JPS6081759A - 小形メタルハライドランプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明はたとえば直流などの極性の反転しない電源で水
平点灯される小形メタルハライドランプに関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

近年、省エネルギーの観１点から発光効率の低い白熱電
球と代替して使用できるようなたとえばメタルハライド
ランプ等の発光効率の優れた金属蒸気放電灯の開発が積
極的に進められている。これ等金属蒸気放電灯は開用周
波数５０Ｈｚまたは６０Ｈｚの交流１００ｖまたは２０
０■の一般供給電源で安定器を介して点灯するのが常で
あり、また安定器は放電灯とは別の位置に設置するとい
う方法がとられている。しかしながら、一般家庭および
店舗等の屋内用として多用される白熱電球の代替として
考えると、１００Ｗ（ワット）以下の小形ランプで。

しかもラングと安定器とは一体化、さらに安定器を小形
、軽量、低価格にすることが欠かせない条件である。と
ころが、現在−■的であるチョークコイルを使用した安
定器では上記条件を満足させることは困難視されている
。近年、トランジスタ。

ＩＣ等の発達により上記条件を満足させ得る安定器とし
ての電子回路を構成することが可能となってきた。この
ような電子回路の方式としては直流点灯方式や高周波点
灯方式等が考えられるが、高周波点灯方式によると特定
の周波数帯域では音響共振という現象を生じてアークが
ゆらぎ、立消える周波数帯域が非常に広くなるため高周
波点灯方式は不適当となる。したがって、メタルハライ
ドランプ用の電子安定器としては直流など極性の反転の
ない電圧での点灯方式が望ましい。

放電灯をたとえば直流などの極性の反転のない電圧で点
灯すると陽極は陰極と較べ点灯中その温度はかなり高く
なる。これは陰極周辺に生じる陰極降下電圧によって加
速された電子のエネルギーが主に陽極で消費されること
に起因するもので。

両電極間の距離が短い小形メタルノ・ライドラングのよ
うな電極安定形放電灯では☆層顕著にその現象が現われ
る。

したがって、このような放電灯は発光管の陽極側を陰極
側より下側にする垂直点灯で使用すれば。

交流による垂直点灯の場合よりも発光管の下側に生じる
最冷部温度を上昇させることができ、効率および演色性
等の特性改善に有利となる。

しかしながら発光管を水平点灯で使用すると陰極付近の
発光管温度は陽極付近の発光管温度よりも低くなり、陰
極付近の発光管管壁に最冷部を生じ、小形メタルハライ
ドランプでは点灯中未蒸発で残溜する金属ハロゲン化物
が陰極付近の発光管管壁に付着することになる。また、
このラングを直流などの極性の反転のない電圧で水平点
灯すると、ハロゲン化物として封入した発ブ０金属の点
灯中の分圧が低いため、イオン化した発光金属がＩ（３
極に引かれ遂には陰極付近でしかその金属の発光が見ら
れなくなる現象つまり色分離を生じる。

一方２発光管内に封入しである水銀の方は点灯中の分圧
が数気圧〜数十気圧と高くなるので上記のような現象は
発生せず、陽極付近でも充分にその発光が見られる。た
とえば、金属ハロゲン化物として少なくとも沃化ナトリ
ウムを水銀と共に封１ 大したメタルハライドランプで久通常交流で点灯した場
合にはナトリウムの方が発光効率が良いため、水銀とナ
トリウムが同時にアーク中にあると水銀は発光しにく（
なりナトリウムが存在しないときと較べその水銀の発光
強度は弱くなる。しかしながら水平点灯でしかも直流な
どの極性の反転のない電圧で点灯する場合、上記のよう
に陽極付近では金属ハロゲン化物として封入した金属の
発光が見られずに水銀だけを封入した水銀ランプのよう
な発光となっており、交流で点灯した場合と較べると水
銀の発光強度が強くなり、ランプ全体としては特に色扁
度か交流点灯の場合に較べて高くなるという欠点を生じ
る。

また、このような色分離の現象は陰極付近に最冷部がで
きることにより一層促進される。つまり。

仮りに陽極付近に最冷部があれば金属ハロゲン化物は先
づ陽極付近の発光管管壁に溜まり、これより最冷部温度
で決まる蒸気圧に至るまで蒸発し。

この蒸気はアーク中で金属とハロゲンとに分解し。

生じた金属はイオンとなって陰極に引きつげられながら
発光管管壁に徐々に拡散し、こＮで上記〕・ロゲ／と再
結合して再び金属ハロゲン化物となって最冷部つまり陽
極付近に回・帰するというザイクルを繰１′）返すから
上記の色分離現象は生じにくくなる。したがって、メタ
ルハライドランプを直流などの極性の反転のない電圧で
、かつ水平点灯する場合には、陽極付近に最冷部をつく
るようにすることが重要となる。これを実現させるため
に。

