セラミックメタルハライドランプ
【課題】
メタルハライドランプの高演色性、高発光効率を実現させ、さらに、再始動時間を短縮することを可能にする。
【解決手段】
略楕円面状発光部（２）の両端側にキャピラリ（３Ａ、３Ｂ）が連続的に形成された発光管（１）を透光性外管（１０）に収容配設し、発光部の平均肉厚を０.８５〜１.１ｍｍ、発光部の肉厚分布を平均肉厚の±２０％以内、発光部の内側寸法を１.８≦Ｌ／Ｄ≦２.２（Ｌ：有効長さ、Ｄ：有効内径）とし、発光部が点灯時最冷温度８００℃以上、最高温度１２００℃以下となる大きさに形成し、発光部に、少なくともヨウ化ツリウム、ヨウ化タリウム、ヨウ化ナトリウム及びヨウ化カルシウムを封入し、ヨウ化ナトリウム及びヨウ化カルシウムを全ハロゲン化金属に対して夫々４０〜８０％及び３０％未満のモル比率で封入し、透光性外管に５.３〜７.６×１０４Ｐａの圧力で不活性ガスを封入した。
メタルハライドランプの高演色性、高発光効率を実現させ、さらに、再始動時間を短縮することを可能にする。
【解決手段】
略楕円面状発光部（２）の両端側にキャピラリ（３Ａ、３Ｂ）が連続的に形成された発光管（１）を透光性外管（１０）に収容配設し、発光部の平均肉厚を０.８５〜１.１ｍｍ、発光部の肉厚分布を平均肉厚の±２０％以内、発光部の内側寸法を１.８≦Ｌ／Ｄ≦２.２（Ｌ：有効長さ、Ｄ：有効内径）とし、発光部が点灯時最冷温度８００℃以上、最高温度１２００℃以下となる大きさに形成し、発光部に、少なくともヨウ化ツリウム、ヨウ化タリウム、ヨウ化ナトリウム及びヨウ化カルシウムを封入し、ヨウ化ナトリウム及びヨウ化カルシウムを全ハロゲン化金属に対して夫々４０〜８０％及び３０％未満のモル比率で封入し、透光性外管に５.３〜７.６×１０４Ｐａの圧力で不活性ガスを封入した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オフィスや店舗等の一般照明として用いられるセラミックメタルハライドランプに関し、特に、相関色温度３０００〜４５００Ｋ、平均演色評価数Ｒａ≧８０の高演色性、発光効率η≧１００（ｌｍ／Ｗ）の高効率、短時間での再始動性が求められる場合に用いて好適である。
【背景技術】
【０００２】
メタルハライドランプは、高圧ナトリウムランプや水銀ランプに比して、最も自然光に近い光が放射されるので演色性に優れており、オフィスや店舗のベース照明としても用いられている。
そして、一般には、ＩＳＯ８９９５演色区分１Ｂ以上である平均演色評価数Ｒａ＝８０以上、相関色温度は３０００〜４５００Ｋの範囲となる高演色で暖色から白色と言われる範囲の光源が使用されているが、省エネの観点から、より発光効率の高いランプが求められている。
しかしながら、高演色性と高効率は相反する効果であり、演色性を向上させれば発光効率が低下し、発光効率を高くすれば演色性が低下する。
このため、従来のメタルハライドランプは、高効率・高演色を謳っていても、効率重視型または演色性重視型のいずれかに分類されることとなる。
この場合に、一般に、平均演色評価数Ｒａ≧８０であれば高演色であると評価され（ＩＳＯ８９９５の演色区分１Ｂ以上）、発光効率η≧１００程度であれば高効率であると評価される。
【０００３】
例えば、特許文献１に開示されたＤｙ−Ｈｏ−Ｔｍ系メタルハライドランプの最高データは、平均演色評価数Ｒａ＝８７と優れるが、発光効率η＝９３（ｌｍ／Ｗ）とやや劣るため、演色性重視型ということができる。
【０００４】
また、特許文献２に開示されたＮａ−Ｃｅ系メタルハライドランプは、Ｃｅの強烈な緑色発光により平均発光効率η＝１２３（ｌｍ／Ｗ）と優れるが、平均演色評価数Ｒａ＝６０とやや劣るため、効率重視型ということができる（特許文献２［００４９］参照）。
【０００５】
さらに、特許文献２［００８２］には「ＮａＩ以外にも、所望のランプ特性に応じて適宜、ディスプロシウム（Ｄｙ）、ツリウム（Ｔｍ）、ホルミウム（Ｈｏ）、タリウム（Ｔｌ）等を発光物質として添加してもよい。」と記載されているが、これらの物質を加えてＮａ−Ｃｅ系メタルハライドランプの発光封入物質の比率を調整しても、Ｃｅの強烈な緑色発光を抑えてＲａ＝７０以上にすることは困難であるだけでなく、発光物質としてＤｙ、Ｔｍ、Ｈｏ、Ｔｌを添加していくと、特許文献１のランプ特性に近づき発光効率は低下してしまう。
【０００６】
一方、従来の高演色セラミックメタルハライドランプは、発光管を収納する透光性外管を真空にして発光管の保温効果を高めることにより高演色性・高発光効率を実現しているが、この場合、消灯時に発光管が冷却されにくいことから、消灯後再度点灯されるまでの再始動時間が２５分から３０分ほどかかっており、これを１５分程度まで短縮することが望まれている。
【０００７】
始動パルス電圧を高めることで再始動時間を短縮することもできるが、試作ランプにおいて透光性外管内を真空とし、１５分以内に再始動できるパルス電圧を測定したところ、３ｋＶ以上の高電圧パルスが必要だとわかった。
最近の安全・安心指向重視の使用環境においては、始動電圧もせいぜい１〜１.５ｋＶ程度が適当と考えられている。水銀灯安定器で点灯する低始動電圧タイプの一般照明用ランプにおいては、３ｋＶの高電圧パルスを発生させることは安全性の面で避けることが望ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−１８７７４４号公報
【特許文献２】特開２００３−０８６１３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで本発明は、メタルハライドランプにおいて相反する効果である高演色性及び高効率を両立させ、具体的には、平均演色評価数Ｒａ≧８０という高演色性を維持しつつ、発光効率η≧１００（ｌｍ／Ｗ）という高効率を達成すると共に、従来ランプと同程度の始動パルス電圧で再始動時間を短縮させることを技術的課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この課題を達成するために、本発明は、ハロゲン化金属、水銀及び始動用希ガスを封入した発光部と、その両端に配置される一対の電極アセンブリを挿通したキャピラリとを透光性セラミックで形成した発光管が、透光性外管に収納されたセラミックメタルハライドランプにおいて、
前記発光管は、略楕円面状に形成された前記発光部の長軸方向両端側に前記キャピラリが角隅部のない遷移曲面を介して連続的に形成され、発光部の平均肉厚が０.８５〜１.１ｍｍに形成されると共に、発光部の肉厚分布が平均肉厚の±２０％以内に形成され、
