JP2009283433A - High-pressure discharge lamp and lighting system - Google Patents
High-pressure discharge lamp and lighting system Download PDFInfo
- Publication number
- JP2009283433A JP2009283433A JP2008242552A JP2008242552A JP2009283433A JP 2009283433 A JP2009283433 A JP 2009283433A JP 2008242552 A JP2008242552 A JP 2008242552A JP 2008242552 A JP2008242552 A JP 2008242552A JP 2009283433 A JP2009283433 A JP 2009283433A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- voltage
- lamp
- pressure discharge
- discharge lamp
- metal halide
- 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.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Discharge Lamp (AREA)
- Vessels And Coating Films For Discharge Lamps (AREA)
Abstract
【課題】
キセノンの封入圧が比較的低圧であっても実用的な高いランプ電圧を有する水銀フリーの高圧放電ランプおよびこれを用いた照明装置を提供する。
【解決手段】
高圧放電ランプは、内部に放電空間1cを備えた透光性気密容器1と、放電空間に臨在するように透光性気密容器内に配設された一対の電極2、2と、希ガスおよび金属ハロゲン化物を含み、金属ハロゲン化物がツリウム(Tm)およびホルミウム(Ho)の少なくとも一種のハロゲン化物を含み、希ガスが室温換算で1〜5気圧のキセノン主体であり、かつ水銀を含まないで透光性気密容器内に封入されたイオン化媒体とを具備している。
【選択図】図1【Task】
Provided are a mercury-free high-pressure discharge lamp having a practically high lamp voltage even when the sealed pressure of xenon is relatively low, and a lighting device using the same.
[Solution]
The high-pressure discharge lamp includes a translucent airtight container 1 having a discharge space 1c therein, a pair of electrodes 2 and 2 disposed in the translucent airtight container so as to be present in the discharge space, a rare gas, and Contains metal halide, metal halide contains at least one halide of thulium (Tm) and holmium (Ho), rare gas is mainly xenon at 1 to 5 atm in terms of room temperature, and does not contain mercury And an ionization medium enclosed in a translucent airtight container.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、水銀を本質的に含まない水銀フリーの高圧放電ランプおよびこれを備えた照明装置に関する。 The present invention relates to a mercury-free high-pressure discharge lamp that essentially does not contain mercury, and an illumination device including the same.
亜鉛などの可視域の発光が少なくてランプ電圧を形成するのに効果的な金属のハロゲン化物を水銀に代えて封入して水銀フリーにした高圧放電ランプは既知である(例えば、特許文献1参照。)。特許文献1には、気密容器の内容積0.05cc、電極間距離4.2mm、キセノン1気圧、ScI30.14mg、NaI0.86mg、FeI21mgの放電媒体を封入した入力電力35Wで、再始動電圧が7kVの実施例が記載されている。また、キセノン5気圧、ScI30.14mg、NaI0.7mg、GaI30.4mgの放電媒体を封入した入力電力35Wで、再始動電圧が8.3kVの実施例が記載されている。
There is known a high-pressure discharge lamp in which a metal halide effective in forming a lamp voltage, such as zinc, which emits less light in the visible region is enclosed in place of mercury and made mercury-free (for example, see Patent Document 1). .)
水銀フリーの高圧放電ランプについては、上記の他にも特許文献2のように多数の特許文献が存在するが、それらには希ガスの封入圧は0.1〜25気圧程度まで幅広く開示されている。そして、適性とされる希ガス圧は5〜7気圧以上と述べられているものが多く、この場合高圧放電ランプを始動させるために印加する始動用高電圧は8kV以上、キセノンが10気圧では始動用高電圧が15〜20kVになってしまう。
Regarding the mercury-free high-pressure discharge lamp, in addition to the above, there are a large number of patent documents such as
しかしながら、亜鉛などの可視域の発光が少なくてランプ電圧を形成するのに効果的な金属のハロゲン化物は、その封入量が増加するにしたがいランプ電圧を増大させる反面、高圧放電ランプの発光効率が低下するとともに色度偏差も大きくなり、放電が不安定になるという問題がある。 However, metal halides that are effective in forming a lamp voltage with low emission in the visible region, such as zinc, increase the lamp voltage as the amount of inclusion increases, but the luminous efficiency of the high-pressure discharge lamp increases. There is a problem that the chromaticity deviation increases as the voltage decreases and the discharge becomes unstable.
これに対して、ツリウム(Tm)およびホルミウム(Ho)のハロゲン化物は、他の希土類金属のハロゲン化物と違って、高い発光効率に加えて高いランプ電圧増大効果が得られる。このため、ZnI2などのランプ電圧形成用の金属ハロゲン化物の封入量を低減して上記問題を抑制し、結果的にキセノン封入圧が比較的低いにもかかわらず高い発光効率を維持することができる。 In contrast, thulium (Tm) and holmium (Ho) halides, unlike other rare earth metal halides, provide a high lamp voltage increase effect in addition to high luminous efficiency. For this reason, the amount of the metal halide for forming the lamp voltage such as ZnI 2 can be reduced to suppress the above problem, and as a result, high luminous efficiency can be maintained despite the relatively low xenon encapsulation pressure. it can.
また、発光効率は、ランプ電圧にある程度影響される。始動ガスとしてキセノン主体の希ガスの封入圧が1〜5気圧の場合、電極間の電位傾度が定格ランプ電力100Wクラスで5V/mm、30Wクラスで9V/mmを下回ると発光効率が顕著に低下する傾向がある。そこで、発光金属としてツリウム(Tm)およびホルミウム(Ho)の少なくとも一種の金属ハロゲン化物を封入すれば、ランプ電圧形成用の金属ハロゲン化物の封入量を低減しても電極間の電位傾度を100Wクラスでえ5V/mmより高く、好ましくは7V/mm以上、また30Wクラスで9V/mmより高く、好ましくは9.5V/mm以上のランプ電圧を実現することが可能になり、実用的なランプ電圧を得ることが可能になる。 Also, the luminous efficiency is affected to some extent by the lamp voltage. When the starting pressure of the xenon-based rare gas as the starting gas is 1 to 5 atm, the luminous efficiency decreases significantly when the potential gradient between the electrodes falls below 5 V / mm for the rated lamp power 100 W class and 9 V / mm for the 30 W class. Tend to. Therefore, if at least one metal halide of thulium (Tm) and holmium (Ho) is encapsulated as the luminescent metal, the potential gradient between the electrodes can be increased to 100 W class even if the amount of the metal halide encapsulating the lamp voltage is reduced. It is possible to realize a lamp voltage higher than 5 V / mm, preferably 7 V / mm or higher, and higher than 9 V / mm in the 30 W class, preferably 9.5 V / mm or higher. Can be obtained.
一方、水銀フリーにした高圧放電ランプを一般照明用途に適合させるためには、E形口金が広く普及しているため、この口金を装着している必要があるが、この口金は耐電圧が低いので、5kV以下の始動用高電圧で始動可能であることが望ましい。ところが、従来の水銀フリーにした高圧放電ランプは、上述から推察すると始動電圧が明らかに5kVを超えるため、水銀入りの高圧放電ランプ、これを用いる照明器具および配線との互換性が得られない。したがって、専用の口金を採用することになり、照明システムのコストアップを招く。 On the other hand, in order to adapt the mercury-free high-pressure discharge lamp to general lighting applications, the E-type base is widely used, so it is necessary to attach this base, but this base has a low withstand voltage. Therefore, it is desirable to be able to start with a high starting voltage of 5 kV or less. However, the conventional mercury-free high-pressure discharge lamp has a starting voltage clearly exceeding 5 kV, as estimated from the above, and thus cannot be compatible with mercury-containing high-pressure discharge lamps, lighting fixtures and wiring using the same. Therefore, a dedicated base is employed, which increases the cost of the lighting system.
本発明者が、キセノン10気圧程度の既知の水銀フリー高圧放電ランプと同じ透光性気密容器、電極およびイオン化媒体を用いて試験を行った結果、0.1〜5気圧程度まではランプ電圧および発光効率が低く実用上問題が生じやすい。特に1気圧未満で問題が顕著であるが、水銀フリー高圧放電ランプにおいては、キセノン封入圧が1〜5気圧であれば他のランプパラメータ設計により実用最低限レベルを維持できることが確認された。また、最大5気圧までならば、適正な始動補助手段を用いることにより、5kVまでの始動用高電圧で始動可能であり、さらに透光性セラミックス気密容器を用いた水銀フリーの高圧放電ランプにおいて、従来の一般照明用セラミックメタルハライドランプでは不可能であった瞬時再点灯さえも可能になることが判明し、本発明をなすに至った。 As a result of testing conducted by the present inventor using the same light-transmitting hermetic vessel, electrode and ionization medium as a known mercury-free high-pressure discharge lamp of about 10 atm of xenon, the lamp voltage and Luminous efficiency is low and problems are likely to occur in practice. The problem is particularly noticeable at less than 1 atm. However, it has been confirmed that in a mercury-free high-pressure discharge lamp, if the xenon sealing pressure is 1 to 5 atm, the practical minimum level can be maintained by other lamp parameter designs. In addition, in a mercury-free high-pressure discharge lamp using a translucent ceramic hermetic vessel, it is possible to start at a high voltage for starting up to 5 kV by using appropriate starting auxiliary means up to 5 atm. It has been found that even instant relighting, which was impossible with a conventional ceramic metal halide lamp for general lighting, is possible, and the present invention has been made.
また、高圧放電ランプが水銀フリーであると、イオン化媒体としてツリウムおよびホルミウムなどの希土類金属のハロゲン化物を封入すると、蒸発しないで液相状態で滞留するこれらのハロゲン化物が、希土類金属ではない金属のハロゲン化物に比較して分散しやすいことが分かった。そこで、液相状態で滞留する上記希土類金属ハロゲン化物が相対的に温度が高い位置に付着させれば、最冷部温度を高くすることが可能になる。最冷部温度が上昇すれば、ランプ電圧が高くなり、発光効率の上昇も見込まれる。これにより、封入比率が比較的少なくてもランプ電圧上昇効果を奏し得る。そのため、希土類金属の封入量に相応してランプ電圧形成用の金属ハロゲン化物の封入量を低減して、主としてランプ電圧形成用の金属ハロゲン化物の封入による弊害を抑制することが可能になる。 In addition, when the high-pressure discharge lamp is mercury-free, when halides of rare earth metals such as thulium and holmium are encapsulated as an ionization medium, these halides that remain in a liquid phase state without evaporating are formed of metals that are not rare earth metals. It was found that it is easier to disperse than halides. Therefore, if the rare earth metal halide staying in the liquid phase is attached to a position where the temperature is relatively high, the coldest part temperature can be increased. If the coldest part temperature rises, the lamp voltage becomes higher and the luminous efficiency is expected to rise. Thereby, even if the enclosure ratio is relatively small, an effect of increasing the lamp voltage can be obtained. Therefore, it is possible to reduce the amount of the metal halide encapsulating the lamp voltage corresponding to the amount of the rare earth metal encapsulated, and to suppress adverse effects mainly due to the encapsulation of the lamp voltage forming metal halide.
さらに、始動電圧が5kVを超えても差し支えない場合にはキセノンを10気圧までであれば、主としてランプ電圧形成用の金属ハロゲン化物を、その弊害が現れるように過剰に封入しなくてもランプ電圧を実用的な値まで高くすることができることが分かった。これにより、発光効率を向上させるとともに、経済的なバラスト設計が可能になる。また、ランプ電圧形成用の金属ハロゲン化物の封入量を低減して、ランプ電圧形成用の金属ハロゲン化物の封入による弊害が現れないよう抑制することができる。 Furthermore, if the starting voltage can exceed 5 kV, if the xenon is up to 10 atm, the lamp voltage can be reduced even if the metal halide for forming the lamp voltage is not excessively sealed so as to show its harmful effect. It was found that can be increased to a practical value. As a result, the luminous efficiency is improved and an economical ballast design is possible. In addition, the amount of the metal halide for forming the lamp voltage can be reduced, so that the adverse effects caused by the encapsulation of the metal halide for forming the lamp voltage can be suppressed.
本発明は、キセノン主体の希ガスの封入圧が比較的低圧であっても実用的な高いランプ電圧を有する水銀フリーの高圧放電ランプおよびこれを用いた照明装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a mercury-free high-pressure discharge lamp having a practically high lamp voltage even when the sealed pressure of a rare gas mainly composed of xenon is relatively low, and an illumination device using the same.
本発明の高圧放電ランプは、内部に放電空間を備えた透光性気密容器と;放電空間に臨在するように透光性気密容器内に配設された一対の電極と;希ガスおよび金属ハロゲン化物を含み、金属ハロゲン化物が主として発光に寄与する金属ハロゲン化物としてツリウム(Tm)およびホルミウム(Ho)の少なくとも一種のハロゲン化物を含み、希ガスが室温換算で1〜5気圧のキセノン主体であり、かつ水銀を含まないで透光性気密容器内に封入されたイオン化媒体と;を具備していることを特徴としている。 The high-pressure discharge lamp of the present invention includes a translucent airtight container having a discharge space therein; a pair of electrodes disposed in the translucent airtight container so as to be present in the discharge space; a rare gas and a metal halogen As a metal halide in which the metal halide mainly contributes to light emission, it contains at least one halide of thulium (Tm) and holmium (Ho), and the rare gas is mainly xenon at 1 to 5 atm in terms of room temperature. And an ionization medium enclosed in a light-transmitting hermetic container without containing mercury.
〔透光性気密容器について〕 透光性気密容器は、放電によって発生した所望波長域の可視光を外部に導出することが可能な気密容器を意味し、透光性を有していて、ランプの通常の作動温度に十分耐える耐火性の材料であれば、どのようなもので作られていてもよい。例えば、石英ガラスや透光性セラミックスなどを用いることができる。しかし、透光性セラミックスからなる透光性気密容器は、最冷部温度を高く設定して、ランプ電圧を高くするとともに、発光効率を向上させることができるので、本発明においては特に好適である。なお、透光性セラミックスとしては、透光性アルミナ、イットリウム−アルミニウム−ガーネット(YAG)、イットリウム酸化物(YOX)と、多結晶非酸化物、例えばアルミニウム窒化物(AlN)などの多結晶または単結晶のセラミックスなどを用いることができる。なお、必要に応じて、気密容器の内面に耐ハロゲン性または耐金属性の透明性被膜を形成するか、透光性気密容器の内面を改質することが許容される。 [Translucent airtight container] The translucent airtight container means an airtight container capable of deriving visible light in a desired wavelength region generated by discharge to the outside. It may be made of any material that is fireproof enough to withstand the normal operating temperatures of. For example, quartz glass or translucent ceramics can be used. However, a light-transmitting hermetic container made of light-transmitting ceramics is particularly suitable in the present invention because the coldest part temperature can be set high, the lamp voltage can be increased, and the luminous efficiency can be improved. . As the translucent ceramic, translucent alumina, yttrium-aluminum-garnet (YAG), yttrium oxide (YOX), and polycrystalline non-oxide such as aluminum nitride (AlN) or single crystal Crystal ceramics or the like can be used. If necessary, it is allowed to form a halogen-resistant or metal-resistant transparent coating on the inner surface of the hermetic container or to modify the inner surface of the translucent hermetic container.
また、透光性気密容器は、その内部に放電空間を有している。そして、放電空間を包囲するために、透光性気密容器は、包囲部を備えている。包囲部は、その内部が適当な形状、例えば球状、楕円球状、ほぼ円柱状などの形状をなしている。放電空間の容積は、高圧放電ランプの定格ランプ電力、電極間距離などに応じてさまざまな値が選択され得る。例えば、一般照明用ランプの場合、定格ランプ電力に応じて0.1cc以上および以下のいずれにすることもできる。また、透光性気密容器の最大内径は、ランプ電力100W級で4〜13mm、センター11mmとし、35W級で3〜8mm、センター6mmに設定すれば、最冷部の温度を高く維持して発光効率を高く維持するのに効果的である。 Moreover, the translucent airtight container has a discharge space inside. And in order to enclose discharge space, the translucent airtight container is provided with the enclosing part. The surrounding portion has an appropriate shape, for example, a spherical shape, an elliptical spherical shape, or a substantially cylindrical shape. Various values can be selected as the volume of the discharge space according to the rated lamp power of the high-pressure discharge lamp, the distance between the electrodes, and the like. For example, in the case of a general illumination lamp, it can be any of 0.1 cc or more and the following depending on the rated lamp power. The maximum inner diameter of the translucent airtight container is 4 to 13 mm for the lamp power 100 W class, 11 mm for the center, 3 to 8 mm for the 35 W class, and 6 mm for the center. It is effective for maintaining high efficiency.
