JP2006004704A - メタルハライドランプ - Google Patents

Abstract

【課題】 保護膜を設けたときの透過率の低下を抑制し、しかも発光管の変色や失透などによる透過率の低下も抑えることが可能なメタルハライドランプを提供すること。
【解決手段】 少なくとも金属ハロゲン化物及び希ガスが封入された発光管１１と、この発光管１１内の両端に設けられ、外部のリード線１３ａ，１３ｂに接続された１対の電極１４ａ，１４ｂと、この一対の電極１４ａ，１４ｂ間に生ずるアークの近づく前記発光管の内側の部分に設けられた保護膜１２とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、メタルハライドランプに関する。

メタルハライドランプは、点灯中に封入されている薬品と発光管の管部のガラスが反応し、変色や結晶化である失透などが起こって発光管の透過率が低下する。また、薬品とガラスの反応により発光管内に残されたハロゲンにより始動電圧やランプ電圧が上昇し、ランプが点灯しなかったり、立ち消え現象が生じランプの寿命を短くさせる。これを防止するために、発光管内に保護膜を設けることが知られている（例えば特許文献１参照）。

しかし、発光管内に保護膜を形成すると、保護膜がない状態に比して発光管の透過率が低下する問題がある。
特開平９−１４７８００号公報

本発明は、上述のように、保護膜を設けた場合に、透過率が低下するという問題点にかんがみてなされたもので、保護膜を設けたときの透過率の低下を抑制し、しかも発光管の変色や失透などによる透過率の低下も抑えることが可能なメタルハライドランプを提供することを目的とする。

本発明の請求項１によれば、少なくとも金属ハロゲン化物及び希ガスが封入された発光管と、この発光管内の両端に設けられ、外部のリード線に接続された１対の電極と、この一対の電極間に生ずるアークの近づく前記発光管の内側の部分に設けられた保護膜と、を備えて成ることを特徴とするメタルハライドランプを提供する。

本発明によれば、保護膜を設けたときの透過率の低下を抑制し、しかも発光管の変色や失透などによる透過率の低下も抑えることが可能なメタルハライドランプが得られる効果がある。

以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。本発明一実施形態の全体構造、及び発光管部分の断面の構成を、図１（ａ）（ｂ）に示す。この水平点灯型メタルハライドランプ１０は、発光する発光管１１と、この発光管１１内の中央部付近にのみ形成された保護膜１２、上記発光管１１内の両端に設置され、リード線１３ａ，１３ｂに接続された電極１４ａ，１４ｂとから成る。発光管１１は点灯時ほぼ水平に置かれる。

発光管１１内には、少なくとも１種以上の金属ハロゲン化物である発光物質及び希ガスが封入されている。保護膜１２は、例えば窒化ケイ素や炭化ケイ素などの高融点物質により、例えば膜厚約２００ｎｍで、電極１４ａ，１４ｂ間の距離ｄの約２／３の幅ｗに形成される。

上記のような水平点灯型メタルハライドランプでは、電極１４ａ，１４ｂ間において、熱対流によってアークが上方向に湾曲する。発光管１１の中央部付近ではこのアークが発光管の例えば石英ガラスに接近し、あるいは接触するので、特に高温となる。もし発光管の中央部付近に保護膜が形成されていないと、封入されている薬品と発光管が反応して発光管が変色したり、発光管の結晶化によって失透が生ずるおそれがある。

然るに、本発明のこの実施形態のように、発光管１１の中央部付近に保護膜が形成されていれば、封入されている薬品と発光管が反応して発光管が変色したり、発光管の結晶化によって失透が生ずることはない。また、発光管の中央部以外、即ち電極に近い部分では、発光管中央部に比して高温にならないので、保護膜が形成されていなくても上記のような薬品との反応や発光管の結晶化が生ずるおそれは少ない。したがって、この部分において、発光管の透過率が低下することを防ぐことが可能である。

