セラミックメタルハライドランプおよび照明装置
【課題】透光性セラミックス気密容器を備えたものにおいて、発光管の破裂の際に外管がダメージを受けにくくしたセラミックメタルハライドランプおよびこれを用いた照明装置を提供する。
【解決手段】セラミックメタルハライドランプＭＨＬは、透光性セラミックス気密容器１、一対の電極、少なくとも希ガスおよび発光金属のハロゲン化物を含む放電媒体を備えた発光管ＩＴと、これを側方から包囲する両端が開口し、肉厚Ｔおよび外径Ｒが数式：０．０２５≦Ｔ／Ｒを満足するシュラウドＳＧと、発光管およびシュラウドを支持するサポート部材ＳＦと、これらを収納する外管ＯＴと、給電部材Ｂとを具備している。
【解決手段】セラミックメタルハライドランプＭＨＬは、透光性セラミックス気密容器１、一対の電極、少なくとも希ガスおよび発光金属のハロゲン化物を含む放電媒体を備えた発光管ＩＴと、これを側方から包囲する両端が開口し、肉厚Ｔおよび外径Ｒが数式：０．０２５≦Ｔ／Ｒを満足するシュラウドＳＧと、発光管およびシュラウドを支持するサポート部材ＳＦと、これらを収納する外管ＯＴと、給電部材Ｂとを具備している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透光性セラミックス放電容器を備えた発光管を包囲する石英ガラス部材からなるシュラウドおよびこれを補強する補強体を外管内に配設したセラミックメタルハライドランプおよびこれを用いた照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
メタルハライドランプは、コンパクトで、高効率、高演色が得られることから店舗、商店街、ホールやスポーツ施設などで照明用光源として多く用いられている。
【０００３】
このメタルハライドランプは、高効率、高演色を得るため発光管を小形化して温度を高めるとともに金属部品の酸化を防止するため、発光管を不活性ガスや窒素ガスあるいは真空雰囲気とした外管内に封装した二重管構造となっている。しかしながら、この種のメタルハライドランプは、点灯中極希に発光管の破裂が発生する。
【０００４】
そこで、発光管をシュラウドにて覆い、万一発光管が破裂して発光管を形成する透光性気密容器の破片が飛散した場合に、シュラウドによって外管に到達する破片の衝撃を和らげることにより、破片が外管に直接飛来して、さらに外管をも破損するのを抑止するようにした技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
また、シュラウドの外周に耐熱性のセラミックスなどの無機繊維からなる線状やメッシュ状の補強体を巻装することにより、シュラウドの耐衝撃強度を高めることがことも知られている（特許文献２参照。）。
【０００６】
一方、メタルハライドランプの発光管には、その透光性気密容器が石英ガラス製のものと透光性セラミックス製のものとがある。後者は、石英ガラスに比較して耐熱温度が高いので、石英ガラス製よりかなり高い動作温度の設定が可能になるため、点灯時の内部圧力が後者より高くなることが多い。
【０００７】
また、透光性セラミックス製の気密容器すなわち透光性セラミックス気密容器を備えたセラミックメタルハライドランプの場合、透光性セラミックス気密容器は、電流導入導体にニオブなどの酸化しやすい金属を用いるために、外管内を０．１ｋＰａ以下の真空に保持する必要がある。
【０００８】
【特許文献１】特開平０５−１２１０４７号公報
【特許文献２】特開２００３−１００２５３号公報（段落００６０）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところが、セラミックメタルハライドランプは、前述のように透光性セラミックス気密容器内の圧力が石英ガラス製の透光性気密容器に比較して大きいので、破裂の際に飛散する発光管の破裂片などには過剰な熱が蓄積されている。その結果、破裂片が飛散したり、落下したりしたときに外管が熱衝撃によってダメージを受けやすくなる。
【００１０】
このため、石英ガラス製の透光性気密容器を備えたメタルハライドランプにおいて従来既知の外管表面にフッ素樹脂被膜を形成する構成や前記シュラウドを配設する構成をセラミックメタルハライドランプに採用するだけでは外管のダメージを回避することができない虞がある。すなわち、セラミックメタルハライドランプをＡＮＳＩ強制破裂試験の規格（ANSI C78.389）を満足するのが困難である。
【００１１】
本発明者は、セラミックメタルハライドランプの発光管を包囲するシュラウドの外径と肉厚の関係を徹底的に調査した結果、シュラウドの外径と肉厚の相互関係が発光管破裂した際の保護性能に関係していることを発見した。そして、上記相互関係が所定範囲内であれば発光管破裂の際にシュラウドが所要の保護動作を行い得ることを見出した。
【００１２】
本発明は、透光性セラミックス気密容器を備えたものにおいて、発光管の破裂の際に外管がダメージを受けにくくしたセラミックメタルハライドランプおよびこれを用いた照明装置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】
【００１３】
本発明のセラミックメタルハライドランプは、透光性セラミックス気密容器、透光性セラミックス気密容器の内部に離間対向して封装された一対の電極ならびに少なくとも希ガスおよび発光金属のハロゲン化物を含み透光性気密容器の内部に封入された放電媒体を備えた発光管と；発光管を側方から包囲する両端が開口した筒状の石英ガラス部材からなり、肉厚Ｔおよび外径Ｒが数式：０．０２５≦Ｔ／Ｒを満足する筒状のシュラウドと；シュラウドの外周面にほぼ密着して巻装された耐熱無機系繊維糸からなる補強体と；発光管およびシュラウドを支持するサポート部材と；発光管、シュラウド、補強体およびサポート部材を収納する外管と；外管を経由して発光管に給電する給電部材と；を具備していることを特徴としている。
【００１４】
本発明において、発光管は、透光性セラミックス気密容器、一対の電極ならびに放電媒体を備えて構成されている。
【００１５】
透光性セラミックス気密容器は、透光性セラミックスを主体として形成された透光性気密容器である。また、透光性セラミックスとしては、単結晶の金属酸化物、例えばサファイヤと、多結晶の金属酸化物、例えば半透明の気密性アルミニウム酸化物（透光性アルミナセラミックス）、ＹＡＧ（イットリウム−アルミニウム−ガーネット）、ＹＯＸ（イットリウム酸化物）と、多結晶非酸化物、例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である。なお、透光性とは、放電によって発生した可視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、透明であるのが好ましいが、要すれば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い。
【００１６】
また、透光性セラミックス放電容器は、少なくとも放電空間を包囲する包囲部を備えている。また、好ましくは包囲部に加えて包囲部の両端部に連通して配設された一対の小径筒部を備えている。そして、包囲部と小径筒部とは、一体的な成形により一体化するのが後述する理由により好適であるが、材料断面の熱的または光学的な不均質構造を特に問題としないのであれば、複数のパーツを接合して透光性セラミックス放電容器を形成する焼き嵌め構造や溶接構造などであってもよい。
【００１７】
一対の電極は、それらの先端間に形成される電極間距離を用途に応じて適当な値に設定することができる。また、一対が対称構造である交流点灯用の電極であってもよいし、また陰極および陽極からなる直流点灯用の電極であってもよい。
【００１８】
放電媒体は、希ガスおよび発光金属のハロゲン化物を含むのであれば、その余の構成は特段限定されない。なお、希ガスは、始動ガスおよび緩衝ガスとして作用する。発光金属のハロゲン化物は、金属蒸気放電時に所望の発光を行う。放電媒体は、上記の構成に加えて所望により次の構成を備えることが許容される。主としてランプ電圧形成用媒体として、水銀または発光金属のハロゲン化物とは別に第２のハロゲン化物を封入することができる。第２のハロゲン化物としては、例えば亜鉛ハロゲン化物などの蒸気圧が高くて可視光発光の少ない金属のハロゲン化物を用いることができる。
【００１９】
シュラウドは、透光性を有するとともに機械的強度に優れた物質として好適な透明の石英ガラス部材からなり、この部材は両端に開口端を有する筒状をなし、その内部に発光管の側方が包囲されるような関係において外管内に配設される。そして、シュラウドの肉厚Ｔおよび外径Ｒが数式：０．０２５≦Ｔ／Ｒを満足するように構成されている。なお、Ｔ／Ｒが０．０２５未満であると、発光管破裂時の保護動作が不十分になる。外径Ｒは、シュラウドを外管内に収納可能な範囲まで大きく設定することができる。また、肉厚Ｔは、シュラウドの内部に発光管を収納可能であればよく、その余の制限はない。したがって、シュラウドの肉厚Ｔと外径Ｒは、上記数式を満足するとともに、シュラウドを外管内に収納可能であり、かつシュラウドの内部に発光管を収納可能で範囲内において自由に設定することが許容される。これらの条件を満足するためには、上記数式を満足するのに加えて数式：Ｔ／Ｒ≦０．１をも満足するように構成するのが好ましい。なお、Ｔ／Ｒが０．１を超えると、シュラウドの重量が大きくなりすぎて保持の困難性が増大したり、シュラウドが発光管や外管に接触したりしやすくなる。
【００２０】
また、シュラウドは、その管軸方向の長さが少なくとも透光性セラミックス気密容器の主要部すなわち包囲部を包囲する範囲に設定される。所望により、透光性セラミックス気密容器のほぼ全体を包囲するように構成することができる。しかし、透光性セラミックス気密容器の一部、例えば封止部をシュラウドの外部に位置するように配置することもできる。なお、この場合、透光性セラミックス気密容器の包囲部の端部に小径筒部を形成して、その外部端側に封止部を形成することができる。しかし、所望により小径筒部を備えていない構成であってもよい。
【００２１】
耐熱無機系繊維糸からなる補強体は、シュラウドの外周面にほぼ密着して巻装された耐熱無機系繊維糸からなるが、シュラウドの外周面に対する巻装の具体的な態様は特段限定されない。
【００２２】
