JP2005235434A - メタルハライドランプ - Google Patents
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Abstract
【課題】 水銀灯用安定器で点灯した場合に、水銀灯に比べて安定器入力電力の値が5%以上少なくなり、省電力が可能なメタルハライドランプを提供する。
【解決手段】 透光性セラミックよりなる発光管の内部に水銀、始動用希ガスおよび第1の発光物質としてハロゲン化ディスプロシウム、ハロゲン化ツリウム、ハロゲン化ホルミウム、ハロゲン化エルビウム及びハロゲン化テルビウムのうち1種類以上を、封入量を発光管内容積1cm3あたりのモル数で表したとき、総封入量で0.5×10−6〜10×10−6モルと、第2の発光物質としてハロゲン化タリウム、ハロゲン化セリウム及びハロゲン化ネオジウムのうち1種類以上と、第3の発光物質としてハロゲン化ナトリウムとを封入し、前記発光管の管壁負荷が20〜33W/cm2、平均演色評価数Raが80以上および色温度が3000〜5000Kであることを特徴としている。
【選択図】 図3
【解決手段】 透光性セラミックよりなる発光管の内部に水銀、始動用希ガスおよび第1の発光物質としてハロゲン化ディスプロシウム、ハロゲン化ツリウム、ハロゲン化ホルミウム、ハロゲン化エルビウム及びハロゲン化テルビウムのうち1種類以上を、封入量を発光管内容積1cm3あたりのモル数で表したとき、総封入量で0.5×10−6〜10×10−6モルと、第2の発光物質としてハロゲン化タリウム、ハロゲン化セリウム及びハロゲン化ネオジウムのうち1種類以上と、第3の発光物質としてハロゲン化ナトリウムとを封入し、前記発光管の管壁負荷が20〜33W/cm2、平均演色評価数Raが80以上および色温度が3000〜5000Kであることを特徴としている。
【選択図】 図3
Description
本発明は発光管に透光性セラミックを使用したメタルハライドランプに関するものである。
本発明に関連した従来技術としては、石英製の発光管内に不活性ガス、水銀、ヨウ化タリウムおよびヨウ化ディスプロシウム、ヨウ化ホルミウムその他希土類金属のヨウ化物の1種又は複数種が封入されたもの(特許文献1参照)あるいは透光性セラミック発光管内に始動用希ガス、水銀とともにホルミウム、ディスプロシウム、ツリウム、ナトリウム、タリウム、セシウム等のヨウ化物が封入されたもの(特許文献2参照)が知られている。
特許文献1に記載のメタルハライドランプは発光管の管壁負荷は10〜12.5W/cm2で、発光効率78〜82.5lm/W、平均演色評価数Raは70〜80である。このランプは発光管に石英を使用しており、封入物と石英材料との反応を避けるため管壁負荷を20W/cm2以上に高めることができないため、発光効率および平均演色評価数Raが劣るという欠点があった。そのため、このランプは室内照明用途には適さないランプであった。さらに、このランプは水銀灯安定器で点灯した場合の安定器入力電力の値が水銀灯を点灯した時のそれとほぼ同じであり、したがって、水銀灯と交換したとしても省電力にはならない。
特許文献2に記載のメタルハライドランプは、発光管の管壁負荷はほぼ20〜40W/cm2の範囲に設定されており、水銀灯用安定器で安定に点灯できるというものである。そして、ここに記載されたランプを水銀灯用安定器で点灯した場合の具体的な特性は明示されていないが、実際にランプを製作して特性を測定すると、安定器入力電力の値は水銀灯を点灯した時のそれとほぼ同じであった。従って、特許文献2に記載のメタルハライドランプは、水銀灯と交換したとしても省電力にはならない。
本発明の課題は、水銀灯用安定器で点灯した場合に、水銀灯に比べて安定器入力電力の値が5%以上少なくなり、省電力が可能な室内照明用途に適したメタルハライドランプを提供することである。さらに他の目的はランプの点灯性を改善し、低いパルス電圧で点灯可能とし、絶縁耐力の劣化した既設の古い点灯設備で使用できる高効率なメタルハライドランプを提供することである。
請求項1のメタルハライドランプは、透光性セラミックよりなる発光管の内部に水銀および始動用希ガスと、
第1の発光物質としてハロゲン化ディスプロシウム、ハロゲン化ツリウム、ハロゲン化ホルミウム、ハロゲン化エルビウム及びハロゲン化テルビウムのうち1種類以上を、封入量を発光管内容積1cm3あたりのモル数で表したとき、総封入量で0.5×10−6〜10×10−6モルと、
