WO2004034420A1 - セラミックメタルハライドランプ - Google Patents

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WO2004034420A1
WO2004034420A1 PCT/JP2003/012755 JP0312755W WO2004034420A1 WO 2004034420 A1 WO2004034420 A1 WO 2004034420A1 JP 0312755 W JP0312755 W JP 0312755W WO 2004034420 A1 WO2004034420 A1 WO 2004034420A1
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halide
lamp
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ceramic
ceramic metal
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PCT/JP2003/012755
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French (fr)
Inventor
Atsushi Utsubo
Hiroshi Nohara
Hideaki Kiryu
Kozo Yamamoto
Takashi Maniwa
Yoshiharu Nishiura
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
    • H01J61/02—Details
    • H01J61/12—Selection of substances for gas fillings; Specified operating pressure or temperature
    • H01J61/125—Selection of substances for gas fillings; Specified operating pressure or temperature having an halogenide as principal component

Definitions

  • the present invention relates to a ceramic metal halide lamp having an arc tube made of a translucent ceramic.
  • a lanthanide halide such as a halogenated disposable lamp is placed in an arc tube made of translucent ceramic. There is an enclosed ceramic metal halide lamp.
  • the light colors of ceramic metal halide lamps are diverse, of which 400
  • the lanthanide halide tends to react with the ceramic, which is the arc tube material, and release only the halogen.
  • the released halogen causes the lamp voltage to rise, which may cause the lamp to go out when using a copper iron ballast with a secondary open-circuit voltage V 2 of 220 + V 2 [V] ⁇ 250.
  • the term “extinguish” refers to a phenomenon in which discharge cannot be maintained under use conditions and the lamp is turned off unintentionally.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 9-270246 discloses that a holmium halide is generated by enclosing a metal holmium and reacting with the released halogen. There is disclosed a method for preventing the presence in the arc tube. You.
  • a first ceramic metal halide lamp of the present invention is a ceramic metal halide lamp having an arc tube formed of a translucent ceramic and emitting radiation having a correlated color temperature of 4000 [K] to 4400 [ ⁇ ].
  • the arc tube has a hollow cylindrical main body, and a sodium halide, a thallium halide, and a lanthanide halide are sealed inside the main body.
  • the lanthanide halide encapsulation amount W per unit internal surface area is 0.800 ⁇ W [ ⁇ mo 1 / cm 2 ] ⁇ 0.950.
  • a second ceramic metal halide lamp of the present invention is a ceramic metal halide lamp having an arc tube formed of a translucent ceramic and emitting a radiation having a correlated color temperature of 4000 [K] or more and 4400 [K] or less.
  • the arc tube has a hollow cylindrical main body with both ends tapered and chamfered, and a sodium halide, a tungsten halide, and a lanthanide halide are sealed inside the main body.
  • the lanthanide halide encapsulation amount W per unit surface area of the main body is 0.830 ⁇ W [ ⁇ 1 / cm 2 ] ⁇ 0.950.
  • the lanthanoid includes at least one of Dysprosium, Thulium, and Holmium.
  • the lighting is performed using a copper iron ballast having a secondary open-circuit voltage V 2 of 220 ⁇ V 2 [V] ⁇ 250.
  • the lamp power W la at the time of stable lighting is 70 ⁇ W la [W] ⁇ 400.
  • FIG. 1 is a front view of a metal halide lamp according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is a sectional view of the arc tube according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the amount of halide in the enclosed lanthanide and the correlated color temperature.
  • FIG. 4 is a sectional view of an arc tube according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the lighting time and the luminous flux maintenance factor of the ceramic metal halide lamp according to the embodiment of the present invention and the ceramic metal halide lamp of the comparative example.
  • FIG. 6 is a chart showing the results of the life test and the measured correlated color temperatures.
  • FIG. 1 shows a ceramic metal halide lamp according to Embodiment 1 of the present invention.
  • This ceramic metal halide lamp has a rated power of 150 [W].
  • the ceramic metal halide lamp has an arc tube 1, which is made of translucent ceramic.
  • the ceramic of the arc tube 1 uses polycrystalline alumina.
  • the arc tube 1 includes a hollow cylindrical main body 6 and two thin tubes 7 a and 7 b extending from both bottom surfaces of the cylindrical main body 6.
  • the arc tube 1 is sealed by a stem 3.
  • the arc tube 1 has a configuration fixedly supported by metal wires 3 a and 3 b extending from the stem 3.
  • a predetermined amount of mercury and argon as a starting rare gas are sealed in the hollow interior of the main body 6.
  • a metal halide (not shown) is sealed in the main body 6.
  • This metal halide is 0.5 ⁇ ⁇ l / cm 2 ] of thallium iodide (T 1 I) for adjusting light color, and 1.for improving efficiency and improving lighting direction variation characteristics.
