金属蒸気放電ランプおよび照明装置
【課題】外管と口金とのずれが少なく、外管が破損し難い金属蒸気放電ランプを提供する。
【解決手段】一端に開口部４０２を有し他端に閉塞部４０１を有する外管４００と、前記外管４００の開口部４０２に取り付けられた口金５００と、一端に形成された封止部２０２が前記口金５００と固定された状態で、他端である先端部２０３が前記外管閉塞部４０１側に位置するように前記外管４００内に配置された内管２００と、前記内管２００内に収納された放電管１００と、少なくとも一部が前記外管４００の内側であって前記内管２００の先端部２０３の外側に位置し、前記内管２００の外面との間に隙間を設けた状態で前記外管４００の内面に設置された保護部材３００と、を備える金属蒸気放電ランプ１０とする。
【解決手段】一端に開口部４０２を有し他端に閉塞部４０１を有する外管４００と、前記外管４００の開口部４０２に取り付けられた口金５００と、一端に形成された封止部２０２が前記口金５００と固定された状態で、他端である先端部２０３が前記外管閉塞部４０１側に位置するように前記外管４００内に配置された内管２００と、前記内管２００内に収納された放電管１００と、少なくとも一部が前記外管４００の内側であって前記内管２００の先端部２０３の外側に位置し、前記内管２００の外面との間に隙間を設けた状態で前記外管４００の内面に設置された保護部材３００と、を備える金属蒸気放電ランプ１０とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属蒸気放電ランプ及び照明装置に関し、特に、三重管構造ランプにおける管軸のずれの改良技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の金属蒸気放電ランプとして、例えば図１６（ａ）に示すように、放電管６０１が収納された内管６０２がさらに外管６０６で被覆された三重管構造のものがある。このような構造とすれば、放電管６０１の破裂により内管６０２が破損するようなことがあっても、それら破裂や破損によって生じた破片を外管６０６内に留めるため、安全性の向上が期待できる。特に三重管構造のコンパクトな金属蒸気放電ランプは、店舗などの商業施設の照明器具に用いられるため、ユーザー及びランプ・照明器具メーカともに安全性への関心は高いものがある。
【０００３】
さらに、特許文献１に挙げられるように、内管６０２の先端部６０３の外側であって外管６０６の内側に、内管６０２の外面で支持され、外管６０６の内面に当接する規制部材６０４を配置し、内管６０２と外管６０６とを相互に位置規制している。図１６（ｂ）は規制部材６０４の形状を示す斜視図である。規制部材６０４は、放電管６０１の破裂時に、内管６０２の先端部６０３が破損した場合の破片を、外管６０６の閉塞部６０７への到達前に受け止める効果がある。その結果、規制部材６０４には、放電管６０１が破裂したとしても、外管６０６の閉塞部６０７が破損するのを防止する防爆性も期待される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実用新案登録第３１４４８８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記規制部材６０４を有する三重管構成のランプを実際に製作すると、図１６（ａ）のＡ部に示すように、外管６０６と口金６０５とがずれたランプができてしまうことがある。その原因として、ランプの組立工程において、内管６０２と口金６０５とを固着する際、製造の誤差により、内管６０２の管軸ｙと口金６０５の中心軸ｘ（口金６０５の長手方向の中心軸）とが一致しない場合が挙げられる。このように内管６０２の管軸ｙが口金６０５の中心軸ｘに対して傾いてしまうと、内管６０２の外面で支持され、外管６０６の内面に当接する規制部材６０４の作用によって、外管６０６の管軸ｚも口金６０５の中心軸ｘに対して傾いてしまう。このような外管６０６の管軸ｚと口金６０５の中心軸ｘとの不一致が生じると、口金６０５を照明器具のソケット（不図示）に回転装着する際に、外管６０６を持ってランプ６００全体を管軸ｚ回りに回転させても、口金６０５が中心軸ｘ回りに回転しないため、ランプ装着時における操作性が低下する。
【０００６】
本発明は、放電管破裂時における、外管の閉塞部の破損を効果的に防止しつつ、外管の管軸と口金の中心軸との傾きを少なくすることのできる金属蒸気放電ランプ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】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明に係る金属蒸気放電ランプは、一端に開口部を有し他端に閉塞部を有する外管と、前記外管の開口部に取り付けられた口金と、一端に形成された封止部が前記口金と固定された状態で、他端である先端部が前記閉塞部側に位置するように前記外管内に配置された内管と、前記内管内に収納された放電管と、少なくとも一部が前記外管の内側かつ前記内管の先端部の外側に位置し、前記内管の外面との間に隙間を設け前記外管の内面と接触した状態で配置された保護部材と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る金属蒸気放電ランプは、保護部材の少なくとも一部が外管の内側かつ内管の先端部の外側に位置するため、放電管が破裂したとしても、外管の閉塞部が破損するのを防止することができる。
また、本発明に係る金属蒸気放電ランプは、外管内に配置された保護部材と内管の外面との間に隙間を有する。したがって、外管と保護部材は接触しているが、内管と保護部材は接触しない、若しくは内管への軸規制をしないレベルで当接している状態なので、内管が多少傾いても、保護部材に接触しない範囲であれば、外管と口金との固着の位置は、内管の位置ずれによる影響を受けない。その結果、内管の管軸が口金の軸と一致していない場合でも、外管の管軸と口金の中心軸との傾きを少なくできる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一態様に係る照明装置を示す一部破断側面図
【図２】本発明の一態様に係る金属蒸気放電ランプの放電管を示す断面図
【図３】本発明の一態様に係る金属蒸気放電ランプを示す一部破断側面図
【図４】本発明の一態様に係る金属蒸気放電ランプの保護部材を示す斜視図
【図５】本発明の一態様に係る保護部材を説明するための図
【図６】本発明の一態様に係る金属蒸気放電ランプの組み立て方法を示す図
【図７】変形例１に係る保護部材を説明するための図
【図８】変形例２に係る保護部材を説明するための図
【図９】変形例３に係る保護部材を説明するための図
【図１０】変形例４に係る保護部材を説明するための図
【図１１】変形例５に係る保護部材を説明するための図
【図１２】変形例６に係る保護部材を説明するための図
【図１３】変形例７に係る金属蒸気放電ランプを説明するための図
【図１４】変形例８に係る金属蒸気放電ランプを説明するための図
【図１５】変形例９に係る金属蒸気放電ランプを説明するための図
【図１６】従来の一態様に係る金属蒸気放電ランプを示す図であって、（ａ）は金属蒸気放電ランプを示す一部破断側面図、（ｂ）は従来の規制部材の形状を示す斜視図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本実施の形態に係る金属蒸気放電ランプおよび照明装置について、図面を参照しながら説明する。なお、各図面における部材の縮尺は実際のものとは異なる。また、本発明において、数値範囲を示す符号「〜」は、その両端の数値を含む。
【００１１】
［照明装置］
図１は、本発明の一態様に係る照明装置を示す一部破断側面図である。図１に示すように、本発明の一態様に係る照明装置１は、スポットライト照明装置であって、金属蒸気放電ランプ１０と、当該ランプ１０が内部に配置された照明器具２０とを備える。
【００１２】
金属蒸気放電ランプ１０は、放電管１００、内管２００、保護部材３００、外管４００及び口金５００を備える３重管構造の金属蒸気放電ランプである。その詳細については後述する。
【００１３】
照明器具２０は、金属蒸気放電ランプ１０から発せられた光を前方に反射させる凹状の反射面２１を有する反射鏡２２と、当該反射鏡２２内に組み込まれたランプ装着用のソケット２３と、壁や天井に反射鏡２２を取着するための取着具２４とを備える。
【００１４】
