JP2002110029A - 高圧放電ランプ、高圧放電ランプ点灯装置および照明装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ランプ交換の際、直接手で触れることができ、
しかもランプの破損の少ない高圧放電ランプ、これを用
いた高圧放電ランプ点灯装置および照明装置を提供す
る。 【解決手段】透光性放電容器１、一対の電極２Ａ、２Ｂ
および放電媒体を備えた発光管ＩＢと、直径１５ｍｍ以
下の硬質ガラスからなり一端に膨出部ＢＣが形成され内
部に発光管ＩＢを収納した外管ＯＢと、ねじ口金Ｂと膨
出部ＢＣとの間は、接着剤が在り、膨出部ＢＣに接着し
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、いわゆるねじ口金
を有する高圧放電ランプ、これを用いた高圧放電ランプ
点灯装置および照明装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、光ファイバー用光源やハロゲン電
球代替光源として、ランプ電力が１０〜３０Ｗ程度たと
えば２０Wの小形の高圧放電ランプが本発明者らによっ
て開発された。この高圧放電ランプは、ランプ効率がハ
ロゲン電球に比較して約４倍であるとともに、ハロゲン
電球の発光部すなわちフィラメント長に較べて、発光部
すなわち電極間距離が著しく短いため、反射鏡と組み合
わせて使用する場合の集光率すなわち反射鏡効率が高く
なる利点がある。また、精密な配光設計が可能になる。
このため、ハロゲン電球と同様にねじ口金を装着して、
ハロゲン電球代替光源として利用することを発明者らは
考えた。

【０００３】ハロゲン電球においては、点灯中の高温に
耐える必要から石英ガラスのバルブを用いている。すな
わち、細長い有底筒状のＴ形の石英ガラスバルブの内部
に２重コイルフィラメントを中心軸に沿って封装し、石
英ガラスバルブの開口端にピンチシール部を形成し、さ
らに要すれば石英ガラスバルブの外面に可視光透過・赤
外線反射性の干渉膜を形成し、ピンチシール部にＥ１１
形ねじ口金を固着した構造を備えている。そして、石英
ガラスのピンチシール部は、モリブデン箔の両端に内部
リード線と外部リード線とを溶接して、モリブデン箔の
部分を圧潰することにより、形成される。このため、所
要の封止を行うためには、ピンチシール部を軸方向にあ
る程度長く形成する必要がある。

【０００４】ところで、上述した小形の高圧放電ランプ
をハロゲン電球と代替可能にするには、少なくとも口金
および発光中心をハロゲン電球に揃えなければならな
い。そのためには、取り扱い上発光管を外管内に収納す
るいわゆる２重管構造にするのがよい。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、石英ガ
ラスは、融点が高くて加工性が悪く、また熱膨張係数の
点でピンチシールを行う際に、モリブデン箔を用いる必
要がある。このため、ピンチシール部の長さは、モリブ
デン箔により制限を受け、所望の小さな値に設定するこ
とができない。しかも、石英ガラスは、直接手で触れる
と失透してしまうという問題がある。ハロゲン電球は、
周知のハロゲンサイクルを良好するため高温に耐える石
英ガラスを使わざるを得ず、そのため、直接手でランプ
を摘まむことはできなかった。

【０００６】本発明は、ハロゲン電球と代替可能か、ま
たは発光中心の位置がハロゲン電球より低い高圧放電ラ
ンプを直接手で摘まむことができ、しかも照明器具に対
する着脱時にランプが破損することがない高圧放電ラン
プ、高圧放電ランプ点灯装置および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、電極間距離が５ｍｍ以下の発光管と；

【０００８】直径１５ｍｍ以下の失透しない硬質ガラス
からなり一端にピンチシール部およびこのピンチシール
部に連続する膨出部が形成され、内部に発光管を収納し
ている外管と； 先端側が発光管に接続し、中間が外管
のピンチシール部を気密に貫通し、基端側が外管の外部
に露出した一対のリード線と； 外管のピンチシール部
に固着された外径８〜１２ｍｍのねじ口金と； ねじ口
金と膨出部との間に介在し、ねじ口金の内面および膨出
部に密着している接着剤と；を具備している。

【０００９】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。以下、構成要素ごとに説明する。

【００１０】＜発光管について＞

【００１１】発光管は、透光性放電容器、一対の電極お
よび放電媒体を備えて構成されている。

【００１２】透孔性放電容器は、一般的には石英ガラス
または透光性セラミックスから形成され、放電空間を包
囲する包囲部および包囲部から突出して後述する電極を
封装するための封止部を備えている。封止部は、包囲部
の対向する両端から反対側へ突出する両端封止構造およ
び包囲部の一端側へのみ突出する片封止構造のいずれで
あってもよい。なお、「透光性」とは、透光性放電容器
の全体が透光性を備えていることを要件とするものでは
なく、放電によって放射される光を透光性放電容器の所
望の部位から透過させることができればよく、したがっ
てその他の部位は光が不透過性であってもよいし、不透
過性物質で被覆してあってもよい。

