(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
主要部の内外両面がほぼ連続的な曲面によって形成されていて放電空間を包囲する包囲部および包囲部の端部に連通して配置された小径筒部を一体成形により備え、包囲部の両端部に肉厚段部を備えているとともに包囲部の主要部における外面形状と内面形状とが相違していることにより包囲部の端部近傍の肉厚が相対的に大きくなっている透光性セラミックス放電容器と；
透光性セラミックス放電容器の小径筒部の内面との間にわずかな隙間を形成しながら小径筒部内に挿通されているとともに先端が透光性放電容器の包囲部に臨んでいる一対の長い電極と；
先端が電極の基端部に接続され少なくとも中間部が透光性放電容器に封着され基端が透光性放電容器から外部に露出した導入導体と；
透光性セラミックス放電容器内に封入された放電媒体と；
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】
透光性セラミックス放電容器は、包囲部の主要部における外面形状が軸方向に引き延ばされた異形球状で、内面形状がほぼ真球状であ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】
透光性セラミックス放電容器は、包囲部の最大肉厚と最小肉厚との差が０．２ｍｍ以上であ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】
少なくとも一方の電極が挿通している小径筒部の外周において端部が小径筒部と包囲部の外面との境界部に近接して配設されるとともに、他方の電極と同電位になるように接続された始動補助導体を具備していることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一記載の高圧放電ランプ。
【請求項５】
照明装置本体と；
照明装置本体に支持された請求項１ないし４の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、透光性セラミックス放電容器を備えた高圧放電ランプおよびこれを用いた照明装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、透光性セラミックス製の放電容器を備えたメタルハライドランプが従来の石英ガラス製の放電容器を備えたメタルハライドランプに対して高効率、高演色、かつ長寿命といった特徴を有していることから、広く普及し始めている。
【０００３】
透光性セラミックス放電容器は、石英ガラスと違って加熱軟化させて封着することができないために、放電空間を包囲する包囲部の端部から突出する小径筒部を一体的に形成して、小径筒部を利用して封止する構成が一般的である。包囲部と小径筒部とを備えたセラミックス放電容器を製造するには、包囲部と小径筒部とを予め別に仮焼結して形成し、次に両者を嵌合させてから焼結して一体化する焼き嵌め構造と、最初から両者を一体的に成形する一体成形構造とに大別される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、焼き嵌め構造は、小径筒部のネック部すなわち包囲部との接合部近傍部分の機械的強度が非常に小さいという問題がある。
【０００５】
一方、一体成形構造においては、焼き嵌め構造ほどではないものの、小径筒部のネック部の機械的強度が必ずしも十分ではないとともに、成形コストが高いという問題がある。
【０００６】
本発明は、透光性セラミックス放電容器の構造を改良して小径筒部のネック部の機械的強度を向上した高圧放電ランプおよびこれを用いた照明装置を提供することを主な目的とする。
【０００７】
加えて、本発明は、始動補助導体を備えた高圧放電ランプおよびこれを用いた照明装置を提供することを他の目的とする。
【０００８】
【課題を達成するための手段】
請求項１の発明の高圧放電ランプは、主要部の内外両面がほぼ連続的な曲面によって形成されていて放電空間を包囲する包囲部および包囲部の端部に連通して配置された小径筒部を一体成形により備え、包囲部の両端部に肉厚段部を備えるとともに包囲部の主要部における外面形状と内面形状とが相違していることにより包囲部の端部近傍の肉厚が相対的に大きくなっている透光性セラミックス放電容器と；透光性セラミックス放電容器の小径筒部の内面との間にわずかな隙間を形成しながら小径筒部内に挿通されているとともに先端が透光性放電容器の包囲部に臨んでいる一対の長い電極と；先端が電極の基端部に接続され少なくとも中間部が透光性放電容器に封着され基端が透光性放電容器から外部に露出した導入導体と；透光性セラミックス放電容器内に封入された放電媒体と；を具備していることを特徴としている。
【０００９】
本発明および以下の各発明において、特に指定しない限り用語の定義および技術的意味は次による。
【００１０】
＜透光性セラミックス放電容器について＞
