JP3159594B2 - メタルハライドランプ - Google Patents

メタルハライドランプ

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JP3159594B2
JP3159594B2 JP03131494A JP3131494A JP3159594B2 JP 3159594 B2 JP3159594 B2 JP 3159594B2 JP 03131494 A JP03131494 A JP 03131494A JP 3131494 A JP3131494 A JP 3131494A JP 3159594 B2 JP3159594 B2 JP 3159594B2
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sodium
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史紀 中山
国樹 福田
義晴 西浦
建臣 国信
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松下電子工業株式会社
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  • Vessels And Coating Films For Discharge Lamps (AREA)

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【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はメタルハライドランプに
関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、ランプのコンパクト化にともな
い、屋内の商業エリアにおいてもメタルハライドランプ
が使用されている。店舗等の商業エリアの照明において
は、ランプ放射光の優れた演色性が求められ、平均演色
評価数80以上の高演色のランプが好んで使用される傾
向にある。
【0003】従来から知られている高演色のランプとし
て、ディスプロシウム、ホルミウム、ツリウム等のラン
タノイド系金属のハロゲン化物を用いたメタルハライド
ランプがあり、なかでも、よう化ディスプロシウム(D
yI3 )とよう化タリウム(TlI)を主成分として封
入したランプは、優れた演色性と高効率を両立すること
で知られている。
【0004】このような、ディスプロシウム、タリウム
系のメタルハライドランプは、相関色温度が6000K
近辺の高色温度の放射光をもつランプとして、屋外の照
明用として使用されてきた。また寿命特性の改善やアー
ク放電の安定のために、よう化セシウムを添加して用い
られてきた。
【0005】しかし、このようなランプが持つ相関色温
度6000Kの放射光は、電球色光や白色光が多く使用
されている商業エリアではあまり使用されていない。
【0006】そこで近年、このようなランプをコンパク
ト化するとともに、発光管負荷の増大や封入金属よう化
物量の増加により金属蒸気圧を高め、ディスプロシウム
の可視領域全体にわたる発光を増大させることにより、
ランプ放射光の相関色温度を4000〜5000Kの白
色とし、平均演色評価数も90以上としたランプが研究
されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしこのランプは、
発光管負荷および封入金属よう化物量を増大しているた
めに、発光管と封入金属よう化物との反応が促進され、
寿命中の発光管の黒化、相関色温度の低下等の問題が生
じる。さらに、白色光を得るためには、消費電力が低い
ランプほど発光管負荷や封入金属よう化物量を増大させ
る必要があり、寿命特性を一層悪化させる。
【0008】一方、よう化ディスプロシウム(DyI
3 )、よう化ホルミウム(HoI3 )、よう化ツリウム
(TmI3 )、よう化タリウム(TlI)等とともによ
う化ナトリウム(NaI)を封入金属よう化物総量に対
して50モル%以上封入し、相関色温度4000〜50
00Kを実現したランプもあるが、ナトリウムの強い輝
線スペクトルのため演色性が低下し平均演色評価数が8
0未満となったり、また寿命中にナトリウム消失のため
に早期に立ち消えを生じたりする問題点がある。
【0009】本発明は、このような問題点を解決するた
めになされたもので、発光管負荷や封入金属ハロゲン化
物総量を増大させることなく相関色温度4000〜50
