(57)【要約】【課題】本発明は、新規なマウント構造を備えた比較的ランプ電力が大きい２重管ランプを提供することを目的とする。【解決手段】  本発明に係るセラミックメタルハライドランプは、口金が接続された外球内に2本の発光管が封入され、常に点灯し易い1本の発光管が点灯するセラミックメタルハライドランプであって、前記口金の内部にあるステムの2本の主電力給電内接線に対して夫々接続されて、前記発光管に対する給電機能を奏すると共に、前記外球内をランプ軸線に沿って相互に平行に延在するＬ字形の2本のフレーム部材とを備え、前記ランプのトップ部付近の前記フレーム部材に接続され、弾性変形して前記外球の内周面にその一部が圧接する第１の支持板と、前記ランプのネック部付近の前記フレーム部材に接続され、弾性変形して前記外球の内周面にその一部が圧接する第２の支持板とを備え、第２の支持板は、第１の支持板と比較して、板厚が厚く形成されている。【選択図】図８
2017037719.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
口金が接続された外球内に2本の発光管が封入され、常に点灯し易い1本の発光管が点灯するセラミックメタルハライドランプにおいて、
前記口金の内部にあるステムの2本の主電力給電内接線に対して夫々接続されて、前記発光管に対する給電機能を奏すると共に、前記外球内をランプ軸線に沿って相互に平行に延在するＬ字形の2本のフレーム部材とを備え、
前記ランプのトップ部付近の前記フレーム部材に接続され、弾性変形して前記外球の内周面にその一部が圧接する第１の支持板と、
前記ランプのネック部付近の前記フレーム部材に接続され、弾性変形して前記外球の内周面にその一部が圧接する第２の支持板とを備え、
第２の支持板は、第１の支持板と比較して、板厚が厚く形成されている、セラミックメタルハライドランプ。
【請求項２】
請求項１に記載のセラミックメタルハライドランプにおいて、
第２の支持板は、第１の支持板と比較して、幅広に形成されている、セラミックメタルハライドランプ。
【請求項３】
請求項１に記載のセラミックメタルハライドランプにおいて、
第１の支持板及び第２の支持板は、いずれも板バネから形成されている、セラミックメタルハライドランプ。
【請求項４】
請求項１に記載のセラミックメタルハライドランプにおいて、
第２の支持板は、第１の支持板と比較して、板厚が1.5〜2.0倍に形成され、
第２の支持板は、第１の支持板と比較して、幅が1.3〜2.0倍に形成されている、セラミックメタルハライドランプ。
【請求項５】
請求項１に記載のセラミックメタルハライドランプにおいて、
第２の支持板の変形率Ｍ／Ｌ３は、0.3〜0.5の範囲内である、セラミックメタルハライドランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セラミックメタルハライドランプに関する。更に具体的には、外球内に２本の発光管を有し、常に点灯し易い一方のランプのみが点灯する、比較的ランプ電力が大きいセラミックメタルハライドランプに関する。
【背景技術】
【０００２】
高輝度放電ランプ（ＨＩＤランプ：高圧水銀ランプ、高圧ナトリウムランプ、メタルハライドランプ、セラミックメタルハライドランプ等）は、電極間の放電を利用して発光する。このため、白熱電球と比べて、光束が大きく、エネルギー効率が良い等の特徴を備えている。ＨＩＤランプにおいて、発光物質として金属ハロゲン化物を採用したメタルハライドランプは、青白い光線を放つ高圧水銀ランプに比較して、優れた演色性と、高い発光効率とを有している。更に、透光性セラミックス製の発光管を使用したセラミックメタルハライドランプは、セラミックスが内部の金属ハロゲン化物と反応しにくいため種々の金属ハロゲン化物を利用することが出来、耐熱性が良好である等の長所を有している。
【０００３】
セラミックメタルハライドランプの寿命は、例えば、24，000時間程度と言われている。これに対して、ＬＥＤランプの寿命は、公称40,000時間と言われている。ランプ一般に対して、更なる長寿命化の要請がある。
【０００４】
そこで、本出願人は、特許文献４に示すように、外球内に2本の発光管が封入され、常に点灯し易い1本の発光管が点灯するセラミックメタルハライドランプを提案し、市場に提供してきた（図１参照）。2本の発光管を使用し、常に点灯し易い1本の発光管が点灯するランプは、理論上、発光管2本分の寿命となるため、48,000時間の長寿命化が期待できる。
【０００５】
また、図1に示すランプは、1本の発光管のランプに比べて、再始動時間を短縮することが出来る。即ち、1本の発光管のランプでは、消灯直後の暖まった発光管がある程度冷えるまでは（例えば、20分経過後までは）再点灯出来ない。しかし、図1に示すランプの再点灯する発光管は、消灯直後の発光管でなく、それまで消灯状態だった比較的冷えた状態の発光管であるため瞬時に点灯する。なお、図1に示すセラミックメタルハライドランプに関しては、後で詳しく説明する。
【０００６】
本出願書類では、「外球内に2本の発光管が封入され、常に点灯し易い1本の発光管が点灯するセラミックメタルハライドランプ」を、単に「２重管ランプ」と略称することを承知されたい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開2006-100089
【特許文献２】WO 2011/056120