前記発光部の内側寸法が、その有効長さをＬ、有効内径をＤとしたときに、１.８≦Ｌ／Ｄ≦２.２に設計されると共に、点灯時の発光部最冷温度が８００℃以上で且つ発光部最高温度が１２００℃以下となる大きさに形成され、
前記ハロゲン化金属として、少なくともヨウ化ツリウム、ヨウ化タリウム、ヨウ化ナトリウム及びヨウ化カルシウムが封入されると共に、ヨウ化ナトリウム及びヨウ化カルシウムが、全ハロゲン化金属に対して夫々４０〜８０％及び３０％未満のモル比率で封入されており、
前記透光性外管内に、ランプの点いていない常温時における封入圧力５.３×１０４〜７．６×１０４（Ｐａ）で不活性ガスが充填されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のメタルハライドランプによれば、発光管に、少なくとも、ヨウ化ツリウム、ヨウ化タリウム、ヨウ化ナトリウム及びヨウ化カルシウムの４種類のハロゲン化金属が封入されている。
ハロゲン化金属のうち、ヨウ化ツリウム（ＴｍＩ３）、ヨウ化タリウム（ＴｌＩ）及びヨウ化ナトリウム（ＮａＩ）が封入されたＴｍ−Ｔｌ−Ｎａ系のセラミックメタルハライドランプは一般に、緑色系の発光色を呈するＴｍＩ３及びＴｌＩが発光効率を向上させており、黄色系の発光色を呈するＮａＩが演色性を向上させているが、全体としては、発光効率に優れる効率重視型のメタルハライドランプである。
本発明では、ＮａＩをモル比率で４０〜８０％とすると同時に、ヨウ化カルシウム（ＣａＩ２）を加えている。
ＣａＩ２を加えることにより赤色領域の発光が増えるため、発光効率は低下する傾向にあるが、演色性は向上する。発明者の実験によれば、ＣａＩ２の封入比率が３０％未満であれば、発光効率の低下はわずかで、演色性向上の効果が大きいことが判明した。
そこで、ＣａＩ２をモル比率で３０％を上限として添加することにより高演色性を実現することができた。
【００１２】
また、発光管は、略楕円面状に形成された発光部の長軸方向両端側に、一対のキャピラリが角隅部のない遷移曲面を介して連続的に形成されているから、機械的強度を低下させることなく全体の肉厚を比較的薄く且つ均一にすることができ、したがって、部分的に厚肉部が形成される３ピースタイプまたは５ピースタイプとは異なり、発光部の温度分布が比較的均一になり、最冷温度も高く保持できるので壁面負荷を高くする必要がない。
また、発光部内の温度差が従来より小さくなり、その結果、ハロゲン化金属と発光部内壁面を構成する材料との化学反応速度が低く抑えられるので、ランプ寿命を伸ばすことができるという効果がある。
【００１３】
さらに、発光部の内側寸法が、その有効長さをＬ、有効内径をＤとしたときに、１.８≦Ｌ／Ｄ≦２.２に設計されると共に、点灯時の発光部最冷温度が８００℃以上で且つ発光部最高温度が１２００℃以下となる大きさに形成されている。
発明者の実験によれば、発光部が楕円球状に形成されていても、その縦横比や大きさが発光効率及び演色性に何らかの影響を及ぼすことが判明しており、１.８≦Ｌ／Ｄ≦２.２
であり、点灯時の発光部最冷温度が８００℃以上で且つ発光部最高温度が１２００℃以下となる大きさに形成されていれば、そのメタルハライドランプの定格電力にかかわらず、平均演色評価数Ｒａ≧８０、発光効率η＝１００（ｌｍ／Ｗ）を達成することができた。
【００１４】
また、発光管の発光部の平均肉厚が０.８５〜１.１ｍｍと比較的薄めに形成されると共に、発光部の肉厚分布が平均肉厚の±２０％以内と均一に形成されているので、消灯時に発光管内の熱が外部に逃げやすく、しかも、発光管を収容する透光性外管内に、ランプの点いていない常温時における封入圧５.３×１０４（Ｐａ）以上で不活性ガスが充填されているので、発光管の冷却が促進され再始動時間を１５分以内に短縮することができる。
なお、不活性ガスは充填量が多過ぎると透光性外管の破損につながるので、発光時に概ね１気圧を大幅に上回ることのないように常温時における封入圧７.６×１０４（Ｐａ）を上限としている。
これにより、演色評価数、発光効率を低下させることなく、再始動時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係るメタルハライドランプに用いる発光管を示す説明図。
【図２】メタルハライドランプＡの全体外観図。
【図３】メタルハライドランプＢの全体外観図。
【図４】発光効率ηとＬ／Ｄの関係を示すグラフ。
【図５】平均演色評価数ＲａとＬ／Ｄの関係を示すグラフ。
【図６】不活性ガス封入圧力に対する再始動時間及び発光効率を示すグラフ。
【図７】発光管のほかの実施形態を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明は、平均演色評価数Ｒａ≧８０という高演色性を維持しつつ、発光効率η≧１００（ｌｍ／Ｗ）という高効率を実現させ、さらに、再始動時間を短縮するため、略楕円面状に形成された発光部の長軸方向両端側に前記キャピラリが角隅部のない遷移曲面を介して連続的に形成された発光管が透光性外管に収容配設され、その発光部の平均肉厚が０.８５〜１.１ｍｍに形成されると共に、発光部の肉厚分布が平均肉厚の±２０％以内に形成され、
発光部は、内側寸法の有効長さをＬ、有効内径をＤとしたときに、１.８≦Ｌ／Ｄ≦２.２に設計されると共に、点灯時の発光部最冷温度が８００℃以上で且つ発光部最高温度が１２００℃以下となる大きさに形成され、
発光部に、ハロゲン化金属として、少なくともヨウ化ツリウム、ヨウ化タリウム、ヨウ化ナトリウム及びヨウ化カルシウムを封入する共に、ヨウ化ナトリウム及びヨウ化カルシウムを全ハロゲン化金属に対して夫々４０〜８０％及び３０％未満のモル比率で封入し、透光性外管に、５.３×１０４〜７．６×１０４（Ｐａ）の圧力で不活性ガスを封入した。
そして、以下に示す二種類のメタルハライドランプＡ及びＢのそれぞれについて、定格電力や封入物のモル比を変えて実験を行った。
【００１７】
＜発光管について＞
各メタルハライドランプＡ及びＢには、図１に示す共通の発光管１が用いられている。
発光管１は、楕円の長軸を回転軸として回転させたような略楕円面状に形成された発光部２の長軸方向両端側に、一対のキャピラリ３Ａ、３Ｂが角隅部のない遷移曲面４を介して連続的に形成されており、発光部２には、ハロゲン化金属、水銀及び始動用希ガスが封入されている。
本例の発光管１は、発光部２とキャピラリ３Ａ、３Ｂを透光性アルミナの粉末圧縮体を型取りして一体成形した所謂１ピースタイプのものを用いている。
