JPH05198284A - メタルハライドランプ - Google Patents
メタルハライドランプInfo
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- JPH05198284A JPH05198284A JP4240739A JP24073992A JPH05198284A JP H05198284 A JPH05198284 A JP H05198284A JP 4240739 A JP4240739 A JP 4240739A JP 24073992 A JP24073992 A JP 24073992A JP H05198284 A JPH05198284 A JP H05198284A
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- tip
- metal halide
- bromine
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Abstract
(57)【要約】
【目的】光束維持率を高く維持し、電極の先端や電極軸
の根元の変形を防止して電極の寿命特性を改善すること
ができるメタルハライドランプを提供する。 【構成】石英からなる発光管バルブ１の端部に電極３を
封装し、このバルブ内に臭化物およびヨウ化物のハロゲ
ン化金属と、水銀および希ガスを封入したメタルハライ
ドランプにおいて、上記臭素Ｂｒとヨウ素Ｉの封入モル
比を１≦Ｂｒ／Ｉ≦５としたことを特徴とする。 【作用】臭素Ｂｒとヨウ素Ｉの封入モル比を１≦Ｂｒ／
Ｉ≦５としたから、臭素Ｂｒの管壁浄化作用により早期
黒化を防止し、光束維持率を高め、しかも電極先端にタ
ングステンＷが付着するのを規制し、電極軸の根元部の
折損を防止するから電極に寿命が長くなる。
の根元の変形を防止して電極の寿命特性を改善すること
ができるメタルハライドランプを提供する。 【構成】石英からなる発光管バルブ１の端部に電極３を
封装し、このバルブ内に臭化物およびヨウ化物のハロゲ
ン化金属と、水銀および希ガスを封入したメタルハライ
ドランプにおいて、上記臭素Ｂｒとヨウ素Ｉの封入モル
比を１≦Ｂｒ／Ｉ≦５としたことを特徴とする。 【作用】臭素Ｂｒとヨウ素Ｉの封入モル比を１≦Ｂｒ／
Ｉ≦５としたから、臭素Ｂｒの管壁浄化作用により早期
黒化を防止し、光束維持率を高め、しかも電極先端にタ
ングステンＷが付着するのを規制し、電極軸の根元部の
折損を防止するから電極に寿命が長くなる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ハロゲンとしてヨウ素
Ｉと臭素Ｂｒを用いた小形メタルハライドランプにおい
て 光束維持率および電極の寿命特性を改善したランプ
に関する。
Ｉと臭素Ｂｒを用いた小形メタルハライドランプにおい
て 光束維持率および電極の寿命特性を改善したランプ
に関する。
【０００２】
【従来の技術】メタルハライドランプは、高効率および
高演色性に優れた放電灯であるため、従来、道路、広
場、球場などのような広域照明に使用されていたが、最
近では店舗等の屋内照明、プロジェクターなどの投光器
などにも使用されつつある。
高演色性に優れた放電灯であるため、従来、道路、広
場、球場などのような広域照明に使用されていたが、最
近では店舗等の屋内照明、プロジェクターなどの投光器
などにも使用されつつある。
【０００３】このような普及の拡大に伴ってこの種のラ
ンプは反射鏡などの器具と組み合わせて用いられるよう
になり、このため光源としてのこの種のランプは、光の
制御を容易にするため点光源に近いことが望まれる。し
たがって、この種のメタルハライドランプはショートア
ーク形、つまり小形化が進められている。しかし、ラン
プを小形化すると一般に、管壁負荷が高くなり、発光管
の温度が高くなる傾向がある。
ンプは反射鏡などの器具と組み合わせて用いられるよう
になり、このため光源としてのこの種のランプは、光の
制御を容易にするため点光源に近いことが望まれる。し
たがって、この種のメタルハライドランプはショートア
ーク形、つまり小形化が進められている。しかし、ラン
プを小形化すると一般に、管壁負荷が高くなり、発光管
の温度が高くなる傾向がある。
【０００４】一方、この種のランプは、さらに一層の高
効率および高演色性を得るため、発光金属として、Ｄ
ｙ、Ｈｏ、Ｔｍ、Ｓｃ、Ｌｉ、Ｎｄ、Ｃｓなどの希土類
金属を、ヨウ素Ｉおよび臭素Ｂｒなどのハロゲン化物と
して封入する工夫がなされている。つまり、上記希土類
金属を発光金属として用いた場合は、高効率および高演
色性が得られる利点がある。特に、ハロゲンとしてヨウ
素Ｉを用いると、ランプの色温度を所望のレベルに維持
することができ、演色性がよくなる。
効率および高演色性を得るため、発光金属として、Ｄ
ｙ、Ｈｏ、Ｔｍ、Ｓｃ、Ｌｉ、Ｎｄ、Ｃｓなどの希土類
金属を、ヨウ素Ｉおよび臭素Ｂｒなどのハロゲン化物と
して封入する工夫がなされている。つまり、上記希土類
金属を発光金属として用いた場合は、高効率および高演
色性が得られる利点がある。特に、ハロゲンとしてヨウ
素Ｉを用いると、ランプの色温度を所望のレベルに維持
することができ、演色性がよくなる。
【０００５】しかしながら、ハロゲンとしてヨウ素Ｉの
みを用いた場合は、管壁に早期黒化が発生し易い。すな
わち、例えばＣｓＩを発光金属として封入したランプ
は、ヨウ素Ｉと発光管材料の石英（ＳｉＯ2 ）が反応し
てＳｉＩ4 を生成する。このような反応は、管壁負荷が
高く、発光管温度が高いほど発生し易く、したがって、
上記のような小形メタルハライドランプに発生し易い。
