JPS618841A

JPS618841A - 高輝度放電ランプのアルカリ金属の損失減少装置

Info

Publication number: JPS618841A
Application number: JP60095680A
Authority: JP
Inventors: ビンセント・デイー・マイアー; ウイリアム・エム・キーフエ
Original assignee: Sylvania Electric Products Inc
Current assignee: GTE Sylvania Inc
Priority date: 1984-05-07
Filing date: 1985-05-07
Publication date: 1986-01-16
Also published as: CA1229119A; EP0160972A2; EP0160972A3; US4614890A; EP0160972B1; DE3573043D1

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】産業上の利用分野本発明は高輝度放電ランプにおけるナトリウムの損失に
関し、より詳しくはランプ内でのナトリウム金属の損失
を減小させるための高輝度放電ランプの構成に関するも
のである。

従来の技術一般に、高圧ナトリウムランプおよびメタルハ井ライド放電ランプのような高輝度放電ランプは内　　・
１、）部にすＦリウムを有する発光管およびこの発光管に隣接
配置された金属導体を含む外囲器を備えている。また、
ナトリウムを含む発光管はこのナトリウムを放電ランプ
の動作使用中に解放する傾向を有することは古くから知
られている。

従来の測定によれば高輝度放電ランプにおけるナトリウ
ムの損失は金属導体から放出され、発光管の壁面に蓄積
した光電子の表面電荷によって誘起される電気分解作用
に起因するものであることが示されている。また、この
ナトリウムの損失によってランプの寿命期間を短縮させ
るとともに、外囲器の黒化をもたらすことも、矧ちれて
いる。さらに、ナトリウムが失われる速さは発光管壁の
動作温度および発光管壁を横切る電界強度に依存すると
いうことが錦定されている。

発明が解決しようとする間顕点メタルハライドランプのような高輝度放電ランプの発光
管からのナトリウムの損失を減少するすでに知られてい
る１つの試みはいわゆる「フレームレス（フレームなし
の）構造」を使用することである。この場合には発光管
に沿うサイドロンドがなく、従って光電子放出およびナ
トリウムの電気分解作用が減少する傾向がある。しかし
、この構造は発光管の末喘から外囲器に連結されるステ
ムに至る比較的長いタングステンあるいはモリブデンの
電流帰路を必要とする。残念ながら、そのような電流帰
路構造は比較的長い電流帰路によってもたらされる歪の
増大によりステムの破砕および管の破損を生じ易い。さ
らに電流帰路材料は高価でありまた比較的大きな外囲器
を必要とする。

また、高圧ナトリウム（Ｉ（ＰＳ）ランプにおけるナト
リウムの損失は発光管内のナトリウムの圧力を制限しか
つ過剰にナトリウム充填を行なうことにより最小にされ
てい゛る。しかし、発光管内の圧力を制限するとランプ
の演色性能を著しく制限する欠点がある。また、過剰に
ナトリウムを充填すると、冷点温廣により制御される飽
和蒸気相でのランプ動作を惹起し、その結果ランプは高
電圧下にさらされ、寿命が短かくなる欠点があった。

発明の目的本発明の目的は従来技術の上記の諸欠点を除去する構造
を提供することにある。本発明の他の目的は改良された
高輝度放電ランプを提供することにある。本発明のさら
に他−の目的はそのような構造におけるナトリウムの損
失を減少させることによって高輝度ランプの動作能力を
向上することにある。本発明のさらに他の目的は高輝度
放電ランプの発光管のナトリウム保持能力を高くするこ
とにある。本発明のざらに他の目的はナトリウムの損失
を減少させることによってより高いナトリウム圧下で動
作し得る高圧ナトリウムランプを提供することにある。

問題点を解決するための手段これら賭目円、利点および可能性は、本発明の一面にお
いては、金属導体および内部にナトリウムを有する発光
管を含む外囲器と前記金属導体に隣接ｉ！ｉｉｌ！置さ
れた、壁厚の増大した部分とを有する高輝度放電ランプ
によって達成される。

