JPH09204902A - 高圧蒸気放電灯 - Google Patents

高圧蒸気放電灯

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JPH09204902A
JPH09204902A JP3263896A JP3263896A JPH09204902A JP H09204902 A JPH09204902 A JP H09204902A JP 3263896 A JP3263896 A JP 3263896A JP 3263896 A JP3263896 A JP 3263896A JP H09204902 A JPH09204902 A JP H09204902A
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JP
Japan
Prior art keywords
arc tube
electric conductor
discharge lamp
metal
glass
Prior art date
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Pending
Application number
JP3263896A
Other languages
English (en)
Inventor
Kunifumi Taniguchi
谷口  晋史
Yasaburo Takeji
弥三郎 竹治
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Japan Storage Battery Co Ltd
Original Assignee
Japan Storage Battery Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH09204902A publication Critical patent/JPH09204902A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 長寿命なセラミック製高圧蒸気放電灯を提供
する。 【解決手段】 本発明の高圧蒸気放電灯において、発光
管は、アルミナ発光管本体と、該発光管本体を封止する
ための電極を有する電気導通体とを備えてなり、該発光
管本体内部には、金属又はハロゲン化金属と水銀と、不
活性ガスとが封入されるとともに該発光管本体と該電気
導通体とは、ガラスフリットによって密閉封着されてお
り、該電気導通体の周壁部には、溝が設けられているこ
とを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、透光性アルミナ管
を発光管に使用した、高圧蒸気放電灯に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】透光性アルミナ管は、アルカリ金属に対
して安定であるという特性を生かして高圧ナトリウムラ
ンプの発光管に使用されている。近年、この透光性アル
ミナ管を金属ハロゲン化物が封入されたメタルハライド
ランプの発光管に使用する試みが盛んになされている。
【0003】メタルハライドランプにアルミナ管を使用
する利点としては、従来メタルハライドランプで一般に
発光管として使われている石英ガラスより、封入物であ
る金属ハロゲン化物に対して、化学的、熱的に安定であ
るため、従来の石英製メタルハライドランプのように封
入物と石英ガラスとの化学反応によって寿命が短くなる
ということがなく、寿命特性の向上が期待できることで
ある。
【0004】また、石英ガラスより使用限界温度が高い
という特徴を生かしたランプの高効率化設計の実現や、
石英ガラス製発光管では反応性が大であるため、事実上
封入出来ないアルカリ金属の封入が可能であるといった
利点がある。
【0005】セラミック製メタルハライドランプの発光
管封止方法としては、図1のように電気導通体2として
金属でコーティングされたエンドディスクをガラスフリ
ット6によって封止した構造や、図2のように導通体7
として導通性サーメットエンドディスクを用いた構造が
知られている。ガラスフリット6としては、アルミナ、
酸化カルシウムを主成分としたものやアルミナ、酸化ケ
イ素を主成分にしたものが使われている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】図1或いは図2の構造
による、高効率メタルハライドランプの代表的封入物で
ある沃化スカンジウム、沃化ナトリウム、水銀及びアル
ゴンガスを封入したランプにおいて、寿命試験を実施す
ると、点灯時間の経過とともにスカンジウムの発光強度
が減少し、ナトリウムと水銀主体の発光になってRa、
色温度が低下することがわかった。また、同時に遊離沃
素が生成し、それと水銀とが反応して沃化水銀を生成
し、その結果始動電圧が上昇して立消えを起こすランプ
が発生した。
【0007】このような現象はランプ寿命中の早期に起
こり、スカンジウムの発光強度が低下する原因として
は、ランプ点灯中、放電に関与せずに発光管の最冷部付
近に液状で残っている沃化スカンジウムが、透光性アル
ミナ管と電気導通体とを封着しているガラスと反応し、
酸化スカンジウムを生成するためであると推測される。
【0008】酸化スカンジウムは、熱力学的に非常に安
定な化合物であるため、一度生成されると発光には関与
しなくなる。一方、ガラスの成分は、沃素と反応して沃
化物を作り、アーク中で金属と沃素とに解離して発光に
関与するようになる。例えば、アルミナ、酸化カルシウ
ムを主成分にしたガラスにおいては、沃化スカンジウム