反射鏡２２は、前面に設けられた光取り出し用の開口部２５が、ガラス板等のカバーによって塞がれておらず、開放状態である。この構成の金属蒸気放電ランプ１０は放熱性に優れているが、放電管１００の破裂により内管２００および外管４００が破損した場合、それら破裂や破損によって生じた破片が照明器具２０の外部へと飛散するおそれがある。したがって、照明器具２０には、外管４００が破損し難い金属蒸気放電ランプ１０を取り付けることが好ましい。
【００１５】
ソケット２３は、供給線２６を介して壁や天井に埋め込まれた点灯装置（不図示）と電気的に接続されており、ソケット２３に金属蒸気放電ランプ１０の口金５００を挿着すれば安定器から金属蒸気放電ランプ１０に電力が供給される。
【００１６】
取着具２４は、壁や天井に回動自在に取り付けられたアーム２７を有し、当該アーム２７の先端には反射鏡２２が回動自在に軸着されている。照明装置１から放射される光の向きは、アーム２７または反射鏡２２を回動させることにより調節可能である。なお、本発明に係る照明装置は、スポットライト照明装置に限定されず、他の用途の照明装置であっても良い。
【００１７】
［金属蒸気放電ランプ］
図２は金属蒸気放電ランプに収納されている放電管を示す断面図である。
図２に示すように、放電管１００は、内部に気密封止された放電空間１０１を有する本管部１０２と、当該本管部１０２から放電管１００の管軸（金属蒸気放電ランプ１０の長手方向の中心軸であるランプ軸Ｘと一致している）方向両側に延出するように配置された細管部１０３，１０４と、本管部１０２と細管部１０３，１０４との隙間を埋める接合部１０５，１０６とからなる外囲器１０７を有している。
【００１８】
外囲器１０７は、例えばアルミナセラミックで形成された焼き嵌め型である。なお、外囲器１０７は、アルミナセラミックで形成されたものに限定されず、その他の透光性セラミック（例えば、希土類アルミナガーネットセラミックなど）、石英ガラス等で形成されていても良い。また、図面において、放電管１００は、本管部１０２、細管部１０３，１０４および接合部１０５，１０６を接合して形成した焼き嵌めタイプであるが、本管部１０２、細管部１０３，１０４および接合部１０５，１０６が一体的に成形された一体型でもよい。また、複数の部材を接合して本管部１０２を形成してもよい。
【００１９】
放電空間１０１内には、発光物質である金属ハロゲン化物、始動補助ガスである希ガス、および、緩衝ガスである水銀がそれぞれ所定量封入されている。金属ハロゲン化物としては、例えば、ヨウ化ナトリウム、ヨウ化ジスプロシウム、ヨウ化ホルミウム、ヨウ化ツリウム、ヨウ化タリウム、ヨウ化セリウム、ヨウ化カルシウム、ヨウ化リチウム、ヨウ化インジウム、ヨウ化スカンジウム等が用いられる。なお、金属ハロゲン化物は、発光色により適宜決定される。
【００２０】
放電管１００は、先端部が本管部１０２の放電空間１０１内で互いに対向し、基端部が細管部１０３，１０４に挿入された一対の電極１０８，１０９を有する。
電極１０８，１０９は、電極棒１１０，１１１と、当該電極棒１１０，１１１の先端部（放電空間１０１内で互いに対向する側の端部）に設けられた電極コイル１１２，１１３とを有する。電極１０８，１０９の他端部は、細管部１０３，１０４内において給電体１１４，１１５の一端部と接合されており、給電体１１４，１１５は、細管部１０３，１０４内に流し込まれたフリットからなるシール材１１６，１１７によって封着されている。
【００２１】
図３は、本発明の一態様に係る金属蒸気放電ランプを示す一部破断側面図である。給電体１１４，１１５は、電力供給線１１８，１１９および金属箔１２０，１２１および外部リード線１２２，１２３を介して、口金５００のシェル部５０２およびアイレット部５０３とそれぞれ電気的に接続されている。導入線１２２，１２３は、例えば、モリブデン製で径が０．７［ｍｍ］の第１外部リード線１２４，１２５と、ニッケル製で径が０．６［ｍｍ］の第２外部リード線１２６，１２７との継線であり、第１外部リード線１２４，１２５は金属箔１２０，１２１と接続され、第２外部リード線１２６，１２７は口金５００と接続されている。ニッケル等の金属線は弾性を有するためリード線と口金の接続や光中心位置合わせ等の作業性が向上する。
【００２２】
一方の電力供給線１１８は、他方の電力供給線１１９および当該電力供給線１１９に接続された給電体１１５と対向する部分が、例えば石英ガラスなどからなるスリーブ１２８で被覆されている。このような構成とすれば、ランプ寿命末期に放電管１００でリークが生じたとしても、反対極性となる部材間で生じる放電によって想定外の大きな電流が流れ続けることを抑制する効果がある。これにより点灯装置が損傷するなどの不具合を未然に防止することができる。
【００２３】
内管２００は、例えば、封止部２０２、先端部２０３および中間部２０５からなる片封止型の気密容器である。封止部２０２は、例えばピンチシール法による圧潰封止で形成されており、内管２００の口金側端部を構成している。封止部２０２には、電力供給線１１８，１１９の一端部と、金属箔１２０，１２１の全体と、導入線１２２，１２３の一端部とが封止されている。先端部２０３は、内管２００の口金５００とは反対側の端部を構成しており、外管４００の閉塞部４０１と対向している。
【００２４】
先端部２０３には、内管２００内を真空引きする際に用いた排気管の残部であるチップオフ部分２０１が存在している。内管２００内を真空引きすることによって、給電体１１４，１１５や電力供給線１１８，１１９等の金属部材が高温にさらされ酸化するのを防止することができる。なお、内管２００内を真空にする代わりに、前記内管２００内に窒素等の不活性ガスを充満させることによっても、金属部材が酸化するのを防止することができる。
【００２５】
先端部２０３は、例えば略半球状や平坦形状である場合において、中間部２０５の外径は１３[ｍｍ]〜１７[ｍｍ]、肉厚は１［ｍｍ］〜２[ｍｍ]である。内管２００は、中間部２０５が例えば略円筒状であって、当該中間部２０５内に放電管１００の外囲器１０７が配置されている。なお、中間部２０５の形状は略円筒状に限定されず、多角形や楕円の筒状等円筒以外の筒状であっても良い。また、中間部２０５の内径および外径は必ずしも内管２００の管軸方向に沿って均一である必要はなく、例えば放電管１００の本管部１０２に相当する位置の内径および外径が、それ以外の位置の内径および外径よりも大きくなっているような形状、すなわち一部に膨出部を有する中膨形状であっても良い。これにより、放電管１００の温度が過度に上昇することを抑制することができる。
【００２６】
内管２００は、例えば石英ガラスで形成されている。なお、内管２００は、石英ガラスで形成されたものに限定されず、アルミナセラミック等の透光性セラミック、硬質ガラス等で形成されていても良い。内管２００の口金５００側は、口金５００、若しくは外管４００と例えばセメント（図示せず）等の固着剤により結合されている。内管２００と外管４００の隙間ｄは、平均で１［ｍｍ］〜３［ｍｍ］になるよう設計されていることが好ましい。
【００２７】
外管４００は、開口部（ネック部）４０２と、閉塞部４０１と、それら開口部４０２および閉塞部４０１の間の中間部４０３とで構成される有底筒状であって、放電管１００の破裂によって内管２００が破損した場合に、それら破裂や破損で生じた破片が飛散するのを防止する役割を果たす。したがって、図１に示すような開口部２５がカバーで塞がれていない照明器具２０に使用しても破片が飛散しない。なお、閉塞部４０１は、略半球状、若しくは平坦形状が好ましい。また、必ずしも同一部材で閉塞する必要はなく、例えば金属やセラミック等の別部材を用いて閉塞しても良い。
【００２８】
中間部４０３は、金属蒸気放電ランプ１０のコンパクト性を確保するために、内管２００の中間部２０５と同じ略円筒状であることが好ましい。また、外管４００の中間部４０３の内面と内管２００の中間部２０５の外面との隙間は、外管４００の管軸（ランプ軸Ｘと一致している）と直交する方向において略均一であることが好ましい。組立工程において外管４００を内管２００に被せる際のクリアランスを確保するためには、前記隙間が平均で１［ｍｍ］〜３［ｍｍ］になるよう設計されていることが好ましい。
【００２９】
なお、中間部４０３の形状は略円筒状に限定されず、多角形や楕円の筒状等円筒以外の筒状であっても良い。また、中間部４０３の内径および外径は必ずしも外管の管軸方向に沿って均一である必要はなく、例えば放電管１００の本管部１０２に相当する位置の内径および外径が、それ以外の位置の内径および外径よりも大きくなっているような形状、すなわち一部に膨出部を有する中膨形状であっても良い。膨出部を設けることにより放電管からの熱による外管の温度上昇を低減することで、硬質ガラスの歪点からの裕度ができて適合する照明器具２０の選択の幅を広げることができる。さらに、放電管破損時の安全性も向上する。その場合、前記隙間が最大で５［ｍｍ］になるよう設計されていることが好ましい。