みを用いた場合は、管壁に早期黒化が発生し易い。すな
わち、例えばＣｓＩを発光金属として封入したランプ
は、ヨウ素Ｉと発光管材料の石英（ＳｉＯ2 ）が反応し
てＳｉＩ4 を生成する。このような反応は、管壁負荷が
高く、発光管温度が高いほど発生し易く、したがって、
上記のような小形メタルハライドランプに発生し易い。
【０００６】上記の反応によりＳｉＩ4 が発生した場
合、これは電極先端に付着し、電極を構成するタングス
テンＷとの間でタングステンＷとケイ素Ｓｉの低融点合
金を作る。この合金は低融点であるため電子衝撃を受け
て電極先端から飛散する。この飛散した低融点金属はバ
ルブの内面に付着し、バルブを黒化させる原因になる。
バルブの黒化は可視光を吸収するようになるため光束維
持率を低下させる。
合、これは電極先端に付着し、電極を構成するタングス
テンＷとの間でタングステンＷとケイ素Ｓｉの低融点合
金を作る。この合金は低融点であるため電子衝撃を受け
て電極先端から飛散する。この飛散した低融点金属はバ
ルブの内面に付着し、バルブを黒化させる原因になる。
バルブの黒化は可視光を吸収するようになるため光束維
持率を低下させる。
【０００７】このような不具合を防止するため、ハロゲ
ンとしてヨウ素Ｉのほかに臭素Ｂｒを混合すると、臭素
Ｂｒは管壁に付着したタングステンＷとケイ素Ｓｉの低
融点合金のうちのタングステンＷと結合し易く、したが
って管壁に付着したタングステンＷを電極に戻す作用が
あり、このため管壁を浄化し、管壁の黒化を防止して光
束維持率を向上させる利点がある。
ンとしてヨウ素Ｉのほかに臭素Ｂｒを混合すると、臭素
Ｂｒは管壁に付着したタングステンＷとケイ素Ｓｉの低
融点合金のうちのタングステンＷと結合し易く、したが
って管壁に付着したタングステンＷを電極に戻す作用が
あり、このため管壁を浄化し、管壁の黒化を防止して光
束維持率を向上させる利点がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかし、臭素Ｂｒとと
もに管壁から戻されてきたタングステンＷは温度の高い
ところに付着しようとする性質があるため、温度の高い
電極先端に堆積する。電極先端に堆積したタングステン
Ｗが次第に成長すると、電極先端がどんどん伸びてい
き、電極間距離Ｌを短縮し、ランプ特性を大幅に変動さ
せる不具合がある。また、上記のように、臭素Ｂｒがタ
ングステンＷとケイ素Ｓｉの低融点合金のうちのタング
ステンＷと結合して電極先端の高温部に戻す作用を生じ
ると、結局タングステンＷは比較的温度の低い電極軸の
根元から供給されるようになる。つまり電極軸の根元の
タングステンＷがＳｉＩ4 との間でＷとＳｉの低融点合
金を作り、この低融点合金のうちタングステンＷが臭素
Ｂｒの作用で電極先端の高温部に付着されるため、タン
グステンは温度の低い電極軸の根元から電極先端の高温
部に運ばれて電極先端に堆積するようになる。このた
め、電極軸の根元では電極の細りが発生し、電極軸の折
損が生じるようになる。すなわち、臭素Ｂｒの封入量が
過剰な場合は、上記のように電極の細りを促し、早期に
電極軸の折損が生じる不具合がある。このようなことか
ら、臭素Ｂｒとヨウ素Ｉの封入割合が光束維持率および
電極の寿命特性を左右する。
もに管壁から戻されてきたタングステンＷは温度の高い
ところに付着しようとする性質があるため、温度の高い
電極先端に堆積する。電極先端に堆積したタングステン
Ｗが次第に成長すると、電極先端がどんどん伸びてい
き、電極間距離Ｌを短縮し、ランプ特性を大幅に変動さ
せる不具合がある。また、上記のように、臭素Ｂｒがタ
ングステンＷとケイ素Ｓｉの低融点合金のうちのタング
ステンＷと結合して電極先端の高温部に戻す作用を生じ
ると、結局タングステンＷは比較的温度の低い電極軸の
根元から供給されるようになる。つまり電極軸の根元の
タングステンＷがＳｉＩ4 との間でＷとＳｉの低融点合
金を作り、この低融点合金のうちタングステンＷが臭素
Ｂｒの作用で電極先端の高温部に付着されるため、タン
グステンは温度の低い電極軸の根元から電極先端の高温
部に運ばれて電極先端に堆積するようになる。このた
め、電極軸の根元では電極の細りが発生し、電極軸の折
損が生じるようになる。すなわち、臭素Ｂｒの封入量が
過剰な場合は、上記のように電極の細りを促し、早期に
電極軸の折損が生じる不具合がある。このようなことか
ら、臭素Ｂｒとヨウ素Ｉの封入割合が光束維持率および
電極の寿命特性を左右する。
【０００９】一方、電極先端の温度が高いと、上記した
ように臭素Ｂｒとともに管壁から戻されてきたタングス
テンＷが温度の高いところに付着しようとする性質が強
いため電極先端に堆積し、電極先端の成長割合が早くな
り、早期に電極間距離Ｌを短かくする不具合がある。電
極先端の温度は、ランプ電流と電極軸の径とで決まり、
ランプ電流が一定ならば電極軸の径が細いほど電極先端
の温度は高くなる。
ように臭素Ｂｒとともに管壁から戻されてきたタングス
テンＷが温度の高いところに付着しようとする性質が強
いため電極先端に堆積し、電極先端の成長割合が早くな
り、早期に電極間距離Ｌを短かくする不具合がある。電
極先端の温度は、ランプ電流と電極軸の径とで決まり、
ランプ電流が一定ならば電極軸の径が細いほど電極先端
の温度は高くなる。
【００１０】よって、電極先端にタングステンＷが付着
するのを防止し、かつ付着したタングステンＷの成長発
達を抑制するには、電極軸を太くして電極先端の温度を
下げるようにすればよい。しかしこの場合、上記したよ
うに電極軸の根元では細りを生じる傾向があるため折損
し易く、よって電極軸を太くする場合は電極軸の根元を
太くすることが望まれる。