と酸化カルシウムとが反応して、酸化スカンジウムと沃
化カルシウムが生成される。そして、ガラス成分、すな
わち生成された沃化カルシウムが発光に関与するように
なると、ほとんどの場合、ランプ特性の悪化を招くこと
になる。
【0009】また、遊離沃素の生成は、ガラス成分と沃
素との化合物の形態によって沃素が余る場合や不純ガス
との反応など、金属の何らかの原因による消失により、
起こると推測される。このような現象は、金属沃化物と
して、沃化スカンジウム、沃化ナトリウムを封入したラ
ンプにおいて特に顕著であるが、沃化ジスプロシウム、
沃化タリウム、沃化ネオジウム、沃化ツリウム、沃化ホ
ルミウムなどを封入したランプにおいても、程度の差は
あるものの同じような現象が起こる。
【0010】このような現象を防ぐためには、封入した
金属沃化物と反応しないガラスを使用するか、金属沃化
物とガラスとが接触しないようにすればよいが、前者の
方法については、長年の研究において、いまだ開発され
ていない。
【0011】他方、後者の方法、すなわちアルミナ管と
電気導通体のガラスによる封着は、封入不活性ガス雰囲
気で、封着部の外側にセットしたタングステンやカーボ
ンのヒーターによる加熱でガラスを溶かし、重力によっ
て透光性アルミナ管と電気導通体との隙間に溶けたガラ
スを流し込む方法が一般的である。
【0012】このような方法で封止すると、加熱条件や
ガラス組成のバラツキ、ガラス量の微妙な差によって必
要以上にガラスを流し込んでしまうことがある。この必
要以上に流れたガラスは、液状の金属沃化物と接触して
上記の反応を引き起こすことになる。
【0013】そこで、本発明の目的とするところは、後
者の方法を用いても金属沃化物と封止用ガラスとの化学
反応が起こりにくく、ランプ特性が悪化しにくい長寿命
なセラミック製高圧蒸気放電灯を提供することである。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明になる第一の発明
の高圧蒸気放電灯において、発光管は、アルミナ発光管
本体と、該発光管本体を封止するための電極を有する電
気導通体とを備えてなり、該発光管本体内部には、金属
又はハロゲン化金属と水銀と、不活性ガスとが封入され
るとともに該発光管本体と該電気導通体とは、ガラスフ
リットによって密閉封着されており、該電気導通体の周
壁部には、溝が設けられていることを特徴とする。
【0015】第一の発明にかかる第二の発明では、該溝
は、該発光管内部空間に面する該電気導通体の端部から
少なくとも0.5mm以上離れた周壁部に設けられてい
ることを特徴とする。
【0016】第一叉は第二の発明にかかる第三の発明で
は、前記電気導通体がバックアーク防止用絶縁体を備え
てなることを特徴とする。
【0017】
【発明の実施の形態】本発明になる第一の発明の高圧蒸
気放電灯において、発光管は、アルミナ発光管本体と、
該発光管本体を封止するための電極を有する電気導通体
とを備えてなり、該発光管本体内部には、金属又はハロ
ゲン化金属と水銀と、不活性ガスとが封入されるととも
に該発光管本体と該電気導通体とは、ガラスフリットに
よって密閉封着されており、該電気導通体の周壁部に
は、溝が設けられていることを特徴とする。
【0018】電気導通体の発光管内部空間側の端部かつ
周壁面に沿って溝を設け、封止用ガラスが発光管内部空
間内に流れ込まないようにすることで、金属沃化物とガ
ラスとの接触を小さく抑えることができ、封入金属の発
光の減少も抑制できる。
【0019】さらに、電気導通体の発光管内部空間側の
端部から少なくとも0.5mm以上離れた周壁面に該溝
を設け、該溝の位置を特定することにより、金属沃化物
とガラスとの接触を最小限に抑えることができ、封入金
属の発光の減少も大幅に抑制できる。
【0020】それゆえに、金属沃化物とガラスの化学反
応を抑制することができ、ランプ動程中の特性の悪化を
防止した寿命特性の優れたセラミック製高圧蒸気放電灯
を提供することができる。
【0021】尚、溝の断面形状は、U字状(図5参
照)、四角形状(図6参照)、V字状(図7参照)等が
上げられ、溝は一重であってもよいし、二重、多重とし
てもよい。また、断面形状がW字状としてもよい。
【0022】加えて、電気導通体の発光管内部空間側の
端部とは、発光管の内部空間に面する平面部分を意味す
る。ただし、電気導通体の発光管の内部空間に面する部
分が平面でない異形の場合、例えば一部にでも平面があ
ればその平面が前記端部を意味するものとし、平面がな
い断面W字状のような場合では電気導通体の先端が前記
端部を意味するものとする。
【0023】図5から図7に示したものでは、電気導通
体の発光管内部空間側の端面が前記端部に相当する。
【0024】
【実施例】以下、本発明を好適な実施例に基づいて説明
する。
【0025】図3は従来の発光管構造を示す説明図であ
る。
【0026】図より、10は発光管、1は発光管本体で
あり、透光性のアルミナ管である。
【0027】4はバックアーク防止用絶縁体であり、ア
ルミナ製の絶縁体である。2はバックアーク防止用絶縁
体4を有する電気導通体(電気導通性ディスク)であ
り、ここでは金属コーティングディスクとしており、サ
ーメットディスクとしてもよい。
【0028】尚、電気導通体2は、本実施例においてバ
ックアーク防止用絶縁体4を備えているが、備えていな
くてもよい。
【0029】3は電気導通体2に保持された電極、5は
金属コーティング層、6はガラスフリット、8は封入
物、11は電気導通体2とガラスフリット6とで密閉封
着する発光管本体1の両端にある封着部である。封着部
の容積とガラスフリットの容積との関係は、1.2〜
