(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
銅鉄製安定器を用いて点灯した場合、点灯が安定する前に、ランプ電圧が点灯安定時よりも５ボルト以上高くなるランプ電圧特性を有するセラミック製発光管を用いたランプと、立ち上がり時のランプ電圧の上昇を抑制する電子安定器または調光始動方式の安定器とを備えたことを特徴とするランプ装置。
【請求項２】
電極体と、該電極体が挿入される細管部を有するセラミック製発光管とを備え、前記細管部の先端部と前記電極体との間が密封され、前記細管部内の空間容積（ｍｍ3 ）の値Ｖ及びランプ電力（Ｗ）の値Ｐが、Ｖ≧０.０７１Ｐ−７．６の関係を満足するランプと、立ち上がり時のランプ電圧の上昇を抑制する電子安定器または調光始動方式の安定器とを備えたことを特徴とするランプ装置。
【請求項３】
前記ランプの細管部の長さＬ及び内径Ｒは、Ｌ≧１２Ｒの関係を満足することを特徴とする請求項２記載のランプ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ランプ装置及びランプに関し、特に、透光性セラミック製発光管を用いたランプ装置及びランプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
セラミックメタルハライドランプ等の透光性セラミック製の発光管を用いたランプは、例えば図１に示すように、筒状の発光管２の端部に形成された細管部４から電極体（電極６，電気導入体（Ｎｂ：ニオブ）６ａ，電気導入体（Ｍｏ：モリブデン）６ｂ）が挿入され、細管部４の先端部及び電極体（６，６ａ，６ｂ）間の隙間をスペーサ１１及びフリット（１０）等を用いて密封している。以下、密封部分をロウ付け部１０と呼ぶ。
【０００３】
この種のランプの寿命は、発光管２内の封入物のリークで決まることが多い。封入物のリークは、点灯時と消灯時との温度差によるロウ付け部１０の劣化によって生じる。そのため、ランプの寿命は、点灯中のロウ付け部１０の温度に依存して決まることが多い。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本願発明者は、細管部４の長さＬを長くして、発光管本体からロウ付け部１０を離すことにより、点灯時のロウ付け部１０の温度を低下させてランプを長寿命化できると考えた。ここで、細管部４の長さＬは、細管部４内側の形状が等しい部分の長さである。
【０００５】
しかし、細管部４の長さＬ（ｍｍ）を長くし、細管部４内の空間容積Ｖ（ｍｍ3 ）が必然的に増加したランプを一般的な銅鉄製安定器と組み合わせて１０回点灯を試みた結果、表１及び２に示すように、空間容積Ｖの増加にともなって、点灯回数が低下した。
【０００６】
【表１】
0004691864.tif 000002
【０００７】
【表２】
0004691864.tif 000003
【０００８】
ここで、表１は３６０Ｗのランプで、細管部４の内径は２．０ｍｍ、電極６の径は０．９ｍｍ、電極６に巻かれたコイル８の径は０．４５ｍｍ、ロウ付け部１０の長さは６ｍｍである。また、表２は２２０Ｗのランプで、細管部４の内径は１．５ｍｍ、電極６の径は０．６ｍｍ、電極６に巻かれたコイル８の径は０．３５ｍｍ、ロウ付け部１０の長さは６ｍｍである。
【０００９】
また、細管部４の長さＬと細管部４内の空間容積Ｖとの関係を表３及び４に示す。細管部４内の空間容積Ｖ（ｍｍ3）は、細管部４内の容積Ｖ０と、電極６の容積Ｖ１と、コイル８の容積Ｖ２と、ロウ付け部１０の容積Ｖ３とを用いて、
Ｖ＝Ｖ０−（Ｖ１＋Ｖ２＋Ｖ３）
より求めることができる。細管部４内の容積Ｖ０は、細管部４の内径と細管部４の長さＬとから求めることができる。電極６の容積Ｖ１は、電極６の径と細管部４の長さＬとから求めることができる。コイル８の容積Ｖ２は、コイル８の径と細管部４の長さＬとから求めることができる。ロウ付け部１０の容積Ｖ３は、細管部４及び電極６の径とロウ付け部１０の長さとから求めることができる。
【００１０】
【表３】
0004691864.tif 000004
【００１１】
【表４】
0004691864.tif 000005
【００１２】
