JPH0689703A - メタルハライドランプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】金属箔導体とハロゲンとの反応を防止し、箔の
溶断や電極軸と金属箔との接合部の剥がれを防止し、長
寿命になるメタルハライドランプを提供する。 【構成】発光管バルブ１の端部に接合した封止管２内
に、電極軸５に接合された金属箔導体６を封着し、上記
封止管と上記電極軸の間に隙間８を形成したメタルハラ
イドランプにおいて、上記金属箔導体における上記電極
軸との接合端部に、レニウム金属などのような耐ハロゲ
ン物質１０を被覆したことを特徴とする。 【作用】金属箔導体の端部にレニウム金属などのような
耐ハロゲン物質を被覆したから、金属箔導体の端部がハ
ロゲンと反応することが防止され、よって、箔の溶断や
電極軸と金属箔導体との接合部の剥がれなどを防止する
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高い管壁負荷で点灯さ
れるメタルハライドランプに関する。

【０００２】

【従来の技術】最近、高輝度放電灯（ＨＩＤ）の普及が
目覚しく、例えば数百ワット程度の低出力のＨＩＤは店
舗等の陳列照明、その他の屋内照明に使用されるように
なり、また数千ワットの高出力の放電灯は、道路、公
園、球場などのような広域照明に使用されている。特
に、メタルハライドランプは高効率および高演色性であ
るから各種の分野で広く用いられるようになってきた。

【０００３】この種の従来のメタルハライドランプにつ
いて、図３にもとづき説明する。図において１は発光管
バルブであり、透明な石英ガラス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２ＫＷ
定格出力のランプでは、長軸方向の外径が５０mm、短軸
方向の外径が３６mm程度になっている。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も透光性石英ガラスからなり、上記バ
ルブ１の両端部に融着されてバルブ１の内部に導通して
いる。これら封止管２、２には電極マウント３、３が封
装されている。電極マウント３は、先端にタングステン
などの高融点金属からなる電極コイル４を取付けたタン
グステン、トリウム入りタングステンまたはレニウム入
りタングステンからなる電極軸５と、この電極軸５の基
端部とウエルディング溶接されたモリブデンなどのよう
な金属箔導体６、およびこの金属箔導体６に接合された
モリブデンなどからなる外部電力導入体７とで構成され
ている。このような電極マウント３は封止管２に挿入さ
れ、電極コイル４がバルブ１内に臨まされており、互い
の電極コイル４、４がバルブ１内で所定の電極間距離を
存して対向されている。

【０００４】封止管２に挿入された金属箔導体６は、こ
の封止管２を加熱溶融することによりこの封止管２に封
着されている。これにより電極マウント３は封止管２に
支持されている。この場合、封止管２の内面とこの封止
管２内に導通されている電極軸５との間には後述する
が、隙間８が形成されている。バルブ１内には、Ｓｃ、
Ｈｏ、Ｔｍ、Ｈｆ、Ｃｓ、Ｎａ、Ｄｙなどのような発光
金属と、ヨウ素Ｉや臭素Ｂａなどのようなハロゲンとの
化合物と、水銀と、アルゴン、キセノン、クリプトンな
どのような希ガスが封入されている。

【０００５】このような発光管を製造するには、まず、
略楕円形をなすバルブ１の両端開口部に封止管２、２を
対向させ、これら封止管２、２を酸水素バ−ナなどでこ
のバルブ１の両端開口部に気密に溶着する。次に、これ
ら封止管２、２内にそれぞれ電極マウント３、３を挿入
し、ガラス旋盤に取付ける。この時、電極軸５、５の先
端間の距離を所定距離に調整する。ガラス旋盤を稼働さ
せてバルブ１を回転させ、バルブ１内を真空あるいは不
活性ガスの状態に維持しておいて酸水素バ−ナなどで封
止管２、２を加熱する。封止管２、２は加熱により軟化
し、この溶融により径が細くなる性質があるので溶着す
る。この際、金属箔導体６が封止管２に密着して封着さ
れるようになり気密封止がなされる。この後、バルブ１
に突設した図示しない排気チュ−ブを通じてバルブ１内
を排気し、かつバルブ１内に、上記金属ハロゲン化物、
水銀および希ガスを封入して排気チュ−ブを封止切る。
これにより、図３に示す発光管が完成する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな構造のランプの場合、上記酸水素バ−ナで封止管
２、２を加熱して金属箔導体６を封着する時、溶融した
封止管２が電極軸５と溶着してしまうと、点灯、消灯の
熱サイクルによる熱膨脹差のため、封止管２に応力を発
生させ、歪が蓄積して封止管２が破損することがある。
これを防止するため、封止管２の内面と電極軸５との間
に、先に説明した隙間８をわざわざ形成してある。しか
しながら、このような隙間８があると、点灯中に放電空
間内の金属ハロゲン化物が隙間８に進入し、金属箔導体
６の電極軸５と接合されている側の端部に付着するよう
になる。