  • 7 [ ⁇ mo 1 / cm 2 ] of sodium iodide (NaI) and almost the same proportion of halogens (lanthanide halides) of disposable, holmium, and luminium that produce continuous spectrum. is there.
  • the sealing amount is represented by the number of moles per unit internal surface area of the main body 6 of the arc tube 1. The amount of halide in the dysprosium, holmium and realm will be described later.
  • the outer tube 2 is provided with a base 4.
  • the base 4 is for supplying electric power to the arc tube 1 from the outside via the metal wires 3a and 3b.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the arc tube 1 of the ceramic metal halide lamp according to the present embodiment.
  • the dimensions of the hollow cylindrical body 6 are 11.3 [mm] in outer diameter and 9.3 in inner diameter.
  • the dimensions of the thin tubes 7a and 7b extending from both ends of the main body 6 on the cylindrical central axis of the main body 6 have an outer diameter of 3.200 [mm] and an inner diameter of 1.
  • the volume is 0.25 [mm] and the volume is 0.3 [cm 3 ].
  • Leading wires 9a and 9b composed of a pair of two beams are inserted into the thin tubes 7a and 7b, respectively. These introduction wires 9a, 91? Have an outer diameter of 0.9 [mm], and have electrodes 5a, 5b at the tip.
  • the introduction wires 9a and 9b are inserted into the thin tubes 7a and 7b so that the electrodes 5a and 5b at the distal end are positioned in the main body 6, and are introduced by the sealing materials 10a and 1Ob. Sealed inside the thin tubes 7a, 7b to form sealed portions 8a, 8b.
  • the amount of the mixture at the same ratio (hereinafter referred to as “lanthanoid halide”) was calculated from 0.7 1 4 [/ mol Zcm 2 ] per unit internal surface area of the main body 6 to 1.53 ⁇ m. ⁇ ⁇ 1 / cm 2 ] and 8 levels were prototyped (Specifications A, B, C, D, E, F, G, H. From here on, the lamp groups of specifications A to H Lamp 1 ").
  • the configuration other than the amount of the lanthanoid halide is the same as the configuration described above.
  • the life test uses the above-mentioned life test lamp 1 and uses a copper iron ballast with a secondary open-circuit voltage of 250 [V] at commercial frequency (50 or 60 Hz). 5.5 hours on-300 hours off cycle for 0.5 hours.
  • the copper-iron ballast is a choke-coil type ballast composed of an iron core and a copper coil, and is a ballast that is more easily extinguished than an electronic ballast.
  • Figure 6 shows the results of the above life test and the results of measuring the correlated color temperature using a standard ballast with a secondary open-circuit voltage of 220 [V] at the time of lighting 100 hours.
  • the standard ballast is a ballast specified by the standard.
  • “enclosed amount” is the amount of lanthanoid halide enclosed per unit internal surface area of the main body 6. “Disappearing in 3 000 hours” is described as “ ⁇ ” if the lighting has been maintained for 300 hours, and “X” if it has been extinguished before that. The reason for judging at 3,000 hours is that the phenomenon that the lamp voltage rises due to the reaction inside the ceramic metal halide lamp generally occurs up to 300 hours after lighting and becomes almost constant thereafter.
  • the results of the life test the amounts of enclosed lanthanide halides 1. 0 0 2 [M mo 1 / cm 2] or more when (specifications A, B, C) to the lighting 3 0 00 hours before The lamp goes out (ie, the "X" judgment).
  • the amount of lanthanoid halide is less than 0.950 [ ⁇ 1 / cm 2 ] (specifications D, E, F, G, H), the lamp does not extinguish even after 3 000 hours of operation (ie, And “ ⁇ ”).
  • FIG. 3 shows a graph of the correlated color temperature distribution after 100 hours of lighting with respect to the amount of halide of the lanthanoid in FIG.
  • a lamp that emits radiation with a correlated color temperature of has a white sensation, so when used as lighting for a product, the product looks beautiful. Therefore, lamps that emit radiation with a correlated color temperature from 4000 [K] to 4400 [K] are preferred by users as lamps having light colors suitable for commercial spaces. Further, for this reason, lamps used in commercial spaces and the like emit radiation having a correlated color temperature of 4000 [ ⁇ ] to 4400 [ ⁇ ].
  • the lamp has a different light color from that of the surrounding lamps, which causes an uncomfortable feeling, which is not preferable. From the above points, the following study was conducted with the range of 4000 [ ⁇ ] or more and 4400 [ ⁇ ] or less as a preferable range.
