(57)【要約】      （修正有）【課題】本管部の薄肉化やクラックの発生を防止した高圧放電ランプを提供する。【解決手段】本管部２１及び細管部２２を有する発光管２と、細管部２２に挿入して設けられた一対の電極４１と、発光管２の内部に封入された発光物質とを備えており、発光物質の封入量が、細管部２２の内部に形成される隙間体積ＣＧに基づいて設定することにより達成される。【選択図】図３
2015153602.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
本管部及び細管部を有する発光管と、
前記細管部に挿入して設けられた電極と、
前記発光管の内部に封入された発光物質とを備え、
前記発光物質の封入量が、前記細管部の内部に形成される隙間体積に基づいて設定されている高圧放電ランプ。
【請求項２】
ランプ動作中において、液状となった前記発光物質量が、前記細管部の内部に形成される隙間体積以下に設定されている高圧放電ランプ。
【請求項３】
前記発光物質の封入量Ｙ（μｍｏｌ）は、前記細管部の隙間体積をＸ（ｍｍ３）とした場合、１４×ｌｎ（Ｘ）≦Ｙ≦４０×ｌｎ（Ｘ）を満たすように設定されている請求項１記載の高圧放電ランプ。
【請求項４】
前記発光物質の封入量Ｙ（μｍｏｌ）は、前記細管部の隙間体積をＸ（ｍｍ３）とした場合、１４×ｌｎ（Ｘ）≦Ｙ≦１４×ｌｎ（Ｘ）＋１８を満たすように設定されている請求項２記載の高圧放電ランプ。
【請求項５】
前記細管部に挿入して設けられた電極は、一対の電極であり、
ランプ電力をＷ（ワット）、前記本管部の内径をＤ（ｍｍ）、前記一対の電極の先端の間の距離をＥ（ｍｍ）とした場合、
Ｇ＝Ｗ／（３．１４×Ｄ×Ｅ×０．０１）で表される管壁負荷Ｇ（ワット／ｃｍ２）が、２０≦Ｇ≦４０を満たしている請求項１乃至４の何れか一項に記載の高圧放電ランプ。
【請求項６】
前記管壁負荷Ｇ（ワット／ｃｍ２）が、３０≦Ｇ≦４０を満たしている請求項１乃至４の何れか一項に記載の高圧放電ランプ。
【請求項７】
前記発光物質が、金属ハロゲン化物である請求項１乃至６の何れか一項に記載の高圧放電ランプ。
【請求項８】
前記発光管が、透光性セラミックである請求項１乃至７の何れか一項に記載の高圧放電ランプ。
【請求項９】
前記ランプが、セラミックメタルハライドランプである請求項１乃至８の何れか一項に記載の高圧放電ランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばセラミックメタルハライドランプ等の高圧放電ランプに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えばセラミックメタルハライドランプは、特許文献１に示すように、透光性セラミックからなる発光管と、当該発光管の内部に対向して配置された一対の電極と、前記発光管の内部に封入された発光物質である金属ハロゲン化物とを有している。具体的には、発光管が、内部に放電空間を形成する本管部と、当該本管部の両端部に設けられた細管部とを有しており、前記細管部に前記電極が挿入して設けられている。
【０００３】
上記構成のセラミックメタルハライドランプでは、電極の先端部でアーク放電が生じるため、本管部が細管部よりも高温となる。そして、発光管の内部に封入された金属ハロゲン化物の内、放電に寄与していない余剰の金属ハロゲン化物は、ランプ動作中に液状となり、本管部よりも低温となる細管部の内部に形成される隙間に溜まる。
【０００４】
ここで、特許文献２に示すように、液状の金属ハロゲン化物が溜まる細管部の内面に、耐ハロゲン性が強く、融点が高いタングステン等を含む被膜を形成して、細管部における侵食や侵食によるリーク等の問題を抑制することで、ランプの寿命特性を向上させるものが考えられている。
【０００５】
しかしながら、従来のランプにおいては、金属ハロゲン化物の封入量は、前記本管部の内容積に基づいて設定されており、液状となった金属ハロゲン化物の量が、前記細管部の内部に形成される隙間の体積以上であるため、温度の高い本管部に溢れてしまう。そうすると、温度の高い本管部においてセラミックと金属ハロゲン化物とが反応して、薄肉化やクラックが発生し、発光管が短寿命となってしまう。セラミックと金属ハロゲン化物との反応は、温度によって指数関数的に促進されるため、細管部よりも本管部において薄肉化やクラックの発生が顕著となり、また、本管部に溜まる金属ハロゲン化物の量が増えるほど、発光管が著しく短寿命となる傾向がある。また、発光管形状が細長くなるほど、本管部の側壁が電極又はアークプラズマに近づくため、本管部の温度がより高温になり、短寿命化が助長される傾向がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−８６１３３号公報
