JP2003100253A - 高圧金属蒸気放電ランプおよび照明器具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 外管バルブ内において発光管をシュラウド
（透光性中空管）にて覆い、発光管を保温してランプの
発光特性の向上がはかれるとともに、万一、発光管バル
ブが破損してもガラス片の飛散を防止できる高圧金属蒸
気放電ランプおよびこの放電ランプを用いた照明器具を
提供することを目的とする。 【解決手段】 透光性高シリカガラスまたは透光性セラ
ミックからなる発光管バルブ４０の端部内に少なくとも
一対の電極５ａ，５ｂを対向して設けるとともに内部に
放電媒体を封入して形成した発光管４と、この発光管４
を囲繞した耐熱透光性のシュラウド６とを外管バルブ１
内に配設するとともに気密に封装した高圧金属蒸気放電
ランプにおいて、上記シュラウド６のガラス肉厚ｔが
２．０ｍｍ以下で、発光管バルブ４０の最大外径Ｂｄと
シュラウド６の内径Ｓｄとの関係Ｂｄ／Ｓｄが０．６８
〜０．８３である高圧金属蒸気放電ランプＬおよびこの
放電ランプＬを用いた照明器具９である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、外管バルブ内に発
光管を封装しランプの高効率化や高演色性などをはかっ
た高圧金属蒸気放電ランプおよびこの放電ランプを装着
した照明器具に関する。

【０００２】

【従来の技術】高圧金属蒸気放電ランプ、たとえばメタ
ルハライドランプはコンパクトで、高効率、高演色が得
られることから店舗、商店街、ホールやスポーツ施設な
どで照明用光源として多く用いられている。

【０００３】この高圧金属蒸気放電ランプは、高効率、
高演色を得るため発光管を小形化して温度を高めるとと
もに酸化を防止するため、この発光管を不活性ガスや窒
素ガスあるいは真空雰囲気とした外管バルブ内に封装し
た二重ガラス管構造としてある。

【０００４】このような構造をした高圧金属蒸気放電ラ
ンプは、点灯中における発光管の最冷部温度により放電
空間内の発光金属の蒸気圧が左右され、発光効率などの
特性に大きな影響を及ぼすことが知られている。この発
光管の最冷部は、発光管内の電極間の放電路から外れた
端部の電極の根元の封止部端部付近に生じる。

【０００５】そこで、高圧金属蒸気放電ランプでは、点
灯時の発光管の最冷部温度を高める工夫がなされてお
り、たとえば発光管端部の封止部付近の外面に保温膜を
形成したりあるいは発光管の細径化や形状を変化させる
ことが行われている。

【０００６】この前者の保温膜は、耐熱性にすぐれると
ともに発光管バルブのガラスとの反応耐性を有するアル
ミナ、シリカ、ジルコニアやチタニアなどを主成分とす
る金属酸化物材料を用い形成している。

【０００７】この保温膜は、上記金属酸化物の粉末を水
溶液などに懸濁した懸濁液を発光管端部の封止部付近の
外面に塗布し、乾燥、焼成することにより形成してい
る。しかし、この保温膜は、点灯時に光放射を遮蔽し発
光効率を低下したり、点灯・消灯に伴う熱的衝撃（温度
変化の繰り返し）に対応できず、発光管の外面から剥れ
落ちるなどのことがある。

【０００８】また、後者の発光管バルブを細径化するこ
とは、発光管全体の温度が高まることから、管壁の温度
が過度に上昇して石英ガラスとハロゲン化した発光金属
とが反応して発光管バルブに白濁や失透などの現象を生
じる虞があったり、発光管バルブの端部付近だけを特別
に細く絞るなどの変形することは加工に手間を要する。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明者等は、高圧金
属蒸気放電ランプの高効率化や高演色化をはかるべく、
簡単な構成で発光管の保温手段について種々究明し検討
した結果、本発明を完成するに至った。

【００１０】すなわち、本発明は外管バルブ内において
発光管をさらにシュラウド（透光性中空管）で覆ったも
のにおいて、発光管バルブ径およびシュラウド径の関係
比などを規制することにより、効率のよい発光管の保温
をはかったものである。

【００１１】なお、この外管バルブ内において発光管を
シュラウド（透光性中空管）にて覆い、万一発光管が破
損し発光管を形成するバルブのガラス片が飛散した場合
に、上記シュラウドによってガラス片が外管バルブに直
接に飛来するのを阻止して衝撃を和らげるようにした技
術は、特開平５−１２１０４７号公報や特開２０００−
９０８７９号公報などにより知られていることである。