サポート部材は、発光管およびシュラウドを所定の位置に支持する機能を有していればよく、その余の構成は限定されない。
【００２３】
外管は、その内部が真空に保持されるのが好ましく、内部に発光管、シュラウド、補強体およびサポート部材を収納する。なお、真空の程度は、０．１ｋＰａ以下の圧力であればよい。
【００２４】
次に、本発明における好ましい態様について説明する。
【００２５】
１．シュラウドの少なくとも一方の開口端を支持するように金属プレート部材が配設されている。金属プレート部材は、金属板を打ち抜いて形成されるとともに、複数の開口部が形成されていて、シュラウドの開口端に蓋をするような関係に配置される。なお、複数の開口部は、その開口の形状が円形に限定されるものではなく、自由な形状であることが許容される。金属プレート部材に複数の開口部を形成することにより、金属プレート部材に形成された開口部全体の面積を多くすると同時に、発光管が破裂した際に破裂片が小さくても金属プレート部材を容易に通過して飛散しないよう阻止することが容易になる。
【００２６】
また、シュラウドを支持するために、金属プレート部材にシュラウドの内面、外面または内外両面に嵌合する鍔片または爪片などの支持部材を一体に、または別体を溶接するなどにより形成することができる。
【００２７】
一方、透光性セラミックス気密容器は、包囲部および一対の小径筒部を備えている。そして、一対の小径筒部の外端部とそこに挿入された電流導入導体との間に封止部が形成されることによって、透光性セラミックス気密容器が封止されている。
【００２８】
また、少なくとも一方の小径筒部における上記封止部が上記金属プレート部材の開口部からシュラウドの外部へ露出している。
【００２９】
そうして、以上説明した第１の態様によれば、シュラウドと金属プレートとで画成されて発光管から放射される熱がこもりやすい内部空間の外部へ封止部が配置されるので、透光性セラミックス気密容器の封止部の温度上昇を許容範囲内に抑制して封止部の劣化を防止しやすくなる。
【００３０】
また、シュラウドおよび金属プレートで画成される内部空間は、温度変化が大きいので、封止部が当該内部空間に位置していると、透光性セラミックス気密容器の最冷部温度が変化しやすくなる。このため、セラミックスメタルハライドランプの発光特性が変化しやすくなってしまう。
【００３１】
２．上記１．の態様において、小径筒部が通過する金属プレート部材に次の条件を満足する電位を与えるように構成する。すなわち、第２の態様は、当該小径筒部内の電流導入導体の電位と上記金属プレート部材との間に電位差が生じるようにするもので、上記金属プレート部材に付与する電位は他方の小径筒部側の電極に印加される電位である。
【００３２】
そうして、第２の態様によれば、小径筒部内を挿通する電極軸部と金属プレートの開口部との間に一対の電極間に印加されるのと同じ電圧が印加されるので、電極軸の周囲に形成される電位傾度が大きくなる。そのため、セラミックスメタルハライドランプが始動しやすくなる。
【００３３】
３．第１または第２の態様において、金属プレート部材に形成した複数の開口部のうち、最大面積を有する開口部の当該面積をＳmaxとし、小径筒部の断面積をＸとしたとき、ＳmaxおよびＸが数式：Ｓmax≦１０Ｘを満足し、かつ各開口部の面積の総和をΣＳとし、シュラウドの開口端の面積をＹとしたとき、ΣＳおよびＹが数式：０．３５Ｙ≦ΣＳを満足する。なお、Ｓmaxが数式：Ｓmax≦１０Ｘを超えると、開口部の面積が大きくなりすぎて発光管破裂時に破裂片が金属プレート部材から落下しやすくなる。また、ΣＳが０．３５Ｙを超える領域になると、温度上昇抑制効果が飽和するのに加えて、個々の開口部間の間隔が狭くなりすぎて金属加工が困難になる。
【００３４】
そうして、第３の態様によれば、前者の数式を満足することで、金属プレートに形成する複数の開口部のそれぞれにおける面積が１０Ｘ以下に制限されることになるので、発光管の破裂片が当該開口部を通過して飛散したり落下したりしにくくなる。また、これとともに各開口部の面積の総和が後者の数式を満足することで、総開口面積を大きくするので、シュラウド内部の冷却が促進される結果、シュラウド内部の温度過昇を抑制することができる。
【００３５】
４．外管のトップ部側の内部に落下物受止プレートを配設している。第４の態様においては、シュラウドの開口端に金属プレート部材が配設されていなくてもよい。しかし、所望により第１ないし第３のいずれか一の態様において、第４の構成を付加していることが許容される。
【００３６】
落下物受止プレートは、金属製とするのが好適であるが、所望によりセラミックス板を用いることもできる。また、落下物受止プレートは、開口部が形成されていないものであればグレア抑制作用を奏するので好ましいが、所望により開口部が形成されているものであってもよい。この意味において、前述の金属プレートと同様の構成であることを許容する。
【００３７】
そうして、メタルハライドランプは多くの場合に外管のトップ部が下向き（口金アップ）で点灯されるが、このような点灯の際に発光管が破裂した場合、その赤熱状態の破裂片や電極などの落下物が外管内面に接触し、その際に受ける熱衝撃によって外管にクラックが発生することがある。これに対して、第４の態様によれば、発光管の破裂の際に落下物受止プレートが上記落下物を受け止めるので、外管にクラックが生じなくなる。第１ないし第３のいずれか一の態様に第４の態様を付加した場合には、金属プレートをすり抜けて外管内面に上記落下物が接触する確率は極めて小さくなるが、万一すり抜けたとしても、落下物受止プレートが確実に受け止めるので、セラミックスメタルハライドランプの信頼性が頗る高くなる。
【００３８】
５．第４の態様において、落下物受止プレートは、その面積が落下物受止プレートに対向する部位における外管内の断面積の７０％以上である。
【００３９】
そうして、第４の態様によれば、落下物受け止め効果が十分になる。なお、上記面積の上限を、外管内面積よりいくらか小さい値とするのが外管内への組み付け作業の容易性を確保するうえで好ましい。すなわち、上記面積が９０％以下であれば作業性に問題はないが、これを超えると作業性が著しく低下する。
【００４０】
６．第４または５の態様において、落下物受止プレートは、サポート部材の一部を構成している。
【００４１】
そうして、第６の態様によれば、第４および第５の態様の効果を奏しながら落下物受止プレートの配設によってセラミックスメタルハライドランプのランプ構造が複雑化するのを回避ないし軽減できるので、コストアップを抑制することができる。なお、落下物受止プレートから周囲方向へばね片が突出して外管の内面に適度の圧力で接触するように形成することにより、サポート機能がさらに向上する。
【００４２】
７．透光性セラミックス気密容器は、包囲部および一対の小径筒部が一体的に成形されている。
【００４３】
そうして、第７の態様によれば、透光性セラミックス気密容器の機械的強度が大きくなる。このため、最冷部温度を高くして点灯中の内部圧力を高くすることにより、発光効率を高めたり、光束の増大を図ったりすることができる。その結果、発光管が破裂した際の飛散エネルギーが飛散物が高熱状態になるので、本発明および以上説明の各態様が一層好適になる。
【００４４】
８．照明装置本体と、照明装置本体に配設された本発明および第１ないし第７の態様のセラミックメタルハライドランプと、セラミックメタルハライドランプを点灯する点灯回路とを具備している照明装置である。
【００４５】
第８の態様において、照明装置は、セラミックメタルハライドランプを用いるあらゆる装置を含む概念であり、例えば照明器具、表示装置、光化学反応装置、光照射検査装置などである。
【００４６】
そうして、第８の態様によれば、本発明および第１ないし第７の態様の効果を有する照明装置を得ることができる。
【発明の効果】
【００４７】
本発明によれば、発光管が透光性セラミックス気密容器を備え、発光管を側方から包囲する両端が開口した筒状の石英ガラス部材からなり、肉厚Ｔおよび外径Ｒが数式：０．０２５＜Ｔ／Ｒを満足する円筒状のシュラウド、耐熱無機系繊維糸からなる補強体およびこれらを収容する外管を具備していることにより、発光管の破裂の際に外管がダメージを受けにくくなり、例えばＡＮＳＩ強制破裂試験の規格（ANSI C78.389）をも満足するセラミックメタルハライドランプおよびこれを備えた照明装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４８】
以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態を説明する。
【００４９】
図１ないし図５は、本発明を実施するための一形態のセラミックメタルハライドランプを示し、図１は正面図、図２は発光管、シュラウドおよび補強体組立体の拡大正面図、図３は発光管の拡大断面図、図４は金属プレート部材を拡大して示す正面図、側面図および底面図、図５は落下物受止プレートを拡大して示す正面図、側面図および底面図である。
【００５０】
本発明において、セラミックスメタルハライドランプは、定格ランプ電力が２００〜４００Wであるが、図示の形態は定格ランプ電力が４００Ｗのものである。本形態のセラミックスメタルハライドランプＭＨＬは、発光管ＩＴ、外管ＯＴ、シュラウドＳＧ、補強体ＲＦ、サポート部材ＳＦ、金属プレート部材ＭＰ、落下物受止プレートＲＭおよび給電部材Ｂを具備している。なお、上記本発明の構成要素に加えてＵＶエンハンサＵＶＥおよびゲッタＧａ、Ｇｂを付設している。
【００５１】
［発光管ＩＴについて］
発光管ＩＴは、透光性セラミックス気密容器１、一対の電極２、２、一対の電流導入導体３、３、一対のシール材４、４および透光性セラミックス気密容器１の内部に封入された放電媒体を備えている。
【００５２】
透光性セラミックス気密容器１は、図３にその詳細を示すように、包囲部１ａおよび包囲部１ａの両端に連通して配設された一対の小径筒部１ｂ、１ｂを備え、内部に放電空間１ｃを有している。そして、包囲部１ａおよび一対の小径筒部１ｂ、１ｂは、鋳込み成形により一体化されている。包囲部１ａは、２つの球体が、その一部が互いに重なるように軸方向に離間して両端部の半球状の部分を形成し、半球状の部分の間を直線で結んでなるほぼ俵形の形状をなしている。なお、透光性セラミックス気密容器１は、管軸方向に沿って分割された複数のセラミックス部材を接合した後に焼結させて一体化した構成であってもよい。
