JPH04355045A - メタルハライドランプ - Google Patents

メタルハライドランプ

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JPH04355045A
JPH04355045A JP3155525A JP15552591A JPH04355045A JP H04355045 A JPH04355045 A JP H04355045A JP 3155525 A JP3155525 A JP 3155525A JP 15552591 A JP15552591 A JP 15552591A JP H04355045 A JPH04355045 A JP H04355045A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
metal halide
tube
halide lamp
electrode
lamp
Prior art date
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Pending
Application number
JP3155525A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshihiro Kumazawa
熊沢 敏弘
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Iwasaki Denki KK
Original Assignee
Iwasaki Denki KK
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Publication date
Application filed by Iwasaki Denki KK filed Critical Iwasaki Denki KK
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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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、メタルハライドランプ
の光出力特性の改善に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、HIDランプは効率の良いラ
ンプとして知られているが、近年、HIDランプは効率
よりも、他の特性、たとえば光の質が重視される傾向に
ある。また、長寿命化はもちろん、コンパクト化、高演
色化が要請され、更にフリッカーレスや紫外線カット等
についても問題とされている。ところで、最近の高演色
型のメタルハライドランプは、中色温度領域(4000
〜5000K)ではDy−Tl−Na系のランプが主流
であり、また低色温度領域(3000〜3500K)で
はSn−Tl−Na系のランプが多い。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、これらのラ
ンプは、一般的に、特性にやや不十分な点がある。まず
、演色性を見ると平均演色評価数(Ra )は前者では
85であり、後者では80であった。さらに、特殊演色
評価数のうちの赤色の評価値(R9 )は両者ともかな
り低いので、単純に考えた場合、物の認識はできても、
本来、その物が持っている色、例えばリンゴの赤色など
がハロゲンランプのように鮮やかには照明できない。し
たがって、この平均演色評価数(Ra )及び特殊演色
評価数を向上させないかぎり、メタルハライドランプの
用途の拡大は難しい。
【0004】また、本発明者がこれらのランプの320
〜400nmの紫外線出力を測定した結果、およそ日中
の太陽光の約2倍程度となった。このため、従来の高演
色型のメタルハライドランプでは、店舗照明に用いた場
合、従業員や商品の日焼けが問題となる。
【0005】本発明は上記事情に基づいてなされたもの
であり、分光出力、特に演色性の向上を図り、且つ紫外
線量を低減することができるメタルハライドランプを提
供することを目的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明は、管体の両端部に電極を具え、前記管体が
電極の周辺部において窄められており、前記管体の内部
に水銀、アルゴンとともに少なくともDyI3 、Tl
I、CsIが封入された発光管を有し、色温度が400
0〜5000Kでランプ電力が225〜275Wである
メタルハライドランプにおいて、前記電極下端から前記
管体の封止部閉塞端までの距離Lを、0.1<L≦1.
4mmとし、かつ前記管体の窄められた部分の内容積を
V1 ccとし、前記電極下端から前記封止閉塞端まで
の前記管体の内容積をV2 ccとしたときに両者の比
V2 /V1 を、0.001≦V2 /V1 ≦0.
13としたことを特徴とするものである。
【0007】
【作用】従来のDy−Tl−Na系メタルハライドラン
プは色温度が4300K程度であり比較的、熱負荷の低
