JPH0731999B2 - メタルハライドランプ - Google Patents
メタルハライドランプInfo
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- JPH0731999B2 JPH0731999B2 JP25540690A JP25540690A JPH0731999B2 JP H0731999 B2 JPH0731999 B2 JP H0731999B2 JP 25540690 A JP25540690 A JP 25540690A JP 25540690 A JP25540690 A JP 25540690A JP H0731999 B2 JPH0731999 B2 JP H0731999B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はメタルハライドランプの改良に関し、特に発光
管の両端に封着した電極の改良に関する。
管の両端に封着した電極の改良に関する。
［従来の技術］ 一般に、メタルハライドランプは発光管内に封入する金
属ハロゲン化物の種類により種々のランプ特性を有し、
特に、ScI3−NaI系ランプは高効率であり、また、DyI3
−TlI−CsI系ランプは演色性に優れ、効率が高いことが
知られている。
属ハロゲン化物の種類により種々のランプ特性を有し、
特に、ScI3−NaI系ランプは高効率であり、また、DyI3
−TlI−CsI系ランプは演色性に優れ、効率が高いことが
知られている。
又、メタルハライドランプの封入金属の沃化物中、希土
類金属沃化物は比較的活性であり、発光管材料である石
英ガラスと反応し沃化ケイ素を生成することがある。
類金属沃化物は比較的活性であり、発光管材料である石
英ガラスと反応し沃化ケイ素を生成することがある。
この沃化ケイ素は蒸気圧が高く、発光管の両端に封着し
た電極間の高温アーク中ではケイ素とヨウ素とに解離
し、ケイ素が電極先端部の表面に沈積する。そして、こ
のケイ素が電極材料であるタングステン金属と一部合金
となり、融点を降下させ、電極先端部を変形させて始動
特性や立消特性等のランプ特性を悪化させることがあ
る。
た電極間の高温アーク中ではケイ素とヨウ素とに解離
し、ケイ素が電極先端部の表面に沈積する。そして、こ
のケイ素が電極材料であるタングステン金属と一部合金
となり、融点を降下させ、電極先端部を変形させて始動
特性や立消特性等のランプ特性を悪化させることがあ
る。
一方、メタルハライドランプの始動特性を改善するため
に、タングステンに酸化トリウムを微量添加し焼結、加
工した、いわゆるトリエーテッドタングステンが電極材
料として一般的に使用されている。
に、タングステンに酸化トリウムを微量添加し焼結、加
工した、いわゆるトリエーテッドタングステンが電極材
料として一般的に使用されている。
しかし、活性な希土類金属沃化物蒸気中では、酸化トリ
ウムと希土類金属あるいは石英と反応して生成した沃化
ケイ素が反応し、酸化トリウムが電極から徐々に消失
し、放電空間中に沃化トリウムとして放出される。
ウムと希土類金属あるいは石英と反応して生成した沃化
ケイ素が反応し、酸化トリウムが電極から徐々に消失
し、放電空間中に沃化トリウムとして放出される。
この沃化トリウムは蒸気圧が高く、ランプ電圧を上昇さ
せる要因となり、立消えの原因となる。そこで、電極材
料として純タングステンを用いることも知られている
が、電子放射特性が悪く、ランプ点灯中電極温度が高く
なり、タングステンのスパッター等による黒化が著し
く、光束維持率が低下するという問題がある。
せる要因となり、立消えの原因となる。そこで、電極材
料として純タングステンを用いることも知られている
が、電子放射特性が悪く、ランプ点灯中電極温度が高く
なり、タングステンのスパッター等による黒化が著し
く、光束維持率が低下するという問題がある。
又、特公昭51−34674号公報にはメタルハライドランプ
の電極のうち少なくとも封入物のハロゲンサイクルの作
用で腐食される部位をタングステンと希土類金属塩化物
の混合焼結体で形成することが開示されているが、これ
は電極の比較的低温部分のハロゲンサイクルによる侵食
防止が目的であり、ハロゲン化物としては蒸気圧が高
く、活性度も高い臭化錫などを使用するランプには有効
である。
の電極のうち少なくとも封入物のハロゲンサイクルの作
用で腐食される部位をタングステンと希土類金属塩化物
の混合焼結体で形成することが開示されているが、これ
は電極の比較的低温部分のハロゲンサイクルによる侵食
防止が目的であり、ハロゲン化物としては蒸気圧が高
く、活性度も高い臭化錫などを使用するランプには有効
である。
一般に、金属ハロゲン化物として、希土類金属の沃化物
