Metal halide lamp
专利汇可以提供Metal halide lamp专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且PURPOSE: To provide a long-life lamp with high color rendering by encapsulating mercury and an inert gas in a light emitting tube, and thereto also adding a proper quantity of rare earth metal halides, cesium halide, and indium halide.
CONSTITUTION: Mercury and an inert gas are encapsulated in a light emitting tube 1, and thereto are further added at least one of the DyX
3 , HoX
3 , ErX
3 , TmX
3 , at least one of the NdX
3 , PrX
3 CeX
3 , and also CsX and InX. With a lamp whose mercury content is below 0.9mg/cc, the relation ship 0.04≤A≤0.21 and 0.5≤B≤1-2A should be met, where A is mole ratio of InX to rate earth metal halide and B is mole ratio of CsX to rare earth metal halide. This allows eliminating unstableness of arcs when the lamp operation is going to rise and is in stable condition, and a long-life lamp with high color rendering is obtained which can serve also as ordinary illumination.
COPYRIGHT: (C)1996,JPO，下面是Metal halide lamp专利的具体信息内容。
Ｘ 3 ）、ハロゲン化ツリウム（ＴｍＸ 3 ）のうち少なくとも１種類以上の希土類金属ハロゲン化物と、ハロゲン化ネオジウム（ＮｄＸ 3 ）、ハロゲン化プラセオジム（ＰｒＸ 3 ）、ハロゲン化セリウム（ＣｅＸ 3 ）のうち少なくとも１種類以上の希土類金属ハロゲン化物と、ハロゲン化セシウム（ＣｓＸ）とハロゲン化インジウム（ＩｎＸ）とが添加封入されており、水銀量が０．９ｍ
ｇ／ｃｃ以下のランプにおいて、 ＩｎＸ／希土類金属ハロゲン化物＝Ａ（モル比） ＣｓＸ／希土類金属ハロゲン化物＝Ｂ（モル比） としたとき、次式が成り立つよう構成したことを特徴とするメタルハライドランプ。 ０．０４≦Ａ≦０．２１ ０．５ ≦Ｂ≦１−２Ａ
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はメタルハライドランプの改良に関し、ランプ点灯時のア−ク不安定の改善に関する。
【０００２】
【従来の技術】現在、メタルハライドランプは多くの用途に使用されており、特に高演色、高効率のメタルハライドランプの用途が広がってきている。 高演色、高効率のメタルハライドランプに用いられている発光管内封入物の代表的なものとしては、Ｄｙ−Ｈｏ−Ｔｍ−Ｔｌ−
Ｃｓ系やＤｙ−Ｎｄ−Ｃｓ系などがある。
【０００３】これら封入物系のうち、Ｄｙ−Ｎｄ−Ｃｓ
系のように希土類金属ハロゲン化物＋ＣｓＸという形の封入物系を用いたランプでは、立ち上がり時の主発光が水銀の発光から希土類金属の発光に移り変わる時に、ア−クが不安定（ゆれ、湾曲）になり、ア−クが発光管の管壁に接触して破損の原因にもなる。 また特に発光管内に封入されている水銀量が０．９ｍｇ／ｃｃ以下のランプでは、立ち上がり時のア−ク不安定（ゆれ、湾曲）に加えて、安定時にもア−クが不安定になることが我々の実験より明らかになった。
【０００４】図１は、１５００Ｗのメタルハライドランプで発光管の管壁負荷を１９Ｗ／ｃｍ 2一定とし、発光管内径を２４ｍｍ、２７ｍｍ、３０ｍｍの３種類の発光管を用いて、水銀量を変化させたときのア−ク状態を観察したものである。 図中の×印は、安定時、必ず水銀の主発光部出現によってア−クが不安定になることを示し、△印はア−クが不安定になるときもあれば安定なときもあることを示し、○印はア−クが安定であることを示す。
