JPH11504757A - ハロゲン化金属ランプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、容積Ｖ_buのアウターバルブを具え、その内部に容積Ｖ_obを有し且つセッラミック壁を具える放電管を配置し、この放電管に水銀、少なくとも１種類のハロゲン化物及び充填圧Ｐ_obの希ガスを充填したハロゲン化金属ランプに関するものである。本発明のハロゲン化金属ランプは関係式Ｐ_ob＊Ｖ_ob／Ｖ_bu≦６ｍｂａｒを満たす。

Description

【発明の詳細な説明】 ハロゲン化金属ランプ 本発明は、容積Ｖ_buのアウターバルブを具え、その内部に容積Ｖ_obを有し且つ セッラミック壁を具える放電管を配置し、この放電管に水銀、少なくとも１種類 のハロゲン化物及び充填圧Ｐ_obの希ガスを充填したハロゲン化金属ランプに関す るものである。 明細書前文に記載の種類のランプは、ＷＯ９５／２８７３２により知られてい る。高い発光効率と良好な色特性（通常の演色評価数Ｒａ≧８０）とを兼備する 既知のランプは、特にインテリア照明の光源として使用するのに著しく好適であ るが、これは又このランプの寸法が比較的小さいためである。 本明細書及び請求項中の用語である「セラミック壁」は、単結晶体の金属酸化 物（例えばサファイア）や、多結晶体の高密焼結窒化金属（例えばＡｌＮ）はも ちろんのこと高密焼結の多結晶体の金属酸化物（例えばＡｌ₂Ｏ₃、ＹＡＧ）を含 むものであると理解されたい。充填圧という用語は、明細書中では常温下での圧 力のことである。 既知のランプは寿命を迎えると、ランプを動作するための電気的装置に損傷を 与える強度の直流が生じる恐れがある。これは、本発明が解決すべき問題である 。 本発明は、明細書前文に記載の種類のランプにおいて、この目的を達成するた めに、Ｐ_obをｍｂａｒ、Ｖ_ob及びＶ_buをｍｍ³とするとき、希ガスの充填圧が関 係式Ｖ_ob＊Ｐ_ob／Ｖ_bu≦６ｍｂａｒを満たすことを特徴とする。 本発明によるランプの重要な利点は、希ガスが放電管からリークする場合でも アウターバルブ内の希ガスの圧力が著しく制限されることである。アウターバル ブ内で起こる放電の危険性と、それに付随して生じる強力な直流とが本発明の利 点により相当程度阻止される。多くの場合にはランプが寿命を迎えると放電管の リークが生ずることが知られている。希ガスの充填圧は、放電管にリークが生じ ている場合に希ガスの圧力が６ｍｂａｒ以下となるように選択するのが好適であ る。 希ガスの圧力を、アウターバルブ内の圧力が４ｍｂａｒ以下となるように制限 すると、アーク放電は起こらず電気が流れている伝導体間のグロー放電のみが可 能である。グロー放電では非常に弱い電流が流れるので、有利な特性である。こ れは２５０Ｖ以下の交流電源の場合或いは又前記交流電源の最大電圧以下の電圧 レベルを与えるスイッチモード電源の場合に特に当てはまる。 驚くべきことに、希ガスの充填圧Ｐ_obの値を上式を満足するように制限して、 ランプの燃焼特性は既知のランプに比べて殆ど影響を受けないことが確かめられ た。希ガスを加えるのは点弧促進のためであるが、通常は充填圧が増すと共に点 弧促進効果も増大する。４０ｍｂａｒ以下の充填圧では、点弧を効果的に促進す るには不十分であることが知られている。 本発明によるランプを実施するに当たっては、上述した条件を満足することに より、アウターバルブを実際にどのように構成しても上述した問題が解決され、 相互に異なるタイプのアウターバルブを有するランプの点弧動作は僅かに異なる だけである。 製造を著しく簡素化する目的に対しては、希ガスの充填圧Ｐ_obを１７０ｍｂａ ｒ以下に制限するのが有利である。 インテリア用照明に好適なランプでは、ランプの定格出力が通常は比較的低く 、実際にはせいぜい１５０Ｗが好適である。実際の用途に特に好適なランプは、 定格出力がとりわけ１００Ｗ、７０Ｗ、５０Ｗ及び３５Ｗか或いはさらに低いラ ンプである。