「透光性セラミックス放電容器」とは、単結晶の金属酸化物たとえばサファイヤと、多結晶の金属酸化物たとえば半透明の気密性アルミニウム酸化物、イットリウム−アルミニウム−ガーネット（ＹＡＧ）、イットリウム酸化物（ＹＯＸ）と、多結晶非酸化物たとえばアルミニウム窒化物（ＡｌＮ）のような光透過性および耐熱性を備えた材料からなる放電容器を意味する。なお、「透光性」とは、放電によって発生した光を透過して外部に導出できる程度に光透過性であることをいい、透明ばかりでなく、光拡散性であってもよい。そして、少なくとも包囲部が透光性を備えていればよく、要すれば小径筒部は遮光性であってもよい。
【００１１】
また、透光性セラミックス放電容器は、放電空間を包囲する包囲部と包囲部の端部に連通して配設された小径筒部とを備えている。そして、包囲部と小径筒部とは、一体成形により一体化されている。包囲部は、その内部に放電空間を包囲するために、内部が球状の中空である。球状とは、好ましくは真球状であるが、要すれば楕円球状などであってもよい。なお、包囲部の「主要部」とは、小径筒部と接している側の端部近傍を除いた残余の大部分であって、放電による発光が主として透過する部分をいう。また、包囲部の両端部に肉厚段部を備えているとともに包囲部の外面形状は、内面と非同一の形状であって、その結果包囲部の端部近傍すなわち小径筒部の基端部に隣接する部位の肉厚が相対的に大きくなっている。
【００１２】
一方、小径筒部は、その内部に後述する電極および電極に接続する導入導体が挿通するとともに、透光性セラミックス放電容器を封止するのに寄与する。なお、熱容量をなるべく小さくするため、小径筒部の内径は１ｍｍ以下、好適には０．８ｍｍ以下であるのが望ましい。
【００１３】
さらに、本発明において、透光性セラミックス放電容器の全長および内容積は特に制限されない。しかし、ランプ電力が１０〜５０W程度の小形の高圧放電ランプを得ようとするならば、全長は、一般的には３５ｍｍ以下、好適には１０〜３０ｍｍであるのがよい。また、内容積は、０．１０ｃｃ以上、好適には０．１７〜０．２５ｃｃであるのがよい。
【００１４】
＜電極について＞
電極は、材料にタングステンまたはドープドタングステンを用いていて、細長くて小径筒部内に挿通されて小径筒部の内面との間にわずかな隙間を形成するとともに、先端が包囲部内に突出しているか、先端が小径筒部内にあって、かつ包囲部内を臨む位置にある。なお、包囲部内を臨むとは、包囲部内に位置している態様と、包囲部内に連通している小径筒部内に位置している態様とを含む概念である。
【００１５】
電極の先端部は、表面積を大きくして放熱を良好にするために、必要に応じてタングステンのコイルを巻装したり、軸部と一体化された径大部を形成したりする構造にすることができる。
【００１６】
電極の中間部は、透光性セラミックス放電容器の小径筒部の内面との間になるべく均一なわずかな隙間すなわちキャピラリーを形成するために、一定の太さであることが望ましい。
【００１７】
電極の基端部すなわち軸部は、透光性セラミックス放電容器に対して所要の相対的な位置に固定するとともに、外部から電流を導入するために機能する導入導体の先端に溶接などにより固着されることによって電気的および機械的に支持される。なお、溶接に際して熱的に緩衝するなどの目的のために、モリブデン、サーメットなどの部材を導入導体の先端部に配設として電極の基端との間に当該部材を介在させることができる。
【００１８】
＜導入導体について＞
導入導体は、電極間に電圧を印加するとともに、電極に電流を供給し、かつ透光性セラミックス放電容器を封止するために機能する導体で、先端が電極の基端部に接続し、基端が透光性セラミックス放電容器の外部に露出している。なお、「透光性セラミックス放電容器の外部に露出している」とは、透光性放電容器から外部へ突出していてもよいし、また突出していなくてもよいが、外部から給電できる程度に外部に臨んでいることを意味する。
【００１９】
また、導入導体は、その熱膨張係数が透光性セラミックスのそれと近似している導電性金属であるニオブ、タンタル、チタン、ジルコニウム、ハフニウムおよびバナジウムなどを用いることができる。透光性セラミックス放電容器の材料にアルミナセラミックスなどのアルミニウム酸化物を用いる場合、ニオブおよびタンタルは、平均熱膨張係数がアルミニウム酸化物とほぼ同一であるから、封止に好適である。イットリウム酸化物およびＹＡＧの場合も差が少ない。窒化アルミニウムを透光性セラミックス放電容器に用いる場合には、導入導体にジルコニウムを用いるとよい。
【００２０】
さらに、導入導体は、これを支持することにより、高圧放電ランプ全体を支持するのに利用してもよい。
【００２１】
さらにまた、導入導体をニオブなどの封着性金属の棒状体、パイプ状体やコイル状体などによって構成することができる。この場合、ニオブなどは酸化性が強いので、高圧放電ランプを大気に通じた状態で点灯する場合には、耐酸化性の導体を導入導体にさらに接続するとともに、導入導体が大気に接触しないようにたとえばシールなどによって被覆する必要がある。
【００２２】
＜放電媒体について＞