【００１３】一対の電極は、透光性放電容器の封止部を
利用して透光性放電容器の包囲部に臨んで封装されてい
る。また、一対の電極の間に形成される電極間距離は、
５ｍｍ以下でなければならない。電極間距離は、発光部
の大きさに直接影響するので、発光部を小さくするため
に上記の電極間距離にする。好適には電極間距離は、４
ｍｍ以下である。さらに、電極は、タングステンまたは
タングステンを主体とする合金たとえばドープドタング
ステンを用いるなどを用いることができる。さらにま
た、一対の電極は、交流点灯の場合、同一構造のものを
用いることができる。直流点灯の場合には、陽極の熱容
量および放熱面積を大きくするのがよい。

【００１４】放電媒体は、点灯時にほぼ１気圧以上の蒸
気圧またはガス圧を呈するように封入する。メタルハラ
イドランプの場合、希ガス、発光金属のハロゲン化物お
よび蒸気圧維持媒体たとえば水銀を適量封入する。希ガ
ス放電ランプの場合には、キセノンなどを適当圧封入す
る。高圧ナトリウムランプを場合、ナトリウムおよび希
ガスを少なくとも封入するが、水銀をたとえばナトリウ
ムアマルガムの形で封入することができる。要するに、
所望の放電態様に応じて最適な放電媒体を封入すること
ができる。

【００１５】＜外管について＞

【００１６】外管は、直径１５ｍｍ以下の硬質ガラスか
らなり、一端にピンチシール部が形成され、内部に発光
管を収納している。外管は、その内部に発光管を気密に
収納して発光管を機械的に保護したり、発光管の作動温
度を所望の範囲に維持したりするため用いられる手段で
ある。これを実現するために、外管内は、排気されて真
空ないし低圧または不活性ガスたとえば希ガスや窒素を
封入することができる。

【００１７】硬質ガラスを用いて外管を形成することに
より、その開口端をピンチシールすることによってリー
ド線を外管のピンチシール部を気密に貫通して外部へ導
出することができる。本発明において、硬質ガラスはそ
の熱膨張係数が０〜３００℃において３０×１０^−７／
℃以下のもの、たとえば半硬質ガラスやパイレックス
（登録商標）ガラスを含むものとする。そうすれば、後
述するリード線としてモリブデン、ステンレス鋼および
ニオブなどを用いる場合、封着金属箔を用いることな
く、リード線をピンチシール部において直接所要に封止
することができる。このため、ピンチシール部の軸方向
寸法、したがって容積を小さくしてピンチシール部の熱
容量を最小化でき、ピンチシール時に発光管のシールに
与える影響を低減することに寄与する。なお、硬質ガラ
ス、たとえばアルミナシリケートガラスは、その軟化温
度が９２４〜９２８℃である。また、パイレックスガラ
スは、軟化温度が９２４〜９２８℃であって、石英ガラ
スより大幅に低い。

【００１８】また、外管は、直径１５ｍｍ以下でなけれ
ばならない。たとえば、ハロゲン電球と同じ直径の１
２．１ｍｍにすることができる。また、直径１３ｍｍに
してもよい。なお、直径とは、外径を意味する。外管の
直径が１５ｍｍを超えると、太くなりすぎてハロゲン電
球との代替性が失われるとともに、外管の内径も大きく
なるために、外管の内面からの再輻射による発光管の加
熱が効果的に行われなくなって、発光管の温度維持が困
難になり、発光効率が低下してしまうので、不可であ
る。

【００１９】＜一対のリード線について＞

【００２０】一対のリード線は、先端側が発光管に接続
し、中間が外管のピンチシール部を気密に貫通し、基端
側が外管の外部に露出している。一対のリード線の発光
管の電極への接続は、直接またはたとえば給電導体やブ
リッジ導体などを介して間接的に行うことができる。

【００２１】＜ねじ口金について＞

【００２２】ねじ口金は、その外径が８〜１２ｍｍであ
る。この要件を満足する既存の口金は、Ｅ１１形口金で
ある。Ｅ１１形口金は、ハロゲン電球に多用されている
ものと全く同一仕様のものを使用することができる。ハ
ロゲン電球に多用されているＥ１１形口金は、口金にセ
ラミックス製の台座を備えていて、台座にはピンチシー
ル部を嵌合する装着溝が形成されている。そして、装着
溝に外管のピンチシール部を挿入し、無機質接着剤によ
り両者を固着することができる。しかし、要すれば、既
存の口金に限定されることなく、上記の範囲内で所望の
外径を備えた口金を用いることができる。また、ハロゲ
ン電球と異なる高さや直径の台座を用いてもよい。

