複数本の発光管を有するセラミックメタルハライドランプ
【課題】ランプ内のガス圧を所定圧に設定することにより、一の発光管の寿命末期時点において他の発光管が正常に点灯する、複数本の発光管を有するセラミックメタルハライドランプを提供すること
【解決手段】このセラミックメタルハライドランプは、選択的に１本の発光管が点灯する２本の発光管と、各発光管を夫々取り囲む内管と、前記発光管及び前記内管を収納する外球とを備え、前記内管は、密封型内管であり、前記内管内の異電位金属部材間の最短距離がＸ（ｍｍ）のとき、一方前記発光管が破裂したとき、前記密封型内管の内部のガス圧が、Ｙ＝−9.44Ｘ＋72.29で求められるＹ（ｋＰａ）以上で1気圧以下になるように調整され、前記異電位金属部材間で放電が発生せずに他方の放電管が放電開始する。
【解決手段】このセラミックメタルハライドランプは、選択的に１本の発光管が点灯する２本の発光管と、各発光管を夫々取り囲む内管と、前記発光管及び前記内管を収納する外球とを備え、前記内管は、密封型内管であり、前記内管内の異電位金属部材間の最短距離がＸ（ｍｍ）のとき、一方前記発光管が破裂したとき、前記密封型内管の内部のガス圧が、Ｙ＝−9.44Ｘ＋72.29で求められるＹ（ｋＰａ）以上で1気圧以下になるように調整され、前記異電位金属部材間で放電が発生せずに他方の放電管が放電開始する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数本の発光管を有するセラミックメタルハライドランプに関する。更に具体的には、ランプ内のガス圧を所定圧に設定することにより、一の発光管の寿命末期において他の発光管が確実に点灯するようにしたセラミックメタルハライドランプに関する。
【背景技術】
【０００２】
高圧水銀ランプ、高圧ナトリウムランプ、メタルハライドランプ及びセラミックメタルハライドランプのような高輝度放電ランプ（ＨＩＤランプ：High Intensity Discharge Lamp）は、電極間の放電を利用して発光する。このため、白熱電球と比べて、光束が大きく大規模な空間の照明に適し、エネルギー効率が良いといった種々の特徴を備えている。
【０００３】
従って、道路、店舗、工場、ホール、スポーツ施設等の照明、テレビや映画のロケーション照明、自動車や鉄道車両の前照灯として、一般に広く使用されている。
【０００４】
ＨＩＤランプにおいて、発光物質として金属ハロゲン化物を採用したメタルハライドランプは、青白い光線を放つ水銀ランプに比較して白色光（自然光）に近く優れた演色性と、また高い発光効率といった長所を有している。
【０００５】
メタルハライドランプの発光管として、従来は石英製発光管が使用されていた。最近では、透光性セラミックス製発光管（この材質は透光性の多結晶アルミナ PCA）が使用されている。透光性セラミックス製発光管は、石英製発光管に比較して、格段に長寿命化が図れ、例えば、1本で約2万4,000時間の寿命が確保できる（長寿命）。更に、石英は、発光管内に封入した金属ハロゲン化物と反応し易いが、セラミックスはこれと反応せず、且つ耐熱性が良好である、といった長所を有している。このため、発光管内の封入物として、種々の金属ハロゲン化物を使用できる利点がある。
【０００６】
メタルハライドランプにおいて、透光性セラミックス製発光管を使用している場合は、特に、「セラミックメタルハライドランプ」と呼ばれ、水銀ランプだけで無く石英製発光管のメタルハライドランプと比較しても高効率で、例えば120 lm/W（ルーメン／ワット）以上の明るさを達成できるものもある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平05-089849「高圧放電灯」（公開日：1993年04月09日）
【特許文献２】特開平08-148123「高圧放電灯」（公開日：1996年06月07）
【特許文献３】特開平09-017385「メタルハライドランプ」（公開日：1991年01月17） 特許文献１〜３には、１本の発光管のランプに関する技術であり、複数本の発光管に関する記載はない。更に、特許文献１は、発光管放電開始を上回る電圧が印加された場合を対象とし、本発明の発光管の破裂とは無関係な事象を対象としている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
一般に、ランプに対しては、更なる長寿命化の要請がある。例えば、最近広く使用され始めたＬＥＤランプの寿命は、公称４万時間と言われている。
【０００９】
本発明者等は、ＬＥＤランプに対し発光効率は勝っているものの寿命が劣っているセラミックメタルハライドランプに関して、ＬＥＤランプの寿命に対抗できるように、複数本の発光管を用いて長寿命化を達成する研究・開発を行っている。セラミックメタルハライドランプにおいて、例えば、２本の発光管を使用して点灯し易い方が選択的に点灯するランプにすると、１本の発光管の寿命を2万4,000時間として、理論上、２本の発光管では4万8,000時間の長寿命化が期待できる。３本以上の発光管の場合も、同様に比例的に長寿命化が期待できる。
【００１０】
複数本の発光管を用いてランプの長寿命化を実現するためには、点灯中の一の発光管の寿命終了時点において他の発光管が、（例えば、2〜3分後に）確実に点灯することが必要となる。
【００１１】
しかし、セラミックメタルハライドランプは、元々、他のＨＩＤランプと比較して、始動性能が悪いという固有の不良モードを有している。更に、発光管が比較的高温・高圧であるため、発光管の寿命末期に、発光管の内部ガスがリークしたり、更には、発光管が破裂したりする、という固有の不良モードを有している。
【００１２】
本発明者等は、複数本の発光管を有するセラミックメタルハライドランプによる長寿命化の研究・開発を通じて、一の発光管の寿命末期から他の発光管の点灯に移る際に、これら固有の不良モードに起因して、封入するガス圧が低いとき、異電位にある狭い金属部材間でグロー放電が発生してしまう新たな問題が発生することを見出した。
【００１３】
例えば、内管として密封型内管を使用している場合は、一の発光管の破裂により、それを取り囲む内管が損傷されず無事であっても発光管内のガスが内管内に拡散して、ガス圧が比較的低い内管内のリード線間でグロー放電が発生してしまうことがある。
【００１４】
或いは、内管として密封型内管を使用している場合、一の発光管の破裂により、その内管も損傷し、発光管内のガスが外球内まで拡散して、ガス圧が比較的低い外球内でグロー放電が発生してしまうことがある。
【００１５】
或いは、内管として開放型内管を使用している場合、一の発光管の破裂により、発光管内のガスが開放型内管を通して拡散して、ガス圧が比較的低い外球内でグロー放電が発生してしまうことがある。
【００１６】
このようなグロー放電が発生すると、他の発光管が正常に点灯せず、複数本の発光管を用いてランプの長寿命化を図る目的は達成できない。
【００１７】
なお、現状の１本の発光管のセラミックメタルハライドランプでは、その発光管の寿命が切れれば、その時点でランプ自体の寿命が終了し、他の発光管の点灯の問題は生じない。従って、この問題は、複数本の発光管を有するセラミックメタルハライドランプにおいて、新たに発生した問題である。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
