JPH09223483A - メタルハライドランプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、発光効率及び色特性が優れ、かつ
寿命特性も良好で、寿命期間を通して色温度のバラツキ
が少ない管入力１００ワット以下のメタルハライドラン
プを提供することを目的とする。 【解決手段】 両端に電極を封着してなる石英ガラス製
発光管内に希ガスと水銀と共に少なくとも１種の希土類
金属ハロゲン化物を封入し、外球内を真空にし、発光管
形状を略回転楕円体形状とし、発光管の内表面当たりの
ワット数（壁面負荷）を１４Ｗ／ｃｍ² から２３Ｗ／ｃ
ｍ² とし、発光管の重量Ｗ（ｇ）とランプのワット数Ｐ
（Ｗ）との比を０．０３９より小さい範囲とし、電極の
重量Ｍ（ｍｇ）とランプのワット数Ｐ（Ｗ）との比を
０．７５より小さい範囲とすることにより平均演色評価
数（Ｒａ）を９０以上とし、かつ前記発光管両端の管内
の封着部の内面に窪みを形成して構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、管入力が１００ワ
ット以下の低ワットで高演色形のメタルハライドランプ
に関し、特に発光管形状の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来この種のメタルハライドランプとし
ては、主に発光効率を重視したスカンジウム（Ｓｃ）−
ナトリウム（Ｎａ）系メタルハライドランプと、演色性
を重視したディスプロシウム（Ｄｙ）−タリウム（Ｔ
ｌ）系のメタルハライドランプがある。近年、省電力の
観点から発光効率の優れたメタルハライドランプを従来
の白熱電球又はハロゲン電球に変えて低ワットのメタル
ハライドランプが用いられるようになっている。

【０００３】一般に、店舗照明や屋内照明用光源として
使用する場合、明るいだけでは不十分であり色の見え方
が自然に近いもので、かつ自然な雰囲気をかもしだすこ
とが要求される。しかし、メタルハライドランプは管入
力が小さくなるほど、発光管両端の封着部からの熱伝導
損失や熱輻射損失の割合が大きくなり、発光効率や色特
性が低下してしまう。特に、ディスプロシウムなど希土
類金属のヨウ化物を含む添加物系では平均演色評価数Ｒ
ａを９０以上とするために、発光管単位表面積当りの管
入力である壁面負荷を上げると、石英発光管が膨らんだ
りして短寿命なってしまう欠点がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明者は先
に特願平６−３２３８９６号として、発光管の構造等の
条件を規定することにより、前記したような問題点を解
決しているが、発光管の端部構造のわずかな違いによ
り、色温度が大きく変化するという新たな問題が生じて
いる。特に、１００ワット以下のメタルハライドランプ
は、発光管をコンパクトに設計する必要があり、発光管
端部の形状や電極の突出し長のわずかな違いを制御する
ことが困難であった。

【０００５】本発明は前記の点に鑑みてなされたもの
で、発光効率及び色特性が優れ、かつ寿命特性も良好
で、寿命期間を通して色温度のバラツキが少ない管入力
１００ワット以下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】前記目的を達成するた
め、本発明は、両端に電極を封着してなる石英ガラス製
発光管内に希ガスと水銀と共に少なくとも１種の希土類
金属ハロゲン化物を封入し、外球内を真空にし、発光管
形状を略回転楕円体形状とし、発光管の内表面当たりの
ワット数（壁面負荷）を１４Ｗ／ｃｍ² から２３Ｗ／ｃ
ｍ² とし、発光管の重量Ｗ（ｇ）とランプのワット数Ｐ
（Ｗ）との比を０．０３９より小さい範囲とし、電極の
重量Ｍ（ｍｇ）とランプのワット数Ｐ（Ｗ）との比を
０．７５より小さい範囲とすることにより平均演色評価
数（Ｒａ）を９０以上とし、かつ前記発光管両端の管内
の封着部の内面に窪みを形成してなる。又、前記発光管
は石英製の円筒状スリ−ブにより、その外周が囲まれて
いることを特徴とする。更に、前記発光管の封入物質は
アルゴンガスと水銀と共にヨウ化ジスプロシウム（Ｄｙ
Ｉ₃ ）、ヨウ化タリウム（ＴｌＩ）及びヨウ化セシウム
（ＣｓＩ）であるか、アルゴンガスと水銀と共にヨウ化
ジスプロシウム（ＤｙＩ₃ ）、ヨウ化ネオジウム（Ｎｄ
Ｉ₃ ）及びヨウ化セシウム（ＣｓＩ）である。

