JPS6196646A - 反射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〕 本発明は発光管を収容した外管の一部に金属反射膜を設
けてなる反射形メタルノへライドランプに関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

金属ハロゲン化物を発光管内に封入してなるメタルハラ
イドランプは、上記金属ノ・ロゲン化物としてハロゲン
化ナトリウムを使用することによってランプ効率を向上
させ８色温度も白熱色に近づけ、さらにはアークを安定
させる等の効果が得られることから、この種ランプが現
在の主流となっている。

しかじな）；ら、このようにノ・ロゲン化ナトリウムを
含むメタルハライドランプは、外管内面に金属反射膜を
設けた反射形タイプにおいては実用化されていないのが
現状である。

反射形タイプはランプ自体に反射機能を持させているた
め、ランプ以外に特別の反射器具を必要としないから装
置全体としては安価となり、スポット照明、装飾用、屋
外灯用等に広く用いられるものであり、したがってラン
グ効率の高いノ１ｒ：２ゲン化ナトリウムを含むメタル
／Ｓライドランプの反射形タイプの実用化が強く望まれ
ている。

ところで、ハロゲン化ナトリウムを封入したメタルハラ
イドランプが反射形タイプに適さない原因は１点灯時に
発光管から放射される紫外線が外管内面に設けた金属反
射膜に照射されると光電子が反射膜を形成する金属から
放出され、この光電子が拡散により発光管バルブの外表
面に付着し。

発光管を負に帯電させる。メタルハライドランプの発光
管バルブは通常石英ガラスからなり９石英ガラスを形成
する酸化けい素の格子間距離は発光管内のナトリウムイ
オンよりも大きいため、正に帯電したナトリウムイオン
は上記発光管の外表面心　　　の負の光電子による電位
に引かれて石英発光管バルブを通過して発光管外へ消失
する。したがって。

発光管内部の発光ナトリウム金属量は減少するのでラン
プ効率は低下すると共に、過剰の遊離ハロゲンが増える
のでランプ電圧は上昇し短寿命の原因となる。

このような問題に対処して、たとえば実公昭５０−３６
８６９号公報には外管内部に設けた金属反射膜を外管内
部の導電体に対して絶縁するように構成することによっ
て、金属反射膜からの光電子放出量を少なくするか、ま
たは光電子が抜けて正に帯電した金属反射膜に再び光電
子を引き戻し９発光管外表面への光電子の付着を防止す
る方法が示されている。

しかしながら、この方法の場合には金属反射膜の面積が
かなり大きいので、光電子を引き戻すための正の電荷に
金属反射膜が帯電するまでには相当量の光電子が放出さ
れ、実際には効果が小さい。

また、実開昭４９−２８３６４号、実開昭４９−２８３
６５号各公報には整流器を介してランプ内部の導体と金
属反射膜を接触させ、金属反射膜を正または零の電位に
することにより１発光管内のナトリウム抜けを防止する
方法が示されている。

しかしながらこの方法の場合は４．！！造上、上記接触
部を溶接等により強固に接続させる手段が使えず、単に
接触させるだけなので接触部の信頼性に欠け、効果が得
られないランプが発生したり。

また接触部が離れて僅かな間隔があいた場合には外部内
放電を発生させる等の不都合を生じることもあった。

〔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。

発光管からのナトリウム（Ｎａ）の消失を防止すること
によって寿命を改善し、充分集用に供し得る反射形メタ
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〕

本発明は内面に金属反射膜を設けた外管内に収容される
少なくともナトリウムハロゲン化物を封入した発光管を
透光性絶縁遮蔽体で囲み、かつ上記発光管と透光性絶縁
遮蔽体との位置関係を規制することによって、上記金属
反射膜からの光電子の放出を制限すると共に、放出され
た光電子の発光管外表面への被着を防止したものである
。

