JPH02820B2 - - Google Patents
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- H—ELECTRICITY
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- H01J61/88—Lamps with discharge constricted by high pressure with discharge additionally constricted by envelope
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- Vessels And Coating Films For Discharge Lamps (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はランプ効率の向上およびランプ光色の
安定化を図つたメタルハライドランプに係り、特
に小ワツト形に好適するメタルハライドランプに
関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a metal halide lamp that improves lamp efficiency and stabilizes lamp light color, and particularly relates to a metal halide lamp suitable for small wattage types.
従来メタルハライドランプとしては250W以上
のものが普及されており、したがつてランプ効率
の向上やランプ光色の安定化対策は専ら250W以
上の中、高ワツト形ランプに集中している。しか
しながら近時、省エネルギー対策の一環として
200W以下の小形メタルハライドランプの開発が
要請されている。ところが小ワツトタイプのメタ
ルハライドランプは、上記250W以上の中、高ワ
ツト形ランプの技術と同等の考え方ではランプ特
性の向上に限界を生じるものである。 Conventionally, metal halide lamps of 250 W or more have been in widespread use, and therefore measures to improve lamp efficiency and stabilize lamp light color have been concentrated exclusively on high-wattage lamps of 250 W or more. However, recently, as part of energy conservation measures,
There is a demand for the development of a small metal halide lamp of 200W or less. However, for small wattage type metal halide lamps, there is a limit to the improvement of lamp characteristics if the technology is the same as that for medium to high wattage lamps above 250W.
すなわち第１図には従来のメタルハライドラン
プの発光管構造を示してある。発光管１は石英ガ
ラスなどの耐熱性透光物質から成り、この発光管
１内には主電極２ａ，２ｂを互に対向して配置
し、かつ一方の主電極２ａに近接して始動用補助
電極３を設けてある。発光管１の両端には圧潰封
止部４ａ，４ｂが形成され、これら封止部４ａ，
４ｂにはモリブデンなどの難融性金属からなる金
属箔導体５ａ，５ｂおよび６が封着されている。
上記金属箔導体５ａ，５ｂは各々主電極２ａ，２
ｂに接続され、また他の金属箔導体６は始動用補
助電極３と接続されている。なお７ａ，７ｂおよ
び８は外部リード線である。そして上記発光管１
の外表面には管端部に位置してアルミナなどから
なる保温膜９，９が被着されているものである。 That is, FIG. 1 shows the arc tube structure of a conventional metal halide lamp. The arc tube 1 is made of a heat-resistant translucent material such as quartz glass, and main electrodes 2a and 2b are arranged facing each other in the arc tube 1, and a starting aid is arranged close to one of the main electrodes 2a. An electrode 3 is provided. Collapsed sealing parts 4a, 4b are formed at both ends of the arc tube 1, and these sealing parts 4a,
Metal foil conductors 5a, 5b and 6 made of a refractory metal such as molybdenum are sealed to 4b.
The metal foil conductors 5a, 5b are the main electrodes 2a, 2, respectively.
b, and another metal foil conductor 6 is connected to the starting auxiliary electrode 3. Note that 7a, 7b and 8 are external lead wires. And the above luminous tube 1
Heat insulating films 9, 9 made of alumina or the like are adhered to the outer surface of the tube at the ends of the tube.