するのを防止し、かつ付着したタングステンＷの成長発
達を抑制するには、電極軸を太くして電極先端の温度を
下げるようにすればよい。しかしこの場合、上記したよ
うに電極軸の根元では細りを生じる傾向があるため折損
し易く、よって電極軸を太くする場合は電極軸の根元を
太くすることが望まれる。
【００１１】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、光束維持率を高く
維持し、しかも電極の先端や電極軸の根元の変形を防止
して電極の寿命特性を改善することができるメタルハラ
イドランプを提供しようとするものである。
たもので、その目的とするところは、光束維持率を高く
維持し、しかも電極の先端や電極軸の根元の変形を防止
して電極の寿命特性を改善することができるメタルハラ
イドランプを提供しようとするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するため、まず第１番目は、
成するため、まず第１番目は、
【００１３】石英からなる発光管バルブの端部に電極を
封装し、このバルブ内に臭化物およびヨウ化物のハロゲ
ン化金属と、水銀および希ガスを封入したメタルハライ
ドランプにおいて、上記臭素Ｂｒとヨウ素Ｉの封入モル
比を１≦Ｂｒ／Ｉ≦５としたことを特徴とする。また、
本発明の２番目は、上記電極軸の先端部の径をｄ1 （m
m）、ランプ電流をＩL （アンペア）とした場合、 ０．１２・ＩL ＜ｄ1 2 ＜０．４７・ＩL とし、かつ電極軸先端部の径ｄ1 を根元部の径ｄ2 より
小さくしたことを特徴とする。
封装し、このバルブ内に臭化物およびヨウ化物のハロゲ
ン化金属と、水銀および希ガスを封入したメタルハライ
ドランプにおいて、上記臭素Ｂｒとヨウ素Ｉの封入モル
比を１≦Ｂｒ／Ｉ≦５としたことを特徴とする。また、
本発明の２番目は、上記電極軸の先端部の径をｄ1 （m
m）、ランプ電流をＩL （アンペア）とした場合、 ０．１２・ＩL ＜ｄ1 2 ＜０．４７・ＩL とし、かつ電極軸先端部の径ｄ1 を根元部の径ｄ2 より
小さくしたことを特徴とする。
【００１４】
【作用】本発明の１番目によれば、臭素Ｂｒとヨウ素Ｉ
の封入モル比を１≦Ｂｒ／Ｉ≦５としたから、臭素Ｂｒ
の管壁浄化作用により早期黒化を防止し、光束維持率を
高め、しかも電極先端にタングステンＷが付着するのを
規制し、電極軸の根元部の折損を防止するから電極に寿
命が長くなる。
の封入モル比を１≦Ｂｒ／Ｉ≦５としたから、臭素Ｂｒ
の管壁浄化作用により早期黒化を防止し、光束維持率を
高め、しかも電極先端にタングステンＷが付着するのを
規制し、電極軸の根元部の折損を防止するから電極に寿
命が長くなる。
【００１５】また本発明の２番目によれば、電極軸先端
の電流密度が規制されるので電極軸先端部の温度が規制
され、電極先端にタングステンＷが付着するのを防止す
ることができ、また電極の根元部の径ｄ2 を先端部の径
ｄ1 より大きくしたので根元部の折損が生じ難くなり、
しかも先端が細いのでランプ効率を低下させないように
なる。
の電流密度が規制されるので電極軸先端部の温度が規制
され、電極先端にタングステンＷが付着するのを防止す
ることができ、また電極の根元部の径ｄ2 を先端部の径
ｄ1 より大きくしたので根元部の折損が生じ難くなり、
しかも先端が細いのでランプ効率を低下させないように
なる。
【００１６】
【実施例】以下本発明について、図１ないし図４に示す
第１の実施例にもとづき説明する。
第１の実施例にもとづき説明する。
【００１７】図１は２ＫＷ定格出力の小形メタルハライ
ドランプを示し、１は発光管バルブであり、透明な石英
ガラスにより形成されている。このバルブ１は略楕円形
をなしており、たとえば長軸方向の内径４０mm、短軸方
向の内径が３６mm程度になっている。（内表面積は約４
５cm2 、内容積は約３８cc）
ドランプを示し、１は発光管バルブであり、透明な石英
ガラスにより形成されている。このバルブ１は略楕円形
をなしており、たとえば長軸方向の内径４０mm、短軸方
向の内径が３６mm程度になっている。（内表面積は約４
５cm2 、内容積は約３８cc）
【００１８】このバルブ１の両端部にはそれぞれ封止管
２、２が接合されている。これら封止管２、２は透光性
石英ガラスまたは硬質ガラスにより形成されており、上
記バルブ１の両端部に融着されている。これら封止管
２、２には電極３、３が封装されている。電極３、３
は、後述する電極軸４の先端に電極コイル５を取付けて
構成されている。これら電極３、３はバルブ１内に臨ま
されており、互いの電極軸４、４の先端がバルブ１内で
所定の電極間距離Ｌ、例えば３０mmを存して対向されて
いる。
２、２が接合されている。これら封止管２、２は透光性
石英ガラスまたは硬質ガラスにより形成されており、上
記バルブ１の両端部に融着されている。これら封止管
２、２には電極３、３が封装されている。電極３、３
は、後述する電極軸４の先端に電極コイル５を取付けて
構成されている。これら電極３、３はバルブ１内に臨ま
されており、互いの電極軸４、４の先端がバルブ１内で
所定の電極間距離Ｌ、例えば３０mmを存して対向されて
いる。
【００１９】電極軸５の基端部はモリブデンなどのよう
な第１の金属箔導体６に溶接されており、この第１の金
属箔導体６はモリブデンなどからなる中間リード線７に
接合されている。この中間リード線７は、モリブデンな
どのような第２の金属箔導体８に溶接されており、この
第２の金属箔導体８はモリブデンなどからなる外部リー
ド線９に接合されている。
な第１の金属箔導体６に溶接されており、この第１の金
属箔導体６はモリブデンなどからなる中間リード線７に
