JP2012160330A - Metal halide lamp, and metal halide lamp lighting device - Google Patents

Metal halide lamp, and metal halide lamp lighting device Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a metal halide lamp arranged to have a longer life by preventing a metal halide from going into a sealed part, and a metal halide lamp lighting device arranged so that a trouble in a sealed part of a metal halide lamp is avoided even in a case where a power-supply unit for lighting a lamp switches current to turn on the lamp.SOLUTION: The metal halide lamp comprises: an arc tube made of quartz glass having therein iron as a luminescent material; holding cylinders for supporting stem parts of electrodes at both ends of the arc tube respectively; and sealed parts each having a molybdenum foil buried therein. If the length of the holding cylinders is represented by L(mm), and a current of the lamp is represented by I(A), L/I(mm/A) is 0.17 or larger. Further, at least one of tin, bismuth, gallium, lead and zinc is sealed in the arc tube. The metal halide lamp lighting device has the metal halide lamp and a power-supply unit.

Description

本発明はメタルハライドランプおよびメタルハライドランプ点灯装置に関する。   The present invention relates to a metal halide lamp and a metal halide lamp lighting device.

液晶ディスプレイパネルの製造工程においてガラス基板を貼り合わせる際、ガラス基板とガラス基板の間に塗布されたシール剤を硬化するための紫外線光源としてロングアーク型のメタルハライドランプが好適に利用されている。かかる製造工程においては、棒状のメタルハライドランプとその背面に配置された反射ミラーとを備えた点灯装置が使用される。   When bonding a glass substrate in the manufacturing process of a liquid crystal display panel, a long arc type metal halide lamp is preferably used as an ultraviolet light source for curing a sealant applied between the glass substrate. In such a manufacturing process, a lighting device including a rod-shaped metal halide lamp and a reflection mirror disposed on the back surface thereof is used.

図4にこの装置を示す。ランプハウス60内にメタルハライドランプ61が配置される。メタルハライドランプ61の上方には反射ミラー62が配置されており、ランプからの放射光は下方に設置されたワークWに照射する。ワークWは上述したようにガラス基板63とガラス基板64の間にシール剤65が塗布されたものである。
このような用途においてはシール剤65の特性に由来して波長300〜400nm域の紫外線照射が要求されており、上記波長帯において良好な光放射が得られる鉄を発光管内部に封入したメタルハライドランプ61が好適に使用されている。
FIG. 4 shows this apparatus. A metal halide lamp 61 is disposed in the lamp house 60. A reflection mirror 62 is disposed above the metal halide lamp 61, and the radiated light from the lamp irradiates the work W installed below. As described above, the workpiece W is obtained by applying the sealing agent 65 between the glass substrate 63 and the glass substrate 64.
In such an application, ultraviolet irradiation in the wavelength region of 300 to 400 nm is required due to the characteristics of the sealing agent 65, and a metal halide lamp in which iron that provides good light emission in the above wavelength band is sealed inside the arc tube. 61 is preferably used.

