JPS6249698B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPS6249698B2 JPS6249698B2 JP10687878A JP10687878A JPS6249698B2 JP S6249698 B2 JPS6249698 B2 JP S6249698B2 JP 10687878 A JP10687878 A JP 10687878A JP 10687878 A JP10687878 A JP 10687878A JP S6249698 B2 JPS6249698 B2 JP S6249698B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lamp
- metal halide
- arc tube
- rare earth
- metal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Landscapes
- Discharge Lamp (AREA)
Description
この発明はランプの始動および劣化を改善した
メタルハライドランプに関するものである。 一般にメタルハライドランプは、発光管内部に
希ガスと水銀に加えて、数種の金属ハロゲン化物
を封入することによつて、通常の高圧水銀灯の効
率と演色性を著しく改善したものである。 すなわち、可視領域に多数のスペクトルを放射
させるために希土類金属ハロゲン化物と、アーク
の安定化あるいは若干の発光色修正のためにナト
リウム・セシウム・インジウム・タリウムおよび
トリウムの群から選択された少なくとも一種の金
属のハロゲン化物とが発光管内に封入されたもの
である。また、主電極に塗布または充填する電子
放射物質としては、仕事関数の低い酸化バリウム
系の物質は適用できず、実際には酸化トリウム・
金属トリウムなどの仕事関数が酸化バリウムなど
に比べて高い電子放射物質が用いられているもの
である。しかるに、この主電極に金属のハロゲン
化物の作用も加わつて、この種メタルハライドラ
ンプは始動開始電圧が通常の高圧水銀灯よりも相
当高くなるものである。したがつて、安定器とし
て内部に始動時に高圧パルスを発生する回路を設
けたり、トランスを内蔵させることが必要になつ
て、安定器の価格が非常に高いものになるという
欠点を有していた。 近年、この様なメタルハライドランプの欠点を
改善するために、始動補助用希ガスとしてネオン
−アルゴン（Ne−Ar）あるいはネオン−クリプ
トン（Ne−Kr）などのペニングガスを発光管内
に封入し、これらの混合ガスのペニング効果を利
用して、メタルハライドランプの始動開始電圧を
低下させ、通常の高圧水銀灯用安定器で点灯でき
るメタルハライドランプが実用化されている。 すなわち、このメタルハライドランプは図に示
すような構成を示しとおり、つまり、少量の酸化
チタンを含む石英製の発光管１を備え、その両端
には主電極２ａ，２ｂが封着され、口金１７側の
一端には始動用の補助極３が封着されている。な
お、発光管１の素材として酸化チタンを含む石英
を用いているのは、外管１８内表面に残存付着し
ている水分、ハイドロカーボン等の不純物が発光
管１から紫外線によつて、分解して水素および酸
素を放出する現象を防止するためである。そして
主電極２ａはモリブデン箔４ａ−電流導入リード
５ａ−ニツケルリード９を通じてステムリード１
１ａへ接続され、主電極２ｂはモリブデン箔４ｂ
−電流導入リード５ｂ−タングステンワイヤー８
を通じてステムリード１１ｂへ接続され、また補
助極３はモリブデン箔４ｃ−電流導入リード５ｃ
−始動抵抗１０−バイメタル１４−バイメタル接
点１５を通じてステムリード１１ｂへ接続されて
いる。また発光管１の下側端部には発光管１内の
封入物の蒸気圧を高めるための保温膜６が塗布さ
れている。発光管１は保持板７および支持枠１２
を通じて外管１８およびステム１６により外管１
８内に固定されている。外管１８内にはネオン
（Ne）−チツ素（N2）の混合ガスが所定圧封入され
ていて、発光管１からのネオン（Ne）ガスの拡
散流出を防止している。またチツ素（N2）などの
ガス雰囲気下で不純ガス、特に水素ガスを吸着す
るジルコニウム（Nr）−アルミニウム（Al）系の
ゲツター１３が外管１８内に設置されているもの
である。 そこで、図に示すような構成を有したメタルハ
ライドランプにおいて、その発光管１内に、45mg
の水銀と、希土類金属として２mgのスカンジウム
（Sc）と、６mgの沃化水銀（HgI2）と、金属ハロ
