JPH04133256A - 照明用二重管型メタルハライド放電灯 - Google Patents

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、一般照明用に用いられる二重背型メタルハラ
イド放電灯に関する。

〔従来の技術〕

一般に、メタルハライドラ〉・ブは、通常のハロゲンラ
ンプに比して光の放射効率か高く、また例えば３０００
　Ｋ以上もの高い色温度のものを比較的容易に作製する
ことができて演色性に優れた放射光が得られることから
、各種商品の照明、室内または屋外の照明、その他の一
般の照明に好適に使用することができる。

然るに、メタルハライドランプは、その点灯時の色温度
の状態が温度の影響を受は易いものであるため、外管内
にメタルハライドランプを封入して二重背型とすること
が行われている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、二重背型のメタルハライド放電灯であっ
ても、その点灯姿勢が上向きであるか、下向きであるか
、また水平方向であるかなどの点灯姿勢の如何によって
放射光の色温度が変化し、安定した照明効果を得ること
ができない、という問題点があることが判明した。

また、メタルハライドランプの発光空間内には放電を維
持するために水銀が封入されるが、そのために多量の紫
外線が放射され、紫外線が照射されると人体や商品など
の被照明体に悪影響を与えるため、この点において一般
照明用の光源とじて好ましくない、という問題点かある
。

更に、二重背型メタルハライド放電灯における外管が一
端封止型とされる場合には、その先端部の形態、特に先
端部におけるチップ部の存在によって被照射領域におけ
る配光分布か大きく乱れた状態となる問題点かある。

本発明の目的は、以上の問題を解決し、とのような点灯
姿勢であっても、常に同様の安定した色温度の放射光を
得ることかでき、しかも紫外線の放射量が少なく、また
光の被照射領域における色と光強度分布の均一性か高い
照明を達成することのできる照明用二重管型メタルハラ
イド放電灯を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の照明用二重管型メタルハライド放電灯の特徴と
するところは、メタルハライドランプを透明な外管内に
封入してなり、当該外管の表面に、酸化チタン（ＴｉＯ
Ｊと酸化シリコン（Ｓｉｎ、）とよりなり、酸化チタン
と酸化シリコンのモル比か６・４〜２：８である膜厚が
５０ｎｍ以上の透光膜か形成され、この透光膜にはセラ
ミック材料の微粉末か分散されている点にある。

〔作用〕

このような構成のメタルハライド放電灯においては、そ
の外管の表面に、酸化チタンと酸化シリコンとの特定の
モル比の混合体よりなる特定以上の厚さを有する透光膜
が形成されているため、この透光膜によって赤外線か反
射されて当該外管の温度が高くなり、内部のメタルハラ
イドランプに対する保温効果が大きく発揮されるため、
当該メタルハライドランプの封体における温度状態が安
定して点灯姿勢による影響を受けることが大幅に抑制さ
れる。しかも、当該外管の透光膜は、紫外線吸収作用を
も存するため、有害な紫外線か放射されることが抑止さ
れる。また、透光膜にはセラミック材料の微粉末か分散
されているため、透光膜を透過する光が散乱され、この
ため、光の被照射領域では色ムラと照度ムラのない均一
性の高い照明が達成される。これは、メタルハライドラ
ンプを点灯したときに、アークにメタル原子の質量の差
によって色の異なる部分が形成される結果、被照射領域
に色ムラが発生するか、透光膜によって放射光が散乱さ
れることにより、被照射領域における色ムラの発生か防
止され、また光強度ムラの発生が防止されるからである
。

〔実施例〕

以下、図面によって本発明の実施例を具体的に説明する
と、第１図は本発明に係る二重背型メタルハライド放電
灯の一例の構成を示し、小型のメタルハライドランプＩ
Ｏか外管２０内に封入されている。

