(57)【要約】【課題】ランプ寿命末期に発光管が昇温により膨張した場合でも発光管にクラックや穴が生じるのを抑制し、かつ、外管の破損を未然に防止できる放電ランプの提供。【解決手段】発光管１０と、前記発光管１０を内方に収容する外管２０と、前記発光管１０の外表面１０ａに弾性可能に保持された線状部材３０と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光管と、
前記発光管を内方に収容する外管と、
前記発光管の外表面に弾性可能に保持された線状部材と、
を備える放電ランプ。
【請求項２】
前記線状部材は、前記発光管の外表面の表面方向に弾性可能である請求項１に記載の放電ランプ。
【請求項３】
前記線状部材は、メリヤス編み部材である請求項２に記載の放電ランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放電ランプに関する。
【背景技術】
【０００２】
広範囲の照明等に用いられるメタルハライドランプなどの放電ランプは、稀に、発光管が破損する場合がある。
【０００３】
そのため、外管内に、内部に一対の電極を有し、かつ内部に金属ハロゲン化物が封入された発光管を備え、前記発光管の外表面に、電気的に不接続な金属線が螺旋状に巻き付けられているメタルハライドランプが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−１３５０７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の発明は、ランプ寿命末期に発光管が昇温により膨張した場合、金属線に沿って発光管が食い込み発光管にクラックや穴が生じ、その結果、発光管が破損にいたる前に発光管内の希ガス、金属ハロゲン化物等が発光管外部にリークするので、ランプを点灯不能とすることができるとともに、従来生じていた発光管材料の飛散を防止することができるものであるが、発光管にクラックや穴が生じる際、それに伴って、発光管の破片が発生する懸念がある。また、当該破片によって外管が破損する懸念がある。
【０００６】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、ランプ寿命末期に発光管が昇温により膨張した場合でも発光管にクラックや穴が生じるのを抑制し、かつ、外管の破損を未然に防止できる放電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】
【０００７】
本発明に係る放電ランプは、発光管と、前記発光管を内方に収容する外管と、前記発光管の外表面に弾性可能に保持された線状部材と、を備える。
【０００８】
前記線状部材は、前記発光管の外表面の表面方向に弾性可能であることが好ましい。
【０００９】
前記線状部材は、メリヤス編み部材であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
ランプ寿命末期に発光管が昇温により膨張した場合でも発光管にクラックや穴が生じるのを抑制し、かつ、外管の破損を未然に防止できる放電ランプが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に係る放電ランプ１の構成を示す概念図である。
【図２】図１の発光管１０の断面を示す概念図である。
【図３】図１の線状部材３０の構成の一形態を示す概念図である。
【図４】線状部材３０が発光管１０の外表面１０ａの表面方向に弾性可能とすることができる好ましい構成の一形態を示す概念図である。
【図５】本発明の他の実施形態に係る放電ランプ１Ａの構成を示す概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係る放電ランプについて説明する。なお、以下で説明する実施形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。以下の実施形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、製造工程、製造工程の順序などは一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。また、以下の各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示したものではない。