【特許文献３】特開平10-302721
【特許文献４】特開2012-28096
【特許文献５】特開2014-067663
【特許文献６】特開2014-120462
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
図１に示す従来のセラミックメタルハライドランプは、ランプ電力が比較的小さい（例えば、250Ｗ程度の）ランプであった。ランプ一般に対して、更なる高い照度の要請がある。比較的大きい（例えば、360Ｗ程度以上の）ランプ電力のセラミックメタルハライドランプを実現する場合、これに応じた発光管を採用する必要がある。この場合、比較的大きいランプ電力用の発光管のサイズは、図１に示す従来のランプの発光管のサイズと比較して、相対的に大きくなる。
【０００９】
発光管のサイズが増加した結果、外球内に２本の発光管を適切に位置決めし、確実に固定する新たなマウント構造を開発する必要が生じた。
【００１０】
そこで、本発明は、新規なマウント構造を備えた比較的ランプ電力が大きい２重管ランプ（外球内に2本の発光管が封入され、常に点灯し易い1本の発光管が点灯するセラミックメタルハライドランプ）を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記本発明の目的に鑑みて、本発明に係るセラミックメタルハライドランプは、口金が接続された外球内に2本の発光管が封入され、常に点灯し易い1本の発光管が点灯するセラミックメタルハライドランプであって、前記2本の発光管は、前記外球の内部で、前記口金から異なる距離に、各々ランプ軸線に対して傾斜して配置され、前記外球内をランプ軸線に沿って延在する相互に平行な２本の支柱と、各々、内部に発光管を収納した２個の円筒形のスリーブとを備え、該スリーブは、前記支柱に対して３点で固定されている。
【００１２】
更に、上記セラミックメタルハライドランプでは、前記２本の支柱は、ステム管に気密封着された一対の導入線に夫々溶接され、且つ少なくとも１カ所で該２本の支柱間に渡された線材によって相互に平行に位置決めされていてもよい。
【００１３】
更に、上記セラミックメタルハライドランプでは、前記スリーブは、円筒形の上端部の周囲及び下端部の周囲に夫々巻かれた円環状金属帯と該円環状金属帯から延在する金属タブ片とを有し、該金属タブ片を前記支柱に溶接することにより、該支柱に対して固定されていてもよい。
【００１４】
更に、上記セラミックメタルハライドランプでは、前記スリーブは、円筒形の上端部の周囲及び下端部の周囲に夫々巻かれた円環状金属帯と該円環状金属帯から延在する金属タブ片とを有し、中間に絶縁部材を介在させた線材を使って該金属タブ片は前記支柱に対して固定されていてもよい。
【００１５】
更に、上記セラミックメタルハライドランプでは、該ランプのランプ電力は、270〜700Ｗの範囲であってよい。
【００１６】
更に、本発明に係るセラミックメタルハライドランプは、口金が接続された外球内に少なくとも1本の発光管が封入されたセラミックメタルハライドランプであって、前記発光管は、ランプ軸線に対して傾斜角度20〜30°傾けて配置されている。
【００１７】
更に、上記セラミックメタルハライドランプでは、前記発光管は、常に点灯し易い1本の発光管が点灯する2本の発光管から成り、前記2本の発光管は、前記外球の内部で、前記口金から異なり距離に、各々ランプ軸線に対して傾斜角度20〜30°傾けて配置されていてもよい。
【００１８】
更に、上記セラミックメタルハライドランプでは、前記発光管を傾けることにより上昇するランプ電力に相当する分だけ該発光管内の水銀量を減らしてランプ電力を調整してもよい。
【００１９】
更に、上記セラミックメタルハライドランプでは、該ランプのランプ電力は、270〜700Ｗの範囲であってよい。
【００２０】
更に、本発明に係るセラミックメタルハライドランプは、口金が接続された外球内に2本の発光管が封入され、常に点灯し易い1本の発光管が点灯するセラミックメタルハライドランプであって、前記2本の発光管は、前記外球の内部で、前記口金から異なり距離に、各々ランプ軸線に対して傾斜して配置され、前記外球内をランプ軸線に沿って延在する相互に平行な２本の支柱と、各々、内部に発光管を収納した２個の円筒形のスリーブとを備え、前記スリーブは、両端の開口を部分的に閉塞する部分閉塞蓋を夫々有し、前記発光管が破裂した場合の破片が飛び出すのを阻止している。
【００２１】
更に、上記セラミックメタルハライドランプでは、前記スリーブには、円筒形の上端部の周囲及び下端部の周囲に円環状金属帯が夫々巻かれ、該スリーブを機械的に補強していてもよい。
【００２２】
更に、上記セラミックメタルハライドランプでは、前記スリーブは、前記円環状金属帯から延在し前記支柱に溶接される金属タブ片を有していてもよい。
【００２３】
更に、上記セラミックメタルハライドランプでは、前記部分閉塞蓋は、前記円環状金属帯と一体に形成されていてもよい。
【００２４】
更に、本発明に係るセラミックメタルハライドランプは、口金が接続された外球内に2本の発光管が封入され、常に点灯し易い1本の発光管が点灯するセラミックメタルハライドランプであって、前記口金の内部にあるステムの2本の主電力給電内接線に対して夫々接続されて、前記発光管に対する給電機能を奏すると共に、前記外球内をランプ軸線に沿って相互に平行に延在するＬ字形の2本のフレーム部材とを備え、前記ランプのトップ部付近の前記フレーム部材に接続され、弾性変形して前記外球の内周面にその一部が圧接する第１の支持板と、前記ランプのネック部付近の前記フレーム部材に接続され、弾性変形して前記外球の内周面にその一部が圧接する第２の支持板とを備え、第２の支持板は、第１の支持板と比較して、板厚が厚く形成されている。
