(57)【要約】【課題】発光管21および中筒22を確実に支持し、光学特性を安定させることができる高圧放電ランプ11を提供する。【解決手段】支持板23，24の基板部37，43をサポートワイヤ18に設け、基板部23，24で中筒22を両端部側から挟み込み、中筒22を支持する。支持板24の発光管支持部47で発光管21の一端を支持し、支持板23の発光管支持用弾性板部42を発光管21の他端の小径筒部28の外周に弾性接触させ、発光管21を位置決め支持する。支持板23は、接触している側の小径筒部28の内部の電極30と対向電位に接続し、支持板23を発光管21の始動を補助する始動補助導体と兼用する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
両端に一対の小径筒部を有し、小径筒部内に電極がそれぞれ封装されるとともに放電媒体が封入された発光管と；
発光管の周囲に配置される円筒状で透光性を有する中筒と；
発光管および中筒を収納する外管と；
外管内に設けられる支持体と；
外管内で支持体に支持され中筒を端部から支持する基板部、および発光管の小径筒部の外表面に接触する弾性板部を有する支持板と；
を具備していることを特徴とする高圧放電ランプ。
【請求項２】
支持板の弾性板部は、接触している側の小径筒部の内部に封装されている電極と対向電位に接続されている
ことを特徴とする請求項１記載の高圧放電ランプ。
【請求項３】
ランプ電力は２００Ｗ〜４００Ｗであり、
中筒は３８０ｎｍ以下の波長の光を遮断する
ことを特徴とする請求項１または２記載の高圧放電ランプ。
【請求項４】
器具本体と；
器具本体に装着された請求項１ないし３いずれか一記載の高圧放電ランプと；
を具備していることを特徴とする照明装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、外管内に発光管を収納した高圧放電ランプ、およびこの高圧放電ランプを用いた照明装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の高圧放電ランプでは、外管内に発光管を収納し、外管内に配置される一対のサポートワイヤで発光管を支持するとともに導体であるサポートワイヤを通じて発光管に給電している。発光管の周囲には発光管を保温して高効率および高演色性を維持させるための円筒状で透光性を有する中筒を配置し、一方のサポートワイヤに取り付けた支持バンドによって中筒を支持している。さらに、この支持バンドに設けた複数の弾性板を発光管に当接させて落下などの外部からの衝撃に対して発光管が破損するのを防止している（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、高圧放電ランプにおける課題として始動性の問題がある。高圧放電ランプは一対の端部を有しており、一方の端部には補助スタータが巻きつけられており、この補助スタータは補助スタータが巻きつけられている端部に収納されている電極とは対向している側の電極と同電位に接続されている。このように構成することによって、始動時に放電ランプの端部の外表面にこの端部に収納されている電極と対向する電位を印加することによって、放電ランプの始動性を向上させている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−７５２７２号公報（第３頁、図１）
【０００５】
【特許文献２】
特開２０００−３０６６３号公報（第３頁、図１）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、一方のサポートワイヤに取り付けられた支持バンドによって中筒を支持し、なおかつ中筒を片持ち状態で支持するため、支持バンドが位置ずれしやすく、中筒を確実に支持できず、外部からの衝撃により支持バンドに対して中筒が位置ずれしたり外れ、光学特性が不安定になる問題がある。さらに、落下などの外部からの衝撃に対して発光管が破損するのを防止するために、支持バンドに設けた弾性板を発光管に当接させているが、支持バンドが位置ずれしやすいため、発光管を確実に支持できない問題がある。