ゲン化物として40mgの沃化ナトリウムを封入した
400Wメタルハライドランプを10本製作した。な
お、希土類金属ハロゲン化物は吸湿性が著しい等
の理由で、希土類金属とハロゲン化水銀の形で封
入し、ランプの点灯時に発光管１内において求土
類金属とハロゲン化水銀との反応を利用して希土
類ハロゲン化物を生成せしめているものである。
そして、この製作したメタルハライドランプにお
いて、16時間エージング後の周囲温度−10℃での
始動電圧と全光束、および高圧水銀灯用安定器に
より点灯し、その点灯6000時間後の周囲温度−10
℃での始動電圧と光束維持率、さらに16時間エー
ジング後および点灯6000時間後のランプ始動時に
おける主極２ａ−補助極３間のグロー放電持続時
間を測定した。その結果、その10本の平均値は16
時間エージング後の始動電圧が174〔Ｖ〕、グロー
持続時間が1.0〔秒〕、全光束が33000〔ｍ〕で
あり、6000時間点灯後の始動電圧が189〔Ｖ〕、グ
ロー持続時間が3.0〔秒〕、光束維持率が58〔％〕
であつた。この結果からわかるように、始動時の
グローからアークへの転移が難しく、しかも、始
動開始電圧の上昇、および電極物質のスパツタに
よる光束低下などの現象が生じているものであ
る。 このことは以下のことに基因しているものと推
定される。つまり、エージング時に金属スカンジ
ウムと沃化水銀とは、 Sc＋３／２HgI2→ScI3＋３／２Hg のように反応して沃化スカンジウムと水銀とを生
成するものである。しかしながら、このエージン
グ時に、発光管１内、発光管１表面、あるいは封
入物などから酸素（O2）等の不純ガスが相当量放
出され、上記反応中に酸素（O2）が介在してScI3
を生成するかわりにScOIなるオキシアイオダイ
ドを生成するのである。このオキシアイオダイド
は沃化物よりも蒸気圧が高いので、ランプ点灯中
にアーク中に蒸発して解離し、アーク中に酸素が
もたらされ、その結果ランプの始動電圧の上昇、
電極構成部材であるタングステンの蒸発促進によ
り光束低下などの悪影響をもたらすものである。 この発明は上記事情に鑑みてなされたものであ
り、発光管内に希ガスと水銀に加えて希土類金属
ハロゲン化物とナトリウム・セシウム・インジウ
ム・タリウムおよびトリウムの群から選択された
金属のハロゲン化物との共融混合物もしくは複合
化合物と、発光管の容積１c.c.当り１×10-6〜１×
10-5ｇ原子の希土類金属とを封入することによつ
て、発光管内に混入する不純ガスの悪影響を極力
低下させ、よつてランプの始動特性、劣化特性の
改善を可能にしたメタルハライドランプを提供す
るものである。 以下にこの発明の一実施例を説明する。第１図
に示すような構成を有したメタルハライドランプ
において、その発光管１内に、47.7mgの水銀と、
希土類金属ハロゲン化物と金属のハロゲン化物と
の共融混合物として予め高真空中で780℃で沃化
ナトリウム（NaI）、沃化スカンジウム（ScI3）を
６時間混合溶融して作成したNaI／ScI3の重量比
10.5（従来例のNaI／ScI3重量比と等しい）の沃
化スカンジウム（ScI3）と沃化ナトリウム（NaI）
の共融混合物43.8mgと、希土類金属として1.6mg
のスカンジウム（Sc）を封入した400Wメタルハ
ライドランプを10本製作した。そして、上記従来
例と同様にこの製作したメタルハライドランプに
おいて、16時間エージング後の周囲温度−10℃で
の始動電圧と全光束、および高圧水銀灯用安定器
により点灯し、その点灯6000時間後の周囲温度−
10℃での始動電圧と光束維持率、さらに16時間エ
ージング後および点灯6000時間後のランプ始動時
における主極２ａ−補助極３間グロー放電持続時
間を測定した。その結果、その10本の平均値は16
時間エージング後の始動電圧が156〔Ｖ〕、グロー
持続時間が0.5〔秒〕、全光束が34500〔ｍ〕で
あり、6000時間点灯後の始動電圧が164〔Ｖ〕、グ
ロー持続時間が0.5〔秒〕、光束維持率が70〔％〕
であつた。
メタルハライドランプに関するものである。 一般にメタルハライドランプは、発光管内部に
希ガスと水銀に加えて、数種の金属ハロゲン化物
を封入することによつて、通常の高圧水銀灯の効
率と演色性を著しく改善したものである。 すなわち、可視領域に多数のスペクトルを放射
させるために希土類金属ハロゲン化物と、アーク
の安定化あるいは若干の発光色修正のためにナト
リウム・セシウム・インジウム・タリウムおよび
トリウムの群から選択された少なくとも一種の金
属のハロゲン化物とが発光管内に封入されたもの
