JPH0494052A

JPH0494052A - メタルハライドランプ

Info

Publication number: JPH0494052A
Application number: JP21236290A
Authority: JP
Inventors: Seishin Shimaoka; 島岡　清新; Kunihiko Usami; 宇佐美　邦彦
Original assignee: Matsushita Electronics Corp
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1990-08-09
Filing date: 1990-08-09
Publication date: 1992-03-26

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】産業上の利用分野本発明は低色温度のメタルハライドランプに関するもの
である。

従来の技術従来、電球色に近似した低い色温度の発光を有するメタ
ルハライドランプとしては、発光金属としてスズやナト
リウム等を用い、沃化物や臭化物の形で発光管内に封入
したものが知られている。

この種のランプとしては、例えば「フロム」（Ｄ、Ｃｌ
ＦＲＯＭＭ　）らが、「ライティング　リサーチ　アン
ドテクノロジー」（Ｌｉｇｈｔｉｎｇ　Ｒｅ５ｅａｒｃ
ｈ　＆　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）「ザ　イルミネイテイ
ング　エンジニアリングツサイ７フイＶＯ１，１１歯１
１９７９１）、１〜８Ｊ　（ＴｈｅＩｌｌｕｍｉｎａｔ
ｉｎｇ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　５ｏｃｉｅｔｙ）に
おＧ１て、「ア　メタル　ハライド　ノ１イ　ブレラシ
ュアディスチャージ　ランプ　ウィズ　ウオーム　ホワ
イト　カラー　アンド　ノ１イ　エフイカシー」（Ａ　
？Ｉｅｔａｌ　ｈａｌｉｄｅ　ｈｉｇｈ　ｐｒｅｓｓｕ
ｒｅ　ｄｉｓｃｈａｒｇｅ　ｌａｍｐｗｉｔｈ　ｗａｒ
ｓ　ｗｈｉｔｅ　ｃｏｌｏｕｒ　ａｎｄ　ｈｉｇｈ　ｅ
ｆｆｉｃａｃｙ）と題して、詳しい研究成果を報告して
いる。

発明が解決しようとする課題しかし、このような発光金属の一つとしてスズを用いた
低い色温度のメタルハライドランプでは、電極のうち発
光管内に露出した部分の低温部分が、動程中に細くなり
折れてしまうという現象がある。この現象において、封
入金属７１０ゲン化物として塩化スズを用いた場合の電
極の浸食については、例えば、「スペロスＪ　（Ｄ、　
Ｍ、　５ＰＥＲＯ６）らが、「ハイ　テンバラチュア　
サイエンス４」（１９７２年版アカデミツク　プレス社
発行ｐ。

１　〜８　）　　　（Ｈｉｇｈ　　Ｔｅｍｐｅｒａｔｕ
ｒｅ　　５ｃｉｅｎｃｅ　　４　１９７２　　ｂｙＡｃ
ａｄｆｅｉｉｃ　Ｐｒｅｓｓ、Ｉｎｃ、　）　Ｉこおい
て「サーモダイナミック　アンド　力イネティック　コ
ンシダレイションズ　バチイニング　トウー　モレキュ
ラー　アークスＪ　（Ｔｈｅｒｍｏｄｙｎａｍｉｃ　ａ
ｎｄ　ＫｉｅｎｅｔｉｃＣｏｎｓｉｄｅｒａｔｉｏｎ　
Ｐｅｒｔａｉｎｉｎｇ　ｔｏ　Ｍｏ１ｅｃｕｌａｒ　Ａ
ｒｃｓ）と題して解説している。それによれば、封入金
属ハロゲン化物がアーク放電により分解されてできたハ
ロゲンおよびスズと、不純物としての酸素の存在のもと
で、タングステン製の電極の浸食が促されるとのことで
ある。

発明者らは実際にハロゲン化スズを含みハロゲン化ナト
リウムを組み合わせた色温度的３４００にの低色温度メ
タルハライドランプを試作して寿命試験を行ったところ
、電極のうち発光管内に露出した部分の低温部分が約１
０００時間の点灯により約２５％細くなることが認めら
れた（６個の平均）。この現象は、動程中を通して進行
するために、数千時間の点灯で電極が浸食により折れて
しまうランプが発生し、ランプ寿命のばらつきが大きか
った。

このように発光金属の一つとしてハロゲン化スズを含み
ハロゲン化ナトリウムを組み合わせた低色温度（２００
０〜４０００Ｋ）のメタルハライドランプでは、電極が
ハロゲンにより浸食される度合がスズを含まない場合と
比べて大きいために、電極が折れるという問題があった
。