【００３０】
さらに構成として外管４００の落下防止のため、開口部４０２付近に内側凸部を設け、口金５００に例えば、溝形状の被係合部を設けても良い。その場合、無機接着剤等の接着剤を介している場合であっても良い。また、口金５００に被係合部を設けていない場合は、外管４００の内側に凸部（図示せず）を設け、その凸部と口金５００との間に接着剤を配することで係合されていても良い。外管４００は、例えば硬質ガラスで形成されている。なお、外管４００は、硬質ガラスで形成されたものに限定されず、アルミナセラミック等の透光性セラミック、石英ガラス等で形成されていても良い。
【００３１】
コンパクトな照明器具への適合に関して、外管４００の寸法については、封止部２０２付近のネック部の外径が２３［ｍｍ］以下、最大外径が２７［ｍｍ］以下が好ましい。更に、ランプのネック部の外径も上記の様に小さいと、器具の反射鏡ネック部の開口径を小さくすることで可能となるため、器具の反射効率を高めることができる。
【００３２】
外管４００は、口金５００に、例えばセメント等の接着剤（図示せず）を用いて固着されている。外管４００の内部は、後述する口金５００の通気孔（図示せず）を介して外管３００の内部と外部とが連通した大気状態とされていても良いし、通気孔（図示せず）を塞ぐことで減圧状態にされていても良いし、不活性ガスが充満されていても良い。金属蒸気放電ランプ１０は、外管中間部４０３の最大外径は２０［ｍｍ］〜２７［ｍｍ］、ネック部の外径は２０［ｍｍ］〜２３［ｍｍ］、外管中間部の肉厚は１［ｍｍ］〜２［ｍｍ］が好ましい。
【００３３】
図４は、保護部材３００の一例を示す斜視図である。保護部材３００は、従来の規制部材に替えて用いるものであり、規制部材と異なり、内管２００の管軸ｙと外管４００の管軸ｚとを規制する機能を持たず、防爆性能のみを持つ。このため、部材名を保護部材とした。
保護部材３００は、図４にみられるように、円盤型の板状部３０１を有すると共に、板状部３０１の外周部３０２に沿って、等間隔に４つのＬ字型の爪３０３〜３０６が延設されている。なお、図４に示す保護部材３００は、板状部３０１と爪３０３〜３０６とを一枚の板材から折り曲げ加工により作製しているが、爪３０３〜３０６と板状部３０１とを別に作製し、これらを板状部３０１の外周部３０２に対して溶接もしくはかしめることにより固定させてもよい。保護部材３００の材質は弾性を有するものに加え、金属蒸気放電ランプ１０の点灯時の発熱に耐えられるよう、２００［℃］、好ましくは３００［℃］の耐熱性を持つものが望ましい。
例えば保護部材３００は、弾性および耐熱性の観点からアルミニウム、ステンレス等の金属で、０．１［ｍｍ］〜０．５［ｍｍ］の厚みが好ましい。
図５は、図２における外管閉塞部４０１付近の拡大図であり、外管４００、保護部材３００、及び内管２００との位置関係を示す断面図である。板状部３０１の外径は外管４００の内径よりも小さく、爪３０３〜３０６を含む保護部材３００の最大外径は、外管４００の内径よりも大きい。そのため、保護部材３００が外管４００に挿入される際、爪３０３〜３０６は縮径する一方、弾性による復元力のため、外管４００内面に向かって押圧が生じ、その結果、保護部材３００は外管４００の内面に設置される。
【００３４】
この場合、図５に示すように、ランプ軸Ｘ方向における保護部材３００の位置を調整することにより、保護部材３００の少なくとも一部を、外管４００の内側であって、前記内管２００の先端部２０３の外側に位置するように配置する。
【００３５】
この状態において、保護部材３００は、外管４００の内面に接触しているが、内管２００の外面には接触していない。すなわち、保護部材３００が内管２００の外面との間に隙間を設けた状態で配置されている。放電管１００破損時の外管閉塞部４０１への内管２００破損時の破片の飛散について、保護部材３００を設けない場合は、破損した直後における封入ガスの拡散速度の方が破片の速度よりも大きいため、封入ガスのほうが外管４００に先に到達し、外管４００の内面に跳ね返ってきたガスにより飛散破片が押し戻され、これにより破片の速度低下が生じる。前記隙間が小さすぎる場合は、破片の速度低下は十分とならず、防爆効果は低い。逆に隙間が大きすぎる場合はランプ全体の寸法形状が大きくなり、コンパクト性に欠ける。
【００３６】
しかし、保護部材３００を設ける事により、内管２００のチップオフ部分２０１と板状部３０１との隙間における内管２００の管軸方向の距離である距離２０４は１０［ｍｍ］以下、同様に外管４００の閉塞部４０１の内面と保護部材３００の板状部３０１との、保護部材３００の板状部３０１に対する垂直距離である距離４０６は１０［ｍｍ］以下となり、コンパクト性も確保することができる。
【００３７】
上述のように、金属蒸気放電ランプ１０では、保護部材３００は、内管２００の外面との間に隙間を設けた状態、若しくは内管２００の軸規制をしないレベルで当接した状態で、外管４００の内面に取り付けられている。すなわち、保護部材３００は、内管２００の管軸ｙと外管の管軸ｚを規制していない。このため、内管２００が外管４００及び口金５００に収納される空間の範囲内で内管２００の管軸ｙに傾きがあっても、外管４００を口金５００に結合させることができる。したがって、外管４００の管軸ｚと口金５００の中心軸ｘとのずれを少なくできる。
また、保護部材３００は、外管４００の内側であって、内管２００のチップオフ部分２０１の外側に位置するよう配置される。そのため、放電管１００の破裂時に内管２００が破損した場合でも、保護部材３００は、外管４００の破損を防ぎやすくなる。
図５に示すように、保護部材３００は、その全部が外管４００の閉塞部４０１の内側であって、内管２００の先端部２０３の外側に位置している。この構成では、内管２００の先端部２０３と保護部材３００との間の距離が大きいので、放電管１００の破裂時の外管４００の破損防止効果もさらに期待できる。なお、保護部材３００は、必ずしもその全体が先端部２０３の外側に位置している必要はなく、一部のみが先端部２０３の外側に位置している構成であっても良い。
［金属蒸気放電ランプの製造方法］
金属蒸気放電ランプ１０の製造方法を以下に説明する。
【００３８】
まず、図６の（ａ）に示すように、放電管１００を収納した内管２００と口金５００とを準備し、内管２００の封止部２０２と口金５００の放電管１００側の部分との少なくとも一方に接着剤（例えば無機接着剤等）を塗布した後、両者を接合する。これにより、図６の（ｂ）に示すように、内管２００が口金５００に取着されることになる。次に、図６（ｃ）に示すように、保護部材３００を外管４００内に配置する。保護部材３００の外管４００内への挿入・配置方法については上述した通りである。次いで、保護部材３００を設置した外管４００と口金５００が取着された内管２００とを準備し、口金５００の放電管１００側にある接着部５０４と外管４００の開口部４０２との少なくとも一方に接着剤（例えば無機接着剤等）を塗布した後、内管２００を外管４００内に相対的に挿入する。内管２００、外管４００それぞれと口金５００とを固着する接着剤は、金属蒸気放電ランプ１０の点灯時の発熱に耐えられるよう、２００［℃］、寿命末期等の内管２００内での異常放電時の安全性を考慮すると好ましくは８００［℃］の耐熱性を持つものが望ましい。なお、本実施例の口金５００では、エジソンベースのものを示したが、スワン式であっても構わない。
［変形例］
以上、本発明に係る金属蒸気放電ランプおよび照明装置を実施の形態に基づいて具体的に説明してきたが、本発明に係る金属蒸気放電ランプおよび照明装置は、上記の実施の形態に限定されないことはいうまでもない。
［変形例１］
図７は保護部材３１０の形状を示す斜視図である。保護部材３１０は、正八角形型の板状部３１１に、板状部３１１の外周部３１２に沿って、等間隔に４つのＬ字型の爪３１３〜３１６が延設されている。なお、これらの爪３１３〜３１６は板状部３１１とは別に製作されたものを、板状部３１１の外周部３１２に対して溶接もしくはかしめることにより固定させてもよい。
この変形例１における保護部材３１０の板状部３１１は正八角形型であるが、板状部については円盤型、正八角形型にこだわらず、楕円型や他の多角形型をとることができる。爪３１３〜３１６の形、数、それぞれの爪の配置についても制限は無く、任意に選択できる。
また、多角形であることで、板状部と爪とを一枚の板材で形成する場合、爪が板状部の辺上に位置していれば、図４に示す実施例と比べて爪を折り曲げて形成しやすい等の効果がある。
［変形例２］
