JP2000173541A - 片側にソケットを備えたハロゲンランプ - Google Patents

片側にソケットを備えたハロゲンランプ

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JP2000173541A
JP2000173541A JP11342508A JP34250899A JP2000173541A JP 2000173541 A JP2000173541 A JP 2000173541A JP 11342508 A JP11342508 A JP 11342508A JP 34250899 A JP34250899 A JP 34250899A JP 2000173541 A JP2000173541 A JP 2000173541A
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glass bulb
discharge vessel
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Siegfried Beerhalter
ベールハルター ジークフリート
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Groz Beckert KG
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 冒頭で述べた形式の片側にソケットを備えた
ハロゲンランプを改良して、ナトリウム拡散を確実に阻
止でき、これにもかかわらず構造形式が極めてコンパク
トであるハロゲンランプを提供する。 【解決手段】 密封ガラス球１５が不活性ガスを充填さ
れているかまたは排気されており、外側ガラス球１；３
０が排気にされているようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、密閉された３つの
容器を備えた、ハロゲンランプであって、両側で圧搾さ
れた石英ガラスから成る放電容器が、両側で閉鎖された
光透過性の密封ガラス球によって取り囲まれており、さ
らにこの密封ガラス球が、片側で閉鎖された光透過性の
外側ガラス球によって取り囲まれている形式のものに関
する。
【０００２】
【従来の技術】上記ハロゲンランプは特に、少なくとも
１５０Ｗの出力を有するランプであり、このランプにお
いては、両側で圧搾された放電容器が使用される。全般
照明のために、このような形式のランプは種々異なった
光色で使用される。オスラム（Osram）社の技術科学論
文（Technisch-wissenschaftliche Abhandlungen）、第
１２巻、１９８６年、第１１頁〜第１５頁に記載のよう
に、光色ＷＤＬ，ＮＤＬ，Ｄが知られており、これらの
光色の光温度はそれぞれ約３０００Ｋ，約４３００Ｋ，
約５３００Ｋに相応している。
【０００３】片側にソケットを備えた高出力のハロゲン
ランプはアメリカ合衆国特許第５１１１１０４号明細書
に基づきすでに公知であり、この公知のハロゲンランプ
にはヨウ化ナトリウムのようなナトリウムを含有する充
填物及びスカンジウムが使用されている。両側で圧搾さ
れた放電容器からのナトリウム拡散は、両側で圧搾され
た内側の密封ガラス球を使用すると共に、片側にソケッ
トを備えた膨出成形された外側ガラス球を付加的に使用
することとによって阻止されるので、ソケットから遠い
方の給電手段は外側ガラス球内で大きな円弧で戻し案内
される。これによって、このランプの寸法は必然的に極
めて大きくなってしまう。熱損失を可能な限り小さく維
持するために、密封ガラス管は排気されているのに対し
て、外側ガラス管は不活性ガス（約４００Torr（５３３
mbar）の常温充填圧を有するＮ２）で充填されている。
外側ガラス球内に密封ガラス球を保持するために、圧搾
部を取り囲んで案内される、金属バンドから成るパッキ
ンリングが使用される。
【０００４】完全に同一の構造が、アメリカ合衆国特許
第５４５３６５４号明細書においては熱ピトー管として
使用される。この場合保持形式は、内側の密封ガラス球
が軸方向で案内された給電手段によるだけで保持される
