JP2000511689A - メタルハライドランプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、３９００Ｋから４２００Ｋの間にある色温度Ｔｃと９０以上の平均演色評価数Ｒａとを持つメタルハライドランプに関する。イオン化メタルハライド充填物は、３０から５０モル％のCaI2を有する。ランプは、これにより制限された波高率を持ち、したがって長寿命のランプが実現できる。

Description

【発明の詳細な説明】 メタルハライドランプ 技術分野 本発明は、水銀(Hg)の他にナトリウム(Na)、タリウム(Tl)並びにジスプロシウ ム(Dy)及びホルミウム(Ho)の要素の少なくとも１つの要素のハロゲン化物のモル 量を有するイオン化充填物を含む放電空間を囲むセラミック壁を持つ放電容器を 具備するメタルハライドランプに関する。 背景技術 冒頭に述べられた種類のランプは、ヨーロッパ公報EP-A第0215521号(出願人整 理番号PHN 11.485)から知られている。この既知のランプは、高輝度効力と優れ た複数の色特性（平均演色評価数Ra≧80で色温度Tcが2600から4000K)とが組み合 わされて、とりわけインテリア照明のための光源としての使用に非常に適してい る。 このランプでは、ナトリウムハロゲン化物がランプの充填成分として用いられ るとき良好な演色が可能であることと、ナトリウムのＤ線でのナトリウム発光の 転移がランプ動作中に起こることとが認識されて利用されている。このことは、 例えば1170K(900℃)の放電容器内の最冷スポット(coldest spot)Tcsの高い温度 を要求する。ナトリウムのＤ線が転移され拡がるとき、これらは相互距離Δλで ２つの最大値を持つスペクトラム内の発光バンドの形状とみなされる。 Tcsが高い値を持つべきであるという要件は、実践的な環境下、放電容器壁の ために石英又は石英ガラスの使用を排除し、放電容器壁のためにセラミック物質 の使用を必要とする。 ここでの説明及び特許請求の範囲におけるセラミック壁は、例えば窒化アルミ ニウム(AlN)のような金属窒化物から、また同様に例えばサファイア又は緻密に 焼成された多結晶質の酸化アルミニウム(Al203)のような金属酸化物からできた 壁であると理解されたい。 従来のランプは、良好な演色と色温度に対して比較的広い範囲とを有している 。 一般に、従来のランプは、１２０Hzより高くない周波数を持つ交流電圧電源で 動作される。いったん点火され供給電圧の各極性が変化する際、放電は消火され 、続いて当該ランプ内で再点火されるだろう。この再点火は、これ以降再点火電 圧と呼ばれる電圧レベルで起こり、この電圧は当該ランプの安定アーク電圧より 高い。再点火電圧とアーク電圧との比は、波高率(crest factor)と呼ばれる。こ の波高率は、ランプが正弦波信号で動作されるとき特に比較的高い値とみなされ る。この波高率は普通ランプのライフ中に値が増大する。この波高率があまりに も高い値とみなされたときは、もはや再点火されずオフのままである。3900Kか ら4500Kの範囲にある色温度Tcを持つランプが実現されるとき、メタルハライド に要求される量は、この波高率に対する非常に高い初期値を導き、ランプのライ フを通じて波高率の高い上昇を導くことがわかった。 発明の開示 本発明の目的は、冒頭に述べられた種類のランプであって長く利用可能なラ イフが実現できるランプを提供することである。 本発明によると、この目的は、ランプのイオン化充填物がハロゲン化物の全モ ル量の３０から５０％の間にあるモル量のヨウ化カルシウム(CaI2)をも有するこ とで達成される。 本発明によるランプは、数千燃焼時間が経過した後でも、ランプの優れた色特 性がほとんど影響を受けず、ランプの輝度効力にも逆に影響を与えないで、波高 率値が制限されたままであるという利点を有する。波高率の効果的な低減が、３ ０モル％より低いCaI2のモル量に対してないことがわかった。他方、モル量が５ ０モル％を超えるとき、波高率のさらなる低減が本当に達成できるが、同時にラ ンプの輝度効力が実質的に損なわれる。Dy及びHoのハロゲン化物の他にツリウム (Tm)のハロゲン化物も有するイオン化充填物による実施は、現存する製造技術が 用いることが出来るということで有利である。 ハロゲン化物の全モル量の３から１０％の間までのTlハロゲン化物のモル量を 制限することは、ランプにより放射される光が黒体放射線(blackbody line)近 くにあるカラーポイントを有するという利点を持つ。