(57)【要約】メタルハライドランプ（１０１）を開示する。このランプは、水平姿勢で動作するとき、塩溜りが放電室（５）の上部に近接して位置する。実施例では、最冷点が放電室の頂部に近接して位置する。上部より底部に多量の熱を供給する手段を設ける。バルブ(１１)の内部に配置されたランプ(１０１)を具えるランプアセンブリ（１０）では、追加の熱発生手段（９０）を放射コイル（９１）で構成する。
2005518068.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
気体放電ランプ、特にＨＩＤランプ、具体的にはメタルハライドランプ、更に具体的には３もしくは４よりも大きいアスペクト比を有するメタルハライドランプであって、
放電室を密封する壁を有する放電室と、
前記放電室内に互いに対向するよう配置され、それらの間にアークを生ずる２つの電極とを具え、
前記放電室は、例えば金属ハロゲン化物のような過剰量の塩を含む飽和系を含有し、ランプの動作中、溶融した塩の塩溜りが放電室の内部に存在する気体放電ランプにおいて、
前記ランプは、該ランプが垂直姿勢で動作するとき、前記塩溜りの位置が前記放電室の頂部に近接するように設計されていることを特徴とする気体放電ランプ。
【請求項２】
最冷点が前記放電室の頂部に近接して位置することを特徴とする請求項１記載の気体放電ランプ。
【請求項３】
前記ランプは、該ランプが垂直姿勢で動作するとき、アークが前記放電室の天井を放電室の底部又は下部キャップより小程度に加熱するよう設計されていることを特徴とする請求項１又は２記載の気体放電ランプ。
【請求項４】
下部電極が上部電極の先端−底部間距離より小さい先端−底部間距離を有することを特徴とする請求項３記載の気体放電ランプ。
【請求項５】
下部電極が０−５ｍｍ程度の先端−底部間距離を有することを特徴とする請求項４記載の気体放電ランプ。
【請求項６】
請求項１又は２、好ましくは請求項３−５の何れかに記載の気体放電ランプにおいて、前記ランプは、前記放電室の天井近くの熱出力が前記放電室の底部近くの熱出力より大きくなるように設計されていることを特徴とする気体放電ランプ。
【請求項７】
１以上の上部ランプ構成要素は、それらの熱輸送容量が対応する下部ランプ構成要素の熱輸送容量より大きくなるように設計されていることを特徴とする請求項６記載の気体放電ランプ。
【請求項８】
前記放電室の壁を気密に貫通する電極導体を更に具え、前記上部電極の電極導体が前記下部電極の電極導体より太いことを特徴とする請求項６又は７記載の気体放電ランプ。
【請求項９】
前記放電室の壁を気密に貫通する電極導体を更に具え、前記上部電極の電極導体が前記下部電極の電極導体の材料より大きな熱輸送容量を有する材料により形成されていることを特徴とする請求項６−８の何れかに記載の気体放電ランプ。
【請求項１０】
前記上部電極に近接する前記放電室の壁部分が前記下部電極に近接する前記放電室の壁部分より厚いことを特徴とする請求項６−９の何れかに記載の気体放電ランプ。
【請求項１１】
前記上部電極に近接する前記放電室の壁部分が前記下部電極に近接する前記放電室の壁部分の材料より大きな熱輸送容量を有する材料により形成されていることを特徴とする請求項６−１０の何れかに記載の気体放電ランプ。
【請求項１２】
前記ランプには、前記放電室の上端部に位置する追加の放熱手段が設けられていることを特徴とする請求項６−１１の何れかに記載の気体放電ランプ。
【請求項１３】
前記追加の放熱手段は適切に構成されたフィンを具える、及び／又は、前記追加の放熱手段は放射層を具えることを特徴とする請求項１２記載の気体放電ランプ。
【請求項１４】
前記ランプには、前記放電室の下端部に位置する伝熱禁止手段が設けられていることを特徴とする請求項６−１３の何れかに記載の気体放電ランプ。
【請求項１５】
前記伝熱禁止手段は、前記下部電極の電極導体に近接して位置し好ましくは該電極導体を包囲する熱シールドを具え、及び／又は、前記伝熱禁止手段は、前記放電室の下部近接し好ましくは該下部を包囲する熱シールドを具えることを特徴とする請求項１４記載の気体放電ランプ。
【請求項１６】
気体放電ランプ、特にＨＩＤランプ、具体的にはメタルハライドランプ、更に具体的には３又は４より大きいアスペクト比を有するメタルハライドランプであって、
