JP2005259691A - Ceramic metal halide lamp, and illumination device - Google Patents

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Kuniaki Nakano
中野  邦昭
Shinji Taniguchi
谷口  晋史
Kazuhiko Kawasaki
川崎  和彦
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a ceramic metal halide lamp keeping high lamp power factor and efficiency even if a ballast for high pressure mercury lamp is used. <P>SOLUTION: The ceramic metal halide lamp has a light emitting tube containing mercury, rare gas, thallium halide, sodium halide, and at least one kind selected from dysprosium halide, thulium halide, holmium halide, erbium halide, and terbium halide as sealed materials. Molar number of cesium element in cesium halide contained in the light emitting tube is 10% or less of the molar number of the metal elements of dysprosium halide, thulium halide, holmium halide, erbium halide, and terbium halide. The tube wall load of the light emitting tube is made 22 to 25 W/cm<SP>2</SP>. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

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、その使用法、およびそれを用いた照明器具に関するものである。   The present invention relates to a metal halide lamp using a translucent ceramic for an arc tube, a method of using the same, and a lighting fixture using the same.

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ジスプロシウム、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)がある。さらに、透光性セラミック発光管内に、始動用希ガスおよび水銀とともに、ホルミウム、ジスプロシウム、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。   As a prior art related to the present invention, one or more kinds of inert gas, mercury, thallium iodide, dysprosium iodide, holmium iodide and other rare earth metal iodides are enclosed in an arc tube made of quartz. There is a thing (refer patent document 1). Further, there is known a translucent ceramic arc tube in which iodide such as holmium, dysprosium, thulium, sodium, thallium, cesium and the like are sealed together with a starting rare gas and mercury (see Patent Document 2).

特許文献1に記載のメタルハライドランプでは、発光管の管壁負荷は10〜12.5W/cmで、発光効率は78〜82.5lm/Wで、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いるので、封入物と石英材料との反応を避けるため管壁負荷を20W/cm以上に高めることができない。そのために、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。 In the metal halide lamp described in Patent Document 1, the tube wall load of the arc tube is 10 to 12.5 W / cm 2 , the luminous efficiency is 78 to 82.5 lm / W, and the average color rendering index Ra is 70 to 80. . Since this lamp uses quartz for the arc tube, the tube wall load cannot be increased to 20 W / cm 2 or more in order to avoid the reaction between the encapsulated material and the quartz material. For this reason, there is a drawback that the luminous efficiency and the average color rendering index Ra are inferior. Therefore, this lamp is not suitable for indoor lighting applications.

特許文献2に記載のメタルハライドランプは、セラミック製の発光管内に、希ガスおよび水銀とともに、ヨウ化ジスプロシウム、ヨウ化ツリウム、ヨウ化ホルミウム、ヨウ化タリウム、ヨウ化ナトリウムおよびヨウ化セシウムを含んでいる。さらに、その管壁負荷は29.9W/cmに設定されている。 The metal halide lamp described in Patent Document 2 contains dysprosium iodide, thulium iodide, holmium iodide, thallium iodide, sodium iodide, and cesium iodide together with a rare gas and mercury in a ceramic arc tube. . Furthermore, the tube wall load is set to 29.9 W / cm 2 .

これまで、メタルハライドランプでは、ランプごとに安定器が設計されている。つまり、メタルハライドランプ用としては、汎用性のある安定器はない。その結果、量産効果が効かないために、安定器が高価になるという問題があった。一方、高圧水銀ランプ用の安定器では、日本工業規格(JIS)などで規格が定められているので、規格に従った汎用性のある安定器が量産されている。その結果、量産効果によって、高圧水銀ランプ用の安定器は価格が安い。しかも、規格品が多量に市場に出回っている。   Until now, in metal halide lamps, ballasts have been designed for each lamp. That is, there is no versatile ballast for metal halide lamps. As a result, there is a problem that the ballast becomes expensive because the mass production effect does not work. On the other hand, in ballasts for high-pressure mercury lamps, the standards are determined by Japanese Industrial Standards (JIS) and the like, and versatile ballasts in accordance with the standards are mass-produced. As a result, due to mass production effects, ballasts for high pressure mercury lamps are cheap. Moreover, a large amount of standard products are on the market.

メタルハライドランプで高圧水銀ランプ用の安定器を使用することができれば、メタルハライドランプを安価に使用することができるという利点が得られる。しかも、既に市場で使用されている高圧水銀ランプ用の照明装置で、そのままメタルハライドランプを使用することができるという利点が得られる。   If a ballast for a high-pressure mercury lamp can be used with a metal halide lamp, there is an advantage that the metal halide lamp can be used at low cost. In addition, there is an advantage that a metal halide lamp can be used as it is in an illumination device for a high-pressure mercury lamp already used in the market.

しかしながら、従来のメタルハライドランプを高圧水銀ランプ用の安定器で使用すると、十分に高いランプ力率が得られないという問題点があった。ここで、ランプ力率とは、つぎの式によって求められる値である。

ランプ力率=ランプ電力W/(ランプに加える電圧×ランプに流れる電流)

また、メタルハライドランプの発光管の材質としては、一般に、石英か透光性セラミックが用いられる。透光性セラミックが用いられたメタルハライドランプは、セラミックメタルハライドランプと呼ばれる。石英は、透光性セラミックよりも耐熱性に劣る。したがって、石英が用いられる場合、管壁負荷の上限は20W/cm程度となる。しかし、ランプ効率を向上させるためには、さらに管壁負荷を向上させることが必要となる。このような場合、石英よりも耐熱性に優れる透光性セラミックが用いられることとなる。ただし、透光性セラミックのコストは石英よりも高い。したがって、透光性セラミックは、一般的に、石英を用いた場合よりも大幅に高い管壁負荷(50W/cm〜60W/cm程度)のランプに用いられている。なお、ランプ効率とは、電力あたりの光束を意味するものであり、lm/W(ルーメン/ワット)などの単位で表される。
However, when a conventional metal halide lamp is used in a ballast for a high-pressure mercury lamp, there is a problem that a sufficiently high lamp power factor cannot be obtained. Here, the lamp power factor is a value obtained by the following equation.

Lamp power factor = lamp power W / (voltage applied to the lamp × current flowing in the lamp)

In addition, as a material of the arc tube of the metal halide lamp, quartz or translucent ceramic is generally used. A metal halide lamp using a translucent ceramic is called a ceramic metal halide lamp. Quartz is less heat resistant than translucent ceramics. Therefore, when quartz is used, the upper limit of the tube wall load is about 20 W / cm 2 . However, in order to improve the lamp efficiency, it is necessary to further improve the tube wall load. In such a case, a translucent ceramic that has better heat resistance than quartz is used. However, the cost of translucent ceramic is higher than that of quartz. Thus, translucent ceramic is generally used in the lamp of the significantly higher wall loading (50W / cm 2 ~60W / cm 2 or so) than with quartz. The lamp efficiency means a luminous flux per electric power, and is expressed in units such as lm / W (lumen / watt).