  • the amount of lanthanide-based lanthanide per unit surface area where the correlated color temperature at lighting for 100 hours is 4000 [ ⁇ ] or more and 4400 [ ⁇ ] or less is
  • Equation 1 The amount of lanthanide halide per unit internal surface area that does not extinguish after 3000 hours of lighting in Fig. 6 and satisfies Equation 1 is
  • the correlated color temperature of 4000 [K] to 44 00 [K] that does not extinguish in 3000 hours of lighting is obtained.
  • a ceramic metal halide lamp can be realized.
  • the specification I is a ceramic metal halide lamp falling within the scope of the present invention, wherein T 1 I is 0.5 [u; mol / cm 2 ] and Na I is 7 [ ⁇ mol] Zc m 2], iodides Deisupuroshiumu (Dy l 3) and holmium iodide (Ho i 3) and thulium And 0.93 1 [imol Z cm 2 ] mixed with the same ratio of iodide (Tm 3 ).
  • Specifications J is a ceramic metal halide lamp of Comparative Example, 0. 5 [ ⁇ ⁇ 1 / cm 2] to T 1 I in the body portion 6, 1.
  • N a I 7 [ ⁇ ⁇ 1 / cm 2 ], Dislodium iodide (Dyl 3 ), Honoremium iodide (Hoi 3 ), and thulium iodide
  • the lamp of specification J already has a luminous flux maintenance rate of 70
  • the lamp of specification I has a luminous flux maintenance rate of 70 [%] or more even when it is operated for 300 hours, and the ceramic metal halide lamp of the present embodiment has a high luminous flux maintenance rate. It can be seen that If the amount of lanthanide halide to be filled satisfies Equation 2, it is also confirmed that the luminous flux maintenance rate during 3000 hours of operation will be 70% or more.
  • FIG. 4 shows a cross section of the arc tube of the ceramic metal halide lamp according to Embodiment 2 of the present invention.
  • the ceramic metal halide lamp according to the present embodiment is different from the ceramic metal halide lamp of Embodiment 1 in the shape of the arc tube, and the other parts are the same. Therefore, only different parts will be described.
  • the arc tube of this embodiment has a cylindrical main body 6 having both ends tapered and chamfered, and two thin tubes 7 extending from the tip of the taper section on the central axis of the cylindrical shape of the main body 6. a, 7 b and.
  • the inside of the main body 6 is hollow.
  • the arc tube of the present embodiment is different from the arc tube of Embodiment 1 in the shape of the main body 6, and when the shape of the main body 6 of the present embodiment is expressed in another word, both ends of the cylinder are It is tapered, the tip is a plane perpendicular to the cylinder axis, and the inside is hollow.
  • Fig. 3 shows the correlated color temperature of these life test lamps 2 after lighting for 100 hours.
  • the life test lamp 2 was also subjected to the same extinguishing life test as the life test lamp 1, but the same result as the life test lamp 1 was obtained up to 300 hours on.
  • the amount of the lanthanoid halide per unit internal surface area at which the correlated color temperature at the time of lighting 100 hours is equal to or more than 400 [K] and equal to or less than 4400 [K] is determined in the present embodiment. in the case of,
  • the shape of the main body 6 since the shape of the main body 6 has a tapered portion near the electrodes 5a and 5b, the halide which has become liquid in the main body 6 becomes thin tubes 7a and 7b.
  • the shape of the main body 6 is preferably a hollow cylindrical shape as shown in FIG. 2 rather than having a tapered portion near the electrodes 5a and 5b as shown in FIG.
  • the lanthanide halide in which the halide (lanthanide halide) of dysprosium, holmium, and thulium is encapsulated in almost the same ratio is used. Even if at least one selected from the group consisting of,, and holmium was selected, it was confirmed that the same effect of suppressing extinction could be obtained within the range of Equations 1 and 3.
  • the life test was performed using a copper iron ballast having a secondary open-circuit voltage V 2 of 250 [V], but V 2 was not less than 220 [V] and not more than 250 [V]. V] or less (2 0 V 2
  • the embodiment of the present invention uses a lamp of 150 [W], it is possible to suppress the extinction even when the lamp power W 1 a is in the range of 70 ⁇ W 1 a [W] ⁇ 400. It was confirmed that the effect was obtained.
  • 0.1 and T 1 I and N a I respectively 5 [/ i mo l / cm 2]
  • T 1 I N a I a respectively 0. 3 ⁇ ⁇ 1 / cm 2 ] or more 0. 6 [/ mo 1 / cm 2] hereinafter, 1. 5 ⁇ ⁇ 1 / cm 2] or more 3. 8 [ ⁇ mo 1 / cm 2 ] or less.
