JPH08212971A - メタルハライドランプ - Google Patents

メタルハライドランプ

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JPH08212971A
JPH08212971A JP4142795A JP4142795A JPH08212971A JP H08212971 A JPH08212971 A JP H08212971A JP 4142795 A JP4142795 A JP 4142795A JP 4142795 A JP4142795 A JP 4142795A JP H08212971 A JPH08212971 A JP H08212971A
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metal halide
arc tube
halide lamp
iodide
mercury
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Masahiro Oda
真裕 小田
Minoru Sugiura
稔 杉浦
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Iwasaki Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 フルプレス形の発光管を用いた色特性の良好
な長寿命の1kW以上のメタルハライドランプを提供す
る。 【構成】 石英製直管を用いたフルプレス形の発光管1
内に、ヨウ化ディスプロシウム,ヨウ化タリウム,ヨウ
化セシウム,水銀及び希ガスを封入してなる1kW以上
のメタルハライドランプにおいて、アーク長をl,発光
管内径をdとしたとき、l/d≦3.8 とすると共に、壁
面負荷を18〜20W/cm2 ,水銀密度を1.5mg/cc以下、
ヨウ化ディスプロシウムの封入密度を0.4 mg/cc以下に
設定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、メタルハライドランプ
に関し、特に1kW以上のDy−Tl−Cs系の添加物を封入
したメタルハライドランプに関する。
【0002】
【従来の技術】高演色メタルハライドランプは、屋内照
明用として現在多くの場所で使用されており、その特性
に対して高い評価が得られている。更に、近年ハイビジ
ョン放送の本格化に伴い、屋外や屋内スタジアム等のス
ポーツ施設の照明にも、高演色のランプが求められてい
る。
【0003】従来、屋外や屋内スタジアム等のスポーツ
施設の照明用には、主としてSc−Na系添加物のメタルハ
ライドランプが使われてきた。このSc−Na系添加物のメ
タルハライドランプは、発光管として石英製直管を使用
し、その端部をそのまま封止したフルプレスと呼ばれる
形式のものを使用しており、加工等も非常に容易なもの
である。
【0004】また、高演色(Ra=90以上)のランプとし
ては、Dy−Tl−Cs系の添加物を封入したメタルハライド
ランプがよく知られており、低ワットでは既にデパート
等の屋内照明用として実績があるが、高ワット化の研究
が進められている。このDy−Tl−Cs系添加物を用いたメ
タルハライドランプは、一般的に端部の温度をあげてや
る必要があるため、発光管としては、石英管の中央部に
比べて端部が細くなるように加工され、その細くした端
部を封止したナロー形と呼ばれるものが使われている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、Sc−Na系添
加物のメタルハライドランプは、上記のようにフルプレ
ス形の発光管を用いており、加工が容易であると共に寿
命特性は安定しているが、その添加物の特性上、端部に
保温膜を被着しても良好な演色特性などの色特性が得ら
れず、Raは65程度と低く、近年本格化しているハイビジ
ョン放送用の照明ではRaは80以上が必要とされているた
め、その値を満足できず対応できないという問題点があ
る。一方、Dy−Tl−Cs系添加物のメタルハライドランプ
は、発光管がナロー形で端部が細く形成されているた
め、端部の温度を上げてやることができ良好な色特性が
得やすく、Raが90以上で満足できる演色性を備えてい
る。しかし、その反面発光管の端部を細くするためのつ
なぎ加工の際に手間がかかり、コストが高くなるだけで
なく、石英発光管のつなぎ加工の際にH2 バーナーを使