【特許文献２】特開２００３−１３２８４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで本発明は、上記問題点を解決すべくなされたものであって、本管部の薄肉化やクラックの発生を防止することをその主たる課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
すなわち本発明に係る高圧放電ランプは、本管部及び細管部を有する発光管と、前記細管部に挿入して設けられた電極と、前記発光管の内部に封入された発光物質とを備え、前記発光物質の封入量が、前記細管部の内部に形成される隙間体積に基づいて設定されていることを特徴とする。
【０００９】
このような高圧放電ランプであれば、発光物質の封入量が細管部の内部に形成される隙間体積に基づいて設定されているので、液状となった発光物質が本管部に漏れ出る量をコントロールすることができる。これにより、液状となった発光物質が本管部に漏れ出ることによって生じる本管部の薄肉化やクラックの発生を防ぐことができ、高圧放電ランプの短寿命化を抑制することができる。
【００１０】
具体的に本発明は、本管部及びこの本管部の両端部に設けられた細管部を有する発光管と、前記細管部に挿入して設けられ、前記本管部の内部で対向する一対の電極と、前記発光管の内部に封入され、前記一対の電極間の放電によって発光する発光物質とを備え、前記発光物質の封入量が、前記細管部の内部に形成される隙間体積に基づいて設定されている。
【００１１】
ランプ動作中において、液状となった前記発光物質量が、前記細管部の内部に形成される隙間体積以下に設定されていることが望ましい。
これならば、液状となった発光物質が本管部に漏れ出さないようにコントロールすることができるので、本管部の薄肉化やクラックの発生を防ぐことができる。
ここで、前記高圧放電ランプを傾けて設置する場合があり、このように設置した場合、液状となった発光物質が本管部に漏れ出すことがあるが、このような場合でも液状となった発光物質量が、細管部の内部に形成される隙間体積以下に設定されているので、その漏れ出す量は僅かであり、本管部の薄肉化やクラックの発生に影響を与えない。
【００１２】
従来の高圧放電ランプにおいては、発光管の内容積に対して発光物質の封入量を決定することが一般的である。ところが、上述した通り、液状となった発光物質が溜まるのは細管部であるため、細管部の内部の隙間の体積に対して、発光物質の封入量を決定する方が、本管部の薄肉化やクラックの発生を防ぐ観点においては効果的である。
【００１３】
具体的には、本管部の薄肉化やクラックの発生を防ぎつつ、光学特性を維持できる発光物質の封入量Ｙ［μｍｏｌ］を決定する際に、細管部の隙間体積Ｘ［ｍｍ３］に着目し、発光物質の封入量Ｙ［μｍｏｌ］と細管部の隙間体積Ｘ［ｍｍ３］との関係式１４×ｌｎ（Ｘ）≦Ｙ≦４０×ｌｎ（Ｘ）を満たすように設定することを新たに見い出したことにより、種々のサイズの発光管であっても、液状となった金属ハロゲン化物と本管部との反応を抑えるために金属ハロゲン化物の封入量を容易に設定することができる。
【００１４】
発光物質の封入量Ｙ（μｍｏｌ）は、前記細管部の隙間体積をＸ（ｍｍ３）とした場合、１４×ｌｎ（Ｘ）≦Ｙ≦１４×ｌｎ（Ｘ）＋１８を満たすように設定されていることが好ましい。
これならば、ランプ動作中において、液状となった発光物質が本管部に漏れ出ないようにコントロールすることができるので、本管部の薄肉化やクラックの発生を防ぐことができる。
【００１５】
本発明は、従来、発光管の管壁負荷が高く本管部の温度が高温になり、短寿命化が助長されるような高圧放電ランプにおいて好適に用いることができ、細管部に挿入して設けられた電極は、一対の電極であり、ランプ電力をＷ（ワット）、前記本管部の内径をＤ（ｍｍ）、前記一対の電極の先端の間の距離をＥ（ｍｍ）とした場合、Ｇ＝Ｗ／（３．１４×Ｄ×Ｅ×０．０１）で表される管壁負荷Ｇ（ワット／ｃｍ２）が２０≦Ｇ≦４０を満たしている高圧放電ランプであることが好ましい。
【００１６】