  • the amount of halide of the lanthanoid enclosed in the main body 6 of the arc tube 1 is set to 0.800 ⁇ W [/ mo 1 when the main body 6 has a hollow cylindrical shape. / cm 2 ] ⁇ 0.95 0, and when the main body 6 has tapered sections at both ends of the hollow cylinder, set 0.83 0 ⁇ W [ ⁇ ⁇ 1 Zc in 2 ] ⁇ 0.95 0
  • the ceramic metal halide lamp which does not extinguish even in the lighting time of 3,000 hours, has a good luminous flux maintenance rate, and has white radiation light having a correlated color temperature of 400 to 400 K, is used.
  • the ceramic metal halide lamp of the present invention does not extinguish even during the lighting time of 300 hours, has a good luminous flux maintenance rate, and has a correlated color temperature of 400 K [K] or more.

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Abstract

発光管内表面積当りのランタノイドのハロゲン化物封入量を０．８０≦Ｗ［μｍｏｌ／ｃｍ２］≦０．９５にすることにより、ランプ立消えを防止し、かつ、光束維持率が向上させた相関色温度４０００～４４００[Ｋ]の放射光を放射するセラミックメタルハライドランプとすることができる。

Description

糸田 » セラミックメタノレノヽライドランプ 技術分野
本発明は、 透光性セラミックからなる発光管を備えたセラミックメタルハライドラ ンプに関する。 背景技術
高輝度放電ランプの一種として、 例えば特開平 1 0— 1 3 4 7 6 5号公報に開示さ れているような、 ハロゲン化デイスプロシゥムなどのランタノィドのハロゲン化物が 透光性セラミックからなる発光管内に封入されたセラミックメタルハライドランプが ある。 セラミックメタルハライドランプの光色は多様であるが、 その中でも 4 0 0 0
[K] から 4 4 0 0 [K] までの相関色温度の放射光を放射するものは白色感があり、 商業スペースに適した光色としてユーザーに好まれている。 一般にランタノィドのハ ロゲン化物の封入量を増やしていくと相関色温度は高くなつていくので、 4 0 0 0 [K] から 4 4 0 0 [K] までの相関色温度を実現するためには、 白熱電球の相関色 温度の光色を呈する場合よりも、 ランタノィドのハロゲン化物を発光管内に多く封入 る必要がある。
ところが、 ランタノィドのハロゲン化物は発光管材料であるセラミックと反応し、 ハロゲンのみが遊離しやすい傾向にある。 遊離したハロゲンはランプ電圧を上昇させ るため、 二次側開放電圧 V 2が 2 2 0≤V 2 [V] ≤ 2 5 0である銅鉄安定器を使用 した際に、 立消えを引き起こす原因となる。 なお立消えとは、 使用条件下において放 電を維持できず、 意図せずしてランプが消灯する現象を指す。
この立消えの防止策として例えば特開平 9— 2 7 0 2 4 6号公報には、 金属ホルミ ゥムを封入して遊離したハロゲンと反応させることによりホルミウムのハロゲン化物 を生成させ、 遊離ハ口ゲンを発光管中に存在させないようにする手法が開示されてい る。
しカ しながら、 本願発明者は、 ランタノイドのハロゲン化物に金属ホルミウムを加 えて立消え抑制効果を確認したところ、 立消えには金属ホルミゥムは効果があつたが、 光束維持率が点灯時間 2000時間において 70 [%]以下になることがわかった。 こ のように光束維持率が低下する原因は不明であるが、 金属ホルミウムを封入すると光 束低下のため、 実用的に問題があることが判明した。
本発明の目的とするところは、 立消えの発生をなくして、 かつ、 光束維持率を向上 させた、 相関色温度 4000 [K] から 4400 [K] の放射光を放射するセラミッ クハライドランプを提供することにある。 発明の開示