また、この種の低色温度メタルハライドランプは平均演
色評価数Ｒａが７４、特殊演色評価数Ｒ９が−８０、ラ
ンプ効率ηが７４ｅｍ／Ｗ、全光束φが５５００ｅｍで
、演色性やランプ効率も充分とはいえなかった。

一方、色温度の高いメタルハライドランプ（４０００Ｋ
を超えるもの）では、寿命特性の良好なものが種々知ら
れている。例えば、発光金属として希土類金属（Ｄｙ、
Ｈｏ、Ｔｍ）およびＴｅ　、Ｎａを含んだものでは、電
極がハロゲンによる浸食を受けて細くなって折れるよう
なことがなく、寿命特性は上記ハロゲン化スズを含む低
色温度メタルハライドランプよりも良好である。

しかし、色温度が高く（例えば７０Ｗランプでは４３０
０Ｋ）　、電球代替には適さないという問題点があった
。

本発明は、このような問題点を解決するためになされた
もので、良好な寿命特性を有し、かつ高い演色性および
ランプ効率を有する低色温度のメタルハライドランプを
提供するものである。

課題を解決するための手段本発明のメタルハライドランプは、色温度が２０００〜
４０００にであって、両端に電極を有し内部に金属ハロ
ゲン化物および緩衝ガスが封入された発光管と前記発光
管を内蔵した外管とを備え、前記発光管の表面に可視光
選択吸収膜を形成した構成を有している。

作用この構成により、発光管上に形成された可視光選択吸収
膜の特性に応じて各波長ごとに異なった量の可視光線が
吸収され、それにともなって発光管を透過する量が減少
し、色温度は変化する。そして、可視光選択吸収膜の各
波長に対する吸収特性を任意に設計することにより、発
光管内で発生する光よりも低い色温度の光を得られるこ
とになる。

また、前記可視光選択吸収膜は、発光管の周囲に設置さ
れているために、吸収されずに可視光選択吸収膜により
反射される光もあり、その一部は、溶融状態にある過剰
のハロゲン化金属に吸収され、それを加熱して蒸気圧を
上昇させる。したがって、従来ランプと同程度の金属蒸
気圧を得るのに必要な発光管の最高温度を低（抑えるこ
とが可能となる。この環内により、発光管と封入金属と
の反応を減少させられる。′一般に知られているように
、ナトリウムは、５９０ｎｍ付近に強い共鳴発光を有す
るために、発光金属として重要な元素であるが、アルカ
リ金属であるがゆえに、発光管材料として一般に用いら
れている溶融石英と反応してそこに溶は込む確率が高い
。この結果、発光管内には、活性の高いフリーのハロゲ
ンが発生し、放電中の電子を捕捉して結合しそれを消滅
させて、始動電圧や再点弧電圧を上昇させる。また、ナ
トリウム組成比の低下に伴い発光色が変化する等寿命特
性は、悪化する。しかし、本発明によれば上述した理由
によりこのようなおそれをな（すことができる。

また、上記の可視光選択吸収膜に入射される光のエネル
ギーの一部は、発光管に吸収され熱エネルギーへと変換
され、発光管全体の加熱に費やされる。このために、点
灯中の金属蒸気圧を決定する発光管の最冷点が、点灯中
に受は取る熱量は従来ランプよりも多くなる。従って、
従来ランプよりも少ない熱量で最冷点温度すなわち金属
蒸気圧を等しくすることができるために、発光管全体の
温度を低く抑えることができ、それにともなって最高温
度も低く抑えることが可能となる。これによっても、上
記と同じ理由により寿命特性が改善される。

そして、発光管の最高温度を従来ランプと同じにするな
らば、発光金属の蒸気圧を従来ランプよりも高くできる
ため発光金属のイオン密度が高められ、イオンのエネル
ギーレベルの自由度が増大して共鳴発光以外のスペクト
ルの発光強度が増加して演色性が高められることになる
。

また、前記可視光選択吸収膜は、近背外部に大きな吸収
がある。この吸収膜は前記可視光選択吸収膜を形成する
遷移元素酸化物の添加量が増すにつれて大きくなり、可
視部にまで大きく張り出している。このため紫外線を防
止することが可能である。

実施例以下、本発明の一実施例について図面を用いて説明する
。

第１図に示すように、本発明の一実施例である７０Ｗ両
ロ金形メタルハライドランプは、両端に電極１，２を有
する発光管３が外管４に内蔵された構造を有する。発光
管３は、内径９■の溶融石英からなり、内部には緩衝ガ
スとしてアルゴンを約１００Ｔｏ　ｒ　ｒと、金属ハロ
ゲン化物として、ＮａＩ　：Ｔｅ　Ｉ　：Ｔｍ１ｘ　　
：Ｈｏ１ｓ　　：Ｄｙ１ｚの組成で２．３■および水銀
１２．３＋ｕｒ封入されている。発光管３０両両端面に
は、ＺｒＯ２等からなる熱反射＠５，６が形成されてい
る。この発光管３の外面には、可視光選択吸収膜７が形
成されている。可視光選択吸収膜７は、遷移元素酸化物
を含むシリカ系の塗布膜で構成されたものである。可視
光選択吸収膜７の形成には、遷移元素酸化物を含むシリ
カ系の金属アルコキシド溶液にデイツプ法により発光管
３の外面に膜を塗布し、加水分解により均一なゲルを生
成した後、乾燥。