【００１８】
発光部２の両端に形成されたキャピラリ３Ａ、３Ｂには、電極５、５を備えた一対の電極アセンブリ６Ａ、６Ｂが挿通されて、そのキャピラリ３Ａ、３Ｂの両端が、電気絶縁性を有するフリットガラスなどのシール材によって気密にシールされると同時に、該シール材によって電極アセンブリ６Ａ、６Ｂが、キャピラリ３Ａ、３Ｂ内の定位置に固定されている。
【００１９】
発光部２の内側寸法は、その有効長さをＬ、有効内径をＤとしたときに、１.８≦Ｌ／Ｄ≦２.２に設計されている。
有効長さＬは、直管状のキャピラリ３Ａ、３Ｂの内径が、発光部２に連続する遷移曲面４に移行して拡径開始する部分２Ａ及び２Ｂ間の距離で定義され、有効内径Ｄは、１ピースタイプの発光管にあっては、電極間中央部の最大内径で定義される。
【００２０】
また、発光管１は、点灯時の発光部最冷温度が８００℃以上で且つ発光部最高温度が１２００℃以下となる大きさに形成されている。
発光部各部の温度は発光管の壁面負荷、透光性外管内のガス圧力、発光管材質及び発光部の寸法比（Ｌ／Ｄ）によって決まる。
ここでランプ電力ＰＬ（Ｗ）を発光部２の全内面積Ｓ（ｃｍ２）で除した値を「壁面負荷」と定義している。
【００２１】
発光部２の肉厚分布は平均肉厚の±２０％以内に形成されている。
本例では、
平均肉厚ｔａｖ＝０.８５ｍｍ
に対し、
最小肉厚ｔｍｉｎ＝０.７８ｍｍ
最大肉厚ｔｍａｘ＝０.９８ｍｍ
となっており、
許容最小肉厚ｔａｖ−２０％＝０.６８ｍｍ
最大許容肉厚ｔａｖ＋２０％＝１.０２ｍｍ
であるので、平均肉厚±２０％の許容肉厚寸法内で形成されている。
【００２２】
発光管１は、略楕円面状に形成された発光部２の長軸方向両端側に、一対のキャピラリ３Ａ、３Ｂが角隅部のない遷移曲面４を介して連続的に形成されているから、このように、肉厚分布を平均肉厚±２０％の範囲で均一に形成することができ、発光管発光部３内の最冷温度を８００℃以上に保持するために必要な壁面負荷を小さくできる。
したがって、発光部２内の温度差を従来より小さくでき、その結果、希土類金属ヨウ化物と発光部内壁面を構成する材料との化学反応速度を低く抑えてランプ寿命を伸ばすことができるという効果がある。
【００２３】
すなわち、発光部とキャピラリ部とを３ピースまたは５ピースの部品に分けて加工し、それらを発光管焼結時の収縮による焼嵌めによって組み立てるタイプの発光管は、部品を焼嵌めする際の機械的強度を確保するために、発光部の端部が発光部中央付近の１.５倍以上の厚肉になっているのが一般的である。
【００２４】
この場合、厚肉部は電極間で生じる放電箇所から離れているため、厚肉部の温度が上がりにくく、この部分の温度（発光部最冷温度）を８００℃以上に維持するためには壁面負荷を高めに設定しなければならず、その結果、発光部内における温度差が大きくなる。
一方、壁面負荷を高めに設定することにより発光部最高温度が１２００℃を超えてしまい、その結果、当該高温部でハロゲン化金属と発光管内壁面を構成する材料との化学反応速度が高くなり、発光管内壁面の浸食が速まってランプ寿命が短くなるという問題を生ずる。
本発明のセラミックメタルハライドランプでは、壁面負荷を小さくすることができるため、ランプ寿命を犠牲にすることなく、高効率、高演色性を実現することができる。
【００２５】
また、発光部２には、ハロゲン化金属として、少なくともヨウ化ツリウム（ＴｍＩ３）、ヨウ化タリウム（ＴｌＩ）、ヨウ化ナトリウム（ＮａＩ）及びヨウ化カルシウム（ＣａＩ２）が封入されると共に、ヨウ化ナトリウム（ＮａＩ）及びヨウ化カルシウム（ＣａＩ２）が、全ハロゲン化金属に対して夫々４０〜８０％及び３０％未満のモル比率で封入されている。
また、必要に応じて、ヨウ化ディスプロシウム（ＤｙＩ３）が全ハロゲン化金属に対して３％以下のモル比率で封入され、ヨウ化セリウム（ＣｅＩ３）が全ハロゲン化金属に対して５％以下のモル比率で封入されている。
【００２６】
＜メタルハライドランプＡ＞
メタルハライドランプＡは、図２に示すように、片端に口金１１を形成した透光性外管１０内に、上述した発光管１が収納配設されると共に、電極５，５間に始動電圧を供給する非線形セラミックコンデンサなどからなる前記始動器１２が配されている。
そして、口金１１のステム１３には支柱１４、１５が立設され、サポートディスク１６、１６が支柱１５に取り付けられ、その中心に形成された挿通孔にキャピラリ３Ａ、３Ｂが挿通されて発光管１が取り付け支持されると共に、このディスク１６、１６に透光性スリーブ１７が発光部２を囲むように固定されている。
また、キャピラリ３Ａ、３Ｂの端末から突出する電力供給リード７、７が夫々の支柱１４、１５に直接溶接するか又はニッケルリボン線１８を介して溶接することにより口金１１に電気的に接続されると共に、前記始動器１２が当該電力供給リード７、７に電気的に接続されている。
【００２７】
透光性外管１０には不活性ガスとして窒素ガスが封入されている。
不活性ガスの封入圧力が高くなるほど冷却効率が高くなるため再始動時間が短くなるが、ランプの点いていない常温時で５.３×１０４（Ｐａ）を超えるとそれ以上短縮されず略一定となる。また、発光効率も封入圧力が高くなるほど低下するが、封入圧力が５.３×１０４（Ｐａ）を超えると略一定となる。
これに対して、封入圧力が高すぎるとわずかな傷や衝撃でも透光性外管が破損し易くなる。
そこで、ランプの点いていない常温時（３００Ｋ）における不活性ガスの封入圧力を、再始動時間及び発光効率を考慮して５.３×１０４（Ｐａ）以上とすると共に、内圧過多による発光管の破損を未然に防止するため発光時で１気圧を大幅に超えることがないように７.６×１０４（Ｐａ）以下とした。
すなわち、安定点灯時の透光性外管１０内の平均温度（使用温度）を４００Ｋとし、管内圧が１気圧（１０.１×１０４Ｐａ）に達する場合を想定すると、ランプの点いていない常温時（３００Ｋ）における封入圧力は７.６×１０４（Ｐａ）となる。
また、本例の場合、壁面負荷は１５〜２５（Ｗ／ｃｍ２）であり、垂直方向（図２の方向）に配置して点灯させる。
【００２８】
＜メタルハライドランプＢ＞
メタルハライドランプＢは、図３に示すように、透光性外管１０内に発光管２及び始動器１２が収納された基本構造においてメタルハライドランプＡと共通し、透光性スリーブ１６がない点で異なるのみである。メタルハライドランプＡと共通する部分は同一符号を付して詳細説明を省略する。
