WO2007139058A1 - 金属蒸気放電ランプ及び照明装置 - Google Patents

Description

明 細 書

金属蒸気放電ランプ及び照明装置

技術分野

[0001] 本発明は、金属蒸気放電ランプ及び照明装置に関する。

背景技術

[0002] 高輝度、高効率、長寿命の金属蒸気放電ランプ、例えばメタルハライドランプ (以下 、単に「ランプ」という。）は、その特性を生かして種々の場所で使用されている。 上記ランプを光源として使用する従来の照明装置は、上記ランプ以外に、凹状の 反射面を有して当該ランプ力 発せられた光を所望方向に反射させる反射体を備え 、その光取り出しロカ 例えば前面ガラス板によって塞がれている（所謂、閉塞型の 照明装置である。）。なお、光取り出し口を塞ぐ理由は、ランプ (発光管）が何らかの原 因で破損したときに、その破片が装置外部に飛散するのを防止するためである。

[0003] 近年、従来の照明装置の光取り出し口を前面ガラスで塞がない、所謂、開放型の 照明装置が要望されている。このような要望に答えるランプとして、例えば、発光管を 収納する内管がさらに外管で被覆された構造、つまり、発光管 ·内管 ·外管といった 三重管構造にし、発光管の破損により内管が破損しても、その破片が外管内に留ま るようにしたものが提案されている（例えば、特許文献 1)。

特許文献 1 :特開平 11 96973号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0004] しかしながら、上記ランプは、三重管構造をしているため、大型化してしまう傾向に ある。単に、ランプをコンパクト化するには、発光管と内管とを、あるいは内管と外管と を近接させれば良いが、近接した状態では、外管の温度が過度に上昇し、ひどい場 合には外管に変形や亀裂等の不具合が生じ、破損するおそれもある。

本発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたもので、外管、内管及び発光管の 位置を最適化して、外管の不具合発生を抑制しつつコンパクト化を図ることができる 金属蒸気放電ランプ及び照明装置を提供することを目的とする。 課題を解決するための手段

[0005] 上記目的を達成するために、本発明に係る金属蒸気放電ランプは、内管の内部に 発光管が収納された状態で、前記内管が外管内に収納されてなる金属蒸気放電ラ ンプであって、前記発光管の径方向における前記内管と前記発光管との間の最短距 離を A (mm)とし、当該最短距離となる仮想線分の延長上における前記内管と前記 外管との距離を B (mm)としたときに、

2 X A+ B ≥ 1. 06

の関係を満たすことを特徴としてレ、る。

[0006] 最短距離 Aと、内管と外管との距離 Bとが上記関係式を満たすと、発明者らの実験 により、外管の破損が発生し難レ、ことが判明して!/、る。

また、前記最短距離 Aが、

A ≥ 0. 3

の関係を満たすことを特徴としてレ、る。

[0007] 最短距離 Aが上記関係式を満たすと、発明者らの実験により、内管における発光管 近傍付近が茶色に変色するのを抑制できることが判明している。

また、前記発光管は、略同一線上で対向する一対の電極を内部に備え、前記一対 の電極間の領域であって前記一対の電極を結ぶ仮想線分に対して直交する面にお ける前記発光管の断面のうち、前記発光管と前記内管との距離が最短となる断面に おける前記発光管と前記内管との距離を a (mm)とし、前記一対の電極間の領域で あって前記一対の電極を結ぶ仮想線分に対して直交する面における前記発光管の 断面のうち、前記内管と前記外管との距離が最短となる断面における前記内管と前 記外管との距離を /3 (mm)とすると、

α ≤ 5 且つ β ≤ 2· 5

の関係を満たすことを特徴としてレ、る。

[0008] 一方、本発明に係る照明装置は、金属蒸気放電ランプと、当該金属蒸気放電ラン プから発せられた光を所望方向に反射させる反射体とを備える照明装置であって、 前記金属蒸気放電ランプは、上記金属蒸気放電ランプであることを特徴として!/、る。 金属蒸気放電ランプにおける最短距離 Αと、内管と外管との距離 Bとが上記関係式 を満たすと、発明者らの実験により、外管の破損を抑制できることが判明している。 発明の効果

[0009] 本発明に係る金属蒸気放電ランプは、内管と発光管との間の距離であって発光管 の径方向の最短距離 Aと、当該最短距離となる仮想線分上における内管と外管との 距離 Bとが本発明に係る関係式を満たす範囲内で、最短距離 Aや距離 B、発光管、 内管、外管の寸法を決定すれば、外管に破損等が生じるおそれの少ないコンパクト な金属蒸気放電ランプを得ることができる。

[0010] 本発明に係る照明装置は、金属蒸気放電ランプにおける内管の径方向における内 管と発光管との最短距離 Aと、当該最短距離上における内管と外管との距離 Bとが、 本発明に係る関係式を満たすようにすれば、外管に破損等が生じるおそれが少なく なり、しかも、前記関係式を満たす範囲内で発光管、内管、外管の寸法を決定すれ ばコンパクト化された金属蒸気放電ランプを得ることができ、結果的に、コンパクトな 照明装置を得ることができる。

図面の簡単な説明

[0011] [図 1]図 1は、実施の形態に係る照明装置の全体図であり、反射体の内部が分かるよ うに一部を切り欠いている。

[図 2]図 2は実施の形態に係るランプの正面図である。

[図 3]図 3は発光管の正面断面図である。

[図 4]図 4は発光管、内管及び外管の位置関係を示す概略図である。

[図 5]図 5は発光管、内管及び外管の位置関係と、外管温度及び寿命中の安全性- 信頼性の関係を示してレ、る。

[図 6]図 6は、距離 Bを 0. 34 (mm)に設定し、最短距離 Aと外管温度との関係を示す 図である。

[図 7]図 7は最短距離 Aと接触茶化発生の関係を示す。

[図 8]図 8は、変形例 1に係るランプの正面図で、その一部を切り欠いている。

[図 9]図 9は、変形例 2に係るランプの正面図で、その一部を切り欠いている。

[図 10]図 10は、変形例 3に係るランプの正面図で、その一部を切り欠いている。

[図 11]図 11は、変形例 4に係るランプの正面図で、その一部を切り欠いている。 園 12]図 12は変形例 5に係るランプがソケットに装着された状態における口金部分の 拡大図である。