い構造でも、NaIの発光の効果で色温度を下げている
のが特徴である。しかしながら、前述のとおり、演色性
に限界がある。この様なことを考慮した場合、別の発光
管の設計が必要になる。本発明では4000〜5000
Kの範囲の色温度で、更に高演色が期待できる添加物の
組み合わせとしてDy−Tl−Cs系を選択した。従来
は、この添加物系のランプは5000〜6000Kの範
囲の色温度で使用されていることが多かった。ところが
、本発明者は、このランプは点灯初期、図1(a)に示
すように色温度が約6000Kであっても、点灯中に保
温効果が高まり、添加物の蒸気圧が上昇し、色温度が約
4000K程度で安定してしまうことがあるのを見い出
した。このように安定した状態では、同図(b)に示す
ようにDyの原子発光からDyIの分子発光主体に変化
するので、赤色の発光が増え全体としてバランスのとれ
た優れた特性になる。本発明は、この状態を点灯初期か
ら実現しようとするものである。
【0008】すなわち、電極下端から管体の封止部閉塞
端までの距離Lを、0.1<L≦1.4mmとすること
により、平均色温度を4000〜5000Kに維持する
。電極下端と封止部閉塞端との距離Lが狭すぎると、管
体のピンチシール時に両者が接触してしまい、アーク放
電に移行できなくなる。逆に、両者の距離が離れすぎる
と、平均色温度が高くなりすぎてしまう。
【0009】また、V2 /V1 を、0.001≦V
2/V1 ≦0.13としたことにより、発光管の温度
を上げることができ、したがって色温度を上げて、赤色
系の発光量を増やすことができる。V2 が小さい程、
発光管の最冷部温度を高めることができるが、余り小さ
すぎると、すなわち、V2 /V1 <0.001であ
ると、上記の如く電極下端と封止部閉塞端とがピンチシ
ール時に接触してしまう。V2 が大きすぎると、すな
わちV2 /V1 >0.13であると、発光管の温度
が余り上がらず、したがって色温度が上がらない。
【0010】更に、DyIの発光が起こると、全体に分
光特性の位置が紫外線の領域から赤外線の領域に移行す
るので、紫外線の量が少なくなる。
【0011】
【実施例】以下に本発明の実施例について図を参照して
説明する。図2は本発明の一実施例であるメタルハライ
ドランプの概略構成図、図3はそのメタルハライドラン
プの発光管の拡大図、図4はその電極コイル周辺の拡大
図である。本実施例のメタルハライドランプは、発光管
1と、発光管1の外側に配置された中空管3と、発光管
1や中空管3を収納する外球5と、口金7と、ゲッタ9
,9とを備えている。
【0012】発光管1は、内部に水銀、アルゴンととも
に少なくともDyI3 、TlI、CsIが封入された
管体11と、管体11の両端に配置された電極コイル1
3と、最冷点温度を上昇させるために管体11の両端部
に塗布されたZrO2 系の保温膜15とを備えている
。管体11は高純度の石英ガラスで形成され、両端がピ
ンチシール加工されている。
【0013】中空管3は、石英ガラス等により形成され
ており、発光管1の破裂を防止する。尚、中空管3はサ
ンドブラスト法等によってフロスト加工することにより
、発光管1が発する光を拡散する機能を併せもつように
なる。
【0014】本実施例の発光管1は、図3に示すように
管体11の両端部が電極の周辺部において窄められてい
る。以下この窄められた部分11a(図3の斜線部分)
を径小部、窄められていない部分11bを径大部とも称
する。発光管1は、内容積が2.5cc、径大部の内径
D1 が15mm、径小部の内容積が0.4cc、径小
部の最大内径D2 が8mmである。また、アーク長(
電極間距離)は19mmである。本実施例では、13m
gの水銀、50torrのアルゴンとともに、4.5m
gのDyI3 、1.0mgのTlI、2.0mgのC
sIが各々発光管1内に封入されている。
【0015】図5は、本実施例のメタルハライドランプ
の色温度の経時変化を示す特性図である。図に示すよう
に、本実施例のランプは幾重にも保温をしてあるので、
点灯初期から約4500Kという色温度にすることがで
き、色温度の経時変化も少ない。
【0016】ところが、従来はこの様な優れた特性を有
するランプを安定して製造するのは、極めて困難であっ
た。本発明者は最もランプ特性のバラツキの原因になり
やすいのが電極コイル周りの温度状態であり、他の部分
がしっかり保温されていてもこの部分の最冷部温度に差
が出るとランプ特性にバラツキが生じることに着目し、
この電極コイル周りの温度状態を最適な状態に維持する
ために、種々の試験・検討を重ねた。
【0017】まず、上記のような構成のメタルハライド
ランプで、電極コイル13下端から管体11の封止部閉
塞端Aまでの距離について検討した。電極コイル13下
端から管体11の封止部閉塞端Aまでの距離を図4に示
すようにLmmとした場合、Lが0.1mmでは、電極
コイル13がスパッターを起こしてしまった。そこで、
Lが0.2mmから1.8mmまでの間において、0.
2mmおきに各3灯、合計27灯を試作した。これらの
メタルハライドランプの色温度と平均演色評価数とを測
定した結果が表1である。表1に示すように、Lが1.