上述したように、透光性セラミックを用いた場合、高い管壁負荷によって高いランプ効率が得られる。しかし、高い管壁負荷は、ランプ力率の低下という問題をもたらす。そのランプ用に設計された安定器を用いる場合には、例えば電子安定器の場合にはランプ力率がほぼ1になるように安定器を設計することができるのでこのような問題は生じない。また、銅鉄安定器であっても、そのランプ用に設計された安定器を用いる場合にはランプ力率を高く設定できるのでこのような問題は生じない。しかしながら、高圧水銀ランプ用の安定器をメタルハライドランプに用いる場合には、安定器の最適設計ができないので、このランプ力率の低下がランプの立消えという深刻な問題となる。この問題を解決するために、ハロゲン化セシウムを発光管内に含ませることによって、ランプ力率を向上させることが一般におこなわれている。その場合のハロゲン化セシウムの量は、発光管の中に含まれるハロゲン化ジスプロシウム、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、およびハロゲン化テルビウム中の金属元素のモル数に対して、ハロゲン化セシウムのセシウム元素のモル数が20%以上となるように調整されていた。   As described above, when a translucent ceramic is used, a high lamp efficiency is obtained by a high tube wall load. However, a high tube wall load causes a problem of a decrease in lamp power factor. In the case of using a ballast designed for the lamp, for example, in the case of an electronic ballast, such a problem does not occur because the ballast can be designed so that the lamp power factor is approximately 1. Moreover, even if it is a copper iron ballast, when using the ballast designed for the lamp, such a problem does not occur because the lamp power factor can be set high. However, when a ballast for a high-pressure mercury lamp is used for a metal halide lamp, the ballast cannot be optimally designed, and this reduction in lamp power factor becomes a serious problem of lamp extinction. In order to solve this problem, it is common practice to improve the lamp power factor by including cesium halide in the arc tube. In this case, the amount of cesium halide is halogenated relative to the number of moles of metal elements in the dysprosium halide, thulium halide, holmium halide, erbium halide, and terbium halide contained in the arc tube. The number of moles of cesium element in cesium was adjusted to be 20% or more.

ところが、ランプ力率とランプ効率とをさらに向上させることが求められている。しかし、管壁負荷を高くするとランプ力率が低下し、管壁負荷を低くするとランプ効率が低下する。したがって、管壁負荷を調整しても、ランプ力率とランプ効率との両方が高いランプは得られないという問題点があった。   However, it is required to further improve the lamp power factor and the lamp efficiency. However, when the tube wall load is increased, the lamp power factor is decreased, and when the tube wall load is decreased, the lamp efficiency is decreased. Therefore, there is a problem that even if the tube wall load is adjusted, a lamp having both a high lamp power factor and a high lamp efficiency cannot be obtained.

特開昭52−31581号公報JP 52-31581 A 特開2001−266791号公報JP 2001-266791 A

本発明の目的は、上記の問題点を解決して、セラミックメタルハライドランプを高圧水銀ランプ用の安定器で使用しても、ランプ力率とランプ効率との両方が高いランプを提供することである。   An object of the present invention is to solve the above-described problems and provide a lamp having both high lamp power factor and high lamp efficiency even when a ceramic metal halide lamp is used in a ballast for a high-pressure mercury lamp. .

本発明による第1の発明は、つぎのとおりである。
ハロゲン化ジスプロシウム、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、およびハロゲン化テルビウムのうちの少なくとも1種、
水銀、
希ガス、
ハロゲン化タリウム、および
ハロゲン化ナトリウム
を封入物として含む発光管を備えたセラミックメタルハライドランプにおいて、
前記発光管の中に含まれるハロゲン化ジスプロシウム、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、およびハロゲン化テルビウム中の金属元素のモル数に対して、前記発光管の中に含まれるハロゲン化セシウムのセシウム元素のモル数が10%以下であり、かつ
高圧水銀ランプ用の試験用安定器によって前記セラミックメタルハライドランプを点灯した際の前記発光管の管壁負荷が22〜25W/cmであることを特徴とする。
The first invention according to the present invention is as follows.
At least one of dysprosium halide, thulium halide, holmium halide, erbium halide, and terbium halide;
mercury,
Noble gas,
In ceramic metal halide lamps equipped with arc tubes containing thallium halide and sodium halide as inclusions,
Cesium halide contained in the arc tube with respect to the number of moles of metal elements in the dysprosium halide, thulium halide, holmium halide, erbium halide, and terbium halide contained in the arc tube The number of moles of the cesium element is 10% or less, and the wall load of the arc tube when the ceramic metal halide lamp is turned on by a test ballast for a high-pressure mercury lamp is 22 to 25 W / cm 2. It is characterized by.

上記の第1の発明は、発光管の中に含まれるハロゲン化ジスプロシウム、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、およびハロゲン化テルビウム中の金属元素のモル数に対して、発光管の中に含まれるハロゲン化セシウムのセシウム元素のモル数が10%以下にすることと、高圧水銀ランプ用の試験用安定器によってセラミックメタルハライドランプを点灯した際の発光管の管壁負荷を22〜25W/cmとすることとを組み合わせることによって、セラミックメタルハライドランプを高圧水銀ランプ用の安定器で使用しても、高いランプ力率と高いランプ効率との両立を可能にするものである。 The first invention described above is based on the number of moles of metal elements in the dysprosium halide, thulium halide, holmium halide, erbium halide, and terbium halide contained in the arc tube. The number of moles of the cesium element of the cesium halide contained in the lamp is 10% or less, and the wall load of the arc tube when the ceramic metal halide lamp is turned on by the test ballast for the high-pressure mercury lamp is 22-25 W / By combining with the cm 2 , even if a ceramic metal halide lamp is used in a ballast for a high-pressure mercury lamp, it is possible to achieve both a high lamp power factor and a high lamp efficiency.

上述したように、セラミックメタルハライドランプは、一般的に、管壁負荷が50W/cm〜60W/cm程度の領域で用いられてきた。管壁負荷が50W/cm付近では、管壁負荷の上昇によるランプ力率の減少量が、発光管内のハロゲン化セシウム量が多い場合と少ない場合とにおいて同程度である。したがって、ハロゲン化セシウムの量を変化させても、「管壁負荷の調整によってランプ力率とランプ効率との両方が高いランプは得られない」ことにかわりはないと考えられていた。ところが、発明者らの研究によって、管壁負荷が25W/cm以下の領域では、50W/cm付近の結果からは全く予想されない結果が得られることが判明した。すなわち、50W/cm付近では、管壁負荷の上昇によるランプ力率の減少量が、発光管内のハロゲン化セシウム量が多い場合と少ない場合とにおいて同程度であるにもかかわらず、管壁負荷が25W/cm以下の領域では、ハロゲン化セシウム量の違いによるランプ力率の差が著しく小さくなる(図5参照)。 As described above, a ceramic metal halide lamp is generally tube wall loading have been used in the 50W / cm 2 ~60W / cm 2 area of about. When the tube wall load is in the vicinity of 50 W / cm 2 , the amount of decrease in the lamp power factor due to the increase in the tube wall load is about the same when the amount of cesium halide in the arc tube is large and small. Accordingly, it has been considered that even if the amount of cesium halide is changed, “a lamp having both high lamp power factor and lamp efficiency cannot be obtained by adjusting the tube wall load”. However, the inventors' research has revealed that in the region where the tube wall load is 25 W / cm 2 or less, the results near 50 W / cm 2 give completely unexpected results. That is, in the vicinity of 50 W / cm 2 , the decrease in the lamp power factor due to the increase in the tube wall load is the same between the case where the amount of cesium halide in the arc tube is large and the case where the amount is small. In the region of 25 W / cm 2 or less, the difference in lamp power factor due to the difference in the amount of cesium halide is significantly reduced (see FIG. 5).