そこで、本発明は、ランプ内のガス圧を所定圧に設定することにより、一の発光管が破裂又はリーク等による寿命終了時点において他の発光管が正常に点灯する、複数本の発光管を有するセラミックメタルハライドランプを提供することを目的とする。
【００１９】
上記目的に鑑みて、本発明に係るセラミックメタルハライドランプは、選択的に１本の発光管が点灯する２本の発光管と、前記発光管を収納する外球とを備え、前記外球内の異電位金属部材間の最短距離がＸのとき、一方前記発光管が破裂又はリークし、該発光管内部と前記外球内部のガス圧が等しくなったとき、該外球内部のガス圧が、次式で求められるＹ以上で1気圧以下になるように調整され、前記異電位金属部材間で放電が発生せずに他方の放電管が放電開始する、セラミックメタルハライドランプ。Ｙ＝−9.44Ｘ＋72.29………（１）（ここで、Ｘ：異電位部材間の距離（ｍｍ）、Ｙ：ガス圧（ｋＰａ））
更に、本発明に係るセラミックメタルハライドランプは、選択的に１本の発光管が点灯する２本の発光管と、各発光管を夫々取り囲む内管と、前記発光管及び前記内管を収納する外球とを備え、前記内管は、密封型内管であり、前記内管内の異電位金属部材間の最短距離がＸのとき、一方前記発光管が破裂又はリークし、該発光管内部と前記密封型内管の内部のガス圧が等しくなったとき、該密封型内管の内部のガス圧が、次式で求められるＹ以上で1気圧以下になるように調整され、前記異電位金属部材間で放電が発生せずに他方の放電管が放電開始する、セラミックメタルハライドランプ。Ｙ＝−9.44Ｘ＋72.29………（１）（ここで、Ｘ：異電位部材間の距離（ｍｍ）、Ｙ：ガス圧（ｋＰａ））
更に、本発明に係るセラミックメタルハライドランプは、選択的に１本の発光管が点灯する２本の発光管と、各発光管を夫々取り囲む内管と、前記発光管及び前記内管を収納する外球とを備え、前記内管は、密封型内管であり、前記外球内の異電位金属部材間の最短距離がＸのとき、一方前記発光管が破裂し前記密封型内管が損傷し、該発光管内部と該密封型内管内部と前記外球内のガス圧が等しくなったとき、該外球内部のガス圧が、次式で求められるＹ以上で1気圧以下になるように調整され、前記異電位金属部材間で放電が発生せずに他方の放電管が放電開始する、セラミックメタルハライドランプ。Ｙ＝−9.44Ｘ＋72.29………（１）（ここで、Ｘ：異電位部材間の距離（ｍｍ）、Ｙ：ガス圧（ｋＰａ））
更に、本発明に係るセラミックメタルハライドランプは、選択的に１本の発光管が点灯する２本の発光管と、各発光管を夫々取り囲む内管と、前記発光管及び前記内管を収納する外球とを備え、前記内管は、開放型内管であり、前記外球内の異電位金属部材間の最短距離がＸのとき、一方前記発光管が破裂又はリークし、該発光管内部と前記外球内部のガス圧が等しくなったとき、該外球内部のガス圧が、次式で求められるＹ以上で1気圧以下になるように調整され、前記異電位金属部材間で放電が発生せずに他方の放電管が放電開始する、セラミックメタルハライドランプ。Ｙ＝−9.44Ｘ＋72.29………（１）（ここで、Ｘ：異電位部材間の距離（ｍｍ）、Ｙ：ガス圧（ｋＰａ））
更に、上記セラミックメタルハライドランプでは、前記外球及び／又は前記内管に予め封入するガスは、アルゴン（Ａｒ）等の不活性ガス又は窒素（Ｎ2 ）ガスであってよい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、ランプ内のガス圧を所定圧に設定することにより、一の発光管が破裂又はリーク等による寿命終了時点において他の発光管が正常に点灯する、複数本の発光管を有するセラミックメタルハライドランプを提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、現状の１本の発光管を有するセラミックメタルハライドランプの構造について説明する図であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図である。
【図２】図２は、本実施形態に係るセラミックメタルハライドランプの構造を説明する図であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図である。
【図３】図３は、図４と共に、図２のセラミックメタルハライドランプに使用可能な内管を例示する図である。
【図４】図４は、図３と共に、図２のセラミックメタルハライドランプに使用可能な内管を例示する図である。
【図５】図５は、異電位部材間の距離とガス圧をパラメータにして、グロー放電発生の有無を調べた実験データである。
【図６】図６は、ランプ１０の異電位部材間の最短距離の箇所を例示する図である。
【図７】図７は、メタルハライドランプの回路を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明に係る複数本の発光管を有するセラミックメタルハライドランプの実施形態に関して、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中、同じ要素に対しては同じ参照符号を付して、重複した説明を省略する。
【００２３】
ここで、本実施形態の理解を容易にするため、先ず、図１を使用して、現状の１本の発光管を有するセラミックメタルハライドランプの構造について説明する。
【００２４】
次に、図２〜６を使用して、本実施形態に係るセラミックメタルハライドランプについて、従来のセラミックメタルハライドランプとの相違に言及しつつ詳細に説明する。なお、本発明は、複数本の発光管を有するセラミックメタルハライドランプに関するものであるが、ランプの構成を簡単にして分かり易くするため、２本の発光管の場合を代表例として説明する。ここでは、図２を使って、セラミックメタルハライドランプの構造を説明し、図３及び４を使って、このランプに使用可能な内管の種類を密封型と開放型に分けて説明する。図５を使って、ランプ内のガス圧を所定圧に設定することについて説明する。
【００２５】
点灯時には、２本の発光管の内のその時点で点灯し易い状態の１本の発光管が点灯する。消灯後、次に点灯する時も、点灯し易い状態の１本の発光管が点灯する。以後、これを繰り返す。本出願書類では、このような状態を、「選択的に点灯する２本の発光管」という。更に、点灯中に寿命末期に至ったランプを「一方のランプ」と呼び、一方のランプの寿命終了後に点灯するランプを「他方のランプ」と呼ぶこととする。なお、３本以上の発光管の場合は、２本の発光管の場合と同様の技術的手段により、本発明を実現できることを承知されたい。
【００２６】
最後に、図７を使って、本実施形態に係るセラミックメタルハライドランプを点灯させる回路について、簡単に説明する。
【００２７】
［現状のセラミックメタルハライドランプ］