【００２５】
更に、上記セラミックメタルハライドランプでは、第２の支持板は、第１の支持板と比較して、幅広に形成されていてもよい。
【００２６】
更に、上記セラミックメタルハライドランプでは、第１の支持板及び第２の支持板は、いずれも板バネから形成されていてもよい。
【００２７】
更に、上記セラミックメタルハライドランプでは、第２の支持板は、第１の支持板と比較して、板厚が1.5〜2.0倍に形成され、第２の支持板は、第１の支持板と比較して、幅が1.3〜2.0倍に形成されていてもよい。
【００２８】
更に、上記セラミックメタルハライドランプでは、第２の支持板の変形率Ｍ／Ｌ３は、0.3〜0.5の範囲内であってよい。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、新規なマウント構造を備えた比較的ランプ電力が大きい２重管ランプを提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】図１（Ａ），（Ｂ）は、従来のセラミックメタルハライドランプを説明する図である。ここで、図１（Ａ）は、従来の２重管ランプを、ランプ軸線及び２個の発光管の軸線に沿って切断した断面構造図である。図１（Ｂ）は、図１（Ａ）のランプに使用されるマウントを示す図であり、図１（Ａ）のランプ軸線を通る紙面に垂直な面に沿って切断した断面構造図である。
【図２】図２は、セラミックス製発光管の外形図である。
【図３】図３は、２重管ランプの製造方法のフローの一部であり、各ステップの右側にその段階の簡単なランプの図を示している。
【図４】図４は、本実施形態に係る比較的大きいランプ電力の２重管ランプを説明する図であり、ランプ軸線及び２個の発光管の軸線に沿って切断した断面構造図である。
【図５】図５は、図４に示す２重管ランプに使用されるマウントを示す図であり、特に部品を位置決め支持する構造を説明する図である。
【図６】図６は、図４に示す２重管ランプに使用されるマウントを示す図であり、特に発光管のランプ軸線に対する傾斜角度を説明する図である。
【図７Ａ】図７Ａは、図４の発光管の周辺部分を拡大した図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、（Ｂ）スリーブと、（Ａ）このスリーブの一方の端部に取り付けるスリーブ保持金具と、（Ｃ）他方の端部に取り付けるスリーブ保持金具とを示す図である。
【図８】図８は、基本的には、図４に示す２重管ランプ１０ａと同じ構造のランプ１０ｂを示す図である。
【図９Ａ】図９Ａは、２重管ランプ１０ｂ(図８)のトップ側に配置された支持板２８ａ−１を示す図である。
【図９Ｂ】図９Ｂは、２重管ランプ１０ｂ(図８)のネック側に配置された支持板２８ｂ−２を示す図である。
【図１０Ａ】図１０Ａは、支柱１８−１，１８−２に対して、支持板２８ｂ−２を溶接接続する様子を説明する、ランプ１０ｂのネック部付近の図である。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、２重管ランプ１０ｂ(図８)のランプ軸線に垂直な面の断面図であり、板バネから成る支持板２８ｂ−１と支柱１８−１，１８−２及び外球１２との関係を説明する図である。
【図１１Ａ】図１１Ａは、長さｌの片持ち梁の自由端に荷重Ｆを加えたら、自由端がｖだけ撓んだときの図である。
【図１１Ｂ】図１１Ｂは、この片持ち梁の断面図である。図９Ｃに示す支持板（板バネ）２８ｂ−１の半分、即ち、支柱を溶接する中央部から端部までの部分の挙動を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明に係るセラミックメタルハライドランプの実施形態について、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中、同じ要素に対しては同じ参照符号を付して、重複する説明を省略する。
【００３２】
本実施形態に係るセラミックメタルハライドランプは、従来のセラミックメタルハライドランプと比較することにより、容易に理解することが出来る。従って、最初に、従来のセラミックメタルハライドランプの構造を簡単に説明する。
【００３３】
［従来の２重管ランプ］
図１（Ａ），（Ｂ）は、従来のセラミックメタルハライドランプ１００を説明する図である。ここで、図１（Ａ）は、従来の２重管ランプ１００を、ランプ軸線１００ｃ及び２個の発光管の軸線に沿って切断した断面構造図である。図１（Ｂ）は、図１（Ａ）のランプに使用されるマウント２４０を示す図であり、図１（Ａ）のランプ軸線１００ｃを通る紙面に垂直な面に沿って切断した断面構造図である。なお、マウント２４０は、ランプ製造時のランプ外球内に挿入前の段階のマウント構造を示している。
【００３４】
このランプ１００は、外球１２０の内部に、２個の発光管１４０−１，１４０−２が内封されている。発光管１４０−１，１４０−２は、スリーブ（「内管」ともいう。）１６０−１，１６０−２の内部に夫々組み込まれている。外球１２０の一方の端部に、Ｅ型口金２００が接合されている。２個の発光管１４０−１，１４０−２は、外球１２０の内部で、口金２００から同じ距離に、各々ランプ軸線１００ｃに沿って並置されている。