園 13]図 13は変形例 6に係るランプがソケットに装着された状態における口金部分の 拡大図である。

園 14]図 14は変形例 7に係る内管と口金との接合を説明するための図である。

[図 15]図 15は図 14における E— E線での断面を矢印方向から見た図である。

[図 16]図 16は変形例 8に係る口金の本体部の斜視図である。

園 17]図 17は変形例 8に係る本体部の縦断面図である。

園 18]図 18は変形例 9に係る外管と口金との接合を説明するための図である。 園 19]図 19は変形例 10に係る外管と口金との接合を説明するための図である。 符号の説明

10 照明装置

12 照明器具

14 メタノレノヽラ

16 反射体

30 発光管

32 内管

34 外管

36 口金

A 最短距離

B 距離

距離

β 距離

発明を実施するための最良の形態

以下、本発明の実施の形態に係る照明装置、当該照明装置の光源として用いられ て!/、るランプにつ!/ヽてそれぞれ図面を参照しながら説明する。

1.照明装置

図 1は、本実施の形態に係る照明装置 10の全体図であり、反射体 16の内部が分 かるように一部を切り欠レ、て!/、る。

[0014] 照明装置 10は、図 1に示すように、照明器具 12と当該照明器具 12に装着されるラ ンプ 14とで構成される。なお、当該照明器具 12は、スポットライト用である力 本発明 に係る照明装置は他の用途に利用可能である。

照明器具 12は、内部に配置されたランプ 14から発せられた光を前方に反射させる 反射体 16と、反射体 16内に組み込まれ且つランプ 14が取り付けられるソケット（図示 省略）と、反射体 16を壁や天井に取着するための取着具 18とを備える。

[0015] 反射体 16は、図に示すように、凹状の反射面 20を備えている。この反射面 20は、 例えば、アルミ鏡を利用することで構成される。なお、この反射体 16は、その開口（光 取り出し口） 22がガラス板等によって塞がれていない、所謂、（前面）開放型である。 なお、開放型の反射体を利用した照明装置も、開放型の照明装置という。

ソケットは、ランプ 14の口金と電気的に接続され、ランプ 14に電力を供給する。な お、ランプ 14を点灯させるための安定器 (不図示）は、例えば、天井内（又は天井裏） に埋め込まれる等しており、後述の供給線 24を介してランプ 14に給電を行う。

[0016] 取着具 18は、例えば、「コ」字形状をしており、並行に配された一対のアーム 26 (, 26)と、一対のアーム 26 (, 26)の一端同士を連結する連結部（図示省略）とを有し、 一対のアーム 26 (, 26)間に反射体 16を挟んだ状態で、反射体 16がアーム 26 (, 2 6)により回動自在に軸支され、連結部が、例えば、壁や天井に取り付けられる。なお 、照明装置 10から放射される光の向きは、反射体 16に対して回動自在な取着具 18 を回動させることによって調節できる。

[0017] 2.ランプ

図 2は、実施の形態に係るランプ 14の正面図である。

ランプ 14は、内部に一対の電極を有し、放電空間を形成している発光管 30と、当 該発光管 30を収納する気密容器である内管 32と、当該内管 32に被せられた保護容 器である外管 34とを備える三重管構造であって、照明器具 12のソケットから給電を 受けるための口金 36とをさらに有する。

[0018] なお、本ランプ 14は、発光管 30がなんらかの原因で破損して、その破片によって 内管 32が破損した場合でも、外管 34を備えているので、通常、発光管 30の破損に よって外管 34が破損することはなレ、。

図 3は、発光管 30の正面断面図である。

発光管 30は、内部に気密封止された放電空間 38を有する本管部 40と当該本管 部 40の管軸方向両側に延出するように形成された細管部 42, 44とからなる外囲器 4 6を有している。本管部 40及び細管部 42, 44は、例えば、透光性セラミックで形成さ れている。透光性セラミックには、例えば、多結晶性のアルミナセラミックを用いること カできる。なお、他のセラミック、あるいは、石英ガラス等で構成しても良い。

[0019] 本管部 40は、放電空間 38の内部で、ランプ 14の長手方向の中心軸（以下、単に、 「ランプ軸」ともいう。）上、あるいはランプ軸と平行な軸上で互いに略対向する一対の 電極 50, 52を備える。また、放電空間 38には、発光物質である金属ハロゲン化物、 始動補助ガスである希ガス、及び緩衝ガスである水銀がそれぞれ所定量封入されて いる。金属ハロゲン化物としては、例えば、ヨウ化ナトリウムやヨウ化ジスプロシウム、ョ ゥ化セリウムを含む混合ヨウ化物を用いている。なお、金属ハロゲン化物は、ランプ 1 4の発光色に対応して適宜決定される。

[0020] 電極 50, 52は、図 3に示すように、電極棒 54, 56と、電極棒 54, 56の先端側（放 電空間 38側）の端部に設けられた電極コイル 58, 60とを備えている。なお、電極棒 5 4, 56と細管部 42, 44との隙間には、発光物質の前記隙間への侵入を防ぐためのモ リブデンコイル 62, 64が電極棒 54, 56に巻装された状態で揷入されている。

[0021] なお、電極 50, 52は、理想的（設計的）には上述した通り、ランプ軸上で互いに略 対向するように、つまり、電極棒 54, 56の中心軸がランプ軸上に略配置される。しか し、実際には、そのプロセスの精度上、前記中心軸がランプ軸上にない場合もある。 細管部 42, 44の各々には、先端部に前記各電極 50, 52が接合された給電体 66, 68が揷入されている。給電体 66, 68は、それぞれの細管部 42, 44における、本管 部 40とは反対側の端部部分に流し込まれたフリットからなるシール材 67, 69によつ て封着されている。なお、図 2、図 3に現れているシール材 67, 69の部分は、細管部 42, 44の端部からはみ出た部分である。