〔発明の実施例〕

以下本発明の詳細を図示の一実施例を参照して説明する
。

第１図は一実施例である１００Ｗ級の反射形メタルハラ
イドランプの構成を説明するための一部切欠縦断面図で
ある。図中（１）は外管で、径大の主部（１ａ）と径小
のネック部（ＩＣ）とこの画部分を継ぐ径が主部（１ａ
）の最大径の１／２以下の中間部（１ｂ）とからなり、
その内面は前面透光部（２）を除いてたとえばアルミニ
ウムの蒸着膜からなる金属反射膜（３）が被着されてい
る。また、外管（１）内部には不活性ガスたとえば（窒
素−ネオン）混合ガスが５００トール封入され、ネック
部（ＩＣ）の開口端部はステム（４）が封止され、かつ
口金（５）が装着されている。

（６）は石英ガラスで形成された内径１０．５ｍｍの発
光管で、サポート（７Ａ）、　（７Ｂ）によって外管（
１）の中央に配置されている。

発光管（６）の両端には距離１７ｍｍを隔だてて一対の
主・−極（８Ａ）、　（８Ｂ）が対設され、一方の主電
極（８Ｂ）に隣接して始動用補助電極（９）が設り°ら
れている。主−４％　（８Ｂ　）は一方のサポート（７
Ｂ）に電気的に接続され、このサポート（７Ｂ）はステ
ム（４）ニ貫通封止された導入＃　（ＩＯＡ）を通じて
口金（５）に接続されている。他方の土竜Ｐｊ（８Ａ）
はリード線αＤを介して他の導入線（ＩＯＢ）に接続さ
れ、この導入線（１ｏＢ）は口金（５）のアイレット端
子α２に接続されている。始動用補助電極（９）は限流
抵抗０階および熱応動開閉器としての常閉形バイメタル
スイッチＩを介して導入線（ＩＯＢ）に接続され、また
始動用補助電極（９）は点灯管ａ９を介してサボー）　
（７Ｂ）に接続されている。

発光管（６）内には始動用希ガスとしてたとえば（ネオ
ン−アルゴン）混合ガスが１１０トール、水銀１６〜お
よび金属ハロゲン化物としてよう化スカンジウムとよう
化ナトリウムが合計で１０■封入されている。

、　　　　　（１６）は両端を開口したたとえば石英ガ
ラス管からなる透光性絶縁遮蔽体で１発光管（６）を囲
んで配置される。透光性絶縁遮蔽体σｅは内径約２７舅
罵、肉厚１．４關でその長さは４５朋と発光管（６）の
内部空間部の全長３０１１１よりも長く形成され、かつ
２発光管（６）の一方の主１１極（８Ａ）先端部からそ
の近傍に位置する透光性絶縁遮蔽体αθの開口ｇ（１６
ａ）を臨む立体角（ωりの外管（１）内面上に画く円周
Ｕηは第２図に示すように外管の前面透光部（２）上に
あり。

ま九他方の主電極（８Ｂ）先端部から上記遮蔽体の他方
の開口部（１６ｂ）を臨む立体角（ω２）の外管（１）
内面上に画く円周αδは外！（１）の中間部（１ｂ）上
にくるように発光管（６）との位置関係を醐整して、支
持体（１９，αｌを介してサポート（７Ａ）、　（７Ｂ
）に固定されている。

このような構成の反射形メタルハライドランプは、安定
器（図示しない。）を介して交流ｖｔｍから電圧が印加
されると、バイメタルスイッチα４が閉じているので、
限流抵抗αＪを介して点灯管αりに電流が流れて点灯管
ａ四が働き、それによってパルス電圧を発生して始動用
補助Ｉｔ極（９）と土竜俟（８Ｂ）との間にグロー放電
が生じるとともにこのパルス電圧は安定器の２次電圧に
重畳されて主゛戒極（８Ａ）と（８Ｂ）との間に印加さ
れて主アーク放電な発生させ点灯するに至る。

次に上記実施例ランプと従来ランプとの寿命特性比較試
験結果を第１表に示す。従来２ンブとしては上記実施例
ランプから透光性絶縁遮蔽体（１６１を除いた反射形（
従来例１）、この従来例１のランプからさらに外管の金
属反射膜（３）を除いた反射形ではない一般形のラング
（従来例２）の２種類とした。試験個数は各ランプとも
１０個づつとし。