を封入するランプは蒸気圧が低く電極部材への直接の侵
食は見られない。むしろ石英ガラスとの反応により、沃
化ケイ素が発生する可能性があり、このケイ素が電極先
端部に沈着し、タングステンと一部合金化して電極先端
部を溶融変形させる。
を封入するランプは蒸気圧が低く電極部材への直接の侵
食は見られない。むしろ石英ガラスとの反応により、沃
化ケイ素が発生する可能性があり、このケイ素が電極先
端部に沈着し、タングステンと一部合金化して電極先端
部を溶融変形させる。
また、トリエーテッドタングステン電極は酸化トリウム
と反応し、沃化トリウムを発生させてランプ電圧が上昇
しランプの立消えが発生する原因となっている。
と反応し、沃化トリウムを発生させてランプ電圧が上昇
しランプの立消えが発生する原因となっている。
さらに、酸化トリウムが消失した電極は、タングステン
の移動が起こり、電極変形がさらに進むこととなり、実
用上大きな問題がある。
の移動が起こり、電極変形がさらに進むこととなり、実
用上大きな問題がある。
［発明が解決しようとする課題］ 本発明は前記の点に鑑みてなされたもので、発光管両端
の電極の変形に伴うランプ電圧上昇及び光束低下が生じ
ないような電極構造を含む発光管設計を行なうものであ
る。
の電極の変形に伴うランプ電圧上昇及び光束低下が生じ
ないような電極構造を含む発光管設計を行なうものであ
る。
［課題を解決するための手段］ 本発明は、電極のアーク放電に曝される先端部を希土類
金属酸化物のうち少なくとも一種を0.5〜５重量％含有
したタングステンで形成することを特徴とする。
金属酸化物のうち少なくとも一種を0.5〜５重量％含有
したタングステンで形成することを特徴とする。
また、前記希土類金属酸化物は酸化セリウムであること
を特徴とする。
を特徴とする。
［作用］ 前記のように構成することにより、発光管内封入物とし
て活性な希土類金属沃化物を封入してなるメタルハライ
ドランプにおいて、電極の電子放射特性は従来のトリエ
ーテッドタングステン電極とほぼ同程度であり、又黒化
も少なく、更に希土類金属や反応により生成するケイ素
によって侵食されることが少なく、仮に一部侵食されて
も、希土類金属沃化物は沃化トリウムのように蒸気圧が
高くならないため、（1/100〜1/1000程度），ランプ電
圧上昇が生じず、立消えの恐れはない。
て活性な希土類金属沃化物を封入してなるメタルハライ
ドランプにおいて、電極の電子放射特性は従来のトリエ
ーテッドタングステン電極とほぼ同程度であり、又黒化
も少なく、更に希土類金属や反応により生成するケイ素
によって侵食されることが少なく、仮に一部侵食されて
も、希土類金属沃化物は沃化トリウムのように蒸気圧が
高くならないため、（1/100〜1/1000程度），ランプ電
圧上昇が生じず、立消えの恐れはない。
特に、酸化セリウム（CeO2）入りタングステン（Ｗ）は
電極先端部温度が2000℃以上の耐熱性を有するので、電
子放射特性もトリエーテッドタングステン電極と同程度
であり、長時間点灯後、CeO2が侵食されて沃化セリウム
が生成しても、その蒸気圧は沃化トリウムの1/100以下
でありランプ特性に影響を与えることはない。
電極先端部温度が2000℃以上の耐熱性を有するので、電
子放射特性もトリエーテッドタングステン電極と同程度
であり、長時間点灯後、CeO2が侵食されて沃化セリウム
が生成しても、その蒸気圧は沃化トリウムの1/100以下
でありランプ特性に影響を与えることはない。
［実施例］ 以下、本発明に係る実施例を図面に基づき説明する。
第１図はメタルハライドランプの側面図、第２図は同発
光管の両端に封着される電極の側面図である。
光管の両端に封着される電極の側面図である。
図中１は石英製の発光管であり、発光管両端には一対の
電極2a,2bが封着され内部には希ガス、水銀及びジスプ
ロシウム、タリウム、セシウムの沃化物が封入れ、発光
管の端部外壁には保温膜3,3が塗布されている。
電極2a,2bが封着され内部には希ガス、水銀及びジスプ
ロシウム、タリウム、セシウムの沃化物が封入れ、発光
管の端部外壁には保温膜3,3が塗布されている。
このような発光管は一端に口金４を有する外球５内に発
光管支柱6a,6bを介して機械的かつ電気的に支持されて
いる。そして、発光管１の外周には透光性の石英スリー
ブ７が支持部材8a,8bを介して保持されている。
光管支柱6a,6bを介して機械的かつ電気的に支持されて
いる。そして、発光管１の外周には透光性の石英スリー
ブ７が支持部材8a,8bを介して保持されている。
又、電極2a,2bはタングステンに酸化セリウムを重量比
で１％混合し、焼結した電極芯棒21の先端部にタングス
テンコイル22,23を巻回したものである。更に、前記タ
ングステン（二重構造）の空隙には電子放射物質が充填
