CN1307681C - 色温度变化少的金属卤化物灯 - Google Patents
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Abstract
一种包括内部形成放电空间的发光部和具有安装在设在上述发光部的两端部的孔内的一对细管部的发光管的金属卤化物灯；具备内插在上述细管部、在放电空间侧的端部支持上述电极、同时其相反侧的端部延伸到细管部的与上述放电空间的相反侧的端部、用密封材料封装的一对电极支持体，和外插在上述电极插脚及电极支持体中的至少一方上的金属制的筒状体；以灯功率为P(W)，从上述细管部的上述放电侧空间侧的端面到上述线圈的上述细管部侧的端面的距离为X(mm)，从上述细管部的放电侧空间侧的端面向上述筒状体的该放电空间方向延伸出来的长度为L(mm)，则X≥0.0056P+0.194、且0≤L≤0.44X的关系成立。
Description
技术领域
本发明涉及一种金属卤化物灯，特别是使用氧化铝陶瓷制的发光管的金属卤化物灯。
现有技术
近年来，金属卤化物灯作为发光管的材料，替代以往的石英玻璃而采用氧化铝陶瓷的材料正在逐渐成为主流。氧化铝陶瓷比石英玻璃耐热性能优良，所以适用于像金属卤化物灯那样点灯中形成高温的高压放电灯的发光管。
这样，使用氧化铝陶瓷的金属卤化物灯点灯中的温度能够形成高温，所以可以实现高显色性和高效率化。
另外，氧化铝陶瓷与封入发光管内的金属卤化物的反应性也要比石英玻璃低，因此有望进一步延长金属卤化物灯的寿命。
但是，这种灯的电极的封装方法，不是像使用石英玻璃时那样的加热发光管的侧管部及进行压坏封装的方法，而是将供电体插入细管部后，使例如熔合玻璃等密封材料熔融并注入细管部的间隙中进行封装的方法。为此，未利用密封材料封装的部分在供电体与细管部之间形成间隙(例如参阅日本的特开昭57-78763号公报)。另外，越是发光管尺寸大的高瓦特的灯其间隙就必然增大。
这样，发光管上使用氧化铝陶瓷的以往的金属卤化物灯，在供电体与细管部之间存在间隙，所以灯的电极向垂直方向配置进行点灯时，在发光管内封入的发光金属容易沉入到垂直方向下侧的供电体与细管部的间隙中。
灯的实验寿命(以下称“寿命”)发现，其间隙中沉入发光金属，则放电空间内有助于发光的金属减少，不能得到充足的蒸气压，如长时间点灯就会产生色温度变化变大的问题。
为消除这种不良情况，日本的特开2000-340171号公报中提案把细管部的放电空间侧的端部与电极线圈的距离设定为既定距离以上的结构。
即如图1所示，在具有形成封入发光金属的放电空间101的透光性陶瓷制的发光部102；设在发光部102的两端部的细管部103a、103b；在顶端部具有线圈104a、104b的一对电极105a、105b；在一端部支持着电极105a、105b，同时另一端部延伸到细管部103a、103b上的与放电空间101的相反侧的端部的电极支持体106a、106b；及具有把电极支持体106a、106b封装在细管部103a、103b内的封装材料107a、107b的发光管80的金属卤化物灯中，以灯功率为P(W)，从线圈104a、104b上的细管部103a、103b侧的端部到细管部103a、103b上的放电空间101侧的端部的距离为X(mm)，则该X的值设定为使X＞0.0056P+0.394成立。
由此，该细管部103a、103b的放电空间侧的端部上的点灯中的温度，能够低到该放电空间内的剩余的发光金属以液态存在的程度，所以可以相应减低沉入细管部的内部的发光金属的该部分量，抑制色温度的变化。
但是，上述公报中记述的部分未采取对细管部103a、103b内的间隙λ的堵塞手段，假定即使设有堵塞间隙λ的堵塞体，通常堵塞体的整体也将存在于从细管部的端面起向内方后退的位置，因此发光金属容易沉入细管的间隙λ内，由于长时间连续点灯使色温度变化变大的问题得不到彻底解除。
发明内容
本发明的目的是提供一种减少沉入细管部内的间隙中的发光金属的量，使得即使长时间连续点灯色温度变化也少的保持稳定特性的金属卤化物灯。