その一方で、管壁負荷の低下によるランプ効率の減少の程度は、発光管内のハロゲン化セシウム量が多い場合と少ない場合とにおいて同程度である(図4参照)。その結果、管壁負荷を22〜25W/cmに設定することと、発光管の中に含まれるハロゲン化ジスプロシウム、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、およびハロゲン化テルビウム中の金属元素のモル数に対して、発光管の中に含まれるハロゲン化セシウムのセシウム元素のモル数が10%以下にすることとを組み合わせることによって、高圧水銀ランプ用の安定器によってセラミックメタルハライドランプを点灯した場合であっても、ランプ力率とランプ効率との両方が高いランプが得られる。このことは、本願発明者らによって初めて見出されたものである。 On the other hand, the degree of decrease in lamp efficiency due to a decrease in tube wall load is the same when the amount of cesium halide in the arc tube is large and small (see FIG. 4). As a result, the tube wall load is set to 22 to 25 W / cm 2 , and the metal elements in the dysprosium halide, thulium halide, holmium halide, erbium halide, and terbium halide contained in the arc tube The ceramic metal halide lamp was turned on by a ballast for a high-pressure mercury lamp by combining the number of moles of cesium halide contained in the arc tube with 10 moles or less with respect to the number of moles of Even in this case, a lamp having a high lamp power factor and a high lamp efficiency can be obtained. This was first discovered by the present inventors.

本発明を図により説明する。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あり、その両端部には細管部5が設けられている。細管部5の内部には、熱膨張率が細管部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が挿入されている。電気導入体7には、耐熱金属製の第2の電気導入体6が取り付けられている。さらに、電極コイル2を有する電極極芯3が、電気導入体6に取り付けられている。電気導入体6および7の一部と細管部5の一部とは、封着材9によって気密的にロウ付け固定されている。4は電極第2コイル、10はスペーサーである。   The present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view showing an arc tube constituting a metal halide lamp of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an arc tube made of a translucent alumina ceramic, and a thin tube portion 5 is provided at both ends thereof. A first electric introduction body 7 made of a heat-resistant metal whose thermal expansion coefficient approximates that of the thin tube portion 5 is inserted into the thin tube portion 5. A second electric introduction body 6 made of a heat-resistant metal is attached to the electric introduction body 7. Furthermore, an electrode core 3 having an electrode coil 2 is attached to the electrical introduction body 6. A part of the electrical introduction bodies 6 and 7 and a part of the thin tube portion 5 are airtightly fixed by a sealing material 9. 4 is an electrode 2nd coil, 10 is a spacer.

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22〜25W/cmになるように設定する。なお、管壁負荷は電極間距離に対応する発光管内面積でランプ電力を除した値で表すものとする。「電極間距離に対応する発光管内面積」は、つぎのとおり定義される。発光管内で向き合う二つの電極の先端の中心を結んで直線とする。その直線に垂直な平面のうち、二つの電極の先端の中心を含む二平面を選ぶ。発光管内面積のうち、その二平面の間に位置する部分の面積を「電極間距離に対応する発光管内面積」とする。管壁負荷の下限値を22W/cmに設定する理由は、つぎのとおりである。管壁負荷が22W/cmより小さいと発光管温度が十分に上がらない。その結果、ハロゲン化物の蒸気圧が高くならないので、高効率が得られないからである。さらに、管壁負荷が22W/cmより小さいと、平均演色評価数(Ra)が80未満となり高演色性でなくなるからである。 Here, the inner diameter and the length of the arc tube made of translucent alumina ceramic are set so that the tube wall load is 22 to 25 W / cm 2 . The tube wall load is represented by a value obtained by dividing the lamp power by the arc tube inner area corresponding to the distance between the electrodes. “The arc tube inner area corresponding to the distance between electrodes” is defined as follows. A straight line is formed by connecting the centers of the tips of two electrodes facing each other in the arc tube. Of the planes perpendicular to the straight line, two planes including the centers of the tips of the two electrodes are selected. The area of the portion located between the two planes in the arc tube inner area is defined as “the arc tube inner area corresponding to the distance between the electrodes”. The reason for setting the lower limit of the tube wall load to 22 W / cm 2 is as follows. When the tube wall load is less than 22 W / cm 2 , the arc tube temperature does not rise sufficiently. As a result, the vapor pressure of the halide does not increase, so that high efficiency cannot be obtained. Furthermore, if the tube wall load is less than 22 W / cm 2 , the average color rendering index (Ra) is less than 80, and high color rendering properties are lost.

このように構成された、透光性セラミックよりなる発光管の内部には、水銀と、始動用希ガスと、発光物質として少なくともハロゲン化ジスプロシウム、ハロゲン化ツリウムおよびハロゲン化ホルミウムのうちの1種以上とハロゲン化タリウムおよびハロゲン化ナトリウムとが封入されている。発光物質の最適封入量は、ランプの大きさおよび発光スペクトルの色温度を何度にするかにより異なる。ランプの大きさおよび色温度と希土類ハロゲン化物の最適封入量との関係は下記のとおりである。なお、発光管内容積は、電極間距離に対応する発光管内容積で表わしている。「電極間距離に対応する発光管内容積」は、つぎのとおり定義される。発光管内で向き合う二つの電極の先端の中心を結んで直線とする。その直線に垂直な平面のうち、二つの電極の先端の中心を含む二平面を選ぶ。発光管内容積のうち、その二平面の間に位置する部分の容積を「電極間距離に対応する発光管内容積」とする。すなわち、電極の先端よりも端方向に位置する空隙は発光管の内径が絞られていて容積が微少であるので、内容積の計算からは除外されている。   Inside the arc tube made of translucent ceramic thus configured is mercury, a rare gas for starting, and at least one of dysprosium halide, thulium halide and holmium halide as a luminescent substance. And thallium halide and sodium halide are enclosed. The optimum amount of luminescent material to be filled varies depending on the size of the lamp and the color temperature of the emission spectrum. The relationship between the size and color temperature of the lamp and the optimum amount of rare earth halide is as follows. The arc tube inner volume is represented by the arc tube volume corresponding to the distance between the electrodes. The “volume of the arc tube corresponding to the distance between electrodes” is defined as follows. A straight line is formed by connecting the centers of the tips of two electrodes facing each other in the arc tube. Of the planes perpendicular to the straight line, two planes including the centers of the tips of the two electrodes are selected. The volume of the portion located between the two planes in the arc tube inner volume is defined as “the arc tube inner volume corresponding to the distance between the electrodes”. That is, the gap located in the end direction from the tip of the electrode is excluded from the calculation of the inner volume because the inner diameter of the arc tube is reduced and the volume is very small.

<色温度を3000Kとした場合>
[ランプの大きさ190W]
個々の希土類ハロゲン化物の最適封入量は3.5×10−6モル/cm〜5.5×10−6モル/cmとし、総封入量は13×10−6モル/cm〜33×10−6モル/cmの範囲とするのが好ましい。
<When color temperature is 3000K>
[Lamp size 190W]
The optimum enclosure amount of each rare earth halide is 3.5 × 10 −6 mol / cm 3 to 5.5 × 10 −6 mol / cm 3 , and the total enclosure amount is 13 × 10 −6 mol / cm 3 to 33. The range of × 10 −6 mol / cm 3 is preferable.

[ランプの大きさ230W]
個々のハロゲン化物の最適封入量は1.3×10−6モル/cm〜2.5×10−6モル/cmとし、総封入量は13×10−6モル/cm〜18×10−6モル/cmの範囲とするのが好ましい。
[Lamp size 230W]
The optimum enclosure amount of each halide is 1.3 × 10 −6 mol / cm 3 to 2.5 × 10 −6 mol / cm 3 , and the total enclosure amount is 13 × 10 −6 mol / cm 3 to 18 ×. The range of 10 −6 mol / cm 3 is preferable.

