JP2003086131A - Metal halide lamp - Google Patents

Metal halide lamp

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JP2003086131A
JP2003086131A JP2002183441A JP2002183441A JP2003086131A JP 2003086131 A JP2003086131 A JP 2003086131A JP 2002183441 A JP2002183441 A JP 2002183441A JP 2002183441 A JP2002183441 A JP 2002183441A JP 2003086131 A JP2003086131 A JP 2003086131A
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JP
Japan
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light emitting
lamp
arc tube
metal halide
tube
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Pending
Application number
JP2002183441A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shunsuke Kakisaka
俊介 柿坂
Shigefumi Oda
重史 織田
Yoshiharu Nishiura
義晴 西浦
Masanori Azuma
昌範 東
Hiroshi Enami
博司 榎並
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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  • Vessels And Coating Films For Discharge Lamps (AREA)
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  • Discharge Lamps And Accessories Thereof (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a metal halide lamp causing little heat loss, capable of restraining of light-emitting material contributing to light emission and having high efficiency and a long service life. SOLUTION: This metal halide lamp has an arc tube 1 made of translucent ceramics having: a luminescent part 3 having a pair of electrodes 9 and 10 formed inside, and filled with the light-emitting material 11 containing at least one kind of cerium (Ce) and praseodymium (Pr); thin tube parts 4 and 5 formed at both ends of the luminescent part 3; and power feeding bodies 6 and 7 enclosed in the tube parts 4 and 5 and connected to the electrodes 9 and 10. The luminescent part 3 is so structured that the ratio of the minimum thickness of the luminescent part 3 to the maximum thickness of the luminescent part 3 is 0.80 or above, and the luminescent part 3 is molded integrally with the tube parts 4 and 5.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、メタルハライドラ
ンプに関するものである。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a metal halide lamp.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、発光管材料として石英に代って半
透明の多結晶体アルミナセラミック管を用いたメタルハ
ライドランプの開発・展開が活発に進められている。こ
のアルミナセラミック管の耐熱温度(1200℃)は従
来用いられていた石英の耐熱温度(1000℃)に比し
て高いため、発光管の管壁負荷をより高く設定でき、よ
ってランプ効率がより高いメタルハライドランプが得ら
れる。この種のランプは今迄に主に一般屋内照明用のラ
ンプ入力70〜150Wの低ワットタイプのものが開発
・発売されているが、今後は一般屋外照明用の200〜
1000Wの高ワットタイプのものも市場から強く要望
されている。
2. Description of the Related Art In recent years, the development and development of a metal halide lamp using a translucent polycrystalline alumina ceramic tube instead of quartz as an arc tube material has been actively promoted. Since the heat resistant temperature (1200 ° C.) of this alumina ceramic tube is higher than the heat resistant temperature (1000 ° C.) of conventionally used quartz, the bulb wall load of the arc tube can be set higher and therefore the lamp efficiency is higher. A metal halide lamp is obtained. Up to now, a low wattage lamp with a lamp input of 70 to 150 W for general indoor lighting has been developed and released, but in the future, it will be 200 to 100% for general outdoor lighting.
A high wattage type of 1000 W is also strongly demanded by the market.

【0003】店鋪などの屋内照明用に発売されている低
ワットタイプのアルミナセラミック管を用いたメタルハ
ライドランプでは、例えば150Wタイプの場合、ラン
プ効率90lm/W、平均演色評価数Ra90、定格寿
命時間6000時間という優れた特性が得られている。
但し、「寿命時間」は、ランプ光束がエイジング100
時間での初期値に比べて70%に低下したときのエイジ
ング時間である。
In a metal halide lamp using an alumina ceramic tube of a low watt type, which has been released for indoor lighting such as a storefront, for example, in the case of 150 W type, the lamp efficiency is 90 lm / W, the average color rendering index Ra90, and the rated life time 6000. The excellent characteristic of time is obtained.
However, the "life time" is that the luminous flux of the lamp is 100
It is the aging time when the initial value in time is reduced to 70%.

【0004】図8は、かかるランプの発光管の構成を示
す断面図である。発光管115は、多結晶体アルミナセ
ラミック材料からなる放電アーク領域となる発光部11
6とその両端に設けられた細管部117、118から構
成されている。この発光部116と細管部117、11
8とは焼きばめによって一体化されている。発光部11
6の内部には一対のタングステン電極119、120が
設けられている。そして、前記細管部117、118に
はニオブあるいは導電性サーメットからなる給電体12
1、122がフリットにより気密封着され、給電体12
1、122の放電側先端部には前記タングステン電極1
19、120の延長された電極棒が接続されている。発
光管115内には、DyI3、TmI3、HoI3、Tl
I、NaIなどの金属ハライドからなる発光物質と、緩
衝ガスとしての水銀及びアルゴンなどの始動用希ガスが
それぞれ封入されている。
FIG. 8 is a sectional view showing the structure of the arc tube of such a lamp. The arc tube 115 is a light emitting part 11 which is a discharge arc region made of a polycrystalline alumina ceramic material.
6 and thin tube portions 117 and 118 provided at both ends thereof. The light emitting portion 116 and the thin tube portions 117 and 11
8 is integrated by shrink fit. Light emitting part 11
Inside the 6, a pair of tungsten electrodes 119 and 120 are provided. The thin tube portions 117 and 118 are provided with a power feeding body 12 made of niobium or a conductive cermet.
1, 122 are hermetically sealed by the frit, and the power feeding body 12
The above-mentioned tungsten electrode 1 is provided at the tip of the discharge side of Nos. 1 and 122.
19, 120 extended electrode rods are connected. In the arc tube 115, DyI 3, TmI 3, HoI 3, Tl
A luminescent substance made of a metal halide such as I and NaI, and a starting rare gas such as mercury and argon as a buffer gas are enclosed.

【0005】上記アルミナセラミック管を用いた低ワッ
トメタルハライドランプの発光管形状は、基本的には屋
内照明用の従来の石英発光管メタルハライドランプのも
のとほぼ同じである。即ち、図8の構成からなる例えば
150Wタイプのアルミナセラミック発光管の典型的寸
法としては、電極間距離Leが10mm及び管内径φ i
が10.6mmであり、この場合の発光管形状を表す主
要なパラメータであるいわゆる発光管形状パラメータL
e/φi値が0.94となる。また、ランプ点灯時にお
ける発光管の管壁負荷weは27W/cm2である。但
し、ランプワットをWla及び発光管の内表面積をSa
すると、管壁負荷weはwe=Wla/Saにより規定さ
れる。
A low wad using the above alumina ceramic tube.
The arc tube shape of the Tometal halide lamp is basically
A conventional quartz arc tube metal halide lamp for interior lighting
Is almost the same as. That is, for example, with the configuration of FIG.
Typical dimensions of 150 W type alumina ceramic arc tube
As a method, the distance Le between electrodes is 10 mm and the pipe inner diameter is φ i
Is 10.6 mm, which represents the shape of the arc tube in this case.
The so-called arc tube shape parameter L, which is an important parameter
e / φiThe value becomes 0.94. Also, when the lamp is on
The tube wall load we of the arc tube is 27 W / cm.2Is. However
Then turn the lamp watts to WlaAnd the inner surface area of the arc tube by SaWhen
Then, the tube wall load we is we = Wla/ SaStipulated by
Be done.

【0006】これに対して、従来の石英発光管ランプの
典型的な150Wタイプにおいては、電極間距離Leが
13.5mm及び管内径φiが13mmで、Le/φi
が1.04となり、両者の発光管形状パラメータLe/
φi値はほぼ同レベルに設定されている。このように、
屋内照明用の低ワットタイプの従来のアルミナセラミッ
ク及び石英発光管メタルハライドランプの発光形状は、
いずれも比較的太短形といえる。
On the other hand, in the typical 150 W type of the conventional quartz arc tube lamp, the inter-electrode distance Le is 13.5 mm, the tube inner diameter φ i is 13 mm, and the Le / φ i value is 1.04. , Both arc tube shape parameters Le /
The φ i values are set to almost the same level. in this way,
The emission shape of conventional low watt type alumina ceramic and quartz arc tube metal halide lamps for indoor lighting is
It can be said that both are relatively thick and short.

【0007】その他に、アルミナセラミック管を用いた
20〜250Wタイプのいわゆるショートアーク形メタ
ルハライドランプが、特開平10−144261号公報
等に開示されている。このランプの特徴は、図9に示す
ように、発光管123の放電発光部が円筒形の中央部1
24と半球形の両端部125及び126から構成されて
いることである。ここで、発光管形状パラメータLe/
φi値は図8の前記屋内照明用低ワットタイプに相当す
る0.66〜1.25の範囲に規定され、一方で管壁負荷
weは25〜35W/cm2の比較的高い範囲に規定さ
れている。このように、このランプはショートアーク形
の特殊照明用高圧放電ランプに分類できて、発光管形状
は前記屋内照明用の低ワットメタルハライドランプと同
様の太短形である。また、発光物質としては前記と同様
のDyI3、TmI3、HoI3、TlI、NaIなどの
金属ハライド物質が封入されている。
In addition, a so-called short arc type metal halide lamp of 20 to 250 W type using an alumina ceramic tube is disclosed in JP-A-10-144261. The characteristic of this lamp is that, as shown in FIG. 9, the discharge light emitting portion of the arc tube 123 has a cylindrical central portion 1.
24 and hemispherical ends 125 and 126. Here, the arc tube shape parameter Le /
The φ i value is defined in the range of 0.66 to 1.25 corresponding to the low wattage type for indoor lighting of FIG. 8, while the tube wall load we is defined in a relatively high range of 25 to 35 W / cm 2. Has been done. As described above, this lamp can be classified as a short arc type high pressure discharge lamp for special lighting, and the arc tube shape is thick and short like the low watt metal halide lamp for indoor lighting. Further, above the light-emitting substance similar to DyI 3, TmI 3, HoI 3 , TlI, metal halide materials such as NaI are sealed.

