JPH0447949B2 - - Google Patents
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- JPH0447949B2 JPH0447949B2 JP58244431A JP24443183A JPH0447949B2 JP H0447949 B2 JPH0447949 B2 JP H0447949B2 JP 58244431 A JP58244431 A JP 58244431A JP 24443183 A JP24443183 A JP 24443183A JP H0447949 B2 JPH0447949 B2 JP H0447949B2
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- arc tube
- ultraviolet
- metal halide
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- tube
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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
- H01J61/82—Lamps with high-pressure unconstricted discharge having a cold pressure > 400 Torr
- H01J61/827—Metal halide arc lamps
Landscapes
- Discharge Lamp (AREA)
- Discharge Lamps And Accessories Thereof (AREA)
Description
〔発明の技術分野〕
本発明は100W以下の小形メタルハライドラン
プに関する。 〔発明の技術的背景とその問題点〕 近時、省電力の観点から発光効率に優れ、しか
も演色性も良く、かつ長寿命であるメタルハライ
ドランプを従来の白熱電球と代替して一般家庭や
店舗用として使用するための技術開発が活溌化し
ている。メタルハライドランプを白熱電球と代替
して使用できるようにするには、まずその小形化
が要求され、100W以下とする必要がある。また、
発光管内に封入する発光金属のハロゲン化物とし
ては効率良く赤色領域付近に発光するハロゲン化
ナトリウムは欠くことができず、さらに演色性を
向上させるためにたとえばハロゲン化スカンジウ
ムを追加封入することが一般的であり、これによ
つて電球と代替しても違和感のない色温度を呈す
ることができる。 しかしながら、ハロゲン化ナトリウムはランプ
点灯中にナトリウムイオンNa+が高温になつた発
光管バルブを透過して管外に漏出し、ランプ電圧
の上昇をきたして立消えを生じたり、始動が困難
になるなどの不都合を生じる。この現象はランプ
点灯時に発光管から放射される紫外線がランプ外
管内に封装されたリード線や発光管支持体などの
金属部材に照射されると光電子効果によつて上記
金属部材から電子が放出され、この電子が発光管
の外表面に付着して外表面が負に帯電し、発光管
内に存在するNa+を吸引するためと考えられてい
る。 これに対処してたとえば上記リード線を外管内
面に沿つてわん曲させ、発光管との離間距離を大
きくすることによつてリード線からの電子放出を
防止する手段もあるが、小形メタルハライドラン
プにおいては当然外管内容積も小さいので、リー
ド線と発光管との離間距離には制約があり、中
形、大形ランプの場合におけるような効果は期待
できない事情がある。 また、上記リード線などの金属部材をセラミク
スなどの絶縁物で被覆する手段も考えられたが、
作業に手間がかゝるばかりでなく、コストも高く
なるという欠点がある。 〔発明の目的〕 本発明は上記事情を考慮してなされたもので、
発光管からのナトリウムNaの漏出を防止するこ
とによつて、寿命中のランプ電圧の上昇を小さく
した小形メタルハライドランプを提供することに
ある。 〔発明の概要〕 本発明は一対の電極を対設し、かつ内部に金属
ハロゲン化物として少なくともハロゲン化ナトリ
ウムを封入した発光管を、両端に開口部を有する
紫外線遮蔽体で囲撓してなる100W以下の小形メ
タルハライドランプにおいて、上記発光管と紫外
線遮蔽体との位置関係すなわち発光管の電極先端
を中心とし紫外線遮蔽体の開口部をのぞむ立体角
を規制することによつて紫外線遮蔽体の効果を向
上させたものである。 〔発明の実施例〕 以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明
する。第１図は40Wの小形メタルハライドランプ
の外管（図示しない。）内に収納された発光管１