【００５３】
一対の小径筒部１ｂ、１ｂは、全体としてそれぞれ細長いパイプ状をなしている。そして、小径筒部１ｂの中心部には管軸方向に貫通して包囲部１ａ内に連通する細長い孔が形成されている。なお、本形態において、上記細長い孔は、その内径が一定である。
【００５４】
一対の電極２、２は、電極軸２ａおよび電極コイル２ｂを備えて構成されている。
【００５５】
電極軸２ａは、図３に示すように、タングステン充実棒からなり、基端および中間部が小径筒部１ｂ、１ｂ内に挿通されていて、先端部が放電空間１ｃ内に望んでいる。そして、電極軸２ａと小径筒部１ｂ、１ｂの内面との間にキャピラリーと称される０．１ｍｍ以下のわずかな隙間が形成されている。電極コイル２ｂは、電極軸２ａの先端部にわずかな長さの突出部が形成されるように電極軸２ａの先端から少し後退した位置において、タングステン細線を適当ターン数密ピッチで巻回することによって形成されていて、包囲部１ａ内に位置している。
【００５６】
一対の電流導入導体３、３は、図３に示すように、封着性導電部材３ａおよび耐ハロゲン性導電部材３ｂの直列接続構体によって構成され、その直径が電極軸２ａのそれより大きく設定されている。このため、電極軸２ａと給電部材３の接合部には段差が形成される。
【００５７】
封着性導電部材３ａは、ニオブ棒状体からなる。また、封着性導電部材３ａは、先端が小径筒部１ｂの端部からその内部に挿入して後述するシール材４により被覆され、基端が小径筒部１ｂの外部へ露出している。
【００５８】
耐ハロゲン性導電部材３ｂは、モリブデン棒およびモリブデンコイルからなる。モリブデン棒は、その基端が封着性導電部材３ａの先端の突合せ溶接されている。また、モリブデン棒の先端は、電極軸２ａの基端に突合せ溶接されている。モリブデンコイルは、モリブデン棒の周囲に巻回されている。
【００５９】
そうして、電極２および電流導入導体３は、予め直線状に一体化されて電極マウントを形成している。
【００６０】
一対のシール材４、４は、それぞれＤｙ２Ｏ３−ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３からなるフリットガラスと称されるセラミックス封止用コンパウンドを加熱して溶融し、固化することにより形成されている。そうして、一対のシール材４、４は、透光性セラミックス放電容器１の小径筒部１ｂ、１ｂの端面側の部分と、これに対向する電流導入導体３、３の封着性導電部材３ａと、の間に介在して透光性セラミックス気密容器１を気密に封止していて、いわゆる電流導入導体挿入封止構造を提供する。そして、一対の電流導入導体部材３、３が透光性セラミックス気密容器１の内部に露出しないように小径筒部１ｂ、１ｂ内に挿入されている部分の全体を被覆している。以上の構成によって透光性セラミックス気密容器１は封止されるとともに、電極２、２が透光性セラミックス気密容器１内の所定の位置に固定されている。
【００６１】
放電媒体は、例えば希ガス、金属ハロゲン化物および水銀からなり、透光性セラミックス気密容器１内に封入されている。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、その一部が点灯時に小径筒部１ｂ、１ｂ内に形成されるわずかな隙間内に液相状態で滞留している。そして、点灯中下側となる例えば小径筒部１ｂ内に液相状態で滞留している放電媒体の表層部付近に最冷部が形成される。ハロゲン化金属は、いずれも主として発光金属のハロゲン化物であり、例えばＮａＩ、ＴｌＩ、ＩｎＩおよびＴｍＩ３からなる。
【００６２】
［外管ＯＴについて］
外管ＯＴは、図１に示すように、硬質ガラスからなるＢＴ形バルブを用いている。そして、内部に発光管ＩＴ、シュラウドＳＧおよびサポート部材ＳＦなどの部材を所定の位置に収納している。また、外管ＯＴは、図１において下部に位置するネック部にフレアステム５を封着して備えている。フレアステム５は、一対の内部導入線６ａ、６ｂを外管ＯＴ内へ気密に突出させて備えている。
【００６３】
発光管ＩＴは、その上部の給電部材３が後述するサポート部材ＳＦに支持されるとともに、サポート部材ＳＦを介して内部導入線６ａに接続している。また、発光管ＩＴは、その下部の給電部材３が、接続導体７、８に接続しているとともに、さらに接続導体７、８を介して内部導入線６ｂに接続している。
【００６４】
［シュラウドＳＧについて］
シュラウドＳＧは、図２に示すように、石英ガラス製の円筒体からなり、発光管ＩＴの側方を離間状態にして包囲するとともに、後述のように一対の金属プレート部材ＭＰ、ＭＰによって所定位置に支持されている。また、シュラウドＳＧは、その肉厚Ｔおよび外径Ｒが数式：０．０２５≦Ｔ／Ｒを満足するように構成されている。
【００６５】
［補強体ＲＦについて］
補強体ＲＦは、図２に示すように、アルミナ繊維糸をシュラウドの外周面にらせん状に巻装されている。
【００６６】
［金属プレート部材ＭＰについて］
金属プレート部材ＭＰは、図４に示すように、シュラウドＳＧの上下端面に嵌合するとともに、後述するサポート持部材ＳＦに固定される。なお、図４において、（ａ）が正面図、（ｂ）が右側面図、（ｃ）が底面図である。
【００６７】
さらに詳述すれば、金属プレート部材ＭＰは、金属板を打ち抜いて形成されていて、複数の開口部が形成されている。中心部の開口部１１は円形であるが、その他の開口部１２は扇形であるが、いくつかの面積および形状に分かれて形成されている。開口部１１には小径筒部１ｂの先端部が挿通してシュラウドＳＧの外部へ露出する。
【００６８】
また、開口部１２のうち最大面積を有する開口部１２ａの面積をＳmaxとし、小径筒部１ｂの外形の断面積をＸとしたとき、ＳmaxおよびＸは、数式：Ｓmax≦１０Ｘを満足するように形成されている。また、各開口部１１、１２の面積の総和をΣＳとし、シュラウドＳＧの開口端の面積をＹとしたとき、ΣＳおよびＹが数式：０．３５Ｙ≦ΣＳを満足するように形成されている。
【００６９】
さらに、金属プレート部材ＭＰには、爪片１３が１２０°間隔で３箇所に一定に形成されていて、爪片１３がシュラウドＳＧの筒の内面に嵌合する。加えて、金属プレート部材ＭＰには、外方経突出する一対の固定片１４、１４が一体に形成されていて、後述するサポートＳＦに溶接されることでシュラウドＳＧを所定位置に固定する。
【００７０】
［落下物受止プレートＲＭについて］
落下物受止プレートＲＭは、図５に示すように構成されていて、後述するサポート部材ＳＦの一部をなしているとともに、発光管ＩＴが破裂してその破裂片が金属プレート部材ＭＰの複数の開口部１１、１２を通過して落下したときに、落下物を受け止める。なお、図５において、（ａ）が正面図、（ｂ）が右側面図、（ｃ）が平面図である。
【００７１】
さらに詳述すれば、落下物受止プレートＲＭは、金属板を打ち抜いて形成されていて、受止部２１、一対の固定部２２、２２および一対のスプリング部２３、２３を有している。受止部２１は、円形をなしていて、複数の小さな開口部が形成され、面積が落下物受止プレートＲＭの受止部２１が対向する部位の外管ＯＴの内部断面積の７０％以上になっている。
【００７２】
一対の固定部２２、２２は、受止部２１の外周部分から一体に突出しているとともに折り曲げられて後述するサポート部材の支持枠３１の先端に支持枠３１の一部を構成するように溶接されている。また、一対のスプリング部２３、２３は、一対の固定部２２、２２と一体に形成されていて、外管ＯＴの頭部内面に弾性的に接触することにより、支持枠１１の上部を外管ＯＴの頭部内面に対して弾性的に支持する。
【００７３】
［サポート部材ＳＦについて］
サポート部材ＳＦは、支持枠３１、バンド状導体３２および落下物受止プレートＲＭからなる。支持枠３１は、ステンレス鋼棒を折り曲げ、かつ落下物受止プレートＲＭと協働して縦長の変形ロ字形に屈曲しているとともに、その基底部を内部導入線６ａに接続している。バンド状導体３２は、支持枠３１にブリッジ状に溶接されていて、発光管ＩＴの図１において右側の電流導入導体３をバンド状導体３２に溶接することにより、発光管ＩＴが所定の位置に配置される。
【００７４】
［給電部材Ｂについて］
給電部材Ｂは、Ｅ３９形ねじ口金からなり、外管ＯＴのネック部に装着されていて、前記一対の外部導入線が接続している。
【００７５】
［その他の構成について］
ＵＶエンハンサＵＶＥは、セラミックメタルハライドランプＭＨＬの始動に先立って作動して紫外線を放射して発光管ＩＴを照射することで、セラミックメタルハライドランプＭＨＬの発光管ＩＴ内の電子放射を促進してセラミッスメタルハライドランプＭＨＬの始動を容易にする手段である。そして、原理的には既知であるので、詳細構造については図示を省略するが、気密容器、導入線、内部電極、放電媒体および外部電極を具備して構成されている。気密容器は、石英ガラスなどの紫外線透過性ガラス製で、内部に細長い放電空間が形成されている。導入線は、モリブデンからなり、先端が後述する内部電極に溶接し、図１に示すように、基端が発光管支持部材ＳＦに溶接され、したがって発光管支持部材ＳＦを介して内部導入線６ａに接続している。上記内部電極は、モリブデン製で板状をなしていて、気密容器の放電空間内に封装されている。放電媒体は、アルゴン約１．３ｋＰａからなり、気密容器の内部に封入されている。上記外部電極は、外径０．４ｍｍのモリブデン線からなり、気密容器の外周に密着して５ターンほど巻き付けられているとともに、導体９を介して接続導体８に接続している。以上から明らかなように、ＵＶエンハンサＵＶＥは、発光管ＩＴに並列接続している。
【００７６】
ゲッタＧａは、発光管支持部材ＳＦに接続してフレアステム５の近傍に位置するイニシャルゲッタである。ゲッタＧｂは、サポート部材ＳＦのトップ部に支持されたパフォーマンスゲッタである。
【実施例１】
【００７７】
図１に示すのとほぼ同じランプ構造のセラミックメタルハライドランプである。
発光管
透光性セラミックス気密容器：全長約80mm、包囲部最大外径約22mm、
小径筒部内径約1.6mm
一対の電極 ：電極軸が直径約1.0mm、電極コイルが直径0.3mmの
W線を密ピッチ約3ターン、電極間距離約20mm
電流導入導体 ：封着性導電部材3aが直径約1.5mm、Nb、
