JP2526065B2

JP2526065B2 - 放電ランプ

Info

Publication number: JP2526065B2
Application number: JP62144053A
Authority: JP
Inventors: 和雄本田; 泰博岩藤; 伸治犬飼; 淳松浦
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 1987-06-11
Filing date: 1987-06-11
Publication date: 1996-08-21
Anticipated expiration: 2011-08-21
Also published as: JPS63308860A

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、外管内に片封止形の発光管を有する放電ラ
ンプに関する。

（従来の技術）このような放電ランプの従来技術として、第４図の正
面図に示す特開昭59−54167号公報に記載のメタルハラ
イドランプがある。

この従来技術は、片封止形の外管（11）と、この外管
（11）に収容され、一端にピンチシール部（12a）を有
するが形成され、この気密容器内に金属ハロゲン化物を
封入した片封止形の発光管（12）と、から構成されてい
る。

なお、発光管（12）は、基端部がピンチシール部（12
a）に封着されるとともに、先端部が気密容器内に導か
れた一対の電極軸部（13b）、（13b）およびこれら電極
軸部（13b）、（13b）の先端部に気密容器内で互いに対
向して設けられた一対の電極主体（13a）、（13a）を有
した電極（13）、（13）を具備している。

前記従来技術の目的は、ランプを点灯位置と無関係に
安定動作させることである。

前記従来技術は、上記目的を達成するために、上記構
成に加えて、外管（11）および発光管（12）をピンチシ
ール部を同一方向にすることを特徴としている。すなわ
ち、この構成により外管によって気密容器を僅かっな間
隔で包囲しようとしたものである。前記公報には、発明
の効果として外管と気密容器との間の距離をできるだけ
小さく選択すれば、外管から気密容器に対する背面放射
によって、良好な熱収支を得られるので、点灯位置と無
関係に安定動作すると記載されている。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、単に外管と発光管との間の距離をでき
るだけ小さく選択するだけでは、上記目的は達成し得な
いことを本発明者らは見い出した。

すなわち、発光管の管壁温度は、電極主体先端間と電
極主体先端の後背部とでは異なる。すなわち、電極主体
先端間の管壁部分はアークから発生する熱の影響を受け
るため高温となるが、電極主体先端の背部の管壁部分は
アークから発生する熱の影響を受けにくいために高温と
なりにくい。前記従来技術は、外管によって発光管を僅
かな間隔で包囲しようとしただけの構成であるから、外
管から発光管に対する背面反射によって発光管のどの部
分の管壁温度も同程度に上昇する。すなわち、温度の低
い管壁部分と温度の高い管壁部分は、それぞれ同程度の
温度上昇となるから、外管によって発光管を包囲するだ
けでは、温度の低い管壁部分と温度の高い管壁部分との
温度挌差は解消されないのである。

前記従来技術は発光管内の具体的な寸法が不明である
が、一般に第４図のような放電ランプは、一対の電極
（13）、（13）先端間距離が、発光管（12）の横幅の約
5/22とかなり短いことから、電極（13）、（13）の各電
極主体（13a）、（13a）先端間の発光管容積に比べて電
極主体（13）、（13）の背部の発光管容積が大きくなっ
ていた。

このため、外管によって発光管を僅かな間隔で包囲し
ても、電極主体先端の背部が下方となる状態すなわちア
ークが鉛直となる状態で点灯される場合と、電極主体先
端間が下方となる状態すなわちアークが水平となる状態
で点灯される場合とでは、発光管（12）の最冷部温度が
大きく変化し、したがって点灯姿勢による色変化が大き
く、かつ、発光効率が低下するという欠点があり、した
がってランプを使用する際、点灯姿勢が制限されるとい
う問題があった。

本発明は上記欠点を解消するもので、アークが鉛直と
なる点灯状態およびアークが水平となる点灯状態での最
冷部温度差を少なくし、どのような点灯姿勢であっても
ランプ特性の違いが生じにくい放電ランプを提供するこ
とを目的とする。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）本発明の放電ランプは、一端にピンチシール部を有す
る片封止形の気密容器と；この気密容器内に封入された
金属原子を含む放電媒体と；基端部がピンチシール部に
埋設されるとともに、先端部が気密容器内に導かれた一
対の電極軸部およびこれら電極軸部の先端部に気密容器
内で離間して設けられた一対の電極主体を有し、これら
電極主体の先端間を結ぶ仮想直線に垂直で、かつこれら
電極主体の先端を含む一対の仮想平面間の発光管容積を
Vin、このVinを除いた残部の発光管容積をVoutとしたと
き、 1.5≦Vin/Vout≦５を満足する位置に設けられた電極構体と；を備えた発光
管と；この発光管を収容した外管と；を具備しているこ
とを特徴とする。

