JPH02201858A - 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
る片封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（ＨＩ　Ｄ）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。

このように屋内で使用する照明設備においては、ランプ
の寸法を小さくし器具も含めた全体の小形化が必要とな
る。

しかしながら、このような小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構造
にすると成形に手間を要するばかりでなく、封止部が大
きくなるため形状が大形になり、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、片側の封止端部に
一対の電極を集中して封着をする、いわゆる片肘ロニ形
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１個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
光効率の向上が可能になるとともに、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個になるから全体を小形化で
きるなどの利点がある。

しかしながら、このような片封止形の小形メタルハライ
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。

このため、ランプは苛酷な状況の下で使用され、すなわ
ち、入力電力をＷＬ（ワット）、発光管の内表面積を５
（ｃｄ）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が多い。

このような苛酷な状況で点灯すると、発光管内に封入さ
れている金属ハロゲン化物がタングステン（Ｗ）または
トリエーテッドタングステンにより構成されている電極
軸部に作用し、寿命中に電極軸部がハロゲンに浸蝕され
て細り、電極軸材料が発光管バルブに飛散し付着して黒
化が進んだり、電極軸部が折損するなどの不具合がある
。

また、電極軸部をタングステン（Ｗ）やトリエーテッド
タングステンにより構成した場合、これらの材料は融点
が高いので、封止端部の金属箔と接続する際に接合性が
よくなく、溶接に手間を要するなどの不具合もある。

そこで、電極軸部を耐ハロゲン性に優れかつタングステ
ンより融点が低い純レニウム金属またはレニウム−タン
グステン合金により形成するか、またはタングステン製
電極軸を純レニウム金属またはレニウム−タングステン
合金により被覆することが本出願人により提案されてい
る。

このように電極軸部を耐ハロゲン性に優れかつタングス
テンより融点が低い純レニウム金属またはレニウム−タ
ングステン合金により形成するか、またはタングステン
製電極軸を純レニウム金属またはレニウム−タングステ
ン合金により彼覆した場合、電極コイル部は依然として
タングステン（Ｗ）またはトリエーテッドタングステン
により構成することが望ましい。

すなわち、電極コイル部を純レニウム金属またはレニウ
ム−タングステン合金により形成すると、このものは耐
ハロゲン性に優れているとはいえどもタングステンより
融点が低いので、アークスポット部から飛散を始め、短
時間の内に黒化が進行し、光束維持率が大幅に低下する
欠点がある。

このようなことから、電極軸部は純レニウム金属または
レニウム−タングステン合金により形成するか、または
タングステン軸を純レニウム金属またはレニウム−タン
グステン合金により彼覆し、電極コイル部はタングステ
ン（Ｗ）またはトリエーテッドタングステンにより形成
することが考えられている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、電極を上記電極軸部と電極コイル部とで
分割構造にした場合、電極コイル部を電極軸部に機械的
に係着した場合の構造が問題となる。

すなわち、電極軸部の先端が電極コイル部の先端よりも
放電空間側に突出すると、電極軸部の先端にアークスポ
ットが発生し、電極軸部は融点が低いのでこの電極軸部
が点灯中に飛散され管壁に付着して黒化を招き、光束維
持率が低下する。

また、電極コイル部が大き過ぎると熱容量が大きくなる
ので、始動時に電極コイル部の温度上昇が遅くなりアー
クの安定性が悪く、始動性が良くない不具合を発生する
。

本発明は、電極コイル部を電極軸部に強固に固定し、か
つ電極軸部が飛散して管壁の黒化による光束維持率の低
下を防止し、しかも電極コイル部の過大化による始動性
の低下を防止した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） 本発明の１番目は、一端に圧潰封止部を有するとともに
、この圧潰封止部に一対の電極を封着し、これら電極を
放電空間内で互いに対向させてなる発光管内に、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　（ｃシ）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であって、上記電極は、
それぞれ電極軸部の先端部を放電空間内で互いに対向す
るように折曲するとともにこれら電極軸部の折曲先端部
に電極コイルを巻装してなり、かつこの電極コイルが上
記電極軸部の少なくとも表面より融点の高い材料で形成
されたものにおいて、上記電極軸部の折曲先端部の長さ
をＬＬ、電極コイルのコイル長さＬ２、コイル素線の線
径をｄとした場合、 ｄ　≦　Ｌｌ　≦　３ｄ ｄ／２　≦Ｌ２　−ＬＬ　　≦３ｄ としたことを特徴とする。

本発明の２番目は、上記電極軸部を純レニウム金属また
は１ノニウム一タングステン合金にて形成するもしくは
その表面を純レニウム金属またはレニウム−タングステ
ン合金にて被覆したものであることを特徴とする。