また、包囲部の両端に一対の封止部を備えていることが許容される。一対の封止部は、包囲部を封止するとともに、電極の軸部がここに支持され、かつ点灯回路から電流を電極へ気密に導入するのに寄与する手段であり、一般的には包囲部の両端に配設されている。気密容器の材質が石英ガラスの場合、電極を封装し、かつ点灯回路から電流を電極へ気密に導入するために、好適には封止部の内部に適当な気密封止導通手段として封着金属箔を気密に埋設した構造を採用することができる。なお、封着金属箔は、封止部の内部に埋設されて封止部が透光性気密容器の包囲部の内部を気密に維持するのに封止部と協働しながら電流導通導体として機能するための手段であり、透光性気密容器が石英ガラスからなる場合、材料としてはモリブデン(Mo)が最適である。封着金属箔を封止部に埋設する方法は、特段限定されないが、例えば減圧封止法、ピンチシール法およびこれらの組み合わせ法などの中から適宜選択して採用することができる。 Further, it is allowed to have a pair of sealing portions at both ends of the surrounding portion. The pair of sealing portions are means for sealing the surrounding portion and supporting the shaft portion of the electrode here and contributing to airtight introduction of current from the lighting circuit to the electrode. It is arrange | positioned at the both ends of the part. When the material of the hermetic container is quartz glass, it is preferable to seal the metal as an appropriate hermetic sealing conduction means inside the sealing part in order to seal the electrode and introduce the current from the lighting circuit to the electrode in a hermetic manner. A structure in which a foil is embedded in an airtight manner can be employed. Note that the sealing metal foil is embedded in the inside of the sealing portion, and the sealing portion serves as a current conducting conductor in cooperation with the sealing portion in order to keep the inside of the enclosure portion of the translucent airtight container airtight. When the translucent airtight container is made of quartz glass, molybdenum (Mo) is the most suitable material. The method of embedding the sealing metal foil in the sealing portion is not particularly limited, but can be appropriately selected and employed from, for example, a reduced pressure sealing method, a pinch sealing method, and a combination thereof.
一方、透光性気密容器が透光性セラミックスからなる場合の封止手段としては、例えばフリットガラスを透光性セラミックスと後述する電流導入導体の間に流し込んで封止するフリット封着やフリットガラスに代えて金属を用いる金属封着および透光性セラミックス気密容器の封止予定の開口部を溶融させて電流導入導体に直接または間接的に封着する手段などの各種封止手段を所望により適宜選択的に採用することができる。また、透光性気密容器の封止部を所要の比較的低い温度に保持しながら透光性気密容器内に形成される放電空間の最冷部温度を所望の比較的高い温度に維持するために、包囲部に連通する小径筒部を形成することができる。この構造の場合、封止部は小径筒部の端部部分に配設されるとともに、小径筒部内に電極軸を延在させて電極軸と小径筒部の内面との間にキャピラリーと称されるわずかな隙間を小径筒部の軸方向に沿って形成する。 On the other hand, as a sealing means when the light-transmitting hermetic container is made of light-transmitting ceramics, for example, frit sealing or frit glass for sealing by pouring frit glass between the light-transmitting ceramics and a current introduction conductor described later. As appropriate, various sealing means such as metal sealing using metal and means for melting the opening to be sealed of the light-transmitting ceramic hermetic container and directly or indirectly sealing the current-introducing conductor can be appropriately used. It can be selectively employed. In order to maintain the lowest temperature of the discharge space formed in the light-transmitting hermetic container at a desired relatively high temperature while maintaining the sealing portion of the light-transmitting hermetic container at a required relatively low temperature. In addition, a small-diameter cylindrical portion communicating with the surrounding portion can be formed. In the case of this structure, the sealing portion is disposed at the end portion of the small diameter cylindrical portion, and is called a capillary between the electrode shaft and the inner surface of the small diameter cylindrical portion by extending the electrode shaft in the small diameter cylindrical portion. A slight gap is formed along the axial direction of the small-diameter cylindrical portion.
〔電流導入導体について〕 電流導入導体は、透光性気密容器の内部に電流を導入するための手段であるとともに、透光性気密容器が透光性セラミックス気密容器からなる場合には小径筒部と一緒に透光性セラミックス気密容器を封止し、かつ電極を支持する手段として機能する。以下、透光性セラミックス気密容器における電流導入導体について説明する。 [About Current Introducing Conductor] The current introducing conductor is a means for introducing an electric current into the translucent airtight container, and when the translucent airtight container is composed of a translucent ceramics airtight container, the small diameter cylindrical portion It functions as a means for sealing the translucent ceramic hermetic container together with and supporting the electrodes. Hereinafter, the current introduction conductor in the translucent ceramic hermetic container will be described.
すなわち、電流導入導体は、その先端が電極の基端部に接続してこれを支持し、基端が透光性セラミックス気密容器の外部に露出している。また、電流導入導体は、一般的には封着性部分および耐火性部分を備えている。封着性部分は、透光性セラミックス気密容器の小径筒部と協働して透光性セラミックス気密容器を封止する部分である。したがって、封着性部分は、透光性セラミックス気密容器の材質に応じて熱伝導係数が近似している導電性材料が選択される。例えば、ニオブ(Nb)、タンタル(Ta)、チタン(Ti)、ジルコニウム(Zr)、ハフニウム(Hf)およびバナジウム(V)などの封着性金属を用いることができる。透光性セラミックス気密容器がアルミナセラミックスからなる場合、ニオブおよびタンタルは、平均熱膨張係数がアルミナセラミックスとほぼ同一でるから、封着性部分として最適である。また、イットリウム酸化物およびYAGの場合も差が少ない。窒化アルミニウムを透光性セラミックス気密容器に用いる場合には、電流導入導体の封着性部分にジルコニウムを用いるのがよい。 That is, the current introduction conductor has a distal end connected to and supported by the proximal end portion of the electrode, and the proximal end is exposed to the outside of the translucent ceramic hermetic container. Moreover, the current introduction conductor generally includes a sealing portion and a refractory portion. The sealing portion is a portion that seals the translucent ceramic hermetic container in cooperation with the small-diameter cylindrical portion of the translucent ceramic hermetic container. Therefore, a conductive material having a thermal conductivity coefficient approximated according to the material of the translucent ceramic hermetic container is selected as the sealing portion. For example, sealing metals such as niobium (Nb), tantalum (Ta), titanium (Ti), zirconium (Zr), hafnium (Hf), and vanadium (V) can be used. When the light-transmitting ceramic hermetic container is made of alumina ceramic, niobium and tantalum have the same average thermal expansion coefficient as that of alumina ceramic, and are optimal as a sealing portion. The difference is also small in the case of yttrium oxide and YAG. When aluminum nitride is used for the translucent ceramic hermetic container, zirconium is preferably used for the sealing portion of the current introduction conductor.
耐火性部分は、封着性部分の先端に接続して電極を支持する部分である。したがって、電極の熱膨張係数と封着性部分の熱膨張係数とのそれぞれに対して中間の熱膨張係数を有する材料が用いられ、例えばモリブデン(Mo)、タングステン(W)またはサーメットなどを用いることができる。しかし、要すれば、耐火性部分を省略して電極の基端を直接封着性部分の先端に接続してもよい。このことは、電流導入導体に付加する耐火性部分の少なくとも先端部分をタングステンで構成すれば、耐火性部分を電極として用いることができることを意味する。また、反対に電極の基端部を耐火性部分として用いることができることにもなり、実質的に両者は同じである。 The refractory portion is a portion that supports the electrode by connecting to the tip of the sealing portion. Therefore, a material having an intermediate thermal expansion coefficient with respect to each of the thermal expansion coefficient of the electrode and the thermal expansion coefficient of the sealing portion is used. For example, molybdenum (Mo), tungsten (W) or cermet is used. Can do. However, if necessary, the refractory portion may be omitted and the base end of the electrode may be directly connected to the distal end of the sealing portion. This means that if at least the tip portion of the refractory portion added to the current introduction conductor is made of tungsten, the refractory portion can be used as an electrode. On the contrary, the base end portion of the electrode can be used as a refractory portion, and both are substantially the same.
〔一対の電極について〕 一対の電極は、透光性気密容器内に封装されて放電空間に離間して臨むように配設されて有電極形放電を生起させる形式の高圧放電ランプを構成する。一対の電極の先端間に形成される電極間距離は、一般照明用ランプでは、主としてランプ電圧形成用の金属ハロゲン化物としてイオン化エネルギーが8eV以上で、かつ融点が500℃以下の金属ハロゲン化物、例えばZnI2などを封入する場合、水銀フリーであるため、水銀入りの場合ほどランプ電圧が高くならないが、実用可能なランプ電圧を得る目的で電極間距離を以下のように設定するのが好ましい。 [A Pair of Electrodes] The pair of electrodes constitutes a high-pressure discharge lamp of a type in which an electrode-type discharge is generated by being sealed in a light-transmitting hermetic container and disposed so as to face the discharge space. The distance between the electrodes formed between the tips of the pair of electrodes is a metal halide mainly having a ionization energy of 8 eV or more and a melting point of 500 ° C. or less as a metal halide for forming a lamp voltage in a general illumination lamp, for example, When ZnI 2 or the like is encapsulated, the lamp voltage is not as high as when mercury is contained, but the distance between the electrodes is preferably set as follows for the purpose of obtaining a practical lamp voltage.
すなわち、例えばランプ電力100W級では電極間距離5〜38mm、好適には6〜18mm、より好適には16〜18mm、35W級で同じく4〜22mm、好適には4〜8mm、より好適には4〜9mmである。また、ZnI2などのランプ電圧形成用の上記金属ハロゲン化物を気密容器の内容積に対して0.3〜4.0mg/cc、好適には0.3〜1.6mg/cc封入すれば、さらに高い所望のランプ電圧を得ることができる。これらの電極間距離に加えて、気密容器の最大内径を、ランプ電力100W級で4〜7mmとし、35W級で3〜5mmに設定すれば、発光管の最冷部の温度を高く維持して発光効率を高く維持することができる。 That is, for example, when the lamp power is 100 W class, the distance between the electrodes is 5 to 38 mm, preferably 6 to 18 mm, more preferably 16 to 18 mm, and 35 W class is also 4 to 22 mm, preferably 4 to 8 mm, more preferably 4 ~ 9mm. Further, if the metal halide for forming a lamp voltage such as ZnI 2 is sealed in an amount of 0.3 to 4.0 mg / cc, preferably 0.3 to 1.6 mg / cc with respect to the inner volume of the hermetic container, Furthermore, a high desired lamp voltage can be obtained. In addition to the distance between these electrodes, if the maximum inner diameter of the hermetic vessel is set to 4 to 7 mm for the lamp power 100 W class and 3 to 5 mm for the 35 W class, the temperature of the coldest part of the arc tube can be kept high. The luminous efficiency can be kept high.
また、電極の構成材としては、耐火性で、導電性の金属、例えば純タングステン(W)、ドープ剤(例えばスカンジウム(Sc)、アルミニウム(Al)、カリウム(K)およびケイ素(Si)などのグループから選択された一種または複数種)を含有するドープドタングステン、酸化トリウムを含有するトリエーテッドタングステン、レニウム(Re)またはタングステン−レニウム(W−Re)合金などを用いて形成することができる。 In addition, as a constituent material of the electrode, a fire-resistant and conductive metal such as pure tungsten (W), a dopant (for example, scandium (Sc), aluminum (Al), potassium (K), and silicon (Si), etc. It can be formed using doped tungsten containing one or more selected from the group, tritium tungsten containing thorium oxide, rhenium (Re), tungsten-rhenium (W-Re) alloy, or the like.
さらに、小形のランプの場合、直棒状の線材や先端部に径大部を形成した線材を電極として用いることができる。中形ないし大形の電極の場合、電極軸の先端部に電極構成材製のコイルを巻回したりすることができる。なお、一対の電極は、交流で作動する場合、同一構造とするが、直流で作動する場合、一般に陽極は温度上昇が激しいから、陰極より放熱面積の大きい、したがって主部が太いものを用いることができる。 Further, in the case of a small lamp, a straight rod-shaped wire or a wire having a large diameter portion at the tip can be used as the electrode. In the case of a medium or large electrode, a coil made of an electrode constituent material can be wound around the tip of the electrode shaft. Note that the pair of electrodes have the same structure when operated with alternating current, but when operated with direct current, the anode generally has a large temperature rise, so that the heat radiation area is larger than the cathode, and therefore the main part should be thick. Can do.
さらにまた、透光性気密容器が小径筒部を備えた透光性セラミックス気密容器であって、しかも小径筒部の内部にキャピラリーと称されるわずかな隙間を形成する場合、所望により電極軸部の周囲に電極と同様の耐熱金属、例えばタングステン、モリブデンなどの電極マウントサブコイルを巻装することができる。そして、この電極マウントサブコイルの包囲部側の終端位置を、包囲部と小径筒部との境界部から包囲部内へ0.05mm以上、好ましくは0.1mm以上延出して配設するのがよい。なお、本発明において、包囲部と小径筒部との境界が曲面をなしている場合のように境界部が必ずしも明確でない透光性セラミックス気密容器を用いる態様の場合は、小径筒部の直線状部分をなす部分の内径に対して内径が1.1倍に拡大されている部位をもって包囲部と小径筒部との境界部とする。なお、電極マウントサブコイルの基端は、電極軸部の基端が電流導入導体の電極軸部と同径の耐火性部分の先端に接続する場合、耐火性部分の周囲まで延長して巻装されているのが好ましい。 Furthermore, when the light-transmitting hermetic container is a light-transmitting ceramics hermetic container having a small-diameter cylindrical portion and a small gap called a capillary is formed inside the small-diameter cylindrical portion, the electrode shaft portion can be formed as desired. An electrode mount subcoil such as a refractory metal similar to the electrode, such as tungsten or molybdenum, can be wound around the electrode. The terminal position of the electrode mount subcoil on the side of the surrounding portion should be arranged to extend from the boundary portion between the surrounding portion and the small diameter cylindrical portion into the surrounding portion by 0.05 mm or more, preferably 0.1 mm or more. . In the present invention, in the case of using a translucent ceramic hermetic container in which the boundary portion is not always clear, such as when the boundary between the surrounding portion and the small diameter cylindrical portion is a curved surface, the linear shape of the small diameter cylindrical portion is used. A part where the inner diameter is 1.1 times larger than the inner diameter of the part forming the part is defined as a boundary part between the surrounding part and the small diameter cylindrical part. If the base end of the electrode mount sub-coil is connected to the tip of a refractory part having the same diameter as the electrode shaft part of the current introduction conductor, the base end of the electrode mount subcoil is extended to the periphery of the refractory part and wound. It is preferable.
そうして、電極マウントサブコイルの終端を所定位置に規定する本発明の上記態様によれば、水銀フリーの高圧放電ランプにおいて電極マウントサブコイルを最適化することができる。すなわり、その1として、高圧放電ランプの寿命中に小径筒部の内面が侵食されるのを効果的に抑制できる。なお、上記侵食は、小径筒部の軸方向の中央より包囲部側の部位に発生する傾向がある。上記侵食が生じると、その侵食により生成される物質がキャピラリーを閉塞したり、イオン化媒体と反応してイオン化媒体中の金属ハロゲン化物の組成を変化させたりする。その結果、高圧放電ランプの光束維持率、色度および/またはランプ電圧などが不所望に変化し、ついには透光性セラミックス気密容器のリークに至るという問題を生じさせる。 Thus, according to the above aspect of the present invention in which the end of the electrode mount subcoil is defined at a predetermined position, the electrode mount subcoil can be optimized in the mercury-free high-pressure discharge lamp. In other words, as one of them, it is possible to effectively suppress the erosion of the inner surface of the small diameter cylindrical portion during the life of the high pressure discharge lamp. In addition, the said erosion tends to occur in a portion closer to the surrounding portion than the center in the axial direction of the small diameter cylindrical portion. When the erosion occurs, a substance generated by the erosion closes the capillary or reacts with the ionization medium to change the composition of the metal halide in the ionization medium. As a result, the luminous flux maintenance factor, chromaticity, and / or lamp voltage of the high-pressure discharge lamp are undesirably changed, which eventually causes a problem of leakage of the translucent ceramic hermetic container.