【００２３】始動補助導体について

【００２４】高圧放電ランプの始動電圧を低下させるた
めに、透光性放電容器に始動補助導体を配設し、かつ始
動補助導体に対向電極の電圧を印加することができる。

【００２５】＜本発明の作用について＞

【００２６】本発明においては、外管が硬質ガラスから
なるから、ピンチシール部に封着金属箔を埋設すること
なく封止できる。このため、ピンチシール部の軸方向の
長さを封着金属箔を埋設する場合に比較して短縮するこ
とができる。ピンチシール部の長さが小さくなることに
より、たとえ発光管がその封止部のために軸方向に長く
なっても、電極間中央すなわち発光中心をハロゲン電球
のそれと一致させるか、所望によりさらに低い位置に設
定することが可能になる。

【００２７】また、外管が硬質ガラスからなるため、ガ
ラス加工が容易で、しかも安価になる。

【００２８】さらに、外管に硬質ガラスを用いることに
より、外管を掴んでもガラスが失透しない。そのため、
高圧放電ランプの反射鏡内への着脱が容易になる。これ
とともに、失透による高圧放電ランプの外管の破損がな
くなる。

【００２９】さらにまた、接着剤によって外管に形成さ
れたピンチシール部から膨出する部分と口金との間を接
着しているので、ピンチシール部が口金から露出してい
るものに比べて、外管に応力が集中しない。 このた
め、外管を掴んで高圧放電ランプを着脱する際に、ピン
チシール部自体にモーメントが作用しなくなるので、ピ
ンチシール部の応力による破損がなくなる。

【００３０】請求項２の発明の高圧放電ランプは、電極
間距離が５ｍｍ以下の発光管と；

【００３１】直径１５ｍｍ以下の硬質ガラスからなり一
端にピンチシール部が形成され、内部に発光管を収納し
ている外管と；先端側が発光管に接続し、中間が外管の
ピンチシール部を気密に貫通し、基端側が外管の外部に
露出した一対のリード線と；

【００３２】外管のピンチシール部に固着された外径８
〜１２ｍｍのねじ口金と；を具備し、発光管の電極間中
心から口金先端までの距離が５０ｍｍ以下であることを
特徴としている。

【００３３】本発明は、少なくともハロゲン電球との代
替を可能にする寸法以下の発光中心の高さを備えた高圧
放電ランプを規定している。すなわち、定格消費電力１
００ワット程度以下のハロゲン電球の光中心距離は４９
ｍｍである。ハロゲン電球の場合、口金の上部にセラミ
ックス製の相対的に大径の台座が付設されていて、台座
部分で石英ガラスバルブの下部のピンチシール部を嵌合
して、無機接着剤を用いて固着している。本発明におい
ても、ハロゲン電球に用いられている上記の口金を用い
ることができるが、その場合には、台座の下端と口金と
の境界と、電極間中心との間の距離を４５ｍｍ以下にす
ればよい。また、ハロゲン電球との代替を考慮しない場
合には、発光管の電極間中心から口金先端までの距離が
４９ｍｍよりさらに小さく設定すればよい。

【００３４】次に、口金の外径をφ１とし、電極間距離
をｄとしたとき、下式を満足するとよい。

【００３５】ｄ／φ１≦０．５

【００３６】また、透光性放電容器の電極間中心を含む
透光性放電容器の軸に直角な面内における透光性放電容
器の内径をφ２としたとき、内径φ２と口金の外径φ１
との関係を下式を満足するようにするとよい。

【００３７】φ２／φ１≦０．６

【００３８】さらに、外管の外径をφ３としたとき、外
径φ３と口金の外径φ１との関係を下式を満足するよう
にするとよい。

【００３９】φ／φ１０．６

【００４０】そうして、本発明にあっては発光管の電極
間中心から口金先端までの距離が５０ｍｍ以下であるこ
とにより、ハロゲン電球との代替が可能に構成すること
ができる。

【００４１】また、電極間距離が５ｍｍ以下であって発
光部がハロゲン電球より小さくても、Ｅ１１形口金を用
いるとともに、発光管の電極間中心から口金先端までの
距離が５０ｍｍ以下であることにより、反射鏡の焦点に
対する位置ずれが生じにくくなる。

【００４２】＜一対の電極について＞

【００４３】一対の電極は、透光性セラミックス放電容
器に封装されていて、材料にタングステンまたはドープ
ドタングステンを用いている。なお、電極は、透光性セ
ラミックス放電容器の小径筒部内に挿通し、さらに先端
が包囲部内に位置しているか、あるいは先端も小径筒部
内に位置しているが、包囲部を望む位置にあって包囲部
内に放電を形成するように配設されていてもよい。

【００４４】＜放電媒体について＞

【００４５】放電媒体は、少なくとも始動ガスおよび緩
衝ガスとして希ガスを含むものとし、点灯中約１気圧以
上の圧力を呈するように透光性セラミックス放電容器内
に封入される。

