JP2802683B2 - メタルハライド放電ランプ - Google Patents
メタルハライド放電ランプInfo
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- JP2802683B2 JP2802683B2 JP4503424A JP50342492A JP2802683B2 JP 2802683 B2 JP2802683 B2 JP 2802683B2 JP 4503424 A JP4503424 A JP 4503424A JP 50342492 A JP50342492 A JP 50342492A JP 2802683 B2 JP2802683 B2 JP 2802683B2
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- H01J61/366—Seals for leading-in conductors
- H01J61/368—Pinched seals or analogous seals
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
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- H01J61/827—Metal halide arc lamps
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- Discharge Lamps And Accessories Thereof (AREA)
- Discharge Lamp (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 発明の背景 本発明は、メタルハライド蒸気放電ランプに関し、そ
してより詳細には、35ルーメン／ワットを超える、場合
によっては100ルーメン／ワットを超える効力を示す
が、しかし低〜中電力、すなわち30ワット未満、場合に
よっては40ワット以下で動作するランプに関する。本発
明は、より詳細には、電極構造並びに水銀、金属ハロゲ
ン化物、及び貴ガス充填物との組合せで高効力を可能に
する石英管の幾何学配置に関する。
してより詳細には、35ルーメン／ワットを超える、場合
によっては100ルーメン／ワットを超える効力を示す
が、しかし低〜中電力、すなわち30ワット未満、場合に
よっては40ワット以下で動作するランプに関する。本発
明は、より詳細には、電極構造並びに水銀、金属ハロゲ
ン化物、及び貴ガス充填物との組合せで高効力を可能に
する石英管の幾何学配置に関する。
メタルハライドランプは、典型的には、バルブまたは
エンベロープを形成し、しかも、封止されたアーク室、
エンベロープ内部のアーク室に貫入している一対の電
極、例えば陽極及び陰極、並びにエンベロープ内に入れ
られている適当量の水銀及び一種以上のハロゲン化金属
塩例えばNaIまたはScI3、を画定する石英管を有する。
ハロゲン化金属塩及び水銀の蒸気圧が、色温度及び効力
の両方に影響を与える。これらはまた、石英エンベロー
プの幾何学配置、陽極や陰極の挿入深さ、アーク間隙の
大きさ、及びアーク室の体積によって影響を受ける。よ
り高い動作温度はもちろん水銀や金属ハロゲン化物の蒸
気圧をより高くするが、しかしまた、石英の失透を促進
し且つ電極からタングステン金属を損失させることによ
って、ランプの寿命を縮めかねない。一方、より低い動
作温度は、特にバルブ壁付近において、エンベロープの
壁に塩蒸気を凝縮及び結晶化させて、ランプによって照
らされる物体に好ましくない斑点を出現させかねない。
エンベロープを形成し、しかも、封止されたアーク室、
エンベロープ内部のアーク室に貫入している一対の電
極、例えば陽極及び陰極、並びにエンベロープ内に入れ
られている適当量の水銀及び一種以上のハロゲン化金属
塩例えばNaIまたはScI3、を画定する石英管を有する。
ハロゲン化金属塩及び水銀の蒸気圧が、色温度及び効力
の両方に影響を与える。これらはまた、石英エンベロー
プの幾何学配置、陽極や陰極の挿入深さ、アーク間隙の
大きさ、及びアーク室の体積によって影響を受ける。よ
り高い動作温度はもちろん水銀や金属ハロゲン化物の蒸
気圧をより高くするが、しかしまた、石英の失透を促進
し且つ電極からタングステン金属を損失させることによ
って、ランプの寿命を縮めかねない。一方、より低い動
作温度は、特にバルブ壁付近において、エンベロープの
壁に塩蒸気を凝縮及び結晶化させて、ランプによって照
らされる物体に好ましくない斑点を出現させかねない。
各種用途に向けて構成された、各種形状及び電力範囲
の多種のメタルハライド放電ランプが提案されており、
当業者にはよく知られている。この種のランプは、例え
ば米国特許第4,161,672号；同第4,808,876号；同第3,32
4,332号；同第2,272,647号；同第2,545,884号；及び同
第3,379,868号明細書に記載されている。これらは一般
に、高電力用途、すなわち大面積照明装置または投影ラ
ンプを意図するものである。電力40ワット未満における
医学試験用ランプまたは他の用途に使用できるであろう
高効力の小さなランプを提供することは可能になってい
ない。熱管理原理を適用して、石英管エンベロープの失
