JP2001043828A

JP2001043828A - メタルハライドランプ

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Publication number: JP2001043828A
Application number: JP11216933A
Authority: JP
Inventors: Kooji Komata; 亘央二古俣; Shunichi Sasaki; 俊一佐々木; Hiroyuki Hayakawa; 弘幸早川
Original assignee: Iwasaki Denki KK
Current assignee: Iwasaki Denki KK
Priority date: 1999-07-30
Filing date: 1999-07-30
Publication date: 2001-02-16

Abstract

(57)【要約】【課題】調光しても、ランプ特性が変化せ
ずに、ＥＰＡ規格で規定している各波長域における放射
エネルギーの割合(％)と日射量に適合させ、類似日射装
置における被照射面の光の均整度も良いメタルハライド
ランプを提供する。【解決手段】透光性材料からなる発光管の両端
部に一対の電極が封着され、前記発光管内には金属ハロ
ゲン化物と水銀と希ガスとが封入されていて、前記発光
管を内蔵する外管とを具備してなるメタルハライドラン
プにおいて、前記外管には反射膜を有し、前記発光管内
の金属ハロゲン化物の金属成分が、ディスプロシウム
(Ｄｙ)、ネオジウム(Ｎｄ)、セシウム(Ｃｓ)であって、
Ｄｙ、Ｎｄ、Ｃｓのモル比をそれぞれ、ａ、ｂ、ｃとし
たときに、次式を満足させるように構成されていること
を特徴とする。２．０≦ｃ／（ａ＋ｂ）≦２．６

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、太陽光に類似させ
た所要の分光分布特性および日射量を得ることができ、
特にＥＰＡ規格に適合するメタルハライドランプに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、環境試験用などに用いる類似太陽
光を発生させるための類似日射装置、具体的には、自動
車の車体や車載電子部品等の実車性能の日射試験を行う
ための類似日射装置が開発されている。

【０００３】前記類似日射装置に使用されるランプは、
主にキセノンランプ、ハロゲンランプ、メタルハライド
ランプがある。類似日射装置では、太陽光に近い分光分
布を必要とすることから、従来は特開平９−１４７６０
２号公報にあるように、それぞれ異なる分光分布を有す
る光を放射する複数のランプを選択し、各ランプの放射
光の分光分布を制御して、少なくとも特定の波長域にお
いて太陽光の分光分布に近似させる混光照明を使用して
いる。

【０００４】また近年、米国環境保護庁(Ｅｎｖｉｒｏ
ｍｅｎｔａｌＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎＡｇｅｎｃｙ)のＥ
ＰＡ規格より、表１に示すような、紫外域から赤外域に
わたって、四つの波長領域の分光分布を満たした光源が
求められている。ＥＰＡ規格では、主に光源の分光分布
を四つの波長領域に分け、各波長領域における放射エネ
ルギーの割合(％)と、日射量が８５０±４５Ｗ／ｍ²で
あることを規格としている。

【０００５】

【表１】

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、特開平９−
１４７６０２号公報にあるような、それぞれ異なる分光
分布を有する光を放射する複数のランプを選択し、各ラ
ンプの放射光の分光分布を制御して、少なくとも特定の
波長域において太陽光の分光分布に近似させる混光照明
では、ランプの放射光の分光分布を制御する分光分布制
御手段が複雑になり、前記ＥＰＡ規格の分光分布に適合
させるのは難しい。

【０００７】また、前記類似日射装置に使用されるラン
プの中では、メタルハライドランプが長寿命であり、メ
ンテナンスの回数が少ない等の利点があることから、類
似日射装置に使用するランプは、メタルハライドランプ
のみで照明されることが望ましい。ところがメタルハラ
イドランプでは、類似日射装置における被照射面の光の
均整度を良くするために使用される調光が不向きであ
り、調光させると、ランプの特性が大きく変化するた
め、ＥＰＡ規格に適合させることが難しい。また、日射
量に関しては、ある程度の日射量が出ているランプな
ら、照明設計の照度分布のような形で、ランプを配置すれ
ば日射量の問題はない。