【００１２】本発明は、外管バルブ内において発光管を
シュラウド（透光性中空管）にて覆い、発光管を保温し
てランプの高効率化や高演色化など発光特性の向上をは
かるとともに、万一、発光管バルブが破損してもガラス
片の飛散を防止できる高圧金属蒸気放電ランプおよびこ
の放電ランプを用いた照明器具を提供することを目的と
する。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に記載
の高圧金属蒸気放電ランプは、透光性高シリカガラスま
たは透光性セラミックからなる発光管バルブの端部内に
少なくとも一対の電極を対向して設けるとともに内部に
放電媒体を封入した発光管およびこの発光管を囲繞した
耐熱透光性部材からなるシュラウドを、一端に封止部が
形成された内部に管軸に沿い配設するとともに気密に封
装した外管バルブとを備えた高圧放電ランプにおいて、
上記シュラウドのガラス肉厚ｔが２．０ｍｍ以下で、発
光管バルブの最大外径Ｂｄとシュラウドの内径Ｓｄとの
関係Ｂｄ／Ｓｄが０．６８〜０．８３であることを特徴
とする。

【００１４】高圧金属蒸気放電ランプの点灯が継続する
と、発光管からは可視光線とともに熱（赤外）線が四方
八方へと放射され、放電熱によって発光管が昇温する。
そして、本構成の場合は、発光管に近接するとともに囲
繞して配設したシュラウド（透光性中空管）によって放
熱が遮蔽されるため、発光管バルブの温度はさらに上昇
する。

【００１５】すなわち、この温度上昇は発光管バルブの
全体に及び、最冷部をなすバルブ内端部の電極の根元部
をも昇温するので、バルブ内に封入した発光金属を加熱
して蒸気圧を高め発光効率や演色性を高めることができ
る。

【００１６】上記発光管バルブの最大外径Ｂｄとシュラ
ウド（中空管）の内径Ｓｄとの関係Ｂｄ／Ｓｄが０．６
８未満であると、前述したように最冷部の温度の上昇が
はかれないため発光効率が低下する不具合がある。

【００１７】また、上記関係Ｂｄ／Ｓｄが０．８３を超
えると、発光管バルブとシュラウド（中空管）との間隔
が狭すぎるため、発光管バルブの温度が過度に上昇し失
透や黒化などを生じ、ランプの短寿命を引起こす不具合
がある。

【００１８】また、発光管を囲繞してシュラウド（中空
管）を設けたことにより、万一、発光管バルブが破損し
ガラス片が飛散しても、シュラウド（中空管）がこれを
阻止ないしは衝撃を緩和して外管バルブに及ぼす応力を
低減して、外管バルブの破損を防止して安全上も大いに
寄与できる。

【００１９】なお、本発明ならびに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。

【００２０】本発明が適用できる高圧金属蒸気放電ラン
プは、メタルハライドランプ、ショートアークメタルハ
ライドランプ、水銀ランプなどで、発光管が外管バルブ
内に封装された二重管などの多重管構造をしている。

【００２１】この高圧金属蒸気放電ランプは、外管バル
ブ内部が、不活性ガスまたは窒素ガス雰囲気あるいは真
空雰囲気としてある。すなわち、外管バルブ内に不活性
ガスまたは窒素ガスを低圧封入するか真空雰囲気とする
ことにより、点灯時に高温となる発光管構成部材、サポ
ート部材やステム構成部材の酸化などを防止するととも
にランプの再始動時間を短縮したり、万一の外管バルブ
破損時の破裂を防止できる。

【００２２】この発光管バルブ内に封入される放電媒体
としては、水銀、発光金属のハロゲン化物や希ガスなど
が用途や特性などに応じて適宜選択して用いられる。

【００２３】また、発光管バルブを形成する材料として
は、石英ガラス、ホウケイ酸ガラスやアルミノシリケー
トガラスなどの酸化ケイ素を主成分とする透光性高シリ
カガラスあるいはハロゲン化ナトリウムなどを封入しな
い場合は、アルミナ、イットリア、マグネシア、ルビー
やサファイアなどからなる透光性セラミックを用いるこ
とにより、発光特性、耐熱性、耐蝕性や電気絶縁性など
を満足できる。

【００２４】また、シュラウド（透光性中空管）は、上
記発光管バルブと同様な耐熱透光性の材料を用いること
ができ、その形状は円筒形状をなしている。このシュラ
ウド（中空管）の肉厚は、通常より薄肉の２ｍｍ以下
で、好ましくは１．５〜２．０ｍｍの範囲で軽量化でき
る利点を有する。また、シュラウド（中空管）の表面に
蛍光体膜、光拡散膜、紫外線の反射膜や遮断膜などの被
膜あるいは光拡散用の凹凸面などが形成されていても差
支えない。

【００２５】また、発光管バルブの封止部内に封止られ
る導入導体は金属箔に限らず、金属線であっても差支え
ない。さらに、発光管内に設けられる電極は、少なくと
も一対であって、補助電極の有無は問わない。

【００２６】さらに、放電ランプの点灯姿勢は水平、鉛
直はもちろん傾斜した姿勢であっても、発光管の端部を
保温できる状態に保てれば同様な作用効果を奏すること
ができる。