また、その2として、希土類金属ハロゲン化物のキャピラリー内における滞留位置が温度のより高い位置すなわち電極先端側へ相対的に接近した電極マウントサブコイルの終端位置へと広がる。そのために、最冷部温度が高くなり、封入されている金属ハロゲン化物の蒸気圧が高くなる。その結果、電極マウントサブコイルの終端位置が従来のように小径筒部内に位置している場合に比較してランプ電圧が顕著に上昇し、発光効率が向上する。これに対して、ランプ電圧形成用媒体として水銀を封入した以外は本発明の上記態様と同じ仕様の比較例の場合には、金属ハロゲン化物の滞留位置が終端側にまで広がって分布することがなく、むしろキャピラリーの奥方の部位に集合する傾向を示し、そのためランプ電圧上昇効果が小さかった。
As
電極マウントサブコイルを最適化したことによる以下の効果は、希ガスの封入圧力が室温換算で10気圧以下、好ましくは5気圧以下のときに特に顕著になることが分かった。希ガスの封入圧力が10気圧を超えている場合には、キセノンによりランプ電圧が形成される比率が高くなるため、本発明の上記の態様を採用しなくても実用下限の35〜37Vのランプ電圧以上を実現できる。また、希ガスの封入圧力が10気圧を超えている場合には、本発明の上記の態様を採用してもランプ電圧向上比率が10気圧以下の場合に比較して低下する傾向にある。 It has been found that the following effects obtained by optimizing the electrode mount subcoil are particularly remarkable when the enclosure pressure of the rare gas is 10 atm or less, preferably 5 atm or less in terms of room temperature. When the enclosure pressure of the rare gas exceeds 10 atm, the ratio of the lamp voltage formed by xenon is high, so that the lamp of 35 to 37 V, which is the practical lower limit, is adopted without adopting the above aspect of the present invention. More than voltage can be realized. In addition, when the enclosure pressure of the rare gas exceeds 10 atmospheres, the lamp voltage improvement ratio tends to be lower than when the lamp voltage improvement ratio is 10 atmospheres or less even when the above aspect of the present invention is adopted.
さらに、包囲部側の終端位置の如何にかかわらず電極マウントサブコイルを配設することにより、電極の伝熱抵抗を増大させることができる。その結果、透光性セラミックス気密容器の小径筒部の端部に形成される封止部の温度を所望の程度に低下させやすくなる。そして、金属ハロゲン化物と電極マウントとの反応を抑制して高圧放電ランプを長寿命にすることができる。なお、電極マウントは、電極および電流導入導体の組立体である。また、電極マウントサブコイルを配設することで、金属ハロゲン化物がキャピラリー内に滞留しやすくなり、最冷部を所望に形成しやすくなる。 Furthermore, the heat transfer resistance of the electrode can be increased by disposing the electrode mount subcoil regardless of the end position on the surrounding portion side. As a result, the temperature of the sealing portion formed at the end of the small diameter cylindrical portion of the translucent ceramic hermetic container can be easily lowered to a desired level. The reaction between the metal halide and the electrode mount can be suppressed, and the high-pressure discharge lamp can have a long life. The electrode mount is an assembly of an electrode and a current introduction conductor. Further, by disposing the electrode mount subcoil, the metal halide tends to stay in the capillary, and the coldest part can be easily formed as desired.
なお、電極マウントサブコイルを電極に配設する態様において、電極マウントサブコイルと小径筒部の内面との間に形成されるキャピラリーの平均隙間は、0.01〜0.15mmの範囲であるのが好ましい。 In addition, in the aspect which arrange | positions an electrode mount subcoil to an electrode, the average clearance gap of the capillary formed between an electrode mount subcoil and the inner surface of a small diameter cylinder part is the range of 0.01-0.15 mm. Is preferred.
〔イオン化媒体について〕 イオン化媒体は、金属ハロゲン化物および希ガスを含んでいるが、水銀は含まない。本発明において、金属ハロゲン化物は、ツリウム(Tm)およびホルミウム(Ho)の少なくとも一種を含む。希ガスは、キセノン主体で、かつその封入圧が雰囲気温度25℃のときに1〜5気圧である。以下、詳細に説明する。 [Ionization Medium] The ionization medium contains a metal halide and a rare gas, but does not contain mercury. In the present invention, the metal halide contains at least one of thulium (Tm) and holmium (Ho). The rare gas is mainly xenon and has an atmosphere pressure of 1 to 5 atmospheres when the ambient temperature is 25 ° C. This will be described in detail below.
最初に、金属ハロゲン化物について説明する。本発明において、ツリウム(Tm)およびホルミウム(Ho)の少なくとも一種は、主として発光に寄与する金属のハロゲン化物として用いられる。金属ハロゲン化物は、主として発光に寄与する金属のハロゲン化物のみでなく、好ましくはこれに加えてイオン化エネルギーが8eV以上で、かつ融点が500℃以下の金属のハロゲン化物が主としてランプ電圧形成用の金属ハロゲン化物として封入される。 First, the metal halide will be described. In the present invention, at least one of thulium (Tm) and holmium (Ho) is mainly used as a metal halide that contributes to light emission. The metal halide is not only a metal halide mainly contributing to light emission, but preferably a metal halide having an ionization energy of 8 eV or more and a melting point of 500 ° C. or less is mainly used for forming a lamp voltage. Encapsulated as a halide.
ツリウム(Tm)は、放電時に視感度特性曲線のピーク波長付近に多数の輝線スペクトルを放射し、その発光のピークが視感度曲線のピークに一致するので、発光効率を向上させるのに極めて効果的な発光金属である。しかし、これらの金属ハロゲン化物は、主として発光に寄与する金属のハロゲン化物であるばかりでなく、水銀フリーにおいてランプ電圧を高める作用もある。このため、主としてランプ電圧形成用の金属ハロゲン化物の封入量を削減できる。そして、その結果、主としてランプ電圧形成用の金属ハロゲン化物の相対的に過剰な量の封入に伴って発生する弊害(色偏差の増大、発光効率の低下)を回避することができる。ホルミウムもツリウムの上述した性質に類似した性質を有している。 Thulium (Tm) emits a number of emission line spectra near the peak wavelength of the luminous characteristic curve at the time of discharge, and its emission peak coincides with the peak of the luminous efficiency curve, so it is extremely effective in improving luminous efficiency. Light emitting metal. However, these metal halides are not only metal halides that mainly contribute to light emission, but also have an effect of increasing the lamp voltage in a mercury-free manner. For this reason, it is possible to reduce the amount of metal halide mainly for forming the lamp voltage. As a result, it is possible to avoid the adverse effects (increased color deviation and decreased luminous efficiency) which are mainly caused by the relatively excessive amount of the metal halide for forming the lamp voltage. Holmium also has properties similar to those described above for thulium.
なお、主として発光に寄与する金属とは、高圧放電ランプとしての発光に対して寄与することが明らかな金属であり、ランプ電圧形成作用の有無については問わない。したがって、発光に寄与する金属は、後述する主としてランプ電圧形成用の金属ハロゲン化物を除いた発光金属でもある。しかしながら、ツリウムおよびホルミウムは、前述のように可視域における発光が多いために、発光に寄与する金属に該当するが、前述のようにこれに加えてランプ電圧形成作用もある。 Note that the metal that mainly contributes to light emission is a metal that clearly contributes to light emission as a high-pressure discharge lamp, and it does not matter whether the lamp voltage is formed or not. Therefore, the metal that contributes to light emission is also a light-emitting metal excluding the metal halide for forming a lamp voltage, which will be described later. However, thulium and holmium correspond to metals that contribute to light emission because they have a large amount of light emission in the visible region as described above, but also have a lamp voltage forming action as described above.
また、ツリウム(Tm)およびホルミウム(Ho)の少なくとも一種のハロゲン化物を主として発光に寄与する金属のハロゲン化物の主成分として含み、かつキセノン主体の希ガスが雰囲気温度25℃のときに1〜3気圧封入されている本発明の好ましい態様においては、光束立上がり時の色度偏差duv.の変化幅が0.0150以下となり良好である。また、この態様においては、キセノン主体の希ガスの封入圧が上記より高い場合よりは青色域発光量が大幅に少なくなるために、発光効率が高くなるとともに、上記より低い場合よりは青色域発光が低減しすぎないので、色度偏差が実用レベルを越えて悪化することがない。 In addition, it contains at least one halide of thulium (Tm) and holmium (Ho) as a main component of a metal halide that mainly contributes to light emission, and 1 to 3 when the xenon-based rare gas is an ambient temperature of 25 ° C. In a preferred embodiment of the present invention in which the atmospheric pressure is sealed, the chromaticity deviation duv. The change width is preferably 0.0150 or less. Further, in this aspect, since the amount of emission in the blue region is significantly smaller than that in the case where the sealed pressure of the rare gas mainly composed of xenon is higher than the above, the light emission efficiency is increased and the emission in the blue region is lower than that in the case of lower than the above. Therefore, the chromaticity deviation does not deteriorate beyond a practical level.
さらに、本発明においては、ツリウム(Tm)およびホルミウム(Ho)のハロゲン化物の少なくとも一種を封入するに際して、後述する主としてランプ電圧形成用の金属ハロゲン化物を除いた、したがって主として発光に寄与する金属のハロゲン化物の総量に対して一般的には10質量%以上封入すれば、期待効果を得ることができる。すなわち、10質量%以上封入されていれば、例えば電極マウントサブコイルの包囲部側の終端位置を前述のように0.05mm以上、好ましくは0.1mm以上包囲部内へ延出して配設する本発明の態様において、希土類金属金属ハロゲン化物の電極マウントサブコイルへの付着部位が放電空間側の高温領域まで広がるために、前述の電極マウントサブコイル最適化の効果が生じてランプ電圧が高くなる。そのため、ランプ電圧形成用のハロゲン化物の封入に頼ることなしに、したがって上記ハロゲン化物の封入に伴う弊害なしに、実用的なランプ電圧を得るのが容易になる。なお、上記希土類金属金属ハロゲン化物の付着部位の広がりは水銀フリーの場合における特有の現象であり、場合によっては包囲部の内面にまで至ることもある。 Further, in the present invention, when at least one of thulium (Tm) and holmium (Ho) halides is encapsulated, the metal halide for mainly forming a lamp voltage, which will be described later, is excluded. In general, the expected effect can be obtained by enclosing 10% by mass or more of the total amount of halide. That is, if 10% by mass or more is enclosed, for example, the end position of the electrode mount subcoil on the side of the surrounding portion extends as described above to 0.05 mm or more, preferably 0.1 mm or more into the surrounding portion. In the aspect of the invention, since the site where the rare earth metal halide is attached to the electrode mount subcoil extends to the high temperature region on the discharge space side, the effect of optimizing the electrode mount subcoil is generated and the lamp voltage is increased. Therefore, it is easy to obtain a practical lamp voltage without relying on the inclusion of a halide for forming the lamp voltage, and thus without the disadvantages associated with the inclusion of the halide. In addition, the spread of the adhesion site of the rare earth metal halide is a peculiar phenomenon in the case of mercury-free, and may reach the inner surface of the surrounding portion depending on the case.
また、他の態様において、または上述の態様に加えて、キセノン主体の希ガスの温度25℃における封入圧を5気圧超で、10気圧以下にすることにより、ランプ電圧が応分に上昇するので、ツリウム(Tm)およびホルミウム(Ho)のハロゲン化物の少なくとも一種の上記封入比率が10質量%以上、35質量%未満の態様においても実用的なランプ電圧を得ることができる。 Further, in another aspect or in addition to the above-described aspect, since the enclosure pressure of the xenon-based rare gas at a temperature of 25 ° C. is more than 5 atm. A practical lamp voltage can be obtained even in an embodiment in which the encapsulation ratio of at least one of thulium (Tm) and holmium (Ho) halides is 10% by mass or more and less than 35% by mass.
なお、上述の電極コイル最適化の効果は、キセノン主体の希ガスの封入圧が10気圧以下、好ましくは5気圧以下のときに特に顕著に現れるが、10気圧を超えると上記電極コイル最適化の効果は低減傾向を示す。 The effect of the above-described electrode coil optimization appears particularly prominent when the enclosed pressure of the xenon-based rare gas is 10 atmospheres or less, preferably 5 atmospheres or less. The effect shows a decreasing trend.
さらに、ツリウム(Tm)およびホルミウム(Ho)のハロゲン化物の少なくとも一種が、主として発光に寄与する金属ハロゲン化物の総量に対して35質量%以上封入されている態様であれば、ツリウム(Tm)およびホルミウム(Ho)がランプ電圧を十分に実用範囲まで高める作用を発揮するとともに高い発光効率が得られるので、本発明において好適である。このため、例えばZnI2などランプ電圧形成用の金属ハロゲン化物の封入量を例えば従来の1/5のように少なくしても、少なくする前の封入量におけるのと同等のランプ電圧を得ることができる。ランプ電圧形成用の金属ハロゲン化物の封入量が多くなるにしたがって色偏差が増大するので、ランプ電圧形成用金属ハロゲン化物の封入量が少なくなることにより、色偏差が著しく改善される。 Furthermore, if at least one of thulium (Tm) and holmium (Ho) halides is contained in an amount of 35% by mass or more based on the total amount of metal halides mainly contributing to light emission, thulium (Tm) and Holmium (Ho) is suitable in the present invention because it exhibits the effect of sufficiently increasing the lamp voltage to the practical range and high luminous efficiency is obtained. For this reason, even if the amount of the metal halide for forming the lamp voltage such as ZnI 2 is reduced to, for example, 1/5 of the conventional case, a lamp voltage equivalent to that before the amount of reduction can be obtained. it can. Since the color deviation increases as the amount of the metal halide for forming the lamp voltage increases, the color deviation is remarkably improved by decreasing the amount of the metal halide for forming the lamp voltage.
さらにまた、ツリウム(Tm)およびホルミウム(Ho)のハロゲン化物の合計が主として発光に寄与する金属のハロゲン化物の総量に対して50質量%以上封入されていれば、より高いランプ電圧とより高い発光効率を得ることができるので、より一層好適である。しかしながら、上記封入比率が80質量%を超えると、ツリウム(Tm)およびホルミウム(Ho)以外の金属ハロゲン化物を封入し得る比率が相応して低下してしまう。その結果、所望の白色発光が得られなくなるので、白色発光を得る目的に対しては好ましくない。また、ツリウム(Tm)およびホルミウム(Ho)のハロゲン化物の封入比率が50〜70質量%の範囲のときには、特に高い発光効率が得られる。 Furthermore, if the total of thulium (Tm) and holmium (Ho) halides is contained in an amount of 50% by mass or more based on the total amount of metal halides that mainly contribute to light emission, higher lamp voltage and higher light emission. Since efficiency can be obtained, it is even more preferable. However, when the encapsulation ratio exceeds 80% by mass, the ratio at which metal halides other than thulium (Tm) and holmium (Ho) can be encapsulated is correspondingly reduced. As a result, desired white light emission cannot be obtained, which is not preferable for the purpose of obtaining white light emission. Further, when the enclosure ratio of thulium (Tm) and holmium (Ho) halide is in the range of 50 to 70% by mass, particularly high luminous efficiency is obtained.
