JP2000215847A - 金属蒸気放電灯および照明装置 - Google Patents

金属蒸気放電灯および照明装置

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JP2000215847A
JP2000215847A JP11015726A JP1572699A JP2000215847A JP 2000215847 A JP2000215847 A JP 2000215847A JP 11015726 A JP11015726 A JP 11015726A JP 1572699 A JP1572699 A JP 1572699A JP 2000215847 A JP2000215847 A JP 2000215847A
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metal vapor
vapor discharge
arc tube
discharge lamp
tube
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JP11015726A
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Shinji Inukai
伸治 犬飼
Kazuo Takita
和雄 瀧田
Naoya Matsumoto
直也 松本
Shinji Atago
慎司 愛宕
Hisanori Sano
久則 佐野
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Toshiba Lighting and Technology Corp
Original Assignee
Toshiba Lighting and Technology Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 点灯中における発光管外表面でのカーボン付
着を解消・回避し、安定した全光束、演色性を保持・発
揮する金属蒸気放電灯、および照明装置の提供。 【解決手段】 金属蒸気放電灯の発明は、始動用不活性
ガス、発光用金属および一対の放電電極2a,2a′を封入
して成る発光管3と;前記放電電極2a,2a′に接続し、
発光管3壁を封止1b,1b′導出された電気導入体(リー
ド線)2c,2c′と;前記電気導入体2c,2c′に接続する
外部接続部4aを有し、かつ発光管3を封装する外囲管4
とを具備する金属蒸気放電灯であって、前記外囲管4内
に不活性ガスおよび酸素ガスが封入されていることを特
徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は金属蒸気放電灯、こ
の金属蒸気放電灯を光源とする照明装置に係り、特に全
光束の低下を防止した金属蒸気放電灯および照明装置に
関する。
【0002】
【従来の技術】たとえば石英製発光管本体内に、キセノ
ン、ネオン、またはアルゴンなどの始動用不活性ガス
と、水銀と、ナトリウム、または希土類系のハロゲン化
物など過剰量の発光金属類と、一対の放電電極を封入し
て成る発光管を備えた金属蒸気放電灯は、演色性にすぐ
れ高効率の光源として注目されている。すなわち、この
種の金属蒸気放電灯は、メタルハライドランプとして、
各種施設の照明設備などにおいて実用に供されている。
【0003】図1は、メタルハライドランプの要部構成
を断面的に示したものである。図1において、1は発光
管本体、2a,2bは前記発光管本体1内に対向して気密に
封入された一対の放電電極である。ここで、発光管本体
1は耐熱性透光性材、たとえば石英製の筒状部(チュー
ブ)1aの開口端を圧潰して気密に閉塞・封止1b,1b′さ
れている。また、放電電極2a,2a′は、電極軸にコイル
を巻装した構成を成している。そして、電極軸の一端は
接続する導電体箔2b,2b′、この導電体箔2b,2b′に接
続するリード線2c,2c′を介して電気的に接続するとと
もに、前記筒状部1aの開口端の圧潰・封止によって電極
軸の一端−導電体箔2b,2b′−リード線2c,2c′の一端
を閉塞・封止1b,1b′し、発光管本体1外にリード線2
c,2c′を封止導出した構成と成っている。なお、前記
発光管本体1内には、始動用不活性ガスとともに、希土
類系のハロゲン化物などが封入される。さらに、一方の
放電電極2a(2a′)に近接して始動用放電電極2a″を封