陰極と陽極の発光管内への突出長を異ならせたり。

あるいは両極の位置を非対称とする等の手段が試みられ
たが、充分な成果が得られないばかりでなく、このよう
な方法をとると製造、ヒのバラツキによってランプ特性
が太き（影響されるという不都合をも生じる結果となっ
た。

〔発明の目的〕

本発明は上記事情に対処してなされたもので。

直流や脈流なとの極性の反転のない電圧で水平点灯した
場合に、ハロゲン化物として発光管内に封入した発光金
属の発光強厩が陽極付近と陰極付近とで大きく相違する
色分離を発生しない１００Ｗ以下の小形メタルハライド
ランプを提供することを目的とする。

〔発明の概要〕

本シＬ明は発光管バルブ欠ぞの両封止内１瑞部を精ぶ管
軸の中心点で直交するＯｊ■で２分し、陰極側の発光管
パルプの内表面積を８１．陽極側の発光管パルプの内表
面積を８２としたとき。

８１＜８２ となるようにした１００Ｗｖ：下の小形メタルハライド
ラングである。

〔発明の実施例〕

以下１本発明の６１１ｊｌ（乞図示の実施例を参照して
説明する。第１図は４０Ｗ（ワット）級メタルハライド
ランプの発光荷を示し１通常このような発光管は図示し
ないが外管内に収容されてランプを構成する。第１図に
おいて（１）は石英ガラス製の発光管パルプで、内部の
最大長ｌが９龍、最大径が６龍９両封止部（２ａ）　、
　（２ｂ）の各内端部を結ぶ管軸（Ｂ）の中心点（ｑで
直交する面（Ａ−Ａ）で」：記発光管パルプ（１）を陰
極側（１ａ）と陽極側（１ｂ）とに２分した場合、陰極
側の発光管パルプ（１ａ）の内表面績Ｓｌが０．６　ｃ
ｍ２　、陽極側の発光管パルプ（１ｂ）の内表面存ｔＳ
２が１０α２で。

８１＜８２ の［ｑ係をもたせである。

（３）は陰極、（４）は陽極で距＠５５朋を隔たてて内
向設置され、陰極（３）は直径Ｑ、１ｍｍのタングステ
ン棒からなり気密封着用のモリブデン箔（５ａ）を介し
て外部リード線（６ａ）に接糾−され、一方陽極（４）
は直径が０．２２ｍ＋＋＋のタングステン棒（７）に直
径０１８朋のタングステン綴を巻回してなる長さ１．５
玉の電極コイル（８）を取着してなり、モリブデン箔（
５ｂ　）を介して外部リードｍ　（６１））に接続され
ている。

、また１発光管バルブ（１）内には始１１ｉＩｌ用希ガ
スとしてアルゴンガス１００ｔｏｒｒ、水銀７ｍｇおよ
び金属ハロゲン化物として沃化スカンジウムと沃化ナト
リウムが合計で２　ｍｇ封入されて発光管（９）が構成
され−Ｃいる。

このような発光管を備えた小形メタルノ翫ライドランプ
は第２図に示すように１ａ流点灯用電子回路式安定器α
Ｑを介して交流電ａ＋、　Ｑυに接続される。上記安定
器ＧＯ）はＡＣ／ｌ）Ｃコンバータα２１電流検出回路
Ｑ３を備えている。０滲は始動回路であり陰極（３）と
陽極（４）に始動時にパルス電圧を印加する。このよう
な安定器（１０）と始動回路（１４１によって発光管（
９）は点灯し、安定時にはランプ入力が４０Ｗとなるよ
うに制御される。

このような点灯装置により上記構成の小形メタルハライ
ド２７１１０個を水平点灯して特性を測定した結果、平
均値で点灯初期値としてランプ効率７０１３ｍ／Ｗ　、
平均演色評価数Ｈ，ａが６５１色湛度Ｌｒｃが３３００
Ｋが得られた。すなわら、これ等のラングは点灯時に金
属ノ・ロゲン化物は液状となって掴まっている部分は上
記発光管を２分するＡ−Ａ面より陽極側へ寄ったところ
にできており、最冷部が陽極側の発光管管壁に生じてい
ることを示し一〇いる。さらにアークを観察すると従来
のような色分離は見られず、陽極付近でも封入発光金属
のナトリウムの発光が充分に児らちだ。

これに対し従来ランプすなわちランプ入力４０Ｗで１発
光管全白表面積１．６ｃＩｒＬ２２両電極の構造および
発光前封入物等が全て上記実施例１と同一で。

たｇし陰極側発光管パルプ内表面積Ｓｌが陽極側の発光
管パルプ内表面積Ｓ２と同じでそれぞれが０．８ｃｒｒ
Ｌ２である点だけが相違するものを、上記点灯装置で水
平点灯した場合は、１０個の平均点灯初期値はランプ効
率６５　Ａ！ｍ／Ｗ　、Ｒａ　６０．色温度４０００１
（であった。これ等従来ランプの点灯時の状態は。