なお、壁面負荷は２０〜２５（Ｗ／ｃｍ２）であり、基本的に、水平方向（図３の方向）に配置して点灯させるタイプである。
本例でも、ランプの点いていない常温時における不活性ガス（窒素ガス）の封入圧力は、５.３×１０４（Ｐａ）以上で、発光時でも１気圧を大幅に超えることがないように、７.６×１０４（Ｐａ）以下となるように充填した。
【００２９】
＜実験結果＞
夫々のメタルハライドランプＡ及びＢにおいて、Ｌ／Ｄ＝２のときの、発光部２に封入するハロゲン化金属の組成比を変化させて、平均演色評価数Ｒａ、発光効率ηを測定した結果が表１である。
これより、いずれの場合も、平均演色評価数Ｒａ≧８０であり、ＩＳＯ８９９５の演色区分１Ｂ以上を維持しつつ、発光効率η＝１００（ｌｍ／Ｗ）を達成することができた。
【００３０】
【表１】
【００３１】
また、図５及び図６は、メタルハライドランプＡにおいて、Ｌ／Ｄが異なる発光管１に所定のモル比率でハロゲン化金属を封入した場合に、Ｌ／Ｄと、平均演色評価数Ｒａ及び発光効率ηと、Ｌ／Ｄとの関係を示すグラフであって、図５が表１のＮｏ．１のモル比率で封入したときの測定結果、図６が表１のＮｏ．３のモル比率で封入したときの測定結果を示す。
【００３２】
これらのグラフより、少なくとも１.８≦Ｌ／Ｄ≦２.２の範囲において、平均演色評価数Ｒａ≧８０であり、発光効率η≧１００（ｌｍ／Ｗ）であった。グラフ掲載は省略するが、始動器内蔵形安定器にて点灯する他のランプでも同様の結果が得られた。
近時曲線は、いずれもＬ／Ｄ＝２近傍でピークとなっていることから、測定誤差などを考慮したときに、平均演色評価数Ｒａ及び発光効率ηが両方とも高レベルに維持するためには、Ｌ／Ｄ＝２の発光管１を用いるのが好ましい。
【００３３】
さらに、図７は、メタルハライドランプＡのタイプについて、透光性外管１０の窒素ガス封入圧力に対する始動開始時間及び発光効率を示すグラフである。
これより、ランプの点いていない常温時における不活性ガス（窒素ガス）の封入圧力を、５.３×１０４〜７.６×１０４（Ｐａ）とした場合、再始動時間は１５分まで短縮され、また、発光効率も１２５（ｌｍ／Ｗ）程度に維持されていることがわかる。
また、最高圧力で封入しても、発光時に透光性外管１０内が１気圧を大幅に超えることはないので、内圧過多による透光性外管１０の破損を起こすこともない。
また、メタルハライドランプＢや始動器内蔵形安定器にて点灯する他のランプでも同様の結果が得られた。
【００３４】
なお、上述した説明では、発光管１は１ピースタイプのものを用いたが、略楕円面状に形成された発光部の長軸方向両端側にキャピラリが角隅部のない遷移曲面を介して連続的に形成されていれば、２ピースタイプのものであってもよい。
２ピースタイプの発光管３０は、図８に示すように、略半楕円面３１の頂点側に角隅部のない遷移曲面３２を介して一のキャピラリ３３を連続的に形成した漏斗状の発光管形成用半体３４を突合せ溶接して形成されている。
【００３５】
この場合、発光部３５の有効長さＬは図１の発光管１と同様、直管状のキャピラリ３３の内径が、発光部３５に連続する遷移曲面３２に移行して拡径開始する部分３５Ａ及び３５Ｂ間の距離で定義される。
有効内径Ｄは、突合せ溶接部３６が厚肉になるので、その溶接部３６における内側の膨らみがなかったとしたときの想定楕円面３７における電極間中央部の最大内径で定義される。
そして、有効長さＬと有効内径Ｄの比が、１.８≦Ｌ／Ｄ≦２.２に形成されている。
【００３６】
また、この２ピースタイプの発光管３０においては、発光部３５の肉厚分布が突合せ溶接部３６の厚肉部を除いて算出された平均肉厚の±２０％以内に形成され、厚肉部が前記平均肉厚の１〜１.５倍に形成されている。
【００３７】
そして、本例の発光管３０を前記発光管１に替えてメタルハライドランプＡ及びＢに装着し、透光性外管１０に不活性ガス（窒素ガス）を常温時５.３×１０４（Ｐａ）〜７.６×１０４（Ｐａ）の封入圧力で充填して点灯実験したところ、上記各実施例と同様に、平均演色評価数Ｒａ≧８０の高演色性と、η≧１００（ｌｍ／Ｗ）の高発光効率を両立させることができ、再始動時間も１５分に短縮することができた。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
以上述べたように、本発明は、高演色性及び高発光効率と、短時間での再始動が要求されるセラミックメタルハライドランプの用途に適用できる。
【符号の説明】
【００３９】
Ａ、Ｂ メタルハライドランプ
１ 発光管
２ 発光部
３Ａ、３Ｂ キャピラリ
４ 遷移曲面
６Ａ、６Ｂ 電極アセンブリ
Ｌ 有効長さ
Ｄ 有効内径
１０ 透光性外管
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オフィスや店舗等の一般照明として用いられるセラミックメタルハライドランプに関し、特に、相関色温度３０００〜４５００Ｋ、平均演色評価数Ｒａ≧８０の高演色性、発光効率η≧１００（ｌｍ／Ｗ）の高効率、短時間での再始動性が求められる場合に用いて好適である。
【背景技術】
【０００２】
メタルハライドランプは、高圧ナトリウムランプや水銀ランプに比して、最も自然光に近い光が放射されるので演色性に優れており、オフィスや店舗のベース照明としても用いられている。
そして、一般には、ＩＳＯ８９９５演色区分１Ｂ以上である平均演色評価数Ｒａ＝８０以上、相関色温度は３０００〜４５００Ｋの範囲となる高演色で暖色から白色と言われる範囲の光源が使用されているが、省エネの観点から、より発光効率の高いランプが求められている。
しかしながら、高演色性と高効率は相反する効果であり、演色性を向上させれば発光効率が低下し、発光効率を高くすれば演色性が低下する。
このため、従来のメタルハライドランプは、高効率・高演色を謳っていても、効率重視型または演色性重視型のいずれかに分類されることとなる。
この場合に、一般に、平均演色評価数Ｒａ≧８０であれば高演色であると評価され（ＩＳＯ８９９５の演色区分１Ｂ以上）、発光効率η≧１００程度であれば高効率であると評価される。
【０００３】
例えば、特許文献１に開示されたＤｙ−Ｈｏ−Ｔｍ系メタルハライドランプの最高データは、平均演色評価数Ｒａ＝８７と優れるが、発光効率η＝９３（ｌｍ／Ｗ）とやや劣るため、演色性重視型ということができる。
【０００４】
また、特許文献２に開示されたＮａ−Ｃｅ系メタルハライドランプは、Ｃｅの強烈な緑色発光により平均発光効率η＝１２３（ｌｍ／Ｗ）と優れるが、平均演色評価数Ｒａ＝６０とやや劣るため、効率重視型ということができる（特許文献２［００４９］参照）。
