JPS6164060A

JPS6164060A - 低ワツト数メタルハライドランプ

Info

Publication number: JPS6164060A
Application number: JP18061585A
Authority: JP
Inventors: ウイリアム・エム・キーフエ; ゼヤ・ケイ・クラスコ
Original assignee: GTE Products Corp
Current assignee: Osram Sylvania Inc
Priority date: 1984-08-20
Filing date: 1985-08-19
Publication date: 1986-04-02
Also published as: DE3583314D1; EP0173235A2; EP0173235A3; EP0173235B1; CA1246653A

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】〔産業上の利用分野〕本発明は低ワット数メタルハライドランプに関し、特定
すると、低ワット数メタルハライドランプの構造および
化学的充填物に関する。

〔従来技術〕

一般に、現在市場で入手し得るメタルハライド放電ラン
プは、中程度または高ワット数、すなわち１７５〜１５
０００ワットの種類より成る。また、これらの高ワット
数メタルハライドランプは、高いエフイカシ（効力）を
有する。エフィカシは、効率に直接関係すけもれ、ルー
メン／ワットで表わされるごとき総ルーメン出力対入力
電力の比として都合よく定義される。さらに、ランプの
エフイカシは、ランプのワット数が減するにつれて減す
る傾向があることは周知である。かくして、一般に、１
００ワットまたはそれ以下の低ワット数のメタルハライ
ドランプは、エフイカシが［ノー１係する限りにおいて
全く不満足であろうと推定されて来た。

中間程度および比較的筋ワット数のメタルハライドラン
プにおける他の共通の慣例は、アーク管を囲む外部外囲
器に不活性充填ガスを供給することである。不活性充填
ガスは、外部外囲器内に配される金属部品の酸化を防ぎ
、破壊電圧を増してアークの発生を防ぐものと思われた
。しかしながら、不活性ガスの存在により起こり得る対
流に起因する熱の望ましくない損失のため、放電ランプ
のエフイカシは相当に減ぜられることが分った。

対流に起因するこの望ましくない熱の損失を減じようと
する周知の試みとして、密封外部外囲器内に発光管を取
り巻くガラスシリンダを利用するものがある。しかしな
がら、外部外囲器内に充填ガスを含む構造体は、望まし
くない対流を有する。

さらに、これらの対流とそれに伴なう熱損失は、ガラス
の円筒状の配置物が採用されても存在する。

さらに、最小の周知の家庭用の商業化メタルハライド放
電ランプとして、水平動作のためにのみ形成され、約３
０００’にの色温度を有するフルバニア１フ５Ｗ型ラン
プがある。このランプは、Ｕｖ放射線を可視の赤放射に
変換するりん光体被覆の外部外囲器を有する。しかしな
がら、このランプは、望ましくないことに、十分の光分
布制御のため比較的大形で扱いにくい投光照明装置を必
要とし、加えて、水平位置でしか動作できないという欠
点を有している。

〔発明の目的および概要〕

本発明の目的は、従来技術のこれらの困難性を克服する
ことである。

本発明の特定の目的は、比較的低ワット数を有し対流に
起因する熱損失が減ぜられた改良されたメタルハライド
放電ランプを提供することである。

本発明の他の特定の目的は、小形でありしかも約３ｏ　
ｏ　ｏｃＫの色温度を有する低ワット数の高効率メタル
ハライド放電ランプを提供することである。

本発明のさらに他の特定の目的は、低ワット数の比較的
高エフイカシのメタルハライド放電ランプ用の化学的充
填物を提供することである。

本発明のこれらおよびその他の目的や利点は、本発明の
一側面に依れば、当該ガラス外囲器を貫通して該外囲器
に封止される１対の導電線を備える外部ガラス外囲器と
、該ガラス外囲器内に配され、１対の導電線の一方に各
々電気的に接続された１対の離間された電極を有する発
光管と、該アーク管内に配され、約２０：１〜２８：１
の範囲のモル比の沃化ナトリウムおよび沃化スカンジウ
ムを含む化学充填物とを含む。

〔実施例〕

以下図面を参照して本発明を好ましい具体例について説
明する。

第１図を参照して説明すると、低ワット数のメタルハラ
イドアーク放電ランプ５は、排気された外部外囲器７を
備えている。この排気された外部外囲器７は、外部ペー
ス部材１１が固定されたガラスステム部材９に封着され
る。１対の導電線１３および１５がステム部材９を貫通
して該部材に固定されており、外部屯源（図示せず）に
よる放電ランプ５の付勢のための手段を提供している。

排気外囲器７の真空内には、支持部材１７が導電線の一
方に固定され、ランプ５の長手方向軸線にはｙ平行に延
びており、外囲器７の上部の近傍に円形形態を形成して
いる。この円形形態１９は、外囲器７の上部とともに、
支持部材１７を適正な整列状態に維持し、外部衝撃によ
り惹起される変形に抗する働きをする。

