JPH11283573A - 高圧放電ランプ及び照明装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】点灯方向を変化させても特性の変化を抑制でき
る高圧放電ランプ及びこれを用いた照明装置を提供する
ことを目的とする。 【解決手段】気密にして放射透過性のセラミックスを主
体として構成された主発光部と一対のキャピラリー部を
有する放電容器の両端部に封着された電流導入導体を備
え、この電流導入導体の先端部に一対の電極を形成し、
放電容器内に発光金属のハロゲン化物を含む放電媒体を
封入し、一対のキャピラリー部に配設された熱伝導性部
材及びを熱的に結合する結合手段を備えて構成されてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はセラミックスを主体
として構成された放電容器を備えている高圧放電ランプ
及びこれを用いた照明装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】セラミックスは石英に比べて耐熱性及び
耐蝕性に優れることから、高圧放電ランプの放電容器の
材料として放射透過性を有する透光性アルミナやイット
リウム、アルミナ、ガーネット系のセラミックスＹＡＧ
を用いることによって、優れた寿命特性が得られると期
待されている。特にディスプロシウムＤｙやナトリウム
Ｎａなどの発光金属が放電容器を構成している材料と反
応して生じる失透現象に伴う光束低下を抑制できると期
待されている。

【０００３】高圧放電ランプの中でもメタルハライドラ
ンプは、高効率、高演色をもつランプとして知られてお
り、特に低ワットで小型化されたメタルハライドランプ
は上記特性を利用して屋内照明用の光源として多く用い
られるようになってきた。発光薬品としてディスプロシ
ウムＤｙ、ホルミウムＨｏ、ツリウムＴｍなどの希土類
金属のハロゲン化物を用いた小形メタルハライドランプ
は、希土類金属の発光スペクトル分布が可視光の全域に
わたるため、演色性に優れ、一般家庭ばかりでなく、陳
列品の色彩を際立たせることから店舗用の光源にも使用
されている。

【０００４】ところで、この種放電ランプにおいては、
点灯方向を変化させた場合の電気的特性及び光学的特性
の変化が大きい。金属ハロゲン化物は、ランプの動作中
にもその一部がキャピラリー部の最冷部に液状で残存す
ることが多く、点灯方向を変えることにより最冷部が移
動したり、最冷部温度が変化すると、それに対応して、
金属ハロゲン化物の蒸気圧が変化してランプ電圧、効率
及び光色が変化する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】したがって、市場にお
いては、点灯方向を変化させても諸特性が変化しないこ
の種放電ランプの実現が期待されていた。

【０００６】そこで、本発明は、このような市場の期待
に応えるべく、点灯方向を変化させても特性の変化を抑
制できる高圧放電ランプ及びこれを用いた照明装置を提
供することを目的とする。

【０００７】

【課題を達成するための手段】請求項１の発明の高圧放
電ランプは、外管と；外管に収容され、気密にして放射
透過性のセラミックスを主体として構成され、かつ、主
発光部と一対のキャピラリー部を有する放電容器と；放
電容器の両端部に封着された電流導入導体と；電流導入
導体の先端部に形成され放電容器内に封装された一対の
電極と； 放電容器内に封入された発光金属のハロゲン
化物を含む放電媒体と；一対のキャピラリー部に配設さ
れた熱伝導性部材と；各熱伝導性部材を熱的に結合する
結合手段と；を具備していることを特徴とする。

【０００８】本発明及び以下の請求項の各発明におい
て、特に指定しない限り用語の定義及び技術的意味は次
による。

【０００９】放電容器は、気密性にして放射透過性であ
ればよく、形状、大きさ、材質などを問わない。放射透
過性であるとは、放電によって発生した放射を外部に導
出するために、少なくとも一部が放射透過性を備えてい
るものを含む意味である。放射の透過性は所望波長域の
放射に対して透明性及び拡散透過性のいずれかがあれば
よい。また、セラミックスを主体とするとは、放電容器
の一部に放射透過性を有さない他の材質の部分、例えば
耐火性金属からなる管などが封着されて放電容器を構成
している態様を含む。さらに、放電容器は、一体成形に
より構成される場合、複数の分割部材を結合して構成さ
れる場合を含む。後者の場合、分割部材を結合して一体
化しているので、放電容器の熱的バランスが前者に比し
悪くなる傾向にあるが、特に、この場合は、本発明によ
り熱的バランスの改善を期待できるので効果的である。