[ランプの大きさ270W]
個々のハロゲン化物の最適封入量は4.0×10−6モル/cm〜6.2×10−6モル/cmとし、総封入量は15×10−6モル/cm〜35×10−6モル/cmの範囲とするのが好ましい。
[Lamp size 270W]
The optimum enclosure amount of each halide is 4.0 × 10 −6 mol / cm 3 to 6.2 × 10 −6 mol / cm 3 , and the total enclosure amount is 15 × 10 −6 mol / cm 3 to 35 ×. The range of 10 −6 mol / cm 3 is preferable.

[ランプの大きさ360W]
個々のハロゲン化物の最適封入量は1.0×10−6モル/cm〜3.0×10−6モル/cmとし、総封入量は6×10−6モル/cm〜15×10−6モル/cmの範囲とするのが好ましい。
[Lamp size 360W]
The optimum enclosure amount of each halide is 1.0 × 10 −6 mol / cm 3 to 3.0 × 10 −6 mol / cm 3 , and the total enclosure amount is 6 × 10 −6 mol / cm 3 to 15 ×. The range of 10 −6 mol / cm 3 is preferable.

<色温度を4000Kとした場合>
[ランプの大きさ190W]
個々の希土類ハロゲン化物の最適封入量は5.0×10−6モル/cm〜10.0×10−6モル/cmとし、総封入量は23×10−6モル/cm〜55×10−6モル/cmの範囲とするのが好ましい。
<When the color temperature is 4000K>
[Lamp size 190W]
The optimum enclosure amount of each rare earth halide is 5.0 × 10 −6 mol / cm 3 to 10.0 × 10 −6 mol / cm 3 , and the total enclosure amount is 23 × 10 −6 mol / cm 3 to 55. The range of × 10 −6 mol / cm 3 is preferable.

[ランプの大きさ230W]
個々のハロゲン化物の最適封入量は2.0×10−6モル/cm〜5.0×10−6モル/cmとし、総封入量は8×10−6モル/cm〜18×10−6モル/cmの範囲とするのが好ましい。
[Lamp size 230W]
The optimum enclosure amount of each halide is 2.0 × 10 −6 mol / cm 3 to 5.0 × 10 −6 mol / cm 3 , and the total enclosure amount is 8 × 10 −6 mol / cm 3 to 18 ×. The range of 10 −6 mol / cm 3 is preferable.

[ランプの大きさ270W]
個々のハロゲン化物の最適封入量は3.0×10−6モル/cm〜7.0×10−6モル/cmとし、総封入量は20×10−6モル/cm〜40×10−6モル/cmの範囲とするのが好ましい。
[Lamp size 270W]
The optimum enclosure amount of each halide is 3.0 × 10 −6 mol / cm 3 to 7.0 × 10 −6 mol / cm 3 , and the total enclosure amount is 20 × 10 −6 mol / cm 3 to 40 ×. The range of 10 −6 mol / cm 3 is preferable.

[ランプの大きさ360W]
個々のハロゲン化物の最適封入量は1.0×10−6モル/cm〜3.0×10−6モル/cmとし、総封入量は8×10−6モル/cm〜20×10−6モル/cmの範囲とするのが好ましい。
[Lamp size 360W]
The optimum enclosure amount of each halide is 1.0 × 10 −6 mol / cm 3 to 3.0 × 10 −6 mol / cm 3 , and the total enclosure amount is 8 × 10 −6 mol / cm 3 to 20 ×. The range of 10 −6 mol / cm 3 is preferable.

封入量が前記範囲より小さいと、封入物が細管部内に入り込む、いわゆる「もぐり込み」によって、有効に作用する封入物の量が少なくなる。その結果、ハロゲン化物の蒸気圧が十分に上がらないので、所望のランプ特性が得にくくなる。また、封入量がこの範囲より大きくなると、余分なハロゲン化物が発光管内面に溜まる。そのハロゲン化物が光を吸収するので、ランプ効率が低下する。また、ハロゲン化物と発光管部材との反応が加速されるので、ランプ寿命が短くなる等の不都合が生じる。   When the amount of enclosure is smaller than the above range, the amount of the enclosure that acts effectively is reduced by so-called “scrolling” in which the enclosure enters the narrow tube portion. As a result, the vapor pressure of the halide does not increase sufficiently, making it difficult to obtain desired lamp characteristics. Moreover, when the amount of sealing becomes larger than this range, excess halide accumulates on the inner surface of the arc tube. Since the halide absorbs light, lamp efficiency decreases. Further, since the reaction between the halide and the arc tube member is accelerated, inconveniences such as shortening the lamp life occur.

発光物質となるハロゲン化物としては、ハロゲン化ジスプロシウム、ハロゲン化ツリウムおよびハロゲン化ホルミウム、ハロゲン化エルビウム、およびハロゲン化テルビウムのうちの少なくとも1種以上が用いられるが、これらのうち、ハロゲン化ジスプロシウム、ハロゲン化ツリウムおよびハロゲン化ホルミウムの3種のすべてが封入されることがより好ましい。   As the halide used as the light-emitting substance, at least one of dysprosium halide, thulium halide and holmium halide, erbium halide, and terbium halide is used. Among these, dysprosium halide, halogen More preferably, all three of thulium halide and holmium halide are encapsulated.

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。   As the light-emitting substance, the above-described halogen compounds are used. As the halogen, iodine I is preferable, and bromine Br may be contained in some cases.

なお、発光管の材質としては透光性アルミナセラミックが例として説明されたが、これに限定されるものではない。例えば、酸化イットリウム、酸化マグネシウム、または窒化アルミニウム等の透光性セラミック材料が使用される。   In addition, although the translucent alumina ceramic was demonstrated as an example as a material of an arc_tube | light_emitting_tube, it is not limited to this. For example, a translucent ceramic material such as yttrium oxide, magnesium oxide, or aluminum nitride is used.

さらに、図1に示される発光管は、径大の中央部本管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。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。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。   Further, the arc tube shown in FIG. 1 has a shape in which the thin tube portion 5 is attached via an end disk provided at the end of the large-diameter central main tube. However, the present invention is not limited to this. For example, it is a matter of course that a so-called integrally molded product having a shape in which the main tube portion and the thin tube portion are integrally formed may be used.

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。そのなかでも、3〜10KPaのArガスを用いることが、ランプの始動性が良いという理由において好ましい。   Further, as the starting rare gas, commonly used neon, argon, xenon, krypton, or a mixed gas thereof can be used. Among them, it is preferable to use Ar gas of 3 to 10 KPa because the startability of the lamp is good.

図2は、本発明のメタルハライドランプの概略構成図である。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は発光管を支持するための支持線(電気導体を兼ねる)、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。図2に示されるランプは、外管内に始動器を内蔵していないので、安定器に始動器が付加される必要がある。例えば、安定器に始動器を付加すれば、図2に示されるランプにおいて、水銀灯用安定器のような二次無負荷電圧の低い安定器での点灯が可能である。   FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the metal halide lamp of the present invention. 1 is a translucent ceramic arc tube having the above-described configuration, 11 is a hard glass outer tube, 12 is a support wire (also serving as an electrical conductor) for supporting the arc tube, and 14 is a high vacuum inside the outer tube. 16 is a starter auxiliary conductor for facilitating the start of the lamp, and 15 is a base. Since the lamp shown in FIG. 2 does not incorporate a starter in the outer tube, it is necessary to add a starter to the ballast. For example, if a starter is added to the ballast, the lamp shown in FIG. 2 can be lit with a ballast having a low secondary no-load voltage, such as a ballast for a mercury lamp.

