JP3078029U - 片側にソケットを備えたハロゲンランプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 冒頭で述べた形式の片側にソケットを備えた
ハロゲンランプを改良して、ナトリウム拡散を確実に阻
止でき、これにもかかわらず構造形式が極めてコンパク
トであるハロゲンランプを提供する。 【解決手段】 密封ガラス球１５が不活性ガスを充填さ
れているかまたは排気されており、外側ガラス球１；３
０が排気にされているようにした。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

本考案は、密閉された３つの容器を備えた、ハロゲンランプであって、両側で 圧搾された石英ガラスから成る放電容器が、両側で閉鎖された光透過性の密封ガ ラス球によって取り囲まれており、さらにこの密封ガラス球が、片側で閉鎖され た光透過性の外側ガラス球によって取り囲まれている形式のものに関する。

【０００２】

【従来の技術】

上記ハロゲンランプは特に、少なくとも１５０Ｗの出力を有するランプであり 、このランプにおいては、両側で圧搾された放電容器が使用される。全般照明の ために、このような形式のランプは種々異なった光色で使用される。オスラム（ Osram）社の技術科学論文（Technisch-wissenschaftliche Abhandlungen）、第 １２巻、１９８６年、第１１頁〜第１５頁に記載のように、光色ＷＤＬ，ＮＤＬ ，Ｄが知られており、これらの光色の光温度はそれぞれ約３０００Ｋ，約４３０ ０Ｋ，約５３００Ｋに相応している。

【０００３】 片側にソケットを備えた高出力のハロゲンランプはアメリカ合衆国特許第５１ １１１０４号明細書に基づきすでに公知であり、この公知のハロゲンランプには ヨウ化ナトリウムのようなナトリウムを含有する充填物及びスカンジウムが使用 されている。両側で圧搾された放電容器からのナトリウム拡散は、両側で圧搾さ れた内側の密封ガラス球を使用すると共に、片側にソケットを備えた膨出成形さ れた外側ガラス球を付加的に使用することとによって阻止されるので、ソケット から遠い方の給電手段は外側ガラス球内で大きな円弧で戻し案内される。これに よって、このランプの寸法は必然的に極めて大きくなってしまう。熱損失を可能 な限り小さく維持するために、密封ガラス管は排気されているのに対して、外側 ガラス管は不活性ガス（約４００Torr（５３３mbar）の常温充填圧を有するＮ_２ ）で充填されている。外側ガラス球内に密封ガラス球を保持するために、圧搾部 を取り囲んで案内される、金属バンドから成るパッキンリングが使用される。

【０００４】 完全に同一の構造が、アメリカ合衆国特許第５４５３６５４号明細書において は熱ピトー管として使用される。この場合保持形式は、内側の密封ガラス球が軸 方向で案内された給電手段によるだけで保持されるように、簡略化されている。 この場合給電手段は、放電容器の回動を防止するために、密封ガラス球の圧搾部 の領域において扁平部、湾曲部または横方向に延びるＵ字湾曲部を有していてよ い。

【０００５】 片側にソケットを備えた、低出力のコンパクトなハロゲンランプはドイツ連邦 共和国特許出願公開第４３４２４７８号明細書に基づき公知であり、この公知の ハロゲンランプは、ナトリウムを含有する充填物を有している。この場合に、ナ トリウム含有量は０．２ｍｇ／ｃｍ^３までであってよい。片側が圧搾された放電 容器からのナトリウム拡散は、ＵＶ・吸収特性を有する片側で圧搾された内側の 密封ガラス球を使用すると共に、片側にソケットを備えた密に隣接する外側ガラ ス球を付加的に使用することによって阻止される。付加的に、密封ガラス球が不 活性ガス（約６００mbarの常温充填圧を有するＮ_２）で充填されているのに対し て、外側ガラス球は排気されている。密封ガラス球内の不活性ガスは、ナトリウ ム拡散を防止しかつ熱分配の均一性を改善する。密封ガラス球は石英ガラスから 成っており、この石英ガラスにはＵＶ・吸収性の材料として酸化セリウムおよび 酸化チタンが混合されている。