【0008】一方、アルミナセラミック管を用いた一般
屋外照明用の高効率メタルハライドランプの発光管形状
については、米国特許第5,973,453号公報に開示
されている。このランプでは、特にランプの高効率を得
るための発光物質として、比視感度の高い波長領域に発
光スペクトルが放射されるセリウムハライド系物質が封
入されている。具体的な発光物質としては、セリウム沃
化物(CeI3)とナトリウム沃化物(NaI)とがモ
ル組成比NaI/CeI3=3〜25の範囲で封入され
ており、これにより150Wタイプで130lm/Wと
いう高いランプ効率と平均演色評価数Ra58の特性が
得られている。この場合、前記発光管形状パラメータの
Le/φi値は、一般屋外照明用として要望される高効
率・長寿命を達成するためにLe/φi>5の範囲に規
定されている。後述するように、かかる発光管形状は従
来の一般屋外照明用の高圧ナトリウムランプやメタルハ
ライドランプに共通した細長形である。また、管壁負荷
weは30W/cm2以下に規定されている。
On the other hand, the arc tube shape of a high efficiency metal halide lamp for general outdoor lighting using an alumina ceramic tube is disclosed in US Pat. No. 5,973,453. In this lamp, a cerium halide-based substance that emits an emission spectrum in a wavelength region with high relative luminous efficiency is enclosed as a light-emitting substance for obtaining high efficiency of the lamp. As a specific luminescent substance, cerium iodide (CeI 3 ) and sodium iodide (NaI) are encapsulated in a molar composition ratio NaI / CeI 3 = 3 to 25, whereby a 150 W type is 130 lm / The characteristics of high lamp efficiency of W and the average color rendering index Ra58 are obtained. In this case, the Le / φ i value of the arc tube shape parameter is defined in the range of Le / φ i > 5 in order to achieve the high efficiency and long life required for general outdoor lighting. As will be described later, this arc tube shape is an elongated shape common to conventional high pressure sodium lamps and metal halide lamps for general outdoor lighting. The tube wall load we is specified to be 30 W / cm 2 or less.

【0009】なお、アルミナセラミック管が発明・開発
され、最初に発光管材料として応用されたのは一般屋外
照明用の高圧ナトリウムランプである。ここでも、アル
ミナセラミック管の前記特長が活かされて、例えば40
0Wタイプで平均演色評価数Ra25は比較的低いなが
ら、ランプ効率約140lm/W及び定格寿命時間12
000時間という高効率・長寿命の高圧ナトリウムラン
プが開発され普及されてきた。ここで、高圧ナトリウム
ランプの発光管形状は細長形であり、この発光管形状パ
ラメータLe/φi値はランプ入力が高いタイプになる
と増大されている。例えば、400Wタイプの具体的寸
法は電極間距離Leが84mm及び発光管内径φiが7.
65mmでLe/φi値が11.0に設定され、一方70
0WタイプはLe134mm及びφi9.7mmでLe
/φi値が13.0に設定されている。そして、発光管の
管壁負荷weはそれぞれ400Wタイプで約15W/c
2及び700Wタイプで約13W/cm2に設定されて
いる。
The alumina ceramic tube was invented and developed.
The first application as an arc tube material was the general outdoors
It is a high pressure sodium lamp for lighting. Again, al
Taking advantage of the above-mentioned features of the mina ceramic tube, for example, 40
Although the average color rendering index Ra25 of the 0W type is relatively low,
, Lamp efficiency about 140 lm / W and rated life time 12
High-performance sodium run with high efficiency and long life of 000 hours
Have been developed and popularized. Where high pressure sodium
The arc tube shape of the lamp is an elongated shape.
Parameter Le / φiThe value becomes the type with high lamp input
Has been increased. For example, the specific size of 400W type
The distance between electrodes is 84 mm and the inner diameter of the arc tube is φiIs 7.
Le / φ at 65 mmiThe value is set to 11.0, while 70
0W type is Le134mm and φiLe at 9.7 mm
/ ΦiThe value is set to 13.0. And of the arc tube
Tube wall load we is about 15W / c for each 400W type
m 2And about 13W / cm for 700W type2Set to
There is.

【0010】また、一般屋外照明用の高ワットタイプの
従来の石英発光管メタルハライドランプにおいても、上
記の屋内照明用の低ワットタイプの太短形に対して、基
本的に比較的細長形の発光管形状が採用されている。こ
こでも、発光管形状パラメータLe/φi値はランプワ
ットが高くなるにつれて増大されている。例えば、30
0W、400W、700W及び1000Wタイプの典型
的なLe/φi値は、それぞれ2.1、2.2、2.5及び
2.7に設定されている。また、ランプ定格寿命時間は
通常9000時間以上に規定されている。
In addition, in the conventional high-watt type quartz arc tube metal halide lamp for general outdoor lighting, basically, a relatively long and narrow light emission is made in contrast to the low-watt type thick and short type for indoor lighting. The tube shape is adopted. Again, the arc tube shape parameter Le / φ i value increases with increasing lamp watts. For example, 30
Typical Le / φ i values for 0W, 400W, 700W and 1000W types are set to 2.1, 2.2, 2.5 and 2.7 respectively. Further, the rated life time of the lamp is usually specified to be 9000 hours or more.

【0011】以上のように、高圧放電ランプは、発光管
形状の面から2つに分類できる。一つは、一般屋外照明
用の高ワットタイプで細長形のいわゆるロングアーク形
ランプである。もう一つは、店舗などの屋内照明用の低
ワットタイプや映写、露光、スタジオなどの特殊用途照
明用のランプであり、これらは発光管形状が比較的太短
形でいわゆるショートアーク形ランプである。
As described above, the high pressure discharge lamps can be classified into two types in terms of the shape of the arc tube. One is a so-called long arc lamp, which is a high watt type and elongated type for general outdoor lighting. The other is a low wattage type for indoor lighting in stores, etc., and a lamp for special-purpose lighting such as projection, exposure, and studios. These are so-called short arc type lamps with a comparatively thick and short arc tube shape. is there.

【0012】前者の従来技術による一般屋外照明用の高
ワットタイプの高圧ナトリウムランプ及びメタルハライ
ドランプにおいて、細長形の発光管形状が採用されてき
たのは、ランプ特性として高効率のほかに通常9000
時間以上の長寿命が求められているからである。即ち、
高圧放電ランプの寿命は主に発光管両端部における電極
物質の蒸発・飛散による発光管黒化に左右されており、
従ってランプ入力が増大してもより細長形であればそれ
だけ発光管中央部への電極物質による黒化の影響を回避
できて、ランプの長寿命が達成されるからである。更
に、一般屋外照明用ランプの発光管の管壁負荷we値
は、耐久性・耐熱性に優れたアルミナセラミック管を用
いても通常23W/cm2以下(管壁温度でほぼ115
0℃以下に相当)の範囲に設定されており、これも90
00時間以上の上記長寿命を得るための必要条件の一つ
である。
In the former conventional high watt type high pressure sodium lamps and metal halide lamps for general outdoor lighting, the elongated arc tube shape has been adopted because of its high efficiency as a lamp characteristic, usually 9000.
This is because a long life of more than an hour is required. That is,
The life of the high-pressure discharge lamp is mainly influenced by the blackening of the arc tube due to the evaporation and scattering of the electrode material at both ends of the arc tube.
Therefore, even if the lamp input is increased, if the shape is narrower, the influence of the blackening due to the electrode material on the central portion of the arc tube can be avoided and the long life of the lamp can be achieved. In addition, the tube wall load we value of the arc tube of a lamp for general outdoor lighting is usually 23 W / cm 2 or less even if an alumina ceramic tube having excellent durability and heat resistance is used.
It is set to the range of 0 ° C or less), which is also 90
This is one of the necessary conditions for obtaining the above long life of 00 hours or more.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】本発明者は、市場の要
望に応えて一般屋外照明用として、アルミナセラミック
管を用いて200W以上の高ワットタイプのメタルハラ
イドランプの開発に取組んだ。そこで、先ず高いランプ
効率を得るため発光物質として、セリウム沃化物とナト
リウム沃化物とを選択した。これにより、例えば従来の
石英発光管メタルハライドランプで最主力の400Wタ
イプを300Wタイプでの置き換えが可能となる。
The present inventor has worked on the development of a high watt type metal halide lamp of 200 W or more using an alumina ceramic tube for general outdoor lighting in response to the demand of the market. Therefore, in order to obtain high lamp efficiency, cerium iodide and sodium iodide were selected as the light emitting substances. As a result, for example, it becomes possible to replace the most powerful 400 W type of the conventional quartz arc tube metal halide lamp with the 300 W type.

【0014】このように更なる高効率化が求められてい
る中、セリウムやプラセオジウム等の高効率金属を用い
ると、それらが蒸気圧の低い金属のため、発光管の負荷
をかなり上げる必要がある。そのため、焼きばめ部分の
気密性が優れていないと、その部分が点灯中の蒸気圧に
耐え切れず破裂する恐れがある。
In the case where higher efficiency is demanded as described above, when high efficiency metals such as cerium and praseodymium are used, it is necessary to considerably increase the load on the arc tube because these metals have a low vapor pressure. . Therefore, if the airtightness of the shrink-fitted portion is not excellent, that portion may not withstand the vapor pressure during lighting and may burst.

【0015】焼きばめ箇所の信頼性を高めるためには、
必然的に焼きばめ箇所付近に肉厚を増す必要がある。焼
きばめ箇所付近に肉厚を増すと、その部分の熱ロスが大
きくなるため、ランプ効率が下がるという問題が生じ
る。
In order to improve the reliability of the shrink-fitted portion,
Inevitably, it is necessary to increase the wall thickness near the shrink-fitted area. Increasing the wall thickness in the vicinity of the shrink-fitted portion causes a large heat loss at that portion, which causes a problem of reduced lamp efficiency.

【0016】また、発光部内部の両端部の温度の不均一
や、発光物質の細管部への沈み込みによって、発光部内
の発光物質が減少して発光効率が低くなるという問題や
発光管の耐圧低下の問題も生じている。
Further, due to the non-uniform temperature at both ends inside the light emitting portion and the sinking of the light emitting material into the thin tube portion, the light emitting material in the light emitting portion is reduced and the luminous efficiency is lowered, and the pressure resistance of the light emitting tube. There are also problems of decline.

【0017】本発明は前記従来の問題を解決するために
なされたものであり、点灯中に十分な耐圧性能を有し、
発光部の両端部の内部の温度を均一にすることができ、
熱ロスが少なく、発光に寄与する発光物質の減少を抑え
ることができ、高効率で長寿命であるメタルハライドラ
ンプを提供することを目的とする。
The present invention has been made to solve the above conventional problems, and has sufficient withstand voltage performance during lighting.
The temperature inside both ends of the light emitting part can be made uniform,
An object of the present invention is to provide a metal halide lamp which has a small heat loss, can suppress a decrease in a luminescent substance contributing to light emission, and has high efficiency and a long life.

【0018】また、本発明は、このような問題を解決す
るためになされたものであり、ライフ中等に発光管の破
損を抑制することができ、高効率で長寿命なメタルハラ
イドランプを提供することを目的とする。
Further, the present invention has been made to solve such a problem, and provides a metal halide lamp which is capable of suppressing damage to the arc tube during life and the like and has high efficiency and long life. With the goal.