これらのランプの形は管状としたり、反射型の球状とすることがで きる。 放電管を高度に小型化することにより、ビーム状の光を生じる光源としてラン プを使用することが著しく好適となる。しかしながら、これに対する要件は、ア ウターバルブを同様に小型化すべきことであるが、又その結果放電管に接続され る電流伝導体同士の距離が、特に反射型の球状バルブ及び一端接続形の管状バル ブの場合には、比較的短くなる。電流伝導体間の距離を短くすることにより、通 常は放電が起り易くなる。 本発明のこれらの或いは他の要旨を、本発明によるランプの実施例を示す図面 によってより詳細に説明する。 図１は、本発明によるランプを図式的に示したものであり、画成する。 図２は、図１のランプの放電管を詳細に示したものである。 図１は、放電スペース１１を規定するセラミック壁を有する容積Ｖ_obの放電管 ３を具える、高圧放電ランプを示したものである。実施例においては、放電管は 、充填圧Ｐ_obを有する希ガスだけでなく、Ｈｇ及び少なくとも１種類のハロゲン 化金属を具える充填材を含む。放電管は、突出したセラミックプラグ３４、３５ により両端部が封止されており、このプラグにより電流貫通伝導体（図２：４０ 、４１、５０、５１）を僅かな時間を以って包囲し、電極４、５を放電管内に配 置し、この放電管を放電ランプスペースから離間して対向する端部で溶融セラミ ックシール（図２：１０）により気密封止により連結する。放電管を容積Ｖ_buを 有するアウターバルブ１内に配置し、このアウターバルブの一端にランプキャッ プ２を設ける。放電は、ランプが作動状態にあるときに電極４、５の間で起こる 。電極４を電流伝導体８を介してランプキャップの部分を構成する第１電気接点 に接続する。電極５を電流伝導体９を介してランプキャップ２の部分を形成する 第２電気接点に接続する。図２でより詳細に示す（スケールは真でない）放電ラ ンプはセラミック壁を有し、端壁部分３２ａ、３２ｂの各側面で仕切られる内径 ＩＤを有する円筒部分から形成され、各端壁部分３２ａ、３２ｂは放電スペース の端部表面３３ａ、３３ｂを規定する。端壁部分は各々開口を有し、この開口内 では突出したセラミックプラグ３４、３５が焼結されたジョイントＳにより端壁 部分３２ａ、３２ｂ内に気密封止によって固定される。突出したセラミックプラ グ３４、３５は各々チップ４ｂ、５ｂを有する電極４、５の電流貫通伝導体４０ 、４１、５０、５１を包囲する。電流貫通伝導体を放電スペースから離間して対 向する側で溶融セラミックシール１０により突出したセラミックプラグ３４、３ ５に気密封止で連結する。電極チップ４ｂ、５ｂは、距離ＥＡだけ離間している 。電流貫通伝導体は、例えばＭｏ−Ａｌ₂Ｏ₃サーメットのようにハロゲン化に対 して抵抗力のある部分４１、５１と、溶融セラミックシール１０により気密封止 で適当な端部プラグに固定される部分４０、５０とを各々具える。溶融セラミッ クシールは、各Ｍｏサーメット４１、５１を越えて幾らか、例えば約１ｍｍに亘 り延在する。部分４１、５１はＭｏ−Ａｌ₂Ｏ₃サーメットによらずに別の方 法で形成できる。他の可能な構造は、例えばＥＰ−０５８７２３８から知られて いる。特に好適な既知の構造は、ハロゲン化に対して抵抗力のあるピンの回りに 設けられる同じ抵抗力のあるコイルを具える構造である。Ｍｏはハロゲン化に対 して抵抗力のある材料としてはかなり好適である。部分４０、５０に、膨張係数 が端部プラグの膨張係数にきわめて良く一致する金属を具える。例えばＮｂは、 非常に好適な金属である。この部分４０、５０を詳細に示さない方法で導電体８ 、９に連結する。記載した電流貫通構造により、いかなる点灯位置においてもラ ンプを動作させることが可能となる。 各電極４、５は、チップ４ｂ、５ｂ付近にコイル４ｃ、５ｃを具える電極ロッ ド４ａ、５ａから成る。記載した実施例において電極チップは、端壁部分により 形成される端部表面３３ａ、３３ｂ内にほぼ存在する。 