本発明の第２の実施形態の発光管部分の断面構造を図２に示す。本発明のこの実施形態では、発光管２１の内側の中央部以外の部分に保護膜２２を設けている。この保護膜は例えば膜厚２００ｎｍで形成され、発光管の中央部付近の電極間距離の２／３幅の部分には形成していない。

発生するアークがストレートであるメタルハライドランプ２０では、発光管の中央部付近に比して電極に近い部分のほうが、アークはガラス管に近いので、この部分が高温になる。したがって、この中央部付近以外の部分で封入されている薬品とガラスのよる反応によって発光管が変色したり、発光管の結晶化による失透などが生ずる恐れがある。しかし、この実施形態のように、発光管２１の中央部２１ａ以外の部分２１ｂに保護膜２２を設けているので、このような、薬品とガラスの反応による変色や、発光管の結晶化である失透などを防止することができる。しかも、保護が必要でない発光管２１の中央部２１ａ付近には保護膜が形成されていないので、発光管の透過率の低下を抑制することができる効果がある。

本発明の第３の実施形態の発光管部分の断面構造を図３に示す。本発明のこの実施形態では、水平点灯型メタルハライドランプ３０の発光管３１の上半球部分３１ａには保護膜３２を設けるが、下半球部分３１ｂには保護膜を設けていない。この場合の保護膜３２は、例えば膜厚が０．１〜１μｍの、窒化ケイ素あるいは炭化ケイ素などの高融点物質から成っている。発光管３１内には、少なくとも１種の金属ハロゲン化物である発光物質及び希ガスが封入されている。

この場合のメタルハライドランプは水平点灯型であるので、アーク３３は、電極３４ａ，３４ｂ間の上方に生じ、アーク３３に最も近接する天頂部分を中心とした上半球部分３１ａに保護膜３２が形成されており、残余の下半球部分３１ｂは発光管３１の内壁面が露出した状態になっている。

一般に、水平点灯型メタルハライドランプでは、熱対流により湾曲したアークが発光管天頂部付近に形成され、発光管の管部を形成するガラスに接近あるいは接触するので、この部分が高温となる。

本発明のこの実施形態では、発光管の上半球部分３１ａには、保護効果が十分得られる厚さの保護膜が形成されている。したがって、発光管天頂部付近の高温となった部分では、封入されている薬品とガラスの反応による変色や、発光管の結晶化である失透などが生じない。一方、発光管のした半球部分３１ｂには、保護膜は形成されていないので、この部分からの発光管の透過率の低下を抑制できる。

この実施形態によれば、発光管の下半球全域の内面に被覆を設けない構造としているため、放出光を取り出し易い発光管中央部において、保護膜による透過率の低下を防ぐことができる。

本発明の第４の実施形態の発光管部分の断面構造を図４に示す。本発明のこの実施形態では、水平点灯型メタルハライドランプ４０の発光管４１において上半球部分４１ａの天頂部４１ｃ付近には最も厚く保護膜４２を設けるが、上半球部分４１ａから下半球部分４１ｂにかけては、保護膜４２をなだらかに薄くして設けている。発光管４１内には、少なくとも１種の金属ハロゲン化物である発光物質及び希ガスが封入される。

天頂部４１ｃ付近の保護膜４２の膜厚は、例えば約０．１〜１μｍである。

一般に、水平点灯型メタルハライドランプでは、熱対流により湾曲したアークが発光管天頂部４１ｃ近傍で発光管のガラスに最も接近あるいは接触するので、この天頂部４１ｃ付近が最も高温となる。しかし、本発明のこの実施形態では、この高温となる部分に保護膜４２が最も厚く形成されているので、封入されている薬品とガラスの反応による変色や失透などが生じない。

一方、天頂部４１ｃ以外の部分ではアークから次第に離れており、保護膜、漸次薄くなっていても、上述のようなガラスの変色や失透などが生ずる恐れはなくなる。また、天頂から天底に行くにつれて、保護膜が薄くなっているので、発光管４１の透過率の低下を少なくすることができる。