本発明の第 1のセラミックメタルハライドランプは、 透光性セラミックから形成さ れた発光管を有し、 4000[K]以上 4400 [Κ]以下の相関色温度の放射光を放射 するセラミックメタルハライドランプであって、 前記発光管は、 中空な円柱形の本体 部を有し、 前記本体部の内部には、 ナトリウムハロゲン化物とタリウムハロゲン化物 とランタノィドハロゲン化物とが封入されており、 前記本体部の単位内表面積当たり の前記ランタノイドハロゲン化物封入量 Wが、 0. 800≤W [μ mo 1 /c m2] ≤ 0. 950である。
本発明の第 2のセラミックメタルハライドランプは、 透光性セラミックから形成さ れた発光管を有し、 4000 [K]以上 4400 [K]以下の相関色温度の放射光を放射 するセラミックメタルハライドランプであって、 前記発光管は、 両端がテーパー状に 面取りされ中空な円柱形の本体部を有し、 前記本体部の内部には、 ナトリゥムハロゲ ン化物とタリゥムハロゲン化物とランタノィドハロゲン化物とが封入されており、 前 記本体部の単位内表面積当たりの前記ランタノイドハロゲン化物封入量 Wが、 0. 8 30≤W [μιηο 1 /cm2] ≤0. 950である。
ある好適な実施形態において、 前記ランタノイ ドは、 デイスプロシゥム、 ツリウム、 およびホルミゥムのうち少なくとも一種を含む。 また、 ある好適な実施形態において、 二次側開放電圧 V 2が 2 2 0≤V 2 [V] ≤ 2 5 0である銅鉄安定器を使用して点灯される。
また、 ある好適な実施形態において、 安定点灯時のランプ電力 W l aが、 7 0≤W l a [W] ≤ 4 0 0である。 図面の簡単な説明
図 1は、 本発明の実施形態 1に係るメタルハライドランプの正面図である。
図 2は、 本発明の実施形態 1に係る発光管の断面図である。
図 3は、 封入したランタノィドのハロゲン化物量と相関色温度との関係を示す図で ある。
図 4は、 本発明の実施形態 2に係る発光管の断面図である。
図 5は、 本発明の実施形態に係るセラミックメタルハライドランプと比較例のセラ ミックメタルハライ ドランプとにおける点灯時間と光束維持率との関係を示す図であ る。
図 6は、 寿命試験の結果と測定した相関色温度を示す図表である。 発明を実施するための最良の形態
以下、 図面を参照しながら、 本発明による実施の形態を説明する。 以下の図面にお いては、 説明の簡素化のため、 実質的に同一の機能を有する構成要素を同一の参照符 号で示す。 なお、 本発明は以下の実施形態に限定されない。
(実施形態 1 )
本発明の実施形態 1に係るセラミックメタルハライ ドランプを図 1に示す。 このセ ラミックメタルハライドランプは、 定格電力が 1 5 0 [W] である。
セラミックメタルハライ ドランプは発光管 1を備えており、 この発光管 1は透光性 セラミックからなつている。 発光管 1のセラミックは多結晶アルミナを使用している。 発光管 1は、 中空な円柱形の本体部 6と、 本体部 6の円柱形の両底面から延在した 2 つの細管 7 a， 7 bとから構成される。 また、 発光管 1は、 ステム 3によって封止さ れた外管 2内に内蔵されている。 発光管 1はステム 3から延在している金属線 3 a、 3 bに固定支持された構成を有している。
本体部 6の中空な内部には、 図示していないが、 所定量の水銀と始動用希ガスとし てアルゴンとが封入されている。 さらに本体部 6内には金属のハロゲン化物 （不図 示） が封入されている。 この金属のハロゲン化物は、 光色を調整するための 0. 5 ίμ τηο l /c m2] のタリウムの沃化物 （T 1 I ) と、 効率を高め点灯方向変動特性 を改善するための 1. 7 [^ m o 1 / c m2] のナトリゥムの沃化物 （N a I ) と、 連 続スぺク トルを発するほぼ同比率のデイスプロシゥムとホルミゥムとッリゥムとのハ ロゲン化物 （ランタノイドのハロゲン化物） である。 ここで封入量は発光管 1の本体 部 6の単位内表面積当たりのモル数で表している。 なお、 デイスプロシゥムとホルミ ゥムとッリゥムとのハロゲン化物の封入量に関しては、 後で説明する。
外管 2と発光管 1との間には図示しないが窒素が封入されている。 外管 2には口金 4が形成されている。 この口金 4は、 金属線 3 a， 3 bを介して発光管 1に外部から 電力を供給するためのものである。
図 2は、 本実施形態に係るセラミックメタルハライドランプの発光管 1の断面図で ある。 中空な円柱形の本体部 6の寸法は、 外径が 1 1. 3 [mm] 、 内径が 9. 3
