JPH06290755A - セラミック放電灯およびこの放電灯を用いた照明器具 - Google Patents

セラミック放電灯およびこの放電灯を用いた照明器具

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JPH06290755A
JPH06290755A JP7424493A JP7424493A JPH06290755A JP H06290755 A JPH06290755 A JP H06290755A JP 7424493 A JP7424493 A JP 7424493A JP 7424493 A JP7424493 A JP 7424493A JP H06290755 A JPH06290755 A JP H06290755A
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JP
Japan
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tube
discharge lamp
ceramic
lamp
auxiliary conductor
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JP7424493A
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English (en)
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Kazuyoshi Okamura
和好 岡村
Akira Ito
彰 伊藤
Kazuo Uchida
一生 内田
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Toshiba Lighting and Technology Corp
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Toshiba Lighting and Technology Corp
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  • Vessels And Coating Films For Discharge Lamps (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】高演色性でランプ効率を向上させる一方、透光
性セラミックチューブ内の通り抜けを防止して外管の黒
化現象を未然にかつ確実に防止することができるセラミ
ック放電灯およびこの放電灯を用いた照明器具を提供す
るにある。 【構成】このセラミック放電灯3は、外管5内に発光管
6を収容し、この発光管5は透光性セラミックチューブ
8の両端部に電極13を備えた電気導入体19を封着し
て構成され、上記透光性セラミックチューブ8内にNa
を含む発光金属、緩衝用金属および始動用希ガスを封入
したセラミック放電灯3において、前記発光管6は管壁
負荷が20W/cm2 以上で動作ランプ電圧が80V以下
に設定されるとともに、前記発光管6の透光性セラミッ
クチューブ8に非密着状態となるように始動補助導体2
0を設けたものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、高演色形高圧ナトリウ
ムランプ等のセラミック放電灯およびこの放電灯を用い
た照明器具に係り、特に外管の黒化を防止してランプ効
率を向上させたセラミック放電灯およびこの放電灯を用
いた照明器具に関する。
【0002】
【従来の技術】セラミック放電灯としての高圧ナトリウ
ムランプには、効率を重視した一般形や色の見え方を重
視した高演色形などのタイプがある。このうち、高演色
形高圧ナトリウムランプは色の見え方である演色性を重
要視する照明分野に適した光源であり、エントランスホ
ール、ロビー、店舗、事務所等の照明に幅広く利用され
る。
【0003】従来の高演色形高圧ナトリウムランプは、
外管内に発光管で収容されており、発光管は透光性セラ
ミックチューブの両端部に電気導入体を封着して構成さ
れる。透光性セラミックチューブ内にNaの発光金属、
Hgの緩衝用金属、およびXe等の始動用希ガスが封入
されている。
【0004】この高圧ナトリウムランプにおいて、ラン
プ効率を高めるためには、始動用希ガスの封入圧力を上