上述目的是利用具备以下结构的金属卤化物灯达到的：由内部形成放电空间的发光部和嵌装在设于所述发光部的两端部的孔内的一对细管部组成的灯泡；一对电极插脚，在顶端部有电极线圈，在所述放电空间内相对配置；一对电极支持体，分别内插在所述细管部上，在该电极支持体的放电空间侧的端部支持所述电极插脚，并且，该电极支持体的与放电空间侧相反侧的端部从细管部的与所述放电空间相反侧的端部突出，该电极支持体利用密封材料封装在所述细管部中；筒状体，由具有耐热性和热传导性的材料组成，位于至少一方的细管部侧，外插在所述电极插脚及电极支持体之中的至少一方上；以灯功率为P(W)，从所述细管部的所述放电空间侧的端面到所述电极线圈的所述细管部侧的端面的距离为X(mm)，从所述细管部的放电空间侧的端面向所述筒状体的该放电空间方向延伸出来的长度为L(mm)，则X≥0.0056P+0.194、且0≤L≤0.44X的关系成立。
另外，上述目的是利用具备以下结构的金属卤化物灯达到的：由内部形成放电空间的发光部和一对细管部一体形成的灯泡；一对电极插脚，在顶端部有电极线圈，在所述放电空间内相对配置；一对电极支持体，分别内插在所述细管部上，在该电极支持体的放电空间侧的端部支持所述电极插脚，并且，该电极支持体的与放电空间侧相反侧的端部从细管部的与放电空间相反侧的端部突出，该电极支持体利用密封材料封装在所述细管部上；筒状体，由具有耐热性和热传导性的材料组成，位于至少一方的细管部侧，外插在所述电极插脚及电极支持体之中的至少一方上；以灯功率为P(W)，从所述细管部起连接于所述发光部的部分之中以其内径为细管部的内径的1.25倍的位置为基准位置，从该基准位置起到所述电极线圈的细管部侧的端面的距离为X(mm)，从所述基准位置向所述筒状体的所述放电空间方向延伸出来的部分的长度为L(mm)，则X≥0.0056P+0.194、且0≤L≤0.44X的关系成立。
利用上述的结构，发光管的电极配置成垂直方向对金属卤化物灯点灯时，细管部的放电空间侧的端部的温度能够减低到该部分剩余的发光金属以液态存在的程度，同时在细管部的既定位置插入筒状体堵塞其开口部，该液态的发光金属在难于进入细管部的内部的部分存留，能够抑制沉入细管部内部的发光金属的量。
其结果，能够得到点灯中可以充分保持放电空间内的蒸气压、长时间连续点灯色温度变化少、保持稳定特性的金属卤化物灯。
并且，筒状体向放电空间侧的突出量设定成在与距离X的关系上不达到既定值以上，这样能够防止在启动时从筒状体放电。
附图的简要说明
结合下面的根据附图所描述的本发明的一个实施例将更加容易理解本发明的目的、优点和特点。
在图中：
图1表示以往的金属卤化物灯具有的发光管结构的剖面图。
图2表示有关本发明的一实施例的金属卤化物灯结构的正视图。
图3表示图2所示的金属卤化物灯具有的发光管结构的剖面图。
图4表示图3的发光管的一方的细管部的部分放大剖面图。
图5表示在具有图2、3所示结构的金属卤化物灯(250W)中，从线圈的细管部侧的端部到细管部的放电空间侧的端部的距离X发生变化时的点灯中的色温度变化的图形。
图6表示在具有图2、3所示结构的金属卤化物灯(70W)中，改变从线圈的细管部侧的端部到细管部的放电空间侧的端部的距离X时的点灯中的色温度变化的图形。
图7表示图5的图形中的上述距离X与色温度变化量的关系的图表。
图8表示图6的图形中的距离X与色温度变化量的关系的图表。
图9是为了求出上述距离X与灯功率P的关系、将图7、8的图表所示的实验结果标在图形上的视图。
图10是表示在250W的金属卤化物灯中，外插在电极插脚上的筒状体从细管部端面向放电空间延伸的长度L与色温度变化量的关系的图表。
图11是表示在70W的金属卤化物灯中，外插在电极插脚上的筒状体从细管部端面向放电空间延伸的长度L与色温度变化量的关系的图表。
图12是表示在图2、3所示结构的金属卤化物灯(250W)中，改变从细管部的放电空间的端部到筒状体的放电空间的端部的长度L时的、点灯中的逆弧的发生概率的图表。