接合されている。この中間リード線７は、モリブデンな
どのような第２の金属箔導体８に溶接されており、この
第２の金属箔導体８はモリブデンなどからなる外部リー
ド線９に接合されている。
【００２０】このような１の金属箔導体６、中間リード
線７、第２の金属箔導体８および外部リード線９は、上
記封止管２、２内でこれら封止管２、２を圧潰封止する
ことにより気密の封着されている。なお、外部リード線
９、９は封止管２、２の端部に被着された図示しない口
金に接続されている。
線７、第２の金属箔導体８および外部リード線９は、上
記封止管２、２内でこれら封止管２、２を圧潰封止する
ことにより気密の封着されている。なお、外部リード線
９、９は封止管２、２の端部に被着された図示しない口
金に接続されている。
【００２１】上記発光管バルブ１内には、希土類金属の
ハロゲン化物と、水銀およびアルゴンなどの希ガスが封
入されている。希土類金属のハロゲン化物は、例えばＤ
ｙＢｒ3 が４mg、ＨｏＢｒ3 が４mg、ＴｍＢｒ3 が４m
g、およびＣｓＩが１２mgそれぞれ封入されている。ま
た余剰のハロゲンとしてハロゲン化水銀の形態で、Ｈｇ
Ｂｒ2 １０mg、およびＨｇＩ2 ３mgがそれぞれ封入され
ている。さらに、水銀Ｈｇが単独に１００mg、とアルゴ
ンガスが１００Torr封入されている。
ハロゲン化物と、水銀およびアルゴンなどの希ガスが封
入されている。希土類金属のハロゲン化物は、例えばＤ
ｙＢｒ3 が４mg、ＨｏＢｒ3 が４mg、ＴｍＢｒ3 が４m
g、およびＣｓＩが１２mgそれぞれ封入されている。ま
た余剰のハロゲンとしてハロゲン化水銀の形態で、Ｈｇ
Ｂｒ2 １０mg、およびＨｇＩ2 ３mgがそれぞれ封入され
ている。さらに、水銀Ｈｇが単独に１００mg、とアルゴ
ンガスが１００Torr封入されている。
【００２２】このような希土類金属のハロゲン化物にお
いては、臭素Ｂｒの封入総量は１１．７mg、ヨウ素Ｉの
封入総量が７．６mgとなっており、これら臭素Ｂｒとヨ
ウ素Ｉの封入総量の比は１．５倍であり、モル比Ｂｒ／
Ｉは２．４７となっている。
いては、臭素Ｂｒの封入総量は１１．７mg、ヨウ素Ｉの
封入総量が７．６mgとなっており、これら臭素Ｂｒとヨ
ウ素Ｉの封入総量の比は１．５倍であり、モル比Ｂｒ／
Ｉは２．４７となっている。
【００２３】一方、上記電極３の構造は図２および図３
に示されており、これを説明すると、電極軸４は純タン
グステンＷからなり、細い径ｄ1 をなした先端部４１
と、これに一体に連なる大きな径ｄ2 を有する根元部４
２とに区分されている。
に示されており、これを説明すると、電極軸４は純タン
グステンＷからなり、細い径ｄ1 をなした先端部４１
と、これに一体に連なる大きな径ｄ2 を有する根元部４
２とに区分されている。
【００２４】電極軸４の先端部４１は外径ｄ1 が１．５
〜３．０mmの範囲、実際は２．３mmに設定されており、
これに対し電極軸４の根元部４２は外径ｄ2 が上記先端
部４１の径ｄ1 よりも必ず大きく（ｄ1 ＜ｄ2 ）、例え
ば２．５〜３．０mm、実際は２．８mm程度に形成されて
いる。
〜３．０mmの範囲、実際は２．３mmに設定されており、
これに対し電極軸４の根元部４２は外径ｄ2 が上記先端
部４１の径ｄ1 よりも必ず大きく（ｄ1 ＜ｄ2 ）、例え
ば２．５〜３．０mm、実際は２．８mm程度に形成されて
いる。
【００２５】そして、本実施例の電極軸４の根元部４２
には、石英ガラスに封着される箇所に、複数本の凹溝リ
ング４３…が間隔を存して形成されている。なお、複数
本の凹溝リング４３…に代わって螺旋溝であってもよ
い。
には、石英ガラスに封着される箇所に、複数本の凹溝リ
ング４３…が間隔を存して形成されている。なお、複数
本の凹溝リング４３…に代わって螺旋溝であってもよ
い。
【００２６】このような電極軸４には、細い径の先端部
４１から太い径の根元部４２に跨がり電極コイル５が巻
装されている。電極コイル５はトリア（ＴｈＯ2 ）を含
有したタングステンＷ（トリタン）からなり、線径１．
５〜２．０mm程度で６〜７回巻かれている。なお、電極
コイル５は太い径の根元部４２には一重巻とし、細い径
の先端部４１には二重巻としてある。
４１から太い径の根元部４２に跨がり電極コイル５が巻
装されている。電極コイル５はトリア（ＴｈＯ2 ）を含
有したタングステンＷ（トリタン）からなり、線径１．
５〜２．０mm程度で６〜７回巻かれている。なお、電極
コイル５は太い径の根元部４２には一重巻とし、細い径
の先端部４１には二重巻としてある。
【００２７】このようなメタルハライドランプは、２ｋ
Ｗで点灯した場合、ランプ電流ＩLが１９．０アンペア
となるように構成されている。したがって、管壁負荷は
約４５Ｗ／cm2 である。また、ランプ電流ＩL と電極軸
４の先端部４１の径ｄ1 との関係は、 ｄ1 2 ＝０．２８ＩL …（１） となっている。このような構成のショートアーク形メタ
ルハライドランプについて、作用を説明する。
Ｗで点灯した場合、ランプ電流ＩLが１９．０アンペア
となるように構成されている。したがって、管壁負荷は
約４５Ｗ／cm2 である。また、ランプ電流ＩL と電極軸
４の先端部４１の径ｄ1 との関係は、 ｄ1 2 ＝０．２８ＩL …（１） となっている。このような構成のショートアーク形メタ
ルハライドランプについて、作用を説明する。
【００２８】上記ランプは、ハロゲンとしてヨウ素Ｉを
使用してあるから色温度が規制され、演色性が良い。そ
して、このようなヨウ素Ｉに臭素Ｂｒを併用してあるか
ら、既に説明した通り、臭素が管壁に付着しようとする
タングステンＷとケイ素Ｓｉの低融点合金のうちのタン