放電媒体としては、例えば金属ハロゲン化物、水銀、
始動用希ガスからなるものを使用することができる。ま
た、金属ハロゲン化物としては、ナトリウム、タリウ
ム、インジウム等の金属とハロゲンとの金属ハロゲン化
物であってもよい。

電極軸部は、材料がタングステンからなるものを使用
することができる。

電極主体としては、例えば電極軸の先端に設けられた
コイル状のものの使用を許容する。

（作用）気密容器内に金属原子を含む放電媒体を封入した放電
ランプは、最冷部の温度によって金属蒸気圧が決まるの
で、最冷部温度を所定の温度に常に維持しないと金属蒸
気圧が変化するためにランプ特性が変化してしまう。

本発明は、電極主体先端の背部容積が小さくなるよう
にVin/Voutを大きくしたので、この背部管壁に最冷部温
度が生じる際、最冷部温度を所望の範囲に上昇でき、ア
ークが鉛直となる点灯状態およびアークが水平となる点
灯状態での最冷部温度は大きく変動することがないの
で、ランプ特性の点灯姿勢に基づく大きな変動が抑止で
きる。

Vin/Voutが1.5よりも小さくなると、電極主体の後背
部の容積Voutが大きくなり過ぎて、点灯姿勢の変化で発
光管内の温度の偏差が大きくなるために発光効率の点灯
姿勢による変化率が大きくなり、一方、Vin/Voutが５よ
り大きくなると、電極主体先端間距離が長くなり、点灯
姿勢によりアークの曲がりが大きくなって熱ロスが増え
るため、やはり発光効率の点灯姿勢による変化率が大き
くなる。

（実施例）以下、図面に示した一実施例に基づいて本発明を詳細
に説明する。

第１図はランプ電力150Wの放電ランプとしてのメタル
ハライドランプの概略的構成説明図。

第２図は同ランプ発光管の縦断面図を示す。図中
（１）はガラス製の外管で、一端側にのみピンチシール
部（1a）を形成した片封止形で、通常、ピンチシール部
（1a）には口金（図示しない。）が嵌着され、内部には
発光管（２）が収容されている。発光管（２）は、石英
ガラス製気密容器（２′）に電極構体（３）、（３）お
よび放電媒体を備えたものであり、容積は0.5ccで、一
端にのみピンチシール部（2a）が形成されている。電極
構体（３）、（３）は、電極主体（3a）、（3a）および
電極軸部（3b）、（3b）からなる。電極軸部（3b）、
（3b）は、軸径0.5mmのトリエーテッドタングテンから
なり、それぞれの先端側に電極主体（3a）、（3a）が設
けられている。また、それぞれの基端側は同一のピンチ
シール部（2a）に封着され、金属箔（４）、（４）を介
して発光管リード線（５）、（５）に接続されている。
さらにこれ等発光管リード線（５）、（５）は外管のピ
ンチシール部（1a）に気密に封着された金属箔（６）、
（６）を介して外管導体（７）、（７）に接続されてい
る。また、上記発光管（２）内には金属原子を含む放電
媒体として、放電始動用希ガスたとえばアルゴンガス、
水銀およびたとえばよう化スカンジウムとよう化ナトリ
ウムが1:5の割合となる金属ハロゲン化物が封入されて
いる。

さらに、上記一対の電極構体（３）、（３）の電極主
体（3a）、（3a）先端間の発光管容積Vin（斜線で示す
部分。）は約0.36cc、このVinを除いた残部の発光管容
積Voutは約0.14ccで、Vin/Vout＝0.36cc/0.14CC2.5に設
定されている。

このような構成の放電ランプは、電極主体（3a）、
（3a）を結ぶ仮想直線に垂直で、かつこれら電極主体
（3a）、（3a）の先端を含む一対の仮想平面間の発光管
容積Vinよりも、電極主体（3a）、（3a）の後背部の発
光管容積、すなわちVinを除いた残部の発光管容積Vout
を従来よりも小さくしたので、最冷部温度を上昇できる
と共に、この最冷部温度がランプの点灯姿勢によって大
きく変化することも防止できる。すなわち、ランプ垂直
点灯時（電極主体先端間に生じるアークが水平。）の発
光効率を100として、ランプ水平点灯時（アークが垂
直。）の発光効率の相対値は95であり、その変化率は約
５％と小さなものであった。

