JPH06203803A - 二重管形高圧放電灯、点灯装置および照明装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 発光管の内部圧力が高まり発光管が割れて
も、外管にまでクラックなどを生じさせることがない二
重管形放電灯を提供することを目的とする。 【構成】 真空雰囲気にある外管１内に、水銀を封入し
た発光管２を封装してなる放電灯において、上記外管１
の内容積をＶO cc 、発光管２の内容積をＶI cc 、水
銀封入量をＨ mg ／ cc としたとき、Ｈ×ＶI ／ＶO ≦
０．３の関係にあることを特徴としている二重管形高圧
放電灯および点灯方法ならびにこの放電灯を用いた照明
装置である。 【作用】 万が一内部が高圧の発光管が破裂しても、発
光管内の高圧力は低圧の外管内において稀薄される状態
となり，外管内は大気圧以下であり破裂により飛散した
破片が強く外管壁に当たることもなく、外管を破損する
までには至らず、安全性が向上できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は外管内にメタルハライド
ランプなどの発光管を封装した二重管形の高圧放電灯お
よび点灯装置ならびにこの放電灯を用いた照明装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】高圧放電灯は発光管の保温、破裂時の飛
散防止、紫外線遮蔽、光反射、屋外点灯などのことを考
慮し、一部のものを除き発光管を外管内に収容した二重
管形のものが多用され、高効率、高出力な光源としてホ
ール、公園などの公共スペース、工場などの産業施設、
体育館、競技場などの屋内外スポーツ施設、道路などの
ほか最近ではコンパクト化が可能になって店舗や家庭な
ど種々の用途に使用されるようになってきている。

【０００３】このような高圧放電灯は封入した水銀の蒸
気圧が高いほど効率がよく、このため発光管の最冷部温
度を高め高効率化している。たとえばメタルハライドラ
ンプは水銀ランプに比べ点灯中の温度やこの温度に関係
する内圧が相当高く、放電灯の製作に当たっては点灯中
に発光管が破裂しないよう設計され、また、細心の注意
をはらい加工組立てされているが、発光管を構成するバ
ルブ壁面に傷があったり、封止部に加工歪みが残存して
いたり、異常高温の状態で点灯されている場合などに破
裂する可能性が高く、破裂による破片が人身を傷付ける
などのことがあってはならない。

【０００４】そこで、現在万が一発光管が破裂しても発
光管を形成するガラス片などの破片が外部に飛散しない
よう外管内において抑え、外管までも割れて飛散するこ
とを防止する手段が種々講じられてきている。

【０００５】これは、たとえば発光管と外管との間にガ
ラス製や金属網製の筒状体を介在させるとか、外管の外
表面ににフッ素系樹脂膜を塗布するなどのことが行われ
ている。しかし、前者のものはガラス筒が相当厚くない
と強度的に耐えなかったり、金属製のものは太線で細か
い網目とすると光量が低下するほか発光管内のアルカリ
金属の抜けが発生し特性低下を招く。また、後者のもの
はフッ素系樹脂膜を相当厚くしないと外管も破損し、こ
れらの対応では完全な外管飛散の防止効果をあげ得なか
った。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】この発明は上記事情に
鑑みなされたもので，たとえ発光管の内部圧力が高まり
発光管が割れたとしても、外管にまでクラックなどを生
じさせることがない二重管形放電灯を提供することを目
的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に記載
の二重管形高圧放電灯は、真空雰囲気にある外管内に、
水銀を封入した発光管を封装してなる放電灯において、
上記外管の内容積をＶO cc 、発光管の内容積をＶI c
c 、水銀封入量をＨ mg ／ cc としたとき、Ｈ×ＶI ／
ＶO ≦０．３の関係にあることを特徴としている。

【０００８】本発明の請求項２に記載の二重管形高圧放
電灯は、ＰＡＲ形またはＲ形をなす外管内の焦点位置
に、アーク中心を位置させて発光管を配置したことを特
徴としている。