されている。
で１％混合し、焼結した電極芯棒21の先端部にタングス
テンコイル22,23を巻回したものである。更に、前記タ
ングステン（二重構造）の空隙には電子放射物質が充填
されている。
そして、このようなランプは管入力150Wの高演色性形ラ
ンプとして使用される。
ンプとして使用される。
次に、本発明に係るランプと従来ランプの諸特性につい
て、実験結果について説明する。電極として（１）１％
CeO2−Ｗ電極、（２）２％ThO2−Ｗ電極、（３）100％
Ｗ電極を封着した発光管よりなるランプを試作し、その
寿命試験を行なった。
て、実験結果について説明する。電極として（１）１％
CeO2−Ｗ電極、（２）２％ThO2−Ｗ電極、（３）100％
Ｗ電極を封着した発光管よりなるランプを試作し、その
寿命試験を行なった。
第３図は点灯時間経過に伴うランプ電圧の変化を示す図
であり、第４図は同じく光束維持率の変化を示す図であ
る。
であり、第４図は同じく光束維持率の変化を示す図であ
る。
第３図から明らかなように、ランプ電圧の変化は２％Th
O2−Ｗ電極が点灯初期よりその上昇が著しく、3000時間
点灯後に立消えが発生した。一方、100％Ｗ電極および
１％CeO2−Ｗ電極共にランプ電圧は緩やかに上昇してい
るが、6000時間経過後も立消えが生じることはない。
O2−Ｗ電極が点灯初期よりその上昇が著しく、3000時間
点灯後に立消えが発生した。一方、100％Ｗ電極および
１％CeO2−Ｗ電極共にランプ電圧は緩やかに上昇してい
るが、6000時間経過後も立消えが生じることはない。
又、第４図から明らかなように、光束維持率については
100％Ｗ電極は6000時間点灯後50％以下となり実用的で
ない。又、２％ThO2−Ｗ電極は3000時間経過後80％以上
であったが、3800時間後に立消えが生じた。このよう
に、本発明に係るCeO2−Ｗ電極は従来の電極に比べてラ
ンプ電圧の変化が少なくかつ光束維持率の低下も少なく
そのランプ特性が優れている。
100％Ｗ電極は6000時間点灯後50％以下となり実用的で
ない。又、２％ThO2−Ｗ電極は3000時間経過後80％以上
であったが、3800時間後に立消えが生じた。このよう
に、本発明に係るCeO2−Ｗ電極は従来の電極に比べてラ
ンプ電圧の変化が少なくかつ光束維持率の低下も少なく
そのランプ特性が優れている。
次に、タングステンに対するセリウム等の希土類金属酸
化物の含有量について説明する。
化物の含有量について説明する。
電極材料の基材であるタングステンに対する希土類金属
酸化物の含有量は、重量比で0.5〜５％の範囲が望まし
く、0.5％未満では電子放射特性が不十分となりランプ
の始動特性が悪化し、また、５％を越えるとタングステ
ンの加工性が悪くなり線材に加工しにくくなる。なお、
電子放射特性や加工性を考慮した場合、１重量％前後が
最良である。
酸化物の含有量は、重量比で0.5〜５％の範囲が望まし
く、0.5％未満では電子放射特性が不十分となりランプ
の始動特性が悪化し、また、５％を越えるとタングステ
ンの加工性が悪くなり線材に加工しにくくなる。なお、
電子放射特性や加工性を考慮した場合、１重量％前後が
最良である。
又、本発明に係る電極は希土類金属酸化物とタングステ
ンとを焼結して形成するので、従来のタングステン電極
に酸化物を塗布して形成するものに比べて、ランプ点灯
中の酸化物の消耗が少なく、ランプ特性への影響がほと
んどない。また電子放射特性の違いがなく、始動特性に
差がない。
ンとを焼結して形成するので、従来のタングステン電極
に酸化物を塗布して形成するものに比べて、ランプ点灯
中の酸化物の消耗が少なく、ランプ特性への影響がほと
んどない。また電子放射特性の違いがなく、始動特性に
差がない。
更に、点灯中高温となる電極先端部の内部組織（結晶の
ならびや希土類酸化物の分布）の変化が少ないので、電
流が大きく管入力が大きなランプにも適する。
ならびや希土類酸化物の分布）の変化が少ないので、電
流が大きく管入力が大きなランプにも適する。
なお、前記実施例では希土類金属酸化物としてセリウム
について説明したが、他の酸化物、例えばランタン、ジ
スプロシウム、イットリウムについてもセリウムとほぼ
同様な効果が認められた。
について説明したが、他の酸化物、例えばランタン、ジ
スプロシウム、イットリウムについてもセリウムとほぼ
同様な効果が認められた。
又、封入物として少なくとも沃化ジスプロシウムを封入
したランプについて説明したが、少なくとも沃化スカン
ジウムを封入したランプは、安定した光束動程特性を示
し、又ランプ電圧の変化が少ない等の優れた特性を有
し、さらに、少なくとも沃化ネオジウムを封入したラン
プは、前記スカンジウムランプに加えて色温度の変化が