入し、発光管3を構成している。
【0004】さらに、4は前記発光管3のリード線2c,
2c′に接続する外部接続部4a(口金)を有し、かつ発光
管3を封装する保護用の外囲管である。ここで、発光管
3は、外囲管4内に弾撥的に装着されたフレーム5、お
よび支持体5aなどによって、外囲管4内に支持されてい
る。すなわち、外囲管4内に弾撥的に装着されたフレー
ム5に、発光管3閉塞・封止1b,1b′を支持体5aで支持
・装着する一方、外囲管4の外部接続部4aとの間を電気
的に接続する配線6を絶縁支持し、外囲管4内に発光管
3を組み込んでいる。
【0005】なお、この種の金属蒸気放電灯において
は、所要の効率的な発光や良好な演色性の保持・発揮を
考慮して点灯時、封入された発光用金属類の過剰分がい
わゆる最冷部に凝集・貯留するように構成されている。
また、外囲管4内に不活性ガスを 300torr〜 500torr程
度封入し、ランプ点灯中、外囲管4内の圧力を約1気圧
として外囲管4破損時の爆縮を防止している。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記構成の金
属蒸気放電灯には、実用上、次のような不都合な問題が
認められる。すなわち、発光管3を封装する外囲管4内
に封入された不活性ガス中に、カーボンなどの不純物が
存在する場合、点灯中、発光管3の外表面にカーボンが
選択的に付着し、全光束の低下を招来するという問題が
ある。
【0007】この対策として、酸素ディスペンサー(た
とえばAgO)外囲管4内に封入・配置し、酸素ディスペン
サーから放出される酸素によって、不活性ガス中のカー
ボンを酸化させて除去することが発表されている(1998
年開催,“The 8th International Symposium of the S
cience & Technolgy of Light Sourcos LS-8”)。し
かし、この方式では、点灯中の温度で酸素ディスペンサ
ーから酸素を放出することが前提となるため、外囲管4
の排気過程で十分な加熱を施し得ない。すなわち、外囲
管4の排気工程において、加熱温度を高くして効率よく
排気を行うとすると、この排気工程で、酸素ディスペン
サーからの酸素放出が行われる。したがって、最終的
に、製造・組み立てた金属蒸気放電灯は、その点灯にお
いて、十分な酸素の供給が行われないため、上記全光束
低下の問題を十分に解消し得ない。本発明はこのような
事情に対処してなされたもので、点灯中における発光管
外表面に対するカーボンの付着を解消・回避し、安定し
た全光束を保持・発揮する金属蒸気放電灯、および照明
装置の提供を目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、始動
用不活性ガス、発光用金属および一対の放電電極を封入
して成る発光管と;前記放電電極に接続し、発光管壁を
封止導出されたリード線と;前記リード線に接続する外
部接続部を有し、かつ発光管を封装する外囲管とを具備
する金属蒸気放電灯であって、前記外囲管内に不活性ガ
スおよび酸素ガスが封入されていることを特徴とする金
属蒸気放電灯である。
【0009】請求項2の発明は、請求項1記載の金属蒸
気放電灯において、外囲管内の不活性ガスが窒素ガスで
あることを特徴とする。
【0010】請求項3の発明は、請求項1または請求項
2記載の金属蒸気放電灯において、外囲管内の酸素ガス
の分圧が 0.1torr〜 4torrであることを特徴とする。
【0011】請求項1ないし3の発明は、次のような知
見に基づいたものである。すなわち、外囲管内に不活性
ガスを封入する一方、金属蒸気放電発光管を封装して成
る金属蒸気放電灯において、前記不活性ガス中に少量の
酸素ガスを混在した場合、点灯中における発光管外表面
に対するカーボンの選択的な付着が容易に回避・低減さ
れ、金属蒸気放電灯の全光束低下が大幅に改善されるこ
とを確認した。
【0012】ここで、不活性ガス中の酸素ガス量は、酸
素の分圧 0.1torr〜 6torr程度、好ましくは 0.1torr〜
4torr程度である。換言すると、不活性ガス中の酸素ガ
ス量は、 0.025容量%〜 1.5容量%、好ましくは 0.025
容量%〜 1.0容量%程度であり、酸素量が 0.1torr未満
では全光束向上の効果が低く、また、 6torrを超えると
外囲管内のフレームなどマウント材料が酸化され易いだ