グステンと結合して電極に戻す作用を生じ、このため管
壁を浄化し、管壁の黒化を防止して光束維持率を向上さ
せる。この場合、臭素Ｂｒとヨウ素Ｉのモル比Ｂｒ／Ｉ
は、前記した通り、 １≦Ｂｒ／Ｉ≦５ …（２） の範囲が望ましい。
使用してあるから色温度が規制され、演色性が良い。そ
して、このようなヨウ素Ｉに臭素Ｂｒを併用してあるか
ら、既に説明した通り、臭素が管壁に付着しようとする
タングステンＷとケイ素Ｓｉの低融点合金のうちのタン
グステンと結合して電極に戻す作用を生じ、このため管
壁を浄化し、管壁の黒化を防止して光束維持率を向上さ
せる。この場合、臭素Ｂｒとヨウ素Ｉのモル比Ｂｒ／Ｉ
は、前記した通り、 １≦Ｂｒ／Ｉ≦５ …（２） の範囲が望ましい。
【００２９】臭素とヨウ素の比Ｂｒ／Ｉが１未満である
と、光束維持率が低下して臭素Ｂｒを混合する初期の目
的が達成できず、またア−クが太くなって色温度が低下
する現象がみられる。またモル比Ｂｒ／Ｉが５を越える
と、臭素ＢｒがタングステンＷを温度の高い電極先端部
に運ぶ作用が強くなり、電極先端が伸びて電極間距離Ｌ
が短くなり、かつ電極根元部が浸蝕されて細りを生じ、
早期に折損する不具合がある。この点を実験して確かめ
た結果を説明する。
と、光束維持率が低下して臭素Ｂｒを混合する初期の目
的が達成できず、またア−クが太くなって色温度が低下
する現象がみられる。またモル比Ｂｒ／Ｉが５を越える
と、臭素ＢｒがタングステンＷを温度の高い電極先端部
に運ぶ作用が強くなり、電極先端が伸びて電極間距離Ｌ
が短くなり、かつ電極根元部が浸蝕されて細りを生じ、
早期に折損する不具合がある。この点を実験して確かめ
た結果を説明する。
【００３０】すなわち、図４は上記実施例におけるラン
プで、臭素とヨウ素の比Ｂｒ／Ｉを変化させた場合の光
束維持率を示す。なお、臭素の封入総量を変化させる場
合は、余剰ハロゲンとして封入するＨｇＢｒ2 の封入量
を変える。図４から、２０００時間点灯後において光束
維持率を７０％以上に保つためには、臭素とヨウ素の比
Ｂｒ／Ｉを１以上にしなければならないことが判る。
プで、臭素とヨウ素の比Ｂｒ／Ｉを変化させた場合の光
束維持率を示す。なお、臭素の封入総量を変化させる場
合は、余剰ハロゲンとして封入するＨｇＢｒ2 の封入量
を変える。図４から、２０００時間点灯後において光束
維持率を７０％以上に保つためには、臭素とヨウ素の比
Ｂｒ／Ｉを１以上にしなければならないことが判る。
【００３１】また、下記表１は、点灯２０００時間にお
ける電極の折損を調べるために、臭素とヨウ素の比Ｂｒ
／Ｉを変化させたランプをそれぞれ６灯づつ点灯試験し
た結果である。
ける電極の折損を調べるために、臭素とヨウ素の比Ｂｒ
／Ｉを変化させたランプをそれぞれ６灯づつ点灯試験し
た結果である。
【００３２】
【表１】 この結果から、臭素とヨウ素の比Ｂｒ／Ｉを５以下に規
制しなければ、電極の寿命がもたないことが判る。よっ
て、図４および表１から、 １≦Ｂｒ／Ｉ≦５ であることが必要とされる。
制しなければ、電極の寿命がもたないことが判る。よっ
て、図４および表１から、 １≦Ｂｒ／Ｉ≦５ であることが必要とされる。
【００３３】さらにこのようなランプでは、上記実施例
に記載した通り、電極軸４の先端部４１を１．５〜３．
０mmに規制したので、１９Ａのランプ電流に対して相対
的に電流密度を低くするようになり、先端部４１の温度
上昇を規制する。
に記載した通り、電極軸４の先端部４１を１．５〜３．
０mmに規制したので、１９Ａのランプ電流に対して相対
的に電流密度を低くするようになり、先端部４１の温度
上昇を規制する。
【００３４】このため、電極先端部４１の温度が抑えら
れるから、臭素が管壁に付着したタングステンＷとケイ
素Ｓｉの低融点合金のうちのタングステンと結合して電
極の先端部４１に堆積させようとするのを軽減し、タン
グステンが電極先端で次第に成長して伸びるのを防止す
る。このため、電極間距離Ｌが変化することがなく、ラ
ンプ特性の変動を防止する。しかも、ランプ効率lm／Ｗ
をたいして低下させることがない。この点の効果も、本
発明者等の実験により確認しており、その実験結果を図
５に示す。
れるから、臭素が管壁に付着したタングステンＷとケイ
素Ｓｉの低融点合金のうちのタングステンと結合して電
極の先端部４１に堆積させようとするのを軽減し、タン
グステンが電極先端で次第に成長して伸びるのを防止す
る。このため、電極間距離Ｌが変化することがなく、ラ
ンプ特性の変動を防止する。しかも、ランプ効率lm／Ｗ
をたいして低下させることがない。この点の効果も、本
発明者等の実験により確認しており、その実験結果を図
５に示す。
【００３５】図５はランプ電流ＩL （アンペア）を１９
Ａ一定とし、電極軸先端部４１の径ｄ1 （mm）を種々変
化させた場合のランプ効率（lm／Ｗ）と、電極間距離の
変化率ΔＬの関係を調べたものである。
Ａ一定とし、電極軸先端部４１の径ｄ1 （mm）を種々変
化させた場合のランプ効率（lm／Ｗ）と、電極間距離の
変化率ΔＬの関係を調べたものである。
【００３６】ランプ効率（lm／Ｗ）は、電極軸先端部４
１の径ｄ1 （mm）が細いほど高くなり、これは電極先端
部４１から根元部４２を通じて熱の逃げが少なくなり、
よって電極損失が少なくなるためである。一方、電極間
距離の変化率ΔＬは電極軸先端部４１の径ｄ1 （mm）が
大きい程少なくなる。これは電極先端部４１の温度上昇
が抑えられるためである。
１の径ｄ1 （mm）が細いほど高くなり、これは電極先端
部４１から根元部４２を通じて熱の逃げが少なくなり、
よって電極損失が少なくなるためである。一方、電極間
距離の変化率ΔＬは電極軸先端部４１の径ｄ1 （mm）が