げて放電空間から透光性セラミックチューブへの熱伝導
損失を低く抑える方法がある。この種の高圧ナトリウム
ランプには相関温度が2500K、平均演色評価数80
でランプ効率が50lm/Wのものがある。
【0005】しかしながら、高圧ナトリウムランプのラ
ンプ効率を高めるために、始動用希ガスの封入圧力を上
げると、ランプが始動しにくくなる。このランプ始動性
を改善するために、発光管の透光性セラミックチューブ
に始動補助導体を密着させたり、始動用補助導体にバイ
メタルユニットを用いてランプ始動時に密着させ、点灯
時に機械的に浮かせたものがある。この高圧ナトリウム
ランプでは、ランプ始動時に始動補助導体による電位の
印加によりランプの始動を改善し、確実にしている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従来高演色形高圧ナト
リウムランプは、発光管の透光性セラミックチューブに
始動補助導体を密着させた構造となっているが、この高
圧ナトリウムランプでは点滅点灯を繰り返すと、ランプ
寿命中であっても発光管の放電空間内でセラミックチュ
ーブと反応したNaが外側の始動補助導体の電位に引か
れ、透光性セラミックチューブのチューブ断面を透過し
て出て行き、外管の黒化に至る場合がある。
【0007】また、始動補助導体にバイメタルユニット
を用いたものでは、ランプ寿命中にバイメタルユニット
の作動劣化が生じ、この作動劣化により、始動補助導体
を透光性セラミックチューブ外表面から開放させる開放
能力が劣化し、ランプ始動電圧が上昇して点灯不良にな
るおそれがあった。
【0008】本発明は上述した事情を考慮してなされた
もので、高演色性でランプ効率を向上させる一方、透光
性セラミックチューブ内の通り抜けを防止して外管の黒
化現象を未然にかつ確実に防止することができるセラミ
ック放電灯およびこの放電灯を用いた照明器具を提供す
ることを目的とする。
【0009】本発明の他の目的は、ランプ寿命中にラン
プ始動電圧が上昇するのを確実に防止できるセラミック
放電灯およびこの放電灯を用いた照明器具を提供するに
ある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明に係るセラミック
放電灯は上述した課題を解決するために、請求項1に記
載したように、外管内に発光管を収容し、この発光管は
透光性セラミックチューブの両端部に電極を備えた電気
導入体を封着して構成され、上記透光性セラミックチュ
ーブ内にNaを含む発光金属、緩衝用金属および始動用
希ガスを封入したセラミック放電灯において、前記発光
管は管壁負荷が20W/cm2 以上で動作ランプ電圧が8
0V以下に設定されるとともに、前記発光管の透光性セ
ラミックチューブ外表面に非密着状態となるように始動
補助導体を設けたものである。
【0011】また、上述した課題を解決するために、本
発明に係るセラミック放電灯は、請求項1の記載内容に
加えて請求項2に記載したように、始動補助導体は透光
性セラミックチューブの外表面からの距離をlとしたと
き、0<l≦5mmの位置に設けたり、また、請求項3に
記載したように、始動補助導体は、電気導入体をサポー
トする耐熱性サポート部材に片持梁状に支持され、高融
点金属材料で形成されたり、さらに、請求項4に記載し
たように、始動補助導体は、電気導入体をサポートする
耐熱性サポート部材を、透光性セラミックチューブに近
付くように凹設して構成されたものである。
【0012】さらに、本発明に係る照明器具は、請求項
5に記載したように、上述した課題を解決するために、
凹型反射面を有する反射ミラーの前面に透光性カバーを
被着し、上記反射ミラーの中央部にセラミック放電灯を
設け、上記セラミック放電灯は、発光管の透光性セラミ
ックチューブ外表面に非密着状態となるように始動補助
導体を設けたものである。
【0013】
【作用】本発明に係るセラミック放電灯においては、発
光管の管壁負荷が20W/cm2以上で、動作ランプ電圧
が80V以下に設定される一方、始動補助導体が発光管
の透光性セラミックチューブに非密着状態に設けたの
で、セラミック放電灯を管壁負荷が20W/cm2 以上で
使用しても、透光性セラミックチューブと始動補助導体
と間に高絶縁状態の真空が介在され、発光管の放電空間
内でセラミックチューブと反応したNaが、透光性セラ
ミックチューブを通り抜けることを有効的に防止でき、
