(57)【要約】【課題】セラミック発光管に封入する始動用希ガスの圧力を低下させることなく、高ワットのメタルハライドランプにあっても、その始動電圧を低下させることが可能なメタルハライドランプを提供する【解決手段】メタルハライドランプは、セラミック発光管１１および近接導体１を収容する外管バルブ１２を備える。金属ハロゲン化物が封入されたセラミック発光管１１は、一対の細管部１１ａ、１１ｂ、両細管部に挟まれた本管部１１ｃ、本管部内の両細管部側に設けられた一対の電極１１ｄを有する。近接導体１の細管部への固定部１ａ、１ｂは、細管部１１ａ、１１ｂの直線部と細管部を本管部１１ｃにつなぎ合わせるための曲率部１１ｅ，１１ｆとの交点から１．４ｍｍ乃至２．６ｍｍの範囲を覆うように配置される。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の細管部、前記両細管部に挟まれた本管部、前記本管部内の両細管部側に設けられた一対の電極をもち、金属ハロゲン化物を封入したセラミック発光管と、前記セラミック発光管の本管部の外面に沿って前記一対の細管部の間に渡される近接導体と、前記セラミック発光管および前記近接導体を収容する外管バルブとを備えたメタルハライドランプであって、前記近接導体の前記細管部への固定部が、前記細管部の直線部と前記細管部を前記本管部へつなぎ合わせるための曲率部との交点から１．４ｍｍ乃至２．６ｍｍの範囲を覆うように配置されることを特徴とするメタルハライドランプ。
【請求項２】
前記近接導体の固定部が、前記近接導体を前記細管部に巻付けて構成されたものであることを特徴とする請求項１記載のメタルハライドランプ。
【請求項３】
前記近接導体の前記細管部への巻付け数が４回以上であることを特徴とする請求項２記載のメタルハライドランプ。
【請求項４】
前記近接導体の固定部の一方が、前記固定部に代えて、対応する前記細管部の端部から導出されるリード線と電気的に接続されることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のメタルハライドランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はメタルハライドランプに係り、特に低電圧始動形のセラミックメタルハライドランプに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
メタルハライドランプは、発光管内に水銀、希ガスのほかに発光金属をハロゲン化合物の形で封入し、これにより効率、演色性等を改善したランプである。このメタルハライドランプは、ハロゲン化合物が封入されていることから始動性が悪く、始動性のために高いパルス電圧を印加する方法が用いられている。この始動性を向上させ、低い電圧で確実に、かつ、短時間に始動させることが電極の消耗を防ぎ、また、光束維持率を高める上で重要である。
【０００３】
このため、石英ガラスからなる発光管を用いたメタルハライドランプでは、従来、始動補助電極が多く用いられてきている。しかし、近年、ランプの効率を高めるために、耐熱性の高いセラミックスを発光管に用いたセラミックメタルハライドランプが用いられるようになると、石英ガラスに比べてアルミナ等のセラミックスは熱伝導率が高いために電極封止部の近傍の形状を細く設計することとなり、そのため始動補助電極を設けることが困難となっている。そこで、ランプの始動性を高めるために、始動補助電極に替わる手段として、近接導体を設けることが検討されている。例えば、非特許文献１には、一般照明用１５０Ｗセラミック発光管メタルハライドランプの発光管に近接導体を取り付けた例が示されている。また、特許文献１には、メタルハライドランプの発光管に近接または接触して近接導体を配置した例が示されている。また、特許文献２には、メタルハライドランプの発光管に電気的に絶縁された状態の近接導体が発光管本管に沿って複数の橋渡しを設けるように配置した例が示されている。
【非特許文献１】平成１０年度照明学会第３１回全国大会、Ｎｏ．３２、「一般照明用１５０Ｗセラミック発光管メタルハライドランプの検討」
【特許文献１】特開平１０―２９４０８５号公報
【特許文献２】特開２００７−４８５３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、メタルハライドランプは、高ワットになるにつれて電極間距離が長くなり、ますます始動性が悪くなる。そこで、始動性を改善するために、ランプ始動時に高電圧を印加することが考えられる。しかし、この高電圧印加は、ランプに始動時の負荷として悪影響を与えるのみならず、本来高いパルス電圧を必要としない水銀ランプ用に開発された安定器にも大きな負担をかけることになり、好ましくない。したがって、高ワットのセラミックメタルハライドランプでは、低いパルス電圧で始動することができる近接導体が重要となる。また、一方で発光管内に封入する始動用希ガスの圧力を低くすることが、電極間距離の長いランプの始動電圧を低くすることはよく知られているが、始動用希ガスの圧力を低くすることは同時に電極の消耗を高めることも良く知られている。
【０００５】