耐ハロゲン性導電部材3bが直径約1.0mmのMo棒の外周
にMo線を巻回した直径約1.4mm
放電媒体 ：Ar約24kPa、
Na-TlI-InI-TmI3約15mg、
Hg40mg
外管 ：硬質ガラス製のBT形、最大部外径約116mm、
全長約300mm
シュラウド ：外径約33mm、長さ55mm、肉厚1.8mm
補強体 ：Al2O3繊維糸を約15mmピッチで2往復巻回
定格ランプ電力 ：400W
次に、図６のグラフを参照して、シュラウドの肉厚Ｔおよび外径Ｒの比Ｔ／Ｒと外管損傷の関係について説明する。図において、横軸はＴ／Ｒを、縦軸は外管損傷を、それぞれ示す。なお、外管損傷は、Ｔ／Ｒを変化させたセラミックメタルハライドランプをそれぞれ１０本製作して、ＡＮＳＩ Ｃ７８．３８９−２００４による試験方法で発光管を破裂させたときに、飛散した破片によって外管が損傷した本数の割合を示している。
【００７８】
図６から理解できるように、比Ｔ／Ｒが０．０２５以上であれば、１０本中の外管損傷本数は、０になる。したがって、数式：０．０２５≦Ｔ／Ｒを満足すれば、外管損傷の問題をなくすことができることを理解できる。
【００７９】
また、図７の表を参照して、金属プレートの開口部の面積とシュラウドの開口面積の関係について説明する。図において、開口率とは金属プレートにおける複数の開口部の面積総和ΣＳのシュラウドの開口端の面積Ｙに対する比率をいう。発光管上昇温度は、金属プレートの開口率が変化している以外の仕様および点灯条件を同一にした場合における発光管の温度上昇を示す。
【００８０】
図７から理解できるように、開口率が３０％以上になると、急激に温度上昇が少なくなる。
【００８１】
さらに、図８の表を参照して、金属プレートの複数の開口部の大きさと発光管の破裂時に金属プレートを通過して落下した破裂片の数との関係について説明する。図において、Ｓmax／Ｘは金属プレートにおける複数の開口部のうち最大面積を有する開口部の面積Ｓmaxの小径筒部の断面積Ｘに対する比をいう。また、破裂片の数は、５ｍｍ以上の大きさの破裂片の数をいう。
【００８２】
図８から理解できるように、Ｓmax／Ｘが１０以下になると、落下する破裂片が０になることが分かる。なお、Ｓmax／Ｘが３５であると、落下する破裂片が無数となり、金属プレートによる破裂片落下防止の効果が全く認められなくなる。
【００８３】
図９は、本発明のセラミックメタルハライドランプを実施するための第２の形態を示す正面図である。なお、図において、図１と同一部分については同一符号を付して説明を省略する。
【００８４】
本形態は、外管ＯＴがＴ形バルブであり、定格ランプ電力が相対的に小さいセラミックメタルハライドランプに実施されるランプ形状であるが、それ以外の構成は基本的に図１に示すものと同様である。
【実施例２】
【００８５】
図９に示すのとほぼ同じランプ構造のセラミックメタルハライドランプである。
発光管
透光性セラミックス気密容器：全長約60mm、包囲部最大外径約17.6mm、
小径筒部内径約1.1mm
一対の電極 ：電極軸が直径約0.6mm、電極コイルが直径0.2mmの
W線を密ピッチ約4ターン、電極間距離約17mm
電流導入導体 ：封着性導電部材3aが直径約1.0mm、Nb、
耐ハロゲン性導電部材3bが直径約1.0mmのサーメット
放電媒体 ：Ar約24kPa、
Na-TlI-InI-TmI3約8mg、
Hg27mg
外管 ：硬質ガラス製のT形、最大部外径約48mm、
全長約240mm
シュラウド ：外径約33mm、長さ45mm、肉厚1.6mm
補強体 ：Al2O3繊維糸を約15mmピッチで1往復巻回
定格ランプ電力 ：250W
図１０は、本発明のセラミックメタルハライドランプにおける金属プレートの変形例（ａ）〜（ｄ）を示す。
（ａ）の変形例は、中心部の開口部１１は円形であるが、その他の開口部１２は、大きさの異なる円形孔と矩形孔とが混在している。
（ｂ）の変形例は、中心部の開口部１１は円形で金属プレートのリング状の輪郭部から１本のブリッジ部を経由して形成され、その他の開口部１２は、ブリッジ部によって一部が欠けた単一の大きな円形孔に形成されている。
（ｃ）の変形例は、中心部の開口部１１およびその他の開口部１２がともに大きさの異なる円形孔により形成されている。
（ｄ）の変形例は、中心部の開口部１１は円形で金属プレートのリング状の輪郭部から１２０°間隔の３本のブリッジ部を経由して形成され、その他の開口部１２は、３本のブリッジ部によって３個の大きな扇形孔に形成されている。
【００８６】
図１１は、本発明の照明装置を実施するための一形態としての高天井用照明器具の概略を示す縦断面図である。図において、照明器具９０は、天井面などへの取付部をなす基台９１にソケット９２が取着されているとともに、このソケット９２を囲みガード９３が設けられている。そして、このガード９３の下端には金属板やほうろう製の円錐状をなし、内面に反射面が形成された反射笠９４が固定され、上記ソケット９２にセラミックメタルハライドランプＭＨＬの口金Ｂが装着されることにより保持と電気的な接続がなされる。
【００８７】
なお、本形態では上記基台９１、ガード９３および反射笠９４などで器具本体を構成している。また、ランプの点灯回路装置および電源スイッチ（ともに図示しない。）は、器具本体離間した位置に設けることができる。
【００８８】
このような照明器具９０は、例えばスポーツ施設の天井面に反射笠９４の開口部側を下方に向けて取り付けられ、電源スイッチを入れることにより電源から点灯回路装置、ソケットを介して高圧放電ランプＬに通電される。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】本発明を実施するための一形態のセラミックメタルハライドランプを示す正面図
【図２】同じく発光管、シュラウドおよび補強体組立体の拡大正面図
【図３】同じく発光管の拡大断面図
【図４】同じく金属プレート部材を拡大して示す正面図、側面図および底面図
【図５】同じく落下物受止プレートを拡大して示す正面図、側面図および底面図
【図６】シュラウドの肉厚Ｔおよび外径Ｒの比Ｔ／Ｒと外管損傷の関係について説明するグラフ
【図７】金属プレートの開口部の面積とシュラウドの開口面積の関係について説明する表
【図８】金属プレートの複数の開口部の大きさと発光管の破裂時に金属プレートを通過して落下した破裂片の数との関係について説明する表
【図９】本発明のセラミックメタルハライドランプを実施するための第２の形態を示す正面図
【図１０】本発明のセラミックメタルハライドランプにおける金属プレートの変形例（ａ）〜（ｄ）を示す正面図
【図１１】本発明の照明装置を実施するための一形態としての高天井用照明器具の概略を示す縦断面図
【符号の説明】
【００９０】
１…透光性セラミックス放電容器、３…電流導入導体、ＭＨＬ…セラミックメタルハライドランプ、ＯＴ…外管、ＳＧ…シュラウド、ＳＦ…サポート部材、ＩＴ…発光管、ＲＦ…補強体、ＭＰ…金属プレート、ＲＭ…落下物受止プレート、Ｂ…給電部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透光性セラミックス放電容器を備えた発光管を包囲する石英ガラス部材からなるシュラウドおよびこれを補強する補強体を外管内に配設したセラミックメタルハライドランプおよびこれを用いた照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
メタルハライドランプは、コンパクトで、高効率、高演色が得られることから店舗、商店街、ホールやスポーツ施設などで照明用光源として多く用いられている。
【０００３】
このメタルハライドランプは、高効率、高演色を得るため発光管を小形化して温度を高めるとともに金属部品の酸化を防止するため、発光管を不活性ガスや窒素ガスあるいは真空雰囲気とした外管内に封装した二重管構造となっている。しかしながら、この種のメタルハライドランプは、点灯中極希に発光管の破裂が発生する。
【０００４】
そこで、発光管をシュラウドにて覆い、万一発光管が破裂して発光管を形成する透光性気密容器の破片が飛散した場合に、シュラウドによって外管に到達する破片の衝撃を和らげることにより、破片が外管に直接飛来して、さらに外管をも破損するのを抑止するようにした技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
また、シュラウドの外周に耐熱性のセラミックスなどの無機繊維からなる線状やメッシュ状の補強体を巻装することにより、シュラウドの耐衝撃強度を高めることがことも知られている（特許文献２参照。）。
【０００６】
一方、メタルハライドランプの発光管には、その透光性気密容器が石英ガラス製のものと透光性セラミックス製のものとがある。後者は、石英ガラスに比較して耐熱温度が高いので、石英ガラス製よりかなり高い動作温度の設定が可能になるため、点灯時の内部圧力が後者より高くなることが多い。
【０００７】
また、透光性セラミックス製の気密容器すなわち透光性セラミックス気密容器を備えたセラミックメタルハライドランプの場合、透光性セラミックス気密容器は、電流導入導体にニオブなどの酸化しやすい金属を用いるために、外管内を０．１ｋＰａ以下の真空に保持する必要がある。
【０００８】
【特許文献１】特開平０５−１２１０４７号公報
【特許文献２】特開２００３−１００２５３号公報（段落００６０）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところが、セラミックメタルハライドランプは、前述のように透光性セラミックス気密容器内の圧力が石英ガラス製の透光性気密容器に比較して大きいので、破裂の際に飛散する発光管の破裂片などには過剰な熱が蓄積されている。その結果、破裂片が飛散したり、落下したりしたときに外管が熱衝撃によってダメージを受けやすくなる。
【００１０】
このため、石英ガラス製の透光性気密容器を備えたメタルハライドランプにおいて従来既知の外管表面にフッ素樹脂被膜を形成する構成や前記シュラウドを配設する構成をセラミックメタルハライドランプに採用するだけでは外管のダメージを回避することができない虞がある。すなわち、セラミックメタルハライドランプをＡＮＳＩ強制破裂試験の規格（ANSI C78.389）を満足するのが困難である。
【００１１】