【００２７】本発明の請求項２に記載の高圧金属蒸気放
電ランプは、シュラウドが、少なくとも発光管バルブの
内端部を覆う長さを有していることを特徴とする。

【００２８】シュラウド（透光性中空管）が発光管バル
ブの内端部を覆っていれば、最冷部を形成する内端部が
保温されることにより所定の作用を奏する。また、万一
の発光管バルブの破裂時にガラス片などの飛散を防護す
る。その全長は制限されないが発光管バルブ両端の封止
部の一部を覆う長さがあればよい。

【００２９】本発明の請求項３に記載の高圧金属蒸気放
電ランプは、シュラウドの外周に補強体が巻装されてい
ることを特徴とする。

【００３０】シュラウド（透光性中空管）の強度を高め
る手段として、シュラウド（中空管）の外周に耐熱性の
セラミックスなどの無機繊維からなる線状やメッシュ状
の補強体を巻装することにより対応させることができ
る。したがって、シュラウド（中空管）の肉厚を薄肉化
してランプの重量を軽減できる。

【００３１】本発明の請求項４に記載の高圧金属蒸気放
電ランプは、発光管バルブおよびシュラウドの支持部材
が、点灯中に電位がかからないことを特徴とする。

【００３２】発光管およびシュラウド（中空管）を、電
位のかからないサポート部材に支持させることにより、
点灯時に光電子作用によって発光管バルブ内からナトリ
ウムイオンなどが抜け出すことを防止でき、放電ランプ
の発光効率の低下を来したり、ランプ電圧を上昇させて
短寿命に至らせるなどのことを防ぐことができる。

【００３３】すなわち、ハロゲン化ナトリウムなどを封
入したメタルハライドランプでは、点灯時に発光管から
放射された紫外線が導電体に照射されると光電子が導電
体から放出され、この光電子が拡散により発光管バルブ
の外表面に付着し、発光管を負に帯電させる。このメタ
ルハライドランプの発光管バルブは、通常、高シリカガ
ラス（石英ガラス）からなり、石英ガラスを構成する酸
化ケイ素の格子間距離は発光管内のナトリウムイオンよ
りも大きいため、正に帯電したナトリウムイオンは上記
発光管外表面の負の光電子による電位に引かれて発光管
バルブを通過して発光管外へ消失する。このため、発光
管内のナトリウム量が減少するので、ランプの発光効率
が低下するとともに発光管内に過剰の遊離ハロゲンが増
えるのでランプ電圧が上昇し短寿命の原因となっていた
が、このような現象を防ぐことができる。

【００３４】本発明の請求項５に記載の高圧金属蒸気放
電ランプは、放電媒体としてハロゲン化物が封入されて
いることを特徴とする。

【００３５】ハロゲン化物を封入したランプにおいて、
上記請求項４に記載したと同様な作用を奏する。

【００３６】本発明の請求項６に記載の照明器具は、器
具本体と、この器具本体内に配設された上記請求項１な
いし５のいずれか一に記載の高圧金属蒸気放電ランプ
と、この放電ランプに接続した点灯回路装置とを具備し
ていることを特徴とする。

【００３７】上記請求項１ないし５に記載の作用を有す
る高圧金属蒸気放電ランプを組み込んでいるので、ラン
プ点灯時に最冷部温度を高めることができ発光特性の向
上がはかれる。また、万一、発光管バルブが破損しても
ガラス片を飛散させることがなく安全性が高まる。この
ため、照明器具側における前面ガラスなどの防護構造は
必須ではなくなる。

【００３８】この照明器具は、器具内に点灯回路装置を
備えていても、器具外に点灯回路装置を設けランプと接
続されているものであってもよい。この照明器具は、店
舗、ホール、地下街、オフィスやスポーツ施設などの照
明用として、高い発光特性を呈することができる。

【００３９】

【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は本発明に係る高圧金属蒸気
放電ランプとして、メタルハライドランプの概略を示す
正面図である。

【００４０】この図１に示すメタルハライドランプＬ
は、外管バルブ１の一端部にステム２を封止してなり、
このステム２にサポート部材７ａ，７ｂなどを介し発光
管４およびこの発光管４を囲繞したシュラウド（透光性
中空管）を支持させた構成となっている。

【００４１】これら各部分を詳述すると、外管バルブ１
はホウケイ酸ガラスなどの透光性の硬質ガラスからな
り、中央部に膨出部１１を有するとともに図示下部側の
閉塞されたトップ部１２および上部側のネック部１３に
小径部分を有するいわゆるＢＴ形に形成されている。こ
のネック部１３側にはステム２が封止られた封止部（図
示しない。）を有し、この封止部を覆ってＥ形の口金３
が取付けられている。

