JPH08329886A - ショートアークメタルハライドランプ - Google Patents

ショートアークメタルハライドランプ

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JPH08329886A
JPH08329886A JP15723695A JP15723695A JPH08329886A JP H08329886 A JPH08329886 A JP H08329886A JP 15723695 A JP15723695 A JP 15723695A JP 15723695 A JP15723695 A JP 15723695A JP H08329886 A JPH08329886 A JP H08329886A
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JP
Japan
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electrode
arc tube
metal halide
lamp
arc
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Pending
Application number
JP15723695A
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English (en)
Inventor
Tsugi Urushibara
嗣 漆原
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Iwasaki Electric Co Ltd
Original Assignee
Iwasaki Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、発光管の電極の消耗を防止し、発
光管の黒化あるいは電極折れ等が生じることがない長寿
命の映像機器用光源として最適なショートアークメタル
ハライドランプを提供することを目的とする。 【構成】 発光管の両端に主電極を封着し内部に水銀及
び希ガスと共に金属ハロゲン化物を封入してなり、壁面
負荷が20〜100W/cm2 である石英製発光管と、回
転放物面等のリフレクターと組み合わせてなり、前記発
光管に使用される電極は電極芯棒に単コイルを巻回し、
電極芯棒先端の端面の表面積Sはランプ電流をIとした
場合、6≦I/S≦10(A/mm2)で、かつ電極芯棒
の体積をV1とし、単コイルの体積をV2とした場合、
1.0≦V1/V2≦1.5として構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、外管を設けずに発光管
のみで構成され、主として映像用機器あるいは光学用機
器の光源として使用されるショートアークメタルハライ
ドランプに関し、特に発光管の両端に封着した電極の改
良に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、外管を用いずに発光管のみで使用
されるショートアークメタルハライドランプは、オーバ
ーヘッドプロジェクタ(OHP)や映写機などに使用さ
れている。このショートアークメタルハライドランプは
その用途などからテレビのブラウン管の色温度に比較的
近く、かつ比較的可視波長域全体にバランスの良い発光
特性を得ることが要求され、金属ハロゲン化物としてデ
ィスプロシウム、ネオジウム系の発光金属が採用されて
いる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、光の制
御をより効率よく行なうために発光管の両電極間距離を
短くした短アーク化およびそれに伴う単位長当りの管入
力の増大が進み、ランプ電圧の低い(ランプ電流の多
い)ランプとなり、電極に対する負荷がより大きくなっ
ている。そして、発光管壁面負荷が高く、温度が高くな
るランプでは電極の主構成物質であるタングステンと、
発光管材料である石英ガラスの珪素との結合により低融
点物質を生成しやすくなり、電極の蒸発、飛散により発
光管内が早期に黒化するという不都合が生じる。
【0004】そこで、この電極の蒸発、飛散を防ぐため
に電極形状をより大きくして温度を下げ、タングステン
と珪素との結合が遅くなるようにした場合、アークスポ
ットが電極芯棒先端の端面を移動しちらつきを発生させ
る。又、電極の消耗による黒化を防ぐためにハロゲンと
して臭素を封入する場合、臭素は珪素と結合飛散したタ
ングステンを電極の高温部に戻す役割は果たすが、電極
の比較的温度の低い芯棒部分にはタングステンを戻さな
いため、この温度の低い部分では電極折れが生じるとい
う問題がある。
【0005】本発明は前記に鑑みてなされたもので、外
管を用いずに発光管のみで使用されるショートアークメ
タルハライドランプの電極の消耗を防止しようとするも
のであり、発光管の黒化あるいは電極折れ等が生じるこ
とがない長寿命で映像機器用光源として最適なショート
アークメタルハライドランプを提供することを目的とす
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、外管を設けず
に発光管のみで構成し両端に主電極を封着し、内部に水
銀及び希ガスと共に金属ハロゲン化物を封入してなり、
発光管壁面負荷が20〜100W/cm2である石英製発
光管と、球面、回転楕円面、回転放物面その他の形状を
有するリフレクターと組み合わせ使用され、前記発光管
に使用される電極は電極芯棒に単コイルを巻回してな
り、電極芯棒先端の端面の表面積Sはランプ電流をIと
した場合、6≦I/S≦10(A/mm2 )の範囲にあ
り、かつ前記電極芯棒の体積をV1とし、前記単コイル
の体積をV2とした場合、1.0≦V1/V2≦1.5の
範囲にあることを特徴とする。又、前記発光管内に封入
される金属ハロゲン化物は、沃素と臭素との混合物から
なり、その沃素量Bモルに対して臭素量Cモルは、0.
05≦C/B≦0.5の範囲にあることを特徴とする。
【0007】
【作用】前記構成により、発光管のアーク長をより短
く、かつ管壁負荷をより大きく構成したショートアーク
メタルハライドランプにおいても、電極構成物質の蒸
発、飛散がなく発光管の黒化等が生じることがない。
又、比較的低温部の電極芯棒の折れ等が生じる恐れはな
い。
【0008】
【実施例】以下、本発明を図示の実施例に基づき説明す
る。図1は本発明に係わるショートアークメタルハライ
ドランプの側面図であり、図中1は石英ガラス製発光管
風袋でほぼ球状をなしており最大内径は11mm、最大外
径は14mmである。2,3は発光管風袋1の両端の封止
部において、モリブデン箔4を介して接続してされたタ
ングステン製電極である。各電極はタングステン製電極