图13是表示在图2、3所示结构的金属卤化物灯(70W)中，改变从细管部的放电空间的端部到筒状体的放电空间的端部的长度L时的、点灯中的逆弧的发生概率的图表。
图14是为了求出上述距离X与长度L的关系、把图12、13所示的实验结果标在图形上的视图。
图15是表示有关本发明的变形例的发光管结构的部分放大剖面图。
图16是表示有关本发明的另一个变形例的发光管结构的部分放大剖面图。
图17是表示有关本发明的发光管的筒状体的变形例的外观透视图。
图18是表示有关本发明的又一个变形例的发光管结构的剖面图。
图19是表示图18所示的发光管的一方的细管部侧的详细情况的部分放大剖面图。
最佳实施例的说明
以下，使用附图对本发明的实施例进行详细说明。
图2是表示有关本实施例的250W的金属卤化物灯的结构的正视图。
如同图所示，本金属卤化物灯为在外管10内利用供电线11a、11b将氧化铝陶瓷制的发光管8保持在既定的位置。
在外管10内封装有既定压力的氮气，在封装部附近装有灯口15。
而且，发光管8配置在具有切断紫外线效果的石英玻璃制套管12内。石英玻璃制套管12对发光管8保温，保持充足的蒸气压力，同时起着防止发光管8破损使外管10发生破裂的作用。该石英玻璃制套管12通过套管支持板13a、13b保持在供电线11a、11b上。
图3是表示发光管8的结构的剖面图。如同图所示，发光管8的灯泡是在形成放电空间1的发光部2的两端的小径部的孔上分别内插细管部3a、3b的端部并利用热装配合形成的。
在发光部2的放电空间1中封入水银、稀有气体和发光金属。
在细管部3a、3b之中分别插入在顶端部具有在放电空间1内相对配置的电极线圈4a、4b的一对电极插脚5a、5b，和在一端部分别支持上述电极插脚5a、5b的一对电极支持体6a、6b组成的供电体。
在电极插脚5a、5b的基端部上，外插有线圈状的筒状体14a、14b。该筒状体14a、14b除去其放电空间1侧的顶端部外，绝大部分嵌入细管部3a、3b内部，起到防止发光金属沉入的作用。
电极插脚5a、5b由钨材料组成，外径为0.71mm，长度为5.2mm。
另外，电极支持体6a、6b外径为1.2mm，长度为30mm。在本实施例中，电极支持体6a、6b是以例如钼和氧化铝混合烧结而成的导电性金属陶瓷为材料。该导电性金属陶瓷的热膨胀系数为与氧化铝基本相等的7.0×10-6，因此不易生成起因于热膨胀率差的裂纹。
电极支持体6a、6b的与放电空间的相反侧的部分，分别从内径1.3mm的细管部3a、3b的外侧的端面突出到外部，利用密封材料7a、7b封装在细管部3a、3b上。
密封材料7a、7b为例如氧化金属、氧化铝、及二氧化硅等组成的玻璃料，从细管部3a、3b的结合于发光部2侧的相反侧的端面向发光部2侧注入既定的长度。
图4为表示图3的发光管8的细管部3b与插入其内的电极支持体6b、电极插脚5b、电极线圈4b的状态的放大剖面图。
筒状体14b为将线径0.25mm的钼材料以在邻接的匝间不产生间隙的状态紧密卷绕的线圈，其轴向的长度是2.5mm，其与放电空间的相反侧的端部几乎接触电极支持体6b的端面，以使剩余的金属卤化物的液体的沉入间隙λ的容积尽可能地减少。
另外，细管部3b与筒状体14b的配合应为0.005～0.2mm的配合间隙。而且，此部分最好是细管部3b的内径对于筒状体14b的外径，有0～0.1mm的间隙的配合。利用这样的配合能够防止发光金属沉入细管部3b的内部，同时组装后筒状体14b不易产生错位。
细管部3a侧也与图4所示的部分具有完全相同的结构。
这里，在上述结构的金属卤化物灯中，从电极线圈4a、4b的细管部3a、3b侧的端部到细管部3a、3b的放电空间1侧的端面的距离为X(参照图4)，同时线圈状的筒状体14a、14b延伸到发光部2侧的放电空间1内的长度，即筒状体14a、14b从细管部3a、3b的放电空间1侧的端面向放电空间方向突出的部分的长度为L，对于该X及L的值与上述“沉入”造成的色温度的变化的关系，本发明人经反复实验，发现了减低色温度的变化量的最佳的X及L的范围。