放電室を密封する壁を有する放電室と、
前記放電室内に互いに対向するよう配置され、それらの間にアークを生ずる２つの電極と、
更に、前記放電室の壁を気密に貫通して延在する２つの電極導体を具え、前記２つの電極導体は互いに異なる太さを有する及び／又は互いに異なる材料から成ることを特徴とする気体放電ランプ。
【請求項１７】
気体放電ランプ、特にＨＩＤランプ、具体的にはメタルハライドランプ、更に具体的には３又は４より大きいアスペクト比を有するメタルハライドランプであって、
放電室を密封する壁を有する放電室と、
前記放電室内に互いに対向するよう配置され、それらの間にアークを生ずる２つの電極とを具え、
一方の電極に近接する前記放電室の第１の壁部分が他方の電極に近接する前記放電室の第２の壁部分の厚さと異なる厚さを有する、及び／又は、前記第１の壁部分が前記第２の壁部分の材料と異なる材料からなることを特徴とする気体放電ランプ。
【請求項１８】
気体放電ランプ、特にＨＩＤランプ、具体的にはメタルハライドランプ、更に具体的には３又は４より大きいアスペクト比を有するメタルハライドランプであって、
放電室を密封する壁を有する放電室と、
前記放電室内に互いに対向するよう配置され、それらの間にアークを生ずる２つの電極とを具え、
前記ランプは、更に、前記放電室の一方の端部に位置する追加の放熱手段を具え、前記追加の放熱手段は適切に構成されたフィンを具える、及び／又は、前記追加の放熱手段は放射層を具えることを特徴とする気体放電ランプ。
【請求項１９】
気体放電ランプ、特にＨＩＤランプ、具体的にはメタルハライドランプ、更に具体的には３又は４より大きいアスペクト比を有するメタルハライドランプであって、
放電室を密封する壁を有する放電室と、
前記放電室内に互いに対向するよう配置され、それらの間にアークを生ずる２つの電極とを具え、
前記ランプは、更に、前記放電室の一方の端部に位置する伝熱禁止手段を具え、前記伝熱禁止手段は一方の電極導体に近接して位置する熱シールドを具える、及び／又は、前記伝熱禁止手段は前記放電室の一部分に近接して位置する熱シールドを具えることを特徴とする気体放電ランプ。
【請求項２０】
バルブと、該バルブ内に配置されたランプとを具えたランプアセンブリであって、該ランプは、請求項１又は２、好ましくは請求項３−５の何れかに記載のランプである、及び／又は、請求項６−１５の何れかに記載のランプ、及び／又は、請求項１６−１９の何れかに記載のランプであり、且つ当該ランプアセンブリには放電室の一方の端部に近接して位置する追加の熱発生手段が設けられていることを特徴とするランプアセンブリ。
【請求項２１】
前記追加の熱発生装置は放射コイルを具えることを特徴とする請求項２０記載のランプアセンブリ。
【請求項２２】
ランプを支持するとともにランプに電力を供給する１対の導電性ランプ支持部材を具え、前記放射コイルも前記ランプ支持部材により給電されることを特徴とする請求項２１記載のランプアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的には気体放電ランプ、特にはＨＩＤランプ、具体的にはメタルハライドランプに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
気体放電ランプは一般に知られている。一般に、これらのランプは放電室を気密に密封する透光性容器と、電離可能な封入物と、放電室内に対向して位置する１対の電極を具え、各電極は放電室からランプ容器を貫通して外部へ伸びる関連する電流導体に接続されている。動作(点灯)中、電圧が前記電極間に印加され、前記電極間に気体放電が生起し、電極間にランプ電流を流れさせる。個々のランプは比較的広い動作電圧及び／又は電流範囲内で駆動させることができるが、ランプは特定のランプ電圧及び電流で点灯させ、特定の公称電力を消費するように設計するのが代表的である。この公称電力において、ランプは公称光量を発生する。ＨＩＤランプは当業者に公知であるため、それらの構成や動作をここで詳細に説明する必要はないものと思料する。
【０００３】
