JP2011238379A - Ceramic metal halide lamp - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To light a ceramic metal-halide lamp while stabilizing arc from initial stage of lighting even if cerium iodide is added to an arc tube as a metal halide.SOLUTION: An arc tube (1) where a light-emitting part (2) and capillaries (3A, 3B) to which a pair of electrode assemblies (6A, 6B) arranged at the opposite ends thereof is inserted are formed of translucent ceramic is contained in a translucent outer tube (10), and cerium iodide is added as a metal halide. In such a ceramic metal-halide lamp (L), a closed-loop arc tube supporting frame (F) equipped with two parallel posts (12R, 12L) extending in the longitudinal direction from the proximal end (10A) side where a base (11) is formed to the distal end (10B) side is fixed by welding to a stem lead (18b) receiving power supply through the base (11), in the outer tube (10). At least a part of one parallel post corresponding to the position of the light-emitting part (2) of the arc tube (1) is constituted of a non-conductive member (23).

Description

本発明は、本発明は、ハロゲン化金属としてヨウ化セリウムが添加されたセラミックメタルハライドランプに関するものである。   The present invention relates to a ceramic metal halide lamp to which cerium iodide is added as a metal halide.

メタルハライドランプは、高圧ナトリウムランプや水銀ランプに比して、最も自然光に近い光が放射されるので演色性に優れており、オフィスや店舗のベース照明としても用いられている。
そして、一般には、ISO8995演色区分1B以上である平均演色評価数Ra=80以上、相関色温度は3000〜4500Kの範囲となる高演色で暖色から白色と言われる範囲の光源が使用されているが、省エネの観点から、より発光効率の高いランプが求められている。
しかしながら、高演色性と高効率は相反する効果であり、演色性を向上させれば発光効率が低下し、発光効率を高くすれば演色性が低下する。
このため、従来のメタルハライドランプは、高効率・高演色を謳っていても、効率重視型または演色性重視型のいずれかに分類されることとなる。
この場合に、一般に、平均演色評価数Ra≧80であれば高演色であると評価され(ISO8995の演色区分1B以上)、発光効率η≧100程度であれば高効率であると評価される。
The metal halide lamp emits light that is closest to natural light compared to a high-pressure sodium lamp or a mercury lamp, and therefore has excellent color rendering properties, and is also used as a base lighting in offices and stores.
In general, a light source having an average color rendering index Ra of 80 or more in ISO 8995 color rendering category 1B or higher and a correlated color temperature in the range of 3000 to 4500 K and a range from warm to white is used. From the viewpoint of energy saving, a lamp with higher luminous efficiency is demanded.
However, high color rendering and high efficiency are contradictory effects. If the color rendering is improved, the luminous efficiency is lowered, and if the luminous efficiency is increased, the color rendering is lowered.
For this reason, the conventional metal halide lamps are classified into either an efficiency-oriented type or a color rendering property-oriented type even if high efficiency and high color rendering are desired.
In this case, generally, if the average color rendering index Ra ≧ 80, it is evaluated as high color rendering (ISO 8995 color rendering category 1B or higher), and if the luminous efficiency η ≧ 100, it is evaluated as high efficiency.

例えば、特許文献1に開示されたDy−Ho−Tm系メタルハライドランプの最高データは、平均演色評価数Ra=87と優れるが、発光効率η=93(lm/W)とやや劣るため、演色性重視型ということができる。   For example, the highest data of the Dy-Ho-Tm metal halide lamp disclosed in Patent Document 1 is excellent with an average color rendering index Ra = 87, but is slightly inferior with luminous efficiency η = 93 (lm / W). It can be said that it is an important type.

また、特許文献2に開示されたNa−Ce系メタルハライドランプは、Ceの強烈な緑色発光により平均発光効率η=123(lm/W)と優れるが、平均演色評価数Ra=60とやや劣るため、効率重視型ということができる(特許文献2[0049]参照)。   The Na—Ce-based metal halide lamp disclosed in Patent Document 2 is excellent with an average luminous efficiency η = 123 (lm / W) due to intense green light emission of Ce, but is slightly inferior with an average color rendering index Ra = 60. It can be said that it is an efficiency-oriented type (see Patent Document 2 [0049]).

さらに、特許文献2[0082]には「NaI以外にも、所望のランプ特性に応じて適宜、ディスプロシウム(Dy)、ツリウム(Tm)、ホルミウム(Ho)、タリウム(Tl)等を発光物質として添加してもよい。」と記載されているが、これらの物質を加えてNa−Ce系メタルハライドランプの発光封入物質の比率を調整しても、Ceの強烈な緑色発光を抑えてRa=70以上にすることは困難であるだけでなく、発光物質としてDy、Tm、Ho、Tlを添加していくと、特許文献1のランプ特性に近づき発光効率は低下してしまう。   Further, Patent Document 2 [0082] states that “in addition to NaI, dysprosium (Dy), thulium (Tm), holmium (Ho), thallium (Tl), etc. are appropriately used depending on the desired lamp characteristics. However, even if these substances are added to adjust the ratio of the luminescent encapsulating substance of the Na—Ce metal halide lamp, the intense green light emission of Ce is suppressed and Ra = Not only is it difficult to make it 70 or more, but when Dy, Tm, Ho, and Tl are added as light emitting substances, the lamp characteristics of Patent Document 1 are approached and the light emission efficiency is lowered.