[0022] ランプ 14の説明に戻る。

給電体 66における電極 50がある側と反対側の端部は、図 2に示すように、電力供 給線 72に電気的に接続されており、同じぐ給電体 68の電極 52がある側と反対側の 端部が電力供給線 74に電気的に接続されている。なお、電力供給線 72, 74はそれ ぞれ金属箔 78, 80等を介して口金 36のシェル部 82とアイレット部 84に接続されて いる。

[0023] 電力供給線 74において、その口金 36側に相当する部分、例えば、他方の電力供 給線 72や当該電力供給線 72に接続された給電体 66と対向する部分が、例えば、 石英ガラスからなるスリーブ 76で被覆されている。

上記した発光管 30等は、図 2に示すように、筒状、例えば円筒状をした内管 32内 に収納されている。内管 32は、例えば石英ガラスからなり、前記金属箔 78, 80の存 する側の端部部分は、いわゆるピンチシール法によって圧潰され当該金属箔 78, 80 に相当する部分にお!/、て気密封止されてレ、る。

[0024] 従って、内管 32は、片封止型の気密容器であるといえる。ここで、内管 32において 前記圧潰封止されてなる部分をピンチシール部 86と称することとする。

内管 32の他端部の先端にある凸部 90は、当該内管 32内を真空引きする際に用い た排気管の残部であるチップオフ部である。内管 32内を真空にするのは、ランプ点 灯時に高温にさらされる給電体 66, 68、電力供給線 72, 74等の酸化を防止するた めである。

[0025] 内管 32には、図 2、図 3に示すように有底筒状 (すなわち、一端が開口され他端が 閉塞されてなる筒状）をした外管 34が被せられている。外管 34は、例えば硬質ガラス 力もなり、保護管として機能する。すなわち、発光管 30が破損し、内管 32が損傷した 場合であってもそれ以上の破片等の拡散を防ぐ役割を果たす。

この外管 34は、ランプのコンパクト性を確保するために内管 32と同じ筒状、例えば 円筒状であり、外管 34の内部は、外管 34の外部と連通状態、つまり、大気開放状態 となっている。なお、ここでは、発光管を内包した内管、外管及び口金の接合は、接 着剤（例えば、セメント）により行なわれている。

[0026] 外管 34は、上記保護管としての機能以外に、発光管 30から発せられて内管を透過 した光のうち、ランプから放射されると人体等に影響を及ぼす紫外線を吸収する機能 あ有して!/、る。 3.発光管、内管及び外管の位置関係

図 4は、発光管 30、内管 32及び外管 34をランプ軸上から見たときの位置関係を示 す概略図である。

[0027] 発明者らは、種々の検討により、外管 34の破損を招くことのない、発光管 30、内管

32及び外管 34の最適な位置関係を見出した。

つまり、外管 34の破損は、内管 32と発光管 30との間の距離であって発光管 30の 径方向の最短距離 A (以下、単に「最短距離 A」とする。）とし、当該最短距離となる仮 想線分 Cの延長上における内管 32と外管 34との距離を B (以下、単に「距離 B」とす る。）としたとさに、

2 XA+B ≥ 1. 06 (式 1)

の関係を満たせば、外管 34の破損を防ぐことができることが判明した。

[0028] 図 5は、発光管 30、内管 32及び外管 34の位置関係と、外管温度及び寿命中の安 全性 ·信頼性の関係を示してレ、る。

この試験は、ランプ軸が略水平になる状態でランプ 14を点灯（以下、単に「水平点 灯」ともいう。）させ、外管温度は熱伝対を用いて測定している。なお、外管温度測定 において、熱伝対が受ける発光管 30からの熱輻射の影響を排除し、外管 34の温度 を精度良く測定するために、消灯後の温度変化から算出される外揷法を用いている

[0029] また、寿命中の安全性 ·信頼性は、外管 34に発生した歪蓄積量を歪測定器で確認 することで行っている。図中の「〇」は、外管 34の歪蓄積量が問題のない範囲であつ た場合であり、「X」は、当該歪蓄積量が問題のあるレベルまで達した場合である。 試験に用いたランプ 14は、消費電力が 70 (W)であり、発光管 30は、その本管部 4 0の最大外径 D1が 9. 7 (mm)である。内管 32は肉厚が 1. 25 (mm)で、内径 D2が 1 3 (mm)で、外径 D3が 15. 5 (mm)である。外管 34は肉厚が 1. 3 (mm)で、内径 D4 力 9 (mm)で、外径が 20. 5 (mm)である。また、管壁負荷は 25. 5 (W/cm²)に 設定されている。

[0030] 本発明に係る最短距離 Aや距離 Bは、上記ランプ 14の発光管 30、内管 32、外管 3 4を、これらの管軸をずらして、局部的に発光管 30と内管 32を近づけ (この距離が、 最短距離 Aに相当する。）、近づけた線分上において、内管 32と外管 34との距離 (こ の距離が距離 Bに相当する。）を調整することで、所定の設定にしている。

図 5に示すように、最短距離 A及び距離 Bの異なる種々のランプ 14を用いた点灯試 験から以下のことが分かる。

[0031] つまり、上記の式 1の関係を満たせば、寿命中の安全性'信頼性の評価が「〇」にな つているのが分かる。具体的に説明すると、例えば、最短距離 Aが 0. 53 (mm)、距 離 Bが 0. 10 (mm)では、「2 X A+ B」が 1. 16となり、この数値は式 1の「1. 06」以上 であり、式 1を満足する。このときの外管温度は 433 (°C)となり、寿命中の安全性'信 頼性の評価が「〇」になる。

[0032] 一方、最短距離 Aが 0. 24 (mm) ,距離 Bが 0. 53 (mm)では、「2 Χ Α+ Β 1 · 0 1となり、この数値は式 1の「1. 06」よりも小さく、式 1を満足していない。このときの外 管温度は 436 (°C)となり、寿命中の安全性'信頼性の評価が「 X」になる。