放電媒体は、少なくとも始動ガスおよびバッファガスとして希ガス、たとえばネオンおよびアルゴンを含むことが許容される。この場合、ネオンおよびアルゴンのうちアルゴンは、ネオンに対して分圧で０．１〜１０％の範囲で混合することができる。希ガスにネオンおよびアルゴンを用いることにより、グロー電力を低減してグロー・アーク転移時間を適度に延長させることができる。これにより、電極物質のタングステンの蒸発が抑制され、始動時の黒化が著しく低減する。これとともに、始動電圧が低下するので、点灯回路手段が小形、軽量、かつ安価になる。また、希ガスは、点灯中約１気圧以上の圧力を呈するように透光性セラミックス放電容器内に封入される。
【００２３】
次に、放電媒体は、必要に応じて、希ガスに加えて金属ハロゲン化物およびまたは水銀などを発光物質またはバッファ蒸気として用いることができる。放電媒体に金属ハロゲン化物を用いる場合、金属ハロゲン化物を構成するハロゲンとしては、よう素、臭素、塩素またはフッ素のいずれか一種または複数種を用いることができる。発光金属の金属ハロゲン化物は、発光色、平均演色評価数Ｒａおよび発光効率などについて所望の発光特性を備えた放射を得るため、さらには透光性セラミックス放電容器のサイズおよび入力電力に応じて、既知の金属ハロゲン化物の中から任意所望に選択することができる。たとえば、ナトリウムＮａ、リチウムＬｉ、スカンジウムＳｃおよび希土類金属からなるグループの中から選択された一種または複数種のハロゲン化物を用いることができる。
【００２４】
また、バッファ蒸気として適量の水銀に代えて蒸気圧が比較的高くて可視光領域における発光が少ないか、発光しない金属たとえばアルミニウムなどのハロゲン化物を封入することもできる。
【００２５】
＜その他の構成について＞
（１）セラミックス封止用コンパウンドのシールについて
先端に電極を配設した導入導体を透光性セラミックス放電容器の小径筒部に挿入し、透光性セラミックス放電容器と導入導体とを封止するために、セラミックス封止用コンパウンドのシールを用いることができる。そして、セラミックス封止用コンパウンドのシールを用いて封止するには、小径筒部の端面において導入導体および小径筒部の間に施与され、加熱により溶融して小径筒部と導入導体との間に浸透し、冷却により固化して両者間を気密にシールする。このシールにより導入導体は所定の位置に固着される。
【００２６】
小径筒部内に挿入されている導入導体は、上記シールによって完全に被覆されていることが望ましい。さらに、シールを導入導体に固着している細長い電極の基端部をもわずかな距離、好適には０．２〜３ｍｍにわたって被覆するように構成すれば、導入導体がハロゲン化物などの放電媒体によって腐食されにくくなる。
【００２７】
（２）始動補助導体について
透光性セラミックス放電容器の包囲部の内径を大きくするとともにこれに対応して電極間距離を大きくすると、高圧放電ランプの始動電圧が上昇する傾向があるので、必要に応じて始動補助導体を配設することにより、始動電圧を低減することができる。
【００２８】
始動補助導体は、少なくとも一方の電極が挿通している小径筒部の外周に配設されるとともに、他方の電極と同電位になるように接続されている金属製コイルによって構成することができる。さらに、始動補助導体は、第１の電極が挿通している一方の小径筒部の外周に巻装されるとともに、一端が第２の電極と同電位になるように接続されている第１の金属製コイルと、第２の電極が挿通している他方の小径筒部の外周に巻装されるとともに、一端が第１の電極と同電位になるように接続されている第２の金属製コイルとによって構成することができる。
【００２９】
（３）外管について
本発明の高圧放電ランプは、透光性セラミックス放電容器が大気中に露出した状態で点灯するように構成することができる。しかし、要すれば、透光性セラミックス放電容器を外管内に気密に収納することができる。また、外管の内面を高圧放電ランプの発光部を焦点とする反射面とすることにより、指向性を備えた高圧放電ランプを得ることができる。
【００３０】
（４）反射鏡について
本発明の高圧放電ランプは、電球形蛍光ランプに比較して発光部を小さくすることができるから、集光が容易で、光学的に電球形蛍光ランプより有利であるが、必要に応じて反射鏡と一体化して用いることができる。この場合、透光性セラミックス放電容器を内部に収納する外管の内面に反射鏡を形成してもよいし、高圧放電ランプを別設の反射鏡に組み付けてもよい。
【００３１】
（５）ランプ電力について
本発明は、ランプ電力が１０〜５０Ｗ程度の小形のメタルハライドランプに好適である。
【００３２】
（６）導入導体の直径と電極の直径との関係について
導入導体の直径をφｓ（ｍｍ）とし、電極の直径をφｅ（ｍｍ）としたときに下式を満足させると効果的である。
【００３３】
０．２≦φｅ／φｓ≦０．６
すなわち、セラミックス封止用コンパウンドのシールの温度を低減してシールがハロゲン化物によって腐食するのを防止するとともに、わずかな隙間の温度を高くして発光効率を高めるためには、一方では導入導体をなるべく太くしてその熱抵抗を減らしながら、他方では電極の熱抵抗を大きくするのがよい。なお、直径比φｅ／φｓが０．２未満では電極が細くなりすぎる。また、０．６を超えると、シールの温度およびわずかな隙間の温度を所要の値に維持することが困難になる。