支持部材１７には第１のストラップ部材２１が溶接され
ており、長手方向軸線および支持部材１７の方向に垂直
な方向にそこから延びている。

ドーム状の石英スリーブないし温度等価手段２３が設け
られており、該スリーブないし手段は、ドーム部分と反
対の端部２８上に１対の反対向きに配された切欠き２５
および２７を有している。これらの切欠き２５および２
７は、ドーム状石英スリーブ２３を支持する働きをする
第１ストラップ部材２１上を滑動するように形成されて
いる。また、はｙ円形のストラップ２９が、ドーム状石
英スリーブ２５をそのドーム状部分近傍で取り囲み、支
持部材１７に取り付けられている。

温度等価手段ないしドーム状石英スリーブ２３内には、
スカンジウムおよび水銀元素、沃化ナトリウム、スカン
ジウムおよびセシウムおよび不活性ガスを含む化学的充
填物を包含する発光管５１が配されている。発光管３１
は、その両端３３および３５にピンチシール部を有する
。金属箔部材３７および６９がプレスシール部５３およ
び３５に封着されており、導電線４１および４５がこの
箔部材３７および５９に取り付けられ、プレスシール部
３３および３５から外方に延びている。可撓性の支持部
材４５が導電線の一方４１と支持部材１７に固定されて
いる。また、他方の導電線４５にはリード４７が固定さ
れており、ドーム状石英スリーブ２３のドーム状部分を
貫通している。

さらに、可撓性のばね状部材４９が、リード４７を導電
線対１３および１５の他方の導電線１５に接続している
。導電線１５および１５には、１対のゲッタ５１および
５５が固定されており、排気された外囲器７およびドー
ム状石英スリーブ２３内に真空を提供しこれを維持する
働きをする。

発光管６１について述べると、例えば約４０〜１５０Ｗ
の範囲の寸法のメタルハライドランプに使用するに適当
な好ましい形態は、約１０鰭の内径と、電極４１および
４３間に約１４鴫のアーク長を有するであろう。また、
プレスシール部６５および３５に隣接しかつこれを含む
発光管３１の各端部は、均一性が増大された壁温を提供
するため白色の酸化ジルコニウムペイントで被覆される
ことが認められよう。さらに、約１４〜１７Ｗ／（ｍ２
　　の範囲の壁負荷が好ましく、そして約４０〜１５０
Ｗの範囲の大きさより成り上述の形態より成るメタルハ
ライドランプでこれが達成し得ることが分った。

上述の放電ランプ形態の化学充填物について述べると、
第２図の比較グラフは、標準色度チャートの色度座表（
ＸおよびＹ）上でプロットして沃化ナトリウムおよび沃
化スカンジウムの種々の比を例示してζ・る。グラフ上
で容易に分るように、白熱ランプの出力を表わす非常に
望ましい、ブラックボディー（ＢＢ）曲縁にもつとも近
い沃化ナトリウム対沃化スカンジウムのモル比は、約２
０＝１〜２８：１の範囲のモル比である。さらに詳しく
述べると、約２４＝１の沃化ナトリウム：沃化スカンジ
ウムモル比が、メタルハライド放電ランプに対する高度
に望ましい充填条件であると思われる。さらに、上述の
高度に望ましい沃化ナトリウム対沃化スカンジウムのモ
ル比は、一般の照明応用に関して好ましい岸側（８８曲
線の下側）に偏倚されることに注意されたい。

また、叩々のモル比を有する上述のランプに対する色温
度（Ｔｃ）および概略演色相数（ＣＲＩ）が第３図に例
示されている。理解されるように、沃化ナトリウム対沃
化スカンジウムの約２０：１〜２８：１の上述の望まし
いモル比は、上下約２００°Ｋを越えない範囲において
約３０００°にの望ましい色温度を与える。さらに、約
２４＝１の沃化ナトリウム対沃化スカンジウムのモル比
が、望ましいｓ　ｏ　ｏ　ｏＣＫの色温度にきわめて接
近するように思われる。

さらに、第６図の比較グラフは、沃化ナトリウム対沃化
スカンジウムの種々のモル比における一定の演色化ｉｊ
、（ＣＲＩ）を例示している。さらに、約２４：１のモ
ルでＣＲＩ指数指数的６５．０の非常に望ましいモル比
に近づき、約２０＝１〜２８：１０モル此の範囲で、６
５．０の好ましい値から上下に約２．０以上変化しない
。

また、沃化ナトリウム対沃化スカンジウムの上述の種々
のモル比におけるランプ効率は第４図に示されている。

この図から、約２４＝１の沃化ナトリウム対沃化スカン
ジウムのモル比で約１００ルーメン／ワツ）（ＬＰＷ）
の望ましい効率を示すことが分る。さらに、この望まし
い１００ＬＰＷの能力は、約２０：１〜２８：１の範囲
の沃化ナトリウム対沃化スカンジウムモル比にわたり実
質的に一定に留まる。