【０００６】 しかし、このランプの光束のメンテナンスは、セラミックスの放電容器を有す る別のタイプのランプと競合できるほど十分ではない。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】

したがって本考案の課題は、冒頭で述べた形式の片側にソケットを備えたハロ ゲンランプを改良して、ナトリウム拡散を確実に阻止でき、これにもかかわらず 構造形式が極めてコンパクトであるハロゲンランプを提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

この課題を解決するために本考案の構成では、密封ガラス球が、不活性ガスを 充填されているかまたは排気されており、外側ガラス球が、排気されているよう にした。

【０００９】 特に有利な構成が請求項２以下に記載してある。

【００１０】

【考案の効果】

本考案によるハロゲンランプ（ハロゲン化金属ランプ）には、石英ガラスから 成る両側で圧搾された放電容器が設けられており、この放電容器は特に、ナトリ ウムおよび／またはセシウムを含有した充填物を有している。放電容器は、特に 圧搾部により両側で閉鎖された光透過性の密封ガラス球によって取り囲まれてお り、さらにこの密封ガラス球は、片側で閉鎖された光透過性の外側ガラス球によ って取り囲まれている。密封ガラス球は不活性ガスを充填されているかもしくは 排気されているのに対して、外側ガラス球は排気されている。

【００１１】 この構造においてはナトリウム拡散が特に問題である。なぜならば、外側ガラ ス球の内部において給電手段が、内側に位置するガラス球に沿って戻し案内され ねばならないからである。

【００１２】 第１の構造形式では、外側ガラス球は排気されており、密封ガラス球は不活性 ガスで充填されている。要するに、アメリカ合衆国特許第５１１１１０４号明細 書に基づき公知の前述のランプとは全く正反対である。これによって、確かに製 造に手間はかかるが、この配置形式は極めて効果的である。なぜならば、熱せき 止め作用又は蓄熱作用が放電容器において生じ、ひいては充填物に直接に影響す るからである。

【００１３】 この構造によって、熱光色（約３０００〜３７００Ｋの色温度）においては特 に、光束のメンテナンス及び他の測光上のデータに関する確かな結果が得られる ことが明らかとなった。なぜならば、対流式の熱損失が十分に減じられるからで ある。というのも、熱光色（特にＷＤＬ）に対応して充填物が、主としてナトリ ウム・スズ系またはナトリウム・スカンジウム系をベースとしているからである 。

【００１４】 第２の構造形式では、密封ガラス球も排気されている。これによって、熱損失 がさらに減じられるので、光束のメンテナンスがさらに改善される。従来の技術 においては今まで、最初の１００時間において、激しい減少が生じていたが、こ の減少は今や十分に阻止されてる。

【００１５】 密封ガラス球がＵＶ・吸収作用を有すると有利である。この密封ガラス球はた いてい、石英ガラスから製造されており、この石英ガラスにはこの場合、たとえ ばセリウムまたはチタンのようなＵＶ・吸収性の材料がドーピングされている。 これによって、密封ガラス球の外側に沿って密に隣接して案内される戻り側の給 電手段からＵＶ・放射によってナトリウム損失を増大させる光電子が放出される ことが、特に効果的に回避される。というのも、光電子が放電容器の表面上でマ イナスの電位を生ぜしめ、これによってナトリウムイオンが放電容積から導出さ れるからである。

【００１６】 通常、ナトリウム損失に伴って生じるアーク電圧の上昇が今や回避されるとい う事実も特に重要である。この上昇によってランプが消弧されかつ耐用年数が短 くなることがある。