管壁負荷Ｇ（ワット／ｃｍ２）は、３０≦Ｇ≦４０を満たしている高圧放電ランプであることがさらに好ましい。
【００１７】
本発明は、発光物質が液状になったときに、セラミックと反応して薄肉化やクラックの発生が生じ易い金属ハロゲン化物とした高圧放電ランプにおいても好適に用いることができる。
【００１８】
本発明は、発光管を透光性セラミックとした高圧放電ランプにおいても好適に用いることができる。
【００１９】
本発明は、セラミックメタルハライドランプにおいても好適に用いることができる。
【発明の効果】
【００２０】
このように構成した本発明によれば、発光物質の封入量を、細管部の内部に形成される隙間体積に基づいて設定しているので、本管部の薄肉化やクラックの発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本実施形態の高圧放電ランプの構成を示す概略図。
【図２】同実施形態の発光管の構成を示す断面図。
【図３】同実施形態の発光管の要部を示す部分拡大断面図。
【図４】変形実施形態の発光管の構成を示す断面図。
【図５】変形実施形態の発光管の構成を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下に本発明に係る高圧放電ランプの一実施形態について図面を参照して説明する。
【００２３】
本実施形態の高圧放電ランプ１００は、図１に示すように、例えば透光性アルミナセラミック等の透光性セラミックにより形成され、内部に発光物質として金属ハロゲン化物が充填されるとともに一対の電極４１、４２が配置された発光管２と、当該発光管２を収容する外管３とを備えたセラミックメタルハライドランプである。
【００２４】
発光管２は、図２に示すように、放電空間Ｓを形成する本管部２１及びこの本管部２１の両端部に設けられた細管部２２を備えている。
【００２５】
本管部２１は、概略直管形状をなすものであり、その両端部に端部側に行くに従って徐々に縮径する縮径部２１Ａを有する。そしてこの本管部２１の縮径部２１Ａに連続して直管状の細管部２２が接続されている。なお、本実施形態の本管部２１及び細管部２２は、透光性セラミックにより一体成形されているものを示したが、二体成形されているものであっても、複数体成形されているものであってもよい。
具体的には、前記一体成形されているものを本管部２１上で２分割した一対の成形体を繋ぎ合わせたものであってもよいし、一方の本管部２１の縮径部２１Ａと他方の本管部２１の縮径部２１Ａにそれぞれ細管部２２を繋ぎ合わせたものであってもよい。
【００２６】
また、本管部２１の内部に形成される放電空間Ｓには、始動用希ガス、金属ハロゲン化物及び水銀（いずれも不図示）が封入されるとともに、一対の電極４１、４２が配置されている。この一対の電極４１、４２は、タングステン等の耐熱性金属により棒形状に形成された一対の電極芯４ａを備えており、この各電極芯４ａは各細管部２２内にそれぞれ挿入されることによって、その先端部が放電空間Ｓ内で対向配置されている。
【００２７】
電極芯４ａの先端部には、ランプ点灯時に電極芯４ａの先端部に生じるアークスポットの高温から電極芯４ａを保護するための、タングステン等の耐熱性金属からなる先端コイル（第１コイル）４ｂが巻回されている。
【００２８】
さらに細管部２２内の電極芯４ａには、電極４１、４２の先端部の熱を基端部側に逃がすための、モリブデン等の耐熱性金属からなる細管内コイル（第２コイル）４ｃが巻回されている。また、電極芯４ａの基端部には、金属ハロゲン化物に耐食性を有する電極支持体４ｄが接続されている。この電極支持体４ｄは、金属ハロゲン化物に耐食性を有する封着材４ｅにより細管部２２に気密に固定されており、後述する支持フレーム５に接続される。
【００２９】
この発光管２には、モリブデン等の細線からなる放電始動用の近接導体６が取り付けられている。この近接導体６は、一対の細管部２２を架け渡すように本管部２１の外側周面に沿って一方の細管部２２から他方の細管部２２に亘って設けられている。この近接導体６には、バイメタルスイッチ７を介して支持フレーム５に接続され、一方の電位が印加される。
【００３０】