以下对该距离X、长度L的最佳范围进行说明。
(1)关于距离X的最佳范围
首先，关于距离X的最佳范围，对与上述图2、3所示的灯结构相同的250W的金属卤化物灯进行了实验。
在此实验中，制作了距离X的值为0.8mm、1.3mm、1.5mm、1.6mm、1.8mm、及2.3mm的许多实验灯，并就各个灯测定了寿命中(点灯时间3000小时)的色温度变化。其结果示于图5。
而且，在此，线圈状的筒状体14a、14b延伸到发光部2侧的放电空间1内的长度是一定的，为0.1mm。
另外，封入放电空间1内的发光金属量为一定量5.2mg。其组成是：DyI30.8mg，HoI30.6mg，TmI30.8mg，NaI2.2mg，TlI0.8mg。并且，放电空间1内作为稀有气体封入了20kPa的氩气。
进而，从细管部3a、3b的放电空间1侧的端面到玻璃料组成的密封材料7a、7b的放电空间1侧的端面的距离Y(参照图4)是一定的，为18mm。
而且，点灯实验为使各实验灯的管轴都保持垂直方向，连续点灯3000小时(在后述的其他实验中也是同样)。
图7是从图5的实验结果求出点灯3000小时后的色温度的变化(ΔTc)，与其评价一同表示的图表。
从此表可以看出，在250W的试制灯中，长度L为0.1mm时、如果距离X为1.6mm以上，寿命中的色温度的变化变得非常少。
这样，如果使上述的距离X为1.6mm以上，能够充分得到从包括高温的阳极光柱及电极线圈4a、4b的电极插脚5a、5b的顶端部到细管部3a、3b的放电空间侧1的端面的距离，所以能够减低细管部3a、3b的放电空间1侧的端面的温度，并与筒状体14a、14b的作用相结合抑制色温度发生较少的变化。
更详细地说，细管部3a、3b的放电空间侧的开口部被线圈状的筒状体14a、14b堵塞，所以液状的发光金属难于进入细管部3a、3b和电极支持体6a、6b的间隙λ中，另外，细管部3a、3b的端面与电极顶端离开一定程度，且该筒状体14a、14b是由具有热传导性的金属组成的线圈形状，散热性优良，细管部3a、3b的放电空间1侧的端面附近的温度保持得较低，达到能使剩余金属成为液状存在的程度，蒸气化的金属在侵透间隙λ之前，已在此部分液化，因此可以认为这些因素相结合使沉入到细管部3a、3b内的间隙λ的发光金属的量减少。
其结果，点灯中能充分保持发光管8内的蒸气压，与不具备线圈状的筒状体14a、14b的现有的发光管(距离X为1.8mm、距离Y为18mm)相比，例如能够将点灯后经过1000小时中的色温度变化减低至1/2～1/3。
另外，由于使距离X为1.6mm以上，如图5所示，点灯后经过3000小时中的色温度变化也能够与点灯后经过1000小时中的色温度变化大体相等，基本上不产生使用期中的色温度变化。
其次，使用具有和图2、3所示的同样构造的70W的金属卤化物灯进行了与上述同样的实验。
具体的是在该70W的金属卤化物灯中，制作了从电极线圈4a、4b的细管部3a、3b侧的端部到细管部3a、3b的放电空间1侧的端面的距离X为0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.8mm、1.0mm的实验灯，测定了使用期中的色温度的变化。其结果示于图6。
而且，在该实验中，无论在哪个场合下，线圈状的筒状体14a、14b延伸到发光部2侧的放电空间1内的长度L都是一定的，为0.1mm。
另外，封入放电空间1内的发光金属量为一定量的2.5mg。其组成是：DyI30.4mg，HoI30.3mg，TmI30.4mg，NaI1.1mg，TlI0.3mg。在放电空间1内作为稀有气体封入了20kPa的氩气。并且，从细管部3a、3b的放电空间1侧的端面到玻璃料组成的密封材料7a、7b的放电空间1侧的端面的距离Y是一定的，为8mm。