第2の発光物質としてハロゲン化タリウム、ハロゲン化セリウム及びハロゲン化ネオジウムのうち1種類以上と、
第3の発光物質としてハロゲン化ナトリウムとを封入し、
前記発光管の管壁負荷が20〜33W/cm2、平均演色評価数Raが80以上および色温度が3000〜5000Kであることを特徴としている。
第1の発光物質としてハロゲン化ディスプロシウム、ハロゲン化ツリウム、ハロゲン化ホルミウム、ハロゲン化エルビウム及びハロゲン化テルビウムのうち1種類以上を、封入量を発光管内容積1cm3あたりのモル数で表したとき、総封入量で0.5×10−6〜10×10−6モルと、
第2の発光物質としてハロゲン化タリウム、ハロゲン化セリウム及びハロゲン化ネオジウムのうち1種類以上と、
第3の発光物質としてハロゲン化ナトリウムとを封入し、
前記発光管の管壁負荷が20〜33W/cm2、平均演色評価数Raが80以上および色温度が3000〜5000Kであることを特徴としている。
請求項2のメタルハライドランプは、請求項1記載のメタルハライドランプにおいて、発光管内には始動用希ガスとしてAr含有量が0.5容積%以上であるネオン―アルゴン混合ガスを9〜30KPaの範囲で封入してなることを特徴している。
請求項1の発明によれば、水銀灯を用いた照明設備のランプを交換して、5%以上の省電力化と、色温度と演色性の大幅な改善および光束のアップを図ることができる。
請求項2の発明によれば、安価な水銀灯用安定器で点灯可能な室内照明用途に適した長寿命のメタルハライドランプを提供することができる。しかも、低いパルス電圧で始動が可能で、絶縁耐力の低下した既設の古い点灯回路での使用に適している。
本発明を図1〜2により説明する。図1は本発明のメタルハライドランプを構成する発光管を示す断面図である。図1において、1は透光性アルミナセラミックからなる発光管で、その両端部には細管部5を有している。前記細管部5の内部には熱膨張率が前記細管部5のそれと近似した耐熱金属からなる第1の電気導入体7及び該電気導入体7に取り付けられた耐熱金属製の第2の電気導入体6、さらに該電気導入体6に取り付けられた電極コイル2を有する電極極芯3が挿入され、前記電気導入体6および7の一部と前記細管部5の一部とは封着材9で気密的にロウ付け固定されている。ここで、透光性アルミナセラミックからなる発光管の内径および長さ寸法は管壁負荷が20〜33W/cm2になるように設定する。
このように両端部が密封された発光管1内には、始動用希ガスおよび水銀と、第1の発光物質としてハロゲン化ディスプロシウム、ハロゲン化ツリウム、ハロゲン化ホルミウム、ハロゲン化エルビウム及びハロゲン化テルビウムのうち1種類以上を封入し、封入量を発光管内容積1cm3あたりのモル数で表したとき、前記第1の発光物質の総封入量を0.5×10−6〜10×10−6モルと、第2の発光物質としてハロゲン化タリウム、ハロゲン化セリウム及びハロゲン化ネオジウムのうち1種類以上と、第3の発光物質としてハロゲン化ナトリウムとが封入されている。
第1、第2および第3の発光物質としては前述のハロゲン化合物が用いられるが、ハロゲンとしてはよう素Iが好ましく、場合により臭素Brが含まれていても良い。ここで、第1の発光物質としてハロゲン化ディスプロシウム、ハロゲン化ツリウム、ハロゲン化ホルミウム、ハロゲン化エルビウム及びハロゲン化テルビウムのうち1種類以上を用いる場合、これらのハロゲン化物の蒸気圧を十分に高くしないと、目的とするランプ特性が得られない。そこで、本発明では第1の発光物質であるハロゲン化物の蒸気圧を高くするために、前記ハロゲン化物の封入量を発光管内容積1cm3あたりのモル数で表したとき、封入量を0.5×10−6〜10×10−6モルとし、さらに、発光管の管壁負荷を20〜33W/cm2に設定している。
ここで、第1の発光物質の総封入量が発光管内容積1cm3当たり0.5×10−6モルよりも少なくなると、前記ハロゲン化物が発光管端部の隙間に潜り込み、前記ハロゲン化物の温度が低くなり、十分な蒸気圧が得られないため、目的のランプ特性が得られない。すなわち、水銀灯用安定器で点灯した時に、安定器入力電力は水銀灯の値と同程度になり、水銀灯を点灯したときの入力電力よりも5%以上小さくすることができなくなるほか、ランプ効率および平均演色評価数Raの低下が生じる。逆に、第1の発光物質としてのハロゲン化物の封入量が発光管内容積1cm3当たり10×10−6モルよりも大きくなると、余分なハロゲン化物が発光管の内面に付着し、光の透過を妨げるため、光束が減少する他、管壁でのハロゲン化物とアルミナ管の反応によるリーク、および消灯電圧の上昇によるランプ立ち消え等の不具合が発生する。よって、第1の発光物質の総封入量は、発光管内容積1cm3当たり0.5×10−6〜10×10−6モルが適当である。
