JP4249298B2 - 高圧放電ランプ装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は高圧放電ランプ、点灯回路および受電手段を備えた高圧放電ランプ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
小形の蛍光ランプ、その点灯回路および口金を一体的に組み合わせた蛍光ランプ装置すなわち電球形蛍光ランプが広く用いられている。この電球形蛍光ランプは、その定格消費電力が１３〜２３Ｗ程度のものが多い。
【０００３】
しかし、さらに小形で高い発光効率を備えた光源が求められている。
【０００４】
ところが、蛍光ランプの場合、ランプ電力の増加に伴い点灯回路が熱的に問題となる。すなわち、蛍光ランプは、発熱部が大きくなるために、対流および伝導による熱の点灯回路への移動が多くなり、これに伴い点灯回路の温度上昇が激しくなる。このため、点灯回路を大きくしなければならず、必然的に電球形蛍光ランプ全体が大形化し、実用性が失われてしまう。しかも、蛍光ランプは、発光体部分すなわち発光管の表面積が大きいので、反射鏡と組み合わせても指向性を付与することが困難であるとともに、発生熱の移動のうち対流が占める割合が本質的に多い。
【０００５】
これに対して、高圧放電ランプは、蛍光ランプに比較して小形で発光効率が高いので、これを用いることによって、小形で高い発光効率を備えた光源に対する要求に応えることができるものと期待できる。また、高圧放電ランプは、発光体部分すなわち発光管が小さく高輝度なので、反射鏡と組み合わせて用いることにより、指向性を備えた装置を得る場合に好都合であるとともに、発生熱の移動に占める放射の割合が多い。
【０００６】
従来、高圧放電ランプを透光性グローブ内にセットしてなる発光部と、その点灯回路を収納し、さらに口金を備えてなるケース部とを一体化した高圧放電ランプ装置いわゆる電球形高圧放電ランプが出現したことがある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来の電球形高圧放電ランプは、点灯回路の温度上昇が大きくて、半導体デバイスが熱破壊するために、実用性に問題があり、解決されるに至らなかった。
【０００８】
本発明者らによる調査の結果、従来の電球形高圧放電ランプは、その発光部およびケース部の大きさに問題のあることが分かった。すなわち、発光部の容積は、電球形蛍光ランプのそれに比較すると、明らかに小さいもののまだ大きく、またケース部の容積の約１．３倍であった。
【０００９】
発光部は、高圧放電ランプの発光により発熱する熱源であり、最も実用的ないわゆるベースアップ点灯状態では、発光部が大きいと対流および伝導による熱の移動が著しく増加し、その結果ケース部の受熱量が多くなる。
【００１０】
一方、ケース部は、小さいほど受熱による温度上昇が大きくなる。
【００１１】
従来の高圧放電ランプ装置においては、上述のように発光部の容積がケース部の容積より大きいため、ケース部の発光部からの受熱量が多くなり、これに伴う温度上昇が大きくなるのである。
【００１２】
本発明者は、以上の知見に基づいてさらに研究の結果、本発明をなすに至った。
【００１３】
本発明は、発光部および点灯回路を収容するケース部のサイズを熱的に最適化して点灯回路の温度上昇を抑制するとともに小形でありながら高出力の高圧放電ランプ装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を達成するための手段】
請求項１の発明の高圧放電ランプ装置は、高圧放電ランプと；高圧放電ランプを収容するとともに高圧放電ランプが焦点に配置された反射鏡およびケース部との間の仕切り壁を備え、容積がＶＬの発光部と；発光部の背面側に配設され、高圧放電ランプを点灯させる点灯回路と；点灯回路を収容するとともに受電部を備え、容積がＶＣであり、発光部の仕切り壁により閉塞されているケース部と；を具備し、容積比ＶＬ／ＶＣが下記数式１を満足するとともに、発光部の単位容積当たりの定格消費電力Ｐ／ＶＬ（Ｗ／ｃｃ）が下記数式２を満足することを特徴としている。
［数式１］
【００１５】
３２／１６５≦ＶＬ／ＶＣ＜１．０
［数式２］
Ｐ／ＶＬ≧０．３５
本発明および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。
【００１６】
＜高圧放電ランプについて＞本発明において、高圧放電ランプは、透光性放電容器、給電導体、電極およびイオン化媒体を具備している。
【００１７】
（透光性放電容器について）
透光性放電容器は、石英ガラスまたは透光性セラミックスなどからなり、内部に放電空間が形成されている。なお、ここで「透光性」とは、放電による発光を透過して外部に導出できる程度に透過すればよく、透明ばかりでなく、光拡散性を備えているものであってもよい。
【００１８】
透光性セラミックスとしては、単結晶の金属酸化物たとえばサファイヤと、多結晶の金属酸化物たとえば半透明の気密性アルミニウム酸化物、イットリウム−アルミニウム−ガーネット（ＹＡＧ）、イットリウム酸化物（ＹＯＸ）と、多結晶非酸化物たとえばアルミニウム窒化物（ＡｌＮ）のような光透過性および耐熱性を備えた材料を意味する。
【００１９】
（給電導体について）
「給電導体」とは、電源から限流インピーダンスを介して透光性セラミックス放電容器を気密に貫通して内部の電極間に電圧を印加して、高圧放電ランプを始動し、電流を導入して点灯し、さらには場合により電極を支持するために機能するものである。
【００２０】
給電導体は、透光性放電容器が石英ガラスおよび透光性セラミックスのいずれを用いる場合であっても、少なくとも封着性部分を備えている。
【００２１】
封着性部分は、主として透光性放電容器に封着されることにより、透光性放電容器を封止し、要すれば併せて給電導体を固定する。
【００２２】
また、封着性部分の先端には、耐熱性部材を備えているか、または電極軸を直接接続して用いる。
【００２３】
耐熱性部材としては、タングステン、モリブデンまたはこれらの金属を主成分とする合金からなり、その基端を封着性部分の先端に接続する。そして、耐熱性部材の先端に電極を配設する。
【００２４】
ところで、封着性部分において透光性放電容器を封止するには、透光性放電容器の構成材料に応じて異なる手段によるのが一般的である。たとえば、透光性放電容器が石英ガラスからなる場合には、封着性部分をモリブデンなどの金属箔によって構成し、透光性放電容器の端部に封着性部分を挟み、かつ当該端部を加熱軟化させてからピンチシールすることにより封止する。
【００２５】
これに対して、透光性セラミックスを封止する場合には、封着性部分を、一般に透光性セラミックスおよびセラミックス封止用コンパウンドのシールと熱膨張係数が近いニオブなどの封着性金属の無空棒または中空パイプなどを用いて構成し、透光性セラミックス放電容器の小径筒部内にセラミックス封止用コンパウンドのシールを形成することにより気密に封止する。
