JPH04220939A - 高圧放電ランプ - Google Patents
高圧放電ランプInfo
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- JPH04220939A JPH04220939A JP3046548A JP4654891A JPH04220939A JP H04220939 A JPH04220939 A JP H04220939A JP 3046548 A JP3046548 A JP 3046548A JP 4654891 A JP4654891 A JP 4654891A JP H04220939 A JPH04220939 A JP H04220939A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
- H01J61/02—Details
- H01J61/04—Electrodes; Screens; Shields
- H01J61/06—Main electrodes
- H01J61/073—Main electrodes for high-pressure discharge lamps
- H01J61/0732—Main electrodes for high-pressure discharge lamps characterised by the construction of the electrode
Landscapes
- Discharge Lamp (AREA)
- Discharge Lamps And Accessories Thereof (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、請求項１の上位概念に
記載の金属ハロゲン化物充填封入物を有する高圧放電ラ
ンプに関する。
記載の金属ハロゲン化物充填封入物を有する高圧放電ラ
ンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】金属ハロゲン化物充填封入物を有する高
圧放電ランプは電極材料として大多数の場合に、コアピ
ンと、コアピンの端部の周りに上下に巻かれている単層
又は多層の螺旋ワイヤから成るピン電極とを有する。放
電アークの開始点としての役割を果たすためにピンの先
端は、電極頭部を形成している螺旋ワイヤを越えて突出
している。このような電極構造の１つの例は米国特許第
４３９６８５７号明細書に記載されている。しかしこの
構造は、ナトリウムと錫を金属として含み２７００から
３４００Ｋの色温度を発生するために用いられる金属ハ
ロゲン化物充填封入物を有する高圧放電ランプにおいて
は不適切であることが分かった。このような充填封入物
は、ランプが動作している際に電極先端が急速に消失し
、これによりアークが延長され、動作電圧及び再点弧ピ
ークが上昇する。しかし電極焼損過程は寿命を制限する
、何故ならばランプは、再点弧ピークが無負荷電圧を越
えると消えるからである。
圧放電ランプは電極材料として大多数の場合に、コアピ
ンと、コアピンの端部の周りに上下に巻かれている単層
又は多層の螺旋ワイヤから成るピン電極とを有する。放
電アークの開始点としての役割を果たすためにピンの先
端は、電極頭部を形成している螺旋ワイヤを越えて突出
している。このような電極構造の１つの例は米国特許第
４３９６８５７号明細書に記載されている。しかしこの
構造は、ナトリウムと錫を金属として含み２７００から
３４００Ｋの色温度を発生するために用いられる金属ハ
ロゲン化物充填封入物を有する高圧放電ランプにおいて
は不適切であることが分かった。このような充填封入物
は、ランプが動作している際に電極先端が急速に消失し
、これによりアークが延長され、動作電圧及び再点弧ピ
ークが上昇する。しかし電極焼損過程は寿命を制限する
、何故ならばランプは、再点弧ピークが無負荷電圧を越
えると消えるからである。
【０００３】電極先端の焼損は、アーク開始点の領域に
おいて電極ピンを太く形成することにより低減すること
ができる。しかしこれによりこれらのランプにおいては
５０から６０Ｈｚの動作の際にフリッカ係数が高まる。 これは、これらのランプの本来の使用場所である室内領
域においてこれらのランプを使用する場合に観察者にと
つて不快に感じられる。
おいて電極ピンを太く形成することにより低減すること