さらに、管壁負荷が20W/cm2より小さくなると発光管温度が十分に上がらず、ハロゲン化物の蒸気圧が高くならないので、上述したように目的のランプ特性が得られない。逆に、管壁負荷が33W/cm2より大きくなると、発光管の温度が上がりすぎて、十分な寿命特性が得られなくなる。従って、発光管の管壁負荷は20〜33W/cm2が適当であり、22〜28W/cm2がより好ましい。
なお、発光管の材質としては透光性アルミナセラミックとして説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、酸化イットリウム、酸化マグネシウムおよび窒化アルミニウム等の透光性セラミック材料が使用できる。
さらに、図1に示す発光管は、径大の中央部本管とその端部に設けられたエンドディスクを介して、細管部5が取り付けられた形状となっているが、これに限定されるものではなく、例えば、本管部と細管部とが一体的に形成された形状の、いわゆる、一体成形品であっても良いのはもちろんである。
また、始動用希ガスとしては、一般に用いられるネオン、アルゴン、キセノンおよびクリプトン又はそれらの混合ガスなどが使用できるが、好ましくは9〜30KPaのNe−Ar(0.5容積%以上)混合ガスを用いると、特に低いパルス電圧で始動が可能で、絶縁耐力の低下した既設の古い点灯回路での使用に適している。
図2は本発明のメタルハライドランプの概略構成図を示し、1は前述した構成からなる透光性セラミック製の発光管、11は硬質ガラス製の外管、12は電気導体を兼ねた発光管を支持するための支持線、14は外管内を高真空に保つためのゲッター、16はランプの始動を容易にするための始動補助導体、15は口金である。本実施例のランプは、ランプに始動器を内蔵していないので、安定器に始動器を付加する必要がある。要するに、安定器に始動器を付加することで、水銀灯用安定器で点灯が可能である。
図3は他の実施例で、グロー管からなる始動器13をランプに内蔵している。始動器13をランプに内蔵させた場合には、水銀灯安定器がそのまま使えるので、ランプの交換のみで水銀灯を用いた照明からメタルハライドランプの照明に切り替えることができる。始動器13は、グロー管に限定されるものではなく、バイメタルスイッチと抵抗の直列回路からなる始動器、あるいは非線形コンデンサーを用いたものでも良い。このように形成されたメタルハライドランプは平均演色評価数Raが、80以上で色温度が3000〜5000Kとなる。しかも、水銀灯安定器で点灯した場合に、安定器入力電力は水銀灯を点灯した時よりも5%以上小さくなる。
なお、水銀灯用安定器とは高圧水銀灯を点灯するために設計された安定器であって、高圧水銀灯を点灯した時、ランプ電力の値が定格ランプ電力に対して±10%以内、安定器入力電力の値が定格入力電力に対して±10%以内の特性が得られる安定器である。
次に360Wランプの実施例について説明する。
[実施例1]
図1において、発光管1は透光性アルミナ管からなり、中央部の内径寸法は約20mm、内寸法における長さは約38mm、細管部を除いた発光管内容積は約10cm3、左右電極極芯3の先端間の距離は約28mm、電極極芯3の径は約0.9mm、発光管1の両端に設けられた細管部5の内径および外径寸法はそれぞれ約2mmと約4.5mm、第1の電気導入体7はNb−1%Zrの合金からなり径は約0.7mmで長さは約15mm、第2の電気導入体6はMoからなり、径は約0.4mmで長さは約3mmである。前記第1の電気導入体7と第2の電気導入体6および第2の電気導入体6と電極極芯3はそれぞれ突合せ溶接により接続されている。そして、前記第1の電気導入体7と第2の電気導入体6の一部は前記細管部5の端部内面において、SiO221.8重量%、Al2O316.8重量%およびY2O361.4重量%系の封着材9により気密的にロウ付け固定されている。