【００２６】
（電極について）
電極は、給電導体の先端に配設されて透光性放電容器の内部に位置するが、電極を給電導体と別体に形成して、給電導体の先端に固着することができる。しかし、給電導体と一体に形成してもよい。
【００２７】
電極を給電導体と一体に形成する場合の好適例は、給電導体の耐熱性部材をタングステンまたはタングステンを主成分とする合金を中空パイプにして透光性セラミックス放電容器の膨出部内に突出させる構造である。そうすれば、給電導体の先端がそのまま筒状に湾曲された板を主体とする電極を構成することになる。
【００２８】
電極を板を主体として構成したことにより、電極の表面積が増大し、グロー・アーク転移においてグロー放電モードでスパッタリングの割合を決定する要因の一つである電極表面電流密度（Ａ／ｃｍ ^２ ）が低下し、これに伴い陰極降下電圧が低下するので、スパッタリングが軽減する。また、電極の熱容量を小さくできるので、グロー・アーク転移時間が短縮する。さらに、電極が板を主体として構成されていることによる板の端面のエッジ効果で電子放射性能が著しく向上し、始動電圧が低下する。
【００２９】
電極を給電導体と一体に形成する場合の他の好適例は、給電導体の耐熱性部材を０．２ｍｍ程度以下の直径に形成することである。前述したように耐熱性部材の封着性部分に隣接する領域にシールが付着してもクラックが生じなくなるのに加えて、電極としての機能にも問題がない。
【００３０】
いずれの好適例においても、給電導体の先端をそのまま、またはさらにコイルを巻回して付加するだけで、電極として作用させることができるので、構造が簡単になり、小形の高圧放電ランプに甚だ好都合である。
【００３１】
ところで、交流点灯形においては一対の電極を給電導体の先端部側と一体に形成することができるが、直流点灯形においては陰極は一体に形成してもよいが、陽極は別に形成することができる。
【００３２】
（イオン化媒体について）
イオン化媒体は、イオン化媒体の放電により発光する物質であれば、特に制限されない。たとえば、イオン化媒体としてナトリウムアマルガムを用いることにより、高圧ナトリウムランプとして作動させることができる。また、発光金属のハロゲン化物を用いることにより、メタルハライドランプとして作動させるのでもよい。さらに、水銀を発光金属として用いることにより、水銀ランプとして作動させるのでもよい。
【００３３】
上記のいずれにしても、緩衝媒体として希ガスまたはおよび水銀を必要に応じて添加することができる。
【００３４】
（その他の構成について）
透光性放電容器から外部に露出する外部リード線を耐酸化性導電体で構成することにより、高圧放電ランプを大気中で点灯させることができる。
【００３５】
＜発光部について＞
発光部は、高圧放電ランプを収容するとともに反射鏡および仕切り壁を備えている。高圧放電ランプは、反射鏡の焦点に配置されている。反射鏡は、高圧放電ランプの配光を制御したり高圧放電ランプを保護する。そして、発光部は、熱的には熱源を構成している。なお、発光部の仕切り壁は、後述するように支持台（後述の実施形態１および２）、無機接着剤（後述の実施形態３）または反射鏡（後述の実施形態４）がこれに相当する。
【００３６】
また、発光部は、後述するケース部の容積との対比において相対的にその容積を所定範囲内で小さく設定することが本発明における特徴的構成である。そして、この容積は、熱的関係において意義があるので、発光部の外周を基準にして計測するものとする。また、後述するケース部との境界については、次によるものとする。すなわち、発光部とケース部とが分離した部品として構成されている場合には、当該部品の外周で計測する。発光部とケース部とがたとえば一体に形成されている場合には、発光部とケース部との間の仕切り壁の部分を発光部に含めて計測するものとする。
【００３７】
さらにまた、発光部の内部は、外気に対して気密にすることもできるが、特に気密にしなくてもよい。
【００３８】
次に、発光部の反射鏡について説明する。
【００３９】
反射鏡は、その内面を高反射率面に形成することが好ましい。たとえば、アルミニウム蒸着面、赤外線透過・可視光反射性能を備えた多層干渉膜などを用いた高反射率面が実際的である。
【００４０】
また、反射鏡の基体としては、金属、ガラス、セラミックスなどを用いることができる。
【００４１】
さらに、反射面の形状は、回転放物面、回転楕円面などの回転２次曲面またはこれらの補正曲面などであることを許容する。
【００４２】
さらにまた、反射鏡に対する高圧放電ランプの配設は、反射鏡の光軸に対する高圧放電ランプの軸の向きについて基本的に二つの態様があり得る。すなわち、反射鏡の光軸と高圧放電ランプの軸を一致させる態様と、ほぼ直角に配置する態様とに分かれる。しかし、いずれの態様においても反射鏡の焦点に高圧放電ランプの電極間を配置する。
【００４３】
さらにまた、反射鏡の投光開口をガラスなどの耐熱性透光部材によって閉塞することが万一の高圧放電ランプの破裂の際の破片の飛散に対して保護できるので、好ましいが本質的には開放していてもよい。
【００４４】
＜点灯回路について＞
点灯回路は、発光部の背面側に配設され、高圧放電ランプを点灯することができれば、回路方式は問わない。したがって、低周波点灯回路および高周波点灯回路のいずれであってもよい。
【００４５】
また、限流インピーダンスは、誘導性、容量性および抵抗性のいずれであってもよいが、誘導性インピーダンスが総合的に有利である。誘導性インピーダンスは動作周波数が高いほど小形化できるので、高周波点灯回路が好適である。
【００４６】
高周波点灯回路としては、高周波インバータを用いることにより、小形、軽量化することができる。
【００４７】
＜ケース部について＞
ケース部は、点灯回路をその内部に収納するケースと、受電手段とを備え、容積がＶＣであり、発光部の仕切り壁により閉塞されている。
【００４８】
まず、受電手段について説明する。
【００４９】
受電手段は、高圧放電ランプ装置内に電源を導入するための手段であれば、どのような構成であってもよい。たとえば、口金、引掛シーリングキャップ構造および筒状部や電源導入孔の中から導電線が導出されるか、反対に外部から中へ導電線が導入されるような構成などであることを許容する。
【００５０】
口金は、Ｅ形、ＥＺ形、ＢＡ形、Ｐ形、Ｂ形、ＧＸ形、ＧＺ形など既知の各種口金構造を適宜採用することができる。
【００５１】
また、引掛シーリングキャップ構造は、天井などに設置された引掛シーリングボディに着脱自在に装着されて、機械的支持と電気的接続とを同時に行う。
【００５２】
さらに、筒状部や電源導入孔の中から導電線が導出されるか、反対に外部から中へ導電線が導入されるような構成は、筒状部や電源導入孔を形成している部材によって機械的に支持され、導電線によって電気的に接続される受電手段である。この態様は、高圧放電ランプ装置をコードペンダントやパイプペンダント構造、天井直付け構造などにより支持する場合に好適である。