である。また、主電極に塗布または充填する電子
放射物質としては、仕事関数の低い酸化バリウム
系の物質は適用できず、実際には酸化トリウム・
金属トリウムなどの仕事関数が酸化バリウムなど
に比べて高い電子放射物質が用いられているもの
である。しかるに、この主電極に金属のハロゲン
化物の作用も加わつて、この種メタルハライドラ
ンプは始動開始電圧が通常の高圧水銀灯よりも相
当高くなるものである。したがつて、安定器とし
て内部に始動時に高圧パルスを発生する回路を設
けたり、トランスを内蔵させることが必要になつ
て、安定器の価格が非常に高いものになるという
欠点を有していた。 近年、この様なメタルハライドランプの欠点を
改善するために、始動補助用希ガスとしてネオン
−アルゴン（Ne−Ar）あるいはネオン−クリプ
トン（Ne−Kr）などのペニングガスを発光管内
に封入し、これらの混合ガスのペニング効果を利
用して、メタルハライドランプの始動開始電圧を
低下させ、通常の高圧水銀灯用安定器で点灯でき
るメタルハライドランプが実用化されている。 すなわち、このメタルハライドランプは図に示
すような構成を示しとおり、つまり、少量の酸化
チタンを含む石英製の発光管１を備え、その両端
には主電極２ａ，２ｂが封着され、口金１７側の
一端には始動用の補助極３が封着されている。な
お、発光管１の素材として酸化チタンを含む石英
を用いているのは、外管１８内表面に残存付着し
ている水分、ハイドロカーボン等の不純物が発光
管１から紫外線によつて、分解して水素および酸
素を放出する現象を防止するためである。そして
主電極２ａはモリブデン箔４ａ−電流導入リード
５ａ−ニツケルリード９を通じてステムリード１
１ａへ接続され、主電極２ｂはモリブデン箔４ｂ
−電流導入リード５ｂ−タングステンワイヤー８
を通じてステムリード１１ｂへ接続され、また補
助極３はモリブデン箔４ｃ−電流導入リード５ｃ
−始動抵抗１０−バイメタル１４−バイメタル接
点１５を通じてステムリード１１ｂへ接続されて
いる。また発光管１の下側端部には発光管１内の
封入物の蒸気圧を高めるための保温膜６が塗布さ
れている。発光管１は保持板７および支持枠１２
を通じて外管１８およびステム１６により外管１
８内に固定されている。外管１８内にはネオン
（Ne）−チツ素（N2）の混合ガスが所定圧封入され
ていて、発光管１からのネオン（Ne）ガスの拡
散流出を防止している。またチツ素（N2）などの
ガス雰囲気下で不純ガス、特に水素ガスを吸着す
るジルコニウム（Nr）−アルミニウム（Al）系の
ゲツター１３が外管１８内に設置されているもの
である。 そこで、図に示すような構成を有したメタルハ
ライドランプにおいて、その発光管１内に、45mg
の水銀と、希土類金属として２mgのスカンジウム
（Sc）と、６mgの沃化水銀（HgI2）と、金属ハロ
ゲン化物として40mgの沃化ナトリウムを封入した
400Wメタルハライドランプを10本製作した。な
お、希土類金属ハロゲン化物は吸湿性が著しい等
の理由で、希土類金属とハロゲン化水銀の形で封
入し、ランプの点灯時に発光管１内において求土
類金属とハロゲン化水銀との反応を利用して希土
類ハロゲン化物を生成せしめているものである。
そして、この製作したメタルハライドランプにお
いて、16時間エージング後の周囲温度−10℃での
始動電圧と全光束、および高圧水銀灯用安定器に
より点灯し、その点灯6000時間後の周囲温度−10
℃での始動電圧と光束維持率、さらに16時間エー
ジング後および点灯6000時間後のランプ始動時に
おける主極２ａ−補助極３間のグロー放電持続時
間を測定した。その結果、その10本の平均値は16
時間エージング後の始動電圧が174〔Ｖ〕、グロー
持続時間が1.0〔秒〕、全光束が33000〔ｍ〕で
あり、6000時間点灯後の始動電圧が189〔Ｖ〕、グ
ロー持続時間が3.0〔秒〕、光束維持率が58〔％〕
であつた。この結果からわかるように、始動時の
グローからアークへの転移が難しく、しかも、始
動開始電圧の上昇、および電極物質のスパツタに
よる光束低下などの現象が生じているものであ
る。 このことは以下のことに基因しているものと推
定される。つまり、エージング時に金属スカンジ
ウムと沃化水銀とは、 Sc＋３／２HgI2→ScI3＋３／２Hg のように反応して沃化スカンジウムと水銀とを生
成するものである。しかしながら、このエージン
グ時に、発光管１内、発光管１表面、あるいは封
入物などから酸素（O2）等の不純ガスが相当量放
出され、上記反応中に酸素（O2）が介在してScI3