【０００５】
さらに、特許文献２［００８２］には「ＮａＩ以外にも、所望のランプ特性に応じて適宜、ディスプロシウム（Ｄｙ）、ツリウム（Ｔｍ）、ホルミウム（Ｈｏ）、タリウム（Ｔｌ）等を発光物質として添加してもよい。」と記載されているが、これらの物質を加えてＮａ−Ｃｅ系メタルハライドランプの発光封入物質の比率を調整しても、Ｃｅの強烈な緑色発光を抑えてＲａ＝７０以上にすることは困難であるだけでなく、発光物質としてＤｙ、Ｔｍ、Ｈｏ、Ｔｌを添加していくと、特許文献１のランプ特性に近づき発光効率は低下してしまう。
【０００６】
一方、従来の高演色セラミックメタルハライドランプは、発光管を収納する透光性外管を真空にして発光管の保温効果を高めることにより高演色性・高発光効率を実現しているが、この場合、消灯時に発光管が冷却されにくいことから、消灯後再度点灯されるまでの再始動時間が２５分から３０分ほどかかっており、これを１５分程度まで短縮することが望まれている。
【０００７】
始動パルス電圧を高めることで再始動時間を短縮することもできるが、試作ランプにおいて透光性外管内を真空とし、１５分以内に再始動できるパルス電圧を測定したところ、３ｋＶ以上の高電圧パルスが必要だとわかった。
最近の安全・安心指向重視の使用環境においては、始動電圧もせいぜい１〜１.５ｋＶ程度が適当と考えられている。水銀灯安定器で点灯する低始動電圧タイプの一般照明用ランプにおいては、３ｋＶの高電圧パルスを発生させることは安全性の面で避けることが望ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−１８７７４４号公報
【特許文献２】特開２００３−０８６１３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで本発明は、メタルハライドランプにおいて相反する効果である高演色性及び高効率を両立させ、具体的には、平均演色評価数Ｒａ≧８０という高演色性を維持しつつ、発光効率η≧１００（ｌｍ／Ｗ）という高効率を達成すると共に、従来ランプと同程度の始動パルス電圧で再始動時間を短縮させることを技術的課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この課題を達成するために、本発明は、ハロゲン化金属、水銀及び始動用希ガスを封入した発光部と、その両端に配置される一対の電極アセンブリを挿通したキャピラリとを透光性セラミックで形成した発光管が、透光性外管に収納されたセラミックメタルハライドランプにおいて、
前記発光管は、略楕円面状に形成された前記発光部の長軸方向両端側に前記キャピラリが角隅部のない遷移曲面を介して連続的に形成され、発光部の平均肉厚が０.８５〜１.１ｍｍに形成されると共に、発光部の肉厚分布が平均肉厚の±２０％以内に形成され、
前記発光部の内側寸法が、その有効長さをＬ、有効内径をＤとしたときに、１.８≦Ｌ／Ｄ≦２.２に設計されると共に、点灯時の発光部最冷温度が８００℃以上で且つ発光部最高温度が１２００℃以下となる大きさに形成され、
前記ハロゲン化金属として、少なくともヨウ化ツリウム、ヨウ化タリウム、ヨウ化ナトリウム及びヨウ化カルシウムが封入されると共に、ヨウ化ナトリウム及びヨウ化カルシウムが、全ハロゲン化金属に対して夫々４０〜８０％及び３０％未満のモル比率で封入されており、
前記透光性外管内に、ランプの点いていない常温時における封入圧力５.３×１０４〜７．６×１０４（Ｐａ）で不活性ガスが充填されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のメタルハライドランプによれば、発光管に、少なくとも、ヨウ化ツリウム、ヨウ化タリウム、ヨウ化ナトリウム及びヨウ化カルシウムの４種類のハロゲン化金属が封入されている。
ハロゲン化金属のうち、ヨウ化ツリウム（ＴｍＩ３）、ヨウ化タリウム（ＴｌＩ）及びヨウ化ナトリウム（ＮａＩ）が封入されたＴｍ−Ｔｌ−Ｎａ系のセラミックメタルハライドランプは一般に、緑色系の発光色を呈するＴｍＩ３及びＴｌＩが発光効率を向上させており、黄色系の発光色を呈するＮａＩが演色性を向上させているが、全体としては、発光効率に優れる効率重視型のメタルハライドランプである。
本発明では、ＮａＩをモル比率で４０〜８０％とすると同時に、ヨウ化カルシウム（ＣａＩ２）を加えている。
ＣａＩ２を加えることにより赤色領域の発光が増えるため、発光効率は低下する傾向にあるが、演色性は向上する。発明者の実験によれば、ＣａＩ２の封入比率が３０％未満であれば、発光効率の低下はわずかで、演色性向上の効果が大きいことが判明した。
そこで、ＣａＩ２をモル比率で３０％を上限として添加することにより高演色性を実現することができた。
【００１２】
また、発光管は、略楕円面状に形成された発光部の長軸方向両端側に、一対のキャピラリが角隅部のない遷移曲面を介して連続的に形成されているから、機械的強度を低下させることなく全体の肉厚を比較的薄く且つ均一にすることができ、したがって、部分的に厚肉部が形成される３ピースタイプまたは５ピースタイプとは異なり、発光部の温度分布が比較的均一になり、最冷温度も高く保持できるので壁面負荷を高くする必要がない。
また、発光部内の温度差が従来より小さくなり、その結果、ハロゲン化金属と発光部内壁面を構成する材料との化学反応速度が低く抑えられるので、ランプ寿命を伸ばすことができるという効果がある。
【００１３】
さらに、発光部の内側寸法が、その有効長さをＬ、有効内径をＤとしたときに、１.８≦Ｌ／Ｄ≦２.２に設計されると共に、点灯時の発光部最冷温度が８００℃以上で且つ発光部最高温度が１２００℃以下となる大きさに形成されている。
発明者の実験によれば、発光部が楕円球状に形成されていても、その縦横比や大きさが発光効率及び演色性に何らかの影響を及ぼすことが判明しており、１.８≦Ｌ／Ｄ≦２.２
であり、点灯時の発光部最冷温度が８００℃以上で且つ発光部最高温度が１２００℃以下となる大きさに形成されていれば、そのメタルハライドランプの定格電力にかかわらず、平均演色評価数Ｒａ≧８０、発光効率η＝１００（ｌｍ／Ｗ）を達成することができた。
【００１４】
また、発光管の発光部の平均肉厚が０.８５〜１.１ｍｍと比較的薄めに形成されると共に、発光部の肉厚分布が平均肉厚の±２０％以内と均一に形成されているので、消灯時に発光管内の熱が外部に逃げやすく、しかも、発光管を収容する透光性外管内に、ランプの点いていない常温時における封入圧５.３×１０４（Ｐａ）以上で不活性ガスが充填されているので、発光管の冷却が促進され再始動時間を１５分以内に短縮することができる。