【０００８】本発明は、環境試験用などに用いる類似太
陽光を発生させるための類似日射装置に使用されるラン
プにおける上記問題点を解消するためになされたもので
あり、調光しても、ランプ特性が変化せずに、ＥＰＡ規
格で規定している各波長領域における放射エネルギーの
割合(％)と日射量に適合させ、類似日射装置における被
照射面の光の均整度も良いメタルハライドランプを提供
するものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記問題点を解決するた
め、請求項１記載の発明は、透光性材料からなる発光管
の両端部に一対の電極が封着され、前記発光管内には金
属ハロゲン化物と水銀と希ガスとが封入されていて、前
記発光管を内蔵する外管とを具備してなるメタルハライ
ドランプにおいて、前記外管には反射膜を有し、前記発
光管内の金属ハロゲン化物の金属成分が、ディスプロシ
ウム(Ｄｙ)、ネオジウム(Ｎｄ)、セシウム(Ｃｓ)であっ
て、Ｄｙ、Ｎｄ、Ｃｓのモル比をそれぞれ、ａ、ｂ、ｃ
としたときに、次式を満足させるように構成されている
ことを特徴とするメタルハライドランプ。２．０≦ｃ／（ａ＋ｂ）≦２．６

【００１０】また、請求項２記載の発明は、前記外管
に、反射膜を有することを特徴とするメタルハライドラ
ンプであり、請求項３記載の発明は、前記メタルハライ
ドランプは、ランプ電力が８０〜１１０％の範囲で調光
可能であり、ランプ特性が変化しないことを特徴とする
請求項１または請求項２記載のメタルハライドランプで
ある。

【００１１】請求項１記載の発明によれば、調光して
も、ランプ特性が変化せずに、ＥＰＡ規格で規定してい
る各波長領域における放射エネルギーの割合(％)と日射
量に適合し、類似日射装置における被照射面の光の均整
度も良いメタルハライドランプが得られ、請求項２記載
の発明によれば、請求項１記載の発明のメタルハライド
ランプの光量を有効に前面へ出力でき、請求項３記載の
発明によれば、類似日射装置における被照射面の光の均
整度を更に上げることができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】次に実施の形態について説明す
る。図１は本発明の一実施例を示すメタルハライドラン
プの概略図である。透光性材料の石英ガラスからなる発
光管１の両端部には、一対の電極２が封着され、前記発
光管１内にはディスプロシウム(Ｄｙ)が０．５００ｍ
ｇ、ネオジウム(Ｎｄ)が０．４９５ｍｇ、セシウム(Ｃ
ｓ)が１．９８０ｍｇの金属成分からなる金属ハロゲン
化物と、水銀が６２ｍｇと、希ガスが２．６６ＫＰａ封
入されている。前記発光管１は支持部材(図示せず)によ
って外管３に内蔵され、前記外管３の内面にはアルミニ
ウム反射膜４を形成した反射形の硬質ガラスが用いられ
ている。そして、その外表面にはフッ素樹脂膜が被着さ
れている。５はＥ３９／４６の口金となっている。

【００１３】そして、前記構成のメタルハライドランプ
の全長は３０５ｍｍ、径がφ２００ｍｍとなっていて、
定格電力４００Ｗにて点灯すると、ランプ電圧が１３０
Ｖ、ランプ電流が３．１Ａ、１／２ビームの開きが２０
°の特性である。

【００１４】次に、前記発光管１内の金属ハロゲン化物
の金属成分である、ディスプロシウム(Ｄｙ)、ネオジウ
ム(Ｎｄ)、セシウム(Ｃｓ)のモル比をそれぞれ、ａ、
ｂ、ｃとしたとき、ｃ／（ａ＋ｂ）＝２．３にして作製
したメタルハライドランプを定格電力４００Ｗにて、点
灯させたときの分光分布特性を図２に、各波長領域にお
ける放射エネルギーの割合(％)を表２に示す。

【００１５】

【表２】

【００１６】図２および表２から本発明の一実施例のメ
タルハライドランプは、定格電力においては、ＥＰＡ規
格に適合していることがわかる。Ｄｙ−Ｎｄ系のメタル
ハライドランプでは、可視光全域に連続スペクトルが得
られる。また、ＥＰＡ規格では、７８０〜２５００ｎｍ
の赤外域の放射エネルギーの割合が大きいことから、８
５２ｎｍと８９４ｎｍの赤外域に強い発光ピークをもっ
ているセシウムを前記所定の範囲に規定するように封入
すれば、赤外域の発光の放射エネルギーは増す。