ができる。しかしこれによりこれらのランプにおいては
５０から６０Ｈｚの動作の際にフリッカ係数が高まる。 これは、これらのランプの本来の使用場所である室内領
域においてこれらのランプを使用する場合に観察者にと
つて不快に感じられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、ナト
リウム及び錫を封入充填物として使用するにもかかわら
ず、特別の電極構造により電極の焼失及びフリッカ係数
を小さく保持することができ、アーク軸線の周りをラン
プを回転させてもランプ特性は不変である金属ハロゲン
化物−高圧放電ランプを提供することにある。電極は簡
単な構造を有し、低コストで製造でき、軸線対称性を有
する。
リウム及び錫を封入充填物として使用するにもかかわら
ず、特別の電極構造により電極の焼失及びフリッカ係数
を小さく保持することができ、アーク軸線の周りをラン
プを回転させてもランプ特性は不変である金属ハロゲン
化物−高圧放電ランプを提供することにある。電極は簡
単な構造を有し、低コストで製造でき、軸線対称性を有
する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題は、請求項１の
特徴部分に記載の構成により、電極頭部が、実質的に円
筒状又は円錐台形状の外側輪郭を有し、電極頭部を支持
している、電極ピンの先端が最高でも、放電アークに向
いている電極頭部端部までにしか到達せず、電極ピンが
、ｍｍ単位の直径ｄを有し、その最大許容値及び最小許
容値は式
特徴部分に記載の構成により、電極頭部が、実質的に円
筒状又は円錐台形状の外側輪郭を有し、電極頭部を支持
している、電極ピンの先端が最高でも、放電アークに向
いている電極頭部端部までにしか到達せず、電極ピンが
、ｍｍ単位の直径ｄを有し、その最大許容値及び最小許
容値は式
【０００６】
【数２】
【０００７】により与えることができ、ただしｉＬはＡ
単位のランプ電流の実効値であり、電極頭部が、電極ピ
ンにおける、電極頭部の中に位置する部分も含めて、ｍ
ｇ単位の質量Ｍを有し、質量Ｍの最大許容値及び最小許
容値を式Ｍ＝ｉＬ×（２３±８）により与えることがで
き、ただし、ｉＬはＡ単位でのランプ電流の実効値であ
ることにより解決される。
単位のランプ電流の実効値であり、電極頭部が、電極ピ
ンにおける、電極頭部の中に位置する部分も含めて、ｍ
ｇ単位の質量Ｍを有し、質量Ｍの最大許容値及び最小許
容値を式Ｍ＝ｉＬ×（２３±８）により与えることがで
き、ただし、ｉＬはＡ単位でのランプ電流の実効値であ
ることにより解決される。
【０００８】有利な実施例はその他の請求項に記載され
ている。
ている。
【０００９】
【発明の効果】このような電極に対して行った測定は、
これらの電極が電極焼損の面でも、フリッカ係数の面で
も、電極ピンのｍｍ単位での直径ｄが
これらの電極が電極焼損の面でも、フリッカ係数の面で
も、電極ピンのｍｍ単位での直径ｄが
【００１０】
【数３】
【００１１】を満足する場合に（ただしｉＬはＡ単位で
のランプ電流の実効値である）最適な特性を有すること
が分かった。
のランプ電流の実効値である）最適な特性を有すること
が分かった。
【００１２】原理的には、上記式から分かるようにピン
直径を更に小さい値にすることによりフリッカ係数をさ
らに改善することができる、何故ならばこのようにして
、フリッカ係数を決める、ステム封止部の中の電極頭部
の熱放出を低減することができるからである。しかし実
際の上でこれは有利でない、何故ならばこの場合に、前
記封入充填物により生じる、ステム封止部への移行部に
おける細い電極ピンの腐食によりランプが早期に故障す
るからである。このタイプのランプに要求される６００
０時間の平均寿命に到達するためには従って、上記式に
おいて根の中にある値を最大でも０．０２しか小さくす
ることができない。他方、この値は最大でも０．０２し
か大きくすることができない。何故ならば０．０２を越
えるとフリッカ係数は０．２５％の障害閾値を越えるか
らである。従って電極ピンの直径の許容領域は式
直径を更に小さい値にすることによりフリッカ係数をさ
らに改善することができる、何故ならばこのようにして
、フリッカ係数を決める、ステム封止部の中の電極頭部
の熱放出を低減することができるからである。しかし実
際の上でこれは有利でない、何故ならばこの場合に、前