メタルハライドランプ１０は、石英ガラスよりなる封体
１１と、この封体１１の一端の封止部１２内に封止され
た一対の金属箔１３．１３から伸びて封体１１内で互い
に対向する放電電極１４．１４とを有し、封体１１内に
は、水銀に加えてリチウム、タリウム、ナトリウム、イ
ンジウムなどの金属とハロゲンとか封入されている。１
５は封体１】の他端に形成されたチップ部である。

外管２０は、前記メタルハライドランプ１０より十分に
大きい内部空間Ｓを有する一端封止部型の封体管であっ
て石英ガラスよりなり、前記メタルハライドランプＩＯ
の封止部１２側の端部に位置される封止部２２には、一
対の金属箔２３．２３か封止されている。そして、前記
メタルハライドランプ１０の金属箔１３．１３から封体
１】の外部に伸びる支持リード線２１．２１の先端が金
属箔２３．２３に接続され、この支持リード線２１．２
１によって前記メタルハライドランプｌＯが支持されて
いる。外管２０におけるメタルハライドランプ１０のチ
ップ部１５と同じ側の端部には、チップ部２４が形成さ
れており、外管２０の内部空間Ｓには例えば窒素ガスが
封入されている。

外管２０の封止部２２はセラミック製のベース３ｏに保
持固定され、金属箔２３．２３から外部に伸びる外部リ
ード（図示せず）が、ベース３０から突出するリードビ
ン３１．３１に接続されている。

外管２０の表面には、酸化チタンと酸化シリコンとより
なる透光膜Ｆが形成されている。この透光膜Ｆの組成は
、酸化チタン二酸化シリコンのモル比が６：４〜２：８
の範囲の混合体であり、更に酸化シリコンなどのセラミ
ック材料の微粉末か分散されている。透光膜Ｆの膜厚は
５０ｎｍ以上てあり、酸化シリコンよりなる微粉末の粒
子径は、特に限定されるものではないが０．１μｍ〜数
μｍ程度であることが好ましい。

この透光膜Ｆは、外管２０の外周面およびチップ部２４
を含む先頭端面に形成することか好ましい。

透光膜Ｆを形成するためには、例えばチタンアルコレー
ト（Ｔ　ｉｃｏ　Ｃ、Ｈ５）２）と、シリコンアルコレ
）（Ｓｌ（ＯＣｚＨｓ）４）とを混合し、その混合溶液
に適宜の量の酸化シリコンを添加し、この分散液を浸漬
法などによって外管２０の表面に塗布して焼成処理する
方法が有利である。上記分散液には、必要に応じて、適
宜の添加剤が含有されていてもよい。

透光膜Ｆに分散されるセラミック材料の微粉末としては
、酸化シリコンのほか、酸化アルミニウム、酸化チタン
、酸化ジルコニウムなどを用いることができる。

本発明の照明用二重管型メタルハライド放電灯は以上の
ような構成であるから、外管２０の表面に形成された透
光膜Ｆの組成が酸化チタンと酸化シリコンとの混合体で
あってそのモル比か６４〜２：８であり、しかも透光膜
Ｆの膜厚が５０ｎｍ以上であるため、当該透光膜Ｆによ
り、メタルハライドランプ１０よりの放射光のうち、可
視光は十分に透過されるが、赤外線の一部か反射される
と共に紫外線が吸収されるようになる。

而して、メタルハライドランプ１０からの放射光のうち
の可視光は透光膜Ｆを十分に透過するため、外管２０か
らは可視光が十分に放射され、従って良好な演色性が発
揮されて目的とする一般照明を好適に行うことができる
。

然るに、外管２０の表面における透光膜Ｆによりメタル
ハライドランプ１０よりの赤外線の一部が反射されるた
め、外管２０の管壁の温度が上昇することとなり、その
結果、大きな保温効果が発揮されてメタルハライドラン
プ１０の封体１１の温度状態が安定したものとなる。こ
の保温効果は、点灯姿勢によって影響されることがなし
に確実に発揮されるため、どのような点灯姿勢であって
も、安定した色温度状態が得られ、常に安定した照明を
実現することができる。すなわち、本発明のメタルハラ
イド放電灯は、その点灯姿勢の如何によって放射光の色
温度が変わることがなく、常に同様の照明効果を得るこ
とかできる。