4.実施例

上記試験等によりコンパクト化された、本発明に係るランプ 14の一例は、消費電力 力 S 70 (W)であり、ランプ 14の全長が約 100 (mm)〜 120 (mm)である（使用する口 金 36等により若干変化する）。また、発光管 30は、その本管部 40の最大外径 D1が 9 . 7、mm)である。

[0033] 内管 32は、肉厚が 1 · 25 (mm)で、内径 D2が 13 (mm)で、外径 D3が 15· 5 (mm )である。外管 34は肉厚が 1. 3 (mm)で、内径 D4が 17. 9 (mm)で、外径が 20. 5 ( mm)である。

なお、ここで説明している例では、最短距離 Aが 1. 65 (mm)であり、距離 Bが 1. 2 ( mm)である。

[0034] 上記ランプ 14のサイズ、つまり、外管 34の外径において、本発明に係るランプ 14 では、 20· 5 (mm)であるのに対し、従来のランプでは、 30 (mm)であり、約 32%の コンパクト化が達成できている。なお、本例においても、寿命末期での外管 34の破損 •内管 32の茶化等の不具合は観察されて!/、なレ、。

5.考察

発明者は、外管 34の破損の発生の原因について調査した。 [0035] 調査内容は、発光管 30、内管 32、外管 34の寸法 ·仕様を変えずに、上記方法で、 発光管 30と内管 32との最短距離 A、内管 32と外管 34との距離 Bの異なる複数タイ プのランプを試作して、試作したランプを用いて水平点灯 (寿命)試験を行った。この 際、各ランプ 14について外管 (最も高温となる箇所) 34の温度を測定した。

なお、蒸気の温度測定の条件としては、市場で要求されるコンパクトな器具（温度 的に最も厳しくなる器具）内で測定している。

[0036] 本測定を行った結果、外管 34の破損以外に、内管 32の発光管 30に対する位置に よっては、内管 32が茶色に変色する問題が生じることが新たに判明した。

そして、最短距離 Aと距離 Bを変えた複数のランプ 14の点灯試験の結果、外管 34 の破損は外管 34の温度に、内管に発生する茶化の現象は内管 32と発光管 30との 距離 (つまり、最短距離 Aである。）にそれぞれ依拠していることが判明した。

[0037] つまり、外管 34の破損は、外管 34の温度が高温になり、外管 34を構成するガラス 材料内に微小な歪が発生し、高温からの温度昇降により歪が蓄積されていき、やが てクラックから破損に至ることが判明した。なお、外管 34の熱による変形も、外管 34 の温度が上昇しすぎると発生することも判明した。

一方、内管に発生する茶化の現象は、点灯中に、発光管 30の本管部 40の材料で あるアルミナセラミックのアルミナが蒸発して、それが内管 32の内面に付着するため に発生することが判明した。

[0038] 一方、本管部 40のアルミナの内管 32への付着量は、発光管 30の本管部 40と内管 32との距離によって決まる。つまり、発光管 30と内管 32との距離が大きいと付着量 は少なくなり、逆に発光管 30と内管 32との距離が小さいと付着量は多くなる。なお、 この付着物による内管 32の茶化の現象は、発光管 30に接触（又は極度に近接)する と発生する現象であるため、以下「接触茶化」という。

[0039] 発明者らは、外管 34が破損に至る外管温度について設計温度 435 (°C)以下であ れば破損が発生しな!/、ことを試験等により確認して!/、る。

そこで、発明者らは、内管 32と外管 34との距離 Bを一定にして、発光管 30と内管 3 2との間の最短距離 Aを種々変更して、外管 34の温度測定を行った。

(1)外管温度測定結果 図 6は、距離 Bを 0. 34 (mm)に設定し、最短距離 Aと外管温度との関係を示す図 である。

[0040] 本点灯試験は、ランプ 14を水平点灯させたときの外管 34の温度を測定している。

外管 34の温度は、上述した外管温度の測定と同じ方法で測定している。

同図に示すように、内管 32と外管 34との距離 Bを 0. 34 (mm)にした場合、外管 34 の温度が 435 (°C)以上となるのは、発光管 30と内管 32との最短距離 Aが 0. 36 (m m)以下であることが分かる。

[0041] そして、内管 32と外管 34との距離 Bを 0. 34 (mm)以外にも設定して同様の試験を 行うことにより、発明者らは、式 1の関係を導き出した。

(2)接触茶化の発生

図 7は、最短距離 Aと接触茶化発生の関係を示す。

図 7は、上記試験 (その結果をまとめたものが図 5である）を完了したランプについて 接触茶化が発生して!/、たか否かを目視で検査した結果を最短距離 Aの大小順に並 ベたものであり、茶化の発生が目視で確認できた場合は「X」と、茶化の発生が目視 で確認できなかった場合は「〇」とそれぞれしている。

[0042] 同図に示すように、上記の式 2の関係を満たせば、茶化の発生を抑えられることが 分かる。具体的に説明すると、例えば、最短距離 Aが 0. 32 (mm)では茶化の発生が 確認されていない。逆に、最短距離 Aが 0. 24 (mm)では茶化の発生が確認されて いる。このことから、茶化が発生するか否かの境界は、最短距離 Aが 0. 3 (mm)と考 X_られる。

[0043] つまり、最短距離 Aが、

A ≥ 0. 3 (mm) (式 2)

の関係を満たせば、内管の茶化 (接触茶化）の発生を抑制できるのである。 なお、図 7で、最短距離 Aが同じ数値のもの（例えば、 0· 00 (mm)である。）がある 、これは、図 5に示すように、最短距離 Aが同じ数値で、距離 Bを異なる数値に設定 したランプを指している。

[0044] ここで、上記説明したように、外管の破損や内管の茶化の発生を防ぐには、内管と 発光管との最短距離を Aとし、その線分上で内管と外管との距離を Bとすると、 2 X A+ B ≥ 1 · 06 や、 A ≥ 0. 3