一方、従来の高演色セラミックメタルハライドランプは、発光管を収納する透光性外管を真空にして発光管の保温効果を高めることにより高演色性・高発光効率を実現しているが、この場合、消灯時に発光管が冷却されにくいことから、消灯後再度点灯されるまでの再始動時間が25分から30分ほどかかっており、これを15分程度まで短縮することが望まれている。   On the other hand, conventional high color rendering ceramic metal halide lamps achieve high color rendering and high luminous efficiency by increasing the heat insulation effect of the arc tube by evacuating the translucent outer tube that houses the arc tube. Since the arc tube is difficult to be cooled when the lamp is turned off, it takes about 25 to 30 minutes to restart the lamp after it is turned off, and it is desired to reduce this to about 15 minutes.

始動パルス電圧を高めることで再始動時間を短縮することもできるが、試作ランプにおいて透光性外管内を真空とし、15分以内に再始動できるパルス電圧を測定したところ、3kV以上の高電圧パルスが必要だとわかった。
最近の安全・安心指向重視の使用環境においては、始動電圧もせいぜい1〜1.5kV程度が適当と考えられている。水銀灯安定器で点灯する低始動電圧タイプの一般照明用ランプにおいては、3kVの高電圧パルスを発生させることは安全性の面で避けることが望ましい。
Although it is possible to shorten the restart time by increasing the starting pulse voltage, when a pulse voltage that can be restarted within 15 minutes was measured in a prototype lamp with a vacuum inside the translucent outer tube, a high voltage pulse of 3 kV or higher I found that it was necessary.
In the recent usage environment that emphasizes safety and security, it is considered that a starting voltage of about 1 to 1.5 kV is appropriate. In a general lighting lamp of a low starting voltage type that is lit by a mercury lamp ballast, it is desirable to avoid generating a high voltage pulse of 3 kV in terms of safety.

そこで、本発明者は、メタルハライドランプにおいて相反する効果である高演色性及び高効率を両立させ、具体的には、平均演色評価数Ra≧80という高演色性を維持しつつ、発光効率η≧100(lm/W)という高効率を達成すると共に、従来ランプと同程度の始動パルス電圧で再始動時間を短縮させるランプを開発した(特願2009−148358号参照)。   Therefore, the present inventor has achieved both high color rendering and high efficiency, which are contradictory effects in a metal halide lamp, and specifically, the luminous efficiency η ≧ while maintaining the high color rendering of an average color rendering index Ra ≧ 80. A lamp has been developed that achieves a high efficiency of 100 (lm / W) and shortens the restart time with a starting pulse voltage comparable to that of a conventional lamp (see Japanese Patent Application No. 2009-148358).

このランプ20は、図3に示すように、ハロゲン化金属、水銀及び始動用希ガスを封入した発光部2と、その両端に配置されるキャピラリ3A、3Bとを透光性セラミックで形成した発光管1が、透光性外管10内に収納されている。
発光管内径はキャピラリ3A及び3Bの部分ではほぼ一定だが、発光部ではその中央部に向かって拡径している。このように発光管内径が拡径を始める位置を発光部2とキャピラリ3Aまたは3Bとの境界としている。
発光部2の両端に形成されたキャピラリ3A、3Bには、電極5A、5Bを備えた一対の電極アセンブリ6A、6Bが挿通されて気密にシールされている。
そして、外管10内には、口金11が形成された外管10の基端10A側から発光管1の両側を通り先端10B側までその長手方向に沿って延びる二本の並行支柱12R,12Lの先端に位置決め金具13が溶接された閉ループ型の給電兼用発光管支持フレーム21が配されている。
As shown in FIG. 3, the lamp 20 has a light emitting part 2 in which a metal halide, mercury and a starting rare gas are sealed, and capillaries 3A and 3B arranged at both ends thereof, which are formed of a translucent ceramic. The tube 1 is accommodated in the translucent outer tube 10.
The inner diameter of the arc tube is substantially constant in the capillaries 3A and 3B, but the diameter increases in the center of the light emitting portion. In this way, the position where the inner diameter of the arc tube starts to expand is defined as the boundary between the light emitting portion 2 and the capillary 3A or 3B.
A pair of electrode assemblies 6A and 6B including electrodes 5A and 5B are inserted into capillaries 3A and 3B formed at both ends of the light emitting unit 2, and are hermetically sealed.
In the outer tube 10, two parallel struts 12 </ b> R and 12 </ b> L extending along the longitudinal direction from the base end 10 </ b> A side of the outer tube 10 in which the base 11 is formed to both sides of the arc tube 1 to the tip 10 </ b> B side. A closed loop type power feeding and combined arc tube support frame 21 in which a positioning fitting 13 is welded is disposed at the tip of the tube.