所望によりタリウム(Tl)を添加することが許容される。タリウムは、これを主として発光に寄与するイオン化媒体中のハロゲン化物の副成分としてタリウムハロゲン化物または金属タリウムの形で封入することができる。しかし、主として発光に寄与する金属のハロゲン化物としてツリウム(Tm)およびホルミウム(Ho)の少なくとも一種のハロゲン化物を主成分として含む本発明においては、その封入量をヨウ化タリウム(TlI)に換算した値で透光性気密容器の内容積に対し0〜0.8mg/cc、好適には0〜0.2mg/cc規制することが好ましい。これにより、青色発光抑制が生じるのを効果的に抑制できる。なお、タリウム(Tl)のハロゲン化物または金属タリウムを封入すると、タリウム(Tl)の緑色発光がツリウム(Tm)およびホルミウム(Ho)の少なくとも一種の発光に加算されるので、高圧放電ランプの発光効率が高くなる。 It is permissible to add thallium (Tl) if desired. Thallium can be encapsulated in the form of thallium halide or metal thallium as a minor component of the halide in the ionization medium that mainly contributes to light emission. However, in the present invention mainly containing at least one halide of thulium (Tm) and holmium (Ho) as a metal halide that mainly contributes to light emission, the amount enclosed is converted to thallium iodide (TlI). The value is preferably regulated to 0 to 0.8 mg / cc, preferably 0 to 0.2 mg / cc with respect to the inner volume of the translucent airtight container. Thereby, it can suppress effectively that blue light emission suppression arises. When a thallium (Tl) halide or metal thallium is enclosed, the green light emission of thallium (Tl) is added to at least one kind of light emission of thulium (Tm) and holmium (Ho). Becomes higher.
上述以外のその他の金属のハロゲン化物を、白色発光を得る目的の他にも、例えば発光の色度を調整する、または発光効率を高くするなどの目的で適宜選択的に添加することができる。以下、その他の金属のハロゲン化物を添加する場合の主な例について説明する。 In addition to the purpose of obtaining white light emission, other metal halides other than those described above can be appropriately and selectively added for the purpose of, for example, adjusting the chromaticity of light emission or increasing the light emission efficiency. Hereinafter, main examples in the case of adding other metal halides will be described.
ナトリウム(Na)などのアルカリ金属を主として発光する金属のハロゲン化物を封入する場合には、その封入量を主として発光する金属のハロゲン化物の総量に対して30質量%以下に抑制することにより、ランプ電圧を高めに維持することができる。また、25質量%以下にすることにより、本発明においては、アルカリ金属の発光が弱くなり、反対に上記希土類金属の発光比率が増大するので、平均演色評価数Raが高くなる。 When encapsulating a halide of a metal that mainly emits an alkali metal such as sodium (Na), the amount of the encapsulated metal is controlled to 30% by mass or less based on the total amount of the halide of the mainly emitting metal. The voltage can be kept high. Further, when the content is 25% by mass or less, in the present invention, the emission of alkali metal is weakened, and on the contrary, the emission ratio of the rare earth metal is increased, so that the average color rendering index Ra is increased.
さらに、アルカリ金属を、発光特性や製造性などの諸条件が許容される場合には3質量%未満の範囲内で封入することによって、ランプ電圧の低下は最小限に抑制される一方、発光効率、ランプ寿命改善および光色調整、特に色偏差改善が可能になる。以上のような観点から、アルカリ金属のハロゲン化物の封入は、所要のランプ電圧を確保できる範囲内において許容される。その封入量は、好ましくは2〜8質量%、より好ましくは3〜7質量%、なお一層好ましくは4〜6質量%である。また、ナトリウム以外のアルカリ金属としては、セシウム(Cs)およびリチウム(Li)のグループの一種または複数種を選択的に封入することができる。 Further, when various conditions such as light emission characteristics and manufacturability are allowed, the reduction of lamp voltage is suppressed to a minimum by encapsulating the alkali metal within a range of less than 3% by weight, while the light emission efficiency is improved. It is possible to improve lamp life and light color adjustment, in particular, color deviation. In view of the above, the encapsulation of the alkali metal halide is allowed within a range in which a required lamp voltage can be secured. The enclosed amount is preferably 2 to 8% by mass, more preferably 3 to 7% by mass, and still more preferably 4 to 6% by mass. Moreover, as an alkali metal other than sodium, one or a plurality of groups of cesium (Cs) and lithium (Li) can be selectively encapsulated.
希土類金属のハロゲン化物としては、ツリウム(Tm)およびホルミウム(Ho)の少なくとも一種を主成分としたとき、副成分としてプラセオジム(Pr)、セリウム(Ce)、ジスプロシウム(Dy)およびサマリウム(Sm)の一種または複数種のハロゲン化物を添加することができる。上記希土類金属は、ツリウムハロゲン化物およびホルミウムハロゲン化物に次いで発光金属として有用であり、副成分としての封入比率で封入することが許容される。なお、上記希土類金属は、そのいずれも視感度特性曲線のピーク波長付近で無数の輝線スペクトルを有するため、発光効率向上に寄与することができる。 As a rare earth metal halide, when at least one of thulium (Tm) and holmium (Ho) is a main component, praseodymium (Pr), cerium (Ce), dysprosium (Dy) and samarium (Sm) are used as accessory components. One or more halides can be added. The rare earth metal is useful as a luminescent metal next to thulium halide and holmium halide, and is allowed to be encapsulated at an encapsulation ratio as an accessory component. Note that any of the rare earth metals has an innumerable emission line spectrum near the peak wavelength of the visibility characteristic curve, and thus can contribute to an improvement in luminous efficiency.
インジウム(In)のハロゲン化物は、これを所望の演色性および/または色温度などを得るなどの目的で副成分として選択的に封入することが許容される。 Indium (In) halide is allowed to be selectively encapsulated as a subcomponent for the purpose of obtaining a desired color rendering property and / or color temperature.
以上の各ハロゲン化物を形成するハロゲンとしては、適度の反応性を有していることからヨウ素が好適であるが、所望により臭素および塩素のいずれかでもよく、またヨウ素、臭素および塩素のうち所望の二種以上を用いてもよい。 As the halogen forming each of the above halides, iodine is suitable because it has moderate reactivity, but it may be either bromine or chlorine as desired, and any of iodine, bromine and chlorine is desirable. Two or more of these may be used.
次に、主としてランプ電圧形成用の金属ハロゲン化物について説明する。本発明において、主としてランプ電圧形成用の金属ハロゲン化物としては、イオン化エネルギーが8eV以上で、かつ融点が500℃以下の金属のハロゲン化物がこれに含まれることが多い。なお、具体的な金属については後述するが、亜鉛(Zn)、アルミニウム(Al)およびマンガン(Mn)のハロゲン化物などがある。なお、主としてランプ電圧形成用の金属ハロゲン化物とは、ランプ電圧形成に寄与する緩衝体であるが、それを構成する金属による可視光の発生が許容されることを意味する。しかし、可視光の発生量は、主として発光に寄与する金属のハロゲン化物のそれに比較して明らかに少ないという共通的な特徴がある。 Next, the metal halide for forming the lamp voltage will be mainly described. In the present invention, the metal halide mainly for forming the lamp voltage often includes a metal halide having an ionization energy of 8 eV or more and a melting point of 500 ° C. or less. In addition, although a specific metal is mentioned later, there exists a halide of zinc (Zn), aluminum (Al), manganese (Mn), etc. The metal halide for forming the lamp voltage is a buffer that contributes to forming the lamp voltage, but means that visible light is allowed to be generated by the metal constituting the buffer. However, there is a common feature that the amount of visible light generated is obviously smaller than that of metal halides that mainly contribute to light emission.
本発明において、ツリウムハロゲン化物およびホルミウムハロゲン化物の少なくとも1種を所定比率封入し、かつキセノン主体を3〜5気圧封入する態様であれば、所望のランプ電圧が形成されるので、主としてランプ電圧形成用のハロゲン化物を封入しなくてもよい。しかし、本発明においては、封入するツリウムハロゲン化物およびホルミウムハロゲン化物の少なくとも1種の封入量が特段限定されないとともに、キセノン主体の希ガスの雰囲気温度25℃での封入圧が1〜5気圧の範囲内で許容されているから、一対の電極間に7V/mm以上の電位傾度を形成するために必要であれば、主としてランプ電圧形成用の金属ハロゲン化物を所要量封入することが許容される。この場合、透光性気密容器の内容積に対して0.3〜4mg/ccの範囲内で封入するのが好ましい。 In the present invention, since at least one of thulium halide and holmium halide is sealed at a predetermined ratio and the xenon main body is sealed at 3 to 5 atm, a desired lamp voltage is formed. It is not necessary to enclose the halide for use. However, in the present invention, the amount of at least one of thulium halide and holmium halide to be enclosed is not particularly limited, and the enclosure pressure of the xenon-based rare gas at an ambient temperature of 25 ° C. is in the range of 1 to 5 atm. Therefore, if necessary to form a potential gradient of 7 V / mm or more between a pair of electrodes, it is permitted to enclose a required amount of a metal halide mainly for forming a lamp voltage. In this case, it is preferable to enclose within the range of 0.3-4 mg / cc with respect to the internal volume of a translucent airtight container.
また、ランプ電圧形成用の金属ハロゲン化物は、本発明において透光性気密容器内に封入する前述の主として発光に寄与する金属のハロゲン化物に比較して蒸気圧が高くて、高圧放電ランプにおけるランプ電圧を主として決定する作用がある。なお、「蒸気圧が大きい」とは、点灯中の蒸気圧が高いことを意味するが、水銀のように大きすぎる必要はなく、好ましくは点灯中の気密容器内の圧力は5気圧程度以下である。したがって、上記の条件を備えていれば特定の金属のハロゲン化物に限定されない。 In addition, the metal halide for forming the lamp voltage has a higher vapor pressure than the above-mentioned metal halide mainly contributing to light emission enclosed in the light-transmitting hermetic container in the present invention. It has the effect of mainly determining the voltage. Note that “the vapor pressure is high” means that the vapor pressure during lighting is high, but it is not necessary to be too high like mercury, and preferably the pressure in the airtight container during lighting is about 5 atm or less. is there. Therefore, it is not limited to a specific metal halide as long as the above conditions are satisfied.
また、ランプ電圧を形成する金属ハロゲン化物は、例えばマグネシウム(Mg)、鉄(Fe)、コバルト(Co)、クロム(Cr)、亜鉛(Zn)、ニッケル(Ni)、マンガン(Mn)、アルミニウム(Al)、アンチモン(Sb)、ベリリウム(Be)、レニウム(Re)、ガリウム(Ga)、チタン(Ti)、ジルコニウム(Zr)およびハフニウム(Hf)からなるグループから選択された一種または複数種の金属のハロゲン化物を主体として用いることができる。そして、その殆どが水銀より蒸気圧が低く、またランプ電圧の調整範囲が水銀より狭い。しかし、必要に応じてこれらを複数種混合して封入することにより、ランプ電圧の調整範囲を拡大することができる。例えば、AlI3が不完全蒸発の状態になっていて、しかも所望のランプ電圧が得られていない場合にAlI3を追加してもランプ電圧は変わらない。 The metal halide that forms the lamp voltage is, for example, magnesium (Mg), iron (Fe), cobalt (Co), chromium (Cr), zinc (Zn), nickel (Ni), manganese (Mn), aluminum ( One or more metals selected from the group consisting of Al), antimony (Sb), beryllium (Be), rhenium (Re), gallium (Ga), titanium (Ti), zirconium (Zr) and hafnium (Hf) The halide can be used as a main component. Most of them have a vapor pressure lower than that of mercury, and the adjustment range of the lamp voltage is narrower than that of mercury. However, the adjustment range of the lamp voltage can be expanded by mixing and enclosing a plurality of these as required. For example, when AlI 3 is in an incompletely evaporated state and a desired lamp voltage is not obtained, the lamp voltage does not change even if AlI 3 is added.
これに対して、AlI3の追加に代えてZnI2を添加すれば、ZnI2の作用により生じる分のランプ電圧が加算されるので、ランプ電圧を増加させることができる。さらに、他のランプ電圧形成用のハロゲン化物を添加すれば、より高いランプ電圧を得ることができる。 On the other hand, if ZnI 2 is added instead of adding AlI 3 , the lamp voltage corresponding to the action of ZnI 2 is added, so that the lamp voltage can be increased. Furthermore, if another halide for forming a lamp voltage is added, a higher lamp voltage can be obtained.
さらに、ランプ電圧形成用のハロゲン化物は、透光性気密容器内に封入される主として発光する前述のハロゲン化物の金属に比較して可視域に発光しにくい金属のハロゲン化物でもある。「前記ハロゲン化物の金属に比較して可視域に発光しにくい」とは、絶対的な意味で可視光の発光が少ないという意味ではなく、相対的な意味である。なぜなら、確かにFeやNiは、紫外域発光の方が可視域発光より多いが、Ti、AlおよびZnなどは可視域に発光が多い。したがって、これらの可視域発光の多い金属を単独で発光させると、エネルギーが当該金属に集中するので、可視域発光が多い。ランプ電圧形成用ハロゲン化物の中で、鉄(Fe)やニッケル(Ni)は紫外域発光が多いが、チタン(Ti)、アルミニウム(Al)および亜鉛(Zn)などは単独で発光させた場合には可視光域に発光が多い。しかし、上記チタン(Ti)、アルミニウム(Al)および亜鉛(Zn)といった主としてランプ電圧形成用の金属は、発光させるのに必要なエネルギー準位がツリウム(Tm)およびホルミウム(Ho)などの主として発光に寄与するハロゲン化物の金属を発光させるに必要なエネルギー準位より高い。そのため、両者を一緒に封入して高圧放電ランプを点灯させた場合には、エネルギー準位の低い主として発光に寄与するハロゲン化物の金属による発光が相対的に支配的となり、ランプ電圧形成用ハロゲン化物の金属による発光は少なくなる。 Furthermore, the halide for forming the lamp voltage is a metal halide that hardly emits light in the visible region as compared with the above-described halide metal that emits light mainly enclosed in the light-transmitting hermetic container. The phrase “difficult to emit light in the visible region compared to the metal of the halide” does not mean that light emission of visible light is small in an absolute sense, but a relative meaning. For sure, Fe and Ni emit more in the ultraviolet region than in the visible region, but Ti, Al, Zn and the like emit more in the visible region. Therefore, when these metals that emit a lot of light in the visible region are caused to emit light alone, energy is concentrated on the metal, so that there is a lot of light in the visible region. Among the lamp voltage forming halides, iron (Fe) and nickel (Ni) emit much in the ultraviolet region, but titanium (Ti), aluminum (Al), zinc (Zn), etc. emit light alone. Emits much light in the visible light range. However, the lamp voltage forming metal such as titanium (Ti), aluminum (Al), and zinc (Zn) mainly emits light such as thulium (Tm) and holmium (Ho) whose energy level is necessary to emit light. Higher than the energy level required to emit light from the metal halide. For this reason, when the high pressure discharge lamp is turned on by enclosing both together, the light emission by the metal of the halide which mainly contributes to the light emission having a low energy level becomes relatively dominant, and the halide for forming the lamp voltage The light emitted by the metal is reduced.
したがって、ランプ電圧形成用の金属ハロゲン化物は、その金属による可視光の発光が禁止されるものではなく、放電ランプが放射する全可視光に対する割合が小さくて影響が少ないものである。 Therefore, the metal halide for forming the lamp voltage is not prohibited from emitting visible light by the metal, but has a small effect on the total visible light emitted by the discharge lamp and has little influence.
次に、希ガスについて説明する。希ガスは、前述のように雰囲気温度が25℃のときに1〜5気圧のキセノン(Xe)主体が封入される。キセノン主体の希ガスの封入圧を上記のように規定する理由は、主に始動電圧を低下させて水銀入りの一般照明用の高圧放電ランプ、照明器具および配線と互換性を得るために必要な前提であるからである。しかし、好ましくは1〜3気圧である。 Next, the rare gas will be described. As described above, the rare gas is filled with xenon (Xe) main body of 1 to 5 atm when the ambient temperature is 25 ° C. The reason why the xenon-based rare gas filling pressure is specified as described above is mainly necessary to reduce the starting voltage and to obtain compatibility with high-pressure discharge lamps, lighting fixtures and wiring for general lighting containing mercury. This is because it is a premise. However, it is preferably 1 to 3 atm.
しかし、始動電圧5kV以下でなくてもよい場合には、キセノン主体の希ガスの封入圧は10気圧以下まで高く設定することができる。この範囲内であれば、例えば前述の電極マウントサブコイルの最適化によるランプ電圧上昇効果を実用的な意味で得ることができる。その結果、発光特性を劣化させることなしにランプ電圧を高くすることができる。 However, when the starting voltage does not have to be 5 kV or less, the sealed pressure of the xenon-based rare gas can be set high to 10 atm or less. Within this range, for example, the effect of increasing the lamp voltage by optimizing the electrode mount subcoil can be obtained in a practical sense. As a result, the lamp voltage can be increased without deteriorating the light emission characteristics.