4.0mm3 に対してフリット融解時に2.0〜16m
3 となるように設計している。また、導通体2の形状
は、ここでは直径2.5mm、長さ15mmの円柱形状
としている。これは封着部11の形状に合わせているた
めであり、円柱状に限るものでもない。
【0030】次に、アルミナ発光管本体の封着部11を
電気導通体2及びガラスフリット6によって封止してい
る。電極間距離は30mm、発光管内径は15mmであ
る。
【0031】ガラスフリット6は、酸化アルミニウム、
酸化ジスプロシウム、酸化ケイ素を成分にして構成され
たものである。発光管内には、封入物8、すなわち沃化
スカンジウムが5mg、沃化ナトリウムが30mg、水
銀が20mg及びアルゴンガスが室温で4×103 Pa
封入されている。
【0032】電気導通体2は、セラミック製母体の表面
に白金5をコーティングしたものであり、電極3が一端
に保持されている。そして、導通体2の電極側端部の白
金コーティング面上に、厚み1.0mmのバックアーク
防止用セラミック絶縁体4を取り付けた構造になってい
る。(図4参照) このように設計したランプを10灯試作して寿命試験を
行った。
【0033】尚、点灯条件としては、全灯250ワット
で、5.5時間点灯、0.5時間消灯のサイクルで10
00時間行った。
【0034】その結果、初期に効率90lm/W、Ra
68、色温度4300Kであった特性が、1000時間
後には効率62lm/W、Ra28、色温度2800K
に低下していた。(特性値は10灯の平均値として表し
ている) そして1000時間後の分光分布を測定すると、スカン
ジウムのスペクトル強度が、初期の1/4以下に低下し
ていた。(特性値は10灯の平均値として表している) 次に、断面視でバックアーク防止用絶縁体4に接する位
置に溝を設けた電気導通体2(図5参照)を用いてラン
プを10灯試作した。そして、上記同様に寿命試験を1
000時間実施した。尚、電気導通体2の溝を設けた以
外の仕様は上記と同じである。
【0035】その結果、1000時間後のランプ特性
は、効率85m/W、Ra68、色温度4300Kと初
期のものと遜色なく、良好であった。(特性値は10灯
の平均値として表している) 次に、バックアーク防止用絶縁体4の厚みを0.25、
0.5、0.75mmに変化させ、寿命試験を実施し
た。
【0036】その結果、厚みが0.5、0.75mmの
仕様は、厚み1.0mmと同じように1000時間後の
ランプ特性は良好であったが、厚み0.25mmの仕様
は、溝を設けていない電気導通体2を用いたランプと同
じように1000時間後のランプ特性の劣化が大きかっ
た。
【0037】これは溝で止まりきらなかった封止用ガラ
スが、バックアーク防止用絶縁体4の厚みが薄いので、
電極側に流れ込んだために起こったものと考えられる。
【0038】以上の試験結果から、アルミナ管を発光管
に用い、電気導通体をガラスフリットによって封止する
高圧蒸気放電灯において、電気導通体の電極側端部から
0.5mm以上の距離を置いた周壁面に溝を設けること
により、極めて寿命特性の優れたランプが得られること
がわかった。
【0039】尚、本実施例の電気導通体は、バックアー
ク防止用絶縁体を有しているため、バックアーク防止用
絶縁体の厚みを変化させているが、バックアーク防止用
絶縁体を用いない場合には、断面視で電気導通体の電極
側端面から0.5mm以上のところの周壁面に溝を設け
ればよい。
【0040】
【発明の効果】本発明になる第一の発明の高圧蒸気放電
灯において、発光管は、アルミナ発光管本体と、該発光
管本体を封止するための電極を有する電気導通体とを備
えてなり、該発光管本体内部には、金属又はハロゲン化
金属と水銀と、不活性ガスとが封入されるとともに該発
光管本体と該電気導通体とは、ガラスフリットによって
密閉封着されており、該電気導通体の周壁部には、溝が
設けられていることを特徴とする。
【0041】第一の発明にかかる第二の発明では、該溝
が該発光管内部空間に面する該電気導通体の端部から少
なくとも0.5mm以上離れた周壁部に設けられている
ことを特徴とする。
【0042】第一叉は第二の発明にかかる第三の発明で
は、前記電気導通体がバックアーク防止用絶縁体を備え
てなることを特徴とする。
【0043】以上述べた如く本発明によれば、金属沃化
物と封止用ガラスとの接触を小さく抑えることができ、
封入金属の発光の減少も抑制できる。
【0044】さらに、該溝の位置を特定することによ
り、金属沃化物と封止用ガラスとの接触を最小限に抑え
ることができ、封入金属の発光の減少も大幅に抑制でき
る。
【0045】それゆえに、本発明は、金属沃化物と封止
用ガラスとの化学反応を起こりにくくすることができ、
ランプ動程中の特性の悪化を防止した寿命特性の優れた
高圧蒸気放電灯を提供することができるので、工業的価
値大である。
【図面の簡単な説明】
【図1】金属コーティングディスクを用いた、セラミッ
ク製高圧蒸気放電灯の断面模式図である。
【図2】サーメットディスクを用いた、セラミック製高
圧蒸気放電灯の断面模式図である。
【図3】従来の発光管構造を示す説明図である。
【図4】従来の電極を有する電気導通体を示す図であ
る。
【図5】本発明の一実施例にかかる電極を有する電気導
通体を示す図である。
【図6】本発明の他の実施例にかかる電極を有する電気
導通体を示す図である。
【図7】本発明の他の実施例にかかる電極を有する電気
導通体を示す図である。
【符号の説明】
1 発光管本体 2、7 電気導通体 3 電極 4 バックアーク防止用絶縁体 5 金属コーティング層 6 ガラスフリット 8 封入物 9 溝 10 発光管 11 封着部

