JPH0479470B2 - - Google Patents

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JPH0479470B2
JPH0479470B2 JP60058641A JP5864185A JPH0479470B2 JP H0479470 B2 JPH0479470 B2 JP H0479470B2 JP 60058641 A JP60058641 A JP 60058641A JP 5864185 A JP5864185 A JP 5864185A JP H0479470 B2 JPH0479470 B2 JP H0479470B2
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JP
Japan
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arc
discharge lamp
arc discharge
arc chamber
radius
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JP60058641A
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JPS60232662A (ja
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Emu Kiifue Uiriamu
Karubin Ganguru Daburyuu
Eru Rosueru Junia Harorudo
Kei Kurasuko Zeya
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Osram Sylvania Inc
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GTE Products Corp
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Publication of JPH0479470B2 publication Critical patent/JPH0479470B2/ja
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J61/00Gas-discharge or vapour-discharge lamps
    • H01J61/02Details
    • H01J61/04Electrodes; Screens; Shields
    • H01J61/06Main electrodes
    • H01J61/073Main electrodes for high-pressure discharge lamps
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J61/00Gas-discharge or vapour-discharge lamps
    • H01J61/02Details
    • H01J61/30Vessels; Containers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J61/00Gas-discharge or vapour-discharge lamps
    • H01J61/82Lamps with high-pressure unconstricted discharge having a cold pressure > 400 Torr
    • H01J61/827Metal halide arc lamps

