JPH02820B2 - - Google Patents
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- JPH02820B2 JPH02820B2 JP55115400A JP11540080A JPH02820B2 JP H02820 B2 JPH02820 B2 JP H02820B2 JP 55115400 A JP55115400 A JP 55115400A JP 11540080 A JP11540080 A JP 11540080A JP H02820 B2 JPH02820 B2 JP H02820B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lamp
- metal halide
- arc tube
- sectional area
- cross
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
- H01J61/84—Lamps with discharge constricted by high pressure
- H01J61/88—Lamps with discharge constricted by high pressure with discharge additionally constricted by envelope
Landscapes
- Discharge Lamps And Accessories Thereof (AREA)
- Vessels And Coating Films For Discharge Lamps (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はランプ効率の向上およびランプ光色の
安定化を図つたメタルハライドランプに係り、特
に小ワツト形に好適するメタルハライドランプに
関する。
安定化を図つたメタルハライドランプに係り、特
に小ワツト形に好適するメタルハライドランプに
関する。
従来メタルハライドランプとしては250W以上
のものが普及されており、したがつてランプ効率
の向上やランプ光色の安定化対策は専ら250W以
上の中、高ワツト形ランプに集中している。しか
しながら近時、省エネルギー対策の一環として
200W以下の小形メタルハライドランプの開発が
要請されている。ところが小ワツトタイプのメタ
ルハライドランプは、上記250W以上の中、高ワ
ツト形ランプの技術と同等の考え方ではランプ特
性の向上に限界を生じるものである。
のものが普及されており、したがつてランプ効率
の向上やランプ光色の安定化対策は専ら250W以
上の中、高ワツト形ランプに集中している。しか
しながら近時、省エネルギー対策の一環として
200W以下の小形メタルハライドランプの開発が
要請されている。ところが小ワツトタイプのメタ
ルハライドランプは、上記250W以上の中、高ワ
ツト形ランプの技術と同等の考え方ではランプ特
性の向上に限界を生じるものである。
すなわち第１図には従来のメタルハライドラン
プの発光管構造を示してある。発光管１は石英ガ
ラスなどの耐熱性透光物質から成り、この発光管
１内には主電極２ａ，２ｂを互に対向して配置
し、かつ一方の主電極２ａに近接して始動用補助
電極３を設けてある。発光管１の両端には圧潰封
止部４ａ，４ｂが形成され、これら封止部４ａ，
４ｂにはモリブデンなどの難融性金属からなる金
属箔導体５ａ，５ｂおよび６が封着されている。
上記金属箔導体５ａ，５ｂは各々主電極２ａ，２
ｂに接続され、また他の金属箔導体６は始動用補
助電極３と接続されている。なお７ａ，７ｂおよ
び８は外部リード線である。そして上記発光管１
の外表面には管端部に位置してアルミナなどから
なる保温膜９，９が被着されているものである。
プの発光管構造を示してある。発光管１は石英ガ
ラスなどの耐熱性透光物質から成り、この発光管
１内には主電極２ａ，２ｂを互に対向して配置
し、かつ一方の主電極２ａに近接して始動用補助
電極３を設けてある。発光管１の両端には圧潰封
止部４ａ，４ｂが形成され、これら封止部４ａ，
４ｂにはモリブデンなどの難融性金属からなる金
属箔導体５ａ，５ｂおよび６が封着されている。
上記金属箔導体５ａ，５ｂは各々主電極２ａ，２
ｂに接続され、また他の金属箔導体６は始動用補
助電極３と接続されている。なお７ａ，７ｂおよ
び８は外部リード線である。そして上記発光管１
の外表面には管端部に位置してアルミナなどから
なる保温膜９，９が被着されているものである。
しかして上記構成のメタルハライドランプは、