外管３は、前記発光管２を収容するとともに、発光管２に設けられた一対の電極４１、４２に給電するための口金３１を有する。この外管３は、透明の硬質ガラスにより形成されており、中央部分が概略楕円球状をなすものである。外管３の内部は真空又は不活性ガスが封入されており、外管３の基端部はステム３２によって気密に封止されており、このステム３２に口金３１が取り付けられている。また、外管３には、発光管２を支持するとともに、発光管２内の一対の電極４１、４２に給電するための金属棒製の支持フレーム５が設けられている。この支持フレーム５は、基端部がステム３２に接続されるととともに、先端部が、外管３の先端側内壁に接触して、発光管２を外管３の中央部分に位置決めして支持するものである。
【００３１】
なお、外管３内には、グロー管からなる始動器８が発光管２とは並列に接続されて固定されている。この始動器８を内蔵させることにより、水銀灯用安定器での点灯が可能となる。また、外管３内を真空にした場合には、ランプ１００の寿命期間を通じて高真空に保持されるように、バリウムなどからなるゲッター９が取り付けられる。
【００３２】
このように構成したセラミックメタルハライドランプ１００の動作原理は次のとおりである。セラミックメタルハライドランプ１００の口金３１に安定器（不図示）を介して電源を接続すると、始動器８と発光管２とに電圧が印加される。そして、始動器８に電圧が印加されるとグロー管の接点でオンオフを繰り返すことになり、これに応じて安定器に高圧パルスが発生する。そして、安定器で発生した高圧パルスが発光管２の電極４１、４２間に印加されるので、ランプ１００が始動する。このとき、電極４１、４２の先端部でアーク放電が生じるため、本管部２１が細管部２２よりも高温となる。そして、発光管２の内部に封入された金属ハロゲン化物の内、放電に寄与していない余剰の金属ハロゲン化物は、ランプ動作中に液状となり、本管部２１よりも低温となる細管部２２の内部に形成される隙間ＣＧに溜まる。この場合、液状の金属ハロゲン化物が、本管部２１に漏れ出さず隙間ＣＧに溜まっていることは、肉眼で確認することができる。
【００３３】
そして本実施形態のセラミックメタルハライドランプ１００は、図３に示すように、金属ハロゲン化物の封入量が、細管部２２の内部に形成される隙間ＣＧの体積に基づいて設定されている。本実施形態の細管部２２は直線状をなすものであり、細管部２２と本管部２１における縮径部２１Ａとの境界Ｒは、発光管２の内側周面において両端部の直線部分（細管部２２の内側周面）と湾曲部分（縮径部２１Ａの内側周面）との境界である。なお、図３では、前記縮径部２１Ａの内側周面が湾曲部分を有している場合を示したが、これに限るものではなく、直線部分であっても、波線部分であってもよい。
【００３４】
ここで、細管部２２の内部に形成される隙間ＣＧとは、細管部２２の内部において、当該細管部２２の内部に設けられた部材を除いた空間である。具体的に隙間ＣＧは、細管部２２の内部において、細管部２２の内部に設けられた電極芯４ａと、当該電極芯４ａに巻回された細管内コイル４ｃと、前記電極芯４ａに接続される電極支持体４ｄとを除いた空間であって、一端側の空間範囲が前記境界Ｒにより規定され、他端側の空間範囲が前記封着材４ｅにより規定される空間である。なお、細管内コイル４ｃや電極支持体４ｄを備えない構成の場合は、隙間ＣＧは、細管部２２の内部において、電極芯４ａのみを除いた空間を意味する。
【００３５】
具体的には、セラミックメタルハライドランプ１００の動作中において、金属ハロゲン化物の封入量が、細管部２２の内部に形成される隙間ＣＧの体積に基づいて設定されている。このように封入量を調整することにより、発光管２の構造に設計変更を加える必要が無い。
【００３６】
より詳細には、隙間体積をＸ（ｍｍ３）とした時の金属ハロゲン化物の発光管２への封入量Ｙ［ｍｍｏｌ］が、１４×ｌｎ（Ｘ）≦Ｙ≦４０×ｌｎ（Ｘ）の関係式を満たすように設定されている。金属ハロゲン化物の封入量を前記式を満たすように設定することによって、液状となった金属ハロゲン化物が、前記隙間ＣＧから本管部２１へ漏れ出る量をコントロールすることができる。
【００３７】
次に、上記数値範囲の根拠となる実施例について説明する。なお、本発明は本実施例に限定されるものではない。
従来、細管部と本管部を有するセラミックハライドランプでは、定格ランプ電力が高くなる程、本管部の内部温度が高くなるため、細管部の封着材により封止されている部分が熱による劣化により気密性が失われるので、定格ランプ電力に応じて細管部長さが設定されている。
【００３８】
すなわち、定格ランプ電力が高くなる程、細管部長さが長く（隙間体積が大きく）設定されている。例えば、以下のように設定されている。