この支持フレーム21は、両端を外管先端側に折り曲げて形成された二本の並行支柱12R,12Lの先端側に、外管先端10Bに内面当接されて支持フレーム21の位置ずれを防ぐリング状の位置決め金具13が溶接されて図3の方向から見て方形の閉ループ型に形成され、一対のサポートディスク16A、16Bを介して発光管1を支持している。
支持フレーム21は、閉ループ型に形成されているため剛性が高く、外力が作用しても変形しにくく、搬送中にランプ20に外力が作用して振動したときなどに支持フレーム21の変形などに起因して発光管1が位置ずれしたり、その両端に形成された強度的に弱いキャピラリ3A、3Bが破損することがない。
特に、始動器内蔵型のランプにあっては、支持フレーム21に回路部品が取り付けられるため、支持フレーム21の剛性が高ければ、振動などの影響により始動回路が破壊されることが少ない。
This support frame 21 is a ring that prevents the displacement of the support frame 21 by being abutted on the inner surface of the outer tube tip 10B on the tip side of two parallel columns 12R, 12L formed by bending both ends to the outer tube tip side. 3 is welded to form a square closed loop when viewed from the direction of FIG. 3, and the arc tube 1 is supported via a pair of support disks 16A and 16B.
Since the support frame 21 is formed in a closed loop type, it has high rigidity and is difficult to be deformed even when an external force is applied. When the support frame 21 vibrates due to an external force acting on the lamp 20 during transportation, the support frame 21 is deformed. As a result, the arc tube 1 is not displaced, and the weakly formed capillaries 3A and 3B formed at both ends thereof are not damaged.
In particular, in a lamp with a built-in starter, circuit components are attached to the support frame 21. Therefore, if the support frame 21 has high rigidity, the start circuit is less likely to be destroyed due to the influence of vibration or the like.

そして、口金11内側に形成されたステム14には、当該口金14を介して電力供給を受ける一対のステムリード18A,18Bが立設されており、発光管1のキャピラリ3Aから突出した一方の電極リード7Aが一方のステムリード18Aに接続され、他方の電極リード7Bが、他方のステムリード18Bに溶接された支持フレーム21の先端側に取り付けられた金属リード22を介して給電されるようになっている。   The stem 14 formed inside the base 11 is provided with a pair of stem leads 18A and 18B that receive power supply via the base 14, and one electrode protruding from the capillary 3A of the arc tube 1 is provided. The lead 7A is connected to one stem lead 18A, and the other electrode lead 7B is supplied with power through a metal lead 22 attached to the distal end side of the support frame 21 welded to the other stem lead 18B. ing.

すなわち、導体である支持フレーム21は口金10が形成された外管10の基端10A側から、発光管1の電極リード7Bが配置される先端10B側まで延びているので、このフレーム21を給電部材として用いることが従来の技術常識であった。   That is, the support frame 21 that is a conductor extends from the base end 10A side of the outer tube 10 on which the base 10 is formed to the front end 10B side where the electrode lead 7B of the arc tube 1 is disposed. It has been conventional technical common sense to use as a member.

また、発光管内には、ハロゲン化金属として、少なくともヨウ化ツリウム、ヨウ化タリウム、ヨウ化ナトリウム及びヨウ化カルシウムが封入されると共に、ヨウ化ナトリウム及びヨウ化カルシウムが、全ハロゲン化金属に対して夫々40〜80%及び30%未満のモル比率で封入されている。
そして必要に応じ、例えば発光効率を向上させる場合には、ヨウ化セリウムが全ハロゲン化金属に対して5%以下のモル比率で封入される。
The arc tube contains at least thulium iodide, thallium iodide, sodium iodide and calcium iodide as the metal halide, and sodium iodide and calcium iodide are contained in the total metal halide. Each is encapsulated in a molar ratio of 40-80% and less than 30%.
If necessary, for example, when improving the luminous efficiency, cerium iodide is enclosed in a molar ratio of 5% or less with respect to the total metal halide.

このランプ20にヨウ化セリウムを加えた場合は、安定点灯すれば演色性・発光効率に優れたランプとなるが、垂直点灯させた場合に、点灯初期の数十時間の間、アークが安定せず、アークが曲がるアーク揺れを生じたり、ランプ電圧が大きく変化して、発光色が変化したり立消えを生ずる場合があることが判明した。これはセリウムを入れたランプで見られる特有な現象である。   When cerium iodide is added to this lamp 20, if it is lit stably, it becomes a lamp with excellent color rendering properties and luminous efficiency. However, when it is lit vertically, the arc is stabilized for several tens of hours at the beginning of lighting. In other words, it has been found that the arc may be bent, the arc voltage may be changed, or the lamp voltage may be greatly changed to change the emission color or cause the lamp to disappear. This is a unique phenomenon seen with lamps containing cerium.