用するため、加工部に水酸基(−OH基)が混入し、ラ
ンプ完成後に、発光管の加工部からH2 が発生し、発光
管の黒化の要因となり、寿命特性に悪影響を与えるとい
う問題がある。
【0006】本発明は、従来のメタルハライドランプに
おける上記問題点を解消するためになされたもので、フ
ルプレス形の発光管を用いた色特性の良好な長寿命の1
kW以上のメタルハライドランプを提供することを目的
とする。
【0007】
【課題を解決するための手段及び作用】上記問題点を解
決するため、本発明は、石英製直管を用いたフルプレス
形の発光管内に、ヨウ化ディスプロシウム,ヨウ化タリ
ウム,ヨウ化セシウム,水銀及び希ガスを封入してなる
1kW以上のメタルハライドランプにおいて、アーク長
をl,発光管内径をdとしたとき、l/d≦3.8 とする
と共に、壁面負荷を18〜20W/cm2 ,水銀密度を1.5 mg
/cc以下、ヨウ化ディスプロシウムの封入密度を0.4 mg
/cc以下に設定するものである。
【0008】Dy−Tl−Cs系添加物を封入した1kW以上
のメタルハライドランプにおいて、加工が容易で黒化の
要因の少ない石英製直管のフルプレス形の発光管を用い
た場合、色特性を高めるためには、壁面負荷を18〜20W
/cm2 まで高める必要がある。しかし、壁面負荷をこの
程度に高めると、水銀密度が高い状態では、対流により
局部的に発光管の温度が上がってしまうため、その部分
に失透が生じ、それによって光束維持率が悪化する。本
発明においては、上記のようにアーク長lと発光管内径
dの比l/dを3.8 以下とすると共に、水銀の封入密度
を1.5 mg/cc以下とすることにより、発光管の温度を均
一に保ち部分的な失透の発生を防止することができる。
また、水銀の封入密度を1.5 mg/cc以下とすることによ
り、発光管内に添加物のヨウ化ディスプロシウムが溜
り、石英発光管との反応を起こしやすくなるので、本発
明においては、ヨウ化ディスプロシウムの封入量を0.4
mg/cc以下に制限し、これにより石英発光管との反応を
阻止し、長寿命化を実現している。
【0009】
【実施例】次に実施例について説明する。図1は、本発
明に係るメタルハライドランプの実施例を示す図で、1
は石英ガラスの直管をフルプレス形とし両端に主電極
2,3を配置した1500Wの発光管で、内径が28mm,外径
が32mm,内容積が65cc,アーク長が90mmであり、該発光
管1内には、ヨウ化ディスプロシウムを15mg,ヨウ化タ
リウムを8.1 mg,ヨウ化セシウムを5.0 mg,水銀を55m
g,希ガスとしてArを20Torr封入している。したがっ
て、アーク長lと内径dとの比l/dは3.2 であり、壁
面負荷は18.9W/cm2 となっている。また発光管1の一
方の主電極3の近傍には補助電極4が設けられ、両端の
外表面には、例えば、酸化ジルコニウム等の微粒子から
なる保温膜5が形成されている。
【0010】そして、このように構成した発光管1は、
外球6内のステムに接続した一対の発光管支柱7,8を
介して外球6内に保持され、メタルハライドランプを構
成している。なお、図1において、9は他方の主電極2
と補助電極4とを電気的に接続するためのリード線で、
10は外球口金を示している。
【0011】このように構成されたメタルハライドラン
プは、Raは92で良好な色特性を備えており、また光束維
持率は3000時間点灯で80%で、極めて長寿命のものであ
ることが確認された。
【0012】次に、本発明は、壁面負荷を18〜20W/cm
2 に設定するものであるが、まずこの設定に際して行っ
た実験について説明する。色特性を上げてやるために
は、壁面負荷を上げて添加物の蒸気圧を上げればよいと
考え、壁面負荷を種々変えた上記実施例と同様な構成の
1500Wのメタルハライドランプを作成し、演色性を測定
したところ、図2に示すように、壁面負荷を18W/cm2
以上とした場合、Raが90以上となり、良好な色特性が得
られることが判明した。しかし、壁面負荷が20W/cm2
を超えると、寿命特性が著しく悪化するので、壁面負荷
を18〜20W/cm2に設定するものである。
【0013】ところで、壁面負荷を18〜20W/cm2 に設
定した場合でも、ランプの温度を上げるので寿命特性に
大きな影響を与える。この現象は、発光管内の水銀によ
る対流に密接な関係があると考え、次のような実験を行
った。すなわち、壁面負荷を20W/cm2 に設定して発光
管の内径をdとアーク長lの比l/dを変えたランプを