【０００９】本発明の請求項３に記載の二重管形高圧放
電灯は、Ａ形，ＢＴ形，Ｇ形，ＰＳ形，Ｔ形などの外管
内に発光管を配置したことを特徴としている。

【００１０】本発明の請求項４に記載の照明装置は、点
灯回路と、この点灯回路の出力側に接続された請求項１
ないし請求項３に記載の二重管形高圧放電灯とを具備し
たことを特徴としている。

【００１１】本発明の請求項５に記載の照明装置は、請
求項２に記載の放電灯と、この放電灯の口金部が装着さ
れるソケット部と、このソケット部および上記放電灯の
ネック部を覆うカバー部とを具備したことを特徴として
いる。

【００１２】本発明の請求項６に記載の照明装置は、請
求項３に記載の放電灯と、この放電灯を内包する反射体
とを具備したことを特徴としている。

【００１３】

【作用】万が一内部が高圧の発光管が破裂しても、発光
管内の高圧力は低圧の外管内において稀薄される状態と
なり，外管内は大気圧以下であり破裂により飛散した発
光管を構成する破片が強く外管壁に当たることもなく、
外管を破損するまでには至らない。

【００１４】

【実施例】以下，本発明の実施例を図面を参照して説明
する。

【００１５】図１は反射形放電灯Ｌで、硼硅酸ガラスで
形成した通常ＰＡＲ形と称される回転放物面などからな
る凹状の反射容器１ａとこの反射容器１ａの前面開口部
に気密に接合された皿状のレンズなどの透光部材１ｂと
で外管１を形成している。また、この外管１内は真空に
保たれているとともに反射容器１ａ側の内面にはアルミ
ニウム膜や誘電体の多層薄膜などからなる反射膜３が形
成されている。

【００１６】また、この外管１内には石英ガラスからな
る片封止形の発光管２が、その光中心を上記反射容器１
ａのほぼ焦点に位置して収容されている。この発光管２
の支持固定は圧潰封止部２ａから延出した導入線２ｂ、
２ｂが反射容器１ａ底部のフェルール（図示していな
い）に植設されたサポート線４、４に接続することによ
って行われている。

【００１７】そして、上記発光管２は、たとえば封止後
の内容積が約１．１ CC で内部に約３０mg／ CC の水
銀、約１００トールの始動用の希ガスが封入されてお
り、そのランプ電力は１５０Ｗでメタルハライドランプ
を構成している。

【００１８】なお、５は上記反射容器１ａの背面に取着
された口金で、この口金５と上記フェルール（図示して
いない）とはリード線（図示していない）を介し電気的
接続がなされている。

【００１９】上記の構成の放電灯Ｌは、定格点灯時発光
管２内の圧力が約２５気圧である。そして、放電灯Ｌ点
灯中に発光管２が何等かの原因で破裂したとき、この放
電灯Ｌの外管１は破損しない。なぜならば、点灯時約２
５気圧の高圧状態にある発光管２内から放出された高圧
ガスは、真空の低圧状態でかつ内容積が発光管２の数十
倍以上ある外管１内に放出されても外管１内の圧力は大
気圧以下であり、外管１内壁には大きい張力が加わらず
破損しない。

【００２０】本発明者等は、発光管２の内圧が高まれば
破裂しやすく昇温時に最も高圧力となるものは蒸気圧の
高い水銀であり、この水銀の封入量について、また、発
光管２が破裂してもそれを封装している外管１が大きけ
ればその圧力を受容できるとみてこれらの内容積比率に
ついて着目し、これら両者の関係を考察した。