【００４２】また、この外管バルブ１内に封装された発
光管４は、透光性気密容器を形成する直管（Ｔ）形の高
シリカガラス（石英ガラス）からなる発光管バルブ４０
の両端部に圧潰封止部４ａ，４ｂを有し、このバルブ４
０内には対向してタングステンＷやモリブデンＭｏから
なる一対の主電極５ａ，５ｂおよび一方の主電極５ａの
近傍に補助電極５ｓが設けられている。

【００４３】上記圧潰封止部４ａ，４ｂ内にはリボン状
のモリブデンＭｏからなる金属箔４１，４１および４１
ｓが気密に封止られていて、この金属箔４１，４１およ
び４１ｓの内寄りには上記電極５ａ，５ｂ，５ｓが、バ
ルブ４０の外寄りにはモリブデンＭｏ線などからなる外
部導入線４２，４２および４２ｓがそれぞれ溶接やかし
め止めなどの手段で接続されている。

【００４４】また、発光管バルブ４０内には、放電媒体
として所定量の水銀と金属ハロゲン化物およびアルゴン
などの不活性ガスが封入してある。この金属ハロゲン化
物としては、よう素Ｉや臭素Ｂｒなどのハロゲンと、ナ
トリウムＮａ、スカンジウムＳｃ、セシウムＣｓなどの
少なくとも一種の発光金属とが封入され、発光効率、演
色性や色温度などの特性向上をはかっている。

【００４５】また、シュラウド（透光性中空管）６は、
透光性高シリカガラス（石英ガラス）からなる上下端部
が開口した円筒形状をなし、内部の発光管４と所定の間
隔を隔てて配設されている。

【００４６】なお、ネック部１３側のサポート部材７ａ
は、上記ステム２のガラス管２１に巻装したバンド部材
７２に締結などの手段で固定したり、ステム２に植設さ
れた導入線２１，２２とは別の外部導入線を有しないサ
ポート線などに固定して支持されるようにしてもよい。

【００４７】外管バルブ１内における上記発光管４およ
びシュラウド（中空管）６の支持は、上記外管バルブ１
のトップ部１２およびネック部１３側に配設されるモリ
ブデンＭｏなどの線材７，…や板状体を略コ字形に成形
したサポート部材７ａ，７ｂの開口部に封止部４ａ，４
ｂを位置させて、帯状の金属板からなるバンド部材７
１，７１で封止部４ａ，４ｂを挟み溶接などの手段で接
続することにより発光管４を固定している。

【００４８】また、シュラウド（中空管）６は、シュラ
ウド（中空管）６の端面とほぼ同形のリング状に打ち抜
き複数箇所に起立片６１，…を設けた保持板６０を両端
部に当て起立片６１，…を起立させてシュラウド（中空
管）６の端部を外側から抑えたり内外面の両側から挟む
ようにするとともに一部の起立片６１，…をサポート部
材７ａ，７ｂやバンド部材７１，７１に溶接などの手段
で接続することにより固定させている。

【００４９】また、このままでは発光管４およびシュラ
ウド（中空管）６の支持が完全ではなく、サポート部材
７ｂの側面に金属製の羽根状の弾性部材７３，７３を設
け、（この弾性部材７３，７３はネック部１３側のサポ
ート部材７ａにも設けてもよい。）この弾性部材７３，
７３がバルブ１のトップ部１２内周面に弾性当接すると
ともに、発光管４自体も主柱として作用して外管バルブ
１の中心軸上にあるよう支持されている。

【００５０】また、外管バルブ１内における電気的接続
は、図２に示す回路構成となっている。すなわち、ステ
ム２の一方の導入線２１は給電線７４、外部導入線４２
を介し一方の主電極５ａと接続し、ステム２の他方の導
入線２２は発光管バルブ４０と遠ざかるよう湾曲して離
した細線からなる給電線７５、外部導入線４２を介し他
方の主電極５ｂと接続している。また、発光管４の上下
の主電極５ａ，５ｂと並列的に始動補助回路が接続され
ている。

【００５１】この始動補助回路は、始動用の点灯管（グ
ロースタータ）８１、バイメタルスイッチ８２、抵抗８
３を直列接続し、点灯管８１とバイメタルスイッチ８２
との接続部から限流抵抗８４を介し補助電極５ｓに接続
したものからなる。なお、図中、８８は交流電源、８９
は安定器などを有する点灯回路装置で、これら部品で点
灯回路を構成している。また、点線内は放電ランプＬの
外管バルブ１内に封装された部品である。

【００５２】したがって、この実施の形態では発光管４
およびシュラウド（中空管）６は、電位のかからないサ
ポート部材７ａ，７ｂに支持されている。

【００５３】そして、図１に示す高圧金属蒸気放電ラン
プＬは、ＢＴ型の外管バルブ１内に発光管４を収容した
二重管構造のメタルハライドランプＬとして、鉛直や水
平状態あるいは傾斜状態で点灯される。