外管の黒化現象を未然に防ぐことができ、高演色性のも
のでも、ランプ効率を向上させることができる。
【0014】また、始動補助導体は透光性セラミックチ
ューブの外表面から所要距離離して設置され、発光管内
のプラズマと始動補助導体との電位差を80V以下に限
定することによって透光性セラミックチューブのチュー
ブ断面をNaが透過するのを抑制でき、さらに、上記電
位差の範囲であれば、始動補助導体の劣化が少なく、ラ
ンプ寿命中の始動電圧の上昇を抑制でき、ランプの始動
性を改善でき、点灯不良を確実に防止できる。
【0015】また、このセラミック放電灯を備えた照明
器具は外管の黒化現象を未然にしかも有効的に防止でき
るので、ランプ寿命を延命させることができる。
【0016】
【実施例】以下、本発明の一実施例について添付図面を
参照して説明する。
【0017】図1は、本発明のセラミック放電灯を装着
した照明器具を示す断面図である。この照明器具は凹型
反射面を備えた反射ミラー1を有し、この反射ミラー1
の前面開口部に透明あるいは半透明の透光性カバー2が
被着される。反射ミラー1の光学的中央部にセラミック
放電灯3が着脱自在に装着される。符号4はセラミック
放電灯3を支持するソケットである。
【0018】セラミック放電灯3は、例えば図2に示す
ように構成された高演色形高圧ナトリウムランプであ
る。この高圧ナトリウムランプ3は外管5内に発光管6
が収容される一方、外管5の口部にねじモールド方式の
口金7が封着される。
【0019】発光管6はスリーブ状の透光性セラミック
チューブ8の両端部に電気導入体9が封着されて構成さ
れる。電気導入体9は発光管支持体10,11にそれぞ
れ支持される。
【0020】電気導入体9は図3に示すように透光性セ
ラミックチューブ8のエンドキャップ8aに封着剤とし
てアルミナ(Al2 3 )やカルシア(CaO)を主成
分とするガラスソルダ12を介して気密に封着される。
電気導入体9には電極13が備えられる一方、透光性セ
ラミックチューブ8内は放電空間14に形成され、内部
にNaの発光金属、Hgの緩衝用金属およびXe,A
r,Ne等の始動用希ガスが常温で例えば100Torr程
度封入される。
【0021】電気導入体9を透光性セラミックチューブ
8に封着させる際、気密性を向上させるため、電気導入
体9の封着外表面9aに粗面加工が施され、ガラスソル
ダ12との密着性を向上させている。符号16は余剰発
光金属としてのNaおよび緩衝用金属としてのHgであ
る。
【0022】また、外管5内に収容される発光管6は発
光管支持体10,11に支持される。発光管支持体11
は外管5の内表面に沿うように配設された耐熱性サポー
ト部材18に固定され、保持される。耐熱性サポート部
材18は、例えばステンレス鋼製のサポートワイヤで構
成される。
【0023】一方、耐熱性サポートワイヤ部材18には
Mo,Nb,Ti,Ta等の高融点金属材料からなる棒
状の始動補助導体20が片持梁状に設けられる。この始
動補助導体20は発光管6の透光性セラミックチューブ
8に対向して非密着状態に近接配置される。始動補助導
体20は、透光性セラミックチューブ8の外表面から距
離l、0<l≦5mm、だけ離間して設けられる。好まし
くは、0.5≦l≦2mm離間して設けられる。距離lが
5mmより大きくなるとランプ始動性が悪化する。
【0024】なお、符号21は外管5内を高真空に維持
するリングゲッタであり、符号22も同様なゲッタであ
る。
【0025】今、高演色形高圧ナトリウムランプとし
て、発光管6内に、発光金属としてNa、緩衝用金属とし
てHgを、Naか25重量パーセント(wt%)のアマ
ルガムの形で10mg、始動用希ガスとしてXeが常温で
75Torr封入する。そして、透光性セラミックチューブ
8の内径φ4.5mm、電極間距離9.5mmで定格出力5
0ワットのもので、Nb製の始動補助導体20を透光性
セラミックチューブに密着させた従来タイプのものと、
透光性セラミックチューブ8から1mm離した本発明タイ
プのものを、それぞれ試作し、各タイプのものを20個
ずつ同一条件として使用して実験した。
【0026】実験では、本発明タイプの高演色形高圧ナ
トリウムランプと、従来タイプの高圧ナトリウムランプ
に110%の過負荷で0.5H(時間)ON−0.5H
offの点灯・消灯を繰り返した。実験の結果は、従来タ
イプの高演色形高圧ナトリウムランプは、200回以内
の点滅・点灯の繰返しにより、放電空間内に封入された
