）との比：Ｒ_i／Ｄを、表１に示すように変化させた。

中央本管部の内径Ｄは１２．９ｍｍ、側管部の内径は１．３ｍｍとした。
放電空間内には、発光金属として、
ＤｙＩ₃を０．９ｍｇ、
ＨｏＩ₃を０．７ｍｇ、
ＴｍＩ₃を０．９ｍｇ、
ＮａＩを２．８ｍｇ、
ＴｌＩを０．９ｍｇ封入した。

放電空間内には、さらに、希ガスとして３１０ｈＰａのアルゴンと、２９．２ｍｇの水銀を封入した。
電極のピン部には、タングステンからなる外径０．６ｍｍ、長さ１２．５ｍｍのピンを用いた。
電極支持体には、モリブデン粉末とアルミナ粉末とを混合し、焼結させた外径１．２ｍｍ、長さ２０ｍｍの導電性サーメット（熱膨張係数７．０×１０^-6）を用いた。
シール材には、アルミナ、シリカ等からなるガラスフリットを用いた。

電極の先端から、近い方の側管部の内壁が屈曲し始める位置までの長さＬ２（図２におけるＬ２）と、前記電極の先端から、前記近い方の側管部の開口端部までの長さＬ１（図２におけるＬ１）との比：Ｌ２／Ｌ１は０．３２で固定した。Ｌ１は１７．８ｍｍとした。

Ｌ２／Ｌ１値と、Ｒ_i／Ｄ値と、ライフ（５．５時間点灯し、０．５時間消灯する操作を繰り返したときの合計点灯時間）６０００時間後の色温度変化との関係を表１に示す。なお、本実施例および以下の実施例では、ランプ点灯３０分後の色温度に対する増加分（Ｋ）で、色温度変化を示した。

ランプ電力を２００Ｗから３００Ｗとしたこと以外、実施例１と同様の金属蒸気放電ランプを作製し、同様に評価した。
ただし、中央本管部の内径Ｄは１７．１ｍｍ、側管部の内径は１．３ｍｍとした。

放電空間内には、発光金属として、
ＤｙＩ₃を２．３ｍｇ、
ＨｏＩ₃を１．９ｍｇ、
ＴｍＩ₃を２．３ｍｇ、
ＮａＩを６．７ｍｇ、
ＴｌＩを２．３ｍｇ封入した。

放電空間内には、さらに、希ガスとして３１０ｈＰａのアルゴンと５６．４
ｍｇの水銀を封入した。
電極のピン部には、タングステンからなる外径０．７ｍｍ、長さ１７．８ｍｍのピンを用いた。
電極支持体には、モリブデン粉末とアルミナ粉末とを混合し、焼結させた外径１．２ｍｍ、長さ４０ｍｍの導電性サーメット（熱膨張係数７．０×１０^-6）を用いた。
シール材には、アルミナ、シリカ等からなるガラスフリットを用いた。

電極の先端から、近い方の側管部の内壁が屈曲し始める位置までの長さＬ２と、前記電極の先端から、前記近い方の側管部の開口端部までの長さＬ１との比：Ｌ２／Ｌ１は、０．３３で固定した。Ｌ１は２２．９ｍｍとした。
Ｌ２／Ｌ１値と、Ｒ_i／Ｄ値と、ライフ６０００時間後の色温度変化との関係を表２に示す。

ランプ電力を２００Ｗから１５０Ｗとしたこと以外、実施例１と同様の金属蒸気放電ランプを作製し、同様に評価した。
ただし、中央本管部の内径Ｄは１２．０ｍｍ、側管部の内径は０．８ｍｍとした。

放電空間内には、発光金属として、
ＤｙＩ₃を０．８ｍｇ、
ＨｏＩ₃を０．６ｍｇ、
ＴｍＩ₃を０．８ｍｇ、
ＮａＩを２．２ｍｇ、
ＴｌＩを０．８ｍｇ封入した。

放電空間内には、さらに、希ガスとして１５０ｈＰａのアルゴンと９．０ｍｇの水銀を封入した。
電極のピン部には、タングステンからなる外径０．５ｍｍ、長さ１３．５ｍｍのピンを用いた。
電極支持体には、モリブデン粉末とアルミナ粉末とを混合し、焼結させた外径０．７ｍｍ、長さ２０ｍｍの導電性サーメット（熱膨張係数７．０×１０^-6）を用いた。
シール材には、アルミナ、シリカ等からなるガラスフリットを用いた。