すなわち、発光管1の先端側の電極5Bに対して閉ループ型の支持フレーム21の先端側に接続した金属リード22を介して給電しているため、ステム14に立てられたステムリード18Bから二本の並行支柱12R、12Lを介して金属リード22に達する二つの給電ルートが形成されることとなる。
したがって、給電を開始し、例えば、図4に示すように、各並行支柱12R、12Lに矢印A方向に電流が流れると、磁界B、Bが形成され、その磁界B、B中に発光部2が位置する。
That is, since power is supplied to the electrode 5B on the distal end side of the arc tube 1 via the metal lead 22 connected to the distal end side of the closed loop type support frame 21, two wires are provided from the stem lead 18B standing on the stem 14. Two power supply routes reaching the metal lead 22 through the parallel columns 12R and 12L are formed.
Therefore, to start the power supply, for example, as shown in FIG. 4, the parallel struts 12R, a current flows in the arrow A 1 direction 12L, the magnetic field B 1, B 2 are formed, the magnetic field B 1, B 2 The light emitting part 2 is located inside.

電極5A、5B間のアークは矢印A方向に電流が流れるため、アークに対しては、フレミング左手の法則により夫々の並行支柱12R、12Lから離れる方向に力W、Wが働く。
すなわち、このとき、並行支柱12R、12Lの中間部分で全く反対方向の二つの磁界B、Bが作用しているので、アークに対しても、反対向きの二つの力W、Wが同時に作用する。
次いで、交流により極性が反転され、各並行支柱12R、12Lに反矢印A方向に電流が流れ、電極5A、5B間で反矢印A方向に電流が流れても、並行支柱12R、12Lの中間部分で全く反対方向の二つの磁界が生成され、アークに対して夫々の並行支柱12R、12Lから離れる方向に力が働くので、同様の現象が生ずる。
そのため、アークは両側から押されるので、その力の方向(図4で見て左右方向)には行き場がなくなり、これに直交する方向(図4で見て紙面の手前側か又は奥側の方向)に曲がり不安定な状態になる。
しかも、セリウム入りの場合点灯初期には発光管内に存在する余剰添加物が均等に蒸発していないためか、アーク放電の道筋が安定しない。このように力のバランスが微妙に崩れることによりアークが行ったり来たりを繰り返してアーク揺れを生じていると考えられる。
Since the electrode 5A, the arc between 5B current flows in the arrow A 2 direction, relative to an arc, each of the parallel struts 12R by Fleming's left hand rule, force W 1 in a direction away from the 12L, W 2 acts.
That is, at this time, since the two magnetic fields B 1 and B 2 in the opposite directions are acting at the intermediate portions of the parallel struts 12R and 12L, the two forces W 1 and W 2 in the opposite directions are also applied to the arc. Act simultaneously.
Then, the polarity is inverted by an alternating current, the parallel struts 12R, current flows in opposite to the arrow A 1 direction 12L, electrodes 5A, even when the current flows in opposite to the arrow A 2 direction between 5B, parallel struts 12R, the 12L A similar phenomenon occurs because two magnetic fields in exactly opposite directions are generated in the middle part, and a force acts on the arc in a direction away from the respective parallel struts 12R and 12L.
Therefore, since the arc is pushed from both sides, there is no place to go in the direction of the force (left-right direction as viewed in FIG. 4), and the direction perpendicular to this (the direction toward the front or back of the page as viewed in FIG. 4). ) Turns into an unstable state.
Moreover, in the case of containing cerium, the arc discharge route is not stable because the excess additive present in the arc tube does not evaporate evenly at the beginning of lighting. Thus, it is considered that the arc oscillates by repeating the arcs coming and going due to the delicate balance of the force.

特開2003−187744号公報JP 2003-187744 A 特開2003−086130号公報JP 2003-086130 A

そこで、本発明は、閉ループ型の支持フレームが形成されている場合に、ヨウ化セリウムを発光管に添加しても、点灯初期からアークを安定できるようにすることを技術的課題としている。   Therefore, the present invention has a technical problem to make it possible to stabilize the arc from the beginning of lighting even when cerium iodide is added to the arc tube when a closed-loop support frame is formed.