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明のメタルハライドランプは、内部に一対の電
極が設けられ、且つセリウム(Ce)及びプラセオジウ
ム(Pr)のうち少なくとも1種を含む発光物質が封入
されている発光部と、前記発光部の両端に設けられた細
管部と、前記細管部内に封着され、且つ前記電極に接続
された給電体とを有している透光性セラミック製の発光
管を備え、前記発光部は、前記発光部の最大肉厚に対す
る前記発光部の最小肉厚の比が0.80以上となるよう
構成されるとともに、前記発光部と前記細管部とは一体
成型されている。
In order to achieve the above object, the metal halide lamp of the present invention is provided with a pair of electrodes therein and contains at least one of cerium (Ce) and praseodymium (Pr). Translucency having a light emitting part in which a light emitting substance is enclosed, thin tube parts provided at both ends of the light emitting part, and a power supply body sealed in the thin tube part and connected to the electrode. A ceramic arc tube is provided, wherein the light emitting section is configured such that a ratio of the minimum thickness of the light emitting section to the maximum thickness of the light emitting section is 0.80 or more, and the light emitting section and the thin tube section are provided. And are integrally molded.

【0020】この構成により、点灯中に十分な耐圧性能
を有し、発光管が破損するおそれを軽減することができ
る。また、発光部と細管部との間に焼きばめ部などの接
続部がないため、気密性に優れ、部分的に肉厚の大きい
箇所を形成する必要がない。そのため、熱ロスが少な
く、その結果、発光物質の蒸気圧を十分に高めて、ラン
プ効率を向上させることができる。
With this structure, it is possible to have sufficient withstand voltage performance during lighting and reduce the risk of the arc tube being damaged. Further, since there is no connection part such as a shrink fit part between the light emitting part and the thin tube part, it is excellent in airtightness and it is not necessary to form a part having a large wall thickness. Therefore, heat loss is small, and as a result, the vapor pressure of the luminescent material can be sufficiently increased and the lamp efficiency can be improved.

【0021】また、好ましくは、前記発光部の両端部
は、前記細管部に近づくにつれ、徐々に径が小さくなっ
ていく部分を有する。それにより、発光部内の温度は均
一となり、ランプ効率を向上させることができる。
Further, preferably, both end portions of the light emitting portion have portions whose diameter gradually decreases as they approach the thin tube portion. As a result, the temperature inside the light emitting section becomes uniform, and the lamp efficiency can be improved.

【0022】また、前記発光部の前記両端部は、テーパ
形状であることとしてもよい。
Further, both ends of the light emitting portion may be tapered.

【0023】さらに、前記発光部の前記両端部の断面形
状は、曲線で形成されていることとしてもよい。
Further, the cross-sectional shape of the both ends of the light emitting portion may be formed by a curved line.

【0024】また、好ましくは、前記発光部の前記両端
部は、略半球形状であることとする。それにより、発光
管が鉛直に設置された状態で点灯させても、発光物質が
細管部に沈み込み、発光部内の発光物質の量が減少する
ことが抑制される。したがって、ランプ効率が向上す
る。
Further, it is preferable that the both ends of the light emitting portion have a substantially hemispherical shape. Accordingly, even when the light emitting tube is lit in a vertically installed state, it is possible to prevent the light emitting material from sinking into the thin tube portion and reducing the amount of the light emitting material in the light emitting portion. Therefore, the lamp efficiency is improved.

【0025】さらに、好ましくは、前記発光部の前記両
端部の内面には、突起物または溝が形成されていること
としてもよい。
Further, preferably, protrusions or grooves may be formed on the inner surfaces of the both ends of the light emitting portion.

【0026】[0026]

【発明の実施の形態】(実施の形態1)図1及び図2
は、それぞれ本発明の実施の形態1にかかるメタルハラ
イドランプの発光管の構成及びランプ全体の構成を示す
図である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (Embodiment 1) FIGS. 1 and 2
FIG. 1 is a diagram showing a structure of an arc tube of a metal halide lamp according to a first embodiment of the present invention and a structure of an entire lamp, respectively.

【0027】発光管1は、外囲器2が半透明の多結晶体
アルミナセラミック材料からなり、管中央部が円筒形で
ある発光部3とその両端の細管部4、5から構成されて
いる。前記細管部4、5には、比抵抗値5.1×10-7
ΩmのAl23−Mo系導電性サーメットからなる棒状
の給電体6、7がDy23−Al23−SiO2を主成
分としたセラミックフリット8によりそれぞれ気密封着
されている。給電体6、7の放電側先端部にはタングス
テン電極9、10の延長された電極棒がそれぞれ接続さ
れている。この場合、ランプ寿命を通じて前記細管部
4、5との強固な気密封着を保つために、給電体6、7
の熱膨張係数は、アルミナセラミックからなる細管部
4、5の8.1×10-6/℃に対して6.9×10-6/℃
の値に設定されている。また、前記セラミックフリット
8は、ランプ点灯時の発光物質11による侵蝕を抑制す
るために、低温部となる前記細管部4、5のタングステ
ン電極9、10との接合部近傍まで限定・充填されてい
る。そして、発光管1内には、セリウム沃化物(CeI
3)およびナトリウム沃化物(NaI)からなる発光物
質11と、緩衝ガスとしての水銀と始動補助用希ガスと
してアルゴン約13kPaとがそれぞれ封入されてい
る。
In the arc tube 1, the envelope 2 is made of a semi-transparent polycrystalline alumina ceramic material, and the central part of the tube is made up of a cylindrical light emitting part 3 and thin tube parts 4, 5 at both ends thereof. . The thin tube portions 4 and 5 have a specific resistance value of 5.1 × 10 −7.
Ωm Al 2 O 3 —Mo system conductive cermet rod-shaped power supply members 6 and 7 are hermetically sealed by ceramic frit 8 whose main component is Dy 2 O 3 —Al 2 O 3 —SiO 2 . . The extended electrode rods of the tungsten electrodes 9 and 10 are connected to the discharge-side end portions of the power supply bodies 6 and 7, respectively. In this case, in order to maintain a strong air-tight seal with the thin tube portions 4 and 5 throughout the life of the lamp, the power supply members 6 and 7
Has a thermal expansion coefficient of 6.9 × 10 -6 / ° C compared to 8.1 × 10 -6 / ° C of the thin tube parts 4 and 5 made of alumina ceramic.
Is set to the value of. Further, the ceramic frit 8 is limited and filled up to the vicinity of the joint portion with the tungsten electrodes 9 and 10 of the thin tube portions 4 and 5 which is a low temperature portion in order to suppress the corrosion by the light emitting substance 11 when the lamp is turned on. There is. Then, in the arc tube 1, cerium iodide (CeI
3 ) and sodium iodide (NaI), a light-emitting substance 11, mercury as a buffer gas, and about 13 kPa of argon as a rare gas for starting assistance are enclosed.

【0028】完成ランプ12としては、図2に示すよう
に、前記発光管1が窒素60〜80kPaが封入されて
いる硬質ガラスからなる外管バルブ13の内部に保持さ
れて、更に口金14が装備されたものから構成されてい
る。
As the completed lamp 12, as shown in FIG. 2, the arc tube 1 is held inside an outer bulb 13 made of hard glass filled with nitrogen of 60 to 80 kPa, and further equipped with a base 14. It is composed of

【0029】本発明者は、最初に図1及び図2の基本構
成からなる主力品種である300Wタイプのランプ12
において、特に(CeI3+NaI)系発光物質11を
封入したときに発生する“発光管割れ及び放電アーク立
消え”の2つの現象を解明し、これらを防止できる手段
を見出すための検討を行った。
The inventor of the present invention firstly proposes a lamp 12 of 300 W type which is a main product having the basic structure shown in FIGS. 1 and 2.
In particular, the two phenomena of "arc tube cracking and discharge arc extinction" that occur when the (CeI 3 + NaI) -based luminescent material 11 is encapsulated were clarified, and studies were conducted to find means for preventing them.

【0030】具体的には、発光管割れを左右するものと
して、(i)管中央の管内径φi及び電極間距離Leから
なる発光管の形状パラメータLe/φi値と、(ii)封
入する(CeI3+NaI)系発光物質11の組成、の
2つのランプ構成要素を想定し、これら要素を変えた試
験ランプ12を準備してそのエイジング点灯時の発光管
割れの現象を調べた。実際には、(i)発光管寸法とし
て管中央の管内径及び電極間距離をそれぞれφi7.6〜
20.0mm及びLe8〜60mmの範囲で組み合わせ
て、発光管形状パラメータLe/φi値を0.4〜8.0
の範囲で変化させ、(ii)前記(CeI3+NaI)組
成としてモル組成比NaI/CeI3を2〜50の広い
範囲で変化させた発光物質11を12mg封入して、発
光管1を試作・準備した。そして、上項(i)の管内径
φi及び電極間距離Leの組合せでは、発光管の管壁負
荷weは13〜23W/cm2以下の比較的低い範囲に
保たれるように設定された。このwe下限値は、目標と
する従来の石英発光管ランプに比べて30%アップ相当
の117lm/W以上の高いランプ効率を達成する面か
ら設定され、またwe上限値は、一般屋外照明用として
要望されるランプ寿命時間9000時間以上を達成する
面から設定された。管内の水銀量は発光管単位容積当た
り5〜20mg/cm3の範囲で定常点灯時の平均ラン
プ電圧120V及び平均ランプ電流2.6Aに相応する
ように調節されて封入された。
Specifically, as the parameters that affect the cracking of the arc tube, (i) the shape parameter Le / φ i value of the arc tube consisting of the tube inner diameter φ i at the tube center and the inter-electrode distance Le, and (ii) inclusion. The composition of the (CeI 3 + NaI) -based luminescent material 11 is assumed to be two lamp constituent elements, and a test lamp 12 in which these elements are changed was prepared, and the phenomenon of arc tube cracking during aging lighting was examined. Actually, (i) as the arc tube size, the tube inner diameter at the tube center and the distance between the electrodes are φ i 7.6-
By combining in the range of 20.0 mm and Le 8 to 60 mm, the arc tube shape parameter Le / φ i value is 0.4 to 8.0.
And (ii) 12 mg of the luminescent substance 11 in which the molar composition ratio NaI / CeI 3 was changed in a wide range of 2 to 50 as the (CeI 3 + NaI) composition was encapsulated, and the arc tube 1 was prototyped. Got ready. Then, in the combination of the tube inner diameter φ i and the inter-electrode distance Le of the above item (i), the tube wall load we of the arc tube was set to be maintained in a relatively low range of 13 to 23 W / cm 2 or less. . The lower limit value of we is set in terms of achieving a high lamp efficiency of 117 lm / W or more, which is 30% higher than that of a conventional quartz arc tube lamp, and the upper limit value of we is for general outdoor lighting. It was set in view of achieving a desired lamp life time of 9000 hours or more. The amount of mercury in the tube was regulated and enclosed in a range of 5 to 20 mg / cm 3 per unit volume of the arc tube so as to correspond to an average lamp voltage of 120 V and an average lamp current of 2.6 A during steady lighting.