【００５３】
次に、ケースについて説明する。
【００５４】
ケースは、点灯回路を機械的に保護するとともに、受電手段を支持ないし形成するために寄与するので、機械的に所要の強度を備えているものとする。
【００５５】
また、点灯回路からの発熱もあるし、発光部からの熱の移動もあり、比較的高温になるので、これらの温度に対する耐熱性があるとともに、熱伝導係数のなるべく大きい材料で構成されていることが好ましい。たとえば、セラミックス、耐熱性合成樹脂（ＰＢＴなど）およびガラスなどの材料を用いることができる。
【００５６】
さらに、ケースは、点灯回路をその内部に収納できるならば、どのような形状であってもよい。意匠的外観および使い勝手を考慮して適当な形状に設定することができる。なお、点灯回路の一部は、受電手段の内部に延在して収納されていてもよい。
【００５７】
ところで、ケース部は、その容積が発光部の容積に比較して所定範囲内で相対的に大きく設定されていて、数式１を満足することが本発明において特徴的構成である。なお、ケース部の容積は、発光部と同様にケース部の外周で計測するものとし、さらに受電手段をも含める。
【００５８】
すなわち、発光部の容積をＶＬとし、ケース部の容積をＶＣとしたとき、数式１が示しているように容積比ＶＬ／ＶＣが１．０未満で、かつ３２／１６５以上に設定されていなければならない。
【００５９】
＜本発明の作用について＞
反射鏡を備え、高圧放電ランプを反射鏡の焦点に配置して内部に収容する発光部の容積ＶＬと、点灯回路を内部に収容するケース部の容積ＶＣとの容積比ＶＬ／ＶＣが小さくなるにしたがって発光部内で発生して発光部から外部に移動する熱の移動形態のうち放射の割合が増加するのに対して、対流および伝導の割合が逆に低下する。
【００６０】
対流および伝導による熱移動は、受電手段を上にした状態での点灯時にケース部を温度上昇させる要因になるので、これらの熱移動が少なくなれば、ケース部に収容されている点灯回路を構成する回路部品の温度上昇を少なくすることができる。
【００６１】
特に対流は、発光部の表面からケース部の表面に沿って生じ、多量の熱を移動させ得るので、対流が点灯回路の温度上昇に与える影響は大きい。
【００６２】
これに対して、伝導は、発光部に接触しているケース部の構成部材を熱が伝わって移動する形態であるので、発光部とケース部との間の熱抵抗を大きくすることにより、伝導による熱の移動を少なくすることができる。熱抵抗を大きくするには、発光部のケース部側に熱反射体を配設したり、発光部とケース部との間に断熱層たとえば空気層を配設したりするなどにより、実現することができる。
【００６３】
そうして、上記容積比ＶＬ／ＶＣが１．０未満で、かつ３２／１６５以上であれば、点灯回路の温度上昇が許容範囲内に納まり、半導体デバイスを始め回路部品の熱破壊を実用的範囲内で回避できる。しかし、容積比ＶＬ／ＶＣが１．０以上になると、熱破壊が発生する確率が実用性の範囲を逸脱して大きくなるので、不可である。
【００６４】
また、反射鏡を具備しているので、可視光を反射して所望の指向性を有する配光になるように制御することができる。
【００６５】
さらに、高圧放電ランプ装置に投入される電力を、発光部の単位容積当たり０．３５Ｗ以上に規定した数式２を満足することで発光部が大きさの割りに高出力化され、加えて発光部と点灯回路のケース部の容積比が数式１を満足することで発光部がケース部より小さくなることにより、小形でありながら高出力の高圧放電ランプ装置を構成して、しかも点灯回路の温度上昇を抑制して回路部品の熱破壊を防止している。
【００６６】
請求項２の発明の高圧放電ランプ装置は、請求項１記載の高圧放電ランプ装置において、容積比ＶＬ／ＶＣが下記数式３を満足することを特徴としている。
［数式３］
【００６７】
ＶＬ／ＶＣ＜０．６
本発明は、発光部とケース部との容積比の好適な範囲を規定している。本発明においては、受電手段を上にした状態での点灯時に、発光部からケース部に移動する熱量を一層少なくして、点灯回路の温度上昇をさらに低減する最適な構成を規定している。
【００６８】
すなわち、発光部を本発明の要件を満足するように相対的に一層小形化すると、高圧放電ランプの点灯時の発生熱のうち発光部から外部へ移動する熱量に占める放射の割合が顕著に増加し、反対に対流および伝導の割合が顕著に減少する。これに伴いケース部に移動する熱量が激減することになり、したがって点灯回路の受熱量が著しく減少するので、温度上昇が少なくなる。
【００６９】
また、発光部の小形化によって高圧放電ランプ装置の全体を小形化することができる。
【００７０】
請求項３の発明の高圧放電ランプ装置は、請求項１または２記載の高圧放電ランプ装置において、発光部は、高圧放電ランプを収容するとともに長さがＬ１であり；全長をＬとしたときに長さ比Ｌ／Ｌ１が下記数式４を満足する；ことを特徴としている。
［数式４］
【００７１】
Ｌ／Ｌ１≧２．５
発光部の長さは、発光部の境界を明確にすることで把握できるが、発光部の境界は請求項１と同様である。また、高圧放電ランプの全長は、発光部およびケース部の位置関係およびそれらの長さに関係するが、発光部の先端から高圧放電ランプ装置の後端までとする。一般的には、発光部の先端から受電手段の端部までによって全長が規定される。
【００７２】
また、本発明は、発光部とケース部とがほぼ前後関係に位置している場合に適用される。
【００７３】
そうして、本発明は、発光部およびケース部の容積比に代えて、発光部および高圧放電ランプ装置の長さを規定することで、発光部からケース部への発生熱の移動による点灯回路の温度上昇を許容範囲内に規制するものである。
【００７４】
また、本発明においては、発光部の長さを小さくすることで高圧放電ランプ装置の全長を小さくすることができる。
【００７５】
さらに、本発明においては、発光部のケース部側の部分に熱反射体を備えている場合に、熱反射体の熱反射効果が有効に作用して、点灯回路の温度上昇防止に寄与する。
【００７６】
請求項４の発明の高圧放電ランプ装置は、請求項１ないし３のいずれか一記載の高圧放電ランプ装置において、発光部は、長さがＬ１であり；ケース部は、長さがＬ２であり；全長をＬとしたときに長さ比Ｌ１／Ｌ２が下記数式５を満足する；ことを特徴としている。
［数式５］
Ｌ１／Ｌ２≦０．８５
本発明においては、発光部およびケース部の相互の位置に関係なく規定されるものであり、したがって発光部およびケース部がたとえば軸に沿って平行関係に位置している態様であってもよい。
【００７７】
そうして、本発明は、発光部およびケース部の容積比を規定するのに代えて発光部およびケース部の長さを規定することにより、点灯回路の温度上昇を抑制するものである。
【００７８】
請求項５の発明の高圧放電ランプ装置は、請求項１ないし４のいずれか一記載の高圧放電ランプ装置において、発光部は、高圧放電ランプと点灯回路との間に位置する熱反射体を備えていることを特徴としている。