この課題を解決するために、本発明は、ハロゲン化金属、水銀及び始動用希ガスを封入した発光部と、その両端に配置される一対の電極アセンブリを挿通したキャピラリとを透光性セラミックで形成した発光管が、透光性外管内に収納されると共に、前記ハロゲン化金属として少なくともヨウ化セリウムが添加されたセラミックメタルハライドランプにおいて、前記外管の口金が形成された基端側から発光管の両側を通り先端側までその長手方向に沿って延びる二本の並行支柱を備えた閉ループ型の発光管支持フレームが、口金を介して電力供給を受けるステムリードに溶接固定されて外管内に配されると共に、前記並行支柱のうち1本は、少なくとも前記発光管の発光部位置に対応する部分が、非導電性部材で構成されていることを特徴としている。   In order to solve this problem, the present invention is a translucent ceramic comprising a light emitting part enclosing a metal halide, mercury and a starting rare gas, and capillaries through which a pair of electrode assemblies arranged at both ends thereof are inserted. In the ceramic metal halide lamp in which the formed arc tube is housed in the translucent outer tube and at least cerium iodide is added as the metal halide, the arc tube is formed from the base end side where the cap of the outer tube is formed. A closed-loop arc tube support frame with two parallel struts extending along the longitudinal direction through both sides of the tube to the tip side is welded and fixed to the stem lead that receives power supply through the base, and is arranged in the outer tube. And one of the parallel struts is characterized in that at least a portion corresponding to the position of the light emitting portion of the arc tube is made of a non-conductive member. To have.

本発明に係るセラミックメタルハライドランプによれば、発光管を支持する閉ループ型の支持フレームが配されている場合に、この支持フレームの一部を非導電性部材としている。
これにより、発光管の両側に位置する二本の並行支柱の一方のみに電流が流れるので、並行支柱間に反対方向の磁界が形成されることがない。
通電されているほうの並行支柱の周りに磁界が形成されるが、アークが形成される部分に一方向の磁界しか形成されないので、その磁界の影響を受けても、アークが不安定になることが少ない。
支持フレームが閉ループ型に形成されているため外力が作用しても変形しにくく、発光管の両端に形成された強度的に弱いキャピラリを支持する場合に、搬送中にランプに外力が作用して振動したときなどにフレームの変形などに起因して発光管が位置ずれしたり、破損したりすることがない。
また、始動器内蔵型のランプにあっては、閉ループ型の支持フレームに取り付けられた始動回路部品が、フレームの変形により破壊されることがない。
According to the ceramic metal halide lamp of the present invention, when a closed loop type support frame that supports the arc tube is disposed, a part of the support frame is used as a non-conductive member.
Thereby, since a current flows through only one of the two parallel columns positioned on both sides of the arc tube, a magnetic field in the opposite direction is not formed between the parallel columns.
A magnetic field is formed around the parallel columns that are energized, but only one direction of the magnetic field is formed in the part where the arc is formed, so that the arc becomes unstable even under the influence of the magnetic field. Less is.
Since the support frame is formed in a closed loop type, it is difficult to deform even when an external force is applied. When supporting a weakly formed capillary formed at both ends of the arc tube, the external force acts on the lamp during transportation. The arc tube will not be displaced or damaged due to deformation of the frame when it vibrates.
Further, in the starter built-in type lamp, the starter circuit component attached to the closed loop type support frame is not destroyed by the deformation of the frame.

本発明に係るセラミックメタルハライドランプの一例を示す説明図。Explanatory drawing which shows an example of the ceramic metal halide lamp which concerns on this invention. その通電時にアークに作用する力を示す図。The figure which shows the force which acts on an arc at the time of the electricity supply. 従来のセラミックメタルハライドランプを示す説明図。Explanatory drawing which shows the conventional ceramic metal halide lamp. その通電時にアークに作用する力を示す図。The figure which shows the force which acts on an arc at the time of the electricity supply.

ヨウ化セリウムを発光管に添加しても、点灯初期からアークを安定できるようにするという目的を達成するために、ハロゲン化金属、水銀及び始動用希ガスを封入した発光部と、その両端に配置される一対の電極アセンブリを挿通したキャピラリとを透光性セラミックで形成した発光管が、透光性外管内に収納されると共に、前記ハロゲン化金属としてヨウ化セリウムが添加されたセラミックメタルハライドランプにおいて、口金が形成された外管の基端側から発光管の両側を通り先端側までその長手方向に沿って延びる二本の並行支柱を備えた閉ループ型の発光管支持フレームが、口金を介して電力供給を受けるステムリードに溶接固定されて外管内に配設されると共に前記並行支柱のうち1本は、少なくとも前記発光管の発光部位置に対応する部分が、非導電性部材となるように構成する。   Even if cerium iodide is added to the arc tube, in order to achieve the purpose of stabilizing the arc from the beginning of lighting, a light emitting portion in which metal halide, mercury and a starting rare gas are sealed, and both ends thereof A ceramic metal halide lamp in which a light-emitting tube formed of a translucent ceramic with a capillary inserted through a pair of electrode assemblies is housed in a translucent outer tube and cerium iodide is added as the metal halide A closed-loop arc tube support frame having two parallel struts extending along the longitudinal direction from the base end side of the outer tube on which the base is formed to both sides of the arc tube to the distal end side is provided via the base. One of the parallel struts is attached at least to the position of the light emitting portion of the arc tube. Portion is configured to be a non-conductive member.

