説明

メタルハライドランプ

【課題】セラミック発光管に封入する始動用希ガスの圧力を低下させることなく、高ワットのメタルハライドランプにあっても、その始動電圧を低下させることが可能なメタルハライドランプを提供する
【解決手段】メタルハライドランプは、セラミック発光管11および近接導体1を収容する外管バルブ12を備える。金属ハロゲン化物が封入されたセラミック発光管11は、一対の細管部11a、11b、両細管部に挟まれた本管部11c、本管部内の両細管部側に設けられた一対の電極11dを有する。近接導体1の細管部への固定部1a、1bは、細管部11a、11bの直線部と細管部を本管部11cにつなぎ合わせるための曲率部11e,11fとの交点から1.4mm乃至2.6mmの範囲を覆うように配置される。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明はメタルハライドランプに係り、特に低電圧始動形のセラミックメタルハライドランプに関するものである。
【背景技術】
【0002】
メタルハライドランプは、発光管内に水銀、希ガスのほかに発光金属をハロゲン化合物の形で封入し、これにより効率、演色性等を改善したランプである。このメタルハライドランプは、ハロゲン化合物が封入されていることから始動性が悪く、始動性のために高いパルス電圧を印加する方法が用いられている。この始動性を向上させ、低い電圧で確実に、かつ、短時間に始動させることが電極の消耗を防ぎ、また、光束維持率を高める上で重要である。
【0003】
このため、石英ガラスからなる発光管を用いたメタルハライドランプでは、従来、始動補助電極が多く用いられてきている。しかし、近年、ランプの効率を高めるために、耐熱性の高いセラミックスを発光管に用いたセラミックメタルハライドランプが用いられるようになると、石英ガラスに比べてアルミナ等のセラミックスは熱伝導率が高いために電極封止部の近傍の形状を細く設計することとなり、そのため始動補助電極を設けることが困難となっている。そこで、ランプの始動性を高めるために、始動補助電極に替わる手段として、近接導体を設けることが検討されている。例えば、非特許文献1には、一般照明用150Wセラミック発光管メタルハライドランプの発光管に近接導体を取り付けた例が示されている。また、特許文献1には、メタルハライドランプの発光管に近接または接触して近接導体を配置した例が示されている。また、特許文献2には、メタルハライドランプの発光管に電気的に絶縁された状態の近接導体が発光管本管に沿って複数の橋渡しを設けるように配置した例が示されている。
【非特許文献1】平成10年度照明学会第31回全国大会、No.32、「一般照明用150Wセラミック発光管メタルハライドランプの検討」
【特許文献1】特開平10―294085号公報
【特許文献2】特開2007−48532号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、メタルハライドランプは、高ワットになるにつれて電極間距離が長くなり、ますます始動性が悪くなる。そこで、始動性を改善するために、ランプ始動時に高電圧を印加することが考えられる。しかし、この高電圧印加は、ランプに始動時の負荷として悪影響を与えるのみならず、本来高いパルス電圧を必要としない水銀ランプ用に開発された安定器にも大きな負担をかけることになり、好ましくない。したがって、高ワットのセラミックメタルハライドランプでは、低いパルス電圧で始動することができる近接導体が重要となる。また、一方で発光管内に封入する始動用希ガスの圧力を低くすることが、電極間距離の長いランプの始動電圧を低くすることはよく知られているが、始動用希ガスの圧力を低くすることは同時に電極の消耗を高めることも良く知られている。
【0005】
したがって本発明の目的は、セラミック発光管に封入する始動用希ガスの圧力を低下させることなく、高ワットのメタルハライドランプにあっても、その始動電圧を低下させることが可能なメタルハライドランプを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記目的は、一対の細管部、前記両細管部に挟まれた本管部、前記本管部内の両細管部側に設けられた一対の電極をもち、金属ハロゲン化物を封入したセラミック発光管と、前記セラミック発光管の本管部の外面に沿って前記一対の細管部の間に渡される近接導体と、前記セラミック発光管および前記近接導体を収容する外管バルブとを備えたメタルハライドランプであって、前記近接導体の前記細管部への固定部が、前記細管部の直線部と前記細管部を前記本管部へつなぎ合わせるための曲率部との交点から1.4mm乃至2.6mmの範囲を覆うように配置されるメタルハライドランプにより、達成される。
【0007】