なお、キセノン主体とは、キセノンの体積が80%以上であればよいことを意味する。キセノンに混合し得る希ガスとしてはアルゴン(Ar)、クリプトン(Kr)およびネオン(Ne)などである。 Xenon-based means that the volume of xenon may be 80% or more. Examples of rare gases that can be mixed with xenon include argon (Ar), krypton (Kr), and neon (Ne).
水銀について説明する。本発明は、水銀フリーの高圧放電ランプであり、したがって水銀は封入しない。 Explain about mercury. The present invention is a mercury-free high pressure discharge lamp and therefore does not enclose mercury.
〔その他の構成について〕 本発明においては、所望により以下の構成の一部または全部をその内部に少なくとも発光管および後述する始動補助手 [Other Configurations] In the present invention, if desired, a part or all of the following configurations are included in at least the arc tube and a starting assistant described later.
1.(外管) 外管は、以上説明した透光性気密容器、一対の電極およびイオン化媒体を備えた発光管をその内部に収納するための手段である。また、所要により発光管に加えて後述する始動補助手段などを収納することができる。 1. (Outer tube) An outer tube is a means for accommodating the arc tube provided with the translucent airtight container, a pair of electrodes and an ionization medium described above. Further, if necessary, in addition to the arc tube, it is possible to accommodate a starting assisting unit described later.
また、外管は、任意所望の形状および大きさにすることができるが、水銀入りの一般照明用の高圧放電ランプとの互換を容易にするためには、それと同様の形状および大きさにすることを許容する。また、外管の内部を外部に対して気密にし、かつ真空ないし減圧状態に保持すれば、発光管の最冷部温度を高めて発光効率を高くすることができる。外気に対して気密にする場合、必要に応じて外気に代えてアルゴン、窒素などの不活性ガスを封入することができる。しかし、所望により発光管の材質が外気に連通させてもよい。さらに、外管は、石英ガラス、硬質ガラスや軟質ガラスなどの透光性材料を用いて形成することができる。 In addition, the outer tube can have any desired shape and size. However, in order to facilitate compatibility with a high-pressure discharge lamp for general illumination containing mercury, the outer tube has the same shape and size. Allow that. Further, if the inside of the outer tube is hermetically sealed with respect to the outside and is kept in a vacuum or a reduced pressure state, the coldest part temperature of the arc tube can be increased to increase the luminous efficiency. When making it airtight with respect to external air, it can replace with external air as needed, and can enclose inert gas, such as argon and nitrogen. However, the arc tube material may be communicated with the outside air if desired. Furthermore, the outer tube can be formed using a translucent material such as quartz glass, hard glass, or soft glass.
さらに、外管には、ソケットに装着するために口金が一端側に装着されている。一般照明用の高圧放電ランプとしての口金は、ねじ形(E形)口金であるから、本発明においてはこのねじ形(E形)口金を用いるのが好ましい。 Further, a base is attached to one end side of the outer tube so as to be attached to the socket. Since the base as a high pressure discharge lamp for general illumination is a screw type (E type) base, it is preferable to use this screw type (E type) base in the present invention.
2.(始動補助手段) 始動補助手段は、外管内に配設され、透光性気密容器の内部に配設された一対の電極間に始動用高電圧を印加したときに発光管内にイオン化媒体の放電が開始するように始動を補助する手段である。本発明においては、始動補助手段を具備することにより、始動時に5kV以下の始動用高電圧を発光管の一対の電極間に印加して始動させることが可能になる。また、始動補助手段として、例えば既知の近接導体および紫外線放射手段の少なくとも一方を採用することを許容する。また、所望により始動器など既知の他の始動補助手段を併用することができる。 2. (Starting auxiliary means) The starting auxiliary means is disposed in the outer tube and discharges the ionized medium in the arc tube when a high starting voltage is applied between a pair of electrodes disposed in the translucent airtight container. Is a means for assisting the start-up so as to start. In the present invention, it is possible to start by applying a starting high voltage of 5 kV or less between the pair of electrodes of the arc tube by providing the starting assisting means. In addition, for example, at least one of a known proximity conductor and ultraviolet radiation means is allowed to be used as the starting assisting means. Further, if desired, other known starting aids such as a starter can be used in combination.
近接導体は、耐熱性の導体からなり、透光性気密容器の外面側において、基端が一対の電極の一方に導電的に接続し、先端が、他方の電極に透光性気密容器の壁面を介して、かつ透光性気密容器に外面に近接して対向する位置に配置される。耐熱性の導体としては、例えばモリブデン、ステンレス鋼、ニッケルなどの導電性を有する金属またはそれらの合金の導線であって、トリガーワイヤと称される導体や透光性気密容器の外面に被着された導電性金属を主体とする導電膜などであることを許容する。 The proximity conductor is made of a heat-resistant conductor, and on the outer surface side of the translucent airtight container, the proximal end is electrically connected to one of the pair of electrodes, and the distal end is connected to the other electrode on the wall surface of the translucent airtight container And is disposed at a position facing the translucent airtight container close to the outer surface. The heat-resistant conductor is, for example, a conductive metal such as molybdenum, stainless steel, nickel, or an alloy thereof, and is attached to a conductor called a trigger wire or an outer surface of a light-transmitting airtight container. It is allowed to be a conductive film mainly composed of a conductive metal.
そうして、近接導体は、その先端と対向する他方の電極との間の短い距離に大きな電位傾度を形成するように配設される。近接導体を配設していることにより、高圧放電ランプは、始動用高電圧印加時に絶縁破壊されやすくなってその始動が促進される。なお、高圧放電ランプが始動して発光管内にグロー放電が発生し、さらにアーク放電に転移すると、近接導体は、発光管によって短絡されるので、点灯に支障を来たすことはない。 Thus, the proximity conductor is arranged so as to form a large potential gradient at a short distance between the tip and the other electrode facing the tip. By providing the proximity conductor, the high-pressure discharge lamp is easily broken down when a high voltage for starting is applied, and the starting is promoted. When the high-pressure discharge lamp is started and glow discharge is generated in the arc tube, and further transferred to arc discharge, the adjacent conductor is short-circuited by the arc tube, so that lighting is not hindered.
紫外線放射手段は、発光管に対して並列接続され、かつ少なくとも発光管の一方の電極付近に配設されて、高圧放電ランプの始動時に接近している電極近傍に紫外線を放射するのであれば、その余の構成は問わない。例えば、紫外線エンハンサと称される紫外線放射放電管やグロー放電点灯管などであることを許容する。いずれの場合も、放電容器は紫外線透過性を有していて、その内部に放電が生起した際に発生する紫外線を放電容器の外部へ導出することができる。 If the ultraviolet radiation means is connected in parallel to the arc tube, and is disposed near at least one electrode of the arc tube, and emits ultraviolet rays in the vicinity of the electrode approaching when starting the high-pressure discharge lamp, Any other configuration is not required. For example, an ultraviolet radiation discharge tube or a glow discharge lighting tube called an ultraviolet enhancer is allowed. In either case, the discharge vessel has ultraviolet transparency, and ultraviolet rays generated when discharge occurs inside can be led out to the outside of the discharge vessel.
そうして、紫外線放射手段は、高圧放電ランプの始動時に作動して紫外線を発生し、それを発光管の一方の電極近傍に照射する。その結果、電極や場合によっては透光性気密容器の内面から光電効果による電子放出が行われて初期電子となり、透光性気密容器の内部のイオン化媒体を励起させて高圧放電ランプの始動が促進される。なお、高圧放電ランプが始動すると、紫外線放射手段は、発光管内に発生したアークにより高電圧が印加されなくなるので、点灯に支障を来たすことはない。 Thus, the ultraviolet radiation means operates when the high-pressure discharge lamp is started to generate ultraviolet light and irradiates it in the vicinity of one electrode of the arc tube. As a result, electrons are emitted from the electrode and, in some cases, the inner surface of the light-transmitting hermetic vessel by photoelectric effect to become initial electrons, which excites the ionization medium inside the light-transmitting hermetic vessel and accelerates the start of the high-pressure discharge lamp. Is done. When the high-pressure discharge lamp is started, the ultraviolet radiation means is not applied with a high voltage due to the arc generated in the arc tube, so that it does not hinder lighting.
始動器は、グロースタータ、バイメタルスイッチまたは非線形コンデンサなどのスイッチング手段を備えて構成されていて、外管内に配設されて、電源投入時に急速なスイッチング動作を行い、その際に安定器に発生した始動用高電圧を発光管の電極間に印加して、金属蒸気放電ランプの始動を容易にする。 The starter is configured with a switching means such as a glow starter, bimetal switch, or non-linear capacitor, and is disposed in the outer tube, and performs a rapid switching operation when the power is turned on. A high starting voltage is applied between the electrodes of the arc tube to facilitate starting of the metal vapor discharge lamp.
本発明において、イオン化媒体の希ガスの封入圧が許容範囲内で相対的に低い場合は、比較的始動電圧が低下するので、近接導体のみを配設するのであっても5kV以下の始動用高電圧の印加で始動させることができる。これに対して、希ガスの封入圧が許容範囲内で相対的に高い場合は、比較的始動電圧が高くなるので、近接導体および紫外線放射手段の両方を併用すれば、5kV以下の始動用高電圧の印加で始動させることができる。なお、所望により近接導体および紫外線放射手段に加えて、それ以外の始動補助手段を併用することも許容される。 In the present invention, when the sealing pressure of the rare gas of the ionization medium is relatively low within the allowable range, the starting voltage is relatively lowered. Therefore, even if only the proximity conductor is provided, the starting voltage is 5 kV or less. It can be started by applying a voltage. On the other hand, when the noble gas filling pressure is relatively high within the allowable range, the starting voltage is relatively high. Therefore, if both the proximity conductor and the ultraviolet radiation means are used in combination, the starting voltage is 5 kV or less. It can be started by applying a voltage. In addition to the proximity conductor and the ultraviolet radiation means, it is allowed to use other start assisting means together if desired.
3.(始動用高電圧印加手段) 本発明の高圧放電ランプに始動補助手段を具備した場合、5kV以下の始動用高電圧であっても、これを印加して高圧放電ランプを始動させることができる。もちろん、5kVを超える始動用高電圧を印加して本発明の高圧放電ランプを点灯させることができる。始動用高電圧印加手段としては、例えばイグナイタと称される高電圧パルス発生器を高圧放電ランプと組み合わせて、ここから発生する高電圧パルスを印加する態様および安定器を用いて高圧放電ランプを点灯する際に、ここから発生するいわゆるキック電圧を高圧放電ランプの外部から発光管に印加する態様のいずれでもよい。また、イグナイタなどの始動用高電圧発生器は、これを安定器のケース内に収納した態様、口金内に収納した態様および外管内に収容した態様などのいずれであってもよい。なお、キック電圧を発生させるために、所望により外管内に熱応動スイッチや電圧応動スイッチなどの始動スイッチを高圧放電ランプの外管の内部に配設することが許容される。 3. (Starting high voltage applying means) When the high pressure discharge lamp of the present invention is provided with a starting auxiliary means, even when the starting high voltage is 5 kV or less, it can be applied to start the high pressure discharge lamp. Of course, the high-pressure discharge lamp of the present invention can be lit by applying a high starting voltage exceeding 5 kV. As a starting high voltage applying means, for example, a high voltage pulse generator called an igniter is combined with a high pressure discharge lamp, and a high voltage pulse generated from the high voltage pulse lamp is applied and a high voltage discharge lamp is turned on using a ballast. In so doing, any of the modes in which a so-called kick voltage generated therefrom is applied to the arc tube from the outside of the high-pressure discharge lamp may be used. Further, the starting high voltage generator such as an igniter may be in any of an aspect in which it is accommodated in a case of a ballast, an aspect in which it is accommodated in a base, and an aspect in which it is accommodated in an outer tube. In order to generate a kick voltage, it is allowed to arrange a start switch such as a heat responsive switch or a voltage responsive switch inside the outer tube of the high-pressure discharge lamp, if desired.
4.(高圧放電ランプの定格ランプ電力) 本発明において、高圧放電ランプの定格ランプ電力は、広範囲にわたり自由に設定することができる。しかし、好適には約30〜250W程度である。なお、高圧放電ランプの用途は、多様であることを許容されるが、好適には一般照明用である。したがって、定格ランプ電力および用途に応じて適当な形状および大きさの透光性気密容器、適当な値の電極間距離ならびにツリウムおよびホルミウムの少なくとも1種の適当な封入比率を有するイオン化媒体およびその封入量、キセノン主体の許容範囲内での封入圧を適宜組み合わせて選択することができる。 4). (Rated lamp power of high-pressure discharge lamp) In the present invention, the rated lamp power of the high-pressure discharge lamp can be freely set over a wide range. However, it is preferably about 30 to 250 W. The use of the high-pressure discharge lamp is allowed to be diverse, but is preferably for general illumination. Accordingly, a translucent hermetic container having an appropriate shape and size according to the rated lamp power and application, an interelectrode distance of an appropriate value, and an ionization medium having an appropriate encapsulation ratio of at least one of thulium and holmium and its encapsulation The amount and the enclosed pressure within the allowable range mainly composed of xenon can be appropriately selected.
5.(管壁負荷と透光性気密容器の温度の関係) 本発明において、高圧放電ランプの透光性気密容器の管壁負荷は、特段限定されないが、好適には22〜35W/cm2である。なお、管壁負荷は、ランプ電力を透光性気密容器の放電空間を包囲する包囲部の内面積で除算した値である。このような管壁負荷であっても、希ガスの封入圧が雰囲気温度25℃のときに1〜3気圧であると、希ガスの封入圧が雰囲気温度25℃のときに0.2〜20気圧の範囲の中では最も透光性気密容器の最高温度が低くなるということが判明した。 5. (Relationship between tube wall load and translucent airtight container temperature) In the present invention, the tube wall load of the translucent airtight container of the high-pressure discharge lamp is not particularly limited, but is preferably 22 to 35 W / cm 2 . . The tube wall load is a value obtained by dividing the lamp power by the inner area of the enclosure that surrounds the discharge space of the translucent airtight container. Even with such a tube wall load, when the enclosure pressure of the rare gas is 1 to 3 atm when the ambient temperature is 25 ° C., 0.2 to 20 when the enclosure pressure of the rare gas is 25 ° C. It has been found that the highest temperature of the translucent airtight container becomes lower in the range of atmospheric pressure.
したがって、本発明の高圧放電ランプは、その希ガス封入圧以外の値で、かつ同等の管壁負荷の場合より透光性気密容器の包囲部および小径筒部の動作温度を低く維持することができる。その結果、高圧放電ランプが長寿命になる。その動作温度差の一例を示せば、次のとおりである。すなわち、キセノンの封入圧が2.4気圧で、ランプ電力が30Wの本発明の高圧放電ランプの態様における動作温度は、包囲部中央の温度が、キセノンの封入圧が雰囲気温度25℃のときに16気圧である以外は本発明の高圧放電ランプと同じ仕様の比較例の動作温度より90℃低くなる。 Therefore, the high-pressure discharge lamp of the present invention can maintain the operating temperature of the surrounding portion and the small-diameter cylindrical portion of the translucent airtight container at a value other than the rare gas filling pressure and lower than the case of the equivalent tube wall load. it can. As a result, the high-pressure discharge lamp has a long life. An example of the operating temperature difference is as follows. That is, the operating temperature in the embodiment of the high-pressure discharge lamp of the present invention in which the enclosed pressure of xenon is 2.4 atm and the lamp power is 30 W is when the temperature at the center of the enclosure is the enclosed pressure of xenon is 25 ° C. The operating temperature is 90 ° C. lower than the operating temperature of the comparative example having the same specifications as the high-pressure discharge lamp of the present invention except for 16 atmospheres.