【０００７】そして、店舗や屋内などで使用される数百
ワット程度の低出力のメタルハライドランプの場合は大
して問題にならないが、公園、広場、競技場等で使用さ
れる数千ワット程度の高出力のメタルハライドランプで
は、充分な発光量を得るために大きな管壁負荷で点灯し
ているため、電極軸５と金属箔導体６との接合部付近の
温度が高くなり、このため上記隙間８を通って入り込ん
だ金属ハロゲン化物のから遊離したハロゲンがモリブデ
ンよりなる金属箔導体６と反応し、短時間にモリブデン
箔の溶断を生じたり、箔切れを起こしたり、電極軸５と
金属箔導体６との接合部に剥がれを生じさせる場合があ
る。

【０００８】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、金属箔導体とハロ
ゲンとの反応を防止し、箔の溶断や、箔切れ、または電
極軸と金属箔導体との接合部の剥がれなどを防止するこ
とができ、長寿命にな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。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、発光管バルブの端部に封止管を接合し、この
封止管内に、電極軸と接合された金属箔導体を封着し、
上記封止管と上記電極軸の間に隙間を形成したメタルハ
ライドランプにおいて、上記金属箔導体における上記電
極軸との接合端部に、レニウム金属などのような耐ハロ
ゲン物質を被覆したことを特徴とする。

【００１０】

【作用】本発明によれば、金属箔導体の端部に、レニウ
ム金属などのような耐ハロゲン物質を被覆したから、金
属箔導体の端部がハロゲンと反応することが防止され、
よって、箔の溶断や、箔切れ、または電極軸と金属箔導
体との接合部の剥がれなどを防止することができる。

【００１１】

【実施例】以下本発明について、図１および図２に示す
一実施例にもとづき説明する。図面はランプ定格出力２
ＫＷのメタルハライドランプを示し、図３に示す従来と
同様の部材は同一番号を付して説明する。本実施例の発
光管バルブ１は、透明な石英ガラスにより、略楕円形に
形成されており、例えば長軸方向の外径が５０mm、短軸
方向の外径が３６mm程度になっている。バルブ１の両端
部に接合された封止管２、２は、内径８mm、長さ１５０
mmの石英ガラスチュ−ブからなる。

【００１２】これら封止管２、２に挿通された電極マウ
ント３、３は、先端に電極コイル４を取付けた電極軸５
と、この電極軸５の基端部を溶接した金属箔導体６およ
びこの金属箔導体６に接合したモリブデンなどからなる
外部電力導入体７とで構成されている。電極軸５は線径
２．５mm、長さ２０mmのトリウム入りタングステン線か
らなり、電極コイル４は線径１mmのタングステンワイヤ
を電極軸５の先端部に６タ−ン程度コイル状に巻回して
形成されている。金属箔導体６は、箔厚２５μｍ、幅６
mm、長さ１１５mmのモリブデン箔で形成されている。

【００１３】本実施例の場合、図２にも示す通り、上記
金属箔導体６における電極軸５との接合側端部に、長さ
約１０mmに亘り耐ハロゲン物質、例えばレニウム金属の
被覆１０が施されている。レニウム金属の被覆１０は、
レニウム金属を例えば電解メッキにより金属箔導体６と
電極軸５との接合部にコーティングしたものであり、そ
の被覆１０の厚さは５〜２０μｍとされている。

【００１４】このような電極マウント３は封止管２に挿
入され、この封止管２を加熱溶融することにより金属箔
導体６およびフランジ１０が封止管２に密接して埋込ま
れ、このため電極マウント３は封止管２に固定されかつ
封着されている。この場合、封止管２の内面とこの封止
管２内に導通されている電極軸５との間には隙間８が形
成されている。

【００１５】なお、バルブ１内には、ＤｙＢｒ₂ 、Ｈｏ
Ｂｒ₂ 、ＴｍＢｒ₂ およびＣｓＩからなる合計２５mgの
金属ハロゲン化物と、８５mgの水銀および２００Torrの
アルゴンガスが封入されている。

【００１６】このような構成のメタルハライドランプの
場合は、ランプが点灯と消灯との熱サイクルを繰返して
封止管２と電極軸５の間で熱膨脹差が生じても、封止管
２と電極軸５の間に隙間８が確保されているので、封止
管２に応力を発生させることが無く、封止管２の破損を
防止することができる。