電極の先端から、近い方の側管部の内壁が屈曲し始める位置までの長さＬ２と、前記電極の先端から、前記近い方の側管部の開口端部までの長さＬ１との比：Ｌ２／Ｌ１は、０．３１で固定した。Ｌ１は１９．５ｍｍとした。
Ｌ２／Ｌ１値と、Ｒ_i／Ｄ値と、ライフ６０００時間後の色温度変化との関係を表３に示す。

［考察１］
実施例１において、式（１）にＰ値を代入すると、以下の不等式が得られる。
Ｐ＝１５０Ｗのとき、０．１９０≦Ｒ_i／Ｄ≦０．３７６
Ｐ＝２００Ｗのとき、０．１５２≦Ｒ_i／Ｄ≦０．３３８
Ｐ＝３００Ｗのとき、０．０７６≦Ｒ_i／Ｄ≦０．２６２

表１において、Ｐ＝２００Ｗのときに色温度変化が顕著になるのは、Ｒ_i／Ｄ値が０．１５以下または０．３４以上の場合であり、０．１５２≦Ｒ_i／Ｄ≦０．３３８の範囲では、色温度変化が小さくなっている。
表２において、Ｐ＝３００Ｗのときに色温度変化が顕著になるのは、Ｒ_i／Ｄ値が０．０６以下または０．２８以上の場合であり、０．０７６≦Ｒ_i／Ｄ≦０．２６２の範囲では、色温度変化が小さくなっている。

表３において、Ｐ＝１５０Ｗのときに色温度変化が顕著になるのは、Ｒ_i／Ｄ値が０．１８以下または０．３８以上の場合であり、０．１９０≦Ｒ_i／Ｄ≦０．３７６の範囲では、色温度変化が小さくなっている。

以上の結果より、優れた発光特性を得るためには、少なくとも、発光容器の中央本管部の内径Ｄと本管部と側管部との境界部内側の最小の曲率半径Ｒ_iが、式（１）を満たすことが必要であると理解できる。

図３は、ランプ電力ＰとＲ_i／Ｄ値との関係を示すプロット図である。図３において、黒点のプロットは色温度変化が３０２Ｋ以下の場合を示し、×印のプロットは色温度変化が３２０Ｋ以上の場合を示している。

図３より、全ての黒点プロットが、直線：Ｒ_i／Ｄ＝−０．０００７６Ｐ＋０．３０４と、直線：Ｒ_i／Ｄ＝−０．０００７６Ｐ＋０．４９０とで挟持される範囲内に分布していることが理解できる。

なお、０．１５２≦Ｒ_i／Ｄ≦０．３３８を満たす実施例１の金属蒸気放電ランプにおいては、中央本管部と側管部との境界部内側の最小の曲率半径Ｒ_iと境界部外側の最小の曲率半径Ｒ₀との比：Ｒ_i／Ｒ₀は、１．２８≦Ｒ_i／Ｒ₀≦１．３９の範囲とした。

同様に、０．０７６≦Ｒ_i／Ｄ≦０．２６２を満たす実施例２の金属蒸気放電ランプにおいては、Ｒ_i／Ｒ₀は１．２８≦Ｒ_i／Ｒ₀≦１．３９の範囲とした。
また、０．１９０≦Ｒ_i／Ｄ≦０．３７６を満たす実施例３の金属蒸気放電ランプにおいても、Ｒ_i／Ｒ₀は１．２８≦Ｒ_i／Ｒ₀≦１．３９の範囲とした。

次に、Ｒ_i／Ｄ値を０．２０に固定し、３．０＜Ｒ_i＜５．０の範囲で、Ｒ_i／Ｒ₀値を１．２０≦Ｒ_i／Ｒ₀≦１．４３の範囲で変化させたこと以外、実施例１と同様の２００Ｗの金属蒸気放電ランプを作製し、同様に評価した。
Ｒ_i／Ｄ値と、Ｒ_i／Ｒ₀値と、ライフ６０００時間後の色温度変化との関係を表４に示す。

［考察２］
表４の結果より、１．２８≦Ｒ_i／Ｒ₀≦１．３９の範囲においては、優れた発光特性が得られることがわかる。一方、この範囲を外れると、たとえ式（１）が満たされる場合（すなわちＰ＝２００の場合には、０．１５２≦Ｒ_i／Ｄ≦０．３３８が満たされる場合）であっても、色温度が大きく低下することが分かる。

次に、１５０Ｗおよび３００Ｗの金属蒸気放電ランプにおいても、同様に、式（１）が満たされる場合において、Ｒ_i／Ｒ₀値を変化させて色温度変化を測定した。その結果、やはり１．２８≦Ｒ_i／Ｒ₀≦１．３９が満たされる範囲においては優れた発光特性が得られたが、この範囲を外れると、たとえ式（１）が満たされても、色温度が大きく低下した。