【０００５】図１より、水銀量／容積が０．９ｍｇ／ｃ
ｃ以下になると、ランプ安定時必ず水銀の主発光部が出現しア−クが不安定になることが判った。 また低ワットや１５００Ｗ以上の高ワットでも同様の試験をしたところ、水銀量／容積が０．９ｍｇ／ｃｃ以下になると、ランプ安定時、必ず水銀の主発光部が出現しア−クが不安定になることが判った。
【０００６】図２は、水銀量／容積が０．９ｍｇ／ｃｃ
以下で試作したランプの、点灯してからランプが安定するまでのア−ク状態を示したものである。 まず、希土類金属が発光し始めてア−クが不安定になり、ランプが安定してくると一時的にア−クの不安定はなくなり発光管全体に広がるア−クになるが、すぐにア−ク中に水銀の主発光部が出現しア−クは不安定になる。
【０００７】このようにランプ立ち上がり時のア−ク不安定は破損の原因にもなり危険であり、また安定時にア−クが不安定になると、ア−クがゆれる場合は一般照明に使用することができず、ア−クが湾曲すると破損や寿命が短くなるという問題がある。
【０００８】また特に点灯方向を水平±６０°にしたとき、浮力の影響でア−クの不安定が激しくなり破損などの問題が顕著に現れる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明は前記問題点を解決するためになされたもので、ランプ立ち上がり時及び安定時の水銀の主発光部の出現によるア−クの不安定を改善し、さらに光束を低下させることなく演色性を高めることができるメタルハライドランプを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、石英ガラス製発光管の両端に一対の主電極を封着し、内部に水銀及び不活性ガスと共に、ハロゲンをヨウ素又は臭素又は塩素あるいはその混合とするハロゲン化ジスプロシウム（Ｄ
ｙＸ 3 ）、ハロゲン化ホルミウム（ＨｏＸ 3 ）、ハロゲン化エルビウム（ＥｒＸ 3 ）、ハロゲン化ツリウム（Ｔ
ｍＸ 3 ）のうち少なくとも１種類以上の希土類金属ハロゲン化物と、ハロゲン化ネオジウム（ＮｄＸ 3 ）、ハロゲン化プラセオジム（ＰｒＸ 3 ）、ハロゲン化セリウム（ＣｅＸ 3 ）のうち少なくとも１種類以上の希土類金属ハロゲン化物と、ハロゲン化セシウム（ＣｓＸ）とハロゲン化インジウム（ＩｎＸ）とが添加封入されており、
水銀量が０．９ｍｇ／ｃｃ以下のランプにおいて、 ＩｎＸ／希土類金属ハロゲン化物＝Ａ（モル比） ＣｓＸ／希土類金属ハロゲン化物＝Ｂ（モル比） としたとき、次式が成り立つよう構成したことを特徴とするメタルハライドランプにより、上記課題を解決するものである。
【００１１】０．０４≦Ａ≦０．２１ ０．５≦Ｂ≦１−２Ａ
【００１２】
【作用】Ｄｙ−Ｎｄ−Ｃｓ系は、Ｄｙの可視域全体にわたる発光とＮｄの５５０ｎｍを中心とした発光とを組み合わせることによって、高演色、高効率のランプを作ることができる。 またＤｙと類似した発光波長域を持つＥ
ｒ、Ｈｏ、Ｔｍと、とＮｄと類似した発光波長域を持つＰｒ、Ｃｅを組み合わせることによって、Ｄｙ−Ｎｄ−
Ｃｓ系と同等の特性が得られる。 なお、これらを組み合わせた封入物系でも前記で述べたア−クの不安定が生じる。 ここではＤｙ−Ｎｄ−Ｃｓ系を代表として述べることにする。
【００１３】まずＤｙ−Ｔｌ−Ｃｓ系とＤｙ−Ｎｄ−Ｃ
ｓ系のランプで点灯比較したところ、Ｄｙ−Ｔｌ−Ｃｓ
系ではア−クの不安定は見られず、Ｄｙ−Ｎｄ−Ｃｓ系ではア−クが不安定になったので、ＴｌＸのように蒸気圧が高く、励起電圧の低い物質の添加が効果があると考えた。
【００１４】Ｄｙ−Ｎｄ−Ｃｓ系にＴｌＸを添加すると白色光源から外れてしまうので、一般照明には使用できない。 そこでＴｌＸに近い蒸気圧、励起電圧特性を持つＩｎＸに着目し、Ｄｙ−Ｎｄ−Ｃｓ系に添加したところ、白色光源範囲のままア−クの不安定が改善され、さらに光束が低下することなく演色性を高めることができた。 なお、ＤｙのかわりにＥｒ、Ｈｏ、Ｔｍを、ＮｄのかわりにＰｒ、Ｃｅを用いた場合でも同様の効果が得られた。
【００１５】そして、本発明は、種々検討の結果、その好適なモル比を見いだしたことに基づくものである。
【００１６】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基ずき説明する。
【００１７】図３は本発明に係わる１５００Ｗメタルハライドランプの側面図である。 図中、１は両端に一対の主電極を装着した石英ガラス製の発光管であり、内部には水銀及びアルゴンガスと共にＤｙＩ 3 、ＮｄＩ 3 、Ｃ
ｓＩ、ＩｎＩが添加封入してある。 発光管１の端部外表面には保温膜２が塗布してある。 発光管１は、一端に口金５を固定した外球６内に、一対の発光管支柱３ａ、３