（１）定格ランプ電力が３０（ワット）であり、管壁負荷が２３．９（ワット／ｃｍ２）の場合は、隙間体積が２．１（ｍｍ３）に設定されている。
（２）定格ランプ電力が７０（ワット）であり、管壁負荷が２８．６（ワット／ｃｍ２）の場合は、隙間体積が２．３（ｍｍ３）に設定されている。
（３）定格ランプ電力が２００（ワット）であり、管壁負荷が２２．７（ワット／ｃｍ２）の場合は、隙間体積が４．５（ｍｍ３）に設定されている。
（４）定格ランプ電力が３００（ワット）であり、管壁負荷が２１．２（ワット／ｃｍ２）の場合は、隙間体積が７．６（ｍｍ３）に設定されている。
（５）定格ランプ電力が７００（ワット）であり、管壁負荷が２５．３（ワット／ｃｍ２）の場合は、隙間体積が３１．８（ｍｍ３）に設定されている。
（６）定格ランプ電力が１０００（ワット）であり、管壁負荷２８．３（ワット／ｃｍ２）の場合は、隙間体積が６２．５（ｍｍ３）に設定されている。
【００３９】
本実施例では、所定の定格ランプ電力と所定の管壁負荷と所定の隙間寸法に設定されたセラミックハライドランプに封入する発光物質の量を増加させていき、ランプ動作中において液状となった発光物質が細管部の外部に漏れ出し、本管部の薄肉化を引き起こす直前の発光物質の封入量を限界封入量としてその値を測定した。
【００４０】
前記測定した発光物質の限界封入量は次のようになった。
（１）定格ランプ電力が３０（ワット）、管壁負荷が２３．９（ワット／ｃｍ２）、隙間体積が２．１（ｍｍ３）の場合、限界封入量は２９．１（μｍｏｌ）であった。
（２）定格ランプ電力が７０（ワット）、管壁負荷が２８．６（ワット／ｃｍ２）、隙間体積が２．３（ｍｍ３）の場合、限界封入量は３３．８（μｍｏｌ）であった。
（３）定格ランプ電力が２００（ワット）、管壁負荷が２２．７（ワット／ｃｍ２）、隙間体積が４．５（ｍｍ３）の場合、限界封入量は６０．２（μｍｏｌ）であった。
（４）定格ランプ電力が３００（ワット）、管壁負荷が２１．２（ワット／ｃｍ２）、隙間体積が７．６（ｍｍ３）の場合、限界封入量は８０．９（μｍｏｌ）であった。
（５）定格ランプ電力が７００（ワット）、管壁負荷が２５．３（ワット／ｃｍ２）、隙間体積が３１．８（ｍｍ３）の場合、限界封入量は１３８．３（μｍｏｌ）であった。
（６）定格ランプ電力が１０００（ワット）、管壁負荷が２８．３（ワット／ｃｍ２）、隙間体積が６２．５（ｍｍ３）の場合、限界封入量は１６５．４（μｍｏｌ）であった。
前記隙間体積と前記限界封入量との関係を図にして近似式Ｙ≦４０×ｌｎ（Ｘ）を算出した。
【００４１】
また、本実施例では、前記所定の定格ランプ電力における所定の隙間寸法に設定されたセラミックハライドランプに封入する発光物質の量を減少させていき、ランプ動作中において異常な光学特性を示す直前の発光物質の封入量を最低封入量として測定した。
【００４２】
前記求めた発光物質の最低封入量は次のようになった。
（１）定格ランプ電力が３０（ワット）、管壁負荷が２３．９（ワット／ｃｍ２）、隙間体積が２．１（ｍｍ３）の場合、最低封入量は１０．２（μｍｏｌ）であった。
（２）定格ランプ電力が７０（ワット）、管壁負荷が２８．６（ワット／ｃｍ２）、隙間体積が２．３（ｍｍ３）の場合、最低封入量１１．８（μｍｏｌ）であった。
（３）定格ランプ電力が２００（ワット）、管壁負荷が２２．７（ワット／ｃｍ２）、隙間体積が４．５（ｍｍ３）の場合、最低封入量は２１．１（μｍｏｌ）であった。
（４）定格ランプ電力が３００（ワット）、管壁負荷が２１．２（ワット／ｃｍ２）、隙間体積が７．６（ｍｍ３）の場合、最低封入量は２８．３（μｍｏｌ）であった。
（５）定格ランプ電力が７００（ワット）、管壁負荷が２５．３（ワット／ｃｍ２）、隙間体積が３１．８（ｍｍ３）の場合、最低封入量は４８．４（μｍｏｌ）であった。
（６）定格ランプ電力が１０００（ワット）、管壁負荷が２８．３（ワット／ｃｍ２）、隙間体積が６２．５（ｍｍ３）の場合、最低封入量は５７．９（μｍｏｌ）であった。
前記隙間体積と前記最低封入量との関係を図にして近似式１４×ｌｎ≦Ｙを算出した。
【００４３】
次に、前記近似式の下限値未満の封入量、下限値に等しい封入量、下限値より多く、上限値未満の封入量、上限値に等しい封入量、上限値超の封入量に設定したセラミックハライドランプを作成し、光学特性検査及び２００００時間動作後の残存率検査を行った。
【００４４】