本願発明者は、表１及び２に示したようにランプが確実に点灯しない原因を明らかにすべく詳細な調査を行った結果、図２の実線に示すように、点灯初期にランプ電圧が安定時の電圧よりも上昇してピークが生じ、ピーク部分のランプ電圧の変動によってランプが立ち消えることを知見した。特に、点灯時間が長いほど、ピークが大きくなる傾向があり、立ち消えが起こり易いことがわかった。
【００１３】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、点灯初期にランプ電圧が安定時の電圧よりも上昇してピークが生じるランプを、電圧上昇を抑制する電子安定器または調光始動方式の安定器と組み合わせて点灯することにより、ランプの立ち消えを防止して確実に点灯できるランプ装置を提供することを目的とする。
【００１４】
また、本発明は、細管部の空間容積Ｖ（ｍｍ3）が、
Ｖ≧０.０７１Ｐ−７．６（Ｐはランプ電力）
であり、点灯初期にランプ電圧が安定時の電圧よりも上昇してピークが生じるランプを、電圧上昇を抑制する電子安定器または調光始動方式の安定器と組み合わせて点灯することにより、ランプの立ち消えを防止して確実に点灯できるランプ装置を提供することを目的とする。
【００１５】
また、本発明は、細管部の長さＬを、
Ｌ≧１２Ｒ（Ｒは細管部の内径）
の範囲内で長くすることにより、細管部の先端部の温度を低下させてロウ付け部の劣化を抑制した長寿命なランプ装置を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
第１発明に係るランプ装置は、銅鉄製安定器を用いて点灯した場合、点灯が安定する前に、ランプ電圧が点灯安定時よりも５ボルト以上高くなるランプ電圧特性を有するセラミック製発光管を用いたランプと、立ち上がり時のランプ電圧の上昇を抑制する電子安定器または調光始動方式の安定器とを備えたことを特徴とする。
【００１７】
このようなランプ装置は、電子安定器または調光始動方式の安定器により、ランプ電圧の上昇を抑制することができる。銅鉄製安定器と組み合わせて点灯した場合に、ランプ電圧が安定時の電圧よりも５ボルト以上上昇してピークが生じるランプは、ピークの発生によって立ち消えが起こることがある。電子安定器または調光始動方式の安定器によって、ランプ電圧の上昇を抑制し、ランプ電圧を安定時の電圧以下に保つことができる。ランプ電圧が安定時の電圧を超えないためにピークは生じず、ランプの立ち消えは起こらないため、ランプを確実に点灯することができる。
【００１８】
第２発明に係るランプ装置は、電極体と、該電極体が挿入される細管部を有するセラミック製発光管とを備え、前記細管部の先端部と前記電極体との間が密封され、前記細管部内の空間容積（ｍｍ3 ）の値Ｖ及びランプ電力（Ｗ）の値Ｐが、
Ｖ≧０.０７１Ｐ−７．６
の関係を満足するランプと、立ち上がり時のランプ電圧の上昇を抑制する電子安定器または調光始動方式の安定器とを備えたことを特徴とする。
【００１９】
このようなランプ装置は、電子安定器または調光始動方式の安定器により、ランプ電圧の上昇を抑制することができる。細管部の空間容積Ｖ（ｍｍ3 ）が、
Ｖ≧０.０７１Ｐ−７．６（Ｐはランプ電力（Ｗ）の値）
のランプを銅鉄製安定器と組み合わせて点灯した場合、空間容積を増加させたことによって、ランプ電圧が安定時の電圧よりも上昇してピークが生じることが多くなる。このようなピークの発生によって、ランプが立ち消えることがある。電子安定器または調光始動方式の安定器によって、ランプ電圧の上昇を抑制し、ランプ電圧を安定時の電圧以下に保つことができる。ランプ電圧が安定時の電圧を超えないためにピークは生じず、ランプの立ち消えは起こらないため、ランプを確実に点灯することができる。
【００２０】
第３発明に係るランプ装置は、第２発明において、前記ランプの細管部の長さＬ及び内径Ｒは、
Ｌ≧１２Ｒ
の関係を満足することを特徴とする。
【００２１】
このようなランプ装置は、電子安定器または調光始動方式の安定器により、
ランプ電圧の上昇を抑制することができる。細管部の長さが
Ｌ≧１２Ｒ
のランプを銅鉄製安定器と組み合わせて点灯した場合、細管部を長くして空間容積を増加させたことによって、ランプ電圧が安定時の電圧よりも上昇してピークが生じることがある。このようなピークの発生によって、ランプが立ち消えることがある。電子安定器または調光始動方式の安定器によって、ランプ電圧の上昇を抑制し、ランプ電圧を安定時の電圧以下に保つことができる。ランプ電圧が安定時の電圧を超えないためにピークは生じず、ランプの立ち消えが起こらないため、ランプを確実に点灯することができる。さらに、細管部の長さＬを、