図1に示すセラミックメタルハライドランプLは、片端に口金11を形成した透光性外管10内に、発光管1と、その電極5A,5B間に始動電圧を供給する非線形セラミックコンデンサなどからなる始動器9が配されている。
発光管1は、楕円の長軸を回転軸として回転させたような略楕円球状に形成された発光部2の長軸方向両端側に、一対のキャピラリ3A、3Bが角隅部のない遷移曲面4を介して連続的に形成されており、発光部2には、ハロゲン化金属、水銀及び始動用希ガスが封入されている。
発光管内径はキャピラリ3A及び3Bの部分ではほぼ一定だが、発光部ではその中央部に向かって拡径している。このように発光管内径が拡径を始める位置を発光部2とキャピラリ3Aまたは3Bとの境界としている。
A ceramic metal halide lamp L shown in FIG. 1 includes a luminous tube 1 and a non-linear ceramic capacitor for supplying a starting voltage between its electrodes 5A and 5B in a translucent outer tube 10 having a base 11 formed at one end. A vessel 9 is arranged.
The arc tube 1 has a transition curved surface in which a pair of capillaries 3A and 3B have no corners at both ends in the major axis direction of the light emitting unit 2 formed in a substantially elliptical shape that is rotated about the major axis of the ellipse. 4, the light emitting section 2 is filled with a metal halide, mercury, and a starting rare gas.
The inner diameter of the arc tube is substantially constant in the capillaries 3A and 3B, but the diameter increases in the center of the light emitting portion. In this way, the position where the inner diameter of the arc tube starts to expand is defined as the boundary between the light emitting portion 2 and the capillary 3A or 3B.

本例の発光管1は、発光部2とキャピラリ3A、3Bを透光性アルミナの粉末圧縮体を型取りして一体成形した所謂1ピースタイプのものを用いている。
発光部2の両端に形成されたキャピラリ3A、3Bには、電極5A、5Bを備えた一対の電極アセンブリ6A、6Bが挿通されて、そのキャピラリ3A、3Bの両端が、電気絶縁性を有するフリットガラスなどのシール材によって気密にシールされると同時に、該シール材によって電極アセンブリ6A、6Bが、キャピラリ3A、3B内の定位置に固定されている。
The arc tube 1 of this example uses a so-called one-piece type in which the light emitting part 2 and the capillaries 3A and 3B are integrally molded by molding a powdered compact of translucent alumina.
A pair of electrode assemblies 6A and 6B having electrodes 5A and 5B are inserted into the capillaries 3A and 3B formed at both ends of the light emitting unit 2, and both ends of the capillaries 3A and 3B are electrically insulated frit. At the same time as being hermetically sealed by a sealing material such as glass, the electrode assemblies 6A and 6B are fixed at fixed positions in the capillaries 3A and 3B by the sealing material.

なお、発光部2には、ハロゲン化金属として、少なくともヨウ化ツリウム(TmI)、ヨウ化タリウム(TlI)、ヨウ化ナトリウム(NaI)及びヨウ化カルシウム(CaI)が封入されると共に、ヨウ化ナトリウム(NaI)及びヨウ化カルシウム(CaI)が、全ハロゲン化金属に対して夫々40〜80%及び30%未満のモル比率で封入されている。
また、ヨウ化セリウム(CeI)が全ハロゲン化金属に対して5%以下のモル比率で封入されている。
Note that the light emitting portion 2, a metal halide, at least iodide thulium (TmI 3), thallium iodide (TlI), along with sodium iodide (NaI) and calcium iodide (CaI 2) is enclosed, iodine Sodium iodide (NaI) and calcium iodide (CaI 2 ) are encapsulated in molar ratios of 40-80% and less than 30%, respectively, with respect to the total metal halide.
Further, cerium iodide (CeI 3 ) is enclosed in a molar ratio of 5% or less with respect to the total metal halide.

また、外管10内には、口金11が形成された外管10の基端10A側から先端10B側までその長手方向に沿って延びる二本の並行支柱12R,12Lを備えた閉ループ型の発光管支持フレームFが配されている。
この支持フレームFは、金属線状部材12の両端を外管10の先端10B側に向かって折り曲げることにより長さの等しい二本の並行支柱12R,12Lが形成され、その先端に、外管先端10Bの内面に当接されてフレーム先端の位置ずれを防ぐリング状の位置決め金具13が溶接されることにより、図1で見て方形の閉ループ型に形成されている。
Further, in the outer tube 10, a closed-loop type light emission provided with two parallel columns 12 R and 12 L extending along the longitudinal direction from the base end 10 A side to the tip end 10 B side of the outer tube 10 in which the base 11 is formed. A tube support frame F is arranged.
This support frame F is formed with two parallel struts 12R, 12L having the same length by bending both ends of the metal linear member 12 toward the tip 10B side of the outer tube 10, and at the tip thereof, the outer tube tip A ring-shaped positioning fitting 13 that is brought into contact with the inner surface of 10B and prevents the position of the frame tip from being displaced is welded to form a square closed-loop type as viewed in FIG.