Ｒ_i／Ｄ値を０．３１に固定し、Ｌ２／Ｌ１値を変化させたこと以外、実施例１と同様の金属蒸気放電ランプを作製し、同様に評価した。Ｌ２／Ｌ１値と、Ｒ_i／Ｄ値と、中央本管部と側管部との境界部付近におけるクラックの有無（クラック発生率Ａ）と、シール材による封着部におけるクラックの有無（クラック発生率Ｂ）との関係を表５に示す。

なお、クラックの有無は、ランプ点灯直後から数十時間の間に観察した。
クラック発生率Ａは、１０個のランプのうち、境界部付近にクラックが発生したランプの数で示す。
クラック発生率Ｂは、１０個のランプのうち、封着部にクラックが発生したランプの数で示す。

［考察３］
表５において、Ｌ２／Ｌ１値が０．２７以下では、クラック発生率Ａが高く、Ｌ２／Ｌ１値が０．３９以上では、クラック発生率Ｂが高くなっている。以上の結果より、クラックの発生を防ぐためには、Ｌ２／Ｌ１値が、
０．２８≦Ｌ２／Ｌ１≦０．３８を満たすことが望ましいと理解できる。

以上の実施例では、１５０Ｗ、２００Ｗおよび３００Ｗの金属蒸気放電ランプの具体例を示したが、例えば１０Ｗの低ワットから３５０Ｗの高ワットまでの金属蒸気放電ランプについても同様に、本発明を適用することにより、長時間連続点灯させても色温度変化の少ない安定した発光特性を持続させることができる。

本発明は、特に、アルミナセラミックなどの透光性セラミック製の発光容器を用いた金属蒸気放電ランプにおいて有用であり、給電体と側管部との間隙への液状金属の流れ込みの抑制と、好適な金属蒸気圧の維持とを両立させた、長時間連続点灯させても色温度変化が少なく、安定した発光特性を持続する金属蒸気放電ランプを提供するものである。

本発明にかかる金属蒸気放電ランプの一例の内部構造を示すための外管を断面にした正面図である。 発光管の内部構造を示すための発光容器を断面にした側面図である。 ランプ電力ＰとＲ_i／Ｄ値との関係を示すプロットおよび式（１）で定義される範囲を示す図である。

符号の説明

１１ 発光管
１２ａ、１２ｂ 電流供給線
１３ 外管
１４ 口金
１５ａ、１５ｂ 電極支持体
１６ａ、１６ｂ 支持線
１７ ステム

２１ 中央本管部
２２ａ、２２ｂ 側管部
２３ａ、２３ｂ コイル
２４ａ、２４ｂ 電極
２５ａ、２５ｂ 電極支持体
２６ａ、２６ｂ シール材

Claims (2)

1. （ａ）透光性セラミック製の発光容器であって、放電空間を形成する中央本管部と、前記本管部の両端部から延長された前記本管部より小さい外径を有する側管部とからなり、前記本管部と前記側管部とは一体成形されている発光容器、
   （ｂ）前記側管部の中空に延在する一対の給電体であって、前記放電空間内に配置されるコイルが取り付けられているとともに第１端部が前記放電空間内に配置されている電極と、前記電極の第２端部から延長された電極支持体とからなる給電体、
   （ｃ）前記側管部の開口端部を密封するとともに前記電極支持体を前記側管部に固定するシール材、および
   （ｄ）前記放電空間内に封入されている発光金属を具備し、
   前記本管部と前記側管部との継ぎ目のない境界部内側が、最小の曲率半径
   Ｒ_iｍｍを有し、
   前記境界部外側が、最小の曲率半径Ｒ₀ｍｍを有し、
   前記本管部が、内径Ｄｍｍを有し、
   前記ランプが、電力Ｐワットを有し、
   曲率半径Ｒ_i、曲率半径Ｒ₀、内径Ｄおよび電力Ｐが、式（１）：
   −０．０００７６Ｐ＋０．３０４≦Ｒ_i／Ｄ≦−０．０００７６Ｐ＋０．４９０（ただし、Ｐ≦３５０Ｗ）を満たし、かつ、
   式（２）：１．２８Ｒ₀≦Ｒ_i≦１．３９Ｒ₀
   を満たすことを特徴とする金属蒸気放電ランプ。
2. 前記電極の第１端部から、近い方の前記側管部の開口端部までの長さＬ１と、前記電極の第１端部から、近い方の前記側管部の内壁が屈曲し始める位置までの長さＬ２とが、
   式（３）：０．２８≦Ｌ２／Ｌ１≦０．３８
   を満たす請求項１記載の金属蒸気放電ランプ。

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