【００５４】このメタルハライドランプＬをソケットに
装着して、電源８８から点灯回路装置８９を介し通電す
ると、外管バルブ１内に設けた点灯管８１などの始動補
助回路が作用して、発光管４の一方の主電極５ａとこの
主電極５ａとほぼ並行に近接して設けた補助電極５ｓと
の間で放電が生起し、点灯管８１内のバイメタルの接点
開放時のキック電圧によりこの放電が左右の主電極５
ａ，５ｂ間の放電となってランプＬが点灯し発光する。

【００５５】このランプＬの点灯が継続すると、発光管
４からは可視光線とともに熱（赤外）線が四方八方へと
放射され、放電熱によって発光管４が昇温する。そし
て、本構成の場合は、発光管４に近接するとともに囲繞
して配設したシュラウド（中空管）６によって放熱が遮
蔽されるため、発光管バルブ４０はさらに昇温する。

【００５６】すなわち、この温度上昇は発光管バルブ４
０の全体に及びバルブ４０内端部の電極５ａ，５ｂの根
元部をも昇温するので、バルブ４０内に封入された発光
金属がよく蒸発して蒸気圧を高め発光効率や演色性を高
めることができる。

【００５７】また、この高圧金属蒸気放電ランプＬは、
発光管４やシュラウド（中空管）６を支持するサポート
部材７ａ，７ｂを電気的接続に利用していないので電位
がかかっておらず、発光管４他端側の主電極５ｂへの給
電は遠く離した細線からなる給電線７４であり、点灯時
に光電子作用によって発光管バルブ４０内からナトリウ
ムイオンなどが抜け出すことを防止でき、放電ランプＬ
の発光効率を低下したり、ランプ電圧を上昇させて短寿
命に至らせるなどのことがない。

【００５８】なお、上記実施の形態では発光管４および
シュラウド（中空管）６を、電位のかからないサポート
部材７ａ，７ｂに支持させたが、ハロゲン化ナトリウム
などを封入しない発光管から発光金属が抜け出ない構成
の放電ランプにおいては、サポート部材７ａ，７ｂを導
電体としても用いた電位がかかる構成としたものであっ
ても差支えない。

【００５９】また、発光管４を囲繞してシュラウド（中
空管）６を設けたことにより、万一、発光管バルブ４０
が破損しガラス片が飛散しても、これを阻止ないしは衝
撃を緩和して外管バルブ１に及ぶ応力を低減できて、外
管バルブ１の破損を防止して安全上も大いに寄与でき
る。

【００６０】さらに、このシュラウド（中空管）６の耐
衝撃強度を高めるには、外周に耐熱性のセラミックスな
どの無機繊維からなる線状やメッシュ状の補強体を巻装
することにより対応させることができる。そして、シュ
ラウド（中空管）６の肉厚を比較的薄肉としたものとす
れば、ランプＬの重量を軽減できる。

【００６１】図３は水銀灯安定器適合型の現行のメタル
ハライドランプＲと、この現行のランプにシュラウド
（中空管）６を設けた本発明に係わるランプＬとを、定
格点灯させたときの発光管の各部温度を対比させたグラ
フである。

【００６２】この試料とした各ランプＲ，Ｌは、定格ラ
ンプ電力が７００Ｗでランプの全長（外管バルブ＋口金
部）が約３７０ｍｍのＢＴ形をなす外管バルブ１内に、
全長が約１３０ｍｍ、内部空間の間隔が約８８ｍｍ、最
大外径が約２９ｍｍ、電極先端間の間隔が約６５ｍｍで
内部に放電媒体としてＳｃ−Ｎａ−Ｉ−Ｂｒからなるハ
ロゲン化物を約４３ｍｇ、水銀を約９０ｍｇおよびＡｒ
ガスを約２ｋＰａ封入した発光管４を、約５３ｋＰａの
窒素ガスとともに封装したもので、さらに本発明に係わ
るランプＬには発光管４を囲み全長が約９８ｍｍ、肉厚
ｔが約２．０ｍｍ、内径が約４１ｍｍのシュラウド（中
空管）６が設けられている。

【００６３】そして、これらランプＲ（点線），Ｌ（実
線）を鉛直状態で周囲温度２５℃の雰囲気中で点灯した
場合、グラフ（横軸…各部、縦軸…温度）から明らかな
ように本発明ランプＬは発光管４の端部内の温度が現行
品に比べて約６０℃上昇したことにより、発光効率を最
大で約５％向上することができた。

【００６４】そして、本発明者などの考察によれば、上
記発光管バルブ４０の外径とシュラウド（中空管）６の
内径との差が小さい間隔が狭いほど発光管バルブ４０の
温度は上がり、また、差が大きく間隔が広いほど発光管
バルブ４０の温度上昇は少なくなるが、間隔の絶対値で
あるとランプ電力、発光管バルブ４０径やシュラウド
（中空管）６径によっても温度上昇の程度が変わり一様
とならなかった。