【０００７】
また、高圧放電ランプの始動性を向上させるために、特許文献２のように端部に補助スタータを巻きつけることは、作業性に問題がある。特に、中筒を設ける場合には中筒と発光管との間でこの補助スタータを取り付け接続をしなければならず、作業が煩雑であり量産することなどが困難であった。
【０００８】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、発光管および中筒を確実に支持し、光学特性を安定させることができ、さらに、始動性向上させるとともに、生産性も向上させることができる高圧放電ランプ、およびこの高圧放電ランプを用いた照明装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の高圧放電ランプは、両端に一対の小径筒部を有し、小径筒部内に電極がそれぞれ封装されるとともに放電媒体が封入された発光管と；発光管の周囲に配置される円筒状で透光性を有する中筒と；発光管および中筒を収納する外管と；外管内に設けられる支持体と；外管内で支持体に支持され中筒を端部から支持する基板部、および発光管の小径筒部の外表面に接触する弾性板部を有する支持板と；を具備しているものである。
【００１０】
そして、この構成では、支持板の基板部を支持体に設け、この基板部によって中筒の端部を支持することで、中筒を確実に支持する。基板部に設けられた弾性板部を発光管の小径筒部に弾性接触させて発光管を支持することで、発光管を確実に位置決め支持する。これら中筒および発光管の確実な支持によって光学特性が安定する。
【００１１】
請求項２記載の高圧放電ランプは、請求項１記載の高圧放電ランプにおいて、支持板の弾性板部は、接触している側の小径筒部の内部に封装されている電極と対向電位に接続されているものである。
【００１２】
そして、この構成では、小径筒部の外表面に接触している支持板から、この小径筒部の内部に収納されている電極の対向電位を印加することによって、電極間でのグロー放電が生じやすくなり、高圧放電ランプの始動性を向上させることが可能となる。そうして、支持板を発光管の始動を補助する始動補助導体と兼用でき、簡素化できる。
【００１３】
請求項３記載の高圧放電ランプは、請求項１または２記載の高圧放電ランプにおいて、ランプ電力は２００Ｗ〜４００Ｗであり、中筒は３８０ｎｍ以下の波長の光を遮断するものである。
【００１４】
そして、この構成では、ランプ電力が２００Ｗ〜４００Ｗで発光管から出射する紫外線量が比較的多くても、中筒によって３８０ｎｍ以下の波長の光を遮断することで、外部へ出る紫外線量を低減する。
【００１５】
請求項４記載の照明装置は、器具本体と；器具本体に装着された請求項１ないし３いずれか一記載の高圧放電ランプと；を具備しているものである。
【００１６】
そして、この構成では、請求項１ないし３いずれか一記載の高圧放電ランプを備えたことで、光学特性が安定する。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１８】
図１ないし図７に第１の実施の形態を示し、図１は高圧放電ランプの外管を透過した状態の正面図、図２は高圧放電ランプの外管を透過した状態の側面図、図３は高圧放電ランプの支持体の底面図、図４は高圧放電ランプの支持体の展開図、図５は高圧放電ランプの発光管の断面図、図６は高圧放電ランプの中筒の光透過特性図、図７は高圧放電ランプを用いた照明装置の断面図である。
【００１９】
図１および図２に示すように、高圧放電ランプ11は、ランプ電力が２００Ｗ〜４００Ｗのメタルハラルドランプで、透光性を有する例えばホウケイ酸ガラスなどの硬質ガラスで電球状、いわゆるＢＴ型の外管12を有し、この外管12の内部に希ガスとして不活性ガスまたは窒素ガスが充填されている。外管12の軸方向の一端である封止された基端部には、エジソン形のねじ込み式の口金13が取り付けられている。
【００２０】