【００７９】
熱反射体は、高圧放電ランプからの発生熱が点灯回路側へ向かう熱放射を反射する部材である。高圧放電ランプの発光を集光して配光に指向性を付与するために反射鏡を用いる場合、当該反射鏡は本発明における熱反射体を兼ねることができる。すなわち、アルミニウム蒸着膜により反射膜が形成されている反射鏡においては、可視光を反射するのみでなく、結果として赤外線を含む熱線を反射する作用があるからである。
【００８０】
また、熱反射体として、赤外線を選択的に反射する赤外線反射多層干渉膜を用いることができる。
【００８１】
そうして、高圧放電ランプの発生熱が発光部の点灯回路側の部分に放射されると、当該部分が熱を吸収して温度上昇する。当該部分と点灯回路との間の温度差が高くなるほど、その間に熱の移動が多く生じる。そして、熱の移動は伝導または２次輻射により行われる。
【００８２】
これに対して、本発明においては、発光部が熱反射体を上記の位置に備えていることにより、発光部の点灯回路側の部分の温度上昇が抑制されるので、点灯回路側への熱移動が少なくなり、それに伴い点灯回路の発光部の発生熱による温度上昇が低減する。
【００８３】
請求項６の発明の高圧放電ランプ装置は、請求項１ないし５のいずれか一記載の高圧放電ランプ装置において、発光部は、反射鏡および反射鏡の投光開口に配設された前面保護板を備えていることを特徴としている。
【００８４】
反射鏡の投光開口に前面保護板が配設されていることにより、高圧放電ランプが万一破裂した際に破片が飛散するのを前面保護板によって防止することができる。
【００８５】
また、前面保護板を反射鏡の投光開口に配設するには、前面保護板を耐熱性接着剤により接着することができる。この場合には、反射鏡の内部を気密にする必要がない。しかし、要すれば前面保護板を反射鏡の投光開口に溶着などにより気密に封着し、内部を排気して真空または不活性雰囲気にすることもできる。
【００８６】
請求項７の発明の高圧放電ランプ装置は、請求項１ないし６のいずれか一記載の高圧放電ランプ装置において、発光部は、反射鏡が凹形であり；
ケース部は、環状をなして反射鏡を包囲するように配設されている；
ことを特徴としている。
【００８７】
本発明は、発光部に対してケース部の形状および位置を改良して、薄形で天井などに直付けするのに好適な高圧放電ランプ装置を規定している。しかし、本発明においては、天井直付けだけでなく、ペンダントなど種々の取り付けに対応させることができる。また、受電手段として、口金や引掛シーリングキャップ構造を用いることにより、薄形の高圧放電ランプ装置でありながら、着脱が容易にすることもできる。
【００８８】
本発明において、反射鏡は、可視光を反射して所望の指向性を有する配光になるように制御するが、これと同時に凹形の熱反射体を構成している。したがって、反射鏡の背面側への高圧放電ランプの発生熱の移動は、反射鏡により抑制されるので、反射鏡を包囲するようにケース部を配設することが熱的に問題なく可能になる。
【００８９】
また、発光部は、ケース部に対して着脱自在にすることにより、高圧放電ランプが寿命になった際に、発光部のみを交換することができ、交換部品を安価にすることができる。
【００９０】
そうして、本発明においては、高圧放電ランプ装置の径がそれなりに大きくなるものの、光軸方向への長さを反射鏡のそれより若干大きくなる程度まで大幅に短縮することができる。したがって、薄形のスポットライトを得ることができる。
【００９１】
請求項１０に発明の高圧放電ランプ装置は、請求項１ないし９のいずれか一記載の高圧放電ランプ装置において、高圧放電ランプは、放電空間を包囲する膨出部および膨出部の両端に連通して配置され膨出部より内径が小さい小径筒部を備えた透光性セラミックス放電容器、封着性部分を備え、透光性セラミックス放電容器の小径筒部内に挿入されて小径筒部の内面との間にわずかな隙間を形成しながら延在する給電導体、給電導体の先端に配設されて透光性セラミックス放電容器の膨出部内に位置している電極、透光性セラミックス放電容器の小径筒部および給電導体の主として封着性部分の間を封止しているセラミックス封止用コンパウンドのシール、ならびに透光性放電容器内に封入されたイオン化媒体を備えていることを特徴としている。
【００９２】
本発明は、高圧放電ランプが透光性セラミックス放電容器を備えている構成を規定している。透光性セラミックス放電容器は、石英ガラスに較べて耐熱性および耐食性に優れていることから、点灯時の動作温度を高めて高発光効率および高演色性を実現できるとともに、優れた寿命特性を有する。
【００９３】
（透光性セラミックス放電容器について）
透光性セラミックス放電容器を製作するには、中央の膨出部と膨出部の両端の小径筒部とを最初から一体に成形することができる。
【００９４】
しかし、たとえば膨出部を画成する円筒と、円筒の両端面に嵌合して閉鎖する一対の端板と、端板の中央孔に嵌合して小径筒部を画成する小径筒体とを、それぞれ仮焼結してから所要に組み立てて、さらに全体を焼結することにより、一体の透光性セラミックス放電容器を形成することもできる。
【００９５】
また、透光性セラミックスの円筒体の両端に中心に貫通孔を備えたセラミックスの一対の小径円筒体を嵌合して、透光性セラミックスの円筒体の中央部に膨出部を、また両端の小径円筒体により小径筒部を、それぞれ形成し、膨出部によって放電空間を包囲する透光性放電容器を形成することもできる。この場合、透光性セラミックスの円筒体と、小径円筒体との間は、焼結によって気密に一体化してもよいし、セラミックス封止用コンパウンドのシールによって給電導体と小径円筒体との間を封止するのと同時に上記シールを透光性セラミックス円筒体および小径円筒体の間を封止してもよい。
【００９６】
（給電導体について）
給電導体は、封着性部分を備えるが、封着性部分の先端に耐熱性部分を接続するか、電極軸を直接接続するように構成されている。耐熱性部分には、モリブデン、タングステンまたはこれらを主成分とする合金を用いることができる。
【００９７】
耐熱性部分や電極軸は、その熱膨張係数が封着性部分よりさらに小さいにもかかわらず、セラミックス封止用コンパウンドのシールによって封止する際に、封着性部分の全体をシールで包囲する関係で、耐熱性部分や電極軸の封着性部分に隣接する領域にもシールが付着する。シールが付着したことにより、その界面でのクラックを生じないようにするための配慮が要求される。たとえば、耐熱性部分や電極軸を肉厚１０ないし００μｍの薄肉の中空パイプにするか、直径０．２ｍｍ程度以下の無空棒を用いる。これらの配慮は、セラミックス放電容器の内容積が０．０４ｃｃ以下、全長３０ｍｍ以下または定格ランプ電力２０Ｗ以下の小形の高圧放電ランプにおいて特に効果的である。
【００９８】
前者の配慮においては、透光性セラミックス放電容器およびセラミックス封止用コンパウンドのシールとの熱膨張差により生じる応力を中空部材が吸収するので、クラックは生じない。