具体的に説明すると、第１図に示されている構成の二重
背型メタルハライド放電灯において、メタルハライドラ
ンプＩＯの封体１１における最も温度が低い最冷点個所
はチップ部１５である。従って、チップ部１５が上方に
来る第１図の上向き姿勢、チップ部１５が下方に来る第
１図と逆様の下向き姿勢および第１図の状態から９０度
回転された横向き姿勢の間では、仮に透光膜Ｆがない場
合には、封体１１の温度の状態が大きく異なり、その結
果、同一の点灯条件であるにもかかわらず、放射光の色
温度は大きく異なったものとなる。

然るに、本発明のメタルハライド放電灯においては、そ
の外管２０に透光膜Ｆがあるため、上記のように温度状
態が改善されて如何なる点灯姿勢であっでも常に同様の
照明効果を得ることができる。

これは、既述の保温効果が大きいため、チップ部１５の
最冷点による影響が実質上除去され、あるいは大幅に緩
和されて封体１１が均一な温度分布状態になるからであ
ると考えられる。

更に、透光膜Ｆは紫外線吸収作用を有するため、メタル
ハライドランプ１０から放射される紫外線か遮断されて
外管２０より外部に放射されることか防止され、その結
果、一般照明用として使用した場合においても、紫外線
による弊害を確実に防止することができる。

また、前記透光膜Ｆを透過する光は、透光膜Ｆに分散さ
れているセラミック材料の微粉末によって散乱されるた
め、十分に混合された均一性の高い光となる。その結果
、光の被照射領域における色ムラと照度ムラが十分に緩
和され、この点からも点灯姿勢の如何が問題となること
がなく、いずれの点灯姿勢においても、常に被照射領域
において均一性の高い照明効果が得られる。この効果は
、特に当該二重背型メタルハライド放電灯を反射鏡と組
合せて使用する場合に顧著である。

本発明において、セラミック材料の微粉末以外の透光膜
Ｆの組成は、酸化チタンと酸化ソリフンのモル比が６：
４〜２：８であることが必要であり、特に５：５〜３．
７であることか好ましい。

酸化チタンの割合が過大であると、紫外線遮蔽率は高く
なるか、透光ＩＩ！Ｆに干渉色が現れるようになり、そ
の結果、放射光に色ムラか生ずるおそれか大きい。一方
、酸化チタンの割合か過小であると、外管２０の温度の
上昇の程度か低くなり、保温効果か十分に得られず、併
せて紫外線遮断率も低くなり、本発明の目的を十分に達
成することができない。

透光膜Ｆの膜厚は５０ｒ＋＋ｎ以上であることか必要で
あり、５０ｎｍ未満では上記の効果を十分に得ることが
できない。膜厚の上限は特に定められる必要はないが、
製膜上の条件から、３００　ｎｍ程度以下が現実的であ
る。

また、透光膜Ｆに分散される微粉末がセラミック材料の
微粉末であるので、当該微粉末と透光膜の材質との親和
性が高くて透光膜Ｆが強いものとなり、外管２０に対す
る固着性も大きい。

次に、本発明の効果を具体的に説明する。

第１図の例に従い、放電電極１４，１．４間の距離か５
〜７ｍｍ、定格消費電力が１５０Ｗのメタルハライドラ
ンプ１０を用い、これを外管２０内に窒素ガスと共に封
入した。そして、チタンアルコレートとシリコンアルコ
レートとを、チタンとシリコンとのモル比が４：６とな
る割合で混合し、その混合溶液に平均粒子径が１．９μ
ｍの酸化シリコン微粉末を、混合溶液５００　ｍｌｌに
５０ｇの割合で添加してなる分散液を調製し、この分散
液を浸漬法により外管２０の表面に塗布し、１２０℃で
５分間乾燥した後６００℃で１０分間焼成して膜厚が１
５０ｎｍの透光膜Ｆを形成して二重背型メタルハライド
放電灯を作製した。

