JPH04332459A - ハロゲン電球 - Google Patents

ハロゲン電球

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JPH04332459A
JPH04332459A JP2368391A JP2368391A JPH04332459A JP H04332459 A JPH04332459 A JP H04332459A JP 2368391 A JP2368391 A JP 2368391A JP 2368391 A JP2368391 A JP 2368391A JP H04332459 A JPH04332459 A JP H04332459A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
halogen
molybdenum
tungsten
bulb
amount
Prior art date
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Pending
Application number
JP2368391A
Other languages
English (en)
Inventor
Makoto Bessho
誠 別所
Hideto Mochizuki
秀人 望月
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Lighting and Technology Corp
Original Assignee
Toshiba Lighting and Technology Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Lighting and Technology Corp filed Critical Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority to JP2368391A priority Critical patent/JPH04332459A/ja
Publication of JPH04332459A publication Critical patent/JPH04332459A/ja
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  • Vessels And Coating Films For Discharge Lamps (AREA)

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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、バルブ内にタングステ
ンコイルからなるフィラメントを収容するとともに、こ
のバルブ内にハロゲンを封入したハロゲン電球に関する
【0002】
【従来の技術】ハロゲンを封入した白熱電球は、石英な
どのような耐熱性ガラスからなるバルブにタングステン
からなるコイルフィラメントを収容し、かつこのバルブ
内によう素、臭素、塩素などのハロゲンと、アルゴン、
窒素などの希ガスを封入して構成されている。
【0003】このようなハロゲン電球は、消費電力、効
率および寿命特性などに応じて封入されるハロゲンの最
適量が変化する。例えばハロゲンとして臭素を用いる場
合、バルブ内にはCH2 Br2 のようなハロゲン化
合物の形態で封入しているが、このハロゲン化合物の濃
度、封入圧はランプの品種毎にその最適値となるように
変える必要がある。
【0004】封入量が最適値よりも多い場合は、余剰ハ
ロゲンのためにフィラメントやリード線、アンカーワイ
ヤなどの金属部材がエッチングされて早期に細り、短寿
命になる。また封入量が最適値よりも少ない場合は、ハ
ロゲンサイクルが円滑に行われず、蒸発したタングステ
ンがバルブ壁に付着して黒化を促進させる等の不具合が
ある。このためハロゲンは最適封入量が厳密に管理され
なけばならず、従来はこの封入量を高精度にコントロー
ルするため多大な注意を払っており、例えば、ランプの
品種を交換した場合にはハロゲンガスボンベの交換や、
圧力調整、濃度検査等に多くの時間および労力を費やし
ている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】したがって、従来は封
入ハロゲン量を高精度に規制するため、高い精度で管理
する必要があり、手間を要する点が問題であった。
【0006】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
、ハロゲンを封入する場合に、その封入量に多大な注意
を必要としなくなり、しかもバルブ内では所定量のハロ
ゲンが存在するハロゲン電球を提供しようとするもので
ある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、バルブ内にタ
ングステンコイルからなるフィラメントを収容するとと