口金13が取り付けられている外管12の基端側の内部には電気的絶縁性を有するステム14が設けられている。そして、このステム14の先端側には、口金13のシェル側とアイレット側とにそれぞれ電気的に接続される一対の接続ワイヤ15，16が導出され、これら接続ワイヤ15，16間から支持ワイヤ17が導出されている。
【００２１】
一方の接続ワイヤ15および支持ワイヤ17には、略コ字状に線材が折り曲げられて形成された金属製の支持体としてのサポートワイヤ18の中間部が電気的に接続されて溶接などにて取り付けられ、このサポートワイヤ18の両端側のサポート部19が外管12の先端側へ向けて略平行に延設されている。他方の接続ワイヤ16には、サポートワイヤ18の一対のサポート部19間に突出する金属製のサポートワイヤ20が電気的に接続されて溶接などにて取り付けられている。
【００２２】
また、外管12の略中心位置には、発光管21が配置され、この発光管21の周囲に中筒22が配置され、これら発光管21および中筒22を支持する一対の支持板23，24が一方のサポートワイヤ18の一対のサポート部19に取り付けられて配置されている。
【００２３】
図５に示すように、発光管21は、透光性を有する例えばセラミックスや高シリカガラスなどで形成された放電容器25を有し、この放電容器25には内部に中空の放電空間26を形成する発光部27が形成され、この発光部27の軸方向の両端に小径筒部28，29がそれぞれ突出形成されている。
【００２４】
放電空間26には、アルゴン（Ａｒ）などの希ガスと水銀とともにナトリウム（Ｎａ）などの希土類金属のハロゲン化物であるヨウ化物の混合物の放電媒体となるイオン化媒体が封入され、発光効率、演色性や色温度特性の向上および黒化を抑制している。
【００２５】
放電空間26の両端の小径筒部28，29には、一対の電極30，31がこれら電極30，31に電気的および機械的に接続された給電導体32，33を介して封装されている。これら電極30，31は、例えばタングステン（Ｗ）またはトリウム（Ｔｈ）入りタングステンなどを有する金属製で、先端が発光部27内に突出する軸部34、およびこの軸部34の先端に巻かれた電極コイル35をそれぞれ有している。給電導体32，33は、例えばニオブ（Ｎb）やタンタル（Ｔa）などの金属製で、小径筒部28，29の外部に導出され、シール36によってそれぞれ封止されている。
【００２６】
また、図１および図２に示すように、中筒22は、透光性を有する例えば石英ガラス製で、発光管21の軸方向に開口した円筒状に形成され、内側に発光管21が配置される。中筒22の軸方向の長さは発光管21の小径筒部28，29を含む軸方向の長さより短く、発光部27より長く形成され、中筒22の両端から発光管21の小径筒部28，29の端部がそれぞれ突出されている。
【００２７】
中筒22は、酸化珪素（ＳiＯ2）、酸化アルミニウム（ＡlＯ3）、酸化セリウム（ＣeＯ3）、酸化チタン（ＴiＯ2）などを主成分として含有し、酸化チタン（ＴiＯ2）の作用によって図６に示すように３８０ｎｍ以下の紫外線の波長域の光が透過しないように遮断する。このように中筒22の材質に紫外線遮断効果のある酸化チタン（ＴiＯ2）を含有することにより、中筒22が高温になっても、熱による影響が少なく、中筒22に紫外線遮断効果のある薬品を塗布した場合のように熱によって蒸発することがなく、長期にわたって紫外線遮断効果を維持できる。
【００２８】
中筒22の内径は、発光管21の外径にもよるが、ランプ電力が２００Ｗ〜４００Ｗの発光管21の場合には、２０ｍｍ〜３５ｍｍが好ましく、肉厚は１．０ｍｍ〜２．０ｍｍが好ましい。内筒22の内径が２０ｍｍより小さいと発光管21との間隔が小さく発光管21の保温効果が過剰となって熱で発光管21が損傷し、内筒22の内径が３５ｍｍより大きいと外管12も大きくなってしまう。
【００２９】