本発明者は、セラミックメタルハライドランプの発光管を包囲するシュラウドの外径と肉厚の関係を徹底的に調査した結果、シュラウドの外径と肉厚の相互関係が発光管破裂した際の保護性能に関係していることを発見した。そして、上記相互関係が所定範囲内であれば発光管破裂の際にシュラウドが所要の保護動作を行い得ることを見出した。
【００１２】
本発明は、透光性セラミックス気密容器を備えたものにおいて、発光管の破裂の際に外管がダメージを受けにくくしたセラミックメタルハライドランプおよびこれを用いた照明装置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】
【００１３】
本発明のセラミックメタルハライドランプは、透光性セラミックス気密容器、透光性セラミックス気密容器の内部に離間対向して封装された一対の電極ならびに少なくとも希ガスおよび発光金属のハロゲン化物を含み透光性気密容器の内部に封入された放電媒体を備えた発光管と；発光管を側方から包囲する両端が開口した筒状の石英ガラス部材からなり、肉厚Ｔおよび外径Ｒが数式：０．０２５≦Ｔ／Ｒを満足する筒状のシュラウドと；シュラウドの外周面にほぼ密着して巻装された耐熱無機系繊維糸からなる補強体と；発光管およびシュラウドを支持するサポート部材と；発光管、シュラウド、補強体およびサポート部材を収納する外管と；外管を経由して発光管に給電する給電部材と；を具備していることを特徴としている。
【００１４】
本発明において、発光管は、透光性セラミックス気密容器、一対の電極ならびに放電媒体を備えて構成されている。
【００１５】
透光性セラミックス気密容器は、透光性セラミックスを主体として形成された透光性気密容器である。また、透光性セラミックスとしては、単結晶の金属酸化物、例えばサファイヤと、多結晶の金属酸化物、例えば半透明の気密性アルミニウム酸化物（透光性アルミナセラミックス）、ＹＡＧ（イットリウム−アルミニウム−ガーネット）、ＹＯＸ（イットリウム酸化物）と、多結晶非酸化物、例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である。なお、透光性とは、放電によって発生した可視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、透明であるのが好ましいが、要すれば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い。
【００１６】
また、透光性セラミックス放電容器は、少なくとも放電空間を包囲する包囲部を備えている。また、好ましくは包囲部に加えて包囲部の両端部に連通して配設された一対の小径筒部を備えている。そして、包囲部と小径筒部とは、一体的な成形により一体化するのが後述する理由により好適であるが、材料断面の熱的または光学的な不均質構造を特に問題としないのであれば、複数のパーツを接合して透光性セラミックス放電容器を形成する焼き嵌め構造や溶接構造などであってもよい。
【００１７】
一対の電極は、それらの先端間に形成される電極間距離を用途に応じて適当な値に設定することができる。また、一対が対称構造である交流点灯用の電極であってもよいし、また陰極および陽極からなる直流点灯用の電極であってもよい。
【００１８】
放電媒体は、希ガスおよび発光金属のハロゲン化物を含むのであれば、その余の構成は特段限定されない。なお、希ガスは、始動ガスおよび緩衝ガスとして作用する。発光金属のハロゲン化物は、金属蒸気放電時に所望の発光を行う。放電媒体は、上記の構成に加えて所望により次の構成を備えることが許容される。主としてランプ電圧形成用媒体として、水銀または発光金属のハロゲン化物とは別に第２のハロゲン化物を封入することができる。第２のハロゲン化物としては、例えば亜鉛ハロゲン化物などの蒸気圧が高くて可視光発光の少ない金属のハロゲン化物を用いることができる。
【００１９】
シュラウドは、透光性を有するとともに機械的強度に優れた物質として好適な透明の石英ガラス部材からなり、この部材は両端に開口端を有する筒状をなし、その内部に発光管の側方が包囲されるような関係において外管内に配設される。そして、シュラウドの肉厚Ｔおよび外径Ｒが数式：０．０２５≦Ｔ／Ｒを満足するように構成されている。なお、Ｔ／Ｒが０．０２５未満であると、発光管破裂時の保護動作が不十分になる。外径Ｒは、シュラウドを外管内に収納可能な範囲まで大きく設定することができる。また、肉厚Ｔは、シュラウドの内部に発光管を収納可能であればよく、その余の制限はない。したがって、シュラウドの肉厚Ｔと外径Ｒは、上記数式を満足するとともに、シュラウドを外管内に収納可能であり、かつシュラウドの内部に発光管を収納可能で範囲内において自由に設定することが許容される。これらの条件を満足するためには、上記数式を満足するのに加えて数式：Ｔ／Ｒ≦０．１をも満足するように構成するのが好ましい。なお、Ｔ／Ｒが０．１を超えると、シュラウドの重量が大きくなりすぎて保持の困難性が増大したり、シュラウドが発光管や外管に接触したりしやすくなる。
【００２０】
また、シュラウドは、その管軸方向の長さが少なくとも透光性セラミックス気密容器の主要部すなわち包囲部を包囲する範囲に設定される。所望により、透光性セラミックス気密容器のほぼ全体を包囲するように構成することができる。しかし、透光性セラミックス気密容器の一部、例えば封止部をシュラウドの外部に位置するように配置することもできる。なお、この場合、透光性セラミックス気密容器の包囲部の端部に小径筒部を形成して、その外部端側に封止部を形成することができる。しかし、所望により小径筒部を備えていない構成であってもよい。
【００２１】
耐熱無機系繊維糸からなる補強体は、シュラウドの外周面にほぼ密着して巻装された耐熱無機系繊維糸からなるが、シュラウドの外周面に対する巻装の具体的な態様は特段限定されない。
【００２２】
サポート部材は、発光管およびシュラウドを所定の位置に支持する機能を有していればよく、その余の構成は限定されない。
【００２３】
外管は、その内部が真空に保持されるのが好ましく、内部に発光管、シュラウド、補強体およびサポート部材を収納する。なお、真空の程度は、０．１ｋＰａ以下の圧力であればよい。
【００２４】
次に、本発明における好ましい態様について説明する。
【００２５】
１．シュラウドの少なくとも一方の開口端を支持するように金属プレート部材が配設されている。金属プレート部材は、金属板を打ち抜いて形成されるとともに、複数の開口部が形成されていて、シュラウドの開口端に蓋をするような関係に配置される。なお、複数の開口部は、その開口の形状が円形に限定されるものではなく、自由な形状であることが許容される。金属プレート部材に複数の開口部を形成することにより、金属プレート部材に形成された開口部全体の面積を多くすると同時に、発光管が破裂した際に破裂片が小さくても金属プレート部材を容易に通過して飛散しないよう阻止することが容易になる。
【００２６】
また、シュラウドを支持するために、金属プレート部材にシュラウドの内面、外面または内外両面に嵌合する鍔片または爪片などの支持部材を一体に、または別体を溶接するなどにより形成することができる。
【００２７】
一方、透光性セラミックス気密容器は、包囲部および一対の小径筒部を備えている。そして、一対の小径筒部の外端部とそこに挿入された電流導入導体との間に封止部が形成されることによって、透光性セラミックス気密容器が封止されている。
【００２８】
また、少なくとも一方の小径筒部における上記封止部が上記金属プレート部材の開口部からシュラウドの外部へ露出している。
【００２９】
そうして、以上説明した第１の態様によれば、シュラウドと金属プレートとで画成されて発光管から放射される熱がこもりやすい内部空間の外部へ封止部が配置されるので、透光性セラミックス気密容器の封止部の温度上昇を許容範囲内に抑制して封止部の劣化を防止しやすくなる。
【００３０】
また、シュラウドおよび金属プレートで画成される内部空間は、温度変化が大きいので、封止部が当該内部空間に位置していると、透光性セラミックス気密容器の最冷部温度が変化しやすくなる。このため、セラミックスメタルハライドランプの発光特性が変化しやすくなってしまう。
【００３１】
２．上記１．の態様において、小径筒部が通過する金属プレート部材に次の条件を満足する電位を与えるように構成する。すなわち、第２の態様は、当該小径筒部内の電流導入導体の電位と上記金属プレート部材との間に電位差が生じるようにするもので、上記金属プレート部材に付与する電位は他方の小径筒部側の電極に印加される電位である。
【００３２】
そうして、第２の態様によれば、小径筒部内を挿通する電極軸部と金属プレートの開口部との間に一対の電極間に印加されるのと同じ電圧が印加されるので、電極軸の周囲に形成される電位傾度が大きくなる。そのため、セラミックスメタルハライドランプが始動しやすくなる。
【００３３】
３．第１または第２の態様において、金属プレート部材に形成した複数の開口部のうち、最大面積を有する開口部の当該面積をＳmaxとし、小径筒部の断面積をＸとしたとき、ＳmaxおよびＸが数式：Ｓmax≦１０Ｘを満足し、かつ各開口部の面積の総和をΣＳとし、シュラウドの開口端の面積をＹとしたとき、ΣＳおよびＹが数式：０．３５Ｙ≦ΣＳを満足する。なお、Ｓmaxが数式：Ｓmax≦１０Ｘを超えると、開口部の面積が大きくなりすぎて発光管破裂時に破裂片が金属プレート部材から落下しやすくなる。また、ΣＳが０．３５Ｙを超える領域になると、温度上昇抑制効果が飽和するのに加えて、個々の開口部間の間隔が狭くなりすぎて金属加工が困難になる。
【００３４】
そうして、第３の態様によれば、前者の数式を満足することで、金属プレートに形成する複数の開口部のそれぞれにおける面積が１０Ｘ以下に制限されることになるので、発光管の破裂片が当該開口部を通過して飛散したり落下したりしにくくなる。また、これとともに各開口部の面積の総和が後者の数式を満足することで、総開口面積を大きくするので、シュラウド内部の冷却が促進される結果、シュラウド内部の温度過昇を抑制することができる。
【００３５】
４．外管のトップ部側の内部に落下物受止プレートを配設している。第４の態様においては、シュラウドの開口端に金属プレート部材が配設されていなくてもよい。しかし、所望により第１ないし第３のいずれか一の態様において、第４の構成を付加していることが許容される。