記封入充填物により生じる、ステム封止部への移行部に
おける細い電極ピンの腐食によりランプが早期に故障す
るからである。このタイプのランプに要求される６００
０時間の平均寿命に到達するためには従って、上記式に
おいて根の中にある値を最大でも０．０２しか小さくす
ることができない。他方、この値は最大でも０．０２し
か大きくすることができない。何故ならば０．０２を越
えるとフリッカ係数は０．２５％の障害閾値を越えるか
らである。従って電極ピンの直径の許容領域は式
【００
１３】
１３】
【数４】
【００１４】により制限される。
【００１５】電極頭部は、実質的に円筒状又は円錐台形
状の形状を有しなければならず、電極ピンの先端は、放
電アークに向いている電極頭部の端部を越えて突出して
はならない。電極頭部のｍｇ単位での質量Ｍは、電極ピ
ンにおける、電極頭部の中に位置する部分も含めて、式
Ｍ＝ｉＬ×（２３±８）により上方及び下方で制限され
る。ただしｉＬはランプ電流のＡ単位での実効値である
。この場合、許容電極質量は上方へフリッカ係数≦０．
２５％により制限される。他方、式に記載の下限を下回
ってはならない、何故ならば下回ると前記の焼損が平均
寿命を、要求される６０００時間より下に低下させるか
らである。
状の形状を有しなければならず、電極ピンの先端は、放
電アークに向いている電極頭部の端部を越えて突出して
はならない。電極頭部のｍｇ単位での質量Ｍは、電極ピ
ンにおける、電極頭部の中に位置する部分も含めて、式
Ｍ＝ｉＬ×（２３±８）により上方及び下方で制限され
る。ただしｉＬはランプ電流のＡ単位での実効値である
。この場合、許容電極質量は上方へフリッカ係数≦０．
２５％により制限される。他方、式に記載の下限を下回
ってはならない、何故ならば下回ると前記の焼損が平均
寿命を、要求される６０００時間より下に低下させるか
らである。
【００１６】フリッカ係数の別の１つの改善は、電極ピ
ンの先端を放電アークに向いている電極頭部の端部に対
して、ピン直径の１から２倍分だけ後退させて、頭部の
端面の中央で小さい凹部が形成されるようにすることに
より実現される。
ンの先端を放電アークに向いている電極頭部の端部に対
して、ピン直径の１から２倍分だけ後退させて、頭部の
端面の中央で小さい凹部が形成されるようにすることに
より実現される。
【００１７】電極の製造は、電極頭部を、上下に巻かれ
ている１つ又は複数の螺旋ワイヤにより形成することに
より非常に簡単かつ低コストとなる。ワイヤとしては有
利にはＢＳＤワイヤが用いられる。これは、処理を好適
にするために僅かな量のカリウムを添加したタングステ
ンワイヤである。しかし電極頭部はタングステン焼結体
から成ることもある。
ている１つ又は複数の螺旋ワイヤにより形成することに
より非常に簡単かつ低コストとなる。ワイヤとしては有
利にはＢＳＤワイヤが用いられる。これは、処理を好適
にするために僅かな量のカリウムを添加したタングステ
ンワイヤである。しかし電極頭部はタングステン焼結体
から成ることもある。
【００１８】
【実施例】図１に示されている７０Ｗの高圧放電ランプ
１は、両側にステム封止部を有するすなわちダブルエン
ド形の石英ガラス製放電容器２から成り、放電容器２は
外管３により包囲されている。略示されている電極４，
５は気密にシールフオイル６，７を用いて放電容器２に
溶封され、リード線８，９を介して外管３のシールフオ
イル１０，１１と接続され、別の短いリード線を介して
セラミック製口金（Ｒ７Ｓ）１２，１３の電気端子と接
続されている。放電容器２のステム封止部の中には付加
的に（ワイヤ片を介して）、小さい金属プレートの上に
設けられているゲッタ材料１４が電位が印加されること
のないように溶封されている。放電容器２の端部１５，
１６は、熱反射被膜がコーティングされている。封入充
填物として放電容器２は水銀及び稀ガスの他に、ナトリ
ウム、錫、タリウム、インジウム及びリチウムの金属沃
化物及び金属臭化物を含む。７０Ｗの消費電力のランプ
１は０．９Ａの定格電流（実効値）において７０ １
ｍ／Ｗの発光効率を有する。
１は、両側にステム封止部を有するすなわちダブルエン
ド形の石英ガラス製放電容器２から成り、放電容器２は
外管３により包囲されている。略示されている電極４，
５は気密にシールフオイル６，７を用いて放電容器２に
溶封され、リード線８，９を介して外管３のシールフオ
イル１０，１１と接続され、別の短いリード線を介して