【0031】試験ランプ12は、発光管を水平位置に保
ってエイジング点灯を行い、その間の発光管割れ及び放
電アーク立消えの発生状態を観測した。また、初期エイ
ジングにおける効率などのランプ特性とエイジングによ
るランプ寿命特性を測定した。
In the test lamp 12, the arc tube was held in a horizontal position and aging lighting was performed, and during that period, the arc tube was cracked and the discharge arc extinguishing was observed. In addition, lamp characteristics such as efficiency in initial aging and lamp life characteristics due to aging were measured.

【0032】上記の試験結果で、先ず試験ランプ12に
おける発光管割れ及び放電アーク立消え現象と、発光管
形状パラメータLe/φi値及び(CeI3+NaI)系
発光物質の組成の2つのランプ構成要素との間に、明確
な相関関係が確認された。
From the above test results, first, two lamp constituent elements, that is, the arc tube cracking and discharge arc extinction phenomenon in the test lamp 12, the arc tube shape parameter Le / φ i value, and the composition of the (CeI 3 + NaI) -based luminescent material, are shown. A clear correlation was confirmed between and.

【0033】即ち、発光管形状パラメータLe/φi
が1.80より大きい範囲で、且つモル組成比NaI/
CeI3が3.8未満の範囲に設定された前記試験ラン
プ100灯のうち、発光管割れは24灯において発生
し、一方放電アーク立消えは36灯において発生した。
この場合、発光管割れが発生した前記24灯のうち22
灯で放電アーク立消えも発光管割れに先立って発生して
いる。これに対して、Le/φi値が0.40〜1.80
の範囲で、且つモル組成比NaI/CeI3が3.8〜
50の範囲に設定された前記試験ランプ80灯では、発
光管割れと放電アーク立消えは全く発生しなかった。こ
こで、前記22灯において発光管割れと放電アーク立消
えが共に発生したことは、2つの現象が基本的に同一原
因によることを示している。また、2つの現象が発生し
たエイジング時間を調べてみると、前記36灯の放電ア
ーク立消えは全て初期エイジング点灯直後の30〜30
0秒の間に発生し、一方発光管割れは前記24灯のうち
6灯が初期エイジング60分の間に発生した。
That is, the arc tube shape parameter Le / φ i value is in the range of greater than 1.80 and the molar composition ratio NaI /
Of the 100 test lamps with CeI 3 set in the range of less than 3.8, arc tube cracking occurred in 24 lamps, while discharge arc extinction occurred in 36 lamps.
In this case, 22 of the 24 lamps where the arc tube was cracked
The discharge arc extinguished with a lamp also occurred before the arc tube cracked. On the other hand, the Le / φ i value is 0.40 to 1.80.
And the molar composition ratio NaI / CeI 3 is 3.8 to
With the 80 test lamps set in the range of 50, cracking of the arc tube and extinction of the discharge arc did not occur at all. Here, the fact that the arc tube was cracked and the discharge arc was extinguished in the 22 lamps indicates that the two phenomena were basically due to the same cause. Further, when the aging time at which the two phenomena occurred was examined, it was found that the discharge arc extinction of the 36 lights was 30 to 30 immediately after the initial aging lighting.
It occurred in 0 seconds, while the arc tube crack occurred in 6 of the 24 lamps during the initial aging of 60 minutes.

【0034】一方、試験ランプ12の放電アークの状態
を観測すると、2つの現象の発生が観測されたLe/φ
i値が1.80より大きく、且つモル組成比NaI/Ce
3が3.8未満、即ちCeI3がNaIに対して増量さ
れた範囲のランプでは、(a)発光している放電アーク
領域は一様により細く絞られており、また、(b)放電
アーク領域の発光管上側への湾曲が大きいことが確認さ
れた。これとは対照的に、2つの現象とも未発生であっ
たLe/φi値が0.40〜1.80且つモル組成比Na
I/CeI3が3.8〜50のNaIが増量された範囲
のランプでは、(a)放電アーク領域は管径方向に比較
的太く拡がり、また、(b)放電アーク領域の発光管上
側への湾曲も小さいことが確認された。
On the other hand, when the state of the discharge arc of the test lamp 12 is observed, the occurrence of two phenomena is observed Le / φ
i value is larger than 1.80 and molar composition ratio NaI / Ce
In the lamps in which I 3 is less than 3.8, that is, CeI 3 is increased with respect to NaI, (a) the discharge arc region where light is emitted is uniformly narrowed, and (b) discharge is performed. It was confirmed that the arc region had a large curvature toward the upper side of the arc tube. In contrast, the Le / φ i value, which had not occurred in both phenomena, was 0.40 to 1.80 and the molar composition ratio was Na.
In the lamp in the range where I / CeI 3 is increased to 3.8 to 50, NaI is increased (a), the discharge arc region is relatively wide in the tube radial direction, and (b) is above the arc tube in the discharge arc region. It was also confirmed that the curvature of was small.

【0035】次いで、初期ランプ効率の測定から、モル
組成比NaI/CeI3が10より大きくなると、Na
の黄色スペクトル放射が主に増えて従来の石英発光管ラ
ンプに比べて30%アップ相当の117lm/Wより高
いランプ効率は達成されなかった。これに対して、モル
組成比NaI/CeI3が3.8〜10の範囲では比視
感度の高いCeIの緑色スペクトル放射が増大して、目
標とするランプ効率117lm/W以上が得られた。
Next, from the measurement of the initial lamp efficiency, when the molar composition ratio NaI / CeI 3 becomes larger than 10, Na
The above-mentioned yellow spectrum emission mainly increases, and a lamp efficiency higher than 117 lm / W, which is a 30% increase compared with the conventional quartz arc tube lamp, was not achieved. On the other hand, when the molar composition ratio NaI / CeI 3 is in the range of 3.8 to 10, the green spectral emission of CeI, which has a high relative luminous efficiency, increased, and the target lamp efficiency of 117 lm / W or more was obtained.

【0036】また、寿命特性の測定から、Le/φi
が0.40〜0.80未満の小さい範囲に設定された試験
ランプ12に関しては、発光管割れ及び放電アーク立消
えは共に未発生で防止されたが、エイジング点灯による
発光管端部の電極付近における黒化が激しく、一般屋外
照明用として適応できる定格寿命時間9000時間以上
は到底達成されないことがわかった。
From the measurement of the life characteristics, regarding the test lamp 12 in which the Le / φ i value was set to a small range of 0.40 to less than 0.80, neither arc tube cracking nor discharge arc extinction occurred. Although it was prevented, it was found that the blackening in the vicinity of the electrode at the end of the arc tube due to the aging lighting was severe, and the rated life time of 9000 hours or more applicable to general outdoor lighting could not be achieved at all.

【0037】以上の結果から、アルミナセラミック管を
用いた300Wタイプの(CeI3+NaI)系メタル
ハライドランプの発光管割れは、Le/φi値が1.80
より大きく、且つ希土類元素のハライド物質であるCe
3がNaIに対して増量された範囲では、放電アーク
領域が細く絞られて水平点灯された発光管上側へと大き
く湾曲され、これによる発光管上側の管壁温度が局所的
に上昇することに起因するといえる。また、放電アーク
立消えも、発光管割れと共に発生したことから、基本的
には放電アーク領域が細く絞られて湾曲され、これによ
り放電アーク電圧が過度に上昇することに起因している
といえる。更に、一般に放電アーク領域に発光物質が分
子として存在すると放電アーク立消えが発生し易くなる
ことが知られており、特に本発明のCeI3封入ランプ
では、CeI3分子の存在(広がった特有の分子スペク
トル放射が観測)が放電アーク立消えを助長していると
いえる。
From the above results, the arc tube cracking of the 300 W type (CeI 3 + NaI) type metal halide lamp using the alumina ceramic tube has a Le / φ i value of 1.80.
Ce, a larger and rare earth halide material
In the range where I 3 is increased with respect to NaI, the discharge arc region is narrowed down and is greatly curved to the upper side of the horizontally lit arc tube, which locally raises the temperature of the tube wall above the arc tube. Can be said to be due to. In addition, since the discharge arc extinguishes together with the arc tube cracking, it can be said that basically the discharge arc region is narrowed and curved, and the discharge arc voltage rises excessively. Further, it is generally known that when a luminescent substance is present as molecules in the discharge arc region, the discharge arc extinguishes easily. Especially, in the CeI 3 sealed lamp of the present invention, the presence of CeI 3 molecules (spread unique molecules). It can be said that the spectral radiation) contributes to the extinction of the discharge arc.

【0038】なお、Ceなどの希土類元素が封入される
と基本的にその放射に関与するエネルギー準位の平均励
起電圧Veが電離電圧Viの0.585倍より低いので
(即ち、Ve<0585・Vi)、放電アーク領域が細く
絞られることが知られている。放電アーク領域は、細く
絞られるとアーク領域温度が高くなり大きな浮力が働き
発光管上側へと湾曲され、併せてLe/φi値1.80よ
り大きい細長形発光管ではそれだけ前記湾曲が助長され
る。更に、多結晶体アルミナセラミックの熱膨張係数
8.1×10-6/℃は、従来の石英の熱膨張係数5.5
×10-7/℃に比べて大きいゆえに、特にランプ点灯に
よる急激で局所的な温度上昇に対してアルミナセラミッ
ク管の機械的強度は従来の石英に比べて比較的低いもの
であり、結果的に発光管割れが発生したといえる。ま
た、発光管割れの発生割合が特に初期エイジング60分
の点灯直後に比較的高いのは、発光管内の発光物質の化
学的混合状態や場所的な分布状態が過渡的なものであ
り、結果的に封入されたCeI3の蒸気圧が急激により
高いレベルまで上昇して、それだけ放電アーク領域の発
光管上側への湾曲が増大したからといえる。
When a rare earth element such as Ce is enclosed, the average excitation voltage V e of the energy levels involved in the emission thereof is basically lower than 0.585 times the ionization voltage V i (that is, V e <0585 · V i ), it is known that the discharge arc region is narrowed down. When the discharge arc area is narrowed down, the arc area temperature rises and a large buoyancy is exerted to bend the arc tube to the upper side. At the same time, in the elongated arc tube having a Le / φ i value of more than 1.80, the bending is promoted to that extent. It Further, the coefficient of thermal expansion of polycrystalline alumina ceramics of 8.1 × 10 −6 / ° C. is 5.5 that of conventional quartz.
Since it is larger than × 10 -7 / ° C, the mechanical strength of the alumina ceramic tube is comparatively lower than that of conventional quartz, especially against a sudden and local temperature rise due to lighting of the lamp. It can be said that the arc tube cracked. Further, the occurrence rate of cracking of the arc tube is relatively high immediately after lighting for 60 minutes in the initial aging, because the chemical mixing state and the local distribution state of the luminescent material in the arc tube are transient, and as a result, It can be said that the vapor pressure of the CeI 3 enclosed in was rapidly increased to a higher level, and the curvature of the discharge arc region toward the upper side of the arc tube was increased accordingly.

