JPH08162066A

JPH08162066A - メタルハライドランプ

Info

Publication number: JPH08162066A
Application number: JP32389794A
Authority: JP
Inventors: Hidemi Orito; 日出海折戸
Original assignee: Iwasaki Denki KK
Current assignee: Iwasaki Denki KK
Priority date: 1994-11-30
Filing date: 1994-11-30
Publication date: 1996-06-21

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、高効率、高演色性でかつ長寿命で
ある低電力のメタルハライドランプを提供することを目
的とする。【構成】石英管の両端に主電極を封着し内部に少なく
ともディスプロシウム、タリウム及びセシウムのハロゲ
ン化物を封入してなる発光管を外球内に保持してなり、
色温度が５０００Ｋ以下のメタルハライドランプにおい
て、前記発光管の発光部分の形状が回転楕円形状として
形成され、かつ発光管の管壁負荷を１３〜１７Ｗ／ｃｍ
² となるように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は色特性が優れた高効率、
高演色形メタルハライドランプに関し、特にその発光管
封入物の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、石英製発光管内に各種金属ハロ
ゲン化物を封入し両端にタングステン電極を封着したメ
タルハライドランプは、高効率、高演色で、かつ長寿命
であることから、屋内外の一般照明から各種光学装置等
の光源として使用されている。特に、店舗等の屋内の商
業施設用照明器具の光源として用いる場合、蛍光ランプ
や白熱電球に変え、低電力で演色性をさらに高め、ラン
プの発光色が５０００Ｋ以下という比較的低色温度のラ
ンプが求められている。

【０００３】そして、メタルハライドランプの発光管添
加物としての、ディスプロシウム、タリウム及びセシウ
ムのハロゲン化物の組合せにより、発光管内の温度を十
分に上げることにより、可視域全体にわたるディスプロ
シウムの連続発光が得られ、平均演色評価数が９０以上
という高演色で、かつ、ランプの色温度が５０００Ｋ以
下という低色温度のランプが得られる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、発光管内のデ
ィスプロシウムの蒸気圧が極めて低いことから、これを
十分に発光させるためには発光管端部等の最冷部温度を
高める必要があり、発光管を小型化し、非常に高い管壁
負荷を有するような構造となっている。このため、発光
管最冷部温度が高められると同時に、他の部分の温度も
高まり、発光管の管壁と封入している金属ハロゲン化物
との反応が活発となり、ランプ点灯中に発光管内壁の侵
食及びその失透が進行することとなる。そして、ランプ
光束や色温度等の諸特性が点灯時間の経過と共に変化し
て、ついには発光管の変形及び発光管リーク等が発生し
て、ランプ不良となる。

【０００５】本発明は、前記に鑑みてなされたもので、
高効率、高演色で低色温度であるという光学特性を有
し、かつ長寿命である低電力形のメタルハライドランプ
を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、石英管の両端
に少なくとも主電極を封着し、内部に不活性ガス及び水
銀と共に少なくともディスプロシウム、タリウム及びセ
シウムのハロゲン化物を封入してなる発光管を外球内に
保持してなるメタルハライドランプにおいて、前記発光
管内にタングステン等の金属粉体を封入して、発光スペ
クトルの内４１８．３ｎｍのディスプロシウムの吸収幅
を０．２ｎｍ以上として構成する。

【０００７】

【作用】本発明は前記構成により、発光管最冷部におい
てタングステン等の金属粉体がアーク放電の光を吸収あ
るいは乱反射して最冷部温度を上げることにより、ディ
スプロシウム等の蒸気圧が高まることとなる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明を図示の実施例に基づき説明す
る。図１はメタルハライドランプの側面図であり、図中
１は石英ガラス製の発光管であり、両端に主電極（図示
せず）を封着し、内部にアルゴンガスと水銀及びヨウ化
ディスプロシウム、ヨウ化タリウム、ヨウ化セシウムが
封入されている。２は石英ガラス製の中空管で該の中空
管の上下端外周部には、ステンレス製の支柱３に溶接し
たＣ形保持体４ａ，４ｂにより支持されている。そし
て、前記発光管１及び中空管２は硬質ガラス製の外球５
内に組み込まれている。なお、図中６はジルコニウム−
アルミニウムゲッターを示す。