【００１０】キャピラリー部は、高圧放電ランプが点灯
中、液相状態で存在する余剰の放電媒体を保持固定する
部分である。一対のキャピラリー部は同一の長さである
ことを要しない。長さ、形状が異なっていてもよい。

【００１１】放電の態様は、交流放電及び直流放電のい
ずれでもよく、また、ロングアーク放電及びショートア
ーク放電のいずれでもよい。したがって、電極は、上記
放電の態様に対応する構成であることを許容する。

【００１２】熱伝導性部材の形状、大きさ、材質は問わ
ず、熱伝導性のある接着剤であってもよい。また、熱伝
導性部材及びのキャピラリー部への配設は、キャピラリ
ー部に対して、部分的であっても、全長に亘ってもよ
い。要するに、キャピラリー部の熱を伝達できるもので
あればよい。

【００１３】結合手段は、一方の熱伝導性部材と他方の
熱伝導性部材とを熱的に結合するもので、一対のキャピ
ラリー部の温度差を減ずる役目をなす。この結合手段
は、一対の熱伝導性部材と一体に形成しても、別体に形
成してもよい。

【００１４】請求項２の発明の高圧放電ランプは、結合
手段が放電容器に近接し、近接導体として作用すること
を特徴とする。

【００１５】本発明によれば、結合手段が近接導体とし
ての作用をなし、始動電圧を低下することがきる。

【００１６】請求項３の発明の照明装置は、照明装置本
体と；照明装置本体に支持された請求項１及び２のいず
れか一記載の高圧放電ランプと；を具備していることを
特徴としている。

【００１７】本発明の照明装置は、高圧放電ランプを何
らかの照明のために使用する装置の全てに適応するもの
である。例えば照明器具、表示装置、信号灯装置及び画
像投射装置などに実施することができる。照明器具とし
ては、屋内用のダウンライト、天井直付け灯及びスポッ
トライトなどあらゆる照明用途に実施することができ
る。画像投射装置としては、液晶プロジェクタ、オーバ
ヘッドプロジェクタなどに適用することができる。

【００１８】

【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。

【００１９】図１は、本発明の高圧放電ランプの第１の
実施の形態を示す一部断面正面図であり、図２は、放電
容器を示す一部断面正面図であり、図３は、熱伝導性部
材１１を示す斜視図である。

【００２０】図１において、１は高圧放電ランプを示
し、この高圧放電ランプ１のランプ電力は１５０Ｗであ
り、外管２内に気密容器としての放電容器３を収納して
２重管構造をなしている。

【００２１】放電容器３は、図２に示すとおり、ＹＡＧ
製で内径９ｍｍ、肉厚１．５ｍｍ、長さ２５ｍｍの円筒
部３ａ、円筒部３ａの両端に嵌合にされた厚さ２ｍｍの
一対の端盤部３ｂ及び端盤部３ｂの中心に形成された透
孔に嵌合されて端盤部３ｂからそれぞれ外方に延在する
内径１．０ｍｍ、肉厚１．３ｍｍ、長さ２０ｍｍの一対
の小円筒状のキャピラリー部３ｃを用意し、これを気密
に一体化される。

【００２２】キャピラリー部３ｃにはその先端から主発
光部３ｄに向かって円筒状空間が形成され、この空間に
外径０．５ｍｍのタングステンＷ製電極棒４及び電極棒
４と溶接により接続された外径０．５ｍｍのニオブＮｂ
製リード線５が配設され、これらによって電流導入導体
６構成される。

【００２３】そして、電流導入導体６には、電極棒４と
リード線５との接続部から約１ｍｍ主発光部３ｄに向か
った点を基点として、主発光部３ｄ側に外径０．２ｍｍ
のモリブデンＭｏ製コイル７が卷回され、キャピラリー
部３ｃ先端側にはフリットガラス８が流入され、このフ
リットガラス８により、電流導入導体６は放電容器３に
封着される。

【００２４】電極は、電極棒４先端にタングステンＷか
らなるコイル状電極ヘッド部９を設けて構成される。電
極ヘッド部９には、各コイル間の隙間に酸化トリウムか
らなる電子放射物質が保持されている。