の関係を満たせば良いが、ランプの大きさを考慮すると、以下の範囲であることが 好ましい。

[0045] つまり、発光管内部に配されている一対の電極間の領域であって一対の電極を結 ぶ仮想線分に対して直交する面における発光管の断面のうち、発光管と内管との距 離が最短となる断面（以下、「断面 2」という。）における発光管と内管との距離を a (m m)とすると、当該距離 αが、 5 (mm)以下が好ましぐさらには、 4 (mm)以下が好ま しぐさらに言えば、 3 (mm)以下が好ましい。なお、距離 αは、換言すると、以下の式 で表すことができる。

[0046] a = (断面 2における内管の内径 断面 2における発光管の外径) /2

また、発光管内部に配されている一対の電極間の領域であって一対の電極を結ぶ 仮想線分に対して直交する面における発光管の断面のうち、内管と外管との距離が 最短となる断面（以下、「断面 1」という。）における内管と外管との距離を /3 (mm)とす ると、当該距離 /3が、 2. 5 (mm)以下が好ましく、さらには、 2. 0 (mm)以下が好まし ぐさらに言えば、 1. 5 (mm)以下が好ましい。なお、距離 /3は、換言すると、以下の 式で表すことができる。

[0047] β = (断面 1における外管の内径 断面 1における内管の外径) /2

距離 αや距離 /3が上記範囲内では、ランプの小型化を図ることができ、例えば、反 射体におけるランプ装着用の孔径を小さくでき、器具効率を向上させたり、反射体の 小型化を図ることができ、全体として照明装置の小型化を図ったりすることができる。 なお、ここでの器具効率とは、ランプの光束を、どれだけ効率よく照明装置の光束とし て放出できるかを示すものである。

[0048] <変形例〉

以上、本発明を上記実施の形態に基づいて説明した力 本発明の内容が、上記実 施の形態に示された具体例に限定されないことは勿論であり、例えば、以下のような 変形例を実施することができる。

1.外管

( 1 )形状 上記実施の形態では、一端（口金側）が開口し且つ他端が閉塞された有底筒状を し、他端が半球状をしていたが、本発明に係る外管は、実施の形態で説明した外管 形状に限定するものではない。以下、実施の形態と異なる外管を有するランプにつ いて説明する。

[0049] (1 1)変形例 1

図 8は、変形例 1に係るランプ 101の正面図で、その一部を切り欠いている。

変形例 1に係る外管 103は、図 8に示すように、その全体形状は、一端（口金側）が 開口し且つ他端が閉塞された有底筒状をし、外管 103の管軸の延伸する方向（管軸 方向という。）と直交する方向から外管 103を見たときに長方形状をしている。つまり、 外管 103の他端 103a (つまり、口金 36と反対側に位置する端である。）が平坦状をし ている。

[0050] (1 2)変形例 2

図 9は、変形例 2に係るランプ 105の正面図で、その一部を切り欠いている。

上記実施の形態及び上記変形例 1に係る外管 34, 103は、一端（口金側）が開口 し且つ他端が閉塞された有底筒状をし、その筒状が直管状をしていた力 変形例 2 に係る外管 107は、図 9に示すように、その全体形状は、一端（口金側）が開口し且 つ他端が閉塞された有底筒状をし、その部分筒状の管軸方向の中央に膨出部 107 aカある。

[0051] ここでの外管 107の縦断面において、膨出部 107aの形状は、円弧状をしているが 、他の形状、例えば、三角状等の多角状、あるいは、台形状等であっても良い。なお 、外管の全体形状は、縦断面での形状を外管 107の管軸廻りに回転させてなる立体 形状である。

(1 3)変形例 3

図 10は、変形例 3に係るランプ 109の正面図で、その一部を切り欠いている。

[0052] 上記実施の形態及び上記変形例 1及び 2に係る外管 34, 103, 107は、一端（口 金側）が開口し且つ他端が閉塞されたガラス管によって構成されていた力、変形例 3 に係る外管 1 11は、図 10に示すように、両端が開口した筒状をしたガラス管によって 構成されている。 つまり、変形例 3に係る外管 111は、両端が開口する筒状をした筒体 113と、筒体 1 13の他端（口金 36と反対側の端である。）を閉塞する閉塞体 115とを含む。ここでの 閉塞体 115は、発光管 30の破損により内管 32が破損した場合に、内管 32や発光管 30の破片が外部に飛散しないような構造であれば良ぐ例えば、図 10に示す金属キ ヤップ (例えば、ステンレス製）を用いることができる。

[0053] (1 4)その他

実施の形態及び上記変形例 1及び 2での外管は、その管径（内径及び外径）が略 一定の直管状であるが、例えば、口金側の端部から先端側に移るに従って、徐々に 、あるいは段差的に、管径が変化するような形状、例えばテーパ状であっても良い。

(2)内面 '外面

実施の形態や変形例等では、外管 34, 103, 107, 111の内面や外面について特 に説明しなかったが、本発明に係る外管は、その内面（内周面)及び外面 (外周面） の少なくとも一方の面にフロスト処理が施されていても良い。また、このフロスト処理は 、外管の内面及び外面の少なくとも一方の面の全面に施されていても良いし、一部 の面に施されていても良い。さらには、内面の一部と外面の一部に施されていても良 い。なお、外管における口金と反対側の端部側（端部を含む。）にフロスト加工を施す とグレア防止も可能となる。

[0054] (3)グレア防止

実施の形態や変形例等では、グレア防止について特に説明しなかったが、本発明 に係る外管は、グレア防止機能を有していても良い。この機能は、例えば、グレア防 止部材により実施しても良い。グレア防止部材は、具体的には、ランプが反射体に装 着されたときに、反射体によって反射されることなぐランプから反射体の外部へと直 接出射される光を遮るように外管の一部を覆う金属キャップにより構成しても良い。