【0039】一方、Le/φi値1.80以下のいわゆる
太短形の発光管で、且つモル組成比NaI/CeI3
3.8以上のランプで発光管割れが発生しなかったの
は、NaIの増量により放電アーク領域が太く拡がるこ
とは知られており、更に電極間距離Leの減少により放
電アーク領域の湾曲度合がより軽減され、また管内径φ
iの増大により放電アーク領域の湾曲による発光管管壁
温度の上昇も低減されるからといえる。
On the other hand, Le / φiSo-called values below 1.80
Thick and short arc tube and molar composition ratio NaI / CeI3But
No arc tube cracking occurred with 3.8 or more lamps
Is that the discharge arc area is widened by increasing NaI.
It is known that the
The degree of bending in the electric arc region is further reduced, and the pipe inner diameter φ
iOf arc tube due to bending of discharge arc area due to increase of arc
It can be said that the rise in temperature is also reduced.

【0040】以上をまとめると、セリウム・ナトリウム
沃化物(CeI3+NaI)系発光物質が封入されたア
ルミナセラミック発光管を用いた300Wランプにおい
て、(a)発光管割れは、CeI3封入による特有の放
電アーク領域の絞りによる発光管上側への湾曲と、アル
ミナセラミック管の高い熱膨張係数ゆえの温度上昇に対
する機械的強度の低さに起因し、また、(b)放電アー
ク立消えは、前記放電アーク領域の湾曲に加えてCeI
分子の存在による放電アーク電圧の上昇に起因するとい
える。そして、上記2つの現象を防止できる第1の具体
的手段としては、管壁負荷we13〜23W/cm2
範囲において、発光管形状パラメータLe/φi値を1.
80以下且つモル組成比NaI/CeI3を3.8以上
の範囲に設定することが極めて有効であることがわかっ
た。即ち、一般屋外照明用の従来の高圧放電ランプの発
光管形状は細長形であったが、本発明の目的とするアル
ミナセラミック管による安全な(CeI3+NaI)系
メタルハライドランプを得るには、基本的に太短形形状
で管壁負荷weを比較的低い範囲に抑え、NaIを増量
することが必要条件となる。
In summary, in a 300 W lamp using an alumina ceramic arc tube in which a cerium / sodium iodide (CeI 3 + NaI) luminescent material is encapsulated, (a) arc tube cracking is peculiar to CeI 3 inclusion. This is due to the bending of the arc region toward the upper side of the arc tube due to the restriction of the discharge arc region and the low mechanical strength against temperature rise due to the high thermal expansion coefficient of the alumina ceramic tube. CeI in addition to the curvature of the area
It can be said that this is due to the rise in the discharge arc voltage due to the presence of molecules. Then, as a first specific means capable of preventing the above two phenomena, the arc tube shape parameter Le / φ i value is 1. within the range of the tube wall load we13 to 23 W / cm 2 .
It was found that setting the molar composition ratio NaI / CeI 3 in the range of 80 or less and 3.8 or more was extremely effective. That is, although the arc tube shape of the conventional high-pressure discharge lamp for general outdoor lighting is an elongated shape, in order to obtain a safe (CeI 3 + NaI) -based metal halide lamp using an alumina ceramic tube, which is the object of the present invention, It is necessary to suppress the tube wall load we to a relatively low range and increase the amount of NaI with a thick and thin shape.

【0041】一方、目標とする30%アップのランプ効
率117lm/W以上と寿命時間9000時間を達成す
るには、モル組成比NaI/CeI3が10以下で、形
状パラメータLe/φi値が0.80以上の範囲に規定す
る必要がある。
On the other hand, in order to achieve the target lamp efficiency of 117 lm / W or more and the life time of 9000 hours of 30% increase, the molar composition ratio NaI / CeI 3 is 10 or less and the shape parameter Le / φ i value is 0. It is necessary to specify in the range of .80 or more.

【0042】結局、本発明が目的とするアルミナセラミ
ック発光管を用いた安全で高効率・長寿命の300Wタ
イプの(CeI3+NaI)系メタルハライドランプを
得るには、基本的に発光管形状パラメータLe/φi
が0.80〜1.80且つモル組成比NaI/CeI3
3.8〜10で、管壁負荷we13〜23W/cm2
範囲に規定すればよいことが明らかとなった。
After all, in order to obtain a safe, highly efficient and long-life 300W type (CeI 3 + NaI) type metal halide lamp using the alumina ceramic arc tube, which is the object of the present invention, basically, the arc tube shape parameter Le is used. / Φ i value is 0.80 to 1.80, molar composition ratio NaI / CeI 3 is 3.8 to 10, and it has been clarified that it may be specified in the range of tube wall load we13 to 23 W / cm 2 . .

【0043】なお、発光管形状として、図3に示すよう
な楕円形のアルミナセラミック発光管を用いて同様の検
討を行ったところ、発光管の管壁負荷weを同じ13〜
23W/cm2の範囲に保つ限り、図1の前記300W
タイプと同様に発光管形状パラメータLe/φi,max
0.80〜1.80(但し、φi,maxは発光管中心部の管
内径)且つモル組成比NaI/CeI33.8〜10の
範囲にそれぞれ設定することにより、本発明の目的とす
るランプが得られることがわかった。
As an arc tube shape, an elliptical alumina ceramic arc tube as shown in FIG. 3 was used to carry out the same study, and as a result, the tube wall load we of the arc tube was 13 to the same.
As long as the range of 23 W / cm 2 is maintained, the above 300 W of FIG.
Similar to the type, the arc tube shape parameter Le / φ i, max value 0.80 to 1.80 (where φ i, max is the tube inner diameter at the center of the arc tube) and the molar composition ratio NaI / CeI 3 3.8 to. It was found that the lamps aimed at by the present invention can be obtained by setting the respective ranges of 10.

【0044】上記本発明による主力品種である300W
タイプの典型的なランプ12を準備して、その発光管割
れ及び放電アーク立消えの防止効果の確認と、寿命特性
及びランプ効率などの特性測定を行った。この場合、ラ
ンプは図1及び図2の基本構成からなり、発光管1の具
体的構成としては、電極間距離Le23.8mm、管内
径φi17.6mm、発光管形状パラメータLe/φi1.
35及び管壁負荷we16.8W/cm2にそれぞれ設定
し、 管内にはモル組成比NaI/CeI3が8からなる
発光物質11を12mg、水銀53mgをそれぞれ封入
した。この結果、かかる本発明にもとづく発光管構成に
より、発光管割れ及び放電アーク立消えは共に発生せ
ず、且つランプ効率は目標値を超えた123lm/Wと
いう優れた値が得られた。また、ランプ定格寿命時間に
ついても、目標値9000時間を超えて12500時間
を達成できることがわかった。なお、ランプの演色性と
しては一般屋外照明用として適応できる下限の平均演色
評価数Ra60のレベルが得られた。但し、それぞれの
値はランプ10灯の平均値である。
300 W which is the main product according to the present invention
A typical type of lamp 12 was prepared, the effect of preventing arc tube breakage and discharge arc extinction was confirmed, and characteristics such as life characteristics and lamp efficiency were measured. In this case, the lamp has the basic configuration shown in FIGS. 1 and 2, and the specific configuration of the arc tube 1 is as follows: distance between electrodes Le 23.8 mm, tube inner diameter φ i 17.6 mm, arc tube shape parameter Le / φ i 1 .
35 and tube wall load we of 16.8 W / cm 2 , respectively, and 12 mg of luminescent material 11 having a molar composition ratio NaI / CeI 3 of 8 and 53 mg of mercury were enclosed in the tube. As a result, with the structure of the arc tube according to the present invention, neither cracking of the arc tube nor extinction of the discharge arc occurred, and the lamp efficiency was an excellent value of 123 lm / W which exceeded the target value. It was also found that the rated lamp life time could reach 12,500 hours, exceeding the target value of 9000 hours. As for the color rendering of the lamp, the level of the average color rendering index Ra60, which is the lower limit applicable to general outdoor lighting, was obtained. However, each value is an average value of 10 lamps.

【0045】なお、発光物質11としては(CeI3
NaI)系物質を主成分として、上記目標ランプ効率が
満足される範囲において、ランプ演色性や寿命特性をよ
り改良するために他の金属ハライド物質を付加してもよ
い。
As the light emitting substance 11, (CeI 3 +
Other metal halide substances may be added to contain the NaI) -based substance as a main component and further improve the lamp color rendering properties and life characteristics as long as the above target lamp efficiency is satisfied.

【0046】本発明者は、次なる検討として前記300
Wタイプ以外の一般屋外照明用の200W、400W、
700W及び1000Wタイプのメタルハライドランプ
に関しても、前記300Wタイプと同様に、発光管割れ
及び放電アーク立消えを防止でき、併せて従来の石英発
光管ランプに比べて30%アップの高効率と定格寿命時
間9000時間以上の長寿命を達成できるような発光形
状パラメータLe/φ i値(あるいはLe/φi,max値)
及びNaI/CeI3組成比の範囲を調べた。
The present inventor has made the above-mentioned 300
200W, 400W for general outdoor lighting other than W type
700W and 1000W type metal halide lamps
As for the 300W type, the arc tube cracks
And discharge arc can be prevented from extinguishing, and the conventional quartz
High efficiency of 30% higher than the light tube lamp and at rated life
Light emitting type that can achieve a long life of 9000 hours or more
Condition parameter Le / φ iValue (or Le / φi, maxvalue)
And NaI / CeI3The range of composition ratio was investigated.

【0047】各ワットタイプの試験ランプ12は、図1
又は図3の基本構成からなる発光部3と細管部4、5が
一体成形された発光管1を用いて、ランプ12としては
図2の構成からなっている。この場合、前記300Wタ
イプの試験と同様に、各タイプに相応して発光管1の電
極間距離Le及び管内径φiの組合せを変えて発光管形
状パラメータLe/φi値(あるいはLe/φi,max値)
を比較的広い範囲で変えて設定した試験ランプ12を準
備した。この場合、目標とする定格寿命時間9000時
間以上を達成するために管壁負荷weとして上記300
Wタイプに準じた13〜23W/cm2の範囲に規定し
た。また、発光物質11としても上記300Wタイプと
同様にセリウム・ナトリウム沃化物のNaI/CeI3
組成比を変えたものを封入した。
The test lamp 12 of each watt type is shown in FIG.
Alternatively, the lamp 12 has the configuration shown in FIG. 2 by using the arc tube 1 in which the light emitting section 3 and the thin tube sections 4 and 5 having the basic configuration of FIG. 3 are integrally molded. In this case, similarly to the 300 W type test, the combination of the inter-electrode distance Le of the arc tube 1 and the tube inner diameter φ i is changed according to each type, and the arc tube shape parameter Le / φ i value (or Le / φ i value). i, max value)
Was set in a relatively wide range to prepare the test lamp 12. In this case, in order to achieve the target rated life time of 9000 hours or more, the above-mentioned 300 is set as the pipe wall load we.
It was defined in the range of 13 to 23 W / cm 2 according to the W type. Further, as the light emitting substance 11, NaI / CeI 3 of cerium / sodium iodide is used as in the above-mentioned 300 W type.
Those with different composition ratios were enclosed.