しかして上記構成のメタルハライドランプは、
点灯中に保温膜９，９の作用のため、管端部の温
度が上昇され、発光管１内に封入された水銀およ
び金属ハロゲン化物の蒸発が促されるものであ
る。ところが、このような保温手段は、中、高ワ
ツト形ランプでは充分な機能を奏するが、200W
以下の小形ランプでは、ランプへの入力エネルギ
ーが小さいことから管端部の最冷部温度が充分に
上昇しない。このため水銀および金属ハロゲン化
物の蒸発が円滑に進まず、したがつて蒸気圧が小
さくてランプ効率はランプ電力の小形化に伴つて
低下し、またランプ光色が個々のランプ毎にばら
つきを生じて不安定となる。 However, the metal halide lamp with the above configuration,
During lighting, the temperature at the end of the tube increases due to the action of the heat insulating films 9, 9, and the evaporation of mercury and metal halides sealed within the arc tube 1 is promoted. However, although this type of heat retention method works well for medium and high wattage lamps,
In the following small lamps, the temperature of the coldest part at the end of the tube does not rise sufficiently because the input energy to the lamp is small. For this reason, the evaporation of mercury and metal halides does not proceed smoothly, resulting in low vapor pressure, lamp efficiency decreases as lamp power becomes smaller, and lamp light color varies from lamp to lamp. It becomes unstable.
この原因について種々の検討したところ、ラン
プが小ワツト化されるに伴つて発光管形状も小形
になることは自明であるが、発光管の製造技術か
ら、発光管の小形化に比して封止部を小形化する
ことが難しい。したがつて小ワツトのランプ程発
光管全体に占める封止部の割合が大きくなり、こ
のため封止部を熱伝導して放出される熱損失が大
きくなる。したがつて発光管端部の最冷部の温度
が上昇せず、発光管内の封入物、特に金属ハロゲ
ン化物の蒸気圧が上昇しないのでランプ効率が低
く、かつランプ光色のばらつきを招くものであつ
た。 After various studies on the cause of this, it is obvious that the shape of the arc tube becomes smaller as the wattage of the lamp becomes smaller, but due to the manufacturing technology of the arc tube, the sealing It is difficult to downsize the stop. Therefore, the smaller the wattage of the lamp, the larger the proportion of the sealing part in the entire arc tube, and therefore the greater the heat loss that is released through heat conduction through the sealing part. Therefore, the temperature of the coldest part at the end of the arc tube does not rise, and the vapor pressure of the substances enclosed in the arc tube, especially metal halides, does not rise, resulting in low lamp efficiency and uneven lamp light color. It was hot.
本発明はこのような事情にもとづきなされたも
ので、その目的とするところは、封止部の形状を
変更し、かつ断面積を規制することによつて封止
部を通じての熱損失を抑止し、最冷部の温度上昇
を図つてランプ効率の向上およびランプ光色の安
定化を可能にし、しかも金属箔導体部分のリーク
を防止しかつ金属箔導体の酸化劣化などを防止し
て長寿命となるメタルハライドランプを提供しよ
うとするものである。 The present invention was made based on the above circumstances, and its purpose is to suppress heat loss through the sealing part by changing the shape of the sealing part and regulating the cross-sectional area. By raising the temperature of the coldest part, it is possible to improve the lamp efficiency and stabilize the lamp light color.In addition, it prevents leakage in the metal foil conductor part and prevents oxidation deterioration of the metal foil conductor, resulting in a long life. The purpose of this project is to provide a metal halide lamp.
以下本発明の一実施例を第２図以下の図面にも
とづき説明する。 An embodiment of the present invention will be described below based on the drawings from FIG. 2 onwards.
第２図は第１図の上半分に本発明を適用したも
のを上下逆転して示してあり、垂直点灯されるラ
ンプにおいては少なくとも下側に位置される封止
部４ｂに、小幅部２１を形成してある。この小幅
部２１は主電極２ｂの基部と金属箔導体５ｂとの
間に位置して形成されている。 FIG. 2 shows the upper half of FIG. 1 to which the present invention is applied, upside down. In a vertically lit lamp, at least the sealing portion 4b located on the lower side has a narrow portion 21. It has been formed. This narrow portion 21 is located between the base of the main electrode 2b and the metal foil conductor 5b.