を生成するかわりにScOIなるオキシアイオダイ
ドを生成するのである。このオキシアイオダイド
は沃化物よりも蒸気圧が高いので、ランプ点灯中
にアーク中に蒸発して解離し、アーク中に酸素が
もたらされ、その結果ランプの始動電圧の上昇、
電極構成部材であるタングステンの蒸発促進によ
り光束低下などの悪影響をもたらすものである。 この発明は上記事情に鑑みてなされたものであ
り、発光管内に希ガスと水銀に加えて希土類金属
ハロゲン化物とナトリウム・セシウム・インジウ
ム・タリウムおよびトリウムの群から選択された
金属のハロゲン化物との共融混合物もしくは複合
化合物と、発光管の容積１c.c.当り１×10-6〜１×
10-5ｇ原子の希土類金属とを封入することによつ
て、発光管内に混入する不純ガスの悪影響を極力
低下させ、よつてランプの始動特性、劣化特性の
改善を可能にしたメタルハライドランプを提供す
るものである。 以下にこの発明の一実施例を説明する。第１図
に示すような構成を有したメタルハライドランプ
において、その発光管１内に、47.7mgの水銀と、
希土類金属ハロゲン化物と金属のハロゲン化物と
の共融混合物として予め高真空中で780℃で沃化
ナトリウム（NaI）、沃化スカンジウム（ScI3）を
６時間混合溶融して作成したNaI／ScI3の重量比
10.5（従来例のNaI／ScI3重量比と等しい）の沃
化スカンジウム（ScI3）と沃化ナトリウム（NaI）
の共融混合物43.8mgと、希土類金属として1.6mg
のスカンジウム（Sc）を封入した400Wメタルハ
ライドランプを10本製作した。そして、上記従来
例と同様にこの製作したメタルハライドランプに
おいて、16時間エージング後の周囲温度−10℃で
の始動電圧と全光束、および高圧水銀灯用安定器
により点灯し、その点灯6000時間後の周囲温度−
10℃での始動電圧と光束維持率、さらに16時間エ
ージング後および点灯6000時間後のランプ始動時
における主極２ａ−補助極３間グロー放電持続時
間を測定した。その結果、その10本の平均値は16
時間エージング後の始動電圧が156〔Ｖ〕、グロー
持続時間が0.5〔秒〕、全光束が34500〔ｍ〕で
あり、6000時間点灯後の始動電圧が164〔Ｖ〕、グ
ロー持続時間が0.5〔秒〕、光束維持率が70〔％〕
であつた。
【表】
このように、上記実施例は、全ての特性面で従
来例のものより優れていることがわかる。このよ
うに上記実施例と従来例とのランプの特性差は、
始動時の主極２ａ−補助極３間のグロー放電持続
時間と密接な関連があり、主極２ａ−補助極３間
のグロー放電持続時間が長いランプは主極２ａ−
主極２ｂの放電路内に酸素（O2）等の不純ガスが
混入して正規な放電開始への移行を妨げていると
考えられている。 しかるに上記実施例のものは、エージング時に
酸素（O2）などの不純ガスが放出されても沃化ス
カンジウム（ScI3）は沃化ナトリウム（NaI）とと
もに安定な共融混合物を形成しているので、酸素
（O2）は沃化スカンジウムと反応せず、スカンジ
ウム（Sc）と反応して安定な化合物である酸化
スカンジウム（Sc2O3）を形成するため、アーク
中に酸素がもたらされてランプ特性に悪影響を及
ぼすことを防ぐのである。 なお、上記実施例では沃化スカンジウムと沃化
ナトリウムの共融混合物について説明してきた
が、少なくとも一種の希土類金属のハロゲン化物
とナトリウム・セシウム・インジウム・タリウム
およびトリウムの群から選択された少なくとも一
種の金属のハロゲン化物との共融混合物もしくは
複合化合物であればよいものである。 また、封入希土類金属の封入量についても、前
述の実施例と同様の400Wメタルハライドランプ
を作成し、希土類金属の量のみを変化させ、点灯
6000時間後の周囲温度−10℃での始動電圧と光束
維持率、さらにランプ始動時のグロー接続時間を
調べた。その結果を第２図に示す。なお、実施例
で用いた発光管は内容積が15.5c.c.であり、第２図
でSc金属の封入量は発光管内容積１c.c.当りのSs
金属のｇ原子で表した。第２図において△はグロ
ー接続時間、◎は始動電圧、×は光束維持率、を
それぞれ示している。第２図から判るように、
Sc封入量が１×10-6原子／c.c.未満ではグロー接続
時間が長く、始動電圧が180Vを越え実用的に支
障が生ずる。一方、Sc封入量が１×10-5ｇ原子／
c.c.を越えると光束維持率の低下が大きくなり、実
用上問題がある。従つて、希土類金属の封入量と
しては、発光管内容積１c.c.当り１×10-6〜１×
10-5ｇ原子程度が良い結果を得られた。 さらに、本発明を実施してなるメタルハライド
ランプは寿命中の色特性の変化が極めて少ないと
いう新しい効果を有することが発見された。すな
わち、第３図には表１の実施例に基づき発光管内
容積１c.c.当りのSc金属の封入量を変えた場合の
ランプの点灯中の色温度の変化の測定結果を示
す。第３図において、○・は従来例、△・はSc金属
の封入量が２×10-5ｇ原子／c.c.、・はSc金属の封
入量が２×10-6ｇ原子／c.c.、▲はScは金属の封入
量が８×10-6ｇ原子／c.c.、×はSc金属の封入量が
５×10-7ｇ原子／c.c.の場合を示し、横軸は点灯時
間、縦軸は色温度を示している。 第３図から判るように、従来例においては０時
間から100時間にかけての寿命初期並びに寿命中
の色温度変化が著しい。一方、共融混合物を形成
している場合はSc金属の封入量に拘ず寿命初期
のランプの色温度変化は小さいものの、長時間点
灯後の色温度変化はSc金属の封入量に依存す
る。特に上記封入量が２×10-5ｇ原子／c.c.以上に
なると寿命中の色温度変化は特に大きくなる。 また、上記封入量が２×10−７ｇ原子以下とな
ると寿命中の色温度の変化が大きくなる傾向も認
められた。特に上記Sc金属の封入量が１×10-6〜
１×10-5ｇ原子の範囲では寿命中のランプの色温
度の変化は特に少なかつた。この様な実験結果は
以下の事に基因していると考えられる。 上記実験における共融混合物においては、予め
NaIとScI3が長時間溶融され安定した共融混合物
が形成されているので、NaIの一部てScI3が反応
し、上記混合物は均一なNaScI4＋NaIなる共塩混
合塩を形成している。従つて、この混合塩は
NaScI4の混合塩中のモル分率でランプ点灯中の
蒸気圧が支配されているため、寿命初期封入ハロ
ゲン化物の付着状態が不安定になり易い場合でも
蒸気圧が安定し易い。しかしながら、混合塩と同
時に封入するSc金属量が多いと、点灯中Sc金属
が徐々に上記混合塩中に溶融し、NaScI4と反応
してこの化合物を〔NaI＋ScI3〕なる二つの単一化
合物に解離してしまい、NaIの蒸気圧はNaScI4蒸
気圧に比べ２ケタ以上低いためNaの発光が減少
し、蒸気圧は寿命時間と共に上昇する。 一方、封入Sc金属が少ないと点灯中発光管内
に存在する酸素などと共融塩中のNaScI4とが反
応し、反応生成物である酸素Sc2O3などが徐々に
点灯し溶融している共融塩表面を覆い、点灯時間
の経過とともに酸化物層が共融塩の蒸発の妨げと
なる。従つて、ハロゲン物の蒸気圧は点灯時間と
ともに低下し、色温度が上昇する。 このようにSc金属の始動特性・寿命特性及び
上記した色特性を勘案すると、封入量を１×10-6
〜１×10-5ｇ原子／c.c.と規制することが必要であ
る。 なお、この発明は、金属ハロゲン化物の封入物
を共融混合物あるいは複合化合物の形で封入し、
かつ１×10-6〜１×10-5ｇ原子／c.c.の希土類金属
を同時に封入することにより、従来では得られな
かつた寿命中の良好な特性を実現するものであ
る。従つて、封入金属ハロゲン化物の種類と封入
量は、メタルハライドランプの目標性能（発光効
率、発光特性、寿命特性等）に応じて決めてやれ
ばよい。 なお、封入する希土類金属は上記実施例では
Scを用いたが、例えばHg−Dy−Tl−ＩではDy
金属を、Ho−Tm−Tl−Na−ＩではHoあるいは
Tmを封入すると同様の効果が得られる。 また、上記実施例ではペニンガスを封入した通
常の高圧水銀灯安定器で点灯可能なメタルハライ
ドランプについて行なつたが、専用安定器で点灯
する一般のメタルハライドランプの始動特性およ
び劣化特性の改善にも有効であることは言うまで
もない。 この発明は以上に述べたように、希ガスと水銀
に加えて、少なくとも一種の希土類金属のハロゲ
ン化物とナトリウム・セシウム・インジウム・タ
リウムおよびトリウムの群から選択された少なく
とも一種の金属ハロゲン化物との共融混合物もし
くは複合化合物と、少なくとも一種の希土類金属
を発光管の内容積１c.c.当り１×10-6〜１×10-5ｇ
原子発光管内に封入したものであるから、発光管
内に残存する酸素等の不純ガスによるランプへの
悪影響を極力防止でき、ランプの初期始動電圧、
初光束および寿命中の始動電圧、光束維持率など
のランプ特性を著しく改善でき、しかも寿命中の
ランプの色特性の変化が極めて少ない効果があ
る。
来例のものより優れていることがわかる。このよ
うに上記実施例と従来例とのランプの特性差は、
始動時の主極２ａ−補助極３間のグロー放電持続