【００４６】また、放電媒体は、発光物質またはその化
合物たとえば金属ハロゲン化物やアマルガムなどを含
む。

【００４７】さらに、放電媒体は、バッファ蒸気として
水銀を含むことができる。

【００４８】一方、希ガスは、本質的に特定のガスに限
定されないが、正規グロー放電から異常グロー放電に遷
移する際のグロー電流を小さくしたり、放電開始電圧を
低下させたりしたい場合などの所要時に、ネオンおよび
アルゴンを混合して封入することができる。なお、この
場合、アルゴンは、ネオンに対して分圧で０．１〜１５
％、好適には１０％までの範囲で混合することができ
る。また、ネオンおよびアルゴンは、一般的に１０〜７
０ｋＰａ、好適には１３〜２７ｋＰａの封入圧で用いる
ことができる。なお、封入圧が１０ｋＰａ未満である
と、グロー・アーク転移時間が長くなって、電極物質の
タングステンのスパッタや蒸発による黒化が多くなる。
一方、封入圧が７０ｋＰａを超えると、高圧放電ランプ
の始動電圧が高くなり、グロー電力が増加する。

【００４９】さらに、ネオンやアルゴンに加えて、必要
に応じてその他の希ガスを封入することができる。

【００５０】高圧放電ランプがメタルハライドランプの
場合において、放電媒体に発光金属の金属ハロゲン化物
を用いるときに、金属ハロゲン化物を構成するハロゲン
としては、ヨウ素、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。

【００５１】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ランプ電力に応じて、
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。

【００５２】また、バッファ蒸気として適量の水銀に代
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。

【００５３】本発明においては、高圧放電ランプがＥ１
１形ねじ口金を外管に装着して備えていたとしても、印
加される最大電圧波高値が低い始動電圧とされる３ｋＶ
p-p以下で始動が可能なことによって、Ｅ１１形ねじ口
金および高圧放電ランプを装着する照明装置側のランプ
ソケットや配線などの電気部品に絶縁耐圧の問題が生じ
ない。印加される最大電圧波高値が３ｋＶp-p以下で始
動が可能であるための構成は、特段限定されないので、
どのような内容であってもよい。

【００５４】請求項２の発明の高圧放電ランプ点灯装置
は、請求項１記載の高圧放電ランプと；動作周波数１０
〜２００ｋＨｚのインバータを主体として構成されて高
圧放電ランプを高周波点灯する点灯回路手段と；を具備
していることを特徴としている。 本発明において、点
灯回路手段は、これを小形化するために、蛍光ランプ用
の点灯回路手段を用いることができる。蛍光ランプ用の
点灯回路手段は、２次開放電圧から２次短絡電流まで連
続的な負荷特性を有している。蛍光ランプ用に製造され
た点灯回路手段を本発明の点灯回路手段に流用すること
ができる。しかし、高圧放電ランプ用として上記のよう
な負荷特性を満足するように設計され、製造された点灯
回路手段を用いることができるのはいうまでもない。

【００５５】請求項３の発明の照明装置は、照明装置本
体と；照明装置本体に配設される請求項２記載の高圧放
電ランプ点灯装置と；を具備していることを特徴として
いる。

【００５６】本発明において、照明装置は、高圧放電ラ
ンプの発光を何らかの目的で用いるあらゆる装置を含む
広い概念である。たとえば、電球形高圧放電ランプ、照
明器具、移動体用前照灯、光ファイバー用光源装置、画
像投射装置、光化学装置、指紋判別装置などに適用する
ことができる。

【００５７】「照明装置本体」とは、上記照明装置から
高圧放電ランプを除いた残余の部分をいう。 ところ
で、照明装置は、その照明装置本体に点灯回路手段およ
びランプソケットを備えていて、そのランプソケットに
高圧放電ランプを装着するようにした構成にすることが
できる。しかし、点灯回路手段を備えてなくて、電球形
高圧放電ランプを光源としてランプソケットに装着する
ようにした構成であってもよい。

【００５８】

【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。 図１は、本発明の高圧放電ラ
ンプの第１の実施形態を示す一部断面正面図である。
図２は、同じく拡大要部断面正面図である。図３は、
図１と直角方向にランプを見た場合を示す一部断面正面
図である。 各図において、高圧放電ランプは、図１に
示すように、発光管ＩＢ、第１のリード線ＣＣ１、第２
のリード線ＣＣ２、第１および第２の金属製コイルＣＯ
１、ＣＯ２、外管ＯＢ、一対の外部接続端子ＯＣＴ１、
ＯＣＴ２、ゲッタＧＴおよびねじ口金Ｂからなる。

【００５９】＜発光管ＩＢについて＞ 発光管ＩＢは、
図３に示すように、透光性セラミックス放電容器１、第
１および第２の電極２Ａ、２Ｂ、給電導体３、シール４
および滞留状態の放電媒体５を備えており、上下対称構
造である。 透光性セラミックス放電容器１は、包囲部
１ａおよび一対の小径筒部１ｂ、１ｂを備えている。包
囲部１ａは、両端が連続的な曲面によって絞られてい
て、ほぼ球状をなしている。 小径筒部１ｂは、包囲部
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１を形成している。