しかして主電極２ｂの先端部と対応する発光管
１の横断面積S1は第３図から判る通りS1＝π／４
（D2 1−D2 2）であり、また小幅部２１の最小横断面
積S2は第４図からS2＝ｌ×ｔに設定されている。
そして金属箔導体５ｂ部分における封止部４ｂの
横断面積S3は第５図からS3＝Ｌ×ｔに設定され
る。そして本発明においては
1.5≦S1／S2≦4.0 …(1)
1.5≦S3／S2 …(2)
の範囲に規制されている。 As can be seen from FIG. 3, the cross-sectional area S 1 of the arc tube 1 corresponding to the tip of the main electrode 2b is S 1 =π/4 (D 2 1 −D 2 2 ), and the minimum width of the narrow portion 21 is The cross-sectional area S 2 is set to S 2 =l×t from FIG.
The cross-sectional area S 3 of the sealing portion 4b in the metal foil conductor 5b portion is set to S 3 =L×t from FIG. In the present invention, the range is regulated to be 1.5≦S 1 /S 2 ≦4.0 (1) and 1.5≦S 3 /S 2 (2).
このような構成によるメタルハライドランプ
は、点灯中に発光管端部がアーク放電および主電
極２ｂからの熱によつて加熱されるものである
が、小幅部２１が小断面積に形成されていること
からこの小幅部２１を通じて封止部４ｂ下端側に
熱伝導され難くなる。すなわち小幅部２１は熱伝
導を抑止することになり、したがつて最冷部とし
ての電極基部の温度が上昇し、よつて金属ハロゲ
ン化物の蒸発が促される。このことからランプ効
率の向上が可能となり、ランプ光色のばらつきも
少なくなる。 In a metal halide lamp having such a configuration, the end of the arc tube is heated by arc discharge and heat from the main electrode 2b during lighting, and the narrow portion 21 is formed to have a small cross-sectional area. This makes it difficult for heat to be conducted to the lower end side of the sealing portion 4b through the narrow portion 21. That is, the narrow portion 21 inhibits heat conduction, and therefore the temperature of the electrode base, which is the coldest portion, increases, thereby promoting evaporation of the metal halide. This makes it possible to improve lamp efficiency and reduce variations in lamp light color.
また小幅部２１よりも下側に位置する封止部４
ｂは小幅部２１よりも大きな幅および断面積を有
するので機械的強度が大きいばかりでなく、上記
小幅部２１の熱伝導抑止作用に加えて封止部４ｂ
の放熱性が良いことから、封止部４ｂの温度上昇
が防止される。また通常、発光管１を外管に組み
込む場合にはこの封止部４ｂ下部がホルダで挾持
されるものであり、ホルダに対する熱の伝導も、
封止部４ｂの温度上昇を抑制する。したがつて封
止部４ｂの熱膨張が少く、金属箔導体５ｂとの剥
れがなくなつてリークが防止されるとともに金属
箔導体５ｂの酸化が防止されて長寿命になる。 In addition, the sealing portion 4 located below the narrow portion 21
Since b has a larger width and cross-sectional area than the narrow width portion 21, it not only has greater mechanical strength, but also has the effect of suppressing heat conduction of the narrow width portion 21.
Since the heat dissipation is good, the temperature of the sealing part 4b is prevented from rising. Further, when the arc tube 1 is assembled into an outer tube, the lower part of the sealing portion 4b is usually held in a holder, and the conduction of heat to the holder is also reduced.
This suppresses the temperature rise of the sealing portion 4b. Therefore, the thermal expansion of the sealing portion 4b is small, and there is no peeling from the metal foil conductor 5b, thereby preventing leakage and oxidation of the metal foil conductor 5b, resulting in a long life.
ところで上記(1)式および(2)式は本発明者らの実
験によつて得られたものであり、以下その実験に
ついて説明する。 By the way, the above formulas (1) and (2) were obtained through experiments by the present inventors, and the experiments will be explained below.