少ない等の優れた特性を有する。
したランプについて説明したが、少なくとも沃化スカン
ジウムを封入したランプは、安定した光束動程特性を示
し、又ランプ電圧の変化が少ない等の優れた特性を有
し、さらに、少なくとも沃化ネオジウムを封入したラン
プは、前記スカンジウムランプに加えて色温度の変化が
少ない等の優れた特性を有する。
［発明の効果］ 以上の説明から明らかなように、本発明に係るメタルハ
ライドランプは、電極材料として所定の範囲内の希土類
金属酸化物のタングステンとの混合焼結体を用いたの
で、ランプ寿命期間中のランプ電圧上昇に伴うランプの
立消え及び電極よりの電子放射物質の飛散に伴うランプ
黒化により光束維持率の低下を防止することができ、長
寿命のランプを得ることができる。
ライドランプは、電極材料として所定の範囲内の希土類
金属酸化物のタングステンとの混合焼結体を用いたの
で、ランプ寿命期間中のランプ電圧上昇に伴うランプの
立消え及び電極よりの電子放射物質の飛散に伴うランプ
黒化により光束維持率の低下を防止することができ、長
寿命のランプを得ることができる。
第１図は本発明に係るメタルハライドランプの一実施例
を示す側面図、第２図は同じく電極の一実施例を示す側
面図であり、第３図は点灯時間経過に伴うランプ電圧の
変化を示す特性図であり、第４図は点灯時間経過に伴う
光束維持率の変化を示す特性図である。
を示す側面図、第２図は同じく電極の一実施例を示す側
面図であり、第３図は点灯時間経過に伴うランプ電圧の
変化を示す特性図であり、第４図は点灯時間経過に伴う
光束維持率の変化を示す特性図である。
Claims (3)
- 【請求項１】両端に１対の電極を封着した発光管内に、
少なくとも希土類金属の沃化物を封入したメタルハライ
ドランプにおいて、 前記電極のうちアーク放電に曝される先端部は、希土類
金属酸化物の少なくとも１種を0.5〜５重量％含有した
タングステンで形成することを特徴とするメタルハライ
ドランプ。 - 【請求項２】前記希土類金属酸化物は酸化セリウムより
なる請求項第１項記載のメタルハライドランプ。 - 【請求項３】前記希土類金属は沃化スカンジウム、沃化
ジスプロシウム、沃化ネオジウムの少なくとも１種を封
入してなる請求項第１項または第２項記載のメタルハラ
イドランプ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25540690A JPH0731999B2 (ja) | 1990-09-27 | 1990-09-27 | メタルハライドランプ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25540690A JPH0731999B2 (ja) | 1990-09-27 | 1990-09-27 | メタルハライドランプ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04137350A JPH04137350A (ja) | 1992-05-12 |
| JPH0731999B2 true JPH0731999B2 (ja) | 1995-04-10 |
Family
ID=17278325
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25540690A Expired - Fee Related JPH0731999B2 (ja) | 1990-09-27 | 1990-09-27 | メタルハライドランプ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0731999B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07233434A (ja) * | 1994-02-24 | 1995-09-05 | Toshiba Corp | 耐食性材料およびその製造方法 |
| JP2009259790A (ja) * | 2008-03-26 | 2009-11-05 | Harison Toshiba Lighting Corp | 高圧放電ランプ |
-
1990
- 1990-09-27 JP JP25540690A patent/JPH0731999B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04137350A (ja) | 1992-05-12 |
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Legal Events
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