芯棒2a,3aの先端部にタンズテン製の単コイル2
b,3bを巻回することにより構成している。又、電極
2,3間の距離は5mmに設定されている。5はモリブデ
ン箔4に接続されたモリブデン製の外部リード線で、6
は排気管チップオフ部である。又、発光管内には発光金
属として沃化ディスプロシウム、沃化ネオジウムおよび
沃化セシウムを封入してあり、バッファガスとして所定
量の水銀、始動補助ガスとして250Torrのアルゴンが
封入してある。そして、このように構成したショートア
ークメタルハライドランプと回転放物面形状のリフレク
ターとを組み合わせて映像機器用光源装置を作成し、専
用の電子安定器を用いて電力250Wで交流点灯して使
用する。なお、このランプの発光管壁面負荷は約62W
/cm2である。
【0009】以下、本発明に係わる電極寸法についての
実験結果について説明する。まず実験1として前記発光
管を用いて表1に示す様なランプを作成した。なお、電
極芯棒の体積V1と単コイルの体積V2との比V1/V2=
約1.2になるようコイル長を調整した。表1中、Iは
ランプ電流(A)、Sは電極芯棒先端部の表面積(m
m2)を表わす。
【0010】
【表1】
【0011】そして、表1に示すランプをエージング
後、500時間点灯して電極の状態を目視により観察し
た。その観察結果は次の通りであった。 ランプNo.1・・・電極が大きいため温度が低く、タ
ングステンと珪素との反応も少なく、電極の蒸発、飛散
は余りみられない。なお、点灯中に電極芯棒先端部での
アークスポットの激しい移動(ちらつき)が観察され
た。 ランプNo.2・・・ランプNo.1同様電極の蒸発、
飛散はみられない。また、アークスポットの移動は観察
されなかった。 ランプNo.3・・・電極の飛散がやや見られるが、光
束の大幅な低下を招くほどには至らず、またそれ以上の
飛散の進行も見られない。使用に耐えうる程度である。 ランプNo.4・・・電極の蒸発、飛散が点灯時間と共
にひどくなり、光束の低下を招いた。
【0012】次に、実験2として前記ランプNo.2に
用いた電極芯棒径0.75mmの電極のコイル長を変え
て表2に示すようなランプを作成した。表2中、D1は
電極芯棒の体積(mm3)、D2は単コイルの体積(m
3)を表わす。
【0013】
【表2】
【0014】そして、表2に示すランプをエージング
後、500時間点灯して電極の状態を目視により観察し
た。その観察結果は次の通りであった。 ランプNo.5・・・ランプNo.1同様、電極の蒸
発、飛散は見られないが、アークスポットの移動(ちら
つき)が観察された。 ランプNo.6・・・ランプNo.2同様、電極状態は
良好である。 ランプNo.7・・・ランプNo.4同様、電極の蒸
発、飛散が点灯時間と共に激しくなり、光束の低下を招
いた。
【0015】更に、実験3として前記ランプNo.2に
発光管封入物として、前記金属ハロゲン化物に加えて臭
化水銀を表3のように添加し、沃素量と臭素量を調整し
たランプを作成した。表3中、Bは沃素量(モル)、C
は臭素量(モル)を示す。又、電極芯棒の体積V1と単
コイルの体積V2、V1/V2=約1.2になるようコイ
ル長を調整した。
【0016】
【表3】
【0017】そして、表3に示すランプをエージング
後、500時間点灯して電極の状態を目視により観察し
た。その観察結果は次の通りであった。 ランプNo.2・・・やや電極の消耗、発光管の黒化が
見られる程度である。 ランプNo.8・・・No.2と同様、やや電極の消
耗、発光管の黒化が見られる。 ランプNo.9・・・電極のじ消耗、発光管の黒化は見
られない。 ランプNo.10・・電極根元部付近の消耗がやや見ら
れるが、発光管の黒化は見られない。又、これらのラン
プを更に500時間点灯し1000時間点灯後の電極の
状態を目視により観察をした。その観察結果は次の通り
であった。 ランプNo.2・・・500時間時よりやや発光管の黒
化が進行した程度である。 ランプNo.8、9については電極の消耗具合、発光管
の黒化の進行具合ともに変化はあまりない。 ランプNo.10・・電極根元部付近の消耗が更に進ん
でいる。
【0018】以上の実験1、2、3の結果から明らかな
ように、ショートアークメタルハライドランプの光の制
御をより効率よく行うために短アーク化を進めた場合、
発光管壁面負荷が大きく、温度の高いランプとなり電極
の主構成物質であるタングステンと石英ガラスとの結合
により低融点物質が生成され、電極の蒸発、飛散による
発光管の早期の黒化が生じ、また、電極の蒸発、飛散を
防ぐために電極形状をより大きくして温度を下げ、タン
グステンと珪素との結合を遅延させた場合にはアークス
ポットが電極芯棒先端の端面を移動してちらつきが生じ
る。又、電極の消耗による黒化を防ぐためにハロゲンと
して臭素を用いた場合、臭素は珪素と結合飛散したタン
グステンを電極高温部に戻す役割はあるが、電極の比較
的低温部にはタングステンを戻さないためこの低温部で
は電極の消耗が進み、電極折れが発生する。この様な現
象を抑えるには実験1により、ランプ電流(A)と電極
芯棒の先端部表面積(mm2)Sとの比を6≦I/S≦1
0(A/mm2)とすればよい。又、実験2により実験1
の結果の良好であった範囲においても、電極芯棒の体積
(mm3)V1と単コイルの体積(mm3)V2との比を1.0
≦V1/V2≦1.5としなければ、発光管の黒化、ちら
つき等の現象を生じることがある。そして、これら実験
1の結果と実験2との結果は共に必要十分条件にあるこ
とはいうまでもない。更に、実験3により、実験1、2
で得られた良好の範囲においても電極の短寿命化防止す
るために、臭素を封入した場合、沃素量(モル)Bと臭
素量(モル)との比を0.05≦C/B≦0.5としな
ければ、臭素封入による黒化防止の効果が小さく、電極
低温部での電極の消耗を促進することとなる。
【0019】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
に係わるショートアークメタルハライドランプは、発光
管の両端に封着した電極構造を改良し電極の各設計値を
所定の範囲に選定することにより、点灯中の発光管温度
が高温であるにもかかわらず、電極の蒸発、飛散による
発光管の黒化等が生じず長寿命で、映像機器用光源とし
て最適な光学特性を有するランプが得られる。又、早期
に発光管が黒化したり、電極の消耗等が生じず、長寿命
であるとの利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係わるショートアークメタルハライド
ランプである発光管の側面図である。
【図2】同じく電極の説明図である。
【符号の説明】
1 石英ガラス製風袋 2,3 電極 2a,3a 電極芯棒 2b,3b 単コイル 4 モリブデン箔 5 外部リード線 6 排気管チップオフ部

