JPH01294344A - メタルハライドランプ - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、透光性アルミナ管を発光管として用いたメタ
ルハライドランプの改良に関し特に発光管に封入する金
属ハロゲン化物の改良に関する。

［従来の技術］ 従来より一般照明用光源として屋内及び屋外に使用され
ている石英製発光管を用いたメタルハライドランプは、
発光管に封入する金属ハロゲン化物により発光放射スペ
クトルのうち黄色〜青色領域に集中した放射が得られ、
赤色の放射が少ないために演色性が悪いということが知
られている。

そこで、演色性を改善するために特公昭４４−１１７１
０号公報に記載されているように、発光管内にヨウ化デ
ィスプロシウムとヨウ化タリウムを封入したランプが提
案されている。これは１発光管内金属ハロゲン化物とし
てのディスプロシウム、タリウム及びヨウ素の封入量と
。

発光管の動作温度を適正に制御することにより蒸気圧を
高めることができ、演色性を改善することができるもの
である。

しかしながら、このようなランプにおいては発光管材料
として石英を使用しているので、次のような問題が生じ
る。

すなわち、発光管内蒸気圧を高めるため、分子発光に特
有な半値幅の狭い近接した線状スペクトル又は帯状スペ
クトルを有し、赤色部に非常に幅の広い連続スペクトル
を生じさせることが可能となるが、発光管温度をより高
めるために発光管の管壁負荷を高めかつ保温膜等を用い
て端部の保温性を更に高めることが必要となる。

このため発光管材料である石英が熱的影響を過分に受け
やすく、封入物特にヨウ化デイズブロジウムと石英との
化学反応が促進され、発光に寄与できるヨウ化ディスプ
ロシウムの絶対量が減少することによって、ディスプロ
シウム発光が低下し寿命期間中に発光スペクトルの変化
が生じやすく、又その発光色にバラツキが生じやすく、
更にランプ電圧が極度に上昇する等の欠点があった。

又、発光管材料として石英にかえて高圧ナトリウムラン
プの発光管として使用されている透光性アルミナ管を用
い、その両端には導電性のサーメットエンドキャップを
耐ハロゲン性の封着材を介して気密に封止し構成してな
る発光管が特開昭５５−７６５６３号公報に記載されて
いる。

［発明が解決しようとする課題］ このように石英よりも耐熱性の高いアルミナ管を発光管
として用いることによって、封入物と発光管材料との化
学反応を抑制することができるが、前記した石英製発光
管を用いた特公昭４４−１１７１０号公報に開示された
ランプの発光管封入物の適正範囲を、単にアルミナ管を
用いたランプに適用しようとする場合でも、演色性１発
光効率及び寿命特性等のランプ特性が得られない。

これは、主としてアルミナと石英の熱伝導率の大きな違
いによるものと考えられる。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、上記の点に鑑みなされたもので、透光性アル
ミナ管の端部に電極を有する導電性サーメットキャップ
を封着した発光管内に金属ハロゲン化物として、所定量
のヨウ化ディスプロシウム及びヨウ化タリウムを封入し
かつランプ点灯時の点灯条件を規定することにより、演
色性が優れており、又従来の石英製発光管を有するラン
プに比べ５発光効率及び寿命特性が優れたメタルハライ
ドランプを提供することを目的とする。

すなわち、本発明に係るメタルハライドランプは、発光
管内にディスプロシウムとタリウムのヨウ化物を封入す
るに当り、ディスプロシウムとタリウムの合計量とヨウ
素全量のダラム原子比がＴｌ２Ｉ及びＤｙＩ３を生成す
るようにし、ＴＱＩ及びｏｙｒ、の封入量を各々０．５
〜２゜４　ｍ（／ｃｊ及び０　、８〜６　、０　ｍｇ　
／　ａｌとし、かつ発光管内径（ｄ）と電極間距離（Ｑ
）とランプ入力（Ｗ）とで規定される発光管管壁負荷を
３１〜５０Ｗ／Ｊとすることにより、赤色の演色性が高
くなるばかりでなく１発光効率も高く更に寿命特性の優
れたランプが得られる。

［実施例］ 以下本発明に係る一実施例を第１図に基づき説明する。

図中１は透光性アルミナ管２の端部をアルミナとタング
ステンからなる導電性サーメットエンドキャップ３を封
着材４を介し気密に封着した発光管であり、このサーメ
ットキャップの発光管内面の中心部には先端にタングス
テンコイルを巻回したタングステンよりなる電極心棒５
が埋設固定され、又キャップの外面にはタングステン、
モリブデン等からなるリード捧６が埋設固定されている
。

そして発光管内にはヨウ化ディスプロシウムとヨウ化タ
リウムと水銀とが所定量封入してあり、又、始動用希ガ
スとしてアルゴンガスが所定量封入しである。

ここで、ヨウ化物の所定封入量について説明する。

ヨウ化ディスプロシウムの量が発光管内容積１ｃｍ３当
り０．８■未満の場合は、第２図に示すように、寿命期
間中の色温度及び演色性変化が大きくなるからである。

一方、同じく６．０ｍｇを超えた場合は、発光管の化学
的不安定性、即ち発光管構成材料であるアルミナ管と封
着材とサーメットキャップとの反応が過剰となり所望の
ランプ寿命を維持できず、発光管リーク等が生じて短寿
命となる。