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 発光管は、アルミナ発光管本体と、該発
    光管本体を封止するための電極を有する電気導通体とを
    備えてなり、 該発光管本体内部には、金属又はハロゲン化金属と水銀
    と、不活性ガスとが封入されるとともに該発光管本体と
    該電気導通体とは、ガラスフリットによって密閉封着さ
    れており、 該電気導通体の周壁部には、溝が設けられていることを
    特徴とする高圧蒸気放電灯。
  2. 【請求項2】 該溝は、該発光管内部空間に面する該電
    気導通体の端部から少なくとも0.5mm以上離れた周
    壁部に設けられていることを特徴とする請求項1記載の
    高圧蒸気放電灯。
  3. 【請求項3】 前記電気導通体がバックアーク防止用絶
    縁体を備えてなることを特徴とする請求項1叉は2記載
    の高圧蒸気放電灯。
JP3263896A 1996-01-26 1996-01-26 高圧蒸気放電灯 Pending JPH09204902A (ja)

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JP3263896A JPH09204902A (ja) 1996-01-26 1996-01-26 高圧蒸気放電灯

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JP3263896A JPH09204902A (ja) 1996-01-26 1996-01-26 高圧蒸気放電灯

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JPH09204902A true JPH09204902A (ja) 1997-08-05

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JP (1) JPH09204902A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7679290B2 (en) 2003-06-16 2010-03-16 Panasonic Corporation Metal halide lamp with light-transmitting ceramic arc tube

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US7679290B2 (en) 2003-06-16 2010-03-16 Panasonic Corporation Metal halide lamp with light-transmitting ceramic arc tube

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