突出したセラミックプラグは、端壁部分３２ａ、３２ｂの端部表面から一定の 距離だけ引き込むように設けられ、焼結ジョイントＳによって気密封止により固 定される。或いは又、本発明によるランプの他の実施例においては、突出したセ ラミックプラグ３４、３５は、端壁部分３２ａ及び３２ｂに対して引き込ませな い。この場合において、電極チップは端壁部分により形成された端部表面３３ａ 、３３ｂ間に存在する。 図面に示した本発明によるランプの実施例においては、ランプの定格は７０Ｗ 、２４０Ｖであった。放電管の充填材に、４．４ｍｇのＨｇと、質量比が６５： １０：２５である８ｍｇのＮａＩ、ＴｌＩ及び（Ｄｙ＋Ｈｏ＋Ｔｍ）Ｉ₃とを具 える。更にランプに１６０ｍｂａｒの充填圧Ｐ_obを有する点弧用ガスとしてＡｒ を具える。ランプは、カラーポイントコーディネイト（ｘ、ｙ；４３７、４０４ ）と８０より大きい通常の演色評価数Ｒａとを有する３０００Ｋの色温度に設計 された。放電管は、多結晶体のアルミナから成り、６．８５ｍｍの内径ＩＤを有 し、電極チップ間の寸法ＥＡは７ｍｍである。突出したプラグを端壁部分により 形成された端部表面から１ｍｍの距離にある端壁部分内で焼結する。端壁部分は 各々３ｍｍの高さを有し、その結果端部プラグを有する焼結ジョイントが２ｍｍ の長さに亘り延在する。このような焼結ジョイントの長さが、端壁部分と突出プ ラグとの間の十分に強力な気密封止による固着を実現するには実際十分であるこ とが知られており、又大規模な大量生産の場合も同様である。電極チップは端部 面に存在する。各電極に、チップ部分でＷコイルを具えるＷロッドを設ける。 続いて、気密封止溶融セラミックシールを、各突出したセラミックプラグと、 関連する電流供給伝導体との間に本来既知である方法で形成する。 溶融セラミックシール１０は、放電スペースから離間して対向する突出したプ ラグの端部の３，５ｍｍの長さに亘り延在する。 放電管は２５７ｍｍ³の容積Ｖ_obを有する。アウターバルブの容積Ｖ_buを１２ ．８ｃｍ³とする。電流伝導体８と９との間の最小離間距離を３ｍｍとする。関 係式Ｐ_ob＊Ｖ_ob／Ｖ_buの値は３．２であり、従ってこの場合には必要条件≦６を 満たす。 同じ定格を有し、光を反射するバルブを設けたランプにおいて、電流伝導体間 の最小距離を３ｍｍとし、バルブの容積Ｖ_buを６．２３ｃｍ³とする。実際の場 合の希ガス充填圧Ｐ_obは９５ｍｂａｒであり、関係式Ｐ_ob＊Ｖ_ob／Ｖ_buの値は３ ．９である。 ３５Ｗ、２４０Ｖの定格を有する実際のランプの放電管の容積は１１７ｍｍ³ である。ＰＡＲ２０型の反射型バルブを使用する際には、アウターバルブの容積 を５．７１ｃｍ³とする。電流伝導体間の最小距離を３ｍｍとする。希ガス充填 圧を２００ｍｂａｒとなるように選択すると、その結果関係式Ｐ_ob＊Ｖ_ob／Ｖ_bu の値は４となる。 他の実施例では、ランプ内の希ガス充填圧を６０ｍｂａｒとし、出力を１５０ Ｗ、管状アウターバルブを７０Ｗランプ型とする。このランプの放電管は９３０ ｍｍ³の容積を有し、その結果関係式Ｐ_ob＊Ｖ_ob／Ｖ_buの値は４．４となる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．容積Ｖ_buのアウターバルブを具え、その内部に容積Ｖ_obを有し且つセッラミ ック壁を具える放電管を配置し、この放電管に水銀、少なくとも１種類のハロゲ ン化物及び充填圧Ｐ_obの希ガスを充填したハロゲン化金属ランプにおいて、Ｐ_ob をｍｂａｒ、Ｖ_ob及びＶ_buをｍｍ³とするとき、希ガスの充填圧が関係式Ｐ_ob＊ Ｖ_ob／Ｖ_bu≦６ｍｂａｒを満たすことを特徴とするハロゲン化金属ランプ。 ２．アウターバルブ内の希ガスの充填圧Ｐ_obが４ｍｂａｒ以下と圧力になるよう にこの希ガスの充填圧Ｐ_obを制限したことを特徴とする請求項１に記載のランプ 。 ３．ランプの定格出力を１５０Ｗ以下としたことを特徴とする請求項１或いは２ に記載のランプ。