ここで、光学特性検査としては、平均演色評価数（Ｒａ）を評価し、１００時間点灯後の平均演色評価数の低下率が５％以内のものを○、５％超のものを×とした。また、２００００時間動作後の残存率検査は、複数のセラミックメタルハライドランプを２００００時間動作させた後に故障していないランプの個数の割合を検査し、残存率が７０％以上のものを良とした。
【００４５】
（１）定格ランプ電力が３０（ワット）、管壁負荷が２３．９（ワット／ｃｍ２）、隙間体積が２．１（ｍｍ３）において、前記近似式を用いて求めた封入量下限値を１０．２（μｍｏｌ）、封入量上限値を２９．１（μｍｏｌ）とした場合の検査結果は、以下に示す通りである。
封入量１０．２（μｍｏｌ）未満の時        光学特性  ×、残存率  ７０％
封入量１０．２（μｍｏｌ）の時            光学特性  ○、残存率  ８０％
封入量１４．５（μｍｏｌ）の時            光学特性  ○、残存率  ８０％
封入量２９．１（μｍｏｌ）の時            光学特性  ○、残存率  ７０％
封入量２９．１（μｍｏｌ）超の時          光学特性  ○、残存率  ４０％
前記結果より、封入量下限値から封入量上限値の範囲で、光学特性は○、残存率は７０〜８０％であった。
また、前記結果を基に残存率が８０％となる封入量を測定した結果、封入量下限値は１０．２（μｍｏｌ）、封入量上限値は２８．２（μｍｏｌ）であった。
ここで、残存率８０％のランプについては、動作中において液状となった発光物質が細管部の外部に漏れ出していなことが観察された。
【００４６】
（２）定格ランプ電力が７０（ワット）、管壁負荷が２８．６（ワット／ｃｍ２）、隙間体積が２．３（ｍｍ３）において、前記近似式を用いて求めた封入量下限値を１１．８（μｍｏｌ）、封入量上限値を３３．８（μｍｏｌ）とした場合の検査結果は、以下に示す通りである。
封入量１１．８（μｍｏｌ）未満の時        光学特性  ×、残存率  ７０％
封入量１１．８（μｍｏｌ）の時            光学特性  ○、残存率  ８０％
封入量１６．９（μｍｏｌ）の時            光学特性  ○、残存率  ８０％
封入量３３．８（μｍｏｌ）の時            光学特性  ○、残存率  ７０％
封入量３３．８（μｍｏｌ）超の時          光学特性  ○、残存率  ４０％
前記結果より、封入量下限値から封入量上限値の範囲で、光学特性は○、残存率は７０〜８０％であった。
また、前記結果を基に残存率が８０％となる封入量を測定した結果、封入量下限値は１１．８（μｍｏｌ）、封入量上限値は２９．８（μｍｏｌ）であった。
ここで、残存率８０％のランプについては、動作中において液状となった発光物質が細管部の外部に漏れ出していなことが観察された。
【００４７】
（３）定格ランプ電力が２００（ワット）、管壁負荷が２２．７（ワット／ｃｍ２）、隙間体積が４．５（ｍｍ３）において、前記近似式を用いて求めた封入量下限値を２１．１（μｍｏｌ）、封入量上限値を６０．２（μｍｏｌ）とした場合の検査結果は、以下に示す通りである。
封入量２１．１（μｍｏｌ）未満の時        光学特性  ×、残存率  ７０％
封入量２１．１（μｍｏｌ）の時            光学特性  ○、残存率  ８０％
封入量３０．１（μｍｏｌ）の時            光学特性  ○、残存率  ８０％
封入量６０．２（μｍｏｌ）の時            光学特性  ○、残存率  ７０％
封入量６０．２（μｍｏｌ）超の時          光学特性  ○、残存率  ４０％
前記結果より、封入量下限値から封入量上限値の範囲で、光学特性は○、残存率は７０〜８０％であった。
また、前記結果を基に残存率が８０％となる封入量を測定した結果、封入量下限値は２１．１（μｍｏｌ）、封入量上限値は３９．１（μｍｏｌ）であった。
ここで、残存率８０％のランプについては、動作中において液状となった発光物質が細管部の外部に漏れ出していなことが観察された。
【００４８】
（４）定格ランプ電力が３００（ワット）、管壁負荷が２１．２（ワット／ｃｍ２）、隙間体積が７．６（ｍｍ３）において、前記近似式を用いて求めた封入量下限値を２８．３（μｍｏｌ）、封入量上限値を８０．９（μｍｏｌ）とした場合の検査結果は、以下に示す通りである。
封入量２８．３（μｍｏｌ）未満の時        光学特性  ×、残存率  ７０％
封入量２８．３（μｍｏｌ）の時            光学特性  ○、残存率  ８０％