【0048】上記各ワットタイプ の試験ランプ12に
ついても、前記300Wタイプと同様のエイジング点灯
での発光管割れ及び放電アーク立消え現象を観測し、ま
たランプ効率や寿命時間などの諸特性を測定した。
With respect to each of the watt type test lamps 12, the arc tube cracking and the discharge arc extinguishing phenomenon under the aging lighting similar to the 300 W type were observed, and various characteristics such as lamp efficiency and life time were measured.

【0049】上記の観測・測定結果から、各ワットタイ
プの試験ランプ12における発光管割れ及び放電アーク
立消えを防止し、併せて従来の石英発光管ランプに比べ
て30%アップの高効率と定格寿命時間9000時間以
上の長寿命を達成するには、(i)発光管の管壁負荷w
e13〜23W/cm2の範囲において発光管形状パラ
メータLe/φi値(あるいはLe/φi,max値)をラン
プワット200W、400W、700W及び1000W
に対して、それぞれ0.75〜1.70、0.85〜1.9
0、1.00〜2.00及び1.15〜2.10の範囲に規
定し(その他のランプワットに対しては図4の斜線部分
に相当)、且つ(ii)発光物質(CeI3+NaI)の
モル組成比 NaI/CeI3を3.8〜10の範囲に規
定すればよいことが明らかとなった。これからわかるよ
うに、ランプワットが1000Wまで上昇しても、上記
(i)の発光管形状パラメータLe/φi値は大きく増大
されずに2.10以下の範囲に抑えられることが必要で
ある。
From the above observation and measurement results, it was possible to prevent arc tube breakage and discharge arc extinction in each watt type test lamp 12, and also to improve efficiency and rated life by 30% as compared with conventional quartz arc tube lamps. In order to achieve a long life of 9000 hours or more, (i) arc tube load w
In the range of 13 to 23 W / cm 2 , the arc tube shape parameter Le / φ i value (or Le / φ i, max value) is set to lamp watts 200 W, 400 W, 700 W and 1000 W.
Against 0.75 to 1.70 and 0.85 to 1.9, respectively.
0, 1.00 to 2.00 and 1.15 to 2.10 (corresponding to the shaded area in FIG. 4 for other lamp watts), and (ii) a luminescent material (CeI 3 + NaI). It has been clarified that the molar composition ratio NaI / CeI 3 of) may be defined in the range of 3.8 to 10. As can be seen from this, even if the lamp wattage rises to 1000 W, the arc tube shape parameter Le / φ i value of (i) above needs to be suppressed to a range of 2.10 or less without being greatly increased.

【0050】結局、一般屋外照明用の(CeI3+Na
I)系発光物質を用いたアルミナセラミック発光管メタ
ルハライドランプにおいては、その発光管形状はランプ
ワット200W〜1000Wを通じて太短形になるとい
える。
After all, (CeI 3 + Na) for general outdoor lighting
It can be said that in the alumina ceramic arc tube metal halide lamp using the I) type luminescent material, the arc tube shape becomes thick and short through the lamp watts 200W to 1000W.

【0051】以上のように、アルミナセラミック発光管
を用いた一般屋外照明用の高ワットタイプの(CeI3
+NaI)系メタルハライドランプにおいて、上記本実
施形態で示されたような主成分としてモル組成比NaI
/CeI3が3.8〜10の範囲に設定された発光物質
を封入し、且つ発光管の管壁負荷weが13〜23W/
cm2で発光管形状パラメータLe/φi値を例えば主力
品種の300Wタイプであれば0.80〜1.80の範囲
にそれぞれ設定することにより、目的とする安全で高効
率・長寿命のメタルハライドランプが得られる。
As described above, the high wattage type (CeI 3) for general outdoor lighting using the alumina ceramic arc tube is used.
+ NaI) -based metal halide lamp, the molar composition ratio NaI as the main component as shown in the above embodiment.
/ CeI 3 is filled with a luminescent substance set in the range of 3.8 to 10, and the tube wall load we of the arc tube is 13 to 23 W /
By setting the arc tube shape parameter Le / φ i value in cm 2 in the range of 0.80 to 1.80 for the main product type 300 W type, for example, the desired safe, highly efficient and long life metal halide can be obtained. You get a lamp.

【0052】しかも、発光部と細管部とが一体成型され
ているため、従来のメタルハライドランプとは異なり焼
きばめ部分がない。よって、発光部に部分的に肉厚の大
きい箇所ができないため、熱ロスを少なくすることがで
き、セリウムの蒸気圧を高めることができ、ランプ効率
を一層向上させることができる。
In addition, since the light emitting portion and the thin tube portion are integrally molded, there is no shrink fit portion unlike the conventional metal halide lamp. Therefore, the light emitting portion is not provided with a portion having a large thickness, so that heat loss can be reduced, the vapor pressure of cerium can be increased, and the lamp efficiency can be further improved.

【0053】なお、セリウムの代わりにプラセオジウム
を封入した場合でも上記と同様の効果を得ることができ
る。
Even if praseodymium is enclosed instead of cerium, the same effect as above can be obtained.

【0054】(実施の形態2)図5は、本発明の実施の
形態2にかかるメタルハライドランプの発光管1の構成
を示す図である。
(Second Embodiment) FIG. 5 is a diagram showing the structure of the arc tube 1 of the metal halide lamp according to the second embodiment of the present invention.

【0055】発光部3と細管部4、5からなる外囲器2
は、半透明の多結晶体アルミナセラミック材料からな
る。発光部3は、管中央部が円筒形であり、その両端部
は、略円錐形状でテーパを形成している。発光部3の両
端には、細管部4、5が形成されている。実施の形態2
は、発光部3と細管部4、5とが一体成型されているた
め、焼きばめ部分がない。そのため、図8に示す従来の
発光管115のように、発光部3に部分的に肉厚の大き
い箇所(例えば、発光部と細管部の連結箇所周辺)を作
る必要がない。そのため、発光部3内の熱ロスが少な
く、発光物質11の蒸気圧を充分に高めることができ、
ランプ効率が向上する。
The envelope 2 including the light emitting portion 3 and the thin tube portions 4 and 5.
Consists of a translucent polycrystalline alumina ceramic material. The light emitting portion 3 has a cylindrical central portion, and both end portions thereof have a substantially conical shape and are tapered. The thin tube portions 4 and 5 are formed at both ends of the light emitting portion 3. Embodiment 2
Since the light emitting part 3 and the thin tube parts 4 and 5 are integrally molded, there is no shrink fit part. Therefore, unlike the conventional arc tube 115 shown in FIG. 8, it is not necessary to make a part where the wall thickness is large in the light emitting part 3 (for example, around the connection part between the light emitting part and the thin tube part). Therefore, the heat loss in the light emitting unit 3 is small, and the vapor pressure of the light emitting substance 11 can be sufficiently increased.
Lamp efficiency is improved.

【0056】細管部4、5には、比抵抗値5.1×10
-7ΩmのAl23−Mo系導電性サーメットからなる棒
状の給電体6、7がDy23−Al23−SiO2を主
成分としたセラミックフリット8によりそれぞれ気密封
着されている。
The thin tube portions 4 and 5 have a specific resistance value of 5.1 × 10 5.
-7 Ωm of Al 2 O 3 -Mo system conductive cermet rod-shaped power supply bodies 6 and 7 are hermetically sealed by ceramic frit 8 mainly composed of Dy 2 O 3 -Al 2 O 3 -SiO 2. ing.

【0057】給電体6、7の放電側先端部にはタングス
テン電極9、10の延長された電極棒がそれぞれ接合・
保持されている。この場合、ランプ寿命を通じて細管部
4、5との強固な気密封着を保つために、給電体6、7
の熱膨張係数は例えば、アルミナセラミックからなる細
管部4、5の8.1×10-6/℃に対して6.9×10 -6
/℃の値に設定されている。また、セラミックフリット
8は、ランプ点灯時の発光物質11による侵蝕を抑制す
るために、低温部となる細管部4、5のタングステン電
極9、10との接合部近傍まで限定・充填されている。
そして、発光管1内には、例えば、セリウム沃化物(C
eI3)およびナトリウム沃化物(NaI)からなる発
光物質11と、緩衝ガスとしての水銀と始動補助用希ガ
スとしてアルゴン約13kPaが封入されている。な
お、発光物質11のモル組成比NaI/CeI3は6.
0である。
Tangs are provided at the discharge-side tips of the power supply members 6 and 7.
The extended electrode rods of the ten electrodes 9 and 10 are joined respectively.
Is held. In this case, the thin tube part
In order to maintain a strong airtight seal with the power supply 4, 5, the power supply 6, 7,
The coefficient of thermal expansion of
8.1 × 10 of pipe parts 4 and 5-6/ ° C for 6.9 x 10 -6
It is set to the value of / ° C. Also a ceramic frit
8 suppresses erosion by the light emitting substance 11 when the lamp is turned on.
In order to reduce the temperature
It is limited and filled up to the vicinity of the junction with the poles 9 and 10.
Then, in the arc tube 1, for example, cerium iodide (C
eI3) And sodium iodide (NaI)
Light substance 11, mercury as a buffer gas, and a rare gas for starting assistance
About 13 kPa of argon is enclosed as a gas. Na
The molar composition ratio NaI / CeI of the luminescent material 113Is 6.
It is 0.

【0058】完成したランプ12は、図2に示すよう
に、実施の形態2における発光管1が窒素60〜80k
Paが封入されている硬質ガラスからなる外管バルブ1
3の内部に保持されて、更に口金14が装備されたもの
から構成されている。
In the completed lamp 12, as shown in FIG. 2, the arc tube 1 according to the second embodiment has nitrogen of 60 to 80 k.
Outer bulb valve 1 made of hard glass in which Pa is enclosed
It is held inside 3 and is further equipped with a base 14.

【0059】次に、実施の形態2のメタルハライドラン
プと、従来のメタルハライドランプの特性を実測値に基
づいて評価した結果について説明する。
Next, the results of evaluating the characteristics of the metal halide lamp of the second embodiment and the conventional metal halide lamp based on the measured values will be described.