なお、不活性ガスは充填量が多過ぎると透光性外管の破損につながるので、発光時に概ね１気圧を大幅に上回ることのないように常温時における封入圧７.６×１０４（Ｐａ）を上限としている。
これにより、演色評価数、発光効率を低下させることなく、再始動時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係るメタルハライドランプに用いる発光管を示す説明図。
【図２】メタルハライドランプＡの全体外観図。
【図３】メタルハライドランプＢの全体外観図。
【図４】発光効率ηとＬ／Ｄの関係を示すグラフ。
【図５】平均演色評価数ＲａとＬ／Ｄの関係を示すグラフ。
【図６】不活性ガス封入圧力に対する再始動時間及び発光効率を示すグラフ。
【図７】発光管のほかの実施形態を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明は、平均演色評価数Ｒａ≧８０という高演色性を維持しつつ、発光効率η≧１００（ｌｍ／Ｗ）という高効率を実現させ、さらに、再始動時間を短縮するため、略楕円面状に形成された発光部の長軸方向両端側に前記キャピラリが角隅部のない遷移曲面を介して連続的に形成された発光管が透光性外管に収容配設され、その発光部の平均肉厚が０.８５〜１.１ｍｍに形成されると共に、発光部の肉厚分布が平均肉厚の±２０％以内に形成され、
発光部は、内側寸法の有効長さをＬ、有効内径をＤとしたときに、１.８≦Ｌ／Ｄ≦２.２に設計されると共に、点灯時の発光部最冷温度が８００℃以上で且つ発光部最高温度が１２００℃以下となる大きさに形成され、
発光部に、ハロゲン化金属として、少なくともヨウ化ツリウム、ヨウ化タリウム、ヨウ化ナトリウム及びヨウ化カルシウムを封入する共に、ヨウ化ナトリウム及びヨウ化カルシウムを全ハロゲン化金属に対して夫々４０〜８０％及び３０％未満のモル比率で封入し、透光性外管に、５.３×１０４〜７．６×１０４（Ｐａ）の圧力で不活性ガスを封入した。
そして、以下に示す二種類のメタルハライドランプＡ及びＢのそれぞれについて、定格電力や封入物のモル比を変えて実験を行った。
【００１７】
＜発光管について＞
各メタルハライドランプＡ及びＢには、図１に示す共通の発光管１が用いられている。
発光管１は、楕円の長軸を回転軸として回転させたような略楕円面状に形成された発光部２の長軸方向両端側に、一対のキャピラリ３Ａ、３Ｂが角隅部のない遷移曲面４を介して連続的に形成されており、発光部２には、ハロゲン化金属、水銀及び始動用希ガスが封入されている。
本例の発光管１は、発光部２とキャピラリ３Ａ、３Ｂを透光性アルミナの粉末圧縮体を型取りして一体成形した所謂１ピースタイプのものを用いている。
【００１８】
発光部２の両端に形成されたキャピラリ３Ａ、３Ｂには、電極５、５を備えた一対の電極アセンブリ６Ａ、６Ｂが挿通されて、そのキャピラリ３Ａ、３Ｂの両端が、電気絶縁性を有するフリットガラスなどのシール材によって気密にシールされると同時に、該シール材によって電極アセンブリ６Ａ、６Ｂが、キャピラリ３Ａ、３Ｂ内の定位置に固定されている。
【００１９】
発光部２の内側寸法は、その有効長さをＬ、有効内径をＤとしたときに、１.８≦Ｌ／Ｄ≦２.２に設計されている。
有効長さＬは、直管状のキャピラリ３Ａ、３Ｂの内径が、発光部２に連続する遷移曲面４に移行して拡径開始する部分２Ａ及び２Ｂ間の距離で定義され、有効内径Ｄは、１ピースタイプの発光管にあっては、電極間中央部の最大内径で定義される。
【００２０】
また、発光管１は、点灯時の発光部最冷温度が８００℃以上で且つ発光部最高温度が１２００℃以下となる大きさに形成されている。
発光部各部の温度は発光管の壁面負荷、透光性外管内のガス圧力、発光管材質及び発光部の寸法比（Ｌ／Ｄ）によって決まる。
ここでランプ電力ＰＬ（Ｗ）を発光部２の全内面積Ｓ（ｃｍ２）で除した値を「壁面負荷」と定義している。
【００２１】
発光部２の肉厚分布は平均肉厚の±２０％以内に形成されている。
本例では、
平均肉厚ｔａｖ＝０.８５ｍｍ
に対し、
最小肉厚ｔｍｉｎ＝０.７８ｍｍ
最大肉厚ｔｍａｘ＝０.９８ｍｍ
となっており、
許容最小肉厚ｔａｖ−２０％＝０.６８ｍｍ
最大許容肉厚ｔａｖ＋２０％＝１.０２ｍｍ
であるので、平均肉厚±２０％の許容肉厚寸法内で形成されている。
【００２２】
発光管１は、略楕円面状に形成された発光部２の長軸方向両端側に、一対のキャピラリ３Ａ、３Ｂが角隅部のない遷移曲面４を介して連続的に形成されているから、このように、肉厚分布を平均肉厚±２０％の範囲で均一に形成することができ、発光管発光部３内の最冷温度を８００℃以上に保持するために必要な壁面負荷を小さくできる。
したがって、発光部２内の温度差を従来より小さくでき、その結果、希土類金属ヨウ化物と発光部内壁面を構成する材料との化学反応速度を低く抑えてランプ寿命を伸ばすことができるという効果がある。
【００２３】
すなわち、発光部とキャピラリ部とを３ピースまたは５ピースの部品に分けて加工し、それらを発光管焼結時の収縮による焼嵌めによって組み立てるタイプの発光管は、部品を焼嵌めする際の機械的強度を確保するために、発光部の端部が発光部中央付近の１.５倍以上の厚肉になっているのが一般的である。
【００２４】
この場合、厚肉部は電極間で生じる放電箇所から離れているため、厚肉部の温度が上がりにくく、この部分の温度（発光部最冷温度）を８００℃以上に維持するためには壁面負荷を高めに設定しなければならず、その結果、発光部内における温度差が大きくなる。
一方、壁面負荷を高めに設定することにより発光部最高温度が１２００℃を超えてしまい、その結果、当該高温部でハロゲン化金属と発光管内壁面を構成する材料との化学反応速度が高くなり、発光管内壁面の浸食が速まってランプ寿命が短くなるという問題を生ずる。
本発明のセラミックメタルハライドランプでは、壁面負荷を小さくすることができるため、ランプ寿命を犠牲にすることなく、高効率、高演色性を実現することができる。
【００２５】
また、発光部２には、ハロゲン化金属として、少なくともヨウ化ツリウム（ＴｍＩ３）、ヨウ化タリウム（ＴｌＩ）、ヨウ化ナトリウム（ＮａＩ）及びヨウ化カルシウム（ＣａＩ２）が封入されると共に、ヨウ化ナトリウム（ＮａＩ）及びヨウ化カルシウム（ＣａＩ２）が、全ハロゲン化金属に対して夫々４０〜８０％及び３０％未満のモル比率で封入されている。