したがって本発明の目的は、セラミック発光管に封入する始動用希ガスの圧力を低下させることなく、高ワットのメタルハライドランプにあっても、その始動電圧を低下させることが可能なメタルハライドランプを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的は、一対の細管部、前記両細管部に挟まれた本管部、前記本管部内の両細管部側に設けられた一対の電極をもち、金属ハロゲン化物を封入したセラミック発光管と、前記セラミック発光管の本管部の外面に沿って前記一対の細管部の間に渡される近接導体と、前記セラミック発光管および前記近接導体を収容する外管バルブとを備えたメタルハライドランプであって、前記近接導体の前記細管部への固定部が、前記細管部の直線部と前記細管部を前記本管部へつなぎ合わせるための曲率部との交点から１．４ｍｍ乃至２．６ｍｍの範囲を覆うように配置されるメタルハライドランプにより、達成される。
【０００７】
ここで、前記近接導体の固定部は、前記近接導体を前記細管部に巻付けて構成されたものとすることができる。この場合、前記近接導体の前記細管部への巻付け数が４回以上であることが好ましい。また、前記近接導体の固定部の一方は、前記固定部に代えて、対応する前記細管部の端部から導出されるリード線と電気的に接続されるようにすることができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、セラミック発光管に封入する希ガスの圧力を低下させることなく、高ワットのメタルハライドランプにあっても、その始動電圧を低下させることが可能なメタルハライドランプを得ることができる。すなわち、本発明では、近接導体のセラミック発光管の細管部への固定部を、細管部の直線部と細管部を本管部へつなぎ合わせるための曲率部との交点から１．４ｍｍ乃至２．６ｍｍの範囲を覆うように配置することにより、近接導体の作用により、一対の電極間の放電をすみやかに発生させることが可能となり、高ワットのメタルハライドランプにあっても始動用希ガスの圧力を減じることなく低いパルス電圧でランプを始動させることができる。本発明では、始動のためのパルス電圧が印加された際の初期放電時に、一対の電極間で放電を起こさせるより低い電圧で、セラミック発光管の細管部に設置した近接導体の固定部とそれぞれの電極との間で放電を起こすことができる。この初期放電により、前記セラミック発光管内に封入してある水銀がイオン化された状態で前記セラミック発光管内を満たし、一対の電極間での放電を助長することにより、本放電を容易に発生させることが可能となる。また、近接導体の固定部において、線状の導体を巻付けて細管部を覆う構造とすることで、初期放電をよりすみやかに発生させる効果を得ることができる。近接導体の細管部への巻付け数が４回以上の場合、より効果がある。さらに、近接導体の固定部の一方を、前記固定部に代えて、対応する細管部の端部から導出されるリード線と電気的に接続し、近接導体の他方の固定部と他方の電極との間で初期放電を行わせることにより、本放電への移行をよりすみやかに実行することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明に係るメタルハライドランプの一実施例について、添付図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明に係る近接導体を配したセラミック発光管を内蔵した低電圧始動形セラミックメタルハライドランプの構成の一例を示す図である。同図では、その内部構造が分かるように、外管バルブを輪郭のみで示している。図２は、セラミック発光管の一例を示す一部切り欠き図である。
【００１０】
本実施例のメタルハライドランプは、セラミック発光管１１および近接導体１を収容する外管バルブ１２を備える。金属ハロゲン化物が封入されたセラミック発光管１１は、一対の細管部１１ａ、１１ｂ、両細管部に挟まれた本管部１１ｃ、本管部内の両細管部側に設けられた一対の電極１１ｄを有する。一対の細管部１１ａ、１１ｂにはそれぞれ電極リード線６ａ、６ｂが通される。近接導体１は、セラミック発光管の本管部１１ｃの外面に沿って、両細管部１１ａ、１１ｂの間に渡される。近接導体１の細管部への固定部１ａ、１ｂは、細管部１１ａ、１１ｂの直線部と細管部を本管部１１ｃにつなぎ合わせるための曲率部１１ｅ，１１ｆとの交点１１ｇから電極リード線６ａ，６ｂ方向に１．４ｍｍ乃至２．６ｍｍの範囲を覆うように配置される。細管部１１ａ、１１ｂの直線部、本管部１１ｃ、曲率部１１ｅ，１１ｆおよび交点１１ｇの関係は図５に示すとおりである。近接導体の固定部１ａ、１ｂは、例えば近接導体を細管部に巻付けて構成される。近接導体１の細管部への巻付け数は４回以上が好ましい。
【００１１】
図１に示すように、セラミック発光管１１は、硬質ガラスからなる外管バルブ１２の内部にステム１５を介して、気密に封止されており、そして、支持棒を兼ねたランプリード線１４ａ、１４ｂによって保持されている。ランプリード線１４ａ、１４ｂは、発光管１１の両端に設けられた細管部１１ａ、１１ｂの電極リード線６ａ、６ｂを介して、発光管１１の一対の電極（図示せず）にそれぞれ接続される。また、口金１６は、外管バルブ１２のネック部１２ｂに、機械的にかしめ固定され、内部からのランプリード線２本がそれぞれ口金トップ部１６Ｔおよび口金サイド部１６Ｓに電気的に接続されている。