大きい程少なくなる。これは電極先端部４１の温度上昇
が抑えられるためである。
【００３７】図５から、ランプ効率を８０lm／Ｗ以上と
し、かつ電極間距離の変化率ΔＬを２０％以下にするた
めには、ランプ電流ＩL が１９アンペアの場合は、電極
軸先端部４１の径ｄ1 を１．５〜３．０mmの範囲に設定
する必要があること判る。電極軸先端部４１の径ｄ
1 （mm）とランプ電流ＩL （アンペア）との関係（電流
密度）を計算すると、 ０．１２・ＩL ≦ｄ1 2 ≦０．４７・ＩL の範囲になる。そこで、本発明者等は、他の定格でラン
プ電流の異なるランプについても調べたが、これら他の
ランプも ０．１２・ＩL ≦ｄ1 2 ≦０．４７・ＩL …（３） を満足すればよいことを確認した。
し、かつ電極間距離の変化率ΔＬを２０％以下にするた
めには、ランプ電流ＩL が１９アンペアの場合は、電極
軸先端部４１の径ｄ1 を１．５〜３．０mmの範囲に設定
する必要があること判る。電極軸先端部４１の径ｄ
1 （mm）とランプ電流ＩL （アンペア）との関係（電流
密度）を計算すると、 ０．１２・ＩL ≦ｄ1 2 ≦０．４７・ＩL の範囲になる。そこで、本発明者等は、他の定格でラン
プ電流の異なるランプについても調べたが、これら他の
ランプも ０．１２・ＩL ≦ｄ1 2 ≦０．４７・ＩL …（３） を満足すればよいことを確認した。
【００３８】すなわち、ｄ1 2 が０．１２・ＩL 未満の
場合は電流密度が高くなり、電極軸先端部４１の温度が
上昇して先端にタングステンＷの堆積が多くなり、電極
間距離Ｌが短縮する。逆に、ｄ1 2 が０．４７・ＩL を
超える場合は、先端部全体の温度は下がるが、熱損失が
増えてランプ効率が低下するものである。
場合は電流密度が高くなり、電極軸先端部４１の温度が
上昇して先端にタングステンＷの堆積が多くなり、電極
間距離Ｌが短縮する。逆に、ｄ1 2 が０．４７・ＩL を
超える場合は、先端部全体の温度は下がるが、熱損失が
増えてランプ効率が低下するものである。
【００３９】また、電極軸の根元部４２の径ｄ2 は、例
えば２．５〜３．０mm程度に形成し、従来の同等定格の
ランプの電極軸の径（２．０mm程度）よりも大きくして
あるから、電極全体の温度の上昇を抑止することができ
る。よって、電極先端部４１の温度も抑えることがで
き、このこともタングステンが電極先端部４１に堆積す
るのを軽減し、タングステンが電極先端で次第に成長し
て伸びるのを防止し、電極間距離Ｌの変化を抑制して、
ランプ特性の変動を防止するのに有効となっている。ま
た、タングステンが電極先端部４１に堆積するのが軽減
されるから、電極軸の根元部４２から運ばれる割合が少
なくなり、根元部４２の細りも減少する。
えば２．５〜３．０mm程度に形成し、従来の同等定格の
ランプの電極軸の径（２．０mm程度）よりも大きくして
あるから、電極全体の温度の上昇を抑止することができ
る。よって、電極先端部４１の温度も抑えることがで
き、このこともタングステンが電極先端部４１に堆積す
るのを軽減し、タングステンが電極先端で次第に成長し
て伸びるのを防止し、電極間距離Ｌの変化を抑制して、
ランプ特性の変動を防止するのに有効となっている。ま
た、タングステンが電極先端部４１に堆積するのが軽減
されるから、電極軸の根元部４２から運ばれる割合が少
なくなり、根元部４２の細りも減少する。
【００４０】さらに、根元部４２の径ｄ2 を太くしたの
で、多少この根元部４２のタングステンが電極先端の高
温部に運ばれて細っても、もともと太くしてあるから折
損するまでには時間がかかり、従来よりも寿命が長くな
る。
で、多少この根元部４２のタングステンが電極先端の高
温部に運ばれて細っても、もともと太くしてあるから折
損するまでには時間がかかり、従来よりも寿命が長くな
る。
【００４１】なお、本実施例の電極軸４は、封止部２の
石英ガラスに封着される箇所に対応して根元部４２に、
複数本の凹溝リング４３…を互いに間隔を存して形成し
たので、ハロゲン化希土類金属などの封入物が金属箔導
体７に侵入して、箔切れを起こすなどの不具合が防止さ
れる。
石英ガラスに封着される箇所に対応して根元部４２に、
複数本の凹溝リング４３…を互いに間隔を存して形成し
たので、ハロゲン化希土類金属などの封入物が金属箔導
体７に侵入して、箔切れを起こすなどの不具合が防止さ
れる。
【００４２】つまり、この種の発光管は、電極軸４の熱
膨脹により封止部２の石英にクラックを生じさせないよ
うに、電極軸４と石英との間に微小な隙間を形成してあ
るが、この隙間を通じて放電空間から発光物質が侵入
し、これが金属箔導体７に達してこれと反応し、箔切れ
を生じることがある。
膨脹により封止部２の石英にクラックを生じさせないよ
うに、電極軸４と石英との間に微小な隙間を形成してあ
るが、この隙間を通じて放電空間から発光物質が侵入
し、これが金属箔導体７に達してこれと反応し、箔切れ
を生じることがある。
【００４３】しかしながら、電極軸４の石英に封着され
る箇所、複数本の凹溝リング４３…を互いに間隔を存し
て形成すれば、沿面距離が増し、ラビリンス効果により
放電空間の発光物質が金属箔導体７に達するのを防止、
または軽減する。したがって箔切れを防止することがで
きる。
る箇所、複数本の凹溝リング４３…を互いに間隔を存し
て形成すれば、沿面距離が増し、ラビリンス効果により
放電空間の発光物質が金属箔導体７に達するのを防止、
または軽減する。したがって箔切れを防止することがで
きる。
【００４４】なお、上記電極軸４の石英に封着される箇
所に形成される凹溝リング４３…は、図６に示す第２の
実施例のように、複数の突条リング５３…であってもよ