Ｌ≧１２Ｒ（Ｒは細管部の内径）
となるように長くし、ロウ付け部を発光管本体から離すことにより、ランプ点灯時のロウ付け部の温度を低下させることができる。セラミック製発光管は、電極体が金属製、発光管細管部がセラミック製であり、両者の熱膨張率が異なるためにロウ付け部が劣化し易いが、点灯時の温度を低下させることでロウ付け部の劣化を抑制し、発光管内の封入物のリークを減少させ、ランプの長寿命化を図ることができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。図１にランプの構成を示す。ランプは、筒状の透光性セラミック製の発光管２の端部に形成された細管部４から電極体（６，６ａ，６ｂ）が挿入されている。細管部４の先端部付近のロウ付け部１０で、細管部４及び電極体（６，６ａ，６ｂ）間の隙間が密封されている。
【００２３】
ランプを銅鉄製安定器と組み合わせて点灯した場合、図２の実線に示したように、点灯開始から点灯安定までの期間（以下、点灯初期）において、ランプ電圧が安定時の電圧（図２では１２０ボルト）よりも上昇してピークが生じる。２００Ｗ以上の中・高ワットのランプほど、ランプ電流が大きく、ランプ電圧が安定時の電圧よりも上昇してピークが生じやすい傾向がある。特に、２２０Ｗ以上の中・高ワットのランプでピークが生じやすく、本実施の形態では、２２０Ｗ及び３６０Ｗのランプを例にして説明する。本発明は、２２０Ｗ〜３６０Ｗのランプに特に適しているが、２００Ｗ〜７００Ｗのランプにも適用できる。
【００２４】
本発明に係るランプ装置は、ランプを、電子安定器または調光始動方式の安定器と組み合わせて点灯する。電子安定器または調光始動方式の安定器は、ランプ電圧の上昇を抑制する手段として動作する。
【００２５】
電子安定器は、ランプ電圧上昇を抑制する機能を備え、図２の１点鎖線に示すように、ランプ電圧が安定電圧（１２０ボルト）を超えて上昇しないように、ランプ電圧の上昇を抑制する。例えば、ランプ電圧を検出する回路と、検出した電圧が所定値（図２では１００ボルト）に達したことを検出する回路と、検出した電圧が所定値に達した場合、電圧の上昇を抑制してランプ電力を一定に保つ回路とを備える。
【００２６】
調光始動方式の安定器は、ランプ電流の上昇を抑制する機能を備え、点灯直後のランプ電流を徐々に増加させる。例えば、ランプ電流を検出する回路と、検出した電流の増加率を検出する回路と、検出した増加率に比例して電流の上昇を抑制する回路とを備える。電流の上昇を抑制することにより、図２の破線に示すように、ランプ電圧の上昇を抑制できる。
【００２７】
電子安定器または調光始動方式の安定器を用いることにより、図２の実線に示す銅鉄製安定器を用いた場合の点灯初期の電圧上昇を抑制し、ランプ電圧を安定時の電圧以下に保つことができる。ここで、図２の実線に示す電圧上昇により生じるピークは、１分間で０．２ボルトから２ボルトの電圧変動であり、アークスポットの移動等による一時的な電圧変動は含まない。また、ピークは、安定時より５ボルト以上高くなる電圧上昇であり、ランプ製造時の特性のバラツキ又は点灯条件の違い等で生じる５ボルト未満の電圧上昇は含まない。
【００２８】
細管部４の長さＬを長くしたランプを、電子安定器と組み合わせて１０回点灯を試みた場合の点灯回数を表５及び表６に示す。表５及び表６のランプ（３６０Ｗ及び２２０Ｗ）は、表１及び表２のランプ（３６０Ｗ及び２２０Ｗ）と同様である。
【００２９】
【表５】
0004691864.tif 000006
【００３０】
【表６】
0004691864.tif 000007
【００３１】
表５及び６に示すように、電子安定器を用いることにより、細管部４の長さＬを長くし、細管部４の空間容積Ｖを増加させたランプを、確実に点灯することができる。
【００３２】
表１及び２に示したように、従来の銅鉄製安定器で確実に点灯しない、ランプ電力が３６０Ｗ、細管部４の空間容積が１８ｍｍ3 以上のランプと、ランプ電力が２２０Ｗ、細管部４の空間容積が８ｍｍ3 以上のランプとを、本発明のランプ装置では確実に点灯することができる。前記ランプ電力と前記細管部４の空間容積との間には、比例関係があるので、従来の銅鉄製安定器で確実に点灯しない、ランプ電力Ｐが２００〜７００Ｗ（特に好ましくは２２０Ｗ〜３６０Ｗ）、細管部４の空間容積Ｖ（ｍｍ3 ）が
Ｖ≧０.０７１Ｐ−７．６
のランプを、本発明のランプ装置では確実に点灯することができる。
【００３３】
また、表１及び２に示したように、従来の銅鉄製安定器で全く点灯しない、ランプ電力が３６０Ｗ、細管部４の空間容積が２１ｍｍ3 以上のランプと、ランプ電力が２２０Ｗ、細管部４の空間容積が１０ｍｍ3 以上のランプとを、本発明のランプ装置では確実に点灯することができる。前記ランプ電力と前記細管部４の空間容積との間には、比例関係があるので、従来の銅鉄製安定器で全く点灯しない、ランプ電力Ｐが２００〜７００Ｗ（特に好ましくは２２０Ｗ〜３６０Ｗ）、細管部４の空間容積Ｖ（ｍｍ3 ）が
Ｖ≧０.０７９Ｐ−７．４
のランプを、本発明のランプ装置では確実に点灯することができる。
【００３４】
次に、５．５時間の点灯と０．５時間の消灯とを繰り返して本発明のランプの寿命を調べた結果、３６０Ｗのランプの寿命は、細管部４の長さＬが２３．５ｍｍの場合は１２０００時間、２９．５ｍｍの場合は２００００時間であり、２２０Ｗのランプの寿命は、細管部４の長さＬが１７．５ｍｍのときは１２０００時間、２０．５ｍｍのときは２００００時間であった。
【００３５】
細管部４の長さＬを長くすることにより、ランプの寿命を長くすることができる。細管部４の長さＬ（ｍｍ）を、上述した空間容積Ｖ（ｍｍ3 ）
Ｖ≧０.０７１Ｐ−７．６
に対応する長さＬ
Ｌ≧１２Ｒ  （ただし、Ｒは細管部４の内径）
とした場合、電子安定器または調光始動方式の安定器と組み合わせることにより、点灯を確実に行うことができる。
【００３６】
また、細管部４の長さＬ（ｍｍ）を、上述した空間容積Ｖ（ｍｍ3 ）
Ｖ≧０.０７９Ｐ−７．４
に対応する長さＬ
Ｌ≧１２Ｒ  （ただし、Ｒは細管部４の内径）
とした場合、電子安定器または調光始動方式の安定器と組み合わせることにより、点灯が可能になる。
【００３７】
ただし細管部４の長さＬを長くして空間容積を増加させるほど、細管部の容積が増大してランプの熱容量が増加し、ランプの光束等の特性が低下するため、細管部４の長さＬは、３６０Ｗの場合は３２．５ｍｍ以下、２２０Ｗの場合は２２．５ｍｍ以下にすることが好ましい。前記細管部４の長さと前記ランプ電力との間には比例関係があるので、細管部４の長さＬ（ｍｍ）は、ランプ電力Ｐが２００〜７００Ｗ（特に好ましくは２２０Ｗ〜３６０Ｗ）の場合は、
Ｌ≦０．０７１Ｐ＋７．０
とすることが好ましい。
【００３８】
以上、細管部を長くしたランプについて説明したが、銅鉄製安定器と組み合わせて点灯した場合、点灯が安定する前に、ランプ電圧が安定時よりも高くなってピークが生じるランプ電圧特性を有する任意のランプを、ランプ電圧の上昇を抑制する電子安定器または調光始動方式の安定器と組み合わせて点灯することにより、ピークの発生を抑制して立ち消えを防止することができる。
【００３９】
【発明の効果】
本発明のランプ装置によれば、点灯初期にランプ電圧が安定時の電圧よりも上昇してピークが生じるランプを、ランプ電圧の上昇を抑制する電子安定器または調光始動方式の安定器を用いて点灯することにより、ランプ電圧を安定時の電圧以下に抑え、立ち消えを防止してランプを確実に点灯することができる。
【００４０】
また、本発明のランプ装置によれば、点灯初期にランプ電圧が安定時の電圧よりも上昇してピークが生じることが多い、細管部内の空間容積を増加させたランプを、ランプ電圧の上昇を抑制する電子安定器または調光始動方式の安定器を用いて点灯することにより、ランプ電圧を安定時の電圧以下に抑え、立ち消えを防止してランプを確実に点灯することができる。また、細管部の長さを長くすることにより、点灯時のロウ付け部の温度を低下させて、ロウ付け部の劣化による発光管内の封入物のリークを抑制でき、ランプを長寿命化できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ランプの一構成例を示す断面図である
【図２】図１に示すランプのランプ電圧特性の一例を示す図である。
【符号の説明】
２  発光管
４  細管部
６  電極（電極体）
１０  ロウ付け部
【図１】
0004691864.tif 000008
【図２】
0004691864.tif 000009