[mm] である。 また、 本体部 6の両端から、 本体部 6の円柱形の中心軸上に延在し た細管 7 a , 7 bの寸法は、 外径が 3. 2 0 0 [mm] 、 内径が 1. 0 2 5 [mm] 、 体積が 0. O i l [c m3] である。 細管 7 a、 7 bには一対の二オビゥムからなる導 入線 9 a、 9 bがそれぞれ挿入されている。 この導入線 9 a , 9 1?は外径0. 9 [m m] であって、 電極 5 a、 5 bを先端部に有している。 導入線 9 a、 9 bは、 先端部 の電極 5 a、 5 bが本体部 6内に位置するように細管 7 a、 7 b内に挿入され、 シー ル材 1 0 a、 1 O bによって細管 7 a、 7 b内に封着され封着部 8 a、 8 bを形成し ている。
続いて、 寿命試験について説明する。
寿命試験に用いたセラミックメタルハライドランプは、 デイスプロシゥムの沃化物 (D y I 3) とホルミウムの沃化物 （H o I 3) とツリウムの沃化物 （Tm I 3) とをほ ぼ同比率で混合したもの （以降、 「ランタノイドハロゲン化物」 という。 ） の量を、 本体部 6の単位内表面積当たり 0. 7 1 4 [/ mo l Zc m2] から 1. 5 0 3 μ τη ο 1 / c m2] までの範囲で変更して 8水準試作した （仕様 A， B, C, D, E， F, G， H。 以降、 仕様 Aから Hのランプ群を 「寿命試験用ランプ 1」 という。 ） もので ある。 なお、 ランタノイドハロゲン化物の量以外の構成は、 上記に説明した構成と同 様である。
寿命試験は、 上述の寿命試験用ランプ 1を用いて、 二次側開放電圧が 2 5 0 [V] である銅鉄安定器を使用し、 商用周波数 （ 5 0又は 6 0 H z ) で、 5. 5時間点灯 - 0. 5時間消灯のサイクルで 3 00 0時間行った。 ここで銅鉄安定器というのは、 鉄 芯と銅コイルからなるチョークコイル型の安定器であって、 電子安定器に比べて立ち 消えが生じやすい安定器である。 上記寿命試験の結果、 および、 点灯 1 00時間時点 で二次側開放電圧 2 2 0 [V] の標準安定器を使用して相関色温度を測定した結果を 図 6に示す。 なお、 標準安定器とは規格によって定められた安定器である。
図 6において 「封入量」 とは、 ランタノイドハロゲン化物の本体部 6の単位内表面 積当りの封入量である。 「3 000時間での立消え」 とは、 点灯 30 00時間で点灯 維持していれば 「〇」 、 それ以前に立消えていれば 「X」 と判定して記載したもので ある。 3 000時間で判定する理由は、 一般にセラミックメタルハライドランプの内 部での反応によるランプ電圧上昇という現象は、 点灯 3 0 00時間までに発生しその 後はほぼ一定 となるからである。
図 6に示すように、 寿命試験の結果、 ランタノイドハロゲン化物の封入量が 1. 0 0 2 [M mo 1 /cm2] 以上の場合 （仕様 A， B， C) に点灯 3 0 00時間以前には ランプが立消えてしまう （すなわち、 「X」 の判定） 。 一方、 ランタノイドハロゲン 化物の封入量が 0. 9 50 [μ πιο 1 /cm2] 以下の場合 （仕様 D, E, F, G, H) には点灯 3 000時間においてもランプが立消えしない （すなわち、 「〇」 の判 定） ことがわかる。
図 6のランタノイドのハロゲン化物量に対する点灯 1 0 0時間後の相関色温度分布 をグラフ化したものを図 3に示す。 ここで、 4000 [K] から 4400 [ ] まで の相関色温度の放射光を発するランプは白色感があるため、 商品の照明として用いる と商品が美しく見える。 従って、 4000 [K] から 4400 [K〕 までの相関色温 度の放射光を発するランプは、 商業スペースに適した光色を有するランプとしてユー ザ一に好まれている。 さらにこのような理由で、 商業スペース等に使用されているラ ンプは、 4000 [Κ] から 4400 [Κ] までの相関色温度の放射光を発するラン プであるので、 複数のランプのうち一つを相関色温度がこの範囲から外れているラン プとすると、 周りのランプとは光色が違うため違和感が生じて好ましくない。 以上の 点から、 4000 [Κ] 以上 4400 [Κ] 以下の範囲を好ましい範囲として以下の 検討を行った。
図 3より、 点灯 100時間での相関色温度が 4000 [Κ] 以上 4400 [Κ] 以 下となる単位內表面積当たりのランタノィドハ口ゲン化物量は、
0. 800 ≤ W [/xmo 1 /cm2] ≤ 1. 002 (式 1 ) であることがわかる。
また、 図 6における点灯 3000時間で立消えが起こらず、 かつ、 式 1を満たす単 位内表面積当たりのランタノィドハロゲン化物量は、
0. 800 ≤ W [,tim o 1 /cm2] ≤ 0. 950 (式 2) となる。
以上の結果から、 本実施形態では、 封入されるランタノイドハロゲン化物の量が式 2を満たすことで、 点灯 3000時間において立消えのない 4000 [K] 以上 44 00 [K] 以下の相関色温度を持つセラミックメタルハライドランプを実現すること ができる。