【００３６】
落下物受止プレートは、金属製とするのが好適であるが、所望によりセラミックス板を用いることもできる。また、落下物受止プレートは、開口部が形成されていないものであればグレア抑制作用を奏するので好ましいが、所望により開口部が形成されているものであってもよい。この意味において、前述の金属プレートと同様の構成であることを許容する。
【００３７】
そうして、メタルハライドランプは多くの場合に外管のトップ部が下向き（口金アップ）で点灯されるが、このような点灯の際に発光管が破裂した場合、その赤熱状態の破裂片や電極などの落下物が外管内面に接触し、その際に受ける熱衝撃によって外管にクラックが発生することがある。これに対して、第４の態様によれば、発光管の破裂の際に落下物受止プレートが上記落下物を受け止めるので、外管にクラックが生じなくなる。第１ないし第３のいずれか一の態様に第４の態様を付加した場合には、金属プレートをすり抜けて外管内面に上記落下物が接触する確率は極めて小さくなるが、万一すり抜けたとしても、落下物受止プレートが確実に受け止めるので、セラミックスメタルハライドランプの信頼性が頗る高くなる。
【００３８】
５．第４の態様において、落下物受止プレートは、その面積が落下物受止プレートに対向する部位における外管内の断面積の７０％以上である。
【００３９】
そうして、第４の態様によれば、落下物受け止め効果が十分になる。なお、上記面積の上限を、外管内面積よりいくらか小さい値とするのが外管内への組み付け作業の容易性を確保するうえで好ましい。すなわち、上記面積が９０％以下であれば作業性に問題はないが、これを超えると作業性が著しく低下する。
【００４０】
６．第４または５の態様において、落下物受止プレートは、サポート部材の一部を構成している。
【００４１】
そうして、第６の態様によれば、第４および第５の態様の効果を奏しながら落下物受止プレートの配設によってセラミックスメタルハライドランプのランプ構造が複雑化するのを回避ないし軽減できるので、コストアップを抑制することができる。なお、落下物受止プレートから周囲方向へばね片が突出して外管の内面に適度の圧力で接触するように形成することにより、サポート機能がさらに向上する。
【００４２】
７．透光性セラミックス気密容器は、包囲部および一対の小径筒部が一体的に成形されている。
【００４３】
そうして、第７の態様によれば、透光性セラミックス気密容器の機械的強度が大きくなる。このため、最冷部温度を高くして点灯中の内部圧力を高くすることにより、発光効率を高めたり、光束の増大を図ったりすることができる。その結果、発光管が破裂した際の飛散エネルギーが飛散物が高熱状態になるので、本発明および以上説明の各態様が一層好適になる。
【００４４】
８．照明装置本体と、照明装置本体に配設された本発明および第１ないし第７の態様のセラミックメタルハライドランプと、セラミックメタルハライドランプを点灯する点灯回路とを具備している照明装置である。
【００４５】
第８の態様において、照明装置は、セラミックメタルハライドランプを用いるあらゆる装置を含む概念であり、例えば照明器具、表示装置、光化学反応装置、光照射検査装置などである。
【００４６】
そうして、第８の態様によれば、本発明および第１ないし第７の態様の効果を有する照明装置を得ることができる。
【発明の効果】
【００４７】
本発明によれば、発光管が透光性セラミックス気密容器を備え、発光管を側方から包囲する両端が開口した筒状の石英ガラス部材からなり、肉厚Ｔおよび外径Ｒが数式：０．０２５＜Ｔ／Ｒを満足する円筒状のシュラウド、耐熱無機系繊維糸からなる補強体およびこれらを収容する外管を具備していることにより、発光管の破裂の際に外管がダメージを受けにくくなり、例えばＡＮＳＩ強制破裂試験の規格（ANSI C78.389）をも満足するセラミックメタルハライドランプおよびこれを備えた照明装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４８】
以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態を説明する。
【００４９】
図１ないし図５は、本発明を実施するための一形態のセラミックメタルハライドランプを示し、図１は正面図、図２は発光管、シュラウドおよび補強体組立体の拡大正面図、図３は発光管の拡大断面図、図４は金属プレート部材を拡大して示す正面図、側面図および底面図、図５は落下物受止プレートを拡大して示す正面図、側面図および底面図である。
【００５０】
本発明において、セラミックスメタルハライドランプは、定格ランプ電力が２００〜４００Wであるが、図示の形態は定格ランプ電力が４００Ｗのものである。本形態のセラミックスメタルハライドランプＭＨＬは、発光管ＩＴ、外管ＯＴ、シュラウドＳＧ、補強体ＲＦ、サポート部材ＳＦ、金属プレート部材ＭＰ、落下物受止プレートＲＭおよび給電部材Ｂを具備している。なお、上記本発明の構成要素に加えてＵＶエンハンサＵＶＥおよびゲッタＧａ、Ｇｂを付設している。
【００５１】
［発光管ＩＴについて］
発光管ＩＴは、透光性セラミックス気密容器１、一対の電極２、２、一対の電流導入導体３、３、一対のシール材４、４および透光性セラミックス気密容器１の内部に封入された放電媒体を備えている。
【００５２】
透光性セラミックス気密容器１は、図３にその詳細を示すように、包囲部１ａおよび包囲部１ａの両端に連通して配設された一対の小径筒部１ｂ、１ｂを備え、内部に放電空間１ｃを有している。そして、包囲部１ａおよび一対の小径筒部１ｂ、１ｂは、鋳込み成形により一体化されている。包囲部１ａは、２つの球体が、その一部が互いに重なるように軸方向に離間して両端部の半球状の部分を形成し、半球状の部分の間を直線で結んでなるほぼ俵形の形状をなしている。なお、透光性セラミックス気密容器１は、管軸方向に沿って分割された複数のセラミックス部材を接合した後に焼結させて一体化した構成であってもよい。
【００５３】
一対の小径筒部１ｂ、１ｂは、全体としてそれぞれ細長いパイプ状をなしている。そして、小径筒部１ｂの中心部には管軸方向に貫通して包囲部１ａ内に連通する細長い孔が形成されている。なお、本形態において、上記細長い孔は、その内径が一定である。
【００５４】
一対の電極２、２は、電極軸２ａおよび電極コイル２ｂを備えて構成されている。
【００５５】
電極軸２ａは、図３に示すように、タングステン充実棒からなり、基端および中間部が小径筒部１ｂ、１ｂ内に挿通されていて、先端部が放電空間１ｃ内に望んでいる。そして、電極軸２ａと小径筒部１ｂ、１ｂの内面との間にキャピラリーと称される０．１ｍｍ以下のわずかな隙間が形成されている。電極コイル２ｂは、電極軸２ａの先端部にわずかな長さの突出部が形成されるように電極軸２ａの先端から少し後退した位置において、タングステン細線を適当ターン数密ピッチで巻回することによって形成されていて、包囲部１ａ内に位置している。
【００５６】
一対の電流導入導体３、３は、図３に示すように、封着性導電部材３ａおよび耐ハロゲン性導電部材３ｂの直列接続構体によって構成され、その直径が電極軸２ａのそれより大きく設定されている。このため、電極軸２ａと給電部材３の接合部には段差が形成される。
【００５７】
封着性導電部材３ａは、ニオブ棒状体からなる。また、封着性導電部材３ａは、先端が小径筒部１ｂの端部からその内部に挿入して後述するシール材４により被覆され、基端が小径筒部１ｂの外部へ露出している。
【００５８】
耐ハロゲン性導電部材３ｂは、モリブデン棒およびモリブデンコイルからなる。モリブデン棒は、その基端が封着性導電部材３ａの先端の突合せ溶接されている。また、モリブデン棒の先端は、電極軸２ａの基端に突合せ溶接されている。モリブデンコイルは、モリブデン棒の周囲に巻回されている。
【００５９】
そうして、電極２および電流導入導体３は、予め直線状に一体化されて電極マウントを形成している。
【００６０】
一対のシール材４、４は、それぞれＤｙ２Ｏ３−ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３からなるフリットガラスと称されるセラミックス封止用コンパウンドを加熱して溶融し、固化することにより形成されている。そうして、一対のシール材４、４は、透光性セラミックス放電容器１の小径筒部１ｂ、１ｂの端面側の部分と、これに対向する電流導入導体３、３の封着性導電部材３ａと、の間に介在して透光性セラミックス気密容器１を気密に封止していて、いわゆる電流導入導体挿入封止構造を提供する。そして、一対の電流導入導体部材３、３が透光性セラミックス気密容器１の内部に露出しないように小径筒部１ｂ、１ｂ内に挿入されている部分の全体を被覆している。以上の構成によって透光性セラミックス気密容器１は封止されるとともに、電極２、２が透光性セラミックス気密容器１内の所定の位置に固定されている。
【００６１】
放電媒体は、例えば希ガス、金属ハロゲン化物および水銀からなり、透光性セラミックス気密容器１内に封入されている。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、その一部が点灯時に小径筒部１ｂ、１ｂ内に形成されるわずかな隙間内に液相状態で滞留している。そして、点灯中下側となる例えば小径筒部１ｂ内に液相状態で滞留している放電媒体の表層部付近に最冷部が形成される。ハロゲン化金属は、いずれも主として発光金属のハロゲン化物であり、例えばＮａＩ、ＴｌＩ、ＩｎＩおよびＴｍＩ３からなる。
【００６２】
［外管ＯＴについて］
外管ＯＴは、図１に示すように、硬質ガラスからなるＢＴ形バルブを用いている。そして、内部に発光管ＩＴ、シュラウドＳＧおよびサポート部材ＳＦなどの部材を所定の位置に収納している。また、外管ＯＴは、図１において下部に位置するネック部にフレアステム５を封着して備えている。フレアステム５は、一対の内部導入線６ａ、６ｂを外管ＯＴ内へ気密に突出させて備えている。
【００６３】
発光管ＩＴは、その上部の給電部材３が後述するサポート部材ＳＦに支持されるとともに、サポート部材ＳＦを介して内部導入線６ａに接続している。また、発光管ＩＴは、その下部の給電部材３が、接続導体７、８に接続しているとともに、さらに接続導体７、８を介して内部導入線６ｂに接続している。
