(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023079396
(43)【公開日】2023-06-08
(54)【発明の名称】放電ランプ、及び当該放電ランプに使用される電極
(51)【国際特許分類】
H01J 61/073 20060101AFI20230601BHJP
H01J 61/86 20060101ALI20230601BHJP
【ＦＩ】
H01J61/073 B
H01J61/86
【審査請求】未請求
【請求項の数】9
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021192857
(22)【出願日】2021-11-29
(71)【出願人】
【識別番号】000102212
【氏名又は名称】ウシオ電機株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000729
【氏名又は名称】弁理士法人ユニアス国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】池 喜匡
【テーマコード（参考）】
5C015
【Ｆターム（参考）】
5C015JJ04
5C015JJ05
5C015JJ08
(57)【要約】
【課題】放電ランプの高出力化及び長寿命化を図る。
【解決手段】放電ランプの少なくとも一つの電極は、前記電極の内部に密閉空間を有する本体と、前記密閉空間内に充填され、前記本体を構成する材料よりも融点の低い伝熱体と、前記密閉空間内に配置され、前記伝熱体の対流を規制するとともに、前記伝熱体の融点よりも表面の融点が高い、規制体と、を備え、前記規制体は、前記伝熱体よりも密度が大きい、第一規制体と、前記伝熱体よりも密度が小さい、第二規制体と、を含む。
【選択図】図２
【解決手段】放電ランプの少なくとも一つの電極は、前記電極の内部に密閉空間を有する本体と、前記密閉空間内に充填され、前記本体を構成する材料よりも融点の低い伝熱体と、前記密閉空間内に配置され、前記伝熱体の対流を規制するとともに、前記伝熱体の融点よりも表面の融点が高い、規制体と、を備え、前記規制体は、前記伝熱体よりも密度が大きい、第一規制体と、前記伝熱体よりも密度が小さい、第二規制体と、を含む。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
軸方向に対向配置される一対の電極を有する放電ランプにおいて、前記一対の電極のうち、少なくとも一つの電極は、
内部に密閉空間を有する本体と、
前記密閉空間内に位置し、前記本体を構成する材料よりも融点の低い伝熱体と、
前記密閉空間内に位置し、前記伝熱体の融点よりも高い融点を示す表面を有し、前記伝熱体の対流を規制する規制体と、を備え、
前記規制体は、
前記伝熱体よりも密度が大きい第一規制体と、
前記伝熱体よりも密度が小さい第二規制体と、を含む
ことを特徴とする、放電ランプ。
内部に密閉空間を有する本体と、
前記密閉空間内に位置し、前記本体を構成する材料よりも融点の低い伝熱体と、
前記密閉空間内に位置し、前記伝熱体の融点よりも高い融点を示す表面を有し、前記伝熱体の対流を規制する規制体と、を備え、
前記規制体は、
前記伝熱体よりも密度が大きい第一規制体と、
前記伝熱体よりも密度が小さい第二規制体と、を含む
ことを特徴とする、放電ランプ。
【請求項2】
前記第一規制体の形状は、前記第二規制体の形状と異なることを特徴とする、請求項１に記載の放電ランプ。
【請求項3】
前記第二規制体は、一方向に延在する棒状であることを特徴とする、請求項２に記載の放電ランプ。
【請求項4】
前記第二規制体の、前記一方向に直交する断面での形状が、円形、三角形または台形を呈することを特徴とする、請求項３に記載の放電ランプ。
【請求項5】
前記第一規制体及び前記第二規制体は、それぞれ、前記軸方向に沿う中心軸から径方向外側へ延在するブレードを複数枚備え、前記第一規制体の前記ブレードの枚数は、前記第二規制体の前記ブレードの枚数より多いことを特徴とする、請求項２に記載の放電ランプ。
【請求項6】
前記第二規制体は、主にチタン又はセラミックスを含むことを特徴とする、請求項１～５のいずれか一項に記載の放電ランプ。
【請求項7】
前記第一規制体の前記軸方向の長さをＬ１（ｍｍ）とし、
前記第二規制体が前記伝熱体に接する前記軸方向の長さをＤ２（ｍｍ）とし、
前記第一規制体と前記第二規制体との前記軸方向における間隔をＨ２（ｍｍ）とするとき、以下の（１）式を満たす
０ ＜ Ｈ２／（Ｌ１＋Ｄ２） ≦ ２ …（１）
ことを特徴とする、請求項１～５のいずれか一項に記載の放電ランプ。
前記第二規制体が前記伝熱体に接する前記軸方向の長さをＤ２（ｍｍ）とし、
前記第一規制体と前記第二規制体との前記軸方向における間隔をＨ２（ｍｍ）とするとき、以下の（１）式を満たす
０ ＜ Ｈ２／（Ｌ１＋Ｄ２） ≦ ２ …（１）
ことを特徴とする、請求項１～５のいずれか一項に記載の放電ランプ。
【請求項8】
前記第二規制体が前記伝熱体に接する前記軸方向の長さをＤ２（ｍｍ）とするとき、以下の（２）式を満たす
Ｄ２ ≧ １．５ …（２）
ことを特徴とする、請求項１～５のいずれか一項に記載の放電ランプ。
Ｄ２ ≧ １．５ …（２）
ことを特徴とする、請求項１～５のいずれか一項に記載の放電ランプ。
【請求項9】
放電ランプに使用される電極であって、前記電極は、
内部に密閉空間を有する本体と、
前記密閉空間内にあり、前記本体を構成する材料よりも融点の低い伝熱体と、
前記密閉空間内にあり、前記伝熱体の融点よりも高い融点を示す表面を有し、前記伝熱体の対流を規制する規制体と、を備え、
前記規制体は、
前記伝熱体よりも密度が大きい第一規制体と、
前記伝熱体よりも密度が小さい第二規制体と、を含む
ことを特徴とする、電極。
内部に密閉空間を有する本体と、
前記密閉空間内にあり、前記本体を構成する材料よりも融点の低い伝熱体と、
前記密閉空間内にあり、前記伝熱体の融点よりも高い融点を示す表面を有し、前記伝熱体の対流を規制する規制体と、を備え、
前記規制体は、
前記伝熱体よりも密度が大きい第一規制体と、
前記伝熱体よりも密度が小さい第二規制体と、を含む
ことを特徴とする、電極。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、放電ランプ、及び当該放電ランプに使用される電極に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、半導体素子、液晶表示素子又はプリント基板の製造工程に用いられる露光装置には、光源として放電ランプが用いられている。この放電ランプは、発光管内に陽極及び陰極が軸方向に対向配置されると共に、当該発光管内に水銀等の発光物質が封入される。