【００９９】
後者の配慮においては、耐熱性部分や電極軸の断面積が著しく小さくなるために、熱伝導抵抗が大きくなり、発熱源の電極からの伝熱量が少なくて封着性部分に隣接する領域の温度上昇が少なくなるので、熱応力の発生量も少なくなる。
【０１００】
（セラミックス封止用コンパウンドのシールについて）
セラミックス封止用コンパウンドのシールは、透光性セラミックス放電容器の小径筒部の端部領域において、封着性部分および小径筒部の内面の間を封着性部分を包囲して形成される。これにより透光性セラミックス放電容器は封止されるとともに、給電導体が所定の位置に固定される。
【０１０１】
また、封着性部分を肉厚１０ないし１００μｍの薄肉のモリブデン製の中空パイプによって構成することが許容されるが、本発明の高圧放電ランプ装置を構成するには、装置の小形化を図るために、高圧放電ランプを大気中に暴露して用いるのが一般的であるから、封着性部分はたとえ当該部分が薄肉のモリブデンによって構成されていたとしても、外部に露出しないようにシールで被覆する。この場合、封着性部分に耐酸化性導電体たとえば白金からなる外部リード線を接続して、外部リード線をシールを貫通して外部に導出することができる。
【０１０２】
ところで、セラミックス封止用コンパウンドのシールを所定の位置に形成するには、封止予定部を上にして透光性セラミックス放電容器を固定し、封止予定部の外側に固形のセラミックス封止用コンパウンドを施与して加熱する。すると、セラミックス封止用コンパウンドは、加熱により溶融して小径筒部と封着性部分との間に進入し、さらに溶融したセラミックス封止用コンパウンドの先端が耐熱性部材の中間部の所定位置まで進入したところで冷却する。
【０１０３】
そうして、セラミックス封止用コンパウンドのシールが形成される。
【０１０４】
（わずかな隙間について）
透光性放電容器の小径筒部の内面と給電導体との間に形成されるわずかな隙間の幅寸法は、本発明において特段制限されないが、比較的小形の高圧放電ランプにおいては、０．２１ｍｍ以上であることが好ましい。
【０１０５】
本発明者らの研究によると、小形の高圧放電ランプにおいては、従来技術を比例的に縮小して適用しても、良好なものを得ることができないことが分かった。すなわち、ランプ電力が小さくなった場合、発光効率を確保するためには、適正な最冷部温度を確保する必要があり、これには透光性放電容器全体の熱容量の減少が不可欠である。この際、ランプ電力が比較的大きい場合の考え方で、透光性放電容器の形状および電極寸法などを単純に比例的に減少させると、点灯後短時間で封止部分にリークが発生する。これは、透光性放電容器を小さくすると、放電プラズマを始めとする発熱体からの封止部分への熱伝達形態、すなわち熱伝導、対流、輻射のバランスが崩れるからであると考えられる。
【０１０６】
（イオン化媒体について）
イオン化媒体には、発光金属の金属ハロゲン化物を含んで構成することができる。
【０１０７】
金属ハロゲン化物を構成するハロゲンとしては、よう素、臭素、塩素またはフッ素のいずれか一種または複数種を用いることができる。
【０１０８】
発光金属の金属ハロゲン化物は、発光色、平均演色評価数Ｒａおよび発光効率などについて所望の発光特性を備えた放射を得るため、さらには透光性セラミックス放電容器のサイズおよび入力電力に応じて、既知の金属ハロゲン化物の中から任意所望に選択することができる。たとえば、ナトリウムＮａ、リチウムＬｉ、スカンジウムＳｃ、および希土類金属からなるグループの中から選択された一種または複数種のハロゲン化物を用いることができる。
【０１０９】
また、緩衝金属として適量の水銀を封入することができる。水銀に代えて蒸気圧が比較的高くて可視光領域における発光が少ないか、発光しない金属たとえばアルミニウムなどのハロゲン化物を封入することもできる。
【０１１０】
希ガスとしては、アルゴン、キセノン、ネオンなどを用いることができる。
【０１１１】
そうして、本発明においては、イオン化媒体に発光金属のハロゲン化物を含んでいるので、高圧放電ランプはいわゆるメタルハライドランプとして作動する。
【０１１２】
【０１１３】
イオン化媒体として発光金属のハロゲン化物を封入した高圧放電ランプは、高演色性であるとともに、高い発光効率が得られるから、高圧放電ランプ装置を屋内照明特に店舗照明に用いる場合には、７０Ｗ以下の定格消費電力が好適である。
【０１１４】
屋内照明特に店舗照明に高圧放電ランプ装置を用いる場合、スポットライトやダウンライトとして用いることが中心になるので、本発明によれば、配光がシャープで、高演色性であるから、これらの照明に最適である。
【０１１５】
また、本発明の高圧放電ランプ装置においては、たとえば定格消費電力２５Ｗで１２０Ｗ白熱電球相当の光束が得られる。同様に２０Ｗで８５Ｗ相当、１７Ｗで７５Ｗ相当、さらに７Ｗで２０Ｗ相当の光束を得ることが可能である。
【０１１６】
【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。
【０１１７】
図１は、本発明の高圧放電ランプ装置の第１の実施形態を示す正面図である。
【０１１８】
図２は、同じく縦断面図である。
【０１１９】
図３は、同じく高圧放電ランプを拡大して示す拡大正面図である。
【０１２０】
図４は、同じく高圧放電ランプの封着部分を示す要部拡大縦断面図である。
【０１２１】
図５は、同じく給電導体の封着性部分を示す拡大斜視図である。
【０１２２】
各図において、ＨＤは高圧放電ランプ、ＬＰは発光部、ＯＣは点灯回路、ＣＰはケース部である。
【０１２３】
＜高圧放電ランプ１について＞
高圧放電ランプＨＤは、透光性セラミックス放電容器１、給電導体２、外部リード線３、電極４およびシール５を備えている。
【０１２４】
透光性セラミックス放電容器１は、膨出部１ａおよび小径筒部１ｂ、１ｂを備えている。
【０１２５】
膨出部１ａは、両端が連続的な曲面によって絞られている中空のほぼ楕円球状をなしている。
【０１２６】
小径筒部１ｂは、膨出部１ａと連続した曲面によってつながり一体成形によって透光性セラミックス放電容器２を形成している。
【０１２７】
給電導体２は、封着性部分２ａおよび耐ハロゲン化物部分２ｂからなる。
【０１２８】
封着性部分２ａは、給電導体２と小径筒部１ｂとの間で透光性セラミックス放電容器１を封止する際に機能する。そして、封着性部分２ａは、図３および図４に示すように、封着金属製の中空パイプからなり、その先端部近傍において側面に開口２ａ１、２ａ１を備えている。
【０１２９】
また、封着性部分２ａは、封着金属の板を筒状に湾曲させて合わせ目にわずかな隙間があるとともに、軸と平行な接合線２ａ２を備えている。
【０１３０】
耐ハロゲン化物部分２ｂは、耐ハロゲン化物性の金属製のパイプからなり、封着性部分２ａの先端に挿入されて接続するとともに、先端が透光性セラミックス放電容器１の膨出部１ａ内に延在して電極を構成している。