もに、このバルブ内にハロゲンを封入したハロゲン電球
において、上記タングステンフィラメントの重量に対し
モリブデンを300〜3000ppm の割合で混合し
たことを特徴とするものである。
【0008】
【作用】本発明によると、タングステンフィラメントに
含有されモリブデンが点灯中に蒸発して温度の低いバル
ブ壁に付着し、このバルブ壁に付着したモリブデンはハ
ロゲンと反応しハロゲン化モリブデン、例えばMoBr
2 を生成する。このハロゲン化モリブデンは固相体で
あり、気相中のハロゲンを取り込む。したがって気相中
に余剰のハロゲンが存在するのを防ぐ。このため、モリ
ブデンを添加しないタングステンフィラメントを用いた
従来のハロゲン電球では、封入ハロゲン量を適正な量に
厳密に規制しなければならなかったが、モリブデンを含
有したタングステンフィラメントを用いた本発明のハロ
ゲン電球は、バルブ内に余剰となっているハロゲンをモ
リブデンが捕まえてバルブ壁に固着させるので、気相中
のハロゲン量が自動的に適正な量にコントロールされる
。 このため、封入ハロゲンの量に多大な注意を払う必要が
なくなり、余裕をもって封入することができるから、作
業性が向上する。
【0009】
【実施例】以下本発明について、図面に示す一実施例に
もとづき説明する。
【0010】図は定格電圧100〜120Vの片口金形
のハロゲン電球を示し、1は石英等のような耐熱性を有
するガラスからなるバルブである。このバルブ1の一端
は圧潰封止(封止部2)されているとともに、他端は閉
塞されている。
【0011】バルブ1内にはフィラメント3が収容され
ており、このフィラメント3はタングステンWを主成分
とし、これにモリブデンMoを添加して構成されている
。モリブデンはタングステンに対して300〜3000
ppm(300×10−7〜3000×10−7重量%
)の割合で含有されている。
【0012】このようなフィラメント3は2重コイルに
成形され、例えばCC−8形としてバルブ軸上に沿って
配置されている。
【0013】フィラメント3の両端部はそれぞれ内部リ
ード線4,5に接続されており、これら内部リード線4
,5は途中をビードガラス6で保持されて、上記圧潰封
止部2に導かれている。これら内部リード線4,5は圧
潰封止部2に封着されたモリブデン箔などからなる金属
箔導体7,7に接続されており、これら金属箔導体7,
7は外部リード線8,8に接続されている。これら外部
リード線8,8は封止部2の端面から外部に導き出され
ている。
【0014】なお、フィラメント3の中間部はアンカー
ワイヤ9に支持されており、このアンカーワイヤ9は前
記ビードガラス6に植設されている。
【0015】このようなバルブ1内には、よう素、塩素
、臭素等のハロゲンと、アルゴン、窒素などの不活性ガ
スが封入されている。本実施例では臭素Brが、CH2
 Br2 の形態で、所定のハロゲンサイクルを行うの
に必要とされる封入量よりも若干多めにして封入されて
いる。
【0016】このような構成のハロゲン電球について作
用を説明する。
【0017】ランプの点灯中、バルブ1の内部ではハロ
ゲンサイクルが行われる。すなわち、点灯により白熱す
るフィラメント3表面からはタングステンWが蒸発し、
管壁方向に拡散する。このタングステンは管壁付近の低
温部分でバルブ1内に封入したハロゲンと反応し、WB
r5 などのようなハロゲン化タングステンを形成する
。 この場合、管壁温度をハロゲン化タングステンが付着し
ない温度にしておけば、このハロゲン化タングステンは
蒸気圧が高いので管壁付近からフィラメント付近に拡散
し、その一部はフィラメント3の温度を受けてハロゲン
とタングステンに熱分解する。分解したハロゲンは蒸発
したタングステンと再び反応し、また分解したタングス
テンはフィラメント表面に析出する。このようにしてハ
ロゲンサイクルを行うことにより、管壁の黒化を防止す
るものである。
【0018】そして、このようなハロゲンサイクルを円
滑に継続させるためには、ハロゲンとタングステンの反
応が平衡状態でなされる必要があり、したがって、気相
中のハロゲン量が厳密に管理されなければならない。つ
まり、気相中のハロゲン濃度が高いと余剰のハロゲンが
内部リード線4,6やアンカーワイヤ9をエッチングし
てこれらワイヤの早期折損を招き、また気相中のハロゲ
ン濃度が薄いと蒸発したタングステンのハロゲンと反応
し切れずに余ったタングステンが管壁に付着して黒化を
発生させる。
【0019】しかして、本発明のように、タングステン
フィラメント3にモリブデンMoを添加した場合は、こ
のモリブデンが点灯中に蒸発して管壁に付着する。モリ
ブデンは管壁温度が通常、約1000K以下であれば、
ハロゲンと反応しハロゲン化モリブデン、例えばMoB
r2 を生成する。このハロゲン化モリブデンは固相体
であり、気相中のハロゲンを取込み、余剰のハロゲンが
存在するのを防ぐ。すなわち、バルブ内に余剰となって
いるハロゲンをモリブデンが捕まえてバルブ壁に固着さ
せるので、気相中のハロゲン量が自動的に適正な量にコ