【００２５】ここで、上記放電容器３の主発光部３ｄと
は、主に発光に寄与する部分をいい、ほぼ一方の電極ヘ
ッド９と他方の電極ヘッド９間に相当する放電容器３の
部分が該当する。放電容器３の円筒部３ａの内側部分は
放電空間１０を形成するが、この放電空間１０内には放
電媒体として沃化ナトリウム、沃化タリウム、沃化ディ
スプロシウムの混合金属ハロゲン化物が８．８ｍｇ、水
銀が１５ｍｇ、始動用に希ガスとして８０ｔｏｒｒ前後
のアルゴンガスＡｒが封入されている。

【００２６】次に、一対のキャピラリー部３ｃには、タ
ンタルＴａからなる厚さ０．３ｍｍの金属帯状の熱伝導
性部材１１が、キャピラリー部３ｃに密接するように巻
回されている。図３に示すように、この熱伝導性部材１
１は、一端を開放したほぼ円筒状をなし、キャピラリー
部３ｃのコイル７にほぼ対応する位置に配置され、開放
端１１ａ相互が溶接により固着されることによって、キ
ャピラリー部３ｃ外周に配設される。

【００２７】そして、両熱伝導性部材１１及びは、外径
０．６４ｍｍでほぼコ字状に折曲されたニオブＮｂ線か
らなる結合手段１２によって接続されている。接続は、
熱伝導性部材１１外周にニオブＮｂ線端部を溶接するこ
とによって行われ、これによって、熱伝導性部材１１相
互は熱的に結合される。次に、上記放電容器３は、図１
に示すように外径３５ｍｍの硬質ガラスからなる外管２
に収容されている。外管２はトップ部が閉塞されて全体
が円筒状をなし、基端部はステム１３に封止されてお
り、この基端部の外側にはセラミックスの口金１４が設
けられている。

【００２８】外管２には、導電性ワイヤを屈曲して形成
し、トップ部近傍まで延出して構成した第１のサポート
１５及びこの第１のサポート１５に比較して長さの短い
屈曲した第２のサポート１６が収容されており、これら
サポート１３、１４の基端はステム１３に封着され、機
械的及び口金に電気的に連結されるとともに、第１のサ
ポート１５の先端はトップ部に対して弾性片１７を介し
て弾着されている。

【００２９】放電容器３から導出したリード線５は、一
方が導電性ワイヤ１８を介して第１のサポート１５に、
他方が同様に導電性ワイヤ１９を介して第２のサポート
１６に接続されており、各リード線５、５、導電性ワイ
ヤ１８、１９、サポート１５、１６はそれぞれ溶接によ
って接続されている。

【００３０】また、外管２内の各部材から発生する水Ｈ
２Ｏ等の不純物を吸着させるため、ジルコニウムＺｒ−
アルミニウムＡｌゲッター２０が第１のサポート１５
に、バリウムＢａゲッター２１が第２のサポート１６に
溶接されている。

【００３１】外管２内には窒素ガス等の不活性ガス３０
０〜４００ｔｏｒｒ封入されている。

【００３２】この実施の形態の作用を説明する。高圧放
電ランプ１を点灯すると、放電容器３から放出された光
は外管２を透過して外管２の外部に放出される。

【００３３】ここで、この種放電ランプにおいては、点
灯方向を変化させた場合の電気的特性及び光学的特性の
変化が大きい。点灯方向を変えることにより、通常、キ
ャピラリー部３ｃに形成される最冷部が移動したり、最
冷部温度が変化すると、それに対応して、金属ハロゲン
化物の蒸気圧が変化してランプ電圧、効率及び光色が変
化する。この実施の形態によれば、一対のキャピラリー
部３ｃに熱伝導性部材１１を卷回し、これら相互を結合
手段１２により接続したので、相互に熱的関連をもち、
キャピラリー部３ｃ相互の温度差を減少することができ
る。