【００３４】
（７）透光性セラミックス放電容器の内容積と直線透過率の関係について
透光性セラミックス放電容器の内容積を０．１ｃｃ以下、好適には０．６５ｃｃ以下、好適には０．２５以下にするとともに、中空部の平均直線透過率を１０％以上好適には３０％以上にすることができる。ただし、直線透過率は、波長５５０ｎｍにおいて測定したものとする。また、「平均直線透過率」とは、対象部分に対して異なる５個所の位置において測定した直線透過率データを相加平均して求めた値をいう。さらに、透光性セラミックス放電容器の内容積は、当該容器を水中に入れて内部に水が充満してから、両方の小径筒部の開口端を封鎖して水中から取り出し、内部の水を軽量して、測定する。
【００３５】
内容積が上記のように小さい透光性セラミックス放電容器の場合、その包囲部の平均直線透過率が１０％以上であると、組み合わせる光学系たとえば反射鏡との光学的効率（器具効率）を高くできるとともに、透光性セラミックス放電容器のクラックが生じにくい。
【００３６】
（８）わずかな隙間について
わずかな隙間を０．２１ｍｍ以上にすると効果的である。
【００３７】
ランプ電力が５０Ｗ以下の小形で、長寿命かつ高ランプ効率の高圧放電ランプを得るには、従来技術を比例的に縮小して適用するのは適当でないことが判明している。
【００３８】
そこで、わずかな隙間を上記のように設定することにより、電極の熱抵抗が大きくなって、放電プラズマや電極からの熱伝達が少なくなり、シールの温度が下がる。そのため、シールにリークが生じにくくなる。
【００３９】
＜本発明の作用について＞
本発明においては、高圧放電ランプの透光性セラミックス放電容器の包囲部の両端部に肉厚段部を備えているとともに包囲部の主要部における内外両面の形状が相違していることで包囲部の端部近傍の肉厚が相対的に大きくなっているので、小径筒部のネック部の機械的強度が向上し、ネック部が破断しにくくなる。
【００４０】
製造方法によっては、包囲部の外面形状を楕円球状など非真球状にすることができるので、透光性セラミックス放電容器の製造が容易になって、そのコストを低減することもできる。
【００４１】
さらに、包囲部の内面形状を真球状に接近させれば、音響的共鳴周波数を単一にするなど単純化できる。
【００４２】
請求項２の発明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、透光性セラミックス放電容器は、包囲部の主要部における外面形状が軸方向に引き延ばされた異形球状で、内面形状がほぼ真球状であることを特徴としている。
【００４３】
本発明において、包囲部の外面形状に関して、「異形球状」とは、真球状とは異なる形状の球状であることを意味する。たとえば、楕円球状、紡錘形状などである。そして、「軸方向に引き延ばされた」とは、外面の異形球状部分が透光性セラミックス放電容器の軸方向に長い形状であることを意味する。また、包囲部の内面形状に関して、「ほぼ真球状」とは、球体形状およびこれに類似する立体形状を意味する。
【００４４】
そうして、本発明においては、透光性セラミックス放電容器の包囲部における内外面の形状を上記のように規定することにより、請求項１におけるのと同様な作用を奏するが、その中でも特に包囲部の主要部の内面形状がほぼ真球状であることにより、音響的共鳴周波数を単一化できるので、音響的共鳴周波数を避けた点灯周波数を設定することが容易となり、したがって音響的共鳴現象の回避が可能になる。
【００４５】
請求項３の発明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、透光性セラミックス放電容器は、包囲部の最大肉厚と最小肉厚との差が０．２ｍｍ以上であることを特徴としている。
【００４６】
本発明において、包囲部の肉厚は、包囲部の内面の接線に垂直な方向に測定した値で表すものとする。
【００４７】
また、最大肉厚と最小肉厚との差は、好適には０．３ｍｍ以上である。
【００４８】
そうして、本発明によれば、包囲部の端部の実効的な肉厚を肉厚差をもって規定している。
【００４９】
なお、特開２０００−２１３５０号公報には、発光管部の肉厚を０．６ｍｍ以下に規定した２５W以下の低電力のセラミックス製放電ランプが開示されているが、このものは発光効率の向上を目的としていて、しかも肉厚は全体に均一である。したがって、本発明の作用効果を奏するものではない。
【００５０】
請求項４の発明の高圧放電ランプは、請求項１ないし３のいずれか一記載の高圧放電ランプにおいて、少なくとも一方の電極が挿通している小径筒部の外周において端部が小径筒部と包囲部の外面との境界部に近接して配設されるとともに、他方の電極と同電位になるように接続された始動補助導体を具備していることを特徴としている。
【００５１】
始動補助導体は、少なくとも一方の電極が挿通している小径筒部に配設されている。要すれば、透光性セラミックス放電容器が一対の小径筒部を包囲部の両端から突出させて備え、各小径筒部にそれぞれ電極を挿通して備えている構成において、一対の小径筒部にそれぞれ始動補助導体を配設することができる。