【００６０】第１および第２の電極２Ａ、２Ｂは、その
いずれもドープドタングステンからなり、棒状をなして
いる軸部２ａおよびコイル部２ｂを備えている。軸部２
ａは、先端が包囲部１ａ内に突出して小径筒部１ｂ内に
挿通され、小径筒部１ｂと、第１および第２の電極２
Ａ、２Ｂとの間にわずかな隙間ｇが、それぞれ形成され
ている。コイル部２ｂは、軸部２ａの先端に装着されて
いる。

【００６１】給電導体３は、封着性部分３ａおよび耐火
性部分３ｂからなる。封着性部分３ａは、ニオブからな
る棒状をなしていて、先端が小径筒部１ｂ内に挿入され
るとともに、基端が透光性セラミックス放電容器１の外
部に突出している。耐火性部分３ｂは、電極２Ａ、２Ｂ
の軸部２ａが兼ねていて、基端が封着性部分３ａの先端
に突き合せて放電溶接されている。

【００６２】シール４は、セラミックス封止用コンパウ
ンドを溶融し、固化することにより、透光性セラミック
ス放電容器１の小径筒部１ｂおよび封着性の部分２ａの
間に介在して透光性セラミックス放電容器１を気密に封
止するとともに、給電導体３が透光性セラミックス放電
容器１の内部に露出しないように被覆している。以上の
封止により、電極２Ａ、２Ｂを透光性セラミックス放電
容器１の所定の位置に固定している。

【００６３】また、シール４を形成するには、透光性セ
ラミックス放電容器１を縦位置にセットし、さらにセラ
ミックス封止用コンパウンドのリング状ペレット（図示
しない。）を小径筒部１ｂの端面の上に載置して、リン
グ状ペレットを加熱溶融させて給電導体３の封着性部分
３ａおよび小径筒部１ｂ内面の間の隙間に進入させて小
径筒部１ｂ内に挿入されている封着性部分３ａの全体を
被覆するとともに、さらに耐火性部分３ｂの基端部をも
被覆する。

【００６４】放電媒体は、ネオンおよびアルゴンを含む
始動ガスおよびバッファガス、発光金属としての金属ハ
ロゲン化物、ならびにバッファ蒸気としての水銀からな
り、透光性セラミックス放電容器１内に封入されてい
る。 また、金属ハロゲン化物および水銀は蒸発する分
より過剰に封入されているので、その一部５が安定点灯
時にわずかな隙間ｇ内に液相状態で滞留している。そし
て、液相状態で滞留している放電媒体５の界面は、最冷
部を形成している。

【００６５】＜第１および第２のリード線ＣＣ１、ＣＣ
２について＞ 第１のリード線ＣＣ１は、モリブデン線
からなり、その先端が電極２Ａ側の給電導体３に接続
し、中間が透光性セラミックス放電容器１の軸方向に対
してほぼ平行に、かつ離間して延在している。 第２の
リード線ＣＣ２は、モリブデンからなり、その先端が電
極２Ｂ側の給電導体３に接続している。

【００６６】＜第１および第２の金属製コイルＣＯ１、
ＣＯ２について＞ 第１の金属製コイルＣＯ１は、第１
の電極２Ａが内部に挿通している方の小径筒部１ｂの外
周に巻装されているとともに、給電導体３側のコイル終
端が透光性セラミックス放電容器１の軸方向に離間して
延在して、第２の電極２Ｂ側の給電導体３に接続してい
る。 第２の金属製コイルＣＯ２は、第２の電極２Ｂが
内部に挿通している小径筒部１ｂの外周に巻装されてい
るとともに、給電導体３側の終端が第１のリード線ＣＣ
２に接続している。

【００６７】＜外管ＯＢについて＞ 外管ＯＢは、硬質
ガラス製のＴ形バルブからなり、基端にピンチシール部
ｐｓが、先端に排気チップオフ部ｔが、それぞれ形成さ
れ、内部が排気されて１０^−２Ｐａ程度の低真空状態に
なっている。

【００６８】ピンチシール部ｐｓは、Ｔ形バルブの開口
端を加熱して軟化状態のときにピンチして形成する。
排気チップオフ部ｔは、外管ＯＢを封止した後に外管Ｏ
Ｂの内部を排気して排気管（図示しない。）を封し切っ
た跡である。

【００６９】＜一対の外部接続端子ＯＣＴ１、ＯＣＴ２
について＞ 一対の外部接続端子ＯＣＴ１、ＯＣＴ２
は、第１および第２のリード線ＣＣ１、ＣＣ２を延長し
てこれらと一体に形成され、受電手段である口金Ｂを装
着する以前は外管ＯＢから外方へそのまま突出してい
る。