透や軟化を引き起こすことなく且つタングステン電極を
損傷することなく、低電力且つ高効力で動作し、しかも
アーク室内に十分な水銀及び金属ハロゲン化物の蒸気圧
を発生させるランプを製造する目的でランプの構成に取
り組んだ者は今のところ皆無である。
の多種のメタルハライド放電ランプが提案されており、
当業者にはよく知られている。この種のランプは、例え
ば米国特許第4,161,672号；同第4,808,876号；同第3,32
4,332号；同第2,272,647号；同第2,545,884号；及び同
第3,379,868号明細書に記載されている。これらは一般
に、高電力用途、すなわち大面積照明装置または投影ラ
ンプを意図するものである。電力40ワット未満における
医学試験用ランプまたは他の用途に使用できるであろう
高効力の小さなランプを提供することは可能になってい
ない。熱管理原理を適用して、石英管エンベロープの失
透や軟化を引き起こすことなく且つタングステン電極を
損傷することなく、低電力且つ高効力で動作し、しかも
アーク室内に十分な水銀及び金属ハロゲン化物の蒸気圧
を発生させるランプを製造する目的でランプの構成に取
り組んだ者は今のところ皆無である。
本発明の目的及び概要 本発明の目的は、このような従来技術のランプの欠点
を回避する低電力高効力メタルハライド放電ランプを提
供することである。
を回避する低電力高効力メタルハライド放電ランプを提
供することである。
さらに特別な目的は、適度の長寿命を有する一方で、
35ルーメン／ワットを超える効力で光を発するメタルハ
ライド放電ランプを提供することである。
35ルーメン／ワットを超える効力で光を発するメタルハ
ライド放電ランプを提供することである。
さらにより特別な目的は、ランプのシャフトからの消
散及びアーク室からの熱の流れの効果的な管理を可能に
し、よって低電力投入時における高効力照明を促進する
バルブの幾何学配置を提供することである。
散及びアーク室からの熱の流れの効果的な管理を可能に
し、よって低電力投入時における高効力照明を促進する
バルブの幾何学配置を提供することである。
本発明の態様によると、ランプは、バルブの一端に第
一の首、そして反対端に第二の首を有するダブルエンド
型の管状エンベロープを有している。バルブ内部には適
当量の水銀及びハロゲン化金属塩が含まれている。バル
ブの壁が、首から首へ延びて動作中にハロゲン化金属塩
蒸気及び水銀蒸気を含有するアーク室のキャビティーを
画定している。耐熱金属で形成された第一及び第二の長
い電極、すなわちタングステン線が、それぞれの首を通
ってアーク室内に伸びている。これらの電極は、それら
の先端がそれらの間に適当なアーク長のアーク間隙を規
定するように、軸線方向に整合している。
一の首、そして反対端に第二の首を有するダブルエンド
型の管状エンベロープを有している。バルブ内部には適
当量の水銀及びハロゲン化金属塩が含まれている。バル
ブの壁が、首から首へ延びて動作中にハロゲン化金属塩
蒸気及び水銀蒸気を含有するアーク室のキャビティーを
画定している。耐熱金属で形成された第一及び第二の長
い電極、すなわちタングステン線が、それぞれの首を通
ってアーク室内に伸びている。これらの電極は、それら
の先端がそれらの間に適当なアーク長のアーク間隙を規
定するように、軸線方向に整合している。
バルブの壁厚は、中間室平面から、すなわち二つの首
の間の中途の平面から、それぞれの首に向かって次第に
増加する。壁はランプの定格電力またはワット数に応じ
た適当な厚みで形成されている。高効力を達成できるよ
うに、括をいくらか絞り、シャフトへの最適な熱の移動
速度を達成している。
の間の中途の平面から、それぞれの首に向かって次第に
増加する。壁はランプの定格電力またはワット数に応じ
た適当な厚みで形成されている。高効力を達成できるよ
うに、括をいくらか絞り、シャフトへの最適な熱の移動
速度を達成している。
各シャフトは、アーク室長と等しい距離でそれぞれの
首から伸びているシャフトの部分として規定されている
それぞれのシャフトセグメントを有している。ランプの
首から伝導される熱エネルギーが（大部分は伝導及び対
流により）環境へ消散するのは、これらのシャフトセグ
メントを通してである。これらのシャフトセグメントは
それらの表面積がランプの定格電力に応じて限定され保
たれるように寸法付けられ、その結果所望の目標範囲内
にシャフト部分の負荷が存在することになる。シャフト
セグメントの負荷係数（loading factor）は、第一及び
第二のシャフトセグメントの表面積の合計値で割ったラ
ンプの定格電力に等しく、この係数は約16〜36ワット／
平方センチメートルの範囲内にあるべきである。シャフ
トセグメント負荷が低過ぎると、シャフトから消散する
熱が多量になり過ぎ、そしてそれが高過ぎると、バルブ
壁やタングステン電極への損傷が生じうる。極低ワット
数のランプの場合、バルブの寸法が小さいため、首を有
意に絞ることは困難でありうる。こうして、目標のシャ
フトセグメント負荷は、首部の絞りは少ないが、必要な
軸線方向距離にわたってまたは越えて直径が次第に増加
するシャフトを用いて達成できる。より高電力のランプ
については、十分な熱の消散を許容するのに十分な表面
積を提供することについても注意しなければならない。
首から伸びているシャフトの部分として規定されている