以下、本発明の好ましい実施例について添付図ｊ　　　
　面を参照して詳細に説明する。

第１図を参照すると、低ワット数のメタルハライドアー
ク放電ランプ５はガラスステム部材９に気密封止されか
つこの部分に固定された外部ベース部材１１を有する排
気された外囲器７を含んでいる。一対の電％導体１３お
よび１５が封入され、ステム部材９を通過し、外部電源
（図示せず）による放電ランプ５の付勢のための接続を
可能にする。

排気された外囲器７の真空内において支持部材１７が一
方の電気導体１３に固定され、ランプ５の長手方向軸に
は〈平行に延在し、外囲器７の上部近傍に円形構造体１
９を形成する。この円形構造体１９は、外囲器７の上部
とともに、支持部材１７を適切な配列状態に維持しかつ
外部からの衝撃により惹起される変形に耐えるように作
用する。

第１の帯金部材２１が支持部材１７に溶接され、そこか
ら支持部材１７の長手方向軸と直角な方向に延在してい
る。ドーム状の石英スリーブ２３はドーム部分とは反対
の端部に一対の対向配置されたノツチ２５および２７を
有している。これらノ　　　？フチ２５．２７はドーム
状石英スリーブ２３を支持するように鋤く第１の帯金部
材２１が屑入できるように形成されている。また、は！
円形の帯金２９がドーム状の石英スリーブ２３をそのド
ーム部分近傍で取囲み、かつ支持部材１７に固着されて
いる。

ドーム状の石英スリーブ２３内には発光管５１が配置さ
れている。この発光管３１はその対向端部に挟圧（圧力
）封止部３３および３５をそれぞれ有する。金属箔部材
５７および３９がこれら圧力封止部３３および３５内に
封入され、電気導体４１および４３がこれら箔部材３７
．３９に固着され、圧力封止ｓ５５．３５から外方に延
午している。可撓性の支持部材４５が電気導体の一方４
１および支持部材１７に固定されている。また、リード
４７はドーム状石英スリーブ２３のドーム部分を通過す
る他方の電気導体４６に固着されている。さらに、可撓
性のバネ状部材４９がリード４７を一対の電気導体１３
および１５の他方１５に接続する。一対のゲッタ５１お
よび５３が電気導体１３および１５に固定され、外囲器
７およびドーム状石英スリーブ２Ｓ内に真空を提供しか
っこの真空を維持するように働く。さらに、一対の電極
５５および５７が発光管３１の両端部内に突出している
。

発光管３１についてより詳しく説明すると、圧力封止部
３３および３５にすぐ隣接しこれら封止部を含む発光管
の両端のそれぞれは壁の温度をより均一化するためへ白
い酸化ジルコニウムペイントで被覆されている。また、
発光管３１は始動ガス、すなわち水銀とスカンジウムお
よびナトリウムのハｐゲン化物とを含んでいる。さらに
、この構造には他のメタルハライドも適する。

重要なことは、発光管５１が支持部材１７のすぐ近くに
配置された増大された壁厚部分５９を含んでいることで
ある。この金属導体の形式にある支持部材１７はランプ
５および発光管３１の長手方向軸には寸平行に伸びてい
る。したがって、発光管３１の増大された壁厚部分５９
は支持部材１７に対面し、かつ平行となる。

等角投影図で示した第２図から朗らかなように、発光管
３１は増大された壁厚部分５９を具備するＲ部材を有し
ている。この増大された壁厚部分５９は発光管３１のチ
ップオフ領域であり、支持部材１７の方向に平行な長手
方向軸に沿って伸びる増大された壁厚の一対の翼状部６
１を含むことが好ましい。また、この増大された壁厚部
分５９およびＲ状部６１は支持部材１７のすぐ近くに位
置している。したがって、発光管３１から支持部材１７
へのナトリウムの損失はこの増大された壁厚部分５９お
よび菖状部６１によって抑止される。