続いて、 光束維持率を測定した結果を図 5に示す。 ここでは、 遊離したハロゲンを 再度ランタノィドハロゲン化物とするために、 金属ホルミウムを本体部 6内に封入し たセラミックメタルハライドランプを比較例として用いた。
仕様 Iは、 本発明の範囲に入るセラミックメタルハライドランプであって、 本体部 6の中に T 1 Iを 0. 5 [u;mo l /cm2] 、 Na Iをl. 7 [〃mo l Zc m2] 、 デイスプロシゥムの沃化物 （Dy l 3) とホルミウムの沃化物 （Ho i 3) とツリウム の沃化物 （Tm l 3) とを同比率で混合したものを 0. 9 3 1 [ i m o l Z c m2] 封 入した。
仕様 Jは、 比較例のセラミックメタルハライドランプであって、 本体部 6の中に T 1 Iを 0. 5 [μ τηο 1 /c m2] 、 N a Iを 1. 7 [μ πιο 1 /c m2] 、 ディスプ ロシゥムの沃化物 （D y l 3) とホノレミゥムの沃化物 （H o i 3) とツリウムの沃化物
(Tm I 3) とを同比率で混合したものを 1. 00 2 ίμ τηο 1 /c m2] さらに金 属ホルミウムを 0. 1 80 [/ m o 1 Z c m2] 封入したものである。
図 6に示すように、 仕様 Jのランプは 2000時間点灯時に既に光束維持率 7 0
[%] 以下となるのに対して、 仕様 Iのランプは 3 0 00時間点灯時も光束維持率 7 0 [%] 以上となっており、 本実施形態のセラミックメタルハライドランプは高い光 束維持率を有することがわかる。 なお、 封入されるランタノイ ドハロゲン化物の量が 式 2を満たせば、 3 000時間点灯時の光束維持率が 7 0 [%] 以上となることも確 £、しノこ
(実施形態 2)
本発明の実施形態 2に係るセラミックメタルハライドランプの発光管の断面を図 4 に示す。 本実施形態に係るセラミックメタルハライドランプは、 発光管の形状が実施 形態 1のセラミックメタルハライドランプとは異なっており、 他の部分は同じである ので、 異なっている部分のみを説明する。
本実施形態の発光管は、 両端がテーパー状に面取りされた円柱形の本体部 6と、 テ 一パー部の先端から本体部 6の円柱形の中心軸上に延在する二本の細管 7 a , 7 bと からなる。 本体部 6の内部は中空である。 このように本実施形態の発光管は、 本体部 6の形状が実施形態 1の発光管とは異なっており、 本実施形態の本体部 6の形状を別 の言葉で表すと、 円柱の両端が先細になっていて先端は円柱軸に垂直な平面であり、 内部は中空な形状である。
本実施形態においても実施形態 1と同様に、 本体部 6の内部に封入するランタノィ ドハロゲン化物の量を変えた 8水準 （仕様 A， B, C， D， E， F， G， H。 以降、 これらのランプ群を 「寿命試験用ランプ 2」 という。 ） のランプを用意した。 これらの寿命試験用ランプ 2における、 点灯 1 0 0時間後の相関色温度を図 3に示 す。 なお、 寿命試験用ランプ 2も寿命試験用ランプ 1と同様な立消え寿命試験を行つ たが、 点灯 3 0 0 0時間までは寿命試験ランプ 1と同様な結果が得られた。
ここで、 図 3より、 点灯 1 0 0時間での相関色温度が 4 0 0 0 [K] 以上 4 4 0 0 [ K] 以下となる単位内表面積当たりのランタノイドハロゲン化物量は、 本実施形態 の場合、
0 . 8 3 0 ≤ W [ μ τη ο 1 / c m2 ] (式 3 ) となることがわかる。
また、 図 6における点灯 3 0 0 0時間で立消えが起こらず、 かつ、 式 3を満たす単 位内表面積当たりのランタノィドハロゲン化物量は、 本実施形態の場合、
0 . 8 3 0 ≤ W ί μ πι ο \ / c m 2 ] ≤ 0 . 9 5 0 (式 4 ) となる。
なお、 本実施形態の場合、 式 4を満たせば 3 0 0 0時間点灯時の光束維持率が 7 0 [%] 以上となることも確認した。
また、 本実施形態の場合、 本体部 6の形状が電極 5 a， 5 b付近にテーパー部を有 しているので、 本体部 6内で液状となったハロゲン化物が細管 7 a、 7 bに流入しや すくなり、 立消えの原因となるランタノィドのハロゲン化物と発光管材料であるセラ ミックの反応は、 上記細管 7 a、 7 bでより生じやすくなる。 本実施形態では、 式 4 を満たせば、 相関色温度 4 0 0 0〜4 4 0 0 [ K] と高い光束維持率とを満たしつつ 立ち消えを抑制することができるが、 立ち消えをより確実に抑制するには、 本体部 6 の形状は図 4に示すような電極 5 a， 5 b付近にかけてテーパー部を有するよりも図 2に示すように中空な円柱形であることが好ましい。