【0003】
斯かる放電ランプにおいては、点灯時に電極にかかる熱的負荷が高いことから、電極の過熱等に起因する電極材料の蒸発が生じることがある。この蒸発物が発光管の内壁に付着すると、放電ランプが、いわゆる「黒化」を引き起こし、発光管の光透過率が低下するという問題が生じる。
【0004】
この問題を解決するため、電極、特に陽極の内部に密閉空間を設け、密閉空間内に伝熱体を封入した構造を持つ放電ランプが提案されている。伝熱体は、ランプ点灯状態では溶融しており、陽極全体の温度分布によって密閉空間内で対流する。この伝熱体の対流が、陽極の先端（陰極に最も近い端）の熱を後端（陰極から最も遠い端）に伝達することで、陽極先端の温度が下がり、電極材料の蒸発量が抑制される。
【0005】
特許文献１及び特許文献２には、伝熱体の周方向の対流を規制する規制体を、密閉空間内に設けることが記載されている。規制体を密閉空間内に設けることにより、伝熱体の周方向の対流に起因する電極先端の穴開きを防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開２０１２－０２８１６８号公報
【特許文献2】特開２０１７－０１６７６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
昨今、放電ランプのさらなる高出力化及び長寿命化が、市場より求められている。放電ランプを高出力化すると電極にかかる熱的負荷が増大するため、増大する熱的負荷に長時間耐える電極が求められる。本発明の課題は、高出力化及び長寿命化を図った放電ランプと、当該放電ランプに使用される電極とを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明者は、放電ランプを高出力で使用した場合の電極の熱的負荷を調査するため、放射温度計を使用して点灯時の電極表面の温度分布を測定した。測定の結果、電極先端の温度が高い放電ランプと、電極表面の温度変動幅が大きい放電ランプがあることに気付いた。温度変動とは、短時間（例えば、１分間）の中で温度が変動することを指す。電極先端の温度が高い状態、又は、電極表面の温度変動幅が大きな状態が長時間続くと、高温クリープ変形によって電極先端に穴が開き、伝熱体が漏出するに至る。そうすると、電極の排熱性が失われて、放電ランプが短寿命になる。
【0009】
詳細は後述するが、本発明者の鋭意研究の結果、電極先端の温度変動幅の拡大は、伝熱体の対流が乱流化することにより生じることが分かった。伝熱体の乱流を抑えるには、密閉空間内に設けた規制体の設計を見直すとよい。特に、規制体を大きくすると、効果的に乱流を抑制できる。しかしながら、規制体を大きくすると、密閉空間に占める規制体の容積が増加し、伝熱体の容量が低下する。伝熱体の容量が低下すると、熱伝達効率が低下し、伝熱体によって電極先端の温度を低下させる機能が損なわれてしまう。そこで、規制体の容積の増加を抑制しつつ、伝熱体の乱流を抑制する、規制体の好適な設計を検討し、以下の放電ランプを案出した。
【0010】
本発明の放電ランプは、軸方向に対向配置される一対の電極を内部に有する放電ランプであり、前記一対の電極のうち少なくとも一つの電極は、
内部に密閉空間を有する本体と、
前記密閉空間内に位置し、前記本体を構成する材料よりも融点の低い伝熱体と、
前記密閉空間内に位置し、前記伝熱体の融点よりも高い融点を示す表面を有し、前記伝熱体の対流を規制する規制体と、を備え、
前記規制体は、
前記伝熱体よりも密度が大きい第一規制体と、
前記伝熱体よりも密度が小さい第二規制体と、を含む。
内部に密閉空間を有する本体と、
前記密閉空間内に位置し、前記本体を構成する材料よりも融点の低い伝熱体と、
前記密閉空間内に位置し、前記伝熱体の融点よりも高い融点を示す表面を有し、前記伝熱体の対流を規制する規制体と、を備え、
前記規制体は、
前記伝熱体よりも密度が大きい第一規制体と、
前記伝熱体よりも密度が小さい第二規制体と、を含む。
【0011】
伝熱体の対流は、伝熱体の底部付近に位置する第一規制体と、伝熱体の界面付近に位置する第二規制体とにより規制される。これらの規制体の対流制御により、伝熱体の乱流化を抑制できる。伝熱体の乱流化を抑制すると、電極内表面の温度変動幅が小さくなる。さらに、第一規制体と第二規制体とに分割された規制体の容積の合計は、分割されていない場合の規制体が占有する容積に比べて小さいため、伝熱体の容量を確保できる。よって、熱伝達効率が低下しにくく、電極先端の温度を低い状態で維持できる。その結果、高温クリープ変形による電極先端の穴開き及び電極材料の蒸発による発光管の黒化が抑制され、放電ランプの高出力化及び長寿命化が可能となる。
【0012】
前記第一規制体の形状は、前記第二規制体の形状と異なっても構わない。
【0013】
前記第二規制体は、一方向に延在する棒状であっても構わない。
【0014】
前記第二規制体の、前記一方向に直交する断面での形状が、円形、三角形または台形を呈しても構わない。
【0015】
前記第一規制体及び前記第二規制体は、それぞれ、前記軸方向に沿う中心軸から径方向外側へ延在するブレードを複数枚備え、前記第一規制体の前記ブレードの枚数は、前記第二規制体の前記ブレードの枚数より多くても構わない。
【0016】
前記第二規制体は、主にチタン又はセラミックスを含んでも構わない。
【0017】
前記第一規制体の前記軸方向の長さをＬ１（ｍｍ）とし、
前記第二規制体が前記伝熱体に接する前記軸方向の長さをＤ２（ｍｍ）とし、
前記第一規制体と前記第二規制体との前記軸方向における間隔をＨ２（ｍｍ）とするとき、以下の（１）式を満たしても構わない。
０ ＜ Ｈ２／（Ｌ１＋Ｄ２） ≦ ２ …（１）
前記第二規制体が前記伝熱体に接する前記軸方向の長さをＤ２（ｍｍ）とし、
前記第一規制体と前記第二規制体との前記軸方向における間隔をＨ２（ｍｍ）とするとき、以下の（１）式を満たしても構わない。
０ ＜ Ｈ２／（Ｌ１＋Ｄ２） ≦ ２ …（１）
【0018】
前記第二規制体が前記伝熱体に接する前記軸方向の長さをＤ２（ｍｍ）とするとき、以下の（２）式を満たしても構わない。
Ｄ２ ≧ １．５ …（２）
Ｄ２ ≧ １．５ …（２）
【0019】
本発明の放電ランプに使用される電極は、
前記電極の内部に密閉空間を有する本体と、