低圧気体放電ランプは共振電流、即ち正弦状波形の電流で点灯するのが代表的であるが、高圧放電ランプは直流転流電流を供給することにより点灯するのが代表的である。このようなランプのための安定器又はドライバは交流幹線電圧を受電する入力端子と、交流幹線電圧を整流直流電圧に整流する整流器と、整流幹線直流電圧を高直流電圧に変換するＤＣ／ＤＣコンバータと、前記高直流電圧を低直流電圧(ランプ電圧)及び高直流電流(ランプ電流)に変換するダウンコンバータと、この直流電流の方向を規則的に変えるコミュテータとを具えるのが代表的である。ダウンコンバータは電流源として作用する。代表的には、コミュテータは約１００Ｈｚ程度の周波数で動作する。それゆえ、原理的には、ランプは一定の電流値で動作し、ランプ電流は極めて短い時間（転流期間）の間その方向を規則的に対称に変化する。即ち、電極は各電流周期の５０％の間陰極として動作し、各電流周期の他の５０％の間陽極として動作する。この動作モードは方形波電流動作と言われている。
【０００４】
本発明の多くの特徴は異なるランプタイプにも適用しうるが、本発明は特に比較的大きなアスペクト比を有するメタルハライドランプ、即ち通常１〜２程度が代表的である長さ／直径の比が３もしくは４よりも大きいメタルハライドランプに関する。
【０００５】
メタルハライドランプの一つの問題は、水平姿勢（水平向き）における動作が垂直姿勢（垂直向き）における動作と相違する点にある。水平姿勢では、粒子の空間分布が殆ど一様になる。垂直姿勢では、粒子の空間分布がランプの軸方向の位置に依存する。セグリゲーションと表記するこの現象は対流及び拡散のような物理的効果により生じ、どちらもランプ内の大気状態により決まる。セグリゲーションの程度は電離可能封入物の材料の圧力及びタイプのような環境に依存する。セグリゲーション効果は電極間隔の増大、即ちアスペクト比の増大につれて大きくなる。
【０００６】
メタルハライドランプでは、光は原子により発生されるため、セグリゲーションの結果として光強度と光色がランプの中心軸に沿って一定にならない。
【０００７】
本発明の一般的な目的は、この問題を解決することにある。
特に、本発明の重要な目的は、垂直姿勢におけるメタルハライドランプの光発生能力を改善することにある。
【発明の開示】
【０００８】
メタルハライドランプにおいて、金属ハロゲン化物が過剰量の塩の形態で存在し、塩溜りを形成する。動作中、塩が蒸発し、分子を発生し、これらの分子が原子に分離し、これらの原子が電離される。従って、塩溜りが粒子源になる。水平姿勢では、塩溜りは放電室の長さに亘ってほぼ分布する。垂直姿勢では、塩溜りは通常放電室の底部、即ち放電室の一方の軸方向端部に位置する。
【０００９】
本発明は、特に、塩溜り近傍の粒子濃度はランプの姿勢にほぼ無関係であるという考察に基づくものであり、更に、セグリゲーションのために高さが増すにつれて粒子濃度が減少する負の勾配の粒子濃度が常に存在するという考察に基づくものである。この洞察に基づいて、本発明の主要な特徴によれば、メタルハライドランプを、塩溜りが放電室の上端部に位置するように構成する。
【００１０】
本発明のこれらの特徴及び他の特徴、効果は図面を参照して以下に説明する実施例の記載から明らかになる。
【００１１】
図１はメタルハライドランプの可能な一実施例を概略的に示し、全体を１で表している。ランプ１は、代表的には円筒形で内径Ｄｉの透明容器２を具える。本発明においては、容器２はセラミック材料からなるものとするのが好ましいが、石英や石英ガラスからなるものとすることもできる。ここで、セラミック材料は、次の材料：単結晶金属酸化物(例えばサファイア)、稠密焼結多結晶金属酸化物（例えばＡｌ２Ｏ３，ＹＡＧ）及び稠密焼結多結晶金属窒化物（ＡｌＮ）：のうちの一つとであるものと理解されたい。容器２は、その長さ方向端において、同様にセラミック又は石英が好ましい整合材料の栓３，４により気密に封止される。容器２と栓及び／又は端キャップ３，４は容器２の内径Ｄｉに等しい直径を有するとともに端キャップ３，４間の距離により決まる軸方向長さＬｉを有する放電室５を密封する。アスペクト比ＡＲは比Ｌｉ／Ｄｉと定義される。
【００１２】