[0055] この場合、金属キャップにより覆われる外管の形状 ·構造は特に限定するものでは なぐ例えば、実施の形態で説明したような外管 34、さらには、変形例 1及び変形例 2 で説明したような外管 103, 107にも適用できる。

なお、変形例 3で説明した金属キャップもグレア防止の機能を併せ持つこととなる。

2.外囲器 実施の形態における発光管 30を構成する外囲器 46は、本管部 40と細管部 42, 4 4とをそれぞれ別個に成形した後に焼きばめによって一体化したものである力 本発 明に係る外囲器は、実施の形態に係る外囲器に限定されるものではない。

[0056] 例えば、外囲器は、本管部、細管部と別個に形成するのではなぐこれらが一体で 成形された単一構造から構成されて!/、ても良レ、。

さらには、本管部の半分と細管とがー体成形された 2つの成形品を一体化したもの でも良い。具体的には、本管部の半分であって、他方の本管部の半分と突き合わさ る部分同士をペースト状のアルミナで接合し焼結させて一体化しても良い。

[0057] また、外囲器は、筒部材 (具体的には円筒部材）と、当該筒部材の両端に焼きばめ によって一体化されるリング部材と、当該リング部材の中央の貫通孔に一端が焼きば めによって一体化される細管部材とから構成しても良い。この場合の外囲器は、所謂

3. 口金

(1)接続タイプ

実施の形態や変形例;!〜 3では、口金 36として、図 2に示すように、ねじ形状をした シェル部 82と、アイレット部 84とを有する、所謂ねじ込みタイプの E形を用いた力 他 のタイプの口金を使用しても良!/、。

[0058] 図 11は、変形例 4に係るランプ 117の正面図で、その一部を切り欠いている。

変形例 4に係る口金 119は、図 1 1に示すように、本体部 121と、当該本体部 121の 底 121aに設けられた端子部 122とを有する。

ここでの端子部 122は、一対のピン端子 123, 125を有し、当該ピン端子 123, 12 5の先端は、太径部 123a, 125aとなっているものであっても良い。この口金 119は、 所謂スワン形である。

[0059] 当然、一対のピン端子（123, 125)は太径部 123a, 125aを有しない所謂 G形や P G形であっても良い。

(2)形状

実施の形態では口金 36について特に説明しなかった力 口金 36, 119は、図 2に 示すように、本体部 36a, 121と、本体部 36a, 121に設けられた端子部 36b , 122とを有し、端子部 36b, 122が、例えば、 E形、スワン形、 G形、 PG形等である。

[0060] 実施の形態及び変形例 1〜4における本体部 36a, 121では、外形形状が円柱体 であったが、本体部の外形形状は、このような円柱体に限定するものでなぐ他の形 状であっても良い。

図 12は、変形例 5に係るランプ 131がソケット 133に装着された状態における口金 部分の拡大図である。

[0061] 変形例 5に係る口金 135は、本体部 137と端子部 139とを有し、端子部 139は、ここ では、 E形であり、ソケット 133の接続用孔部 141にねじ込まれている力 本変形例 5 に係る口金 135の形状が実施の形態における口金 36の形状と異なる。

本体部 137は、図 12に示すように、端子部 139側の端部がテーパ部 137aとなって いる。なお、ソケット 133も、口金 131の本体部 137のテーパ部 137aに対応して、テ ーパ部 137aが当接する部分がテーパ部 133aとなっている。

[0062] 上述のように、口金 135の本体部 137のテーパ部 137aが、ソケット 133のテーパ部

133aと対をなしているため、例えば種類の異なるランプがソケット 133に装着される（ 所謂、誤使用である。）のを防止することができる。

つまり、種類の異なるランプをソケット 133に装着しようする場合に、口金の端子部（ 139)をソケット（133)側の接続用孔部（141)に揷入しょうとしても、本体部（137)の 底（137a)の形状がソケット（133)の接続用孔部（141)の形状と対応して!/、な!/ヽ（異 なる）ため、端子部（139)のアイレット部がソケット（133)側と電気的に接続する位置 まで達することができな!/、のである。

[0063] 図 13は、変形例 6に係るランプ 151がソケット 153に装着された状態における口金 部分の拡大図である。

変形例 6に係る口金 155は、変形例 5の口金 135と同様に、本体部 157と、端子部 159とを有する。

変形例 5に係る口金 135は、本体部 137にテーパ部 137aを有していた力 変形例 6に係る口金 155は、本体部 157に段差部を 157a有している。当然、ソケット 153側 にも、変形例 6に係る本体部 157の段差部 157aに対応して、本体部 157の段差部 1 57aと対をなす段差部 153aが形成されている。 [0064] 変形例 6に示すような口金 155が段差部 157aを有していても、変形例 5で説明した ランプの誤使用を防止することができる効果を得ることができる。

なお、変形例 5及び変形例 6では、端子部 139, 159が E形であった力 スワン形、 G形、 PG形等であっても良ぐこの場合でもランプ誤使用防止の効果を得ることがで きる。

[0065] なお、図 12及び図 13のソケット 133, 153は、 口金 135, 155との装着 ·接続関係 を説明するための図であり、実際のソケットとは構成 '形状が異なる。

4.内管と口金との接合について

実施の形態では、内管 32と口金 36との接合に接着剤 48を用いていた力 他の方 法で行なっても良い。以下、他の方法で、発光管を内包する内管と口金との接合を 行う場合を変形例として説明する。

[0066] (1)変形例 7

図 14は、内管 32と口金 161との接合を説明するための図であり、図 15は、図 14に おける E— E線での断面を矢印方向から見た図である。

変形例 7に係る内管 32は、実施の形態の内管と同様の構造のものであり、実施の 形態と同じ符号を用いる。内管 32は、その一端が内部に発光管 30を気密状に収納 するために封止された封止部を有する。ここでの封止部は、実施の形態と同様に、ピ ンチシール法により圧潰されたピンチシールド部 86である。