ただし二本の並行支柱のうち、並行支柱12Rの一部は非導電性のセラミック棒で構成されている。セラミック棒は、発光部2の位置を外周方向に広げたときに並行支柱12Rと接触する範囲より少し長めにするのが良い。すなわち発光部位置を外周方向に広げた空間には給電線の機能をはたす導電線は1本しか存在しない。原理的には発光管1の点灯時にアークが発生している位置に対応する範囲のみがセラミック棒に置き換えられていれば本発明の効果は発揮されるが、実用上、部品の位置公差なども勘案すると、少なくとも発光部2に対応する範囲をセラミック棒に置き換えておくことで、本発明の効果が確実に発揮される。並行支柱12Rの導電部と非導電部との接続は、例えばカーボン抵抗器両端のリード線接続方法と同じく、非導電部であるセラミック棒に金属キャップをカシメ固定した上、この金属キャップと並行支柱12Rの導電部である金属線とを突合せ溶接により接続すればいい。   However, of the two parallel struts, a part of the parallel strut 12R is made of a non-conductive ceramic rod. The ceramic rod is preferably slightly longer than the range in contact with the parallel struts 12R when the position of the light emitting unit 2 is expanded in the outer peripheral direction. That is, there is only one conductive line that functions as a power supply line in the space where the light emitting portion position is extended in the outer peripheral direction. In principle, if the range corresponding to the position where the arc is generated when the arc tube 1 is lit is replaced with the ceramic rod, the effect of the present invention can be obtained. In consideration, at least the range corresponding to the light emitting portion 2 is replaced with a ceramic rod, so that the effect of the present invention is reliably exhibited. The connection between the conductive portion and the non-conductive portion of the parallel strut 12R is performed by, for example, fixing the metal cap to the ceramic rod that is the non-conductive portion and fixing the metal cap and the parallel strut in the same manner as the lead wire connecting method at both ends of the carbon resistor. What is necessary is just to connect the metal wire which is a 12R electroconductive part by butt welding.

そして、二本の並行支柱12R,12Lには、一対のサポートディスク16A、16Bが取り付けられ、その中心に形成された挿通孔(図示せず)にキャピラリ3A、3Bが挿通されて発光管1が取り付け支持されると共に、このディスク16A、16Bに透光性スリーブ17が発光部2を囲むように固定されている。   A pair of support disks 16A and 16B are attached to the two parallel struts 12R and 12L, and the capillaries 3A and 3B are inserted into insertion holes (not shown) formed at the centers thereof, so that the arc tube 1 is installed. The translucent sleeve 17 is fixed to the discs 16 </ b> A and 16 </ b> B so as to surround the light emitting unit 2.

そして、口金11内側に形成されたステム14には、当該口金14を介して電力供給を受ける一対のステムリード18A,18Bが立設されており、発光管1のキャピラリ3Aから突出した一方の電極リード7Aは一方のステムリード18Aに接続される。他方の電極リード7Bは、他方のステムリード18Bに溶接された支持フレームFの口金11側から並行支柱12Lのみを通り、支持フレームFの先端側に取り付けられた金属リード22を介して給電されるようになっている。
さらに、前記始動器9は、電力供給リード7A、7B間に電気的に接続されている。
The stem 14 formed inside the base 11 is provided with a pair of stem leads 18A and 18B that receive power supply via the base 14, and one electrode protruding from the capillary 3A of the arc tube 1 is provided. The lead 7A is connected to one stem lead 18A. The other electrode lead 7B is fed with power from the base 11 side of the support frame F welded to the other stem lead 18B through only the parallel strut 12L and through the metal lead 22 attached to the front end side of the support frame F. It is like that.
Further, the starter 9 is electrically connected between the power supply leads 7A and 7B.

以上が本発明の一構成例であって、次にその作用について説明する。
セラミックメタルハライドランプLの口金11を灯具ソケット(図示せず)に装着し、スイッチ(図示せず)をオンすると、電極5A、5B間にランプ電流が流れて点灯する。
このとき、並行支柱12Rの発光部2付近には非導電性部材23が設けられているため電流は流れないし磁界の影響も受けない。
The above is one configuration example of the present invention, and the operation thereof will be described next.
When the base 11 of the ceramic metal halide lamp L is mounted on a lamp socket (not shown) and a switch (not shown) is turned on, a lamp current flows between the electrodes 5A and 5B and the lamp is turned on.
At this time, since the non-conductive member 23 is provided in the vicinity of the light emitting portion 2 of the parallel support 12R, the current does not flow or is not affected by the magnetic field.