放電室５内には、２つの電極６，７が相互間隔ＥＡに配置され且つ容器２の中心軸とほぼ整列するように配置される。電極導体８，９は電極６，７から端キャップ３，４を気密に貫通して外部へ伸びる。代表的には、電極６，７は電極導体８，９の材料と異なる材料からなるものとする。一例では、電極６，７はタングステンからなるものとすることができる。当業者に明らかなように、電極６，７はそれらの先端に巻き付けられたコイルが設けられるが、これは図１に詳細には示されていない。
【００１３】
放電容器２、即ち放電室５内には、電離可能な封入物が封入される。封入物は代表的には相当量の水銀（Ｈｇ）を含む雰囲気を具える。代表的には、この雰囲気はキセノン（Ｘｅ）及び／又はアルゴン（Ａｒ）のような元素も含む。実際の例では、放電容器２内の総合圧力が１〜２気圧程度である場合、アルゴン及びキセノンを１：１の比で存在させることができる。他の実際の例では、総合圧力が１０〜２０気圧程度の場合、放電室は水銀と比較的少量のアルゴンを含むことができる。以下においては、市場で入手し得るランプの上記の実例を低圧ランプ及び高圧ランプとして示す。
【００１４】
放電容器２は更に１以上の金属ハロゲン化物塩を含む。これらの塩は臭化物又は他のハロゲン化物とし得るが、代表的にはヨウ化物とする。このような塩の代表的な例は、ヨウ化リチウム、ヨウ化セリウム，ヨウ化ナトリウムである。他の塩も可能である。これらの塩は過剰に存在し、塩溜りを形成する。
【００１５】
動作時に、放電が電極６，７間に延在する。放電の高温度のために、前記塩が溜りから蒸発し、その後分離されて光を発生する。発生する光の色は塩ごとに異なり、例えばヨウ化ナトリウムにより発生される光は赤色であるが、ヨウ化セリウムにより発生される光は緑色である。代表的には、ランプには適切な複数の塩の混合物を封入し、この塩混合物の組成、即ち前記塩の素性とそれらの相対比率を特定の所望の総合色が得られるように選択する。
【００１６】
図２は、標準のランプホルダ（図示せず）にねじ込む標準のランプ接続口金１２を一端に有するバルブ又は外管１１内に取り付けられたランプ１を示す。ランプ１はバルブ１１と軸方向に整列される。ランプ１は２つの支持導体１３及び１４により支持され、これらの支持導体は電極導体８及び９に適当に接続されるとともに口金１２の電気接点に電気的に接続される。
【００１７】
ランプ１とこれを包囲するバルブ１１の組合せを以後ランプアセンブリ１０という。
【００１８】
図２は、水平姿勢(水平向き)にあるランプアセンブリ１０、即ち放電容器２の中心軸が水平に位置するランプアセンブリ１０を示す。この姿勢では、電極６及び７間の放電アークは水平に向いたアーク軸線を有する。この姿勢では、放電容器２内の中心軸に沿う粒子の空間分布は、図３に水平線Ｈで示すように、ほぼ均一である。図３は、部分粒子圧力又は粒子濃度を放電容器２の中心軸に沿う位置の関数として示すグラフである。この位置は図３の水平軸により表され、参考のために、端キャップ３及び４と電極６及び７の位置を示してある。このグラフは電極６及び７間の空間、即ちアークの位置にのみ関するものである。
【００１９】
実際には、蒸発した塩混合物のうちの電離可能成分の混合物の組成は、各電離可能成分の部分圧力が異なる値を有するように変化し得るが、これは図３に表されていない。目下の議論では、部分成分圧力の正確な値は関係ないため、図３の垂直軸は何の目盛線も示してない点に注意されたい。前記水平線Ｈのレベルにのみ値１００％が示されている。この値は部分成分圧力がランプ軸に沿って到達する「最大」値に対応する。従って、すべての部分成分圧力はランプ軸に沿ってほぼ一定（従って最大値に等しい）であるため、すべての互いに異なる部分圧力は図３においてただ一つの水平線Ｈで表される。
【００２０】
ランプ内の所定の位置におけるランプ１の発光特性は当該位置における電離可能成分の部分圧力に依存するよう実現するのが重要である。前記所定の位置における特定の成分の部分圧力高くなればなるほど、この特定の成分に対応する特定のスペクトル特性を有する光がより多く発生する。従って、ランプの中心軸に沿う電離可能成分の部分圧力が図３に線Ｈで示すように一定であれば、ランプ１の発光特性も全体としてランプ１の中心軸に沿って一定、即ち一定の光強度及び一定の色になる。
【００２１】