Landscapes

  • Discharge Lamps And Accessories Thereof (AREA)
  • Vessels And Coating Films For Discharge Lamps (AREA)
  • Discharge Lamp (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はシングルエンド形低ワツト数のメタル
ハライドアーク放電ランプに関し、詳しくいう
と、シングルエンド形低ワツト数のメタルハライ
ドアーク放電ランプの電極整列状態およびアーク
室の改良に関する。
従来の技術 一般に、通常のメタルハライドアーク放電ラン
プは米国特許第3407327号に開示されているよう
に、いわゆる「ダブルエンド形」の設計のもので
ある。この米国特許のダブルエンド形ランプは一
対の電極が溶融シリカの発光管の両端部に封止さ
れており、適当な充填ガスがこの発光管内に挿入
され、そして発光管はソケツトに受け入れられる
ように形成されたベース部材が取付けられた外囲
器内に位置付けされている。さらに、商業的に入
手できるランプは175ないし1500ワツトの範囲で
あり、電極間のアークギヤツプは26ないし91mmの
範囲であり、ギヤツプ許容誤差は±1.0mm程度の
大きさである。
上述の比較的光電圧のメタルハライドアーク放
電ランプに対する改良が米国特許第4161672号に
記載されている。この米国特許には、約250ワツ
トの電力入力および約60なしい150ワツト/cmの
アーク負荷を有するランプが開示されている。し
かしながら、このランプの構造は同じくダブルエ
ンド形のものであり、長手方向に延在する発光管
の両端部に電極が封止されている。
発明が解決しようとする問題点 このようなダブルエンド形の構造は製造するの
に比較的費用がかかり、また一端部に接続用のベ
ースを具備する外囲器に特に適した構造ではな
く、さらにダブルエンド形の構造は電極のギヤツ
プ間隔および位置決めに関する限り比較的大きな
公差を呈する傾向がある。
一方、米国特許第4302699号、第4308483号、第
4320322号、第4321501号および第4321504号のシ
ングルエンド形メタルハライドアーク放電ランプ
には従来の光源に対する改良が示されている。こ
れら特許はすべて特定の応用に適した構造およ
び、または充填ガスの種類を開示するものであ
る。しかしながら、電極およびアーク室の価値、
あるいは電極の整列および公差の点で依然として
問題を残している。
発明の目的 本発明の目的はワツト数の変化するかつ実質的
に定電流の性能を有する改良されたシングルエン
ド形の低ワツト数のメタルハライドアーク放電ラ
ンプを提供することである。本発明の他の目的は
改善された等温のアーク室を有する改良されたメ
タルハライドアーク放電ランプを提供することで
ある。本発明の他の目的は電極の整列状態を向上
させた改良されたメタルハライドアーク放電ラン
プを提供することである。本発明の他の目的は改
善された等温のアーク室を有しかつ電極の整列状
態を改善した改良されたシングルエンド形のメタ
ルハライドアーク放電ランプを提供することであ
る。
問題点を解決するための手段 本発明のこれらおよび他の目的、利点、ならび
に能力は、本発明の一面においては、充填ガスが
封入された等温のアーク室ならびに該アーク室の
一端部を貫通して封入され、このアーク室内に一
対の電極を提供する一対の電気導体を有し、アー
ク室の外径が1つの定数とランプのワツト数に第
2の定数を加えたものとの積に従つて決定される
シングルエンド形のメタルハライドアーク放電ラ
ンプによつて達成される。
本発明の他の面においては、シングルエンド形
メタルハライドアーク放電ランプは充填ガスが封
入された等温のアーク室ならびに該アーク室の一
端部を貫通して封入され、このアーク室内に一対
の電極を提供する一対の電気導体を有し、該一対
の電極が約35ないし約150ワツトの範囲のランプ
に対して実質的に均一な電流を提供するアークギ
ヤツプを有する。
本発明のさらに他の面においては、シングルエ
ンド形のメタルハライドアーク放電ランプは等温
のアーク室、充填ガスおよび一対の電極を含み、
該アーク室の外径がある定数とランプのワツト数
に一定の長さおよびアークギヤツプの距離を加え
たものとの積として変化し、約35ないし約150ワ
ツトの範囲のランプに対して実質的に均一な電流
を提供する。
以下、添付図面を参照して本発明の好ましい実
施例について詳細に説明する。
第1図には低ワツト数のシングルエンド形メタ
ルハライドアーク放電ランプ5が示されており、
このランプ5は等温のアーク室7を含み、このア
ーク室7の一端部には圧力封止部9が、また反対
端にはチツプオフ封止部11がある。一対の電気
導体13および15がアーク室7の一端部を貫通
して封入され、アーク室7内に一対の離間された
電極17および19を形成する。これら電気導体
13および15は圧力封止部9内に封止された一
対の金属リボン21および23に接続されてお
り、これら金属リボン21および23に付勢源に
電気接続するように形成された一対の電気リード
25および27に接続されている。
詳しくいうと、第2図に示すように、等温アー
ク室7は外径t、内壁部分29、圧力封止継目部
分31およびドーム部分(ドーム封止部分)33
を有する。アーク室7の外径tは次式によつて決
定される。
t=aW+b ここでWはランプのワツト数aは、0.07±0.01
mm/ワツトに実質的に等しく、bは7.20±1.00mm
に実質的に等しい。従つて、アーク室7の外径t
は使用されるランプのワツト数に従つて変化す
る。
また、圧力封止継目部分31は半径r1(外側表
面の曲率半径)を有し、この半径r1はアーク室7
の外径tの1/2と定数cとの和に等しい。ここで