ントロールされる。
【0020】このため、バルブ1内にハロゲンを封入す
る際、若干多めに封入しても上記モリブデンが余剰ハロ
ゲンを捕獲して適性量に規制するので、ハロゲンの封入
量を厳格に管理する必要がなくなり、封入作業に多大な
注意を払う必要がなくなり、余裕をもって封入すること
ができることから作業性が向上する。
【0021】ところで、タングステンフィラメント中に
モリブデンを含有させる場合、モリブデンの量が多過ぎ
るとむしろ黒化を促進させるようになり、モリブデンを
含有させることが逆効果となってしまう。したがって、
モリブデンの含有量を規制する必要がある。
【0022】本発明者等は種々の研究の結果、タングス
テンに対するモリブデンの含有割合を300〜3000
ppm(300×10−7〜3000×10−7重量%
)にすればよいことを発明した。以下この数値限定につ
いて説明する。
【0023】図2は、バルブ内におけるタングステンの
蒸気圧分布を示す特性図である。つまり、点灯中のバル
ブ内には安定した平衡状態で気相中に種々の蒸発したタ
ングステンの酸化物、例えばWO、WO2 、W3 O
8 などが存在しており、これらタングステン酸化物の
全ての分圧の総和を示すのが特性SPW(sumed 
   pressure  of  tungsten
)として示されている。同図はX軸の左方がバルブ壁に
近く、したがって温度が低くなり、また右方がフィラメ
ントに近く、温度が高い領域を示す。そして、各特性図
はそれよりも下の領域の総面積が蒸発しているタングス
テンの総量を示す。
【0024】ところで、モリブデンMoは略1000K
以下の比較的低い温度範囲で臭素Brと反応し、臭化モ
リブデンMoBr2 の固体相を作り、バルブ壁に付着
させる。このような臭化モリブデンMoBr2 は図2
の破線の特性で示す通り、略1000K以下では温度に
影響を受けることなく一定量を生成する。
【0025】なお、実験およびシュミレーションで用い
たハロゲン電球の気相中の初期封入モル比は以下の通り
である。
【0026】タングステンW      100(mo
l)アルゴン    Ar      90(mol)
窒素        N2       10(mol
)臭素        Br2   0.1(mol)
酸素        02     0.1(mol)
水素        H2     0.1(mol)
図2において、特性AはモリブデンMoを添加しないタ
ングステンフィラメントを用いた場合のSPW特性図で
あり、この場合は約1000Kの付近に最低圧力領域が
形成されている。
【0027】特性Bは、モリブデンMoが0.03mo
l、すなわち300ppm添加された場合のSPW特性
図であり、最低圧力が低くなり、しかもこの最低圧力域
は低温側に移る。
【0028】特性Cは、モリブデンMoが0.05mo
l、すなわち500ppm添加された場合のSPW特性
図であり、最低圧力はさらに低くなり、かつこの最低圧
力域はさらに低温側に移動する。
【0029】特性Dは、モリブデンMoが0.10mo
l、すなわち1000ppm添加された場合のSPW特
性図であり、最低圧力はさらに低くなり、かつこの最低
圧力域はさらに低温側に移動する。
【0030】特性Eは、モリブデンMoが0.25mo
l、すなわち3000ppm添加された場合のSPW特
性図であり、最低圧力はさらに低くなり、かつこの最低
圧力域はさらに低温側に移動する。
【0031】特性Fは、モリブデンMoが0.26mo
l、すなわち3100ppm添加された場合のSPW特
性図であり、最低圧力はさらに低くなり、かつこの最低
圧力域はさらに低温側に移動する。
【0032】特性Gは、モリブデンMoが0.30mo
l、すなわち3600ppm添加された場合のSPW特
性図であり、最低圧力はさらに低くなり、かつこの最低
圧力域はさらに低温側に移動する。
【0033】これらの特性から以下のことが理解できる
【0034】すなわち、タングステンフィラメントにモ
リブデンMoを添加すると、点灯中にモリブデンが蒸発
し、このモリブデンは略1000K以下の比較的温度の
低いバルブ壁の近傍で気相中の臭素Brと反応し、臭化
モリブデンMoBr2 の固体相を作り、バルブ壁に付
着させる。
【0035】したがって、気相中に余剰のハロゲンが存
在すると、この余剰分を吸着して適正な量に維持する。
【0036】ところで、モリブデンMoの添加量を増加
してゆくと臭素Brとの反応が進み、臭化モリブデンM
oBr2 の発生量が増す。このため気相中のハロゲン
が次第に減じられ、よってSPW特性はAからGのよう
に、最低圧力が次第に低くなり、かつこの最低圧力域は
次第に低温側に移動してくる。
【0037】このことは、タングステンとハロゲンの反
応する速度を引き下げ、このためタングステンとハロゲ
ンの反応量を少なくし、気相中のタングステンの総量を
少なくする。
【0038】つまり、モリブデンMoの添加量を増加し
ていくと、SPW特性がAからGに変化してゆくように