図４は垂直姿勢(垂直向き)のランプ１と関連するセグリゲーションの問題を示すものである。図４は図３に匹敵するものであり、参考のためにランプ１の水平姿勢に対応する水平線Ｈも示してある。その他の点では、図４はランプ１の垂直姿勢に対応し、この場合には放電アークは垂直方向アーク軸線を有する。図示の例では、第２電極７が下部電極で、第１電極６が上部電極であり、図１に示すものに対応する。曲線（Ａ）−（Ｅ）は、この状態では粒子圧力が一定にならず位置に依存することを示している。特に、粒子圧力は下部電極７からの垂直方向距離の増大とともに減少する。この現象は、当業者に明らかなように、放電室５内で起こる対流と拡散の組合せにより生ずる自然現象である。
【００２２】
セグリゲーションの効果は状況によって多かれ少なかれ重大になりうる。一般に、この効果は放電室５内の圧力が高くなるほど重大になる。例えば、曲線（Ａ）は１−２気圧程度の比較的低い圧力状態に関連するが、曲線（Ｅ）は１０−２０気圧程度の比較的高い圧力状態に関連する。
【００２３】
更に、セグリゲーションの効果はランプの一方の端部（図示の例では上端部）で最も顕著である傾向がある。この例では、粒子濃度は下部電極７の近傍ではほぼ“ノーマル”、即ち水平状態と同じであり、このことは、下部電極７の位置ではすべての曲線が水平線Ｈと交差することにより示されている。他の位置では、粒子濃度は下部電極７の近傍における値からずれ、このずれは下部電極７からの距離が増大するにつれて大きくなり、上部電極６の近傍で最大になる。一般に、この効果は放電室５の長さＬｉが大きいほど重大になる。
【００２４】
更に、セグリゲーションの重大性は同一のランプ内の種々の元素に対して等しくない。例えば、沃化セリウムの場合におけるセグリゲーションは沃化ナトリウムの場合におけるセグリゲーションよりも重大であり、曲線（Ｂ）は沃化セリウムの場合を表し、曲線（Ａ）は沃化ナトリウムの場合を表している。しかし、これは、必ずしも沃化ナトリウムの部分圧力が常に沃化セリウムの部分圧力より高いことを意味するわけではない。
【００２５】
セグリゲーションの一つの効果はランプ１の効率に関連する。所定の単位空間内で発生する光の量はこの単位空間内の発光原子の量に比例するので、セグリゲーションは、一方では全体としてのランプの光出力の減少を生じ、他方ではランプの長さに沿って不均一な光強度分布を生ずること明らかである。特に、ランプの上部はランプの下部より少量の光を発生する。
【００２６】
ランプが１つの発光物質のみを含む場合には上記の考察が既に当てはまる。発光物質の混合物の場合にも、上記の考察が当てはまるが、上述したように混合物内の種々の成分に対して程度は異なる。ランプにより発生される光の総合色印象は混合物の種々の成分からの光の寄与に依存するため、セグリゲーションは、一方ではランプにより全体として発生される光の色の変化を生じ、他方ではランプの長さに沿って不均一な色分布を生ずる。
【００２７】
この効果はランプ１の上端で最も顕著であるが、ランプの下端における状態は正常である。図４に示すように、下部電極７では、発光物質の相対部分圧力は水平姿勢の状態にほぼ対応し、発生する光は設計予測と一致する。これに対し、沃化ナトリウムと沃化セリウムを予め決められた比率で含む混合物を含有するランプの場合には、沃化ナトリウムにより発生される赤みがかった光の量が、上部電極６では、上部電極６近くにおけるナトリウム原子の濃度の減少のために減少するとともに、沃化セリウムにより発生される緑がかった光の量も、上部電極６では、セリウム原子の濃度の減少のために減少する。緑がかった光の減少は赤みがかった光の減少より大きいため、上部電極６の近で発生される光の色の総合印象は赤みがかった色へ変化する。更に、上部電極６の近くにおける総合光強度が減少する。
【００２８】
曲線（Ｄ）及び（Ｅ）は、セグリゲーションの強さは、上部電極６近傍の一定の空間が発光原子のない状態になりうることを示している。この場合、残るのは水銀干渉ガスにより発生される背景グローのみとなる。
【００２９】