封入量４０．４（μｍｏｌ）の時            光学特性  ○、残存率  ８０％
封入量８０．９（μｍｏｌ）の時            光学特性  ○、残存率  ７０％
封入量８０．９（μｍｏｌ）超の時          光学特性  ○、残存率  ４０％
前記より、封入量下限値から封入量上限値の範囲で、光学特性は○、残存率は７０〜８０％であった。
また、前記結果を基に残存率が８０％となる封入量を測定した結果、封入量下限値は２８．３（μｍｏｌ）、封入量上限値は４６．３（μｍｏｌ）であった。
ここで、残存率８０％のランプについては、動作中において液状となった発光物質が細管部の外部に漏れ出していなことが観察された。
【００４９】
（５）定格ランプ電力が７００（ワット）、管壁負荷が２５．３（ワット／ｃｍ２）、隙間体積が３１．８（ｍｍ３）において、前記近似式を用いて求めた封入量下限値を４８．４（μｍｏｌ）、封入量上限値を１３８．３（μｍｏｌ）とした場合の検査結果は、以下に示す通りである。
封入量４８．４（μｍｏｌ）未満の時        光学特性  ×、残存率  ７０％
封入量４８．４（μｍｏｌ）の時            光学特性  ○、残存率  ８０％
封入量６０．１（μｍｏｌ）の時            光学特性  ○、残存率  ８０％
封入量１３８．３（μｍｏｌ）の時          光学特性  ○、残存率  ７０％
封入量１３８．３（μｍｏｌ）超の時        光学特性  ○、残存率  ４０％
前記結果より、封入量下限値から封入量上限値の範囲で、光学特性は○、残存率は７０〜８０％であった。
また、前記結果を基に残存率が８０％となる封入量を測定した結果、封入量下限値は４８．４（μｍｏｌ）、封入量上限値は６６．４（μｍｏｌ）であった。
ここで、残存率８０％のランプについては、動作中において液状となった発光物質が細管部の外部に漏れ出していなことが観察された。
【００５０】
（６）定格ランプ電力が１０００（ワット）、管壁負荷が２８．３（ワット／ｃｍ２）、隙間体積が６２．５（ｍｍ３）において、前記近似式を用いて求めた封入量下限値を５７．９（μｍｏｌ）、封入量上限値を１６５．４（μｍｏｌ）とした場合の検査結果は、以下に示す通りである。
封入量５７．９（μｍｏｌ）未満の時        光学特性  ×、残存率  ７０％
封入量５７．９（μｍｏｌ）の時            光学特性  ○、残存率  ８０％
封入量７０．２（μｍｏｌ）の時            光学特性  ○、残存率  ８０％
封入量１６５．４（μｍｏｌ）の時          光学特性  ○、残存率  ７０％
封入量１６５．４（μｍｏｌ）超の時        光学特性  ○、残存率  ４０％
前記結果より、封入量下限値から封入量上限値の範囲で、光学特性は○、残存率は７０〜８０％であった。  また、前記結果を基に残存率が８０％となる封入量を測定した結果、封入量下限値は５７．９（μｍｏｌ）、封入量上限値は７５．９（μｍｏｌ）であった。
ここで、残存率８０％のランプについては、動作中において液状となった発光物質が細管部の外部に漏れ出していなことが観察された。
前記残存率が８０％となる封入量の測定結果より、隙間体積と封入量との関係を図にして近似式１４×ｌｎ（Ｘ）≦Ｙ≦１４×ｌｎ（Ｘ）＋１８を算出した。
【００５１】
また、従来、管壁負荷は、最大４０（ワット／ｃｍ２）程度まで設定できるが、前記実施例より負荷の高い管壁負荷４０（ワット／ｃｍ２）のランプにおいても、前記同様の結果が得られた。
すなわち、本発明を管壁負荷の高い高圧放電ランプに使用するのが最も好ましい。
たとえば、定格ランプ電力が７０（ワット）、管壁負荷が４０（ワット／ｃｍ２）、隙間体積が２．３（ｍｍ３）、限界封入量が３３．８（μｍｏｌ）の場合でも、光学特性○、残存率７０％の結果が得られた。
【００５２】
このように構成した本実施形態の高圧放電ランプ１００によれば、ランプ動作中において液状となった金属ハロゲン化物が細管部２２の内部に形成される隙間ＣＧから漏れ出る量がコントロールされているので、液状となった金属ハロゲン化物が本管部２１に漏れ出ることによって生じる本管部２１の薄肉化やクラックの発生を防ぐことができ、高圧放電ランプ１００の短寿命化を抑制することができる。特に、液状となった金属ハロゲン化物が本管部２１に漏れ出る量をコントロールするために細管部２２の内部に形成される隙間体積を基に金属ハロゲン化物の封入量Ｙを設定しているので、本管部２１や細管部２２の構成を変更すること無く、金属ハロゲン化物の封入量Ｙを調節するだけで、本管部２１の薄肉化やクラックの発生を防ぐことができる。