前記密閉空間内に充填され、前記本体を構成する材料よりも融点の低い伝熱体と、
前記密閉空間内に配置され、前記伝熱体の対流を規制するとともに、前記伝熱体の融点よりも表面の融点が高い、規制体と、を備え、
前記規制体は、
前記伝熱体よりも密度が大きい、第一規制体と、
前記伝熱体よりも密度が小さい、第二規制体と、を含む。
前記電極の内部に密閉空間を有する本体と、
前記密閉空間内に充填され、前記本体を構成する材料よりも融点の低い伝熱体と、
前記密閉空間内に配置され、前記伝熱体の対流を規制するとともに、前記伝熱体の融点よりも表面の融点が高い、規制体と、を備え、
前記規制体は、
前記伝熱体よりも密度が大きい、第一規制体と、
前記伝熱体よりも密度が小さい、第二規制体と、を含む。
【発明の効果】
【0020】
高出力化及び長寿命化を図った放電ランプと、当該放電ランプに使用される電極とを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0021】
【図1】放電ランプの一実施形態の概要を示す図である。
【図3】密閉空間の内部を示す斜視図である。
【図5A】二つの規制体を有する密閉空間で、伝熱体が対流する様子を示す図である。
【図5B】一つの規制体を有する密閉空間で、伝熱体が対流する様子を示す図である。
【図6】伝熱体占有率と、温度変動幅の最大値との関係を示すグラフである。
【図7A】第一規制体の上面図である。
【図7B】第一規制体の側面図である。
【図8A】第二規制体の上面図である。
【図8B】第二規制体の側面図である。
【図9】伝熱体の加熱溶融後に冷却された陽極の断面図である。
【図10】陽極の切断位置を示す図である。
【図11A】第二規制体の第一変形例の上面図である。
【図11B】第二規制体の第一変形例の側面図である。
【図12A】第二規制体の第二変形例の上面図である。
【図12B】第二規制体の第二変形例の側面図である。
【図13A】第二規制体の第三変形例の上面図である。
【図13B】第二規制体の第三変形例の側面図である。
【図14】第一規制体の第一変形例である。
【図15】第一規制体の第二変形例である。
【図16】第一規制体の第三変形例である。
【発明を実施するための形態】
【0022】
放電ランプの実施形態につき、図面を参照しながら説明する。なお、以下の、グラフを除く各図面は模式的に図示されたものであり、図面上の寸法比は必ずしも実際の寸法比と一致しておらず、各図面間においても寸法比は必ずしも一致していない。
【0023】
以下において、グラフを除く各図面は、ＸＹＺ座標系を参照しながら説明される。本明細書において、方向を表現する際に、正負の向きを区別する場合には、「＋Ｘ方向」、「－Ｘ方向」のように、正負の符号を付して記載される。正負の向きを区別せずに方向を表現する場合には、単に「Ｘ方向」と記載される。すなわち、本明細書において、単に「Ｘ方向」と記載されている場合には、「＋Ｘ方向」と「－Ｘ方向」の双方が含まれる。Ｙ方向及びＺ方向についても同様である。以下に述べる実施形態では、－Ｚ方向は重力方向を表す。
【0024】
［放電ランプの概要］
図１を参照しながら、放電ランプの一実施形態の概要を説明する。放電ランプ１００は、発光管１と、発光管１の内部で中心軸Ｚ１の延在方向に対向配置される陽極２及び陰極３と、陽極２及び陰極３をそれぞれ支持するリード棒４と、を備えるショートアーク型放電ランプである。本実施形態では、陽極２が陰極３の上方（＋Ｚ方向）に位置するように放電ランプ１００を配置して、放電ランプ１００を点灯させる。
図１を参照しながら、放電ランプの一実施形態の概要を説明する。放電ランプ１００は、発光管１と、発光管１の内部で中心軸Ｚ１の延在方向に対向配置される陽極２及び陰極３と、陽極２及び陰極３をそれぞれ支持するリード棒４と、を備えるショートアーク型放電ランプである。本実施形態では、陽極２が陰極３の上方（＋Ｚ方向）に位置するように放電ランプ１００を配置して、放電ランプ１００を点灯させる。
【0025】
ショートアーク型放電ランプとは、陽極２の先端と陰極３の先端とが４０ｍｍ以下の間隔（熱膨張をしていない常温時の値）を空けて配置されるものをいう。斯かる放電ランプの例として、半導体素子、液晶表示素子又はプリント基板等の製造工程で使用される露光装置において使用される、定格電力が２ｋＷ～３５ｋＷの放電ランプがある。なお、本実施形態の放電ランプ１００は、陽極２の先端と陰極３の先端とが６ｍｍの間隔を空けて配置される。
【0026】
発光管１、陽極２、陰極３及びリード棒４は、いずれも中心軸Ｚ１を中心とするように配置される。陽極２が、陰極３の上方（＋Ｚ方向）に配置される。中心軸Ｚ１の延在方向における発光管１の両端には、封止管１１が設けられる。封止管１１には、リード棒４に電気的に接続される口金１２が取り付けられる。
【0027】
発光管１はガラス管から形成される。発光管１は、中心軸Ｚ１の両端からそれぞれ中央に向かうにつれて、ガラス管の内径が大きくなる領域を有する。内径が大きくなるこの領域は、球体又は楕円体の形状を呈しても構わない。ガラス管には、例えば石英ガラスが使用できる。内径が大きくなる領域は、発光空間として機能する。発光空間には、水銀等の発光物質が封入される。
【0028】
［陽極の概要］
図２を参照しながら、陽極２の概要を説明する。図２は、図１の放電ランプにおける陽極２の拡大断面図である。陽極２は、中心軸Ｚ１を中心とする回転体形状を呈する。図２では、中心軸Ｚ１を通る平面における陽極２の断面を示している。図２において、対向する陰極３に近い陽極２の先端１３が下側（－Ｚ側）に示され、リード棒４（図２では不図示）が接続される後端１４が上側（＋Ｚ側）に示されている。なお、図２で示される規制体（１０，２０）は、その断面形状ではなく、その側面形状によって示されている。
図２を参照しながら、陽極２の概要を説明する。図２は、図１の放電ランプにおける陽極２の拡大断面図である。陽極２は、中心軸Ｚ１を中心とする回転体形状を呈する。図２では、中心軸Ｚ１を通る平面における陽極２の断面を示している。図２において、対向する陰極３に近い陽極２の先端１３が下側（－Ｚ側）に示され、リード棒４（図２では不図示）が接続される後端１４が上側（＋Ｚ側）に示されている。なお、図２で示される規制体（１０，２０）は、その断面形状ではなく、その側面形状によって示されている。
【0029】