图8是从图6的实验结果求出点灯3000小时后的色温度的变化(ΔTc)，与其评价一同表示的图表。从此表可以看出，如果距离X为0.6mm以上，点灯中的色温度的变化变得非常少。其原因与250W的金属卤化物灯一样，在于沉入细管部3a、3b内的发光金属的量受到抑制。
从上述的250W和70W的金属卤化物灯的实验结果可知，如果灯功率P不同，距离X的最佳值也不同。即这是因为灯功率P越大，放电产生的发热量越大，所以为使在细管部的放电空间侧的端部剩余金属温度降低到以液态存在的程度，就必须将距离也进行相应量的加大的缘故。故此，可以认为最佳范围的X与灯功率之间有一定的相关关系。
因此，如图9所示，在以横轴为灯功率P(W)、纵轴为距离X(mm)的坐标系中，标出上述图7、8的表内的(X、P)的值，把得到减低色温度变化的效果的X的最小值(如上所述，用250W型，X＝1.6；用70W型X＝0.6)的点A、B连接起来，求出其直线的方程式，则X＝0.0056P+0.194。
从而，可以说就250W和70W的金属卤化物灯而言，如果X≥0.0056P+0.194(以下，此条件称“第1最佳化条件”。)，就能够减低色温度的变化。
(2)关于长度L的最佳范围
接着，在图2所示结构的金属卤化物灯(250W)中，对线圈状的筒状体14a、14b从细管部3a、3b的放电空间1侧的端面延伸到发光部2的放电空间1内的长度L为-02mm(即筒状体6a、6b从细管部3a、3b的放电空间的端面向内部后退0.2mm的状态)、-0.1mm、0mm、0.5mm的各场合下使用期中的色温度变化进行了调查。其结果示于图10的表中。在同表中，ΔTc表示点灯3000小时后的色温度的变化量。
而且，在任何场合下，从电极线圈4a、4b的细管部3a、3b侧的端面到细管部3a、3b的放电空间1侧的端面的距离X是一定的，为1.6mm。
另外，封入放电空间1内的发光金属量为一定量的5.2mg，其组成是：DyI30.8mg，HoI30.6mg，TmI30.8mg，，NaI2.2mg，TlI0.8mg。在放电空间1内作为稀有气体封入了20kPa的氩气。
进而，从细管部3a、3b的放电空间1侧的端面到玻璃料组成的密封材料7a、7b的放电空间1侧的端面的距离Y是一定的，为18mm。
从图10的实验结果可知，长度L如果是0.5mm以上，长时间点灯中的色温度变化变得非常少。另外，一般色温度的变化量如果停留在300K左右，对于观察者就是可以评价为忽略不计的范围，因此可以说在250W的金属卤化物灯中，色温度的变化容许的L的范围是0≤L。
特别是如果0＜L，点灯中能充分保持发光管8内的蒸气压，与不具备线圈状的筒状体14a、14b的现有的发光管(距离X为1.0mm、距离Y为8mm)相比，例如能够将点灯后经过1000小时中的色温度变化减低1/2，另外，点灯后经过3000小时中的色温度变化能够与点灯后经过1000小时中的色温度变化大体相等。
接着，同样在有图2、3结构的70W的金属卤化物灯中，对线圈状的筒状体14a、14b从细管部3a、3b的放电空间1侧的端面延伸到发光部2的放电空间1内的长度L为-0.2mm、-0.1mm、0mm、0.2mm的各场合下使用期中的色温度变化进行了调查。图11是表示此实验结果的图表。
而且，在各场合下，从电极线圈4a、4b的细管部3a、3b侧的端面到细管部3a、3b的放电空间1侧的端面的距离X是一定的，为0.6mm。另外，封入放电空间1内的发光金属量为一定量的2.5mg，其组成是：DyI30.4mg，HoI30.3mg，TmI30.4mg，NaI1.1mg，TlI0.3mg。在放电空间1内作为稀有气体封入了20kPa的氩气。进而，从细管部3a、3b的放电空间1侧的端面到玻璃料组成的密封材料7a、7b的放电空间1侧的端面的距离Y是一定的，为8mm。
如图11的图表所示，可以看出70W型的场合也与250W的场合同样，长度L变为负则色温度产生极大的变化；长度L变为“0”色温度的变化量才首次变为容许限度(300K左右)的范围内；进而，长度L在正的场合下色温度的变化变得极少。
因此，试制了许多距离X满足第1的最佳化条件的金属卤化物灯，对上述长度L进行同样的实验，仍然能得到同样的结果。
从而，就距离X满足第1的最佳化条件的250W及70W的金属卤化物灯而言，可以说长度L如果为0以上(0≤L)，其长时间点灯造成的色温度的变化是在容许的范围内。而且，0＜L的方面能得到更好的结果同上所述。
虽说长度L比“0”大为宜，但也有一定的限度。因为L变得过大，就有可能产生逆弧。
逆弧是指，在灯启动时，不是从电极线圈4a、4b开始放电，而是从筒状体14a、14b开始放电。一旦出现这样的逆弧，就会产生所不希望的来自放电部位(这里是筒状体14a、14b)的金属飞散使发光部2内黑化，或者放电部位的近旁的发光部2或细管部3a、3b因电弧热产生裂纹的不良情况。
因此在具有图2、3结构的250W的金属卤化物灯中，对线圈状的筒状体14a、14b从细管部3a、3b的放电空间1侧的端面延伸到发光部2的放电空间1内的长度L为0mm、0.1mm、0.5mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm的各场合下灯启动时的逆弧的发生概率进行了调查。图12是表示其实验结果的图表。
而且，实验灯的封入气体及发光金属的种类和量以及距离X、Y的值，均与图10的场合完全一样进行设定。
如图12的图表所示，关于逆弧的产生，长度L变为0.8mm以上，则10只灯中、灯启动时从筒状体14a、14b开始放电的确认有2只以上；长度L为0.7mm以下的场合，1只也未发现。
即，可以认为，在长度L为0.8mm以上的场合，筒状体14a、14b延伸到发光部2的放电空间1内的长度过长，因此从筒状体14a、14b的放电空间1侧的端部产生放电。
其次，使用有与图2、3同样结构的70W的金属卤化物灯进行了与上述同样的测定。
在该70W的金属卤化物灯中，对线圈状的筒状体14a、14b从细管部3a、3b的放电空间1侧的端面延伸到发光部2的放电空间1内的长度L为0mm、0.1mm、0.2mm、0.25mm、0.3mm、0.4mm的各场合下灯启动时的逆弧的发生概率进行了调查。其结果示于图13的图表中。
而且，各实验的封入气体及发光金属的种类和量以及距离X、Y的值，均与图11的实验场合完全一样进行设定。
从图13的图表中可知，关于逆弧的产生，长度L变为0.3mm以上，则10只灯中、灯启动时从筒状体14a、14b开始放电的灯确认有2只以上；长度L为0.25mm以下的场合，1只也未发现。
其原因也与250W金属卤化物灯一样，因为筒状体14a、14b延伸到发光部2的放电空间1内的长度过长的场合，容易产生逆弧。
这样，长度L如果过大则逆弧容易产生，可以认为是因为筒状体14a、14b的放电空间侧的端面与电极线圈4a、4b的距离变短，使得逆弧的发生概率升高的缘故。如果是那样，就能看出逆弧的发生概率和距离X及长度L之间存在着某种相关关系。
因此，如图14所示，在以横轴为距离X(mm)、纵轴为长度L(mm)的坐标系中，对于上述250W的金属卤化物灯的实验数据(X＝1.6)的场合与70W的金属卤化物灯的实验数据(X＝0.6mm)的场合标出了图12、图13的实验结果的值。
在图14的图形中，×表示10只实验灯中产生逆弧的L的值的点；白圈或黑圈表示在各自的灯功率的实验灯中，10只中1只也未产生逆弧时的L的值的点。
这里，在各灯功率的实验数据中，求出连接未产生逆弧的L的值之中成为最大值的点C、D的直线的方程式，则L＝0.44X。因而，可知灯功率对于250W及70W的金属卤化物灯的特定的X的值，如果满足L≤0.44X即可。
因此，通过对于250W和70W的灯功率的金属卤化物灯，在满足上述第1的最佳化条件的范围内使X有适当的不同进行产生逆弧的确认实验，可判明对于另外的距离X如果满足L≤0.44X的条件也不产生逆弧。
如上所述，在距离X满足上述第1的最佳化条件的范围内，如果0≤L就能抑制色温度的变化，所以再加上L≤0.44X的条件式，长度L的最佳范围就能够定义为0≤L≤0.44X(以下有关此长度L的范围的条件称为“第2的最佳化条件”)。