点灯中に保温膜９，９の作用のため、管端部の温
度が上昇され、発光管１内に封入された水銀およ
び金属ハロゲン化物の蒸発が促されるものであ
る。ところが、このような保温手段は、中、高ワ
ツト形ランプでは充分な機能を奏するが、200W
以下の小形ランプでは、ランプへの入力エネルギ
ーが小さいことから管端部の最冷部温度が充分に
上昇しない。このため水銀および金属ハロゲン化
物の蒸発が円滑に進まず、したがつて蒸気圧が小
さくてランプ効率はランプ電力の小形化に伴つて
低下し、またランプ光色が個々のランプ毎にばら
つきを生じて不安定となる。
点灯中に保温膜９，９の作用のため、管端部の温
度が上昇され、発光管１内に封入された水銀およ
び金属ハロゲン化物の蒸発が促されるものであ
る。ところが、このような保温手段は、中、高ワ
ツト形ランプでは充分な機能を奏するが、200W
以下の小形ランプでは、ランプへの入力エネルギ
ーが小さいことから管端部の最冷部温度が充分に
上昇しない。このため水銀および金属ハロゲン化
物の蒸発が円滑に進まず、したがつて蒸気圧が小
さくてランプ効率はランプ電力の小形化に伴つて
低下し、またランプ光色が個々のランプ毎にばら
つきを生じて不安定となる。
この原因について種々の検討したところ、ラン
プが小ワツト化されるに伴つて発光管形状も小形
になることは自明であるが、発光管の製造技術か
ら、発光管の小形化に比して封止部を小形化する
ことが難しい。したがつて小ワツトのランプ程発
光管全体に占める封止部の割合が大きくなり、こ
のため封止部を熱伝導して放出される熱損失が大
きくなる。したがつて発光管端部の最冷部の温度
が上昇せず、発光管内の封入物、特に金属ハロゲ
ン化物の蒸気圧が上昇しないのでランプ効率が低
く、かつランプ光色のばらつきを招くものであつ
た。
プが小ワツト化されるに伴つて発光管形状も小形
になることは自明であるが、発光管の製造技術か
ら、発光管の小形化に比して封止部を小形化する
ことが難しい。したがつて小ワツトのランプ程発
光管全体に占める封止部の割合が大きくなり、こ
のため封止部を熱伝導して放出される熱損失が大
きくなる。したがつて発光管端部の最冷部の温度
が上昇せず、発光管内の封入物、特に金属ハロゲ
ン化物の蒸気圧が上昇しないのでランプ効率が低
く、かつランプ光色のばらつきを招くものであつ
た。
本発明はこのような事情にもとづきなされたも
ので、その目的とするところは、封止部の形状を
変更し、かつ断面積を規制することによつて封止
部を通じての熱損失を抑止し、最冷部の温度上昇
を図つてランプ効率の向上およびランプ光色の安
定化を可能にし、しかも金属箔導体部分のリーク
を防止しかつ金属箔導体の酸化劣化などを防止し
て長寿命となるメタルハライドランプを提供しよ
うとするものである。
ので、その目的とするところは、封止部の形状を
変更し、かつ断面積を規制することによつて封止
部を通じての熱損失を抑止し、最冷部の温度上昇
を図つてランプ効率の向上およびランプ光色の安
定化を可能にし、しかも金属箔導体部分のリーク
を防止しかつ金属箔導体の酸化劣化などを防止し
て長寿命となるメタルハライドランプを提供しよ
うとするものである。
以下本発明の一実施例を第２図以下の図面にも
とづき説明する。
とづき説明する。
第２図は第１図の上半分に本発明を適用したも
のを上下逆転して示してあり、垂直点灯されるラ
ンプにおいては少なくとも下側に位置される封止
部４ｂに、小幅部２１を形成してある。この小幅
部２１は主電極２ｂの基部と金属箔導体５ｂとの
間に位置して形成されている。
のを上下逆転して示してあり、垂直点灯されるラ
ンプにおいては少なくとも下側に位置される封止
部４ｂに、小幅部２１を形成してある。この小幅
部２１は主電極２ｂの基部と金属箔導体５ｂとの
間に位置して形成されている。
しかして主電極２ｂの先端部と対応する発光管
１の横断面積S1は第３図から判る通りS1＝π／４ （D2 1−D2 2）であり、また小幅部２１の最小横断面
積S2は第４図からS2＝ｌ×ｔに設定されている。
そして金属箔導体５ｂ部分における封止部４ｂの
横断面積S3は第５図からS3＝Ｌ×ｔに設定され
る。そして本発明においては 1.5≦S1／S2≦4.0 …(1) 1.5≦S3／S2 …(2) の範囲に規制されている。
１の横断面積S1は第３図から判る通りS1＝π／４ （D2 1−D2 2）であり、また小幅部２１の最小横断面
積S2は第４図からS2＝ｌ×ｔに設定されている。
そして金属箔導体５ｂ部分における封止部４ｂの
横断面積S3は第５図からS3＝Ｌ×ｔに設定され