と紫外線遮蔽体２を示し、３は石英ガラス製の発
光管バルブで、内径約８mmの球形状に成形され、
内部には始動用希ガスたとえばアルゴンガスが
100トール、水銀10mg、金属ハロゲン化物として
たとえばよう化ナトリウムNaIとよう化スカンジ
ウムScI3とが封入されている。４，４Ａは一対の
電極で、上記発光管バルブ３の両端部に４mmの距
離を隔だてて対設され、直径約0.06mmのタングス
テン線を直径約0.18mmのタングステン線に粗い巻
いたものを直径約0.22mmのタングステン電極軸５
に密に巻回して長さ約1.5mmのコイル部６を形成
し、発光管内への突出長は約２mmとしてある。紫
外線遮蔽体２はたとえば硬質ガラスからなり、内
径15mm、肉厚1.5mm、長さ30mmで両端に開口部２
ａ，２ｂを有する円筒状に成形して発光管１を囲
撓するように配置され、ホルダ７，７を介してス
テム８に植設される発光管支持体９，９に接続さ
れ保持される。このような構成のランプを図示の
ように発光管が垂直になる姿勢で点灯使用する場
合、上側に位置する一方の電極４の先端部４ａか
らその近傍に位置する紫外線遮蔽体２の上側の開
口部２ａをのぞむ立体角ω1は0.84ステラジアン
で、他方の電極４Ａの先端部４Aaからその近傍
に位置する紫外線遮蔽体２の下側の開口部２ｂを
のぞむ立体角ω2もまた上記ω1と同様に0.84ステ
ラジアンとなつている。 このようなランプ10個につき交流50Hzで1000時
間点灯したあとのランプ電圧の上昇値は平均で
4Vという低い値におさめるとができた。 ところで、寿命中のランプ電圧の上昇について
は、たとえば寿命末期である点灯5000時間付近で
25V以上であると、安定器でランプの立消えを補
うことは困難であり、したがつて20V以下におさ
えることが望ましい。本発明者等は種々試験の結
果、点灯1000時間でランプ電圧の上昇値が約5.5
以下が上記点灯5000時間で約20V以下に対応し、
この範囲内であれば寿命中の立消えは生じにく
く、また力率の低下も少なく、光束維持率も良好
な結果が得られることを見い出した。したがつ
て、下記の本発明に関する試験ではランプ電圧の
上昇値は1000時間点灯で5.5V程度以下を目標値
として設定した。 次に発光管１および紫外線遮蔽体２は上記実施
例と同じ、ただし紫外線遮蔽体２の長さを種々変
化させたもの（内径が同一で長さを変えれば上記
立体角ω1，ω2もそれにつれて変化する。）につい
て、ランプ電圧の上昇値との関係を求める試験を
行なつた結果を〔表〕に示す。なお、上記実施
例のものはこの試験における試験No.２に相当す
る。
プに関する。 〔発明の技術的背景とその問題点〕 近時、省電力の観点から発光効率に優れ、しか
も演色性も良く、かつ長寿命であるメタルハライ
ドランプを従来の白熱電球と代替して一般家庭や
店舗用として使用するための技術開発が活溌化し
ている。メタルハライドランプを白熱電球と代替
して使用できるようにするには、まずその小形化
が要求され、100W以下とする必要がある。また、
発光管内に封入する発光金属のハロゲン化物とし
ては効率良く赤色領域付近に発光するハロゲン化
ナトリウムは欠くことができず、さらに演色性を
向上させるためにたとえばハロゲン化スカンジウ
ムを追加封入することが一般的であり、これによ
つて電球と代替しても違和感のない色温度を呈す
ることができる。 しかしながら、ハロゲン化ナトリウムはランプ
点灯中にナトリウムイオンNa+が高温になつた発
光管バルブを透過して管外に漏出し、ランプ電圧
の上昇をきたして立消えを生じたり、始動が困難
になるなどの不都合を生じる。この現象はランプ
点灯時に発光管から放射される紫外線がランプ外
管内に封装されたリード線や発光管支持体などの
金属部材に照射されると光電子効果によつて上記
金属部材から電子が放出され、この電子が発光管
の外表面に付着して外表面が負に帯電し、発光管
内に存在するNa+を吸引するためと考えられてい
る。 これに対処してたとえば上記リード線を外管内
面に沿つてわん曲させ、発光管との離間距離を大
きくすることによつてリード線からの電子放出を
防止する手段もあるが、小形メタルハライドラン
プにおいては当然外管内容積も小さいので、リー
ド線と発光管との離間距離には制約があり、中
形、大形ランプの場合におけるような効果は期待
できない事情がある。 また、上記リード線などの金属部材をセラミク
スなどの絶縁物で被覆する手段も考えられたが、
作業に手間がかゝるばかりでなく、コストも高く
なるという欠点がある。 〔発明の目的〕 本発明は上記事情を考慮してなされたもので、
発光管からのナトリウムNaの漏出を防止するこ
とによつて、寿命中のランプ電圧の上昇を小さく
した小形メタルハライドランプを提供することに
ある。 〔発明の概要〕 本発明は一対の電極を対設し、かつ内部に金属