【００６４】
［シュラウドＳＧについて］
シュラウドＳＧは、図２に示すように、石英ガラス製の円筒体からなり、発光管ＩＴの側方を離間状態にして包囲するとともに、後述のように一対の金属プレート部材ＭＰ、ＭＰによって所定位置に支持されている。また、シュラウドＳＧは、その肉厚Ｔおよび外径Ｒが数式：０．０２５≦Ｔ／Ｒを満足するように構成されている。
【００６５】
［補強体ＲＦについて］
補強体ＲＦは、図２に示すように、アルミナ繊維糸をシュラウドの外周面にらせん状に巻装されている。
【００６６】
［金属プレート部材ＭＰについて］
金属プレート部材ＭＰは、図４に示すように、シュラウドＳＧの上下端面に嵌合するとともに、後述するサポート持部材ＳＦに固定される。なお、図４において、（ａ）が正面図、（ｂ）が右側面図、（ｃ）が底面図である。
【００６７】
さらに詳述すれば、金属プレート部材ＭＰは、金属板を打ち抜いて形成されていて、複数の開口部が形成されている。中心部の開口部１１は円形であるが、その他の開口部１２は扇形であるが、いくつかの面積および形状に分かれて形成されている。開口部１１には小径筒部１ｂの先端部が挿通してシュラウドＳＧの外部へ露出する。
【００６８】
また、開口部１２のうち最大面積を有する開口部１２ａの面積をＳmaxとし、小径筒部１ｂの外形の断面積をＸとしたとき、ＳmaxおよびＸは、数式：Ｓmax≦１０Ｘを満足するように形成されている。また、各開口部１１、１２の面積の総和をΣＳとし、シュラウドＳＧの開口端の面積をＹとしたとき、ΣＳおよびＹが数式：０．３５Ｙ≦ΣＳを満足するように形成されている。
【００６９】
さらに、金属プレート部材ＭＰには、爪片１３が１２０°間隔で３箇所に一定に形成されていて、爪片１３がシュラウドＳＧの筒の内面に嵌合する。加えて、金属プレート部材ＭＰには、外方経突出する一対の固定片１４、１４が一体に形成されていて、後述するサポートＳＦに溶接されることでシュラウドＳＧを所定位置に固定する。
【００７０】
［落下物受止プレートＲＭについて］
落下物受止プレートＲＭは、図５に示すように構成されていて、後述するサポート部材ＳＦの一部をなしているとともに、発光管ＩＴが破裂してその破裂片が金属プレート部材ＭＰの複数の開口部１１、１２を通過して落下したときに、落下物を受け止める。なお、図５において、（ａ）が正面図、（ｂ）が右側面図、（ｃ）が平面図である。
【００７１】
さらに詳述すれば、落下物受止プレートＲＭは、金属板を打ち抜いて形成されていて、受止部２１、一対の固定部２２、２２および一対のスプリング部２３、２３を有している。受止部２１は、円形をなしていて、複数の小さな開口部が形成され、面積が落下物受止プレートＲＭの受止部２１が対向する部位の外管ＯＴの内部断面積の７０％以上になっている。
【００７２】
一対の固定部２２、２２は、受止部２１の外周部分から一体に突出しているとともに折り曲げられて後述するサポート部材の支持枠３１の先端に支持枠３１の一部を構成するように溶接されている。また、一対のスプリング部２３、２３は、一対の固定部２２、２２と一体に形成されていて、外管ＯＴの頭部内面に弾性的に接触することにより、支持枠１１の上部を外管ＯＴの頭部内面に対して弾性的に支持する。
【００７３】
［サポート部材ＳＦについて］
サポート部材ＳＦは、支持枠３１、バンド状導体３２および落下物受止プレートＲＭからなる。支持枠３１は、ステンレス鋼棒を折り曲げ、かつ落下物受止プレートＲＭと協働して縦長の変形ロ字形に屈曲しているとともに、その基底部を内部導入線６ａに接続している。バンド状導体３２は、支持枠３１にブリッジ状に溶接されていて、発光管ＩＴの図１において右側の電流導入導体３をバンド状導体３２に溶接することにより、発光管ＩＴが所定の位置に配置される。
【００７４】
［給電部材Ｂについて］
給電部材Ｂは、Ｅ３９形ねじ口金からなり、外管ＯＴのネック部に装着されていて、前記一対の外部導入線が接続している。
【００７５】
［その他の構成について］
ＵＶエンハンサＵＶＥは、セラミックメタルハライドランプＭＨＬの始動に先立って作動して紫外線を放射して発光管ＩＴを照射することで、セラミックメタルハライドランプＭＨＬの発光管ＩＴ内の電子放射を促進してセラミッスメタルハライドランプＭＨＬの始動を容易にする手段である。そして、原理的には既知であるので、詳細構造については図示を省略するが、気密容器、導入線、内部電極、放電媒体および外部電極を具備して構成されている。気密容器は、石英ガラスなどの紫外線透過性ガラス製で、内部に細長い放電空間が形成されている。導入線は、モリブデンからなり、先端が後述する内部電極に溶接し、図１に示すように、基端が発光管支持部材ＳＦに溶接され、したがって発光管支持部材ＳＦを介して内部導入線６ａに接続している。上記内部電極は、モリブデン製で板状をなしていて、気密容器の放電空間内に封装されている。放電媒体は、アルゴン約１．３ｋＰａからなり、気密容器の内部に封入されている。上記外部電極は、外径０．４ｍｍのモリブデン線からなり、気密容器の外周に密着して５ターンほど巻き付けられているとともに、導体９を介して接続導体８に接続している。以上から明らかなように、ＵＶエンハンサＵＶＥは、発光管ＩＴに並列接続している。
【００７６】
ゲッタＧａは、発光管支持部材ＳＦに接続してフレアステム５の近傍に位置するイニシャルゲッタである。ゲッタＧｂは、サポート部材ＳＦのトップ部に支持されたパフォーマンスゲッタである。
【実施例１】
【００７７】
図１に示すのとほぼ同じランプ構造のセラミックメタルハライドランプである。
発光管
透光性セラミックス気密容器：全長約80mm、包囲部最大外径約22mm、
小径筒部内径約1.6mm
一対の電極 ：電極軸が直径約1.0mm、電極コイルが直径0.3mmの
W線を密ピッチ約3ターン、電極間距離約20mm
電流導入導体 ：封着性導電部材3aが直径約1.5mm、Nb、
耐ハロゲン性導電部材3bが直径約1.0mmのMo棒の外周
にMo線を巻回した直径約1.4mm
放電媒体 ：Ar約24kPa、
Na-TlI-InI-TmI3約15mg、
Hg40mg
外管 ：硬質ガラス製のBT形、最大部外径約116mm、
全長約300mm
シュラウド ：外径約33mm、長さ55mm、肉厚1.8mm
補強体 ：Al2O3繊維糸を約15mmピッチで2往復巻回
定格ランプ電力 ：400W
次に、図６のグラフを参照して、シュラウドの肉厚Ｔおよび外径Ｒの比Ｔ／Ｒと外管損傷の関係について説明する。図において、横軸はＴ／Ｒを、縦軸は外管損傷を、それぞれ示す。なお、外管損傷は、Ｔ／Ｒを変化させたセラミックメタルハライドランプをそれぞれ１０本製作して、ＡＮＳＩ Ｃ７８．３８９−２００４による試験方法で発光管を破裂させたときに、飛散した破片によって外管が損傷した本数の割合を示している。
【００７８】
図６から理解できるように、比Ｔ／Ｒが０．０２５以上であれば、１０本中の外管損傷本数は、０になる。したがって、数式：０．０２５≦Ｔ／Ｒを満足すれば、外管損傷の問題をなくすことができることを理解できる。
【００７９】
また、図７の表を参照して、金属プレートの開口部の面積とシュラウドの開口面積の関係について説明する。図において、開口率とは金属プレートにおける複数の開口部の面積総和ΣＳのシュラウドの開口端の面積Ｙに対する比率をいう。発光管上昇温度は、金属プレートの開口率が変化している以外の仕様および点灯条件を同一にした場合における発光管の温度上昇を示す。
【００８０】
図７から理解できるように、開口率が３０％以上になると、急激に温度上昇が少なくなる。
【００８１】
さらに、図８の表を参照して、金属プレートの複数の開口部の大きさと発光管の破裂時に金属プレートを通過して落下した破裂片の数との関係について説明する。図において、Ｓmax／Ｘは金属プレートにおける複数の開口部のうち最大面積を有する開口部の面積Ｓmaxの小径筒部の断面積Ｘに対する比をいう。また、破裂片の数は、５ｍｍ以上の大きさの破裂片の数をいう。
【００８２】
図８から理解できるように、Ｓmax／Ｘが１０以下になると、落下する破裂片が０になることが分かる。なお、Ｓmax／Ｘが３５であると、落下する破裂片が無数となり、金属プレートによる破裂片落下防止の効果が全く認められなくなる。
【００８３】
図９は、本発明のセラミックメタルハライドランプを実施するための第２の形態を示す正面図である。なお、図において、図１と同一部分については同一符号を付して説明を省略する。
【００８４】
本形態は、外管ＯＴがＴ形バルブであり、定格ランプ電力が相対的に小さいセラミックメタルハライドランプに実施されるランプ形状であるが、それ以外の構成は基本的に図１に示すものと同様である。
【実施例２】
【００８５】
図９に示すのとほぼ同じランプ構造のセラミックメタルハライドランプである。
発光管
透光性セラミックス気密容器：全長約60mm、包囲部最大外径約17.6mm、
小径筒部内径約1.1mm
一対の電極 ：電極軸が直径約0.6mm、電極コイルが直径0.2mmの
W線を密ピッチ約4ターン、電極間距離約17mm
電流導入導体 ：封着性導電部材3aが直径約1.0mm、Nb、
耐ハロゲン性導電部材3bが直径約1.0mmのサーメット
放電媒体 ：Ar約24kPa、
Na-TlI-InI-TmI3約8mg、
Hg27mg
外管 ：硬質ガラス製のT形、最大部外径約48mm、
全長約240mm
シュラウド ：外径約33mm、長さ45mm、肉厚1.6mm
補強体 ：Al2O3繊維糸を約15mmピッチで1往復巻回
定格ランプ電力 ：250W
図１０は、本発明のセラミックメタルハライドランプにおける金属プレートの変形例（ａ）〜（ｄ）を示す。
（ａ）の変形例は、中心部の開口部１１は円形であるが、その他の開口部１２は、大きさの異なる円形孔と矩形孔とが混在している。
（ｂ）の変形例は、中心部の開口部１１は円形で金属プレートのリング状の輪郭部から１本のブリッジ部を経由して形成され、その他の開口部１２は、ブリッジ部によって一部が欠けた単一の大きな円形孔に形成されている。
（ｃ）の変形例は、中心部の開口部１１およびその他の開口部１２がともに大きさの異なる円形孔により形成されている。
（ｄ）の変形例は、中心部の開口部１１は円形で金属プレートのリング状の輪郭部から１２０°間隔の３本のブリッジ部を経由して形成され、その他の開口部１２は、３本のブリッジ部によって３個の大きな扇形孔に形成されている。
