JPS60232661A - シングルエンド形低ワツト数のメタルハライドランプ - Google Patents

シングルエンド形低ワツト数のメタルハライドランプ

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JPS60232661A
JPS60232661A JP60058639A JP5863985A JPS60232661A JP S60232661 A JPS60232661 A JP S60232661A JP 60058639 A JP60058639 A JP 60058639A JP 5863985 A JP5863985 A JP 5863985A JP S60232661 A JPS60232661 A JP S60232661A
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JP
Japan
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arc
arc chamber
sealing portion
chamber
discharge lamp
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JP60058639A
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English (en)
Inventor
ウイリアム・エム・キーフエ
ダブリユー・カルビン・ガングル
ハロルド・エル・ロスウエル・ジユニア
ゼヤ・ケイ・クラスコ
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GTE Sylvania Inc
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Sylvania Electric Products Inc
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J61/00Gas-discharge or vapour-discharge lamps
    • H01J61/02Details
    • H01J61/30Vessels; Containers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
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    • H01J61/02Details
    • H01J61/04Electrodes; Screens; Shields
    • H01J61/06Main electrodes
    • H01J61/073Main electrodes for high-pressure discharge lamps
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J61/00Gas-discharge or vapour-discharge lamps
    • H01J61/82Lamps with high-pressure unconstricted discharge having a cold pressure > 400 Torr
    • H01J61/827Metal halide arc lamps