ハロゲン化物として少なくともハロゲン化ナトリ
ウムを封入した発光管を、両端に開口部を有する
紫外線遮蔽体で囲撓してなる100W以下の小形メ
タルハライドランプにおいて、上記発光管と紫外
線遮蔽体との位置関係すなわち発光管の電極先端
を中心とし紫外線遮蔽体の開口部をのぞむ立体角
を規制することによつて紫外線遮蔽体の効果を向
上させたものである。 〔発明の実施例〕 以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明
する。第１図は40Wの小形メタルハライドランプ
の外管（図示しない。）内に収納された発光管１
と紫外線遮蔽体２を示し、３は石英ガラス製の発
光管バルブで、内径約８mmの球形状に成形され、
内部には始動用希ガスたとえばアルゴンガスが
100トール、水銀10mg、金属ハロゲン化物として
たとえばよう化ナトリウムNaIとよう化スカンジ
ウムScI3とが封入されている。４，４Ａは一対の
電極で、上記発光管バルブ３の両端部に４mmの距
離を隔だてて対設され、直径約0.06mmのタングス
テン線を直径約0.18mmのタングステン線に粗い巻
いたものを直径約0.22mmのタングステン電極軸５
に密に巻回して長さ約1.5mmのコイル部６を形成
し、発光管内への突出長は約２mmとしてある。紫
外線遮蔽体２はたとえば硬質ガラスからなり、内
径15mm、肉厚1.5mm、長さ30mmで両端に開口部２
ａ，２ｂを有する円筒状に成形して発光管１を囲
撓するように配置され、ホルダ７，７を介してス
テム８に植設される発光管支持体９，９に接続さ
れ保持される。このような構成のランプを図示の
ように発光管が垂直になる姿勢で点灯使用する場
合、上側に位置する一方の電極４の先端部４ａか
らその近傍に位置する紫外線遮蔽体２の上側の開
口部２ａをのぞむ立体角ω1は0.84ステラジアン
で、他方の電極４Ａの先端部４Aaからその近傍
に位置する紫外線遮蔽体２の下側の開口部２ｂを
のぞむ立体角ω2もまた上記ω1と同様に0.84ステ
ラジアンとなつている。 このようなランプ10個につき交流50Hzで1000時
間点灯したあとのランプ電圧の上昇値は平均で
4Vという低い値におさめるとができた。 ところで、寿命中のランプ電圧の上昇について
は、たとえば寿命末期である点灯5000時間付近で
25V以上であると、安定器でランプの立消えを補
うことは困難であり、したがつて20V以下におさ
えることが望ましい。本発明者等は種々試験の結
果、点灯1000時間でランプ電圧の上昇値が約5.5
以下が上記点灯5000時間で約20V以下に対応し、
この範囲内であれば寿命中の立消えは生じにく
く、また力率の低下も少なく、光束維持率も良好
な結果が得られることを見い出した。したがつ
て、下記の本発明に関する試験ではランプ電圧の
上昇値は1000時間点灯で5.5V程度以下を目標値
として設定した。 次に発光管１および紫外線遮蔽体２は上記実施
例と同じ、ただし紫外線遮蔽体２の長さを種々変
化させたもの（内径が同一で長さを変えれば上記
立体角ω1，ω2もそれにつれて変化する。）につい
て、ランプ電圧の上昇値との関係を求める試験を
行なつた結果を〔表〕に示す。なお、上記実施
例のものはこの試験における試験No.２に相当す
る。
【表】
表の結果からNo.１〜No.３のように紫外線遮蔽
体の長さｌが24mm以下のもの、立体角ω1，ω2に
ついては1.3以下であると、点灯1000時間後にお
けるランプ電圧上昇は上記目標値である5.5V以
下におさえ得ることが判る。これに対しNo.４のよ
うに紫外線遮蔽体の長さｌが短か過ぎたり立体角
ω1，ω2が大き過ぎると、発光管１から放射され
る紫外線の紫外線遮蔽体２による遮蔽効果が充分
でなくなるため、つまり紫外線遮蔽体の開口部２
ａ，２ｂから外部へ抜け出す紫外線量が多くなる
ため、発光管支持体９などの金属部材からの電子
放出による発光管外表面の負の帯電量が増加して
Na+の吸引漏出量が増加し、ランプ電圧が上昇す
るものと考えられる。 上記〔表〕の各試験品は紫外線遮蔽体２の内
径つまり太さが一定のものを使用したが、次にこ
の太さを変えてより太いものを使用した場合の試
験結果を〔表〕に示す。この試験品は紫外線遮
蔽体２の長さｌは効果のあつたNo.２と同一に、一
方立体角ω1，ω2については目標とする効果が得
られなかつたNo.４と同じとなるように設定した。
体の長さｌが24mm以下のもの、立体角ω1，ω2に
ついては1.3以下であると、点灯1000時間後にお
けるランプ電圧上昇は上記目標値である5.5V以
下におさえ得ることが判る。これに対しNo.４のよ
うに紫外線遮蔽体の長さｌが短か過ぎたり立体角
ω1，ω2が大き過ぎると、発光管１から放射され
る紫外線の紫外線遮蔽体２による遮蔽効果が充分