[0067] 口金 161は、図 14及び 15にも示すように、内管 32のピンチシールド部 86を保持す る一対の保持部 163, 165を本体部 161aの内部に備える。一対の保持部 163, 16 5の間隔は、内管 32のピンチシールド部 86の厚み F (ピンチシールされる方向の寸 法である。）より大きく設定されており、一対の保持部 163, 165間には弾性部材 167 , 169が設けられている。ここで、保持部 163, 165間に弾性部材 167, 169が設けら れた状態では、保持部 163, 165 (弾性部材 167, 169)間に形成される間隔 G (図 1 5参照。）は、ピンチシール部 86の厚み Fより狭くなつている。

[0068] 内管 32と口金 161との接合は、内管 32のピンチシールド部 86が口金 161の一対 の保持部 163, 165間に挿入されることで行なう。つまり、内管 32のピンチシールド 咅 力 S口金 161の一対の保持き 165間に挿入されると、弓単十生咅 才 167, 169 が変形すると共にこの変形による復元力によりピンチシールド部 86が把持されること となり、接着剤を使用せずに内管 32が口金 161に接合される。

[0069] 具体的には、弾性部材 165, 167は、図 15に示すように、金属製であって、縦断面 形状が「く」字状 (ここでは、 2個の「く」がつながったジグザグ状である。）をしている）。 この構成により、弾性部材 165, 167の厚み（ピンチシール部が挿入される方向と直 交する方向の寸法である。）が、ピンチシールド部 86の揷入に伴って弾性部材 167, 169が変形し、変化する。

[0070] なお、保持部 163, 165間に配される弾性部材は、内管の端部（ピンチシールド部) の揷入に伴って変形し、この変形によって揷入された内管の端部（ピンチヒールド部) を固定できれば良ぐその形状、個数、材料等を特に限定するものではない。

例えば、変形例 7での弾性部材 165, 167は、ジグザグ状をしているが他の形状で も良ぐまた、内管（ピンチシールド部）を固定することができれば、保持部間に弾性 部材を 1つ設けても良い。弾性部材の材料は、金属材料、例えばステンレスを用いて も良いし、他の金属材料を用いても良い。なお、内管の端部揷入に伴う弾性部材の 変形は、その材料、厚み等によって適宜決定される。

[0071] (2)変形例 8

図 16は、変形例 8に係る口金 171の本体部 173の斜視図であり、図 17は、本体部 173の縦断面図である。

口金 171は、本体部 173のベース部 173a (底に相当する部分）に内管を保持する ための保持部材 175を備える。保持部材 175は、端壁 177に貫通孔 179を有する有 底筒状をしている。保持部材 175は、例えば金属製であって、端壁 177の一部が、 内管の端部の挿入に伴って変形する舌片部 181a, 181bとなっている。この舌片部 181a, 181bは、貫通孔 179により、内管の挿入に伴って変形するように構成されて いる。

[0072] ここでは、貫通孔 179は、図 16に示すように、所定方向に平行する一対の平行孔 1 79a, 179aと、この一対の平行孔 179a, 179aの略中央同士を連結するような連結 孔 179bとからなり、全体として略「H」字状をしている。そして連結孔 179bを挟んだ 両側部分が舌片部 181a, 181bとなっている。 保持部材 175は、例えば、所定厚さの金属板を絞り加工して得られる。金属板の厚 みは、内管が貫通孔 179に揷入されたときに、舌片部 181a, 181bがその揷入方向 に屈曲するような厚みである。

[0073] なお、本変形例 8における保持部材 175は、筒部 183における端壁 177と反対側 の端に、筒部 183の中心軸と直交する外方へ延伸するフランジ部 185が設けられて おり、このフランジ部 185が口金 171の本体部 173のベース部 173aに固着されてい また、保持部材 175の舌片部 181a, 181bは、内管の端部（ピンチシールド部）の 揷入に伴って変形し、当該変形により内管を保持できれば良ぐその形状や材料等 を特に限定するものではなレ、。

[0074] 具体的には、舌片部の形状を決定する貫通孔の形状力 アルファベットの「H」字 状をしている力 S、漢字の「王」字状をしていても良い。この場合、舌片部の数は、合計 で 4個となる。また、舌片部が対向する状態で 2個あり、これらが互いに嚙み合う「凸」 状と「凹」状をしていても良い。

さらに、保持部材 175の形状等も特に限定するものでなぐまた、口金は、変形例 8 に係る保持部材 175と本体部 173とが一体構造で構成されたものであっても良い。

[0075] 5.外管と口金との接合について

実施の形態では、口金 36の本体部 36aは有底筒状をし、外管 34の端部が本体部 36aの内部に揷入された状態で、外管 34の端部外周と本体部 36aの内周面とが接 着剤（例えば、セメントである。）48で固着されている力 外管と口金の形状は他の形 状でも良い。以下、外管と口金とが実施の形態や変形例；!〜 8と異なる形状で、外管 と口金との接合を行う場合を変形例として説明する。

[0076] (1)変形例 9

図 18は、変形例 9に係る外管 191と口金 193との接合を説明するための図である。 変形例 9の口金 193は、本体部 195と端子部 197とを備える。

本体部 195は、円盤状のベース部 199と、このベース部 199の略中央に形成され た保持部 201とを備える。この本体部 195を外管 191の管軸方向から見ると、ベース 部 199の外周縁は保持部 201の外周縁よりも大きい平坦部 199aとなっている。 [0077] 外管 191と口金 193との接続は、外管 191の開口端 191aをベース部 199の平坦 部 199aに当接させた状態で、外管 191の開口端部 19 lbの内周面と保持部 201の 外周面とが、接着剤 203で固着されている。

(2)変形例 10

実施の形態及び変形例 9では、外管 34と口金 36との接合に接着剤 48を用いてい たが、接着剤を用いない他の方法で行なっても良い。以下、他の方法で、外管と口 金との接合を行う場合を変形例 10として説明する。

[0078] 図 19は、変形例 10に係る外管 211と口金 213との接合を説明するための図である 変形例 10におけるランプは、外管 211と口金 213とが連結部材 215により連結され る構造を有する。