【００１７】しかし、セシウムを発光管１内に多く封入
すると、ランプ電圧（以下、Ｖｌ）が低くなる傾向にな
る。そこで水銀量を増量することで、Ｖｌを最適な値に
調整する。ただし、この方法はセシウムがある所定の封
入量の場合であって、セシウムを適量以上に増やした場
合は、水銀量によってＶｌを最適な値に調整することが
不可能となり、ランプ特性が悪くなる。

【００１８】一方、水銀は、２５４、３６５、４３６、
５４６ｎｍ付近の波長に強い発光スペクトルのピークを
もっており、ランプ電力を下げて調光した場合、すなわ
ち、低負荷で点灯すると、水銀の発光が増加するため、
紫外域と可視域の放射エネルギーは増え、赤外域の放射
エネルギーは減る。また、逆にランプの電力を上げて調
光した場合、すなわち、高負荷で点灯すると、水銀の発
光が減少するため、紫外域と可視域の放射エネルギーは
減り、赤外域の放射エネルギーは増える。

【００１９】以上の考察による実験の結果、本発明の一
実施例である４００Ｗの例では、水銀量の適量は５５〜
７０ｍｇであり、水銀量によってＶｌを最適な値に調整
することができるセシウムのモル比ｃと、可視光全域に
連続スペクトルが得られるディスプロシウムとネオジウ
ムのモル比（ａ＋ｂ）とが、２．０≦ｃ／（ａ＋ｂ）≦
２．６のときに、ランプ電力を調光した場合（特にラン
プ電力８０％から１１０％）においても、ランプ特性が
変化せずに、ＥＰＡ規格に入ることがわかった。

【００２０】表３に定格電力４００Ｗのメタルハライド
ランプを調光した場合（ランプ電力８０％から１１０
％）の各波長領域における放射エネルギーの割合(％)を
示す。

【００２１】

【表３】

【００２２】表３より、調光（ランプ電力８０％〜１１
０％）しても、ＥＰＡ規格に適合していることがわか
る。また、類似日射装置において、本発明の複数のメタ
ルハライドランプをランプ電力８０％から１１０％まで
調光できれば、被照射面の光の均整度の調整を容易に行
うことができる。

【００２３】なお、前記実施例では、ランプ電力４００
Ｗのメタルハライドランプについて説明したが、ランプ
電力が２５０Ｗ等の低ワットのランプあるいはランプ電
力が７００Ｗ等の高ワットのランプでも、封入物である
Ｄｙ、Ｎｄ、Ｃｓのモル比を所定の範囲に規定すること
により、本発明とほぼ同様の効果が得られる。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、調
光しても、ランプ特性が変化せずに、ＥＰＡ規格で規定
している各波長領域における放射エネルギーの割合(％)
と日射量に適合し、類似日射装置における被照射面の光
の均整度の良いメタルハライドランプが得られ、前記の
メタルハライドランプの外管に反射膜を有することによ
り、光量を有効に前面へ出力できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すメタルハライドランプ
の概略図である。

【図２】本発明の一実施例のメタルハライドランプを定
格電力で点灯させたときの分光分布特性である。

【符号の説明】

１発光管２電極３外管４反射膜５口金

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透光性材料からなる発光管の両端部に一対
の電極が封着され、前記発光管内には金属ハロゲン化物
と水銀と希ガスとが封入されていて、前記発光管を内蔵
する外管とを具備してなるメタルハライドランプにおい
て、前記発光管内の金属ハロゲン化物の金属成分が、デ
ィスプロシウム(Ｄｙ)、ネオジウム(Ｎｄ)、セシウム
(Ｃｓ)であって、Ｄｙ、Ｎｄ、Ｃｓのモル比をそれぞ
れ、ａ、ｂ、ｃとしたときに、次式を満足させるように
構成されていることを特徴とするメタルハライドラン
プ。２．０≦ｃ／（ａ＋ｂ）≦２．６
【請求項２】前記外管に、反射膜を有することを特徴と
する請求項１記載のメタルハライドランプ。
【請求項３】前記メタルハライドランプは、ランプ電力
が８０〜１１０％の範囲で調光可能で、ランプ特性が変
化しないことを特徴とする請求項１または請求項２記載
のメタルハライドランプ。