図3は、図2とは異なる、本発明のメタルハライドランプの実施例である。この例では、グロー管からなる始動器13が外管内に内蔵されている。始動器13を外管内に内蔵させた場合には、水銀灯安定器がそのまま使用可能となる。したがって、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い。例えば、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セラミックメタルハライドランプでは、平均演色評価数Raが80以上で色温度が3500〜5000Kとなる。   FIG. 3 shows an embodiment of the metal halide lamp of the present invention, which is different from FIG. In this example, a starter 13 made of a glow tube is built in the outer tube. When the starter 13 is built in the outer tube, the mercury lamp stabilizer can be used as it is. Therefore, it is possible to switch from illumination using a mercury lamp to illumination of a metal halide lamp only by exchanging the lamp. The starter 13 is not limited to a glow tube. For example, a starter composed of a series circuit of a bimetal switch and a resistor, or a non-linear capacitor may be used. In the ceramic metal halide lamp thus formed, the average color rendering index Ra is 80 or more and the color temperature is 3500 to 5000K.

次に360Wランプの実施例について説明する。
図1に示される発光管1を製作した。発光管1は透光性アルミナ管からなり、中央部の内径寸法を約20mmとした。細管部を除く内寸法の長さを約34、36、38、40および42mmとした5種類の発光管を用いて、各5個ずつのランプを試作した。このとき、前記内寸法が長いものほど、左右の電極極芯3の先端間の距離である電極間長を長くした。その電極間長は、約19、21、23、26および29mmとした。これに応じて、JISで定められた、400Wの高圧水銀ランプ用の試験用安定器で点灯した場合のランプの管壁負荷は、約30、27、25、22および20W/cmとなる。電極極芯3の径を約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をそれぞれ約2mmと約4.5mmとした。第1の電気導入体7はNb−1%Zrの合金からなり、その径は約0.7mmで長さは約15mmとした。第2の電気導入体6はMoからなり、その径は約0.4mmで長さは約3mmである。第1の電気導入体7および第2の電気導入体6の一部は、細管部5の端部内面において、SiO21.8重量%、Al16.8重量%およびY61.4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。
Next, an example of a 360 W lamp will be described.
The arc tube 1 shown in FIG. 1 was manufactured. The arc tube 1 is made of a translucent alumina tube, and the inner diameter of the central portion is about 20 mm. Using five types of arc tubes, the inner dimensions of which are approximately 34, 36, 38, 40, and 42 mm, excluding the thin tube portion, five lamps were prototyped. At this time, the longer the inner dimension, the longer the interelectrode length, which is the distance between the tips of the left and right electrode cores 3. The length between the electrodes was about 19, 21, 23, 26 and 29 mm. Correspondingly, the tube wall load of the lamp when it is turned on with a test ballast for a 400 W high-pressure mercury lamp defined by JIS is about 30, 27, 25, 22 and 20 W / cm 2 . The diameter of the electrode core 3 was about 0.9 mm, and the inner and outer diameters of the narrow tube portions 5 provided at both ends of the arc tube 1 were about 2 mm and about 4.5 mm, respectively. The first electric introduction body 7 was made of an alloy of Nb-1% Zr and had a diameter of about 0.7 mm and a length of about 15 mm. The second electric introduction body 6 is made of Mo and has a diameter of about 0.4 mm and a length of about 3 mm. A part of the first electricity introduction body 7 and the second electricity introduction body 6 is composed of 21.8% by weight of SiO 2 , 16.8% by weight of Al 2 O 3, and Y 2 O on the inner surface of the end of the thin tube portion 5. 3 It is brazed and fixed airtightly by a 61.4 wt% sealing material 9.

このように密封された発光管1内に、発光物質としてDyI、TmIおよびHoIをそれぞれ2.0×10−6モル/cm入れた。さらに、ヨウ化タリウムを、前記希土類(Dy、TmおよびHo)ハロゲン化物の合計に対してモル比で約0.4入れ、さらにヨウ化ナトリウムを希土類ハロゲン化物の合計に対してモル比で約2.0入れた。さらに、希ガスとして、分圧が1.6×10Paとなるようにアルゴンを発光管1内に入れた。さらに発光管1内に入れる水銀の量は、電極間長が約19、21、23、26および29mmの発光管1に対して、それぞれ順に64、61、58、55および52mgとした。以上のようにして、本発明による実施例Aのランプ25個を製作した。さらに、発光管の中に入れられた希土類ハロゲン化物の合計に対して10mol%のヨウ化セシウムを追加して発光管の中に入れたこと以外は、上記の実施例Aと同様にして、本発明による実施例Bのランプ25個を製作した。さらに、発光管の中に入れられた希土類ハロゲン化物の合計に対して20mol%のヨウ化セシウムを追加して発光管の中に入れたこと以外は、上記の実施例Aと同様にして、比較例Cのランプ25個を製作した。 The thus sealed arc tube 1, DyI 3, TmI 3 and HoI 3 were respectively placed 2.0 × 10 -6 mol / cm 3 as a luminous material. Further, thallium iodide is added at a molar ratio of about 0.4 with respect to the total of the rare earth (Dy, Tm and Ho) halides, and sodium iodide is added at a molar ratio of about 2 with respect to the total of the rare earth halides. 0.0. Furthermore, argon was put into the arc tube 1 as a rare gas so that the partial pressure was 1.6 × 10 4 Pa. Further, the amount of mercury put into the arc tube 1 was set to 64, 61, 58, 55 and 52 mg in order with respect to the arc tube 1 having an interelectrode length of about 19, 21, 23, 26 and 29 mm, respectively. As described above, 25 lamps of Example A according to the present invention were manufactured. Further, in the same manner as in Example A above, except that 10 mol% of cesium iodide was added to the total amount of rare earth halides contained in the arc tube and placed in the arc tube. Twenty-five lamps of Example B according to the invention were made. Further, a comparison was made in the same manner as in Example A above, except that 20 mol% of cesium iodide was added to the total amount of rare earth halides contained in the arc tube and placed in the arc tube. 25 lamps from Example C were made.

このように形成された発光管1は、図3に示されるように、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によって固定される。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、グロー管からなる始動器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。   As shown in FIG. 3, the arc tube 1 formed in this way is fixed in an outer tube 11 made of hard glass by an electric conductor / support 12 made of stainless steel. A starting auxiliary conductor 16 made of Mo wire having a diameter of about 0.2 mm is attached to the arc tube 1 and a starter 13 made of a glow tube is incorporated. This lamp can be easily lit with a mercury lamp ballast.