セラミック製口金（Ｒ７Ｓ）１２，１３の電気端子と接
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的に（ワイヤ片を介して）、小さい金属プレートの上に
設けられているゲッタ材料１４が電位が印加されること
のないように溶封されている。放電容器２の端部１５，
１６は、熱反射被膜がコーティングされている。封入充
填物として放電容器２は水銀及び稀ガスの他に、ナトリ
ウム、錫、タリウム、インジウム及びリチウムの金属沃
化物及び金属臭化物を含む。７０Ｗの消費電力のランプ
１は０．９Ａの定格電流（実効値）において７０ １
ｍ／Ｗの発光効率を有する。
【００１９】図２は、図１の高圧放電ランプの中に組込
まれている電極４，５を示す。電極４，５は、長さ７．
２ｍｍで直径０．２５ｍｍの電極ピン１７から成り、電
極ピン１７はシールフオイル６，７を介して気密にステ
ム封止部１８の中に溶封されている。電極頭部１９は２
重巻きフィラメントコイルにより形成され、内側フィラ
メントコイル２０は、６つの密に巻かれている直径０．
２ｍｍのワイヤのコイルであり、外側フィラメントコイ
ル２１は、４つの密に巻かれている直径０．２ｍｍのワ
イヤのコイルである。２重巻きフィラメントコイルから
形成されている電極頭部１９は０．５ｍｍだけ電極ピン
１７の自由端から突出している。電極頭部も、電極ピン
もＢＳＤワイヤから成る。電極頭部は電子放射材料を含
まない。
まれている電極４，５を示す。電極４，５は、長さ７．
２ｍｍで直径０．２５ｍｍの電極ピン１７から成り、電
極ピン１７はシールフオイル６，７を介して気密にステ
ム封止部１８の中に溶封されている。電極頭部１９は２
重巻きフィラメントコイルにより形成され、内側フィラ
メントコイル２０は、６つの密に巻かれている直径０．
２ｍｍのワイヤのコイルであり、外側フィラメントコイ
ル２１は、４つの密に巻かれている直径０．２ｍｍのワ
イヤのコイルである。２重巻きフィラメントコイルから
形成されている電極頭部１９は０．５ｍｍだけ電極ピン
１７の自由端から突出している。電極頭部も、電極ピン
もＢＳＤワイヤから成る。電極頭部は電子放射材料を含
まない。
【００２０】図３には、片側のみがステム封止部である
すなわちシングルエンド形の石英ガラス製放電容器２３
を有する本発明の３５Ｗの高圧放電ランプ２２が示され
、放電容器２３は外管２４により包囲されている。略示
されている電極２５，２６はフオイル２７，２８を介し
て放電容器２３の中に溶封され、リード線２９，３０を
介して外管２４のシールフオイル３１，３２と接続され
、別の短いリード線を介してセラミック製口金（Ｇ１２
）３５の端子ピン３３と接続されている。放電容器２３
のステム封止部３６には更にゲッタ材料３７が（ワイヤ
片を介して）小さい金属プレートの上に電位が印加され
ることのないように固定されている。このランプ２２の
封入充填物量は、前記７０Ｗの高圧放電ランプ１のそれ
に相応する。３５Ｗの高圧放電ランプ２２は０．５Ａの
定格電流（実効値）において５７１ｍ／Ｗの発光効率を
有する。
すなわちシングルエンド形の石英ガラス製放電容器２３
を有する本発明の３５Ｗの高圧放電ランプ２２が示され
、放電容器２３は外管２４により包囲されている。略示
されている電極２５，２６はフオイル２７，２８を介し
て放電容器２３の中に溶封され、リード線２９，３０を
介して外管２４のシールフオイル３１，３２と接続され
、別の短いリード線を介してセラミック製口金（Ｇ１２
）３５の端子ピン３３と接続されている。放電容器２３
のステム封止部３６には更にゲッタ材料３７が（ワイヤ
片を介して）小さい金属プレートの上に電位が印加され
ることのないように固定されている。このランプ２２の
封入充填物量は、前記７０Ｗの高圧放電ランプ１のそれ
に相応する。３５Ｗの高圧放電ランプ２２は０．５Ａの
定格電流（実効値）において５７１ｍ／Ｗの発光効率を
有する。
【００２１】図４は図３の高圧放電ランプ２２の電極２
５を示す。電極２５は電極ピン３８から成り、電極ピン
３８の一端はシールフオイル２７を介して気密にステム
封止部３６の中に溶封されている。電極ピン３８の他端
は他のピンに対して直角に湾曲され、これにより、この
端部に固定されている電極頭部３９は放電アークの方向
に向いている。この電極頭部３９も２重巻きフィラメン
トコイルから成り、内側フィラメントコイル４０は６つ