ここで、前記近接導体の固定部は、前記近接導体を前記細管部に巻付けて構成されたものとすることができる。この場合、前記近接導体の前記細管部への巻付け数が4回以上であることが好ましい。また、前記近接導体の固定部の一方は、前記固定部に代えて、対応する前記細管部の端部から導出されるリード線と電気的に接続されるようにすることができる。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、セラミック発光管に封入する希ガスの圧力を低下させることなく、高ワットのメタルハライドランプにあっても、その始動電圧を低下させることが可能なメタルハライドランプを得ることができる。すなわち、本発明では、近接導体のセラミック発光管の細管部への固定部を、細管部の直線部と細管部を本管部へつなぎ合わせるための曲率部との交点から1.4mm乃至2.6mmの範囲を覆うように配置することにより、近接導体の作用により、一対の電極間の放電をすみやかに発生させることが可能となり、高ワットのメタルハライドランプにあっても始動用希ガスの圧力を減じることなく低いパルス電圧でランプを始動させることができる。本発明では、始動のためのパルス電圧が印加された際の初期放電時に、一対の電極間で放電を起こさせるより低い電圧で、セラミック発光管の細管部に設置した近接導体の固定部とそれぞれの電極との間で放電を起こすことができる。この初期放電により、前記セラミック発光管内に封入してある水銀がイオン化された状態で前記セラミック発光管内を満たし、一対の電極間での放電を助長することにより、本放電を容易に発生させることが可能となる。また、近接導体の固定部において、線状の導体を巻付けて細管部を覆う構造とすることで、初期放電をよりすみやかに発生させる効果を得ることができる。近接導体の細管部への巻付け数が4回以上の場合、より効果がある。さらに、近接導体の固定部の一方を、前記固定部に代えて、対応する細管部の端部から導出されるリード線と電気的に接続し、近接導体の他方の固定部と他方の電極との間で初期放電を行わせることにより、本放電への移行をよりすみやかに実行することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【0009】
以下、本発明に係るメタルハライドランプの一実施例について、添付図面を参照しながら説明する。
図1は、本発明に係る近接導体を配したセラミック発光管を内蔵した低電圧始動形セラミックメタルハライドランプの構成の一例を示す図である。同図では、その内部構造が分かるように、外管バルブを輪郭のみで示している。図2は、セラミック発光管の一例を示す一部切り欠き図である。
【0010】
本実施例のメタルハライドランプは、セラミック発光管11および近接導体1を収容する外管バルブ12を備える。金属ハロゲン化物が封入されたセラミック発光管11は、一対の細管部11a、11b、両細管部に挟まれた本管部11c、本管部内の両細管部側に設けられた一対の電極11dを有する。一対の細管部11a、11bにはそれぞれ電極リード線6a、6bが通される。近接導体1は、セラミック発光管の本管部11cの外面に沿って、両細管部11a、11bの間に渡される。近接導体1の細管部への固定部1a、1bは、細管部11a、11bの直線部と細管部を本管部11cにつなぎ合わせるための曲率部11e,11fとの交点11gから電極リード線6a,6b方向に1.4mm乃至2.6mmの範囲を覆うように配置される。細管部11a、11bの直線部、本管部11c、曲率部11e,11fおよび交点11gの関係は図5に示すとおりである。近接導体の固定部1a、1bは、例えば近接導体を細管部に巻付けて構成される。近接導体1の細管部への巻付け数は4回以上が好ましい。
【0011】
図1に示すように、セラミック発光管11は、硬質ガラスからなる外管バルブ12の内部にステム15を介して、気密に封止されており、そして、支持棒を兼ねたランプリード線14a、14bによって保持されている。ランプリード線14a、14bは、発光管11の両端に設けられた細管部11a、11bの電極リード線6a、6bを介して、発光管11の一対の電極(図示せず)にそれぞれ接続される。また、口金16は、外管バルブ12のネック部12bに、機械的にかしめ固定され、内部からのランプリード線2本がそれぞれ口金トップ部16Tおよび口金サイド部16Sに電気的に接続されている。
【0012】
一方、グロー管17、電流制御用抵抗18、バイメタル(図示せず)からなる始動器20は、リード線14a、14bに電気的に接続され、固定されている。反射板19は、例えば白色セラミック板からなり、前記外管バルブの球状部12aとネック部12bとの間の境界部分に配置されている。反射板19に設けた穴を貫通するリード線14a、14bによって固定されている電流制限用抵抗18の一部は、反射板19に設けた穴を貫通して、ランプ中心部に伸びている。図示のように、外管バルブの球状部12aと反射板19とで概略球状を形成する。
【0013】
外管バルブ12の内部は、バリウムゲッター等(図示せず)を使用して高真空に保たれている。一方、セラミック発光管11の内部には、始動ガスとして約15kPaのアルゴンガスと、バッファガスとして水銀35mg、発光金属としてナトリウム、タリウムおよびディスプロシウム等の希土類ヨウ化物が適量封入されている。電極間距離は例えば40mmである。
【0014】
近接導体1は、例えば太さ0.2mmのモリブデン線からなる。この線状の近接導体1は、1本でセラミック発光管11の細管部11a、11bに巻き付けられており、これが固定部1a、1bを形成する。本実施例では固定部1a、1bは近接導体1を5回巻き付けて細管部に固定されている。本図では近接導体1の巻付け数を5回で示してあるが、これに限定されず、固定部は、細管部の直線部と細管部を本管部につなぎ合わせるための曲率部との交点から電極リード線方向に1.4mm乃至2.6mmの範囲を覆うように配置されるものであればよく、巻付け数はさらに増減可能であるが、4回以上が好ましい。