したがって、図2に示すように、アークが形成される電極5A,5B間に磁界を形成する要素としては、一本の並行支柱12Lが存在するのみであり、その並行支柱12Lに例えば矢印A方向にランプ電流が供給されると、並行支柱12Lの周りに磁界Bが形成される。
電極5A、5B間にはアークが形成されているので、磁界B中に給電ワイヤ8を流れる電流とは反対の矢印A方向に電流が流れることになり、アークに対しては、フレミング左手の法則により並行支柱12Lから離れる方向の力Wが働く。
Therefore, as shown in FIG. 2, there is only one parallel column 12L as an element that forms a magnetic field between the electrodes 5A and 5B where the arc is formed, and the parallel column 12L has, for example, an arrow A 1. When the lamp current is supplied in the direction, a magnetic field B is formed around the parallel support 12L.
Electrodes 5A, since it is formed arc is between 5B, will flow a current in the opposite arrow A 2 direction to the current flowing through the power supply wire 8 in a magnetic field B, and the arc, Fleming left hand A force W in a direction away from the parallel strut 12L works according to the law.

また、その並行支柱12Lに例えば反矢印A方向にランプ電流が供給されると、給電ワイヤ8の周りに磁界Bとは反対向きの磁界が形成されるが、電極5A、5B間にアークが生成されると、電極5A,5B間には並行支柱12Lを流れる電流とは反対の反矢印A方向に電流が流れることになり、アークに対しては、フレミング左手の法則により並行支柱12Lから離れる方向の力Wが働く。 Further, when the lamp current to the parallel strut 12L for example, opposite to the arrow A 1 direction is supplied, although the magnetic field B around the feed wire 8 magnetic field opposite is formed, the electrodes 5A, the arc between 5B Once generated, the electrodes 5A, will flow a current in opposite to the arrow a 2 direction opposite to the current flowing through the parallel strut 12L is between 5B, for the arc, from the parallel strut 12L by Fleming's left-hand rule The force W in the direction of leaving works.

すなわち、いずれの方向にランプ電流が流れても、アークに対しては、並行支柱12Lから離れる同一方向の力Wが作用するのみで、反対方向(並行支柱12Lに近づく方向)の力が同時に作用したり、交流ランプ電流により交番的に作用して複数の方向に順次引っ張られたりすることがないので、アークが不安定になりにくいという作用効果を奏する。   That is, no matter which direction the lamp current flows, only the force W in the same direction away from the parallel support 12L acts on the arc, and the force in the opposite direction (direction approaching the parallel support 12L) acts simultaneously. Therefore, the arc does not act in an alternating manner by an alternating lamp current and is not pulled sequentially in a plurality of directions.

以上述べたように、本発明は、オフィスや店舗のベース照明として用いられるセラミックメタルハライドランプの用途に適用できる。   As described above, the present invention can be applied to the use of a ceramic metal halide lamp used as base lighting in an office or a store.

L………セラミックメタルハライドランプ
1………発光管
2………発光部
3A、3B………キャピラリ
5A、5B………電極
6A、6B………電極アセンブリ
10………外管
11………口金
10A………基端
10B………先端
12R、12L………並行支柱
F………支持フレーム
L ... Ceramic metal halide lamp 1 ... Arc tube
2 ... Light emitting part
3A, 3B ......... Capillary 5A, 5B ......... Electrodes
6A, 6B ......... Electrode assembly 10 ......... Outer tube 11 ......... Base 10A ......... Base end 10B ......... Tip 12R, 12L ......... Parallel column F ......... Support frame

Claims (2)

ハロゲン化金属、水銀及び始動用希ガスを封入した発光部と、その両端に配置される一対の電極アセンブリを挿通したキャピラリとを透光性セラミックで形成した発光管が、透光性外管内に収納されると共に、前記ハロゲン化金属として少なくともヨウ化セリウムが添加されたセラミックメタルハライドランプにおいて、
前記外管の口金が形成された基端側から発光管の両側を通り先端側までその長手方向に沿って延びる二本の並行支柱を備えた閉ループ型の発光管支持フレームが、口金を介して電力供給を受けるステムリードに溶接固定されて外管内に配されると共に、前記並行支柱のうち1本は、少なくとも前記発光管の発光部位置に対応する部分が、非導電性部材で構成されていることを特徴とするセラミックメタルハライドランプ。
An arc tube formed of a translucent ceramic with a light emitting part enclosing a metal halide, mercury, and a rare gas for starting, and a capillary inserted through a pair of electrode assemblies arranged at both ends of the light emitting part is provided in the translucent outer tube. In a ceramic metal halide lamp that is housed and to which at least cerium iodide is added as the metal halide,
A closed-loop arc tube support frame having two parallel struts extending along the longitudinal direction from the base end side where the cap of the outer tube is formed to both sides of the arc tube to the distal end side is provided via the cap. At least one portion of the parallel struts corresponding to the position of the light emitting portion of the arc tube is made of a non-conductive member. A ceramic metal halide lamp characterized by
前記発光管は、略楕円面状に形成された前記発光部の長軸方向両端側に前記キャピラリが角隅部のない遷移曲面を介して連続的に形成された請求項1記載のセラミックメタルハライドランプ。   2. The ceramic metal halide lamp according to claim 1, wherein the arc tube has the capillaries continuously formed through transition curved surfaces having no corners at both ends in the major axis direction of the light emitting portion formed in a substantially elliptical shape. .
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