【００８６】
図１１は、本発明の照明装置を実施するための一形態としての高天井用照明器具の概略を示す縦断面図である。図において、照明器具９０は、天井面などへの取付部をなす基台９１にソケット９２が取着されているとともに、このソケット９２を囲みガード９３が設けられている。そして、このガード９３の下端には金属板やほうろう製の円錐状をなし、内面に反射面が形成された反射笠９４が固定され、上記ソケット９２にセラミックメタルハライドランプＭＨＬの口金Ｂが装着されることにより保持と電気的な接続がなされる。
【００８７】
なお、本形態では上記基台９１、ガード９３および反射笠９４などで器具本体を構成している。また、ランプの点灯回路装置および電源スイッチ（ともに図示しない。）は、器具本体離間した位置に設けることができる。
【００８８】
このような照明器具９０は、例えばスポーツ施設の天井面に反射笠９４の開口部側を下方に向けて取り付けられ、電源スイッチを入れることにより電源から点灯回路装置、ソケットを介して高圧放電ランプＬに通電される。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】本発明を実施するための一形態のセラミックメタルハライドランプを示す正面図
【図２】同じく発光管、シュラウドおよび補強体組立体の拡大正面図
【図３】同じく発光管の拡大断面図
【図４】同じく金属プレート部材を拡大して示す正面図、側面図および底面図
【図５】同じく落下物受止プレートを拡大して示す正面図、側面図および底面図
【図６】シュラウドの肉厚Ｔおよび外径Ｒの比Ｔ／Ｒと外管損傷の関係について説明するグラフ
【図７】金属プレートの開口部の面積とシュラウドの開口面積の関係について説明する表
【図８】金属プレートの複数の開口部の大きさと発光管の破裂時に金属プレートを通過して落下した破裂片の数との関係について説明する表
【図９】本発明のセラミックメタルハライドランプを実施するための第２の形態を示す正面図
【図１０】本発明のセラミックメタルハライドランプにおける金属プレートの変形例（ａ）〜（ｄ）を示す正面図
【図１１】本発明の照明装置を実施するための一形態としての高天井用照明器具の概略を示す縦断面図
【符号の説明】
【００９０】
１…透光性セラミックス放電容器、３…電流導入導体、ＭＨＬ…セラミックメタルハライドランプ、ＯＴ…外管、ＳＧ…シュラウド、ＳＦ…サポート部材、ＩＴ…発光管、ＲＦ…補強体、ＭＰ…金属プレート、ＲＭ…落下物受止プレート、Ｂ…給電部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性セラミックス気密容器、透光性セラミックス気密容器の内部に離間対向して封装された一対の電極ならびに少なくとも希ガスおよび発光金属のハロゲン化物を含み透光性セラミックス気密容器の内部に封入された放電媒体を備えた発光管と；
発光管を側方から包囲する両端が開口した筒状の石英ガラス部材からなり、肉厚Ｔおよび外径Ｒが数式：０．０２５≦Ｔ／Ｒを満足する筒状のシュラウドと；
シュラウドの外周面にほぼ密着して巻装された耐熱無機系繊維糸からなる補強体と；
発光管およびシュラウドを支持するサポート部材と；
発光管、シュラウド、補強体およびサポート部材を収納する外管と；
外管を経由して発光管に給電する給電部材と；
を具備していることを特徴とするセラミックメタルハライドランプ。
【請求項２】
発光管は、透光性セラミックス気密容器が放電空間を包囲する包囲部および包囲部の両端に連通して透光性セラミックス気密容器を封止する一対の小径筒部を備え、先端部が一対の小径筒部に挿入されて小径筒部と一緒に透光性セラミックス気密容器を封止しているとともに透光性セラミックス気密容器の内部で一対の電極を支持する一対の電流導入導体を含み；
複数の開口部が形成されていて、シュラウドの開口端に配設されてシュラウドを保持し、透光性セラミックス気密容器の少なくとも一方の小径筒部が複数の開口部の一部を通過してシュラウドの外部へ突出するとともに、他方の小径筒部側の電極に印加される電位と同電位になる金属プレート部材を具備している；
ことを特徴とする請求項１記載のセラミックメタルハライドランプ。
【請求項３】
金属プレート部材は、その複数の開口部のうち、最大の開口部の面積をＳmaxとし、開口部を通過する部位の小径筒部の断面積をＸとしたとき、ＳmaxおよびＸが数式：Ｓmax≦１０Ｘを満足し、かつ各開口部の面積の総和をΣＳとし、シュラウドの開口端の面積をＹとしたとき、ΣＳおよびＹが数式：０．３５Ｙ≦ΣＳを満足することを特徴とする請求項２記載のセラミックメタルハライドランプ。
【請求項４】
外管のトップ部側の内部に配設された落下物受止プレート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セラミックメタルハライドランプ。
【請求項５】
落下物受止プレートは、その面積が落下物受止プレートに対向する部位における外管内の断面積の７０％以上であることを特徴とする請求項４記載のセラミックメタルハライドランプ。
【請求項６】
落下物受止プレートは、サポート部材の一部を構成していることを特徴とする請求項４または５記載のセラミックメタルハライドランプ。
【請求項７】
透光性セラミックス気密容器は、小径筒部の封止部がシュラウドおよび金属プレート部材により包囲された空間の外部に露出していることを特徴とする請求項２記載のセラミックメタルハライドランプ。
【請求項８】
透光性セラミックス気密容器は、包囲部および一対の小径筒部が一体的に成形されていることを特徴とする請求項２、３または７記載のセラミックメタルハライドランプ。
【請求項９】
照明装置本体と；
照明装置本体に配設された請求項１ないし８のいずれか一記載のセラミックメタルハライドランプと；
セラミックスメタルハライドランプを点灯する点灯回路と；
を具備していることを特徴とする照明装置。
【請求項１】
透光性セラミックス気密容器、透光性セラミックス気密容器の内部に離間対向して封装された一対の電極ならびに少なくとも希ガスおよび発光金属のハロゲン化物を含み透光性セラミックス気密容器の内部に封入された放電媒体を備えた発光管と；
発光管を側方から包囲する両端が開口した筒状の石英ガラス部材からなり、肉厚Ｔおよび外径Ｒが数式：０．０２５≦Ｔ／Ｒを満足する筒状のシュラウドと；
シュラウドの外周面にほぼ密着して巻装された耐熱無機系繊維糸からなる補強体と；
発光管およびシュラウドを支持するサポート部材と；
発光管、シュラウド、補強体およびサポート部材を収納する外管と；
外管を経由して発光管に給電する給電部材と；
を具備していることを特徴とするセラミックメタルハライドランプ。
【請求項２】
発光管は、透光性セラミックス気密容器が放電空間を包囲する包囲部および包囲部の両端に連通して透光性セラミックス気密容器を封止する一対の小径筒部を備え、先端部が一対の小径筒部に挿入されて小径筒部と一緒に透光性セラミックス気密容器を封止しているとともに透光性セラミックス気密容器の内部で一対の電極を支持する一対の電流導入導体を含み；
複数の開口部が形成されていて、シュラウドの開口端に配設されてシュラウドを保持し、透光性セラミックス気密容器の少なくとも一方の小径筒部が複数の開口部の一部を通過してシュラウドの外部へ突出するとともに、他方の小径筒部側の電極に印加される電位と同電位になる金属プレート部材を具備している；
ことを特徴とする請求項１記載のセラミックメタルハライドランプ。
【請求項３】
金属プレート部材は、その複数の開口部のうち、最大の開口部の面積をＳmaxとし、開口部を通過する部位の小径筒部の断面積をＸとしたとき、ＳmaxおよびＸが数式：Ｓmax≦１０Ｘを満足し、かつ各開口部の面積の総和をΣＳとし、シュラウドの開口端の面積をＹとしたとき、ΣＳおよびＹが数式：０．３５Ｙ≦ΣＳを満足することを特徴とする請求項２記載のセラミックメタルハライドランプ。
【請求項４】
外管のトップ部側の内部に配設された落下物受止プレート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セラミックメタルハライドランプ。
【請求項５】
落下物受止プレートは、その面積が落下物受止プレートに対向する部位における外管内の断面積の７０％以上であることを特徴とする請求項４記載のセラミックメタルハライドランプ。
【請求項６】
落下物受止プレートは、サポート部材の一部を構成していることを特徴とする請求項４または５記載のセラミックメタルハライドランプ。
【請求項７】
透光性セラミックス気密容器は、小径筒部の封止部がシュラウドおよび金属プレート部材により包囲された空間の外部に露出していることを特徴とする請求項２記載のセラミックメタルハライドランプ。
【請求項８】
透光性セラミックス気密容器は、包囲部および一対の小径筒部が一体的に成形されていることを特徴とする請求項２、３または７記載のセラミックメタルハライドランプ。
【請求項９】
照明装置本体と；
照明装置本体に配設された請求項１ないし８のいずれか一記載のセラミックメタルハライドランプと；
セラミックスメタルハライドランプを点灯する点灯回路と；
を具備していることを特徴とする照明装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００８−４４０３（Ｐ２００８−４４０３Ａ）
【公開日】平成２０年１月１０日（２００８．１．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１７３１４７（Ｐ２００６−１７３１４７）
【出願日】平成１８年６月２２日（２００６．６．２２）
【出願人】（３０１０１０９５１）オスラム・メルコ・東芝ライティング株式会社 (37)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１月１０日（２００８．１．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年６月２２日（２００６．６．２２）
【出願人】（３０１０１０９５１）オスラム・メルコ・東芝ライティング株式会社 (37)
【Ｆターム（参考）】
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