る。そして本発明においては 1.5≦S1／S2≦4.0 …(1) 1.5≦S3／S2 …(2) の範囲に規制されている。
このような構成によるメタルハライドランプ
は、点灯中に発光管端部がアーク放電および主電
極２ｂからの熱によつて加熱されるものである
が、小幅部２１が小断面積に形成されていること
からこの小幅部２１を通じて封止部４ｂ下端側に
熱伝導され難くなる。すなわち小幅部２１は熱伝
導を抑止することになり、したがつて最冷部とし
ての電極基部の温度が上昇し、よつて金属ハロゲ
ン化物の蒸発が促される。このことからランプ効
率の向上が可能となり、ランプ光色のばらつきも
少なくなる。
は、点灯中に発光管端部がアーク放電および主電
極２ｂからの熱によつて加熱されるものである
が、小幅部２１が小断面積に形成されていること
からこの小幅部２１を通じて封止部４ｂ下端側に
熱伝導され難くなる。すなわち小幅部２１は熱伝
導を抑止することになり、したがつて最冷部とし
ての電極基部の温度が上昇し、よつて金属ハロゲ
ン化物の蒸発が促される。このことからランプ効
率の向上が可能となり、ランプ光色のばらつきも
少なくなる。
また小幅部２１よりも下側に位置する封止部４
ｂは小幅部２１よりも大きな幅および断面積を有
するので機械的強度が大きいばかりでなく、上記
小幅部２１の熱伝導抑止作用に加えて封止部４ｂ
の放熱性が良いことから、封止部４ｂの温度上昇
が防止される。また通常、発光管１を外管に組み
込む場合にはこの封止部４ｂ下部がホルダで挾持
されるものであり、ホルダに対する熱の伝導も、
封止部４ｂの温度上昇を抑制する。したがつて封
止部４ｂの熱膨張が少く、金属箔導体５ｂとの剥
れがなくなつてリークが防止されるとともに金属
箔導体５ｂの酸化が防止されて長寿命になる。
ｂは小幅部２１よりも大きな幅および断面積を有
するので機械的強度が大きいばかりでなく、上記
小幅部２１の熱伝導抑止作用に加えて封止部４ｂ
の放熱性が良いことから、封止部４ｂの温度上昇
が防止される。また通常、発光管１を外管に組み
込む場合にはこの封止部４ｂ下部がホルダで挾持
されるものであり、ホルダに対する熱の伝導も、
封止部４ｂの温度上昇を抑制する。したがつて封
止部４ｂの熱膨張が少く、金属箔導体５ｂとの剥
れがなくなつてリークが防止されるとともに金属
箔導体５ｂの酸化が防止されて長寿命になる。
ところで上記(1)式および(2)式は本発明者らの実
験によつて得られたものであり、以下その実験に
ついて説明する。
験によつて得られたものであり、以下その実験に
ついて説明する。
内径D2＝10mm、外径D1＝12mm、
電極間距離15mmの発光管内に水銀と、沃化ナト
リウムNaI、沃化スカンジウムScI3およびネオン
−アルゴンの混合ガスとを封入して100W形メタ
ルハライドランプを製作した。S1／S2の値を種々変 更すべく小幅部の断面積を異ならせて各20灯ずつ
試作し、ランプ効率について調べた。その結果は
第６図に示されており、S1／S2＝１は従来構造のも のである。
リウムNaI、沃化スカンジウムScI3およびネオン
−アルゴンの混合ガスとを封入して100W形メタ
ルハライドランプを製作した。S1／S2の値を種々変 更すべく小幅部の断面積を異ならせて各20灯ずつ
試作し、ランプ効率について調べた。その結果は
第６図に示されており、S1／S2＝１は従来構造のも のである。
従来のものはランプ効率が平均65m/Wであ
るのに対し、S1／S2＝1.5のものは平均75m/W、 S1／S2≦1.8になると80m/Wを越えることが判る。
るのに対し、S1／S2＝1.5のものは平均75m/W、 S1／S2≦1.8になると80m/Wを越えることが判る。
したがつてランプ効率において100W形メタルハ
ライドランプは75m/W以上が望まれるのでS1／S2 ≦1.5を必要とする。100W形メタルハライドラン
プで光効率を75m/W以上とする理由は下記の
通りである。すなわちSc−Na系メタルハライド
ランプと水銀ランプとを比較すると、400W級ラ
ンプにおいては光効率が100m/W；60m/W
であり、メタルハライドランプは水銀ランプに比
べて1.67倍の明るさをもつている。これに対して
従来の100W級ランプにおいては65m/W；45
ｍ／Ｗであつてメタルハライドランプは水銀ラン
プの1.4倍の明るさしかない。400W級メタルハラ
イドにおいては封止部の最冷部が100W級級程に
問題とされることなく水銀ランプの1.67倍の明る
さを提するのに対し、400W級と同様の構造の
100W級メタルハライドランプでは水銀ランプの
1.4倍しか明るさの向上が望めなかつた。ランプ
が小ワツト化するに応じて光効率の絶対値は小さ