陽極２は、陽極２の本体５と、伝熱体９と、伝熱体９の対流を規制する規制体（１０，２０）と、を有する。本体５は、容器５ａと蓋５ｂを含む。蓋５ｂは、容器５ａから取り外すことができないように装着される。蓋５ｂを容器５ａに装着すると、本体５の内部に密閉空間６が形成される。放電ランプ１００の点灯時に本体５が溶融し難いように、本体５は、高融点材料で構成される。本実施形態において、本体５（容器５ａと蓋５ｂ）は、主にタングステンを含む材料から構成される。
【0030】
本実施形態の場合、密閉空間６内には、伝熱体９及び規制体（１０，２０）の他に、ガス空間８を有する。ガス空間８は、例えば、空気、又は不活性ガス（例えば、アルゴン）で満たされる。本実施形態の密閉空間６の中心軸は、陽極２の中心軸Ｚ１と同じである。本実施形態の陽極２における、密閉空間６の内壁１５の形状は、底面が小さく上面が大きくなるように配置された円錐台と、当該円錐台に接して配置された円柱とから構成される形状である。
【0031】
伝熱体９は、放電ランプ１００を点灯させた高温時に液体として存在する。伝熱体９は、放電ランプ１００の消灯時に固体として存在する。そのため、伝熱体９の融点は、本体５を構成する材料の融点よりも低い。放電ランプ１００の点灯によって伝熱体９が溶融することにより、密閉空間６の中で伝熱体９が対流し、陽極２の先端１３付近の熱を、陽極２の後端１４へ伝達する。後端１４に伝達された熱は、リード棒４（図２では不図示）に伝達されるとともに、放射により電極表面から電極外部へ放出される。これにより、陽極２の先端１３の温度が低下する。
【0032】
伝熱体９を構成する材料は、熱伝導性材料から構成される。伝熱体９を構成する材料は、本体５を構成する材料よりも高い熱伝導率を有する材料であるとよい。本実施形態では、伝熱体９を構成する材料として、主に銀を含む材料が使用される。伝熱体９を構成する材料として、主に金を含む材料が使用されても構わない。
【0033】
［規制体の概要］
図２に加えて、図３、図４Ａ及び図４Ｂを参照しながら、規制体（１０，２０）の概要を説明する。図３は、密閉空間６の内部を示す斜視図である。図３では、規制体（１０，２０）のみが実線で描かれている。図４Ａは、図２の線分Ａ－Ａにおける矢視断面図である。図４Ｂは、図２の線分Ｂ－Ｂにおける矢視断面図である。なお、図４Ａ及び図４Ｂでは、本体５のみが斜線でハッチングされて示されている。
図２に加えて、図３、図４Ａ及び図４Ｂを参照しながら、規制体（１０，２０）の概要を説明する。図３は、密閉空間６の内部を示す斜視図である。図３では、規制体（１０，２０）のみが実線で描かれている。図４Ａは、図２の線分Ａ－Ａにおける矢視断面図である。図４Ｂは、図２の線分Ｂ－Ｂにおける矢視断面図である。なお、図４Ａ及び図４Ｂでは、本体５のみが斜線でハッチングされて示されている。
【0034】
【0035】
第一規制体１０の密度は、伝熱体９の密度よりも大きい。第二規制体２０の密度は、伝熱体９の密度よりも小さい。そのため、放電ランプ１００の点灯によって伝熱体９が溶融するとき、第一規制体１０は伝熱体９に沈み、第二規制体２０は伝熱体９に浮く。よって、第二規制体２０は、第一規制体１０の＋Ｚ方向に位置する。
【0036】
図４Ａに示されるように、第一規制体１０の中心軸がＺ２として示される。中心軸Ｚ２は、Ｚ方向（軸方向）に沿う方向に延在する。中心軸Ｚ２が、密閉空間６の中心軸と重なると好ましい。しかしながら、第一規制体１０が伝熱体９の対流に押されて傾き、中心軸Ｚ２は、密閉空間６の中心軸と重ならないことがある。
【0037】
本実施形態において、第一規制体１０は４枚のブレード１０ｂを備える。各ブレード１０ｂは、それぞれ、Ｚ方向に沿う中心軸Ｚ２から径方向外側へ延在する。図２、図３及び図４Ａでは、４枚のブレード１０ｂのうち、２枚のブレード１０ｂは、中心軸Ｚ２から±Ｘ方向へ延在する様子が示されている。４枚のブレード１０ｂのうち、残り２枚のブレード１０ｂは、中心軸Ｚ２から±Ｙ方向へ延在する様子が示されている。第一規制体１０を＋Ｚ方向から見たとき、第一規制体１０は十字形である。第一規制体１０の外側面の大部分と密閉空間６を構成する内壁１５とは、通常、隙間Ｇ１を有する（図４Ａ参照）。
【0038】
本実施形態において、第二規制体２０は一方向（図４Ｂでは、Ｙ方向）に長い棒状である。伝熱体９が溶融しているとき、第二規制体２０の長手方向は、ガス空間８と伝熱体９の界面９ｓに沿う。第二規制体２０の界面９ｓより上の部分は、ガス空間８に接する。第二規制体２０の界面９ｓより下の部分は、伝熱体９に接する。第二規制体２０の長手方向に対向する端部（Ｅ１，Ｅ２）と、密閉空間６を構成する内壁１５との間には、通常、隙間Ｇ２を有する（図４Ｂ参照）。
【0039】
［二つの規制体による作用］
図５Ａ及び図５Ｂを参照しながら、二つの規制体（１０，２０）による作用を説明する。図５Ａ及び図５Ｂは、それぞれ、密閉空間６の内部を示した斜視図であり、伝熱体９の対流シミュレーションの結果を単純化して示す。図５Ａは、それぞれ上述した形状を有する二つの規制体（１０，２０）を備える。図５Ｂは、上述した第一規制体１０の形状を有する規制体３０のみを備えている。放電ランプ１００の点灯時、伝熱体９は溶融して対流を始める。図５Ａ及び図５Ｂの密閉空間６内に示される矢印は、伝熱体９が対流する方向を示す。
図５Ａ及び図５Ｂを参照しながら、二つの規制体（１０，２０）による作用を説明する。図５Ａ及び図５Ｂは、それぞれ、密閉空間６の内部を示した斜視図であり、伝熱体９の対流シミュレーションの結果を単純化して示す。図５Ａは、それぞれ上述した形状を有する二つの規制体（１０，２０）を備える。図５Ｂは、上述した第一規制体１０の形状を有する規制体３０のみを備えている。放電ランプ１００の点灯時、伝熱体９は溶融して対流を始める。図５Ａ及び図５Ｂの密閉空間６内に示される矢印は、伝熱体９が対流する方向を示す。
【0040】
図５Ｂについて説明する。規制体３０が溶融した伝熱体９に沈んでいる。規制体３０の上面から伝熱体９とガス空間８の界面９ｓまでは離れており、規制体３０の上に多量の伝熱体９が存在する。図５Ｂでは、規制体３０によって規制された伝熱体９の二つの流れを、「ｆｂ」と付した矢印で示している。規制体３０によって規制された伝熱体９は、界面９ｓに向かって上昇する流れを形成する。伝熱体９の流れが界面９ｓ付近に到達すると、界面９ｓに沿って、径方向外側へ拡がる。このとき、伝熱体９の二つの流れｆｂが互いに衝突する領域ｃｆが生じる。領域ｃｆでは、二つの流れｆｂの衝突により乱流が発生する。乱流が発生すると、伝熱体９による熱の移動が不安定となり、陽極２の温度変動幅が大きくなる。
【0041】