図８は変形例２に係る外管４００、保護部材３２０、及び内管２００との位置関係を示す断面図である。図に示すように、外管４００の閉塞部４０１の最端部より多少開口部４０２寄りの部位に径方向に対向して内方に突出した突部４０４、４０５を形成している。
保護部材３２０は弾性を有する材料で構成した円盤状とし、弾性変形により前記突部４０４、４０５を乗り越えて、外管４００の先端部へ嵌め入れることにより、内管２００の外面と外管４００の内面との間の隙間であり、かつ外管４００の内面と接触した状態で配置することができる。このように、突部４０４、４０５によって保護部材３２０を保持する構造でも実施できる。この構成により、接着剤や、保護部材にツメを設けることによる固着をする必要がないため、材料コストの削減やランプ作製時の作業性の向上を図ることができる。
［変形例３］
図９（ａ）は変形例３に係る外管４００、保護部材３３０、及び内管２００との位置関係を示す断面図である。外管４００の閉塞部は半球形状である。
図９（ｂ）は保護部材３３０の形状を示す斜視図である。図にみられるように、保護部材３３０は半球形状であり、弾性を有する材料で構成する。この半球状の保護部材３３０を外管４００の先端部へ圧入し、弾性による復元力で外管４００の内面を押圧して固定するようにしたのが変形例３である。なお、保護部材３３０は半球状の空間３３１を有しているので、内管２００のチップオフ部分２０１と保護部材３３０の頂部までに距離を大きくとることができ、その分、放電管破損時の飛散破片が保護部材３３０に到達するまでの飛散破片の速度低下が大きく、一層の防爆効果が期待できる。
［変形例４］
図１０（ａ）は、変形例４に係る外管４００、保護部材３４０、および内管２００の位置関係を示す断面図である。保護部材３４０は、図１０（ｂ）に示すように複数の金属線３４１・・・３４２・・・をメッシュ状に組み合わせたもので、円形の輪郭を有する。この保護部材３４０を外管４００の先端部へ挿入し、接着剤で外管４００の内壁に固定している。
【００３９】
保護部材３４０がメッシュ状であるので、金属線３４１、３４２の隙間から出射光が漏れることができるので、照明装置において輝度低下が起こり難い。さらに、板状金属で構成した場合よりも保護部材の質量は小さくなるため、ランプの軽量化が可能となる。
［変形例５］
保護部材としては、図１１に示す保護部材３５０のように、外管４００の頂部に接着剤４０７で接着した構成としても良い。
【００４０】
この構成により、接着剤が衝撃吸収材の役割を果たすため十分な安全性を確保すると同時に、保護部材３５０を固着しているため、ランプ点灯時に保護部材３５０が振動することはなく、異音の発生等の不具合を抑制することができる。
【００４１】
また、接着剤だけを外管閉塞部の内側に配置（塗布）して、保護部材としての役割をすることも可能である。
なお、図１１では、外管の先端部が平面形状となっているが、保護部材を同様に平面形状にした場合、接触面積を確保し易いため接着剤での固着作業性の向上を図ることができる。但し、外管の先端部の形状は、平坦形状に限定されず、例えば半球形状のものでも良い。
［変形例６］
保護部材の形状は、図１２に示す保護部材３６０のように十文字形状としても良い。
【００４２】
この構成により、円盤形状のものに比べて、中央部が凹みやすく、衝撃を吸収しやすいため、十分な安全性を確保することができる。
［変形例７］
内管２００は、図１３に示すように、口金５００内に設けたホルダ１２で封止部２０２を保持することにより口金５００に固定されていても良い。ホルダ１２には封止部２０２の形状にあわせた差込口（不図示）が設けられており、その差込口に封止部２０２の先端を差し込むことによって、封止部２０２は口金５００に固定される。
【００４３】
この場合、ホルダ１２を口金５００に固定する前にホルダ１２に封止部２０２を固定することで、封止部２０２の固定と、内管２００の第２のリード線１２６，１２７の口金５００への固定とを別々に行うことができ、金属蒸気放電ランプ１０を組立やすくすることができる。ホルダ１２には、その外周面に鍔形状の大径部１２ａが設けられ、大径部１２ａが口金５００の外管側の端部４０８に係止されている。なお、例えば、大径部１２ａの口金５００とは反対側（金属蒸気放電ランプ１０頂部側）に外管４００の開口部４０２を当接する等して、外管４００をホルダ１２に固定してもよい。
［変形例８］
内管２００の封止部２０２は、図１４に示すように、当該封止部２０２と外管４００との間に配置された鍔状部材１３によっても支持された状態で口金５００に固定されていても良い。鍔状部材１３は、外管４００の開口部４０２側から接着剤１１を流し込んだ場合、接着剤１１が放電管１００側に流れるのを防止するための部材であって、封止部２０２に外嵌されている。鍔状部材１３の略中央には、封止部２０２の形状に合わせた孔部１３ａが形成されている。孔部１３ａの形状は、封止部２０２をランプ軸Ｘと直交する面で切断したときの横断面の形状と略同一であって、鍔状部材１３は孔部１３ａ内に圧入されている。また、鍔状部材１３の外周面は外管４００の内面と接触している。鍔状部材１３と封止部２０２との間、および、鍔状部材１３と外管４００との間には隙間がほとんどなく、隙間から接着剤１１が漏れないようになっている。
［変形例９］
内管２００の封止部２０２は、図１５に示すように、接着剤を用いず、鍔状部材１３によって内管２００が支持された状態で、口金５００に固定されていても良い。さらに、口金５００内に設けられたクリップ（図示せず。）等の弾性のある金属部材によって内管２００が支持された状態で口金５００に固定されていても良い。これらの場合、内管２００と外管４００との間、または内管２００と口金５００との間の接着工程を省くことができる。
［その他］
本発明の保護部材は、保護部材と内管の外面との間に隙間を設けた状態で、外管に配置されている。そのため、実施例及び変形例以外にも、外管の閉塞部側から保護部材を管軸方向に見たとき、保護部材が内管先端部を覆うように形成できる。この形状を採用すると、放電管破損により内管が破損し、内管の一部分が飛散した場合でも、その破片は保護部材で留まる。その結果、外管先端部の破損を防止することができる。
【００４４】
なお、各変形例に記載されている保護部材の形状、外管の形状、固着方法については、各変形例毎に限定されるものではなく、適宜、夫々の組合せを選択することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明は、放電管、内管および外管を備えた、特に消費電力が１００Ｗ以下の低ワットタイプでコンパクトな三重管構造の金属蒸気放電ランプに利用できる。
【符号の説明】
【００４６】
１ 照明装置
１０ 金属蒸気放電ランプ
１００ 放電管
２００ 内管
２０３ 先端部
３００ 保護部材
４００ 外管
４０１ 閉塞部
４０２ 開口部
５００ 口金
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属蒸気放電ランプ及び照明装置に関し、特に、三重管構造ランプにおける管軸のずれの改良技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の金属蒸気放電ランプとして、例えば図１６（ａ）に示すように、放電管６０１が収納された内管６０２がさらに外管６０６で被覆された三重管構造のものがある。このような構造とすれば、放電管６０１の破裂により内管６０２が破損するようなことがあっても、それら破裂や破損によって生じた破片を外管６０６内に留めるため、安全性の向上が期待できる。特に三重管構造のコンパクトな金属蒸気放電ランプは、店舗などの商業施設の照明器具に用いられるため、ユーザー及びランプ・照明器具メーカともに安全性への関心は高いものがある。
【０００３】