それぞれのシャフトセグメントを有している。ランプの
首から伝導される熱エネルギーが（大部分は伝導及び対
流により）環境へ消散するのは、これらのシャフトセグ
メントを通してである。これらのシャフトセグメントは
それらの表面積がランプの定格電力に応じて限定され保
たれるように寸法付けられ、その結果所望の目標範囲内
にシャフト部分の負荷が存在することになる。シャフト
セグメントの負荷係数（loading factor）は、第一及び
第二のシャフトセグメントの表面積の合計値で割ったラ
ンプの定格電力に等しく、この係数は約16〜36ワット／
平方センチメートルの範囲内にあるべきである。シャフ
トセグメント負荷が低過ぎると、シャフトから消散する
熱が多量になり過ぎ、そしてそれが高過ぎると、バルブ
壁やタングステン電極への損傷が生じうる。極低ワット
数のランプの場合、バルブの寸法が小さいため、首を有
意に絞ることは困難でありうる。こうして、目標のシャ
フトセグメント負荷は、首部の絞りは少ないが、必要な
軸線方向距離にわたってまたは越えて直径が次第に増加
するシャフトを用いて達成できる。より高電力のランプ
については、十分な熱の消散を許容するのに十分な表面
積を提供することについても注意しなければならない。
この設計のランプは、所期の用途に依存して、極低電
力（２〜５ワット）、低電力（５〜14ワット）または中
電力（14〜30ワット）で、しかも各場合とも高効力で動
作することができる。その効力が100ルーメン／ワット
を上回る場合もありうる。
力（２〜５ワット）、低電力（５〜14ワット）または中
電力（14〜30ワット）で、しかも各場合とも高効力で動
作することができる。その効力が100ルーメン／ワット
を上回る場合もありうる。
電極の導入線部の細い寸法が、タングステンとはまっ
たく異なる熱膨張係数を有する首の石英に熱機械的応力
が加わることを防止する。
たく異なる熱膨張係数を有する首の石英に熱機械的応力
が加わることを防止する。
好ましくは、室は首がバルブを接合するフレア領域を
有し、その結果各導入線が電極として石英（または等価
材料）と直接接触していない非常に小さい体積の延長領
域が存在する。この特徴が、一方のまたは他方の電極の
柱部の首における塩溜の凝縮を促進し、しかもまた高温
電極からランプのシャフトへの熱の流れの制御をも促進
する。
有し、その結果各導入線が電極として石英（または等価
材料）と直接接触していない非常に小さい体積の延長領
域が存在する。この特徴が、一方のまたは他方の電極の
柱部の首における塩溜の凝縮を促進し、しかもまた高温
電極からランプのシャフトへの熱の流れの制御をも促進
する。
本発明の上述の及び他の目的、特徴及び利点は、以降
の、添付の図面と組み合わせて考慮される特定の好まし
い態様の詳細な説明からより完全に認識できる。
の、添付の図面と組み合わせて考慮される特定の好まし
い態様の詳細な説明からより完全に認識できる。
好ましい態様の詳細な説明 最初に図面の第１図を参照すると、22ワットランプ10
は、自動ガラス吹込法によって形成されているダブルエ
ンド溶融石英管12を含んで成る。管は、内部にキャビテ
ィーまたは室16を画定している中央部に薄壁バルブ14を
有している。この場合、室はいくらかレモン形またはガ
ウス分布形をしており、中央の凸部18と、バルブ14が第
一及び第二の首、それぞれ22、24に接合しているフレア
端部20とを有している。例示されているように、首22及
び24は各々内に細くなってまたは絞られて、それぞれ第
一及び第二のシャフト26及び28へ出ていく熱の流れを制
限している。第一及び第二の電極30及び32が、それぞれ
首22、24の一つに各々支持されている。ここで、電極は
耐熱金属、例えばタングステンでできており、そして
「混合」デザイン、すなわちいくらかクラブ形をしたも
のである。
は、自動ガラス吹込法によって形成されているダブルエ
ンド溶融石英管12を含んで成る。管は、内部にキャビテ
ィーまたは室16を画定している中央部に薄壁バルブ14を
有している。この場合、室はいくらかレモン形またはガ
ウス分布形をしており、中央の凸部18と、バルブ14が第
一及び第二の首、それぞれ22、24に接合しているフレア
端部20とを有している。例示されているように、首22及
び24は各々内に細くなってまたは絞られて、それぞれ第
一及び第二のシャフト26及び28へ出ていく熱の流れを制
限している。第一及び第二の電極30及び32が、それぞれ
首22、24の一つに各々支持されている。ここで、電極は
耐熱金属、例えばタングステンでできており、そして
「混合」デザイン、すなわちいくらかクラブ形をしたも
のである。
陽極として働く第一電極30は、首22内に支持され、そ
して室16内にいくらか伸びてそこでタングステン柱部36
が突合せ溶接されているタングステン導入線34を有して
いる。導入線はやや細いゲージ、典型的には0.18mm（0.
007インチ）のものであり、そして柱部はいくらか大き
な直径、典型的には0.30mm（0.012インチ）のものであ
る。柱部36は、60度〜120度の範囲のフレア角度を有す
る中央点を形成する円錐先端を有している。
して室16内にいくらか伸びてそこでタングステン柱部36
が突合せ溶接されているタングステン導入線34を有して
いる。導入線はやや細いゲージ、典型的には0.18mm（0.