【００３４】したがって、放電ランプ１の点灯方向を変
えても、効率や光色の変化を少なくすることができる。

【００３５】なお、結合手段１２は、放電容器３に近接
しているので、近接導体として始動電圧低下の作用をな
す。

【００３６】次に、比較試験の結果について説明する。

【００３７】上述の熱伝導性部材１１、結合手段１２を
設けた本発明の実施の形態の高圧放電ランプ１と従来の
高圧放電ランプ（放電容器が石英製のもの）について色
温度の変化を測定してみた。

【００３８】前提として、この実施の形態においては、
放電容器３をセラミックスを主体として構成しているこ
とから、石英製とはその成形法等の違いから、放電容器
の形状のバラツキが少ない。したがって、色温度のバラ
ツキがもともと少ないこととなる。

【００３９】まず、上記両ランプ各３０本用意し、ラン
プ個々の色温度を測定し、そのバラツキを確認した。結
果、この実施の形態のランプでは、±３０Ｋ、従来のラ
ンプでは、±１００Ｋであった。

【００４０】次に、両ランプを全点灯方向にわたって、
点灯方向を変え、色温度を測定した。結果、この実施の
形態のランプでは、±５０Ｋ、従来のランプでは、±１
５０Ｋのバラツキであった。

【００４１】図４は、本発明の高圧放電ランプの放電容
器の第２の実施の形態を示す一部断面正面図である。第
１の実施の形態の放電容器と同一対応部分には同一符号
を付しその詳細な説明は省略する。

【００４２】この実施の形態は、放電容器３を一体に構
成したもので、熱伝導性部材１１をアーチ状の結合手段
１２で接続したものである。

【００４３】図５は、本発明の高圧放電ランプを照明装
置に適用した実施の形態を示す概念図である。

【００４４】高圧放電ランプ１は、照明装置３０の光源
として使用できる。照明装置３０は下面が開口された照
明器具の内面に反射面３１が形成されており、この照明
器具の側壁にはソケット３２が取り付けられている。高
圧放電ランプ１は、その口金１４をソケット３２にねじ
込むことにより照明器具に取り付けられる。ソケット３
２には、照明器具内に設置された又は器具の外部に設け
られた安定器を含む点灯回路３３を介して商用電源３４
に接続されるようになっており、例えば、電源電圧が２
００Ｖ、ランプ電圧が１００±２０Ｖで点灯されるよう
になっている。

【００４５】

【発明の効果】請求項１ないし３の各発明によれば、点
灯方向を変化させても特性の変化を抑制できる高圧放電
ランプ及びこれを用いた照明装置を提供することができ
る。

【００４６】請求項２の発明によれば、加えて結合手段
が近接導体の作用をなし、結合手段と近接導体とを兼用
でき、始動電圧を低下することができる。

【００４７】請求項３の発明によれば、請求項１及び２
の効果を有する照明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の第１の実施の形態を
示す一部断面正面図

【図２】同上実施の形態の放電容器を示す一部正面断面
図

【図３】同上実施の形態の熱伝導性部材を示す斜視図

【図４】本発明の高圧放電ランプの放電容器の第２の実
施の形態を示す一部断面正面図

【図５】本発明の高圧放電ランプの第１の実施の形態を
照明器具に適用した実施の形態を示す概念図

【符号の説明】

１…高圧放電ランプ ２…外管 ３…放電容器 ３ｄ…主発光部 ３ｃ…キャピラリー部 ６…電流導入導体 ９…電極ヘッド部 １１…熱伝導性部材 １２…結合手段

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】外管と；外管に収容され、気密にして放射
   透過性のセラミックスを主体として構成され、かつ、主
   発光部と一対のキャピラリー部を有する放電容器と；放
   電容器の両端部に封着された電流導入導体と；電流導入
   導体の先端部に形成され放電容器内に封装された一対の
   電極と；放電容器内に封入された発光金属のハロゲン化
   物を含む放電媒体と；一対のキャピラリー部に配設され
   た熱伝導性部材と；各熱伝導性部材を熱的に結合する結
   合手段と；を具備していることを特徴とする高圧放電ラ
   ンプ。
2. 【請求項２】結合手段は、放電容器に近接し、近接導体
   として作用することを特徴とする請求項１記載の高圧放
   電ランプ。
3. 【請求項３】照明装置本体と；照明装置本体に支持され
   た請求項１及び２いずれか一記載の高圧放電ランプと；
   を具備していることを特徴とする照明装置。