変形例 10に係る外管 211の口金 213側の端部には、外方に突出する突出部 211 aが形成されている。この突出部 211aは、外管 211の端部の全周、あるいは、周方向 に間隔をおレ、て複数形成されてレ、ても良レ、。

[0079] 口金 213は、内管 32を保持する本体部 217と、ソケット側と電気的に接続される端 子部 219とを備える。

本体部 217は、円盤状のベース部 221と、このベース部 211の略中央に形成され た保持部 223とを備える。この本体部 217を外管 211の管軸方向から見ると、ベース 部 221の外周縁は保持部 223の外周縁よりも大きい平坦部 221aとなっている。

[0080] 本体部 217のベース部 221における発光管 30と反対側の端部には、図 19に示す ように、内方に凹入する凹入部 221bが形成されている。凹入部 221bは、外管 211 の突出部 21 laに対応して、本体部 217の端部の全周、あるいは、周方向に間隔を ぉレ、て複数形成されて!/、ても良レ、。

連結部材 215は、例えば、外管 211の突出部 211a及び口金 213のベース部 221 に外嵌する筒部 215aを有する。筒部 215aの一端には、外管 211の突出部 21 laの おける端縁（口金側と反対側の端）に係止する外管係止部 215bが、また他端側には 、 口金 213のベース部 221の凹入部 221bに係止する口金係止部 215cがそれぞれ 形成されている。 [0081] 連結部材 215の各係止部 215b, 215cは、外管 211の突出部 211aや口金 213の 凹入部 22 lbに対応して、各端部の全周、あるいは、周方向に間隔をおいて複数形 成されていても良い。

外管 211と口金 213との接続は、外管 211の開口端 221aをベース部 221の平坦 部 221aに当接させた状態で、外管 211の開口端 221aとベース部 221の兵端部 22 laとに連結部材 215を被覆し、連結部材 215の外管係止部 215bを外管 211の突出 部 21 1aに係止させ、そして、連結部材 215の口金係止部 215cを口金 213の凹入部 22 lbに係止させることで行なわれる。

[0082] なお、変形例 10では、外管と口金とを連結部材 (係止部材）で連結する (係止する） 構造としていた力 S、例えば、外管が、口金と連結部材とが一体になつたものに連結 (係 止）するような構造であっても良!/、し、外管が直接口金に係止するような構造であって も良い。

6.最後に

実施の形態では、消費電力が 70 (W)であった力 S、本発明はこの数 に限定するも のではなく、消費電力が 20W〜； 150Wの範囲内であれば、実施できる。また、内管 は、その一端が封止された片封止であつたが、両端が封止された両封止で構成して も良い。

[0083] さらには、上記の実施の形態及び変形例 1〜； 10までの各構成を組み合わせても良 ぐ例えば、変形例 2に係る外管と、変形例 6と変形例 8とを組み合わせた口金とを用 V、てランプを構成しても良レ、。

産業上の利用可能性

[0084] 本発明は、発光管、内管及び外管を備え、コンパクト化を目指す金属蒸気放電ラン プ及び照明装置に利用できる。

Claims

請求の範囲

[1] 内管の内部に発光管が収納された状態で、前記内管が外管内に収納されてなる 金属蒸気放電ランプであって、

前記発光管の径方向における前記内管と前記発光管との間の最短距離を A (mm )とし、当該最短距離となる仮想線分の延長上における前記内管と前記外管との距 離を B (mm)としたときに、

2 X A+ B ≥ 1. 06

の関係を満たす

ことを特徴とする金属蒸気放電ランプ。

[2] 前記最短距離 Aが、

A ≥ 0. 3

の関係を満たす

ことを特徴とする請求項 1に記載の金属蒸気放電ランプ。

[3] 前記発光管は、略同一線上で対向する一対の電極を内部に備え、

前記一対の電極間の領域であって前記一対の電極を結ぶ仮想線分に対して直交 する面における前記発光管の断面のうち、前記発光管と前記内管との距離が最短と なる断面における前記発光管と前記内管との距離を《 (mm)とし、前記一対の電極 間の領域であって前記一対の電極を結ぶ仮想線分に対して直交する面における前 記発光管の断面のうち、前記内管と前記外管との距離が最短となる断面における前 記内管と前記外管との距離を /3 (mm)とすると、

α ≤ 5 且つ β ≤ 2· 5

の関係を満たす

ことを特徴とする請求項 1に記載の金属蒸気放電ランプ。

[4] 前記発光管は、略同一線上で対向する一対の電極を内部に備え、

前記一対の電極間の領域であって前記一対の電極を結ぶ仮想線分に対して直交 する面における前記発光管の断面のうち、前記発光管と前記内管との距離が最短と なる断面における前記発光管と前記内管との距離を《 (mm)とし、前記一対の電極 間の領域であって前記一対の電極を結ぶ仮想線分に対して直交する面における前 記発光管の断面のうち、前記内管と前記外管との距離が最短となる断面における前 記内管と前記外管との距離を /3 (mm)とすると、

α ≤ 5 且つ β ≤ 2· 5

の関係を満たす

ことを特徴とする請求項 2に記載の金属蒸気放電ランプ。

[5] 金属蒸気放電ランプと、当該金属蒸気放電ランプから発せられた光を所望方向に 反射させる反射体とを備える照明装置であって、

前記金属蒸気放電ランプは、請求項 1に記載の金属蒸気放電ランプである ことを特徴とする照明装置。

[6] 金属蒸気放電ランプと、当該金属蒸気放電ランプから発せられた光を所望方向に 反射させる反射体とを備える照明装置であって、

前記金属蒸気放電ランプは、請求項 3に記載の金属蒸気放電ランプである ことを特徴とする照明装置。

[7] 金属蒸気放電ランプと、当該金属蒸気放電ランプから発せられた光を所望方向に 反射させる反射体とを備える照明装置であって、

前記金属蒸気放電ランプは、請求項 4に記載の金属蒸気放電ランプである ことを特徴とする照明装置。