次に上記実施例と同種のランプについて、Vin/Voutの
比を種々変化させると共に、点灯角度θ（点灯姿勢）を
変えた場合の発光効率（相対値）の変化を第３図に示
す。点灯角度θ＝０°とは垂直点灯（アーク水平。）を
示し、θ＝90°は水平点灯（アーク垂直。）を示す。

本図から明らかなように、Vin/Voutの比に関係なくθ
が０°から90°へと大きくなるに従って発光効率の変化
は次第に大きくなる。しかしながらこの変化率はVin/Vo
utの比によって大きく相違し、実用上の上記変化率が最
大で20％程度までは許容されることを考慮した場合、 1.5≦Vin/Vout≦５となるようにすれば、上記許容範囲内に納め得ることが
わかる。なお一層好ましくは、２≦Vin/Vout≦４とする
ことで、この場合のランプ点灯姿勢による発光効率の変
化率は10％以下に押さえることが可能となる。また、発
光効率の変化率が小さければ色変化等の他のランプ特性
の変化率も小さく押えることができる。

Vin/Voutが1.5≦Vin/Vout≦５となっているかどうか
については、例えば次の手順で確認できる。

（ａ）発光管のVinとなる一箇所に孔をあける。

（ｂ）電極主体の先端間を結ぶ仮想直線に垂直で、かつ
これら電極主体の先端を含む一対の仮想平面が水平とな
る状態で、発光管を固定する。

（ｃ）孔から電極主体の先端まで表面張力の低い液体、
例えば界面活性剤として周知のオクタデシル硫酸エステ
ルナトリウム塩の適量を水に混入した液体を注入して、
注入量（Vout1）を測定する。

（ｄ）孔から発光管内の液体を全て排出する。

（ｅ）発光管をの状態にして逆転させて、（ｃ）、
（ｄ）を繰り返し、注入量（Vout2）を測定する。

（ｆ）孔を上方に向けた状態で発光管を固定する。

（ｇ）孔から発光管内に上記液体を満たし、注入量（Va
ll）を測定する。

（ｈ）（（Vall）−（Vout1＋Vout2））／（Vout1＋Vou
t2）を算出する。

すなわち、の演算結果がVin/Voutである。

［発明の効果］本発明によれば、電極主体の後背部方向の管壁に生じ
る最冷部温度はランプ点灯姿勢によって大きく変化する
ことがないので、ランプ点灯姿勢をアークが垂直となる
点灯状態からアークが水平となる点灯状態へと90°も変
更しても発光効率や発光色等のランプ特性の変化率は許
容範囲である20％以内に押えることが可能となり、小形
でしかもランプ取付け姿勢に制約を受けない実用価値の
大きな放電ランプを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の放電ランプの一実施例の概略的構成説
明図、第２図は同ランプ発光管の縦断面図、第３図はVi
n/Voutの異なるランプについて点灯角度θ（点灯姿勢）
を種々変化させた場合の発光効率の変化の程度を示すグ
ラフ、第４図は従来ランプの正面図を示す。（１）……外管、（２）……発光管、（2a）……ピンチ
シール部、（３）……電極主体、（Vin）……電極主体
の先端間を結ぶ仮想直線に垂直で、かつこれら電極主体
の先端を含む一対の仮想平面間の発光管容積（Vout）……Vinを除いた残部の発光管容積。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者犬飼伸治横須賀市船越町１の201の１株式会社東芝横須賀工場内 (72)発明者松浦淳横須賀市船越町１の201の１株式会社東芝横須賀工場内 (56)参考文献特開昭59−54167（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】一端にピンチシール部を有する片封止形の
気密容器と；気密容器内に封入された金属原子を含む放電媒体と；基端部がピンチシール部に埋設されるとともに、先端部
が気密容器内に導かれた一対の電極軸部およびこれら電
極軸部の先端部に気密容器内で離間して設けられた一対
の電極主体を有し、これら電極主体の先端間を結ぶ仮想
直線に垂直で、かつこれら電極主体の先端を含む一対の
仮想平面間の発光管容積をVin、このVinを除いた残部の
発光管容積をVoutとしたとき、 1.5≦Vin/Vout≦５を満足する位置に設けられた電極構体と；を備えた発光
管と；この発光管を収容した外管と；を具備していることを特徴とする放電ランプ。