時間と密接な関連があり、主極２ａ−補助極３間
のグロー放電持続時間が長いランプは主極２ａ−
主極２ｂの放電路内に酸素（O2）等の不純ガスが
混入して正規な放電開始への移行を妨げていると
考えられている。 しかるに上記実施例のものは、エージング時に
酸素（O2）などの不純ガスが放出されても沃化ス
カンジウム（ScI3）は沃化ナトリウム（NaI）とと
もに安定な共融混合物を形成しているので、酸素
（O2）は沃化スカンジウムと反応せず、スカンジ
ウム（Sc）と反応して安定な化合物である酸化
スカンジウム（Sc2O3）を形成するため、アーク
中に酸素がもたらされてランプ特性に悪影響を及
ぼすことを防ぐのである。 なお、上記実施例では沃化スカンジウムと沃化
ナトリウムの共融混合物について説明してきた
が、少なくとも一種の希土類金属のハロゲン化物
とナトリウム・セシウム・インジウム・タリウム
およびトリウムの群から選択された少なくとも一
種の金属のハロゲン化物との共融混合物もしくは
複合化合物であればよいものである。 また、封入希土類金属の封入量についても、前
述の実施例と同様の400Wメタルハライドランプ
を作成し、希土類金属の量のみを変化させ、点灯
6000時間後の周囲温度−10℃での始動電圧と光束
維持率、さらにランプ始動時のグロー接続時間を
調べた。その結果を第２図に示す。なお、実施例
で用いた発光管は内容積が15.5c.c.であり、第２図
でSc金属の封入量は発光管内容積１c.c.当りのSs
金属のｇ原子で表した。第２図において△はグロ
ー接続時間、◎は始動電圧、×は光束維持率、を
それぞれ示している。第２図から判るように、
Sc封入量が１×10-6原子／c.c.未満ではグロー接続
時間が長く、始動電圧が180Vを越え実用的に支
障が生ずる。一方、Sc封入量が１×10-5ｇ原子／
c.c.を越えると光束維持率の低下が大きくなり、実
用上問題がある。従つて、希土類金属の封入量と
しては、発光管内容積１c.c.当り１×10-6〜１×
10-5ｇ原子程度が良い結果を得られた。 さらに、本発明を実施してなるメタルハライド
ランプは寿命中の色特性の変化が極めて少ないと
いう新しい効果を有することが発見された。すな
わち、第３図には表１の実施例に基づき発光管内
容積１c.c.当りのSc金属の封入量を変えた場合の
ランプの点灯中の色温度の変化の測定結果を示
す。第３図において、○・は従来例、△・はSc金属
の封入量が２×10-5ｇ原子／c.c.、・はSc金属の封
入量が２×10-6ｇ原子／c.c.、▲はScは金属の封入
量が８×10-6ｇ原子／c.c.、×はSc金属の封入量が
５×10-7ｇ原子／c.c.の場合を示し、横軸は点灯時
間、縦軸は色温度を示している。 第３図から判るように、従来例においては０時
間から100時間にかけての寿命初期並びに寿命中
の色温度変化が著しい。一方、共融混合物を形成
している場合はSc金属の封入量に拘ず寿命初期
のランプの色温度変化は小さいものの、長時間点
灯後の色温度変化はSc金属の封入量に依存す
る。特に上記封入量が２×10-5ｇ原子／c.c.以上に
なると寿命中の色温度変化は特に大きくなる。 また、上記封入量が２×10−７ｇ原子以下とな
ると寿命中の色温度の変化が大きくなる傾向も認
められた。特に上記Sc金属の封入量が１×10-6〜
１×10-5ｇ原子の範囲では寿命中のランプの色温
度の変化は特に少なかつた。この様な実験結果は
以下の事に基因していると考えられる。 上記実験における共融混合物においては、予め
NaIとScI3が長時間溶融され安定した共融混合物
が形成されているので、NaIの一部てScI3が反応
し、上記混合物は均一なNaScI4＋NaIなる共塩混
合塩を形成している。従つて、この混合塩は
NaScI4の混合塩中のモル分率でランプ点灯中の
蒸気圧が支配されているため、寿命初期封入ハロ
ゲン化物の付着状態が不安定になり易い場合でも
蒸気圧が安定し易い。しかしながら、混合塩と同
時に封入するSc金属量が多いと、点灯中Sc金属
が徐々に上記混合塩中に溶融し、NaScI4と反応
してこの化合物を〔NaI＋ScI3〕なる二つの単一化
合物に解離してしまい、NaIの蒸気圧はNaScI4蒸
気圧に比べ２ケタ以上低いためNaの発光が減少
し、蒸気圧は寿命時間と共に上昇する。 一方、封入Sc金属が少ないと点灯中発光管内
に存在する酸素などと共融塩中のNaScI4とが反
応し、反応生成物である酸素Sc2O3などが徐々に
点灯し溶融している共融塩表面を覆い、点灯時間
の経過とともに酸化物層が共融塩の蒸発の妨げと
なる。従つて、ハロゲン物の蒸気圧は点灯時間と
ともに低下し、色温度が上昇する。 このようにSc金属の始動特性・寿命特性及び
上記した色特性を勘案すると、封入量を１×10-6
〜１×10-5ｇ原子／c.c.と規制することが必要であ
る。 なお、この発明は、金属ハロゲン化物の封入物
を共融混合物あるいは複合化合物の形で封入し、
かつ１×10-6〜１×10-5ｇ原子／c.c.の希土類金属
を同時に封入することにより、従来では得られな
かつた寿命中の良好な特性を実現するものであ
る。従つて、封入金属ハロゲン化物の種類と封入
量は、メタルハライドランプの目標性能（発光効
率、発光特性、寿命特性等）に応じて決めてやれ
ばよい。 なお、封入する希土類金属は上記実施例では
Scを用いたが、例えばHg−Dy−Tl−ＩではDy
金属を、Ho−Tm−Tl−Na−ＩではHoあるいは
Tmを封入すると同様の効果が得られる。 また、上記実施例ではペニンガスを封入した通
常の高圧水銀灯安定器で点灯可能なメタルハライ
ドランプについて行なつたが、専用安定器で点灯
する一般のメタルハライドランプの始動特性およ
び劣化特性の改善にも有効であることは言うまで
もない。 この発明は以上に述べたように、希ガスと水銀
に加えて、少なくとも一種の希土類金属のハロゲ
ン化物とナトリウム・セシウム・インジウム・タ
リウムおよびトリウムの群から選択された少なく
とも一種の金属ハロゲン化物との共融混合物もし
くは複合化合物と、少なくとも一種の希土類金属
を発光管の内容積１c.c.当り１×10-6〜１×10-5ｇ
原子発光管内に封入したものであるから、発光管
内に残存する酸素等の不純ガスによるランプへの
悪影響を極力防止でき、ランプの初期始動電圧、
初光束および寿命中の始動電圧、光束維持率など
のランプ特性を著しく改善でき、しかも寿命中の
ランプの色特性の変化が極めて少ない効果があ
る。
第１図はメタルハライドランプの構成を示す正
面図、第２図はこの発明における始動電圧、グロ
ー接続時間及び光束維持率の実験結果を示す図、
第３図は点灯時間と色温度との関係についての実
験結果を示す図である。 図において、１は発光管、２ａ，２ｂは主電
極、１８は外管である。
面図、第２図はこの発明における始動電圧、グロ
ー接続時間及び光束維持率の実験結果を示す図、
第３図は点灯時間と色温度との関係についての実
験結果を示す図である。 図において、１は発光管、２ａ，２ｂは主電
極、１８は外管である。
Claims (1)
- １ 発光管内に希ガスと水銀に加えて少なくとも
一種の希土類金属ハロゲン化物とナトリウム、セ
シウム、インジウム、タリウムおよびトリウムの
群から選択された少なくとも一種の金属ハロゲン
化物との安定な共融混合物あるいは複合化合物
と、点灯時に発生する不純ガスと反応する少なく
とも一種の希土類金属とを封入し、かつ発光管内
の容積１c.c.当りの希土類金属の封入量を１×10-6
〜１×10-5ｇ原子としたことを特徴とするメタル
ハライドランプ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10687878A JPS5533739A (en) | 1978-08-31 | 1978-08-31 | Metal halide lamp |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10687878A JPS5533739A (en) | 1978-08-31 | 1978-08-31 | Metal halide lamp |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5533739A JPS5533739A (en) | 1980-03-10 |
| JPS6249698B2 true JPS6249698B2 (ja) | 1987-10-21 |
Family
ID=14444768
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10687878A Granted JPS5533739A (en) | 1978-08-31 | 1978-08-31 | Metal halide lamp |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5533739A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63235700A (ja) * | 1987-03-23 | 1988-09-30 | Matsushita Electric Works Ltd | モ−タフアン |
| JPS648395A (en) * | 1987-06-30 | 1989-01-12 | Tokyo Electric Co Ltd | Blade body structure |
-
1978
- 1978-08-31 JP JP10687878A patent/JPS5533739A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63235700A (ja) * | 1987-03-23 | 1988-09-30 | Matsushita Electric Works Ltd | モ−タフアン |
| JPS648395A (en) * | 1987-06-30 | 1989-01-12 | Tokyo Electric Co Ltd | Blade body structure |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5533739A (en) | 1980-03-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA1043849A (en) | Low-pressure mercury vapour discharge lamp including bismuth and indium | |
| US3334261A (en) | High pressure discharge device having a fill including iodine mercury and at least one rare earth metal | |
| JPH05205697A (ja) | 高圧放電ランプ | |
| US3781586A (en) | Long lifetime mercury-metal halide discharge lamps | |
| US3558963A (en) | High-intensity vapor arc-lamp | |
| US20030042856A1 (en) | High pressure discharge lamp and method for producing the same | |
| US3530327A (en) | Metal halide discharge lamps with rare-earth metal oxide used as electrode emission material | |
| WO2008068666A2 (en) | Metal halide lamp | |
| JP2003288859A (ja) | メタルハライドランプおよび自動車用前照灯装置 | |
| US5327042A (en) | Metal halide lamp | |
| JP3388539B2 (ja) | 無水銀メタルハライドランプ | |
| JPS6249698B2 (ja) | ||
| US5225733A (en) | Scandium halide and alkali metal halide discharge lamp | |
| US20070138964A1 (en) | Mercury-free high-pressure discharge lamp and luminaire using the same | |
| US4691141A (en) | Dosing composition for high pressure sodium lamps | |
| JPH02177245A (ja) | 演色特性が改善されたメタルハライド放電ランプ | |
| JPH02267849A (ja) | 窒素を含むグロー放電ランプ | |
| JPH07296781A (ja) | 高圧放電ランプ | |
| JP2596019B2 (ja) | 金属蒸気放電灯 | |
| JP3127608B2 (ja) | メタルハライドランプおよびその製造方法 | |
| JP2508159B2 (ja) | 金属蒸気放電灯 | |
| JPH07272679A (ja) | ショートアークメタルハライドランプ、放電灯点灯装置および液晶プロジェクタ | |
| JP3239721B2 (ja) | メタルハライドランプ | |
| JP3106951B2 (ja) | ショートアーク型メタルハライドランプ | |
| JPH0584631B2 (ja) |