図１は、現状のセラミックメタルハライドランプ１００の構造を説明する図であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図である。図に示すように、ランプ１００は、外球２の内部に、発光部となる１個の発光管４を内封した二重構造となっている。外球２の端部には、Ｅ形の口金６が接合されている。発光管４は、金属の線材や板を組み合わせた構造物に内管を取り付けたマウント８により、所定の位置に支持され、給電される。
【００２８】
これらの各要素について説明する。
【００２９】
発光部となる発光管４は、中央の太管部４ａ及び両端の細管部４ｂ，４ｃの形状をもつ透光性セラミックス製の容器である。１対のリード線５，７が、これら細管部４ｂ，４ｃを夫々通って太管部４ａの領域まで延びて、１対のタングステン（Ｗ）製の主電極（図示せず。）を形成している。
【００３０】
発光管４の容器内には、発光及び放電媒体として、所定量の水銀と、金属ハロゲン化物と、希ガスとして所定圧力のアルゴン（Ａｒ）ガスが封入されている。希ガスとして、アルゴン（Ａｒ）ガス以外に、クリプトン（Ｋｒ）、キセノン（Ｘｅ）等の他の希ガスや、それらの混合ガスでもよい。金属ハロゲン化物としては、よう素（Ｉ）、臭素（Ｂｒ）、塩素（Ｃｌ）等のハロゲンと、ナトリウム（Ｎａ）、ツリウム（Ｔｍ）、セシウム（Ｃｓ）、ディスプロシウム（Ｄｙ）等の少なくとも一種の発光金属とが封入され、発光効率、演色性や色温度等の特性の向上が図られている。
【００３１】
マウント８は、一対の導入線が気密封着されたステム管１４と、一方の導入線に接続された、モリブデン（Ｍｏ），ステンレス（ＳＵＳ），ニッケルメッキ鉄線等の線材や略長四角形状の枠状に成形した丸棒体から成る支柱１６と、発光管４の周囲を囲むように配設された透明石英ガラス管からなる内管１８とを主要部品として構成されている。
【００３２】
外球２は、例えば、ホウケイ酸ガラス等の透光性の硬質ガラスからなる。透明型と拡散型（不透明）がある。外球２は、最大口径の中央部２ａ、図で見て下部側の閉塞されたトップ部２ｂ、及び上部側のネック部２ｃを有するＢＴ形をなしている。
【００３３】
ネック部２ｃには、ステム管１４のフレア部が封止された封止部が有る（図示せず。)。封止後、ステム管１４に設けられた排気管（図示せず。）を通じて外球２内は排気され、アルゴン（Ａｒ）等の不活性ガスや窒素（Ｎ2 ）ガス等が封入され、或いは真空にした気密雰囲気となっている。
【００３４】
この封止部を覆ってねじ込み形口金６が耐熱性の接着剤を用いて接合され、或いはモールドにより形成された螺旋状のねじ溝に口金６が螺合されて、取付けられる。
【００３５】
図１に示すランプ１００は、口金６をソケット（図示せず。）に装着して、電源から所定の点灯回路装置（図７参照）を介して通電され、主電極間の放電により安定した点灯が持続される。
【００３６】
［本実施形態］
図２は、本実施形態に係るセラミックメタルハライドランプ１０の構造を説明する図であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図である。図１の現状のランプ１００と比較すると、本実施形態に係るランプ１０は、発光管が２本有る点、並びに後述する内管内又は外球内のガスの圧力が所定圧に設定されている点、で相違する。
【００３７】
図２に示すように、２本の発光管４−１，４−２が、内管１８Ｈ−１，１８Ｈ−２に夫々収納されて、マウント８により支持されている。この２本の発光管４−１，４−２は、始動・駆動回路に対して電気的に並列に接続されている。
【００３８】
図２の内管は、両端開孔付き組み合わせ１８Ｈ−１，１８Ｈ−２と呼ばれる。内管には、図３及び４に例示する内管があり、いずれの内管を図２のランプ１０に使用してもよい。ここで、内管には密封型内管と開放型内管とがある。いずれの内管も典型的には石英製である。密封型内管としては、例えば、図３の（Ａ）の両端封止型内管１８Ａ、（Ｂ）の一端封止・他端密封型内管１８Ｂ、（Ｃ）の両端密封型内管１８Ｃがある。開放型内管として、例えば、（Ｄ）の一端封止・他端開放型内管１８Ｄ、図４の（Ｅ）の一端封止・他端開孔付き内管１８Ｅ、図４（Ｆ）の一端閉栓・他端開孔付き内管１８Ｆ、（Ｇ）の図１に示した両端開放型内管１８Ｇ、（Ｈ）の図２に示した両端開孔付き組み合わせ内管１８Ｈがある。しかし、これらに限定されず、その他の内管を使用してもよい。更に、ランプ１０には、内管自体が無い場合もある。
【００３９】
次に、内管内又は外球内の圧力の設定に関して説明する。本発明者等は、一の発光管の寿命末期から他の発光管の点灯に移る際に、封入するガス圧が低く且つ異電位にある金属部材の距離が狭いと、他の発光管が放電せず、異電位金属部材間でグロー放電が発生してしまうという新たな問題が発生することを見出した。例えば、(1)一方の発光管の破裂により、密封型内管でグロー放電が発生、(2)一方の発光管の破裂により、密封型内管も損傷し、外球内でグロー放電が発生、(3)一方の発光管の破裂により、開放型内管を通りガスが拡散し、外球内でグロー放電が発生等の問題である。
【００４０】
図５は、異電位部材間の距離とガス圧をパラメータにして、グロー放電発生の有無を調べた実験データである。相互の距離が0,6，2.2，3.2，5.0，6.2（ｍｍ）の５種類の異電位部材を用意し、異電位部材に印加されたパルス電圧を3.5ｋＶに設定し、各異電位部材に関して封入ガス圧を500〜100（Ｔｏｒｒ）の範囲で100（Ｔｏｒｒ）単位に減圧して放電の有無を試験した。Ｘ軸に異電位部材間の距離（ｍｍ）をとり、Ｙ軸にガス圧（ｋＰａ）をとり、グロー放電無し（○）、放電有り（×）を図示した結果である。
【００４１】
図５より、放電発生の有無の境界として、次式の実験式が得られた。
【００４２】
【数１】
式（１）より、ランプの設計から異電位部材間の最短距離Ｘが決められる、式（１）で得られたＹ以上のガス圧の環境では放電は発生しない。従って、ランプ１０の異電位部材間の最短距離がＸの場合、発光管の破裂後の密封領域内がＹ以上のガス圧となるように設計しておくことが必要となる。ガス圧Ｙの上限は、密封領域を開放状態にした場合の1気圧（101.3 kＰａ）とする。
【００４３】
逆に、ランプの設計からガス圧Ｙが決まると、式（１）を変換した式（２）で得られたＸ以上の異電位部材間の距離では放電は発生しない。
【００４４】
【数２】
従って、ランプ１０の発光管の破裂後の密封領域内のガス圧がＹと想定される場合、異電位部材間を最短距離Ｘ以上に空けて設計しておくことが必要となる。
【００４５】
一般には、ランプ１０の設計においては、先に異電位部材間の最短距離Ｘが決まってくる。図６は、ランプ１０の異電位部材間の最短距離の箇所を例示する図である。基本的には、図６（Ａ）に示すように、口金側の支柱の部材間に最短距離部分（矢印で示す。）がある。しかし、図３（Ｂ）の一端封止・他端密封型内管１８Ｂのような場合には、リード線間に最短距離部分（矢印で示す。）がある。
【００４６】
従って、次のように内管又は外球のガス圧を所定圧に設定することにより、一方の放電管が破裂したとき、異電位にある狭い金属部材間でグロー放電が発生するのを阻止し、他方の放電管が確実に放電開始する。
【００４７】
(1)一方の発光管の破裂による密封型内管の内部のグロー放電発生防止には、内管内の異電位部材間の最短距離Ｘのとき、発光管の破裂後の密封内管のガス圧Ｙが、式（１）で得られたＹ以上のガス圧以上になるように設計する。