【００７０】＜ゲッタＧＴについて＞ ゲッタＧＴは、
ＺｒＡｌ合金からなり、第１のリード線ＣＣ１に溶接に
より支持されている。

【００７１】＜ねじ口金Ｂについて＞ ねじ口金Ｂは、
Ｅ１１形ねじ口金からなり、一対の外部接続端子ＯＣＴ
１、ＯＣＴ２を所要に接続して、外管ＯＢの膨出部に接
するように無機質接着剤ＳＤによって固着されている。

【００７２】図４は、本発明の高圧放電ランプ点灯装置
の一実施形態における点灯回路手段を示す回路図であ
る。 図において、ＡＳは低周波交流電源、ｆは過電流
ヒューズ、ＮＦはノイズフィルタ、ＲＤは整流化直流電
源、Ｑ１は第１のスイッチング手段、Ｑ２は第２のスイ
ッチング手段、ＧＤはゲートドライブ回路、ＳＴは始動
回路、ＧＰはゲート保護回路、ＬＣは負荷回路であり、
ｃ、ｄは高圧放電ランプ１１を接続する受金１４ｂの挿
入位置を示す。 低周波交流電源ＡＳは、１００Ｖ商用
電源である。 過電流ヒューズｆは、配線基板に一体に
形成したパターンヒューズであり、過電流が流れた際に
溶断して回路が焼損しないように保護する。 ノイズフ
ィルタＮＦは、インダクタＬ１およびコンデンサＣ１か
らなり、高周波インバータの動作に伴って発生する高周
波を電源側に流出しないように除去する。 整流化直流
電源ＲＤは、ブリッジ形整流回路ＢＲおよび平滑コンデ
ンサＣ２からなり、ブリッジ形整流回路ＢＲの交流入力
端がノイズフィルタＮＦおよび過電流ヒューズｆを介し
て低周波交流電源ＡＳに接続し、また直流出力端が平滑
コンデンサＣ２の両端に接続していて、平滑化直流を供
給する。

【００７３】第１のスイッチング手段Ｑ１は、Ｎチャン
ネル形ＭＯＳＦＥＴからなり、そのドレインが平滑コン
デンサＣ２のプラス側に接続している。

【００７４】第２のスイッチング手段Ｑ２は、Ｐチャン
ネル形ＭＯＳＦＥＴからなり、そのソースが第１のスイ
ッチング手段Ｑ１のソースに接続し、ドレインが平滑コ
ンデンサＣ２のマイナス側に接続している。

【００７５】したがって、第１および第２のスイッチン
グ手段Ｑ１、Ｑ２は、順方向に直列接続されて、その両
端が整流化直流電源ＲＤの出力端間に接続していること
になる。 ゲートドライブ回路ＧＤは、帰還回路ＦＢ
Ｃ、直列共振回路ＳＲＣおよびゲート電圧出力回路ＧＯ
からなる。 帰還手段ＦＢＣは、後述する限流インダク
タＬ２に磁気結合している補助巻線からなる。 直列共
振回路ＳＲＣは、インダクタＬ３およびコンデンサＣ３
の直列回路からなり、その両端は帰還手段ＦＢＣに接続
している。 ゲート電圧出力手段ＧＯは、直列共振回路
ＳＲＣのコンデンサＣ３の両端に現れる共振電圧をコン
デンサＣ４を介して取り出すように構成されている。そ
して、コンデンサＣ４の一端は、コンデンサＣ３とイン
ダクタＬ３との接続点に接続し、コンデンサＣ４の他端
は第１および第２のスイッチング手段Ｑ１、Ｑ２のそれ
ぞれのゲートに接続している。さらに、コンデンサＣ３
の他端が第１および第２のスイッチング手段Ｑ１、Ｑ２
のソースに接続している。その結果、コンデンサＣ３の
両端に現れた共振電圧は、ゲート電圧出力回路ＧＯを介
して第１および第２のスイッチング手段Ｑ１、Ｑ２のゲ
ート・ソース間に印加される。 始動回路ＳＴは、抵抗
器Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３からなる。

【００７６】抵抗器Ｒ２は、その一端が平滑コンデンサ
Ｃ２のプラス側に接続し、他端が第１のスイッチング手
段Ｑ１のゲートに接続しているとともに、抵抗器Ｒ２の
一端およびゲートドライブ回路ＧＤのゲート電圧出力回
路ＧＯのゲート側の出力端すなわちコンデンサＣ４の他
端に接続している。 抵抗器Ｒ２の他端は、直列共振回
路ＳＲＣのインダクタＬ３および帰還回路ＦＢＣの接続
点に接続している。