（作　用） 本発明の１番目によれば、ｄ≦Ｌ１となっていることか
ら電極コイルは少なくとも１巻以上が電極軸部の折曲先
端部に巻付けられることになり、電極コイル部は電極軸
部に強固に固定される。また、ｄ／２≦Ｌ２−ＬＬとな
っているので、電極軸部の折曲先端部は電極コイル部の
先端部より少なくともｄ／２だけ放電空間側から引込ん
でおり、融点の低い電極軸部の先端部にアークスポット
が発生することが防止され、電極軸部の飛散による管壁
の黒化にもとづく光束維持率の低下が防止される。さら
にＬｌ≦３ｄとなっているので、電極コイル部の大きさ
が規制され、電極コイル部が過大にならないから始動性
の低下招くことがない。

そしてまた、Ｌ２−Ｌｌ≦３ｄとしたので電極軸部の先
端部から突出する寸法が規制され、小形の放電空間であ
りながら電極間距離が所定寸法に確保される。

また、本発明の２番目によれば、電極軸部の耐ハロゲン
性が向上し、軸部の折損が防止される。

（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
を示し、ｌは石英ガラスよりなる外管であり、発光管２
を収容しである。

上記外管ｌは一端のみに圧潰封止部１ａを形成してあり
、この圧潰封止部１ａにＭｏなどからなる金属箔導体６
，６を封着しである。これら金属箔導体６．６には外部
リード線７，７が接続されているとともに、サポート兼
用の内部リード線５，５が接続されている。なお、これ
ら内部リード線５゜５は発光管２の外部リード線も兼ね
ている。

また、通常、上記外管ｌの圧潰封止部１ａには口金（図
示しない）が被着される。

発光管２は、上記外管１と同様に片封止形をなしており
、石英ガラスにて形成されている。この発光管２は内容
積が０．５ｃｃとなるほぼ楕円球形の放電空間を有し、
このような楕円球形の放電空間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圧潰封
止部２ａが形成されている。

上記発光管２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２ａに封着されたＭｏなどのよ
うな金属箔導体４，４にそれぞれ接続されている。前記
外管１のサポート兼用の内部リード線５，５が上記金属
箔導体４，４にそれぞれ接続されているものである。

上記電極３，３は、第２図に示すように、電極軸部８と
これに巻付けられた電極コイル部９とで構成されている
。

電極軸部８は線径０．５關の純レニウムまたはレニウム
−タングステン合金線により形成され、もしくはタング
ステン線に純レニウムまたはレニウム−タングステン合
金を被覆して形成されており、基端部が上記圧潰封止部
２ａの金属箔導体４に接続されているとともに、先端部
は、互いの電極３．３が向かい合うように折曲８ａされ
ている。

電極コイル部９は線径０．５ａ＋ｍのタングステンまた
はトリエーテッドタングステン（Ｔ　ｈ　０２が２％程
度含有）をコイル形に巻回して形成されており、たとえ
ばコイル巻数が３〜４回程度になっている。

このような電極コイル部９は、上記電極軸部８の折曲先
端部８ａに巻着されている。

この場合、上記電極軸部８における折曲先端部８ａの長
さをＬ１、電極コイル９のコイル長さＬ２、コイル素線
の線径をｄとした場合、 ｄ、＠Ｌｌ≦３　’ｄ　　　　　　　　　　・・・（１
）ｄ／２≦Ｌ２−ＬＬ≦３ｄ　　　　・・・（２）とし
である。

本実施例では、コイル素線の線径ｄは０．５關であり、
折曲先端部８ａの長さＬｌは１．０ｍｍ、コイル長さＬ
２は１，５■となっている。

なお、互いに対向する電極コイル部９．９間の軸方向寸
法、つまり電極間距離は６．８ｍｍに設定されている。

また、上記電極軸部８．８の基端部間距離は電極間距離
より大きく離間されている。

このようなバルブ１内には始動用希ガスと、所定量の水
銀およびＳ　ｎ　Ｉ　２　、Ｎ　ａ　Ｉ　ｓ　Ｔ　Ｉ）
　Ｉ　−Ｉｎ１、ＮａＢｒ、ＬＩＢｒなどの金属ハロゲ
ン化物が封入されている。

そして、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工が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３．５ｃ−であり、発光管
単位表面積当りのランプ負荷は約４３ｗ／ｃ＋Ｊとなっ
ている。