このメタルハライド放電灯を、上向き姿勢、下向き姿勢
および横向き姿勢で点灯させたところ、いずれの点灯姿
勢においても、放射光の色温度は２、９００〜３．１０
０Ｋの範囲で安定しており、各点灯姿勢において実質上
同様であり、しかも被照射領域において均一性の高い照
明効果が得られた。

これに対して、透光膜を形成しない点以外は同一の構成
の二重背型メタルハライド放電灯について、同様の点灯
試験を行ったところ、放射光の色温度は２．８００〜３
．２００　Ｋの範囲で大きく変動し、点灯姿勢が変わる
ことによって照明効果が大きく大きく変化し、また被照
射領域においては大きな色ムラと照度ムラが生じた。

第２図に、酸化シリコン微粉末が分散されていないほか
は上記と同様の透光膜を石英ガラスに形成したときの透
過光の波長と透過率との関係を曲線へで示す。この曲線
へから明らかなように、波長３００ｎｍ以下、特に２５
Ｏｒ＋ｎ＋以下の紫外線の透過率が非常に小さい。曲線
Ｂは酸化チタンと酸化シリコンのモル比か２：８の透光
膜を形成した場合であり、同様に紫外線の透過率が小さ
い。また、曲ＭＣは透光膜を形成していない石英ガラス
の場合を示し、紫外線の透過率が大きいことが明らかで
ある。

本発明においては、必要に応じ、外管２０のチップ部２
４を含む先端部の表面に不透明の耐熱性塗装Ｂを施すこ
とができる。この耐熱性塗装Ｂは、例えばアルミナ粉末
とジルコニア粉末とを含有し、黒色着色剤を添加した塗
布剤を筒布し、焼成することによって形成される。この
耐熱性塗装Ｂが施される場合において、当該領域には透
光膜Ｆか形成されていても、形成されていなくてもよい
。

この耐熱性塗装Ｂが施された場合には、当該耐熱性塗装
已によって赤外線が吸収あるいは反射されるため、内部
のメタルハライドランプ１ｏに対して一層高い保温効果
が得られる。また、耐熱性塗装Ｂによりチップ部２４が
存在する先端部から外部に光が放射されないため、当該
先端部におけるチップ部２４の存在によって生ずるべき
、光の被照射領域における配光分布の乱れが大幅に緩和
され、この点からも、点灯姿勢の如何にかかわらずに被
照射領域において常に均一性の高い照明効果が得られる
。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明の照明用二重管型メタルハライド
放電灯によれば、とのような点灯姿勢であっても安定し
た色温度の放射光を得ることかできると共に、紫外線の
放射量か少なく、また放射される光を十分に散乱された
ものとすることができ、従って点灯姿勢によらずに常に
安定した、しかも被照射領域において均一性の高い良好
な照明を好適に実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る照明用二重管型メタル
ハライド放電灯の説明用正面図、第２図は透過光におけ
る波長と透過率との関係を示す特性曲線図である。 ｌＯ・・・メタルハライドランプ １１・・・封体　　　　　　　Ｉ２・・・封止部１３・
・・金属箔　　　　　　１４・・・放電電極１５・・・
チップ部　　　　　２０・・・外管２１・・・支持リー
ド線　　　２２・・・封止部２３・・・金属箔　　　　
　　２４・・・チップ部３０・・・ベース　　　　　　
３１・・・リードビンＳ・・・内部空間 Ｂ・・・耐熱性塗装 Ｆ・・・透光膜

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. メタルハライドランプを透明な外管内に封入してなり、
   当該外管の表面に、酸化チタン（ＴｉＯ＿２）と酸化シ
   リコン（ＳｉＯ＿２）とよりなり、酸化チタンと酸化シ
   リコンのモル比が６：４〜２：８である膜厚が５０ｎｍ
   以上の透光膜が形成され、この透光膜にはセラミック材
   料の微粉末が分散されていることを特徴とする照明用二
   重管型メタルハライド放電灯。