【００１７】そして、点灯中に放電空間内の金属ハロゲ
ン化物が隙間８に進入してモリブデン等のような金属箔
導体６に接触しようとしても、この金属箔導体６の空間
８に臨む端部は、レニウム金属などによる被覆１０が形
成されているから、この被覆１０が金属ハロゲン化物と
モリブデン箔６との接触を阻止し、よって遊離ハロゲン
とモリブデン箔６との反応が防止される。この結果、モ
リブデン箔６の溶断や、箔切れ、または電極軸５と金属
箔導体６との接合部の剥がれが防止され、寿命特性がよ
くなる。

【００１８】ところで、レニウム金属からなる被覆１０
の厚さを、３μｍ、５μｍ、１０μｍ、１５μｍ、２０
μｍ、２５μｍとした定格出力２ｋＷのメタルハライド
ランプを各５本ずつ製造して、テストを行った。テスト
は、封止管２に対する金属箔導体６の封着性（埋設の良
否）と、定格の２０％増し、つまり２．４ｋＷの出力
で、２時間の点灯と０．５時間の消灯を繰り返す条件で
点灯し、このときのモリブデン箔６の溶断、電極軸５と
モリブデン箔６との溶接剥がれ、さらに封止管２の破損
の有無などを、顕微鏡により観察した。

【００１９】この結果、レニウム被覆１０の厚さを３μ
ｍとしたランプは、封止管２に対する金属箔導体６の封
着性は良好であったが、被覆の厚みが薄いためにサンプ
ル５本中３本が点灯約１０５時間、３０８時間および７
００時間で接合部に剥がれが生じ、また残りの２本は点
灯約７５０時間、１０１０時間でモリブデン箔６に溶断
が発生し、そのうちの１本は発熱により封止管２にクラ
ックが生じた。

【００２０】また逆に、レニウム被覆１０の厚さを２５
μｍとしたランプは、金属箔導体６の各部の厚みに大幅
な格差が生じるから、封止管２に対する金属箔導体６の
馴染みが良くなく、封着性が良くない。このため、サン
プル５本中、２本は封着後の点灯前に封止管２の気密不
良を生じ、また他の２本は点灯約２０時間および１００
時間に封止管２のクラックを生じ、さらに残りの１本は
点灯後約４９５時間で封止管２が破壊した。

【００２１】これらのサンプルに対し、レニウム被覆１
０の厚さを５〜２０μｍとしたランプは、封止管２に対
する金属箔導体６の封着性が良好であり、点灯約３００
時間を越えても、モリブデン箔６の溶断、電極軸５とモ
リブデン箔６との溶接剥がれ、さらに封止管２の破損は
皆無であり、レニウム被覆１０を設けることに効果が確
認された。

【００２２】なお、このような結果は、バルブや封止管
の形状を変えた場合も、電極およびモリブデン箔の封着
方法を変えても同様の結果が得られ、またランプ出力や
点灯条件を変えても大差がなかった。また、電極の形状
や材質、金属ハロゲン化物の種類、希ガスの種類を変え
ても同様の結果が得られた。したがって、本発明は上記
の一実施例の制約されるものではない。また、上記実施
例で説明した発光管は、これを外管に収容して２重管構
造にして使用してもよいが、この発光管を直接外気に晒
して使用してもよい。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、金
属箔導体の電極軸との接合端部にレニウム金属などのよ
うな耐ハロゲン物質を被覆したから、隙間を通じて侵入
するハロゲンと金属箔導体との反応を防止する。このた
め溶断や、箔切れ、または電極軸と金属箔導体との接合
部の剥がれなどを防止することができ、長寿命になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すメタルハライドランプ
の断面図。

【図２】同実施例の電極マウントの構造を示す斜視図。

【図３】従来におけるメタルハライドランプの断面図。

【符号の説明】

１…バルブ、２…封止管、３…電極マウント、４…電極
コイル、５…電極軸、６…金属箔導体、８…隙間、１０
…レニウム被覆。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 秀樹 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 (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発光管バルブの端部に封止管を接合し、
   この封止管内に、電極軸と接合された金属箔導体を封着
   し、上記封止管と上記電極軸の間に隙間を形成したメタ
   ルハライドランプにおいて、 上記金属箔導体における上記電極軸との接合端部に耐ハ
   ロゲン物質を被覆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】 上記耐ハロゲン物質はレニウム金属であ
   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。
3. 【請求項３】 上記レニウム金属の被覆厚さを、５〜２
   ０μｍとしたことを特徴とする請求項２に記載のメタル
   ハライドランプ。