【００６５】そこで、本発明者等は種々検討した結果、
発光管バルブ４０の外径Ｂｄとシュラウド（中空管）６
の内径Ｓｄとの比率を採ることにより発光管バルブ４０
径やシュラウド（中空管）６径が変化しても不変的な数
値を見出だした。

【００６６】すなわち、図４は図１に示す放電ランプＬ
のほぼ中央を管軸に対し直交する方向に切断した端面図
である。この図４に示す上記発光管バルブ４０の外径Ｂ
ｄとシュラウド（中空管）６の内径Ｓｄとの比率Ｂｄ／
Ｓｄを規制することにより、ランプ電力や発光管径の絶
対値が変化しても保温具合をほぼ一定にできることが分
かった。

【００６７】図５（ａ）に示すグラフは、定格ランプ電
力毎に、発光管バルブ４０の外径Ｂｄとシュラウド（中
空管）６の内径Ｓｄとの比率Ｂｄ／Ｓｄ（横軸）と、発
光効率Ｌｍ／Ｗ（縦軸）とを対比させたもので、グラフ
中の実線は定格ランプ電力７００Ｗのランプ、点線は定
格ランプ電力１０００Ｗのランプである。

【００６８】また、図５（ｂ）に示すグラフは、定格ラ
ンプ電力毎に、上記の比率Ｂｄ／Ｓｄ（横軸）と、点灯
１０００時間点灯後の光束維持率％（縦軸）とを対比さ
せたもので、グラフ中の実線、点線は上記と同じであ
る。

【００６９】図５（ａ）および（ｂ）のグラフから、発
光管バルブ４０の外径Ｂｄとシュラウド（中空管）６の
内径Ｓｄとの比率Ｂｄ／Ｓｄが０．６８〜０．８３の範
囲内であれば、発光効率および光束維持率を満足できる
放電ランプＬが得られることが分かった。また、他のラ
ンプ電力の放電ランプにおいても、上記比率範囲内でほ
ぼ同様な結果が得られた。

【００７０】この比率Ｂｄ／Ｓｄが０．６８未満となる
と、発光管バルブ４０とシュラウド（中空管）６との間
隔が広過ぎるということで、発光管バルブ４０の最冷部
の温度上昇が低く保温が十分でなく所定の発光特性が得
られない。

【００７１】また、この比率Ｂｄ／Ｓｄが０．８３を超
えると、発光管バルブ４０とシュラウド（中空管）６と
の間隔が狭く、発光管バルブ４０の温度が高くなり過ぎ
て、ランプが短寿命になるなどの不具合がある。

【００７２】そして、この比率Ｂｄ／Ｓｄは、０．６８
〜０．８３の範囲であれば所定の発光特性が得られた
が、ばらつきなどを考慮すると０．７０〜０．８０程度
の範囲が好ましい。なお、上記の範囲に拘らずシュラウ
ド（中空管）６が設けられることによって、万一の発光
管バルブ４０破損時の飛散防止の作用効果を奏すること
はいうまでもない。

【００７３】また、この種の高圧金属蒸気放電ランプで
は、点灯経過とともに光束低下を招き、その要因の一つ
として電極の消耗に伴う発光管バルブの黒化がある。こ
の電極に起因する黒化対策としては、電極温度を低下さ
せることが有効で、電極コイルの径や巻数を変えること
で対応しているが未だ不十分である。

【００７４】この電極消耗の一つに発光管内の放電空間
で生じるアークと電極の軸径が影響していることがあ
る。アークと電極軸径が小さい場合は、接触部で局部的
に温度が上昇し電極消耗が活発化する。また、アークと
電極軸径が大きい場合は、電極先端の温度は均一化し、
局部的な温度上昇の発生を防止できる。

【００７５】そこで、放電ランプの鉛直点灯時の上下に
位置する電極の間において、条件を付すことによって電
極の消耗度の均衡がはかれることが分かった。

【００７６】たとえば始動用の点灯管を含む始動器を備
え、定格電圧が１００Ｖまたは２００Ｖ、二次電圧が１
３０Ｖで、１０００Ｗタイプの水銀灯安定器適合型メタ
ルハライドランプにおいて、上側電極軸径が約１．８ｍ
ｍ、下側電極軸径が約１．４ｍｍ、両電極先端間距離が
約８０ｍｍの上下非対称の電極を配設したランプと、上
下電極軸径が約１．８ｍｍ、両電極間距離が約８０ｍｍ
の上下対称の電極を配設したランプとを比較した。

【００７７】前者の上下非対称の電極を配設したランプ
は、アークが電極全体に接触しているのに対して、後者
の上下対称の電極を配設したランプは、アークと電極の
接触部が点であり局部的な温度上昇が生じている。ま
た、１０００時間点灯後の光束維持率が、前者の上下非
対称の電極を配設したランプが約９０％であるのに対
し、上下対称の電極を配設したランプは約８０％であっ
た。