い。つまり、溝４３に代わって突条５３…であっても、
放電空間と金属箔導体７との間の沿面距離が増し、ラビ
リンス効果により箔切れを防止する。この場合、複数の
突条リング５３…は螺旋突条であってもよい。また、本
発明は上記各実施例に制約されるものではない。
所に形成される凹溝リング４３…は、図６に示す第２の
実施例のように、複数の突条リング５３…であってもよ
い。つまり、溝４３に代わって突条５３…であっても、
放電空間と金属箔導体７との間の沿面距離が増し、ラビ
リンス効果により箔切れを防止する。この場合、複数の
突条リング５３…は螺旋突条であってもよい。また、本
発明は上記各実施例に制約されるものではない。
【００４５】すなわち、図７に示す第３の実施例の場
合、電極コイル５を電極軸４の径の細い先端部４１のみ
に巻回した例を示す。この場合、電極コイル５の後端と
電極軸４の径の太い根元部４２との間に隙間ｓが発生す
るのを避けるのが望ましいが、例え隙間ｓが生じてもこ
れは１mm以下に規制する必要がある。この隙間ｓが大き
いと、この隙間からタングステンが先端部に運ばれてこ
の隙間の箇所から電極の折損が生じる虞れがある。
合、電極コイル５を電極軸４の径の細い先端部４１のみ
に巻回した例を示す。この場合、電極コイル５の後端と
電極軸４の径の太い根元部４２との間に隙間ｓが発生す
るのを避けるのが望ましいが、例え隙間ｓが生じてもこ
れは１mm以下に規制する必要がある。この隙間ｓが大き
いと、この隙間からタングステンが先端部に運ばれてこ
の隙間の箇所から電極の折損が生じる虞れがある。
【００４６】さらに、図８に示す第４の実施例の場合、
電極軸４は先端部の径が細いテーパ形７０をなしてい
る。このような形状であっても、第１の実施例と同様の
効果を奏する。
電極軸４は先端部の径が細いテーパ形７０をなしてい
る。このような形状であっても、第１の実施例と同様の
効果を奏する。
【００４７】
【発明の効果】以上説明したように本発明の１番目によ
れば、臭素Ｂｒとヨウ素Ｉの封入モル比を１≦Ｂｒ／Ｉ
≦５としたから、臭素Ｂｒの管壁浄化作用により早期黒
化を防止して、光束維持率を高めることができ、しかも
電極先端にタングステンＷが付着するのを規制し、電極
軸の根元部の折損を防止するから電極に寿命が長くな
る。
れば、臭素Ｂｒとヨウ素Ｉの封入モル比を１≦Ｂｒ／Ｉ
≦５としたから、臭素Ｂｒの管壁浄化作用により早期黒
化を防止して、光束維持率を高めることができ、しかも
電極先端にタングステンＷが付着するのを規制し、電極
軸の根元部の折損を防止するから電極に寿命が長くな
る。
【００４８】また本発明の２番目によれば、電極軸先端
の電流密度を規制したので電極軸先端部の温度が過剰に
なるのが規制され、電極先端にタングステンＷが付着す
るのを防止することができ、よって電極間距離の変化を
防止することができる。また、電極軸先端部の温度の下
降も規制するので、ランプ効率の低下を防止することが
できる。さらに電極先端部の径ｄ1 を根元部の径ｄ2 よ
り小さくしたので根元部の折損が生じ難くなり、電極の
寿命が長くなる。
の電流密度を規制したので電極軸先端部の温度が過剰に
なるのが規制され、電極先端にタングステンＷが付着す
るのを防止することができ、よって電極間距離の変化を
防止することができる。また、電極軸先端部の温度の下
降も規制するので、ランプ効率の低下を防止することが
できる。さらに電極先端部の径ｄ1 を根元部の径ｄ2 よ
り小さくしたので根元部の折損が生じ難くなり、電極の
寿命が長くなる。
【図１】本発明の第１の実施例を示すメタルハライドラ
ンプの断面図。
ンプの断面図。
【図２】同実施例の電極軸の断面図。
【図３】同実施例の電極軸に電極コイルを巻いた状態の
断面図。
断面図。
【図４】臭素とヨウ素のモル比と光束維持率との関係を
示す特性図。
示す特性図。
【図５】電極先端部の径とランプ効率および電極間距離
の変化率の関係を示す特性図。
の変化率の関係を示す特性図。
【図６】本発明の第２の実施例を示す電極の断面図。
【図７】本発明の第３の実施例を示す電極の断面図。
【図８】本発明の第４の実施例を示す電極の断面図。
１…バルブ、２…封止管、３…電極、４…電極軸、５…
電極コイル、６、８…金属箔導体、７…中間リ−ド線、
９…外部リ−ド線、４１…電極軸の先端部、４２…電極
軸の根元部。
電極コイル、６、８…金属箔導体、７…中間リ−ド線、
９…外部リ−ド線、４１…電極軸の先端部、４２…電極
軸の根元部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 蛭田 寿男 東京都港区三田一丁目４番28号 東芝ライ テック株式会社内
Claims (5)
- 【請求項１】 石英からなる発光管バルブの端部に電極
を封装し、このバルブ内に臭化物およびヨウ化物のハロ
ゲン化金属と、水銀および希ガスを封入したメタルハラ
イドランプにおいて、 上記臭素Ｂｒとヨウ素Ｉの封入モル比を１≦Ｂｒ／Ｉ≦
５としたことを特徴とするメタルハライドランプ。 - 【請求項２】 上記ランプは管壁負荷が４０〜５０Ｗ／
cm2 であることを特徴とする請求項１に記載のメタルハ
ライドランプ。 - 【請求項３】 上記ハロゲン化金属は、希土類金属のハ
ロゲン化物であることを特徴とする請求項１に記載のメ
タルハライドランプ。 - 【請求項４】 上記電極を構成する電極軸の先端部の径
をｄ1 （mm）、ランプ電流をＩL （アンペア）とした場
合、 ０．１２・ＩL ＜ｄ1 2 ＜０．４７・ＩL とし、 かつ、電極軸先端部の径ｄ1 は根元部の径ｄ2 より小さ
くしたことを特徴とする請求項１に記載のメタルハライ
ドランプ。 - 【請求項５】 上記電極軸のバルブに封着される箇所に