【００３５】
２重管ランプ１００のマウント２４０は、一対の導入線が気密封着されたステム管２２０と、一方の導入線に接続された、枠状に成形された金属製丸棒から成る支柱１８０−１，１８０−２と、支柱に接続する幾つかのニッケルメッキ鉄線等の線材とを主要部品として構成されている。
【００３６】
発光管１４０−１，１４０−２に対して、支柱１８０−１，１８０−２が給電線となって給電される。即ち、ステム管２２０の一方の給電線から支柱１８０−１，１８０−２を通り、更に鉄線１８０−３，１８０−４を通って発光管１４０−１，１４０−２の一方のリード線に給電される。更に、発光管１４０−１，１４０−２の他方のリード線から鉄線１８０−５，１８０−６を通って、ステム管２２０の他方の給電線に至る。従って、給電線を兼用する支柱１８０−１，１８０−２は、同電位である。
【００３７】
発光管１４０−１，１４０−２は、スリーブ１６０−１，１６０−２に夫々組み込まれている。各スリーブは、固定金属ベルト３００−１，３００−２を使って、上下2カ所で支柱１８０−１，１８０−２に対して接続され、堅固に固定されている。各固定金属ベルトは、図では明らかでないが、同電位である支柱１８０−１，１８０−２間に渡された板状部材に対して、各スリーブを保持する2個の円環状部材が両面に溶接された形状となっている。このように、発光管１４０−１，１４０−２は、スリーブ１６０−１，１６０−２を使って、マウント２４０により所定の位置に堅固に支持されている。
【００３８】
このランプ１００の構成要素に関して簡単に説明する。
外球１２０は、例えば、透光性の硬質ガラス製である。外球１２０は、最大口径の中央部、下側のトップ部及び上側の口金に接続するネック部を有するＢＴ形である。外球１２０には、発光管１４０からの光線をそのまま直線的に透す透明型外球と、内面を白色の曇りガラス状にして光線を或る程度拡散して透す拡散型外球とがある。いずれであってもよい。
【００３９】
２本の発光管１４０−１，１４０−２は、同じ仕様によって製造されたものである。
【００４０】
２本のスリーブ１６０−１，１６０−２も同じ仕様によって製造されたものである。各スリーブ１６０は、口径がわずかに異なる２本の短い試験管状の透明石英ガラス管から成り、細い方の管を太い方の管の開口端から挿入して組み込んだ両端閉塞型の構造となっている。スリーブ１６０の両端部には、発光管１４０のリード線が通る小孔が形成されている。スリーブ１６０は、点灯時にセラミックス製発光管１４０が高温高圧状態になって破裂した場合、その破片が外球１２０に衝突して破損しないように、外球保護のために設けられる。
【００４１】
金属製補強巻き線１４２が、スリーブ１６０−１，１６０−２の周りに螺旋状に巻かれている。補強巻き線１４２は、スリーブ１６０の機械的強度を補強し、発光管が破裂した場合に、発光管１４０又はスリーブ１６０の破片が外球１２０方向に向かって飛び出すことを阻止している。
【００４２】
［本実施形態に係る比較的大きいランプ電力の２重管ランプ］
（開発の経緯）
比較的大きいランプ電力の２重管ランプを実現するためには、発光管のサイズが増加する。図２は、セラミックス製発光管の外形図である。発光管の最大内径ｄが太くなる。表1は、図１に示す250Ｗランプ用発光管と、例えば、360Ｗランプ用発光管とのサイズを比
較した表である。
【００４３】
【表１】
2017037719.tif 000003
【００４４】
図３は、２重管ランプの製造方法のフローの一部であり、各ステップの右側にその段階の簡単なランプの図を示している。
ステップＳ１のマウント組立工程で、発光管を組み込んだスリーブを支柱に位置決め固定する。その他必要な部品を取り付けてマウントを形成し、下端にステムを取り付ける。
ステップＳ２の封止工程で、マウントを外球の開口から内部に挿入し、マウントの下部のステムと外球とをバーナーで熱して、封着する。
ステップＳ３の排気行程で、封止済みの外球内部の気体を排気管を通じて一度真空状態に排気する。その後、例えばヘリウム等のガスを封入し、チップオフ（排気管をバーナーで溶かして封着）する。
ステップＳ４の口金付け工程で、発光管に繋がる導入線を口金のトップ部及びサイド部に半田付けすると共に口金を外球に接合する。
ステップＳ５の点灯試験、検査を経て、２重管ランプが完成する。
【００４５】
ここで、発光管のサイズが増加した場合、図１に示した２重管ランプ管の構造を採用することが出来なくなった。即ち、図１に示すような２個の発光管１４０−１，１４０−２がランプ軸線１００ｃに沿って並置した構造にすると、ステップＳ２の封止工程で、発光管を固定したマウントを外球の開口から内部に挿入することが出来ない。外球の開口の大きさには、後工程で付けられるＥ型口金（型番Ｅ３９）により一定の制限が有り、更に大きくすることは出来ない。
【００４６】
そのため、２本のこれら発光管を外球内に適切に位置決めし、確実に固定する新たなマウント構造を開発する必要があった。
そこで、本発明者等は、図４〜図７Ｂに示す新たなマウント構造を開発したのである。
【００４７】
（全体構造）
図４は、本実施形態に係る比較的大きいランプ電力の２重管ランプ１０ａを説明する図であり、ランプ軸線１０ｃ及び２個の発光管の軸線に沿って切断した断面構造図である。このランプ１０ａは、外球１２の内部に、２個の発光管１４−１，１４−２が内封されている。発光管１４−１，１４−２は、スリーブ１６−１，１６−２の内部に夫々組み込まれている。外球１２の一方の端部に、Ｅ型口金２０が接合されている。