Naが透光性セラミックチューブの外表面まで20個全
て浸透し、1000回の点灯・消灯により、20個中5
個の高圧ナトリウムランプの外管にNaを主成分とする
黒化現象が生じた。
【0027】これに対し、発光管6の透光性セラミック
チューブ8から1mm離間させて始動補助導体20を非密
着状態に設けた高圧ナトリウムランプでは、点灯・消灯
を1000回繰り返しても、Naを主成分とする外管5
の黒化現象が生じないのみならず、透光性セラミックチ
ューブ8の外表面までNaが浸透したものは、20個中
1個も存在しなかった。
【0028】また、高演色形高圧ナトリウムランプにお
いて、発光管6の透光性セラミックチューブ8の内径φ
を4.0mm〜6.0mm、電極間距離を8.5mm〜15mm
の範囲で、高演色形の相関色温度Tc≧2500K、平
均演色評価数Ra≧80の色特性を維持しつつ変化さ
せ、発光管6の管壁負荷を17.6W/cm2 〜49.8
W/cm2 の範囲で振り、上述した方法と同じ点滅・点灯
を1000回繰り返す試験を行なった。
【0029】ここに管壁負荷とは、ランプ電力(W)を
発光管6の電極間制御の内表面積S(cm2 )(放電管の
内径をd、放電空間の有効長さをlとしたとき、S=π
d・lで表わされる)で除したものである。
【0030】この試験結果において、従来タイプの高圧
ナトリウムランプでは、管壁負荷20W/cm2 を境にし
て20W/cm2 以上のナトリウムランプでは透光性セラ
ミックチューブ8内表面でのNaとチューブとの反応が
大きく、外管に黒化現象が生じたのに対し、20W/cm
2 以下のものではNaとセラミックチューブとの反応が
小さく、外管に黒化現象も生じなかった。
【0031】また、管壁負荷が20W/cm2 以上の高圧
ナトリウムランプでも、始動補助導体20を発光管6の
透光性セラミックチューブ8から離して同様の実験を行
なったところ、透光性セラミックチューブ8内面でのN
aとチューブとの反応が大きいにも拘らず、透光性セラ
ミックチューブ8の外表面へのNaの浸透は非常に少な
く、外管5の黒化現象は生じなかった。
【0032】一方、Na浸透現象は、発光管6の放電空
間内のブラズマ電位と始動補助導体20との間の電位差
(動作ランプ電圧)が作用しているものと考えられる。
すなわち、電位差が大きな場合には、透光性セラミック
チューブ8のチューブ断面を通り抜けるNaの移動が促
進されると推定し、発光管6の管壁負荷を20W/cm2
上とし、始動補助導体20を透光性セラミックチューブ
8から所要距離だけ離したもので、動作ランプ電圧を4
0V〜100Vの範囲で振った高圧ナトリウムランプを
試作し、透光性セラミックチューブ8のチューブ断面内
のNaの侵入を観察したところ、動作ランプ電圧が80
V以下の高圧ナトリウムランプでは、透光性セラミック
チューブ8外表面へのNaの浸透が少ないことが確認され
た。上述した推定に基づき、実験した結果、80Vが境
界であることがわかった。
【0033】また、発光管6の透光性セラミックチュー
ブ8に始動補助導体20が密着している従来タイプの高
圧ナトリウムランプでは、セラミックチューブのチュー
ブ内面で、セラミックであるAl2 3 と反応したNa
が、チューブ断面の結晶粒界を通り抜けてセラミックチ
ューブ外表面側に引き寄せられるが、始動補助導体20
が透光性セラミックチューブ8に密着していない場合に
は、両者間に高絶縁状態である真空を介在することとな
り、Naを引き寄せる電気的吸引力が発生していないこ
とが判明した。
【0034】したがって、高演色形高圧ナトリウムラン
プで発光管6の管壁負荷を20W/cm2 以上としてラン
プ効率を向上させても、始動補助導体20を透光性セラ
ミックチューブ8と非密着状態に設けることにより、透
光性セラミックチューブ8のチューブ断面をNaが通り
抜けるのを効果的に防止でき、外管5の黒化現象を防止
でき、かつ、ランプ寿命中の始動電圧上昇も防止でき
る。
【0035】なお、本発明の一実施例では、耐熱性サポ
ート部材に始動補助導体を固着させた例を示したが、高
演色形高圧ナトリウムランプ3Aの始動補助導体25は
図4に示すように耐熱性サポート部材18の一部を、透
光性セラミックチューブ8に近接するように凹設し、耐
熱性サポート部材18の一部を始動補助導体25として
構成してもよい。この場合には、耐熱性サポート部材1
8の少なくとも一部には、ステンレス鋼製のワイヤを採
用する代りに、Mo,Ta,Nb等の高融点金属材料製