【００２１】上記構造で、（Ａ）肉厚が約２．５ｍｍの
外管１の内容積ＶO が２４０ cc 、発光管２の内容積Ｖ
I が１．１ cc の、両者の容積比ＶI ／ＶO を０．００
４６として、水銀の封入量Ｈ mg ／ cc を種々変えた場
合（図２中Ａ点）と、（Ｂ）水銀の封入量Ｈを３０ mg
／ cc および外管１の内容積ＶO を２４０ cc と一定に
して、発光管２の内容積ＶI を変えた場合（図２中Ｂ
点）とで、各点５０個の放電灯Ｌを製作し過負荷点灯中
における外管１の破損について試験した結果は図２に示
す通りであった。（なお、この試験に用いた発光管２に
ついては圧潰封止部２ａ内にタンタル板を埋設して、こ
の封止部の強度を故意に弱くし割れ易くした。）図２は
横軸に水銀の封入量Ｈと、外管１の内容積ＶO および発
光管２の内容積ＶI の容積比ＶI ／ＶO との積、縦軸に
外管１の破損発生率（％）をそれぞれ示す。

【００２２】また、上記とは形状が異なる図３に簡略し
て示すＢＴ（７０）形の硼硅酸ガラス製の肉厚約１ｍｍ
の外管１（内容積ＶO が約３００ cc ）と、石英ガラス
製の両端封止形の１００Ｗのメタルハライドランプから
なる発光管２（内容積ＶI が約２ cc ）との、両者の容
積比ＶI ／ＶO が０．００６７の放電灯Ｌについても上
記と同様に製作し、同様な試験を行った。その結果は図
２に示す通りで、図２中Ｃ点は両者の容積比ＶI ／ＶO
を一定の０．００６７として、水銀の封入量Ｈmg ／ cc
を種々変えた場合、図２中Ｄ点は水銀の封入量Ｈを１
０ mg ／ cc および外管１の内容積ＶO を３００ cc と
一定にして、発光管２の内容積ＶI を変えた場合で、上
述したとほぼ同様な結果でありＨ×ＶI ／ＶO ≦０．３
であれば、万一発光管２が破裂しても外管１の破損にま
では至らなかった。

【００２３】なお上記Ａ点とＢ点は同じＰＡＲ形の放電
灯であり、また、Ｃ点とＤ点は同じＢＴ形の放電灯であ
るので、Ａ点とＢ点、Ｃ点とＤ点とを結び線引きをし
た。

【００２４】この結果よりみて、外管１と発光管２との
両者の容積比ＶI ／ＶO と、水銀の封入量Ｈ（ mg ／ c
c ）とがＨ×ＶI ／ＶO ≦０．３の関係にあれば万が一
発光管２が破裂した場合でも外管１まで破損することは
なかった。

【００２５】また、図４は本発明の他の実施例を示し、
図中図１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。図１と異なる部分は外管１内における発光管
２の支持方向で、発光管２の一端に形成した圧潰封止部
２ａが外管１を形成するレンズなどの透光部材１ｂ側に
きていることである。これは、上述したように熱加工さ
れた圧潰封止部２ａには歪みが多く残存しており、その
強度が弱く発光管２の内圧が高まった場合などにこの部
分から引き裂かれるように割れることが多いことからで
ある。

【００２６】このような発光管２の配置であると、圧潰
封止部２ａが割れた際強い力でその破片が反射容器１ａ
方向へ飛んだとしても、封止部２ａは凹状の反射容器１
ａの径大部と相対しているので間隔が広く、反射容器１
ａに衝突するときにはそのエネルギは小さくなって強い
力では当たらず外管１破損をより軽減させることができ
る。

【００２７】そして、このような構成の放電灯Ｌは通常
のチョークコイルやトランスなどを用いた点灯回路の出
力側に接続して使用できる。

【００２８】また、上記反射形の放電灯Ｌは照明装置と
して、図５や図６に示す灯具Ｔに装着して使用される。
たとえば上記図１の反射形の放電灯Ｌは図５に示す灯具
Ｔにより点灯され、この灯具Ｔは天井面などに取付けら
れたベース６ａから筒状のカバー部６ｂが延在してい
て、このカバー部６ｂ内のソケット７に放電灯の口金５
を装着することにより反射容器（反射鏡）１ａのネック
部側１ｃも覆われ、放電灯Ｌからは下方に向け光が照射
される。