【０００９】次に、具体的実施例について説明する。前
記のように構成した１５０Ｗのメタルハライドランプに
おいて、図１に示すランプ構造で、発光管の管壁負荷及
び内容積を変えた図１に示すランプＢ及び図２に示すラ
ンプＡの２種類のランプについて、発光管添加物の種類
及び密度を同じくしてランプを製作し、その諸特性の比
較を行なった。各発光管に封入したヨウ化物量は表１の
通りである。なお、図２中１１は発光管を示し、図１と
同一部材については同一番号を付す。

【００１０】

【表１】

【００１１】そして、これらのランプを点灯して、点灯
開始後のランプの色温度、ランプ光束及び平均演色評価
数Ｒａの測定を行なった。その結果を図３，４，５に示
す。なお、ランプは定格ランプ電力１５０Ｗ及び１５０
Ｗ±１０％のランプ電力にて点灯し、ランプ電力１５０
Ｗでの測定データは黒塗りし、ランプＡは点線で、ラン
プＢは実線で示す。図から明らかなように、発光管の管
壁負荷を上げることにより、ランプ色温度は下がり、一
方、平均演色評価数は大きくなる。又、前記したよう
に、ランプの演色性は添加物のうちディスプロシウムの
発光に大きく影響される。そこで、分光器を用いて各発
光管のディスプロシウムの発光スペクトルの吸収幅の測
定を行ない、ディスプロシウムの発光強度を調査した。
なお、ディスプロシウムは多数のスペクトルである連続
発光であるため、測定した波長は比較的他のスペクトル
の影響を受けない４１８．３ｎｍのディスプロシウムス
ペクトルにて行ない、測定には日本分光（株）製のダブ
ルモノクロメータＣＴ−２５ＣＤを用いた。この結果を
図６〜図８に示す。ディスプロシウム吸収幅とランプの
色温度、光束及び平均演色評価数との関係を図６，７，
８に示す。

【００１２】図６，７，８から明らかなように、ディス
プロシウムの吸収幅すなわち発光強度は発光管管壁負荷
を高めることにより強まり、かつ、ディスプロシウムの
発光が高まることにより演色性も良好となり、色温度を
下げることができる。又、ディスプロシウムの吸収幅を
広げて色温度を下げても光束が低下することはない。そ
して、ディスプロシウムの吸収幅を０．２ｎｍ以上とす
ることにより、平均演色評価数は９０以上となり、かつ
色温度を５０００Ｋ以下とすることができる。

【００１３】次に、前記ランプＢの発光管内に前記添加
物の種類及び量に加えて粒径１μｍのタングステン１ｍ
ｇを圧粉成形し、封入したランプを試作した。（ランプ
Ｃ）このランプの測定結果を図９〜図１１に示す。ランプＣ
は一点鎖線で示す。図９，１０，１１から明らかなよう
に、管壁負荷が小さいランプＢにおいても管内にタング
ステン金属粉末を添加することにより、演色性が高めら
れ、かつ色温度を下げることができる。これは、次の理
由による。発光管内にタングステンを封入してランプを
水平点灯した場合、このタングステン粉末は、点灯方向
の下側である発光管の最冷部に集まる。このため、最冷
部近傍においてタングステンがアーク放電の光を吸収
し、あるいは乱反射して最冷部温度を上げることとな
る。一般にディスプロシウム等の蒸気圧の低い金属のう
ち蒸発していないハロゲン化金属は最冷部付近に集まっ
ているので、最冷部の温度が高められれば、ハロゲン化
物の蒸気圧が上がり発光が強まる。特に、ディスプロシ
ウム等の蒸気圧の低い発光物質は、発光スペクトルの強
度が封入量のみならず発光管最冷部温度に依存するため
である。