【０１３１】
また、耐ハロゲン化物部分２ｂは、耐ハロゲン化物性の金属の薄板を筒状に湾曲させて合わせ目にわずかな隙間があるとともに、軸と平行な接合線２ｂ１を備えている。
【０１３２】
外部リード線３は、白金製の無空棒にからなり、封着性部分２ａの基端に先端が挿入されて接続していて、後述するセラミックス封止用コンパウンドのシール５から外部に突出している。
【０１３３】
電極４は、前述したように耐ハロゲン化物部分２ｂの先端部によって構成されているので、円筒状をなしている。
【０１３４】
そうして、給電導体２は、透光性セラミックス放電容器１の小径筒部１ｂの内面と、耐ハロゲン化物部分２ｂの外面との間にわずかな隙間ｇを形成するように透光性セラミックス放電容器１の小径筒部１ｂから内部に挿入される。
【０１３５】
シール４は、透光性セラミックス放電容器１の小径筒部１ｂおよび封着性部分２ａおよび耐ハロゲン化物部分２ｂの間に形成されたわずかな隙間ｇにおいて、先端が耐ハロゲン化物部分２ｂの基端部まで達していて封着性部分２ａの全体を包囲している。
また、セラミックス封止用コンパウンドは、溶融状態のときに封着性部分２ａの一対の開口２ａ１、２ａ１からパイプの中に流入して、耐ハロゲン化物部分２ｂの封着性部分２ａとの接続部分をも包囲しているシールの膜５ａを形成する。これにより、シールの膜５ａのある位置の横断面において透光性セラミックス放電容器１、封着性部分２ａおよびシール５による気密断面を形成している。
【０１３６】
透光性セラミックス放電容器１内には、希ガス雰囲気中で封止の前工程で発光金属の金属ハロゲン化物を導入している。
【０１３７】
＜発光部ＬＰについて＞
発光部ＬＰは、反射鏡１１、前面保護板１２、支持台１３、外側保護手段１４、接続導体１５を備えている。
【０１３８】
反射鏡１１は、基体１１ａ、反射面１１ｂ、挿通孔１１ｃおよび支持部１１ｄからなる。
【０１３９】
基体１１ａは、耐火性物質を成形して凹形をなし、内面に回転放物面を形成している。
【０１４０】
反射面１１ｂは、基体１１ａの内面の回転放物面状に形成されている。
【０１４１】
挿通孔１１ｃは、反射鏡１１の焦点位置において光軸と直角な直線を中心として反射鏡１１の両側面に形成されており、高圧放電ランプＨＤの透光性セラミックス放電容器１の小径筒部１ｂの端部近傍が挿通するためのものである。
【０１４２】
高圧放電ランプＨＤは、反射鏡１１にその焦点が電極間に位置するように配設される。この状態で高圧放電ランプＨＤの両端の小径筒部１ｂ、１ｂおよび外部リード線３が挿通孔１１ｃを貫通して反射鏡１１の外側に露出する。
【０１４３】
支持部１１ｄは、基体１１ａの背面に一体成形されていて、反射鏡１１を支持する際に用いられる。
【０１４４】
前面保護板１２は、透光性耐熱部材からなり、反射鏡１１の投光開口に耐熱性接着剤によって接着されて、投光開口を閉塞している。
【０１４５】
支持台１３は、耐熱物質からなり、盤状をなしているとともに、前面中央に反射鏡１１の支持部１１ｄを受け入れる支持溝１３ａおよび一対の導体挿通孔１３ｂ、１３ｂを備えている。そして、支持溝１３ａに嵌合された反射鏡１１の支持部１１ｄは、無機接着剤Ｂによって固着される。
【０１４６】
外側保護手段１４は、耐熱物質からなり、支持台１３の外周から一体に起立して筒状に形成されている。そして、外側保護手段１４は、反射鏡１１および高圧放電ランプＨＤの外側への露出部を包囲する。
【０１４７】
接続導体１５は、先端が高圧放電ランプＨＤの外部リード線３に接続し、支持台１３の導体挿通孔１３ｂを貫通して支持台１３の裏面側へ導出されている。
【０１４８】
＜点灯回路ＯＣについて＞
点灯回路ＯＣは、発光部ＬＰの背面側に配設され、その入力端は後述する受電手段に接続し、出力端は発光部ＬＰの接続導体１５に接続している。
【０１４９】
また、点灯回路ＯＣは、配線基板２１に実装された高周波インバータを主体として構成されている。
【０１５０】
＜ケース部ＣＰについて＞
ケース部ＣＰは、ケース３１、受電手段３２からなる。
【０１５１】
ケース３１は、耐熱物質を筒状に成形して形成され、下端に支持台１３により閉塞される開口３１ａ、上端に受電手段装着部３１ｂを備えている。また、ケース３１の内部には、点灯回路ＯＣを収納するとともに、これを定置している。
【０１５２】
受電手段３２は、口金からなり、ケース３１の受電手段装着部３１ｂに装着されている。
【０１５３】
【実施例１】
＜高圧放電ランプＨＤ＞
図３ないし図５に示す高圧放電ランプであって、以下の仕様である。
【０１５４】
透光性セラミックス放電容器１：透光性の酸化アルミニウムからなり、膨出部１ａの最大外径約５．５ｍｍ、小径筒部１ｂの外径１．７ｍｍ、全長３０ｍｍ、内容積は０．０３ｃｃである。
【０１５５】
給電導体２：封着性部分２ａが外径０．６８ｍｍ、肉厚０．１８ｍｍ、全長３．５ｍｍのニオブ製の中空パイプからなる。耐ハロゲン化物部分２ｂが内径０．２９ｍｍ、肉厚約５０μｍ、全長８ｍｍのタングステン製の中空パイプからなる。封着性部分２ａ、耐ハロゲン化物部分２ｂは、いずれも平均約２μｍのわずかな隙間のある接合線２ａ２、２ｂ１を備えている。
【０１５６】
外部リード線３：白金からなり、外径約０．２９ｍｍである。
【０１５７】
電極：耐ハロゲン化物部分２ｂの先端によって構成されている。
【０１５８】
そうして、透光性セラミックス放電容器１の小径筒部１ｂの内面と、耐ハロゲン化物部分２ｂの外面との間に形成されるわずかな隙間ｇは０．２１ｍｍである。
【０１５９】
シール５：Ａｌ _２ Ｏ _３ −ＳｉＯ _２ −Ｄｙ _２ Ｏ _３ 系の固形のセラミックス封止用コンパウンドを用いている。
【０１６０】
イオン化媒体：ＮａＩ、ＩｎＩ、ＴｌＩ、ＤｙＩ _３ および水銀を適量透光性セラミックス放電容器１内に封入し、さらにアルゴンガスを約１３３００Ｐａ封入した。
【０１６１】
得られた高圧放電ランプは、定格ランプ電力２０Ｗである。
＜発光部ＬＰ＞
反射鏡１１：ガラス製、開口径４８ｍｍ、反射面はアルミニウム蒸着
前面保護板１２：透明ガラス
支持台１３：ステアタイト製
外側保護手段１４：ステアタイト製
発光部の容積：５６ｃｃ
発光部の長さ：３６ｍｍ
＜ケース部ＣＰ＞
ケース３１：ステアタイト
受電手段３２：Ｅ２６形ねじ口金
ケース部の容積：７１ｃｃ
ケース部の長さ：６９ｍｍ
＜高圧放電ランプ装置全体＞
外径×長さ：４８ｍｍ×１０５ｍｍ
定格消費電力：２２Ｗ
図６は、本発明の高圧放電ランプ装置の第１の実施形態における高圧放電ランプの変形例を示す拡大縦断面図である。
【０１６２】
図において、図３と同一部分については同一符号を付して説明は省略する。
【０１６３】
本変形例においては、透光性セラミックス放電容器１に代えて石英ガラス放電容器１’を備えている。そして、これに伴い給電導体２’が異なっている。
【０１６４】