【0060】なお、従来のメタルハライドランプは、図
2のランプ12と基本構成は同様であり、実施の形態2
における発光管1の代りに、図8に示した焼きばめで構
成された従来の発光管115を用いて構成した。発光部
3、116内部には、特にセリウム沃化物とナトリウム
沃化物(CeI3+NaI)系発光物質を封入し、30
0Wタイプとした。サンプルは各メタルハライドランプ
ごとに10本ずつ用意し、それらの測定値の平均値によ
り、初期効率の比較を行った。
The conventional metal halide lamp has the same basic structure as the lamp 12 shown in FIG.
In place of the arc tube 1 in, the conventional arc tube 115 configured by shrink fitting shown in FIG. 8 is used. Cerium iodide and sodium iodide (CeI 3 + NaI) -based light-emitting substances are enclosed in the light-emitting portions 3 and 116, respectively.
It was a 0W type. Ten samples were prepared for each metal halide lamp, and the initial efficiency was compared by the average value of the measured values.

【0061】その結果、従来のメタルハライドランプの
初期効率は110lm/Wであったのに対して、実施の
形態2のメタルハライドランプの初期効率は116lm
/Wであり、実施の形態2の方がランプ効率が高いこと
がわかる。
As a result, the initial efficiency of the conventional metal halide lamp was 110 lm / W, whereas the initial efficiency of the metal halide lamp of Embodiment 2 was 116 lm.
/ W, which means that the lamp efficiency is higher in the second embodiment.

【0062】以上のように、実施の形態2のメタルハラ
イドランプによれば、発光管1の外囲器2が、発光部3
と細管部3との一体成型によって構成されている。それ
により、気密性に優れているので、部分的に肉厚の大き
い箇所を形成する必要がなく、熱ロスが少ない。そのた
めに、セリウムの蒸気圧を十分に高めて、ランプ効率を
向上させることができる。
As described above, according to the metal halide lamp of the second embodiment, the envelope 2 of the arc tube 1 has the light emitting portion 3
And the thin tube portion 3 are integrally molded. Thereby, since it is excellent in airtightness, it is not necessary to form a part having a large wall thickness locally, and heat loss is small. Therefore, the vapor pressure of cerium can be sufficiently increased to improve the lamp efficiency.

【0063】(実施の形態3)図6は、本発明の実施の
形態3にかかるメタルハライドランプの発光管の構成を
示す断面図である。実施の形態3の発光管の基本構造
は、実施の形態2の発光管と同様であり、異なる点は、
発光部の両端部が円錐形状ではなく、略半球形状である
点である。
(Third Embodiment) FIG. 6 is a sectional view showing a structure of an arc tube of a metal halide lamp according to a third embodiment of the present invention. The basic structure of the arc tube of the third embodiment is the same as that of the arc tube of the second embodiment, and is different in that
The point is that both ends of the light emitting portion are substantially hemispherical, not conical.

【0064】図6に示すように、発光部3と細管部4、
5とは一体成型されていて、発光部3の両端部が略半球
形状になっている。そのため、点灯中、両端部の内面の
温度が、さらに均一化され、例えば蒸気圧の低いセリウ
ムでも確実に蒸発し、発光に寄与することとなり、発光
効率が向上する。
As shown in FIG. 6, the light emitting section 3 and the thin tube section 4,
5 is integrally molded, and both ends of the light emitting portion 3 are substantially hemispherical. Therefore, during lighting, the temperatures of the inner surfaces of both ends are further equalized, and even cerium, for example, having a low vapor pressure, is surely evaporated and contributes to light emission, and the light emission efficiency is improved.

【0065】また、実施の形態2の発光管1では、一対
のタングステン電極9、10が、上下方向に並ぶように
配置された状態で点灯させた場合に、液状の発光物質1
1が、下方の細管部5の隙間内に沈み込み、発光部3内
の発光物質11が減少することがあった。それによっ
て、色温度等の特性が著しく変化するといった不都合が
あった。しかし、実施の形態3における発光管1は、発
光部3の両端部が略半球形状であるため、液状の発光物
質11が、発光部3の両端部の内面に沿って流れにく
く、内面にたまりやすい。そのため、一対のタングステ
ン電極9、10が、上下方向に並ぶように配置された状
態で点灯させた場合でも、液状の発光物質11が下方の
細管部5の間隙内に沈み込み難い。そのため、発光部3
内の発光物質11の量が減少することがなく、色温度等
の特性変化が少ない。
Further, in the arc tube 1 of the second embodiment, when the pair of tungsten electrodes 9 and 10 are lit in a state of being arranged side by side in the vertical direction, the liquid luminous substance 1
1 may sink into the gap between the narrow tube portions 5 below, and the luminescent substance 11 in the light emitting portion 3 may decrease. As a result, there is an inconvenience that characteristics such as color temperature change remarkably. However, in the arc tube 1 according to the third embodiment, since both ends of the light emitting unit 3 are substantially hemispherical, the liquid luminescent material 11 is hard to flow along the inner surfaces of both ends of the light emitting unit 3 and accumulates on the inner surface. Cheap. Therefore, even when the pair of tungsten electrodes 9 and 10 are turned on in a state where they are arranged side by side in the vertical direction, the liquid luminescent substance 11 is unlikely to sink into the gap of the thin tube portion 5 below. Therefore, the light emitting unit 3
The amount of the luminescent material 11 in the inside does not decrease, and the characteristic changes such as color temperature are small.

【0066】次に、この実施の形態3のメタルハライド
ランプの初期効率を測定した結果を示す。メタルハライ
ドランプとしての基本構成は、図2に示したランプ12
と同様とし、図6に示す発光管1を用いて構成した。な
お、その他の構成は、実施の形態2での実測例と同一の
300Wタイプのメタルハライドランプであり、セリウ
ム沃化物とナトリウム沃化物(CeI3+NaI)系発
光物質を封入した。このメタルハライドランプを10本
用意し、それらの測定値の平均値を求めた。
Next, the results of measuring the initial efficiency of the metal halide lamp of the third embodiment will be shown. The basic structure of the metal halide lamp is the lamp 12 shown in FIG.
In the same manner as above, the arc tube 1 shown in FIG. 6 was used. In addition, the other structure is the same 300 W type metal halide lamp as the actually measured example in the second embodiment, in which cerium iodide and sodium iodide (CeI 3 + NaI) -based luminescent material are enclosed. Ten metal halide lamps were prepared, and the average value of the measured values was calculated.

【0067】その結果、初期効率は、120lm/Wで
あり、上述した実施の形態2のメタルハライドランプの
初期効率(116lm/W)よりも、さらに効率が高く
なっていることがわかった。
As a result, it was found that the initial efficiency was 120 lm / W, which was higher than the initial efficiency (116 lm / W) of the metal halide lamp of the second embodiment described above.

【0068】また、ライフ中の色温度の特性変化も抑制
することができた。具体的には、実施の形態2では、初
期の色温度は4200K、Ra71であったが、600
0時間のライフ後には4600K、Ra67と大きく特
性が変化していた。それに比べて実施の形態3では、6
000時間のライフ後に大きな特性変化は確認されなか
った。
Further, the characteristic change of the color temperature during life could be suppressed. Specifically, in the second embodiment, the initial color temperature was 4200K and Ra71, but 600
After a life of 0 hours, the characteristics were significantly changed to 4600K and Ra67. In comparison with this, in the third embodiment, 6
No major change in properties was observed after 000 hours of life.

【0069】また、図6において、発光部3の中央部分
の肉厚t1、発光部3の細管部4、5近傍の肉厚t2を
それぞれ変化させたときのランプ効率およびライフ中の
発光管破損確率を測定した。なお、上述と同様に、サン
プルは各10本ずつを用意し、それらの平均値を測定値
とすることとした。また、ライフ中の発光管破損確率は
6000時間までを測定した。その結果を表1に示す。
Further, in FIG. 6, the lamp efficiency and the arc tube damage during life when the wall thickness t1 of the central portion of the light emitting section 3 and the wall thickness t2 of the light emitting section 3 near the thin tube portions 4 and 5 are changed respectively. The probability was measured. As in the above, 10 samples were prepared for each sample, and the average value thereof was used as the measured value. Also, the probability of damage to the arc tube during life was measured up to 6000 hours. The results are shown in Table 1.

【0070】[0070]

【表1】 [Table 1]

【0071】表1より、発光部3の中央部分の肉厚t1
を1.0mmと一定にして、発光部3の細管部4、5近
傍の肉厚t2を変化させた場合、肉厚t2が0.7mm
以下となるとライフ中に発光管1の破損が確認された。
これは、発光部3と細管部4、5の境界部分の肉厚が薄
いために、その付近に存在する液状の発光物質11の反
応でその部分が脆化して耐圧性能が落ちるためである。
From Table 1, the thickness t1 of the central portion of the light emitting portion 3
When the wall thickness t2 in the vicinity of the thin tube portions 4 and 5 of the light emitting portion 3 is changed with the value of 1.0 kept constant at 1.0 mm, the wall thickness t2 is 0.7 mm
In the following cases, breakage of the arc tube 1 was confirmed during life.
This is because the thickness of the boundary portion between the light emitting portion 3 and the thin tube portions 4 and 5 is thin, and the portion thereof becomes brittle due to the reaction of the liquid light emitting substance 11 existing in the vicinity thereof, and the pressure resistance performance deteriorates.

【0072】また、肉厚t2の値が1.3mm以上にな
ると、ランプ効率が大きく下降することが確認された。
これは、発光部3と細管部4、5の境界部分の肉厚が厚
いために、その部分の発光管温度が上がらず、蒸気圧の
低い発光物質11が充分に蒸発することなく、発光に寄
与できなかったためである。
Further, it was confirmed that the lamp efficiency greatly decreased when the wall thickness t2 was 1.3 mm or more.
This is because the thickness of the boundary portion between the light emitting portion 3 and the thin tube portions 4 and 5 is large, so that the temperature of the light emitting tube at that portion does not rise, and the light emitting substance 11 having a low vapor pressure does not evaporate sufficiently and emits light. This is because they could not contribute.

【0073】次に、発光部3の細管部4、5近傍の肉厚
t2を1.0mmと一定にして、発光部3の中央部分の
肉厚t1を変化させた場合、肉厚t1が0.7mm以下
となるとライフ中に発光管1の破損が確認された。発光
部3の肉厚が薄いことによる耐圧性能の低下が主要因で
ある。
Next, when the wall thickness t2 in the vicinity of the thin tube portions 4 and 5 of the light emitting portion 3 is fixed to 1.0 mm and the wall thickness t1 of the central portion of the light emitting portion 3 is changed, the wall thickness t1 becomes 0. When it was less than 0.7 mm, it was confirmed that the arc tube 1 was damaged during life. The main cause is the decrease in pressure resistance performance due to the thin thickness of the light emitting portion 3.

【0074】また、肉厚t1が1.3mm以上となると
ランプ効率が大きく下降することが確認された。これ
は、発光部3の肉厚が厚いために、透過率が低いことが
主要因である。
Further, it was confirmed that the lamp efficiency is greatly reduced when the wall thickness t1 is 1.3 mm or more. The main reason for this is that the light emitting portion 3 has a large thickness and thus has a low transmittance.