ように、簡略化されている。この場合給電手段は、放電
容器の回動を防止するために、密封ガラス球の圧搾部の
領域において扁平部、湾曲部または横方向に延びるＵ字
湾曲部を有していてよい。
【０００５】片側にソケットを備えた、低出力のコンパ
クトなハロゲンランプはドイツ連邦共和国特許出願公開
第４３４２４７８号明細書に基づき公知であり、この公
知のハロゲンランプは、ナトリウムを含有する充填物を
有している。この場合に、ナトリウム含有量は０．２ｍ
ｇ／ｃｍ３までであってよい。片側が圧搾された放電容
器からのナトリウム拡散は、ＵＶ・吸収特性を有する片
側で圧搾された内側の密封ガラス球を使用すると共に、
片側にソケットを備えた密に隣接する外側ガラス球を付
加的に使用することによって阻止される。付加的に、密
封ガラス球が不活性ガス（約６００mbarの常温充填圧を
有するＮ２）で充填されているのに対して、外側ガラス
球は排気されている。密封ガラス球内の不活性ガスは、
ナトリウム拡散を防止しかつ熱分配の均一性を改善す
る。密封ガラス球は石英ガラスから成っており、この石
英ガラスにはＵＶ・吸収性の材料として酸化セリウムお
よび酸化チタンが混合されている。
【０００６】しかし、このランプの光束のメンテナンス
は、セラミックスの放電容器を有する別のタイプのラン
プと競合できるほど十分ではない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】したがって本発明の課
題は、冒頭で述べた形式の片側にソケットを備えたハロ
ゲンランプを改良して、ナトリウム拡散を確実に阻止で
き、これにもかかわらず構造形式が極めてコンパクトで
あるハロゲンランプを提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明の構成では、密封ガラス球が、不活性ガスを充
填されているかまたは排気されており、外側ガラス球
が、排気されているようにした。
【０００９】特に有利な構成が請求項２以下に記載して
ある。
【００１０】
【発明の効果】本発明によるハロゲンランプ（ハロゲン
化金属ランプ）には、石英ガラスから成る両側で圧搾さ
れた放電容器が設けられており、この放電容器は特に、
ナトリウムおよび／またはセシウムを含有した充填物を
有している。放電容器は、特に圧搾部により両側で閉鎖
された光透過性の密封ガラス球によって取り囲まれてお
り、さらにこの密封ガラス球は、片側で閉鎖された光透
過性の外側ガラス球によって取り囲まれている。密封ガ
ラス球は不活性ガスを充填されているかもしくは排気さ
れているのに対して、外側ガラス球は排気されている。
【００１１】この構造においてはナトリウム拡散が特に
問題である。なぜならば、外側ガラス球の内部において
給電手段が、内側に位置するガラス球に沿って戻し案内
されねばならないからである。
【００１２】第１の構造形式では、外側ガラス球は排気
されており、密封ガラス球は不活性ガスで充填されてい
る。要するに、アメリカ合衆国特許第５１１１１０４号
明細書に基づき公知の前述のランプとは全く正反対であ
る。これによって、確かに製造に手間はかかるが、この
配置形式は極めて効果的である。なぜならば、熱せき止
め作用又は蓄熱作用が放電容器において生じ、ひいては
充填物に直接に影響するからである。
【００１３】この構造によって、熱光色（約３０００〜
３７００Ｋの色温度）においては特に、光束のメンテナ
ンス及び他の測光上のデータに関する確かな結果が得ら
れることが明らかとなった。なぜならば、対流式の熱損
失が十分に減じられるからである。というのも、熱光色
（特にＷＤＬ）に対応して充填物が、主としてナトリウ
ム・スズ系またはナトリウム・スカンジウム系をベース
としているからである。
【００１４】第２の構造形式では、密封ガラス球も排気
されている。これによって、熱損失がさらに減じられる
ので、光束のメンテナンスがさらに改善される。従来の
技術においては今まで、最初の１００時間において、激
しい減少が生じていたが、この減少は今や十分に阻止さ
れてる。
【００１５】密封ガラス球がＵＶ・吸収作用を有すると
有利である。この密封ガラス球はたいてい、石英ガラス
から製造されており、この石英ガラスにはこの場合、た
