(57)【要約】【課題】放電ランプの用途を拡大させる。【解決手段】希ガス及び金属ハロゲン化物を有する充填物が封入されている放電スペースと１６、放電スペース１６内で放電する電極１８と、放電スペース１６及び電極１８を覆う透光性を有する硬質ガラス体１４と、硬質ガラス体１４が取り付けられるキャップ１０と、キャップ１０に対して接続されていて硬質ガラス体１４を覆う透光性を有する軟質ガラス体２６とを備える。【選択図】  図１
2007305506.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
希ガス及び金属ハロゲン化物を有する充填物が封入されている放電スペースと、
前記放電スペース内で放電する電極と、
前記放電スペース及び前記電極を覆う透光性を有する第１被覆体と、
前記第１被覆体が取り付けられるキャップと、
前記キャップに対して接続されていて前記第１被覆体を覆う透光性を有する第２被覆体とを備える放電ランプ。
【請求項２】
前記第２被覆体は、前記放電スペースに対して少なくとも２ｃｍ以上の距離が空けられている請求項１記載の放電ランプ。
【請求項３】
前記第２被覆体と前記第１被覆体とのスペースに対する放熱機構を有する請求項１記載の放電ランプ。
【請求項４】
前記第１又は第２被覆体は、前記電極の放電に起因して前記放電スペースで発生する紫外線を吸収する紫外線吸収体を有する請求項１記載の放電ランプ。
【請求項５】
請求項１記載の放電ランプの使用方法であって、
前記電極の放電時に当該キャップを下側とする放電ランプの使用方法。
【請求項６】
請求項１記載の放電ランプと、
前記放電ランプに電力を供給するバッテリ電源と、
前記放電ランプと前記バッテリ電源との間に電気的に接続されており前記バッテリ電源のバッテリ電圧を昇圧するバラストと、を有する照明装置。
【請求項７】
前記バラストに接続されていて前記放電ランプのキャップを、当該キャップが前記放電ランプ本体に対して下側となる態様で受ける受部を有する、請求項６記載の照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放電ランプ、その使用方法及び照明装置に関し、特に、高圧ガス放電ランプ（ＨＩＤ (high intensity discharge)ランプまたはＵＨＰ(ultra high performance)ランプ）などの放電ランプ、その使用方法及び照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、特許文献１には、透光性セラミックランプ容器と、前記ランプ容器に入り込みかつ各々が前記ランプ容器内の電極を支持している第一および第二電流導体と、前記電流導体の周囲において前記ランプ容器をガス漏れしない態様で封止しているセラミック封止用コンパウンドと、前記ランプ容器内に希ガスと金属ハロゲン化物を有するイオン化可能な充填物を有し、前記ランプ容器内の少なくとも前記第一電流導体が、第一耐ハライド部分を有し、かつ前記セラミック封止用コンパウンドから前記ランプ容器の外部、第二部分まで延在している、放電ランプが開示されている。
【０００３】
この種の放電ランプは、主として、自動車の前方照明灯として用いられている。このような用途の場合、放電ランプは、ユーザが、直接、触れたりすることはほとんどない。しかし、放電ランプは、低電力、小型、高輝度など、白熱電球等に比して、種々の利点があるため、上記用途に限定されるものではなく、今後、他の用途等も期待される。
【０００４】
【特許文献１】特表２００２−５３２８２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来の放電ランプは、現状、既存の白熱電球ほどの普及に至っていない。このため、その取り扱いに不慣れなユーザが、誤った取り扱いをする可能性は否定できない。
【０００６】
例えば、放電ランプの中には、電極の接続線が、ガラス管の外側を通っていて、ユーザが触れることができるものも実在している。当該接続線をユーザが指で触ったりすると、指に付着している油分、塩分などによって接続線が劣化したり、堅牢性の面で難点があるので応力がかかることによって断線したりということもありうる。さらに、ユーザが通電中に電極の接続線に対して接触することにより感電する場合もある。さらにまた、カーテンなどが触れることで火災が生じる可能性もある。ランプ容器自体が、ユーザが指で触れたりすることによって付着した油分、塩分等によって破損する可能性がある。また、このような構造は、上記のようにユーザが容易に触れないといった環境下でないと使用しにくい。
【０００７】
さらに、放電ランプは、放電時に、電極を中心に高温になる。実際に、市販されている放電ランプに対して１３．５ＶのＤＣ電圧を印加し、印加後３０分経過して電極周辺の温度を測定したところ、約４００度もの温度に達するものがあった。したがって、放電ランプを使用終了直後に触れると、火傷等の可能性があることは否めない。
【０００８】
そこで、本発明は、上記不都合を回避する放電ランプを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明の放電ランプは、
希ガス及び金属ハロゲン化物を有する充填物が封入されている放電スペースと、
前記放電スペース内で放電する電極と、
前記放電スペース及び前記電極を覆う透光性を有する第１被覆体と、
前記第１被覆体が取り付けられるキャップと、
前記キャップに対して接続されていて前記第１被覆体を覆う透光性を有する第２被覆体とを備える。
【００１０】
前記第２被覆体は、前記放電スペースに対して少なくとも２ｃｍ以上の距離が空けられている。
【００１１】
前記第２被覆体と前記第１被覆体とのスペースに対する放熱機構を有する。
【００１２】
前記第１又は第２被覆体は、前記電極の放電に起因して前記放電スペースで発生する紫外線を吸収する紫外線吸収体を有する。
【００１３】
さらに、本発明の放電ランプの使用方法は、前記電極の放電時に当該キャップを下側とする。
【００１４】
また、本発明の照明装置は、
上記放電ランプと、
前記放電ランプに電力を供給するバッテリ電源と、
前記放電ランプと前記バッテリ電源との間に電気的に接続されており前記バッテリ電源のバッテリ電圧を昇圧するバラストとを有する。
【００１５】
前記バラストに接続されていて前記放電ランプのキャップを、当該キャップが前記放電ランプ本体に対して下側となる態様で受ける受部を有する。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、各図において、同様の部分には同一符号を付している。
図１（ａ）は、本発明の実施形態の高輝度放電ランプ１の模式的な外観図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）の図面右側から見た図である。図１には、アルゴンなどの希ガス、及び、ナトリウム又はタンタルなどを含む金属ハロゲン化物を有する充填物が封入されている放電スペース１６が示されている。放電スペース１６内には、相互に対向する位置に電極１８が設けられている。電極１８の一方は正極、他方が負極に接続される。電極１８の材料は、タングステンなどとすることができる。
【００１７】
電極１８には、そこに電流を供給するタングステン・シリサイドなどから成る供給線２０が接続されている。供給線２０の一部は、ゴムチューブ、セラミックなどの被覆筒２２などで覆われている。供給線２０のうち被覆筒２２が取り付けてられていない部分と、放電スペース１６と、電極１８とが、略円筒状の硬質ガラス体１４で覆われている。硬質ガラス体１４は、透光性を有する、サファイアなどを材料としている。なお、放電スペース１６等の形状、レイアウト等は例示であり、図1に示すものに限定されない。例えば、放電スペース１６を略球とし、電極１８を図面左右方向に取り付けるようにしてもよい。
【００１８】
硬質ガラス体１４の端面には、外部がプラスチック製のキャップ１０（たとえば、Ｒ７ランプキャップ）が取り付けられている。キャップ１０の上面には、硬質ガラス体１４を受ける台座１２が取り付けられている。また、キャップ１０の内部から底面にかけて、供給線２０と接続されるコネクタ電極が設けられている。高輝度ランプ１には、当該コネクタ電極を通じて、例えば８５Ｖの電圧、３５Ｗの電力が印加される。
【００１９】
キャップ１０の側面には、硬質ガラス体１４の長手方向に対して直交方向に延びる庇部２４が形成されている。庇部２４には、硬質ガラス体１４及び被覆筒２２等を覆う軟質ガラス体２６が、接着剤２８などによって接続されている。軟質ガラス体２６についても、透光性を有するシリカ、酸化アルミニウム、二酸化ホウ素などを主成分に用いることができる。なお、軟質ガラス体２６を、硬質ガラス体に代えてもよい。
【００２０】
軟質ガラス体２６の形状は、典型的な白熱電球のガラス球と略同形状としている。ここで、軟質ガラス体２６の丈（庇部２４の上面から上端までの長さ）はたとえば６５〜６９ｍｍ、最大直径はたとえば５４〜５８ｍｍとすることができる。あるいは、丈を小さくして例えば５５〜６０ｍｍ又は大きくして例えば９５〜１００ｍｍ、最大直径を小さくして例えば３８〜４２ｍｍ又は大きくして例えば９３〜９７ｍｍとすることもできる。軟質ガラス体２６は、電極１８に対して最も近い位置で、２ｃｍ以上の距離を空けている。この距離は、軟質ガラス体２６表面温度をより低下させるために、好ましくは２．５ｃｍ以上、より好ましくは３．０ｃｍ以上とすればよい。もっとも、軟質ガラス体２６のサイズは、放電スペース１６等のサイズ、使用時の温度等に応じて決定すればよい。
【００２１】
この高輝度放電ランプ１に対して、１３．５ＶのＤＣ電圧を印加し、印加後３０分経過して電極周辺の温度を測定したところ、図面のＡ点で約１４０度、Ｂ点で約１００度であった。また、軟質ガラス体２６のサイズを上記の小さいものとした場合には、図面のＡ点で約２００度、Ｂ点で約１４０度であった。一方、大きいものとした場合には、図面のＡ点で約１００度、Ｂ点で約７０度であった。
【００２２】
軟質ガラス体２６或いは硬質ガラス体１４の内面又は外面には、電極１８の放電に起因して放電スペース１６で発生する紫外線を吸収する紫外線吸収体が塗布されている。このため、人体及び周辺の電気機器などに対する、紫外線が及ぼす悪影響を除去している。
【００２３】
庇部２４の径方向の幅は、軟質ガラス体２６の厚みよりも大きく確保してある。さらに、庇部２４には、貫通部３０が形成されている。貫通部３０は、軟質ガラス体２６と硬質ガラス体１４との間のスペースに対する放熱部として機能する。なお、軟質ガラス体２６のたとえばＡ点付近を開口したり、キャップ１０にヒートシンクを取り付けたりして、放熱効果を更に高めてもよい。
【００２４】
ここで、接着剤２８は、貫通部３０が埋められないように塗布してある。接着剤２８は、自然硬化型、熱硬化型又は紫外線硬化型樹脂など種々のものを用いることができるが、貫通部３０を埋めないように、硬化前にペースト状のものを用いるとよい。ただし、軟質ガラス体２６の熱膨張を考慮して、シリコン系接着剤などのように伸縮性に富んだ接着剤、軟質ガラス体２６の熱膨張係数（約９４×１０−７〜９６×１０−７／℃）に近い熱膨張係数（約９０×１０−７／℃〜１００×１０−７／℃）の接着剤を用いるとよい。
【００２５】