でなくなるため、つまり紫外線遮蔽体の開口部２
ａ，２ｂから外部へ抜け出す紫外線量が多くなる
ため、発光管支持体９などの金属部材からの電子
放出による発光管外表面の負の帯電量が増加して
Na+の吸引漏出量が増加し、ランプ電圧が上昇す
るものと考えられる。 上記〔表〕の各試験品は紫外線遮蔽体２の内
径つまり太さが一定のものを使用したが、次にこ
の太さを変えてより太いものを使用した場合の試
験結果を〔表〕に示す。この試験品は紫外線遮
蔽体２の長さｌは効果のあつたNo.２と同一に、一
方立体角ω1，ω2については目標とする効果が得
られなかつたNo.４と同じとなるように設定した。
【表】
結果はランプ電圧上昇値はNo.４と同様に大きく
なり、目標とする効果が得られなかつた。このこ
とから紫外線遮蔽体の設定に当つては、その長さ
ｌよりも立体角ω1，ω2を押える必要があること
が判る。 なお、上記試験No.４の10個の内、ランプ電圧の
上昇値が特に大きかつた４個のランプをよく観察
したところ、紫外線遮蔽体２の上側開口部２ａ付
近に茶褐色の付着物が見られ、この物は分析の結
果ナトリウムNaであることが判つた。この現象
はNa自体が軽い原子のためランプ点灯中に発光
管の上方に集まる傾向があることおよび発光管バ
ルブの温度がその下部より上部の方が高温となる
ため、Na+は発光管１への上方部から抜けやすい
ものと考えられる。 したがつて、上記各電極先端部４ａ，４Aaを
中心としてその近傍に位置する紫外線遮蔽体２の
開口部２ａ，２ｂをのぞむ各立体角ω1，ω2のう
ち、上側の立体角ω、と下側の立体角ω2の角規
制すべき値は相違するのではないかと推察した。
この点を確めるために、立体角ω1については効
果のあつた範囲の上部限界値である1.3ステラジ
アンに、また立体角ω2については効果の得られ
なかつたNo.４と同じ2.0ステラジアンおよびこの
値より更に大きな2.8ステラジアンになるように
発光管と紫外線遮断体との位置関係を設定し、試
験した結果を〔表〕に示す。なお紫外線遮蔽体
２の太さは〔表〕の各試験品と同一にした。
なり、目標とする効果が得られなかつた。このこ
とから紫外線遮蔽体の設定に当つては、その長さ
ｌよりも立体角ω1，ω2を押える必要があること
が判る。 なお、上記試験No.４の10個の内、ランプ電圧の
上昇値が特に大きかつた４個のランプをよく観察
したところ、紫外線遮蔽体２の上側開口部２ａ付
近に茶褐色の付着物が見られ、この物は分析の結
果ナトリウムNaであることが判つた。この現象
はNa自体が軽い原子のためランプ点灯中に発光
管の上方に集まる傾向があることおよび発光管バ
ルブの温度がその下部より上部の方が高温となる
ため、Na+は発光管１への上方部から抜けやすい
ものと考えられる。 したがつて、上記各電極先端部４ａ，４Aaを
中心としてその近傍に位置する紫外線遮蔽体２の
開口部２ａ，２ｂをのぞむ各立体角ω1，ω2のう
ち、上側の立体角ω、と下側の立体角ω2の角規
制すべき値は相違するのではないかと推察した。
この点を確めるために、立体角ω1については効
果のあつた範囲の上部限界値である1.3ステラジ
アンに、また立体角ω2については効果の得られ
なかつたNo.４と同じ2.0ステラジアンおよびこの
値より更に大きな2.8ステラジアンになるように
発光管と紫外線遮断体との位置関係を設定し、試
験した結果を〔表〕に示す。なお紫外線遮蔽体
２の太さは〔表〕の各試験品と同一にした。
以上詳述したように本発明によれば、一対の電
極を対設し内部に少なくとも金属ハロゲン化物と
してハロゲン化ナトリウムを封入した発光管を両
端に開口部を有する紫外線遮蔽体で囲撓し、かつ
発光管電極の先端部から紫外線遮蔽体の開口部を
のぞむ立体角を規制するようにしたので、紫外線
遮蔽体設置の効果つまり発光管内に封入したナト
リウムの漏出防止効果を向上し、寿命中のランプ
電圧の上昇値を点灯1000時間後で約5.5以下
（5000時間後で約25Vに相当。）に押え、立消えや
始動が困難になるなどの不都合を生じない小形メ
タルハライドランプを提供することを可能とし
た。
極を対設し内部に少なくとも金属ハロゲン化物と
してハロゲン化ナトリウムを封入した発光管を両
端に開口部を有する紫外線遮蔽体で囲撓し、かつ
発光管電極の先端部から紫外線遮蔽体の開口部を
のぞむ立体角を規制するようにしたので、紫外線
遮蔽体設置の効果つまり発光管内に封入したナト
リウムの漏出防止効果を向上し、寿命中のランプ
電圧の上昇値を点灯1000時間後で約5.5以下
（5000時間後で約25Vに相当。）に押え、立消えや
始動が困難になるなどの不都合を生じない小形メ
タルハライドランプを提供することを可能とし
た。
第１図は本発明の一実施例の要部である発光管
と紫外線遮蔽体との位置関係を示す図、第２図お
