JP5652614B2 - ロングアーク型メタルハライドランプ - Google Patents

Description

本発明は、ロングアーク型メタルハライドランプに関するものであり、特に、発光管内に水銀、および鉄などの金属と、ハロゲンとが封入されたロングアーク型メタルハライドランプに係わるものである。

従来から、発光管内に、水銀と、他の金属と、ハロゲンとが封入されたロングアーク型メタルハライドランプは、紫外線を放射するランプとして、例えば、樹脂、接着剤、インク、フォトレジストの硬化や、乾燥、溶融、あるいは軟化といった様々な処理の用途に幅広く用いられている。具体的には、接着剤等が塗布された被照射物（ワーク）に対して紫外線を照射し、化学反応を生じさせることにより処理がなされる。特開２００８−３１１１１９号公報（特許文献１）などにその構造が示されている。
図４にこのロングアーク型メタルハライドランプの従来例が示されている。図４（Ａ）はランプ全体の断面図、図４（Ｂ）はその封止部分の拡大断面図である。
図４に示されるように、ロングアーク型メタルハライドランプは、発光部２と、その両端の封止部３とからなる発光管１を備えていて、前記発光部２と封止部３の間には、該発光部２から封止部３に向かって漸次直径が小さくなる縮径部４が設けられている。
前記発光部２内には、水銀や、他の金属や、ハロゲンなどが封入されるとともに、一対の電極５、５が対向配置されている。
そして、前記封止部３には、当該封止部３および前記縮径部４を覆うように円筒状ベース６が接着剤７などによって取り付けられている。

ところで、近年では、これらのロングアーク型メタルハライドランプに対する環境負荷低減の要請が強く、ランプの使用電力低減が望まれている。
そのような背景から、使用電力低減のため、頻繁に投入電力を切り替えて使用する点灯方法が検討されている。
例えば、ワーク照射時には通常点灯時の電力で点灯し、ワーク搬送などの待機時にはそれよりも電力を下げ、照射が必要なときに再度電力を上げる、という点灯電力の切替えをする点灯方法（以下、フル・スタンバイ点灯という）である。
一方で、環境問題から水銀の使用量を制限するという要請もなされていて、この要請に応えるべく、水銀量を低減したメタルハライドランプについて、上記のごとく頻繁に電力切替えを行った点灯をしたところ、以下のような問題が生じた。

フル・スタンバイ点灯をすると、発光管の封止部近辺が通常点灯（フル点灯）時に６００℃になり、待機点灯（スタンバイ点灯）時に４００℃になる。
発光管の内部では、両端の封止部に近いほど、アークからも遠く、かつ冷却風があてられているため、温度が最も低い。
通常点灯時と、待機点灯時で同じ条件でランプを冷却していると、待機点灯時に封止部が冷却されすぎてしまい、内部に封入した金属が蒸気から液体または固体に凝縮・凝固してしまうため、再び通常点灯時に戻したときに、金属が蒸発するまでに時間がかかるといった問題があった。
上記従来技術においては、図４（Ｂ）に示すように、発光管２端部の縮径部４から放射される輻射光Ｘはベース６の内壁で反射されて、後方に放射されてしまい、発光管端部の加熱には何ら寄与するものでなく、当該部位での封入金属の凝固・凝縮がどうしても避けられなかった。

特開２００８−３１１１１９号公報

本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであり、一対の電極が対向配置された発光部と、当該発光部の両端に設けられた封止部とからなる発光管を備え、前記発光部と封止部の間には縮径部が設けられ、少なくとも該縮径部を覆う円筒状ベースを有するロングアーク型メタルハライドランプにおいて、フル・スタンバイ点灯におけるスタンバイ点灯時に冷却風によって縮径部内において封入金属が凝縮または凝固することのないようにした構造を提供せんとするものである。

上記課題を解決するために、この発明に係るロングアーク型メタルハライドランプは、前記縮径部は、前記円筒状ベースと同心状の円筒状部を有することを特徴とする。
また、前記縮径部は、ランプの管軸方向における該縮径部の円筒状部の長さの合計が、該縮径部の円筒状部以外の部分の長さの合計よりも大きい、ことを特徴とする。

本発明によれば、縮径部に円筒状ベースと同心状の円筒状部を形成したことにより、該縮径部から放射される熱がベースによって反射されて再び縮径部に戻されることにより、該縮径部が加熱されるので、この内部で封入金属が凝縮もしくは凝固することを防止できる。