【００４８】
サイズが増加した発光管１４−１，１４−２を採用した結果、マウント構造に関して、図１の従来の２重管ランプ１００と比較すると、図４の本実施形態に係る２重管ランプ１０は、次の点で相違する。
(1) ランプ電力が比較的大きく、270〜700Ｗの範囲を対象としている。
(2) 発光管のサイズが増加した結果、２個の発光管１４−１，１４−２は、外球１２の内部で、口金２０から異なる距離に、各々ランプ軸線１０ｃに対して傾斜して配置されている。
(3) 発光管のサイズが増加した結果、発光管１４−１，１４−２をマウント２４に位置決め固定する構造が、新規なものとなっている。
(4) 発光管のサイズが増加した結果、発光管１４−１，１４−２の周囲のスリーブ１６−１，１６−２は、円筒形の両端開放型を採用している。
(5) 円筒形の両端開放型スリーブを採用したため、新たな外球破損防止構造を採用している。
【００４９】
以下、図４の本実施形態に係る２重管ランプ１０ａの新規なマウント構造の特徴を説明する。
［第１の特徴：スリーブ等の保持構造］
図５は、この２重管ランプ１０ａに使用されるマウント２４を示す図であり、特に部品を位置決め支持する構造を説明する図である。なお、一点鎖線の楕円で囲った箇所Ａ〜Ｄは、このマウント構造の特徴部分である。
【００５０】
マウント２４は、一対の導入線が気密封着されたステム管２２と、一方の導入線に接続されたＬ字形状に成形された金属製丸棒から成る支柱１８−１と、他方の導入線に接続されたＬ字形状に成形された金属製丸棒から成る支柱１８−２と、これら支柱間を接続する幾つかのニッケルメッキ鉄線の線材２６とを主要部品として構成されている。線材２６は、線材の中間部に円柱形のセラミック絶縁部材２６ｓを介在して、支柱１８−１と１８−２の間を、電気的には絶縁状態で、機械的には堅固に支持している。
【００５１】
スリーブ１６−１，１６−２に夫々組み込まれた発光管１４−１，１４−２は、マウント２４により所定の位置に支持され、支柱１８−１，１８−２が給電線となって給電される。即ち、発光管１４−１の上方のリード線には、ステム管２２の一方の給電線から支柱１８−１を通り、更に線材２６の導電部分を通って給電される。発光管１４−２の上方のリード線には、支柱１８−１から直接給電される。同様に、発光管１４−１の下方のリード線には、ステム管２２の他方の給電線から支柱１８−２を通り給電される。発光管１４−２の下方のリード線には、支柱１８−２を通り、更に線材２６の導電部分を通って給電される。このように、給電線を兼用する支柱１８−１，１８−２は、一方がプラスで他方がマイナスの異電位となっている。
【００５２】
図５に示す２重管ランプ１０ａに使用されるマウント２４の特徴は、次の通りである。
(1) ２本の支柱１８−１，１８−２は、箇所Ｄにおいて、ステム管２２に気密封着された一対の導入線に夫々溶接され、且つ複数の箇所Ｃにおいて、支柱１８−１，１８−２の間に渡され溶接された線材２６により、相互に平行に位置決めされ確実に保持されている。この結果、２本の支柱１８−１，１８−２は、堅固な状態で、外球１２の内部空間でランプ軸線１０ｃに沿って、相互に平行に延在している。従って、支柱１８−１，１８−２が、各種部品を固定する基盤となる。即ち、発光管１４及びスリーブ１６は、この支柱１８−１，１８−２に対して位置決め固定される。
【００５３】
(2) ２個の発光管１４−１，１４−２は、外球１２の内部で、口金２０から異なる距離に、各々ランプ軸線１０ｃに対して傾斜して配置されている。しかし、2個の発光管は交互に点灯するため、配光特性の観点から、発光管の発光部は可能な限り外球の中央部付近に近づけて配置されている。
この場合、図４の箇所Ｍが、２つの異電位導体が最も接近する箇所である。このランプに関しては、始動時に印加される最大パルス電圧は4.5ｋＶである。国際電気標準会議（International Electrotechnical Commission、IEC）等では、照明器具に関して、正弦波及び非正弦波パルス電圧用最小距離を規定している。定格パルス・ピーク電圧が4.0ｋＶでは最小空間距離3ｍｍ、5.0ｋＶでは4ｍｍと規定されている。本出願人は、更に安全性を見込んで、最小距離1ｍｍ／ピーク電圧1ｋＶで運用している。
【００５４】
(3) スリーブ１６は、図７Ｂ（Ｂ）に示すような透明石英ガラス管製で両端開放型の円筒形スリーブ１６を採用している。支柱１８−１，１８−２が異電位となったため、図１に示すような両端閉塞型スリーブを、固定金属ベルト３００−１，３００−２を使って上下２カ所で支柱に接続するマウント構造は採用できないためである。
【００５５】
(4) 各スリーブ１６は、２本の支柱１８−１，１８−２により、３点支持で位置決め支持される。空間内で部品を支持するには、少なくとも３点支持が必要である。２点支持の場合、振動が起こると部品が支持点を結ぶ線の周りに揺れ、回転し、破損するからである。
【００５６】
図７Ｂに関連して後で説明するように、発光管１４は、円筒形スリーブ１６内に収容され、スリーブ１６は、一方の端部にスリーブ保持金具３０を取り付け、他方の端部にスリーブ保持金具３２を取り付け、発光管・スリーブ組立体に形成される(図７Ａ参照)。
【００５７】