综上所述，在灯功率为P(W)、从放电空间1侧的细管部3a、3b的端面到细管部3a、3b侧的电极线圈4a、4b的端面的距离为X，延伸到发光部2侧的放电空间1内的筒状体14a、14b的长度为L(mm)的场合，如果满足第1的最佳化条件(X≥0.0056P+0.194)和第2的最佳化条件(0≤L≤0.44X)，则不管是250W型还是70W型都能将使用期中的色温度的变化抑制在容许范围内，同时得到不产生逆弧的金属卤化物灯。
即在垂直方向点灯时，能够抑制沉入到位于下方侧的细管部3a或3b的间隙λ中的发光金属的量，所以可以得到发光金属的充足的蒸气压，与水平方向点灯时的发光金属蒸气压的差变小，实现点灯方向引起的色温度变化少的金属卤化物灯。
而且，在上述实施例中，虽然仅就250W型及70W型的金属卤化物灯表示了具体的测定结果，但是例如对从35W的低瓦特到400W的高瓦特的其他的灯功率的金属卤化物灯进行同样的实验的结果表明，如果同时满足上述第1和第2的最佳化条件，也能使点灯中的色温度变化变少，不会产生逆弧。
由此，可以说对于能够实用的几乎所有的金属卤化物灯，为稳定的点灯，需要同时满足上述第1和第2的最佳化条件。
而且，在第1的最佳化条件中，距离X的上限虽然未作定义，但对应金属卤化物灯的灯功率，其发光管的灯泡的大小及电极间距离等自然被确定，随之距离X的上限值也被确定，因此不会发生特别问题。
变形例
(1)在上述实施例中，线圈状的筒状体14a、14b仅外插成包围着电极插脚5a、5b的基端部，但在电极支持体6a、6b较长，其顶端波及到放电空间内的场合，如图15所示，可以减小电极支持体6b的放电空间侧的顶端部的直径，使线圈状的筒状体14b插入并包围该部分。细管部3a侧也是同样。
进而，如图16所示，使线圈状的筒状体14b插入并包围电极插脚5b及电极支持体6b的双方的结构也能取得与上述的同样的效果。细管部3a侧也是同样。
而且，在上述图15、16中，为了方便把电极支持体6b全涂黑，以易于分辨其顶端的位置。
(2)在上述实施例中，作为筒状体14a、14b，使用的是把钼等金属线紧密卷绕成的线圈形状的部件，但如果具有耐热性和热传导性，也可以使用其他材料例如钨等。
另外，筒状体的形状只要是堵塞住与细管部内面的间隙的形状即可，所以并不限定于线圈形状，所以也可为例如管子形状的筒状体，进而，如图17所示，在管子形状的筒状体14a(14b)的圆周面上根据需要在轴向具有切口部分17a(17b)也能取得同样的效果。
这样，通过在筒状体14a、14b上设置切口部分17a、17b，向电极插脚5a、5b或电极支持体6a、6b插入筒状体14a、14b的作业容易，可提高生产率。
进而，对于筒状体的材质，在上述金属以外也可使用例如导电性金属陶瓷。
(3)在上述实施例中，对使用把细管部3a、3b热装在发光部2上的发光管(参照图3)的例子进行了说明，但如果使用发光部与细管部作成一体成型的发光管，也能导出同样的条件。
图18表示该一体型的发光管40结构的剖面图。如同图所示，发光管40由发光部41和细管部42a、42b形成一体，从细管部42a、42b起连接于发光部41的部分43a、43b形成漏斗状(以下此部分称为“漏斗”。)。为此，在图3的发光管8中，作为上述距离X及长度L的测定基准的相当于细管部3a、3b的放电空间侧的端面的部分在发光管40中没有。
因此，在本变形例中，经过实验确认，如图19的部分放大图所示，在该漏斗部43b(漏斗部43a侧也同样)中，以其内径d为细管部42b的内径d的1.25倍的管轴方向的位置R为基准位置，从该基准位置测定距离X、长度L，由此在上述图3的发光管8上求出的最佳化条件(即X≥0.0056P+0.194、且0≤L≤0.44X)能够直接用于一体型的发光管40。
(4)而且，以其管轴成为垂直方向的状态使用金属卤化物灯时，特别是在下方的细管部的间隙λ发生发光金属的沉入，已如前所述。如果是那样，在使用时灯的方向受到限定的场合，筒状体不一定非得设在双方的细管部上，进行该使用时把筒状体仅设在到达下方的细管部上即可。