00K、平均演色評価数90以上の放射光を持ち、寿命
特性の良好なメタルハライドランプを提供することを目
的とするものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明のメタルハライド
ランプは、両端部に電極を有し、かつ内部に金属ハロゲ
ン化物、水銀および緩衝ガスが封入された発光管と、前
記発光管を内蔵した外管とを備え、前記金属ハロゲン化
物が、ハロゲン化タリウム、ハロゲン化セシウム、ハロ
ゲン化ナトリウムおよび少なくとも1種類のランタノイ
ド系金属ハロゲン化物からなり、前記金属ハロゲン化物
総量に対する前記ハロゲン化ナトリウムの比率が5モル
%〜15モル%であり、かつ相関色温度が4000K〜
5000Kである構成を有する。
【0011】
【作用】かかる構成により、相関色温度4000〜50
00K、平均演色評価数90以上の店舗照明に適した放
射光を有し、寿命特性の良好なメタルハライドランプを
得ることができる。
【0012】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を用いて
説明する。
【0013】図1は本発明の一実施例であるメタルハラ
イドランプを示す。図1に示すように、本発明実施例の
100Wメタルハライドランプ(以下、本発明ランプA
という)は、発光管1が外管2に内蔵された構造を有
し、外管2内は真空である。発光管1は内径10mmの
石英管からなり、発光管負荷(ランプ消費電力/発光管
全内表面積)は17.9(W/cm2 )である。発光管
1は、内部に一対の電極(図示せず)と、発光管1の両
端部に電極を封止した封止部3を有している。発光管1
の内部には、緩衝ガスとしてアルゴンが10000パス
カル、Hgが15mg、DyI3 :TlI:CsI:N
aI=40:20:30:10(モル%)の組成をもつ
金属ハロゲン化物が2.0mg封入されている。発光管
1の両端外面には、ZrO2 等からなる熱反射膜4が形
成されている。発光管1は、発光管1の封止部3からそ
れぞれ導出した外部リード線5に、ステム6から導出し
たステム線6a,6bにそれぞれ接続されて外管2内に
支持されている。
【0014】なお、図1中、7はZr−Alゲッター、
8はBaゲッター、9は絶縁性スリーブ、10は口金を
それぞれ示す。
【0015】図2は、本発明ランプAと従来ランプの放
射スペクトルを示す。なお、曲線11は本発明ランプA
を、曲線12は従来ランプの放射スペクトルをそれぞれ
示す。また、従来ランプは、封入金属ハロゲン化物とし
て、DyI3 :TlI:CsI=44.5:22.2:
33.3(モル%)の組成のものを4.0mg封入して
あり、その他の構造は本発明ランプAと同一の構造を有
している。
【0016】図2から明らかなように、本発明ランプA
の放射スペクトルにはナトリウムが放射する589nm
付近にピークが存在しているのがわかる。
【0017】表1には、本発明ランプA〜Cと従来ラン
プの初期特性を示す。
【0018】
【表1】
【0019】表1に示す本発明ランプA〜Cは、DyI
3 :TlI:CsI=44.5:22.2:33.3
(モル%)に保ったまま、封入金属よう化物総量に対す
るよう化ナトリウム(NaI)の組成比(モル%)をそ
れぞれ変化させた金属ハロゲン化物を用いたメタルハラ
イドランプである。
【0020】表1から明らかなように、よう化ナトリウ
ム(NaI)を含まない従来ランプは、封入量2.0m
gでは相関色温度が5000Kを越えてしまい、封入量
4.0mgでは4646Kを実現している。一方、本発
明ランプAにおいては、よう化ナトリウム(NaI)1
0.0モル%のランプで、封入量2.0mgにおいて相
関色温度4494Kを実現している。なお、このときの
平均演色評価数Raは93.7と従来ランプと同等の値
を有している。ただし、赤の見え方の指標である特殊演
色評価数R9は52.7と若干低下している。
【0021】また、上記した本発明ランプAの構成にお
いて、よう化ナトリウム(NaI)の組成比を5.0モ
ル%とした本発明ランプB、すなわち、DyI3 :Tl
I:CsI:NaI=42.2:21.1:31.7:
5.0(モル%)は、封入量2.0mgにおいて相関色
温度4810Kとなり、ナトリウムの発光による相関色
温度低下の効果が小さいことがわかる。なお、よう化ナ
トリウム(NaI)の組成比を5.0モル%未満とする
と、相関色温度が5000Kを越えてしまう。
【0022】さらに、上記した本発明ランプAの構成に
おいて、よう化ナトリウム(NaI)の組成比を15.