【００１３】
本発明者は、ランプ寿命末期に発光管が昇温により膨張した場合、金属線に沿って発光管が食い込む原因として、発光管膨張時の前記発光管の管壁への前記金属線の応力集中にあると考え、本発明を完成するに至った。
【００１４】
すなわち、前記金属線などの線状部材が前記発光管の外表面に保持された状態で弾性することで、ランプ寿命末期に発光管が膨張した場合でも、発光管の膨張に伴って前記線状部材も膨張するため、前記線状部材の前記発光管の管壁への応力集中を抑制することができることを見出した。
【００１５】
図１は、本実施形態に係る放電ランプ１の構成を示す概念図である。図２は、図１の発光管１０の断面を示す概念図である。図３は、図１の線状部材３０の構成の一形態を示す概念図である。
【００１６】
本実施形態に係る放電ランプ１は、図１に示すように、発光管１０と、前記発光管１０を内方に収容する外管２０と、前記発光管１０の外表面１０ａに弾性可能に保持された線状部材３０と、を備える。
【００１７】
ここでいう「発光管１０の外表面１０ａに弾性可能に保持された」とは、線状部材３０が前記発光管１０の外表面１０ａそのものに弾性可能に接触して保持されている場合と、発光管１０の外表面１０ａの一部に弾性可能に接触し他の部分（例えば、支持部材４０）で保持されている場合を含む。なお、本実施形態では、便宜上、前者で説明する。
【００１８】
また、前記「接触」とは、線状部材３０が放電ランプ１の点灯前に前記発光管１０の外表面１０ａに接触している場合と、発光管１０が昇温により膨張する途中で発光管１０の外表面１０ａに接触する場合を含む。なお、本実施形態では、便宜上、前者で説明する。
【００１９】
更に、ここでいう「弾性可能」とは、物体（本発明では線状部材３０）に力（具体的には、押す力や引っ張る力、広げる力等）を加えている時に前記物体に生じる変形が、前記力を除くと元に戻る性質のことをいう。
【００２０】
このように、本実施形態に係る放電ランプ１は、線状部材３０が発光管１０の外表面１０ａに弾性可能に保持されているため、ランプ寿命末期に発光管１０が昇温により膨張した場合でも、それに伴って線状部材３０も膨張するため、線状部材３０の前記発光管１０の管壁への応力集中を抑制することができる。従って、発光管にクラックや穴が生じるのを抑制することができ、かつ、外管の破損を未然に防止できる。また、線状部材３０は、前記発光管１０の外表面１０ａに保持されているため、発光管１０そのものの補強効果も有している。
【００２１】
発光管１０は、例えば、図２に示すような構成を有している。
【００２２】
発光管１０は、図２に示すように、本管部１０Ａと、本管部１０Ａの両端に設けられた細管部１０Ｂと、本管部１０Ａと細管部１０Ｂとの間に設けられ、本管部１０Ａから細管部１０Ｂに向かって、内径が縮径する縮径部１０Ｃとを備える。すなわち、本管部１０Ａ、細管部１０Ｂ、１０Ｂ及び縮径部１０Ｃ、１０Ｃで、発光管１０の管壁を構成している。
【００２３】
発光管１０の管壁は、例えば、透光性アルミナセラミックスで構成されている。
【００２４】
細管部１０Ｂ、１０Ｂの内方には、互いに対向して一対の電極１２、１４を備える。一対の電極１２、１４は、電極芯１２ａ、１４ａと、先端コイル１２ｂ、１４ｂと、細管内コイル１２ｃ、１４ｃと、電極支持体１２ｄ、１４ｄと、封着材１２ｅ、１４ｅとを備える。
【００２５】
電極芯１２ａ、１４ａは、タングステン等の耐熱性金属で構成された棒状体である。先端コイル１２ｂ、１４ｂは、電極芯１２ａ、１４ａの先端部に巻回されたコイル体であり、タングステン等の耐熱性金属で構成されている。細管内コイル１２ｃ、１４ｃは、電極芯１２ａ、１４ａの基端部に巻回されたコイル体であり、タングステン等の耐熱性金属で構成されている。電極支持体１２ｄ、１４ｄは、電極芯１２ａ、１４ａの基端部に接続された棒状体であり、金属ハロゲン化物に対して耐食性を有する例えばサーメット等で構成されている。電極支持体１２ｄ、１４ｄは、後述する支持部材４０に接続されることで、発光管１０を外管２０の内方に収容して支持する。封着材１２ｅ、１４ｅは、金属ハロゲン化物に対して耐食性を有する酸化物系ろう材で構成されており、電極支持体１２ｄ、１４ｄを細管部１０Ｂ、１０Ｂに固定するとともに、発光管１０の管壁内を気密に密封する。