このように構成した75個のランプの初期特性を測定した。これらのランプにおいて、高圧水銀ランプ用の試験用安定器を用いて、電源電圧が200V一定における諸特性を測定した。得られた測定データをもとに、管壁負荷とランプ効率の関係をグラフに表すと図4のとおりであった。また、管壁負荷とランプ力率との関係は図5のとおりであった。図4および図5においては、ヨウ化セシウムが20%添加された場合が◆、10%添加された場合が▲、ヨウ化セシウムが添加されていない場合が■で表されている。なお、上記の比較例では、放電管内に封入されるハロゲン化セシウムとしてヨウ化セシウムが用いられたが、ヨウ化セシウム以外のハロゲン化セシウムを用いても同様の結果が得られる。上記の実験では360Wのランプが用いられたが、それ以外の電力、例えば100〜1000Wのランプでも同様の結果が得られる。   The initial characteristics of the 75 lamps thus configured were measured. In these lamps, various characteristics at a constant power supply voltage of 200 V were measured using a test ballast for a high-pressure mercury lamp. Based on the obtained measurement data, the relationship between the tube wall load and the lamp efficiency is shown in a graph as shown in FIG. Further, the relationship between the tube wall load and the lamp power factor was as shown in FIG. 4 and 5, the case where 20% of cesium iodide is added is represented by ◆, the case where 10% is added, and the case where no cesium iodide is added are represented by ■. In the above comparative example, cesium iodide is used as the cesium halide sealed in the discharge tube, but the same result can be obtained by using a cesium halide other than cesium iodide. In the above experiment, a lamp of 360 W was used, but similar results can be obtained with other power, for example, a lamp of 100 to 1000 W.

さらに、上記の360Wのランプのうち、発光管内にヨウ化セシウムを含まない実施例Aのランプを寿命試験にかけたところ、図6、図7、図8および図9に示す結果が得られた。図6は、管壁負荷と12000時間点灯後のランプ電圧上昇値との関係を示したものである。ここで、ランプ電圧上昇値とは、寿命試験における、寿命試験後のランプ電圧と寿命試験前のランプ電圧との差で表す。図7は、管壁負荷と12000時間点灯後のピーク電圧との関係を示している。ここで、上記の寿命試験後の実施例のランプでは、ランプ始動後、ランプ電圧が上昇し、ピークに到達した後に減少し、安定電圧値に到達する。つまり、ランプ電圧が安定電圧値に到達する前に、電圧のピークが現れる。そのピークにおける電圧値と安定電圧値との差を、ピーク電圧という。   Further, among the above-mentioned 360 W lamps, the lamp of Example A that did not contain cesium iodide in the arc tube was subjected to a life test, and the results shown in FIGS. 6, 7, 8, and 9 were obtained. FIG. 6 shows the relationship between the tube wall load and the lamp voltage increase value after lighting for 12000 hours. Here, the lamp voltage increase value is represented by the difference between the lamp voltage after the life test and the lamp voltage before the life test in the life test. FIG. 7 shows the relationship between the tube wall load and the peak voltage after lighting for 12,000 hours. Here, in the lamp of the example after the above life test, the lamp voltage increases after starting the lamp, decreases after reaching the peak, and reaches a stable voltage value. That is, a voltage peak appears before the lamp voltage reaches the stable voltage value. The difference between the voltage value at the peak and the stable voltage value is called a peak voltage.

また、図8は、管壁負荷と、12000時間点灯後のランプの立消え発生率との関係を示している。なお、立ち消えとは、始動後に不点灯になる現象で、ランプの点灯の維持に必要な電圧が、ランプに印加される電圧よりも高くなることによって、ランプが消灯してしまうことである。さらに、図9は、点灯時間と光束維持率との関係を示している。図9において、点線で囲まれたデータは管壁負荷が22〜25W/cmの本発明品、実線で囲まれたデータは管壁負荷が30W/cmの比較例である。 FIG. 8 shows the relationship between the tube wall load and the lamp turn-off rate after 12000 hours of lighting. The extinction is a phenomenon in which the lamp is not lit after starting, and the lamp is extinguished when the voltage required to maintain the lamp is higher than the voltage applied to the lamp. Furthermore, FIG. 9 shows the relationship between the lighting time and the luminous flux maintenance factor. 9, the data enclosed by dotted lines of the present invention product tube wall load 22~25W / cm 2, the data surrounded by the solid line wall loading is a comparative example of a 30 W / cm 2.

以上のデータから次のことが明らかになった。
管壁負荷が25W/cm以下の領域では、50W/cm付近の結果からは全く予想されない結果が得られることが判明した。すなわち、50W/cm付近では、管壁負荷の上昇によるランプ力率の減少量が、発光管内のハロゲン化セシウム量が多い場合と少ない場合とにおいて同程度であるにもかかわらず、管壁負荷が25W/cm以下の領域では、ハロゲン化セシウム量の違いによるランプ力率の差が著しく小さくなる(図5参照)。その一方で、管壁負荷の低下によるランプ効率の減少の程度は、発光管内のハロゲン化セシウム量が多い場合と少ない場合とにおいて同程度である(図4参照)。また、管壁負荷が22W/cmより小さくなるとランプの効率は急激に低下し、実用的でない。さらに、図4よりハロゲン化セシウムのセシウム元素のモル数が20%になると、管壁負荷を25W/cmより大きくしなければランプ効率が低いために実用的でない。
From the above data, the following became clear.
In the region where the tube wall load is 25 W / cm 2 or less, it has been found that the results near 50 W / cm 2 give completely unexpected results. That is, in the vicinity of 50 W / cm 2 , the decrease in the lamp power factor due to the increase in the tube wall load is the same between the case where the amount of cesium halide in the arc tube is large and the case where the amount is small. In the region of 25 W / cm 2 or less, the difference in lamp power factor due to the difference in the amount of cesium halide is significantly reduced (see FIG. 5). On the other hand, the degree of decrease in lamp efficiency due to a decrease in tube wall load is the same when the amount of cesium halide in the arc tube is large and small (see FIG. 4). On the other hand, when the tube wall load is smaller than 22 W / cm 2 , the lamp efficiency is drastically lowered, which is not practical. Furthermore, as shown in FIG. 4, when the number of moles of the cesium element of the cesium halide is 20%, the lamp efficiency is low unless the tube wall load is made larger than 25 W / cm 2 , which is not practical.

次に図6より、管壁負荷が25W/cmより大きくなると寿命中のランプ電圧の上昇が大きくなる等、ランプの寿命特性が悪くなるので実用的でない。 Next, as shown in FIG. 6, when the tube wall load is greater than 25 W / cm 2 , the lamp life characteristics deteriorate, for example, the lamp voltage increases during the lifetime, which is not practical.

したがって、管壁負荷を22〜25W/cmに設定することと、発光管の中に含まれるハロゲン化ジスプロシウム、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、およびハロゲン化テルビウム中の金属元素のモル数に対して、発光管の中に含まれるハロゲン化セシウムのセシウム元素のモル数が10%以下にすることとを組み合わせることによって、高圧水銀ランプ用の安定器によってセラミックメタルハライドランプを点灯した場合であっても、ランプ力率とランプ効率との両方が高いランプが得られる。このことは、本願発明者らによって初めて見出されたものである。 Therefore, the tube wall load is set to 22 to 25 W / cm 2 , and the dysprosium halide, thulium halide, holmium halide, erbium halide, and terbium halide contained in the arc tube When a ceramic metal halide lamp is turned on by a ballast for a high-pressure mercury lamp by combining the number of moles of the cesium halide contained in the arc tube with the number of moles of 10% or less with respect to the number of moles. Even so, a lamp having both high lamp power factor and high lamp efficiency can be obtained. This was first discovered by the present inventors.

寿命特性についてもう少し詳細に述べると以下のとおりである。
図6から12000時間点灯後のランプ電圧上昇値は管壁負荷が大きくなると増大することが分かる。管壁負荷が22〜25W/cmの範囲ではランプ電圧上昇値はほぼ10V以内におさまるが、管壁負荷が27W/cmよりも大きくなるとランプ電圧上昇値は20V以上に増大する。
The life characteristics are described in more detail as follows.
It can be seen from FIG. 6 that the lamp voltage increase value after lighting for 12000 hours increases as the tube wall load increases. When the tube wall load is in the range of 22 to 25 W / cm 2 , the lamp voltage increase value is within about 10 V. However, when the tube wall load is greater than 27 W / cm 2 , the lamp voltage increase value increases to 20 V or more.