第３図はステム部材６７に気密封止された外囲器６５お
よびこの外囲器６５に固着されたペース部材６９を有す
る高圧ナトリウムランプ６３を示す。

一対の電気リード７１および７６がステム部材６７に封
止されて貫通し、外部電源（図示せず）からのエネルギ
ーを受は入れることを可能にしている。外囲器６５内に
配置され、一方の電気リード７１に固着された支持部材
７５は外囲器６５の長Ｊ　　　　手方向軸にほゞ平行に
延在する金属導体の形式にある。また、一対の導電性の
交差部ｉｆＡ’７７および７９がそれぞれ支持部材７５
の両端に固着されかつ外囲器６５の長手方向軸には寸直
角な方向に伸びている。

外囲器６５内には例えば多結晶アルミナのような透光性
のセラミック材からなる細長いは寸円筒状の発光管８１
が配置されている。一対の電気導体８３および８５が発
光管８１の両端に封入されかつそこから外部に延在して
いる。一方の電気導体８３は交差部材７７に固定されか
つ電気リード７３に７ｐ気的に接続されたセラミック部
材８７内に支持されている。他方の電気導体８５は交差
部材７９に電気的に接続されかつ９電性支持部材７５を
介して電気リード７１に電気的に接続される。対の可撓
性張力印加部材８９および９１が支持部材７５の両端に
固着され、発光ｇ８１の外囲器６５内での位置決め確保
に用いられる。さらに、好ましくはバリウムのような１
つ又はそれ以上のゲッタ９３が好ましくは排気された外
囲器６５内に配置されている。　　　　　　　　　　　
　　　　　　←【 □）発光管８１はその両端の発光管８１内の電極（図示せず
）近傍に固着された一対の熱絶縁スリープ９５．９７を
有している。また、ナトリウムおよび通常は水銀を含む
充填ガスが発光管８１内に封入されている。

重要なことは発光管８１が増大された壁厚部分９９を備
えており、この増大された壁厚部分９９が支持部材７５
に隣接して配置されているということである。＠４図の
断面図により容易にわかるように、発光管８１は増大さ
れた壁厚部分９９を有し、この部分９９が外囲器６５の
長手方向軸には丈平行に伸びる支持部材７５に隣接配置
されている。

したがって、発光管の増大された壁厚部分５９および９
９を、第１図および第３図の金属導体すなわち支持部材
１７および７５側でかつこれに隣接するように向けるこ
とにより、放電ランプの動作期間中発光管からのナトリ
ウムの損失を著しく減少できることが明らかとなった。

明らかに発光管の増大された壁厚部分と金属導体との関
係が重要な要素である。この発光管からのナトリウムの
損失を減少させることに対しては、金属導体領域におけ
る増大された厚さの壁の温度を低くすること、増大され
た壁厚およびこの増大された壁厚の領域における金属導
体と発光管間の増大した湾曲による発光管から金属導体
への対流を減少させることのような多くの理論が発展し
てきたが、決定的な理由はまだ確立されていない。しか
し、増大された壁厚部分がナトリウムを引き出す電界の
方向あるいは金属導体の方向に向けられた場合には、発
光管からのナトリウムの損失を減少できることが本発明
によって確立された。

したがって、高圧ナトリウムランプにおけるこのナトリ
ウムの損失の減少は特に比較的高いＣＲＩ（演色指数）
を有するいわゆる高圧ナトリウムランプにおいて明らか
である。高ＣＲＩ型高圧ナトリウムランプはしばしば約
２５０トールの範囲の圧力を有するが、ナトリウムの損
失の減少によって約２５０トールの圧力を有する構造体
の製為が可能になる。

現在のところ本発明の好ましいと考えられる実施例につ
いて図示し説明してきたが、特許請求の範囲に定翰され
た本発明から逸脱することなく種々の変形並びに変更が
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】