6.(発光管破裂時の保護手段) 本発明において、高圧放電ランプの発光管が破裂した際に生じる破片の飛散から保護するために、既知の保護手段を用いることができる。例えば、シュラウドと称される石英ガラス筒を発光管の主として透光性気密容器の包囲部を中心として包囲するように外管内に保持する。または外管全体をさらにその外側から保護ガラス管で包囲することができる。さらに、発光管破裂の際に所要の防爆性能を満たすために、所望によりガラスの厚みを大きくしたり、補強のための金属または無機質繊維からなる紐条体をシュラウドの外側に巻き付けたりすることができる。 6). (Protection means at the time of arc tube rupture) In the present invention, a known protection means can be used in order to protect the fragments from being scattered when the arc tube of the high pressure discharge lamp is ruptured. For example, a quartz glass cylinder called a shroud is held in the outer tube so as to surround the arc tube mainly around the surrounding portion of the translucent airtight container. Alternatively, the entire outer tube can be further surrounded by a protective glass tube from the outside. Furthermore, in order to satisfy the required explosion-proof performance when the arc tube ruptures, it is possible to increase the thickness of the glass as desired, or to wrap a string member made of metal or inorganic fiber for reinforcement around the outside of the shroud. it can.
〔本発明により得られる高圧放電ランプのその他の特性〕 本発明により得られる高圧放電ランプに、以下に示す特性を付与することができる。 [Other Characteristics of High Pressure Discharge Lamp Obtained by the Present Invention] The following characteristics can be imparted to the high pressure discharge lamp obtained by the present invention.
1.(点灯方向) 本発明の高圧放電ランプは、キセノン主体の希ガスが、雰囲気温度が25℃のときに1〜5気圧、好適には1〜3気圧であり、かつ主としてランプ電圧形成用の金属ハロゲン化物を封入する態様であっても、その封入量を少なくすることが可能なので、アークが湾曲しにくくなるため、水平点灯をおこなっても長寿命になる。なお、垂直点灯も可である。 1. (Lighting direction) In the high-pressure discharge lamp of the present invention, the xenon-based rare gas is 1 to 5 atm, preferably 1 to 3 atm when the ambient temperature is 25 ° C., and is mainly a metal for forming a lamp voltage. Even in a mode in which the halide is enclosed, the amount of the enclosure can be reduced, so that the arc is less likely to be bent, so that the life is prolonged even when horizontal lighting is performed. Vertical lighting is also possible.
2.(光束立ち上がり) 本発明の高圧放電ランプは、ランプ電力30〜70W級で光束50%の立ち上がりが1分以内、ランプ電力100〜250W級で同じく2分以内であり、立ち上がりが早い。 2. (Flux rise) The high-pressure discharge lamp of the present invention has a lamp power of 30 to 70 W class and the rise of 50% of the light flux is within one minute, and the lamp power is 100 to 250 W class and within two minutes.
3.(ランプ電圧立ち上がり) 本発明の高圧放電ランプは、ランプ電力30〜70W級でランプ電圧50%までの立ち上がりが1分以内、ランプ電力100〜250W級で同じく2分以内であり、立ち上がりが早い。 3. (Ramp voltage rise) The high-pressure discharge lamp of the present invention has a lamp power of 30 to 70 W class and the rise to a lamp voltage of 50% is within 1 minute, and the lamp power of 100 to 250 W class is also within 2 minutes.
4.(立ち上がり時の色度変化) 本発明の高圧放電ランプは、立ち上がり時の色度の変化幅がduv.−0.020〜+0.015と良好である。 4). (Change in chromaticity at the time of rising) The high-pressure discharge lamp of the present invention has a change width of chromaticity at the time of rising of duv. Good -0.020 to +0.015.
5.(調光) 本発明の高圧放電ランプは、水銀フリーなので調光が可能である。また、ツリウムおよびホルミウムの少なくとも一種を主として発光する金属ハロゲン化物の主成分とし、かつキセノン主体の希ガスの封入圧が雰囲気温度25℃のときに1〜3気圧であることにより、調光時の色温度変化が小さくなる。 5). (Dimming) Since the high-pressure discharge lamp of the present invention is mercury-free, dimming is possible. Further, at least one of thulium and holmium is a main component of a metal halide that mainly emits light, and the enclosure pressure of a rare gas mainly composed of xenon is 1 to 3 atm when the ambient temperature is 25 ° C. Change in color temperature is reduced.
6.(アーク転移時間) 本発明の高圧放電ランプは、水銀フリーで、かつキセノン主体の希ガスを1〜3気圧封入することにより、始動時および瞬時再点灯時のアーク転移時間転移時間が短くなる。その結果、電極の消耗が少なくて、しかも透光性気密容器の黒化が低減するので、高圧放電ランプが長寿命になる。 6). (Arc transition time) In the high-pressure discharge lamp of the present invention, the arc transition time transition time at start-up and instantaneous relighting is shortened by sealing mercury-free rare gas mainly containing xenon at 1 to 3 atm. As a result, electrode wear is reduced and blackening of the translucent airtight container is reduced, so that the high-pressure discharge lamp has a long life.
7.(グロー放電時間) 本発明の高圧放電ランプは、水銀フリーで、かつキセノン主体の希ガスの封入圧が雰囲気温度25℃のときに1〜3気圧であることにより、始動時および瞬時再点灯時のグロー放電時間が短くなる。その結果、電極の消耗が少なくて、しかも透光性気密容器の黒化が低減するので、高圧放電ランプが長寿命になる。 7. (Glow discharge time) The high-pressure discharge lamp of the present invention is mercury-free and has a pressure of 1 to 3 atm when the atmospheric pressure of the xenon-based rare gas is 25 ° C. The glow discharge time is shortened. As a result, electrode wear is reduced and blackening of the translucent airtight container is reduced, so that the high-pressure discharge lamp has a long life.
〔高圧放電ランプの点灯装置について〕 本発明において、高圧放電ランプの点灯装置は、鉄心およびコイルを主体とする安定器および電子化点灯装置のいずれであってもよい。本発明の高圧放電ランプは、開放電圧260V(または290V)以上の点灯装置を用いることにより、始動時の絶縁破壊後に確実にグロー放電からアーク放電に転移させることができ、しかも高温再始動が可能である。また、希ガスの封入圧を2気圧以下にしたり、始動補助手段を複数組み合わせて配設したり、始動補助手段の構成を最適化したりすれば、開放電圧240V(または220V)以下の点灯装置を用いても始動および瞬時再始動が可能になる。 [On the lighting device of the high-pressure discharge lamp] In the present invention, the lighting device of the high-pressure discharge lamp may be any of a ballast mainly composed of an iron core and a coil and an electronic lighting device. The high-pressure discharge lamp of the present invention uses a lighting device with an open circuit voltage of 260 V (or 290 V) or higher, so that it can be reliably transferred from glow discharge to arc discharge after dielectric breakdown at start-up, and can be restarted at high temperature. It is. Moreover, if the enclosure pressure of the rare gas is set to 2 atm or less, a plurality of start assisting means are arranged in combination, or the configuration of the start assisting means is optimized, a lighting device with an open circuit voltage of 240 V or less is provided. Even when used, starting and instantaneous restart are possible.
また、点灯装置は、高圧放電ランプを付勢して点灯するための点灯回路と、5kV以下の始動用高電圧を発生して高圧放電ランプを始動させる始動用高電圧発生器とにより構成することができる。本発明において、点灯回路としては、既知の各種点灯回路を採用することができる。例えば、フルブリッジ形インバータ回路またはハーフブリッジ形インバータ回路などの好ましくは低周波の矩形波交流電圧を発生する矩形波交流発生回路を主体とする回路構成などを用いることができる。これに代えるか、またはこれに加えて、昇圧チョッパまたは降圧チョッパなどの直流電圧変換回路を電源電圧調整および/またはアクティブフィルタ機能用としてインバータ回路の直流電源に付設したり、これらの回路を直流点灯装置として用いたりすることができる。 The lighting device is composed of a lighting circuit for energizing and lighting the high pressure discharge lamp, and a starting high voltage generator for starting the high pressure discharge lamp by generating a starting high voltage of 5 kV or less. Can do. In the present invention, various known lighting circuits can be employed as the lighting circuit. For example, a circuit configuration such as a full-bridge inverter circuit or a half-bridge inverter circuit, preferably a rectangular wave AC generating circuit that generates a rectangular AC voltage having a low frequency can be used. Alternatively or in addition, a DC voltage conversion circuit such as a step-up chopper or step-down chopper can be attached to the DC power supply of the inverter circuit for power supply voltage adjustment and / or active filter function, or these circuits can be lit by DC It can be used as a device.
〔照明装置について〕 本発明の照明装置は、照明装置本体と;照明装置本体内に配設された請求項1ないし3のいずれか一記載の高圧放電ランプと;高圧放電ランプを点灯する点灯装置と;を具備していることを特徴としている。
[About Lighting Device] The lighting device of the present invention includes a lighting device body; a high-pressure discharge lamp according to any one of
本発明において、照明装置とは、本発明の高圧放電ランプを光源とする装置を含む概念であり、例えば照明器具、標識灯、表示灯、光化学反応装置などである。また、照明装置本体とは、照明装置から高圧放電ランプを除外した残余の全てをいう。 In the present invention, the lighting device is a concept including a device using the high-pressure discharge lamp of the present invention as a light source, such as a lighting fixture, a marker lamp, an indicator lamp, a photochemical reaction device, and the like. In addition, the lighting device main body refers to all of the remainder excluding the high-pressure discharge lamp from the lighting device.
本発明によれば、主として発光する金属のハロゲン化物としてツリウムおよびホルミウムの少なくとも一種のハロゲン化物を含み、雰囲気温度が25℃のときに1〜5気圧のキセノン主体の希ガスを封入したことにより、ランプ電圧が高くなり、発光効率が改善され、るとともにて実用的な水銀フリーの高圧放電ランプを提供することができる。 According to the present invention, by containing at least one halide of thulium and holmium as a metal halide mainly emitting light, and by enclosing a rare gas mainly composed of 1 to 5 atm when the ambient temperature is 25 ° C., The lamp voltage is increased, the luminous efficiency is improved, and a practical mercury-free high-pressure discharge lamp can be provided.
また、ツリウムおよびホルミウムの少なくとも一種のハロゲン化物の主として発光に寄与する金属のハロゲン化物の総量に対する封入比率が10質量%以上である態様によれば、電極マウントサブコイル最適化の効果または/およびキセノン主体の希ガスを5気圧超で、かつ10気圧以下の圧力で封入する態様によれば、ランプ特性を劣化させることなくランプ電圧を高くすることができ、これにより発光効率とバラスト設計が改善された水銀フリーの高圧放電ランプを提供することができる。 Further, according to the aspect in which the encapsulation ratio of at least one halide of thulium and holmium to the total amount of the metal halide mainly contributing to light emission is 10% by mass or more, the effect of electrode mount subcoil optimization and / or xenon According to the embodiment in which the main rare gas is sealed at a pressure of more than 5 atm and less than 10 atm, the lamp voltage can be increased without deteriorating the lamp characteristics, thereby improving the luminous efficiency and the ballast design. A mercury-free high-pressure discharge lamp can be provided.
さらに、ツリウムおよびホルミウムの少なくとも一種のハロゲン化物の主として発光に寄与する金属のハロゲン化物の総量に対する封入比率が35質量%以上である態様によれば、加えてツリウムおよびホルミウムの少なくとも一種のハロゲン化物によるランプ電圧を十分に実用範囲まで高める作用を発揮するとともに高い発光効率が得られる水銀フリーの高圧放電ランプを提供することができる。 Furthermore, according to the aspect in which the encapsulation ratio of at least one of the thulium and holmium halides to the total amount of the metal halide that mainly contributes to light emission is 35% by mass or more, in addition, the at least one halide of thulium and holmium It is possible to provide a mercury-free high-pressure discharge lamp that exhibits an effect of sufficiently increasing the lamp voltage to a practical range and that can obtain high luminous efficiency.
さらにまた、イオン化エネルギーが8eV以上で、かつ融点が500℃以下の金属のハロゲン化物を含んでいる態様によれば、加えてこの金属ハロゲン化物の封入によりランプ電圧がさらに高い水銀フリーの高圧放電ランプを提供することができる。 Furthermore, according to the aspect including a metal halide having an ionization energy of 8 eV or more and a melting point of 500 ° C. or less, a mercury-free high-pressure discharge lamp having a higher lamp voltage due to the addition of the metal halide. Can be provided.
さらにまた、水銀フリーで、かつ室温換算でキセノン主体の希ガスの封入圧が10気圧以下、好ましくは5気圧以下において、電極マウントサブコイルの透光性セラミックス気密容器の包囲部側の終端が小径筒部と包囲部の境界部から包囲部内へ0.05mm以上延出している態様によれば、加えて電極マウントサブコイルが最適化されて希土類金属金属ハロゲン化物の電極マウントサブコイルへの付着部がより高温領域まで広がるために、希土類金属金属ハロゲン化物の蒸気圧が高くなり、その結果ランプ電圧が顕著に高くなる水銀フリーの高圧放電ランプを提供することができる。 Furthermore, when the enclosed pressure of the rare gas mainly composed of xenon is 10 atmospheres or less, preferably 5 atmospheres or less in terms of room temperature, the end of the electrode mount subcoil on the enclosure portion side of the translucent ceramic hermetic container has a small diameter. According to the aspect in which 0.05 mm or more extends from the boundary portion between the cylindrical portion and the surrounding portion into the surrounding portion, the electrode mount subcoil is optimized and the attachment portion of the rare earth metal halide to the electrode mount subcoil is optimized. Therefore, it is possible to provide a mercury-free high-pressure discharge lamp in which the vapor pressure of the rare earth metal halide is increased, and as a result, the lamp voltage is significantly increased.
さらにまた、外管および始動補助手段を具備している態様によれば、加えて一対の電極間に印加する始動用高電圧が5kV以下であっても確実に始動できて、水銀を封入した一般照明用の高圧放電ランプと互換性を有する水銀フリーの高圧放電ランプを提供することができる。 Furthermore, according to the aspect provided with the outer tube and the starting auxiliary means, in addition, it is possible to start reliably even when the starting high voltage applied between the pair of electrodes is 5 kV or less, and in which mercury is enclosed. A mercury-free high-pressure discharge lamp compatible with a high-pressure discharge lamp for illumination can be provided.
さらにまた、本発明の高圧放電ランプを備えた照明装置であることにより、以上の各効果を奏する照明装置を提供することができる。 Furthermore, the illumination device provided with the high-pressure discharge lamp of the present invention can provide an illumination device that exhibits the above effects.
以下、図面を参照して本発明を実施するための形態を説明する。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の高圧放電ランプを実施するための第1の形態を示す断面図である。本形態の高圧放電ランプは、透光性気密容器1、一対の電極2、2、一対の電流導入導体3、3、一対のシール材4、4およびイオン化媒体を具備し、発光管ITを構成する。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a first embodiment for carrying out the high-pressure discharge lamp of the present invention. The high-pressure discharge lamp of this embodiment includes a translucent
透光性気密容器1は、透光性セラミックス、例えば透光性多結晶アルミナセラミックスからなる。そして、包囲部1aおよび一対の小径筒状部1b、1bを備えていて、一体成形された構造をなしている。包囲部1aは、俵形をなし、中間の円筒部とその両端に連続する一対の半球部からなる。小径筒状部1bは、細長いパイプ状をなしていて、先端が包囲部1aの半球部の頂部に連通している。
The translucent
電極2は、ドープドタングステンの棒状体からなり、先端が透光性セラミックス気密容器1の包囲部1aの内部に臨み、基端が電流導入導体3の先端に突合せ溶接され、中間部が小径筒状部1bの内部に周囲に僅かな隙間であるキャピラリーを形成しながら挿通している。なお、小径筒部1bの内部に位置する電極2の電極軸部および電極軸部と同径の電流導入導体の耐火性部分との周囲に、タングステンなどの細線を巻回して電極マウントサブコイルを形成することができる。
The
電流導入導体3は、直列に接続した封着性部分3aおよび耐ハロゲン性部分3bを備えている。封着性部分3aは、二オブの棒状体からなり、後述するシール材4と協働して透光性気密容器1を封止しているとともに、基端が透光性気密容器1の外部に露出している。耐ハロゲン性部分3bは、モリブデンの棒状体からなり、その基端が封着性部分3aの先端に突合せ溶接されて透光性気密容器1の小径筒部1bの内部に挿入されている。また、その先端部に電極2の基端が溶接されている。
The
シール材4は、フリットガラスすなわちセラミックスコンパウンドの溶融固化体からなり、小径筒状部1b内に進入して、小径筒状部1b内に位置する電流導入導体3の封着性部分3aと小径筒状部1b内面との間の隙間に充填されるとともに、封着性部分3aの表面が透光性気密容器1内に露出しないように耐ハロゲン性部分の基端をも包囲している。
The sealing
イオン化媒体は、金属ハロゲン化物および希ガスからなる。 The ionization medium is composed of a metal halide and a rare gas.