図7から12000時間点灯後のピーク電圧は管壁負荷が大きいほど増大することが分かる。管壁負荷が22〜25W/cmの範囲ではピーク電圧は0〜2Vであるが、管壁負荷が27W/cm以上ではピーク電圧は5Vよりも大きくなる。 It can be seen from FIG. 7 that the peak voltage after lighting for 12000 hours increases as the tube wall load increases. When the tube wall load is in the range of 22 to 25 W / cm 2 , the peak voltage is 0 to 2 V, but when the tube wall load is 27 W / cm 2 or more, the peak voltage is greater than 5 V.

上記の、管壁負荷の低減による、ランプ電圧上昇の低減とピーク電圧の低減との改善効果をランプの立消発生率で表すと、図8のようになる。12000時間点灯後のランプの立消発生率は、管壁負荷が27W/cmでは約20%であるが、22〜25W/cmの範囲にすれば10%以下に減少することが図8から分かる。 FIG. 8 shows the improvement effect of the reduction in the lamp voltage rise and the reduction in the peak voltage due to the reduction of the tube wall load described above in terms of the lamp turn-off occurrence rate. Standing consumption incidence of the lamp after 12000 hours lit, that the wall load is is about 20% at 27W / cm 2, decreasing to 10% or less if the range of 22~25W / cm 2 8 I understand.

図9から分かるように光束維持率は管壁負荷が大きくなると低下する。管壁負荷が22〜25W/cmの範囲内であれば12000時間点灯後の光束維持率は75〜85%であるが、管壁負荷が30W/cmになると光束維持率は60〜80%に低下するとともにバラツキが大きくなる。すなわち、管壁負荷が22〜25W/cmの範囲内であれば光束維持率は高く、しかもバラツキも小さい。 As can be seen from FIG. 9, the luminous flux maintenance factor decreases as the tube wall load increases. If the tube wall load is in the range of 22 to 25 W / cm 2 , the luminous flux maintenance factor after lighting for 12000 hours is 75 to 85%, but if the tube wall load is 30 W / cm 2 , the luminous flux maintenance factor is 60 to 80%. % And the variation becomes larger. That is, if the tube wall load is in the range of 22 to 25 W / cm 2 , the luminous flux maintenance factor is high and the variation is small.

上記の実施例では、高圧水銀ランプ用の試験用安定器をもちいて試験をおこなった。しかし、市販の高圧水銀ランプ用の安定器は、この試験用安定器と同様の特性を有している。したがって、上記の実施例のメタルハライドランプと高圧水銀ランプ用の安定器とを備えた照明器具でも、上記実施例と同様の効果が得られることは明らかである。   In the above example, the test was performed using a test ballast for a high-pressure mercury lamp. However, commercially available high-pressure mercury lamp ballasts have the same characteristics as this test ballast. Therefore, it is obvious that the same effect as that of the above-described embodiment can be obtained even in a lighting fixture including the metal halide lamp of the above-described embodiment and a ballast for a high-pressure mercury lamp.

さらに、ハロゲン化ジスプロシウム、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、およびハロゲン化テルビウムのうちの少なくとも1種、水銀、希ガス、ハロゲン化タリウム、およびハロゲン化ナトリウムを封入物として含む発光管を備えたセラミックメタルハライドランプの使用法において、発光管の中に含まれるハロゲン化ジスプロシウム、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、およびハロゲン化テルビウム中の金属元素のモル数に対して、発光管の中に含まれるハロゲン化セシウムのセシウム元素のモル数が10%以下であり、かつ高圧水銀ランプ用の安定器を用いることによって、発光管の管壁負荷が22〜25W/cmとなるように、セラミックメタルハライドランプを点灯した場合においても、上記実施例と同様の結果が得られることは明らかである。 And an arc tube containing at least one of dysprosium halide, thulium halide, holmium halide, erbium halide, and terbium halide, mercury, a rare gas, thallium halide, and sodium halide as an enclosure. In the usage of the provided ceramic metal halide lamp, the arc tube with respect to the number of moles of metal elements in the dysprosium halide, thulium halide, holmium halide, erbium halide, and terbium halide contained in the arc tube The number of moles of cesium element in the cesium halide contained in the tube is 10% or less, and by using a ballast for a high-pressure mercury lamp, the tube wall load of the arc tube becomes 22 to 25 W / cm 2. And ceramic metal halide lamp It is clear that the same result as in the above embodiment can be obtained even when is turned on.

上記実施例では、発光物質としてのハロゲン化物には、ハロゲン化ジスプロシウム、ハロゲン化ツリウムおよびハロゲン化ホルミウムの3種とハロゲン化タリウム、ハロゲン化ナトリウムとを封入したが、少なくともハロゲン化ジスプロシウム、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、およびハロゲン化テルビウムのうちの1種以上とハロゲン化タリウム、ハロゲン化ナトリウムとを封入すれば本発明の効果が得られることが別の実験で確かめられた。   In the above embodiment, the halide as the light-emitting substance was filled with three kinds of dysprosium halide, thulium halide and holmium halide and thallium halide and sodium halide, but at least dysprosium halide and thulium halide were used. In another experiment, it was confirmed that the effects of the present invention can be obtained by encapsulating one or more of holmium halide, erbium halide, and terbium halide with thallium halide and sodium halide.

また、上記の実施例では、ハロゲン化ジスプロシウム、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、およびハロゲン化テルビウムのうち、ハロゲン化ジスプロシウム、ハロゲン化ツリウム、およびハロゲン化ホルミウムをそれぞれ約2.0×10−6モル/cmの量で発光管内に用いたが、これ以外の混合量および混合比であっても、発光管の中に含まれるハロゲン化ジスプロシウム、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、およびハロゲン化テルビウム中の金属元素のモル数に対して、発光管の中に含まれるハロゲン化セシウムのセシウム元素のモル数を10%以下とすれば、同様の効果が得られる。 Further, in the above embodiment, among dysprosium halide, thulium halide, holmium halide, erbium halide, and terbium halide, dysprosium halide, thulium halide, and holmium halide are each about 2.0 ×. Although it was used in the arc tube in an amount of 10 −6 mol / cm 3 , dysprosium halide, thulium halide, holmium halide, halogen contained in the arc tube even in other mixing amounts and mixing ratios. The same effect can be obtained if the number of moles of cesium element of cesium halide contained in the arc tube is 10% or less with respect to the number of moles of metal element in erbium halide and terbium halide.

なお、本願明細書に記載の「発光管の中に含まれるハロゲン化ジスプロシウム、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、およびハロゲン化テルビウム中の金属元素のモル数に対して、発光管の中に含まれるハロゲン化セシウムのセシウム元素のモル数が10%以下」とは、ハロゲン化セシウムが全く含まれない場合をも含むものである。   It should be noted that, as described in the specification of the present application, “the arc tube is in proportion to the number of moles of metal elements in dysprosium halide, thulium halide, holmium halide, erbium halide, and terbium halide contained in the arc tube. “The number of moles of the cesium element of the cesium halide contained therein is 10% or less” includes the case where no cesium halide is contained.