図1において、発光管1は透光性アルミナ管からなり、中央部の内径寸法は約20mm、内寸法における長さは約38mm、細管部を除いた発光管内容積は約10cm3、左右電極極芯3の先端間の距離は約28mm、電極極芯3の径は約0.9mm、発光管1の両端に設けられた細管部5の内径および外径寸法はそれぞれ約2mmと約4.5mm、第1の電気導入体7はNb−1%Zrの合金からなり径は約0.7mmで長さは約15mm、第2の電気導入体6はMoからなり、径は約0.4mmで長さは約3mmである。前記第1の電気導入体7と第2の電気導入体6および第2の電気導入体6と電極極芯3はそれぞれ突合せ溶接により接続されている。そして、前記第1の電気導入体7と第2の電気導入体6の一部は前記細管部5の端部内面において、SiO221.8重量%、Al2O316.8重量%およびY2O361.4重量%系の封着材9により気密的にロウ付け固定されている。
このように密封された発光管1内(内容積は約10cm3)には表1に示すように、第1の発光物質としてDyI3、TmI3およびHoI3がそれぞれ約6.7mg(約1.2×10−6モル/cm3)封入されている。これら三種類の封入物の総封入量は約3.6×10−6モル/cm3である。さらに第2の発光物質としてTlIが約3mg(約0.5×10−6モル/cm3)と第3の発光物質としてNaIが約6mg(約4×10−6モル/cm3)、水銀が30〜35mgおよびNe−Ar(0.5容積%)が約10KPaそれぞれ封入されている。なお、ランプは4個製作し、それぞれのランプ電圧が118V〜130Vの範囲でバラツキを生じるように、水銀封入量を30〜35mgの範囲で変えてある。
このように形成された発光管1は図3に示すように、硬質ガラスからなる外管11内にステンレス製の電気導体兼支持体12を介して固定される。発光管1に接して径が約0.2mmのMo線からなる始動補助導体16が付設されるとともに、グロースタータからなる始動器13が組み込まれている。このランプは水銀灯用安定器で容易に点灯可能である。
表1には、このように構成したランプ4灯について、電源電圧が200V一定において水銀灯用安定器で点灯した時の特性が記載してある。表1において、ランプ1はランプ電圧が118Vでランプ電力は365W、安定器入力電力は392W、平均演色評価数Raは84、色温度は4350Kであることを示している。さらに、以下に詳述する比較例1には400W水銀灯のデータが示してある。表1には比較例1における安定器入力電力の値を100としたときの各実施例のランプにおける安定器入力電力の比率が記載してある。実施例1のランプは安定器入力電力の水銀灯に対する比率は94.7%であり、5%以上の省電力を実現できることがわかる。
[実施例2]
実施例2は360Wランプの他の例で、発光管中央部の内径寸法が約18mm、内寸法における長さは約35mm、細管部を除いた発光管内容積は約7cm3、左右電極極芯3の先端間の距離が約25mmであることと、封入物および封入量が異なる以外は実施例1と同じ構成である。このランプの管壁負荷は約25W/cm2であり、発光管内には表1に示す封入物が同じく表1に示す封入量だけ封入されている。すなわち、第1の発光物質としてDyI3、TmI3およびHoI3がそれぞれ約4.7mg(約1.2×10−6モル/cm3)封入されている。これら三種類の封入物の総封入量は約3.6×10−6モル/cm3である。さらに第2の発光物質としてCeIが約2mg(約0.5×10−6モル/cm3)と第3の発光物質としてNaIが約8mg(約7.6×10−6モル/cm3)、水銀が35〜40mgおよびNe−Ar(0.5容積%)が約18KPaそれぞれ封入されている。なお、ランプは2個製作し、それぞれのランプ電圧が122V〜131Vの範囲でバラツキを生じるように、水銀封入量を35〜40mgの範囲で変えてある。
実施例2は360Wランプの他の例で、発光管中央部の内径寸法が約18mm、内寸法における長さは約35mm、細管部を除いた発光管内容積は約7cm3、左右電極極芯3の先端間の距離が約25mmであることと、封入物および封入量が異なる以外は実施例1と同じ構成である。このランプの管壁負荷は約25W/cm2であり、発光管内には表1に示す封入物が同じく表1に示す封入量だけ封入されている。すなわち、第1の発光物質としてDyI3、TmI3およびHoI3がそれぞれ約4.7mg(約1.2×10−6モル/cm3)封入されている。これら三種類の封入物の総封入量は約3.6×10−6モル/cm3である。さらに第2の発光物質としてCeIが約2mg(約0.5×10−6モル/cm3)と第3の発光物質としてNaIが約8mg(約7.6×10−6モル/cm3)、水銀が35〜40mgおよびNe−Ar(0.5容積%)が約18KPaそれぞれ封入されている。なお、ランプは2個製作し、それぞれのランプ電圧が122V〜131Vの範囲でバラツキを生じるように、水銀封入量を35〜40mgの範囲で変えてある。
本構成のランプ2灯について、電源電圧が200V一定において水銀灯用安定器で点灯した時の特性を測定したところ表1に示すとおりであった。このランプもランプ電圧122Vにおいて、安定器入力電力の水銀灯に対する比率は93.2%であり、5%以上の省電力を実現できることがわかる。
[実施例3]
実施例3は360Wランプの他の例で、発光管中央部の内径寸法が約18mm、内寸法における長さは約29.5mm、細管部を除いた発光管内容積は約6cm3、左右電極極芯3の先端間の距離が約19.5mmであることと、封入物および封入量が異なる以外は実施例1と同じ構成である。このランプの管壁負荷は約33W/cm2であり、発光管内には表1に示す封入物が同じく表1に示す封入量だけ封入されている。すなわち、第1の発光物質としてDyI3が約10mg(約3.1×10−6モル/cm3)封入されている。さらに第2の発光物質としてCeIが約2mg(約0.6×10−6モル/cm3)と第3の発光物質としてNaIが約10mg(約5.1×10−6モル/cm3)、水銀が35〜40mgおよびNe−Ar(0.5容積%)が約9KPaそれぞれ封入されている。なお、ランプは3個製作し、それぞれのランプ電圧が121V〜133Vの範囲でバラツキを生じるように、水銀封入量を35〜40mgの範囲で変えてある。
実施例3は360Wランプの他の例で、発光管中央部の内径寸法が約18mm、内寸法における長さは約29.5mm、細管部を除いた発光管内容積は約6cm3、左右電極極芯3の先端間の距離が約19.5mmであることと、封入物および封入量が異なる以外は実施例1と同じ構成である。このランプの管壁負荷は約33W/cm2であり、発光管内には表1に示す封入物が同じく表1に示す封入量だけ封入されている。すなわち、第1の発光物質としてDyI3が約10mg(約3.1×10−6モル/cm3)封入されている。さらに第2の発光物質としてCeIが約2mg(約0.6×10−6モル/cm3)と第3の発光物質としてNaIが約10mg(約5.1×10−6モル/cm3)、水銀が35〜40mgおよびNe−Ar(0.5容積%)が約9KPaそれぞれ封入されている。なお、ランプは3個製作し、それぞれのランプ電圧が121V〜133Vの範囲でバラツキを生じるように、水銀封入量を35〜40mgの範囲で変えてある。
本構成のランプ3灯について、電源電圧が200V一定において水銀灯用安定器で点灯した時の特性を測定したところ表1に示すとおりであった。このランプもランプ電圧121Vにおいて、安定器入力電力の水銀灯に対する比率は93.0%であり、5%以上の省電力を実現できることがわかる。
[実施例4]
実施例4は360Wランプの他の例で、発光管中央部の内径寸法が約18mm、内寸法における長さは約35mm、細管部を除いた発光管内容積は約7cm3、左右電極極芯3の先端間の距離が約25mmであることと、封入物および封入量が異なる以外は実施例1と同じ構成である。このランプの管壁負荷は約25W/cm2であり、発光管内には表1に示す封入物が同じく表1に示す封入量だけ封入されている。すなわち、第1の発光物質としてDyI3、TbI3がそれぞれ約6.7mg(約1.8×10−6モル/cm3)、およびErI3が約6.7mg(約1.7×10−6モル/cm3)封入されている。これら三種類の封入物の総封入量は約5.3×10−6モル/cm3である。さらに第2の発光物質としてTlIが約1.5mg(約0.4×10−6モル/cm3)およびNdI3が約1.5mg(約0.4×10−6モル/cm3)と第3の発光物質としてNaIが約2mg(約0.8×10−6モル/cm3)、水銀が35〜40mgおよびNe−Ar(0.5容積%)が約30KPaそれぞれ封入されている。なお、ランプは2個製作し、それぞれのランプ電圧が124V〜128Vの範囲でバラツキを生じるように、水銀封入量を35〜40mgの範囲で変えてある。