図５Ａについて説明する。図５Ａでは、第一規制体１０によって規制された伝熱体９の二つの流れを、「ｆａ」と付した矢印で示している。第一規制体１０によって規制された伝熱体９は、界面９ｓに向かって上昇する流れを形成する。伝熱体９の流れが界面９ｓ付近に到達すると、界面９ｓに沿って、径方向外側へ拡がる。しかしながら、伝熱体９の二つの流れｆｂの間に第二規制体２０が存在するため、二つの流れｆｂが互いに衝突しにくい。よって、図５Ｂで示したような領域ｃｆにおける乱流の発生が抑制される。
【0042】
上述の対流シミュレーションに使用した条件は、以下のとおりである。
＜放電ランプ１００＞
図１に示される形状を呈する。
発光管１の材料：石英ガラス
陽極２と陰極３との間隔：６ｍｍ
発光管１内の封入物：水銀２．０ｍｇ／ｃｃ、アルゴン１００ｋＰａ
定格電流：２００Ａ
定格電力：１２ｋＷ
＜電極の概要＞
陽極２内に密閉空間６を有する。
図２に示される形状を呈する。
密閉空間６の容積：１７ｃｍ３
伝熱体９の材料：銀
ガス空間８の封入ガス：アルゴン１００ｋＰａ
本体５の材料：主にタングステンを含む材料
＜第一規制体１０及び規制体３０＞
規制体の材料：主にタングステンを含む材料
＜第二規制体２０＞
規制体の材料：主にチタンを含む材料
＜放電ランプ１００＞
図１に示される形状を呈する。
発光管１の材料：石英ガラス
陽極２と陰極３との間隔：６ｍｍ
発光管１内の封入物：水銀２．０ｍｇ／ｃｃ、アルゴン１００ｋＰａ
定格電流：２００Ａ
定格電力：１２ｋＷ
＜電極の概要＞
陽極２内に密閉空間６を有する。
図２に示される形状を呈する。
密閉空間６の容積：１７ｃｍ３
伝熱体９の材料：銀
ガス空間８の封入ガス：アルゴン１００ｋＰａ
本体５の材料：主にタングステンを含む材料
＜第一規制体１０及び規制体３０＞
規制体の材料：主にタングステンを含む材料
＜第二規制体２０＞
規制体の材料：主にチタンを含む材料
【0043】
図６は、規制体（１０，２０）に対する伝熱体占有率と、温度変動幅の最大値ＴＸとの関係を示すグラフである。このグラフは、伝熱体９の対流シミュレーションを行うことにより得られた。対流シミュレーションの条件は、上述した条件と同じである。
【0044】
伝熱体占有率について説明する。はじめに、図３に示すように、以下のパラメータが設定される。
第一規制体１０のＺ方向の長さ：Ｌ１（ｍｍ）
第二規制体２０の底面から界面９ｓまでの距離：Ｄ２（ｍｍ）
第一規制体１０の上面から第二規制体２０の下面までの距離：Ｈ２（ｍｍ）
第一規制体１０のＺ方向の長さ：Ｌ１（ｍｍ）
第二規制体２０の底面から界面９ｓまでの距離：Ｄ２（ｍｍ）
第一規制体１０の上面から第二規制体２０の下面までの距離：Ｈ２（ｍｍ）
【0045】
長さＬ１と距離Ｄ２の合計は、伝熱体中の、Ｚ方向における第一規制体１０と第二規制体２０の合計長さを意味する。距離Ｈ２は、伝熱体中の、Ｚ方向における規制体（１０，２０）が存在しない長さを意味する。これらの長さの比、すなわち、Ｈ２／（Ｌ１＋Ｄ２）は、Ｚ方向における規制体の存在領域と伝熱体の存在領域の比と見なすことができる。そして、Ｚ方向における規制体の存在領域と伝熱体の存在領域の比は、簡易的に、規制体（１０，２０）に対する伝熱体占有率を近似する。よって、本明細書では、Ｈ２／（Ｌ１＋Ｄ２）から求められる値を、規制体（１０，２０）に対する伝熱体占有率であると定義する。
【0046】
温度変動幅の最大値ＴＸについて説明する。温度変動幅とは、放電ランプ点灯時の、電極内表面（密閉空間６の内壁１５）の任意の場所での、所定時間（例えば、１分間）における、最大温度と最小温度の差で表される。温度変動幅の大きい状態が長く続くと、高温クリープ変形によって電極先端に近い電極内表面に凹むような変形が生じて、電極先端に穴が開き、伝熱体９が漏出するに至る。そうすると、電極の排熱性が失われてしまうため、電極が過熱状態となり、急速に放電ランプの劣化が進行する。温度変動幅は、電極内表面の場所によって異なる値を示す。なお、温度変動幅を実測する場合、電極内表面の温度を直接測定することは困難であるため、代替として電極外表面を放射温度計等により測定することで、電極内表面の温度を推定するとよい。
【0047】
温度変動幅の最大値ＴＸ（単位は℃、以下、「最大値ＴＸ」ということがある。）は、電極内表面の場所によって異なる温度変動幅の最大値を示す。最大値ＴＸを抑制すると、陽極２に掛かる熱的負荷を小さくして、高温クリープ変形による電極先端の穴開き等の破損を抑制できる。最大値ＴＸは小さければ小さいほど好ましい。目安として、最大値ＴＸが１３℃以下であると好ましい。
【0048】
図６は、Ｈ２／（Ｌ１＋Ｄ２）で近似される伝熱体占有率と最大値ＴＸとの関係を表している。三角のマークでプロットされた点は、第一規制体１０に対応する規制体３０があり、第二規制体２０がない参考形態（図５Ｂ参照）による。曲線Ｃ１は、三角のマークでプロットされた点の近似曲線である。円のマークでプロットされた点は、二つの規制体（１０，２０）を備える本実施形態（図５Ａ参照）による。曲線Ｃ２は、円のマークでプロットされた点の近似曲線である。なお、第二規制体２０のない参考形態のとき、距離Ｄ２は０（ｍｍ）であるため、伝熱体占有率を近似する値は、実質的に、Ｈ２／（Ｌ１＋０）、すなわち、Ｈ２／Ｌ１となる。
【0049】
図６から、伝熱体占有率が同じ場合であっても、実施形態（曲線Ｃ２）の最大値ＴＸが、参考形態（曲線Ｃ１）の最大値ＴＸより小さい。これより、伝熱体９の容量に変化が無くても、一つの規制体を二つの規制体とすることで、最大値ＴＸを小さくできることを表している。
【0050】
上述したように、最大値ＴＸが１３℃以下であると好ましい。図６より、Ｃ２曲線の最大値ＴＸが１３℃以下となるときの、Ｈ２／（Ｌ１＋Ｄ２）は、（１）式を満たす。
０ ＜ Ｈ２／（Ｌ１＋Ｄ２） ≦ ２ …（１）
０ ＜ Ｈ２／（Ｌ１＋Ｄ２） ≦ ２ …（１）
【0051】
逆にいうと、（１）式を満たすとき、温度変動幅の最大値ＴＸが１３℃以下となる。なお、（１）式は、上記シミュレーション条件及び規制体（１０，２０）の形状を前提としているが、他のシミュレーション条件及び異なる規制体（１０，２０）の形状であったとしても、（１）式は成立する。
【0052】
ところで、第二規制体２０の底面から界面９ｓまでの距離Ｄ２は、第二規制体２０の沈降深さであると言い換えることができる。本発明者は、距離Ｄ２が小さくなると（すなわち、第二規制体２０の沈降深さが浅くなると）、第二規制体２０による対流規制効果が影響を受けると考えた。そこで、対流シミュレーションにより、距離Ｄ２の値を変化させて、それぞれの場合の温度変動幅の最大値ＴＸを求めた。
【0053】