【００４８】
(2)一方の発光管の破裂により密封型内管も損傷する場合、外球内のグロー放電発生防止には、内管又は外球内の異電位部材間の最短距離Ｘのとき、発光管の破裂後の外球のガス圧Ｙが、式（１）で得られたＹ以上のガス圧以上になるように設計する。
【００４９】
(3)一方の発光管の破裂により開放型内管内のガスが拡散するとき、外球内のグロー放電が発生防止には、発光管の破裂後の外球のガス圧Ｙが、式（１）で得られたＹ以上のガス圧以上になるように設計する。
【００５０】
以上により、本実施形態に係るランプ１０は、先ず、発光管が２本有ることにより長寿命化が実現できる。例えば、１本の発光管の寿命を2万4,000時間として、理論上、２本の発光管では4万8,000時間の長寿命化が期待できる。
【００５１】
次に、密封型内管のグロー放電発生防止には、密封型内管内又は外球内のガス圧を、式（１）に基づいて所定圧に設定する。これにより、一方の発光管４−１が破裂した場合、他方の発光管４−２以外の箇所でのグロー放電の発生は阻止でき、確実に他方の発光管４−２を点灯させることが出来る。
【００５２】
なお、ここでは、発光管の破裂前の密封型内管のガス圧や外球のガス圧を規定せず、破裂後の密封型内管のガス圧や外球のガス圧を規定している。その理由は、第１に、実験により得られたのは、異電位部材間の距離とガス圧とをパラメータにしたグロー放電発生の有無のデータである。第２に、発光管の破裂前で規定するには、発光管の容積及びガス圧、密封型内管の容積及びガス圧、及び外球の容積及びガス圧を規定する必要があり、パラメータが多数有り、実際には発光管の破裂前の密封型内管や外球のガス圧を規定することは困難である。第３に、第三者の模倣ランプが本発明の特許権に抵触するか否かは、模倣ランプの発光管のみをレーザで破壊して試験装置にかけることにより、或いは発光管及び密封型内管のみレーザで破壊して試験装置にかけることにより、判別できるからである。
【００５３】
厳密に言えば上記の通りであるが、密封型内管容積に比較して発光管容積が無視できる程小さい場合には、発光管破裂前の密封型内管内のガス圧を式（１）のＹ以上にしてもよい。更に、外球容積に比較して、発光管及び密封型内管の容積が無視できる程小さい場合には、発光管破裂前の外球内のガス圧を式（１）のＹ以上にしてもよい。
【００５４】
［ランプの回路構成］
本実施形態に係るセラミックメタルハライドランプの回路は、従来使用されていたセラミックメタルハライドランプの回路と同じである。
【００５５】
図７は、メタルハライドランプの回路を説明する図である。商用交流電源（100/200 V， 50/60Hz）２４に接続された安定器２６からセラミックメタルハライドランプ１０に対して給電される。安定器２６は、チョークコイル２７及びイグナイター（始動回路）２８を有している。ランプ内の発光管４−１，４−２は、電源側に対して電気的に並列に接続されている。
【００５６】
図に示すように、セラミックメタルハライドランプは、ランプ自体に始動回路は無く、安定器２６からのパルスにより、点灯し易い状態の１個の発光管が点灯する。即ち、従来のセラミックメタルハライドランプの回路のソケットに対して、本実施形態のセラミックメタルハライドランプを取り付けることが出来る。従って、本実施形態のセラミックメタルハライドランプは、器具、安定器の組合せによっては既存設備を変更することなく、使用することが出来る。
【００５７】
［変形例等］
以上、本実施形態に係る外球保護構造を備えたセラミックメタルハライドランプについて説明したが、これらは例示であって、本発明の範囲を制限するものではない。当業者が、本実施形態に対して容易になしえる追加・削除・変更・改良等は、本発明の範囲内である。本発明の技術的範囲は、添付の特許請求の範囲の記載によって定められる。
【符号の説明】
【００５８】
２：外球、２ａ：中央部、 ２ｂ：トップ部、 ２ｃ：ネック部 ４，４−１，４−２ ：発光管、 ４ａ：太管部、 ４ｂ，４ｃ：細管部、 ６：口金、 １０，１００：セ ラミックメタルハライドランプ、 １４：ステム管、 １６：支柱、 １８：内管、 １８Ａ：両端封止型内管、 １８Ｂ：の一端封止・他端密封型内管、 １８Ｃ：両端密 封型内管、 １８Ｄ：一端封止・他端開放型内管、 １８Ｅ：一端封止・他端開孔付き 内管、 １８Ｆ：一端閉栓・他端開孔付き内管１８Ｆ、 １８Ｇ両端開放型内管、 １８Ａ：１８Ｈ−１，１８Ｈ−２：両端開孔付き組み合わせ内管、 ２４：商用交流電 源、２６：安定器、 ２８：イグナイター、
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数本の発光管を有するセラミックメタルハライドランプに関する。更に具体的には、ランプ内のガス圧を所定圧に設定することにより、一の発光管の寿命末期において他の発光管が確実に点灯するようにしたセラミックメタルハライドランプに関する。
【背景技術】
【０００２】
高圧水銀ランプ、高圧ナトリウムランプ、メタルハライドランプ及びセラミックメタルハライドランプのような高輝度放電ランプ（ＨＩＤランプ：High Intensity Discharge Lamp）は、電極間の放電を利用して発光する。このため、白熱電球と比べて、光束が大きく大規模な空間の照明に適し、エネルギー効率が良いといった種々の特徴を備えている。
【０００３】
従って、道路、店舗、工場、ホール、スポーツ施設等の照明、テレビや映画のロケーション照明、自動車や鉄道車両の前照灯として、一般に広く使用されている。
【０００４】
ＨＩＤランプにおいて、発光物質として金属ハロゲン化物を採用したメタルハライドランプは、青白い光線を放つ水銀ランプに比較して白色光（自然光）に近く優れた演色性と、また高い発光効率といった長所を有している。
【０００５】
メタルハライドランプの発光管として、従来は石英製発光管が使用されていた。最近では、透光性セラミックス製発光管（この材質は透光性の多結晶アルミナ PCA）が使用されている。透光性セラミックス製発光管は、石英製発光管に比較して、格段に長寿命化が図れ、例えば、1本で約2万4,000時間の寿命が確保できる（長寿命）。更に、石英は、発光管内に封入した金属ハロゲン化物と反応し易いが、セラミックスはこれと反応せず、且つ耐熱性が良好である、といった長所を有している。このため、発光管内の封入物として、種々の金属ハロゲン化物を使用できる利点がある。
【０００６】
メタルハライドランプにおいて、透光性セラミックス製発光管を使用している場合は、特に、「セラミックメタルハライドランプ」と呼ばれ、水銀ランプだけで無く石英製発光管のメタルハライドランプと比較しても高効率で、例えば120 lm/W（ルーメン／ワット）以上の明るさを達成できるものもある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平05-089849「高圧放電灯」（公開日：1993年04月09日）
【特許文献２】特開平08-148123「高圧放電灯」（公開日：1996年06月07）