また、図１ないし図４に示すように、一方の支持板23は、弾性を有する金属製で、中筒22より大径に形成された略円板状の基板部37を有し、この基板部37の周縁部には中筒22の端面に当接する当接部38が形成され、基板部37の周縁部の複数箇所つまり２箇所には基板部37から略直角に折曲されて一方のサポートワイヤ18の各サポート部19に溶接などによって電気的および機械的に接続される取付板部39が形成され、基板部37の周縁部の複数箇所つまり３箇所には中筒22の内壁に弾性的に当接して中筒22を基板部37に対する中心位置に位置決め支持する中筒支持用弾性板部40が形成されている。
【００３０】
基板部37の中央には発光管21の口金13側である一端側の給電導体32および小径筒部28が挿通する開口部41が形成され、この開口部41の縁部の複数箇所つまり３箇所には発光管21の小径筒部28の外表面である外周に弾性的に当接して発光管21を基板部37に対する中心位置に位置決め支持する弾性板部としての発光管支持用弾性板部42が形成されている。
【００３１】
図４に示すように、一方の支持板23の展開状態では、各中筒支持用弾性板部40を結ぶ仮想円の外径が中筒22の内径より大きく、組立状態において、各中筒支持用弾性板部40が中筒22の内壁に弾性的に当接し、３点支持によって中筒22を基板部37に対する中心位置に正確に位置決め可能としている。また、各発光管支持用弾性板部42の先端間を結ぶ仮想円の内径が発光管21の小径筒部28の外径より小さく、組立状態において、３つの発光管支持用弾性板部42が発光管21の小径筒部28の外周に弾性的に当接し、３点支持によって発光管21の口金13側の一端側を基板部37に対する中心位置に正確に位置決め可能としている。
【００３２】
支持板23の厚みは０．１５ｍｍ〜０．５０ｍｍの範囲が好ましく、０．１５ｍｍより小さい場合には発光管21および中筒22を弾性によって確実に保持できず、０．５０ｍｍより大きい場合には衝撃に対する発光管21の緩衝作用が十分でない。
【００３３】
支持板23の各発光管支持用弾性板部42が発光管21の小径筒部28の外周に当接する位置は、発光管21の小径筒部28の端面から、５ｍｍ以上であることが好ましい。この距離（図１にｘと示す距離）が５ｍｍ以下であると、発光管21の小径筒部28の端部にある給電導体32と支持板23との間で放電してしまう可能性があるためである。また、距離ｘの最大値は、支持板23の各発光管支持用弾性板部42が発光管21の小径筒部28の外周に当接する位置が発光管21の発光部27と小径筒部28との境目にある位置と、小径筒部28の端面の位置との距離を示す。
【００３４】
また、図１および図２に示すように、他方の支持板24は、弾性を有する金属製で、中筒22より大径に形成された略円板状の基板部43を有し、この基板部43の周縁部には中筒22の端面に当接する当接部44が形成され、基板部43の周縁部の複数箇所つまり２箇所には基板部43から略直角に折曲されて一方のサポートワイヤ18の各サポート部19に溶接などによって電気的および機械的に接続される取付板部45が形成され、基板部43の周縁部の複数箇所つまり３箇所には中筒22の内壁に弾性的に当接して中筒22を基板部43に対する中心位置に位置決め支持する中筒支持用弾性板部46が形成されている。
【００３５】
基板部43の中央には発光管21の口金13と反対側である他端側の給電導体33および小径筒部29が挿通する図示しない開口部が形成され、この開口部の縁部の１箇所から発光管21の給電導体33に溶接などによって電気的および機械的に接続される発光管支持部47が切り起こし形成されている。発光管支持部47によって発光管21の口金13と反対側の他端側を基板部43に対する中心位置に正確に位置決め支持している。
【００３６】
また、発光管21の口金13側の給電導体32には、サポートワイヤ20との間に接続線48が電気的に接続され、口金13側から給電可能としている。発光管21の口金13と反対側の給電導体33には、支持板24を通じてワイヤサポート18が電気的に接続され、口金13側から給電可能としている。
【００３７】
また、一方のサポートワイヤ18の先端には外管12内の不純物を吸着するゲッタ49が取り付けられている。