金属ハロゲン化物は、少なくとも主として発光に寄与する金属のハロゲン化物を含む。本形態においては、主として発光に寄与する金属のハロゲン化物がツリウム(Tm)およびホルミウム(Ho)の少なくとも一種のハロゲン化物を含んでいる。なお、所望により上記の他にタリウム(Tl)を添加する場合には、透光性気密容器1の内容積に対して0.8mg/cc未満に規制すると、青色発光抑制現象を効果的に低減することができる。また、本形態においては、主としてランプ電圧形成用の金属ハロゲン化物を含んでいるが、水銀は本質的に含んでいない。
The metal halide includes at least a metal halide that mainly contributes to light emission. In the present embodiment, the metal halide mainly contributing to light emission contains at least one halide of thulium (Tm) and holmium (Ho). If desired, if thallium (Tl) is added in addition to the above, the blue light emission suppression phenomenon can be effectively reduced by regulating the inner volume of the translucent
希ガスは、雰囲気温度25℃のときに1〜5気圧のキセノン主体の希ガスからなる。
図2は、本発明の高圧放電ランプを実施するための第2の形態を示す正面図である。本形態の高圧放電ランプは、一般照明用途に適応し得る定格ランプ電力100W形のメタルハライドランプであり、発光管IT、外管OT、始動補助手段としての近接導体TWおよび紫外線エンハンサUVEを具備している。なお、図中、SGは保護ガラス管、SFは発光管支持部材、Gはゲッタ、Bは口金である。
The rare gas is composed of a xenon-based rare gas of 1 to 5 atm when the ambient temperature is 25 ° C.
FIG. 2 is a front view showing a second embodiment for carrying out the high-pressure discharge lamp of the present invention. The high-pressure discharge lamp of this embodiment is a metal halide lamp with a rated lamp power of 100 W that can be adapted to general lighting applications, and includes an arc tube IT, an outer tube OT, a proximity conductor TW as a starting auxiliary means, and an ultraviolet enhancer UVE. Yes. In the figure, SG is a protective glass tube, SF is an arc tube support member, G is a getter, and B is a base.
発光管ITは、図1に示す本発明における第1の形態の高圧放電ランプである。 The arc tube IT is a high-pressure discharge lamp according to the first embodiment of the present invention shown in FIG.
外管OTは、硬質ガラスからなる。そして、内部に発光管IT、始動補助手段としての近接導体TWおよび紫外線エンハンサUVE、保護ガラス管SG、発光管支持部材SFおよびゲッタGなどの部材を所定の位置に収納し、内部が真空になっている。また、外管OTは、図において下部に位置するネック部にフレアステム5を封着して備えている。フレアステム5は、一対の内部導入線6a、6bを外管OT内へ気密に突出させて備えている。
The outer tube OT is made of hard glass. Then, the arc tube IT, the proximity conductor TW and UV enhancer UVE as a starting auxiliary means, the protective glass tube SG, the arc tube support member SF, and the getter G are housed in predetermined positions, and the inside becomes a vacuum. ing. Further, the outer tube OT is provided with a
また、外管OTは、発光管ITを、その内部の中心軸に沿って外管OTのほぼ中央部に配置していて、上部の電流導入導体3が後述する接続片10に溶接されて支持されるとともに、発光管支持部材SFを介して内部導入線6aに接続している。また、発光管ITの下部の電流導入導体3が、接続導体7に溶接されて支持されているとともに、接続導体7を介して内部導入線6bに接続している。
Further, the outer tube OT has the arc tube IT arranged at the substantially central portion of the outer tube OT along the central axis of the outer tube OT, and the upper
近接導体TWは、その一端が発光管ITの図1において上方の電流導入導体3に溶接されている。そして、中間部が上方の小径筒部1bと包囲部1aとの境界部近傍において透光性セラミックス気密容器1に巻き付けられてリング部r1を形成し、さらに包囲部1aの外周に近接して管軸方向に沿って下方へ延在している。また、先端が下方の小径筒部1bと包囲部1aとの境界部近傍において透光性気密容器1に巻き付けられてリング部r2を形成している。
One end of the proximity conductor TW is welded to the upper
したがって、図2において、発光管ITの上方の図示されていない電極の電位が同じく下方の電極の近傍において透光性気密容器1を介して近接導体TWに印加されるので、そのリング部r2と下方の電極との間には大きな電位傾度が生まれる。そのため、5kV以下の始動用高電圧が一対の電極2、2間に印加されると、高圧放電ランプの始動が促進される。
Therefore, in FIG. 2, the potential of an electrode (not shown) above the arc tube IT is applied to the adjacent conductor TW via the translucent
紫外線エンハンサUVEは、小形で紫外線透過性の気密容器内に一方の導体l1の先端が封装されて内部電極を形成している。一方の導体l1は、発光管ITの図1において下方の電流導入導体3に溶接されている。そして、紫外線透過性の気密容器を抱持する他方の導体l2が後述する発光管支持部材SFの支持枠8に溶接されて外部電極を形成している。したがって、紫外線エンハンサUVEは、発光管ITに並列接続している。紫外線透過性の気密容器内には紫外線放射性の希ガスなどが封入されている。
In the ultraviolet enhancer UVE, the tip of one
そうして、高圧放電ランプの始動に先立って始動用高電圧が紫外線エンハンサUVEの一対の電極2、2間に印加されると、最初に放電開始し、発生した紫外線を発光管ITの下方の電極近傍に照射する。これにより電極2から光電効果によって電子が放出され、これが初期電子となって発光管IT内のイオン化媒体が励起されて始動しやすくなる。
Thus, when a high starting voltage is applied between the pair of
保護ガラス管SGは、石英ガラス製の円筒体からなり、発光管ITの周囲を離間状態にして包囲することで、発光管ITの破裂時に破片の飛散を抑制する。そして、後述のように発光管支持部材SFに支持されている。 The protective glass tube SG is made of a quartz glass cylinder, and surrounds the arc tube IT in a separated state, thereby suppressing the scattering of fragments when the arc tube IT is ruptured. And it is supported by the arc tube support member SF as will be described later.
発光管支持部材SFは、支持枠8、一対の支持プレート9、9および接続片10からなる。支持枠8は、ステンレス鋼棒を縦長の変形コ字形に屈曲してなり、内部導入線6aに接続している。一対の支持プレート9、9は、ステンレス鋼板をほぼ円盤状に形成してなり、支持枠8に固定されている。また、一対の支持プレート9、9の中央部には通孔が形成されており、透光性気密容器1の一対の小径筒部1b、1bを上記通孔に挿通させることにより、発光管ITを外管OTの管軸位置に定置しているとともに、発光管ITをその管軸方向に支持している。接続片10は、支持枠8の上部に溶接されていて、発光管ITの図において上方の電流導入導体3に接続している。1対の支持プレート9、9は、保護ガラス管SGの上下端面に嵌合してそれらの間に保護ガラス管SGを挟持するとともに、発光管支持部材SFに固定されている。したがって、保護ガラス管SGは、1対の支持プレート9、9を介して発光管支持部材SFに支持されている。
The arc tube support member SF includes a
ゲッタGは、発光管支持部材SFの図において上部に支持されているパフォーマンスゲッタである。 The getter G is a performance getter supported at the upper part in the figure of the arc tube support member SF.
口金Bは、ねじ形口金であり、図1において外管OTの下部に装着され、一対の内部導入線6a、6bに接続している。
The base B is a screw-type base and is attached to the lower part of the outer tube OT in FIG. 1 and connected to the pair of internal lead-in
実施例1は、図2に示すメタルハライドランプである。 Example 1 is a metal halide lamp shown in FIG.
透光性気密容器 :多結晶アルミナセラミックス一体成形、最大内径6mm、肉厚0.5mm、
全長34mm、内容積0.12cc
一対の電極 :電極間距離4.2mm
イオン化媒体 :TmI3-NaI=4mg(TmI3の含有比率75質量%)、ZnI2=0.1mg、
Xe5気圧
始動用高電圧 :4.5kV
口金、システム :市販一般照明HID用口金、一般照明HID用器具、専用安定器
電気特性 :ランプ電圧45V、ランプ電力30W、安定器は専用安定器使用
発光特性 :発光効率90 lm/W
Translucent airtight container: Polycrystalline alumina ceramics integrated molding, maximum inner diameter 6mm, wall thickness 0.5mm,
Total length 34mm, internal volume 0.12cc
Pair of electrodes: Distance between electrodes 4.2mm
Ionization medium: TmI 3 -NaI = 4 mg (content ratio of TmI 3 75% by mass), ZnI 2 = 0.1 mg,
Xe5 atmospheric pressure high voltage for starting: 4.5kV
Base, system: Base for general lighting HID, equipment for general lighting HID, dedicated ballast Electrical characteristics: Lamp voltage 45V, lamp power 30W, ballast uses dedicated ballast Luminous characteristics: Luminous efficiency 90 lm / W
イオン化媒体 :HoI3-NaI=4mg(HoI3の含有比率75質量%)、ZnI2=0.1mg、
Xe5気圧
始動用高電圧 :4.5kV
Ionization medium: HoI 3 -NaI = 4 mg (content ratio of HoI 3 75% by mass), ZnI 2 = 0.1 mg,
Xe5 atmospheric pressure high voltage for starting: 4.5kV
その他は実施例1と同じ。
電気特性 :ランプ電圧45V、ランプ電力30W、安定器は専用安定器使用
発光特性 :発光効率88 lm/W
Others are the same as Example 1.
Electrical characteristics: Lamp voltage 45V, lamp power 30W, ballast uses dedicated ballast Luminous characteristics: Luminous efficiency 88 lm / W
イオン化媒体 :TmI3-NaI=4mg(TmI3の含有比率75質量%)、ZnI2=0.1mg、Xe1.5気圧
始動用高電圧 :3.4kV
Ionization medium: TmI 3 -NaI = 4 mg (content ratio of TmI 3 75% by mass), ZnI 2 = 0.1 mg, Xe1.5 atm High voltage for starting: 3.4 kV
その他は実施例1と同じ。 Others are the same as Example 1.
電気特性 :ランプ電圧40V、ランプ電力30W、安定器は専用安定器使用
発光特性 :発光効率86 lm/W
Electrical characteristics: Lamp voltage 40V, lamp power 30W, ballast uses dedicated ballast Luminous characteristics: Luminous efficiency 86 lm / W
イオン化媒体 :TmI3-NaI=4mg(TmI3の含有比率75質量%)、ZnI2=0.1mg、
Xe1.5気圧
始動用高電圧 :3kV
Ionization medium: TmI 3 -NaI = 4 mg (content ratio of TmI 3 75% by mass), ZnI 2 = 0.1 mg,
Xe1.5 bar Start high voltage: 3kV
その他は実施例1と同じ。 Others are the same as Example 1.
電気特性 :ランプ電圧38V、ランプ電力30W、安定器は専用安定器使用
発光特性 :発光効率82 lm/W
Electrical characteristics: Lamp voltage 38V, lamp power 30W, ballast uses dedicated ballast Luminous characteristics: Luminous efficiency 82 lm / W
イオン化媒体 :TmI3-NaI=4mg(TmI3の含有比率75質量%)、ZnI2=0.1mg、
Xe1気圧
始動用高電圧 :2.8kV
Ionization medium: TmI 3 -NaI = 4 mg (content ratio of TmI 3 75% by mass), ZnI 2 = 0.1 mg,
Xe1 atmospheric pressure high voltage for starting: 2.8kV
その他は実施例1と同じ。 Others are the same as Example 1.
電気特性 :ランプ電圧37V、ランプ電力30W、安定器は専用安定器使用
発光特性 :発光効率80 lm/W
[比較例1]
イオン化媒体 :TmI3-NaI=4mg(TmI3の含有比率75質量%)、ZnI2=0.1mg、
Xe16気圧
始動用高電圧 :14kV
口金、システム :専用高耐電圧口金、専用HID器具、専用安定器
Electrical characteristics: Lamp voltage 37V, lamp power 30W, ballast uses dedicated ballast Luminous characteristics:
[Comparative Example 1]
Ionization medium: TmI 3 -NaI = 4 mg (content ratio of TmI 3 75% by mass), ZnI 2 = 0.1 mg,
Xe16 atmospheric pressure high voltage for starting: 14kV
Base, System: Dedicated high withstand voltage base, Dedicated HID device, Dedicated ballast
その他は実施例1と同じ。 Others are the same as Example 1.
電気特性 :ランプ電圧70V、ランプ電力30W
発光特性 :発光効率100 lm/W
[比較例2]
イオン化媒体 :HoI3-NaI=4mg(HoI3の含有比率75質量%)、ZnI2=0.1mg、
Xe16気圧
始動用高電圧 :14kV
Electrical characteristics: Lamp voltage 70V, lamp power 30W
Luminous characteristics:
[Comparative Example 2]
Ionization medium: HoI 3 -NaI = 4 mg (content ratio of HoI 3 75% by mass), ZnI 2 = 0.1 mg,
Xe16 atmospheric pressure high voltage for starting: 14kV
その他は比較例1と同じ。 Others are the same as Comparative Example 1.
電気特性 :ランプ電圧70V、ランプ電力30W
発光特性 :発光効率97 lm/W
上記実施例1〜5は、比較例1、2と対比して明らかなように、ランプ電圧および発光効率が十分実用レベルにあり、また始動用高電圧が3〜5kVで始動する。
Electrical characteristics: Lamp voltage 70V, lamp power 30W
Luminous properties: Luminous efficiency 97 lm / W
As is apparent from comparisons with Comparative Examples 1 and 2 in Examples 1 to 5, the lamp voltage and the light emission efficiency are sufficiently practical, and the starting high voltage starts at 3 to 5 kV.
図3は、本発明の高圧放電ランプを実施するための第3の形態を示す要部断面図である。本形態は、第1の形態との対比において、電極2が最適化された電極マウントサブコイル2bを備えている点に特徴を有している。
すなわち、本形態においては、電極2は、電極軸部2aおよび電極マウントサブコイル2bにより構成されている。電極軸部2aは、ドープドタングステンの棒状体からなる。電極マウントサブコイル2bは、ドープドタングステンの細線が電極軸部2aおよびこれと同径の電流導入導体3の耐火性部分3bの周囲に巻装されて形成されている。そして、その包囲部1a側の終端および小径筒部1bと包囲部1aとの境界部1dの間の距離Lが0.05mm以上である。すなわち、電極マウントサブコイル2bの包囲部1a側の終端が0.05mm以上包囲部1a内へ延出している。なお、電極軸部2aの先端部は、電極マウントサブコイル2bが巻装されないで露出した状態になっている。
FIG. 3 is a cross-sectional view of an essential part showing a third embodiment for implementing the high-pressure discharge lamp of the present invention. This embodiment is characterized in that the
In other words, in this embodiment, the
実施例6は、図3に示すメタルハライドランプである。 Example 6 is a metal halide lamp shown in FIG.
透光性気密容器 :多結晶アルミナセラミックス一体成形、最大内径6mm、肉厚0.5mm、
全長34mm、内容積0.13cc
一対の電極 :電極間距離4.2mm、電極マウントサブコイルは、Moマンドレル軸径
0.30mm、コイル線径0.18mm、コイルピッチ120%、
包囲部側の終端位置は境界部1dから0.5mm包囲部内へ延出してい る。
Translucent airtight container: Polycrystalline alumina ceramics integrated molding, maximum inner diameter 6mm, wall thickness 0.5mm,
Total length 34mm, internal volume 0.13cc
A pair of electrodes: Distance between electrodes 4.2mm, electrode mount subcoil is Mo mandrel shaft diameter
0.30 mm, coil wire diameter 0.18 mm,
The end position on the enclosure side extends from the boundary 1d into the enclosure of 0.5 mm.