007インチ）のものであり、そして柱部はいくらか大き
な直径、典型的には0.30mm（0.012インチ）のものであ
る。柱部36は、60度〜120度の範囲のフレア角度を有す
る中央点を形成する円錐先端を有している。
タングステン導入線34は、石英シャフト26を通って、
適当な安定器（図示なし）の正端子へ電気的に接続させ
るモリブデン導入線と接続しているモリブデン箔シール
へと伸びている。
適当な安定器（図示なし）の正端子へ電気的に接続させ
るモリブデン導入線と接続しているモリブデン箔シール
へと伸びている。
同様に、陰極32は、シャフト28内に伸びて首24の中で
支持されているタングステン導入線44を有している。線
44は室16内にいくらか伸びて、柱部46がその上に突合せ
溶接されている。陰極柱部46は、30〜45度のテーパー角
を有する尖った円錐先端を有している。ここで線44は、
典型的には直径0.18mm（0.007インチ）であり、一方そ
の柱部は、例えば直径0.30mm（0.012インチ）のもので
あることができる。導入線44は、導入線に接続するモリ
ブデン箔シールに伸びている。
支持されているタングステン導入線44を有している。線
44は室16内にいくらか伸びて、柱部46がその上に突合せ
溶接されている。陰極柱部46は、30〜45度のテーパー角
を有する尖った円錐先端を有している。ここで線44は、
典型的には直径0.18mm（0.007インチ）であり、一方そ
の柱部は、例えば直径0.30mm（0.012インチ）のもので
あることができる。導入線44は、導入線に接続するモリ
ブデン箔シールに伸びている。
陽極及び陰極の柱部36、46は、首22、24と接触せず
に、且つバルブ14の壁と接触せずに支持されている。そ
の特別な電極構造は、共通に譲渡された同時係属米国特
許出願第07/636,742号明細書（米国代理人ドケット284
P 021）に記載されており、そしてその記載を本明細書
において参照として取り入れる。
に、且つバルブ14の壁と接触せずに支持されている。そ
の特別な電極構造は、共通に譲渡された同時係属米国特
許出願第07/636,742号明細書（米国代理人ドケット284
P 021）に記載されており、そしてその記載を本明細書
において参照として取り入れる。
陽極30及び陰極32は軸線方向に整合しており、そして
室16の中央部においてそれらの先端がそれらの間にアー
ク間隙を規定している。
室16の中央部においてそれらの先端がそれらの間にアー
ク間隙を規定している。
該柱部は、ランプ内の水銀及び金属ハロゲン化物の蒸
気と接触するかなり大きな表面積を有するので、尖った
先端から伝導し去る熱は大部分が室内の蒸気へ伝達す
る。
気と接触するかなり大きな表面積を有するので、尖った
先端から伝導し去る熱は大部分が室内の蒸気へ伝達す
る。
この図には示していないが、ランプ10はまた、少量の
貴ガス例えばアルゴン、水銀、及び一種以上のハロゲン
化金属塩例えばヨウ化ナトリウム、の適当な充填物も含
有する。選ばれる特定の金属塩及びそれらの相対比率
は、ランプの所望の波長分布に関係して金属イオンの光
学的放電特性に依存する。
貴ガス例えばアルゴン、水銀、及び一種以上のハロゲン
化金属塩例えばヨウ化ナトリウム、の適当な充填物も含
有する。選ばれる特定の金属塩及びそれらの相対比率
は、ランプの所望の波長分布に関係して金属イオンの光
学的放電特性に依存する。
タングステンでできている。電極のための導入線は、
管12の石英材料よりも約90〜96倍高い熱伝導率を有す
る。それゆえ、導入線34、44の直径をできる限り小さく
保つことが望まれる。電極の導入線部の直径がより小さ
くなると、タングステン線の加熱による熱膨張量は相対
的に小さいものとなる。これは二つの理由で起こる。直
径がより小さい線は、電極の柱部の寸法が首まで続いて
いた場合にそれぞれの首に伝達する程の熱を運搬するこ
とはない。第二に、熱膨張量は全体の寸法に比例するの
で、寸法が小さく保たれているところでは、熱膨張によ
る応力もまた小さく保たれる。このため、本明細書で用
いられる構成原理は、石英とタングステン材料との熱膨
張差によって溶融石英が亀裂破損する危険を減少させ
る。
管12の石英材料よりも約90〜96倍高い熱伝導率を有す
る。それゆえ、導入線34、44の直径をできる限り小さく
保つことが望まれる。電極の導入線部の直径がより小さ
くなると、タングステン線の加熱による熱膨張量は相対
的に小さいものとなる。これは二つの理由で起こる。直
径がより小さい線は、電極の柱部の寸法が首まで続いて
いた場合にそれぞれの首に伝達する程の熱を運搬するこ
とはない。第二に、熱膨張量は全体の寸法に比例するの
で、寸法が小さく保たれているところでは、熱膨張によ
る応力もまた小さく保たれる。このため、本明細書で用
いられる構成原理は、石英とタングステン材料との熱膨
張差によって溶融石英が亀裂破損する危険を減少させ
る。
第１図にさらに示したように、バルブ14の壁厚は、ラ
ンプの軸線に垂直で且つ二つの首22及び24の間の中途に
ある中央または中間平面から次第に増加する。壁厚は、
アーク間隙付近の帯域から第一及び第二のシャフト26及
び28へ向かってバルブ壁に沿って流れる熱伝導を調節す
るために、ランプのワット数及びバルブ寸法に基づく限
界値の範囲内に保たれている。
ンプの軸線に垂直で且つ二つの首22及び24の間の中途に
ある中央または中間平面から次第に増加する。壁厚は、
アーク間隙付近の帯域から第一及び第二のシャフト26及
び28へ向かってバルブ壁に沿って流れる熱伝導を調節す
るために、ランプのワット数及びバルブ寸法に基づく限
界値の範囲内に保たれている。
第１図にさらに示したように、各首22、24は、各電極
30、32が首を離れて室16に入る平面に対応する部分にお
いて絞られている。首が、石英管12の限定された断面積
を規定している。
30、32が首を離れて室16に入る平面に対応する部分にお
いて絞られている。首が、石英管12の限定された断面積
を規定している。
第１図に示したように、バルブ14は、ランプ内部の第
一の首22から軸線方向に第二の首24までの距離に等しい
室長50を有する。第一及び第二のシャフト26及び28の各
々は、室長50に等しい距離でそれぞれの首22、24から軸