【０００７】

【作用】前記構成のうち、発光管形状を略回転楕円体形
状とするのは発光管表面温度をほぼ均一にし部分的に高
温となる部分をなくすためであり、外球内を真空にする
のはガスの対流による熱ロスを極力少なくするためであ
り、壁面負荷を１４〜２３Ｗ／ｃｍ² の範囲とすること
でランプ特性を維持しかつ発光管温度を適正範囲（ラン
プ寿命ほぼ６０００時間以上を実現できる）に規制する
ことができ、発光管重量Ｗ（ｇ）とランプのワット数Ｐ
（Ｗ）の比を０．０３９より小さい範囲とするのは発光
管の最冷部温度を所定の添加物の蒸気圧が得られるのに
必要な温度とするためである。そして、色温度のバラツ
キを小さくするために発光管最冷部となる発光管両端の
管内の封着部の内面に添加物を溜める窪みを形成してい
る。

【０００８】

【発明の実施の形態】図１は本発明の実施例である７０
Ｗのメタルハライドランプを示す側面図であり、図中１
は石英製の発光管、２はその両端外面に形成した保温
膜、３は口金、４は外球バルブ、５ａ，５ｂはリ−ド線
を兼ねた発光管支柱、６は石英製の円筒状スリ−ブであ
り発光管の外周に配置され、スリ−ブ止め金具７を介し
て保持されている。又、８はゲッタ−であり、外球内は
真空にしてある。

【０００９】図２は上記ランプに用いた発光管１の要部
断面図を示す。発光管１は石英ガラスよりなり、回転楕
円体状に形成されている。発光管内には１対の主電極
９，１０が対設されており、両端の封着部１１，１２に
はモリブデン製の金属箔１３，１４が前記主電極と共に
封止されている。又、発光管の最冷部である管内の封着
部の内面には添加物が溜る窪み１５，１６が複数形成さ
れている。そして、この発光管１内には所定量の水銀と
ヨウ化ディスプロシウムのような希土類金属のヨウ化物
とタリウムのヨウ化物及びセシウムのヨウ化物と共にア
ルゴンガスが封入されている。

【００１０】次に、実験結果について説明する。まず、
発光管の壁面負荷（Ｗ／ｃｍ² ）と、発光管の重量Ｗ
（ｇ）とワット数Ｐ（Ｗ）とを種々変えて、ランプを試
作し点灯実験を行なった。この試作ランプは電極は芯棒
径が０．３ｍｍ，０．３５ｍｍ，０．４ｍｍで、コイル
の線径は０．１５ｍｍ，０．２ｍｍ，０．２５ｍｍであ
り、エバーライフ型で６ターンのものを用いた。又、管
入力は７０ワットとし、発光管にはヨウ化ディスプロシ
ウム１．９ｍｇ／ｃｃ、ヨウ化タリウム０．５ｍｇ／ｃ
ｃ、水銀８．８ｍｇ／ｃｃ、アルゴンガス２００Ｔｏｒ
ｒを封入したものを用いた。この実験結果を図３に示
す。

【００１１】図３より、Ｗ／Ｐの値が０．０３９の場
合、壁面負荷の値が１４より小さい場合は目標する平均
演色評価数（Ｒａ）を９０以上とすることができない。
又、壁面負荷の値が１４以上の場合でも、Ｗ／Ｐの値が
０．０３９を超えると、Ｒａは９０より小さくなる。

【００１２】次に、発光管の壁面負荷（Ｗ／ｃｍ² ）
と、発光管電極の重量Ｍ（ｇ）とワット数Ｐ（Ｗ）とを
種々変えて、ランプを試作し点灯実験を行なった。その
結果を図４に示す。図４においても図３とほぼ同様な結
果が得られた。即ち、Ｍ／Ｐの値が０．７５の場合、壁
面負荷１４より小さい場合はＲａ９０以上を達成できな
い。又、壁面負荷の値が１４以上の場合でも、Ｍ／Ｐの
値が０．７５を超えるとＲａ９０以上を達成できない。