くなることはやむを得ないものの、水銀ランプに
対する相対的比較は同等に保ちたいものである。
ライドランプは75m/W以上が望まれるのでS1／S2 ≦1.5を必要とする。100W形メタルハライドラン
プで光効率を75m/W以上とする理由は下記の
通りである。すなわちSc−Na系メタルハライド
ランプと水銀ランプとを比較すると、400W級ラ
ンプにおいては光効率が100m/W；60m/W
であり、メタルハライドランプは水銀ランプに比
べて1.67倍の明るさをもつている。これに対して
従来の100W級ランプにおいては65m/W；45
ｍ／Ｗであつてメタルハライドランプは水銀ラン
プの1.4倍の明るさしかない。400W級メタルハラ
イドにおいては封止部の最冷部が100W級級程に
問題とされることなく水銀ランプの1.67倍の明る
さを提するのに対し、400W級と同様の構造の
100W級メタルハライドランプでは水銀ランプの
1.4倍しか明るさの向上が望めなかつた。ランプ
が小ワツト化するに応じて光効率の絶対値は小さ
くなることはやむを得ないものの、水銀ランプに
対する相対的比較は同等に保ちたいものである。
そこで100W級水銀ランプの光効率の1.67倍の
明るさを目やすとすれば45×1.67＝75m/Wを
欲するものである。また同時にランプ光色のばら
つきについて色温度のばらつきを調べてみると、
従来のものは上下差が800〓もあるに対しS1／S2≧ 1.5のものは200〓以下の範囲に抑えることができ
ることを確認している。
明るさを目やすとすれば45×1.67＝75m/Wを
欲するものである。また同時にランプ光色のばら
つきについて色温度のばらつきを調べてみると、
従来のものは上下差が800〓もあるに対しS1／S2≧ 1.5のものは200〓以下の範囲に抑えることができ
ることを確認している。
なおS1／S2≦４に規制される理由は、S1／S2が４を超
えると小幅部の断面積が小さくなりすぎて機械的
強度が低下し、かつ電極軸のリークを生じ易いと
ともに加工も困難となるものである。
強度が低下し、かつ電極軸のリークを生じ易いと
ともに加工も困難となるものである。
つぎに上記S1／S2が1.5〜4.0の領域に規制されて
いる範囲においてS3／S2の関係を9000時間点灯後の
不良発生率について調べてみた。その結果を第７
図に示す。
図に示す。
第７図の特性から、9000時間点灯後においても
不良発生率を零に保つためには、S3／S2≦1.5である ことが要求される。
不良発生率を零に保つためには、S3／S2≦1.5である ことが要求される。
したがつて第６図および第７図の実験から
1.5≦S1／S2≦4.0
1.5≦S3／S2
を同時に満足すればランプ効率が75m/W以上
となり、ランプ光色のばらつきも少く、かつ9000
時間以上の寿命を得ることが理解できる。
となり、ランプ光色のばらつきも少く、かつ9000
時間以上の寿命を得ることが理解できる。
なお本発明は特に200W以下の小形メタルハラ
イドランプに適用して顕著な効果を奏するが、
200Wを越える中、高ワツト形メタルハライドラ
ンプにも実施可能である。
イドランプに適用して顕著な効果を奏するが、
200Wを越える中、高ワツト形メタルハライドラ
ンプにも実施可能である。
以上詳述したように本発明は、少なくとも一方
の圧潰封止部に金属箔導体と電極基部との間に位
置して小幅部を形成し、電極先端部に対応する発
光管の横断面積をS1、小幅部の横断面積をS2、金
属箔導体部分における封止部の横断面積をS3とし
たとき、 1.5≦S1／S2≦4.0 1.5≦S3／S2 としたものである。したがつてこのものによると
小幅部が熱伝導を抑止するので発光管の最冷部温
度が上昇して封入金属ハロゲン化物の蒸気圧が上
り、ランプ効率が向上するとともにランプ光色の
ばらつきは小さくなる。また小幅部の熱伝導抑止
作用に加えて封止部が大きく形成されているので
この部分の熱容量が大きくかつ放熱表面積も大き
いから封止部の温度上昇が低くなり、金属箔導体
の剥れによるリーク、酸化などが防止されて長寿
命になる。
の圧潰封止部に金属箔導体と電極基部との間に位
置して小幅部を形成し、電極先端部に対応する発
光管の横断面積をS1、小幅部の横断面積をS2、金
属箔導体部分における封止部の横断面積をS3とし
たとき、 1.5≦S1／S2≦4.0 1.5≦S3／S2 としたものである。したがつてこのものによると
小幅部が熱伝導を抑止するので発光管の最冷部温
度が上昇して封入金属ハロゲン化物の蒸気圧が上
り、ランプ効率が向上するとともにランプ光色の
ばらつきは小さくなる。また小幅部の熱伝導抑止