6mmでは色温度が高く、またバラツキも大きいのがわ
かる。したがって、このランプの使用色温度を4000
〜5000Kとした場合、Lの長さは0.1mmより大
きく、1.4mm以下でなければならない。
【0018】
【表1】
【0019】次に、径小部の内容積について検討した。 径小部の内容積もランプ特性に大きく影響し、加熱され
る径小部が深いほど加熱効果が高くなるので、これも管
理する必要がある。たとえ径小部容積は一定であっても
、前述の電極コイル13の位置により加熱状態が変化し
てしまうので、電極コイルの位置に応じて管体11の石
英壁の加熱容積を定量化する必要がある。これを近似的
な視野でアーク放電や電極コイルの輻射熱をあまり受け
ない範囲として、図4に示すように電極コイル13下端
を境にして封止部側の内容積(図4の編み目ハッチング
で示す部分)を目安とすれば、この内容積は小さい程、
発光管の最冷部温度を高めることができる。したがって
、この内容積を電極コイルの位置と対応して決定した方
が便宜である。そこで、径小部の内容積をV1 とし、
電極コイル13下端から封止閉塞端Aまでの内容積(編
み目ハッチングで示す部分)をV2 とした場合、前述
の電極コイルの位置からL=0.2mmではV2/V1
 の値は0.001となり、L=1.4mmではV2 
/V1 の値は0.13となった。つまり、V2 /V
1 =0.001〜0.13であることが高演色特性を
持たせるのに必要な範囲であることが分かる。
【0020】以上のことから上の条件を満たす250W
でL=0.8mm、V2 /V1 =0.08のランプ
を実装時の電源変動を考慮して225W、250W、2
75Wで点灯したとき、Raが90〜93、R9 が8
6〜94という演色性が得られ、かつ色温度も4600
〜4500Kという目標の範囲内になった。
【0021】また同ランプと従来の、たとえば両口金タ
イプのDy−Tl−Na系のメタルハライドランプの紫
外線出力を硬質ガラス製の照明器具用前面ガラスを透過
した状態で比較すると、紫外線量は従来のランプの約3
分の1になった。これは、従来のランプは比較的熱負荷
を抑え、Na発光で色温度を調節しており、DyIの分
子発光を利用せずに、Dyの原子発光を主としているた
めである。Dyの原子発光が主体である場合、近紫外線
が強く発光する。これに対して本発明のランプは、最冷
部温度を上げ、添加物の蒸気圧を上げているので、Dy
Iの分子発光を増加させることで色温度を調節すること
ができ、逆にDyの原子発光が出力低下し、近紫外線量
も少なくすることができた。表2は両者の測定結果をま
とめたものである。
【0022】
【表2】
【0023】表2から明らかなように、太陽光の250
〜400nmの放射照度値が60.8μW/cm2 /
1000lxであり、本発明のDy−Tl−Cs系メタ
ルハライドランプは31.8μW/cm2 /1000
lxで自然光の約52%となっている。一方、従来のD
y−Tl−Na系メタルハライドランプでは前面ガラス
を設けても、92μW/cm2 /1000lxとなる
ので、太陽光の151%となり日焼け等の問題が生ずる
【0024】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、発
光管の管体の内部に水銀、アルゴンとともに少なくとも
DyI3 、TlI、CsIが封入され、色温度が40
00〜5000Kでランプ電力が225〜275Wのメ
タルハライドランプにおいて、電極下端から管体の封止
部閉塞端までの距離Lを、0.1<L≦1.4mmとし
、かつ管体の窄められた部分の内容積をV1 ccとし
、電極コイル下端から封止閉塞端までの管体の内容積を
V2 ccとしたときに両者の比V2 /V1 を、0
.001≦V2 /V1 ≦0.13としたことにより
、従来のものに比べて高演色性を向上させ、また紫外線
量を軽減することができ、したがって店舗照明用等にも
好適なメタルハライドランプを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】Dy−Tl−Cs系のメタルハライドランプの
分光エネルギー分布図であり、同図(a)は従来のラン
プの特性(保温効果が低い)を示す図、同図(b)は本
発明のランプの特性(保温効果が高い)を示す図である
【図2】本発明の一実施例であるメタルハライドランプ
の概略構成図である。
【図3】本実施例のメタルハライドランプの発光管の概
略拡大構成図である。
【図4】本実施例のメタルハライドランプの電極コイル
周辺の拡大図である。
【図5】色温度の経時変化を示す特性図である。
【符号の説明】
1  発光管 3  中空管 5  外球 7  口金 9  ゲッタ 11  管体 13  電極コイル 15  保温膜 A  封止部閉塞端

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  管体の両端部に電極を具え、前記管体
    が電極の周辺部において窄められており、前記管体の内
    部に水銀、アルゴンとともに少なくともDyI3 、T
    lI、CsIが封入された発光管を有し、色温度が40
    00〜5000Kでランプ電力が225〜275Wであ
    るメタルハライドランプにおいて、前記電極下端から前
    記管体の封止部閉塞端までの距離Lを、0.1<L≦1
    .4mmとし、かつ前記管体の窄められた部分の内容積
    をV1 ccとし、前記電極下端から前記封止閉塞端ま
    での前記管体の内容積をV2 ccとしたときに両者の
    比V2 /V1 を、0.001≦V2 /V1 ≦0
    .13としたことを特徴とするメタルハライドランプ。
  2. 【請求項2】  前記発光管の外側に石英製の中空管を
    配置したことを特徴とする請求項1記載のメタルハライ
    ドランプ。
JP3155525A 1991-05-30 1991-05-30 メタルハライドランプ Pending JPH04355045A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009064787A (ja) * 2001-09-26 2009-03-26 Osram Sylvania Inc 金属ハロゲンランプのクォーツ発光管及びその作製方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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