図５に示すように、箇所Ａにおいて、スリーブ１６−１のスリーブ保持金具３２を支柱１８−１に溶接固定し、スリーブ保持金具３０を支柱１８−２に溶接固定する。更に、箇所Ｂにおいて、スリーブ１６−１のスリーブ保持金具３２を、線材２５（線材２６と同様な線材）を使って支柱１８−２に溶接固定する。線材２５は、機械的強度を増すため、２本にすることが好ましい。
【００５８】
箇所Ｂの拡大図を参照されたい。各スリーブ１６を固定するスリーブ保持部材３２のタブ片３２ｆに対し、２本の線材２５の金属部分２５ｃが夫々溶接されている。各線材２５の溶接箇所の金属部分２５ｃは、スリーブ１６の中心軸線１６ｃに略平行になるように折り曲げられ、２本の金属線が並べて溶接されている。この構造により、タブ片３２ｆと線材２５の金属部分２５ｃとの接触面積を大きくすることが出来、十分な溶接強度を確保できる。同時に、タブ片３２ｆと絶縁部２５ｃとの距離が接近し、ランプが振動した場合にも、金属部分２５ｃのたわみによるスリーブの振動を小さくすることが出来る。
【００５９】
このマウント構造には、次のような長所・利点が有る。
(a) 大きいランプ電力の2本の発光管を適正な位置に確実に保持できる。即ち、2本の発光管の発光部は、配光特性の観点から、ランプ軸線の上で、可能な限り外球の中央部付近に近づけて配置することが出来た。
(b) 発光管破裂が外球破損にならないように、安全性の措置として、各発光管にスリーブを設けることが出来た。更に、スリーブにより、発光管の保温性が向上し、演色性が向上した。更に、ランプを取り付ける照明器具として、前面が開放型器具を使用することが出来る。
【００６０】
［第２の特徴：発光管の傾斜角度］
図６は、この２重管ランプ１０ａに使用されるマウント２４を示す図であり、特に発光管１４−１，１４−２のランプ軸線１０ｃに対する傾斜角度αを説明する図である。
【００６１】
この第２の特徴は、ランプ１０ａの垂直点灯が前提である。更に、発光管の傾斜角度に関する実施形態であり、ランプの発光管１４が２本の場合に限定されず、１本の場合でも適用される。
【００６２】
セラミックメタルハライドランプに関して、ランプ電圧ＶＬが、垂直点灯時に比較して水平点灯時に相対的に大きいことが判明した。ランプ電圧ＶＬは、点灯中のランプの抵抗値に相当し、水銀量に比例する性質を有する。即ち、発光管内の蒸発した水銀は、電子の移動を邪魔するからである。ランプの発光物質の蒸発量は最冷部温度により決まる。水平点灯のランプの最冷部温度は、垂直点灯のランプ下端部の最冷部温度より高い温度となる。この結果、水平点灯のランプの内部蒸気圧は相対的に高くなり、抵抗値が上がり、ランプ電圧が高くなると考えられる。更に、重力の影響で水平点灯のランプのアークは浮上して曲がり長くなるため、水銀蒸気に衝突する確率が増え、抵抗値が上がり、ランプ電圧が高くなると考えられる。
【００６３】
水銀は、環境負荷物質であり、出来るだけ使用量を減らすことが望まれる。ここで、ランプ電圧ＶＬは、一面では、水銀量でコントロールすることが考えられる。即ち、垂直点灯の発光管を一定の角度傾斜させることにより、ランプ電圧ＶＬを上げることが出来る。表２は、発光管の傾斜角度αの変化に対応して、ランプ電圧ＶＬの変化を測定した結果である。
【００６４】
【表２】
2017037719.tif 000004
【００６５】
表２により、発光管を垂直に配置した場合に比較して、傾斜角α＝20〜30°でランプ電圧ＶＬが約5〜6％増加することが分かった。従って、所定のランプ電力を実現する場合、垂直に配置した場合に比較して、発光管を傾斜角α＝20〜30°傾けてランプ電圧ＶＬを上げることによりランプ電力を増加するので、この増加分に相当する水銀量を減らすことが出来る。
【００６６】
なお、傾斜角度αが30°を超えると、マウントの横方向寸法が大きくなり、図３に関連して説明したように、マウントを外球内に挿入することが出来なくなる。
【００６７】
このマウント構造には、次のような長所・利点が有る。
(a) 発光管を傾斜角α＝20〜30°傾けることにより、より少ない水銀量で所定のランプ電力を確保できる。
【００６８】
［第３の特徴：外球破損防止構造］
図７Ａは、図４の発光管１４−１の周辺部分を拡大した図である。図７Ｂは、（Ｂ）スリーブ１６と、（Ａ）このスリーブの一方の端部に取り付けるスリーブ保持金具３０と、（Ｃ）他方の端部に取り付けるスリーブ保持金具３２とを示す図である。
【００６９】
従来、図１に示すような両端閉塞型のスリーブ１６０−１，１６０−２を採用していたため、破裂した発光管の破片は360°の方向で阻止することが出来た。
【００７０】
しかし、発光管のサイズ１４が大きくなったこと、支柱１８−１，１８−２が異電位であることより、図１に示すような支柱間に接続する固定金属ベルト３００−１，３００−２は採用できなかった。
【００７１】
そこで、本実施形態では、図４に示すような両端開放型の円筒形状スリーブ１６−１，１６−２を採用することとなった。その結果、図７Ａに示すように、箇所Ｎにおいて、外球１２の一部がスリーブ１６−１の開放端の近傍に位置することになり、破損のおそれが生じることとなった。なお、スリーブ１６−２に関しても同様である。
【００７２】
このため、新たな外球破損防止構造を採用することとなった。図７Ｂに示すように、スリーブ１６を支柱１８に固定するため、一方の端部にスリーブ保持金具３０を押し込み取り付け、他方の端部にスリーブ保持金具３２を押し込み取り付けている。スリーブ保持金具３０，３２の相違は、金具３０は支柱１８に一カ所で取り付ける金具であり、金具３２は支柱１８に二カ所で取り付ける金具である。