【0075】以上の結果より、発光部3の最大肉厚に対
する発光部3の最小肉厚の比を0.80以上にすること
により、熱ロスを一層低減することができ、高効率を実
現でき、また、ライフ中の発光管破損を抑制することが
可能であることが分かった。
From the above results, by setting the ratio of the minimum thickness of the light emitting portion 3 to the maximum thickness of the light emitting portion 3 to 0.80 or more, heat loss can be further reduced and high efficiency can be realized. It was also found that it is possible to suppress damage to the arc tube during life.

【0076】なお、実施の形態3では、発光部3の最大
肉厚と最小肉厚に相当する箇所を、発光部3の中央部分
と細管部4近傍としたが、発光部3全体における任意の
箇所を選択しても、同様の効果が認められる。
In the third embodiment, the portions corresponding to the maximum thickness and the minimum thickness of the light emitting portion 3 are the central portion of the light emitting portion 3 and the vicinity of the thin tube portion 4, but any portion of the light emitting portion 3 as a whole may be used. The same effect is recognized even if the location is selected.

【0077】また、発光物質11のモル組成比NaI/
CeI3を6.0としたが、3.8〜10の範囲が、好
ましい値である。また、NaI以外にも、所望のランプ
特性に応じて適宜、ジスプロシウム(Dy)、ツリウム
(Tm)、ホルミウム(Ho)、タリウム(Tl)等を
発光物質11として添加してもよい。
The molar composition ratio NaI /
CeI 3 was set to 6.0, but a range of 3.8 to 10 is a preferable value. In addition to NaI, dysprosium (Dy), thulium (Tm), holmium (Ho), thallium (Tl), or the like may be added as the light-emitting substance 11 as appropriate depending on desired lamp characteristics.

【0078】また、セリウムの代わりにプラセオジウム
を封入した場合でも上記と同様の効果が認められた。そ
の場合のモル組成比NaI/PrI3は、4.5〜12
の範囲が好ましい。
Further, even when praseodymium was enclosed instead of cerium, the same effect as above was observed. In that case, the molar composition ratio NaI / PrI 3 is 4.5 to 12
Is preferred.

【0079】以上のように、本発明の実施の形態3のメ
タルハライドランプによれば、発光部3の両端部を半球
形状としたので、発光管1のそれぞれのタングステン電
極9、10に上下差が生じるようにして使用しても、液
状の発光物質が、細管部4、5に沈み込むことはなく、
減少しないので、発光効率が低下しないという効果を有
する。
As described above, according to the metal halide lamp of the third embodiment of the present invention, since both ends of the light emitting portion 3 are formed in a hemispherical shape, there is a vertical difference between the tungsten electrodes 9 and 10 of the arc tube 1. Even if it is used as it is generated, the liquid luminescent substance does not sink into the thin tube portions 4 and 5,
Since it does not decrease, it has an effect that the luminous efficiency does not decrease.

【0080】なお、発光部3の両端部の形状は、半球形
状ではなく、断面形状において曲線状であってもよく、
細管部4、5に液状の発光物質11が流れていきにくけ
ればよい。
The shape of both ends of the light emitting portion 3 may not be a hemispherical shape but may be a curved cross section.
It suffices if it is difficult for the liquid luminescent substance 11 to flow into the thin tube portions 4 and 5.

【0081】また、図7に示すように、発光部3の両端
部の内側を一周するように、突起物15を設ける構成と
してもよい。このような構成とすることで、液状の発光
物質11が細管部4、5に流れていくことを阻止するこ
とができる。また、突起物15ではなく、溝としてもよ
く、溝に液状の発光物質11がたまって細管部4、5に
流れていくことを阻止することができる。
Further, as shown in FIG. 7, the projection 15 may be provided so as to go around the inside of both ends of the light emitting section 3. With such a configuration, it is possible to prevent the liquid luminescent substance 11 from flowing into the thin tube portions 4 and 5. Further, instead of the protrusion 15, a groove may be used, and it is possible to prevent the liquid luminescent substance 11 from accumulating in the groove and flowing into the thin tube portions 4 and 5.

【0082】[0082]

【発明の効果】本発明によれば、発光部の両端部の内部
の温度を均一にすることができ、熱ロスが少なく、発光
物質の減少もないので、発光物質の蒸気圧が充分に高く
なる上、点灯中に十分な耐圧性能を有する。それによ
り、高効率で長寿命なメタルハライドランプを得ること
ができる。
According to the present invention, the temperature inside both ends of the light emitting portion can be made uniform, the heat loss is small, and the light emitting material is not reduced, so that the vapor pressure of the light emitting material is sufficiently high. In addition, it has sufficient withstand voltage performance during lighting. Thereby, a highly efficient and long-life metal halide lamp can be obtained.

【0083】また、本発明は、ライフ中等に発光管の破
損を抑制することができ、高効率で長寿命なメタルハラ
イドランプを提供することができる。
Further, according to the present invention, it is possible to provide a metal halide lamp which is capable of suppressing damage to the arc tube during life and the like, and which has high efficiency and long life.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明の実施の形態1にかかるメタルハライ
ドランプの発光管の構成を示す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing a structure of an arc tube of a metal halide lamp according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 本発明のメタルハライドランプのランプ全体
の構成を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing the overall structure of a metal halide lamp of the present invention.

【図3】 本発明の実施の形態1にかかるメタルハライ
ドランプの他の発光管の構成を示す断面図である。
FIG. 3 is a sectional view showing a configuration of another arc tube of the metal halide lamp according to the first exemplary embodiment of the present invention.

【図4】 本発明の実施の形態1により規定されたラン
プワットに対する発光管形状パラメータLe/φi値の
範囲を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a range of arc tube shape parameter Le / φ i values for a lamp watt defined by the first embodiment of the present invention.

【図5】 本発明の実施の形態2にかかるメタルハライ
ドランプの発光管の構成を示す断面図である。
FIG. 5 is a sectional view showing a structure of an arc tube of a metal halide lamp according to a second embodiment of the present invention.

【図6】 本発明の実施の形態3にかかるメタルハライ
ドランプの発光管の構成を示す断面図である。
FIG. 6 is a sectional view showing a structure of an arc tube of a metal halide lamp according to a third embodiment of the present invention.

【図7】 本発明の実施の形態3にかかるメタルハライ
ドランプの他の発光管の構成を示す断面図である。
FIG. 7 is a sectional view showing the configuration of another arc tube of the metal halide lamp according to the third embodiment of the present invention.

【図8】 従来技術による低ワットタイプのアルミナセ
ラミック管メタルハライドランプの発光管の構成を示す
断面図である。
FIG. 8 is a sectional view showing a structure of an arc tube of a low watt type alumina ceramic tube metal halide lamp according to a conventional technique.

【図9】 従来技術によるショートアーク形のアルミナ
セラミック管メタルハライドランプの発光管の構成を示
す断面図である。
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a structure of an arc tube of a short arc type alumina ceramic tube metal halide lamp according to a conventional technique.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 発光管 2 外囲器 3 発光部 4,5 細管部 6,7 給電体 8 セラミックフリット 9,10 タングステン電極 11 発光物質 12 ランプ 13 外管バルブ 14 口金 15 突起物 1 arc tube 2 envelope 3 light emitting part 4,5 thin tube section 6,7 Feeder 8 ceramic frit 9,10 Tungsten electrode 11 Luminescent substances 12 lamps 13 Outer pipe valve 14 mouthpiece 15 protrusions

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西浦 義晴 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 東 昌範 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 榎並 博司 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Fターム(参考) 5C015 QQ18 QQ19 5C039 HH03 5C043 AA02 AA07 CC03 CD05 DD03 EA07    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Yoshiharu Nishiura             1006 Kadoma, Kadoma-shi, Osaka Matsushita Electric             Sangyo Co., Ltd. (72) Inventor Masanori Higashi             1006 Kadoma, Kadoma-shi, Osaka Matsushita Electric             Sangyo Co., Ltd. (72) Inventor Hiroshi Enoki             1006 Kadoma, Kadoma-shi, Osaka Matsushita Electric             Sangyo Co., Ltd. F-term (reference) 5C015 QQ18 QQ19                 5C039 HH03                 5C043 AA02 AA07 CC03 CD05 DD03                       EA07

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 内部に一対の電極が設けられ、且つセリ
ウム(Ce)及びプラセオジウム(Pr)のうち少なく
とも1種を含む発光物質が封入されている発光部と、前
記発光部の両端に設けられた細管部と、前記細管部内に
封着され、且つ前記電極に接続された給電体とを有して
いる透光性セラミック製の発光管を備え、 前記発光部は、前記発光部の最大肉厚に対する前記発光
部の最小肉厚の比が0.80以上となるよう構成される
とともに、前記発光部と前記細管部とは一体成型されて
いることを特徴とするメタルハライドランプ。
1. A light emitting part having a pair of electrodes provided therein, and a light emitting material containing at least one of cerium (Ce) and praseodymium (Pr), and a light emitting part provided at both ends of the light emitting part. A light-transmitting ceramic light-emitting tube having a thin tube portion and a power supply body sealed in the thin tube portion and connected to the electrode, wherein the light-emitting portion has a maximum thickness of the light-emitting portion. A metal halide lamp characterized in that the ratio of the minimum wall thickness of the light emitting portion to the thickness is 0.80 or more, and the light emitting portion and the thin tube portion are integrally molded.
【請求項2】 前記発光部の両端部は、前記細管部に近
づくにつれ、徐々に径が小さくなっていく部分を有する
ことを特徴とする請求項1に記載のメタルハライドラン
プ。
2. The metal halide lamp according to claim 1, wherein both ends of the light emitting portion have portions whose diameter gradually decreases toward the thin tube portion.
【請求項3】 前記発光部の前記両端部は、テーパ形状
であることを特徴とする請求項2に記載のメタルハライ
ドランプ。
3. The metal halide lamp according to claim 2, wherein the both ends of the light emitting portion are tapered.
【請求項4】 前記発光部の前記両端部の断面形状は、
曲線で形成されていることを特徴とする請求項2に記載
のメタルハライドランプ。
4. The cross-sectional shape of the both ends of the light emitting portion is
The metal halide lamp according to claim 2, wherein the metal halide lamp is formed of a curved line.
【請求項5】 前記発光部の前記両端部は、略半球形状
であることを特徴とする請求項4に記載のメタルハライ
ドランプ。
5. The metal halide lamp according to claim 4, wherein the both end portions of the light emitting portion have a substantially hemispherical shape.
【請求項6】 前記発光部の前記両端部の内面には、突
起物または溝が形成されていることを特徴とする請求項
2ないし請求項5のいずれかに記載のメタルハライドラ
ンプ。
6. The metal halide lamp according to claim 2, wherein protrusions or grooves are formed on inner surfaces of the both ends of the light emitting unit.
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