【００７７】抵抗器Ｒ３は、その一端が第１および第２
のスイッチング手段Ｑ１、Ｑ２の接続点すなわちそれぞ
れのソースおよびゲート電圧出力回路ＧＯのソース側に
接続し、他端が平滑コンデンサＣ２のマイナス側に接続
している。 ゲート保護回路ＧＰは、一対のツェナーダ
イオードを逆直列接続してなり、ゲート電圧出力回路Ｇ
Ｏに並列接続している。 負荷回路ＬＣは、高圧放電ラ
ンプＨＰＬ、限流インダクタＬ２および直流カットコン
デンサＣ５の直列回路と、高圧放電ランプＨＰＬに並列
接続した共振コンデンサＣ６とからなり、一端が高周波
出力端ｃに、他端が高周波出力端ｄに、それぞれ接続し
ている。

【００７８】位置ｃ、ｄには、ランプソケットが介挿さ
れ、これを介してには高圧放電ランプＨＬＰが点灯回路
手段に接続される。 高圧放電ランプＨＰＬは、図１示
す構成を備えている。

【００７９】限流インダクタＬ２と共振コンデンサＣ６
とは、直列共振回路を形成する。なお、直流カットコン
デンサＣ５は、容量が大きいので、直列共振に大きくは
影響しない。

【００８０】Ｑ２のドレイン・ソース間に接続されたコ
ンデンサＣ７は、第２のスイッチング手段Ｑ２のスイッ
チング中の負荷を軽減する。

【００８１】次に、回路動作について説明する。

【００８２】交流電源ＡＳを投入すると、整流化直流電
源ＲＤにより平滑化された直流電圧が平滑コンデンサＣ
２の両端に現れる。そして、直列接続された第１および
第２のスイッチング手段Ｑ１、Ｑ２の両ドレイン間に直
流電圧が印加される。しかし、両スイッチング手段Ｑ
１、Ｑ２は、ゲート電圧が印加されてないので、オフし
ている。 上記直流電圧は、同時に始動回路ＳＴにも印
加されるので、抵抗器Ｒ２の両端には主として抵抗器Ｒ
１、Ｒ２、Ｒ３の抵抗値の案分比に応じた電圧が現れ
る。そして、抵抗器Ｒ２の端子電圧は、第１および第２
のスイッチング手段Ｑ１、Ｑ２のゲート・ソース間に正
極性の電圧として印加される。

【００８３】その結果、第１のスイッチング手段Ｑ１
は、スレッシュホールド電圧を超えるように設定されて
いるため、オンする。これに対して、第２のスイッチン
グ手段Ｑ２のゲート・ソース間に印加される電圧は、所
要のゲート電圧とは逆極性であるため、オフ状態のまま
である。

【００８４】第１のスイッチング手段Ｑ１がオンする
と、整流化直流電源ＲＤから第１のスイッチング手段Ｑ
１を介して負荷回路ＬＣに電流が流れる。これにより限
流インダクタＬ２および共振コンデンサＣ６の直列共振
回路が共振して共振コンデンサＣ６の端子間に高い共振
電圧が現れ、高圧放電ランプＨＰＬに印加される。

【００８５】一方、限流インダクタＬ２に電流が流れた
ことにより、磁気結合している帰還回路ＦＢＣに電圧が
誘起される。これにより直列共振回路ＳＲＣが直列共振
して、コンデンサＣ３には昇圧された負電圧が発生する
ので、ゲート保護回路ＧＰにより一定電圧にクリップさ
れ、ゲート電圧出力回路ＧＯを介して第１および第２の
スイッチング手段Ｑ１、Ｑ２のゲート・ソース間に印加
される。

【００８６】これにより、第２のスイッチング手段Ｑ２
はスレッシュホールド電圧を超えるため、オンする。

【００８７】これに対して、今までオンしていた第１の
スイッチング手段Ｑ１は、ゲート電圧が逆極性になるの
で、オフする。

【００８８】第２のスイッチング手段Ｑ２がオンする
と、負荷回路ＬＣの限流インダクタＬ２に蓄積されてい
る電磁エネルギーおよびコンデンサＣ６の電荷が放出さ
れて、限流インダクタＬ２から第２のスイッチング手段
Ｑ２を介して負荷回路ＬＣ内を逆方向に電流が流れ、コ
ンデンサＣ６の両端には極性が反転した共振による高い
電圧が現れ、高圧放電ランプＨＰＬに印加される。以
後、以上説明した動作を繰り返す。

【００８９】ところで、高圧放電ランプＨＰＬが始動す
る以前は、発振周波数が限流インダクタＬ２およびコン
デンサＣ６が形成する直列共振回路の共振周波数に相対
的に接近した周波数でハーフブリッジ形高周波インバー
タが作動するため、その２次開放電圧は約５００Ｖ（実
効値）すなわち約１．０ｋＶp-pで、高圧放電ランプＨ
ＰＬの始動電圧より高い値に設定されている。また、２
次短絡電流は約５５０ｍＡである。 したがって、パル
ス電圧を発生するイグナイタを用いなくても、やがて高
圧放電ランプＨＰＬは、始動し、約１．４秒間でグロー
・アーク転移が行われ、負荷特性曲線上の定格ランプ電
流値の位置が動作点となって安定に点灯する。なお、高
圧放電ランプは、上記グロー・アーク転移時間内に転移
が行われることにより、始動時に黒化は殆ど生じない。
なお、点灯時の動作周波数は４７ｋＨZである。