線方向に外に向かって伸びているシャフト部分として規
定されている各シャフトセグメント52及び54を有する。
首部の絞りのため、これらのシャフトセグメント52及び
54は、絞りのない円筒管（すなわち、従来技術にあるよ
うな）の対応する表面積よりもいくらか小さい表面積を
有する。シャフトセグメント52、54の寸法は、シャフト
セグメントがランプの定格電力に関して選ばれた所望の
表面積を有するようにランプ形成の際に調節される。本
発明のランプは、二つのシャフトセグメントの表面積の
合計で割ったランプ定格電力として定義するシャフトセ
グメント負荷係数を有し、そしてこれは12〜36ワット／
平方センチメートルの範囲内になければならない。例示
した、22ワットランプの態様の場合には、シャフトセグ
メント負荷係数は約24wcm-2である。
一の首22から軸線方向に第二の首24までの距離に等しい
室長50を有する。第一及び第二のシャフト26及び28の各
々は、室長50に等しい距離でそれぞれの首22、24から軸
線方向に外に向かって伸びているシャフト部分として規
定されている各シャフトセグメント52及び54を有する。
首部の絞りのため、これらのシャフトセグメント52及び
54は、絞りのない円筒管（すなわち、従来技術にあるよ
うな）の対応する表面積よりもいくらか小さい表面積を
有する。シャフトセグメント52、54の寸法は、シャフト
セグメントがランプの定格電力に関して選ばれた所望の
表面積を有するようにランプ形成の際に調節される。本
発明のランプは、二つのシャフトセグメントの表面積の
合計で割ったランプ定格電力として定義するシャフトセ
グメント負荷係数を有し、そしてこれは12〜36ワット／
平方センチメートルの範囲内になければならない。例示
した、22ワットランプの態様の場合には、シャフトセグ
メント負荷係数は約24wcm-2である。
第２図は、本発明の別のランプ、ここでは中電力、す
なわち約５〜15ワットのものを示す。このランプの設計
や構造には上述と同じ検討がなされ、そして上述の態様
中の要素に対応する要素には同じ参照番号（但し100を
足してある）を使用した。
なわち約５〜15ワットのものを示す。このランプの設計
や構造には上述と同じ検討がなされ、そして上述の態様
中の要素に対応する要素には同じ参照番号（但し100を
足してある）を使用した。
ここで、ランプ110は、バルブ114を有するダブルエン
ド溶融石英管112を有し、バルブの壁が、水銀、ハロゲ
ン塩及び少量の貴ガスの充填物を含有するアーク室116
を画定している。第一及び第二の絞られた首122及び124
が存在し、それを通って第一及び第二の電極130及び132
が室116に入っている。第一の態様にあるように、第一
シャフト126及び第二シャフト128が存在する。第一及び
第二のシャフトセグメント152及び154が、室長150と等
しい距離でそれぞれの首から伸びている。上述のよう
に、ランプの定格電力とこれらのシャフトセグメント15
2及び154の表面積とから、シャフトセグメント負荷係数
が決定される。
ド溶融石英管112を有し、バルブの壁が、水銀、ハロゲ
ン塩及び少量の貴ガスの充填物を含有するアーク室116
を画定している。第一及び第二の絞られた首122及び124
が存在し、それを通って第一及び第二の電極130及び132
が室116に入っている。第一の態様にあるように、第一
シャフト126及び第二シャフト128が存在する。第一及び
第二のシャフトセグメント152及び154が、室長150と等
しい距離でそれぞれの首から伸びている。上述のよう
に、ランプの定格電力とこれらのシャフトセグメント15
2及び154の表面積とから、シャフトセグメント負荷係数
が決定される。
シャフトセグメント負荷係数は12〜36ワット／平方セ
ンチメートルの範囲内に維持されるべきである。12ワッ
トランプの態様では、負荷係数は約18wcm-2である。
ンチメートルの範囲内に維持されるべきである。12ワッ
トランプの態様では、負荷係数は約18wcm-2である。
本発明の非常に低い電力のランプ210が第３図に示さ
れる。そのランプの定格電力は５ワット未満である。こ
こでも先の態様と同じ設計の検討がなされ、40ルーメン
／ワット以上の高い効力が達成されている。第一の態様
のものに対応する要素は、同じ参照番号（但し200を足
してある）で識別されている。ここで、溶融石英管212
は、その内部に形成された相応してより小さなバルブ21
4と、室長250のアーク室216を画定する壁を有し、そし
てそこには貴ガス及び水銀塩の適当な充填物が存在す
る。バルブの各端の第一及び第二の絞られた管222及び2
24を通して、第一及び第二のタングステン線電極230及
び232が現れる。これらが室216の内部で小さなアーク間
隙を規定する。ここで、電極230、232は、第１図及び第
２図のランプに採用された複合設計のものではなく、均
一直径の線のものである。第一及び第二のシャフト226
及び228は各々、室長250に等しい短い距離でそれぞれの
首から伸びているとして規定されているそれぞれのシャ
フトセグメント252及び254を有する。この場合、バルブ
214の寸法が非常に小さいため、二つの首222、224を絞
り、他の態様と類似の絞り形状を形成することは困難で
ある。
れる。そのランプの定格電力は５ワット未満である。こ
こでも先の態様と同じ設計の検討がなされ、40ルーメン
／ワット以上の高い効力が達成されている。第一の態様
のものに対応する要素は、同じ参照番号（但し200を足
してある）で識別されている。ここで、溶融石英管212
は、その内部に形成された相応してより小さなバルブ21
4と、室長250のアーク室216を画定する壁を有し、そし
てそこには貴ガス及び水銀塩の適当な充填物が存在す
る。バルブの各端の第一及び第二の絞られた管222及び2
24を通して、第一及び第二のタングステン線電極230及
び232が現れる。これらが室216の内部で小さなアーク間
隙を規定する。ここで、電極230、232は、第１図及び第
２図のランプに採用された複合設計のものではなく、均
一直径の線のものである。第一及び第二のシャフト226
及び228は各々、室長250に等しい短い距離でそれぞれの
首から伸びているとして規定されているそれぞれのシャ