すなわち、封着性部分２ａ’がモリブデン箔からなる。石英ガラス放電容器１’の両端部を封着性部分２ａ’の部分でピンチシールして石英ガラス放電容器１’を封止するとともに、給電導体２’を固定している。
【０１６５】
図７は、本発明の高圧放電ランプ装置の第２の実施形態を示す正面図である。
【０１６６】
図８は、同じく縦断面図である。
【０１６７】
各図において、図１および図２と同一部分については同一符号を付して説明は省略する。
【０１６８】
本実施形態は、投光開口径の小さい反射鏡１１’を用いている点で異なる。
【０１６９】
【実施例２】
実施例１と異なる部分を中心に示す。
【０１７０】
＜発光部ＬＰ＞
反射鏡１１’：開口径３５ｍｍ
発光部の容積：３９ｃｃ
発光部の長さ：２７ｍｍ
＜ケース部ＣＰ＞
ケース部の容積：７１ｃｃ
ケース部の長さ：６９ｍｍ
＜高圧放電ランプ装置全体＞
外径×長さ：４８ｍｍ×９６ｍｍ
定格消費電力：２２Ｗ
図９は、本発明の高圧放電ランプ装置の第３の実施形態を示す中央断面正面図である。
【０１７１】
図において、図１および図２と同一部分については同一符号を付して説明は省略する。
【０１７２】
本実施形態は、高圧放電ランプＨＤの軸を反射鏡の光軸に一致させて配設している点で異なる。
【０１７３】
すなわち、反射鏡１１”は、その頂部に筒状部に形成された頂部開口１１ｅを備えており、高圧放電ランプの両端の外部リード線３、３に先端を接続した接続導体１５ａ、１５ｂの基端側を頂部開口１１ｅに挿通させ、無機接着剤１１ｆで固定している。なお、一方の接続導体１５ａには、絶縁スリーブ１５ｃを装着して他方の接続導体１５ｂとの間の絶縁沿面距離を大きくしている。
【０１７４】
【実施例３】
実施例１と異なる部分を中心に示す。
【０１７５】
＜発光部ＬＰ＞
発光部ＬＰの容積：４０ｃｃ
発光部の長さ：３９ｍｍ
＜ケース部ＣＰ＞
ケース部の容積：４２ｃｃ
ケース部の長さ：５０ｍｍ
＜高圧放電ランプ装置全体＞
外径×長さ：５０ｍｍ×８８ｍｍ
定格消費電力：２２Ｗ
図１０は、本発明の高圧放電ランプ装置の第４の実施形態を示す正面図である。
【０１７６】
図１１は、同じく平面図である。
【０１７７】
図１２は、同じく底面図である。
【０１７８】
図１３は、同じく縦断面図である。
【０１７９】
各図において、図７および図８と同一部分については同一符号を付して説明を省略する。
【０１８０】
本実施形態は、ケース部ＣＰが環状をなしていて、発光部の背面側を包囲して配設されている点で異なる。
【０１８１】
発光部ＬＰの支持台１３’は、凸部１３ｃおよび鍔部１３ｄを備えている。
【０１８２】
ケース部ＣＰは、ケース３１’が円盤状の基板３１ａおよび環状の蓋体３１ｂから構成されている。
【０１８３】
基板３１ａは、中央に受電孔３１ａ１、周囲に一対の取付孔３１ａ２、３１ａ２が形成され、周縁が立ち下がり縁３１ａ３を備えている。取付孔３１ａ２は、大径孔およびこれに連続する円弧孔からなる。
【０１８４】
取付面から導出した電源線（図示しない。）を受電孔３ａ１を経由してケース部ＣＰ内に導入して点灯回路ＯＣの入力端に接続する。したがって、受電孔３１ａ１および受電孔３１ａ１から導入される電源線が受電手段を構成する。
【０１８５】
本実施形態の高圧放電ランプ装置を取付面に取り付けるには、天井などの取付面に所定間隔で一対のねじを予め緩くねじ込んでおいてから、基板３１ａを取付面に押し当て、ねじの頭に取付孔３１ａ２の大径孔を挿通してから、次に基板３１ａを回動させて円弧孔の部分にねじが位置する状態にして、ねじを締め付けることにより、基板３１ａを取り付けることができる。
【０１８６】
蓋体３１ｂは、中央に大径孔３１ｂ１が形成され、周縁に立ち上がり縁３１ｂ２を備えている。そして、蓋体３１ｂは、その立ち上がり縁３１ｂ２が基板３１ａの立ち下がり縁３１ａ３に嵌合した状態で基板３１ａに着脱自在に取り付けられる。
【０１８７】
一方、点灯回路ＯＣの配線基板２１’は、中央に嵌合孔２１ａが形成されていることで環状をなしていて、ケース部ＣＰ内に浮いた状態で装着されている。
【０１８８】
そうして、発光部ＬＰは、支持台１３’の凸部１３ａを配線基板２１’の嵌合孔２１ａに嵌合した状態で、接続導体１５をはんだ付けすることにより、点灯回路ＯＣに固定されている。そして、発光部ＬＰの反射鏡１１´が蓋体３１ｂの大径孔３１ｂ１から外部に露出している。
【０１８９】
【実施例４】
実施例２と異なる部分を中心に示す。
【０１９０】
＜発光部ＬＰ＞
発光部ＬＰの容積：３２ｃｃ
発光部の長さ：２７ｍｍ
＜ケース部ＣＰ＞
ケース部の容積：１６５ｃｃ
ケース部の長さ：３４ｍｍ
＜高圧放電ランプ装置全体＞
外径×長さ：８７ｍｍ×３６ｍｍ
定格消費電力：２２Ｗ
図１４は、高圧放電ランプ装置の参考例を示す縦断面図である。
【０１９１】
図において、図２と同一部分については同一符号を付して説明は省略する。
【０１９２】
本参考例は、発光部ＬＰが反射鏡に代えてグローブ１６を用いている。
【０１９３】
すなわち、グローブ１６は、透明部材製でほぼ半球状をなし、その開口端が支持台１３”の周縁に形成した周溝１３ｅに係合し、かつ耐熱性接着剤によって固着されている。
【０１９４】
また、支持台１３”と高圧放電ランプＨＤとの間に熱反射体１７および空気断熱層１８が配設されている。
【０１９５】
空気断熱層１８は、熱反射体１７の背面に接して支持台１３”の凹窪部を形成することにより、支持台１３”と熱反射体１７との間に形成されている。
【０１９６】
［参考例］
実施例１と異なる部分を中心に示す。
【０１９７】
＜発光部ＬＰ＞
グローブ１６：透明ガラス製熱
反射体：アルミニウム円板
発光部ＬＰの容積：４２ｃｃ
発光部の長さ：４０ｍｍ
＜ケース部ＣＰ＞
ケース部の容積：７１ｃｃ
ケース部の長さ：６７ｍｍ
＜高圧放電ランプ装置全体＞
外径×長さ：４８ｍｍ×１０７ｍｍ
定格消費電力：２２Ｗ
【０１９８】
【発明の効果】
請求項１ないし９の各発明によれば、反射鏡および反射鏡の焦点に配置された高圧放電ランプを収容するとともにケース部との間の仕切り壁を備えた発光部を所定範囲内で相対的に小形化し、発光部の背面側に配設され、高圧放電ランプを点灯させる点灯回路を収容するとともに受電手段を備え、発光部の仕切り壁により閉塞されているケース部と発光部との容積比ＶＬ／ＶＣを、数式１を満足する所定範囲内に入るように規定し、かつ発光部の単位容積当たりの定格消費電力Ｐ／ＶＬを、数式２を満足する所定範囲内に規定したことで、発光部内で発生して発光部から外部に移動する熱の移動形態のうち放射の割合が増加するのに対して、対流および伝導の割合が逆に低下するので、小形でありながら高出力で、点灯回路の温度上昇が少なくて、回路部品の熱破壊を防止するとともに、可視光を反射して所望の指向性を有する配光の高圧放電ランプ装置を提供することができる。
【０１９９】
請求項２の発明によれば、容積比ＶＬ／ＶＣが数式３を満足する０．６未満であることにより、発光部をさらに相対的に小形化して、発光部からケース部への熱の移動を一層少なくするために、点灯回路の温度上昇が少なくて、回路部品の熱破壊を防止した高圧放電ランプ装置を提供することができる。
