JPH01281660A - 小形金属蒸気放電灯 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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、小形メタルハライドランプ等に適用されてい
る片肘止形の小形金属蒸気放電灯に関する。

（従来の技術） 従来、屋外照明や工場照明等に使用されていた高輝度放
電灯、すなわち高圧金属蒸気放電灯を最近において店舗
等の屋内照明などに使用するケースが多くなってきた。

特に、メタルハライドランプは高効率および高演色性で
あるから陳列商品の照明に好適し、その普及が進んでい
る。

このような屋内照明においては、ランプの寸法を小さく
して器具も含めた全体の小形化が必要となる。

ところで、一般にランプは小形化を進めるにつれて発光
管の形状が楕円形に近くなる傾向にある。

しかしながら、このような小形でがっ楕円形の発光管に
おいては、これを従来一般に採用されていた両端封止形
のバルブ軸方向にすると成形に手間を要するばかりでな
く、封止部が大きくなるので全体が大形になり、しかも
発光管からの熱損失が大きくなる等の欠点がある。

このため、この種小形の発光管には片側のみを封止する
いわゆる片封止形の構造を採用することが検討されてい
る。

このようにすると、封止部が１ｇであるから両端封止形
のバルブに比較して熱損失が小さくなり、したがって発
光効率の向上に適しているとともに、成形に手間を要さ
ず、かつ放電空間の大きさに比較して相対的に大きな形
状となり勝ちな封止部が１個となるので全体を小形化で
きるなどの利点がある。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、このような片封止形の小形メタル／１ラ
イドランプは、従来の両側封止形のラン□　プに比べて
、発光効率を高めるためランプ負荷の高い状態で点灯さ
れることになり、したがってランプは、ｚ＋を酷な状況
の下で使用される。すなわち、この種の片封止形の小形
メタルハライドランプは、入力電力をＷｌ、（ワット）
、発光管の内表面積を５（ｃｊ）としたとき、ＷＬ／Ｓ
の値が２０〜７０程度の高い負荷で点灯されることにな
る。

このような苛酷な状態で点灯される場合、発光管の早期
黒化が進み、光束維持率が低下してランプ寿命が短くな
る不具合がある。

本発明は、苛酷な条件で点灯されるにも拘らず黒化を防
止し、光束維持率を高めてランプ寿命が向上する小形金
属蒸気放電灯を提供しようとするものである。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は、入力電力をＷＬ　　（ワット）、発光管の内
表面積を５（ｃｊ）としたとき、ＷＬ／Ｓの値が２０〜
７０の高負荷で点灯される小形金属蒸気放電灯において
、電極を構成する高融点金属の線径をｄ（關）、ランプ
の安定点灯時のランプ電流をＩ　（アンペア）としたと
き、 ２、４　≦　Ｉ／ｄ　　≦　３．２７ としたことを特徴とする。

（作用） 本発明によれば、電極の線径ｄとランプ電流Ｉの比が規
制されるので、電極物質の飛散が防止されて管壁に付着
し難くなり、黒化が低減される。

しかも、電極温度の低下も防止され、立消えが生じ難く
なる。このようなことから、ＷＬ／Ｓの値が２０〜７０
の高負荷で点灯されるランプにも拘らず、光束維持率が
高くなりランプ寿命が向上する。

（実施例） 以下本発明について、図面に示す一実施例にもとづき説
明する。

図面はランプ入力電力１５０Ｗのメタルハライドランプ
の発光管を示し、図において１は、石英ガラスよりなる
発光管バルブであり、内容積が０．５ｃｃとなるほぼ楕
円球形に形成されている。

このような楕円球形のバルブ１は、長軸方向がバルブ軸
となり、このバルブ軸と直交する短軸方向の一端に封止
部２が形成されている。封止部２は圧潰封止された偏平
形をなしている。

上記バルブｌ内には、バルブ軸方向に離間対向して一対
の電極３．３が配置されており、これら電極３．３は共
に上記片側の圧潰封止部２に封着されている。

電極３．３は、例えば電極軸部４と熱容量を大きくする
ための電極コイル部５とで構成され、本実施例の場合、
線径０．６ＩＩｍのトリエーテッドタングステン線によ
り一体に形成されている。そして、電極コイル部５．５
の先端間圧ＭＡｌｌ　、すなわちバルブ軸の方向に沿う
寸法は６．８ｍ＋ｅ程度離間して互いに対向され、また
電極軸Ｈ４，４は上記電極コイル部５．５間の距離より
大きな離間寸法Ｎ２（Ｌ）２＞Ｉｌ）を有して上記圧潰
封止部２に封管されたＭＯなどのような金属箔導体６，
６にそれぞれ接続されている。金属箔導体６，６はそれ
ぞれ外部リード線７．７に接続されている。

なお、バルブｌ内には始動用希ガスと、所定量の水銀お
よび５ｎ１２、Ｎａｌ、Ｔｌｌ　１、Ｉｎｌ、ＮａＢｒ
、ＬｉＢｒなどの金属ハロゲン化物が封入されている。

このような片封止形メタルハライドランプにおいては、
安定点灯時のランプ電流■が１．８Ａで、この時のラン
プ入力電力Ｗは１５０Ｗとなるように設定されている。

また、発光管の内表面積Ｓは３．５ｃｄであり、発光管
単位表面積当りのランプ負荷は約４３Ｗ／Ｃ−となって
おり、したがって従来の再封止形メタルハライドランプ
に比べてほぼ２倍以上に高くなっている。これは、発光
効率を盲くするため管壁負荷を従来の再封止形のランプ
より高く設定しであるためである。