【００１７】 別の問題は、放電アークの収縮がナトリウム損失に関係しているということで あった。これによって放電アークは、戻し案内された給電手段の磁界によって一 層容易に軸線から偏位される。しかし、偏位が増大することによって放電容器に おいて石英ガラスが局部的に過剰に加熱される。極端な場合、放電容器は破裂す ることさえもあり得る。したがって、排気された密封ガラス球または不活性ガス 、特に窒素で充填された密封ガラス球は最適な破裂防護手段として、排気された 外側ガラス球に関連して作用する。なぜならば、この組み合わせは原因（ナトリ ウム損失）だけでなく結果（破裂）も予め考慮しているからである。

【００１８】 更に、密封ガラス球のみならず外側ガラス球もＵＶを吸収することによって、 ランプのＵＶ・放射をさらに減じることができる。このため、外側ガラス球のた めに（ホウケイ酸ガラスタイプの）硬質ガラスを使用する場合には、付加的なド ーピングはもはや必要なくなる。この組み合わせにおいては、つまり強化された 破裂防護及びＵＶ・防護手段によって、このランプを自由燃焼式に使用すること ができる。従って、このランプは特にコンパクトな光源を成し、この光源は、全 般照明のために理想的でありかつ特に屋内領域における使用のために適している 。

【００１９】 密封ガラス球も排気されている構造形式は、高い色温度が所望される場合に特 に有利である。つまり、ナトリウムのハロゲン化物および／またはセシウムと希 土類元素との組み合わせをベースとした充填物においては、さらに改善された蓄 熱作用が生ずることが明らかとなった。この充填物は特に、約４０００Ｋと６５ ００Ｋとの間の色温度を有する光色ＮＤＬおよび昼光のような中性の光色および 太陽光に類似の光色のために使用される。

【００２０】 放電容器の両端部は、熱損失を減じるために反射ペーストでコーティングされ ていてよく、この反射ペーストは熱放射を放電容器内へ逆反射する。選択的にま たは補足的に、特に両圧搾部のような密封ガラス球の部分も、相応の反射ペース トでコーティングされていてよい。このことは、４０００Ｋを越える高い色温度 においては特に重要である。

【００２１】 排気されている唯一の外側ガラス球（要するに、全部で２つの容器）が使用さ れるか、または本考案のような、別個の密封ガラス球と外側ガラス球とから成る システム（要するに、密鎖された全部で３つの容器）が使用されるかでは著しい 差が生じる。なぜならばこの場合、小さい容積内において極めて容易に真空状態 を得ることができ、かつ特に、所望の長さの耐用年数を維持することができるか らである。特に、真空状態をそれ自体公知のゲッタを用いて改善することができ る。このことも分割された容積において容易かつ効果的に可能である。

【００２２】

【考案の実施の形態】

以下に、本考案の実施の形態を図面につき詳しく説明する。

【００２３】 図１は、２５０Ｗの電力消費を有する、片側にソケットを備えたハロゲンラン プ（ハロゲン化金属ランプ）の第１実施例を示す図である。このハロゲンランプ は、一方の端部にねじ付きソケット２を備えたほぼ円筒状の外側ガラス球１を有 している。外側ガラス球１の内部には、軸方向で整合され両側で圧搾された、石 英ガラスから成る放電容器４が設けられており、この放電容器４内にはハロゲン 化金属から成る充填物と２つの電極とが気密に封入されている。円筒状に成形さ れた放電容器４の両圧搾部７には、両電極に接続されている２つのモリブデンフ ォイル６が設けられている。両圧搾部７からはそれぞれ１つの短い給電手段８が 軸方向で案内されており、この給電手段８も同様にモリブデンフォイル６に接続 されている。