本発明は、動作中、溶融した塩の溜りが放電室の中に存在すること、及びこの塩溜りの位置はランプの姿勢に依存するが、この塩溜り近傍の粒子濃度（蒸気圧力）はランプの姿勢に全く（もしくは僅かにしか）依存しないことを認識し、該認識に基づいて為したものである。通常、ランプを垂直姿勢にすると、塩溜りは放電室の底近くに位置する。粒子濃度は高さの増大（即ち放電室の底からの垂直方向距離の増大）とともに減少するため、垂直姿勢における粒子濃度は水平姿勢における粒子濃度より低くなり、この効果は位置が高くなるほど強くなる。本発明は、従来のランプでは端溜りは放電室の底近くに位置するが、塩溜りの位置は重力によってのみならず主に温度によっても決まるため、このようにする必要はないという認識に基づくものである。特に、塩溜りは放電室の最冷点に凝縮する。
【００３０】
この洞察に基づいて、本発明は、ランプが垂直姿勢のときに、塩溜りの位置がランプの上端に近くなるようにランプを設計することを提案する。この目的は、最冷点をランプの上端近傍に位置するようにすることによって達成することができる。
【００３１】
当業者に明らかなように、放電室５は過剰量の金属ハロゲン化物を含むので、動作中に、溶融した塩の溜りＰが常に放電室５の内部に存在する。図４は慣例の状態に関連し、慣例の状態ではランプが図１に示すような垂直姿勢のとき、塩溜りＰは放電室５の底近くに位置する。図５は図１に類似の図であり、塩溜りＰが放電室５の上端部近くに位置するランプ１０１を示している。上述したように、セグリゲーションのために高さが増大するにつれて（即ち放電室の底からの垂直方向距離が増大するにつれて）粒子濃度が減少する。しかし、この場合には、上部電極６近くの粒子濃度は水平姿勢の場合とほぼ同一であり、このことは、粒子濃度が塩たまりからの距離が増大するにつれて増大することを意味する。
【００３２】
この効果は図６に示されている。図６は図４に類似のグラフであるが、図５のランプ１０１に関するものである。図６は、ランプ１０１の水平姿勢（水平線Ｈ）に対して、粒子濃度がランプの軸に沿ってすべての位置で増大し、この増大は低い位置の方が大きいことを明瞭に示している。このことは、ランプの効率が増大することを意味し、電流強度を同一のままにしても、粒子の総量が増大し、従って粒子の総量に依存する発生光量が増大することを意味する。
【００３３】
他方、減少させた電流値で同一の量の光を発生させ、ランプ内の温度を下げ、ランプの寿命を増大させることが可能となる。
実際上、増大した光出力と増大した寿命の両方を達成することができる。
【００３４】
以下に、放電室の上端部に位置する塩溜りを有し所望の効果を達成するいくつかの実施例について説明する。しかし、本発明はこれらの実施例に限定されない点に注意されたい。
【００３５】
以下の実施例は、ランプが垂直姿勢のときに、放電室５の内部に、最冷点が放電室の上端近傍に位置するような動作温度分布を生ずる点で共通である。第１のアプローチでは、これをランプの非対称設計により達成する。
【００３６】
当業者に明らかなように、ランプが点弧されると、極めて熱いアークがランプ電極６，７間に発生する。このアークはその周囲を、放電室５の壁を含めて加熱する。他方、熱い放電室は熱をその周囲へ伝える。定常状態では、放電室の所定の位置における局部的温度は局部的熱入力と局部的熱出力の平衡により決まる。
【００３７】
第１の実施の形態では、ランプを、アークが放電室の天井又は上部キャップ３を放電室の底部又は下部キャップ４より弱く加熱するように設計する。図５に示す第１の実施例では、下部電極７の先端−底部間距離ＰＢＤＬを上部電極６の先端−底部間距離ＰＢＤＵより小さくする。ここで、電極の先端−底部間距離ＰＢＤは電極先端と該電極が突出する対応する壁との間に軸方向距離と定義する。
【００３８】
一例として、下部電極７の先端−底部間距離ＰＢＤＬは０−５ｍｍ程度にすることができ、実際の値は放電室の寸法に基づいて適切に選択する。典型的な実施例では、放電室は４ｍｍの直径及び３６ｍｍの長さを有するものとすることができる。
【００３９】
第２の実施の形態では、ランプ１０１を、放電室の天井又は上部キャップ３近傍の熱出力が放電室の底部又は下部キャップ４近傍の熱出力と比較して大きくなるように設計する。第２の実施例では、１以上の上部のランプ構成要素を、それらの熱輸送容量(heat transportation capacity)が対応する下部のランプ構成要素の熱輸送容量より大きくなるように設計する。同様に図５に示すように、上部電極６の電極導体８を下部電極７の電極導体９より太くしてもよい。また、上部電極６の電極導体８を下部電極７の電極導体９の材料より大きな熱輸送容量を有する材料で形成してもよい。また、上部キャップ３を下部キャップ４より厚くしてもよいし、及び／又は、上部キャップ３を下部キャップ４の材料より大きな熱輸送容量を有する材料で形成してもよい。