定数cは1.4±0.2mmに実質的に等しい。アーク室
7のドーム部分33は半径r2(外側表面の肩部に
おける曲率半径)を有し、この半径r2は圧力封止
継目部分31の半径r1を定数dで割つたものに実
質的に等しい。ここで定数dは2.0mmよりも大き
くかつ4.0mmより小さい。さらに、圧力封止継目
部分31は約115゜の値を持つ角度θと対してお
り、かつ電極17および19の端部を結ぶ線A−
A′の中点に中心がある。
第3図は第1図の放電ランプ5、特にアーク室
7を詳しく例示するものである。アーク室7は内
壁部分29、圧力封止継目部分31およびドーム
部分33を有する。一対の電気導体13および1
5がアーク室7の一端部を貫通して封止され、ア
ーク室内に一対の電極17および19を提供す
る。これら電極17および19のそれぞれはアー
ク室7の内壁部分29から少なくとも約1.2mmの
距離(Y)だけ離間されている。また、電極17
および19の端部はそれら間に距離(X)のギヤ
ツプを有し、約35ないし約150ワツトの範囲のラ
ンプに対して実質的に均一な電流を提供し、かつ
中心線X′−X′に関して約0.24mmより小さい偏差す
なわち心ずれ(U−V)を有する。さらに、これ
ら電極17および19の上記端部はドーム部分3
3の内壁部分29から少なくとも約3.2mmのかつ
多くても約3.9mmの距離(Z)離間されている。
低ワツト数の、通常は約35ないし約150ワツト
の範囲のワツト数の、シングルエンド形メタルハ
ライドアーク放電ランプを製造するにあたつて、
約825℃の最大許容アーク室温度は電極の融解、
不所望な電圧の上昇、始動不良、効率の減少おび
壁の黒化のような寿命を短かくする要因を最小に
することが確認された。また、電極の背後のコー
ルドスポツト(冷点)および対流の影響のような
不所望な影響を実質的に除去するまたは少なくと
も大巾に減少させる等温アーク室7を使用するこ
とにより上述の最大許容アーク室温度でまたはそ
の近傍でランプを動作させることができることが
確認された。
また、アーク室7内の電極17および19の内
端間のアークギヤツプすなわち間隔を制御するこ
とによつて約35ないし約150ワツトの範囲のアー
ク放電ランプに対して実質的に均一な電流が得ら
れることが確認された。詳しくいうと、上記範囲
のワツト数のアーク放電ランプは、両電極の内端
間のアークギヤツプまたは距離(X)が約1.74×
10-5W3−3.3×10-3W2+2.67W+3.32に実質的に
等しいときに、実質的に均一な電流を有すること
が分かつた。ここで、Xはアークギヤツプすなわ
ち電極間間隔(mm)であり、Wはランプのワツト
数である。
第4図のグラフから明白に分るように、両電極
の内端間のアークギヤツプすなわち距離(X)は
ランプのワツト数(W)の変化に従つて変化す
る。例えば、40ワツトのアーク放電ランプが約
3.2mmのアークギヤツプを有し、また100ワツトの
ランプが約7.8mmのアークギヤツプを有し、そし
て両ランプは実質的に同じ電流を有することにな
る。従つて、実質的に均一の電流を流れるという
ことは使用する安定器の値を変えることなく異な
るワツト数のランプを取替えて使用できるという
ことを意味することは容易に理解できる。かくし
て、上述の形態に従つて設計された種々のワツト
数のランプは任意の放電ランプに通常は使用され
る安定器を変更する必要なしに種々のワツト数の
ものを取替えて使用することを可能にする。
限定するものではないが、特定例として、好ま
しい一実施例の40ワツトシングルエンド形小形メ
タルハライド発光管は次の形態を有するように構
成された。
ランプ外径t=10.0mm 圧力封止部分半径r1=6.4mm ドーム部分半径r2=3.2mm 圧力封止継目部分に対する角度θ=115゜また、
アーク室7内の一対の電極17および19はアー
ク室7の内壁部分から約1.3mm離間され、アーク
ギヤツプは約3.2mmであり、電極17および19
の中心からの偏差は0.24mmより小さく、そして電
極17および19はドーム部分33から約3.5mm
離間された。
ランプの初期充填ガスは約7.4mgの水銀(Hg)、
4.0mgのNaIとScI3(NaI対ScI3のモル比は20:
1)、0.12mgのスンカンジウム(Sc)および100ト
ルのアルゴンを含むものであつた。真空容器内で
の約40ワツトの電力負荷におけるランプの動作時
に、アーク室壁の温度は圧力封止継目部分31に
隣接する約740℃の最大温度からドーム部分33
における約770℃の最高温度まで変化することが
分つた。従つて、アーク室7の表面温度は圧力封
止継目部分31からドーム部分33までせいぜい
約±15℃変化するだけであつた。その上、アーク
室7に最も近い圧力封止継目部分31の温度は約
±5℃の範囲内にあることが分つた。
第5図は4000時間の間動作させた複数のシング
ルエンド形40ワツトメタルハライドアーク放電ラ
ンプの光出力(ルーメン)を例示するものであ
る。容易に理解できるように、約2300ルーメンの
初期ルーメンレベルが4000時間において約1970ル
ーメンすなわち86%に維持されている。また、第
6図は4000時間の間動作する同じグループのラン
プのランプ電圧を例示するものである。この図に
おいて、ランプ電圧は約2000時間でピークに達
し、そして初期始動電圧に向つて徐々に下降す
る。
発明の効果 上述のテストデータから明白なように、本発明
によれば寿命を短かくする要因が減ぜられた低ワ
ツト数のシングルエンド形メタルハライドアーク
放電ランプが提供されることが分る。すなわち、
アーク室を等温にする設計ならびに公差を小さく
する電極の整列状態は低ワツト数のシングルエン
ド形メタルハライドアーク放電ランプの性能を改
善するように作用する。その上、適正な電極の設
計により実質的に均一な電流が流れるようにした