以下の表１は、当該対流シミュレーションの結果を示している。なお、伝熱体占有率の指標となるＨ２／（Ｌ１＋Ｄ２）＝２．０と設定した。
【表1】
【0054】
表１より、温度変動幅の最大値ＴＸが１３℃以下となるようにするためには、第二規制体２０の底面から界面９ｓまでの距離Ｄ２、すなわち、沈降深さを１．５ｍｍ以上に設定すればよいことが判明した。距離Ｄ２は、第二規制体２０の形状、大きさ（容積）又は密度（材質等）の設計により調整できる。
【0055】
ところで、伝熱体９の量に注目する。図５Ａでは、図５Ｂに比べて、伝熱体９の量が、第二規制体２０が伝熱体９に浸かる容積分だけ減少する。伝熱体９の量が減少すると、伝熱体９による熱伝達効率が低下する。しかしながら、上記シミュレーションの結果、図５Ｂの場合の陽極先端の平均温度は、３０６０℃であったのに対し、図５Ａの場合の陽極先端の平均温度は３０６３℃であった。つまり、第二規制体２０を配置することによる、陽極先端の温度低下幅は、僅かに３℃のみであり、伝熱体９の量の減少による熱伝達効率の低下は、限定的であることが判明した。これより、図６で示した第二規制体２０を配置することによる、伝熱体９の量の減少による熱伝達効率の低下のデメリットよりも、最大値ＴＸを引き下げるというメリットの方が大きいことが判明した。
【0056】
［規制体の詳細］
図７Ａ，図７Ｂ，図８Ａ及び図８Ｂを参照しながら、規制体（１０，２０）の寸法及び形状の詳細を説明する。図７Ａは第一規制体１０の上面図であり、第一規制体１０を－Ｚ方向に見ている。図７Ｂは第一規制体１０の側面図であり、第一規制体１０を＋Ｘ方向に見ている。図８Ａは第二規制体２０の上面図であり、第二規制体２０を－Ｚ方向に見ている。図８Ｂは第二規制体２０の側面図であり、第二規制体２０を＋Ｙ方向に見ている。
図７Ａ，図７Ｂ，図８Ａ及び図８Ｂを参照しながら、規制体（１０，２０）の寸法及び形状の詳細を説明する。図７Ａは第一規制体１０の上面図であり、第一規制体１０を－Ｚ方向に見ている。図７Ｂは第一規制体１０の側面図であり、第一規制体１０を＋Ｘ方向に見ている。図８Ａは第二規制体２０の上面図であり、第二規制体２０を－Ｚ方向に見ている。図８Ｂは第二規制体２０の側面図であり、第二規制体２０を＋Ｙ方向に見ている。
【0057】
第一規制体１０を構成する４枚のブレード１０ｂは、対流する伝熱体９の衝突、又は、伝熱体９の熱膨張による応力に耐えるように設計されている。例えば、ブレード１０ｂの厚みＴ１（図７Ａ参照）は、例えば、２ｍｍ以上であるとよく、３ｍｍ以上であると好ましい。ブレード１０ｂの高さ（Ｚ方向の長さ）Ｌ１は（図７Ｂ参照）、３ｍｍ以上であるとよく、好ましくは、６ｍｍ以上であるとよい。ブレード１０ｂの径方向の長さＢ１は、密閉空間６の内径Ｄ６（図３参照）の４０％以上であるとよく、４５％以上であると好ましい。規制体のＸ方向又はＹ方向の長さＢ２（図７Ｂ参照）は、密閉空間６の内径Ｄ６（図３参照）の８０％以上であるとよく、９０％以上であると好ましい。長さＢ１及び長さＢ２は、隙間Ｇ１を設けられる程度に、密閉空間６の内径Ｄ６（図３参照）よりも小さくするとよい。
【0058】
本実施形態において、第二規制体２０は、Ｙ方向に長い棒状である（図８Ａ参照）。第二規制体２０のＹ方向における長さＢ３は、例えば密閉空間６の内径Ｄ６（図３参照）の８０％以上であるとよく、９０％以上であると好ましい。第二規制体２０のＺ方向の中心軸はＺ３の位置にある。第二規制体２０の幅は一様ではなく、＋Ｙ方向の端部Ｅ１における幅Ｗ１は、－Ｙ方向の端部Ｅ２における幅Ｗ２よりも大きい。端部Ｅ１から端部Ｅ２に向かうにつれて幅が漸減する。第二規制体が、一方の端部Ｅ１から他方の端部Ｅ２に向かうにつれて、幅が漸減するような棒状であるため、伝熱体９の対流が安定化する。幅Ｗ１は、３ｍｍ以上、６ｍｍ以下であると好ましい。
【0059】
第二規制体２０は、長手方向であるＹ方向を軸に、第二規制体２０が回転して転倒するリスクがある。第二規制体２０が転倒すると、伝熱体９の乱流を発生させる。第二規制体２０の転倒リスクを低下させることは、乱流の発生を抑制することにつながる。第二規制体２０は、長手方向（Ｙ方向）に直交するＸＺ平面に平行な断面において、等脚台形の形状を呈する（図８Ｂ参照）。当該断面において、第二規制体２０の上底Ｖ１のＸ方向における幅は、下底Ｖ２のＸ方向における幅より小さい。これにより、第二規制体２０の重心が下底Ｖ２側に偏り、溶融した伝熱体９の中で第二規制体２０が転倒するリスクを低下できる。角度θ１は、３０度以上６０度以下であると好ましい。第二規制体２０のＺ方向の長さ（高さ）Ｌ２は、３ｍｍ以上であるとよく、６ｍｍ以上であると好ましい。なお、第二規制体２０は、ＸＺ平面に平行な断面において三角形を呈しても構わない。
【0060】
上記シミュレーションでは、第一規制体１０を、主にタングステンを含む材料から構成され、第二規制体２０を、主にチタンを含む材料から構成されるとしたが、この材料の組み合わせに限らない。第二規制体２０の材料として、酸化アルミニウムや酸化マグネシウムなどのセラミックスを使用してもよい。
【0061】
放電ランプ１００の点灯時に規制体（１０，２０）が溶融しないように、規制体（１０，２０）を構成する材料の融点は、伝熱体９を構成する材料の融点よりも高いことが好ましい。また、規制体（１０，２０）が、本体５を構成する材料又は伝熱体９を構成する材料と反応して変質しないように、規制体（１０，２０）を構成する材料は、本体５を構成する材料及び伝熱体９を構成する材料との反応性が十分低い材料であることが好ましい。しかしながら、第二規制体２０の基材を、本体５を構成する材料又は伝熱体９を構成する材料と反応し得る材料で構成し（例えば、伝熱体９が銀の場合、クロムやジルコニウム等）、基材の周り本体５を構成する材料及び伝熱体９を構成する材料との反応性が十分低い材料（例えば、チタン）が取り囲むように形成してもよい。基材の周りにチタン等を取り囲むように形成する方法は、例えば、蒸着法による形成や各種めっき法による形成が考えられる。
【0062】
第一規制体１０の製造方法について、４枚のブレード１０ｂを、Ｚ２軸を中心に９０度間隔をなすように配置して、接合しても構わない。第一規制体１０は、Ｘ方向に延在する平板とＹ方向に延在する平板とをＺ１軸で交差させて、接合しても構わない。第一規制体１０を一体成型で製造しても構わない。なお、一直線に延在する２つのブレード１０ｂが一枚の平板から構成されている場合であっても、一枚の平板は、中心から径方向外側に延在する、異なる２つのブレードによって構成されるとして数える。他の規制体の例についても同様である。