このように、ヨウ化ディスプロシウムの封入量を所定の
範囲内とすることにより、発光管構成材料であるアルミ
ナ管、封着材及びサーメットキャップとの化学平衡を安
定に維持することができると同時に、ランプ寿命期間中
の色特性の変化を防止することができる。

又、ヨウ化タリウムの量が発光管内容積１２当り０．５
■未満の場合は第３図に示すように、タリウムの原子ス
ペクトル強度が低すぎ、発光効率が低いと同じに色特性
も低下し実用に供しない。

一方、同じく２．４ｍｇを超えた場合は発光効率がより
高くならず発光色は緑色となり、色特性が低下し実用上
支障がある。

以上のようにヨウ化ディスプロシウム及びヨウ化タリウ
ムの封入量を各々規定することにより、実用上支障のな
い優れた発光特性を有するランプが得られる。

又、発光管管壁負荷が３１Ｗ／ｃ＋ｄ未満の場合、発光
管端部温度が所定の温度に達せず発光管内の封入物の蒸
気圧が十分に上昇しなくなるため所要の色特性が得られ
なくなる。

一方、管壁負荷が５０Ｗ／ｃｆｌを超える場合は、発光
管中央部温度が１３００℃以上となりアルミナ管とディ
スプロシウムが反応し、アルミン酸ディスプロシウムが
生成され、その封入量が低下し色特性の変化をきたす。

次に、本発明に係る具体的な実施例について比較例と共
に説明する。

管内径８．４ｍ、アーク長１５画、その内容積１．２ｄ
の発光管内にヨウ化ディスプロシウム４．０ｍｇ、ヨウ
化タリウム１．２■及び水銀を９■と共にアルゴンガス
を６Ｑｔｏｒｒを封入したランプを管六力１５０Ｗで点
灯したその分光分布特性は第４図に示す通りであった。

そして、このランプの初期光束は１２，２００Ｑｍで発
光効率は８１．３ｍｍ／ｗ、その色温度は５，４００に
である。

又、第２の実施例として前記同様の寸法を有する発光管
内にヨウ化ディスプロシウム４．０ｍｇ。

ヨウ化タリウム１．２■、ディスプロシウム金属０．２
■及び水銀を９■と共にアルゴンガスを６０ｔｏｒｒを
封入したランプを管入力１５０Ｗで点灯したところ、初
期光束は１１，０００Ｑｍで、発光効率は７３．３　Ｑ
　ｍ／　ｗ　、色温度は５，１００Ｋであったが、５，
０００時間点灯後の光束維持率は６１％であった。

次に、比較例として前記同様の発光管内にヨウ化ディス
プロシウム０．５■、ヨウ化タリウム１．２■及び水銀
９．０ｍｇと共にアルゴンガスを６０ｔｏｒｒ封入した
ランプを管入力１５０Ｗで点灯したところ、このランプ
の初期光束は１３，４００Ｑｍで発光効率は８９．３ｍ
ｍ／ｗ、その色温度は５，３００にであったが、　２，
０００時間点灯経痛後ディスプロシウムの発光が低下し
、色特性が大きく変化した。

更に、比較例として管内径６．０ｍ、アーク長　　・１
５ｍｍ、その内容積１．２ｄの発光管内にヨウ化ディス
プロシウム４．Ｏｆｆｌｇ、ヨウ化タリウム１．２■及
び水銀を９■と共にアルゴンガスを６Ｑｔｏｒｒを封入
したランプを管入力１５０Ｗで点灯したところ、初期光
束は１１，５０００　ｍで発光効率は７６．７　Ｑ　ｍ
／　ｗ、その色温度は６，０ＯＯＫであったが、略３０
０時間点灯経過後に発光管中央部に黒化現象が生じた。

そこで、管内面をＥＰＭＡ及び微小Ｘ線解析装置を用い
て分析したところ、アルミン酸ディスプロシウムとタン
グステンが検出された。

［発明の効果］ 以上の説明から明らかなように本発明に係るメタルハラ
イドランプは、所定量のヨウ化ディスプロシウムとヨウ
化タリウムを封入し、かつ管壁負荷を所定範囲に規定す
ることにより、演色性が優れており１発光効率も高く更
に長寿命のランプを得ることができ、その産業上の価値
は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る実施例の発光管を示す一部縦断側
面図、第２図は点灯時間経過後の演色性と色温度との関
係を示す特性図、第３図はヨウ化タリウムを封入したラ
ンプの分光分布特性図、第４図は本発明に係るランプの
分光分布特性図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）透光性アルミナ管の端部を導電性サーメットキャ
   ップで封着しその内部両端に電極を有する発光管の管壁
   負荷（Ｗ／ｃｍ＾３）を３１〜５０とし、かつ内部に始
   動用希ガスと放電を維持するのに必要な所定量の水銀と
   、発光管内容量１ｃｍ＾３当り０．５ｍｇ〜２．４ｍｇ
   のヨウ化タリウム及び同じく０．８ｍｇ〜６．０ｍｇの
   ヨウ化ディスプロシウムを封入してなるメタルハライド
   ランプ。