さらに、特許文献１に挙げられるように、内管６０２の先端部６０３の外側であって外管６０６の内側に、内管６０２の外面で支持され、外管６０６の内面に当接する規制部材６０４を配置し、内管６０２と外管６０６とを相互に位置規制している。図１６（ｂ）は規制部材６０４の形状を示す斜視図である。規制部材６０４は、放電管６０１の破裂時に、内管６０２の先端部６０３が破損した場合の破片を、外管６０６の閉塞部６０７への到達前に受け止める効果がある。その結果、規制部材６０４には、放電管６０１が破裂したとしても、外管６０６の閉塞部６０７が破損するのを防止する防爆性も期待される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実用新案登録第３１４４８８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記規制部材６０４を有する三重管構成のランプを実際に製作すると、図１６（ａ）のＡ部に示すように、外管６０６と口金６０５とがずれたランプができてしまうことがある。その原因として、ランプの組立工程において、内管６０２と口金６０５とを固着する際、製造の誤差により、内管６０２の管軸ｙと口金６０５の中心軸ｘ（口金６０５の長手方向の中心軸）とが一致しない場合が挙げられる。このように内管６０２の管軸ｙが口金６０５の中心軸ｘに対して傾いてしまうと、内管６０２の外面で支持され、外管６０６の内面に当接する規制部材６０４の作用によって、外管６０６の管軸ｚも口金６０５の中心軸ｘに対して傾いてしまう。このような外管６０６の管軸ｚと口金６０５の中心軸ｘとの不一致が生じると、口金６０５を照明器具のソケット（不図示）に回転装着する際に、外管６０６を持ってランプ６００全体を管軸ｚ回りに回転させても、口金６０５が中心軸ｘ回りに回転しないため、ランプ装着時における操作性が低下する。
【０００６】
本発明は、放電管破裂時における、外管の閉塞部の破損を効果的に防止しつつ、外管の管軸と口金の中心軸との傾きを少なくすることのできる金属蒸気放電ランプ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】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明に係る金属蒸気放電ランプは、一端に開口部を有し他端に閉塞部を有する外管と、前記外管の開口部に取り付けられた口金と、一端に形成された封止部が前記口金と固定された状態で、他端である先端部が前記閉塞部側に位置するように前記外管内に配置された内管と、前記内管内に収納された放電管と、少なくとも一部が前記外管の内側かつ前記内管の先端部の外側に位置し、前記内管の外面との間に隙間を設け前記外管の内面と接触した状態で配置された保護部材と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る金属蒸気放電ランプは、保護部材の少なくとも一部が外管の内側かつ内管の先端部の外側に位置するため、放電管が破裂したとしても、外管の閉塞部が破損するのを防止することができる。
また、本発明に係る金属蒸気放電ランプは、外管内に配置された保護部材と内管の外面との間に隙間を有する。したがって、外管と保護部材は接触しているが、内管と保護部材は接触しない、若しくは内管への軸規制をしないレベルで当接している状態なので、内管が多少傾いても、保護部材に接触しない範囲であれば、外管と口金との固着の位置は、内管の位置ずれによる影響を受けない。その結果、内管の管軸が口金の軸と一致していない場合でも、外管の管軸と口金の中心軸との傾きを少なくできる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一態様に係る照明装置を示す一部破断側面図
【図２】本発明の一態様に係る金属蒸気放電ランプの放電管を示す断面図
【図３】本発明の一態様に係る金属蒸気放電ランプを示す一部破断側面図
【図４】本発明の一態様に係る金属蒸気放電ランプの保護部材を示す斜視図
【図５】本発明の一態様に係る保護部材を説明するための図
【図６】本発明の一態様に係る金属蒸気放電ランプの組み立て方法を示す図
【図７】変形例１に係る保護部材を説明するための図
【図８】変形例２に係る保護部材を説明するための図
【図９】変形例３に係る保護部材を説明するための図
【図１０】変形例４に係る保護部材を説明するための図
【図１１】変形例５に係る保護部材を説明するための図
【図１２】変形例６に係る保護部材を説明するための図
【図１３】変形例７に係る金属蒸気放電ランプを説明するための図
【図１４】変形例８に係る金属蒸気放電ランプを説明するための図
【図１５】変形例９に係る金属蒸気放電ランプを説明するための図
【図１６】従来の一態様に係る金属蒸気放電ランプを示す図であって、（ａ）は金属蒸気放電ランプを示す一部破断側面図、（ｂ）は従来の規制部材の形状を示す斜視図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本実施の形態に係る金属蒸気放電ランプおよび照明装置について、図面を参照しながら説明する。なお、各図面における部材の縮尺は実際のものとは異なる。また、本発明において、数値範囲を示す符号「〜」は、その両端の数値を含む。
【００１１】
［照明装置］
図１は、本発明の一態様に係る照明装置を示す一部破断側面図である。図１に示すように、本発明の一態様に係る照明装置１は、スポットライト照明装置であって、金属蒸気放電ランプ１０と、当該ランプ１０が内部に配置された照明器具２０とを備える。
【００１２】
金属蒸気放電ランプ１０は、放電管１００、内管２００、保護部材３００、外管４００及び口金５００を備える３重管構造の金属蒸気放電ランプである。その詳細については後述する。
【００１３】
照明器具２０は、金属蒸気放電ランプ１０から発せられた光を前方に反射させる凹状の反射面２１を有する反射鏡２２と、当該反射鏡２２内に組み込まれたランプ装着用のソケット２３と、壁や天井に反射鏡２２を取着するための取着具２４とを備える。
【００１４】
反射鏡２２は、前面に設けられた光取り出し用の開口部２５が、ガラス板等のカバーによって塞がれておらず、開放状態である。この構成の金属蒸気放電ランプ１０は放熱性に優れているが、放電管１００の破裂により内管２００および外管４００が破損した場合、それら破裂や破損によって生じた破片が照明器具２０の外部へと飛散するおそれがある。したがって、照明器具２０には、外管４００が破損し難い金属蒸気放電ランプ１０を取り付けることが好ましい。
【００１５】
ソケット２３は、供給線２６を介して壁や天井に埋め込まれた点灯装置（不図示）と電気的に接続されており、ソケット２３に金属蒸気放電ランプ１０の口金５００を挿着すれば安定器から金属蒸気放電ランプ１０に電力が供給される。
【００１６】
取着具２４は、壁や天井に回動自在に取り付けられたアーム２７を有し、当該アーム２７の先端には反射鏡２２が回動自在に軸着されている。照明装置１から放射される光の向きは、アーム２７または反射鏡２２を回動させることにより調節可能である。なお、本発明に係る照明装置は、スポットライト照明装置に限定されず、他の用途の照明装置であっても良い。
【００１７】
［金属蒸気放電ランプ］
図２は金属蒸気放電ランプに収納されている放電管を示す断面図である。
図２に示すように、放電管１００は、内部に気密封止された放電空間１０１を有する本管部１０２と、当該本管部１０２から放電管１００の管軸（金属蒸気放電ランプ１０の長手方向の中心軸であるランプ軸Ｘと一致している）方向両側に延出するように配置された細管部１０３，１０４と、本管部１０２と細管部１０３，１０４との隙間を埋める接合部１０５，１０６とからなる外囲器１０７を有している。
【００１８】
外囲器１０７は、例えばアルミナセラミックで形成された焼き嵌め型である。なお、外囲器１０７は、アルミナセラミックで形成されたものに限定されず、その他の透光性セラミック（例えば、希土類アルミナガーネットセラミックなど）、石英ガラス等で形成されていても良い。また、図面において、放電管１００は、本管部１０２、細管部１０３，１０４および接合部１０５，１０６を接合して形成した焼き嵌めタイプであるが、本管部１０２、細管部１０３，１０４および接合部１０５，１０６が一体的に成形された一体型でもよい。また、複数の部材を接合して本管部１０２を形成してもよい。
【００１９】
放電空間１０１内には、発光物質である金属ハロゲン化物、始動補助ガスである希ガス、および、緩衝ガスである水銀がそれぞれ所定量封入されている。金属ハロゲン化物としては、例えば、ヨウ化ナトリウム、ヨウ化ジスプロシウム、ヨウ化ホルミウム、ヨウ化ツリウム、ヨウ化タリウム、ヨウ化セリウム、ヨウ化カルシウム、ヨウ化リチウム、ヨウ化インジウム、ヨウ化スカンジウム等が用いられる。なお、金属ハロゲン化物は、発光色により適宜決定される。
【００２０】
放電管１００は、先端部が本管部１０２の放電空間１０１内で互いに対向し、基端部が細管部１０３，１０４に挿入された一対の電極１０８，１０９を有する。
電極１０８，１０９は、電極棒１１０，１１１と、当該電極棒１１０，１１１の先端部（放電空間１０１内で互いに対向する側の端部）に設けられた電極コイル１１２，１１３とを有する。電極１０８，１０９の他端部は、細管部１０３，１０４内において給電体１１４，１１５の一端部と接合されており、給電体１１４，１１５は、細管部１０３，１０４内に流し込まれたフリットからなるシール材１１６，１１７によって封着されている。
【００２１】