けでなく、ゲーター剤も酸化され易いので寿命低下が懸
念される。
【0013】請求項1ないし3の発明は、金属蒸気放電
発光管を外囲管内に封装して成る金属蒸気放電灯におい
て、外囲管内に不活性ガスおよび少量の酸素ガスを封入
することを骨子とする。つまり、外囲管内に発光管を封
装して成る金属蒸気放電灯を前提とするもので、このよ
うな構成を採る限り、一般的に、従来知られている金属
蒸気放電灯の全てが対象となるけれど、その対象はこれ
らに限定されるものでない。
【0014】請求項4の発明は、請求項1ないし3いず
れか一記載の金属蒸気放電灯と;前記金属蒸気放電灯を
装着し、かつ金属蒸気放電灯を点灯する点灯回路を備え
た照明器具本体と;を有することを特徴とする照明装置
である。
【0015】請求項1ないし3の発明では、外囲管内に
不活性ガスを主成分とし少量の酸素ガスを含むガスが封
入されているため、放熱性の緩和ないし良好な発光効率
の維持が図られるだけでなく、不活性ガス中のカーボン
成分が点灯時において容易に酸化除去される。すなわ
ち、不純物として含まれているカーボンが、発光管外表
面に付着する現象が全面的に防止ないし解消されるた
め、カーボンの付着に起因する全光束の低下もなくな
る。
【0016】特に、請求項2の発明では、不活性ガスが
窒素ガスであるため、コスト面などで有利であり、ま
た、請求項3の発明では、上記不活性ガス中のカーボン
成分が点灯時において、より容易に、かつ効果的に酸化
除去される。
【0017】請求項4の発明では、点灯中に全光束の低
下を招来しない金属蒸気放電灯を光源とするため、金属
蒸気放電灯本来の高効率、高演色性と相俟って、安定し
た省エネルギー型の照明装置として機能する。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、図1および図2を参照して
実施例を説明する。
【0019】図1は、入力 400W型のメタルハライドラ
ンプの構成例を示す断面図である。図1において、1は
発光管本体、2a,2bは前記発光管本体1内に対向して気
密に封入された一対の放電電極である。ここで、発光管
本体1は内径20mm程度、肉厚1.8mm程度の石英ガラス製
筒状部(チューブ)1aの開口端側を圧潰して気密に閉塞
・封止1b,1b′されている。また、放電電極2a,2a′
は、電極軸(たとえばタングステン棒)にコイルを巻装
しており、電極間距離を約40mmとした構成を成してい
る。
【0020】そして、前記電極軸の一端は、接続する導
電体箔(たとえばモリブデン箔)2b,2b′、この導電体
箔2b,2b′に接続するリード線2c,2c′を介して電気的
に接続するとともに、前記筒状部1aの開口端の圧潰・封
止によって、電極軸の一端−導電体箔2b,2b′−リード
線2c,2c′の一端を閉塞・封止1b,1b′し、発光管本体
1外にリード線2c,2c′を封止導出した構成と成ってい
る。なお、前記発光管本体1内には、始動用不活性ガス
とともに、希土類系のハロゲン化物(たとえばSc−Na系
の金属ハロゲン化物)などが封入されるとともに、一方
の放電電極2a(2a′)に近接して始動用放電電極2a″を
封入し、発光管3を構成している。
【0021】また、4は前記発光管3のリード線2c,2
c′に接続する外部接続部4a(口金)を有し、かつ発光
管3を封装する保護用のガラス製外囲管である。ここ
で、発光管3は、外囲管4内に弾撥的に装着されたフレ
ーム5などによって、外囲管4内に支持・装着されてい
る。すなわち、外囲管4内に弾撥的に装着されたフレー
ム5および支持体5aで、発光管3閉塞・封止1b,1b′を
支持する一方、外囲管4の外部接続部4aとの間を電気的
に接続する配線6を絶縁支持し、外囲管4内に発光管3
を組み込んでいる。
【0022】さらに、前記外囲管4内には、窒素ガス 4
00torrおよび酸素ガス 1torrの混合ガス系が封入されて
いる。つまり、外囲管4内において、窒素ガス 400torr
および酸素ガス 1torrの混合ガス系中に、発光管3が封
装された構成と成っている。次に、上記メタルハライド
ランプの特性例に付いて説明する。
【0023】図2に示すように、メタルハライドランプ
用として、一般的な点灯回路組み込み型照明器具7を用
意した。その後、この照明器具7に、前記メタルハライ
ドランプ3を光源として装着し、照明装置を構成した。
なお、図において、8は反射鏡である。この照明装置に
所要の電力を入力し、 100時間点灯後における全光束は