【００７３】
スリーブ保持金具３０は、スリーブ保持機能の面では、スリーブ１６の外周端部に係合する円環状金属帯３０ａと、内周端部に係合する複数個の止め金具３０ｄと、支柱１８に溶接して固定するタブ片３０ｅとから成る。スリーブ保持金具３２も同様であるが、支柱１８に溶接して固定するタブ片３２ｅ，３２ｆが２カ所有る。
【００７４】
このスリーブ保持金具３０に対して、外球破損防止機能として、スリーブ１６の開口を部分的に閉塞する部分閉塞蓋３０ｂを設けている。部分閉塞蓋３０ｂの中央には開口３０ｃが形成され、この中を発光管１４の細管部が通る。スリーブ保持金具３２も同様である。
【００７５】
外球１２を破損するような運動エネルギーの大きな発光管の破片は、質量が大きいので、サイズも大きい。従って、これを阻止するには、スリーブ１６の両端開口を部分的に閉塞すれば十分である。
【００７６】
この外球破損防止構造には、次のような長所・利点が有る。
(a) スリーブ１６の両端開口に部分閉塞蓋３０ｂ，３２ｂを夫々設けることにより、発光管の破片による外球破損のおそれは無くなった。
(b) 部分閉塞蓋３０ｂ，３２ｂは、スリーブ保持機能を目的とするスリーブ保持金具３０，３２と一体で形成できる。そのため、スリーブ保持金具３０，３２をスリーブ１６に押し込み取り付けるだけで、部分閉塞蓋３０ｂ，３２ｂがスリーブ１６の開放端部を部分的に閉塞することとなる。
(c) 円環状金属帯３０ａ，３２ａは、スリーブ１６の機械的強度を補強し、スリーブの破損を防止している。
【００７７】
［第４の特徴：対振動性を強化した構造］
(目的)
上記「全体構造」で説明したように、本実施形態に係る２重管ランプ１０ａは、比較的大きいランプ電力のランプを対象としているため、各発光管１４及び各スリーブ１６のサイズが大きく、そのため重量が重い。また、上記「第１の特徴：スリーブ等の保持構造」で説明したように、支柱１８−１，１８−２は、発光管・スリーブの保持と共に給電線を兼用していて、相互に異電位の関係にある。第１の特徴のスリーブ等の保持構造では、支柱１８に対して、発光管１４及びスリーブ１６は、堅固に保持されている。
【００７８】
このような２重管ランプのマウント構造に関して、更に、最も機械的に脆弱な箇所を見出すため、振動試験を実施した。脆弱な箇所を補強することにより、更に機械的強度を高めるためである。
【００７９】
振動試験を行ったところ、発光管・スリーブを堅固に保持している支柱全体（即ち、マウント構造全体）が揺れ動く。更に振動を継続して加えると、支柱１８が■がる大元のステムの給電線の内接線（給電線の内、外球内部に露出している線）の溶接箇所で折れる（溶接箇所が外れる）現象が発生した。
【００８０】
支柱１８とステム２２の給電線の接続に関する従来技術を調べてみると、前掲特許文献４では、ステムのピンチ部を２枚の支持板で挟んで、マウントの揺れを抑制する構成が開示されている。前掲特許文献５では、発光管が１個のシングルタイプであり、元々、セラミックス製発光管は石英発光管に比較して重量が軽いため、特段の支持板は設けず、支柱をステムの給電線に接続している。
【００８１】
上記「第１の特徴：スリーブ等の保持構造」では、専ら、支柱１８と発光管・スリーブ１４，１６との間の接続に注目して、この接続を強固なものにしている。この「第４の特徴：対振動性を強化した構造」では、振動試験で見出した最も脆弱な箇所を補強して、更に機械的強度の信頼性を高めることを目的とする。
【００８２】
(構成)
図８は、基本的には、図４に示す２重管ランプ１０ａと同じ構造のランプ１０ｂを示す図である。図４に示す２重管ランプ１０ａでは、マウント構造を外球内表面に係止するため、トップ部では板バネから成る支持板２８ａ−２を、ネック部では支持板２８ａ−１を、使用している。図８に示す２重管ランプ１０ｂでは、振動試験で見出した脆弱な支柱１８−１，１８−２と内接線１７−１，１７−２との夫々の接続を補強するため、ネック部付近に新規なサイズの大きい板バネから成る支持板２８ｂ−１を採用している。トップ部付近の支持板２８ｂ−２に比べて、支持板２８ｂ−１は、板バネの幅Ｗが広い特徴を有する。更に、板バネの板厚Ｔが厚い特徴を有する。
【００８３】
図９Ａ及び図９Ｂは、板バネからなる支持板を説明する図である。各図の上段は板バネの平面図であり、下段は側面図である。図９Ａは、２重管ランプ１０ｂ(図８)のトップ側に配置された支持板２８ａ−１を示す図である。図９Ｂは、２重管ランプ１０ｂ(図８)のネック側に配置された支持板２８ｂ−２を示す図である。
【００８４】
各図に示す支持板には、長さＬ、幅Ｗ及び板厚Ｔの概略値が示されている。図９Ｃの２８ｂ−２を図９Ｂの支持板２８ａ−１と比較すると、板厚ではノミナル値Ｔ３／Ｔ２＝0.25/0.15＝1.67であり、公差を考慮するとＴ３／Ｔ２は1.5〜2.0の範囲内である。支持板の幅は、ノミナル値ではＷ３／Ｗ２＝10.0/6.5＝1.53であり、公差を考慮するとＷ３／Ｗ２は1.3〜2.0の範囲内である。これら板バネは、代表的には、鉄ニッケル合金から形成されている。
【００８５】
図１０Ａは、支柱１７−１，１７−２に対して、支持板２８ｂ−２を溶接接続する様子を説明する、ランプ１０ｂのネック部付近の図である。ステム２２から、給電線の内接線１７−１，１７−２が延在し、支柱１８−１，１８−２が夫々溶接されている。支柱１８−１，１８−２に対して、板バネから成る２個の支持板２８ｂ−１が夫々溶接されている。支柱１８−１，１８−２は、異電位であるため、これらを跨がるような支持板は採用できない。