ことにより約35ワツトから約150ワツトまでワツ
ト数が変化するランプに対して単一の安定器が使
用できるという利点がある。
現在本発明の好ましい実施例であるとみなされ
ているものを記載し、図示したけれど、特許請求
の範囲によつて定義される本発明の範囲から逸脱
することなしに種々の変形および変更がなし得る
ことはこの分野の技術者には明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のシングルエンド形メタルハラ
イドアーク放電ランプの断面図、第2図はアーク
室の臨界的寸法を例示するシングルエンド形メタ
ルハライドアーク放電ランプの断面図、第3図は
電極の臨界的寸法を例示するシングルエンド形メ
タルハライドアーク放電ランプの断面図、第4図
は実質的に一定の電流値で動作し得るアーク放電
ランプのアークギヤツプ(X)とワツト数(W)
の関係を示す曲線図、第5図は本発明のシングル
エンド形メタルハライドアーク放電ランプの動作
時間によるルーメン保持性能を示す特性図、第6
図は本発明のシングルエンド形メタルハライドア
ーク放電ランプの動作時間による電圧の変化を示
す特性図である。 5:低ワツト数シングルエンド形メタルハライ
ドアーク放電ランプ、7:等温のアーク室、9:
圧力封止部分、13,15:電気導体、17,1
9:電極、29:内壁部分、31:圧力封止継目
部分、33:ドーム部分、t:アーク室外径、
r1:部分31の半径、r2:部分33の半径、θ:
部分31に対する角度、X:電極間ギヤツプ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 外径、ドーム封止部分および内部圧力封止部
    分を有する等温のアーク室と、 該アーク室内に配され、かつ水銀、ハロゲン化
    物および始動ガスを含む充填ガスと、 前記アーク室の一端部を貫通して封入され、こ
    のアーク室内に一対の電極を提供する一対の電気
    導体 とを具備するシングルエンド形低ワツト数のメタ
    ルハライドアーク放電ランプにおいて、 前記アーク室が次式、 t=aW+b ここで、tはアーク室の外径、Wはランプのワ
    ツト数、a=0.07+0.01mm/ワツト、b=7.20+
    1.00mm、 に従つて決定される直径を有することを特徴とす
    るメタルハライドアーク放電ランプ。 2 前記内部圧力封止部分が次式、 r1=t/2+c ここで、c=1.4±0.2mm、 で定まる値の半径(r1)を有する特許請求の範囲
    第1項記載のアーク放電ランプ。 3 前記ドーム封止部分が次式、 r2=r1/d ここで、r1=t/2+c C=1.4±0.2mm 2<d<4mm で定まる値の半径(r2)を有する特許請求の範囲
    第1項記載のアーク放電ランプ。 4 前記内部圧力封止部分が前記一対の電極の内
    端間を結ぶ線の中点から取つた約115゜±40゜に実
    質的に等しいかなりの角度θ内に含まれている特
    許請求の範囲第1項記載のアーク放電ランプ。 5 前記等温のアーク室の最大温度が約825℃で
    ある特許請求の範囲第1項記載のアーク放電ラン
    プ。 6 前記圧力封止部分がt/2+cによつて表わ
    される半径(r1)を有し、前記ドーム封止部分が
    r1/d、ここでc=1.4±0.2mm、2<d<4mm、
    によつて表わされる半径(r2)を有する特許請求
    の範囲第1項記載のアーク放電ランプ。 7 前記低ワツト数が約35ないし約150ワツトの
    範囲のワツト数である特許請求の範囲第1項記載
    のアーク放電ランプ。 8 前記等温のアーク室が前記ドーム封止部分か
    ら前記圧力封止部分まで約±15℃より小さい表面
    温度変化を有する特許請求の範囲第1項記載のア
    ーク放電ランプ。 9 前記圧力封止部分が約±5℃より小さい温度
    変化を有する特許請求の範囲第1項記載のアーク
    放電ランプ。
JP60058641A 1984-03-27 1985-03-25 シングルエンド形低ワツト数のメタルハライドランプ Granted JPS60232662A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US593790 1984-03-27
US06/593,790 US4620130A (en) 1984-03-27 1984-03-27 Electrode alignment and capsule design for single-ended low wattage metal halide lamps

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS60232662A JPS60232662A (ja) 1985-11-19
JPH0479470B2 true JPH0479470B2 (ja) 1992-12-16

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ID=24376184

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Application Number Title Priority Date Filing Date
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Country Link
US (1) US4620130A (ja)
EP (1) EP0156385A3 (ja)
JP (1) JPS60232662A (ja)
CA (1) CA1246655A (ja)

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