【0015】
本発明に係る近接導体1により得られる性能を、以下に説明する。
まず、本管部と細管部のつなぎ目から細管部を覆うように近接導体固定部を配し、かつ、覆う範囲をわずかずつずらしたランプを各10本作製し、定格電力250Wの高力率形水銀灯安定器で、180V入力電圧で始動試験したところ、図4に示す結果のグラフを得た。なお、始動試験はJIS−C7623に則り実施した。
【0016】
すなわち、細管部を覆う近接導体の範囲が、本管部と細管部のつなぎ目から1mm以上ではJIS規格60秒以下ですべて始動した。さらに、1.4mm乃至2.6mmの範囲では、入力電圧印加後に即時始動となった。この結果から細管部を覆う近接導体の範囲を1.4mm乃至2.6mmの範囲とすることで、JIS規格を満たすだけでなく、ランプを瞬時に始動に至らしめることができ、かつ、ランプが受ける始動時の負荷を軽減することでランプ寿命中安定した特性を保つできることが分かった。
【0017】
図3は、本発明の他の実施例を示す図である。本例では、近接導体1の固定部の一方が、固定部1aに代えて、1回巻きの固定部1a’とされ、対応する細管部11aの端部から導出される電極リード線6aと接続部2で電気的に接続される。すなわち、本実施例は、図3に示すように、セラミック発光管の細管部の近接導体固定部1bを図2で示した実施例の状態として、セラミック発光管の細管部の近接導体固定部1a’から近接導体1を細管部11a側の電極に電圧を供給する電極リード線6aに接続部2において電気的に接続された構成としたものである。本実施例のランプを作製して、上記と同様に始動試験を行った。その結果、上記と同様の結果を得るに至った。すなわち、この実施例によっても、さらに確実にランプを始動させ、点灯に至らしめることが可能であることが分かった。
【産業上の利用可能性】
【0018】
本発明は、低電圧始動形セラミックメタルハライドランプにおいて始動性の改善を図ると共に、その寿命性能を改善するものであり、産業上の利用可能性を有する。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【図1】本発明に係る低電圧始動形セラミックメタルハライドランプの一例を示す構成図である。
【図2】本発明に係る低電圧始動形セラミックメタルハライドランプの近接導体を配したセラミック発光管の一実施例を示す構成図である。
【図3】本発明に係る低電圧始動形セラミックメタルハライドランプの近接導体を配したセラミック発光管の他の実施例を示す構成図である。
【図4】本発明に係る低電圧始動形セラミックメタルハライドランプの始動試験結果を示すグラフである。
【図5】細管部の直線部と、細管部を本管部につなぎ合わせるための曲率部との交点を説明するための図である。
【符号の説明】
【0020】
1…近接導体、1a、1b点近接導体の固定部、2…近接導体と電極リード線の接続部、6a、6b…電極リード線、11…セラミック発光管、11a、11b…セラミック発光管細管部、11e,11f…細管部を本管部につなぎ合わせるための曲率部、11g…交点、12…外管バルブ、12a…外管バルブ球状部、12b…外管バルブネック部、14a、14b…ランプリード線、15…ステム、16…口金、16T…口金トップ部、16S…口金サイド部、17…グロー管、18…電流制限用抵抗、19…反射板、20…始動器

【特許請求の範囲】
【請求項1】
一対の細管部、前記両細管部に挟まれた本管部、前記本管部内の両細管部側に設けられた一対の電極をもち、金属ハロゲン化物を封入したセラミック発光管と、前記セラミック発光管の本管部の外面に沿って前記一対の細管部の間に渡される近接導体と、前記セラミック発光管および前記近接導体を収容する外管バルブとを備えたメタルハライドランプであって、前記近接導体の前記細管部への固定部が、前記細管部の直線部と前記細管部を前記本管部へつなぎ合わせるための曲率部との交点から1.4mm乃至2.6mmの範囲を覆うように配置されることを特徴とするメタルハライドランプ。
【請求項2】
前記近接導体の固定部が、前記近接導体を前記細管部に巻付けて構成されたものであることを特徴とする請求項1記載のメタルハライドランプ。
【請求項3】
前記近接導体の前記細管部への巻付け数が4回以上であることを特徴とする請求項2記載のメタルハライドランプ。
【請求項4】
前記近接導体の固定部の一方が、前記固定部に代えて、対応する前記細管部の端部から導出されるリード線と電気的に接続されることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のメタルハライドランプ。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【公開番号】特開2009−266752(P2009−266752A)
【公開日】平成21年11月12日(2009.11.12)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−117890(P2008−117890)
【出願日】平成20年4月28日(2008.4.28)
【出願人】(000005474)日立ライティング株式会社 (130)
【Fターム(参考)】