とえばセリウムまたはチタンのようなＵＶ・吸収性の材
料がドーピングされている。これによって、密封ガラス
球の外側に沿って密に隣接して案内される戻り側の給電
手段からＵＶ・放射によってナトリウム損失を増大させ
る光電子が放出されることが、特に効果的に回避され
る。というのも、光電子が放電容器の表面上でマイナス
の電位を生ぜしめ、これによってナトリウムイオンが放
電容積から導出されるからである。
【００１６】通常、ナトリウム損失に伴って生じるアー
ク電圧の上昇が今や回避されるという事実も特に重要で
ある。この上昇によってランプが消弧されかつ耐用年数
が短くなることがある。
【００１７】別の問題は、放電アークの収縮がナトリウ
ム損失に関係しているということであった。これによっ
て放電アークは、戻し案内された給電手段の磁界によっ
て一層容易に軸線から偏位される。しかし、偏位が増大
することによって放電容器において石英ガラスが局部的
に過剰に加熱される。極端な場合、放電容器は破裂する
ことさえもあり得る。したがって、排気された密封ガラ
ス球または不活性ガス、特に窒素で充填された密封ガラ
ス球は最適な破裂防護手段として、排気された外側ガラ
ス球に関連して作用する。なぜならば、この組み合わせ
は原因（ナトリウム損失）だけでなく結果（破裂）も予
め考慮しているからである。
【００１８】更に、密封ガラス球のみならず外側ガラス
球もＵＶを吸収することによって、ランプのＵＶ・放射
をさらに減じることができる。このため、外側ガラス球
のために（ホウケイ酸ガラスタイプの）硬質ガラスを使
用する場合には、付加的なドーピングはもはや必要なく
なる。この組み合わせにおいては、つまり強化された破
裂防護及びＵＶ・防護手段によって、このランプを自由
燃焼式に使用することができる。従って、このランプは
特にコンパクトな光源を成し、この光源は、全般照明の
ために理想的でありかつ特に屋内領域における使用のた
めに適している。
【００１９】密封ガラス球も排気されている構造形式
は、高い色温度が所望される場合に特に有利である。つ
まり、ナトリウムのハロゲン化物および／またはセシウ
ムと希土類元素との組み合わせをベースとした充填物に
おいては、さらに改善された蓄熱作用が生ずることが明
らかとなった。この充填物は特に、約４０００Ｋと６５
００Ｋとの間の色温度を有する光色ＮＤＬおよび昼光の
ような中性の光色および太陽光に類似の光色のために使
用される。
【００２０】放電容器の両端部は、熱損失を減じるため
に反射ペーストでコーティングされていてよく、この反
射ペーストは熱放射を放電容器内へ逆反射する。選択的
にまたは補足的に、特に両圧搾部のような密封ガラス球
の部分も、相応の反射ペーストでコーティングされてい
てよい。このことは、４０００Ｋを越える高い色温度に
おいては特に重要である。
【００２１】排気されている唯一の外側ガラス球（要す
るに、全部で２つの容器）が使用されるか、または本発
明のような、別個の密封ガラス球と外側ガラス球とから
成るシステム（要するに、密鎖された全部で３つの容
器）が使用されるかでは著しい差が生じる。なぜならば
この場合、小さい容積内において極めて容易に真空状態
を得ることができ、かつ特に、所望の長さの耐用年数を
維持することができるからである。特に、真空状態をそ
れ自体公知のゲッタを用いて改善することができる。こ
のことも分割された容積において容易かつ効果的に可能
である。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図
面につき詳しく説明する。
【００２３】図１は、２５０Ｗの電力消費を有する、片
側にソケットを備えたハロゲンランプ（ハロゲン化金属
ランプ）の第１実施例を示す図である。このハロゲンラ
ンプは、一方の端部にねじ付きソケット２を備えたほぼ
円筒状の外側ガラス球１を有している。外側ガラス球１
の内部には、軸方向で整合され両側で圧搾された、石英
ガラスから成る放電容器４が設けられており、この放電
容器４内にはハロゲン化金属から成る充填物と２つの電
極とが気密に封入されている。円筒状に成形された放電
容器４の両圧搾部７には、両電極に接続されている２つ
のモリブデンフォイル６が設けられている。両圧搾部７