ところが、これまでの片封止形のランプでは、初期の発
光効率は高いものの、寿命中の発光効率の低下が比較的
大きく、光束維持率が良くない問題があった。

そこで本発明者らは光束維持率を改善するため種々の検
討、実験を行った結果、電極の線径が光束維持率に大き
く影響することを突止めた。

一般に、電極の線径が太くなると、熱容量が増えるので
電極温度が低くなり、電極物質の飛散が減少されて管壁
に付若し難くなり、黒化が低減される。しかしながら、
線径が太くなり過ぎると、電極温度が過剰に下がり、立
消えを生じたり、ハロゲンサイクルを阻害するなどの不
具合があることは知られている。

そこで、本発明者らは、上記実施例の１５０Ｗメタルハ
ライドランプについて実験を行った。このランプは前記
したように、安定点灯時のランプ電流Ｉが１，８Ａであ
り、発光管の内表面積Ｓは３．５ｃｊであり、発光管単
位表面積当りのランプ負荷は約４３Ｗ／ｃシとなってお
り、このようなランプにおいて電極の線径と、１０００
時間点灯後の光束維持率について調べた結果を次表に示
す。

上記表に示された通り、電極の線径ｄを０．５５關以上
、すなわち安定点灯時のランプ電流Ｉ　（アンペア）／
電極の線径ｄ（■■）の値を３．２７以下とすれば、１
０００時間後の光束維持率を実用に供し得る８０％以上
に保つことができる。

但し、電極の線径ｄは無制限に大きくできるものではな
く、線径ｄが大きくなるにつれて、電極の熱容量が大き
くなり立消えし易くなって立消え電圧が上昇するので、
これの制約を受ける。実用上での電源電圧の変動による
ランプ立消え防止を考慮に入れると、立消え電圧／定格
電圧の値は９０％以下であることが望ましく、このこと
から１／ｄの値は２，４以上にする必要がある。

したがって、安定点灯時のランプ電流■　（アンペア）
／電極の線径ｄ（ａｍ）の値は、２．４≦Ｉ／ｄ≦３．
２７ にする必要がある。

なお、上記数式の値は、１５０Ｗのメタルハライドラン
プのみでなく、他の定格ワットのランプでも同様の値を
示す。

また、本発明は、ＷＬ／Ｓの値が２０〜７０の高負荷で
点灯されるランプに適用されることは言うまでもない。

そしてまた、電極は、電極軸部４と電極フィル部５とを
一体に形成したものには限らずコイル部を持たない線形
のもの、または電極軸部４と電極コイル部５が別々に形
成されたものであってもよい。そして、電極軸部４と電
極コイル部５が別々に形成されたものでは、これら両者
の線径が共に上記数式を満足するものであればよい。

ところで、上記のような片封止形メタルハライトランプ
においては、同一封止部２に一対の電極３．３を対向し
て封着しであるため、始動時に放電が電極３．３先端間
、つまり電極コイル部５゜５ａ間で発生せずに電極の根
元部で発生する心配がある。

このように電極の根元部で放電が発生すると、電極軸部
４．４の物質が飛散したり、電極軸の折れや早期黒化を
生じたり、石英バルブｌが異常に過熱されて変形や破壊
を招き、短寿命になる不具合がある。

このような不具合を防止するには、電極コイル部５．５
の先端間距離ｇ１に比べて、電極軸部４．４の根元間の
距＃！Ｉ２を十分大きくしておけばよいことが判った。

そこで、これらＩ！ｌと１２の適正な距離について実験
してみると、下記の表のような結果が得られた。

上記実験の表より、４７２　／ｆｌ　ｌ≧１．２であれ
ば、電極根元での放電を防止することができることが判
り、このようにすれば電極軸部４，４の物質の飛散が防
止され、電極軸の折れや早期黒化ならびに石英バルブｌ
の異常過熱による変形や破壊が防止され、長寿命化が可
能になる。

さらに、本発明は上記実施例で説明したメタルハライド
ランプに制約されず、要するにバルブの一端部のみに圧
潰封止部を形成した放電灯であればよく、シたがって高
圧水銀ランプなどのような他の小形金属蒸気放電灯であ
ってもよい。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、電極の線径ｄとラ
ンプ電流Ｉの比を規制したので、電極物質の飛散が防止
されて管壁に付着し難くなり、黒化が低減されるととも
に、電極温度の低下も防止され、立消えが生じ難くなる
。このため、ＷＬ／Ｓの値が２０〜７０の高負荷で点灯
されるランプにも拘らず、光束維持率が高くなりランプ
寿命が向上するｆす点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示し、小形メタルハライド
ランプの断面図である。 ■・・・発光管バルブ、２・・・圧潰封止部、３・・・
電極、５・・・電極コイル部、６・・・金属箔導体。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第１　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 一端に圧潰封止部を形成するとともに、この圧潰封止部
   に一対の電極を封着し、これら電極が放電空間内で互い
   に対向されるようにした発光管内に、始動用希ガスと発
   光金属および水銀を封入し、かつ入力電力をＷＬ（ワッ
   ト）、発光管の内表面積をＳ（ｃｍ＾２）としたとき、
   ＷＬ／Ｓの値が２０〜７０の負荷で点灯される片封止形
   の小形金属蒸気放電灯において、 上記電極を構成する高融点金属の線径をｄ （ｍｍ）、ランプの安定点灯時のランプ電流をＩ（アン
   ペア）としたとき、 ２．４≦Ｉ／ｄ≦３．２７ としたことを特徴とする小形金属蒸気放電灯。