【特許文献３】特開平09-017385「メタルハライドランプ」（公開日：1991年01月17） 特許文献１〜３には、１本の発光管のランプに関する技術であり、複数本の発光管に関する記載はない。更に、特許文献１は、発光管放電開始を上回る電圧が印加された場合を対象とし、本発明の発光管の破裂とは無関係な事象を対象としている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
一般に、ランプに対しては、更なる長寿命化の要請がある。例えば、最近広く使用され始めたＬＥＤランプの寿命は、公称４万時間と言われている。
【０００９】
本発明者等は、ＬＥＤランプに対し発光効率は勝っているものの寿命が劣っているセラミックメタルハライドランプに関して、ＬＥＤランプの寿命に対抗できるように、複数本の発光管を用いて長寿命化を達成する研究・開発を行っている。セラミックメタルハライドランプにおいて、例えば、２本の発光管を使用して点灯し易い方が選択的に点灯するランプにすると、１本の発光管の寿命を2万4,000時間として、理論上、２本の発光管では4万8,000時間の長寿命化が期待できる。３本以上の発光管の場合も、同様に比例的に長寿命化が期待できる。
【００１０】
複数本の発光管を用いてランプの長寿命化を実現するためには、点灯中の一の発光管の寿命終了時点において他の発光管が、（例えば、2〜3分後に）確実に点灯することが必要となる。
【００１１】
しかし、セラミックメタルハライドランプは、元々、他のＨＩＤランプと比較して、始動性能が悪いという固有の不良モードを有している。更に、発光管が比較的高温・高圧であるため、発光管の寿命末期に、発光管の内部ガスがリークしたり、更には、発光管が破裂したりする、という固有の不良モードを有している。
【００１２】
本発明者等は、複数本の発光管を有するセラミックメタルハライドランプによる長寿命化の研究・開発を通じて、一の発光管の寿命末期から他の発光管の点灯に移る際に、これら固有の不良モードに起因して、封入するガス圧が低いとき、異電位にある狭い金属部材間でグロー放電が発生してしまう新たな問題が発生することを見出した。
【００１３】
例えば、内管として密封型内管を使用している場合は、一の発光管の破裂により、それを取り囲む内管が損傷されず無事であっても発光管内のガスが内管内に拡散して、ガス圧が比較的低い内管内のリード線間でグロー放電が発生してしまうことがある。
【００１４】
或いは、内管として密封型内管を使用している場合、一の発光管の破裂により、その内管も損傷し、発光管内のガスが外球内まで拡散して、ガス圧が比較的低い外球内でグロー放電が発生してしまうことがある。
【００１５】
或いは、内管として開放型内管を使用している場合、一の発光管の破裂により、発光管内のガスが開放型内管を通して拡散して、ガス圧が比較的低い外球内でグロー放電が発生してしまうことがある。
【００１６】
このようなグロー放電が発生すると、他の発光管が正常に点灯せず、複数本の発光管を用いてランプの長寿命化を図る目的は達成できない。
【００１７】
なお、現状の１本の発光管のセラミックメタルハライドランプでは、その発光管の寿命が切れれば、その時点でランプ自体の寿命が終了し、他の発光管の点灯の問題は生じない。従って、この問題は、複数本の発光管を有するセラミックメタルハライドランプにおいて、新たに発生した問題である。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
そこで、本発明は、ランプ内のガス圧を所定圧に設定することにより、一の発光管が破裂又はリーク等による寿命終了時点において他の発光管が正常に点灯する、複数本の発光管を有するセラミックメタルハライドランプを提供することを目的とする。
【００１９】
上記目的に鑑みて、本発明に係るセラミックメタルハライドランプは、選択的に１本の発光管が点灯する２本の発光管と、前記発光管を収納する外球とを備え、前記外球内の異電位金属部材間の最短距離がＸのとき、一方前記発光管が破裂又はリークし、該発光管内部と前記外球内部のガス圧が等しくなったとき、該外球内部のガス圧が、次式で求められるＹ以上で1気圧以下になるように調整され、前記異電位金属部材間で放電が発生せずに他方の放電管が放電開始する、セラミックメタルハライドランプ。Ｙ＝−9.44Ｘ＋72.29………（１）（ここで、Ｘ：異電位部材間の距離（ｍｍ）、Ｙ：ガス圧（ｋＰａ））
更に、本発明に係るセラミックメタルハライドランプは、選択的に１本の発光管が点灯する２本の発光管と、各発光管を夫々取り囲む内管と、前記発光管及び前記内管を収納する外球とを備え、前記内管は、密封型内管であり、前記内管内の異電位金属部材間の最短距離がＸのとき、一方前記発光管が破裂又はリークし、該発光管内部と前記密封型内管の内部のガス圧が等しくなったとき、該密封型内管の内部のガス圧が、次式で求められるＹ以上で1気圧以下になるように調整され、前記異電位金属部材間で放電が発生せずに他方の放電管が放電開始する、セラミックメタルハライドランプ。Ｙ＝−9.44Ｘ＋72.29………（１）（ここで、Ｘ：異電位部材間の距離（ｍｍ）、Ｙ：ガス圧（ｋＰａ））
更に、本発明に係るセラミックメタルハライドランプは、選択的に１本の発光管が点灯する２本の発光管と、各発光管を夫々取り囲む内管と、前記発光管及び前記内管を収納する外球とを備え、前記内管は、密封型内管であり、前記外球内の異電位金属部材間の最短距離がＸのとき、一方前記発光管が破裂し前記密封型内管が損傷し、該発光管内部と該密封型内管内部と前記外球内のガス圧が等しくなったとき、該外球内部のガス圧が、次式で求められるＹ以上で1気圧以下になるように調整され、前記異電位金属部材間で放電が発生せずに他方の放電管が放電開始する、セラミックメタルハライドランプ。Ｙ＝−9.44Ｘ＋72.29………（１）（ここで、Ｘ：異電位部材間の距離（ｍｍ）、Ｙ：ガス圧（ｋＰａ））
更に、本発明に係るセラミックメタルハライドランプは、選択的に１本の発光管が点灯する２本の発光管と、各発光管を夫々取り囲む内管と、前記発光管及び前記内管を収納する外球とを備え、前記内管は、開放型内管であり、前記外球内の異電位金属部材間の最短距離がＸのとき、一方前記発光管が破裂又はリークし、該発光管内部と前記外球内部のガス圧が等しくなったとき、該外球内部のガス圧が、次式で求められるＹ以上で1気圧以下になるように調整され、前記異電位金属部材間で放電が発生せずに他方の放電管が放電開始する、セラミックメタルハライドランプ。Ｙ＝−9.44Ｘ＋72.29………（１）（ここで、Ｘ：異電位部材間の距離（ｍｍ）、Ｙ：ガス圧（ｋＰａ））
更に、上記セラミックメタルハライドランプでは、前記外球及び／又は前記内管に予め封入するガスは、アルゴン（Ａｒ）等の不活性ガス又は窒素（Ｎ2 ）ガスであってよい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、ランプ内のガス圧を所定圧に設定することにより、一の発光管が破裂又はリーク等による寿命終了時点において他の発光管が正常に点灯する、複数本の発光管を有するセラミックメタルハライドランプを提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、現状の１本の発光管を有するセラミックメタルハライドランプの構造について説明する図であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図である。