の密に巻かれているコイルから成り、外側のフィラメン
トコイル４１は４つの密に巻かれているフィラメントコ
イルから成る。電極頭部３９は電極ピン３８の自由端を
越えて突出している。この電極もＢＳＤワイヤから成り
、電子放射材料を含まない。
５を示す。電極２５は電極ピン３８から成り、電極ピン
３８の一端はシールフオイル２７を介して気密にステム
封止部３６の中に溶封されている。電極ピン３８の他端
は他のピンに対して直角に湾曲され、これにより、この
端部に固定されている電極頭部３９は放電アークの方向
に向いている。この電極頭部３９も２重巻きフィラメン
トコイルから成り、内側フィラメントコイル４０は６つ
の密に巻かれているコイルから成り、外側のフィラメン
トコイル４１は４つの密に巻かれているフィラメントコ
イルから成る。電極頭部３９は電極ピン３８の自由端を
越えて突出している。この電極もＢＳＤワイヤから成り
、電子放射材料を含まない。
【図１】ダブルエンド形放電容器を有する本発明の高圧
放電ランプの構造を示す側面略図である。
放電ランプの構造を示す側面略図である。
【図２】図１の高圧放電ランプの電極を示す側面略図で
ある。
ある。
【図３】シングルエンド形放電容器を有する本発明の高
圧放電ランプの構成を示す側面略図である。
圧放電ランプの構成を示す側面略図である。
【図４】図３の高圧放電ランプのための電極を示す側面
略図である。
略図である。
１ 高圧放電ランプ
２ 放電容器
４，５ 電極
６，７ シールフオイル
８，９ ワイヤ線
１０，１１ シールフオイル
１２，１３ セラミック製口金
１４ ゲッタ材料
１５，１６ 端部
１７ 電極ピン
１８ ステム封止部
１９ 電極頭部
２０ 内側フィラメントコイル
２１ 外側フィラメントコイル
２２ 高圧放電ランプ
２３ 放電容器
２４ 外管
２５，２６ 電極
２７，２８ シールフオイル
２９，３０ リード線
３１，３２ シールフオイル
３３，３４ 端子ピン
３５ セラミック製口金
３６ ステム封止部
３７ ゲッタ材料
３８ 電極ピン
３９ 電極頭部
４０ 内側フィラメントコイル
４１ 外側フィラメントコイル
Claims (5)
- 【請求項１】 放電容器（２，２３）が、水銀及び例
えばナトリウム及び錫の金属ハロゲン沃化物とから成る
封入充填物と、稀ガスとを含み、放電容器（２，２３）
の中にはシールフオイル（６，７；２７，２８）を介し
て２つの電極（４，５；２５，２６）が気密に溶封され
、各電極（４，５；２５，２６）は電極ピン（１７；３
８）と、電極ピン（１７；３８）に固定されている電極
頭部（１９，３９）とから成る高圧放電ランプ（１，２
２）において、電極頭部（１９，３９）が、実質的に円
筒状又は円錐台形状の外側輪郭を有し、 電極頭部（
１９，３９）を支持している、電極ピン（１７；３８）
の先端が最高でも、放電アークに向いている電極頭部（
１９，３９）端部までにしか到達せず、電極ピン（１７
，３８）が、ｍｍ単位の直径ｄを有し、その最大許容値
及び最小許容値は式 【数１】 により与えることができ、ただしｉＬはＡ単位のランプ
電流の実効値であり、電極頭部（１９，３９）が、電極
ピン（１７，３８）における、電極頭部（１９，３９）
の中に位置する部分も含めて、ｍｇ単位の質量Ｍを有し
、質量Ｍの最大許容値及び最小許容値は式Ｍ＝ｉＬ×（
２３±８） により与えることができ、ただしｉＬはＡ単位でのラン
プ電流の実効値であることを特徴とする高圧放電ランプ
。 - 【請求項２】 電極頭部（１９，３９）を支持してい
る、電極ピン（１７，３８）の先端が、電極頭部（１９
，３９）における、放電アークに向いている端部に対し
て僅かに後退していることを特徴とする請求項１に記載
の高圧放電ランプ。 - 【請求項３】 電極頭部（１９，３９）が、上下に巻
かれている単層又は多層の螺旋ワイヤから成ることを特
徴とする請求項１に記載の高圧放電ランプ。 - 【請求項４】 電極ピン（１７，３８）と、電極頭部
（１９，３９）の螺旋ワイヤとが、カリウムを僅かに含
むタングステンから成る（ＢＳＤワイヤ）ことを特徴と
する請求項１又は請求項３に記載の高圧放電ランプ。 - 【請求項５】 電極頭部が、純粋なタングステンから
成る焼結体から成ることを特徴とする請求項１に記載の
高圧放電ランプ。
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