からはそれぞれ１つの短い給電手段８が軸方向で案内さ
れており、この給電手段８も同様にモリブデンフォイル
６に接続されている。
【００２４】放電容器４は外側ガラス球１の内部で、両
側で圧搾された円筒状の密封ガラス球１５によって同軸
的に取り囲まれており、この密封ガラス球１５も同様に
軸方向で整合されており、放電容器４を密に取り囲んで
いる。放電容器４の短い両給電手段８は、密封ガラス球
１５の両圧搾部１７内の軸方向に配置されたモリブデン
フォイル１６に達している。密封ガラス球１５は外側ガ
ラス球１内でフレーム１８によって保持されており、こ
のフレーム１８は以下の構造を有している：すなわち、
ソケット近傍で終了している短いフレームロッド２０
は、ソケット２から軸線Ａに対して平行に出発し、軸線
Ａに対して横方向でクランク状に折り曲げられ、軸線近
傍で密封ガラス球１５の、回動を防止する外側給電手段
２１に溶接されている。外側給電手段２１は「Ｕ」字形
である。Ｕ字形の自由脚部２２はモリブデンフォイル１
６に達しているのに対して、Ｕ字形の底部２３はソケッ
ト２の方向に方向付けられている。短いフレームロッド
２０は、底部２３のすぐ上側でＵ字形の両脚部２２に結
合されている。これによって、中実の内部システムであ
る密封ガラス球・放電容器のための回動防止性及び規定
されたオリエンテーションが保証されるのみならず、短
いフレームロッド２０に対する、２つの溶接点を用いた
堅固かつ特に確実な結合が提供されている。
【００２５】同様にして、密封ガラス球１５の、ソケッ
ト２から離れた端部における結合が実現される。この実
現のために、密封ガラス球１５の外側に沿って案内され
る１つの長いフレームロッド２５がソケット２から密封
ガラス球１５の、ソケット２から離れた端部まで外側ガ
ラス球１内で案内されている。この端部では、長いフレ
ームロッド２５の、折り曲げられた端部部材２６がラン
プ軸線Ａの方向に方向付けられており、そこで再びＵ字
形の外側給電手段２７と結合されている。
【００２６】放電容器４は、ＮａＪおよび希土類元素Ｄ
ｙ，Ｈｏ，Ｔｍのハロゲン化物ならびに若干数の別のハ
ロゲン化物、たとえばタリウムをベースとした中性白色
の充填物（特に、光色ＮＤＬ、色温度約４３００Ｋ）を
有している。固有のナトリウム量は、放電容器４の容積
に関連して約０．０８ｍｇ／ｃｍ３である。密封ガラス
球１５も外側ガラス球１も排気されている。放電容器４
の両端部には、蓄熱作用を高めるための反射コーティン
グ部１１が設けられている。密封ガラス球１５の圧搾部
１７も、蓄熱作用を改善するためのコーティング部１２
を有している。
【００２７】放電容器４の圧搾部７にはゲッタ１３が座
着しており、このゲッタ１３は金属バンドから成るパッ
キンリング１４を用いて電位差なしに固定されており、
かつ密封ガラス球１５内の真空状態を長時間にわたって
維持している。金属バンド１４を圧搾部７に確実に固定
するために、この圧搾部７の狭幅側には突出したそれぞ
れ１つのノーズ２９が設けられている。
【００２８】外側ガラス球１と同様に密封ガラス球１５
の真空度の値は１０−５mbarである。
【００２９】図２には、本発明によるハロゲンランプの
測光上のデータと電気的なデータとが示してある。図２
のａ）には、１０００運転時間にわたるアーク電圧Ｕ
（Ｖ）の良好な安定度が示してある。図２のｂ）には色
温度Ｔｎ（Ｋ）の、卓越した安定度が示してあり、図２
のｃ）には光束Φ（ｌｍ）の改善された安定度が示して
ある。演色評価数Ｒａは１０００時間にわたって約８９
であった。
【００３０】幾何学的構造が同じ場合に類似の充填物
が、昼光（Ｄ）である光色のためにも使用される。この
場合、この光色の色温度は約５３００Ｋである。この光
色はＮＤＬバージョンと同じ成分である。しかし、Ｎａ
Ｊの代わりにほぼまたは完全にＣｓＪが使用される。ナ
トリウム拡散が生じることはあり得ないので、密封ガラ
ス球はここでは特に、蓄熱手段および破裂防護手段とし
て働く。
【００３１】図３に示した１５０Ｗランプの別の実施例
では、楕円形状に膨出成形された外側ガラス球３０と円
筒状の密封ガラス球１５とが使用されている。この実施
例においては、密封ガラス球１５が不活性ガス（Ｎ２）