【0063】
［製造された陽極から各部材の寸法を求める方法］
製造された陽極２から各部材又は各部分の寸法を求める方法について述べる。以下に述べる方法は、放電ランプの製造後に、使用又は試験のために点灯された放電ランプ内の陽極２の寸法設計値を求める際に、特に適している。なぜなら、点灯に使用された陽極２では、界面９ｓが平坦に形成されておらず、界面９ｓのＺ方向における位置が定まりにくいためである。界面９ｓのＺ方向における位置は、第二規制体２０の底面から界面９ｓまでの距離Ｄ２を算出するために使用される。
製造された陽極２から各部材又は各部分の寸法を求める方法について述べる。以下に述べる方法は、放電ランプの製造後に、使用又は試験のために点灯された放電ランプ内の陽極２の寸法設計値を求める際に、特に適している。なぜなら、点灯に使用された陽極２では、界面９ｓが平坦に形成されておらず、界面９ｓのＺ方向における位置が定まりにくいためである。界面９ｓのＺ方向における位置は、第二規制体２０の底面から界面９ｓまでの距離Ｄ２を算出するために使用される。
【0064】
一度点灯に使用された陽極２の界面９ｓが平坦に形成されない主な理由を説明する。図９は、伝熱体９の加熱溶融後に冷却された陽極２の断面図である。なお、図９では、界面９ｓの形状を読み取りやすくするために、第二規制体２０が破線で示されている。放電ランプ１００の製造後、使用又は試験のために点灯された放電ランプ１００の陽極２について、伝熱体９は、少なくとも一度、加熱されて溶融している。消灯に伴い陽極２が冷却される際、陽極２の表面から陽極２の内部に向かって温度が低下していく。その結果、凝固に伴う熱収縮のタイミングが、陽極２の表面と陽極２の内部との間で異なるため、図９に示すように、伝熱体９とガス空間８の界面９ｓが中心軸Ｚ１付近で凹むことがある。
【0065】
製造された陽極２から寸法設計値を求めるには、以下の手順に従う。
（手順１）陽極２を放電ランプ１００から取り出し、陽極２の外径Ｄ１を計測する。密閉空間６の比較的上方のガス空間８（伝熱体９が含まれていない部分）を横切る位置（図１０の線分Ｐ－Ｐ）で、容器５ａをＸＹ平面に沿って切断する。切断により、陽極２は、伝熱体９、規制体（１０，２０）を含む第一電極部分ｐ１と、蓋５ｂを含む第二電極部分ｐ２とに分割される（図１０参照）。
（手順１）陽極２を放電ランプ１００から取り出し、陽極２の外径Ｄ１を計測する。密閉空間６の比較的上方のガス空間８（伝熱体９が含まれていない部分）を横切る位置（図１０の線分Ｐ－Ｐ）で、容器５ａをＸＹ平面に沿って切断する。切断により、陽極２は、伝熱体９、規制体（１０，２０）を含む第一電極部分ｐ１と、蓋５ｂを含む第二電極部分ｐ２とに分割される（図１０参照）。
【0066】
（手順２）第一電極部分ｐ１の重量ａを測定する。また、切断面から伝熱体９を微小量採取し、成分の分析と密度ρを推定する。成分の分析には、例えば、蛍光Ｘ線装置等を使用しても構わない。
【0067】
（手順３）第一電極部分ｐ１を、陽極２が溶解せず、伝熱体９が溶解する液体に浸漬し、第一電極部分ｐ１から、伝熱体９を溶解し規制体（１０，２０）を取り外す。斯かる液体として、例えば、硝酸が使用される。硝酸は、伝熱体９として使用される銀を溶解し、陽極２の本体５及び規制体（１０，２０）を溶解させにくい。そして、第一電極部分ｐ１から、伝熱体９を除き、規制体（１０，２０）を含む重量ｂを測定する。これにより、伝熱体９の体積ＶＭは、（３）式により求められる。
ＶＭ ＝ （ａ－ｂ）／ρ …（３）
ＶＭ ＝ （ａ－ｂ）／ρ …（３）
【0068】
（手順４）第二規制体のＺ方向の長さＬ２を計測する。また、第二規制体２０を伝熱体９に近い密度の金属の溶融物に浮かべて、沈降深さである、第二規制体２０の底面から界面９ｓまでの距離Ｄ２を計測する。
【0069】
（手順５）陽極２の密閉空間６に、手順３で求めた伝熱体９の体積ＶＭと同じ体積の液体（例えば、水）を入れて、当該液体に規制体（１０，２０）を沈める。そして、第一規制体１０の上部から液体の液面までの距離Ｈ３を計測する。第一規制体１０と第二規制体２０とのＺ方向における間隔Ｈ２は、（４）式を使用して求められる。
Ｈ２ ＝ Ｈ３－Ｌ２ …（４）
Ｈ２ ＝ Ｈ３－Ｌ２ …（４）
【0070】
［第二規制体の変形例］
図１１Ａ及び図１１Ｂは第二規制体の第一変形例である。図１１Ａは第二規制体２５の上面図であり、第二規制体２５を－Ｚ方向に見ている。図１１Ｂは第二規制体２５の側面図であり、第二規制体２５を＋Ｙ方向に見ている。第二規制体２５は、Ｙ方向に長い棒状であり、かつ、二つの円錐台の底面同士が接するような形状を呈する。長手方向（Ｙ方向）の位置Ｃ５は、Ｚ方向に延在する中心軸Ｚ３を通る。位置Ｃ５における径Ｗ３は、長手方向の端部（Ｅ１，Ｅ２）位置の径Ｗ４より大きい。そして、位置Ｃ５から位置Ｅ１（又はＥ２）に向かって、径が漸減する。斯かる第二規制体２５は、第二規制体２５の向きが、伝熱体９の対流の方向に一致していないとき、中心軸Ｚ３の周りの第二規制体２５の僅かな回転で、第二規制体２５の向きを、伝熱体９対流の方向に一致させることができる。また、径方向外側に向かって径が漸減するため、伝熱体９の対流が安定化する。また、第二規制体２５のように、側面又は断面が円を呈する場合、第二規制体２５が転倒しないため、第二規制体２５の転倒による乱流を引き起こさない。また、本変形例の形状に加工することは容易であり、加工コストが低い。
図１１Ａ及び図１１Ｂは第二規制体の第一変形例である。図１１Ａは第二規制体２５の上面図であり、第二規制体２５を－Ｚ方向に見ている。図１１Ｂは第二規制体２５の側面図であり、第二規制体２５を＋Ｙ方向に見ている。第二規制体２５は、Ｙ方向に長い棒状であり、かつ、二つの円錐台の底面同士が接するような形状を呈する。長手方向（Ｙ方向）の位置Ｃ５は、Ｚ方向に延在する中心軸Ｚ３を通る。位置Ｃ５における径Ｗ３は、長手方向の端部（Ｅ１，Ｅ２）位置の径Ｗ４より大きい。そして、位置Ｃ５から位置Ｅ１（又はＥ２）に向かって、径が漸減する。斯かる第二規制体２５は、第二規制体２５の向きが、伝熱体９の対流の方向に一致していないとき、中心軸Ｚ３の周りの第二規制体２５の僅かな回転で、第二規制体２５の向きを、伝熱体９対流の方向に一致させることができる。また、径方向外側に向かって径が漸減するため、伝熱体９の対流が安定化する。また、第二規制体２５のように、側面又は断面が円を呈する場合、第二規制体２５が転倒しないため、第二規制体２５の転倒による乱流を引き起こさない。また、本変形例の形状に加工することは容易であり、加工コストが低い。