42000lmであった。
【0024】比較のため、上記メタルハライドランプの
構成において、外囲管4内の封入ガスを窒素ガス 400to
rrのみとした他は、同一条件とした電力入力 400W型の
メタルハライドランプについて同様な試験評価を行った
ところ、 100時間点灯後における全光束は 40000lmであ
った。
【0025】また、他の実施例として、発光管がいわゆ
る水銀ランプである電力入力 400W型の高圧水銀灯の場
合においても、上記メタルハライドランプの場合と同様
の効果が認められた。
【0026】なお、本発明は、上記実施例に限定される
ものでなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、いろいろ
の変形を採ることができる。たとえば、メタルハライド
ランプは電力入力 400W型以外の品種や規格、高圧水銀
灯の場合も電力入力 400W型以外の品種や規格であって
も、同様な作用効果が得られる。
【0027】
【発明の効果】請求項1ないし3の発明によれば、外囲
管内に封入された不活性ガス中に、不純物として含まれ
ているのカーボンが、点灯時において容易に酸化除去さ
れる。そして、カーボンの発光管外表面にたいする付着
が、全面的に解消されるることに伴って、全光束の低下
も回避され、本来の高い発光効率および演色性を呈する
実用性の優れた金属上記放電灯が提供されることにな
る。
【0028】請求項4の発明によれば、上記金属蒸気放
電灯を光源とするため、高効率、高演色性で、安定した
省エネルギー型の照明装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図1】金属蒸気放電灯の構成例を示す断面図。
【図2】金属蒸気放電灯を光源とした照明装置の要部構
成例を示す断面図。
【符号の説明】
1……発光管本体 1a……筒状部(チューブ) 1b,1b′……閉塞・封止 2a,2a′……放電電極 2a″……始動用放電電極 2b,2b′……導電体箔 2c,2c′……リード線 3……発光管 4……外囲管 4a……外部接続部(口金) 5……フレーム 5a……支持体 6……配線 7……照明器具
フロントページの続き (72)発明者 松本 直也 東京都品川区東品川四丁目3番1号 東芝 ライテック株式会社内 (72)発明者 愛宕 慎司 東京都品川区東品川四丁目3番1号 東芝 ライテック株式会社内 (72)発明者 佐野 久則 東京都品川区東品川四丁目3番1号 東芝 ライテック株式会社内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 始動用不活性ガス、発光用金属および一
    対の放電電極を封入して成る発光管と;前記放電電極に
    接続し、発光管壁を封止導出されたリード線と;前記リ
    ード線に接続する外部接続部を有し、かつ発光管を封装
    する外囲管とを具備する金属蒸気放電灯であって、 前記外囲管内に不活性ガスおよび酸素ガスが封入されて
    いることを特徴とする金属蒸気放電灯。
  2. 【請求項2】 外囲管内の不活性ガスが窒素ガスである
    ことを特徴とする請求項1記載の金属蒸気放電灯。
  3. 【請求項3】 外囲管内の酸素ガスの分圧が 0.1torr〜
    4torrであることを特徴とする請求項1または請求項2
    記載の金属蒸気放電灯。
  4. 【請求項4】 請求項1ないし3いずれか一記載の金属
    蒸気放電灯と;前記金属蒸気放電灯を装着し、かつ金属
    蒸気放電灯を点灯する点灯回路を備えた照明器具本体
    と;を有することを特徴とする照明装置。
JP11015726A 1999-01-25 1999-01-25 金属蒸気放電灯および照明装置 Withdrawn JP2000215847A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100856836B1 (ko) 2008-07-08 2008-09-05 주식회사 삼립전기 고휘도 방전램프

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100856836B1 (ko) 2008-07-08 2008-09-05 주식회사 삼립전기 고휘도 방전램프

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