この実施形態にでは、発光管上半球部分に厚く形成した保護膜により、ランプ点灯中のアークに対する保護機能を持たせている。この実施形態によれば、発光管の下半球部分は最冷部となるので、発光管内に封入されている金属ハロゲン化物が溜まる。溶融状態あるいは固体状態の金属ハロゲン化物に曝され続ける発光管下半球部分を保護膜で覆い、上記金属ハロゲン化物と石英の反応を防ぐ。なお、下半球部分はアークが接近する上半球部分よりも温度が低く、保護膜の厚さを薄くしても保護効果は充分、得られる。

ところで、図２に示した本発明の第２の実施形態では、発光管の中央部以外の部分に保護膜を設けていた。しかし、図５（ａ）に断面構造、同図（ｂ）の膜厚分布に示すように、発光管５１の極部付近では保護膜５２を最も厚く分布するように設け中央部にかけてなだらかに薄くするように構成することもできる。

また、逆に図６（ａ）に断面構造、（ｂ）の膜厚分布に示すように、発光管６１の中央部では最も厚く極部に行くにしたがってなだらかに薄くなるように、保護膜６２を設けることも可能である。

本発明一実施形態の構成を示す図。 本発明の他の実施形態における発光管内部の構造を示す図。 本発明の更に他の実施形態の構成を示す図。 本発明の更に他の実施形態の構成を示す図。 本発明の更に他の実施形態の構成を示す図。 本発明の更に他の実施形態の構成を示す図。

符号の説明

１０，３０，４０・・・水平点灯型メタルハライドランプ、
１１，２１，３１，４１，５１，６１・・・発光管、
１２，２２，３２，４２，５２，６２・・・保護膜、
１３ａ，１３ｂ・・・リード線、
１４ａ，１４ｂ，３４ａ，３４ｂ・・・電極、
２１ａ・・・中央部、
２１ｂ・・・中央部以外の部分、
３１ａ，４１ａ・・・上半球部分、
３１ｂ，４１ｂ・・・下半球部分、
４１ｃ・・・天頂部、
３３，４３・・・アーク。

Claims (5)

1. 少なくとも金属ハロゲン化物及び希ガスが封入された発光管と、
   この発光管内の両端に設けられ、外部のリード線に接続された１対の電極と、
   この一対の電極間に生ずるアークの近づく前記発光管の内側の部分に設けられた保護膜と、
   を備えて成ることを特徴とするメタルハライドランプ。
2. 少なくとも金属ハロゲン化物及び希ガスが封入される発光管と、
   この発光管内の両端に設けられ、外部のリード線に接続された１対の電極と、
   前記発光管の内側の電極付近で、前記一対の電極の間の距離のほぼ２／３の幅を除いて設けられた保護膜と、
   を備えて成ることを特徴とするメタルハライドランプ。
3. 少なくとも金属ハロゲン化物及び希ガスが封入され、ほぼ水平に置かれる発光管と、
   この発光管内の両端に設けられ、外部のリード線に接続された１対の電極と、
   前記発光管の内側の中央部付近で、前記一対の電極の間の距離のほぼ２／３の幅に設けられた保護膜と、
   を備えて成ることを特徴とする水平点灯型のメタルハライドランプ。
4. 少なくとも金属ハロゲン化物及び希ガスが封入され、ほぼ水平に置かれる発光管と、
   この発光管内の両端に設けられ、外部のリード線に接続された１対の電極と、
   前記発光管の内側で上半球部分に設けられた保護膜と、
   を備えて成ることを特徴とする水平点灯型のメタルハライドランプ。
5. 少なくとも金属ハロゲン化物及び希ガスが封入され、ほぼ水平に置かれる発光管と、
   この発光管内の両端に設けられ、外部のリード線に接続された１対の電極と、
   前記発光管の内側で、上半球部分の天頂部に最も厚く天底に行くにしたがって薄く設けられた保護膜と、
   を備えて成ることを特徴とする水平点灯型のメタルハライドランプ。

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