【００５２】
また、本発明においては、始動補助導体の端部が透光性セラミックス放電容器の包囲部と小径筒部との境界部に接近して配設されているが、包囲部の端部が相対的に肉厚になっていることにより、境界部の位置は、小径筒部の端部側へ相当分ずれていることに注目すべきである。
【００５３】
さらに、本発明において、始動補助導体は、金属製コイル、導電性被膜などによって形成することができる。
【００５４】
さらにまた、始動補助導体が上記金属製コイルからなる場合の好適な構成を以下に示す。実施に際しては、下記項目の一または複数を組み合わせることができる。
【００５５】
１  金属製コイルの巻き数を４ターン以上にする。
【００５６】
２  金属製コイルの巻きピッチを１００〜５００％にする。
【００５７】
３  金属製コイルの長さをＬＳＡ１とし、小径筒部の長さをＬＳＡ２としたとき、ＬＳＡ１／ＬＳＡ２を０．３〜１．０にする。
【００５８】
そうして、本発明においては、透光性セラミックス放電容器の端部の肉厚が相対的に大きくなっているから、包囲部と小径筒部との境界部が小径筒部の先端側へ相当分後退し、これに伴って始動補助導体の端部も後退する。そのため、小径筒部に挿通して包囲部に臨んでいる電極と始動補助導体との間に生じることがある微放電を防止することができる。なお、上記微放電が繰り返し発生すると、透光性セラミックス放電容器が微放電発生部位において疲労破壊しやすくなる。
【００５９】
また、始動補助導体を配設する際に、始動補助導体の端部を境界部に位置を合わせて配設することができるので、位置のばらつきが少なくなり、製造が容易になる。
【００６０】
請求項５の発明の照明装置は、照明装置本体と；照明装置本体に支持された請求項１ないし４の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している。
【００６１】
本発明において、「照明装置」とは、高圧放電ランプの発光を何らかの目的で用いるあらゆる装置を含む広い概念である。たとえば、電球形高圧放電ランプ、照明器具、移動体用前照灯、光ファイバー用光源装置、画像投射装置、光化学装置、指紋判別装置などに適用することができる。なお、「照明装置本体」とは、上記照明装置から高圧放電ランプを除いた残余の部分をいう。
【００６２】
また、「電球形高圧放電ランプ」とは、高圧放電ランプと、その安定器とを一体化し、さらに受電用の口金を付設してなり、口金に適応するランプソケットに装着することにより、白熱電球を点灯するような感覚で使用することができるように構成した照明装置を意味する。電球形高圧放電ランプを構成する場合、高圧放電ランプの発光を所望の配光特性が得られるように、集光するための反射鏡を備えることができる。さらに、高圧放電ランプの高い輝度を低減するために、光拡散性のグローブまたはカバーを備えることができる。さらにまた、口金は、所望の仕様のものを用いることができる。したがって、在来の光源ランプとの代替を図る目的の場合には、在来の光源ランプの口金と同じ口金を採用すればよい。
【００６３】
さらに、照明装置が照明器具の場合、照明器具は、点灯回路手段を備え高圧放電ランプを装着した構成のものでもよいし、点灯回路手段を備えてなくて電球形高圧放電ランプを装着した構成のものであってもよい。また、点灯回路手段を備えた照明器具の場合、点灯回路手段は、照明器具に配設されていてもよいし、照明器具から離間した位置、たとえば天井裏に配設されていてもよいよい。
【００６４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００６５】
図１は、本発明の高圧放電ランプの参考例を示す正面断面図である。
【００６６】
図２は、同じく透光性セラミックス放電容器の構造を模式的に示す説明図である。
【００６７】
図において、１は透光性セラミックス放電容器、２は電極、３は導入導体、４はシールでる。
【００６８】
透光性セラミックス放電容器１は、透光性アルミナセラミックスからなり、一体成形によって形成された包囲部１ａおよび一対の小径筒部１ｂ、１ｂを備えている。包囲部１ａは、中空で内部に放電空間１ａ１が形成され、その主要部の内面がほぼ真球状をなし、外面が透光性セラミックス放電容器１の軸方向に長い紡錘状をなしている。
小径筒部１ｂは、包囲部１ａの両端部から軸方向に沿って直線状に延在し、内部に貫通孔１ｂ１が形成されている。そうして、包囲部１ａの外面と小径筒部１ｂの外面との接合部に境界部１ｃが形成されている。なお、参考例は、後述する本発明の第１の実施形態との対比において包囲部１ａの両端部に肉厚段部１ａ２を備えていない点で異なる。
【００６９】
また、透光性セラミックス放電容器１の包囲部１ａは、内外両面の形状が異なっているために、肉厚が部位によって相違している。図２に示しているように、内面の接線に垂直な方向に肉厚を調べると、位置Ａは０．５ｍｍ、位置Ｂは０．６ｍｍ、位置Ｃは０．９ｍｍとなっている。すなわち、包囲部１ａの端部は、肉厚が相対的に大きくなっている。