点灯１，０００時間後の各特性値を初期値（点灯１００
時間後の値）と比較したもので、光束については金属反
射面の有無が絶対値に影響を与えるから絶対値で示さず
初期値からの変化率すなわち光束維持率（％）で比較し
た。

第　　１　　表 この表から明らかなように、透光性絶縁遮蔽体を設けな
い反射形う／グの従来例１は各寿命特性の低下が甚しく
、水銀灯１００Ｖ安定器で点灯させ九ものであるが５０
０時間ですでに立消えを生じるものが発生し、　　１，
０００時間では約半数が立消えをおこした。

これに対し透光性絶縁遮蔽体を設けた反射形ランプであ
る実施例のものは不都合を生じたものは１個もなく、金
属反射膜を形成しない一般形ランプの従来例２のものと
同様の各寿命特性を示した。

次に発光管（６）と透光性絶縁遮蔽体Ｑ６１との位置関
係を上記実施例と異ならせた場合の寿命特性忙与える影
響を調べた結果を第２表に示す。

実験例１および２の各ランプは透光性絶縁遮蔽体１１１
１９の長さを短かくした点を除いては全て上記実施例の
ランプと同一構成で、実験例１は第２図を参照して説明
すると２円周α碍の位置は実施例と同一の外管中間部（
１ｂ）上にくるが、他方の円周鰭は金属反射膜（３）上
にくるように発光管（６）に対する透光性絶縁遮蔽体（
ｌｅの取付は位置を調整し、また実検測２は円周αηの
位置は実施例と同様に外管の前面透光部（２）にくるが
、他方の円周帥は外管主部（１ａ）の金属反射膜（３）
上にくるように透光性絶縁遮蔽体（１６）の取付は位置
を調整したものである。

第２表から明らかなように、各実験例は実施例のものよ
り、寿命特性が低下することが判る。すなわち２発光管
（６）との位置関係は２発光管の一対の電極の各先端部
からそれぞれの近傍に位置する上記遮蔽体αｅの開口部
（１６ａ）、　（１６ｂ）を臨む立体角の外管内面上に
画く各同周を想定した場合、一方り の円周σηは金属反射膜（３）のない前面透光部（２）
上に。

また他方の円周α騰は外管主部（１ａ）上にこないよう
に設定すれば反射形メタルハライドランプにおいても一
般形メタルハライドランプと同様の寿命特性が得られる
ことが判る。

上記実験例２においては９円周Ｉ田が外管中間部（１ｂ
）上にくるによう透光性絶縁遮蔽体ａＦｉの位置を設定
したが、上記円周α樽の想定位置は外管主部（１ａ）を
除く位置であればどこでもよく、上記中間部（１ｂ）以
外にネック部（ＩＣ）あるいはネック部め封止端部（１
ｄ）であってもよい。

すなわち、上記のように発光管（６）と透光性絶縁遮蔽
体ａｅとの位置関係を規制すれば、少なくとも発光管の
主電極（８Ａ）、　（８Ｂ）間の放電により発生する紫
外線が最も強く放射される発光管管壁部分（両端封止部
を除く管壁部分）は透光性絶縁遮蔽体ｔＩ印で囲われて
いるから、上記発光管管壁部分に対応する位置にある金
属反射膜（３）から放出される多量の光電子は透光性絶
縁遮蔽体αＱによって遮断されるので発光管外表面に付
着することが防止される。

ま九２発光管（６）の両端封止部方向へ放射される紫外
線量は少ないばかりでなく、たとえばその一端封止部方
向へ立体角（ωｌ）で放射されて外管（１）内面に照射
される紫外線領域内には金属反射膜（３）がないので光
電子は発生せず、一方、他端封止部方向へ立体角（ω２
）で放射される紫外線が到達する外管内表面部は、たと
えばネック部の封止端部（１ｄ）では金属反射膜（３）
が存在せず、また金属反射膜（３）が存在しても外管中
間部（１ｂ）およびネック部（ＩＣ）の形状は主部（１
ａ）と異なり照射される紫外線の入射角が小さり、シた
がって、この部分の金属反射膜（３）に入射する紫外線
量は少なくなり。