本発明のロングアーク型メタルハライドランプの断面図。 図１の封止部近傍部分の拡大断面図。 本発明の効果を表す表。 従来技術の断面図で、（Ａ）は全体断面図、（Ｂ）は部分断面図。

図１に本発明のロングアーク型メタルハライドランプの全体図が示され、図２にその縮径部部分の拡大図が示されている。
ロングアーク型メタルハライドランプは、発光部２とその両端の封止部３、３とからなる発光管１を有し、発光部２から封止部３にかけては、縮径部１０が形成されていて、該縮径部１０には、これを取り囲む円筒状ベース６と同心状となる複数の円筒状部１１ａ、１１ｂが形成されている。
これらの円筒状部１１ａ、１１ｂの管軸方向の長さの合計は、それ以外、つまり非円筒状部１２ａ、１２ｂ、１２ｃの長さの合計よりも大きくなるように形成されている。

このような構成とすることによって、図２に示されるように、縮径部１０の円筒状部１１から放射される輻射光Ｙは、管軸に対して垂直になるので、ベース６の内壁に対して直角に照射され、その反射光Ｚも管軸に垂直に反射されて、縮径部１１に戻される。
これによって、発光部２の縮径部１０近傍は、この反射光によって加熱され、発光部２内の封入金属が凝縮するようなことがなくなる。

本発明の効果を実証する実験を来ない、その結果が図３の表に示されている。
まず、実験に使用したロングアーク型メタルハライドランプは、発光管外径がφ２６ｍｍ、発光長が１１００ｍｍ、定格電力が１８ｋＷ、ランプ入力電力が１６０Ｗ／ｃｍ、封入物は、水銀が１．０μｍｏｌ／ｃｃ、鉄が０．２μｍｏｌ／ｃｃで、ヨウ素を０．４μｍｏｌ／ｃｃ、キセノンガスを５０ｔｏｒｒ封入したものである。
このランプの縮径部に円筒状部を形成した図１、図２の本発明ランプと、円筒状部を設けずにＲ形状とした図４に示す従来ランプを作成して、図１に示す３箇所の測定点で温度測定を行った。即ち、発光部の中央部（Ａ）（発光部温度）、電極先端の直上端部（Ｂ）（端部温度）、封止部と発光部の接合部（Ｃ）（肩部温度）の３点で測定した。

その結果が図３に示され、本発明ランプでは、端部温度が従来ランプの同一箇所での温度より７０℃程度高くなり保温性能が高まったことが実証された。
また、当該端部温度（９２３℃）が、発光部温度（８６０℃）よりも高くなり、当該部分へのメタルハライドの侵入を防止できることが実証された。

以上説明したように、本発明のロングアーク型メタルハライドランプでは、発光管の発光部と封止部との間の縮径部に、円筒状ベースと同心状の円筒状部を形成したので、該縮径部からの輻射光がベースによって反射されて再び縮径部に戻され、当該部分を保温するため、発光管内に封入された金属の蒸気が当該部分に侵入することを防止して、当該箇所で凝固・凝縮することを防止できるものある。
そのため、封入金属がすべて蒸発し発光に寄与するので、所望の発光を得ることができる。

１ 発光管
２ 発光部
３ 封止部
５ 電極
６ ベース
１０ 縮径部
１１ａ、１１ｂ 円筒状部
Ｙ 輻射光
Ｚ 反射光

Claims (2)

1. 一対の電極が対向配置された発光部と、当該発光部の両端に設けられた封止部とからなる発光管を備え、前記発光部と封止部の間には縮径部が設けられ、少なくとも該縮径部を覆う円筒状ベースを有するロングアーク型メタルハライドランプにおいて、
   前記縮径部は、前記円筒状ベースと同心状の円筒状部を有し、
   前記縮径部の前記円筒状部が、前記円筒状ベースに覆われている、
   ことを特徴とするロングアーク型メタルハライドランプ。
   
2. 前記縮径部は、ランプの管軸方向における該縮径部の円筒状部の長さの合計が、該縮径部の円筒状部以外の部分の長さの合計よりも大きい、ことを特徴とする請求項１に記載のロングアーク型メタルハライドランプ。
   
   
   

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