【００７０】
電極２は、ドープドタングステンからなり、棒状をなしていて、先端が包囲部１ａ内に突出して放電空間１ａ１内に臨んで小径筒部１ｂの貫通孔１ｂ１内に挿通され、貫通孔１ｂ１および電極２の間にわずかな隙間ｇが形成されている。
【００７１】
導入導体３は、ニオブからなり、棒状をなしていて、先端が電極２の基端部に溶接され、基端が透光性セラミックス放電容器１の外部に突出している。
【００７２】
シール４は、セラミックス封止用コンパウンドを溶融し、固化することにより、透光性セラミックス放電容器１の小径筒部１ｂおよび導入導体３の間に介在して透光性セラミックス放電容器１を気密に封止するとともに、導入導体３が透光性セラミックス放電容器１の内部に露出しないように被覆している。また、この封止により、電極２を所定の位置に固定している。
【００７３】
シール４を形成するには、セラミックス封止用コンパウンドを小径筒部１ｂの端面において、導入導体３の貫通孔１ｂ１から外部に突出している部分の周りに施与し、加熱溶融させて導入導体３および貫通孔１ｂ１の内面の間の隙間に進入させて小径筒部１ｂ内に挿入されている導入導体３全体を被覆するとともに、さらに電極２の基端部をも被覆し、冷却により固化させる。
【００７４】
ところで、透光性セラミックス放電容器１内には、希ガスたとえばネオンおよびアルゴンを含む始動ガスおよびバッファガス、発光金属の金属ハロゲン化物およびバッファガスを供給する水銀を含む放電媒体が封入されている。
【参考例の実施例】
透光性セラミックス放電容器１：透光性アルミナセラミックス製で、全長２３ｍｍ、包囲部１ａ：軸方向の長さ（境界部１ｃ、１ｃ間の距離）７．７ｍｍ、外径６．０ｍｍ、内径５．０ｍｍ、小径筒部１ｂ：長さ７．６５ｍｍ、外径１．７ｍｍ、内径０．７ｍｍ
電極２：軸部およびコイル部が直径０．２５ｍｍのタングステン導入導体３：ニオブ、直径０．６４ｍｍ
わずかな隙間ｇ：０．２２５ｍｍ
放電媒体：始動ガスおよびバッファガスとしてＮｅ３％＋Ａｒが約２７ｋＰａ、他に適量の水銀および発光金属としてＮａ、Ｔｌ、Ｄｙのヨウ化物（発光金属のハロゲン化物は、点灯中にその全てが蒸発しないで、余剰分ｓがわずかな隙間ｇ内に滞留する程度の量封入している。）
ランプ電力：２０Ｗ
全光束：１８００ｌｍ、発光効率：９０ｌｍ／Ｗ
色温度：３５００Ｋ
定格寿命：８０００ｈ
図３は、本発明の高圧放電ランプの第１の実施形態を示す正面断面図である。
【００７５】
図４は、同じく透光性セラミックス放電容器の構造を模式的に示す説明図である。
【００７６】
各図において、図１および図２に示す参考例と同一部分については同一符号を付して説明は省略する。本実施形態は、透光性セラミックス放電容器１の包囲部１ａの両端部に肉厚段部１ａ２を備えている点で異なる。
【００７７】
すなわち、包囲部１ａは、肉厚段部１ａ２を備えているために、軸方向の長さが９．６ｍｍ、肉厚段部１ａ２の外径が２．７ｍｍとなっている。透光性セラミックス放電容器１のその他の部分のサイズは第１の実施形態と同じである。
【００７８】
図５は、本発明の高圧放電ランプの第２の実施形態を示す一部断面正面図である。
【００７９】
図６は、同じく要部を拡大して示す拡大要部断面正面図である。
【００８０】
各図において、図３および図４と同一部分については同一符号を付して説明は省する。本実施形態は、始動補助導体ＳＡＣ１、ＳＡＣ２を備えた２重管構造である点で異なる。
【００８１】
すなわち、高圧放電ランプは、発光管ＩＢ、第１および第２の接続導体ＣＣ１、ＣＣ２、第１および第２の始動補助導体ＳＡＣ１、ＳＡＣ２、外管ＯＢ、ゲッタＧＴおよび外部接続導体ＯＣＴ１、ＯＣＴ２からなる。
【００８２】
＜発光管ＩＢについて＞
発光管ＩＢは、図３および図４に示す高圧放電ランプと同一の構造である。なお、金属ハロゲン化物および水銀は蒸発する分より過剰に封入されているので、その一部５が安定点灯時にわずかな隙間ｇ内に液相状態で滞留している。そして、放電媒体５の界面は、最冷部を形成している。また、透光性セラミックス放電容器１の包囲部１ａの両端部の肉厚部は図示を省略している。
【００８３】
＜第１および第２の接続導体ＣＣ１、ＣＣ２について＞
第１および第２の接続導体ＣＣ１、ＣＣ２は、それぞれモリブデン線からなり、その先端が電極２の給電導体３に接続して、発光管ＩＢを支持するとともに、一対の給電電極１ｂ、１ｂにするように構成されている。第１の接続導体ＣＣ１の中間は、透光性セラミックス放電容器１の軸方向に対してほぼ平行に、かつ離間して延在している。
【００８４】
＜始動補助導体ＳＡＣ１、ＳＡＣ２について＞
始動補助導体ＳＡＣ１、ＳＡＣ２は、それぞれ金属製コイルからなり、直径０．３ｍｍのモリブデン線を巻きピッチ２００％で４ターン、境界部１ｃに隣接する位置から小径筒部１ｂの外周に密接して巻装している。一方の始動補助導体ＣＯ１は、図において下方の給電導体３に接続されることによって下方にある反対側の電極２と同電位になっている。また、他方の始動補助導体ＣＯ２は、接続導体ＣＣ１に接続されることによって図において上方にある反対側の電極２と同電位になっている。