Landscapes

  • Discharge Lamps And Accessories Thereof (AREA)
  • Vessels And Coating Films For Discharge Lamps (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はシングルエンド形低ワット数のメタルハライド
アーク放電ランプに関し、詳しく〜・5と、シングルエ
ンド形低ワット数のメタルノ・ライドアーク放電ランプ
の電極整列状態およびアーク室の改良に関する。
従来の技術 一般に、通常のメタルノーライドアーク放電ランプは米
国特許第3.407.527号に開示されて(・るよう
に、いわゆる「ダブルエンド形」の設計のものである。
この米国特許のダブルエンド形ランプは一対の電極が溶
融シリカの発光管の両端部に封止されており、適当な充
填ガスがこの発光管内に挿入され、そして発光管はソケ
ットに受け入れられるように形成されたベース部材が取
付けられた外囲器内に位置付けされている。さらに、商
業的に入手できるランプは175ないし1500ワツト
の範囲であり、電極間のアークギャップは26ないし9
1日の範囲であり、ギャップ許容誤差は±tOW程度の
大きさである。
上述の比較的高電圧のメタルノ・ライドアーク放電ラン
プに対する改良が米国特許第4,161,672号に記
載されている漬この米国特許には、約250ワツトの電
力入力および約60ないし150ワツト/cIILのア
ーク負荷を有するランプが開示されている。しかしなが
ら、このランプの構造は同じくダブルエンド形のもので
あり、長手方向に延在する発光管の両端部に電極が封止
されている。
発明が解決しようとする問題点 このようなダブルエンド形の構造は製造するのに比較的
費用がかかり、また一端部に接続用のベースを具備する
外囲器に特に適した構造ではなく、さらにダブルエンド
形の構造は電極のギャップ間隔および位置決めに関する
限り比較的大きな公差を呈する傾向がある。
一方、米国特許第4.502.699号、第4、308
.483号、第4.320.322号、第4、521.
501号および第4.521.504号のシングルエン
ド形メタルノ・ライドアーク放電ランプには従来の光源
に対する改良が示されている。これら特許はすべて特定
の応用に適した構造および、または充填ガスの種類を開
示するものである。しかしながら、電極およびアーク室
の価格、あるいは電極の整列および公差の点で依然とし
て問題を残している。
発明の目的 本発明の目的はワット数の変化するかつ実質的に定電流
の性能を有する改良されたシングルエンド形の低ワツト
数のメタルノーライドアーク放電ランプを提供すること
である。本発明の他の目的は改善された等温のアーク室
を有する改良されたメタルハライドアーク放電ランプを
提供することである。本発明の他の目的は電極の整列状
態を向上させた改良されたメタルノ・ライドアーク放電
ランプを提供することである。本発明の他の目的は改善
された等温のアーク室を有しかつ電極の整列状態を改善
した改良されたシングルエンド形のメタルハライドアー
ク放電ランプを提供することである。
問題点を解決するための手段 本発明のこれらおよび他の目的、利点、ならびに能力は
、本発明の一面においては、充填ガスが封入された等温
のアーク室ならびに該アーク室の一端部を貫通して封入
され、このアーク室内に一対の電極を提供する一対の電
気導体を有し、アーク室の外径が1つの定数とランプの
ワット数に第2の定数を加えたものとの積に従って決定
されるシングルエンド形のメタルハライドアーク放電ラ
ンプによって達成される。
本発明の他の面においては、シングルエンド形メタルハ
ライドアーク放電ランプは充填ガスが封入された等温の
アーク室ならびに該アーク室の一端部を貫通して封入さ
れ、このアーク室内に一対の電極を提供する一対の電気
導体を有し、該一対の電極が約35ないし約150ワツ
トの範囲のランプに対して実質的に均一な電流を提供す
るアークギャップを有する。
本発明のさらに他の面においては、シングルエンド形メ
タルハライドアーク放電ランプは等温のアーク室、充填
ガスおよび一対の電極を含み、該アーク室の外径がある
定数とランプのワット数に一定の長さおよびアークギャ
ップの距離を加えたものとの積として変化し、約35な
いし約150ワツトの範囲のランプに対して実質的に均
一な電流を提供する。
以下、添付図面を参照して本発明の好ましい実施例につ
いて詳細に説明する。
第1図には低ワツト数のシングルエンド形メタルハライ
ドアーク放電ランプ5が示されており、このランプ5は
等温のアーク室7を含み、このアーク室7の一端部には
圧力封止部9が、また反対端にはチップオフ封止部11
がある。一対の電気導体13および15がアーク室7の
一端部を貫通して封入され、アーク室7内に一対の離間
された電極17および19を形成する。これら電気導体
13および15は圧力封止部9内に封止された一対の金
属リボン21および26に接続されており、これら金属
リボン21および23は付勢源に電気接続するように形
成された一対の電気リード25および27に接続されて
いる。
詳しくいうと、第2図に示すように、等温アーク室7は
外径(1)、内壁部分29、圧力封止継目部分31およ
びドーム部分(ドーム封止部分)33を有する。アーク
室7の外径(1)は次式によって決定される。
t = a W + b ここでWはランプのワット数、aはQ、07±0.01
11II/ワツトに実質的に等しく、bは7.20±t
o。
簡に実質的に等しい。従って、アーク室7の外径(1)
は使用されるランプのワット数に従って変化する。
また、圧力封止継目部分31は半径(r、)(外側表面
の曲率半径)を有し、この半径(r、)はアーク室7の
外径(1)の汐と定数(C)との和に等しい。ここで定
数(c)はt4±Q、2■に実質的に等しい。アーク室
7のドーム部分33は半径(r2)(外側表面の肩部に
おける曲率半径)を有し、この半径(r2)は圧力封止
継目部分310半径(r、)を定数(d)で割ったもの
に実質的に等しい。ここで定数(d)は2.0籠より大
きくかつ4.0gn1より小さい。さらに、圧力封止継
目部分31は約1150の値を持つ角変θと対しており
、かつ電極17および19の端部を結ぶ線A −A’の
中点に中心がある。
第3図は第1図の放電ランプ5、特にアーク室7を詳し
く例示するものである。アーク室7は内壁部分29、圧
力封止継目部分61およびドーム部分33を有する。一
対の電気導体13および15がアーク室7の一端部を貫
通して封止され、アーク室内に一対の電極17および1
9を提供する。これら電極17爺よび19のそれぞれは
アーク室7の内壁部分29から少なくとも約12簡の距
離(Y)だけ離間されている。また、電極17および1
9の端部はそれら間に距離(X)のギャップを有し、約