図２は、図１に示す高輝度ランプ１が取り付けられた照明装置の模式的な構成図である。図３は、図２に示す収容部５２内に収容される高輝度ランプ載置体６６の模式的な斜視図である。この種の照明装置は、屋内外問わず使用でき、特に、工事現場、露店、花火大会会場、夜釣り時の海・河川、キャンプ地、地震等が発生した被災地などで好適に用いることができる。
【００２６】
この照明装置は、アルミニウム、鉄などから成る複数（例えば３つ）の脚部５８と、脚部５８の上端等に接続されているアルミニウム、鉄などから成る柱部５６と、柱部５６の上側に位置しており、高輝度放電ランプ１及びバラスト６８が収容される収容部５２と、高輝度ランプ１の側面を覆う、プラスチック、塩化ビニール、アルミニウム、ポリプロピレンなどから成る合成樹脂体５０とを備えている。
【００２７】
各部材の形状、数量、材料などは、図示しているものに限定されるものではない。すなわち、たとえば、合成樹脂体５０は、円筒状のものを図示しているが、多角形柱状のものとしてもよい。
【００２８】
合成樹脂体５０は、高輝度ランプ１を風雨から保護でき、又は、高輝度ランプ１から発せられる光を外部に対して和らげて放射できるものが好ましい。
【００２９】
収容部５２内のバラスト６８は、高輝度放電ランプ１に対して所要の電圧を印加するものである。収容部５２の底面などには、バラスト６８で発生する熱を外部に放出するための開口部５４が形成されている。開口部５４とともに又はこれに代えて、収容部５２の内部に、ペルチェ効果素子を備えたり、冷却ファン及び当該冷却ファンを回転させるモータを備えたりしてもよい。さらには、バラスト６８自体を、バラスト受けなどにより、収容部５２に直接接触しないように中空設置してもよい。また、高輝度ランプ１とバラスト６８との間又は収容部５２の底面などに断熱板を取り付けて、バラスト６８で発生した熱が高輝度ランプ１又は外部に対して伝わらないようにしてもよい。
【００３０】
なお、バラスト６８は、例えばＡＣアダプタを介して商用電源に接続してもよいし、図示しない電源ケーブルなどを介して車載バッテリなどのＤＣ１２Ｖ又はＤＣ２４Ｖのバッテリ電源に接続してもよい。本実施形態では、バラスト６８として、例えば、小糸製作所のバラスト＆スタータＡＳＳＹ（商品名）を用いている。バラスト６８は、約１２Ｖ又は約２４ＶのＤＣ電圧を約８５Ｖまで昇圧する。バラスト６８による昇圧電圧は、高輝度ランプ１に供給される。
【００３１】
図３に示すように、バラスト６８には、上記昇圧電圧を高輝度ランプ１に供給するための電圧線６２の一端が接続されている。電圧線６２の他端には、高輝度ランプ１を受ける凹部を含むソケット６４が取り付けられている。ソケット６４は、キャップ１０をそれが下側となる態様で受けられるように、高輝度ランプ載置体６６の上部に取り付けられている。
【００３２】
ここで、電極１８の放電時には放電スペース１６が発熱する。この結果、放電スペース１６を基準にして、これよりも上部が下部に対して相対的に熱くなる。このため、使用時にキャップ１０が上側となるようにすると、キャップ１０が熱により、損傷および劣化する。そこで、本実施形態では、キャップ１０が使用時に下側となるようにして、比重が相対的に軽いガス化充填物がキャップ１０に向けて進行することを防止している。
なお、この照明装置は、例えば、脚部５６より下側を取り外して、屋内使用をすることも可能である。
【００３３】
図４は、特に、夜間の工事現場で好適に用いることができる高輝度放電投光器１００の模式的な外観図である。高輝度放電投光器１００は、図示しないバッテリ及びバラストが収容されている収容室７０と、収容室７０から垂直に延びる柱部５６と、柱部５６の上部に取り付けられている放電ランプ１と、放電ランプ１を覆うバルーン５０とを備えている。
【００３４】