【００８５】
＜外管ＯＢについて＞
外管ＯＢは、硬質ガラス製のＴ形バルブからなり、基端にピンチシール部ｐｓが、先端に排気チップオフ部ｔが、それぞれ形成され、内部が排気されて１．３×１０−２Ｐａ程度の低真空状態になっている。ピンチシール部ｐｓは、Ｔ形バルブの開口端を加熱して軟化状態のときにピンチして形成する。排気チップオフ部ｔは、外管ＯＢを封止した後に外管ＯＢの内部を排気して排気管（図示しない。）を封し切った跡である。
【００８６】
＜ゲッタＧＴについて＞
ゲッタＧＴは、ＺｒＡｌ合金からなり、第１の接続導体ＣＣ１に溶接により支持されている。
【００８７】
＜外部接続導体ＯＣＴ１、ＯＣＴ２について＞
外部接続導体ＯＣＴ１、ＯＣＴ２は、接続導体ＣＣ１、ＣＣ２を一体に延長して、外管ＯＢのピンチシール部ｐｓを気密に貫通させて外部に導出することにより、構成されている。
【００８８】
図７は、本発明の高圧放電ランプの第３の実施形態を示す一部断面正面図である。
【００８９】
図において、図５および図６と同一部分については同一符号を付して説明は省略する。本実施形態は、口金Ｂを装着しているとともに、一方の電極にのみ始動補助導体ＳＡＣ２を配設している点で主として異なる。
【００９０】
すなわち、口金Ｂは、Ｅ１１形ねじ口金からなり、一対の外部接続導体（図示しない。）を所要に接続して、外管ＯＢのピンチシール部ｐｓに無機質接着剤（図示しない。）によって固着されている。
【００９１】
始動補助導体ＳＡＣ２は、ターン数が７ターンである。
【００９２】
図８本発明の照明装置の第１の実施形態としてのスポットライトを示す一部中央断面正面図である。
【００９３】
図において、本実施形態のスポットライトは、スポットライト本体１１および高圧放電ランプ１２からなる。
【００９４】
スポットライト本体１１は、主として天井取付部１１ａ、アーム１１ｂ、本体ケース１１ｃ、ランプソケット１１ｄ、反射鏡１１ｅ、遮光筒１１ｆおよび前面ガラス１１ｇを備えている。天井取付部１１ａは、天井に取り付けられてスポットライトを吊持するとともに、天井裏に配設される点灯回路手段（図示しない。）に接続して、ここから受電する。アーム１１ｂは、基端が天井取付部１１ａに固定されている。本体ケース１１ｃは、前面が開口した容器状をなし、アーム１１ｂの先端に垂直面内において俯仰自在に枢着されている。なお、図中の２点鎖線は、本体ケース１１ｃを基準にしたときのアーム１１ｂの俯仰調節可能な範囲を説明している。ランプソケット１１ｄは、Ｅ１１形口金用に適合するもので、本体ケース１１ｃ内に配設されている。反射鏡１１ｅは、ランプソケット１１ｄの前方に位置して本体ケース１１ｃに配設されている。遮光筒１１ｆは、反射鏡１１ｅの開口端の中央部に配設されている。前面ガラス１１ｇは、本体ケース１１ｃの開口端に配設されている。
【００９５】
高圧放電ランプ１２は、図７に示すのと同様な仕様である。そして、高圧放電ランプ１２は、その口金Ｂをランプソケット１１ｄに装着することにより、スポットライト本体１１に取り付けられている。また、高圧放電ランプ１２が取り付けられている状態で遮光筒１１ｆが外管ＯＢ先端からの光を遮光して、グレアを防止する。
【００９６】
図９本発明の本発明の照明装置の第２の実施形態としての電球形高圧放電ランプを示す要部断面正面図である。
【００９７】
各図において、電球形高圧放電ランプは、高圧放電ランプ１２、台座１３、反射鏡１４、点灯回路手段１５、基体１６および口金１７を備えている。以下、構成要素別に説明する。
【００９８】
〔高圧放電ランプ１２について〕
高圧放電ランプ１２は、図５および図６に示すのと第１および第２の始動補助導体ＳＡＣ１、ＳＡＣ２を除いて同様な仕様であるので、これらの図面と同一部分については同一符号を付して説明は省略する。
【００９９】
第１および第２の始動補助導体ＳＡＣ１、ＳＡＣ２は、それぞれ７ターンの金属製コイルからなる。
【０１００】
〔台座１３について〕
台座１３は、耐熱性合成樹脂を成形して形成され、中心部に装着孔１３ａ、図において上部外周縁に取付部１３ｂを備えている。装着孔１３ａは、高圧放電ランプ１２および反射鏡１４を装着するためのもので、そこに挿入された高圧放電ランプ１２のピンチシール部ｐｓおよび後述する反射鏡１４の縁部１４ａを同心にして無機質接着剤ＢＣを介して固定している。取付部１３ｂは、後述する基体１６の開口端に固着される。スカート部１３ｃは、反射鏡１４の周囲を包囲して保護するとともに、外観を整えている。
【０１０１】
〔反射鏡１４について〕
反射鏡１４は、高圧放電ランプ１２の周囲に配設されているとともに、高圧放電ランプ１２の少なくとも発光部すなわち包囲部１ａを包囲している。そして、反射鏡１４は、台座１３に固定されている。本実施形態においては、前記したように、高圧放電ランプ１２と一緒に固定されている。また、反射鏡１４は、ガラス成形により臥せ椀状に成形され、同時に頂部の円筒状の縁部１４ａを一体に形成しているとともに、内面にアルミニウム蒸着膜からなる反射面１４ｂを形成している。なお、この縁部１４ａは、台座１３の装着孔１３ａに挿入され、無機接着剤ＢＣで台座１３に固定されている。さらに、反射鏡１３の開口部に前面ガラス１４ｃが配設されている。前面ガラス１４ｃは、透明ガラスを成形して製作され、低融点フリットガラス１８で反射鏡１４に気密に封着されている。さらにまた、反射鏡１４および前面ガラス１４ｂにより形成されている内部空間には、不活性ガスとして窒素が封入されている。