作用に加えて封止部が大きく形成されているので
この部分の熱容量が大きくかつ放熱表面積も大き
いから封止部の温度上昇が低くなり、金属箔導体
の剥れによるリーク、酸化などが防止されて長寿
命になる。
第１図は従来の発光管を示す正面図、第２図以
下は本発明の一実施例を示し、第２図は要部を拡
大した正面図、第３図、第４図および第５図はそ
れぞれ第２図の−線、−線および−
線に沿う断面図、第６図はS1／S2とランプ効率との 関係を示す特性図、第７図はS3／S2とランプ不良発 生率との関係を示す特性図である。 １…発光管、２ａ，２ｂ…主電極、４ａ，４ｂ
…圧潰封止部、５ａ，５ｂ…金属箔導体、２０，
２０…切欠、２１…小幅部。
下は本発明の一実施例を示し、第２図は要部を拡
大した正面図、第３図、第４図および第５図はそ
れぞれ第２図の−線、−線および−
線に沿う断面図、第６図はS1／S2とランプ効率との 関係を示す特性図、第７図はS3／S2とランプ不良発 生率との関係を示す特性図である。 １…発光管、２ａ，２ｂ…主電極、４ａ，４ｂ
…圧潰封止部、５ａ，５ｂ…金属箔導体、２０，
２０…切欠、２１…小幅部。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 両端に金属箔導体を封着した圧潰封止部を有
する発光管内に、相対向する電極を設けるととも
に希ガス、水銀および金属ハロゲン化物を封入し
たメタルハライドランプにおいて、 少なくとも一方の圧潰封止部には金属箔導体と
電極基部との間に小幅部を形成し、上記電極先端
部が位置している発光管の肉厚部分の横断面積を
S1（mm2）、小幅部の横断面積をS2（mm2）、金属箔導体
部分における封止部の横断面積をS3（mm2）とした
とき、 1.5≦S1／S2≦4.0 1.5≦S3／S2 としたことを特徴とするメタルハライドランプ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11540080A JPS5740855A (en) | 1980-08-22 | 1980-08-22 | Metal halide lamp |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11540080A JPS5740855A (en) | 1980-08-22 | 1980-08-22 | Metal halide lamp |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5740855A JPS5740855A (en) | 1982-03-06 |
| JPH02820B2 true JPH02820B2 (ja) | 1990-01-09 |
Family
ID=14661619
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11540080A Granted JPS5740855A (en) | 1980-08-22 | 1980-08-22 | Metal halide lamp |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5740855A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0451647B1 (de) * | 1990-04-12 | 1995-07-05 | Patent-Treuhand-Gesellschaft für elektrische Glühlampen mbH | Hochdruckentladungslampe und Verfahren zu ihrer Herstellung |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5238788A (en) * | 1975-09-19 | 1977-03-25 | Matsushita Electronics Corp | Manufacturing method of vaporized metal discharge lamp |
-
1980
- 1980-08-22 JP JP11540080A patent/JPS5740855A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5740855A (en) | 1982-03-06 |
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