なお、 上記の 2つの実施形態は、 デイスプロシゥムとホルミウムとツリウムとのハ ロゲン化物 （ランタノイドのハロゲン化物） をほぼ同比率で封入したランタノイ ドの ハロゲン化物であつたが、 ランタノイ ドのハロゲン化物をデイスプロシゥム、 ッリウ ム、 およびホルミウムのうち少なくとも一種から選択しても、 式 1、 式 3の範囲であ れば、 立消えを抑制できるという同様な効果が得られることを確認した。 また、 上記実施形態では、 二次側開放電圧 V 2が 2 5 0 [V] の銅鉄安定器を用い て寿命試験を実施したが、 V 2は 2 2 0 [V] 以上 2 5 0 [V] 以下 （2 2 0 V 2
[V] ≤ 2 5 0) の範囲であっても立消えを抑制できるという同様な効果が得られる ことを確認、した。 なお、 銅鉄安定器を電子安定器に換えた場合は、 ハロゲンが遊離し たとしても従来よりも立消え現象が起こりにくい。 しかし、 式 2、 式 4のランタノィ ドのハロゲン化物の封入量の範囲とすると、 ランタノィドと本体部 6の材料であるセ ラミックとの反応を抑制できる。 すなわち、 電子安定器においても、 式 1、 式 3の範 囲で使用すれば光束維持率が向上する。
なお、 上記発明の実施形態は 1 5 0 [W] のランプを使用しているが、 ランプ電力 W 1 aが 70≤W 1 a [W] ≤ 40 0の範囲でも立消えを抑制できるという同様な効 果が得られることを確認した。 また、 上記発明の実施形態では、 T 1 Iと N a Iとを それぞれ 0. 5 [/i mo l /c m2] 、 1. 7 ίμ ΐηο 1 /c m2] としたが、 T 1 I と N a I とはそれぞれ 0. 3 ίμ τηο 1 /c m2] 以上 0. 6 [/ m o 1 /c m2] 以 下、 1. 5 ίμ τηο 1 /cm2] 以上 3. 8 [^ mo 1 /c m2] 以下であっても良い。 本発明のセラミックメタルハライドランプでは、 発光管 1の本体部 6内に封入され るランタノイドのハロゲン化物の封入量を、 本体部 6が中空円柱形状の場合は、 0. 8 00≤W [/ mo 1 /c m2] ≤ 0. 9 5 0、 本体部 6が中空円柱の両端にテーパー 部を有する場合は、 0. 8 3 0≤W [μ πιο 1 Zc in2] ≤ 0. 9 5 0にすることによ つて、 点灯時間 3 000時間においても立ち消えがなく、 かつ、 光束維持率の良い、 相関色温度 4 00 0 [K] 以上 44 0 0 [K] 以下の白色放射光を有するセラミック メタルハライドランプを提供することができる。 産業上の利用可能性
本発明のセラミックメタルハライドランプは点灯時間 3 0 00時間においても立ち 消えがなく、 かつ、 光束維持率の良い、 相関色温度 400 0 [K] 以上 44 0 0
[K] 以下の放射光を放つので、 白色感のある高輝度ランプとして有用である。

Claims

請求の範囲
1. 透光性セラミックから形成された発光管を有し、 4000 [K]以上 4400 [K]以下の相関色温度の放射光を放射するセラミックメタルハライ ドランプであって、 前記発光管は、 中空な円柱形の本体部を有し、
前記本体部の内部には、 ナトリゥムハロゲン化物とタリゥムハロゲン化物とランタ ノィドハロゲン化物とが封入されており、
前記本体部の単位内表面積当たりの前記ランタノィドハロゲン化物封入量 Wが、
0. 800≤W [μπιο 1 /cm2] ≤0. 950である、 セラミックメタノレ ハライドランプ。
2. 透光性セラミックから形成された発光管を有し、 4000 [K]以上 4400 [K]以下の相関色温度の放射光を放射するセラミックメタルハライ ドランプであって、 前記発光管は、 両端がテーパー状に面取りされ中空な円柱形の本体部を有し、 前記本体部の内部には、 ナトリゥムハロゲン化物とタリゥムハロゲン化物とランタ ノィドハロゲン化物とが封入されており、
前記本体部の単位内表面積当たりの前記ランタノィドハロゲン化物封入量 Wが、
0. 830≤W [/xmo 1 /cm2] ≤ 0. 950である、 セラミックメタノレ ハライドランプ。
3. 前記ランタノイドは、 デイスプロシゥム、 ツリウム、 およびホルミウムのうち 少なくとも一種を含む、 請求の範囲第 1項または第 2項に記載のセラミックメタルハ ライドランプ。
4. 二次側開放電圧 V 2が 220≤V2 [V] ≤ 250である銅鉄安定器を使用し て点灯される、 請求の範囲第 1項から第 3項までの何れか一つに記載のセラミックメ タノレノヽライドランプ。
5. 安定点灯時のランプ電力 W 1 aが、 70≤W1 a [W] ≤400である、 請求 の範囲第 4項に記載のセラミックメタルハライドランプ。
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