ワイヤが用いられる。
【0036】また、始動補助導体は発光管の有効放電空
間長の半分以上に亘って配設されることが望ましいが、
始動性をより一層改善するために発光管の周りに周方向
に非密着状態で巻き付けるようにしてもよい。
【0037】
【発明の効果】以上に述べたように、本発明に係るセラ
ミック放電灯においては、発光管の管壁負荷が20W/
cm2 以上で、動作ランプ電圧が80V以下に設定される
一方、始動補助導体が発光管の透光性セラミックチュー
ブ外表面に非密着状態に設けたので、セラミック放電灯
を管壁負荷が20W/cm2 以上で使用しても、透光性セ
ラミックチューブと始動補助導体との間に高絶縁状態の
真空が介在され、発光管の放電空間内でセラミックチュ
ーブと反応したNaが透光性セラミックチューブのチュ
ーブ断面を通り抜けるのを防止でき、外管の黒化現象を
有効的にしかも未然に防ぐことができ、高演色性のもの
でもランプ効率を向上させることができる。
【0038】さらに、始動補助導体は固定するので、バ
イメタルユニットを用いた場合のような作動劣化がな
く、ランプ寿命中の始動電圧の上昇を抑制でき、ランプ
の始動性を改善して点灯不良を確実に防止できる。
【0039】また、このセラミック放電灯を照明器具に
採用した場合、外管の黒化現象を未然にかつ有効的に防
止できるので、ランプ寿命を延命させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のセラミック放電灯を備えた照明器具の
一例を示す概略的な断面図。
【図2】本発明に係るセラミック放電灯の一実施例を示
す図。
【図3】図2に示すセラミック放電灯に備えにれる電気
導入体を示す断面図。
【図4】本発明に係るセラミック放電灯の他の実施例を
示す図。
【符号の説明】
1 反射ミラー 3 セラミック放電灯(高演色形高圧ナトリウムラン
プ) 5 外管 6 発光管 7 口金 8 透光性セラミックチューブ 9 電気導入体 10,11 発光管支持体 12 ガラスソルダ 13 電極 14 放電空間 18 耐熱性サポート部材(サポートワイヤ) 20,25 始動補助導体

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 外管内に発光管を収容し、この発光管は
    透光性セラミックチューブの両端部に電極を備えた電気
    導入体を封着して構成され、上記透光性セラミックチュ
    ーブ内にNaを含む発光金属、緩衝用金属および始動用
    希ガスを封入したセラミック放電灯において、前記発光
    管は管壁負荷が20W/cm2 以上で動作ランプ電圧が8
    0V以下に設定されるとともに、前記発光管の透光性セ
    ラミックチューブ外表面に非密着状態となるように始動
    補助導体を設けたことを特徴とするセラミック放電灯。
  2. 【請求項2】 始動補助導体は透光性セラミックチュー
    ブの外表面からの距離をlとしたとき、0<l≦5mmの
    位置に設けた請求項1記載のセラミック放電灯。
  3. 【請求項3】 始動補助導体は、電気導入体をサポート
    する耐熱性サポート部材に片持梁状に支持され、高融点
    金属材料で形成された請求項1記載のセラミック放電
    灯。
  4. 【請求項4】 始動補助導体は、電気導入体をサポート
    する耐熱性サポート部材を、透光性セラミックチューブ
    に近付くように凹設して構成された請求項1記載のセラ
    ミック放電灯。
  5. 【請求項5】 凹型反射面を有する反射ミラーの前面に
    透光性カバーを被着し、上記反射ミラーの光学的中央部
    にセラミック放電灯を設け、上記セラミック放電灯は、
    発光管の透光性セラミックチューブ外表面に非密着状態
    となるように始動補助導体を設けたことを特徴とする照
    明器具。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009521081A (ja) * 2005-12-23 2009-05-28 オスラム ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング 点弧能力が改善された高圧放電ランプならびに高電圧パルス発生器

Cited By (2)

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