【図２】図２は、本実施形態に係るセラミックメタルハライドランプの構造を説明する図であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図である。
【図３】図３は、図４と共に、図２のセラミックメタルハライドランプに使用可能な内管を例示する図である。
【図４】図４は、図３と共に、図２のセラミックメタルハライドランプに使用可能な内管を例示する図である。
【図５】図５は、異電位部材間の距離とガス圧をパラメータにして、グロー放電発生の有無を調べた実験データである。
【図６】図６は、ランプ１０の異電位部材間の最短距離の箇所を例示する図である。
【図７】図７は、メタルハライドランプの回路を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明に係る複数本の発光管を有するセラミックメタルハライドランプの実施形態に関して、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中、同じ要素に対しては同じ参照符号を付して、重複した説明を省略する。
【００２３】
ここで、本実施形態の理解を容易にするため、先ず、図１を使用して、現状の１本の発光管を有するセラミックメタルハライドランプの構造について説明する。
【００２４】
次に、図２〜６を使用して、本実施形態に係るセラミックメタルハライドランプについて、従来のセラミックメタルハライドランプとの相違に言及しつつ詳細に説明する。なお、本発明は、複数本の発光管を有するセラミックメタルハライドランプに関するものであるが、ランプの構成を簡単にして分かり易くするため、２本の発光管の場合を代表例として説明する。ここでは、図２を使って、セラミックメタルハライドランプの構造を説明し、図３及び４を使って、このランプに使用可能な内管の種類を密封型と開放型に分けて説明する。図５を使って、ランプ内のガス圧を所定圧に設定することについて説明する。
【００２５】
点灯時には、２本の発光管の内のその時点で点灯し易い状態の１本の発光管が点灯する。消灯後、次に点灯する時も、点灯し易い状態の１本の発光管が点灯する。以後、これを繰り返す。本出願書類では、このような状態を、「選択的に点灯する２本の発光管」という。更に、点灯中に寿命末期に至ったランプを「一方のランプ」と呼び、一方のランプの寿命終了後に点灯するランプを「他方のランプ」と呼ぶこととする。なお、３本以上の発光管の場合は、２本の発光管の場合と同様の技術的手段により、本発明を実現できることを承知されたい。
【００２６】
最後に、図７を使って、本実施形態に係るセラミックメタルハライドランプを点灯させる回路について、簡単に説明する。
【００２７】
［現状のセラミックメタルハライドランプ］
図１は、現状のセラミックメタルハライドランプ１００の構造を説明する図であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図である。図に示すように、ランプ１００は、外球２の内部に、発光部となる１個の発光管４を内封した二重構造となっている。外球２の端部には、Ｅ形の口金６が接合されている。発光管４は、金属の線材や板を組み合わせた構造物に内管を取り付けたマウント８により、所定の位置に支持され、給電される。
【００２８】
これらの各要素について説明する。
【００２９】
発光部となる発光管４は、中央の太管部４ａ及び両端の細管部４ｂ，４ｃの形状をもつ透光性セラミックス製の容器である。１対のリード線５，７が、これら細管部４ｂ，４ｃを夫々通って太管部４ａの領域まで延びて、１対のタングステン（Ｗ）製の主電極（図示せず。）を形成している。
【００３０】
発光管４の容器内には、発光及び放電媒体として、所定量の水銀と、金属ハロゲン化物と、希ガスとして所定圧力のアルゴン（Ａｒ）ガスが封入されている。希ガスとして、アルゴン（Ａｒ）ガス以外に、クリプトン（Ｋｒ）、キセノン（Ｘｅ）等の他の希ガスや、それらの混合ガスでもよい。金属ハロゲン化物としては、よう素（Ｉ）、臭素（Ｂｒ）、塩素（Ｃｌ）等のハロゲンと、ナトリウム（Ｎａ）、ツリウム（Ｔｍ）、セシウム（Ｃｓ）、ディスプロシウム（Ｄｙ）等の少なくとも一種の発光金属とが封入され、発光効率、演色性や色温度等の特性の向上が図られている。
【００３１】
マウント８は、一対の導入線が気密封着されたステム管１４と、一方の導入線に接続された、モリブデン（Ｍｏ），ステンレス（ＳＵＳ），ニッケルメッキ鉄線等の線材や略長四角形状の枠状に成形した丸棒体から成る支柱１６と、発光管４の周囲を囲むように配設された透明石英ガラス管からなる内管１８とを主要部品として構成されている。
【００３２】
外球２は、例えば、ホウケイ酸ガラス等の透光性の硬質ガラスからなる。透明型と拡散型（不透明）がある。外球２は、最大口径の中央部２ａ、図で見て下部側の閉塞されたトップ部２ｂ、及び上部側のネック部２ｃを有するＢＴ形をなしている。
【００３３】
ネック部２ｃには、ステム管１４のフレア部が封止された封止部が有る（図示せず。)。封止後、ステム管１４に設けられた排気管（図示せず。）を通じて外球２内は排気され、アルゴン（Ａｒ）等の不活性ガスや窒素（Ｎ2 ）ガス等が封入され、或いは真空にした気密雰囲気となっている。
【００３４】
この封止部を覆ってねじ込み形口金６が耐熱性の接着剤を用いて接合され、或いはモールドにより形成された螺旋状のねじ溝に口金６が螺合されて、取付けられる。
【００３５】
図１に示すランプ１００は、口金６をソケット（図示せず。）に装着して、電源から所定の点灯回路装置（図７参照）を介して通電され、主電極間の放電により安定した点灯が持続される。
【００３６】
［本実施形態］
図２は、本実施形態に係るセラミックメタルハライドランプ１０の構造を説明する図であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図である。図１の現状のランプ１００と比較すると、本実施形態に係るランプ１０は、発光管が２本有る点、並びに後述する内管内又は外球内のガスの圧力が所定圧に設定されている点、で相違する。
【００３７】
図２に示すように、２本の発光管４−１，４−２が、内管１８Ｈ−１，１８Ｈ−２に夫々収納されて、マウント８により支持されている。この２本の発光管４−１，４−２は、始動・駆動回路に対して電気的に並列に接続されている。
【００３８】
図２の内管は、両端開孔付き組み合わせ１８Ｈ−１，１８Ｈ−２と呼ばれる。内管には、図３及び４に例示する内管があり、いずれの内管を図２のランプ１０に使用してもよい。ここで、内管には密封型内管と開放型内管とがある。いずれの内管も典型的には石英製である。密封型内管としては、例えば、図３の（Ａ）の両端封止型内管１８Ａ、（Ｂ）の一端封止・他端密封型内管１８Ｂ、（Ｃ）の両端密封型内管１８Ｃがある。開放型内管として、例えば、（Ｄ）の一端封止・他端開放型内管１８Ｄ、図４の（Ｅ）の一端封止・他端開孔付き内管１８Ｅ、図４（Ｆ）の一端閉栓・他端開孔付き内管１８Ｆ、（Ｇ）の図１に示した両端開放型内管１８Ｇ、（Ｈ）の図２に示した両端開孔付き組み合わせ内管１８Ｈがある。しかし、これらに限定されず、その他の内管を使用してもよい。更に、ランプ１０には、内管自体が無い場合もある。