【００２６】
発光管１０の管壁内には、始動補助ガスとしての希ガスと、放電により光を発生させるためのハロゲン化金属と、バッファーガスとしての金属が封入されている。希ガスはアルゴンガスやキセノンガス等が用いられる。ハロゲン化金属は、ナトリウム、タリウム、カルシウム等のハロゲン化物や希土類金属のハロゲン化物が用いられる。希土類金属は、ツリウム、ホルニウム、ジスプロシウム等が好適に用いられる。バッファーガスとしての金属は水銀が用いられる。
【００２７】
外管２０は、例えば、透明の硬質ガラス等で構成された一端が閉塞されたＢＴ型の外球体が用いられる。外管２０の内方は真空状態に保たれている又は不活性ガス（例えばアルゴンガス）が封入されている。なお、外管２０はＢＴ型の外球体に限定されず、一端が閉塞された直管型であってもよい。また、外管２０の材質は透明の硬質ガラスに限定されず、放電ランプとしての機能を維持できる材質であればどのような材質であってもよい。
【００２８】
外管２０の閉塞されていない他端には、口金５０が取り付けられている。口金５０は、外管２０の前記他端を閉塞するとともに発光管１０を発光させるための電力を放電ランプの外部から受電する受電部である。口金５０は、照明装置のソケットに着脱可能に取り付けられる形状を有しており、当該ソケットに取り付けることで放電ランプ１内の発光管１０に給電することができる。
【００２９】
外管２０の内方には口金５０に取り付けられたステム６０を備える。ステム６０内には、例えば、複数のリード線（不図示）が配置されている。このリード線は、放電ランプ１を点灯させるための電力を口金５０から発光管１０に給電するための金属電線である。
【００３０】
支持部材４０は、前記ステム６０内のリード線から延出した金属棒製のフレームで骨組みされた構成を有しており、その一端がステム６０に接続され、他端が外管２０の内壁に接触され、かつ、発光管１０の電極支持体１２ｄ、１４ｄに接続されている。これによって、放電ランプ１を点灯させるための電力を発光管１０内の一対の電極１２、１４に給電するとともに、発光管１０を固定している。これにより発光管１０を外管２０の内方に支持して収容する。
【００３１】
線状部材３０は、図１に示すように、網目状に構成されている。
【００３２】
なお、ここでいう網目状とは、例えば、図３に示すように、線状部材３０を構成する耐熱線３０Ａが互い違いに交差して構成していることをいう。
【００３３】
このような線状部材３０を用いることで、少なくとも発光管１０の外表面１０ａから遠ざかる方向（ランプ寿命末期に発光管が昇温により膨張する方向）に弾性可能とすることができる。また、万が一、発光管１０の破片が発生した場合でも、上述した特許文献１に記載されたような螺旋状に巻き付けられた金属線よりも、当該破片を当該線状部材３０で食い止める率を高めることができる。
【００３４】
前記線状部材３０は、前記発光管１０の外表面１０ａの表面方向に弾性可能であることが好ましい。
【００３５】
ランプ寿命末期において放電ランプの点灯・消灯を繰り返す場合、発光管１０が膨張・収縮を繰り返すことになる。そのため、前記線状部材３０を、前記発光管１０の外表面１０ａの表面方向に弾性可能とすることで、前記発光管１０の膨張・収縮の繰り返しによって発生する線状部材３０の一方向への片寄りを防止することができる。従って、当該片寄りによる前記線状部材３０の前記発光管１０の管壁への応力集中を抑制することができる。
【００３６】
図４は、線状部材３０が発光管１０の外表面１０ａの表面方向に弾性可能とすることができる好ましい構成の一形態を示す概念図である。
【００３７】
線状部材３０が発光管１０の外表面１０ａの表面方向に弾性可能とすることができる好ましい構成の一形態は、図４に示すように、線状部材３０を構成する耐熱線３０Ａが互い違いに交差し、かつ、メリヤス状に編まれたメリヤス編み状部材である。
【００３８】