は、凹溝リング部または突条リング部を形成してあるこ
とを特徴とする請求項１に記載のメタルハライドラン
プ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4240739A JPH05198284A (ja) | 1991-09-30 | 1992-09-09 | メタルハライドランプ |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3-252514 | 1991-09-30 | ||
| JP25251491 | 1991-09-30 | ||
| JP4240739A JPH05198284A (ja) | 1991-09-30 | 1992-09-09 | メタルハライドランプ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05198284A true JPH05198284A (ja) | 1993-08-06 |
Family
ID=26534890
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4240739A Pending JPH05198284A (ja) | 1991-09-30 | 1992-09-09 | メタルハライドランプ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05198284A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007533087A (ja) * | 2004-04-16 | 2007-11-15 | パテント−トロイハント−ゲゼルシヤフト フユール エレクトリツシエ グリユーラムペン ミツト ベシユレンクテル ハフツング | 高圧放電ランプ |
| JP2007317398A (ja) * | 2006-05-23 | 2007-12-06 | Ushio Inc | 電磁波励起光源装置 |
| JP2010514118A (ja) * | 2006-12-22 | 2010-04-30 | オスラム ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 水銀高圧放電灯 |
| JP2010182557A (ja) * | 2009-02-06 | 2010-08-19 | Ushio Inc | 高圧放電ランプ |
| JP2010272307A (ja) * | 2009-05-20 | 2010-12-02 | Koito Mfg Co Ltd | 車輌用放電灯 |
| JP2010287359A (ja) * | 2009-06-10 | 2010-12-24 | Ushio Inc | 高圧放電ランプ |
| JP2011034758A (ja) * | 2009-07-31 | 2011-02-17 | Ushio Inc | 高圧放電ランプ |
| JP2012022780A (ja) * | 2010-07-12 | 2012-02-02 | Ushio Inc | 高圧放電ランプ |
-
1992
- 1992-09-09 JP JP4240739A patent/JPH05198284A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007533087A (ja) * | 2004-04-16 | 2007-11-15 | パテント−トロイハント−ゲゼルシヤフト フユール エレクトリツシエ グリユーラムペン ミツト ベシユレンクテル ハフツング | 高圧放電ランプ |
| US7973482B2 (en) | 2004-04-16 | 2011-07-05 | OSRAM Gesellschaft mit beschraenkler Haftung | High-pressure discharge lamp with halogens |
| JP2007317398A (ja) * | 2006-05-23 | 2007-12-06 | Ushio Inc | 電磁波励起光源装置 |
| JP2010514118A (ja) * | 2006-12-22 | 2010-04-30 | オスラム ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 水銀高圧放電灯 |
| JP2010182557A (ja) * | 2009-02-06 | 2010-08-19 | Ushio Inc | 高圧放電ランプ |
| US8217576B2 (en) | 2009-02-06 | 2012-07-10 | Ushio Denki Kabushiki Kaisha | High pressure discharge lamp |
| JP2010272307A (ja) * | 2009-05-20 | 2010-12-02 | Koito Mfg Co Ltd | 車輌用放電灯 |
| JP2010287359A (ja) * | 2009-06-10 | 2010-12-24 | Ushio Inc | 高圧放電ランプ |
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| JP2012022780A (ja) * | 2010-07-12 | 2012-02-02 | Ushio Inc | 高圧放電ランプ |
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