JPH07220685A

JPH07220685A - 反射形放電灯およびその点灯装置

Info

Publication number: JPH07220685A
Application number: JP6009723A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Takita; 和雄瀧田; Shinji Inukai; 伸治犬飼; Atsushi Matsuura; 淳松浦; Hisanori Sano; 久則佐野; Shigehisa Kawazuru; 滋久川鶴
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 1994-01-31
Filing date: 1994-01-31
Publication date: 1995-08-18

Abstract

(57)【要約】【目的】発光管の封止部の温度上昇を抑止し、発光管の
リークや早期黒化を防止することができる反射形放電灯
およびその点灯装置を提供する。【構成】バルブ２内に一対の電極４を設けるとともにこ
のバルブの片側端部に封止部３を形成した発光管１と、
この発光管を収容し、焦点Ｆを有する反射体１２の内面
に反射面２５を形成し、かつ前面開口部をガラス１５で
閉塞した反射形外囲器１０と、を備えた反射形放電灯に
おいて、上記発光管１は上記片側封止部３を上記反射形
外囲容器１０の上記焦点Ｆの位置に設置したことを特徴
とする。【作用】発光管の封止部を反射形外囲器の焦点に配置し
たから、封止部が外囲器内の熱の集まる場所から外れた
場所になり、封止部の温度上昇を抑止することができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、小形放電灯を反射形外
囲器に収容して構成した反射形放電灯およびその点灯装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近、高圧金属蒸気放電灯の小形化およ
び低ワット化が進み、その用途の拡大が図られている。
例えば、店舗照明用器具として、メタルハライドランプ
の発光管を小形化および低ワット化し、この発光管を反
射形外囲器に収容し、発光管から放射される光を上記反
射形外囲器により反射して前方を照射するようにした反
射形放電灯が開発されており、このような反射形放電灯
は、店舗の天井面に設置されて陳列されている商品を照
明し、例えばダウンライトとして用いられる。

【０００３】このような反射形放電灯の光源としてメタ
ルハライドランプを用いた場合は、本来、メタルハライ
ドランプは発光効率が高く、色温度が低く、しかも演色
性に優れたランプであるため、上記のような店舗照明に
使用すれば商品の色の再現性に優れるなどの利点があ
る。

【０００４】このような反射形放電灯の従来の構造を図
５にもとづき説明する。図５において、１は光源として
用いられる片封止構造の小形メタルハライドランプの発
光管を示し、この発光管１は石英ガラスにより形成され
たバルブ２の一端に圧潰封止部３を形成してあり、この
封止部３に一対の電極４、４を封装してある。一対の電
極４、４は発光管１内で所定の電極間距離を存して互い
に対向されている。電極４、４は上記圧潰封止部３に封
着されたモリブデンからなる金属箔導体７、７に接続さ
れており、これら金属箔導体７、７は外部リード線８、
８に接続されている。外部リード線８、８は圧潰封止部
３の端面から導き出されている。

【０００５】このような発光管２は反射形外囲器１０に
収容されている。反射形外囲器１０は、反射体１２と、
この反射体１２の前面開口部を気密に閉塞した前面ガラ
ス１５と、反射体１２の背面に被着された口金１８とで
構成されている。

【０００６】反射体１２は、例えば硬質ガラスからな
り、焦点Ｆを有する回転曲線、例えば回転放物面をなし
ており、内面にはアルミ蒸着膜などからなる反射膜２５
が形成されている。この反射体１２の前面開口部には前
面ガラス１５が気密に接合されており、この反射形外囲
器１０の内部を気密空間に保っている。そして、この反
射形外囲器１０内は真空の雰囲気に保たれている。

【０００７】そして、従来の場合、図に示すように、一
対の電極４、４間に形成される発光中心Ｏが反射形外囲
器１０の焦点Ｆの位置またはその近傍に位置するように
して発光管１を反射形外囲器１０に収容してある。な
お、図５において、図１および図２に示す実施例と同一
の構造をなす部材は同一番号を付して説明を省略する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の構造の場合、発光管１の発光中心Ｏが反射形
外囲器１０の焦点Ｆの位置またはその近傍に配置されて
おり、このため発光管１の片側封止部３は反射体１２の
奥部、すなわち閉塞壁２３に近い箇所に設置されてい
た。このような封止部３の位置は、反射体１２の奥まっ
た位置であるから熱がこもりやすく、また凹部２２の内
面または外面に形成された反射面により反射された熱が
集まりやすいので、封止部３の温度が上昇する。

【０００９】金属蒸気放電灯の場合、発光管の温度をあ
る程度高くしないと封入金属が十分に蒸発されず、蒸気
圧が不足することがあり、このため封止部３の温度をあ
る程度高く保つ工夫をしたものもあるが、逆に封止部３
の温度が高くなり過ぎると発光管全体の温度が高くなり
過ぎ、封入してある封入金属、例えばナトリウムＮａの
拡散が大きくなってナトリウムの抜けが生じたり、金属
箔導体７、７が酸化したり、これら金属箔導体７、７の
封着部からリークしたり、電極物質の飛散により黒化が
発生するなどの不具合がある。

【００１０】本発明はこのような事情にもとづきなされ
たもので、その目的とするところは、発光管の封止部の
温度上昇を抑止し、リークや早期黒化を防止することが
できる反射形放電灯およびその点灯装置を提供しようと
するものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、バル
ブ内に一対の電極を設けるとともにこのバルブの片側端
部に封止部を形成した発光管と、この発光管を収容し、
焦点を有する反射体の内面に反射面を形成し、かつ前面
開口部をガラスで閉塞した反射形外囲器と、を備えた反
射形放電灯において、上記発光管は上記片側封止部を上
記反射形外囲容器の上記焦点の位置に設置したことを特
徴とする。

【００１２】請求項２の発明は、上記発光管は、内部に
少なくともナトリウムを含む金属ハロゲン化物を封入し
てあることを特徴とする。請求項３の発明は、上記反射
形外囲器の前面ガラスに、前方に向かう光の配光を制御
する制光部を設けたことを特徴とする。

【００１３】請求項４の発明は、上記制光部は、前方に
向かう光を拡散させる拡散部であることを特徴とする。
請求項５の発明は、上記請求項１ないし請求項４のいず
れかに記載の反射形放電灯と、この放電灯を点灯させる
点灯回路と、を備えたこと特徴とする。

【００１４】

【作用】請求項１の発明によれば、発光管の封止部を反
射形外囲器の焦点位置に配置したから、封止部の位置が
熱のこもる反射形外囲器の奥から外れた位置になるばか
りでなく、反射面により反射される熱が集まる箇所から
外れるようになり、よって封止部の過度な温度上昇を抑
止することができる。

【００１５】請求項２の発明によれば、発光金属として
ナトリウムを含む金属ハロゲン化物を封入してある発光
管の場合は、特に封止部の温度上昇が抑止されることに
よりナトリウムの抜けが軽減されるようになる。

【００１６】請求項３の発明によれば、発光管の封止部
を反射形外囲器の焦点位置に配置したことにより発光管
の発光中心が上記焦点位置から外れるようになり、この
ため前方照射の配光が変化するが、反射形外囲器の前面
ガラスに設けた制光部により配光の変化を修正すること
ができる。

【００１７】請求項４の発明によれば、配光部を拡散部
としたから、所定の配光特性が得られる。請求項５の発
明によれば、寿命特性に優れた点灯装置を得ることがで
きる。

【００１８】

【実施例】以下本発明について、図１ないし図３に示す
店舗照明などに使用されるダウンライト形照明装置に適
用した第１の実施例にもとづき説明する。図１は反射形
放電灯の全体を示す断面図、図２はその発光管を拡大し
て示す断面図であり、図中１は光源として用いられる片
封止構造の小形発光管を示す。この発光管１は、石英ガ
ラスにより形成されたバルブ２の一端に圧潰封止部３を
形成してある。バルブ２の発光部は、例えば定格入力１
５０Ｗの場合、図２に示すように、一方向の外径Ｄ1 が
ほぼ１７．２mm、他方向の外径Ｄ2 がほぼ１６．５mmの
略球形をなしており、内容積が約１．１ccに形成されて
いる。また、封止部３は圧潰成形されたものであり、偏
平形状をなしており、上記定格入力１５０Ｗの発光管の
場合は、幅Ｍがほぼ１８．４mm、長さＬがほぼ１２．０
mm程度に形成されている。

【００１９】このバルブ２の発光部には一対の電極４、
４が互いに対向して配置されている。これら電極４、４
は、それぞれタングステンからなる電極軸５、５の先端
にタングステンワイヤからなる電極コイル６、６を巻回
して構成されており、これら一対の電極コイル６、６が
発光管２内で所定の電極間距離ｇを存して対向されてい
る。上記定格入力１５０Ｗの発光管の場合は、電極間距
離Ｌが６．２mm程度に形成されている。

【００２０】上記電極軸５、５は上記圧潰封止部３に封
着されたモリブデンからなる金属箔導体７、７に接続さ
れており、これら金属箔導体７、７にはモリブデンから
なる外部リード線８、８が接続されている。外部リード
線８、８は圧潰封止部３の端面から導き出されている。

【００２１】このような発光管２には、発光金属として
Ｓｎ−Ｉｎ−Ｔｌ−Ｎａのヨウ化物または／および臭化
物が所定量封入されており、かつ緩衝金属として水銀お
よび希ガスとしてアルゴンガスが封入されている。上記
定格入力１５０Ｗの発光管の場合、錫Ｓｎが４．８μmo
l 、インジウムＩｎが３．５μmol 、タリウムＴｌが
２．５μmol 、ナトリウムＮａが２．８μmol となるよ
うにしてヨウ素Ｉまたは／および臭素Ｂｒのハロゲン化
物を封入してある。

【００２２】このような構成の片封止形発光管１は、反
射形外囲器１０に収容されている。反射形外囲器１０
は、反射体１２と、この反射体１２の前面開口部を気密
に閉塞した前面ガラス１５と、反射体１２の背面に被着
された口金１８とで構成されている。

【００２３】反射体１２は例えば硬質ガラスからなり、
前面開口部の外径が１２３mmに形成された回転曲線、例
えば回転放物面からなり、焦点Ｆを有する主反射部２１
と、この主反射部２１に連なる他の回転曲線、例えば回
転放物面からなる補助反射部２２とを備えており、補助
反射部２２の奥部は閉塞壁２３により閉止されている。
上記主反射部２１および補助反射部２２の内面には、そ
れぞれアルミ蒸着膜などからなる反射膜により反射面２
５および２２ａが形成されている。なお、補助反射部２
２の外面は金属製のカバー２８により覆われている。

【００２４】反射体１２の前面開口部には、前面ガラス
１５が取り付けられている。前面ガラス１５は、硬質ガ
ラスまたは酸化ネオジウムを含むネオジウムガラスによ
り形成されており、発光管１から出た光、および反射面
２５、２２ａで反射された光を前方に透過させる。この
前面ガラス１５は反射体１２の前面開口部に溶着や接着
剤などを用いて気密に接合されており、このため反射形
外囲器１０の内部は気密空間をなしている。このような
気密空間に上記発光管１を収容することからこの反射形
外囲器１０は、従来の２重管形放電灯の外管と同様な発
光管の保護機能をなしている。そして、この反射形外囲
器１０内は真空の雰囲気に保たれている。なお、反射形
外囲器１０の内部は窒素などからなる不活性ガスの雰囲
気に保持してもよい。

【００２５】上記反射体１２の閉塞壁２３には、一対の
導電線を兼ねるサポートワイヤ２６、２６が気密に貫通
されている。これらサポートワイヤ２６、２６はニッケ
ルＮｉや鉄Ｆｅ、ステンレスなどにより形成されてお
り、反射体１２の内部に伸びる内端部には、上記発光管
１の外部リード線８、８がそれぞれ接合されている。こ
のため発光管１は、サポートワイヤ２６、２６に機械的
に支持されているとともに、電気的に接続されている。

【００２６】このような発光管の支持構造において、発
光管１は、その一端に形成した圧潰封止部３が反射形外
囲器１０における上記主反射部２１の焦点位置Ｆと一致
または接近するように配置されており、このため電極
４、４間に形成される発光中心Ｏが上記焦点Ｆの位置よ
りも前面側に偏位して配置されている。

【００２７】発光管１が、その封止部３を焦点Ｆに位置
して反射形外囲器１０に収容された場合、発光管１の発
光中心Ｏは、本実施例の場合、焦点Ｆよりも前面側に偏
位（オフセンター）するから、この発光管１から放出さ
れた光は反射面２５で反射された場合は広がる傾向にあ
る。

【００２８】このような配光を修正するため、前面ガラ
ス１５の内面または外面に、制光部１６を形成してあ
る。この制光部１６は、本実施例の場合、前面ガラス１
５の中心部に形成された光拡散部であり、この光拡散部
は例えば前面ガラス１５の外面をフロスト加工して梨地
面にしたり、凹凸面を形成したり、または前面ガラス１
５に別体の光拡散プレートを取り付ける、あるいは光拡
散テープを貼着する、もしくは光拡散塗料を塗布する、
金属酸化物からなる光拡散膜を形成して光拡散層を形成
するなどの手段で実施可能である。

【００２９】反射形外囲器１０の背面側端部にはねじ込
み形口金１８が接合されている。この口金１８は口金シ
ェル１８ａとこの端部に形成されたアイレット形の外部
端子１８ｂを備えている。上記サポートワイヤ２６、２
６は接続線２７、２７を介して上記口金シェル１８ａお
よび外部端子１８ｂに接続されている。

【００３０】このような構造の反射形放電灯は、安定器
などのような点灯回路３０を介して電源３１に接続され
る。すなわち、上記口金１８のシェル１８ａおよび外部
端子１８ｂは、図示しないソケットを通じて安定器など
のような点灯回路３０に接続されており、この点灯回路
３０は商用電源３１に接続されている。したがって、反
射形放電灯と点灯回路３０とで点灯装置を構成してい
る。

【００３１】このような構成の反射形放電灯、すなわち
ダウンライト照明装置の作用を説明する。反射形放電灯
を点灯回路３０を通じて商用電源３１に接続すると、両
電極４、４間に電圧が印加され、これら電極４、４間で
アーク放電を発生して発光管１が点灯する。発光管１に
おいては、電極４、４間のアーク中心が発光中心Ｏとな
り、したがってこの発光中心Ｏから光が放出される。発
光管１から放射された光は、一部が直接前面ガラス１５
を透過し、残りは反射体１２の内面に形成された反射膜
２５により反射されて前面ガラス１５に向かい、それぞ
れ前面ガラス１５を透過して前方（下方）を照射する。

【００３２】本実施例においては、発光管１の圧潰封止
部３を反射形外囲器１０の主反射部２１の焦点位置Ｆに
設置したから、発光管１の封止部３の位置は、図５に示
す従来の場合よりも前面側に移動しており、したがって
反射体１２の閉塞壁２３から離れた位置となる。このた
め、下向き点灯等の場合に対流により熱のこもりやすい
反射体１２の奥から離れることになり、発光管１の封止
部３の温度上昇が軽減される。また、発光管１の封止部
３は、補助反射部２２の反射面２２ａの焦点位置から外
れた位置になるから、この反射面２２ａで反射された熱
が封止部３に集まるのが防止され、封止部３の温度上昇
が防止される。

【００３３】さらに、回転放物面からなる主反射部２１
の反射面２５では、焦点位置Ｆからでた光が反射面２５
で反射された場合、光軸と平行な光となって反射される
性質がある。このことは、逆に光軸と平行な光が反射面
２５で反射された場合は焦点位置Ｆに戻るようになる。
本実施例では、放電灯１の発光中心Ｏが焦点位置Ｆから
外れた位置にあるので、反射形外囲器１０の内部で平行
となる光の量が少なく、したがって焦点位置Ｆを通る光
の量が少ない。このため、発光管１から放出された熱
（赤外線）が焦点位置Ｆに戻る割合も少ない。よって、
焦点位置Ｆに発光管１の封止部３を配置すると、赤外線
により封止部３を加熱する割合が少なくなり、封止部３
の温度上昇を少なくすることができる。

【００３４】このため、封止部３に封着された金属箔導
体７、７の酸化およびこれにもとづく箔切れを防止する
ことができるとともに、石英と金属箔導体７、７との熱
膨脹差によるリークに発生を防止することができる。

【００３５】また、封止部３の温度上昇が抑えられるか
らバルブ２全体の温度上昇も抑止されるようになり、ナ
トリウムＮａを封入してある場合は、ナトリウムＮａの
抜けが防止されるようになる。よって光色の変化が少な
く、長期に亘り発光効率および演色性を高いレベルに維
持することができる。このようなことから、反射形放電
灯の寿命特性が向上する。

【００３６】ところで、上記の構成の場合、発光管１の
封止部３が焦点位置Ｆに配置されているので、発光管１
の発光中心Ｏは焦点位置Ｆよりも前面側にオフセンター
することになり、よって発光管１から放出された光は反
射面２５で反射された場合に広がる傾向にある。

【００３７】つまり、図５に示す従来の構造の場合、発
光管１の発光中心Ｏは焦点位置Ｆにほぼ一致しており、
この場合の配光特性は図３の（Ａ）図に示すものであっ
た。この従来と同一の放電灯１および反射形外囲器１０
を用いて、図１に示すように、発光管１の封止部３を焦
点位置Ｆに配置してその発光中心Ｏを焦点位置Ｆよりも
前面側に１５mmオフセンターにした場合は、図３の
（Ｂ）図で破線で示すような配光となる。これは発光中
心Ｏが焦点位置Ｆよりも前面側にオフセンターすること
により、反射面２５で反射された光が広がるためであ
る。このような破線の配光を修正するため、本実施例で
は、前面ガラス１５の中央部に制光部１６を形成してあ
る。本実施例の制光部１６は光拡散部としてあり、前面
ガラス１５の中央部に光拡散部１６を形成すれば、図３
の（Ｂ）図で実線でしめすような配光を得ることができ
る。

【００３８】したがって、発光中心Ｏが焦点位置Ｆから
オフセンターしたことによる配光の狂いを光拡散部１６
により修正することができる。なお、図３の（Ｂ）図で
実線で示した配光は、図３の（Ａ）図で示す従来の配光
よりも広がった配光特性となっているが、商品照明の場
合は従来のスポットビーム光よりも広範囲の光が望まれ
る傾向にあるから、このような広がりビーム光が好適す
る。

【００３９】従来と同様なスポットビーム光を望む場合
は、前面ガラス１５の中央部に形成される制光部１６
を、光屈折部や集光部にすることにより所望の配光特性
を得ることができる。

【００４０】なお、上記第１の実施例の構造の反射形放
電灯について、実験した結果を下記表１に示す。実験は
定格入力１５０Ｗの反射形放電灯を用いて行ったもの
で、表の中の位置ａ〜ｅは、焦点Ｆの位置を図２の各ａ
〜ｅ点においた場合を示す。また、実験は各試作品を２
０個づつ試験した場合の平均値および％を示す。

【００４１】

【表１】

【００４２】表１より明らかなように、本実施例の場合
は、発光管１の封止部３を焦点Ｆ位置に設置したから、
６０００時間点灯後の光色変化が少なく、これはナトリ
ウムＮａの消失が少ないためと考えられる。また、６０
００時間点灯しても、封止部３からのリークが認められ
ず、封止部３の温度上昇が抑制されたものと認められ
る。ただし、この場合は配光が大幅に変化するので改善
を要し、そのために前面ガラス１５の中央部に光拡散作
用をなす制光部１６を形成してある。このようにすれば
図３から確認できるように、配光を修正することができ
る。なお、表１において要改善と記したのは、制光部を
形成することにより配光の修正を要することを意味す
る。

【００４３】上記のような反射形放電灯を点灯回路３０
に接続して構成した点灯装置は、放電灯の寿命特性を有
効に活用でき、点灯装置の寿命が向上する。図４は本発
明の第２の実施例を示すものであり、図１の構造と異な
る点は、発光管１の取り付け姿勢を反転させたことであ
る。すなわち、図１の場合、発光管１は封止部３が上向
きとなる姿勢に取り付けられており、その封止部３を反
射形外囲器１０の焦点位置Ｆに位置させた例を示すが、
図４の構造は発光管１の封止部３を下向きの姿勢でサポ
ートワイヤ２６、２６に取り付け、その封止部３を反射
形外囲器１０の焦点位置Ｆに位置させた例である。した
がって、この場合は、発光部が上向きになり、発光中心
Ｏは焦点位置Ｆよりも背面側にオフセンターされるよう
になる。

【００４４】この場合も、封止部３が焦点位置Ｆに設置
されるから封止部３の温度上昇が抑止される。そして、
この場合は発光中心Ｏが焦点位置Ｆよりも背面側にオフ
センターされるから、前面ガラス１５の周辺部に制光部
１６を形成することにより配光を修正することができ
る。

【００４５】なお、図１および図４に示す制光部１６
は、拡散作用をなす制光部に限るものではなく、要する
に前面ガラス１５を透過する光りの向きを制御するもの
であるから、屈折、反射、遮光など種々の機能が可能で
あり、また制光部１６を設ける位置も中央部や周辺部に
限るものではない。

【００４６】また、本発明は、発光金属としてＳｎ−Ｉ
ｎ−Ｔｌ−Ｎａのハロゲン化物を封入することには限ら
ず、Ｄｙ−Ｈｏ−Ｔｍ−Ｎａ−Ｔｌのハロゲン化物を封
入したメタルハライドランプなどであってもよい。さら
に、本発明は、店舗照明などに使用されるダウンライト
形照明装置に適用することに限らない。

【００４７】

【発明の効果】以上説明した通り本発明によれば、発光
管の封止部を焦点位置に配置したから、封止部の温度上
昇が抑止されるようになり、封止部に封着した金属箔導
体の酸化やこの封着部からのリークが防止される。ま
た、電極物質の飛散による黒化が防止され、さらにはナ
トリウムＮａを封入してある場合はナトリウム抜けが防
止される。このようなことから、寿命特性が改善される
ことになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示し、反射形放電灯の
断面図。

【図２】同実施例の発光管の構造を示す断面図。

【図３】配光特性を示すもので、（Ａ）図は従来の場合
の配光特性図、（Ｂ）図は図１の構造の場合の配光特性
図。

【図４】本発明の第２の実施例を示し、反射形放電灯の
断面図。

【図５】従来の反射形放電灯の断面図。

【符号の説明】

１…発光管２…バルブ３…封止部４…電極７…金属箔導体１０…反射形外囲器１２…反射体１５…前面ガラス１６…制光部１８…口金２１…主反射部２２…補助反射部２３…閉塞壁２５…反射面３０…点灯回路３１…電源Ｆ…焦点位置Ｏ…発光中心

フロントページの続き (72)発明者佐野久則東京都品川区東品川四丁目３番１号東芝ライテック株式会社内 (72)発明者川鶴滋久東京都品川区東品川四丁目３番１号東芝ライテック株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】バルブ内に一対の電極を設けるとともに
このバルブの片側端部に封止部を形成した発光管と、この発光管を収容し、焦点を有する反射体の内面に反射
面を形成し、かつ前面開口部をガラスで閉塞した反射形
外囲器と、を備えた反射形放電灯において、上記発光管は上記片側封止部を上記反射形外囲容器の上
記焦点の位置に設置したことを特徴とする反射形放電
灯。
【請求項２】上記発光管は、内部に少なくともナトリ
ウムを含む金属ハロゲン化物を封入してあることを特徴
とする請求項１に記載の反射形放電灯。
【請求項３】上記反射形外囲器のガラスに、前方に向
かう光の配光を制御する制光部を設けたことを特徴とす
る請求項１または請求項２に記載の反射形放電灯。
【請求項４】上記制光部は、前方に向かう光を拡散さ
せる拡散部であることを特徴とする請求項３に記載の反
射形放電灯。
【請求項５】上記請求項１ないし請求項４のいずれか
に記載の反射形放電灯と、この放電灯を点灯させる点灯
回路と、を備えたこと特徴とする反射形放電灯の点灯装
置。