詳しくは、ここでいう「メリヤス編み状部材」とは、図４に示すように、耐熱線３０Ａを、ループ部Ｒ１を複数有して網目状に編み上げた部材である。このようなメリヤス編み状部材は、メリヤス編み機を用いて、あるいはかぎ針や竹針を用いて手編みで製造することができる。
【００３９】
図５は、本発明の他の実施形態に係る放電ランプ１Ａの構成を示す概念図である。
【００４０】
図５に示す放電ランプ１Ａは、図１に示す放電ランプ１と比べて、線状部材３０を配置する位置が異なる。その他は、図１と同様であるため、説明を省略する。
【００４１】
本実施形態に係る放電ランプ１Ａは、線状部材３０が発光管１０の本管部１０Ａと縮径部１０Ｃ、１０Ｃの両方の外表面に弾性可能に保持された構成を有している。
【００４２】
放電ランプにおける前記発光管１０の膨張は、放電ガスが多く封入されている本管部１０Ａが発生しやすいものの、前記膨張は電極１２、１４に近い位置である縮径部１０Ｃ、１０Ｃにおいても発生しやすい。従って、前記線状部材３０を前記本管部１０Ａ及び縮径部１０Ｃ、１０Ｃの両方の外表面に弾性可能に保持することが好ましい。
【００４３】
更に、前記放電ランプ１Ａの線状部材３０は、前記発光管１０の本管部１０Ａの外表面に弾性可能に保持された線状部材と前記発光管１０の縮径部１０Ｃ、１０Ｃの外表面に弾性可能に保持された線状部材とが連動した弾性を有していることが好ましい。
【００４４】
このように、図１の放電ランプ１と比べて、縮径部１０Ｃ、１０Ｃにおいても線状部材３０を配置するため、外管２０の破損を未然に防止できる率を更に高めることができる。加えて、前記線状部材３０は、前述した連動した弾性を有しているため、発光管１０の本管部１０Ａ又は縮径部１０Ｃ、１０Ｃのどちらか一方（例えば、本管部１０Ａ）が大きく膨張した場合でも、大きく膨張していない他方（例えば、縮径部１０Ｃ、１０Ｃ）に配置された線状部材３０が弾性して前記大きく膨張した一方に配置された線状部材３０の弾性を補うことができる。
【００４５】
従って、ランプ寿命末期に発光管が昇温により膨張した場合でも発光管にクラックや穴が生じるのを更に抑制することができる。
【００４６】
前記線状部材３０は、発光管１０の外表面１０ａに弾性可能に保持された状態で前記本管部１０Ａと縮径部１０Ｃ、１０Ｃとの間で連動した弾性を有しており、かつ、前記縮径部１０Ｃ、１０Ｃの外表面に保持された線状部材３０の弾性力は、前記本管部１０Ａの外表面１０ａに保持された前記線状部材３０の弾性力より大きいことが好ましい。
【００４７】
前記発光管１０の膨張は放電ガスが内面に多く封入されている本管部１０Ａが発生しやすいため、本管部１０Ａに配置する線状部材３０は弾性力が高い（すなわち、耐熱線３０Ａ間の開口面積が小さい）方が好ましいが、本管部１０Ａは内部で発光した光が射出する射出部であるため、前記のような構成にすると、発光効率の低下を招くことになる。従って、本管部１０Ａの弾性力を高めるには限界がある。
【００４８】
そこで、内部で発光した光の射出量が少ない縮径部１０Ｃ、１０Ｃの外表面１０ａに保持する線状部材３０の弾性力を、本管部１０Ａの外表面１０ａの方に保持する線状部材３０の弾性力より大きくすることで、本管部１０Ａの発光効率の低下を抑制しつつ、仮に、本管部１０Ａが大きく膨張した場合でも、縮径部１０Ｃ、１０Ｃに保持された弾性力が高い線状部材３０が大きく弾性して前記本管部１０Ａに配置された線状部材３０の弾性を補うため、耐熱線３０Ａが本管部１０Ａの管壁に食い込むのを更に抑制することができる。
【００４９】
なお、ここでいう発光効率の低下とは、線状部材３０を発光管１０の外表面１０ａに保持した場合に、放電ランプとしての全光透過率（％）が９０％未満となることをいう。
【００５０】
前記耐熱線３０Ａの線径は、例えば、１．０ｍｍ以下であり、耐熱線３０Ａ間の幅は、例えば、１．０ｍｍ以上１５．０ｍｍ以下である。
【００５１】
なお、本発明でいう耐熱線３０Ａの材質は、耐熱性を有していれば特に限定されない。前記耐熱線は、例えば、モリブデンやタングステンなどの金属線を用いることができる。
【００５２】
なお、前記耐熱線３０Ａは、製造のしやすさの観点から、モリブデンの金属線を用いることが好ましい。
【００５３】