さらに、約２４＝１０モル比にて沃化ナトリウムと沃化
スカンジウムのｒ？Ｈの投与量を決定する試験が行なわ
れた。約１（ｍ５の発光管容積を有するランプを採用し
、塩投与量を約８ないし２Ｑｍ９の範囲で変えると、約
２４：１の好ましいモル比で約１２ｍ９／ｃｍ３　の投
与量で最高のルーメン／ワットおよび演色化Ｗ＜　（Ｃ
ＲＩ　）を生ずることが分つた。約１２ｍ９以下の重量
の投与量の場合、所望の演色指数（ＣＲＩ）は持続でき
ず、他方約１２ｍ９以上の投与量ではルーメンの維持が
貧弱となり、ランプ寿命が短くなることが分った。さら
に、約１２　ｍ’；）　／　ｃｒｒｔ３　　の投与量は
、約４０〜１５０Ｗの範囲のランプにもつとも適当であ
ることが分った。

さらに、ランプの投与物に沃化セシウムを入れると、放
電ランプの始動時間が改善されることが分った。上述の
ランプに約０゜３〜ｔｏｍ９の範囲の沃化セシウムを含
ませると、約０．５１ｎ９の投与量を採用した場合、ラ
ンプの始動は、沃化セシウムのない場合の平均約１〜１
恥分から実質的に瞬間的始動（１秒以下）に減ぜられる
ことが分った。沃化セシウムの量が少なくなると、始動
時間の改善はずっと少なくなり、他方その量が犬になる
と、ランプ効率と暖色特性が減する傾向があった。かく
して、約１ｃｒＩＬ３　　の容積および約４０〜１５０
Ｗの範囲のワット数を有するメタルハライド放電ランプ
に対する好ましい投与量は、約２４：１：０．６のモル
比の沃化ナトリウム、スカンジウムおよびセシウムを約
１２■含むものであった。

上述の成分に加えて、下記の式すなわちＮ　（Ｈ，Ｓ’
　）　Ｃｍ９／ｃｒＸ　）　＝　７．７　Ｄ　１″こ〜
でＤ＝発光管直径（ｍｍ）、に従い、約１００マイクロ
グラム／　（７ｎ５　　の投与量のスカンジウム元素お
よび水銀元素および約１００トルの圧力のアルゴンガス
が、約４０〜１５０Ｗの上述のメタルハライドランプに
もつとも適当であることが分った。このように、改善さ
れた色温度、始動能力、寿命および効率の放電ランプが
既知のものより低いワット数で達成される。

以上本発明を好ましい具体例について図示説明したが、
技術に精通したものであれば、本発明の技術思想から逸
脱することなく種々の変化、変更をなすことができるこ
とは明らかであろう。

第１図は本発明の低ワット数メタルハライド放電ランプ
の断面図、第２図は沃化ナトリウム対沃化スカンジウム
のモル比に対する色度座表図、第３又は沃化ナトリクム
対沃化スカンジウムのモル比（でする色温度（ＴＣ）お
よび演色指数（Ｃｌ（■）を例、示するグラフ、第４図
は１：１々の沃化ナトリウム対沃化スカンジウムモル比
における低ワット数メタルハライド放電ランプのワット
数当りのルーメンを例示する比較グラフである。