また、必要に応じて、ヨウ化ディスプロシウム（ＤｙＩ３）が全ハロゲン化金属に対して３％以下のモル比率で封入され、ヨウ化セリウム（ＣｅＩ３）が全ハロゲン化金属に対して５％以下のモル比率で封入されている。
【００２６】
＜メタルハライドランプＡ＞
メタルハライドランプＡは、図２に示すように、片端に口金１１を形成した透光性外管１０内に、上述した発光管１が収納配設されると共に、電極５，５間に始動電圧を供給する非線形セラミックコンデンサなどからなる前記始動器１２が配されている。
そして、口金１１のステム１３には支柱１４、１５が立設され、サポートディスク１６、１６が支柱１５に取り付けられ、その中心に形成された挿通孔にキャピラリ３Ａ、３Ｂが挿通されて発光管１が取り付け支持されると共に、このディスク１６、１６に透光性スリーブ１７が発光部２を囲むように固定されている。
また、キャピラリ３Ａ、３Ｂの端末から突出する電力供給リード７、７が夫々の支柱１４、１５に直接溶接するか又はニッケルリボン線１８を介して溶接することにより口金１１に電気的に接続されると共に、前記始動器１２が当該電力供給リード７、７に電気的に接続されている。
【００２７】
透光性外管１０には不活性ガスとして窒素ガスが封入されている。
不活性ガスの封入圧力が高くなるほど冷却効率が高くなるため再始動時間が短くなるが、ランプの点いていない常温時で５.３×１０４（Ｐａ）を超えるとそれ以上短縮されず略一定となる。また、発光効率も封入圧力が高くなるほど低下するが、封入圧力が５.３×１０４（Ｐａ）を超えると略一定となる。
これに対して、封入圧力が高すぎるとわずかな傷や衝撃でも透光性外管が破損し易くなる。
そこで、ランプの点いていない常温時（３００Ｋ）における不活性ガスの封入圧力を、再始動時間及び発光効率を考慮して５.３×１０４（Ｐａ）以上とすると共に、内圧過多による発光管の破損を未然に防止するため発光時で１気圧を大幅に超えることがないように７.６×１０４（Ｐａ）以下とした。
すなわち、安定点灯時の透光性外管１０内の平均温度（使用温度）を４００Ｋとし、管内圧が１気圧（１０.１×１０４Ｐａ）に達する場合を想定すると、ランプの点いていない常温時（３００Ｋ）における封入圧力は７.６×１０４（Ｐａ）となる。
また、本例の場合、壁面負荷は１５〜２５（Ｗ／ｃｍ２）であり、垂直方向（図２の方向）に配置して点灯させる。
【００２８】
＜メタルハライドランプＢ＞
メタルハライドランプＢは、図３に示すように、透光性外管１０内に発光管２及び始動器１２が収納された基本構造においてメタルハライドランプＡと共通し、透光性スリーブ１６がない点で異なるのみである。メタルハライドランプＡと共通する部分は同一符号を付して詳細説明を省略する。
なお、壁面負荷は２０〜２５（Ｗ／ｃｍ２）であり、基本的に、水平方向（図３の方向）に配置して点灯させるタイプである。
本例でも、ランプの点いていない常温時における不活性ガス（窒素ガス）の封入圧力は、５.３×１０４（Ｐａ）以上で、発光時でも１気圧を大幅に超えることがないように、７.６×１０４（Ｐａ）以下となるように充填した。
【００２９】
＜実験結果＞
夫々のメタルハライドランプＡ及びＢにおいて、Ｌ／Ｄ＝２のときの、発光部２に封入するハロゲン化金属の組成比を変化させて、平均演色評価数Ｒａ、発光効率ηを測定した結果が表１である。
これより、いずれの場合も、平均演色評価数Ｒａ≧８０であり、ＩＳＯ８９９５の演色区分１Ｂ以上を維持しつつ、発光効率η＝１００（ｌｍ／Ｗ）を達成することができた。
【００３０】
【表１】
【００３１】
また、図５及び図６は、メタルハライドランプＡにおいて、Ｌ／Ｄが異なる発光管１に所定のモル比率でハロゲン化金属を封入した場合に、Ｌ／Ｄと、平均演色評価数Ｒａ及び発光効率ηと、Ｌ／Ｄとの関係を示すグラフであって、図５が表１のＮｏ．１のモル比率で封入したときの測定結果、図６が表１のＮｏ．３のモル比率で封入したときの測定結果を示す。
【００３２】
これらのグラフより、少なくとも１.８≦Ｌ／Ｄ≦２.２の範囲において、平均演色評価数Ｒａ≧８０であり、発光効率η≧１００（ｌｍ／Ｗ）であった。グラフ掲載は省略するが、始動器内蔵形安定器にて点灯する他のランプでも同様の結果が得られた。
近時曲線は、いずれもＬ／Ｄ＝２近傍でピークとなっていることから、測定誤差などを考慮したときに、平均演色評価数Ｒａ及び発光効率ηが両方とも高レベルに維持するためには、Ｌ／Ｄ＝２の発光管１を用いるのが好ましい。
【００３３】
さらに、図７は、メタルハライドランプＡのタイプについて、透光性外管１０の窒素ガス封入圧力に対する始動開始時間及び発光効率を示すグラフである。
これより、ランプの点いていない常温時における不活性ガス（窒素ガス）の封入圧力を、５.３×１０４〜７.６×１０４（Ｐａ）とした場合、再始動時間は１５分まで短縮され、また、発光効率も１２５（ｌｍ／Ｗ）程度に維持されていることがわかる。
また、最高圧力で封入しても、発光時に透光性外管１０内が１気圧を大幅に超えることはないので、内圧過多による透光性外管１０の破損を起こすこともない。
また、メタルハライドランプＢや始動器内蔵形安定器にて点灯する他のランプでも同様の結果が得られた。
【００３４】
なお、上述した説明では、発光管１は１ピースタイプのものを用いたが、略楕円面状に形成された発光部の長軸方向両端側にキャピラリが角隅部のない遷移曲面を介して連続的に形成されていれば、２ピースタイプのものであってもよい。
２ピースタイプの発光管３０は、図８に示すように、略半楕円面３１の頂点側に角隅部のない遷移曲面３２を介して一のキャピラリ３３を連続的に形成した漏斗状の発光管形成用半体３４を突合せ溶接して形成されている。
【００３５】
この場合、発光部３５の有効長さＬは図１の発光管１と同様、直管状のキャピラリ３３の内径が、発光部３５に連続する遷移曲面３２に移行して拡径開始する部分３５Ａ及び３５Ｂ間の距離で定義される。
有効内径Ｄは、突合せ溶接部３６が厚肉になるので、その溶接部３６における内側の膨らみがなかったとしたときの想定楕円面３７における電極間中央部の最大内径で定義される。
そして、有効長さＬと有効内径Ｄの比が、１.８≦Ｌ／Ｄ≦２.２に形成されている。
【００３６】
また、この２ピースタイプの発光管３０においては、発光部３５の肉厚分布が突合せ溶接部３６の厚肉部を除いて算出された平均肉厚の±２０％以内に形成され、厚肉部が前記平均肉厚の１〜１.５倍に形成されている。
【００３７】