図３は、本発明の一態様に係る金属蒸気放電ランプを示す一部破断側面図である。給電体１１４，１１５は、電力供給線１１８，１１９および金属箔１２０，１２１および外部リード線１２２，１２３を介して、口金５００のシェル部５０２およびアイレット部５０３とそれぞれ電気的に接続されている。導入線１２２，１２３は、例えば、モリブデン製で径が０．７［ｍｍ］の第１外部リード線１２４，１２５と、ニッケル製で径が０．６［ｍｍ］の第２外部リード線１２６，１２７との継線であり、第１外部リード線１２４，１２５は金属箔１２０，１２１と接続され、第２外部リード線１２６，１２７は口金５００と接続されている。ニッケル等の金属線は弾性を有するためリード線と口金の接続や光中心位置合わせ等の作業性が向上する。
【００２２】
一方の電力供給線１１８は、他方の電力供給線１１９および当該電力供給線１１９に接続された給電体１１５と対向する部分が、例えば石英ガラスなどからなるスリーブ１２８で被覆されている。このような構成とすれば、ランプ寿命末期に放電管１００でリークが生じたとしても、反対極性となる部材間で生じる放電によって想定外の大きな電流が流れ続けることを抑制する効果がある。これにより点灯装置が損傷するなどの不具合を未然に防止することができる。
【００２３】
内管２００は、例えば、封止部２０２、先端部２０３および中間部２０５からなる片封止型の気密容器である。封止部２０２は、例えばピンチシール法による圧潰封止で形成されており、内管２００の口金側端部を構成している。封止部２０２には、電力供給線１１８，１１９の一端部と、金属箔１２０，１２１の全体と、導入線１２２，１２３の一端部とが封止されている。先端部２０３は、内管２００の口金５００とは反対側の端部を構成しており、外管４００の閉塞部４０１と対向している。
【００２４】
先端部２０３には、内管２００内を真空引きする際に用いた排気管の残部であるチップオフ部分２０１が存在している。内管２００内を真空引きすることによって、給電体１１４，１１５や電力供給線１１８，１１９等の金属部材が高温にさらされ酸化するのを防止することができる。なお、内管２００内を真空にする代わりに、前記内管２００内に窒素等の不活性ガスを充満させることによっても、金属部材が酸化するのを防止することができる。
【００２５】
先端部２０３は、例えば略半球状や平坦形状である場合において、中間部２０５の外径は１３[ｍｍ]〜１７[ｍｍ]、肉厚は１［ｍｍ］〜２[ｍｍ]である。内管２００は、中間部２０５が例えば略円筒状であって、当該中間部２０５内に放電管１００の外囲器１０７が配置されている。なお、中間部２０５の形状は略円筒状に限定されず、多角形や楕円の筒状等円筒以外の筒状であっても良い。また、中間部２０５の内径および外径は必ずしも内管２００の管軸方向に沿って均一である必要はなく、例えば放電管１００の本管部１０２に相当する位置の内径および外径が、それ以外の位置の内径および外径よりも大きくなっているような形状、すなわち一部に膨出部を有する中膨形状であっても良い。これにより、放電管１００の温度が過度に上昇することを抑制することができる。
【００２６】
内管２００は、例えば石英ガラスで形成されている。なお、内管２００は、石英ガラスで形成されたものに限定されず、アルミナセラミック等の透光性セラミック、硬質ガラス等で形成されていても良い。内管２００の口金５００側は、口金５００、若しくは外管４００と例えばセメント（図示せず）等の固着剤により結合されている。内管２００と外管４００の隙間ｄは、平均で１［ｍｍ］〜３［ｍｍ］になるよう設計されていることが好ましい。
【００２７】
外管４００は、開口部（ネック部）４０２と、閉塞部４０１と、それら開口部４０２および閉塞部４０１の間の中間部４０３とで構成される有底筒状であって、放電管１００の破裂によって内管２００が破損した場合に、それら破裂や破損で生じた破片が飛散するのを防止する役割を果たす。したがって、図１に示すような開口部２５がカバーで塞がれていない照明器具２０に使用しても破片が飛散しない。なお、閉塞部４０１は、略半球状、若しくは平坦形状が好ましい。また、必ずしも同一部材で閉塞する必要はなく、例えば金属やセラミック等の別部材を用いて閉塞しても良い。
【００２８】
中間部４０３は、金属蒸気放電ランプ１０のコンパクト性を確保するために、内管２００の中間部２０５と同じ略円筒状であることが好ましい。また、外管４００の中間部４０３の内面と内管２００の中間部２０５の外面との隙間は、外管４００の管軸（ランプ軸Ｘと一致している）と直交する方向において略均一であることが好ましい。組立工程において外管４００を内管２００に被せる際のクリアランスを確保するためには、前記隙間が平均で１［ｍｍ］〜３［ｍｍ］になるよう設計されていることが好ましい。
【００２９】
なお、中間部４０３の形状は略円筒状に限定されず、多角形や楕円の筒状等円筒以外の筒状であっても良い。また、中間部４０３の内径および外径は必ずしも外管の管軸方向に沿って均一である必要はなく、例えば放電管１００の本管部１０２に相当する位置の内径および外径が、それ以外の位置の内径および外径よりも大きくなっているような形状、すなわち一部に膨出部を有する中膨形状であっても良い。膨出部を設けることにより放電管からの熱による外管の温度上昇を低減することで、硬質ガラスの歪点からの裕度ができて適合する照明器具２０の選択の幅を広げることができる。さらに、放電管破損時の安全性も向上する。その場合、前記隙間が最大で５［ｍｍ］になるよう設計されていることが好ましい。
【００３０】
さらに構成として外管４００の落下防止のため、開口部４０２付近に内側凸部を設け、口金５００に例えば、溝形状の被係合部を設けても良い。その場合、無機接着剤等の接着剤を介している場合であっても良い。また、口金５００に被係合部を設けていない場合は、外管４００の内側に凸部（図示せず）を設け、その凸部と口金５００との間に接着剤を配することで係合されていても良い。外管４００は、例えば硬質ガラスで形成されている。なお、外管４００は、硬質ガラスで形成されたものに限定されず、アルミナセラミック等の透光性セラミック、石英ガラス等で形成されていても良い。
【００３１】
コンパクトな照明器具への適合に関して、外管４００の寸法については、封止部２０２付近のネック部の外径が２３［ｍｍ］以下、最大外径が２７［ｍｍ］以下が好ましい。更に、ランプのネック部の外径も上記の様に小さいと、器具の反射鏡ネック部の開口径を小さくすることで可能となるため、器具の反射効率を高めることができる。
【００３２】
外管４００は、口金５００に、例えばセメント等の接着剤（図示せず）を用いて固着されている。外管４００の内部は、後述する口金５００の通気孔（図示せず）を介して外管３００の内部と外部とが連通した大気状態とされていても良いし、通気孔（図示せず）を塞ぐことで減圧状態にされていても良いし、不活性ガスが充満されていても良い。金属蒸気放電ランプ１０は、外管中間部４０３の最大外径は２０［ｍｍ］〜２７［ｍｍ］、ネック部の外径は２０［ｍｍ］〜２３［ｍｍ］、外管中間部の肉厚は１［ｍｍ］〜２［ｍｍ］が好ましい。
【００３３】
図４は、保護部材３００の一例を示す斜視図である。保護部材３００は、従来の規制部材に替えて用いるものであり、規制部材と異なり、内管２００の管軸ｙと外管４００の管軸ｚとを規制する機能を持たず、防爆性能のみを持つ。このため、部材名を保護部材とした。
保護部材３００は、図４にみられるように、円盤型の板状部３０１を有すると共に、板状部３０１の外周部３０２に沿って、等間隔に４つのＬ字型の爪３０３〜３０６が延設されている。なお、図４に示す保護部材３００は、板状部３０１と爪３０３〜３０６とを一枚の板材から折り曲げ加工により作製しているが、爪３０３〜３０６と板状部３０１とを別に作製し、これらを板状部３０１の外周部３０２に対して溶接もしくはかしめることにより固定させてもよい。保護部材３００の材質は弾性を有するものに加え、金属蒸気放電ランプ１０の点灯時の発熱に耐えられるよう、２００［℃］、好ましくは３００［℃］の耐熱性を持つものが望ましい。
例えば保護部材３００は、弾性および耐熱性の観点からアルミニウム、ステンレス等の金属で、０．１［ｍｍ］〜０．５［ｍｍ］の厚みが好ましい。
図５は、図２における外管閉塞部４０１付近の拡大図であり、外管４００、保護部材３００、及び内管２００との位置関係を示す断面図である。板状部３０１の外径は外管４００の内径よりも小さく、爪３０３〜３０６を含む保護部材３００の最大外径は、外管４００の内径よりも大きい。そのため、保護部材３００が外管４００に挿入される際、爪３０３〜３０６は縮径する一方、弾性による復元力のため、外管４００内面に向かって押圧が生じ、その結果、保護部材３００は外管４００の内面に設置される。