実施例4は360Wランプの他の例で、発光管中央部の内径寸法が約18mm、内寸法における長さは約35mm、細管部を除いた発光管内容積は約7cm3、左右電極極芯3の先端間の距離が約25mmであることと、封入物および封入量が異なる以外は実施例1と同じ構成である。このランプの管壁負荷は約25W/cm2であり、発光管内には表1に示す封入物が同じく表1に示す封入量だけ封入されている。すなわち、第1の発光物質としてDyI3、TbI3がそれぞれ約6.7mg(約1.8×10−6モル/cm3)、およびErI3が約6.7mg(約1.7×10−6モル/cm3)封入されている。これら三種類の封入物の総封入量は約5.3×10−6モル/cm3である。さらに第2の発光物質としてTlIが約1.5mg(約0.4×10−6モル/cm3)およびNdI3が約1.5mg(約0.4×10−6モル/cm3)と第3の発光物質としてNaIが約2mg(約0.8×10−6モル/cm3)、水銀が35〜40mgおよびNe−Ar(0.5容積%)が約30KPaそれぞれ封入されている。なお、ランプは2個製作し、それぞれのランプ電圧が124V〜128Vの範囲でバラツキを生じるように、水銀封入量を35〜40mgの範囲で変えてある。
本構成のランプ2灯について、電源電圧が200V一定において水銀灯用安定器で点灯した時の特性を測定したところ表1に示すとおりであった。このランプもランプ電圧124Vにおいて、安定器入力電力の水銀灯に対する比率は93.7%であり、5%以上の省電力を実現できることがわかる。
[比較例1]
比較例1は定格ランプ電力400Wの水銀灯で、安定器入力電力の基準となるランプである。表1の入力電力の欄は、このランプを水銀灯安定器で点灯した時の入力電力を100として、他の実施例ランプの入力電力を百分率で表している。
比較例1は定格ランプ電力400Wの水銀灯で、安定器入力電力の基準となるランプである。表1の入力電力の欄は、このランプを水銀灯安定器で点灯した時の入力電力を100として、他の実施例ランプの入力電力を百分率で表している。
又、ここには記載していないが、管壁負荷が20W/cm2以下あるいは33W/cm2以上のランプについて試験を行ったが、ここに上げた試験データより良い特性のものは得られなかった。その理由は下記のとおりである。
(1)管壁負荷が20W/cm2未満であると平均演色評価数Raが80を下回ることがある。
(2)管壁負荷が33W/cm2より大きいとランプ力率が低下し、消灯電圧が高くなり、水銀灯安定器で安定に点灯させることが困難になる。
(3)従って、管壁負荷は20〜33W/cm2が好ましく、22〜28W/cm2がより好ましい。
(1)管壁負荷が20W/cm2未満であると平均演色評価数Raが80を下回ることがある。
(2)管壁負荷が33W/cm2より大きいとランプ力率が低下し、消灯電圧が高くなり、水銀灯安定器で安定に点灯させることが困難になる。
(3)従って、管壁負荷は20〜33W/cm2が好ましく、22〜28W/cm2がより好ましい。
さらに、発光管に封入する始動用希ガスとしてNe−Arペニングガスを使用した場合、封入ガス圧を9KPa一定として、Arの容積比率が変わると、ランプの光束維持率は図4のようであった。このデータより、ランプの光束維持率を水銀灯のそれ(点灯時間約2000時間において約85%)に合わすためには、Arの容積比率は0.5%以上が好ましい。
また、Ne−ArペニングガスのArの容積比率を0.5%一定として、封入圧力と光束維持率との関係は図5のようであった。このことから、ランプの光束維持率を水銀灯のそれ(点灯時間約2000時間において約85%)に合わすためには、Ne−Arペニングガスの封入圧としては9kPa以上が好ましい。ただし、30kPaを超えるとランプの始動性に不具合が生じ、好ましくない。よって、Ne−Arペニングガスの封入圧としては9〜30kPaが好ましい。
さらに、上述の実施例1〜4を含む種々の封入物に関する試験から、次のような結果が得られた。
(4)第1の発光物質としてハロゲン化ディスプロシウム、ハロゲン化ツリウム、ハロゲン化ホルミウム、ハロゲン化エルビウム及びハロゲン化テルビウムのうち1種類以上を封入し、封入量を発光管内容積1cm3あたりのモル数で表したとき、前記第1の発光物質の総入量を0.5×10−6〜10×10−6モルと、第2の発光物質としてハロゲン化タリウム、ハロゲン化セリウム及びハロゲン化ネオジウムのうち1種類以上と、第3の発光物質としてハロゲン化ナトリウムとを封入し、前記発光管の管壁負荷が20〜33W/cm2、平均演色評価数Raが80以上および色温度が3000〜5000Kにすると、水銀灯に比較して安定器入力電力が5%以上抑えられるメタルハライドランプが得られる。
(5)第1の発光物質に加えて第2の発光物質としてハロゲン化タリウム、ハロゲン化セリウムおよびハロゲン化ネオジウムのうち1種以上を封入することにより、発光色を黒体軌跡に近づけて光源色をより好ましくできる。又、効率を高めることができる。第2の発光物質の封入量は第1の発光物質ほど厳密でなくて良いが、封入量をモル/cm3で表したとき、第1の発光物質の総封入量を1として約0.07〜0.2程度とするのが好ましい。
(6)ハロゲン化ナトリウムを添加することにより、色温度の調整、光率アップおよびアークの安定化が可能である。ハロゲン化ナトリウムの封入量は第1の発光物質ほど厳密でなくて良く、封入量をモル/cm3で表したとき、色温度Tcが5000Kの場合には0.9×10−6程度の封入量でよい。また、3000Kの場合には、封入量をモル/cm3で表したとき、第1の発光物質の封入量に対して約1〜2倍程度の封入量でよい。
(4)第1の発光物質としてハロゲン化ディスプロシウム、ハロゲン化ツリウム、ハロゲン化ホルミウム、ハロゲン化エルビウム及びハロゲン化テルビウムのうち1種類以上を封入し、封入量を発光管内容積1cm3あたりのモル数で表したとき、前記第1の発光物質の総入量を0.5×10−6〜10×10−6モルと、第2の発光物質としてハロゲン化タリウム、ハロゲン化セリウム及びハロゲン化ネオジウムのうち1種類以上と、第3の発光物質としてハロゲン化ナトリウムとを封入し、前記発光管の管壁負荷が20〜33W/cm2、平均演色評価数Raが80以上および色温度が3000〜5000Kにすると、水銀灯に比較して安定器入力電力が5%以上抑えられるメタルハライドランプが得られる。
(5)第1の発光物質に加えて第2の発光物質としてハロゲン化タリウム、ハロゲン化セリウムおよびハロゲン化ネオジウムのうち1種以上を封入することにより、発光色を黒体軌跡に近づけて光源色をより好ましくできる。又、効率を高めることができる。第2の発光物質の封入量は第1の発光物質ほど厳密でなくて良いが、封入量をモル/cm3で表したとき、第1の発光物質の総封入量を1として約0.07〜0.2程度とするのが好ましい。
(6)ハロゲン化ナトリウムを添加することにより、色温度の調整、光率アップおよびアークの安定化が可能である。ハロゲン化ナトリウムの封入量は第1の発光物質ほど厳密でなくて良く、封入量をモル/cm3で表したとき、色温度Tcが5000Kの場合には0.9×10−6程度の封入量でよい。また、3000Kの場合には、封入量をモル/cm3で表したとき、第1の発光物質の封入量に対して約1〜2倍程度の封入量でよい。
なお、始動用希ガスとして前述のNe−Arペニングガスを封入したランプでは、1000V以下のパルス電圧で点灯可能である。屋内照明の用途には、OA機器に対する電波障害などを避けるため、特にパルス電圧の低いランプが望まれているが、Ne−Ar(0.5容積%)ペニングガスを封入した本発明によるランプはこの用途に適している。しかしながら、始動用希ガスとしてはこれに限定されるものではなくNe、Ar、XeおよびKr又はこれらの混合ガスを使用することができるのはもちろんである。
さらに、実施例では水銀灯の400Wに相当するランプを例に説明したが、他のワット、たとえば水銀灯の200W、250Wあるいは300Wに相当するランプの場合も、封入物および封入量の選定を前述のとおりにすれば、水銀灯の400Wに相当するランプ同様のランプ特性が得られることがわかった。したがって、本発明はランプの大きさとして、水銀灯の400Wに相当するランプにのみ限定されるものではない。
1 発光管
2 電極
3 電極極芯
4 電極第2コイル
5 細管部
6 第2の電気導入体
7 第1の電気導入体
9 封着材
10 スペーサー
11 外管
12 支持線
13 始動器
14 ゲッター
15 口金
16 始動補助導体
2 電極
3 電極極芯
4 電極第2コイル
5 細管部
6 第2の電気導入体
7 第1の電気導入体
9 封着材
10 スペーサー
11 外管
12 支持線
13 始動器
14 ゲッター
15 口金
16 始動補助導体
Claims (2)
- 透光性セラミックよりなる発光管の内部に水銀および始動用希ガスと、
第1の発光物質としてハロゲン化ディスプロシウム、ハロゲン化ツリウム、ハロゲン化ホルミウム、ハロゲン化エルビウム及びハロゲン化テルビウムのうち1種類以上を、封入量を発光管内容積1cm3あたりのモル数で表したとき、総封入量で0.5×10−6〜10×10−6モルと、
第2の発光物質としてハロゲン化タリウム、ハロゲン化セリウム及びハロゲン化ネオジウムのうち1種類以上と、
第3の発光物質としてハロゲン化ナトリウムとを封入し、
前記発光管の管壁負荷が20〜33W/cm2、平均演色評価数Raが80以上および色温度が3000〜5000Kであることを特徴とするメタルハライドランプ。 - 発光管内には始動用希ガスとしてAr含有量が0.5容積%以上であるネオン―アルゴン混合ガスを9〜30KPaの範囲で封入してな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。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004040033A JP2005235434A (ja) | 2004-02-17 | 2004-02-17 | メタルハライドランプ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004040033A JP2005235434A (ja) | 2004-02-17 | 2004-02-17 | メタルハライドランプ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005235434A true JP2005235434A (ja) | 2005-09-02 |
Family
ID=35018180
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004040033A Pending JP2005235434A (ja) | 2004-02-17 | 2004-02-17 | メタルハライドランプ |
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JP (1) | JP2005235434A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010076697A1 (en) * | 2008-12-30 | 2010-07-08 | Koninklijke Philips Electronics, N.V. | Ceramic gas discharge metal halide lamp |
JP2012514293A (ja) * | 2008-12-30 | 2012-06-21 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | セラミック放電容器を備えるメタルハライドランプ |
-
2004
- 2004-02-17 JP JP2004040033A patent/JP2005235434A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2010076697A1 (en) * | 2008-12-30 | 2010-07-08 | Koninklijke Philips Electronics, N.V. | Ceramic gas discharge metal halide lamp |
CN102272881A (zh) * | 2008-12-30 | 2011-12-07 | 皇家飞利浦电子股份有限公司 | 陶瓷气体放电金属卤化物灯 |
JP2012514293A (ja) * | 2008-12-30 | 2012-06-21 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | セラミック放電容器を備えるメタルハライドランプ |
US9773659B2 (en) | 2008-12-30 | 2017-09-26 | Philips Lighting Holding B.V. | Metal halide lamp with ceramic discharge vessel |
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