焼成を行うゾル−ゲル法を用いた。

なお、第１図中８はゲッタを示す。

第２図は可視光選択吸収膜の透過率曲線を示す。

第３図はかかるランプの分光特性を示す。

本発明実施例の７０Ｗメタルハライドランプ（本発明品
）の緒特性を、スズを発光金属の一つとして含有した従
来のランプの一例である５ｎ１３：ＮａＢｒ：Ｔｉ！　
　Ｉ：ＬｉＢｒ：　　Ｉｎ１３を用いたもの（従来品）
と比較して下表に示す。

※印は１０００時間点灯後、それ以外は、０時間上表か
ら明らかなように、本発明のランプは、従来のランプと
比較して平均演色評価数Ｒａ、および表には示していな
いが、はとんどすべての演色評価数、特に特殊演色評価
数の一つであるＲ。

に優れている。このＲ９は、赤の演色性の程度を示す評
価数であるが、メタルハライドランプでは一般に悪く、
改善すべき課題の一つとなっている。

また、本発明の２０００〜４０００にという低色温度の
メタルハライドランプは、上表に示すように、寿命特性
も良好であった。従来のランプでは、電極の発光管への
封正部の低温部分がハロゲンによる浸食を受けて１００
０時間の点灯で約２５％細くなっていたのに対して、本
発明のランプでは、前記現象が点灯時間とともに進行す
るために、ランプ間のばらつきも含めて数百時間〜定格
寿命６０００時間の広い範囲にわたって、電極が折れて
点灯不能となっていたのに対して、本発明のランプでは
定格寿命６０００時間以上経過しても１本も不良となら
なかった。また光束維持率についても上記従来ランプが
、１０００時間で１００時間値の約８５％にまで低下す
るのに対して、本発明ランプではほぼ１００９６の値を
維持していることがわかる。

また、可視光選択吸収膜の特性は、第２図に示したもの
に限らず、金属アルコキシド溶液の濃度や、塗布の回数
を変えることにより調整が可能であり、これらを適切に
設定することにより実施例以外の色温度のランプを得る
ことができる。

また、発光管内の封入物も上記実施例に限らず、例えば
、Ｎａｌ：　Ｉｎ１ｓ　　：Ｔｅ　Ｉを用いてもよい。

また、本実施例では可視光選択吸収膜の形成方法として
は、ゾル−ゲル法を用いたが、これに限らず一般に知ら
れている種々のコーティング法を用いてもかまわない。

発明の詳細な説明したように、本発明は色温度が２０００〜４００
０にであって、両端に電極を有し内部に金属ハロゲン化
物および緩衝ガスが封入された発光管と前記発光管を内
蔵した外管とを備え、可視光選択吸収膜を前記発光管の
表面に形成して、可視光の一部を透過させないようにし
て、前記発光管内で発生する光より任意の値だけ色温度
を低下させることにより、低色温度で、しかも演色性に
優れ、かつ寿命特性も良好であるという優れた効果を有
するメタルハライドランプを提供することができるもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である両口金形メタルハライ
ドランプを示す一部切欠止面図、第２図は本発明にかか
る可視光選択吸収膜の可視光の透過率曲線を示す図、第
３図は本発明の一実施例である両口金形メタルハライド
ランプの相対分光放射特性を示す図である。 ■、２・・・・・・電極、３・・・・・・発光管、４・
・・・・・外管、５．６・・・・・・熱反射膜、７・・
・・・・可視光選択吸収膜。代理人の氏名　弁理士　粟野重孝　ほか１基筒図１．２　、、、ｔ＠Ｊ、、、４ｅ充管４・・外管５．６　　艶五射頒７　Ｉ９眉干渉履 ε・・・ゲｖ９

Claims

【特許請求の範囲】

（１）色温度が２０００〜４０００Ｋであって、両端に
電極を有し内部に金属ハロゲン化物および緩衝ガスが封
入された発光管と、前記発光管を内蔵した外管とを備え
、前記発光管の表面に可視光選択吸収膜を形成したこと
を特徴とするメタルハライドランプ。
（２）可視光選択吸収膜が遷移元素酸化物を含むシリカ
系塗布膜からなる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。