近時、上述した液晶ディスプレイパネルの製造工程では、製造時にかかる電力量を低く抑えることを目的として、メタルハライドランプの入力電力をワーク照射時と非照射時との間で切り替え、非照射時の電力を低くするようにして行っている。例えば、1つのワークを処理するため、ワークに対して数十秒間、比較的高い電力でランプを点灯し、その後照射が終了したワークを移動して次のワークが搬送されてくるまでの間、数十秒間は光の照射を遮断して比較的低い電力に切り替えて点灯する。
このような点灯方法の一例を説明すると、ランプ点灯初期においては、上述した「比較的高い電力」は「比較的低い電力」と同程度であるが、ランプ使用経過と共にランプ劣化が生じて、ワークに照射される光放射量が減少すると、「比較的高い電力」とする期間における電力値のみを上げていく。例えば、ランプ初期の光放射量に対して5%減少した時点で、比較的高い電力について初期の光放射量に戻すような電力値に調整(上昇)することにより、ランプの積算点灯時間に伴う照度低下を補完している。このように、ランプの電流、電圧、電力はランプの使用と共に随時変化する。
なお、比較的高い電力とは、例えば定格消費電力に対して50%以上となるような電力であり、比較的低い電力とは、比較的高い電力よりも低い電力となるよう設定された電力である。なおここでは、便宜的に比較的高い電力で点灯するモードを「定常電力点灯モード」と称し、この定常電力点灯モードよりも低い電力で電流を供給する、すなわち比較的低い電力で点灯するモードを「省電力点灯モード」と称す。
このような、定常電力点灯モードと省電力点灯モードとにより高い電力と低い電力とを交互に切り替えるいわば擬似的な間欠点灯を行うことで、メタルハライドランプを省電力で駆動することと同時に、ランプをON/OFFして切り替えるよりもランプの始動性を速やかに行い、多数のワークを連続的に処理することを実現している。
Recently, in the manufacturing process of the above-mentioned liquid crystal display panel, the input power of the metal halide lamp is switched between the irradiation time and the non-irradiation time for the purpose of keeping the amount of electric power required at the time of manufacturing low. Is going to be low. For example, in order to process one workpiece, the lamp is turned on with a relatively high power for several tens of seconds for the workpiece, and then the workpiece after irradiation is moved to the next workpiece is transferred. For several tens of seconds, the light is cut off and switched to a relatively low power to light up.
An example of such a lighting method will be described. At the beginning of lamp lighting, the above-mentioned “relatively high power” is comparable to “relatively low power”. When the amount of light emitted to the light source decreases, only the power value in the period of “relatively high power” is increased. For example, when the light emission amount decreases by 5% with respect to the initial light emission amount of the lamp, the power value is adjusted (increased) so that the relatively high power is returned to the initial light emission amount. Compensates for reduced illumination. In this way, the lamp current, voltage, and power change as the lamp is used.
The relatively high power is, for example, power that is 50% or more of the rated power consumption, and the relatively low power is power that is set to be lower than the relatively high power. is there. Here, for convenience, a mode that lights with relatively high power is referred to as a “steady power lighting mode”, and a mode that supplies current with lower power than this steady power lighting mode, that is, a mode that lights with relatively low power. This is called “power saving lighting mode”.
By switching the high power and low power alternately between the steady power lighting mode and the power saving lighting mode in this way, by performing pseudo intermittent lighting, the metal halide lamp is driven with power saving and at the same time the lamp is turned on. Ramp startability is achieved more quickly than when switching on and off, and a large number of workpieces are processed continuously.

図5は、従来技術にかかるメタルハライドランプ50の説明図であり、管軸を通過する面で切断した断面図である。
同図に示すように、メタルハライドランプ50は発光管51の両端に封止部55aを備え、封止部55a内には、モリブデン箔54が埋設されている。
電極52はタングステンに酸化トリウムを含有したトリエーテッドタングステン製であり、電極52の軸部が封止部に伸びて、前述したモリブデン箔54に接続されている。電極軸部53の周囲には、石英ガラス製の筒状の保持部材56が配置されており、この保持部材56の外周面と発光管51の内周面とが溶着されて接合されている。
ここで、上記メタルハライドランプの具体的な数値例を表すと、発光管51の外径は26.1mm、内径は22.5mm(肉厚1.8mm)、であり、封止部を含めた全長は600mm、電極間距離(発光長)は500mmである。
電極52の先端部分における太径部径は3.5mmであり、比較的径が細く構成された軸部53の径は2.5mmである。
また、石英ガラス製の保持部材56の内径は2.6mmであり、その全長は2mmとされている。
モリブデン箔54は、ここでは1方の封止部に2枚配置されており、その全長は31mmであり、石英ガラスからなるロッド状のシール用部材を介在させてシュリンクシールされている。
FIG. 5 is an explanatory view of a metal halide lamp 50 according to the prior art, and is a cross-sectional view cut along a plane passing through the tube axis.
As shown in the figure, the metal halide lamp 50 includes sealing portions 55a at both ends of the arc tube 51, and a molybdenum foil 54 is embedded in the sealing portion 55a.
The electrode 52 is made of triated tungsten containing thorium oxide in tungsten. The shaft portion of the electrode 52 extends to the sealing portion and is connected to the molybdenum foil 54 described above. A cylindrical holding member 56 made of quartz glass is disposed around the electrode shaft portion 53, and the outer peripheral surface of the holding member 56 and the inner peripheral surface of the arc tube 51 are welded and joined.
Here, when a specific numerical example of the metal halide lamp is represented, the outer diameter of the arc tube 51 is 26.1 mm, the inner diameter is 22.5 mm (wall thickness 1.8 mm), and the entire length including the sealing portion. Is 600 mm, and the distance between electrodes (light emission length) is 500 mm.
The diameter of the large diameter portion at the tip portion of the electrode 52 is 3.5 mm, and the diameter of the shaft portion 53 configured to be relatively thin is 2.5 mm.
The holding member 56 made of quartz glass has an inner diameter of 2.6 mm, and its total length is 2 mm.
Here, two molybdenum foils 54 are disposed in one sealing portion, and the overall length is 31 mm, and they are shrink-sealed with a rod-shaped sealing member made of quartz glass interposed.

また、発光管51に封入された封入物は、希ガスと、所定量のハロゲンと、少なくとも鉄である。ランプの入力電力は7〜14kWであり、入力電流は7〜28Aである。   The enclosure enclosed in the arc tube 51 is a rare gas, a predetermined amount of halogen, and at least iron. The input power of the lamp is 7 to 14 kW, and the input current is 7 to 28A.

特開2006−134710号公報JP 2006-134710 A

しかしながら、このメタルハライドランプを、上述のように高い入力と低い入力を交互に切り替える間欠点灯で動作させたところ、発光物質として封入したメタルハライドが、ランプ点灯中に比較的低温部となる封止部に偏在し、それら封入物(金属)の有効な発光が得られなくなって、照度が低下することがある。
さらには、封止部に偏析したメタルハライドが、封止部に埋設されたモリブデン箔と反応して腐食が生じ、導通を維持できなくなるといった不具合を生じることがある。なお、このようなモリブデン箔との反応を抑えるために、封止部温度を従来より高くする構造にしてメタルハライドの進入防止を施すことも可能である。しかしながら実際には、封入物の滲入を抑制できる程度にまで温度を上げると、モリブデン箔が高温にさらされて箔が溶断するという別の要因に由来した不具合が生じるため、封止部の温度を高くしたとしてもランプの長寿命化を図ることができない。
However, when this metal halide lamp is operated by intermittent lighting in which the high input and the low input are alternately switched as described above, the metal halide encapsulated as a luminescent material is used as a relatively low temperature portion during lamp lighting. It is unevenly distributed, and effective light emission of these inclusions (metal) cannot be obtained, and the illuminance may decrease.
In addition, the metal halide segregated in the sealing portion may react with the molybdenum foil embedded in the sealing portion to cause corrosion, resulting in failure to maintain conduction. In order to suppress such a reaction with the molybdenum foil, it is possible to prevent the metal halide from entering by using a structure in which the sealing portion temperature is higher than that of the conventional one. However, in practice, if the temperature is raised to such an extent that the intrusion of the encapsulated material can be suppressed, a problem arises due to another factor that the molybdenum foil is exposed to a high temperature and the foil melts. Even if it is increased, the lamp life cannot be extended.

そこで、本発明は、ロングアーク型のメタルハライドランプにおける封止部へのメタルハライドの偏析、それによる箔腐食、高温化による箔溶断といった不具合を生じないよう、封止部温度を下げながらも、封入金属を工夫することで、メタルハライドが封止部に入らないメタルハライドランプを提供すること、更には、給電装置が定常電力点灯モードと省電力点灯モードとを備え、電流を切り替えて点灯する特有の点灯方法によりランプを点灯した場合においても、メタルハライドランプにおける前記不具合を回避でき、ランプの使用寿命を長くすることができるメタルハライドランプ点灯装置を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention provides an encapsulated metal while lowering the temperature of the sealing portion so as not to cause problems such as segregation of metal halide to the sealing portion in the long arc type metal halide lamp, foil corrosion due thereto, and foil fusing due to high temperature. By providing a metal halide lamp in which the metal halide does not enter the sealed portion, the power supply device has a steady power lighting mode and a power saving lighting mode, and a specific lighting method that switches on and turns on the current. An object of the present invention is to provide a metal halide lamp lighting device capable of avoiding the above-mentioned problems in the metal halide lamp and prolonging the service life of the lamp even when the lamp is turned on.

(1)
本発明にかかるメタルハライドランプは、
石英ガラス製の発光管の内部に発光物質として鉄を少なくとも含み、
前記発光管の両端に電極の軸部を支持する保持用筒体が具備されると共に、封止部にモリブデン箔が埋設されてなるメタルハライドランプであって、
前記保持用筒体の長さをL(mm)、ランプの電流をI(A)とすると、L/I(mm/A)が0.17以上であると共に、
前記発光管の内部に、錫、ビスマス、ガリウム、鉛及び亜鉛のうち少なくとも1種が封入されていることを特徴とする。
(1)
The metal halide lamp according to the present invention is
It contains at least iron as a luminescent material inside the quartz glass arc tube,
A metal halide lamp in which a holding cylinder that supports the shaft portion of the electrode is provided at both ends of the arc tube, and a molybdenum foil is embedded in the sealing portion,
When the length of the holding cylinder is L (mm) and the current of the lamp is I (A), L / I (mm / A) is 0.17 or more,
In the arc tube, at least one of tin, bismuth, gallium, lead and zinc is sealed.

(2)
また、本発明に係るメタルハライドランプ点灯装置は、上記メタルハライドランプに対して電力を供給する給電装置とを具備してなるメタルハライドランプ点灯装置であって、
前記給電装置は、定常電力点灯モードと、前記定常電力点灯モードよりも低い電力で電流を供給する省電力点灯モードとを備えるものであることを特徴とする。
(2)
Further, the metal halide lamp lighting device according to the present invention is a metal halide lamp lighting device comprising a power feeding device that supplies power to the metal halide lamp,
The power supply device includes a steady power lighting mode and a power saving lighting mode for supplying a current with lower power than the steady power lighting mode.

(1)封止部へのメタルの入り込みを抑制することができて、箔の腐食および溶断を防止することができ、メタル発光を長時間維持することができる、長寿命のメタルハライドランプとすることができる。
(2)メタルハライドランプ点灯装置において、定常電力点灯モードと、前記定常電力点灯モードよりも低い電力で電流を供給する省電力点灯モードとを切り替えることで省電力で点灯することができると共に、このような電力切り替えを行った場合にも、メタルハライドランプを発光物質の損失による照度低下の少ないものとすることができる。
(1) A long-lived metal halide lamp that can suppress metal penetration into the sealing portion, can prevent corrosion and fusing of the foil, and can maintain metal emission for a long time. Can do.
(2) In the metal halide lamp lighting device, the steady power lighting mode and the power saving lighting mode in which current is supplied at a lower power than the steady power lighting mode can be switched to turn on the power. Even when the power is switched, the metal halide lamp can be reduced in illuminance reduction due to loss of the luminescent material.

本願に係るメタルハライドランプを示す管軸方向断面図である。It is a pipe axis direction sectional view showing the metal halide lamp concerning this application. 要部を説明する拡大図である。It is an enlarged view explaining the principal part. 実施例にかかるランプ、比較例に係るランプL/Iをまとめて示す表である。It is the table | surface which shows collectively the lamp | ramp concerning an Example, and the lamp | ramp L / I concerning a comparative example. 液晶パネル製造に係る光照射装置を説明する図である。It is a figure explaining the light irradiation apparatus which concerns on liquid crystal panel manufacture. 従来技術に係るメタルハライドランプの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the metal halide lamp which concerns on a prior art.

以下、本発明の実施の形態を実施例に基いて説明する。
図1は、この発明にかかるロングアーク型メタルハライドランプの基本的な構成を示す管軸方向で切断した断面図である。メタルハライドランプ10は発光管11の両端に封止部11aを備え、封止部11a内には、モリブデン箔14が電極12と電気的に接続されている。発光管11は紫外線の透過性に優れた石英ガラスからなる。
図2において、電極12はタングステンに酸化トリウムを含有したトリエーテッドタングステン製であり、電極12の軸部13が封止部に伸びて、前述したモリブデン箔54に接続され、外部リード棒15に接続されている。電極軸部13の周囲には、石英ガラス製の筒状の保持部材16が配置されており、この保持部材16の外周面と発光管11の内周面とが溶着されて接合され、電極軸部13が保持された状態となっている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described based on examples.
FIG. 1 is a cross-sectional view taken along the tube axis showing the basic configuration of a long arc type metal halide lamp according to the present invention. The metal halide lamp 10 includes sealing portions 11a at both ends of the arc tube 11, and a molybdenum foil 14 is electrically connected to the electrode 12 in the sealing portion 11a. The arc tube 11 is made of quartz glass having excellent ultraviolet transmittance.
In FIG. 2, the electrode 12 is made of triated tungsten containing thorium oxide in tungsten, the shaft portion 13 of the electrode 12 extends to the sealing portion, is connected to the molybdenum foil 54 described above, and is connected to the external lead rod 15. Has been. A cylindrical holding member 16 made of quartz glass is disposed around the electrode shaft portion 13, and the outer peripheral surface of the holding member 16 and the inner peripheral surface of the arc tube 11 are welded and joined to each other. The portion 13 is held.

このメタルハライドランプ10には、発光管11の内部Sに少なくとも、発光物質として鉄を少なくとも含んでいる。鉄はこの種のメタルハライドランプ10において主要な発光である波長300〜400nmの範囲の紫外光を得るために封入される必須の発光物質である。また、鉄と同時に水銀を封入しても良い。   The metal halide lamp 10 includes at least iron as a luminescent substance in the interior S of the arc tube 11. Iron is an indispensable light-emitting substance that is encapsulated in order to obtain ultraviolet light in the wavelength range of 300 to 400 nm, which is the main light emission in this type of metal halide lamp 10. Further, mercury may be enclosed simultaneously with iron.

図2に封止部11aの拡大図を示す。本発明においては、電極軸部13の周囲に配置された石英ガラス製の保持部材16の長さをL(mm)、ランプの電流をI(A)としたとき、関係L/I(mm/A)が0.17以上とされている。これは、ランプの電流値が大きい場合には電流密度が高いことから封止部11a近傍の熱も高くなり、封止部11aに埋設されたモリブデン箔14に対する熱的影響がより大きくなるため、保持部材16の長さを、電流の大きさに応じて長くすることで、モリブデン箔14の位置を放電空間Sから遠ざけるものである。この結果、モリブデン箔14が高温化して溶断することを回避でき、電流供給状態を安定的に維持することができるようになる。
なお、上述したように、ランプ電流は、ランプの光放射量の減衰によって徐々に高くなるよう設定されることがあるため、最高到達電流はランプの積算点灯時間が経過するに従って変化する(高くなる)ものであるが、ランプの入力電流は常にランプの定格消費電流を超えて高く設定されることはない。従って、上記関係L/I(mm/A)においては、I(A)に関して定格消費電流の値を用いて保持部材16の長さL(mm)を設定しておくことで、いかなる点灯状態でランプを駆動しても、封止部の過熱を防止することができ、安定に駆動することができるようになる。
FIG. 2 shows an enlarged view of the sealing portion 11a. In the present invention, when the length of the quartz glass holding member 16 disposed around the electrode shaft portion 13 is L (mm) and the lamp current is I (A), the relationship L / I (mm / A) is 0.17 or more. This is because when the current value of the lamp is large, the current density is high, so the heat in the vicinity of the sealing portion 11a is also high, and the thermal influence on the molybdenum foil 14 embedded in the sealing portion 11a becomes larger. The position of the molybdenum foil 14 is moved away from the discharge space S by increasing the length of the holding member 16 according to the magnitude of the current. As a result, the molybdenum foil 14 can be prevented from being melted due to a high temperature, and the current supply state can be stably maintained.
As described above, since the lamp current may be set to gradually increase due to the attenuation of the light emission amount of the lamp, the maximum attainable current changes (becomes higher as the cumulative lighting time of the lamp elapses). However, the input current of the lamp is not always set higher than the rated current consumption of the lamp. Therefore, in the above relationship L / I (mm / A), the length L (mm) of the holding member 16 is set by using the value of the rated current consumption with respect to I (A), so that in any lighting state. Even if the lamp is driven, the sealing portion can be prevented from being overheated and can be driven stably.

一方で、上記関係L/I≧0.17を満足するように保持部材16の長さを従来のものと比べて長くした場合、保持部材16が長くなるに従って放電空間Sとモリブデン箔14の端部Kとの温度差が大きくなることに由来し、モリブデン箔14の端部Kに滲入するメタルハライドの量が増大することになる。そうした場合には、放電空間S内の金属の発光量が減って照度が低下することになる。
そこでこのようなメタルハライドの損失を回避するため、本願発明では、直接的には発光に寄与しないが、鉄よりも蒸気圧の高い特定の金属を封入することを特徴とする。具体的には、錫、ビスマス、ガリウム、鉛及び亜鉛のいずれかの金属を封入している。これら特定の金属は、適宜のハロゲン化合物の状態で封入するのが簡便である。
前記特定の金属群は、鉄よりも蒸気圧が高い物質であるため、それらと鉄(Fe)とが複合化合物を生成することにより、ランプ点灯中、蒸気圧を高くすることができる。この結果、従来、シール部に滲入していた鉄を封止部11aのモリブデン箔14の近傍Kに進入させることなく、放電空間Sにとどめることができるようになる。
On the other hand, when the length of the holding member 16 is made longer than the conventional one so as to satisfy the above relationship L / I ≧ 0.17, the end of the discharge space S and the end of the molybdenum foil 14 as the holding member 16 becomes longer. The amount of metal halide that permeates into the end portion K of the molybdenum foil 14 increases due to an increase in temperature difference from the portion K. In such a case, the amount of light emitted from the metal in the discharge space S decreases and the illuminance decreases.
Therefore, in order to avoid such a loss of metal halide, the present invention is characterized in that a specific metal that does not directly contribute to light emission but has a higher vapor pressure than iron is enclosed. Specifically, any metal of tin, bismuth, gallium, lead and zinc is enclosed. These specific metals are easy to encapsulate in the state of an appropriate halogen compound.
Since the specific metal group is a substance having a vapor pressure higher than that of iron, the vapor pressure can be increased during lamp operation by generating a composite compound between them and iron (Fe). As a result, the iron that has been infiltrated into the sealing portion can be kept in the discharge space S without entering the vicinity K of the molybdenum foil 14 of the sealing portion 11a.

ここで、鉄に対する上記金属の封入割合の一例を挙げると、原子比において錫(Sn)と鉄(Fe)の割合Sn/Feは0.25であり、ビスマス(Bi)と鉄(Fe)割合Bi/Feでは0.14である。無論、そのほかの金属においても、鉄との原子比において適切な範囲として封入することが好ましい。   Here, when an example of the encapsulation ratio of the above metal to iron is given, the atomic ratio Sn / Fe of tin (Sn) and iron (Fe) is 0.25, and the ratio of bismuth (Bi) and iron (Fe) In Bi / Fe, it is 0.14. Of course, it is preferable to enclose other metals in an appropriate range in the atomic ratio with iron.

このような本願発明によれば、メタルハライドランプを、定常電力点灯モードと定常電力点灯モードよりも低い省電力点灯モードとを交互に繰り返して点灯することに起因して、発光管の熱分布状態に著しくムラが生じるような場合にも、発光物質が封止部内部に滲入して照度が低下したり、封止部に埋設されたモリブデン箔とメタルハライドとが反応して腐蝕することで給電部の導通状態が損なわれたり、モリブデン箔が過熱して溶断する、といった全ての問題を解消することができ、長時間安定して照度を維持できるメタルハライドランプを提供することができるようになる。   According to such an invention of the present application, the metal halide lamp is turned on in the heat distribution state of the arc tube due to alternately and repeatedly lighting the steady power lighting mode and the power saving lighting mode lower than the steady power lighting mode. Even in the case where unevenness occurs remarkably, the luminescent material penetrates into the sealing portion and the illuminance decreases, or the molybdenum foil embedded in the sealing portion reacts with the metal halide to be corroded, so that All the problems that the conduction state is impaired and the molybdenum foil is overheated and melted can be solved, and a metal halide lamp that can stably maintain the illuminance for a long time can be provided.

以下、本発明の実施例を説明するが、本発明においては下記構成に限定されるものではない。
図3で示したメタルハライドランプの構成を基本的に具備した種々のランプを製作した。
発光管の材質は石英ガラスであり、管の外径は26.1mm、内径は22.5mm(肉厚1.8mm)であった。
発光物質として、鉄を0.011mg/ccの割合で封入し、水銀を0.17mg/ccの割合で封入した。鉄、錫は上記同様に封入した。また、鉄よりも蒸気圧が高い金属として、錫(Sn)を、鉄に対する原子比でSn/Fe=0.25の割合で封入した。
Examples of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to the following configurations.
Various lamps basically comprising the configuration of the metal halide lamp shown in FIG. 3 were manufactured.
The arc tube was made of quartz glass. The outer diameter of the tube was 26.1 mm, and the inner diameter was 22.5 mm (wall thickness 1.8 mm).
As a luminescent substance, iron was enclosed at a rate of 0.011 mg / cc, and mercury was enclosed at a rate of 0.17 mg / cc. Iron and tin were enclosed in the same manner as described above. Moreover, tin (Sn) was enclosed as a metal having a higher vapor pressure than iron at a ratio of Sn / Fe = 0.25 in terms of atomic ratio to iron.

発光管の長さ及び電極間距離の長さを変えて電流が7〜28(A)であり、また、発光管の両端に配置された保持部材の長さLが4.8〜13.2(mm)、L/Iの大きさが0.17〜1.89の範囲である実施例1〜7のメタルハライドランプを作製した。   The current is 7 to 28 (A) by changing the length of the arc tube and the distance between the electrodes, and the length L of the holding members disposed at both ends of the arc tube is 4.8 to 13.2. (Mm), the metal halide lamps of Examples 1 to 7 having L / I in the range of 0.17 to 1.89 were produced.

また、発光管の内部に上述した鉄よりも蒸気圧が高い特定の金属のいずれも封入せず、保持部材の長さLがランプ電流に対して0.07〜0.13である比較例に係るメタルハライドランプを作製した。なお電流Iは15〜27A、電極間距離1100mm、保持部材長さ2mmであった。   Further, in the comparative example in which none of the above-mentioned specific metal having a higher vapor pressure than iron is enclosed in the arc tube, and the length L of the holding member is 0.07 to 0.13 with respect to the lamp current. Such a metal halide lamp was produced. The current I was 15 to 27 A, the interelectrode distance was 1100 mm, and the holding member length was 2 mm.

上記実施例1〜7及び比較例1のメタルハライドランプの各々を、定格消費電力と、定格消費電力に対して約50%以下となるような電力との二段階に、30秒毎に切り替えて点灯することを行った。この結果、比較例1のメタルハライドランプにおいては、542時間点灯後にモリブデン箔が過熱して溶断し、不点灯となった。他の実施例1〜7のメタルハライドランプにおいては、いずれも1000時間点灯後も、モリブデン箔の状態に変化はなく、またメタルハライドが凝集した様子もみられなかった。   Each of the metal halide lamps of Examples 1 to 7 and Comparative Example 1 is switched on every 30 seconds in two stages of rated power consumption and power that is about 50% or less of the rated power consumption. I did that. As a result, in the metal halide lamp of Comparative Example 1, the molybdenum foil was overheated and melted after lighting for 542 hours, resulting in no lighting. In all the metal halide lamps of Examples 1 to 7, the state of the molybdenum foil was not changed even after lighting for 1000 hours, and the appearance of aggregation of the metal halide was not observed.

以上説明した本願発明によれば、封止部に埋設されたモリブデン箔の温度を低く維持するために、電極軸部の保持部材を長くし、ランプの電流に対して0.17mm/A以上となるように長くすることで、放電空間とモリブデン箔との距離を長くできて当該箔が溶断するような問題を回避できると共に、モリブデン箔の近傍がより低温化することで、放電空間内のメタルハライドがより滲入しやすくなるが、主要な発光物質である鉄に対してより蒸気圧の高い特定の金属を封入することで、封入した特定の金属と鉄(Fe)とが、複合化合物を生成して蒸気圧が高くなり、この結果、メタルハライドを安定的に放電空間にとどめることができるようになる。
なおこのような構成とすることで、高入力と低入力を交互に行う間欠点灯動作に対して強いメタルハライドランプとすることができるが、一方で、長時間使用すると、更なる問題として電極が間欠での伸び縮みにより、モリブデン箔と電極の接合が外れるという問題が生じることがある。このような問題に対しては、封止部に埋設されるモリブデン箔の枚数を増やして2枚以上とし、溶接部の強度を上げることで、いっそう長寿命のメタルハライドランプとすることができるようになる。
According to the present invention described above, in order to keep the temperature of the molybdenum foil embedded in the sealing portion low, the electrode shaft holding member is lengthened, and the current of the lamp is 0.17 mm / A or more. The distance between the discharge space and the molybdenum foil can be increased to avoid the problem of the foil fusing, and the metal halide in the discharge space can be lowered by lowering the temperature in the vicinity of the molybdenum foil. However, by encapsulating a specific metal with a higher vapor pressure relative to iron, which is the main luminescent material, the encapsulated specific metal and iron (Fe) form a composite compound. As a result, the vapor pressure increases, and as a result, the metal halide can be stably kept in the discharge space.
In addition, although it can be set as a metal halide lamp strong with respect to the intermittent lighting operation | movement which alternately performs a high input and a low input by setting it as such a structure, on the other hand, when it uses for a long time, an electrode becomes intermittent as a further problem. Due to the expansion and contraction in the case, there may be a problem that the bonding between the molybdenum foil and the electrode is disconnected. To solve this problem, the number of molybdenum foils embedded in the sealing portion is increased to 2 or more, and the strength of the welded portion is increased so that a metal halide lamp with a longer life can be obtained. Become.

なお、本願発明は、上記実施形態及び実施例の内容に限定されることなく適宜変更を加えることが可能であることは言うまでもない。例えば、上記実施例では発光物質として鉄と共に水銀を封入したが、鉄のみとすることも可能である。水銀を封入しない場合は、封入する希ガスを増量したり発光管の径を小さくしたりすることで、水銀を封入した場合と同様の電流値を得ることができる。   Needless to say, the present invention can be modified as appropriate without being limited to the contents of the above-described embodiments and examples. For example, in the above embodiment, mercury is enclosed together with iron as a luminescent material, but it is possible to use only iron. When mercury is not sealed, the same current value as when mercury is sealed can be obtained by increasing the amount of rare gas to be sealed or reducing the diameter of the arc tube.

10 メタルハライドランプ
11 発光管
11a 封止部
12 電極
13 電極軸部
14 モリブデン箔
15 外部リード棒
16 電極軸部保持部材
S 放電空間
K モリブデン箔 電極側端部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Metal halide lamp 11 Arc tube 11a Sealing part 12 Electrode 13 Electrode axial part 14 Molybdenum foil 15 External lead rod 16 Electrode axial part holding member S Discharge space K Molybdenum foil Electrode side edge part

Claims (2)

石英ガラス製の発光管の内部に発光物質として鉄を含み、
前記発光管の両端に電極の軸部を支持する保持用筒体が具備されると共に、封止部にモリブデン箔が埋設されてなるメタルハライドランプであって、
前記保持用筒体の長さをL(mm)、ランプの電流をI(A)とすると、L/I(mm/A)が0.17以上であると共に、
前記発光管の内部に、錫、ビスマス、ガリウム、鉛及び亜鉛のうち少なくとも1種が封入されている
ことを特徴とするメタルハライドランプ。
Inside the arc tube made of quartz glass contains iron as a luminescent material,
A metal halide lamp in which a holding cylinder that supports the shaft portion of the electrode is provided at both ends of the arc tube, and a molybdenum foil is embedded in the sealing portion,
When the length of the holding cylinder is L (mm) and the current of the lamp is I (A), L / I (mm / A) is 0.17 or more,
A metal halide lamp, wherein at least one of tin, bismuth, gallium, lead, and zinc is sealed inside the arc tube.
請求項1記載のメタルハライドランプに対して電力を供給する給電装置とを具備してなるメタルハライドランプ点灯装置であって、
前記給電装置は、定常電力点灯モードと、前記定常電力点灯モードよりも低い電力で電流を供給する省電力点灯モードとを備えるものである
ことを特徴とするメタルハライドランプ点灯装置。
A metal halide lamp lighting device comprising a power feeding device for supplying power to the metal halide lamp according to claim 1,
The power supply apparatus includes a steady power lighting mode and a power saving lighting mode that supplies a current with lower power than the steady power lighting mode.
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