0モル%とした本発明ランプC、すなわち、DyI3
TlI:CsI:NaI=37.8:18.9:28.
3:15.0(モル%)は、封入量2.0mgにおいて
相関色温度4119Kとなり、ナトリウムの発光により
相関色温度が4000K近辺まで低下する。また、平均
演色評価数Raが90.5、特殊演色評価数R9が3
7.4まで低下している。なお、よう化ナトリウム(N
aI)の組成比を15.0モル%より増加させると、相
関色温度は4000K未満となり、平均演色評価数Ra
は90未満、特殊演色評価数R9はマイナス領域に移動
していく。
【0023】本発明のメタルハライドランプは、ランタ
ノイド系金属の発する可視領域全体にわたる発光と高効
率を保つためのタリウムの発する535nmの強い輝線
スペクトルに加えて、少量添加されたハロゲン化ナトリ
ウムによる589nmの輝線スペクトルが適当な強度で
放射されるために、ランプ放射光の相関色温度はハロゲ
ン化ナトリウムがないときに比べ約700K低下し、そ
の分、発光管負荷や金属ハロゲン化物封入量を増大させ
なくとも相関色温度4000〜5000Kの放射光を無
理なく実現することができる。またそのときの放射光の
演色性に関しては、ナトリウムによる589nmの輝線
スペクトルの強度を制限することにより、ハロゲン化ナ
トリウムを用いない従来ランプと同等の平均演色評価数
が得られ、一般的に演色性が低下する低消費電力のラン
プ(例えば75Wや100Wランプ)においても90以
上の平均演色評価数を有している。
【0024】このように本発明は発光管負荷や金属ハロ
ゲン化物封入量の増加を抑制したランプにおいて、相関
色温度4000〜5000K、平均演色評価数90以上
の放射光を実現できるので、従来のハロゲン化ナトリウ
ムを添加せずにランタノイド系金属ハロゲン化物、ハロ
ゲン化タリウム、ハロゲン化セシウムの組成で相関色温
度4000〜5000Kの放射光を実現したランプに比
べて、発光管の石英と金属ハロゲン化物との反応が小さ
く、寿命中の劣化が抑制されたランプが実現できる。
【0025】さらにこの構造により、寿命中の相関色温
度低下が改善できる。従来は、寿命中に避けられない発
光管黒化やランプ電圧上昇が生じると、封入金属ハロゲ
ン化物の蒸気圧が上昇し、放射光の相関色温度の低下が
生じる。しかし本発明のランプの場合、寿命中にナトリ
ウムが徐々に発光管の石英壁に侵入し、発光管の内部か
ら失われていく。このために、589nmの輝線スペク
トルが徐々に減少し相関色温度を上げる方向に作用する
ので、金属蒸気圧上昇による相関色温度低下を相殺し、
寿命中の相関色温度が非常に安定したランプを提供でき
る。
【0026】従来、メタルハライドランプにハロゲン化
ナトリウムを封入する場合は、寿命中に消失するナトリ
ウムを補うため、点灯中もハロゲン化ナトリウムの大部
分が液状で存在しえる程多量に封入されていた。ところ
が、何らかの原因で活発なナトリウム消失が生じた場
合、大きな相関色温度の上昇が生じるとともに、発光管
内で余剰となったハロゲン元素の影響により、ランプ電
圧の上昇・ランプの立ち消えを引き起こす。ところが、
封入金属ハロゲン化物総量に対するハロゲン化ナトリウ
ムの比率を5〜15モル%とすることにより、ナトリウ
ム消失現象がランプに悪影響を与えず、むしろ寿命中の
相関色温度を安定させる役目を果たす優れた特長を持っ
たランプが実現できるものである。
【0027】図3は、DyI3 :TlI:CsI:Na
I=40:20:30:10(モル%)の組成をもつ金
属ハロゲン化物を2.0mg封入して相関色温度約45
00Kを実現した本発明ランプAと、DyI3 :Tl
I:CsI=44.5:22.2:33.3(モル%)
の組成をもつ金属ハロゲン化物を4.0mg封入して相
関色温度約4500Kを実現した従来ランプの、寿命中
の光束維持率を示す。図3から明らかなように、寿命6
000時間で、従来ランプが光束維持率が55%まで低
下するのに対して、本発明ランプAは75%を維持して
いることがわかる。