【００３４】
この場合、図５に示すように、ランプ軸Ｘ方向における保護部材３００の位置を調整することにより、保護部材３００の少なくとも一部を、外管４００の内側であって、前記内管２００の先端部２０３の外側に位置するように配置する。
【００３５】
この状態において、保護部材３００は、外管４００の内面に接触しているが、内管２００の外面には接触していない。すなわち、保護部材３００が内管２００の外面との間に隙間を設けた状態で配置されている。放電管１００破損時の外管閉塞部４０１への内管２００破損時の破片の飛散について、保護部材３００を設けない場合は、破損した直後における封入ガスの拡散速度の方が破片の速度よりも大きいため、封入ガスのほうが外管４００に先に到達し、外管４００の内面に跳ね返ってきたガスにより飛散破片が押し戻され、これにより破片の速度低下が生じる。前記隙間が小さすぎる場合は、破片の速度低下は十分とならず、防爆効果は低い。逆に隙間が大きすぎる場合はランプ全体の寸法形状が大きくなり、コンパクト性に欠ける。
【００３６】
しかし、保護部材３００を設ける事により、内管２００のチップオフ部分２０１と板状部３０１との隙間における内管２００の管軸方向の距離である距離２０４は１０［ｍｍ］以下、同様に外管４００の閉塞部４０１の内面と保護部材３００の板状部３０１との、保護部材３００の板状部３０１に対する垂直距離である距離４０６は１０［ｍｍ］以下となり、コンパクト性も確保することができる。
【００３７】
上述のように、金属蒸気放電ランプ１０では、保護部材３００は、内管２００の外面との間に隙間を設けた状態、若しくは内管２００の軸規制をしないレベルで当接した状態で、外管４００の内面に取り付けられている。すなわち、保護部材３００は、内管２００の管軸ｙと外管の管軸ｚを規制していない。このため、内管２００が外管４００及び口金５００に収納される空間の範囲内で内管２００の管軸ｙに傾きがあっても、外管４００を口金５００に結合させることができる。したがって、外管４００の管軸ｚと口金５００の中心軸ｘとのずれを少なくできる。
また、保護部材３００は、外管４００の内側であって、内管２００のチップオフ部分２０１の外側に位置するよう配置される。そのため、放電管１００の破裂時に内管２００が破損した場合でも、保護部材３００は、外管４００の破損を防ぎやすくなる。
図５に示すように、保護部材３００は、その全部が外管４００の閉塞部４０１の内側であって、内管２００の先端部２０３の外側に位置している。この構成では、内管２００の先端部２０３と保護部材３００との間の距離が大きいので、放電管１００の破裂時の外管４００の破損防止効果もさらに期待できる。なお、保護部材３００は、必ずしもその全体が先端部２０３の外側に位置している必要はなく、一部のみが先端部２０３の外側に位置している構成であっても良い。
［金属蒸気放電ランプの製造方法］
金属蒸気放電ランプ１０の製造方法を以下に説明する。
【００３８】
まず、図６の（ａ）に示すように、放電管１００を収納した内管２００と口金５００とを準備し、内管２００の封止部２０２と口金５００の放電管１００側の部分との少なくとも一方に接着剤（例えば無機接着剤等）を塗布した後、両者を接合する。これにより、図６の（ｂ）に示すように、内管２００が口金５００に取着されることになる。次に、図６（ｃ）に示すように、保護部材３００を外管４００内に配置する。保護部材３００の外管４００内への挿入・配置方法については上述した通りである。次いで、保護部材３００を設置した外管４００と口金５００が取着された内管２００とを準備し、口金５００の放電管１００側にある接着部５０４と外管４００の開口部４０２との少なくとも一方に接着剤（例えば無機接着剤等）を塗布した後、内管２００を外管４００内に相対的に挿入する。内管２００、外管４００それぞれと口金５００とを固着する接着剤は、金属蒸気放電ランプ１０の点灯時の発熱に耐えられるよう、２００［℃］、寿命末期等の内管２００内での異常放電時の安全性を考慮すると好ましくは８００［℃］の耐熱性を持つものが望ましい。なお、本実施例の口金５００では、エジソンベースのものを示したが、スワン式であっても構わない。
［変形例］
以上、本発明に係る金属蒸気放電ランプおよび照明装置を実施の形態に基づいて具体的に説明してきたが、本発明に係る金属蒸気放電ランプおよび照明装置は、上記の実施の形態に限定されないことはいうまでもない。
［変形例１］
図７は保護部材３１０の形状を示す斜視図である。保護部材３１０は、正八角形型の板状部３１１に、板状部３１１の外周部３１２に沿って、等間隔に４つのＬ字型の爪３１３〜３１６が延設されている。なお、これらの爪３１３〜３１６は板状部３１１とは別に製作されたものを、板状部３１１の外周部３１２に対して溶接もしくはかしめることにより固定させてもよい。
この変形例１における保護部材３１０の板状部３１１は正八角形型であるが、板状部については円盤型、正八角形型にこだわらず、楕円型や他の多角形型をとることができる。爪３１３〜３１６の形、数、それぞれの爪の配置についても制限は無く、任意に選択できる。
また、多角形であることで、板状部と爪とを一枚の板材で形成する場合、爪が板状部の辺上に位置していれば、図４に示す実施例と比べて爪を折り曲げて形成しやすい等の効果がある。
［変形例２］
図８は変形例２に係る外管４００、保護部材３２０、及び内管２００との位置関係を示す断面図である。図に示すように、外管４００の閉塞部４０１の最端部より多少開口部４０２寄りの部位に径方向に対向して内方に突出した突部４０４、４０５を形成している。
保護部材３２０は弾性を有する材料で構成した円盤状とし、弾性変形により前記突部４０４、４０５を乗り越えて、外管４００の先端部へ嵌め入れることにより、内管２００の外面と外管４００の内面との間の隙間であり、かつ外管４００の内面と接触した状態で配置することができる。このように、突部４０４、４０５によって保護部材３２０を保持する構造でも実施できる。この構成により、接着剤や、保護部材にツメを設けることによる固着をする必要がないため、材料コストの削減やランプ作製時の作業性の向上を図ることができる。
［変形例３］
図９（ａ）は変形例３に係る外管４００、保護部材３３０、及び内管２００との位置関係を示す断面図である。外管４００の閉塞部は半球形状である。
図９（ｂ）は保護部材３３０の形状を示す斜視図である。図にみられるように、保護部材３３０は半球形状であり、弾性を有する材料で構成する。この半球状の保護部材３３０を外管４００の先端部へ圧入し、弾性による復元力で外管４００の内面を押圧して固定するようにしたのが変形例３である。なお、保護部材３３０は半球状の空間３３１を有しているので、内管２００のチップオフ部分２０１と保護部材３３０の頂部までに距離を大きくとることができ、その分、放電管破損時の飛散破片が保護部材３３０に到達するまでの飛散破片の速度低下が大きく、一層の防爆効果が期待できる。
［変形例４］
図１０（ａ）は、変形例４に係る外管４００、保護部材３４０、および内管２００の位置関係を示す断面図である。保護部材３４０は、図１０（ｂ）に示すように複数の金属線３４１・・・３４２・・・をメッシュ状に組み合わせたもので、円形の輪郭を有する。この保護部材３４０を外管４００の先端部へ挿入し、接着剤で外管４００の内壁に固定している。
【００３９】
保護部材３４０がメッシュ状であるので、金属線３４１、３４２の隙間から出射光が漏れることができるので、照明装置において輝度低下が起こり難い。さらに、板状金属で構成した場合よりも保護部材の質量は小さくなるため、ランプの軽量化が可能となる。
［変形例５］
保護部材としては、図１１に示す保護部材３５０のように、外管４００の頂部に接着剤４０７で接着した構成としても良い。
【００４０】
この構成により、接着剤が衝撃吸収材の役割を果たすため十分な安全性を確保すると同時に、保護部材３５０を固着しているため、ランプ点灯時に保護部材３５０が振動することはなく、異音の発生等の不具合を抑制することができる。
【００４１】
また、接着剤だけを外管閉塞部の内側に配置（塗布）して、保護部材としての役割をすることも可能である。
なお、図１１では、外管の先端部が平面形状となっているが、保護部材を同様に平面形状にした場合、接触面積を確保し易いため接着剤での固着作業性の向上を図ることができる。但し、外管の先端部の形状は、平坦形状に限定されず、例えば半球形状のものでも良い。
［変形例６］
保護部材の形状は、図１２に示す保護部材３６０のように十文字形状としても良い。
【００４２】
この構成により、円盤形状のものに比べて、中央部が凹みやすく、衝撃を吸収しやすいため、十分な安全性を確保することができる。