【００７８】そして、発光管バルブ内に一対の電極を両
電極先端間距離ａで対向して配設し、点灯時上側となる
電極軸径をｕ、下側となる電極軸径をｄとした場合、ｄ
＜ｕで、０．７＜ｄ／ｕ＜０．８を満足し、かつ、０．
０１７＜ｄ／ａ＜ｕ／ａ＜０．０２３の範囲内にあれ
ば、ランプ点灯時の発光管の黒化を抑制し、光束維持率
が高く、長寿命の高圧金属蒸気放電ランプを提供するこ
とができることが分かった。

【００７９】また、図６は本発明に係わる高圧金属蒸気
放電ランプＬを装着した道路照明用などの照明器具９の
実施の形態の概略を示す縦断面図で、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。

【００８０】また、図６は本発明に係わる高圧金属蒸気
放電ランプＬを装着したスポーツ施設照明用などの高天
井用の照明器具９の実施の形態の概略を示す縦断面図で
ある。

【００８１】この図６において照明器具９は、天井面な
どへの取付部をなす基台９１にソケット９２が取着され
ているとともにこのソケット９２を囲みガード９３が設
けられている。そして、このガード９３の下端には金属
板やほうろう製の円錐状をし内面に反射面が形成された
反射笠９４が固定され、上記ソケット９２に放電ランプ
Ｌの口金３が装着されることにより保持と電気的な接続
がなされる。

【００８２】なお、この実施の形態では上記基台９１、
ガード９３および反射笠９４などで器具本体を構成して
いる。また、ランプの点灯回路装置および電源スイッチ
（図示しない。）は器具本体とは別の所に設けられてい
る。

【００８３】このような照明器具９は、たとえばスポー
ツ施設の天井面に反射笠９４の開口部側を下方に向けて
取付けられ、電源スイッチを入れることにより点灯回路
装置、ソケットを介して放電ランプＬに通電される。

【００８４】そして、この反射笠９４内で口金３側を上
方（ベースアップ）にした鉛直状態にあるランプＬが点
灯されると、ランプＬからの可視光は反射面で反射さ
れ、あるいは直接に開口部を透過して、被照射物である
コートやグランド面を照射して所定の照度が得られる。

【００８５】したがって、上記高圧金属蒸気放電ランプ
Ｌを用いた本発明の実施の形態に係わる照明器具９は、
ランプＬの能力に対応して発光効率や高演色化などの発
光特性の向上がはかられるとともに安全性が向上できる
ので、器具の開口部に前面ガラスなどの飛散防止の手段
を省くことが可能な照明器具を提供できる。

【００８６】なお、本発明は上記実施の形態に限るもの
ではない。たとえばシュラウド（中空管）のサポート部
材への取り付けは、起立片を形成したリング状の金属板
に限らず、シュラウド（中空管）の端部に軸方向に切込
みを設け、この切込みを発光管を固定するバンド部材に
装着することにより行うようにしてもよい。

【００８７】また、本発明に係わる照明器具は、放電ラ
ンプを鉛直状態で点灯するものに限らず、水平や傾斜状
態で点灯する器具にももちろん適用できる。

【００８８】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、発光管に近接
するとともに囲繞して配設したシュラウド（透光性中空
管）によって発光管からの放熱が遮蔽されるため、発光
管バルブが昇温する。そして、この温度上昇は発光管バ
ルブの全体に及びバルブ内端部の電極の根元部をも昇温
するので、バルブ内に封入された発光金属がよく蒸発し
て蒸気圧を高め発光効率や演色性などの発光特性を向上
できる。

【００８９】また、この高圧金属蒸気放電ランプは、発
光管やシュラウド（中空管）を支持するサポート部材に
電位がかかっておらず、点灯時に光電子作用によって発
光管バルブ内からナトリウムイオンなどが抜け出すこと
を防止でき、放電ランプの発光効率を低下したり、ラン
プ電圧を上昇させて短寿命に至らせるなどのことがな
い。

【００９０】また、シュラウド（中空管）により、万
一、発光管バルブが破損しガラス片が飛散しても、シュ
ラウド（中空管）がこれを阻止ないしは衝撃を緩和して
外管バルブに及ぼす応力を低減して、外管バルブの破損
を防止して安全上も大いに寄与できるなど種々の利点を
有する高圧金属蒸気放電ランプを提供できる。

【００９１】請求項２の発明によれば、シュラウド（中
空管）が発光管バルブの内端部を覆っているので、最冷
部を形成する内端部が保温されることにより上記請求項
１に記載と同様な効果を奏する。