内径D2＝10mm、外径D1＝12mm、
電極間距離15mmの発光管内に水銀と、沃化ナト
リウムNaI、沃化スカンジウムScI3およびネオン
−アルゴンの混合ガスとを封入して100W形メタ
ルハライドランプを製作した。S1／S2の値を種々変
更すべく小幅部の断面積を異ならせて各20灯ずつ
試作し、ランプ効率について調べた。その結果は
第６図に示されており、S1／S2＝１は従来構造のも
のである。 A 100W metal halide lamp is produced by filling mercury, sodium iodide NaI, scandium iodide ScI 3 , and a neon-argon mixed gas in an arc tube with an inner diameter D 2 = 10 mm, an outer diameter D 1 = 12 mm, and a distance between electrodes 15 mm. was produced. In order to vary the value of S 1 /S 2 , 20 lamps were prototyped with different cross-sectional areas of the narrow portions, and the lamp efficiency was investigated. The results are shown in FIG. 6, where S 1 /S 2 =1 is for the conventional structure.
従来のものはランプ効率が平均65m/Wであ
るのに対し、S1／S2＝1.5のものは平均75m/W、
S1／S2≦1.8になると80m/Wを越えることが判る。 It can be seen that the lamp efficiency of the conventional lamp is 65 m/W on average, while that of the lamp with S 1 /S 2 =1.5 is 75 m/W on average, and exceeds 80 m/W when S 1 /S 2 ≦1.8.
したがつてランプ効率において100W形メタルハ
ライドランプは75m/W以上が望まれるのでS1／S2
≦1.5を必要とする。100W形メタルハライドラン
プで光効率を75m/W以上とする理由は下記の
通りである。すなわちSc−Na系メタルハライド
ランプと水銀ランプとを比較すると、400W級ラ
ンプにおいては光効率が100m/W；60m/W
であり、メタルハライドランプは水銀ランプに比
べて1.67倍の明るさをもつている。これに対して
従来の100W級ランプにおいては65m/W；45
ｍ／Ｗであつてメタルハライドランプは水銀ラン
プの1.4倍の明るさしかない。400W級メタルハラ
イドにおいては封止部の最冷部が100W級級程に
問題とされることなく水銀ランプの1.67倍の明る
さを提するのに対し、400W級と同様の構造の
100W級メタルハライドランプでは水銀ランプの
1.4倍しか明るさの向上が望めなかつた。ランプ
が小ワツト化するに応じて光効率の絶対値は小さ
くなることはやむを得ないものの、水銀ランプに
対する相対的比較は同等に保ちたいものである。Therefore, in terms of lamp efficiency, a 100W metal halide lamp is desired to have a lamp efficiency of 75m/W or more, so S 1 /S 2 ≦1.5 is required. The reason why a 100W metal halide lamp has a light efficiency of 75m/W or more is as follows. In other words, when comparing a Sc-Na metal halide lamp and a mercury lamp, a 400W class lamp has a light efficiency of 100m/W; 60m/W.
Therefore, metal halide lamps are 1.67 times brighter than mercury lamps. In contrast, in a conventional 100W class lamp, 65m/W; 45
m/W, a metal halide lamp is only 1.4 times as bright as a mercury lamp. In a 400W class metal halide, the coldest part of the sealing part is not as problematic as in a 100W class and provides 1.67 times the brightness of a mercury lamp.
For 100W class metal halide lamps, mercury lamps are
The brightness could only be improved by 1.4 times. Although it is inevitable that the absolute value of light efficiency will decrease as the wattage of the lamp decreases, it is desirable to maintain the same relative comparison with mercury lamps.
そこで100W級水銀ランプの光効率の1.67倍の
明るさを目やすとすれば45×1.67＝75m/Wを
欲するものである。また同時にランプ光色のばら
つきについて色温度のばらつきを調べてみると、
従来のものは上下差が800〓もあるに対しS1／S2≧
1.5のものは200〓以下の範囲に抑えることができ
ることを確認している。 So, if you want a brightness that is 1.67 times the light efficiency of a 100W class mercury lamp, you would want 45 x 1.67 = 75m/W. At the same time, when examining the variation in color temperature regarding the variation in lamp light color, we found that
While the conventional model has a vertical difference of 800〓, it has been confirmed that the one with S 1 /S 2 ≧ 1.5 can suppress it to a range of 200〓 or less.