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 外管を設けずに発光管のみで構成し両端
    に主電極を封着し、内部に水銀及び希ガスと共に金属ハ
    ロゲン化物を封入してなり、発光管壁面負荷が20〜1
    00W/cm2である石英製発光管と、球面、回転楕円
    面、回転放物面その他の形状を有するリフレクターと組
    み合わせ使用されるショートアークメタルハライドラン
    プにおいて、前記発光管に使用される電極は電極芯棒に
    単コイルを巻回してなり、電極芯棒先端の端面の表面積
    Sはランプ電流をIとした場合、 6≦I/S≦10(A/mm2 )の範囲にあり、かつ、前
    記電極芯棒の体積をV1とし、前記単コイルの体積をV2
    とした場合、 1.0≦V1/V2≦1.5 の範囲にあることを特徴とするショートアークメタルハ
    ライドランプ。
  2. 【請求項2】 前記発光管内に封入される金属ハロゲン
    化物は、沃素と臭素との混合物からなり、その沃素量B
    モルに対して臭素量Cモルは、 0.05≦C/B≦0.5の範囲にあることを特徴とす
    る請求項1記載のショートアークメタルハライドラン
    プ。
JP15723695A 1995-05-31 1995-05-31 ショートアークメタルハライドランプ Pending JPH08329886A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007533087A (ja) * 2004-04-16 2007-11-15 パテント−トロイハント−ゲゼルシヤフト フユール エレクトリツシエ グリユーラムペン ミツト ベシユレンクテル ハフツング 高圧放電ランプ

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007533087A (ja) * 2004-04-16 2007-11-15 パテント−トロイハント−ゲゼルシヤフト フユール エレクトリツシエ グリユーラムペン ミツト ベシユレンクテル ハフツング 高圧放電ランプ

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