【００４０】
第３の実施例では、ランプ１０１に、ランプ容器２の上端に位置する追加の放熱手段７０を設ける。このような追加の放熱手段７０は、例えば、図５の右側に示すような適切に構成したフィン７１を具えるもの、及び／又は、例えば、図５の左側に示すような放射を放出することにより熱を放出するよう設計された放射層７２を具えるものとすることができる。
このような追加の放熱手段７０の他の実施例も可能である。
【００４１】
第３の実施の形態では、ランプ１０１を、放電室の底部又は下部キャップ４近傍の熱出力が放電室の天井又は上部キャップ３近傍の熱出力に対して禁止されるように設計する。同様に図５に示す第４の実施例では、ランプ１０１にランプ容器２の下端部に位置する伝熱禁止手段８０を設ける。このような伝熱禁止手段８０は、例えば下部電極７の電極導体９に隣接して位置し、好ましくは電極導体９を包囲する熱シールド８１を具えるものとすることができ、この熱シールドは図５の右側に示されている。このような伝熱禁止手段８０は，例えばランプ容器２の下部に隣接して位置し、好ましくはランプ容器の下部を包囲する熱シールド８２を具えることもでき、この熱シールドは図５の左側に示されている。
【００４２】
冷点を故意に放電室の頂部に位置させる上述の手段はすべてランプ１（発光管）と関連する。しかし、このような手段はバルブ１１及び／又はランプアセンブリ１０のランプ支持導体１３，１４と関連させることもできる。特に、第４実施例の熱シールド８１，８２はランプ支持導体１３，１４に固定してもよい。
【００４３】
第４の実施の形態では、ランプアセンブリ１０に、ランプ容器２の下端部に隣接して位置する追加の熱発生手段９０を設ける。図７に示す第５の実施例では、このような追加の熱発生手段９０を、ランプ容器２の下部の周囲を取り巻きランプ支持導体１３，１４に固定された放射コイル９１として実現する。放射コイル９１も、同様に図７に示すように、ランプ支持導体１３，１４により給電することができ、これは放射コイル９１の一端を一方のランプ支持導体１３に、放射コイル９１の他端を他方のランプ支持導体１４に電気的に接続することにより達成される。同様に図７に示すように、必要に応じ、直列抵抗９２のような電圧低減手段を設けることができる。
【００４４】
以上、本発明をいくつかの実施例について説明したが、当業者であれば、本発明はこれらの実施例に限定されず、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲内において種々の変更や変形が可能であること明らかである。例えば、特定の実施例においては、上述した温度分布変更手段の２つ以上、好ましくはすべてを組み合わせてもよい。
更に、図７の実施例では、ランプアセンブリ１０は「キャップダウン」姿勢用、即ちこのランプアセンブリは口金１２を下に向けて使用するものである。その代わりに、「キャップアップ」姿勢用のランプアセンブリでは、加熱コイルを口金１２から最も遠いランプ１の端部の周囲に配置してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】メタルハライドランプの一例を概略的に示す図である。
【図２】ランプアセンブリを概略的に示す図である。
【図３】水平姿勢におけるランプ中心軸に沿う粒子分圧を示すグラフである。
【図４】塩溜りが底部に位置するランプの垂直姿勢におけるランプ中心軸に沿う粒子分圧を示すグラフである。
【図５】塩溜りが頂部に近接して位置するランプの図１に匹敵する概略拡大断面図である。
【図６】塩溜りが頂部に位置するランプの垂直姿勢におけるランプ中心軸に沿う粒子分圧を示す図４に匹敵するグラフである。
【図７】ランプの一部分を取り巻く放射コイルを具えるランプアセンブリの部分断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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