そして、本例の発光管３０を前記発光管１に替えてメタルハライドランプＡ及びＢに装着し、透光性外管１０に不活性ガス（窒素ガス）を常温時５.３×１０４（Ｐａ）〜７.６×１０４（Ｐａ）の封入圧力で充填して点灯実験したところ、上記各実施例と同様に、平均演色評価数Ｒａ≧８０の高演色性と、η≧１００（ｌｍ／Ｗ）の高発光効率を両立させることができ、再始動時間も１５分に短縮することができた。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
以上述べたように、本発明は、高演色性及び高発光効率と、短時間での再始動が要求されるセラミックメタルハライドランプの用途に適用できる。
【符号の説明】
【００３９】
Ａ、Ｂ メタルハライドランプ
１ 発光管
２ 発光部
３Ａ、３Ｂ キャピラリ
４ 遷移曲面
６Ａ、６Ｂ 電極アセンブリ
Ｌ 有効長さ
Ｄ 有効内径
１０ 透光性外管
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハロゲン化金属、水銀及び始動用希ガスを封入した発光部と、その両端に配置される一対の電極アセンブリを挿通したキャピラリとを透光性セラミックで形成した発光管が、透光性外管内に収納されたセラミックメタルハライドランプにおいて、
前記発光管は、略楕円面状に形成された前記発光部の長軸方向両端側に前記キャピラリが角隅部のない遷移曲面を介して連続的に形成され、発光部の平均肉厚が０.８５〜１.１ｍｍに形成されると共に、発光部の肉厚分布が平均肉厚の±２０％以内に形成され、
前記発光部の内側寸法が、その有効長さをＬ、有効内径をＤとしたときに、１.８≦Ｌ／Ｄ≦２.２に設計されると共に、点灯時の発光部最冷温度が８００℃以上で且つ発光部最高温度が１２００℃以下となる大きさに形成され、
前記ハロゲン化金属として、少なくともヨウ化ツリウム、ヨウ化タリウム、ヨウ化ナトリウム及びヨウ化カルシウムが封入されると共に、ヨウ化ナトリウム及びヨウ化カルシウムが、全ハロゲン化金属に対して夫々４０〜８０％及び３０％未満のモル比率で封入されており、
前記透光性外管内に、ランプの点いていない常温時における封入圧力５.３×１０４〜７．６×１０４（Ｐａ）で不活性ガスが充填され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】
前記ハロゲン化金属として、ヨウ化ディスプロシウムが全ハロゲン化金属に対して３％以下のモル比率で封入された請求項１記載のセラミックメタルハライドランプ。
【請求項３】
前記ハロゲン化金属として、ヨウ化セリウムが全ハロゲン化金属に対して５％以下のモル比率で封入された請求項１記載のセラミックメタルハライドランプ。
【請求項４】
前記発光管が、略半楕円面の頂点側に角隅部のない遷移曲面を介して一のキャピラリを連続的に形成した漏斗状の発光管形成半体を突合せ溶接して形成した２ピースタイプである場合に、前記平均肉厚が突合せ溶接部の肉厚を除いて算出され、前記突合せ溶接部の肉厚が前記平均肉厚の１〜１.５倍に形成された請求項１記載のセラミックメタルハライドランプ。
【請求項５】
前記発光管の周囲に透光性スリーブが配された請求項１記載のセラミックメタルハライドランプ。
【請求項１】
ハロゲン化金属、水銀及び始動用希ガスを封入した発光部と、その両端に配置される一対の電極アセンブリを挿通したキャピラリとを透光性セラミックで形成した発光管が、透光性外管内に収納されたセラミックメタルハライドランプにおいて、
前記発光管は、略楕円面状に形成された前記発光部の長軸方向両端側に前記キャピラリが角隅部のない遷移曲面を介して連続的に形成され、発光部の平均肉厚が０.８５〜１.１ｍｍに形成されると共に、発光部の肉厚分布が平均肉厚の±２０％以内に形成され、
前記発光部の内側寸法が、その有効長さをＬ、有効内径をＤとしたときに、１.８≦Ｌ／Ｄ≦２.２に設計されると共に、点灯時の発光部最冷温度が８００℃以上で且つ発光部最高温度が１２００℃以下となる大きさに形成され、
前記ハロゲン化金属として、少なくともヨウ化ツリウム、ヨウ化タリウム、ヨウ化ナトリウム及びヨウ化カルシウムが封入されると共に、ヨウ化ナトリウム及びヨウ化カルシウムが、全ハロゲン化金属に対して夫々４０〜８０％及び３０％未満のモル比率で封入されており、
前記透光性外管内に、ランプの点いていない常温時における封入圧力５.３×１０４〜７．６×１０４（Ｐａ）で不活性ガスが充填され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】
前記ハロゲン化金属として、ヨウ化ディスプロシウムが全ハロゲン化金属に対して３％以下のモル比率で封入された請求項１記載のセラミックメタルハライドランプ。
【請求項３】
前記ハロゲン化金属として、ヨウ化セリウムが全ハロゲン化金属に対して５％以下のモル比率で封入された請求項１記載のセラミックメタルハライドランプ。
【請求項４】
前記発光管が、略半楕円面の頂点側に角隅部のない遷移曲面を介して一のキャピラリを連続的に形成した漏斗状の発光管形成半体を突合せ溶接して形成した２ピースタイプである場合に、前記平均肉厚が突合せ溶接部の肉厚を除いて算出され、前記突合せ溶接部の肉厚が前記平均肉厚の１〜１.５倍に形成された請求項１記載のセラミックメタルハライドランプ。
【請求項５】
前記発光管の周囲に透光性スリーブが配された請求項１記載のセラミックメタルハライドランプ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１１−８９３５（Ｐ２０１１−８９３５Ａ）
【公開日】平成２３年１月１３日（２０１１．１．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１４８３５８（Ｐ２００９−１４８３５８）
【出願日】平成２１年６月２３日（２００９．６．２３）
【出願人】（００００００１９２）岩崎電気株式会社 (533)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１月１３日（２０１１．１．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年６月２３日（２００９．６．２３）
【出願人】（００００００１９２）岩崎電気株式会社 (533)
【Ｆターム（参考）】
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