フトセグメント252及び254を有する。この場合、バルブ
214の寸法が非常に小さいため、二つの首222、224を絞
り、他の態様と類似の絞り形状を形成することは困難で
ある。
どちらかと言えば、首222及び224からの有意な距離に
わたるシャフト226及び228の直径を減少することによっ
て、熱消散特性の低減が達成される。このようにして、
シャフトセグメント全体にわたりゆるやかなテーパーが
存在し、12〜36ワット／平方センチメートルの目標範囲
のシャフトセグメント表面負荷係数を生じる。定格電力
約2.5ワットの表示したランプは、シャフトセグメント
負荷係数約24wcm-2を有する。これらの小さなランプで
は、シャフトセグメント表面負荷を制御することが特に
有用でありそしてシャフトまたはステムのテーパー角を
調節することによって達成することができる。
わたるシャフト226及び228の直径を減少することによっ
て、熱消散特性の低減が達成される。このようにして、
シャフトセグメント全体にわたりゆるやかなテーパーが
存在し、12〜36ワット／平方センチメートルの目標範囲
のシャフトセグメント表面負荷係数を生じる。定格電力
約2.5ワットの表示したランプは、シャフトセグメント
負荷係数約24wcm-2を有する。これらの小さなランプで
は、シャフトセグメント表面負荷を制御することが特に
有用でありそしてシャフトまたはステムのテーパー角を
調節することによって達成することができる。
より大きなランプ（15〜40ワット）、中位のランプ
（５〜14ワット）及びより小さなランプ（５ワット未
満）の各々において熱管理原理を使用して、バルブと首
の外側の石英壁に沿ってシャフトの大きな放射面への熱
の流れを制限し、そしてそれらの面の寸法を制限する。
電極先端間の帯域、すなわちアーク発生プラズマ近辺に
おける高温乱流ガスが、室の中央部における熱伝導機能
の大部分を果す。しかしながら、熱は首に向かって軸線
方向に進むので、石英バルブ壁やシャフトの伝導性がよ
り大きな因子を演じる。熱消散速度は、温度が水銀や塩
の蒸気圧を高く維持するのに十分な高さで保たれるよう
な、目標の範囲内に維持されるべきである。しかしなが
ら、高温が溶融石英バルブの壁を失透させることのない
ように、熱の最小限の消散がいくらかは必要である。さ
らに、過剰の塩、すなわち塩溜めは、バルブ壁の中央部
から離れて配置された領域で凝縮すべきである。本発明
では、動作しているランプの室の最低温部は、電極の背
後の首の一つであり、そこに塩溜めが生じる。こうし
て、照明方向のバルブ壁の凸部18上に凝集した塩の斑点
が形成されることはない。
（５〜14ワット）及びより小さなランプ（５ワット未
満）の各々において熱管理原理を使用して、バルブと首
の外側の石英壁に沿ってシャフトの大きな放射面への熱
の流れを制限し、そしてそれらの面の寸法を制限する。
電極先端間の帯域、すなわちアーク発生プラズマ近辺に
おける高温乱流ガスが、室の中央部における熱伝導機能
の大部分を果す。しかしながら、熱は首に向かって軸線
方向に進むので、石英バルブ壁やシャフトの伝導性がよ
り大きな因子を演じる。熱消散速度は、温度が水銀や塩
の蒸気圧を高く維持するのに十分な高さで保たれるよう
な、目標の範囲内に維持されるべきである。しかしなが
ら、高温が溶融石英バルブの壁を失透させることのない
ように、熱の最小限の消散がいくらかは必要である。さ
らに、過剰の塩、すなわち塩溜めは、バルブ壁の中央部
から離れて配置された領域で凝縮すべきである。本発明
では、動作しているランプの室の最低温部は、電極の背
後の首の一つであり、そこに塩溜めが生じる。こうし
て、照明方向のバルブ壁の凸部18上に凝集した塩の斑点
が形成されることはない。
石英管の首、バルブ側壁及びシャフトは、構造支持の
ために十分な厚みを有すること、及び失透を防止するの
に十分な熱を伝達することが要求される一方で、使用す
る低い定格電力において高いランプ効力及び所望の色温
度をもたらす高い蒸気圧を発生するための熱を維持する
のに十分な小さな寸法を付与される。
ために十分な厚みを有すること、及び失透を防止するの
に十分な熱を伝達することが要求される一方で、使用す
る低い定格電力において高いランプ効力及び所望の色温
度をもたらす高い蒸気圧を発生するための熱を維持する
のに十分な小さな寸法を付与される。
本発明は、特定の好ましい態様を参照して詳細に記述
されてはいるが、本発明がそれらの明確な態様に限定さ
れるものではないことを理解すべきである。むしろ、添
付の請求の範囲に規定した本発明の範囲及び精神から逸
脱することなく、当業者に多くの改変及び変法を提供す
るであろう。
されてはいるが、本発明がそれらの明確な態様に限定さ
れるものではないことを理解すべきである。むしろ、添
付の請求の範囲に規定した本発明の範囲及び精神から逸
脱することなく、当業者に多くの改変及び変法を提供す
るであろう。
図面の簡単な説明 第１図は本発明の一態様によるメタルハライド放電ラ
ンプの立面図である。
ンプの立面図である。
第２図は本発明の別の態様によるメタルハライド放電
ランプの立面図である。
ランプの立面図である。
第３図は本発明の別の態様によるメタルハライド放電
ランプの立面図である。
ランプの立面図である。
10……ランプ、12……石英管、14……バルブ、16……
室、20……フレア端部、22……第一の首、24……第二の
首、26……第一のシャフト、28……第二のシャフト、30
……第一の電極、32……第二の電極、34……導入線、36
……柱部、44……導入線、46……柱部、50……室長、5
2,54……シャフトセグメント、110……ランプ、112……
石英管、114……バルブ、116……室、122……第一の
首、124……第二の首、126……第一のシャフト、128…
…第二のシャフト、130……第一の電極、132……第二の
電極、150……室長、152,154……シャフトセグメント、
210……ランプ、212……石英管、214……バルブ、216…
…室、222……第一の首、224……第二の首、226……第
一のシャフト、228……第二のシャフト、230……第一の
電極、232……第二の電極、250……室長、252,254……
シャフトセグメント
室、20……フレア端部、22……第一の首、24……第二の