なおS1／S2≦４に規制される理由は、S1／S2が４を超
えると小幅部の断面積が小さくなりすぎて機械的
強度が低下し、かつ電極軸のリークを生じ易いと
ともに加工も困難となるものである。 The reason why S 1 /S 2 is regulated to 4 is that if S 1 /S 2 exceeds 4, the cross-sectional area of the narrow part becomes too small, resulting in a decrease in mechanical strength and the possibility of leakage from the electrode shaft. At the same time, processing becomes difficult.
つぎに上記S1／S2が1.5〜4.0の領域に規制されて
いる範囲においてS3／S2の関係を9000時間点灯後の
不良発生率について調べてみた。その結果を第７
図に示す。 Next, we investigated the relationship between S 3 /S 2 and the failure rate after 9000 hours of lighting within the range where S 1 /S 2 is regulated to a range of 1.5 to 4.0. The results are shown in the 7th section.
As shown in the figure.
第７図の特性から、9000時間点灯後においても
不良発生率を零に保つためには、S3／S2≦1.5である
ことが要求される。 From the characteristics shown in FIG. 7, it is required that S 3 /S 2 ≦1.5 in order to keep the failure rate at zero even after 9000 hours of lighting.
したがつて第６図および第７図の実験から
1.5≦S1／S2≦4.0
1.5≦S3／S2
を同時に満足すればランプ効率が75m/W以上
となり、ランプ光色のばらつきも少く、かつ9000
時間以上の寿命を得ることが理解できる。 Therefore, from the experiments shown in Figures 6 and 7, if 1.5≦S 1 /S 2 ≦4.0 and 1.5≦S 3 /S 2 are simultaneously satisfied, the lamp efficiency will be 75 m/W or more, and the variation in lamp light color will be small. , and 9000
You can understand that you can get a lifespan of more than hours.
なお本発明は特に200W以下の小形メタルハラ
イドランプに適用して顕著な効果を奏するが、
200Wを越える中、高ワツト形メタルハライドラ
ンプにも実施可能である。 The present invention is particularly effective when applied to small metal halide lamps of 200W or less; however,
It can also be applied to high wattage metal halide lamps exceeding 200W.
以上詳述したように本発明は、少なくとも一方
の圧潰封止部に金属箔導体と電極基部との間に位
置して小幅部を形成し、電極先端部に対応する発
光管の横断面積をS1、小幅部の横断面積をS2、金
属箔導体部分における封止部の横断面積をS3とし
たとき、
1.5≦S1／S2≦4.0
1.5≦S3／S2
としたものである。したがつてこのものによると
小幅部が熱伝導を抑止するので発光管の最冷部温
度が上昇して封入金属ハロゲン化物の蒸気圧が上
り、ランプ効率が向上するとともにランプ光色の
ばらつきは小さくなる。また小幅部の熱伝導抑止
作用に加えて封止部が大きく形成されているので
この部分の熱容量が大きくかつ放熱表面積も大き
いから封止部の温度上昇が低くなり、金属箔導体
の剥れによるリーク、酸化などが防止されて長寿
命になる。 As described in detail above, the present invention forms a narrow portion located between the metal foil conductor and the electrode base in at least one crushed sealing portion, and reduces the cross-sectional area of the arc tube corresponding to the electrode tip to S 1. When the cross-sectional area of the narrow width part is S 2 and the cross-sectional area of the sealing part in the metal foil conductor part is S 3 , 1.5≦S 1 /S 2 ≦4.0 1.5≦S 3 /S 2 . Therefore, according to this, the narrow width part suppresses heat conduction, so the temperature of the coldest part of the arc tube rises, and the vapor pressure of the enclosed metal halide increases, improving lamp efficiency and reducing variations in lamp light color. Become. In addition to the heat conduction suppressing effect of the narrow width part, the sealing part is formed large, so the heat capacity of this part is large, and the heat dissipation surface area is also large, so the temperature rise in the sealing part is low, which prevents peeling of the metal foil conductor. Leakage, oxidation, etc. are prevented, resulting in a long service life.