【００２４】 放電容器４は外側ガラス球１の内部で、両側で圧搾された円筒状の密封ガラス 球１５によって同軸的に取り囲まれており、この密封ガラス球１５も同様に軸方 向で整合されており、放電容器４を密に取り囲んでいる。放電容器４の短い両給 電手段８は、密封ガラス球１５の両圧搾部１７内の軸方向に配置されたモリブデ ンフォイル１６に達している。密封ガラス球１５は外側ガラス球１内でフレーム １８によって保持されており、このフレーム１８は以下の構造を有している：す なわち、 ソケット近傍で終了している短いフレームロッド２０は、ソケット２から軸線 Ａに対して平行に出発し、軸線Ａに対して横方向でクランク状に折り曲げられ、 軸線近傍で密封ガラス球１５の、回動を防止する外側給電手段２１に溶接されて いる。外側給電手段２１は「Ｕ」字形である。Ｕ字形の自由脚部２２はモリブデ ンフォイル１６に達しているのに対して、Ｕ字形の底部２３はソケット２の方向 に方向付けられている。短いフレームロッド２０は、底部２３のすぐ上側でＵ字 形の両脚部２２に結合されている。これによって、中実の内部システムである密 封ガラス球・放電容器のための回動防止性及び規定されたオリエンテーションが 保証されるのみならず、短いフレームロッド２０に対する、２つの溶接点を用い た堅固かつ特に確実な結合が提供されている。

【００２５】 同様にして、密封ガラス球１５の、ソケット２から離れた端部における結合が 実現される。この実現のために、密封ガラス球１５の外側に沿って案内される１ つの長いフレームロッド２５がソケット２から密封ガラス球１５の、ソケット２ から離れた端部まで外側ガラス球１内で案内されている。この端部では、長いフ レームロッド２５の、折り曲げられた端部部材２６がランプ軸線Ａの方向に方向 付けられており、そこで再びＵ字形の外側給電手段２７と結合されている。

【００２６】 放電容器４は、ＮａＪおよび希土類元素Ｄｙ，Ｈｏ，Ｔｍのハロゲン化物なら びに若干数の別のハロゲン化物、たとえばタリウムをベースとした中性白色の充 填物（特に、光色ＮＤＬ、色温度約４３００Ｋ）を有している。固有のナトリウ ム量は、放電容器４の容積に関連して約０．０８ｍｇ／ｃｍ^３である。密封ガラ ス球１５も外側ガラス球１も排気されている。放電容器４の両端部には、蓄熱作 用を高めるための反射コーティング部１１が設けられている。密封ガラス球１５ の圧搾部１７も、蓄熱作用を改善するためのコーティング部１２を有している。

【００２７】 放電容器４の圧搾部７にはゲッタ１３が座着しており、このゲッタ１３は金属 バンドから成るパッキンリング１４を用いて電位差なしに固定されており、かつ 密封ガラス球１５内の真空状態を長時間にわたって維持している。金属バンド１ ４を圧搾部７に確実に固定するために、この圧搾部７の狭幅側には突出したそれ ぞれ１つのノーズ２９が設けられている。

【００２８】 外側ガラス球１と同様に密封ガラス球１５の真空度の値は１０^−５mbarである 。

【００２９】 図２には、本考案によるハロゲンランプの測光上のデータと電気的なデータと が示してある。図２のａ）には、１０００運転時間にわたるアーク電圧Ｕ（Ｖ） の良好な安定度が示してある。図２のｂ）には色温度Ｔｎ（Ｋ）の、卓越した安 定度が示してあり、図２のｃ）には光束Φ（ｌｍ）の改善された安定度が示して ある。演色評価数Ｒａは１０００時間にわたって約８９であった。

【００３０】 幾何学的構造が同じ場合に類似の充填物が、昼光（Ｄ）である光色のためにも 使用される。この場合、この光色の色温度は約５３００Ｋである。この光色はＮ ＤＬバージョンと同じ成分である。しかし、ＮａＪの代わりにほぼまたは完全に ＣｓＪが使用される。ナトリウム拡散が生じることはあり得ないので、密封ガラ ス球はここでは特に、蓄熱手段および破裂防護手段として働く。