【００１２】
一方、グロー管１７、電流制御用抵抗１８、バイメタル（図示せず）からなる始動器２０は、リード線１４ａ、１４ｂに電気的に接続され、固定されている。反射板１９は、例えば白色セラミック板からなり、前記外管バルブの球状部１２ａとネック部１２ｂとの間の境界部分に配置されている。反射板１９に設けた穴を貫通するリード線１４ａ、１４ｂによって固定されている電流制限用抵抗１８の一部は、反射板１９に設けた穴を貫通して、ランプ中心部に伸びている。図示のように、外管バルブの球状部１２ａと反射板１９とで概略球状を形成する。
【００１３】
外管バルブ１２の内部は、バリウムゲッター等（図示せず）を使用して高真空に保たれている。一方、セラミック発光管１１の内部には、始動ガスとして約１５ｋＰａのアルゴンガスと、バッファガスとして水銀３５ｍｇ、発光金属としてナトリウム、タリウムおよびディスプロシウム等の希土類ヨウ化物が適量封入されている。電極間距離は例えば４０ｍｍである。
【００１４】
近接導体１は、例えば太さ０．２ｍｍのモリブデン線からなる。この線状の近接導体１は、１本でセラミック発光管１１の細管部１１ａ、１１ｂに巻き付けられており、これが固定部１ａ、１ｂを形成する。本実施例では固定部１ａ、１ｂは近接導体１を５回巻き付けて細管部に固定されている。本図では近接導体１の巻付け数を５回で示してあるが、これに限定されず、固定部は、細管部の直線部と細管部を本管部につなぎ合わせるための曲率部との交点から電極リード線方向に１．４ｍｍ乃至２．６ｍｍの範囲を覆うように配置されるものであればよく、巻付け数はさらに増減可能であるが、４回以上が好ましい。
【００１５】
本発明に係る近接導体１により得られる性能を、以下に説明する。
まず、本管部と細管部のつなぎ目から細管部を覆うように近接導体固定部を配し、かつ、覆う範囲をわずかずつずらしたランプを各１０本作製し、定格電力２５０Ｗの高力率形水銀灯安定器で、１８０Ｖ入力電圧で始動試験したところ、図４に示す結果のグラフを得た。なお、始動試験はＪＩＳ−Ｃ７６２３に則り実施した。
【００１６】
すなわち、細管部を覆う近接導体の範囲が、本管部と細管部のつなぎ目から１ｍｍ以上ではＪＩＳ規格６０秒以下ですべて始動した。さらに、１．４ｍｍ乃至２．６ｍｍの範囲では、入力電圧印加後に即時始動となった。この結果から細管部を覆う近接導体の範囲を１．４ｍｍ乃至２．６ｍｍの範囲とすることで、ＪＩＳ規格を満たすだけでなく、ランプを瞬時に始動に至らしめることができ、かつ、ランプが受ける始動時の負荷を軽減することでランプ寿命中安定した特性を保つできることが分かった。
【００１７】
図３は、本発明の他の実施例を示す図である。本例では、近接導体１の固定部の一方が、固定部１ａに代えて、１回巻きの固定部１ａ’とされ、対応する細管部１１ａの端部から導出される電極リード線６ａと接続部２で電気的に接続される。すなわち、本実施例は、図３に示すように、セラミック発光管の細管部の近接導体固定部１ｂを図２で示した実施例の状態として、セラミック発光管の細管部の近接導体固定部１ａ’から近接導体１を細管部１１ａ側の電極に電圧を供給する電極リード線６ａに接続部２において電気的に接続された構成としたものである。本実施例のランプを作製して、上記と同様に始動試験を行った。その結果、上記と同様の結果を得るに至った。すなわち、この実施例によっても、さらに確実にランプを始動させ、点灯に至らしめることが可能であることが分かった。
【産業上の利用可能性】
【００１８】
本発明は、低電圧始動形セラミックメタルハライドランプにおいて始動性の改善を図ると共に、その寿命性能を改善するものであり、産業上の利用可能性を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係る低電圧始動形セラミックメタルハライドランプの一例を示す構成図である。
【図２】本発明に係る低電圧始動形セラミックメタルハライドランプの近接導体を配したセラミック発光管の一実施例を示す構成図である。
【図３】本発明に係る低電圧始動形セラミックメタルハライドランプの近接導体を配したセラミック発光管の他の実施例を示す構成図である。
【図４】本発明に係る低電圧始動形セラミックメタルハライドランプの始動試験結果を示すグラフである。
【図５】細管部の直線部と、細管部を本管部につなぎ合わせるための曲率部との交点を説明するための図である。
【符号の説明】
【００２０】
１…近接導体、１ａ、１ｂ点近接導体の固定部、２…近接導体と電極リード線の接続部、６ａ、６ｂ…電極リード線、１１…セラミック発光管、１１ａ、１１ｂ…セラミック発光管細管部、１１ｅ，１１ｆ…細管部を本管部につなぎ合わせるための曲率部、１１ｇ…交点、１２…外管バルブ、１２ａ…外管バルブ球状部、１２ｂ…外管バルブネック部、１４ａ、１４ｂ…ランプリード線、１５…ステム、１６…口金、１６Ｔ…口金トップ部、１６Ｓ…口金サイド部、１７…グロー管、１８…電流制限用抵抗、１９…反射板、２０…始動器
【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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