５：メタルハライドアーク放電ランプ７：排気された外部外囲器９ニガラスステム部材１１：ペース部材１３．１５：導電線１７：支持部材１９：円形形態２１．２９ニストラツプ２３：ドーム状石英スリーブまたは温度等価手段２５．
２７：切欠き３に発光管６３．３５ニブレスシ一ル部３７．３９：金属箔部材４１．４３：導電線４５：支持部材４７：リード４９：ばね状部材５１．５３ニゲツタ同　　　　　　　風　　間　　弘　　志′−）゛、ノ、−／ＦＩＧ、１ＬＰＷ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）密封外部ガラス外囲器と、該ガラス外囲器を貫通
しこれに封止された１対の導電線と、前記ガラス外囲器
内に配され、前記１対の導電線の一方に電気的に各々接
続された１対の離間した電極を有する発光管と、前記発
光管内に配され、約２０：１〜２８：１の範囲のモル比
の沃化ナトリウムおよび沃化スカンジウムを含む化学的
充填物とを含む低ワット数メタルハライド放電ランプ。
（２）前記化学的充填物として、沃化セシウム、水銀元
素、スカンジウム元素および不活性ガスを含む特許請求
の範囲第１項記載の低ワット数メタルハライド放電ラン
プ。
（３）前記化学的充填物として、約２４：１：０．６の
モル比の沃化ナトリウム、スカンジウムおよびセシウム
を含む特許請求の範囲第１項記載の低ワット数メタルハ
ライド放電ランプ。
（４）約４０〜１５０Ｗの範囲の大きさより成る特許請
求の範囲第１項記載の低ワット数メタルハライド放電ラ
ンプ。
（５）排気された密封ガラス外囲器と、該ガラス外囲器
内に配され前記発光管を取り囲む温度等価手段を含む特
許請求の範囲第１項記載の低ワット数メタルハライド放
電ランプ。
（６）前記化学充填物として、約０．５ｍｇ／ｃｍ＾３
の重量の沃化セシウムを含む特許請求の範囲第１項記載
の低ワット数メタルハライド放電ランプ。
（７）前記化学的充填物として沃化セシウムを含み、前
記沃化ナトリウム、スカンジウムおよびセシウムが約１
２ｍｇ／ｃｍ＾３の重量より成る特許請求の範囲第１項
記載の低ワット数メタルハライド放電ランプ。
（８）前記化学的充填物として、約９０〜１１０マイク
ログラム／ｃｍ＾３の範囲の重量のスカンジウム元素を
含む特許請求の範囲第１項記載の低ワット数メタルハラ
イド放電ランプ。
（９）前記化学的充填物として、約１００トルの圧力の
不活性ガスを含む特許請求の範囲第１項記載の低ワット
数メタルハライド放電ランプ。
（１０）前記化学的充填物として、下式すなわちＮ（Ｈ
ｇ）（ｍｇ／ｃｍ＾３）＝７．７Ｄ＾１＾／＾７こゝに
Ｄ＝発光管内径（ｍｍ）にしたがう重量の水銀元素を含
む特許請求の範囲第１項記載の低ワット数メタルハライ
ド放電ランプ。
（１１）上下約２００°Ｋを越えない範囲で約３０００
°Ｋの色温度を有する特許請求の範囲第１項記載の低ワ
ット数メタルハライド放電ランプ。
（１２）上下約２．０を越えない範囲で約６５の演色指
数（ＣＲＩ）を有する特許請求の範囲第１項記載の低ワ
ット数メタルハライド放電ランプ。
（１３）前記アーク管が約１４〜１７Ｗ／ｃｍ＾２の範
囲の壁負荷を有する特許請求の範囲第１項記載の低ワッ
ト数メタルハライド放電ランプ。
（１４）排気された外部外囲器と、該外囲器を貫通しこ
れに封止された１対の導電線と、前記外囲器内に配され
、前記１対の導電線の一方に各々電気的に接続された１
対の離間した電極を有する発光管と、前記外囲器内にお
いて前記発光管上に嵌合されたドーム状の石英スリーブ
と、スカンジウム元素、水銀元素、不活性ガス、および
ナトリウム、スカンジウムおよびセシウムの沃化物を含
み、前記沃化ナトリウムおよび沃化スカンジウムが約２
０：１〜２８：１の範囲のモル比より成る、前記発光管
内の化学的充填物とを含む約４０〜１５０ワットの範囲
のメタルハライド放電ランプ。
（１５）前記沃化ナトリウム、スカンジウムおよびセシ
ウムが約２４：１：０．６のモル比より成る特許請求の
範囲第１４項記載のメタルハライド放電ランプ。
（１６）前記沃化セシウムが約０．５ｍｇ／ｃｍ＾３の
量含まれる特許請求の範囲第１４項記載のメタルハライ
ド放電ランプ。
（１７）前記ナトリウム、スカンジウムおよびセシウム
の沃化物が約１２ｍｇ／ｃｍ＾３の量含まれる特許請求
の範囲第１４項記載のメタルハライド放電ランプ。
（１８）スカンジウム元素が約９０〜１１０マイクログ
ラム／ｃｍ＾３の範囲の量含まれる特許請求の範囲第１
４項記載のメタルハライド放電ランプ。
（１９）前記不活性ガスが約１００トルの圧力のアルゴ
ンである特許請求の範囲第１４項記載のメタルハライド
放電ランプ。
（２０）前記化学充填物として、下式すなわちＮ（Ｈｇ
）（ｍｇ／ｃｍ＾３）＝７．７Ｄ＾１＾／＾７こゝにＤ
＝発光管内径（ｍｍ）、にしたがう量の水銀元素を含む
特許請求の範囲第１４項記載の低ワット数メタルハライ
ド放電ランプ。
（２１）上下約２００°Ｋを越えない範囲で約３０００
°Ｋの色温度を有する特許請求の範囲第１４項記載のメ
タルハライド放電ランプ。
（２２）前記発光管が約１４〜１７Ｗ／ｃｍ＾２の範囲
の壁負荷を有する特許請求の範囲第１４項記載の低ワッ
ト数メタルハライド放電ランプ。