【００２９】また、上記図３に示すＢＴ形外管の放電灯
Ｌはたとえば図６に示す灯具Ｔに装着して点灯される。
この灯具Ｔはポールなどの高所に設置されるもので、筐
体８内に反射鏡からなる反射体９が設けられているとと
もに反射体９の一部を穿孔した部分にソケット（図示し
ない。）を有し、このソケットに放電灯Ｌの口金５を装
着することにより点灯され、放電灯Ｌからの直射光と反
射体９からの反射光が横方向へ照射される。

【００３０】なお，本発明は上記実施例に限定されな
い。たとえば，放電灯はメタルハライドランプに限らず
高圧水銀放電灯などでもよく，その外管形状も図示のＰ
ＡＲ形、ＢＴ形に限らず、Ａ形（涙滴状），Ｇ形（球
状），ＰＳ形（涙滴状），Ｒ形（茸状）、Ｔ形（管状）
などでもよく，また，発光管形状や封止部形態も実施例
に記載のＴ形のバルブを圧潰したものに限らない。

【００３１】さらに、本発明は外管を構成する材質とし
て硼硅酸ガラスを用いたものは、肉厚が通常の１〜３ｍ
ｍのものであれば強度的にあまり差がなかった。

【００３２】さらに，本発明は上記構成の他か、より安
全性を高めるため外管に防飛被膜を形成したり、発光管
を囲み外管との間に円筒形状の透光管を設けても差支え
ない。 さらにまた，本発明の照明装置は上記の灯具に
限らず他の形態のものであってもよい。

【００３３】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば，万
が一発光管が内圧に耐えず破裂しても外管までが破損す
ることを防げる。したがって、放電灯を構成する破片が
飛散するようなことがなく、安全性が向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る反射形放電灯の実施例を示す一部
断面正面図。

【図２】外管および発光管の内容積比と水銀封入量との
積と、外管の破損発生率とを対比して示すグラフ。

【図３】本発明に係る他の放電灯の実施例を示す正面
図。

【図４】本発明に係る他の反射形放電灯の実施例を示す
一部断面正面図。

【図５】本発明に係る照明装置の実施例を示す斜視図。

【図６】本発明に係る他の照明装置の実施例を示す斜視
図。

【符号の説明】

１：外管 １ａ：反射容器（反射鏡） １ｂ：透光部材 １ｃ：ネック部 ２：発光管 ２ａ：封止部 ４：サポート線 ６ｂ：カバー部 ９：反射体 Ｌ：放電灯 Ｔ：灯具

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 瀧田 和雄 東京都港区三田一丁目４番28号 東芝ライ テック株式会社内 (72)発明者 西沢 誠 東京都港区三田一丁目４番28号 東芝ライ テック株式会社内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 真空雰囲気にある外管内に、水銀を封入
   した発光管を封装してなる放電灯において、上記外管の
   内容積をＶO cc 、発光管の内容積をＶI cc、水銀封
   入量をＨ mg ／ cc としたとき、Ｈ×ＶI ／ＶO ≦０．
   ３の関係にあることを特徴とした二重管形高圧放電灯。
2. 【請求項２】 ＰＡＲ形またはＲ形をなす外管内の焦点
   位置に、アーク中心を位置させて発光管を配置したこと
   を特徴とする請求項１に記載の二重管形高圧放電灯。
3. 【請求項３】 Ａ形，ＢＴ形，Ｇ形，ＰＳ形，Ｔ形など
   の外管内に発光管を配置したことを特徴とする請求項１
   に記載の二重管形高圧放電灯。
4. 【請求項４】 点灯回路と、この点灯回路の出力側に接
   続された請求項１ないし請求項３に記載の二重管形高圧
   放電灯とを具備したことを特徴とする点灯装置。
5. 【請求項５】 請求項２に記載の放電灯と、この放電灯
   の口金部が装着されるソケット部と、このソケット部お
   よび上記放電灯のネック部を覆うカバー部とを具備した
   ことを特徴とする照明装置。
6. 【請求項６】 請求項３に記載の放電灯と、この放電灯
   を内包する反射体とを具備したことを特徴とする照明装
   置。