この黒体放射線は、プラン ク輻射のカラーポイントの地理的軌跡又はセットである。他のさらなる利点は、 平均演色評価数Raの値に関する小さな増大がこれにより実現できるということで ある。色温度Tcに対する所望の高い値が、ハロゲン化物の全モル量の１５から２ ５モル％までの間にあるDy，Ho及びTmの希土類ハロゲン化物についての全モル量 で実現できる。好ましくは、Naハロゲン化物のモル量と希土類ハロゲン化物のモ ル量との比が、所望の色特性を実現するために最大で２である。 本発明によるランプの波高率が２．３より低いということが、本発明による手 段により好ましくは実現できた。このことは、現存する照明装置の改造ランプと して適していることになる。２．３より大きい波高率に対する値では、ランプが 現存する装置での信頼性ある動作ができないという結果を与えた。 図面の簡単な説明 本発明によるランプの上述の特徴及び他の特徴が、図（寸法は正確ではないが ）を参照して詳細に述べられる。 第１図は、本発明によるランプを概略的に示す。第２図は、第１図のランプの 放電容器を詳細に示す。 発明を実施するための最良の形態 第１図は、Hgの他にNa,Tl及びDyのハロゲン化物のモル量を有するイオン化充 填物を含む放電空間１１を囲むセラミック壁を持つ放電容器３を具備するメタル ハライドランプを示す。空所ＥＡを有するチップを持つ２つの電極が放電空間内 に設けられ、前記放電容器は少なくとも前記空所ＥＡの領域で内径Diを持つ。放 電容器は、該放電容器内に位置する電極４、５それぞれに電流リード導体（第２ 図：４０、４１、５０、５１）を狭い介在空間を伴って閉じる突起セラミックプ ラグ３４、３５により端部で閉じられ、溶接セラミックシール（第２図：１０） により前記放電空間から離れているサイドフェーシングで気密的に前記電極に接 続されている。前記放電容器は、端部にランプキャップ２を具備する外部バルブ １により囲まれている。前記ランプが動作状態の時、放電が電極４と５と の間で拡がる。電極４は、ランプキャップ２の一部を形成する第１電気的コンタ クト部に電流導体８を介して接続されている。電極５は、ランプキャップ２の一 部を形成する第２電気的コンタクト部と電流導体９を介して接続されている。第 ２図に詳細に示される（寸法は正確ではないが）、放電容器は、セラミック壁を 持ち、相互距離がＬである端壁部３２ａ、３２ｂにより、各サイドで境界づけら れる内径Diを持つ柱状部で形成されている。各端壁部３２ａ、３２ｂは前記放電 空間の端面３３ａ、３３ｂを定める。これら端壁部は各々、突起セラミックプラ グ３４、３５が焼成されたジョイントＳにより前記端壁部で気密的に締結される ための開口を有する。前記突起セラミックプラグ３４、３５は、それそれチップ ４ｂ、５ｂを有する電極４、５の電流リードスルー導体４０、４１、５０、 ５ １をそれぞれ狭くして囲む。前記電流リードスルー導体は、前記放電空間から離 れたサイドフェーシングで溶融セラミック接続部１０により気密的に突起セラミ ックプラグ３４、３５と接続される。 電極チップ４ｂ，５ｂは、空所ＥＡのところに位置する。前記電流リードスル ー導体それぞれは、例えばハロゲン化物に対して高抵抗であるMo-Al2O3サーメッ トの形式である、各部分４１、５１と、溶融セラミック接続部１０により気密的 に各端プラグ３４、３５に締結される部分４０、５０とをそれぞれ有する。前記 溶融セラミック接続部は、各Moサーメット４１、５１にわたって、ある距離例え ば約１ｍｍにわたって、延在する。これら部品４１、５１が、Mo-Al2O3サーメッ ト以外のやり方で形成されることも可能である。他の可能性ある構成も知られて いる、例えばヨーロッパ特許ＥＰ第0587238号（米国特許番号US-A5,424,609号） からも知られている。特に適した構成が、類似の抵抗ピンの周りに巻き付けられ ている高ハライド抵抗であることがわかった。Moがハロゲン化物に対する高抵抗 である物質として非常に適している。これら部品４０、５０は、端プラグの膨張 係数と非常によく対応している膨脹係数を持つ金属を有する。例えば、Nbは、こ の目的に非常に適した物質である。これら部品４０、５０は、ここでは詳細に示 されていないやり方でそれぞれ電流導体８、９に接続されている。上述されたリ ードスルー構造は、ランプをどんな燃焼ポジションでも動作できる。 各電極４、５は、そのチップ４ｂ，５ｂに隣接するコイリング４ｃ，５ｃを具 備する電極ロッド４ａ、５ａを有する。前記突起セラミックプラグは、焼成され たジョイントＳにより気密的に端壁部分３２ａ、３２ｂで締結されている。ここ にあるこれら電極チップは、前記端壁部分により形成される端面３３ａと３３ｂ との間にある。本発明による、ランプの他の実施例では、突起セラミックプラグ ３４、３５は、端壁部分３２ａ、３２ｂに相対的に窪んでいる。この場合のこれ ら電極チップは、端壁部分により形成される端面３３ａ、３３ｂのところに実質 的にある。 図を参照して述べられたように本発明によるランプの現実的な応用では、定格 ランプ電力は７０Ｗであり、輝度効力は８８lｍ/Ｗである。現存する装置（改造 ランプ）での動作に適している、ランプは、ランプ電圧９１Ｖを持つ。放電容器 のイオン化充填物は、６ｍｇのHgと、それそれ２９％、６．５％、６．５％、６ ．５％，６．５％及び４５％のモル％を持つNa,Tl,Dy，Ho,Tm及びCaのハロゲン 化物についてのモル量として８ｍｇのヨウ化物塩(iodide salts)とを有する。ラ ンプ電圧が８０Ｖから１００Ｖの間であることを保証することにも役立ち、改造 の要件を満たす必要があるHgは、ランプが動作状態であるとき、２０バール(bar )の圧力を有する。前記充填物はさらに、点火ガスとして１４０mbarの充填圧力 を持つアルゴン(Ar)をさらに有する。 前記電極チップ間の距離ＥＡは６ｍｍであり、前記端面間の距離Ｌは８ｍｍで あり、内径Diは７．４ｍｍである。ランプの測光特性は、耐久テストで測定され る。これらの結果は以下の通りである。供給電圧が２２０Ｖ、５０Ｈｚによる動 作の場合波高率は、１００燃焼時間の後１．８であり、１０００燃焼時間の後１ ．９であり、２０００燃焼時間の後２．０５であり、５０００燃焼時間の後２． ０７であった。色温度Ｔｃは、１００、１０００、２０００、及び４０００燃焼 時間のときそれぞれ４２１４Ｋ，４２２２Ｋ、４２６０Ｋ，及び４２５５Ｋであ った。色ポイントは、これらのとき下記の座標(x,y)を持った；(0,370;0,365),( 0,371;0,369),(0,369;0,368)及び(0,370;0,369)。平均演色評価数Ｒａは、１０ ０燃焼時間の後９２の値を持った。この値は、４０００燃焼時間の後９１である 。 本発明によるランプの他の現実的実践では、定格ランプ電力は３９Ｗであり、 輝度効力は９０lｍ/Ｗである。放電容器のイオン化充填物は、３．３ｍｇのＨｇ と、上述の７０Ｗランプのときと同じ成分の６ｍｇのハロゲン化物塩(halidesal ts)とを有する。このランプは、動作状態中で９０の平均演色評価数Ｒａと４０ １９Ｋの色温度Ｔｃとを持つ光を放射する。波高率は、家庭用電圧２２０Ｖ、５ ０Ｈｚでの動作中２．１である。 他の現実的実践では、１５０Ｗの電力定格を持つランプは、４１．５モル％、 ６．５モル％、２２モル％、及び３０モル％の相対的量をそれぞれ持つNa,Tl,Ho 及びCaの９ｍｇのヨウ化物塩(iodide salts)と７．６ｍｇのHgとのイオン化充填 物を有する。放電容器内の電極チップ間の距離ＥＡは、１１ｍｍであり、端面間 の距離Ｌは１４ｍｍであり、内径Diは９．２ｍｍである。輝度効力は動作中８５ lｍ/Ｗであり、波高率は２．０７であり、色温度Ｔｃは４２０８Ｋであり、平均 演色評価数Raは９４である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．水銀(Hg)の他にナトリウム(Na)、タリウム(Tl)並びにジスプロシウム(Dy)及 びホルミウム(Ho)の要素の少なくとも一つの要素のハロゲン化物のモル量を有 するイオン化充填物を含む放電空間を囲むセラミック壁を持つ放電容器を具備 するメタルハライドランプにおいて、このランプの前記イオン化充填物がまた 前記ハロゲン化物の全モル量の３０から５０％の間にあるモル量のヨウ化カル シウム(CaI2)も有することを特徴とするメタルハライドランプ。 ２．請求項１に記載のランプにおいて、前記イオン化充填物がDy及びHoのハ ロゲン化物の他にTmのハロゲン化物もまた有することを特徴とするランプ。 ３．請求項１又は２に記載のランプにおいて、Dy,Ho及びTmのハロゲン化物 の全モル量が前記ハロゲン化物の全モル量の１５から２５％の間にあることを 特徴とするランプ。 ４．請求項１、２又は３に記載のランプにおいて、Tlハロゲン化物のモル量が 前記ハロゲン化物の全モル量の３から１０％の間にあることを特徴とするラン プ。 ５．請求項１、２又は３に記載のランプにおいて、Naハロゲン化物のモル量と Dy,Ho及びTlのハロゲン化物のモル量との比が最大で２の値を持つことを特 徴とするランプ。