35ないし約150ワツトの範囲の、ランプに対して実
質的に均一な電流を提供し、かつ中心線x’−x’に関
して約0.24111より小さい偏差すなわち心ずれ(
U−V)を有する。さらに、これら電極17および19
の上記端部はドーム部分63の内壁部分29から少なく
とも約3.2 m1mのかつ多くても約3.9間の距離
(Z)離間されている。
低ワツト数の、通常は約65ないし約150ワツトの範
囲のワット数の、シングルエンド形メタルハライドアー
ク放電ランプを製造するにあたって、約825℃の最大
許容アーク室温度は電極の融解、不所望な電圧の上昇、
始動不良、効率の減少および壁の黒化のような寿命を短
かくする要因を最小にすることが確認された。また、電
極の背後のコールドスポット(冷点)および対流の影響
のような不所望な影響を実質的に除去するまたは少なく
とも大巾に減少させる等温のアーク室7を使用すること
により上述の最大許容アーク室温度でまたはその近傍で
ランプを動作させることができることが確認された。
また、アーク室7内の電極17および19の内端間のア
ークギャップすなわち間隔を制御するととKよって約3
5ないし約150ワツトの範囲のアーク放電ランプに対
して実質的に均一な電流が得られることが確認された。
詳しくいうと、上記範囲のワット数のアーク放電ランプ
は、両電極の内端間のアークギャップまたは距離(X)
が約1、74 X 10−5W3−五5 X 10−5
W2+ 2.67W+5.32に実質的に等しいときに
、実質的に均一な電流を有することが分った。ここで、
Xはアークギャップすなわち電極間間隔(−)であり、
Wはランプのワット数である。
第4図のグラフから明白に分るように、両電極の内端間
のアルクギャップすなわち距離(X)はランプのワット
数(W)の変化に従って変化する。
例えば、40ワツトのアーク放電ランプが約3.2簡の
アークギャップを有し、′また100ワツトのランプが
約7.811IHのアークギャップを有し、そして両ラ
ンプは実質的に同じ電流を有することになる。従って、
実質的に均一の電流が流れるということは使用する安定
器の値を変えることなく異なるワット数のランプを取替
えて使用できるということを意味することは容易に理解
できる。かくして、上述の形態に従って設計された種々
のワット数のランプは任意の放電ランプに通常は使用さ
れる安定器を変更する必要なしに種々のワット数のもの
を取替えて使用することを可能にする。
限定するものではないが、特定例として、好ましい一実
施例の40ワツトシングル工ンド形小形メタルハライド
発光管は次の形態を有するように構成された。
ランプ外径(’)=1o、om 圧力封止部分半径(rl)=6.4鴎 ド一ム部分半径(r2)−五2鱈 圧力封止継目部分に対する角度(θ)=1150また、
アーク室7内の一対の電極17および19はアーク室7
の内壁部分から約t′5m離間され、アークギャップは
約&2m111であり、電極17および19の中心から
の偏差はα241111より小さく、そして電極17お
よび19はドーム部分33から約15m離間された。
ランプの初期充填ガスは約Z4〜の水銀(Hg)、4.
011に9のNaIと5cIs (NaI対5cI5の
モル比)ま20:1)、0.121n9ノXカンジウム
(SC)および100トルのアルゴンを含むものであっ
た。真空容器内での約40ワツトの電力負荷におけるラ
ンプの動作時に、アーク室壁の温度は圧力封止継目部分
31に隣接する約740℃の最低温度力・らドーム部分
′55における約770℃の最高温度まで変化すること
が分った。従って、アーク室70表面温度は圧力封止継
目部分31からド−ム部分33までせいぜい約±15℃
変化するだけであった。その上、アーク室7に最も近〜
・圧力封止継目部分51の温度は約±5℃の範囲内にあ
ることカー分った。
@5図は4000時間の開動作させた複数のシングルエ
ンド形40ワットメタル/1ライドアーク放電ランプの
光出力(ルーメン)を例示するものである。容易に理解
できるように、約2300ルーメンの初期ルーメンレベ
ルが4000時間において約1970ルーメンすなわち
86%に維持されている。また、第6図は4ooo時間
の開動作する同じグループのランプのランプ電圧を例示
するものである。この図において、ランプ電圧は約20
00時間でピークに達し、そして初期始動電圧に向って
徐々に下降する。
発明の効果 上述のテストデータから明白なように、本発明によれば
寿命を短かくする要因が減ぜられた低ワツト数のシング
ルエンド形メタルハライドアーク放電ランプが提供され
ることが分る。すなわち、アーク室を等温にする設計な
らびに公差を小さくする電極の整列状態は低ワツト数の
シングルエンド形メタルハライドアーク放電ランプの性
能を改善するよ5に作用する。その上、適正な電極の設
計により実装的に均一な電流が流れるようにしたことに
より約35ワツトから約150ワツトまでワット数が変
化するランプに対して単一の安定器が使用できるという
利点がある。
現在本発明の好ましい実施例であるとみなされているも
のを記載し、図示したけれど、特許請求の範囲によって
定義される本発明の範囲から逸脱することなしに種々の
変形および変更がなし得ることはこの分野の技術者には
明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のシングクエンド形メタルハライドアー
ク放電ランプの断面図、第2図はアーク室の臨界的寸法
を例示するシングルエンド形メタルハライドアーク放電
ランプの断面図、第3図は電極の臨界的寸法を例示する
シングルエンド形メタルハライドアーク放電ランプの断
面図、第4図は実質的に一定の電流値で動作し得るアー
ク放電ランプのアークギャップ(X)とワット数(W)
の関係を示す曲線図、第5図は本発明のシングルエンド
形メタルハライドアーク放電ランプの動作時間によるル
ーメン保持性能を示す特性図、第6図は本発明のシング
ルエンド形メタルハライドアーク放電ランプの動作時間
による電圧の変化を示す特性図である。 5:低ワット数シングルエンド形メタルハライドアーク
放電ランプ 7:等温のアーク室 9:圧力封止部分 13.15:電気導体 17.19:電極 29:内壁部分 31:圧力封止継目部分 63:ドーム部分 t:アーク室外径 rl:部分310半径 r2:部分330半径 67部分31に対する角度 X:電極間ギャップ 代理人の氏名 倉 内 基 弘 同 風 間 弘 志 日G、1 FIG、 2 FIG、3 FIG、5 171介六間(昨) FIG・’ !7] (−p 1シIT3((t’−コ
)第1頁の続き @発明者 ハロルドφエル・ロス ウェル拳ジュニア 0発 明 者 ゼヤ・ケイ・フラスコ アメリカ合衆国マサチューセッツ州ロウリー、ニューベ
リ・ロウド103 アメリカ合衆国マサチューセッツ州ダンバース、プラウ
エア・アベニュー 5