【００５３】
なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。
例えば、発光管形状としては、図４に示すように、前記実施形態に限られず、本管部が縮径部を有さずに、本管部全体が円筒状をなすものであっても良い。この場合、細管部２２の内部に形成される間隙ＣＧの一端側（本管部側）の空間範囲は、細管部２２における本体部２１側の開口端である。
【００５４】
また、発光管は、本管部及び細管部が一体成形されたものの他に、図５に示すように、本管部２１と細管部２２とが別体をなすものであり、本管部２１の軸方向両端部に形成された嵌合部２１１に細管部２２を嵌合させることにより構成しても良い。この場合、細管部２２の内部に形成される間隙ＣＧの一端側（本管部側）の空間範囲は、細管部２２における本体部２１側の開口端である。
【００５５】
さらに、前記実施形態では、細管部よりも高温となる本管部と金属ハロゲン化物との反応を抑制して本管部の薄肉化やクラックを防止するものであったが、さらに、細管部の内面にタングステン、モリブデン、レニウムから選択される１種又は２種以上の金属又は合金を含む被膜を設けてもよい。これならば、本管部と金属ハロゲン化物との反応を抑えるだけでなく、細管部と金属ハロゲン化物との反応を抑えることができ、発光管のより一層の長寿命化を図ることができる。
【００５６】
その他、本発明は前記実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。
【符号の説明】
【００５７】
１００・・・高圧放電ランプ
２・・・発光管
２１・・・本管部
２２・・・細管部
４１、４２・・・一対の電極
ＣＧ・・・隙間
【図１】
2015153602.tif 000003
【図２】
2015153602.tif 000004
【図３】
2015153602.tif 000005
【図４】
2015153602.tif 000006
【図５】
2015153602.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成26年2月18日(2014.2.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
本管部及び細管部を有する発光管と、
前記細管部に挿入して設けられた電極と、
前記発光管の内部に封入された発光物質とを備え、
前記発光物質の封入量が、前記細管部の内部に形成される隙間体積に基づいて設定されている高圧放電ランプ。
【請求項２】
本管部及び細管部を有する発光管と、
前記細管部に挿入して設けられた電極と、
前記発光管の内部に封入された発光物質とを備え、
ランプ動作中において、液状となった前記発光物質量が、前記細管部の内部に形成される隙間体積以下に設定されている高圧放電ランプ。
【請求項３】
前記発光物質の封入量Ｙ（μｍｏｌ）は、前記細管部の隙間体積をＸ（ｍｍ３）とした場合、１４×ｌｎ（Ｘ）≦Ｙ≦４０×ｌｎ（Ｘ）を満たすように設定されている請求項１記載の高圧放電ランプ。
【請求項４】
前記発光物質の封入量Ｙ（μｍｏｌ）は、前記細管部の隙間体積をＸ（ｍｍ３）とした場合、１４×ｌｎ（Ｘ）≦Ｙ≦１４×ｌｎ（Ｘ）＋１８を満たすように設定されている請求項２記載の高圧放電ランプ。
【請求項５】
前記細管部に挿入して設けられた電極は、一対の電極であり、
ランプ電力をＷ（ワット）、前記本管部の内径をＤ（ｍｍ）、前記一対の電極の先端の間の距離をＥ（ｍｍ）とした場合、
Ｇ＝Ｗ／（３．１４×Ｄ×Ｅ×０．０１）で表される管壁負荷Ｇ（ワット／ｃｍ２）が、２０≦Ｇ≦４０を満たしている請求項１乃至４の何れか一項に記載の高圧放電ランプ。
【請求項６】
前記管壁負荷Ｇ（ワット／ｃｍ２）が、３０≦Ｇ≦４０を満たしている請求項５記載の高圧放電ランプ。
【請求項７】
前記発光物質が、金属ハロゲン化物である請求項１乃至６の何れか一項に記載の高圧放電ランプ。
【請求項８】
前記発光管が、透光性セラミックである請求項１乃至７の何れか一項に記載の高圧放電ランプ。
【請求項９】
前記ランプが、セラミックメタルハライドランプである請求項１乃至８の何れか一項に記載の高圧放電ランプ。