従前のこの種の投光器は、収容部の近傍に発電機を備えている必要があった。これは、当該投光器に取り付けられているランプが、高電力、低輝度のものしか用いられていなかったためである。その背景には、放電ランプが、その電極に対する接続線がむき出しになっているなど、工事現場等に不向きであった面があると想定される。これに対して、本実施形態に係る高輝度放電ランプ１は、軟質ガラス体２６を備えているため、堅牢性を有しており、用途に自由度が生じる。さらに、高輝度放電ランプ１を用いると、発電機を使用することによる、騒音、排気ガスなどを抑制できるので、環境破壊の防止にも寄与することになる。
【００３５】
なお、収容室７０にバッテリを収容することは必須でなく、たとえば、既述のように、車載バッテリを高輝度放電ランプ１の電源に用いてもよい。こうすると、高輝度放電投光器１００は、地震等が発生した被災地で好適に用いることができる。例えば、被災地に電気の供給がストップしても、車載バッテリを電源とすることで、高輝度放電投光器１００を使用することができる。したがって、高輝度放電投光器１００からの光で、ヘリコプターの着陸帯を照らせば、被災地への援助物資の空輸が夜間でも行いやすくなる。
【００３６】
図５は、図１に示す高輝度放電ランプ１を有する高輝度放電ランプ投光器１０ａ〜１０ｄをショベルカー１００に取り付けた様子を示す模式的な側面図である。図６は、高輝度放電投光器１０ａ〜１０ｄを図５に示すショベルカー１００とは異なるタイプのショベルカー１００に取り付けた様子を示す斜視図である。なお、高輝度放電ランプ投光器１０ａ〜１０ｄの説明の詳細については、引用によって本願明細書に取り込まれたとする、特願２００６−０００３３４を参照されたい。
【００３７】
図５，図６に示すように、ショベルカー１００は、履帯式の走行装置４０を含む下部走行体６０と、下部走行体６０上に旋回自在に取り付けられた上部旋回体８０と、上部旋回体８０に取り付けられた作業体１１０とに大別される。
【００３８】
上部旋回体８０は、ショベルカー１００を操縦するための運転室１２０と、運転室１２０の後部に位置するエンジン収容室１４０と、運転室１２０とエンジン収容室１４０との間に位置する機器類収容室１６０とを備えている。
【００３９】
ここで、作業体１１０には、ハロゲンランプ４０ａ，４０ｂが標準でランプ載置台１１０ａ，１１０ｂに取り付けられている。また、運転席１２０の上にも、ハロゲンランプ４０ｃ，４０ｄが標準でランプ載置台１１０ａ，１１０ｂに取り付けられている。
【００４０】
本実施形態では、さらに、ランプ載置台１１０ａ，１１０ｂのハロゲンランプ４０ａ，４０ｂ近傍に、外形が円筒状の高輝度放電投光器１０ａ，１０ｂを取り付けている。また、運転席１２０の下であって作業体１１０の両脇に、外形が円筒状の高輝度放電投光器１０ｃ，１０ｄを取り付けられている。さらに、エンジン収容室１４０に取り付けられているポール１２０ａの上部に、外形が円筒状の高輝度放電投光器１０ｅを取り付けている。なお、例えば、運転席１２０の上、或いは他の位置に、ハロゲンランプ４０ｃ，４０ｄとともに又は、これらに代えて、高輝度放電投光器を取り付けてもよい。各取り付けには、溶接、ボルトとナットとの組み合わせ、などを採用するとよい。
【００４１】
高輝度放電投光器１０ａ〜１０ｅは、一例として、以下のスペックを採用している。
【００４２】
全長：約２６２ｍｍ、
直径：約１３０ｍｍ、
レンズ種類：フラッド、
寸法（最大外形）：φ９６ｍｍ×９６ｍｍ、
平均質量：２２５ｇ、
平均管電力：３５Ｗ、
最大光度：６５００ｃｄ、
色度：Ｘ＝０．３７５、Ｙ＝０．３９３（ＥＣＥ白色範囲内）、
色温度：４２５０Ｋ、
平均ビーム管：４５度。
【００４３】
高輝度放電投光器１０ｅは、ショベルカー１００の後方における作業者用の光源とすることもできるし、ショベルカー１００の斜め上方の照射用光源とすることもできる。高輝度放電投光器１０ａ〜１０ｅの電源には、例えばショベルカー１００のバッテリ電源を用いている。
【００４４】