【００１４】更に、前記ランプＢの発光管内に前記添加
物のうちヨウ化ディスプロシウムの量を２倍の４ｍｇ、
他の添加物は同じ種類で同量封入したランプを試作し
た。（ランプＤ）そして、前記ランプＣと共に点灯試験を行ない、そのラ
ンプ特性の経時的変化を測定した。その測定結果を図１
２〜図１５に示す。図１２，１３，１４，１５から明ら
かなように、ヨウ化ディスプロシウムの封入量を増すこ
とにより、初期特性として高演色性で低色温度のランプ
が得られる。しかし、封入量が増大することにより、デ
ィスプロシウムと石英管との反応が生じ、侵食されラン
プ特性の変化が生じることとなる。そこで、長時間にわ
たって安定したランプ特性を得るには封入するディスプ
ロシウム等の金属ハロゲン化物量を限定する必要があ
る。又、前記したように発光管の最冷部温度を上げてデ
ィスプロシウムの蒸気圧を上げる場合も、発光管全体の
温度が上がることとなり、ランプ特性の早期の変化が生
じることとなるので、最も望ましい方法は最冷部温度の
みを上げるために、前記したタングステン金属粉末を添
加することが有効である。

【００１５】前記と同様の試験をランプ電力が１００Ｗ
及び２５０Ｗのランプについて行なったが、ほぼ前記と
同様な結果が得られた。又、発光管に添加する金属粉末
としてタングステンについて説明したが、レニウム、タ
ンタル等の金属粉末、あるいはタングステンとディスプ
ロシウムとの複合金属粉末を封入してもほぼ同様な効果
が認められる。

【００１６】

【発明の効果】以上のように、本発明に係わるメタルハ
ライドランプは、発光管内に発光物質の他に、タングス
テン等の金属粉末を添加することにより、ランプの色温
度が５０００Ｋ以下で、平均演色評価数が９０以上とい
う高効率、高演色で長寿命であるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わるメタルハライドランプの一実施
例を示す側面図。

【図２】従来のメタルハライドランプの一実施例を示す
側面図。

【図３】本発明の前提となる比較ランプのランプ電力と
色温度との関係を示す特性図。

【図４】本発明の前提となる比較ランプのランプ電力と
ランプ光束との関係を示す特性図。

【図５】本発明の前提となる比較ランプのランプ電力と
平均演色評価数との関係を示す特性図。

【図６】本発明の前提となる比較ランプの発光管内ディ
スプロシウムの４１８．３ｎｍの吸収幅と色温度との関
係を示す特性図。

【図７】本発明の前提となる比較ランプの発光管内ディ
スプロシウムの４１８．３ｎｍの吸収幅とランプ光束と
の関係を示す特性図。

【図８】本発明の前提となる比較ランプの発光管内ディ
スプロシウムの４１８．３ｎｍの吸収幅と平均演色評価
数との関係を示す特性図。

【図９】本発明ランプと比較ランプとの発光管内ディス
プロシウムの４１８．３ｎｍの吸収幅と色温度との関係
を示す特性図。

【図１０】本発明ランプと比較ランプとの発光管内ディ
スプロシウムの４１８．３ｎｍの吸収幅とランプ光束と
の関係を示す特性図。

【図１１】本発明ランプと比較ランプとの発光管内ディ
スプロシウムの４１８．３ｎｍの吸収幅と平均演色評価
数との関係を示す特性図。

【図１２】本発明ランプの点灯時間経過に伴うランプ電
圧の変化を示す特性図。

【図１３】本発明ランプの点灯時間経過に伴うランプ光
束の変化を示す特性図。

【図１４】本発明ランプの点灯時間経過に伴う色温度の
変化を示す特性図。

【図１５】本発明ランプの点灯時間経過に伴う平均演色
評価数の変化を示す特性図。

【符号の説明】

１石英製発光管２石英製中空管３支柱４ａ，４ｂＣ形保持具５外球６ゲッタ１１石英製発光管

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】石英管の両端に少なくとも主電極を封着
し、内部に不活性ガス及び水銀と共に少なくともディス
プロシウム、タリウム及びセシウムのハロゲン化物を封
入してなる発光管を外球内に保持してなるメタルハライ
ドランプにおいて、前記発光管内にタングステン等の金
属粉体を封入して、発光スペクトルの内４１８．３ｎｍ
のディスプロシウムの吸収幅を０．２ｎｍ以上としてな
るメタルハライドランプ。