また、本願明細書に記載の「高圧水銀ランプ用の試験用安定器」とは、日本工業規格(JIS)のC81101987で定められたものを意味する。さらに、本願明細書に記載の「高圧水銀ランプ用の試験用安定器によってセラミックメタルハライドランプを点灯した」とは、JISのC81101987の6.1に定められた試験条件にしたがって点灯することを意味する。また、JISのC81101987の附属書表1には、定格ランプ電力が40Wから1000Wの8種類の、高圧水銀ランプ用試験用安定器が記載されている。本願明細書に記載の「高圧水銀ランプ用の試験用安定器によってセラミックメタルハライドランプを点灯した」とは、これらの安定器のうち、実際のランプの定格ランプ電力と、JISのC81101987の附属書表1に記載の「適合するランプの定格ランプ電力」との差が最も小さくなるものを選択して点灯することを意味する。たとえば、後述の本願実施例に記載の360Wのメタルハライドランプは、400W用の安定器を用いて点灯する。 In addition, the “test ballast for high-pressure mercury lamp” described in the specification of the present application means that defined in Japanese Industrial Standard (JIS) C8110 1987 . Furthermore, “the ceramic metal halide lamp was turned on by the test ballast for the high-pressure mercury lamp” described in the present specification means that the lamp is turned on according to the test conditions defined in 6.1 of JIS C8110 1987. To do. Further, Annex Table 1 of JIS C8110 1987 describes eight types of test ballasts for high-pressure mercury lamps with rated lamp power of 40 W to 1000 W. “The ceramic metal halide lamp was turned on by a test ballast for a high-pressure mercury lamp” described in this specification means that among these ballasts, the rated lamp power of the actual lamp and the JIS C8110 1987 annex. It means that the lamp with the smallest difference from the “rated lamp power of a suitable lamp” listed in Table 1 is selected and lit. For example, a 360 W metal halide lamp described in an embodiment of the present invention described later is lit using a 400 W ballast.

本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。   Although the present invention has been described in detail and with reference to specific embodiments, it will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made without departing from the spirit and scope of the invention.

は、本発明の実施例であるセラミック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。These are sectional drawings which show the structure of the arc tube of the ceramic metal halide lamp which is an Example of this invention. は、本発明の一実施例であるセラミックメタルハライドランプを示す概略構成図である。These are the schematic block diagrams which show the ceramic metal halide lamp which is one Example of this invention. は、本発明の他の実施例であるセラミックメタルハライドランプを示す概略構成図である。These are the schematic block diagrams which show the ceramic metal halide lamp which is the other Example of this invention. は、本発明の実施例ランプと比較例ランプとの初期特性における管壁負荷とランプ効率との関係を示すグラフである。These are graphs showing the relationship between the tube wall load and the lamp efficiency in the initial characteristics of the example lamp of the present invention and the comparative example lamp. は、本発明の実施例ランプと比較例ランプとの初期特性における管壁負荷とランプ力率との関係を示すグラフである。These are graphs showing the relationship between the tube wall load and the lamp power factor in the initial characteristics of the example lamp and the comparative example lamp of the present invention. は、本発明の実施例ランプと比較例ランプとの12000時間点灯後における管壁負荷とランプ電圧上昇値との関係を示すグラフである。These are the graphs which show the relationship between the tube wall load and the lamp voltage increase value after lighting for 12000 hours of the example lamp of the present invention and the comparative example lamp. は、本発明の実施例ランプと比較例ランプとの12000時間点灯後における管壁負荷とピーク電圧との関係を示すグラフである。These are the graphs which show the relationship between the tube wall load and the peak voltage after 12000 hours lighting of the Example lamp of this invention and the comparative example lamp. は、本発明の実施例ランプと比較例ランプとの12000時間点灯後における管壁負荷とランプ立消発生率との関係を示すグラフである。These are graphs showing the relationship between the tube wall load and the lamp extinction occurrence rate after lighting for 12000 hours of the example lamp and the comparative example lamp of the present invention. は、本発明の実施例ランプと比較例ランプとの点灯時間と光束維持率との関係を示すグラフである。These are the graphs which show the relationship between the lighting time of the Example lamp | ramp and comparative example lamp | ramp of this invention, and a luminous flux maintenance factor.

符号の説明Explanation of symbols

1 発光管
2 電極コイル
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
11 外管
12 電気導体兼支持体
13 始動器
16 始動補助導体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light emission tube 2 Electrode coil 3 Electrode core 4 Electrode 2nd coil 5 Narrow tube part 6 2nd electricity introduction body 7 1st electricity introduction body 9 Sealing material 11 Outer tube 12 Electric conductor and support body 13 Starter 16 Start-up Auxiliary conductor

Claims (2)

ハロゲン化ジスプロシウム、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、およびハロゲン化テルビウムのうちの少なくとも1種と、
水銀、
希ガス、
ハロゲン化タリウム、および
ハロゲン化ナトリウム
を封入物として含む発光管を備えたセラミックメタルハライドランプにおいて、
前記発光管の中に含まれるハロゲン化ジスプロシウム、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、およびハロゲン化テルビウム中の金属元素のモル数に対して、前記発光管の中に含まれるハロゲン化セシウムのセシウム元素のモル数が10%以下であり、かつ
高圧水銀ランプ用の試験用安定器によって前記セラミックメタルハライドランプを点灯した際の前記発光管の管壁負荷が22〜25W/cmであることを特徴とするセラミックメタルハライドランプ。
At least one of dysprosium halide, thulium halide, holmium halide, erbium halide, and terbium halide;
mercury,
Noble gas,
In ceramic metal halide lamps equipped with arc tubes containing thallium halide and sodium halide as inclusions,
Cesium halide contained in the arc tube with respect to the number of moles of metal elements in the dysprosium halide, thulium halide, holmium halide, erbium halide, and terbium halide contained in the arc tube The number of moles of the cesium element is 10% or less, and the wall load of the arc tube when the ceramic metal halide lamp is turned on by a test ballast for a high-pressure mercury lamp is 22 to 25 W / cm 2. A ceramic metal halide lamp.
ハロゲン化ジスプロシウム、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、およびハロゲン化テルビウムのうちの少なくとも1種と、
水銀、
希ガス、
ハロゲン化タリウム、および
ハロゲン化ナトリウム
を封入物として含む発光管を備えたセラミックメタルハライドランプと高圧水銀ランプ用安定器とを備えた照明器具において、
前記発光管の中に含まれるハロゲン化ジスプロシウム、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、およびハロゲン化テルビウム中の金属元素のモル数に対して、前記発光管の中に含まれるハロゲン化セシウムのセシウム元素のモル数が10%以下であり、かつ
高圧水銀ランプ用の試験用安定器によって前記セラミックメタルハライドランプを点灯した際の前記発光管の管壁負荷が22〜25W/cmであることを特徴とする照明器具。
At least one of dysprosium halide, thulium halide, holmium halide, erbium halide, and terbium halide;
mercury,
Noble gas,
In a luminaire comprising a ceramic metal halide lamp having an arc tube containing thallium halide and sodium halide as an enclosure, and a ballast for a high-pressure mercury lamp,
Cesium halide contained in the arc tube with respect to the number of moles of metal elements in the dysprosium halide, thulium halide, holmium halide, erbium halide, and terbium halide contained in the arc tube The number of moles of the cesium element is 10% or less, and the wall load of the arc tube when the ceramic metal halide lamp is turned on by a test ballast for a high-pressure mercury lamp is 22 to 25 W / cm 2. Lighting equipment characterized by
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