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 rt+ 外径とドームおよび圧力封止部分を含む内壁と
    を有する等温のアーク室と、 該アーク室内に配された充填ガスと、 前記アーク室の一端部を貫通して封入され、このアーク
    室内に一対の電極を提供する一対の電気導体 とを具備するシングルエンド形低ワット数のメタルハラ
    イドアーク放電ランプにおいて、前記一対の電極が約3
    5ないし約150ワツトの範囲のランプに対して実質的
    に均一な電流を提供する距離の内端間間隔を有し、前記
    アーク室が次式、 t = a W + b ここで、tはアーク室の外径、Wはランプのワット数、
    a = 0.07±IIL01■/ワツト、b=7.2
    0±t001II+。 によって決定される外径を有することを特徴とするメタ
    ルハライドアーク放電ランプ。 (2)前記電極的端間間隔が次式、 X = 174x1o−’W’ −5,3Xl 0−3
    W2+2.(57W+ 5.32ここで、Xは電極的端
    間間隔(sI)、Wはランプのワット数、 に従って変化する特許請求の範囲第1項記載のアーク放
    電ランプ。 (3)前記電極が前記アーク室の前記内壁から少なくと
    も約121QIの距離離間されており、前記アーク室の
    前記圧力封止部分が次式、 r、−/2+c ここで、c = 14十0.2鱈、 に従う半径(rl)を有、する特許請求の範囲第1項記
    載のアーク放電ランプ。 (4)前記電極が前記アーク室の前記ドーム封止部分か
    ら少なくて約12鰭、多くて約49鴫離間されており、
    前記アーク室の前記ドーム封止部分が前記圧力封止部分
    の半径(r、)をある定数(d)で割ったもの、ここで
    r、−7乃+c、c:=14±0.211m、2(d(
    41111、に実質的に等しい半径(r2)を有する特
    許請求の範囲第1項記載のアーク放電ランプ。 (5)前記電極が約[124mより小さい心ずれを有し
    、前記アーク室の前記圧力封止部分が前記一対の電極の
    内端間を結ぶ線の中点から取った約115゜±400の
    角度(θ)内に含まれる特許請求の範囲第1項記載のア
    ーク放電ランプ。 (6)前記電極が前記アーク室の前記内壁から少なくと
    も約121mの距離離間され、前記アーク室の前記ドー
    ム封止部分から少なくて約52鱈、多くて約3.9 t
    arの距離離間され、そして約0.24鰭より小さい心
    ずれを有する特許請求の範囲第1項記載のアーク放電ラ
    ンプ。 (7)前記アーク室の前記圧力封止部分が外径(1)の
    腫と約1.4±0.02fiの定数(C)との和に実質
    的に等しい半径(r、)を有−し、前記アーク室の前記
    ドーム封止部分が前記圧力封止部分の半径(rl)を定
    数(d)、ここで2〈dく4fi、で割算したものに実
    質的に等しい半径を有する特許請求の範囲第1項記載の
    アーク放電ランプ。
JP60058639A 1984-03-27 1985-03-25 シングルエンド形低ワツト数のメタルハライドランプ Pending JPS60232661A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US59378084A 1984-03-27 1984-03-27
US593780 1984-03-27

Publications (1)

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ID=24376146

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JP60058639A Pending JPS60232661A (ja) 1984-03-27 1985-03-25 シングルエンド形低ワツト数のメタルハライドランプ

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JP (1) JPS60232661A (ja)

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