なお、線状部材３０は、例えば、耐熱線３０Ａを、編み機等を用いて、あるいはかぎ針や竹針を用いて手編みで、網目状又はメリヤス状に編んだ筒状体を作製し、それを広げて発光管１０の外表面１０ａに接触して保持させる。但し、筒状体を広げて発光管１０の外表面１０ａに接触して保持させた状態で弾性を有するように、耐熱線３０Ａの金属線の線径や耐熱線３０Ａ間の幅を調整することが好ましい。
【００５４】
なお、図５に示す線状部材３０は、例えば、筒状体を広げて発光管１０の外表面１０ａに接触して保持させた状態で本管部１０Ａ及び縮径部１０Ｃ、１０Ｃにおいても弾性を有するように、耐熱線３０Ａの金属線の線径や耐熱線３０Ａ間の幅を調整したメリヤス編み筒状体を作製し、該筒状体を広げて発光管１０の外表面１０ａに接触して保持させる。
【００５５】
前記放電ランプは、定格ランプ電力が５００Ｗ以上１５００Ｗ以下であることが好ましい。
【００５６】
このような定格ランプ電力を有する放電ランプは、発光管１０が大きくなり、それに伴って、発光管１０内に封入される始動補助ガス、ハロゲン化金属やバッファーガス等の封入量が多くなるため、発光中の前記発光管１０の内圧が大きくなる。従って、発光管１０が破損する確率が５００Ｗ未満のランプに比べて高くなるため、このような放電ランプに対して、本発明を適用することで、より高い効果を得ることができる。
【００５７】
なお、定格ランプ電力とは、カタログなどでランプ機種ごとに定められた点灯時のランプ電力（Ｗ）を表したものである。
【実施例】
【００５８】
（実施例１）
図１から図３を基本構造とし、定格ランプ電力６８０Ｗの放電ランプを作製した。
【００５９】
（１）発光管１０
軸方向の全長８０ｍｍ、本管部１０Ａの最大内径２０ｍｍ、細管部１０Ｂ、１０Ｂの内径１．５ｍｍ、本管部１０Ａ及び細管部１０Ｂ、１０Ｂの管壁幅２ｍｍ。材質は透光性アルミナセラミックス。
【００６０】
（２）一対の電極１２、１４
電極芯１２ａ、１４ａの直径１ｍｍ、細管内コイル１２ｃ、１４ｃが直径０．３ｍｍのタングステン（Ｗ）の金属線を約３ターン巻き付けたもの。電極支持体１２ｄ、１４ｄは直径約１ｍｍで材質はサーメット。
【００６１】
（３）始動補助ガス
アルゴンガス。
【００６２】
（４）封着材１２ｅ、１４ｅ
酸化物系ろう材。
【００６３】
（５）線状部材３０
一本の線径０．３ｍｍのモリブデン（Ｍｏ）金属線を、図３に示すような網目構造とした筒状体（Ｍｏ金属線間の平均幅：４ｍｍ）。
【００６４】
（６）外管２０
硬質ガラス製のＢＴ型。最大部の外径約１５０ｍｍ、全長約３００ｍｍ。
【００６５】
（実施例２）
図１、図２、図４を基本構造とし、線状部材３０として一本の線径０．３ｍｍのＭｏ金属線を図４に示すようなメリヤス編み構造にした筒状体（Ｍｏ金属線間の平均幅：４ｍｍ）を用いた以外は実施例１と同様である定格ランプ電力６８０Ｗの放電ランプ１を作製した。
【００６６】
（実施例３）
図２、図３、図５を基本構造とし、線状部材３０として一本の線径０．３ｍｍのＭｏ金属線を図３に示すような網目構造にした筒状体（Ｍｏ金属線間の平均幅：４ｍｍ）を用いた以外は実施例１と同様である定格ランプ電力６８０Ｗの放電ランプ１を作製した。
【００６７】
（実施例４）
図２、図４、図５を基本構造とし、線状部材３０として一本の線径０．３ｍｍのＭｏ金属線を図４に示すようなメリヤス編み構造にした筒状体（Ｍｏ金属線間の平均幅：４ｍｍ）を用いた以外は実施例１と同様である定格ランプ電力６８０Ｗの放電ランプ１を作製した。
【００６８】
（比較例１）
図１、図２を基本構造とし、線状部材３０を用いない以外は実施例１と同様である定格ランプ電力６８０Ｗの放電ランプ１を作製した。
【００６９】
以上の実施例１から４、比較例１の放電ランプ１に対して、全光透過率（％）を評価したところ、比較例１では９８％であったのに対し、実施例１では９５％、実施例２では９３％、実施例３では９３％、実施例４では９１％であり、いずれも問題ないレベルであった。
【符号の説明】
【００７０】
１  放電ランプ
１０  発光管
２０  外管
３０  線状部材
【図１】
2017157351.tif 000003
【図２】
2017157351.tif 000004
【図３】
2017157351.tif 000005
【図４】
2017157351.tif 000006
【図５】
2017157351.tif 000007