よび第３図は同じく他の実施例の要部をそれぞれ
示す図である。 １……発光管、２……紫外線遮蔽体、３……発
光管バルブ、４，４Ａ……電極、５……電極軸、
６……コイル、４ａ，４Aa……電極先端部、７
……紫外線遮蔽体ホルダ、８……ステム、９……
発光管支持体、１０……電極の先端部を含む水平
面。
と紫外線遮蔽体との位置関係を示す図、第２図お
よび第３図は同じく他の実施例の要部をそれぞれ
示す図である。 １……発光管、２……紫外線遮蔽体、３……発
光管バルブ、４，４Ａ……電極、５……電極軸、
６……コイル、４ａ，４Aa……電極先端部、７
……紫外線遮蔽体ホルダ、８……ステム、９……
発光管支持体、１０……電極の先端部を含む水平
面。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 発光管バルブに一対の電極を対設し、内部に
始動用希ガス、水銀および金属ハロゲン化物とし
て少なくともハロゲン化ナトリウムを封入してな
る発光管と、この発光管を囲撓する両端に開口部
を有する透光性の紫外線遮蔽体と、上記発光管お
よび紫外線遮蔽体を収容する外管とからなる
100W（ワツト）以下の小形メタルハライドランプ
において、上記一対の電極の各先端部からそれぞ
れの近傍に位置する上記紫外線遮蔽体の開口部を
のぞむ立体角のうち、それぞれの電極の先端部を
含む水平面より上側にある部分の立体角をω1、
同じく下側にある部分の立体角をω2としたとき、 ω1≦1.3（ステラジアン） ω2≦2.0（ステラジアン） となるように発光管と紫外線遮蔽体との位置関係
を規制したことを特徴とする小形メタルハライド
ランプ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58244431A JPS60138845A (ja) | 1983-12-27 | 1983-12-27 | 小形メタルハライドランプ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58244431A JPS60138845A (ja) | 1983-12-27 | 1983-12-27 | 小形メタルハライドランプ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60138845A JPS60138845A (ja) | 1985-07-23 |
| JPH0447949B2 true JPH0447949B2 (ja) | 1992-08-05 |
Family
ID=17118551
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58244431A Granted JPS60138845A (ja) | 1983-12-27 | 1983-12-27 | 小形メタルハライドランプ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60138845A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62172659A (ja) * | 1986-01-24 | 1987-07-29 | Matsushita Electric Works Ltd | 無電極放電ランプ |
| US5220235A (en) * | 1990-04-20 | 1993-06-15 | Koito Manufacturing Co., Ltd. | Discharge lamp device |
| GB2245417B (en) * | 1990-04-20 | 1994-06-08 | Koito Mfg Co Ltd | Discharge lamp device |
| TW323379B (ja) * | 1994-01-18 | 1997-12-21 | Patent Treuhand Ges Fuer Elektrische Gluehlampen Mbh | |
| US5493167A (en) * | 1994-05-03 | 1996-02-20 | General Electric Company | Lamp assembly with shroud employing insulator support stops |
-
1983
- 1983-12-27 JP JP58244431A patent/JPS60138845A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60138845A (ja) | 1985-07-23 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |