JPS624820B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は始動特性を改善したメタルハライドラ
ンプに関する。

一般にメタルハライドランプは不純ガスの侵入
によつて始動電圧が上昇し易い。このため従来は
外管内に不活性ガスを充填し、あるいは高真空に
排気し、かつ外管内に点灯中に所定温度となる位
置にゲツタを設け、外管内から石英製の発光管を
透過して発光管内に水素等の不純ガスが侵入する
のを防止していた。

しかしながら、従来においては、Zr、Al若し
くはこれらの合金よりなるゲツタを点灯中に400
℃前後となる位置に設置しており、このようなゲ
ツタはランプの使用初期における外管内に放出さ
れた不純ガス、特に水素成分を素早く吸着する
が、このゲツタ周囲の温度が高いため平衡圧が高
く、したがつて、所定量の水素を吸着すると平衡
状態となつてしまつて、寿命中に放出される不純
ガスを吸着することができなかつた。

このため、寿命中に外管内の不純ガス濃度は次
第に上昇し、特に水素成分が発光管を構成する石
英を透過して始動電圧の上昇を招く不具合があつ
た。

本発明はこのような事情にもとづきなされたも
ので、その目的とするところは、外管内の不純ガ
ス濃度を素早く低レベルにし、かつ寿命中におい
てもその濃度を低レベルに保つようにして始動電
圧の上昇を防止し、しかも、構造が簡単で製造も
容易なメタルハライドランプを提供しようとする
ものである。

本発明は上記目的を達成するため、外管内に、
点灯時において350℃〜450℃および250℃〜350℃
となる領域内にかつ互いに25℃以上の温度差を有
する位置にそれぞれZr、Al若しくはこれらの合
金よりなる同一材料のゲツタを設けたことを特徴
とする。

このような構成によれば、点灯中に高い温度と
なる位置に設置した一方のゲツタは外管内の不純
ガスを迅速に吸着するから使用初期の段階で外管
内の不純ガスを吸着し、しかしながらこのものは
温度の高い位置に設置したので平衡圧が高く、こ
の平衡状態に達するとこれ以上不純ガスの取り込
みが不可能になるが、点灯中に少なくとも上記ゲ
ツタの温度より25℃以上低い温度となる位置に設
置した他方のゲツタが未だ吸着能力に充分な余裕
をもつているので上記平衡状態にある一方のゲツ
タから放出される不純ガスを吸着し、したがつて
上記一方のゲツタは吸着能力をその分回復するの
で外管内の不純ガスレベルを低くするとともに長
期の寿命中に亘つて外管内の不純ガスレベルを低
く保ち、よつて水素成分が発光管内に透過するの
を防止する。

しかも上記各ゲツタは同一材料のものを使用す
るので、活性化などの取り扱いが容易であり、ま
た構成上も外管内の温度差のある位置に設置すれ
ばよいから簡単である。

以下本発明を図面に示す一実施例にしたがつて
説明する。図中１はガラス製の外管であつてその
端部には口金２が取付けられている。外管１内に
は石英製の発光管３が収容されている。なお、
４，５は給電線を兼ねる支持線である。上記発光
管３には主電極６，７および補助電極８が封入さ
れ、また内部には水銀、希ガスおよびハロゲンの
化合物が封入されている。また、上記外管１内は
不活性ガスが充填されるか、あるいは真空に排気
され、発光管３の壁を透過して水素等の不純ガス
が侵入しないようになつている。そして、この外
管１内の支持線５には第１ゲツタ９および第２ゲ
ツタ１０が取付けられている。これらゲツタ９お
よび１０はいづれもZr、Al若しくはこれらの合
金よりなる同一材料のゲツタであつて、第１ゲツ
タ９は点灯時において350℃〜450℃となるような
位置に取付けられ、また第２ゲツタ１０は点灯時
において250℃〜350℃となるような位置に設けら
れ、しかもこれら第１ゲツタ９と第２ゲツタ１０
は相互に25℃以上の温度差を有する位置に設けら
れている。

以上の如く構成された本発明の実施例は、第１
ゲツタ９および第２ゲツタ１０がそれぞれ温度の
異なる位置に取付けられているので、外管１内の
不純ガスを効率よく吸着し、始動電圧の上昇を防
止する。すなわち、点灯初期においては外管１等
より多量の不純ガスが放出されるが、この不純ガ
スは高温位置にある第１ゲツタ９によつて迅速に
吸着される。ところで、このように高温の位置に
第１ゲツタ９を設けると、外管１内の不純ガスは
この第１ゲツタ９に迅速に吸着されるが、この第
１ゲツタ９が高温雰囲気にあるため不純ガス濃度
が比較的高いレベルで平衡状態に達し、いわゆる
平衡圧は高くなる。この平衡状態では、外管１内
の不純ガスが第１ゲツタ９に取り込まれても、こ
の第１ゲツタ９はこの取り込んだ分に相当する量
の不純ガスを外管１内に放出し、よつて安定した
状態になる。この安定状態においてはこの第１ゲ
ツタ９は実質的に外管１内の不純ガス濃度をそれ
よりも低くしなくなつてしまう。しかし、この一
実施例では、低温の位置に第２ゲツタ１０が設け
られており、この第２ゲツタ１０はその温度が低
いので不純ガスの吸着速度は遅いが、周囲温度が
低いので平衡圧が低く、よつて上記点灯初期以降
は平衡状態にある上記第１ゲツタ９より放出され
る吸蔵不純ガスを吸着して外管１内の不純ガス濃
度を低い状態に維持する。

すなわち、上記第１ゲツタ９が平衡安定状態に
ある場合に外管１内に放出する不純ガスを上記第
２ゲツタ１０が吸着し、したがつて第１ゲツタ９
は放出した分に見合う量の不純ガスを取り込む能
力を回復するので外管１内の不純ガスを吸着し、
外管１内を従来の１個ゲツタだけ使用した場合よ
りも低い濃度に保つことができる。

また寿命中に徐々に外管１内に放出される不純
ガスも上記と同様の作用により第１ゲツタ９に取
り込まれ、また第２ゲツタ１０に直接吸着される
ので、寿命中にも外管１内の不純ガス濃度を低い
レベルに維持する。

したがつて不純ガスが発光管３内に侵入するこ
とが防止され、長期間にわたつて始動電圧の上昇
を防止する。

なお、上記第１ゲツタ９および第２ゲツタ１０
の温度範囲は種々の実験の結果から得られたもの
である。たとえば第１ゲツタ９を450℃より温度
が高くなる位置に取付けると、発光管３を点灯し
つつ外管１内を排気して洗浄する際に第１ゲツタ
９内に吸蔵されてしまう不純ガス量が大きくなつ
てしまう不具合がある。また第１ゲツタ９を350
℃より低い位置に設けると点灯初期に大量に放出
される不純ガスを迅速に吸着することができなく
なり、外管１内の不純ガスの濃度が高くなつて早
期に発光管３内に侵入してしまう不具合がある。
また、第２ゲツタ１０は350℃より高い位置に設
けると平衡圧が高くなり過ぎて点灯中における外
管１内の不純ガス濃度を低く維持することができ
ない。

また、この第２ゲツタ１０を250℃より低い位
置に取付けると吸着速度が遅過ぎて第１ゲツタ９
より放出される吸蔵不純ガスを吸着しきれなくな
るものである。

さらに、第１のゲツタ９および第２のゲツタ１
０を、互いに25℃以上の温度差を有する位置に設
けたのは、電源電圧のばらつきやランプ個々のば
らつきがあつても、上記の効果を充分に満足させ
るためである。すなわち、定格電源電圧200ボル
トの場合、この電圧が10％変動してもランプの正
常な作動を保証する必要があり、電源電圧が180
ボルトであつても確実に始動することが要求され
る。このような電源電圧およびランプ製造過程で
発生するばらつきに対し、第１のゲツタ９および
第２のゲツタ１０を、互いに25℃以上の温度差を
有する位置に設けておけば、ランプは確実に始動
するとともに、前記の効果を奏することができる
ものであり、25℃未満であるとこのような作用の
信頼性が低くなる。

なお、本発明の効果を確認するためにおこなつ
た実験について記す。まず、内径20mm電極間距離
42mm、内容積13c.c.の発光管にHg：60mg、NaI：13
mg、TlI：1.7mg、InI：0.4mgおよびNeと１％のAr
の混合ガスを40Torr封入し、これを外管内に封
入したメタルハライドランプを多数製作し、これ
らのランプの外管内に次の３通りにゲツタを配置
した。

Ａ：300℃の位置に２個 Ｂ：400℃の位置に２個 Ｃ：350℃と375℃の位置に各１個 Ｄ：325℃と350℃の位置に各１個 Ｅ：275℃と425℃の位置に各１個 Ｆ：300℃と400℃の位置に各１個 以上の６種のランプを点灯し、その点灯時間に
対する始動電圧の変化を測定した結果を第２図の
グラフに示す。ここで200Vは定格電源電圧を示
し、また180Vは定格電源電圧が10％低下した場
合である。ランプが確実に始動するためにはこの
ように電源電圧が変動した場合でも、すなわち電
源電圧が180Vであつても始動することが要求さ
れる。

このグラフの結果より明らかなように、本発明
の温度範囲にそれぞれゲツタを設けたＣ、Ｄ、
Ｅ、Ｆのものは、いづれも点灯時間9000時間を経
過しても始動電圧を180ボルト以下に保つことが
できる。

これに対し、ＡおよびＢのランプは点灯時間
9000時間に達する前に始動電圧が180ボルトを越
えてしまい、始動性が低下する。

なお、本発明は上記の一実施例には限定されな
い。

たとえば各ゲツタを設ける部位は第１図に示す
位置に限らず、要するに点灯中に350℃〜450℃お
よび250℃〜350℃となる領域内でかつ互いに25℃
以上の温度差を有する外管内の位置であればよ
い。

以上説明したように本発明は、外管内に、点灯
時において350℃〜450℃および250℃〜350℃とな
る領域内にかつ互いに25℃以上の温度差を有する
位置にそれぞれZr、Al若しくはこれらの合金よ
りなる同一材料のゲツタを設けたものである。し
たがつて高温位置に設けたゲツタによつて点灯初
期に放出される大量の不純ガスを迅速に吸着し、
またその後は低温位置に設けたゲツタにより外管
内の不純ガスを低濃度に規制し、よつて長期に亘
つて外管内の不純ガス濃度を低レベルに維持する
から始動電圧の上昇を防止できるものである。し
かも、これらゲツタは互いに25℃以上の温度差を
有する位置に設置したから、電源電圧やランプ
個々のばらつきがあつても長時間に亙り上記効果
を維持することができる。また、使用するゲツタ
は両者とも同一材料のものを用いるから、活性化
を同一条件のもとで同時に行うことができ、製造
が容易であるとともに、このような同一材料のゲ
ツタを単に点灯中に温度の異なる位置にそれぞれ
設置するので構成も簡単であるなどの効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の縦断図、第２図は
本発明の効果を確認するためにおこなつた実験の
結果を示すグラスである。 １…外管、３…発光管、９…第１ゲツタ、１０
…第２ゲツタ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 発光管と、この発光管を囲繞し内部に不活性
   ガスが充填されまたは真空に排気された外管とを
   備えるメタルハライドランプにおいて、上記外管
   内に、点灯時において350℃〜450℃および250℃
   〜350℃となる領域内にかつ互いに25℃以上の温
   度差を有する位置にそれぞれZr、Al若しくはこ
   れらの合金よりなる同一材料のゲツタを設けたこ
   とを特徴とするメタルハライドランプ。