首、26……第一のシャフト、28……第二のシャフト、30
……第一の電極、32……第二の電極、34……導入線、36
……柱部、44……導入線、46……柱部、50……室長、5
2,54……シャフトセグメント、110……ランプ、112……
石英管、114……バルブ、116……室、122……第一の
首、124……第二の首、126……第一のシャフト、128…
…第二のシャフト、130……第一の電極、132……第二の
電極、150……室長、152,154……シャフトセグメント、
210……ランプ、212……石英管、214……バルブ、216…
…室、222……第一の首、224……第二の首、226……第
一のシャフト、228……第二のシャフト、230……第一の
電極、232……第二の電極、250……室長、252,254……
シャフトセグメント
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アドベンコ，マイケル アメリカ合衆国，ニューヨーク 13152, スカニーテルズ フォールズ，ジョーダ ン ストリート 44 (56)参考文献 特開 平４−280061（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−52373（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−218253（ＪＰ，Ａ) 特公 平６−30239（ＪＰ，Ｂ２) 特公 平２−4099（ＪＰ，Ｂ２) 特公 平４−27667（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01J 61/36,61/33,61/30 H01J 61/86
Claims (7)
- 【請求項１】バブルの両端に軸線方向に配置されている
第一の首及び第二の首であって前記首間の距離によって
規定された室長を有するアーク室を画定するバルブ壁を
有するバルブに第一のシャフト及び第二のシャフトをそ
れぞれ接合している前記第一の首及び第二の首を有する
ダブルエンド型の管状エンベロープと、前記室内の所定
量の水銀及びメタルハライド塩と、各シャフトを通して
軸線方向に伸びており且つ前記アーク室の中へ前記首の
それぞれ一つにおいて出ている耐熱金属でできた第一及
び第二の細長い電極とを含むメタルハライド放電ランプ
であって、 前記電極は、それらの軸先端部が互いに隔離されてそれ
らの間にアーク間隙が規定されており、前記ランプは、
前記室体積と、前記室内の水銀量及び塩量と、前記アー
ク間隙とに依存する40ワット以下の定格電力を有し、前
記シャフトの各々は、前記アーク室の長さに等しい距離
分それぞれの首から伸びている前記シャフトのセグメン
トにわたりそれぞれのシャフトセグメント表面積を有
し、前記ランプは、ランプの定格電力を第一及び第二の
シャフトセグメントの表面積の合計で割った値である定
格シャフトセグメント負荷係数を有し、前記シャフトセ
グメント負荷係数は12〜36ワット／平方センチメートル
の範囲にあるメタルハライド放電ランプ。 - 【請求項２】前記定格電力が２ワット〜５ワットの間に
ある、請求項１記載のメタルハライド放電ランプ。 - 【請求項３】前記シャフトセグメントの直径が、それぞ
れの首から軸線方向に外側に向かって前記アーク室長に
等しい前記長さにわたり漸増している、請求項２記載の
メタルハライド放電ランプ。 - 【請求項４】前記定格電力が５ワット〜30ワットの間に
ある、請求項１記載のメタルハライド放電ランプ。 - 【請求項５】前記シャフトセグメントの直径が、それぞ
れの首から軸線方向に外側に向かって前記アーク室長に
等しい前記長さの有意な部分にわたり漸増している、請
求項４記載のメタルハライド放電ランプ。 - 【請求項６】前記定格電力が15ワット〜30ワットの間に
ある、請求項５記載のメタルハライド放電ランプ。 - 【請求項７】前記定格電力が５ワット〜14ワットの間に
ある、請求項５記載のメタルハライド放電ランプ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/636,742 US5117154A (en) | 1990-12-31 | 1990-12-31 | Metal halide discharge lamp with improved shank loading factor |
| US636,742 | 1990-12-31 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05505277A JPH05505277A (ja) | 1993-08-05 |
| JP2802683B2 true JP2802683B2 (ja) | 1998-09-24 |
Family
ID=24553141
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4503424A Expired - Fee Related JP2802683B2 (ja) | 1990-12-31 | 1991-12-30 | メタルハライド放電ランプ |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
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| EP (1) | EP0517898B1 (ja) |
| JP (1) | JP2802683B2 (ja) |
| AU (1) | AU9167391A (ja) |
| BR (1) | BR9106358A (ja) |
| CA (1) | CA2076638C (ja) |
| DE (1) | DE69109101T2 (ja) |
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| US5486737A (en) * | 1994-04-12 | 1996-01-23 | Osram Sylvania Inc. | Heavily loaded double-ended arc lamp |