ｂを介して機械的に支持され、かつワイヤ４により電気的に接続されている。
【００１８】次に実験例について説明する。 図３に示す構造のランプにおいて、内容積６６ｃｃ、ア−ク長８８
ｍｍの発光管内に、ＤｙＩ 3を３２ｍｇ、ＮｄＩ 3を２
０ｍｇ、そして０．８〜０．９ｍｇ／ｃｃの水銀とアルゴンガス２５ｔｏｒｒを添加封入したランプに、ＩｎＩ
とＣｓＩを変化させて添加封入したランプを試作し、ア−ク状態の観察及び発光特性を測定した。 測定はランプを水平に取り付けて行った。
【００１９】まずア−クの不安定が無くなる最小ＩｎＩ
量を調べた。 図４にその結果を示す。 図４より、ＩｎＩ
／（ＤｙＩ 3 ＋ＮｄＩ 3 ）を０．０４（モル比）以上添加することによって、立ち上がり時及び安定時のア−クの不安定は改善されることがわかる。
【００２０】次に効率と平均演色評価数について調べた。 その結果を図５に示す。 図５より、ＩｎＩ／（Ｄｙ
Ｉ 3 ＋ＮｄＩ 3 ）が０．２１を越えると、ＩｎＩ添加無しのランプの効率より低くなることがわかる。
【００２１】従って、ＩｎＩ／（ＤｙＩ 3 ＋ＮｄＩ 3 ）
の範囲は、下限はア−クの不安定が無くなる境界値０．
０４で、上限はＣｓＩ／（ＤｙＩ 3 ＋ＮｄＩ 3 ）と組み合わしてＩｎＩ添加無しのランプの効率より低くなる境界値０．２１とした。 また、ＣｓＩ／（ＤｙＩ 3 ＋Ｎｄ
Ｉ 3 ）の範囲は、ＩｎＩ／（ＤｙＩ 3 ＋ＮｄＩ 3 ）と組み合わせたとき、効率がＩｎＩ添加無しのランプより同等又はそれ以上になる範囲（下限は０．５、上限は式１
−２Ａ（Ａ＝ＩｎＩ／（ＤｙＩ 3 ＋ＮｄＩ 3 ））にした。
【００２２】次に式１−２Ａ（ＡはＩｎＩ／（ＤｙＩ 3
＋ＮｄＩ 3 ））を算出した過程を説明する。
【００２３】図６は、図５のＩｎＩ／（ＤｙＩ 3 ＋Ｎｄ
Ｉ 3 ）（モル比）０．０４と０．２１を抜き出したグラフである。 図６から、ＩｎＩ／（ＤｙＩ 3 ＋ＮｄＩ 3 ）
が０．０４の時にＣｓＩ／（ＤｙＩ 3 ＋ＮｄＩ 3 ）を変化させると、ＣｓＩ／（ＤｙＩ 3 ＋ＮｄＩ 3 ）が０．５
未満だとＩｎＩ添加無しのランプの効率より低くなり、
また０．９２を越えてもＩｎＩ添加無しのランプの効率より低くなることがわかる。
【００２４】そして、ＩｎＩ／（ＤｙＩ 3 ＋ＮｄＩ 3 ）
が０．２１の時、ＣｓＩ／（ＤｙＩ 3 ＋ＮｄＩ 3 ）が０．５未満又は０．５８を越えるとＩｎＩ添加無しのランプの効率より低くなる。
【００２５】従って、ＣｓＩ／（ＤｙＩ 3 ＋ＮｄＩ 3 ）
は、下限を０．５とし、上限は（ＩｎＩ／（ＤｙＩ 3 ＋
ＮｄＩ 3 ）、ＣｓＩ／（ＤｙＩ 3 ＋ＮｄＩ 3 ））が（０．０４、０．９２）、（０．２１、０．５８）を結ぶ範囲、いわゆる１−２Ａ（ＡはＩｎＩ／（ＤｙＩ 3 ＋
ＮｄＩ 3 ）の範囲）とした。 平均演色評価数は、上記の範囲内ではＩｎＩ添加無しのランプより高くなる。
【００２６】なお希土類金属ヨウ化物のかわりに、臭化物、塩化物を用いた場合でも同様の効果が得られ、またＤｙのかわりにＥｒ、Ｈｏ、Ｔｍを、ＮｄのかわりにＰ
ｒ、Ｃｅを用いた場合でも同様の効果が得られた。
【００２７】このように、ＩｎＸ、ＣｓＸを下記の範囲にすることによって、立ち上がり時及び安定時のア−クの不安定が改善され、さらに効率はＩｎＸ添加無しの場合と同等又はそれ以上であり、平均演色評価数はＩｎＸ
添加無しの場合より高くなる。
【００２８】ＩｎＸ／希土類金属ハロゲン化物＝Ａ（モル比） ＣｓＸ／希土類金属ハロゲン化物＝Ｂ（モル比） としたとき、 ０．０４≦Ａ≦０．２１ ０．５ ≦Ｂ≦１−２Ａ
【００２９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によればランプ立ち上がり時及び安定時のア−クの不安定を無くし、さらに演色性を高めることができる。 これによって一般照明でも使用可能な高演色及び長寿命のランプを提供することができる。
【図１】 封入水銀量変化によるランプ安定時のア−クの安定領域と不安定領域を示す図である。
【図２】 従来ランプの点灯初期から安定時までのア−
ク状態を示す図である。
【図３】 本発明の一実施例を示すメタルハライドランプの側面図である。
【図４】 ＩｎＩ、ＣｓＩを変化させたときのア−クの安定領域と不安定領域を示す図である。
【図５】 ＩｎＩ、ＣｓＩを変化させたときの効率を示す図である。
【図６】 ＩｎＩ、ＣｓＩを変化させたときの効率（Ｉ
ｎＩ／（ＤｙＩ 3 ＋ＮｄＩ 3 ）が０．０４と０．２１のみ）
１ 発光管 ２ 白色保温膜 ３ａ、３ｂ 支柱 ４ ワイヤ ５ 口金 ６ 外球
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2 电弧放电灯