【００３１】 図３に示した１５０Ｗランプの別の実施例では、楕円形状に膨出成形された外 側ガラス球３０と円筒状の密封ガラス球１５とが使用されている。この実施例に おいては、密封ガラス球１５が不活性ガス（Ｎ_２）で充填されているのに対して 、外側ガラス球３０は排気されている。円筒状の放電容器４を備えた内部構造は 図１と同じであるが、放電容器４に反射コーティング部は設けられていない。な ぜならばこの場合、さほど重要ではない熱白色の充填物（特に、光色ＷＤＬ、色 温度約３０００Ｋ）が使用されるからである。この充填物はナトリウム、スズ、 タリウム、インジウム、場合によってはリチウムのハロゲン化物をベースとして いる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ハロゲンランプの側面図である。

【図２】図１に示したハロゲンランプの、１〜１０００
運転時間にわたる光束と色温度とアーク電圧とのデータ
を示した図である。

【図３】別の実施例のハロゲンランプの側面図である。

【符号の説明】

１，３０ 外側ガラス球、 ２ ねじ付きソケット、
４ 放電容器、 ６，１６ モリブデンフォイル、
７，１７ 圧搾部、 ８ 給電手段、 １１ 反射コー
ティング部、 １３ ゲッタ、 １４ パッキンリン
グ、 １５ 密封ガラス球、 １８ フレーム、 ２
０，２５ フレームロッド、 ２１，２７ 外側給電手
段、 ２２ 脚部、 ２３ 底部、 ２６ 端部部材、
２９ ノーズ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (73)実用新案権者 393020339 Ｇｒｏｚ−ＢｅｃｋｅｒｔＫＧ (72)考案者 ジークフリート ベールハルター ドイツ連邦共和国 シュヴェービッシュ グミュント ヴァイラーシュトラーセ 75

Claims (10)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 密閉された３つの容器を備えたハロゲン
   ランプであって、両側で圧搾された石英ガラスから成る
   放電容器（４）が、両側で閉鎖された光透過性の密封ガ
   ラス球（１５）によって取り囲まれており、さらにこの
   密封ガラス球（１５）が、片側で閉鎖された光透過性の
   外側ガラス球（１；３０）によって取り囲まれている形
   式のものにおいて、 密封ガラス球（１５）が、不活性ガスを充填されている
   かまたは排気されており、外側ガラス球（１；３０）
   が、排気されていることを特徴とする、片側にソケット
   を備えたハロゲンランプ。
2. 【請求項２】 密封ガラス球（１５）が不活性ガスで充
   填されており、放電容器（４）が、３７００Ｋ以下の低
   い色温度を生ぜしめるのに適したナトリウムを含有した
   充填物を有している、請求項１記載のハロゲンランプ。
3. 【請求項３】 密封ガラス球（１５）が排気されてお
   り、放電容器（４）が、４０００Ｋ以上の高い色温度を
   生ぜしめるのに適したナトリウムおよび／またはセシウ
   ムを含有した充填物を有している、請求項１記載のハロ
   ゲンランプ。
4. 【請求項４】 放電容器（４）の両端部に、熱を反射す
   るコーティング部（１１）が設けられている、請求項１
   記載のハロゲンランプ。
5. 【請求項５】 ３つの容器（１；４；１５）が全て円筒
   状に成形されており、同軸的であり、互いに密に隣接し
   ている、請求項１記載のハロゲンランプ。
6. 【請求項６】 外側ガラス球（３０）が膨出成形されて
   いる、請求項１記載のハロゲンランプ。
7. 【請求項７】 密封ガラス球（１５）内にゲッタ（１
   ３）が収容されている、請求項１記載のハロゲンラン
   プ。
8. 【請求項８】 密封ガラス球（１５）の圧搾部（１７）
   に、熱を反射するコーティング部（１２）が設けられて
   いる、請求項１記載のハロゲンランプ。
9. 【請求項９】 ゲッタ（１３）が、金属バンド（１４）
   を用いて放電容器（４）の圧搾部（７）に固定されてい
   る、請求項７記載のハロゲンランプ。
10. 【請求項１０】 密封ガラス球（１５）が、該密封ガラ
    ス球の圧搾部（１７）から外向きに案内されたＵ字形に
    湾曲した給電手段（２１）を有している、請求項１記載
    のハロゲンランプ。