封入金属ハロゲン化物は陰極側に溜ｆす、また陽極付近
では封入発光金属のナトリウムの発光はあまり見られず
、水観が主に発光しており色分離現象が明らかに観察さ
れた。色輻度が上記実施例１のラングと比較して７００
　Ｋも旨くなっているのはこの色分離による影響である
。

次に上記実施例１は発光管を２分し陰極側の発光管パル
プ内表面積Ｓ、と陽４傘側の同じく内表面積Ｓ２どの関
係を。

Ｓｌ＜８２ツまり（Ｓｔ＝０．６ｃｍ２）（（Ｓ２＝１
．０ｃｍ２）　４８１　＝　０．６８２ としたが、この両者の関係のみを８１　＝　０．３８２
　（実施例２　）　ｌ　５１＝０．４８２　（実施例３
）　ｙ　５ｌ＝０．８８２　（実施例４　）、５１＝０
．９８２（実施例５）とそれぞれ変化させ、その他は全
て上記実施例１と同じ９７１６１０個につき上記点灯装
置で水平点灯して測定した結果を表■に示す。なお、参
考までに先に述べた実施例１および従来ランプの測定結
果も併記した。

表　１ 表■の結果より、Ｓｌ（陰極ＩＴ！！１発光管パルプの
内表面積）と８２（１′４極側兄元管バルブの内表面積
）の関係が、実施例３．実施例１および実施例４を含む
範囲すなわち ０．４８２≦８１　＜　０．８Ｓ、。

となるようにすれば、従来ランプに比較して色温度が充
分に低下し色分離現象の抑制効果が顕著に現われ、かつ
ランプ効率、Ｒａも向上できることが判る。

また、実施例２　（Ｓｔ＝０．３８２　）のものはＳｌ
（陽極側発光管パルプの内表面積）をＳｌ（陰極１１１
す発光管バルブの内表面積）に対し太き（とり過ぎたた
め、陽極側に最冷部湯度は生じるもののその招度は充分
に上がらず、したがってランプ効率やｈは従来ランプと
大差なかった。しかしながら色分離現象を抑制する効果
は上記実施例１．３．４はどではないが充分認められた
。さらに、実施例５（Ｓｌ＝０．９８２）のものは実施
例２とは逆に８２が８１に対し充分に大きくとってない
ため、最冷部が完全に陽極側付近まで移らず２色分離現
象の抑制効果は明らかに認められるものの上記実施例１
．３．　４はどには顕著ではなかった。

また、１００Ｗ級の同種小形メタルハライドランプにつ
いても同様の試験を行なったところ、やけり Ｓｌ　〈　Ｓｌ とすれば上記４０Ｗ級ランプと同様の効果を得ることが
できた。

さらに９発光管内封入金属ノ・ロゲン化物についでも、
上記実施例の沃化ナトリウム、沃化スカンジウムに限ら
ず他の発光金属のハロゲン化物を封入しても良いし、さ
らにまた直流だけでな（他の極性の反転のない電圧たと
えば脈流等でも同様の効果が得られる。

〔発明の効果〕

以上詳述した通り本発明によれば小形メタルハライドラ
ンプの発光管パルプを２分した場合、隙極側の発光パル
プの内表面ＭＳｘを陽極側の内表面ｓ、Ｓ２よりも大と
し、さらに好ましくは０．４８２≦Ｓｌ≦０．８８２と
したので、たとえば直流のような極性の反転のない電圧
で水平点灯しても発光管内で色分離現象を生じることを
防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である４０Ｗメタルハライド
ランプの発光管の縦断面図、第２図は同ランプの点灯装
置の概略図をそれぞれ示す。 （１）・・・発光管バルブ。 （２ａ）、　（２ｂ）・・・発光管管端の封止部。 （３）・・・陰極、（４）・・・陽極。 （Ｂ）・・・発光管の両封止部の内端部を結ぶ管軸。 （ｑ・・・上記管軸の中心点。 （Ａ−Ａ′）・・・上記管軸の中心点で直交し２発光管
を２分する面。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）発光管バルブの両端部に対向して陽極と陰極を封
   止し、内部に始動用希ガスと発光金属を封入してなる発
   光管を備え、極性の反転のない電圧で水平点灯されるｉ
   ｏｏ−ｗ（ワット）以下の小形メタルハライドランプに
   おいて、上記発光管パルプをその両封止内端部を結ぶ管
   軸の中心点で直交する面で２分し、陰極側の発光管パル
   プの内表面積をＳＬ＋陽極側の発光管バルブの内表面積
   を８２としたとき。 Ｓｌ＜　８２ となるようにしたことを特徴とする小形メタルハライド
   ランプ。 （２Ｊ　８１と８２との関係が。 ０．４８２≦Ｓｌ≦ｏ、ｓｓ２ であることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載
   の小形メタルハライドランプ。