当然の結果として放出される光電子量も少なくなるばか
りでなく、この部分から放出される光電子はその放出位
置の関係上２発光管（６）方向へは拡散し罠くいという
利点もある。

なお、上記立体角（ωｌ）、（ω２）の角度を変えて外
管内面上に想定される円周＋、ｔＬα榎の位置を変化さ
せるには、透光性絶縁体αＱの長さの調節だけでなく、
その径を変える方法もある。

また９反射形メタルハライドランプにおいては。

前面透光部から放射されるビーム角度を広げたり。

あるいは演色性を向上させるために金属反射膜上にシリ
カあるいは蛍光体等粉体を塗布する場合があるが、この
ような場合には上記粉体の膜厚を外管主部（１ａ）側よ
りも中間部（１ｂ）側を厚くすることにより、中間部（
１ｂ）側の金属反射膜から放出される光電子の一部を上
記粉体の吸収効果により減少させることができる。

透光性絶縁遮蔽体の材質は石英ガラスに限るものではな
く硬質ガラスのような他のガラス類やセラミクス等でも
よく、必ずしも紫外線遮断機能を要するものではなく、
光電子発生源と発光管との中間に位置して光電子の発光
管外表面の付着を防止シ、かつ紫外線によりこの遮蔽体
自体から光電子を放出しない電気的絶縁性を有し、しか
もランプ特性を低下させない透光性と、ランプ点灯時の
昇温に耐え得る耐熱性を備えたものであればよい。

〔発明の効果〕

以上詳述したように本°発明は少なくともハロゲン化ナ
トリウムを使用した反射形メタルハライドランプにおい
て９発光管を透光性絶縁遮蔽体で囲むと共に、上記発光
管と遮蔽体との位置関係を規制するようにしたので、ラ
ンプ点灯時に金属反射膜からの光電子の放出を制限する
と共に、放出された光′電子の発光管外表面への被着を
防止し、ナトリウムの発光管外への消失を防いで充分実
用に供し得る寿命特性が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成説明図、第２図は同じ
く要部の説明図を示す。 （１）・・・外管、（１ａ）・・・外管主部＋　　（ｌ
ｂ）・・・外管中間部。 （ＩＣ）・・・外管ネック部ｔ　　（ｌｄ）・・・外管
封止端部。 （２）・・・前面透光部、（３）・・・金属反射膜。 （６）・・・発光管、　　（８ａ）？（８ｂ）・・・主
電極。 αＱ・・・透光性絶縁遮蔽体。 （１６ａ）、　（１６ｂ）・・・透光性絶縁遮蔽体の開
口部。 （ωｌ）、（ω２）・・・立体角。 α力、　（１８１・・・立体角の外管内面に画の想定円
周わ 代理人　弁理士　　則　近　憲　佑 （はか　１名） 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 両端に一対の電極を対設し、内部に始動用希ガス、水銀
   および金属ハロゲン化物として少なくともハロゲン化ナ
   トリウムを封入してなる発光管と、この発光管を囲む両
   端を開口した透光性絶縁遮蔽体と、上記発光管および透
   光性絶縁遮蔽体を同軸的に収容し、かつ前面透光部を除
   いて内面に金属反射膜を設けた外管とからなり、上記外
   管は径大の主部と端部を封止した径小のネック部とこの
   両部分を継ぐ径が主部の最大径の１／２以下の中間部と
   で形成され、上記一対の電極の各先端部からそれぞれの
   近傍に位置する透光性絶縁遮蔽体の開口部を臨む立体角
   の外管内面上に画く各円周を想定した場合、一方の円周
   は前面透光部上に、他方の円周は中間部からネック部の
   封止端部にかけての外管内面上にくるように発光管と遮
   蔽体との位置関係を規制したことを特徴とする反射形メ
   タルハライドランプ。