【００３９】
次に、内管内又は外球内の圧力の設定に関して説明する。本発明者等は、一の発光管の寿命末期から他の発光管の点灯に移る際に、封入するガス圧が低く且つ異電位にある金属部材の距離が狭いと、他の発光管が放電せず、異電位金属部材間でグロー放電が発生してしまうという新たな問題が発生することを見出した。例えば、(1)一方の発光管の破裂により、密封型内管でグロー放電が発生、(2)一方の発光管の破裂により、密封型内管も損傷し、外球内でグロー放電が発生、(3)一方の発光管の破裂により、開放型内管を通りガスが拡散し、外球内でグロー放電が発生等の問題である。
【００４０】
図５は、異電位部材間の距離とガス圧をパラメータにして、グロー放電発生の有無を調べた実験データである。相互の距離が0,6，2.2，3.2，5.0，6.2（ｍｍ）の５種類の異電位部材を用意し、異電位部材に印加されたパルス電圧を3.5ｋＶに設定し、各異電位部材に関して封入ガス圧を500〜100（Ｔｏｒｒ）の範囲で100（Ｔｏｒｒ）単位に減圧して放電の有無を試験した。Ｘ軸に異電位部材間の距離（ｍｍ）をとり、Ｙ軸にガス圧（ｋＰａ）をとり、グロー放電無し（○）、放電有り（×）を図示した結果である。
【００４１】
図５より、放電発生の有無の境界として、次式の実験式が得られた。
【００４２】
【数１】
式（１）より、ランプの設計から異電位部材間の最短距離Ｘが決められる、式（１）で得られたＹ以上のガス圧の環境では放電は発生しない。従って、ランプ１０の異電位部材間の最短距離がＸの場合、発光管の破裂後の密封領域内がＹ以上のガス圧となるように設計しておくことが必要となる。ガス圧Ｙの上限は、密封領域を開放状態にした場合の1気圧（101.3 kＰａ）とする。
【００４３】
逆に、ランプの設計からガス圧Ｙが決まると、式（１）を変換した式（２）で得られたＸ以上の異電位部材間の距離では放電は発生しない。
【００４４】
【数２】
従って、ランプ１０の発光管の破裂後の密封領域内のガス圧がＹと想定される場合、異電位部材間を最短距離Ｘ以上に空けて設計しておくことが必要となる。
【００４５】
一般には、ランプ１０の設計においては、先に異電位部材間の最短距離Ｘが決まってくる。図６は、ランプ１０の異電位部材間の最短距離の箇所を例示する図である。基本的には、図６（Ａ）に示すように、口金側の支柱の部材間に最短距離部分（矢印で示す。）がある。しかし、図３（Ｂ）の一端封止・他端密封型内管１８Ｂのような場合には、リード線間に最短距離部分（矢印で示す。）がある。
【００４６】
従って、次のように内管又は外球のガス圧を所定圧に設定することにより、一方の放電管が破裂したとき、異電位にある狭い金属部材間でグロー放電が発生するのを阻止し、他方の放電管が確実に放電開始する。
【００４７】
(1)一方の発光管の破裂による密封型内管の内部のグロー放電発生防止には、内管内の異電位部材間の最短距離Ｘのとき、発光管の破裂後の密封内管のガス圧Ｙが、式（１）で得られたＹ以上のガス圧以上になるように設計する。
【００４８】
(2)一方の発光管の破裂により密封型内管も損傷する場合、外球内のグロー放電発生防止には、内管又は外球内の異電位部材間の最短距離Ｘのとき、発光管の破裂後の外球のガス圧Ｙが、式（１）で得られたＹ以上のガス圧以上になるように設計する。
【００４９】
(3)一方の発光管の破裂により開放型内管内のガスが拡散するとき、外球内のグロー放電が発生防止には、発光管の破裂後の外球のガス圧Ｙが、式（１）で得られたＹ以上のガス圧以上になるように設計する。
【００５０】
以上により、本実施形態に係るランプ１０は、先ず、発光管が２本有ることにより長寿命化が実現できる。例えば、１本の発光管の寿命を2万4,000時間として、理論上、２本の発光管では4万8,000時間の長寿命化が期待できる。
【００５１】
次に、密封型内管のグロー放電発生防止には、密封型内管内又は外球内のガス圧を、式（１）に基づいて所定圧に設定する。これにより、一方の発光管４−１が破裂した場合、他方の発光管４−２以外の箇所でのグロー放電の発生は阻止でき、確実に他方の発光管４−２を点灯させることが出来る。
【００５２】
なお、ここでは、発光管の破裂前の密封型内管のガス圧や外球のガス圧を規定せず、破裂後の密封型内管のガス圧や外球のガス圧を規定している。その理由は、第１に、実験により得られたのは、異電位部材間の距離とガス圧とをパラメータにしたグロー放電発生の有無のデータである。第２に、発光管の破裂前で規定するには、発光管の容積及びガス圧、密封型内管の容積及びガス圧、及び外球の容積及びガス圧を規定する必要があり、パラメータが多数有り、実際には発光管の破裂前の密封型内管や外球のガス圧を規定することは困難である。第３に、第三者の模倣ランプが本発明の特許権に抵触するか否かは、模倣ランプの発光管のみをレーザで破壊して試験装置にかけることにより、或いは発光管及び密封型内管のみレーザで破壊して試験装置にかけることにより、判別できるからである。
【００５３】
厳密に言えば上記の通りであるが、密封型内管容積に比較して発光管容積が無視できる程小さい場合には、発光管破裂前の密封型内管内のガス圧を式（１）のＹ以上にしてもよい。更に、外球容積に比較して、発光管及び密封型内管の容積が無視できる程小さい場合には、発光管破裂前の外球内のガス圧を式（１）のＹ以上にしてもよい。
【００５４】
［ランプの回路構成］
本実施形態に係るセラミックメタルハライドランプの回路は、従来使用されていたセラミックメタルハライドランプの回路と同じである。
【００５５】
図７は、メタルハライドランプの回路を説明する図である。商用交流電源（100/200 V， 50/60Hz）２４に接続された安定器２６からセラミックメタルハライドランプ１０に対して給電される。安定器２６は、チョークコイル２７及びイグナイター（始動回路）２８を有している。ランプ内の発光管４−１，４−２は、電源側に対して電気的に並列に接続されている。
【００５６】
図に示すように、セラミックメタルハライドランプは、ランプ自体に始動回路は無く、安定器２６からのパルスにより、点灯し易い状態の１個の発光管が点灯する。即ち、従来のセラミックメタルハライドランプの回路のソケットに対して、本実施形態のセラミックメタルハライドランプを取り付けることが出来る。従って、本実施形態のセラミックメタルハライドランプは、器具、安定器の組合せによっては既存設備を変更することなく、使用することが出来る。
【００５７】
［変形例等］
以上、本実施形態に係る外球保護構造を備えたセラミックメタルハライドランプについて説明したが、これらは例示であって、本発明の範囲を制限するものではない。当業者が、本実施形態に対して容易になしえる追加・削除・変更・改良等は、本発明の範囲内である。本発明の技術的範囲は、添付の特許請求の範囲の記載によって定められる。
【符号の説明】
【００５８】