［変形例７］
内管２００は、図１３に示すように、口金５００内に設けたホルダ１２で封止部２０２を保持することにより口金５００に固定されていても良い。ホルダ１２には封止部２０２の形状にあわせた差込口（不図示）が設けられており、その差込口に封止部２０２の先端を差し込むことによって、封止部２０２は口金５００に固定される。
【００４３】
この場合、ホルダ１２を口金５００に固定する前にホルダ１２に封止部２０２を固定することで、封止部２０２の固定と、内管２００の第２のリード線１２６，１２７の口金５００への固定とを別々に行うことができ、金属蒸気放電ランプ１０を組立やすくすることができる。ホルダ１２には、その外周面に鍔形状の大径部１２ａが設けられ、大径部１２ａが口金５００の外管側の端部４０８に係止されている。なお、例えば、大径部１２ａの口金５００とは反対側（金属蒸気放電ランプ１０頂部側）に外管４００の開口部４０２を当接する等して、外管４００をホルダ１２に固定してもよい。
［変形例８］
内管２００の封止部２０２は、図１４に示すように、当該封止部２０２と外管４００との間に配置された鍔状部材１３によっても支持された状態で口金５００に固定されていても良い。鍔状部材１３は、外管４００の開口部４０２側から接着剤１１を流し込んだ場合、接着剤１１が放電管１００側に流れるのを防止するための部材であって、封止部２０２に外嵌されている。鍔状部材１３の略中央には、封止部２０２の形状に合わせた孔部１３ａが形成されている。孔部１３ａの形状は、封止部２０２をランプ軸Ｘと直交する面で切断したときの横断面の形状と略同一であって、鍔状部材１３は孔部１３ａ内に圧入されている。また、鍔状部材１３の外周面は外管４００の内面と接触している。鍔状部材１３と封止部２０２との間、および、鍔状部材１３と外管４００との間には隙間がほとんどなく、隙間から接着剤１１が漏れないようになっている。
［変形例９］
内管２００の封止部２０２は、図１５に示すように、接着剤を用いず、鍔状部材１３によって内管２００が支持された状態で、口金５００に固定されていても良い。さらに、口金５００内に設けられたクリップ（図示せず。）等の弾性のある金属部材によって内管２００が支持された状態で口金５００に固定されていても良い。これらの場合、内管２００と外管４００との間、または内管２００と口金５００との間の接着工程を省くことができる。
［その他］
本発明の保護部材は、保護部材と内管の外面との間に隙間を設けた状態で、外管に配置されている。そのため、実施例及び変形例以外にも、外管の閉塞部側から保護部材を管軸方向に見たとき、保護部材が内管先端部を覆うように形成できる。この形状を採用すると、放電管破損により内管が破損し、内管の一部分が飛散した場合でも、その破片は保護部材で留まる。その結果、外管先端部の破損を防止することができる。
【００４４】
なお、各変形例に記載されている保護部材の形状、外管の形状、固着方法については、各変形例毎に限定されるものではなく、適宜、夫々の組合せを選択することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明は、放電管、内管および外管を備えた、特に消費電力が１００Ｗ以下の低ワットタイプでコンパクトな三重管構造の金属蒸気放電ランプに利用できる。
【符号の説明】
【００４６】
１ 照明装置
１０ 金属蒸気放電ランプ
１００ 放電管
２００ 内管
２０３ 先端部
３００ 保護部材
４００ 外管
４０１ 閉塞部
４０２ 開口部
５００ 口金
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端に開口部を有し他端に閉塞部を有する外管と、
前記外管の開口部に取り付けられた口金と、
前記外管内に配置され、一端に形成された封止部が前記口金と固定された状態で、他端である先端部が前記閉塞部側に位置するように取り付けられている内管と、
前記内管内に収納された放電管と、
少なくとも一部が前記外管の内側かつ前記内管の先端部の外側に位置し、前記内管の外面との間に隙間を設け前記外管の内面と接触した状態で配置された保護部材と、
を備えることを特徴とする金属蒸気放電ランプ。
【請求項２】
前記保護部材は、その全部が前記外管の内側かつ前記内管の先端部の外側に位置する
ことを特徴とする請求項１に記載の金属蒸気放電ランプ。
【請求項３】
前記保護部材は、少なくとも一部が弾性を有し、当該一部を弾性変形させた状態で前記外管内に配置され、前記一部による押圧力により前記外管の内面に取り付けられている
ことを特徴とする請求項１に記載の金属蒸気放電ランプ。
【請求項４】
前記保護部材は、接着剤により前記外管の内面に固着されている
ことを特徴とする請求項１に記載の金属蒸気放電ランプ。
【請求項５】
前記保護部材は、その一部を前記外管の内側に設けられた係合部と係合させることにより前記外管の内面に固定されている
ことを特徴とする請求項１に記載の金属蒸気放電ランプ。
【請求項６】
前記保護部材は、前記外管の閉塞部側から管軸方向に見たとき、内管先端部を覆うように形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の金属蒸気放電ランプ。
【請求項７】
前記保護部材は、２００［℃］の耐熱性のある材料で構成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の金属蒸気放電ランプ。
【請求項８】
前記保護部材は、弾性を有する材料で構成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の金属蒸気放電ランプ。
【請求項１】
一端に開口部を有し他端に閉塞部を有する外管と、
前記外管の開口部に取り付けられた口金と、
前記外管内に配置され、一端に形成された封止部が前記口金と固定された状態で、他端である先端部が前記閉塞部側に位置するように取り付けられている内管と、
前記内管内に収納された放電管と、
少なくとも一部が前記外管の内側かつ前記内管の先端部の外側に位置し、前記内管の外面との間に隙間を設け前記外管の内面と接触した状態で配置された保護部材と、
を備えることを特徴とする金属蒸気放電ランプ。
【請求項２】
前記保護部材は、その全部が前記外管の内側かつ前記内管の先端部の外側に位置する
ことを特徴とする請求項１に記載の金属蒸気放電ランプ。
【請求項３】
前記保護部材は、少なくとも一部が弾性を有し、当該一部を弾性変形させた状態で前記外管内に配置され、前記一部による押圧力により前記外管の内面に取り付けられている
ことを特徴とする請求項１に記載の金属蒸気放電ランプ。
【請求項４】
前記保護部材は、接着剤により前記外管の内面に固着されている
ことを特徴とする請求項１に記載の金属蒸気放電ランプ。
【請求項５】
前記保護部材は、その一部を前記外管の内側に設けられた係合部と係合させることにより前記外管の内面に固定されている
ことを特徴とする請求項１に記載の金属蒸気放電ランプ。
【請求項６】
前記保護部材は、前記外管の閉塞部側から管軸方向に見たとき、内管先端部を覆うように形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の金属蒸気放電ランプ。
【請求項７】
前記保護部材は、２００［℃］の耐熱性のある材料で構成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の金属蒸気放電ランプ。
【請求項８】
前記保護部材は、弾性を有する材料で構成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の金属蒸気放電ランプ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１２−４３５８９（Ｐ２０１２−４３５８９Ａ）
【公開日】平成２４年３月１日（２０１２．３．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１８２５９４（Ｐ２０１０−１８２５９４）
【出願日】平成２２年８月１７日（２０１０．８．１７）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月１日（２０１２．３．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月１７日（２０１０．８．１７）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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