但是，在点灯时方向上不受限制的灯的场合，使用者最终把哪一方向下使用在金属卤化物灯的组装阶段很难确定，所以希望像上述实施例那样把筒状体设在双方的细管部上，其距离X及长度L要同时满足上述第1、第2的最佳化条件。
虽然本发明已经通过结合附图的实施例进行了全面的描述，但应该注意到各种变化和变更对于本领域普通技术人员来说是显而易见的。因此，除了超出本发明范围的一些变化和变更，均落在本发明所要求保护的权利要求书中。
Claims (14)
1.一种金属卤化物灯，具有以下的结构：
由内部形成放电空间的发光部和嵌装在设于所述发光部的两端部的孔内的一对细管部组成的灯泡；
一对电极插脚，在顶端部有电极线圈，在所述放电空间内相对配置；
一对电极支持体，分别内插在所述细管部上，在该电极支持体的放电空间侧的端部支持所述电极插脚，并且，该电极支持体的与放电空间侧相反侧的端部从细管部的与所述放电空间相反侧的端部突出，该电极支持体利用密封材料封装在所述细管部中；
筒状体，由具有耐热性和热传导性的材料组成，位于至少一方的细管部侧，外插在所述电极插脚及电极支持体之中的至少一方上；
以灯功率为P(W)，从所述细管部的所述放电空间侧的端面到所述电极线圈的所述细管部侧的端面的距离为X(mm)，从所述细管部的放电空间侧的端面向所述筒状体的该放电空间方向延伸出来的长度为L(mm)，则X≥0.0056P+0.194、且0≤L≤0.44X的关系成立。
2.按照权利要求1所述的金属卤化物灯，其特征为，所述筒状体是线圈。
3.按照权利要求2所述的金属卤化物灯，其特征为，所述线圈是各匝间无间隙的紧密型线圈。
4.按照权利要求1所述的金属卤化物灯，其特征为，所述筒状体的与所述放电空间的相反侧的端面，基本上接触所述电极支持体。
5.按照权利要求1所述的金属卤化物灯，其特征为，所述筒状体是筒体，在其周面上轴向上设有切口。
6.按照权利要求1所述的金属卤化物灯，其特征为，所述筒状体由钼及钨中的一种金属组成。
7.按照权利要求1所述的金属卤化物灯，其特征为，所述发光部由透明性陶瓷组成。
8.一种金属卤化物灯，具有以下的结构：
由内部形成放电空间的发光部和一对细管部一体形成的灯泡；
一对电极插脚，在顶端部有电极线圈，在所述放电空间内相对配置；
一对电极支持体，分别内插在所述细管部上，在该电极支持体的放电空间侧的端部支持所述电极插脚，并且，该电极支持体的与放电空间侧相反侧的端部从细管部的与放电空间相反侧的端部突出，该电极支持体利用密封材料封装在所述细管部上；
筒状体，由具有耐热性和热传导性的材料组成，位于至少一方的细管部侧，外插在所述电极插脚及电极支持体之中的至少一方上；
以灯功率为P(W)，从所述细管部起连接于所述发光部的部分之中以其内径为细管部的内径的1.25倍的位置为基准位置，从该基准位置起到所述电极线圈的细管部侧的端面的距离为X(mm)，从所述基准位置向所述筒状体的所述放电空间方向延伸出来的部分的长度为L(mm)，则X≥0.0056P+0.194、且0≤L≤0.44X的关系成立。
9.按照权利要求8所述的金属卤化物灯，其特征为，所述筒状体是线圈。
10.按照权利要求9所述的金属卤化物灯，其特征为，所述线圈是各匝间无间隙的紧密型线圈。
11.按照权利要求8所述的金属卤化物灯，其特征为，所述筒状体的与所述放电空间的相反侧的端面，基本上接触所述电极支持体。
12.按照权利要求8所述的金属卤化物灯，其特征为，所述筒状体是筒体，在其周面上轴向上设有切口。
13.按照权利要求8所述的金属卤化物灯，其特征为，所述筒状体由钼及钨中的一种金属组成。
14.按照权利要求8所述的金属卤化物灯，其特征为，上述发光部由透明性陶瓷组成。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20070328 Termination date: 20160225 |