【００９２】請求項３の発明によれば、補強体を巻装す
ることによりシュラウド（中空管）の肉厚を薄肉化して
も強度が高められるとともにランプの重量を軽減でき
る。

【００９３】請求項４および５の発明によれば、発光管
およびシュラウド（中空管）を、電位のかからないサポ
ート部材に支持させることにより、点灯時に光電子作用
によって発光管バルブ内からナトリウムイオンなどが抜
け出すことを防止でき、放電ランプが発光効率の低下を
来したり、ランプ電圧を上昇させて短寿命になるなどの
ことを防止した高圧金属蒸気放電ランプを提供できる。

【００９４】請求項６の発明によれば、上記請求項１な
いし５に記載の効果を有する高圧放電ランプを組み込ん
でいるので、ランプ点灯時に最冷部の温度が上昇して高
い発光特性が得られるとともに、万一、発光管バルブが
破損してもガラス片を飛散させることがなく安全性の高
い照明器具を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる高圧金属蒸気放電ランプの実施
の形態を示す概略正面図である。

【図２】本発明に係わる高圧金属蒸気放電ランプの点灯
回路を示す概略回路図である。

【図３】本発明に係わる高圧金属蒸気放電ランプと従来
の高圧金属蒸気放電ランプとの、点灯時における発光管
バルブの各部温度を対比したグラフである。

【図４】図１に示す高圧金属蒸気放電ランプのほぼ中央
を管軸に対し直交する方向に切断した端面図である。

【図５】（ａ）は、発光管バルブの外径Ｂｄとシュラウ
ド（中空管）の内径Ｓｄとの比率Ｂｄ／Ｓｄ（横軸）
と、発光効率（縦軸）とを対比させたグラフ、同（ｂ）
は、発光管バルブの外径Ｂｄとシュラウド（中空管）の
内径Ｓｄとの比率Ｂｄ／Ｓｄ（横軸）と、点灯１０００
時間後の光束維持率（縦軸）とを対比させたグラフであ
る。

【図６】本発明に係わる照明器具の実施の形態の概略を
示す正面図である。

【符号の説明】

Ｌ：高圧金属蒸気放電ランプ（メタルハライドランプ） １：外管バルブ ４：発光管 ４０：発光管バルブ ４ａ，４ｂ：封止部 ５ａ，５ｂ：主電極 ６：シュラウド（透光性中空管） ９：照明器具

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０５Ｂ 41/19 Ｈ０５Ｂ 41/19 Ｙ // Ｆ２１Ｙ 101:00 Ｆ２１Ｙ 101:00 (72)発明者 緒方 博之 神奈川県横須賀市船越町一丁目201番地の １ オスラム・メルコ・東芝ライティング 株式会社内 (72)発明者 岩沢 哲 神奈川県横須賀市船越町一丁目201番地の １ オスラム・メルコ・東芝ライティング 株式会社内 (72)発明者 高山 大輔 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 (72)発明者 柏木 孝仁 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 (72)発明者 橋本 誠 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 (72)発明者 石神 敏彦 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） 3K014 AA01 CA00 DA05 3K083 AA07 AA15 AA45 BC03 BC34 BD09 BD16 BD25 CA31 CA32 CA33 5C015 QQ03 QQ06 QQ14 QQ34 QQ35 5C043 AA01 AA02 CC03 DD39

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 気密封止した外管バルブ内に、透光性高
   シリカガラスまたは透光性セラミックからなる発光管バ
   ルブの端部内に少なくとも一対の電極を対向して設ける
   とともに内部に放電媒体を封入した発光管およびこの発
   光管を囲繞した耐熱透光性部材からなる円筒状のシュラ
   ウドを点灯中に電位がかからないサポート部材により支
   持させた高圧金属蒸気放電ランプにおいて、 上記シュラウドのガラス肉厚ｔが２．０ｍｍ以下で、発
   光管バルブの最大外径Ｂｄとシュラウドの内径Ｓｄとの
   関係Ｂｄ／Ｓｄが０．６８〜０．８３であることを特徴
   とする高圧金属蒸気放電ランプ。
2. 【請求項２】 シュラウドが、少なくとも発光管バルブ
   の内端部を覆う長さを有していることを特徴とする請求
   項１に記載の高圧金属蒸気放電ランプ。
3. 【請求項３】 シュラウドの外周に補強体が巻装されて
   いることを特徴とする請求項１または２に記載の高圧金
   属蒸気放電ランプ。
4. 【請求項４】 放電媒体としてハロゲン化物が封入され
   ていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一
   に記載の高圧金属蒸気放電ランプ。
5. 【請求項５】 外管バルブ内のサポート部材に発光管の
   電極と接続した始動時に発光管に高電圧を付勢する始動
   回路構成部材が設けられていることを特徴とする請求項
   １ないし４のいずれか一に記載の高圧金属蒸気放電ラン
   プ。
6. 【請求項６】 器具本体と；この器具本体内に配設され
   た上記請求項１ないし５のいずれか一に記載の高圧金属
   蒸気放電ランプと；この高圧金属蒸気放電ランプに接続
   した点灯回路装置と；を具備していることを特徴とする
   照明器具。