第１図は従来の発光管を示す正面図、第２図以
下は本発明の一実施例を示し、第２図は要部を拡
大した正面図、第３図、第４図および第５図はそ
れぞれ第２図の−線、−線および−
線に沿う断面図、第６図はS1／S2とランプ効率との
関係を示す特性図、第７図はS3／S2とランプ不良発
生率との関係を示す特性図である。
１…発光管、２ａ，２ｂ…主電極、４ａ，４ｂ
…圧潰封止部、５ａ，５ｂ…金属箔導体、２０，
２０…切欠、２１…小幅部。
Fig. 1 is a front view showing a conventional arc tube, Fig. 2 and the following show an embodiment of the present invention, Fig. 2 is an enlarged front view of main parts, Figs. 3, 4, and 5. are - line, - line and - line in Fig. 2, respectively.
6 is a characteristic diagram showing the relationship between S 1 /S 2 and lamp efficiency, and FIG. 7 is a characteristic diagram showing the relationship between S 3 /S 2 and lamp failure rate. 1... Arc tube, 2a, 2b... Main electrode, 4a, 4b
...Crushing sealing portion, 5a, 5b...Metal foil conductor, 20,
20...Notch, 21...Narrow width part.
Claims (1)
する発光管内に、相対向する電極を設けるととも
に希ガス、水銀および金属ハロゲン化物を封入し
たメタルハライドランプにおいて、 少なくとも一方の圧潰封止部には金属箔導体と
電極基部との間に小幅部を形成し、上記電極先端
部が位置している発光管の肉厚部分の横断面積を
S1（mm2）、小幅部の横断面積をS2（mm2）、金属箔導体
部分における封止部の横断面積をS3（mm2）とした
とき、 1.5≦S1／S2≦4.0 1.5≦S3／S2 としたことを特徴とするメタルハライドランプ。[Scope of Claims] 1. A metal halide lamp in which opposing electrodes are provided in an arc tube having a crushed sealing portion with a metal foil conductor sealed at both ends, and a rare gas, mercury, and a metal halide are enclosed, at least one of which is sealed. A narrow part is formed between the metal foil conductor and the electrode base in the crushed sealing part, and the cross-sectional area of the thick part of the arc tube where the electrode tip is located is
S 1 (mm 2 ), the cross-sectional area of the narrow part is S 2 (mm 2 ), and the cross-sectional area of the sealing part in the metal foil conductor part is S 3 (mm 2 ), then 1.5≦S 1 /S 2 ≦ 4.0 A metal halide lamp characterized by 1.5≦S 3 /S 2 .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11540080A JPS5740855A (en) | 1980-08-22 | 1980-08-22 | Metal halide lamp |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11540080A JPS5740855A (en) | 1980-08-22 | 1980-08-22 | Metal halide lamp |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5740855A JPS5740855A (en) | 1982-03-06 |
| JPH02820B2 true JPH02820B2 (en) | 1990-01-09 |
Family
ID=14661619
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11540080A Granted JPS5740855A (en) | 1980-08-22 | 1980-08-22 | Metal halide lamp |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5740855A (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0451647B1 (en) * | 1990-04-12 | 1995-07-05 | Patent-Treuhand-Gesellschaft für elektrische Glühlampen mbH | High-pressure discharge lamp and method for its manufacture |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5238788A (en) * | 1975-09-19 | 1977-03-25 | Matsushita Electronics Corp | Manufacturing method of vaporized metal discharge lamp |
-
1980
- 1980-08-22 JP JP11540080A patent/JPS5740855A/en active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5238788A (en) * | 1975-09-19 | 1977-03-25 | Matsushita Electronics Corp | Manufacturing method of vaporized metal discharge lamp |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5740855A (en) | 1982-03-06 |
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