【0071】
図１２Ａ及び図１２Ｂは第二規制体の第二変形例である。図１２Ａは第二規制体２６の上面図であり、第二規制体２６を－Ｚ方向に見ている。図１２Ｂは第二規制体２６の側面図であり、第二規制体２６を＋Ｙ方向に見ている。第二規制体２６は、Ｙ方向に長い棒状であり、かつ、端部Ｅ１及び端部Ｅ２が円形を呈する円錐台形状である。第二規制体２０の径は一様ではなく、＋Ｙ方向の端部Ｅ１における径Ｗ１は、－Ｙ方向の端部Ｅ２における径Ｗ２よりも大きい。端部Ｅ１から端部Ｅ２に向かうにつれて径が漸減する。第二規制体が、一方の端部Ｅ１から他方の端部Ｅ２に向かうにつれて、幅が漸減する棒状であるため、伝熱体９の対流が安定化する。また、本変形例の形状に加工することは容易であり、加工コストが低い。
【0072】
図１３Ａ及び図１３Ｂは第二規制体の第三変形例である。図１３Ａは第二規制体２７の上面図であり、第二規制体２７を－Ｚ方向に見ている。図１３Ｂは第二規制体２７の線分Ｆ－Ｆにおける断面図であり、第二規制体２７を－Ｙ方向に見ている。図１３Ａに示されるように、第二規制体２７はＹ字形状である。図１３Ｂに示されるように、線分Ｆ－Ｆにおける第二規制体２７の断面は、Ｚ方向を長手方向とする矩形である。第二規制体２７の有する３つのブレード（２７ａ，２７ｂ）は、いずれも、Ｚ方向に延在する接線Ｃ６に接する。接線Ｃ６は、Ｙ方向長さ及びＸ方向長さの中心軸Ｚ３からずれた位置にある。よって、３つのブレード（２７ａ，２７ｂ）のうち、一つのブレード２７ｂが、他の二つのブレード２７ａよりも長い。一つの長いブレード２７ｂに沿って伝熱体９の対流が形成されやすいため、安定化しやすい。また、第二規制体２７はＹ字形状を有するため、第二規制体２７が伝熱体９の対流の方向にひとたび一致した後は、第二規制体２７の転倒等による乱流化の要素が小さいため、第二規制体２７の姿勢が変化しにくく、これにより、対流が安定化しやすい。
【0073】
図示して説明しないが、第四変形例として、第二規制体２０は、第一規制体１０のように、十字形状を呈していてもよい。第二規制体２０のブレードの枚数は、第一規制体１０のブレードの枚数よりも少ない方が、伝熱体９の対流が安定しやすい。
【0074】
図１４は第一規制体の第一変形例である。図１４は、第一規制体１７の上面図であり、第一規制体１７を－Ｚ方向に見ている。図１４に示されるように、第一規制体１７は、Ｔ字形状を有する。第一規制体１７の有する３つのブレード（１７ａ，１７ｂ）は、いずれも、Ｚ方向に延在する接線Ｃ６で接する。接線Ｃ６は、中心軸Ｚ３からずれた位置にあってもよいし、中心軸Ｚ３と重なってもよい。Ｔ字形状の第一規制体１７は、十字形状の第一規制体１０に比べてブレードの枚数が少ないため、規制体の容積が小さく、伝熱体９の量を増やすことができる。なお、第一規制体１７は、２つのブレード１７ａが一直線上に並んでいるため、２つのブレード１７ａは一枚の板から構成されても構わない。
【0075】
図１５は第一規制体の第二変形例である。図１５は、第一規制体１８の上面図であり、第一規制体１８を－Ｚ方向に見ている。第一規制体１８は、３枚のブレード１８ｂを有する。３枚のブレードは、いずれも、Ｚ方向に延在する接線Ｃ６に接する。接線Ｃ６は、中心軸Ｚ３と重なっている。第一規制体１８は、十字形状の第一規制体１０に比べてブレードの枚数が少ないため、規制体の容積が小さく、伝熱体９の量を増やすことができる。また、各ブレード１８ｂが、互いに等角度（１２０°）をなすため、第一規制体１８が傾きにくく、安定した姿勢を保ちやすい。第一規制体１８の安定は、対流の安定化につながる。
【0076】
図１６は第一規制体の第三変形例である。図１６は、第一規制体１９の側面図であり、第一規制体１９を＋Ｘ方向に見ている。第一規制体１９は４枚のブレード１９ａを有する。各ブレード１９ａの外側面１９ｔはテーパ形状を呈する。ゆえに、ブレード１９ａの上面（＋Ｚ側の面）の径方向長さは、下面（―Ｚ側の面）の径方向長さより小さい。
【0077】
以上で、実施形態及びその変形例を説明した。本発明は上述した実施形態及びその変形例に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、上述の実施形態及び変形例に、種々の改良又は変更を施したり、各変形例を組み合わせたりすることができる。
【0078】
上記では、規制体は、第一規制体１０と第二規制体２０とから構成されていたが、３つ以上の規制体から構成されていても構わない。
【0079】
上記では、陽極２が、密閉空間６を有する本体５と、密閉空間６内に規制体（１０，２０）と、密閉空間６内に伝熱体９とを有する例について述べた。陰極３が、密閉空間を有する本体と、密閉空間内に複数の規制体と、伝熱体とを有していても構わない。放電ランプ１００は、陰極３が陽極２より上方に位置するように配置しても構わない。
【符号の説明】
【0080】
１ ：発光管
２ ：陽極
３ ：陰極
４ ：リード棒
５ ：本体
５ａ ：容器
５ｂ ：蓋
６ ：密閉空間
８ ：ガス空間
９ ：伝熱体
９ｓ ：（伝熱体とガス空間の）界面
１０，１７，１８，１９：第一規制体
１０ｂ，１７ａ，１７ｂ，１８ｂ，１９ａ：（第一規制体の）ブレード
１１ ：封止管
１２ ：口金
１３ ：（電極の）先端
１４ ：（電極の）後端
１５ ：（本体の）内壁
１９ｔ ：（ブレードの）外側面
２０，２５，２６，２７ ：第二規制体
２７ａ，２７ｂ ：（第二規制体の）ブレード
３０ ：（第二規制体がない場合の）第一規制体
１００ ：放電ランプ
２ ：陽極
３ ：陰極
４ ：リード棒
５ ：本体
５ａ ：容器
５ｂ ：蓋
６ ：密閉空間
８ ：ガス空間
９ ：伝熱体
９ｓ ：（伝熱体とガス空間の）界面
１０，１７，１８，１９：第一規制体
１０ｂ，１７ａ，１７ｂ，１８ｂ，１９ａ：（第一規制体の）ブレード
１１ ：封止管
１２ ：口金
１３ ：（電極の）先端
１４ ：（電極の）後端
１５ ：（本体の）内壁
１９ｔ ：（ブレードの）外側面
２０，２５，２６，２７ ：第二規制体
２７ａ，２７ｂ ：（第二規制体の）ブレード
３０ ：（第二規制体がない場合の）第一規制体
１００ ：放電ランプ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4A】
【図4B】
【図5A】
【図5B】
【図6】
【図7A】
【図7B】
【図8A】
【図8B】
【図9】
【図10】
【図11A】
【図11B】
【図12A】
【図12B】
【図13A】
【図13B】
【図14】
【図15】
【図16】