【００９０】図５は、本発明の照明装置の第１の実施形
態としてのスポットライトを示す一部中央断面側面図で
ある。

【００９１】図において、１１はスポットライト本体、
１２は高圧放電ランプである。

【００９２】スポットライト本体１１は、主として天井
取付部１１ａ、アーム１１ｂ、本体ケース１１ｃ、ラン
プソケット１１ｄ、反射鏡１１ｅ、遮光筒１１ｆおよび
前面ガラス１１ｇを備えている。 天井取付部１１ａ
は、天井に取り付けられてスポットライトを吊持すると
ともに、天井裏に配設される点灯回路手段（図示しな
い。）に接続して、ここから受電する。 アーム１１ｂ
は、基端が集電部１１ａに固定されている。 本体ケー
ス１１ｃは、前面が開口した容器状をなし、アーム１１
ｂの先端に垂直面内において俯仰自在に枢着されてい
る。なお、図中の２点鎖線は、本体ケース１１ｃを基準
にしたときのアーム１１ｂの俯仰調節可能な範囲を説明
している。

【００９３】ランプソケット１１ｄは、Ｅ１１形口金用
に適合するもので、本体ケース１１ｃ内に配設されてい
る。 反射鏡１１ｅは、ランプソケット１１ｄの前方に
位置して本体ケース１１ｃに配設されている。 遮光筒
１１ｆは、反射鏡１１ｅの開口端の中央部に配設されて
いる。 前面ガラス１１ｇは、本体ケース１１ｃの開口
端に配設されている。 高圧放電ランプ１２は、図１に
示すのと同一仕様であり、これらの図面と同一部分につ
いては同一符号を付して説明は省略する。そして、高圧
放電ランプ１２は、その口金Ｂをランプソケット１１ｄ
に装着することにより、スポットライト本体１１に取り
付けられている。

【００９４】

【発明の効果】請求項１ないし３の各発明によれば、透
光性放電容器、一対の電極および放電媒体を備えた発光
管と、直径１５ｍｍ以下の硬質ガラスからなり一端にピ
ンチシール部が形成され内部に発光管を収納した外管
と、先端側が発光管に接続し中間が外管のピンチシール
部を気密に貫通し基端側が外部に露出した一対のリード
線と、外管のピンチシール部に固着された外径８〜１２
ｍｍのねじ口金とを具備していることにより、ランプの
照明装置への着脱の際、直に手で触れることができ、し
かも着脱操作でランプが破損することを抑えることがで
きる高圧放電ランプを提供することができる。

【００９５】請求項２の発明によれば、請求項１の効果
を奏する高圧放電ランプ高圧放電ランプ点灯装置を提供
することができる。

【００９６】請求項３の発明によれば、請求項２の効果
を奏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の実施形態を示
す一部断面正面図

【図２】同じく拡大要部断面正面図

【図３】同じく一部断面側面図

【図４】本発明の高圧放電ランプ点灯装置の一実施形態
における点灯回路手段を示す回路図

【図５】本発明の照明装置の第１の実施形態としてのス
ポットライトを示す一部中央断面側面図

【符号の説明】

ＩＢ…発光管 １…透光性セラミックス放電容器 １ａ…包囲部 ４…シール ＣＯ２…第１の金属製コイル ＣＯ１…第２の金属製コイル ＯＢ…外管 BC…膨出部 ＳＤ…接着剤 Ｂ…口金

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 芦田 誠司 東京都品川区東品川四丁目３番１号 東芝 ライテック株式会社内 Ｆターム(参考） 3K072 AA11 AA13 BA03 BB01 BC01 DD04 FA05 GA02 GB12 GC02 5C035 HH01

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電極間距離が５ｍｍ以下の発光管と；直径
   １５ｍｍ以下の失透しない硬質ガラスからなり一端にピ
   ンチシール部およびこのピンチシール部に連続する膨出
   部が形成され、内部に発光管を収納している外管と；先
   端側が発光管に接続し、中間が外管のピンチシール部を
   気密に貫通し、基端側が外管の外部に露出した一対のリ
   ード線と；外管のピンチシール部に固着された外径８〜
   １２ｍｍのねじ口金と；ねじ口金と膨出部との間に介在
   し、ねじ口金の内面および膨出部に密着している接着剤
   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】請求項１記載の高圧放電ランプと；動作周
   波数１０〜２００ｋＨｚのインバータを主体として構成
   されて高圧放電ランプを高周波点灯する点灯回路手段
   と；を具備していることを特徴とする高圧放電ランプ点
   灯装置。
3. 【請求項３】照明装置本体と；照明装置本体に配設され
   る請求項２記載の高圧放電ランプ点灯装置と；を具備し
   ていることを特徴とする照明装置。