作成し、点灯実験を行ったところ、l/dが3.8 を超え
ると、垂直点灯時に発光管の上部と下部で色むらが起こ
ることが判明した。またl/d≦3.8 の条件下で、水銀
密度を変えた実験を行ったところ、図3に示すような結
果が得られた。この図3から分かるように、水銀密度が
1.5 mg/ccを超えた場合には、3000時間点灯後、光束維
持率は80%未満となり、寿命特性が非常に悪化する。こ
れは、水銀密度が大きくなると対流により、発光管内の
温度が局部的に上昇するために生じる現象で、水銀密度
が小さいと発光管内の温度が均一となり、局部的な高温
は発生せず、寿命特性によい影響を与えるためと考えら
れる。したがって、本発明は、l/dを3.8 以下とする
と共に、水銀密度を1.5 mg/cc以下に設定するものであ
る。
【0014】また、水銀密度を小さくした場合、ヨウ化
ディスプロシウムの封入量が多いと、発光管の一部にヨ
ウ化ディスプロシウムが溜まる場所ができ、ヨウ化ディ
スプロシウムと石英発光管の内表面と反応を起こして失
透を生じさせ、寿命特性に悪影響が現れる。そこで、水
銀密度を1.5 mg/ccに設定して、ヨウ化ディスプロシウ
ムの封入密度を変えたランプを作成し寿命特性を実験し
たところ、図4に示すように、ヨウ化ディスプロシウム
の封入密度が0.4 mg/ccを超えると、光束維持率が急激
に低下することが判明した。よって本発明においては、
ヨウ化ディスプロシウムの封入密度は、0.4 mg/cc以下
に設定するものである。
【0015】上記壁面負荷等の設定に際して行った実験
としては、1500Wのランプについて行ったものを示した
が、1kW及び2kWのランプについて行った実験にお
いても、同様の結果が得られた。
【0016】
【発明の効果】以上実施例に基づいて説明したように、
本発明によれば、フルプレス形の発光管を用いた製造が
容易で色特性の良好な長寿命の1kW以上のメタルハラ
イドランプを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るメタルハライドランプの実施例を
示す図である。
【図2】本発明に係るメタルハライドランプの壁面負荷
の設定に際して行った実験における壁面負荷と演色評価
数Raとの関係を示す図である。
【図3】本発明に係るメタルハライドランプの水銀密度
の設定に際して行った実験における水銀密度と光束維持
率との関係を示す図である。
【図4】本発明に係るメタルハライドランプのヨウ化デ
ィスプロシウムの封入密度の設定に際して行った実験に
おけるヨウ化ディスプロシウムの封入密度と光束維持率
との関係を示す図である。
【符号の説明】
1 発光管 2,3 主電極 4 補助電極 5 保温膜 6 外球 7,8 発光管支柱 9 リード線 10 外球口金

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 石英製直管を用いたフルプレス形の発光
    管内に、ヨウ化ディスプロシウム,ヨウ化タリウム,ヨ
    ウ化セシウム,水銀及び希ガスを封入してなる1kW以
    上のメタルハライドランプにおいて、アーク長をl,発
    光管内径をdとしたとき、l/d≦3.8 とすると共に、
    壁面負荷を18〜20W/cm2 ,水銀密度を1.5 mg/cc以
    下、ヨウ化ディスプロシウムの封入密度を0.4 mg/cc以
    下に設定したことを特徴とするメタルハライドランプ。
JP04142795A 1995-02-07 1995-02-07 メタルハライドランプ Expired - Lifetime JP3487006B2 (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1519403A2 (en) * 2003-09-08 2005-03-30 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Metal halide lamps

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP1519403A2 (en) * 2003-09-08 2005-03-30 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Metal halide lamps

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