【０１０２】
〔点灯回路手段１５について〕
点灯回路手段１５は、配線基板１５ａの図において主として上側に実装され、また配線基板１５ａの下面から高圧放電ランプ１２の外部接続端子ＯＣＴ１，ＯＣＴ２を受け入れて、配線基板１５ａと所要に接続している。また、点灯回路手段１５は、図６と同一の回路構成である。
【０１０３】
〔基体１６について〕
基体１６は、杯状をなしていて、その基部に後述する口金１７が装着され、また開口縁に周段部１６ａが形成されている。また、基体１６の内部には、点灯回路手段１５が収納されている。さらに、開口縁の周段部１６ａに台座１３の周段部１３ｂを嵌合して、接着剤によって固着している。なお、基体１６の適所または台座との嵌合部に空気抜きや放熱のための孔隙を必要に応じて形成する。
【０１０４】
〔口金１７について〕
口金１７は、Ｅ２６形の口金からなり、基体１６の基部に装着されている。
【０１０５】
次に、上記実施形態のランプ仕様について説明する。
外径：５０ｍｍ、全長：１１０ｍｍ
口金：Ｅ２６
定格電圧：１００Ｖ
消費電力：２３Ｗ
最大光度：４２００ｃｄ
ビームの開き：２８°
ビーム光束：７８０ｌｍ
定格寿命：８０００ｈ
【発明の効果】
請求項１ないし４の各発明によれば、透光性セラミックス放電容器が主要部の内外両面がほぼ連続的な曲面によって形成されていて放電空間を包囲する包囲部および包囲部の端部に連通して配置された小径筒部を備え、包囲部の両端部に肉厚段部を備えるとともに包囲部の端部近傍の肉厚が相対的に大きくなっていることにより、小径筒部のネック部の機械的強度が向上した高圧放電ランプを提供することができる。
【０１０６】
請求項１の発明によれば、加えて透光性セラミックス放電容器の包囲部の内外両面の形状が異なることで包囲部の端部近傍の肉厚を相対的に大きくしているので、透光性セラミックス放電容器の製造が容易な高圧放電ランプを提供することができる。
【０１０７】
請求項２の発明によれば、加えて包囲部の主要部の外面形状が軸方向に引き延ばされた異形球状で、内面形状がほぼ真球状であることにより、音響的共鳴周波数が単一化されるので、音響的共鳴現象を回避した点灯周波数の設定が容易となり、したがって音響的共鳴現象の回避が容易な高圧放電ランプを提供することができる。
【０１０８】
請求項３の発明によれば、加えて透光性セラミックス放電容器の包囲部の最大肉厚と最小肉厚との差が０．２ｍｍ以上であることにより、小径筒部の機械的強度が実効的に向上した高圧放電ランプを提供することができる。
【０１０９】
請求項４の発明によれば、加えて透光性セラミックス放電容器の包囲部と小径筒部との境界部に近接して始動補助導体を配設していることにより、始動補助導体と小径筒部を介して対向している電極と始動補助導体との間に微放電が発生しにくいため、小径筒部の疲労破壊が生じにくいとともに、始動補助導体の位置決めが容易な高圧放電ランプを提供することができる。
【０１１０】
請求項５の発明によれば、請求項１ないし４の効果を有する照明装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の高圧放電ランプの参考例を示す正面断面図
【図２】  同じく透光性セラミックス放電容器の構造を模式的に示す模式図
【図３】  本発明の高圧放電ランプの第１の実施形態を示す正面断面図
【図４】  同じく透光性セラミックス放電容器の構造を模式的に示す模式図
【図５】  本発明の高圧放電ランプの第２の実施形態を示す一部断面正面図
【図６】  同じく要部を拡大して示す拡大要部断面正面図
【図７】  本発明の高圧放電ランプの第３の実施形態を示す一部断面正面図
【図８】  本発明の照明装置の第１の実施形態としてのスポットライトを示す一部中央断面正面図
【図９】  本発明の照明装置の第２の実施形態としての電球形高圧放電ランプを示す要部断面正面図
【図１】
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【図２】
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【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７】
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【図８】
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【図９】
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