なり、これはこれらの特性よりも下側領域の面積が少な
くなっているので、気相中のタングステン総量が抑制さ
れていることになり、したがって、モリブデンMoの添
加量を増加していくと、フィラメントからタングステン
が蒸発するのを抑制する作用がある。
【0039】しかしながら、モリブデンMoの添加量が
SPW特性のFやGで示すように、所定の量を超えると
、モリブデンが気相中のハロゲンを吸着し過ぎて気相中
のハロゲン量が少なくなり過ぎ、過剰のタングステンを
発生させ、これがバルブ壁に付着し、かつタングステン
がランプ内の最低温度部分であるバルブ壁に拡散付着す
ることにより黒化を発生させる。
【0040】また、寿命においてAとBを比較したとき
、タングステンフィラメントからのタングステンの蒸発
総量がBの方がAよりも少ないので、B以降から寿命が
延びる可能性がでてくることが分かった。
【0041】このようなことから、タングステンフィラ
メントに対するモリブデンの添加割合は、下記「表1」
にも示すように、300ppmから3000ppmの範
囲に設定すればよいことが理解できる。
【0042】
【表1】なお、タングステンフィラメントにモリブデン
を添加させるには、以下の方法を採用することができる
。すなわち、タングステンからなる2重コイルフィラメ
ントは、タングステン素線をモリブデンからなる1次マ
ンドレルに巻き付けて1次コイルを形成し、この1次コ
イルをスチールなどの2次マンドレルに巻き付けて2次
コイルを形成している。この後、2次マンドレルを引き
抜き、さらにモリブデンからなる1次マンドレルを王水
などで溶かしてマンドレルを除去するようになっている
【0043】そこで、上記のようにして2次コイルを形
成した後、2次マンドレルを引き抜き、モリブデンから
なる1次マンドレルを残した状態で、このコイルを例え
ば1600℃程度の温度で熱処理する。この熱処理によ
りフィラメントコイルの再結晶化を図り、強度を高める
ことができ、しかもこの熱処理により、1次マンドレル
としてコイルに接触しているモリブデンがタングステン
に拡散する。したがって、タングステンフィラメントに
モリブデンを含有させることができる。
【0044】なお、本発明は上記実施例の示すハロゲン
電球に限らない。
【0045】すなわち、ランプの形態は、片封止形ラン
プに限らず、両端封止形であってもよく、またフィラメ
ントは2重コイル以外に単コイルや3重コイルであって
もよい。
【0046】
【発明の効果】以上説明したように本発明によると、タ
ングステンフィラメントに含有されモリブデンが点灯中
に蒸発して温度の低いバルブ壁に付着し、このバルブ壁
に付着したモリブデンはハロゲンと反応しハロゲン化モ
リブデンを生成し、気相中に余剰のハロゲンが存在する
のを防ぐ。このため、気相中のハロゲン量を自動的に適
正な量にコントロールするから、封入ハロゲンの量に多
大な注意を払う必要がなくなり、余裕をもって封入する
ことができるから、作業性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本発明の第1の実施例を示すハロゲン電
球の正面図。
【図2】気相中のタングステンおよびタングステン化合
物の温度による分圧の総和を示す特性図。
【符号の説明】
1…バルブ、2…封止部、3…タングステンフィラメン
ト、4、5…内部リード線。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  バルブ内にタングステンコイルからな
    るフィラメントを収容するとともに、このバルブ内にハ
    ロゲンを封入したハロゲン電球において、上記タングス
    テンフィラメントの重量に対しモリブデンを300〜3
    000ppmの割合で含有させたことを特徴とするハロ
    ゲン電球。
JP2368391A 1991-01-25 1991-01-25 ハロゲン電球 Pending JPH04332459A (ja)

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JP2368391A JPH04332459A (ja) 1991-01-25 1991-01-25 ハロゲン電球

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013086719A1 (zh) * 2011-12-15 2013-06-20 秦皇岛嘉隆高科实业有限公司 高光效节能型卤钨灯

Citations (2)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4970811A (ja) * 1972-11-08 1974-07-09
JPH03130330A (ja) * 1989-10-16 1991-06-04 Nippon Kinzoku Kagaku Kk ケイ素をアルミニウムに添加する方法

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