２：外球、２ａ：中央部、 ２ｂ：トップ部、 ２ｃ：ネック部 ４，４−１，４−２ ：発光管、 ４ａ：太管部、 ４ｂ，４ｃ：細管部、 ６：口金、 １０，１００：セ ラミックメタルハライドランプ、 １４：ステム管、 １６：支柱、 １８：内管、 １８Ａ：両端封止型内管、 １８Ｂ：の一端封止・他端密封型内管、 １８Ｃ：両端密 封型内管、 １８Ｄ：一端封止・他端開放型内管、 １８Ｅ：一端封止・他端開孔付き 内管、 １８Ｆ：一端閉栓・他端開孔付き内管１８Ｆ、 １８Ｇ両端開放型内管、 １８Ａ：１８Ｈ−１，１８Ｈ−２：両端開孔付き組み合わせ内管、 ２４：商用交流電 源、２６：安定器、 ２８：イグナイター、
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミックメタルハライドランプにおいて、
選択的に１本の発光管が点灯する２本の発光管と、
前記発光管を収納する外球とを備え、
前記外球内の異電位金属部材間の最短距離がＸのとき、
一方の前記発光管が破裂又はリークし、該発光管内部と前記外球内部のガス圧が等しくなったとき、該外球内部のガス圧が、次式で求められるＹ以上で1気圧以下になるように調整され、
前記異電位金属部材間で放電が発生せずに他方の放電管が放電開始する、セラミックメタルハライドランプ。
【数１】
【請求項２】
セラミックメタルハライドランプにおいて、
選択的に１本の発光管が点灯する２本の発光管と、
各発光管を夫々取り囲む内管と、
前記発光管及び前記内管を収納する外球とを備え、
前記内管は、密封型内管であり、
前記内管内の異電位金属部材間の最短距離がＸのとき、
一方の前記発光管が破裂又はリークし、該発光管内部と前記密封型内管の内部のガス圧が等しくなったとき、該密封型内管の内部のガス圧が、次式で求められるＹ以上で1気圧以下になるように調整され、
前記異電位金属部材間で放電が発生せずに他方の放電管が放電開始する、セラミックメタルハライドランプ。
【数２】
【請求項３】
セラミックメタルハライドランプにおいて、
選択的に１本の発光管が点灯する２本の発光管と、
各発光管を夫々取り囲む内管と、
前記発光管及び前記内管を収納する外球とを備え、
前記内管は、密封型内管であり、
前記外球内の異電位金属部材間の最短距離がＸのとき、
一方の前記発光管が破裂し前記密封型内管が損傷し、該発光管内部と該密封型内管内部と前記外球内のガス圧が等しくなったとき、該外球内部のガス圧が、次式で求められるＹ以上で1気圧以下になるように調整され、
前記異電位金属部材間で放電が発生せずに他方の放電管が放電開始する、セラミックメタルハライドランプ。
【数３】
【請求項４】
セラミックメタルハライドランプにおいて、
選択的に１本の発光管が点灯する２本の発光管と、
各発光管を夫々取り囲む内管と、
前記発光管及び前記内管を収納する外球とを備え、
前記内管は、開放型内管であり、
前記外球内の異電位金属部材間の最短距離がＸのとき、
一方の前記発光管が破裂又はリークし、該発光管内部と前記外球内部のガス圧が等しくなったとき、該外球内部のガス圧が、次式で求められるＹ以上で1気圧以下になるように調整され、前記異電位金属部材間で放電が発生せずに他方の放電管が放電開始する、セラミックメタルハライドランプ。
【数４】
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項記載のセラミックメタルハライドランプにおいて、
前記外球及び／又は前記内管に予め封入するガスは、アルゴン（Ａｒ）等の不活性ガス又は窒素（Ｎ2 ）ガスである、セラミックメタルハライドランプ。
【請求項１】
セラミックメタルハライドランプにおいて、
選択的に１本の発光管が点灯する２本の発光管と、
前記発光管を収納する外球とを備え、
前記外球内の異電位金属部材間の最短距離がＸのとき、
一方の前記発光管が破裂又はリークし、該発光管内部と前記外球内部のガス圧が等しくなったとき、該外球内部のガス圧が、次式で求められるＹ以上で1気圧以下になるように調整され、
前記異電位金属部材間で放電が発生せずに他方の放電管が放電開始する、セラミックメタルハライドランプ。
【数１】
【請求項２】
セラミックメタルハライドランプにおいて、
選択的に１本の発光管が点灯する２本の発光管と、
各発光管を夫々取り囲む内管と、
前記発光管及び前記内管を収納する外球とを備え、
前記内管は、密封型内管であり、
前記内管内の異電位金属部材間の最短距離がＸのとき、
一方の前記発光管が破裂又はリークし、該発光管内部と前記密封型内管の内部のガス圧が等しくなったとき、該密封型内管の内部のガス圧が、次式で求められるＹ以上で1気圧以下になるように調整され、
前記異電位金属部材間で放電が発生せずに他方の放電管が放電開始する、セラミックメタルハライドランプ。
【数２】
【請求項３】
セラミックメタルハライドランプにおいて、
選択的に１本の発光管が点灯する２本の発光管と、
各発光管を夫々取り囲む内管と、
前記発光管及び前記内管を収納する外球とを備え、
前記内管は、密封型内管であり、
前記外球内の異電位金属部材間の最短距離がＸのとき、
一方の前記発光管が破裂し前記密封型内管が損傷し、該発光管内部と該密封型内管内部と前記外球内のガス圧が等しくなったとき、該外球内部のガス圧が、次式で求められるＹ以上で1気圧以下になるように調整され、
前記異電位金属部材間で放電が発生せずに他方の放電管が放電開始する、セラミックメタルハライドランプ。
【数３】
【請求項４】
セラミックメタルハライドランプにおいて、
選択的に１本の発光管が点灯する２本の発光管と、
各発光管を夫々取り囲む内管と、
前記発光管及び前記内管を収納する外球とを備え、
前記内管は、開放型内管であり、
前記外球内の異電位金属部材間の最短距離がＸのとき、
一方の前記発光管が破裂又はリークし、該発光管内部と前記外球内部のガス圧が等しくなったとき、該外球内部のガス圧が、次式で求められるＹ以上で1気圧以下になるように調整され、前記異電位金属部材間で放電が発生せずに他方の放電管が放電開始する、セラミックメタルハライドランプ。
【数４】
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項記載のセラミックメタルハライドランプにおいて、
前記外球及び／又は前記内管に予め封入するガスは、アルゴン（Ａｒ）等の不活性ガス又は窒素（Ｎ2 ）ガスである、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２０１２−３８６６７（Ｐ２０１２−３８６６７Ａ）
【公開日】平成２４年２月２３日（２０１２．２．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１７９８３９（Ｐ２０１０−１７９８３９）
【出願日】平成２２年８月１０日（２０１０．８．１０）
【出願人】（００００００１９２）岩崎電気株式会社 (533)
【公開日】平成２４年２月２３日（２０１２．２．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月１０日（２０１０．８．１０）
【出願人】（００００００１９２）岩崎電気株式会社 (533)
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