このような構成の小形メタルハライドランプについて作
用を説明する。

」−記電極３の電極軸部８は純レニウムまたはレニウム
−タングステン合金線により形成され、もしくはタング
ステン線に純レニウムまたはレニウム−タングステン合
金を被覆して形成されているので、耐ハロゲン性が高く
なり、電極軸部８の細りによる折損が防止される。

また、このような電極軸部８は融点が低くなるので封止
端部２ａの金属箔４．４と接続する際に接合性がよく、
溶接が容易になる。

これに対し、電極コイル部９はタングステンまたはトリ
エーテッドタングステンにて形成されているので、電子
放射性が良く、かつ融点が高いがら電極物質が飛散する
割合いは少なくなり、管壁の黒化が軽減される。

このように、電極３．３が電極軸部８と電極コイル部９
との分離構造である場合、電極軸部８における折曲先端
部８ａの長さをＬ１、電極コイル９のコイル長さＬ２、
コイル素線の線径をｄとしたとき、 ｄ≦ＬＬ　≦３ｄ　　　　　　　　　・・・（１）ｄ／
２≦Ｌ２−Ｌｌ　≦３ｄ　　　・・・（２）としである
ので、以下のような利点がある。

すなわち上記数式は、ｄ≦Ｌ１となっていることから電
極コイル９は少なくとも１巻以上が電極軸部８の折曲先
端部８ａに巻付けられることになり、電極コイル部９の
電極軸部８に対する機械的結合強度が所定強さに保たれ
、振動や衝撃が伝えられても電極コイル部９が電極軸部
８から脱落するなどの恐れはない。

また、ｄ／２≦Ｌ２−Ｌｌとなっているので、電極軸部
の折曲先端部８ａは電極コイル部９の先端部より少なく
ともｄ／２以上は放電空間側から引込むことになり、融
点の低い材料にて形成された電極軸部８の先端部にアー
クスポットが発生することが防止され、よって電極軸部
８の飛散が防止され、管壁の黒化にもとづく光束維持率
の低下が防止される。

さらにＬ１≦３ｄとなっているので、電極コイル部９の
大きさはあまり大きくならず、電極コイル部９の熱容量
も小さく抑えられるので電極コイル部９の温度が迅速に
上昇し、始動性が良好になる。

そしてまた、Ｌ２−Ｌｌ≦３ｄとしたので電極コイル部
９が電極軸部８の先端部から突出する寸法が規制され、
小形の放電空間でありながら電極間距離を所定寸法に確
保することができる。

なお、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。

また、第１の発明においては、電極コイル部に比べて電
極軸部の融点が低いものであれば、その構成材料は実施
例に記載されたものに制約されるものではない。

［発明の効果］ 以上説明した゛ように本発明の１番目によれば、電極コ
イル部を電極軸部に強固に固定することができ、しかも
電極が飛散して管壁を黒化させることによる光束維持率
の低下を防止することができるとともに、電極コイル部
が大きくなり過ぎることがなく、始動性も良好になる。

また、本発明の２番目によれば、電極軸部の耐ハロゲン
性が向上し、軸部の折損が防止されるものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示し、第１図は小形メタルハ
ライドランプの断面図、第２図は電極の構造を示す断面
図である。 ■・・・外管、ｌａ・・・外管の圧潰封止部、２・・・
発光管、２ａ・・・発光管の圧潰封止部、３・・・電極
、４・・・発光管の金属箔導体、６・・・外管の金属箔
導体、８・・・電極軸部、８ａ・・・電極軸部の先端折
曲部、９・・・電極コイル部。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第１図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）一端に圧潰封止部を有するとともに、この圧潰封
   止部に一対の電極を封着し、これら電極を放電空間内で
   互いに対向させてなる発光管内に、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Ｓｃｍ＾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、 上記電極は、それぞれ電極軸部の先端部を放電空間内で
   互いに対向するように折曲げるとともにこれら電極軸部
   の折曲先端部に電極コイルを巻装してなり、かつこの電
   極コイルが上記電極軸部の少なくとも表面よりも融点の
   高い材料で形成され、上記電極軸部の折曲先端部の長さ
   をＬ１、電極コイルのコイル長さＬ２、コイル素線の線
   径をｄとした場合、 ｄ≦Ｌ１≦３ｄ ｄ／２≦Ｌ２−Ｌ１≦３ｄ としたことを特徴とする小形金属蒸気放電灯。
2. （２）上記電極軸部を純レニウム金属またはレニウム−
   タングステン合金にて形成するもしくは電極軸部の表面
   を純レニウム金属またはレニウム−タングステン合金に
   て被覆してあることを特徴とする第１の請求項記載の小
   形金属蒸気放電灯。