【００３８】
そして、このように構成された高圧放電ランプ11では、サポートワイヤ18の両サポート部19間に取り付けた一対の支持板23，24の基板部37，43によって中筒22を両端部側から挟み込むことで、中筒22を確実に支持でき、しかも、各基板部37，43に設けられた３つの中筒用弾性保持板部40，46が中筒22の内壁に弾性的に当接し、３点支持によって中筒22を基板部37に対する中心位置に正確に位置決めして支持できる。
【００３９】
さらに、基板部43に設けられた発光管支持部47で発光管21の口金13と反対側の端部を基板部43に対する中心位置に正確に位置決め支持できるとともに、基板部37に設けられた３つの発光管支持用弾性板部42が発光管21の口金13側の端部に当接し、３点支持によって発光管21の口金13側の端部を基板部37に対する中心位置に正確に位置決めして支持できる。
【００４０】
したがって、これら中筒22および発光管21を確実に支持でき、高圧放電ランプ11の光学特性を安定させることができる。
【００４１】
また、一方の支持板23はサポートワイヤ18を通じて発光管21の対向する電極31と同電位に接続し、この支持板23の発光管支持用弾性板部42で発光管21の電極30側の端部を支持することで、始動時に、発光管21の小径筒部28の外表面に接触している支持板23の発光管支持用弾性板部42から、この小径筒部28の内部に収納されている電極30の対向電位を印加し、支持板23の発光管支持用弾性板部42と電極30との間に補助放電が生じさせ、電極30，31間でのグロー放電を生じやすくできる。そのため、支持板23を発光管21の始動を補助する始動補助導体として兼用でき、簡素化できる。
【００４２】
また、ランプ電力が２００Ｗ〜４００Ｗで、高効率にするために放電媒体として希土類金属が含まれているために、発光管21から出射する紫外線量が比較的多くても、中筒22によって３８０ｎｍ以下の波長の光を遮断することで、高圧放電ランプ11の外部へ出る紫外線量を低減できる。
【００４３】
次に、図７に示すように、高圧放電ランプ11を用いる照明装置51は、天井52に埋め込み設置される埋込形照明装置で、天井52側に取り付けられる器具本体53を有し、この器具本体53に高圧放電ランプ11の口金13が接続されるランプソケット54が取り付けられ、このランプソケット54の下方に高圧放電ランプ11の光を照射方向である下方へ向けて反射させる反射鏡55が配置され、この反射鏡55の開口側を覆って前面ガラス56が着脱可能に配置されている。ランプソケット54は図示しない高圧放電ランプ用安定器を備えた高圧放電ランプ点灯装置に電気的に接続されている。
【００４４】
そして、照明装置51では、高圧放電ランプ11を備えたことで、光学特性を安定させることができる。
【００４５】
次に、図８に第２の実施の形態を示し、図８は高圧放電ランプの外管を透過した状態の正面図である。
【００４６】
始動装置61を内蔵した高圧放電ランプ11であり、他方の接続ワイヤ16に抵抗体62が電気的に接続され、この抵抗体62がバイメタル63を有するバイメタルスイッチ回路64に電気的に接続されている。バイメタルスイッチ回路64では基板としてセラミック基板65が用いられており、このセラミック基板65には互いに絶縁された少なくとも４つの金属片66，67，68，69が固定され、２つの金属片66，67が一方のサポートワイヤ18の各サポート部19に固定され、残りの２つの金属片68，69がスイッチ回路の一部を構成するもので、その一方の金属片68に抵抗体62が電気的に接続され、他方の金属片69に始動用グロースタータを有する始動器70が電気的に接続されている。始動器70は一方のサポートワイヤ18に取り付けられ、この始動器70の一方の端子がバイメタル63および抵抗体62を通じて他方のサポートワイヤ20に電気的に接続され、他方の端子が一方のサポートワイヤ18に電気的に接続されている。セラミック基板65の厚みは１．０ｍｍ〜３．０ｍｍである。
【００４７】