【０２００】
請求項３の発明によれば、発光部の長さＬ１に対する全長Ｌの比Ｌ／Ｌ１が数式４を満足する所定範囲内であることにより、発光部からケース部への熱の移動を少なくするために、点灯回路の温度上昇が少なくて、回路部品の熱破壊を防止した高圧放電ランプ装置を提供することができる。
【０２０１】
請求項４の発明によれば、発光部の長さＬ１とケース部の長さＬ２の比Ｌ１／Ｌ２が数式５を満足する所定範囲内であることにより、全長に関係なく発光部からケース部への熱の移動を少なくするために、点灯回路の温度上昇が少なくて、回路部品の熱破壊を防止した高圧放電ランプ装置を提供することができる。
【０２０２】
請求項５の発明によれば、発光部が高圧放電ランプと点灯回路との間に位置する熱反射体を備えていることにより、高圧放電ランプから点灯回路に向かう熱を反射して点灯回路の温度上昇を抑制する高圧放電ランプ装置を提供することができる。
【０２０３】
請求項６の発明によれば、加えて反射鏡の投光開口に前面保護板を配設していることにより、万一高圧放電ランプが破裂しても破片の被照面に対する飛散を防止する高圧放電ランプ装置を提供することができる。
【０２０４】
請求項７の発明によれば、発光部の反射鏡が凹形であるとともに、ケース部が環状をなして反射鏡の背後を包囲するように配設されていることにより、極めて薄形でありながら、発光部からケース部への熱の移動を少なくするために、点灯回路の温度上昇が少なくて、回路部品の熱破壊を防止した高圧放電ランプ装置を提供することができる。
【０２０５】
請求項８の発明によれば、加えて高圧放電ランプが透光性セラミックス放電容器を備えていることにより、高演色性、高発光効率および長寿命の高圧放電ランプ装置を提供することができる。
【０２０６】
請求項９の発明によれば、加えて定格消費電力が７０Ｗ以下であることにより、屋内特に店舗用として好適な高圧放電ランプ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の高圧放電ランプ装置の第１の実施形態を示す正面図
【図２】 同じく縦断面図
【図３】 同じく高圧放電ランプを拡大して示す拡大正面図
【図４】 同じく高圧放電ランプの封着性部分を示す要部拡大縦断面図
【図５】 同じく給電導体の封着性部分を示す拡大斜視図
【図６】 本発明の高圧放電ランプ装置の第１の実施形態における高圧放電ランプの変形例を示す拡大縦断面図
【図７】 本発明の高圧放電ランプ装置の第２の実施形態を示す正面図
【図８】 同じく縦断面図
【図９】 本発明の高圧放電ランプ装置の第３の実施形態を示す中央断面正面図
【図１０】 本発明の高圧放電ランプ装置の第４の実施形態を示す正面図
【図１１】 同じく平面図
【図１２】 同じく底面図
【図１３】 同じく縦断面図
【図１４】 高圧放電ランプ装置の参考例を示す縦断面図
【符号の説明】
１…透光性セラミックス放電容器
１ａ…膨出部
１ｂ…小径筒部
２…給電導体
４…電極
１１…反射鏡
１１ａ…基体
１１ｂ…反射面
１１ｃ…挿通孔
１１ｄ…支持部
１２…前面保護板
１３…支持台
１３ａ…支持溝
１３ｂ…導体挿通孔
１４…外側保護手段
１５…接続導体
２１…配線基板
３１…ケース
３１ａ…開口
３１ｂ…受電手段装着部
３２…受電手段
Ｂ…無機接着剤
ＣＰ…ケース部
ＨＤ…高圧放電ランプ
ＬＰ…発光部
ＯＣ…点灯回路

Claims (9)

1. 高圧放電ランプと；
   高圧放電ランプを収容するとともに高圧放電ランプが焦点に配置された反射鏡およびケース部との間の仕切り壁を備え、容積がＶＬの発光部と；
   発光部の背面側に配設され、高圧放電ランプを点灯させる点灯回路と；
   点灯回路を収容するとともに受電部を備え、容積がＶＣであり、発光部の仕切り壁により閉塞されているケース部と；
   を具備し、容積比ＶＬ／ＶＣが下記数式１を満足するとともに、発光部の単位容積当たりの定格消費電力Ｐ／ＶＬ（Ｗ／ｃｃ）が下記数式２を満足することを特徴とする高圧放電ランプ装置。
   ［数式１］
   ３２／１６５≦ＶＬ／ＶＣ＜１．０
   ［数式２］
   Ｐ／ＶＬ≧０．３５
2. 容積比ＶＬ／ＶＣが下記数式３を満足することを特徴とする請求項１記載の高圧放電ランプ装置。
   ［数式３］
   ＶＬ／ＶＣ＜０．６
3. 発光部は、高圧放電ランプを収容するとともに長さがＬ１であり；
   全長をＬとしたときに長さ比Ｌ／Ｌ１が下記数式４を満足する；
   ことを特徴とする請求項１または２記載の高圧放電ランプ装置。
   ［数式４］
   Ｌ／Ｌ１≧２．５
4. 発光部は、長さがＬ１であり；
   ケース部は、長さがＬ２であり；
   全長をＬとしたときに長さ比Ｌ１／Ｌ２が下記数式５を満足する；
   ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一記載の高圧放電ランプ装置。
   ［数式５］
   Ｌ１／Ｌ２≦０．８５
5. 発光部は、高圧放電ランプと点灯回路との間に位置する熱反射体を備えていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一記載の高圧放電ランプ装置。
6. 発光部は、反射鏡の投光開口に配設された前面保護板を備えていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一記載の高圧放電ランプ装置。
7. 発光部は、反射鏡が凹形であり；
   ケース部は、環状をなして反射鏡を包囲するように配設されている；
   ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一記載の高圧放電ランプ装置。
8. 高圧放電ランプは、放電空間を包囲する膨出部および膨出部の両端に連通して配置され膨出部より内径が小さい小径筒部を備えた透光性セラミックス放電容器、封着性部分を備え、透光性セラミックス放電容器の小径筒部内に挿入されて小径筒部の内面との間にわずかな隙間を形成しながら延在する給電導体、給電導体の先端に配設されて透光性セラミックス放電容器の膨出部内に位置している電極、透光性セラミックス放電容器の小径筒部および給電導体の主として封着性部分の間を封止しているセラミックス封止用コンパウンドのシール、ならびに透光性放電容器内に封入されたイオン化媒体を備えていることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか一記載の高圧放電ランプ装置。
9. 高圧放電ランプは、定格消費電力が７０Ｗ以下であることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか一記載の高圧放電ランプ装置。

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