【0028】さらに図4は、図3で用いた本発明ランプ
Aと従来ランプの、寿命中の相関色温度の変化を示す。
図4から明らかなように、本発明ランプAの方が従来ラ
ンプと比べて寿命中の相関色温度低下が小さいことが確
認できた。また、本発明ランプBおよび本発明ランプC
についても同様な効果が得られた。
【0029】以上のように、本発明の実施例のメタルハ
ライドランプは、少ない金属ハロゲン化物封入量で、相
関色温度4000〜5000K、平均変色評価数90以
上で、寿命特性を良好なものにすることができる。
【0030】なお、上記実施例では、ランタノイド系金
属ハロゲン化物にDyI3 を用いたが、その他のランタ
ノイド系金属ハロゲン化物を用いてもよい。
【0031】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、両端部
に電極を有し、かつ内部に金属ハロゲン化物、水銀およ
び緩衝ガスが封入された発光管と、前記発光管を内蔵し
た外管とを備え、前記金属ハロゲン化物が、ハロゲン化
タリウム、ハロゲン化セシウム、ハロゲン化ナトリウム
および少なくとも1種類のランタノイド系金属ハロゲン
化物からなり、前記金属ハロゲン化物総量に対する前記
ハロゲン化ナトリウムの比率が5モル%〜15モル%で
あり、かつ相関色温度が4000K〜5000Kである
構成を有することによって、発光管負荷や封入金属ハロ
ゲン化物総量を増大させることなく屋内の照明に適した
相関色温度4000〜5000K、平均演色評価数90
以上の放射光を有し、光束低下、相関色温度低下が抑制
された良好な寿命特性を有するメタルハライドランプを
提供することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例であるメタルハライドランプ
の正面図
【図2】本発明ランプAと従来ランプの放射光のスペク
トル強度分布図
【図3】本発明ランプAと従来ランプの寿命中の光束維
持率を示す図
【図4】本発明ランプAと従来ランプの寿命中の相関色
温度変化を示す図
【符号の説明】
1 発光管 2 外管
フロントページの続き (72)発明者 国信 建臣 大阪府高槻市幸町1番1号 松下電子工 業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭52−12791(JP,A) 実開 昭55−173854(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01J 61/20 H01J 61/34

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 両端部に電極を有し、かつ内部に金属ハ
    ロゲン化物、水銀および緩衝ガスが封入された発光管
    と、前記発光管を内蔵した外管とを備え、前記金属ハロ
    ゲン化物が、ハロゲン化タリウム、ハロゲン化セシウ
    ム、ハロゲン化ナトリウムおよび少なくとも1種類のラ
    ンタノイド系金属ハロゲン化物からなり、前記金属ハロ
    ゲン化物総量に対する前記ハロゲン化ナトリウムの比率
    が5モル%〜15モル%であり、かつ相関色温度が40
    00K〜5000Kであることを特徴とするメタルハラ
    イドランプ。
  2. 【請求項2】 ランタノイド系金属ハロゲン化物がハロ
    ゲン化ディスプロシウムからなることを特徴とする請求
    項1記載のメタルハライドランプ。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1328753C (zh) * 2004-11-05 2007-07-25 广东雪莱特光电科技股份有限公司 车用金属卤化物放电灯
KR102433803B1 (ko) 2020-05-21 2022-08-17 심재훈 낚시용 릴 전동장치

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