で充填されているのに対して、外側ガラス球３０は排気
されている。円筒状の放電容器４を備えた内部構造は図
１と同じであるが、放電容器４に反射コーティング部は
設けられていない。なぜならばこの場合、さほど重要で
はない熱白色の充填物（特に、光色ＷＤＬ、色温度約３
０００Ｋ）が使用されるからである。この充填物はナト
リウム、スズ、タリウム、インジウム、場合によっては
リチウムのハロゲン化物をベースとしている。
【図面の簡単な説明】
【図１】ハロゲンランプの側面図である。
【図２】図１に示したハロゲンランプの、１〜１０００
運転時間にわたる光束と色温度とアーク電圧とのデータ
を示した図である。
【図３】別の実施例のハロゲンランプの側面図である。
【符号の説明】
１，３０ 外側ガラス球、 ２ ねじ付きソケット、
４ 放電容器、 ６，１６ モリブデンフォイル、
７，１７ 圧搾部、 ８ 給電手段、 １１ 反射コー
ティング部、 １３ ゲッタ、 １４ パッキンリン
グ、 １５ 密封ガラス球、 １８ フレーム、 ２
０，２５ フレームロッド、 ２１，２７ 外側給電手
段、 ２２ 脚部、 ２３ 底部、 ２６ 端部部材、
２９ ノーズ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 393020339 Ｇｒｏｚ−ＢｅｃｋｅｒｔＫＧ (72)発明者 ジークフリート ベールハルター ドイツ連邦共和国 シュヴェービッシュ グミュント ヴァイラーシュトラーセ 75

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 密閉された３つの容器を備えたハロゲン
    ランプであって、両側で圧搾された石英ガラスから成る
    放電容器（４）が、両側で閉鎖された光透過性の密封ガ
    ラス球（１５）によって取り囲まれており、さらにこの
    密封ガラス球（１５）が、片側で閉鎖された光透過性の
    外側ガラス球（１；３０）によって取り囲まれている形
    式のものにおいて、 密封ガラス球（１５）が、不活性ガスを充填されている
    かまたは排気されており、外側ガラス球（１；３０）
    が、排気されていることを特徴とする、片側にソケット
    を備えたハロゲンランプ。
  2. 【請求項２】 密封ガラス球（１５）が不活性ガスで充
    填されており、放電容器（４）が、３７００Ｋ以下の低
    い色温度を生ぜしめるのに適したナトリウムを含有した
    充填物を有している、請求項１記載のハロゲンランプ。
  3. 【請求項３】 密封ガラス球（１５）が排気されてお
    り、放電容器（４）が、４０００Ｋ以上の高い色温度を
    生ぜしめるのに適したナトリウムおよび／またはセシウ
    ムを含有した充填物を有している、請求項１記載のハロ
    ゲンランプ。
  4. 【請求項４】 放電容器（４）の両端部に、熱を反射す
    るコーティング部（１１）が設けられている、請求項１
    記載のハロゲンランプ。
  5. 【請求項５】 ３つの容器（１；４；１５）が全て円筒
    状に成形されており、同軸的であり、互いに密に隣接し
    ている、請求項１記載のハロゲンランプ。
  6. 【請求項６】 外側ガラス球（３０）が膨出成形されて
    いる、請求項１記載のハロゲンランプ。
  7. 【請求項７】 密封ガラス球（１５）内にゲッタ（１
    ３）が収容されている、請求項１記載のハロゲンラン
    プ。
  8. 【請求項８】 密封ガラス球（１５）の圧搾部（１７）
    に、熱を反射するコーティング部（１２）が設けられて
    いる、請求項１記載のハロゲンランプ。
  9. 【請求項９】 ゲッタ（１３）が、金属バンド（１４）
    を用いて放電容器（４）の圧搾部（７）に固定されてい
    る、請求項７記載のハロゲンランプ。
  10. 【請求項１０】 密封ガラス球（１５）が、該密封ガラ
    ス球の圧搾部（１７）から外向きに案内されたＵ字形に
    湾曲した給電手段（２１）を有している、請求項１記載
    のハロゲンランプ。
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