＠１図は本発明の一実施例の高輝度放電ランプを示す正
面図、第２図は第１図の実施例の等角投影図、第３図は
本発明の他の実施例の高輝度放電ランプを示す正面図、
第４図は第６図の実施例の断面ＩＡである。５：メタルハライドアーク放電ランプ７：外囲器９：ステム部材１１：ベース部材１３．１５：電％導体１７：支持部材、　　　　　１９“円形構造体２３：石英スリーブ２５．２７？ノツチ２９：帯　金３１：発光管３３．６５：圧力封止部４１．４３Ｆ電気導体４５：可撓性支持部材４７：電気リード４９；バネ状部材５１．５３ニゲツタ５９：増大された壁厚部分６１：ｎ状部ＦＩＧ、１

Claims

【特許請求の範囲】

（１）気密封止された外囲器と、ナトリウムを含み、壁
厚の増大された部分を有し、かつ前記外囲器に配置され
た発光管と、前記外囲器内に配置され、前記発光管の前
記壁厚の増大された部分にすぐ隣接して配置された金属
導体とを備え、前記発光管からのナトリウムの損失を減
少させるようにしたことを特徴とする高輝度放電ランプ
。
（２）前記発光管の前記壁厚の増大された部分が圧力封
止部の平面内のチップオフ部分の形式にあり、該圧力封
止部が実質的に前記金属導体に沿つて延在する複数の翼
状部を有する特許請求の範囲第１項記載の高輝度放電ラ
ンプ。
（３）前記発光管の前記壁厚の増大された部分が前記金
属導体の方向に向けられたチップオフ部分の形式にある
特許請求の範囲第１項記載の高輝度放電ランプ。
（４）前記発光管は長手方向軸を有するほぼ円筒形状で
あり、前記発光管の前記壁厚の増大した部分が前記金属
導体に隣接して前記長手方向軸に沿つて延在している特
許請求の範囲第１項記載の高輝度放電ランプ。
（５）前記ランプは高圧ナトリウムランプの形式にある
特許請求の範囲第１項記載の高輝度放電ランプ。
（６）前記ランプは高演色性指数（ＣＲＩ）を有し、約
２５０トールの範囲のナトリウム圧で動作する高圧ナト
リウムランプの形式にある特許請求の範囲第１項記載の
高輝度放電ランプ。
（７）前記ランプはメタルハライド放電ランプの形式に
ある特許請求の範囲第１項記載の高輝度放電ランプ。
（８）前記ランプは低ワット数のメタルハライド放電ラ
ンプの形式にある特許請求の範囲第１項記載の高輝度放
電ランプ。
（９）ドーム状石英容器が前記発光管のまわりに入れ子
形式ではめ込まれており、かつ前記発光管と前記金属導
体の中間に位置付けされた部分を含んでいる特許請求の
範囲第１項記載の高輝度放電ランプ。
（１０）気密封止された外囲器を有する高輝度放電ラン
プにおいて、ナトリウムを含み、厚さの増大された部分
を有する壁部材を備えた発光管と、前記外囲器内でこの
外囲器と前記発光管との中間に位置付けされた金属導体
と、前記発光管を前記壁部材の前記厚さの増大された部
分が前記金属導体にすぐ隣接する状態に整列するように
前記発光管を配向するための手段とを具備し、前記発光
管からのナトリウムの損失を減少するようにしたことを
特徴とする高輝度放電ランプ。
（１１）前記発光管の前記壁部材の前記厚さの増大され
た部分は前記金属導体にほゞ平行な方向に延在する複数
の横方向翼状部を有するチップオフ部分の形式にある特
許請求の範囲第１０項記載の高輝度放電ランプ。
（１２）前記発光管の前記壁部材の前記厚さの増大され
た部分は前記金属導体にすぐ隣接して配置されたチップ
オフ部分の形式にある特許請求の範囲第１１項記載の高
輝度放電ランプ。
（１３）前記ランプは高ＣＲＩ（演色性指数）を有しか
つナトリウム圧が約２５０トールの範囲にある高圧ナト
リウムランプである特許請求の範囲第１１項記載の高輝
度放電ランプ。