なお、高輝度放電投光器１０ａ〜１０ｅは、例えば、その下部で回動可能な構成とするとともに、その上部に油圧ダンパーなどを取り付けて、あたかも作業体１１０を操作するかのように、運転席１２０から油圧ダンパーへの油圧制御によって照射角度を変更できるようにするとよい。
【００４５】
実際に、高輝度放電投光器１０ａ〜１０ｄが取り付けられたショベルカー１００と、ハロゲンランプが標準で６灯搭載されているショベルカーとの各ランプを点灯させたときの、ショベルカー１００先端のショベル部付近（運転席１２０から約１２ｍ前方）の照度を調べた。
【００４６】
ハロゲンランプが標準で６灯搭載されているショベルカーの場合には、約５９．５ルクスであった。
【００４７】
一方、ショベルカー１００の場合には、
高輝度放電投光器１０ａ〜１０ｄのうち１つを点灯させたところ約６４．４ルクス（従来の最大照度の約１．１倍）、
高輝度放電投光器１０ａ〜１０ｄのうち２つを点灯させたところ約９２．３ルクス（従来の最大照度の約１．６倍）、
高輝度放電投光器１０ａ〜１０ｄのうち３つを点灯させたところ約１４０．０ルクス（従来の最大照度の約２．３倍）、
高輝度放電投光器１０ａ〜１０ｄのうち４つを点灯させたところ約１７２．５ルクス（従来の最大照度の約３倍）であった。
【００４８】
なお、高輝度放電投光器１０ａ〜１０ｅは、ショベルカー１００のみならず、掘削機械、基礎工事機械、整地機械、荷役機械器具、転圧機械、雪上車を含む、種々の作業用乗物に対しても取り付けることができる。特に、高輝度放電投光器１０ａ〜１０ｅは、ハロゲンランプに比して、堅牢性が高いので、作業用乗物の使用時に発生する振動などに耐え得るという点においても好適なものである。
【００４９】
また、上記各実施形態では、高輝度放電投光器１０ａ〜１０ｄの電源は、ショベルカー１１０のバッテリ電源を用いる例を説明したが、バッテリ電源からの電力は、シガーライターソケットを通じて高輝度放電投光器１０ａ〜１０ｄに供給してもよい。
【００５０】
本発明は、上述した実施例に限定されず、添付の特許請求の範囲に記載されている内容の代替の実施例も含まれることに、留意すべきである。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明は、建築業、建築業、土木業、災害復旧などの各種産業において利用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の実施形態の高輝度放電ランプ１の模式的な外観図である。
【図２】図１に示す高輝度ランプ１が取り付けられた照明装置の模式的な構成図である。
【図３】図２に示す収容部５２内に収容される高輝度ランプ載置体６６の模式的な斜視図である。
【図４】夜間の工事現場で好適に用いることができる高輝度放電投光器１００の模式的な外観図である。
【図５】図１に示す高輝度放電ランプ１を有する高輝度放電ランプ投光器１０ａ〜１０ｄをショベルカー１００に取り付けた様子を示す模式的な側面図である。
【図６】高輝度放電投光器１０ａ〜１０ｄを図５に示すショベルカー１００とは異なるタイプのショベルカー１００に取り付けた様子を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００５３】
１  高輝度ランプ
１０  キャップ
１２  台座
１４  硬質ガラス体
１６  放電スペース
１８  電極
２０  供給線
２２  被覆筒
２４  庇部
３０  貫通部
２６  軟質ガラス体
２８  接着剤
【図１】
2007305506.tif 000003
【図２】
2007305506.tif 000004
【図３】
2007305506.tif 000005
【図４】
2007305506.tif 000006
【図５】
2007305506.tif 000007
【図６】
2007305506.tif 000008