そして、高圧放電ランプ11の始動、点灯動作について説明すれば、まず、口金13を図示しないランプソケットに装着して電源を投入することにより、最初のうちは外管12内の温度が低いためバイメタル63は導通状態を維持し、始動器70に電源を供給するとともに、始動器70で発生するパルスを一方の電極30および支持板23の発光管支持用弾性板部42間に電圧を印加する。この状態で、一方の電極30および支持板23の発光管支持用弾性板部42間で放電が生起し、始動器70によりキック電圧が発生すると、電極30，31間でグロー放電からアーク放電に転移して、放電を開始する。
【００４８】
その後、電極30，31間で放電が続くと、外管12内の温度が上昇し、バイメタル63は開放され、始動器70への電力供給が終了し、不必要なエネルギの消費をなくす。
【００４９】
この実施の形態によれば、セラミック基板65を用いることにより、強度が高く、例えばインシュレータなどを用いる必要がなく、簡素化でき、しかも、温度変化が少なく、バイメタル63の動作を安定させることができる。
【００５０】
なお、前記実施の形態において、外管12はＡ形、ＡＰ形、Ｂ形、ＢＴ形およびＥＤ形のいずれを用いても同様の効果を得ることができる。
【００５１】
【発明の効果】
請求項１記載の高圧放電ランプによれば、支持板の基板部を支持体に設け、この基板部によって中筒の端部から支持することで、中筒を確実に支持でき、かつ、基板部の弾性板部を発光管の小径筒部の外表面に弾性接触させて発光管を支持することで、発光管を確実に位置決め支持でき、これら中筒および発光管の確実な支持によって光学特性を安定させることができる。
【００５２】
請求項２記載の高圧放電ランプによれば、請求項１記載の高圧放電ランプの効果に加えて、小径筒部の外表面に接触している支持板から、この小径筒部の内部に収納されている電極の対向電位を印加することによって、電極間でのグロー放電が生じやすくなり、高圧放電ランプの始動性を向上させることができる。そうして、支持板を発光管の始動を補助する始動補助導体と兼用でき、簡素化できる。
【００５３】
請求項３記載の高圧放電ランプによれば、請求項１または２記載の高圧放電ランプの効果に加えて、ランプ電力が２００Ｗ〜４００Ｗで発光管から出射する紫外線量が比較的多くても、中筒によって３８０ｎｍ以下の波長の光を遮断することで、外部へ出る紫外線量を低減できる。
【００５４】
請求項４記載の照明装置によれば、請求項１ないし３いずれか一記載の高圧放電ランプを備えたことで、光学特性を安定させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す高圧放電ランプの外管を透過した状態の正面図である。
【図２】同上高圧放電ランプの外管を透過した状態の側面図である。
【図３】同上高圧放電ランプの支持体の底面図である。
【図４】同上高圧放電ランプの支持体の展開図である。
【図５】同上高圧放電ランプの発光管の断面図である。
【図６】同上高圧放電ランプの中筒の光透過特性図である。
【図７】同上高圧放電ランプを用いた照明装置の断面図である。
【図８】第２の実施の形態を示す高圧放電ランプの外管を透過した状態の正面図である。
【符号の説明】
11    高圧放電ランプ
12    外管
18    支持体としてのサポートワイヤ
21    発光管
22    中筒
23，24    支持板
28，29    小径筒部
30，31    電極
37，43    基板部
42    弾性板部としての発光管支持用弾性板部
51    照明装置
53    器具本体
【図１】
2004193009.tif 000003
【図２】
2004193009.tif 000004
【図３】
2004193009.tif 000005
【図４】
2004193009.tif 000006
【図５】
2004193009.tif 000007
【図６】
2004193009.tif 000008
【図７】
2004193009.tif 000009
【図８】
2004193009.tif 000010