【００８６】
図１０Ｂは、２重管ランプ１０ｂ(図８)のランプ軸線に垂直な面の断面図であり、板バネから成る支持板２８ｂ−１と支柱１８−１，１８−２及び外球１２との関係を説明する図である。板バネ２８ｂ−１を、支柱１８接続部を中心に強制的に屈曲させて、マウントを外球１２の中に挿入する。図１０Ｂでは、外球１２に挿入前の板バネ２８ｂ−１は破線で示し、挿入後の板バネ２８ｂ−１は実線で示している。挿入後、強制的な屈曲を開放すると板バネの円形突起部は外管内周面に係合し、マウントが振動したとき支柱１８−１，１８−２が移動するのを拘束し、内接線との溶接箇所で折れるのを防止している。
【００８７】
図１０ｂを再度参照すると、支持板２８ｂ−１の変形率を支持板の半分の長さＬ３と湾曲量ＭによってＭ／Ｌ３と規定すると、ノミナル値では変形率Ｍ／Ｌ３＝11.31／28.5＝0.40であった。公差を考慮すると、変形量Ｍ／Ｌ３は、0.30〜0.40の範囲にある。
【００８８】
(効果)
図１１Ａは、長さｌの片持ち梁の自由端に荷重Ｆを加えたら、自由端がｖだけ撓んだときの図である。図１１Ｂは、この片持ち梁の断面図である。図９Ｃに示す支持板（板バネ）２８ｂ−１の半分、即ち、支柱を溶接する中央部から端部までの部分の挙動を説明する図である。ｌ＝Ｌ３／2の関係にある。
【００８９】
撓みｖと荷重Ｆとは、式(1)の関係にある。
ｖ＝(Ｆｌ3)/(3ＥＩ)…………(1)
ここで、Ｆは自由端に加わる荷重、Ｅは材料によって決まる弾性係数、Ｉは形状によって決まる断面二次モーメント、である。ＥＩは剛性を表わす。
【００９０】
式(1)を、或る撓み量ｖが生じたら、どのくらいの荷重Ｆが掛かっているかを求める式(2)に変形する。
Ｆ＝(3ＥＩ・ｖ)/ｌ3…………(2)
【００９１】
図１１Ｂに示すように、片持ち梁の幅Ｗ＝ｂ、厚さＴ＝ｈとすると、断面二次モーメントＩは、式(3)で求まる。
Ｉ＝（1/12）ｂｈ3…………(3)
【００９２】
式(3)を式(2)に代入すると、式(4)が求まる。
Ｆ＝(3ＥＩ・ｖ)/ｌ3＝ｂｈ3ｖ/(4ｌ3) …………(4)
式(4)から、同じ支持板(板バネ)なら、外球内周面にかかる荷重Ｆは、支持板の幅ｂに比例し、厚さｈの３乗に比例し、撓み量ｖに比例し、長さｌ（板バネでは、支柱に対する固定点から円形突起の接触点までの長さ）の３乗に反比例する。
【００９３】
この実施形態では、図９Ｂと図９Ｃに示すように、厚さｈはＴ１＝0.15ｍｍからＴ２＝0.25ｍｍに厚くなることで、荷重Ｆは(0.25/0.15)3＝4.6倍になる。更に、幅ｂはＷ2＝6.5ｍｍからＷ3＝10.0ｍｍに幅広くなることで、（10.0／6.5）＝1.5倍となる。結局、支持板の厚さｈを厚くし及び幅Ｗを拡げたことで、(0.25/0.15)3・（10.0／6.5）＝6.9倍になる。
【００９４】
［変形例等］
以上、本発明の実施形態について説明したが、これらは例示であって、本発明はこれらに限定されない。当業者が容易になしえる、本実施形態に対する追加・削除・変更・改良等は、本発明の範囲内である。本発明の技術的範囲は、添付の特許請求の範囲の記載によって定められる。
【符号の説明】
【００９５】
１０：セラミックメタルハライドランプ，ランプ，二重管ランプ、  １０ｃ：ランプ軸線、  １２：外球、  １４，１４−１，１４−２：セラミックス製発光管，発光管、  １６，１６−１，１６−２：スリーブ，内管、  １７−１，１７−２：内接線、  １８：支柱、  ２０：Ｅ型口金、  ２２：ステム管、  ２４：マウント、  ２６：線材、  ２６ｓ：セラミック絶縁部材、  ２８ａ−１，２８ａ−２，２８ｂ−１，２８ｂ−２：支持板，板バネ、  ３０：スリーブ保持金具、  ３０ａ：円環状金属帯、  ３０ｂ：部分閉塞蓋、  ３０ｃ：開口、  ３０ｄ：止め金具、  ３０ｅ：タブ片、  ３２：スリーブ保持金具、  ３２ｅ：タブ片、  １００：セラミックメタルハライドランプ，ランプ，二重管ランプ、  １００ｃ：ランプ軸線、  １２０：外球、  １４０，１４０−１，１４０−２：セラミックス製発光管，発光管、  １４２：金属製補強巻き線、  １６０，１６０−１，１６０−２：スリーブ，内管、  １８０：支柱、  鉄線１８０−３，１８０−４，１８０−５，１８０−６：鉄線、  ２００：Ｅ  型口金、  ２２０：ステム管、  ２４０：マウント、  ３００−１，３００−２：固定金属ベルト、
【図１】
2017037719.tif 000005
【図２】
2017037719.tif 000006
【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７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
2017037719.tif 000013
【図９Ａ】
2017037719.tif 000014
【図９Ｂ】
2017037719.tif 000015
【図１０Ａ】
2017037719.tif 000016
【図１０Ｂ】
2017037719.tif 000017
【図１１Ａ】
2017037719.tif 000018
【図１１Ｂ】
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