【００１３】そして、発光管の内部に形成した窪みの有
無について説明する。本発明に係わるランプと従来構造
のランプ各２０本について点灯初期の色温度とランプ電
圧とを測定したところ、図５に示すような結果が得られ
た。図５中、○印が本発明ランプ、×印が従来ランプで
ある。図から明らかなように窪みを形成したランプが色
温度のバラツキの範囲が小さくなり、中心値４６００Ｋ
の±７％以内に入っていることが認められる。

【００１４】なお、前記実施例では７０ワットのランプ
について説明したが、本発明は１００ワット以下の他の
ワットのランプでもほぼ同様な効果が認められる。しか
し、、１００ワットを超える１５０Ｗあるいは２００Ｗ
以上のランプでは前記した傾向は認められなかった。

【００１５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は発光効率
が高く色特性が良好であり、色温度３０００Ｋ以上で５
０００Ｋ以下の色温度範囲が中心値の±７％以下であ
り、平均演色評価数Ｒａが９０以上であるので、屋内照
明用光源として最適であり、白熱電球やハロゲン電球よ
り高効率でありエネルギ−節約の効果が大きく、蛍光灯
に比べ光源が小さいため照明器具をコンパクトに設計で
きる等の利点がある。

【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
例を示す側面図である。

【図２】同じく発光管の要部断面図である。

【図３】発光管の重量Ｗ（ｇ）とワット数Ｐ（Ｗ）とを
種々変えたランプの発光管壁面負荷（Ｗ／ｃｍ² ）と、
平均演色評価数（Ｒａ）との関係を示す特性図である。

【図４】発光管の電極の重量Ｍ（ｇ）とワット数Ｐ
（Ｗ）とを種々変えたランプの発光管壁面負荷（Ｗ／ｃ
ｍ² ）と、平均演色評価数（Ｒａ）との関係を示す特性
図である。

【図５】本発明ランプと従来ランプの色温度（Ｋ）とラ
ンプ電圧（Ｖ）との関係を示す特性図である。

【符号の説明】

１ 発光管 ２ 保温膜 ３ 口金 ４ 外球バルブ ５ａ，５ｂ 発光管支柱 ６ 石英製スリーブ ７ａ，７ｂ スリーブ止め金具 ８ ゲッター ９ 電極 １０ 電極 １１ 封着部 １４ モ
リブデン箔 １２ 封着部 １５ 窪
み １３ モリブデン箔 １６ 窪
み

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発光管を外管内に保持してなる管入力１
   ００ワット以下のメタルハライドランプにおいて、両端
   に電極を封着してなる石英ガラス製発光管内に希ガスと
   水銀と共に少なくとも１種の希土類金属ハロゲン化物を
   封入し、（１）外球内を真空にし、（２）発光管形状を
   略回転楕円体形状とし、（３）発光管の内表面当たりの
   ワット数（壁面負荷）を１４Ｗ／ｃｍ² から２３Ｗ／ｃ
   ｍ² とし、（４）発光管の重量Ｗ（ｇ）とランプのワッ
   ト数Ｐ（Ｗ）との比を０．０３９より小さい範囲とし、
   （５）電極の重量Ｍ（ｍｇ）とランプのワット数Ｐ
   （Ｗ）との比を０．７５より小さい範囲とすることによ
   り平均演色評価数（Ｒａ）を９０以上とし、かつ前記発
   光管両端の管内の封着部の内面に窪みを形成してなるメ
   タルハライドランプ。
2. 【請求項２】 前記発光管は、石英製の円筒状スリ−ブ
   により、その外周が囲まれていることを特徴とする請求
   項１項記載のメタルハライドランプ。
3. 【請求項３】 前記発光管の封入物質は、アルゴンガス
   と水銀と共にヨウ化ジスプロシウム（ＤｙＩ₃ ）、ヨウ
   化タリウム（ＴｌＩ）及びヨウ化セシウム（ＣｓＩ）で
   ある請求項１又は２項記載のメタルハライドランプ。
4. 【請求項４】 前記発光管の封入物質は、アルゴンガス
   と水銀と共にヨウ化ジスプロシウム（ＤｙＩ₃ ）、ヨウ
   化ネオジウム（ＮｄＩ₃ ）及びヨウ化セシウム（Ｃｓ
   Ｉ）である請求項１又は２項記載のメタルハライドラン
   プ。