| US5539273A (en) * | 1994-06-29 | 1996-07-23 | Welch Allyn, Inc. | Etched electrode for metal halide discharge lamps |
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| US6554765B1 (en) | 1996-07-15 | 2003-04-29 | East Giant Limited | Hand held, portable camera with adaptable lens system |
| US5879289A (en) * | 1996-07-15 | 1999-03-09 | Universal Technologies International, Inc. | Hand-held portable endoscopic camera |
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| JP2003242933A (ja) * | 2002-02-15 | 2003-08-29 | Toshiba Lighting & Technology Corp | メタルハライドランプおよび自動車用前照灯装置 |
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| US20060170361A1 (en) * | 2005-01-31 | 2006-08-03 | Osram Sylvania Inc. | Single-ended Arc Discharge Vessel with a Divider Wall |
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| KR101507818B1 (ko) * | 2012-08-08 | 2015-04-07 | 주식회사 씨티씨바이오 | 수용성 만난아제 조성물 및 이의 제조 방법 |
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|---|---|---|---|---|
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| US3263852A (en) * | 1963-05-09 | 1966-08-02 | Gen Electric | Method of glass bulb manufacture and glass bulb |
| US3636341A (en) * | 1969-11-14 | 1972-01-18 | Gen Electric | Lamp and housing assembly |
| US3714493A (en) * | 1970-04-06 | 1973-01-30 | Gen Electric | Compact metal halide arc lamp containing primarily mercury iodide |
| US4136298A (en) * | 1977-08-15 | 1979-01-23 | General Electric Company | Electrode-inlead for miniature discharge lamps |
| US4202999A (en) * | 1978-04-11 | 1980-05-13 | General Electric Company | Fused silica lamp envelope and seal |
| JPS5851457A (ja) * | 1981-09-22 | 1983-03-26 | Toshiba Corp | 小形メタルハライドランプ |
| JPS60200455A (ja) * | 1984-03-24 | 1985-10-09 | Toshiba Corp | 小形メタルハライドランプ |
| JPH0762993B2 (ja) * | 1987-09-21 | 1995-07-05 | 東芝ライテック株式会社 | メタルハライドランプ |
| US4968916A (en) * | 1989-09-08 | 1990-11-06 | General Electric Company | Xenon-metal halide lamp particularly suited for automotive applications having an improved electrode structure |
-
1990
- 1990-12-31 US US07/636,742 patent/US5117154A/en not_active Expired - Lifetime
-
1991
- 1991-12-30 EP EP92903491A patent/EP0517898B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-12-30 DE DE69109101T patent/DE69109101T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1991-12-30 WO PCT/US1991/009781 patent/WO1992012532A1/en active IP Right Grant
- 1991-12-30 AU AU91673/91A patent/AU9167391A/en not_active Withdrawn
- 1991-12-30 JP JP4503424A patent/JP2802683B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1991-12-30 CA CA002076638A patent/CA2076638C/en not_active Expired - Fee Related
- 1991-12-30 BR BR919106358A patent/BR9106358A/pt unknown
Also Published As
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