キャピラリー間隙:平均0.02mm
イオン化媒体 :DyI3-HoI3-TmI3-NaI-LiI-TlI=4mg(TmI3+HoI3:0.4mg=10質量%)、
ZnI2=1.2mg、Xe2.4気圧、金属ハロゲン化物の滞留が電極マウント サブコイルの終端側にも多く分布する傾向であった。
Capillary gap: Average 0.02mm
Ionization medium: DyI 3 -HoI 3 -TmI 3 -NaI-LiI-TlI = 4 mg (TmI 3 + HoI 3 : 0.4 mg = 10% by mass)
There was a tendency that ZnI 2 = 1.2 mg, Xe 2.4 atm, and metal halide retention was distributed more on the terminal side of the electrode mount subcoil.
始動用高電圧 :3.9kV
電気特性 :ランプ電圧35V、ランプ電力30W
発光特性 :発光効率80 lm/W、duv.+0.0000
小径筒部の侵食 :最大侵食部の肉厚は点灯500h時点で初期値の99.5%であった。
High voltage for starting: 3.9kV
Electrical characteristics: Lamp voltage 35V, lamp power 30W
Luminous properties:
Erosion of small diameter cylinder part: The wall thickness of the maximum erosion part was 99.5% of the initial value at the time of lighting 500h.
その他は実施例1と同じ。
Others are the same as Example 1.
イオン化媒体 :TmI3-NaI=4mg(TmI33mg、含有比率75質量%)、ZnI2=0.2mg、
Xe2.4気圧、金属ハロゲン化物が電極マウントサブコイルの
終端側に多く滞留する傾向であった。
Ionization medium: TmI 3 -NaI = 4 mg (
Xe 2.4 atm, metal halide of electrode mount subcoil
There was a tendency to accumulate a lot on the terminal side.
始動用高電圧 :3.9kV
電気特性 :ランプ電圧37V、ランプ電力30W
発光特性 :発光効率88 lm/W、duv +0.0100
小径筒部の侵食 :最大侵食部の肉厚は点灯500h時点で初期値の99.5%であった。
High voltage for starting: 3.9kV
Electrical characteristics: Lamp voltage 37V, lamp power 30W
Luminous properties: Luminous efficiency 88 lm / W, duv +0.0100
Erosion of small diameter cylinder part: The wall thickness of the maximum erosion part was 99.5% of the initial value at the time of lighting 500h.
その他は実施例6と同じ。
Others are the same as Example 6.
イオン化媒体 :TmI3-NaI-LiI=4mg(TmI3:1.4mg=35質量%)、
ZnI2=0.2mg、Xe2.4気圧、金属ハロゲン化物の滞留が電極
サブコイルの終端側へ多く分布する傾向であった。
Ionization medium: TmI 3 -NaI-LiI = 4 mg (TmI 3 : 1.4 mg = 35% by mass)
ZnI 2 = 0.2mg, Xe2.4atm, metal halide retention
There was a tendency to distribute more to the terminal side of the subcoil.
始動用高電圧 :3.9kV
電気特性 :ランプ電圧36V、ランプ電力30W
発光特性 :発光効率80 lm/W、duv +0.0050
小径筒部の侵食 :最大侵食部の肉厚は点灯500h時点で初期値の99.5%であった。
High voltage for starting: 3.9kV
Electrical characteristics: Lamp voltage 36V, lamp power 30W
Luminous properties:
Erosion of small diameter cylinder part: The wall thickness of the maximum erosion part was 99.5% of the initial value at the time of lighting 500h.
その他は実施例6と同じ。
Others are the same as Example 6.
一対の電極 :電極間距離4.2mm、電極マウントサブコイルの包囲部側の終端位置は
境界部1dから0.1mm包囲部内へ延出している。
キャピラリー間隙:平均0.1mm
A pair of electrodes: The distance between the electrodes is 4.2mm, and the terminal position of the electrode mount subcoil on the enclosing portion side is
It extends into the 0.1 mm enclosure from the boundary 1d.
Capillary gap: average 0.1mm
イオン化媒体 :TmI3-NaI-LiI=4mg(TmI3:3mg=75質量%)、
ZnI2=0.2mg、Xe2.4気圧、金属ハロゲン化物の滞留が電極マウント サブコイルの基端側へ若干分布する傾向であった。
Ionization medium: TmI 3 -NaI-LiI = 4 mg (TmI 3 : 3 mg = 75% by mass)
ZnI 2 = 0.2 mg, Xe 2.4 atmospheres, and metal halide retention tended to be slightly distributed toward the proximal end of the electrode mount subcoil.
始動用高電圧 :3.9kV
電気特性 :ランプ電圧35V、ランプ電力30W
発光特性 :発光効率86 lm/W、duv +0.0050
小径筒部の侵食 :最大侵食部の肉厚は点灯500h時点で初期値の95%であった。
High voltage for starting: 3.9kV
Electrical characteristics: Lamp voltage 35V, lamp power 30W
Luminous properties: Luminous efficiency 86 lm / W, duv +0.0050
Erosion of small diameter cylinder part: The wall thickness of the maximum erosion part was 95% of the initial value at the time of lighting 500h.
その他は実施例6と同じ。
Others are the same as Example 6.
[比較例3]
一対の電極 :電極間距離4.2mm、電極マウントサブコイルの包囲部側の終端位置は
境界部1dから封止部側へ1mm後退している。
[Comparative Example 3]
A pair of electrodes: 4.2mm distance between electrodes
It is retracted 1 mm from the boundary portion 1d toward the sealing portion.
イオン化媒体 :TmI3-NaI=4mg(TmI3の含有比率75質量%)、ZnI2=0.2mg、
Xe2.4気圧、金属ハロゲン化物が電極マウントサブコイルの基端側に
多く滞留する傾向であった。
Ionization medium: TmI 3 -NaI = 4 mg (content ratio of TmI 3 75% by mass), ZnI 2 = 0.2 mg,
Xe 2.4 atm, metal halide on the base end side of the electrode mount subcoil
There was a tendency to stay a lot.
始動用高電圧 :3.9kV
電気特性 :ランプ電圧25V、ランプ電力30W
発光特性 :発光効率70lm/W、duv 0.0100
小径筒部の侵食 :最大侵食部の肉厚は点灯500h時点で初期値の65%であった。
High voltage for starting: 3.9kV
Electrical characteristics: Lamp voltage 25V, lamp power 30W
Luminous properties: Luminous efficiency 70lm / W, duv 0.0100
Erosion of small diameter cylinder part: The wall thickness of the maximum erosion part was 65% of the initial value at the time of lighting 500h.
その他は実施例6と同じ。
Others are the same as Example 6.
[比較例4]
一対の電極 :電極間距離4.2mm、電極サブコイルの包囲部側の終端位置は境界部1d
から包囲部内へ0.5mm延出している。
[Comparative Example 4]
A pair of electrodes: The distance between the electrodes is 4.2 mm, and the terminal position of the electrode sub-coil surrounding portion is the boundary portion 1d.
Extends 0.5mm into the enclosure.
キャピラリー間隙:平均0.02mm
イオン化媒体 :TmI3-NaI=4mg(TmI3の含有比率75質量%)、Hg=0.5mg、Ar0.2気圧、
金属ハロゲン化物が電極サブコイルの基端側へ多く滞留する傾向
であった。
Capillary gap: Average 0.02mm
Ionization medium: TmI 3 -NaI = 4 mg (content ratio of TmI 3 75% by mass), Hg = 0.5 mg, Ar 0.2 atm,
Metal halide tends to stay in the base end of electrode subcoil
Met.
始動用高電圧 :2.7kV
電気特性 :ランプ電圧90V、ランプ電力30W
発光特性 :発光効率90 lm/W、duv 0.0000
小径筒部の侵食 :最大侵食部の肉厚は点灯500h時点で初期値の100%であった。
High voltage for starting: 2.7kV
Electrical characteristics: Lamp voltage 90V, lamp power 30W
Luminous properties: Luminous efficiency 90 lm / W, duv 0.0000
Erosion of small diameter cylinder part: The wall thickness of the maximum erosion part was 100% of the initial value at the time of lighting 500 hours.
その他は実施例6と同じ。
Others are the same as Example 6.
図4は、以上説明した本発明の実施の形態における各構成要件の許容し得る範囲を説明するグラフである。図において、横軸の「Xe封入圧」はキセノン主体の希ガスとしてキセノンを封入したときの室温(25℃)換算の封入圧力(気圧)を、縦軸は左側の「効率lm/W、ランプ電圧V」が発光効率(lm/W)およびランプ電圧(V)、右側の絶縁破壊始動電圧(kV)」が絶縁破壊電圧/始動電圧(kV)を、それぞれ示す。また、図中の曲線は、希ガス封入圧力5気圧における上下方向の位置で上から下へ以下の特性を示している。
(1)「TmHo75% 効率」は、Tm(Ho)ハロゲン化物の発光金属ハロゲン化物総量に対する封入比率が75%における発光効率
(2)「TmHo45% 効率」は、同じく45%における発光効率
(3)「TmHo75% 電圧」は、上記封入比率75%における始動電圧
(4)「TmHo45% 電圧」は、同じく45%における始動電圧
(5)「共通 絶縁破壊電」は、絶縁破壊電圧(上記封入比率45%、75%共通)
FIG. 4 is a graph illustrating an allowable range of each component in the embodiment of the present invention described above. In the figure, the “Xe enclosure pressure” on the horizontal axis represents the enclosure pressure (atmosphere) in terms of room temperature (25 ° C.) when xenon is enclosed as a rare gas mainly composed of xenon, and the vertical axis represents “efficiency lm / W, lamp "Voltage V" indicates luminous efficiency (lm / W) and lamp voltage (V), and breakdown start voltage (kV) on the right indicates breakdown voltage / start voltage (kV). In addition, the curve in the figure shows the following characteristics from top to bottom at a vertical position at a rare gas filling pressure of 5 atm.
(1) “TmHo 75% efficiency” is the luminous efficiency when the encapsulation ratio of Tm (Ho) halide to the total amount of luminescent metal halide is 75%. (2) “TmHo 45% efficiency” is also the luminous efficiency at 45% (3) “TmHo 75% voltage” is the starting voltage (4) “TmHo 45% voltage” is 45%, and the starting voltage (5) “common breakdown voltage” is 45%. %, 75% common)
図4から分かるように、Tm(Ho)ハロゲン化物の発光金属ハロゲン化物総量に対する封入比率が75%における発光効率は、上記希ガス封入圧が0.7気圧で76lm/Wであり、ランプ電圧は35Vである。また、同じく5気圧で発光効率90lm/W、ランプ電圧45V、絶縁破壊電圧/始動電圧4.5kVである。さらに、10気圧で同じく約98lm/W、ランプ電圧約55V、絶縁破壊電圧/始動電圧5.3kVである。さらにまた、上記希ガス封入圧が1気圧で同じく80lm/W、ランプ電圧37V、絶縁破壊電圧/始動電圧3.2kVである。 As can be seen from FIG. 4, the luminous efficiency when the encapsulation ratio of Tm (Ho) halide to the total amount of luminescent metal halide is 75% is 76 lm / W when the rare gas encapsulation pressure is 0.7 atm, and the lamp voltage is 35V. Similarly, at 5 atm, the luminous efficiency is 90 lm / W, the lamp voltage is 45 V, and the dielectric breakdown voltage / starting voltage is 4.5 kV. Further, at 10 atmospheres, the pressure is about 98 lm / W, the lamp voltage is about 55 V, and the dielectric breakdown voltage / starting voltage is 5.3 kV. Furthermore, the noble gas filling pressure is 80 lm / W, the lamp voltage is 37 V, and the dielectric breakdown voltage / starting voltage is 3.2 kV at 1 atm.
そうして、実用下限発光効率を70lm/W、実用下限ランプ電圧を35V、実用上限絶縁破壊電圧/始動電圧を6.3kVと設定して図中に横線を記入してある。キセノン主体の希ガス封入圧が1〜5気圧であれば、発光効率およびランプ電圧が実用下限以上であり、絶縁破壊電圧/始動電圧が実用上限以下であることが分かる。また、絶縁破壊電圧/始動電圧が実用上限を若干超えることが許容される場合には、キセノン主体の希ガス封入圧が5気圧を超えて10気圧以下で、十分に高い発光効率およびランプ電圧が得られることが分かる。 Thus, the practical lower limit luminous efficiency is set to 70 lm / W, the practical lower limit lamp voltage is set to 35 V, and the practical upper limit dielectric breakdown voltage / starting voltage is set to 6.3 kV. It can be seen that when the xenon-based rare gas filling pressure is 1 to 5 atm, the luminous efficiency and the lamp voltage are not lower than the practical lower limit and the dielectric breakdown voltage / starting voltage is not higher than the practical upper limit. If the breakdown voltage / starting voltage is allowed to slightly exceed the practical upper limit, the xenon-based rare gas filling pressure is more than 5 atmospheres and 10 atmospheres or less, and sufficiently high luminous efficiency and lamp voltage are obtained. You can see that
図5は、本発明の照明装置を実施するための一形態としての天井埋込形ダウンライトを示す断面図である。 FIG. 5 is a cross-sectional view showing a ceiling-embedded downlight as an embodiment for carrying out the lighting device of the present invention.
図において、11は高圧放電ランプ、12は照明器具本体である。 In the figure, 11 is a high-pressure discharge lamp, and 12 is a lighting fixture body.
高圧放電ランプ11は、図2に示す本発明の高圧放電ランプを実施するための第2の形態におけるのと同じである。
The high-
照明器具本体12は、天井埋込形ダウンライトを構成するもので、基体12a、反射板12bを具備している。基体12aは、天井に埋め込まれるために、下端に天井当接縁12a1を備えている。反射板12bは、基体12aに支持されているとともに、高圧放電ランプ11の発光中心がそのほぼ焦点に位置するように包囲している。
The luminaire
高圧放電ランプ11を点灯させるための高圧放電ランプ点灯装置(図示を省略している。)は、これを照明器具本体12に配設したり、照明器具本体12に隣接する位置または遠隔した位置に別置きとしたりすることができる。
A high-pressure discharge lamp lighting device (not shown) for lighting the high-
1…透光性気密容器、1a…包囲部、1b…小径筒部、1c…放電空間、2…電極、2a…電極軸部、2b…電極マウントサブコイル、3…電流導入導体、3a…封着性部分、3b…耐ハロゲン性部分、4…シール材、5…ステム、B…口金、IT…発光管、OT…外管、SF…支持枠、SG…保護ガラス、TW…近接導体、UVE…紫外線エンハンサ
DESCRIPTION OF
Claims (6)
放電空間に臨在するように透光性気密容器内に配設された一対の電極と;
希ガスおよび金属ハロゲン化物を含み、金属ハロゲン化物が主として発光に寄与する金属のハロゲン化物としてツリウム(Tm)およびホルミウム(Ho)の少なくとも一種のハロゲン化物を含み、希ガスが室温換算で1〜5気圧のキセノン主体であり、かつ水銀を含まないで透光性気密容器内に封入されたイオン化媒体と;
を具備していることを特徴とする高圧放電ランプ。 A translucent airtight container with a discharge space inside;
A pair of electrodes disposed in the translucent airtight container so as to be present in the discharge space;
It contains at least one halide of thulium (Tm) and holmium (Ho) as a metal halide in which the metal halide mainly contributes to light emission, including a rare gas and a metal halide. An ionization medium which is mainly composed of atmospheric xenon and does not contain mercury and is enclosed in a translucent airtight container;
A high-pressure discharge lamp comprising:
一対の電極は、電極軸部および電極マウントサブコイルを備えて透光性セラミックス気密容器の小径筒部内にその内面との間にわずかな隙間を形成して挿通し、電極軸部は基端が電流導入導体の先端部に支持され先端が包囲部内に露出し、電極マウントサブコイルは電極軸部の中間部から基端部にかけて電極軸部の周囲に巻装されているとともに、電極マウントサブコイルの包囲部側の終端が小径筒部と包囲部との境界部から包囲部内へ0.05mm以上延出して配設されている;
ことを特徴とする1ないし3のいずれか一記載の高圧放電ランプ。 The translucent airtight container includes a surrounding portion in which a discharge space is formed, a pair of small diameter cylindrical portions that communicate with the inside of the surrounding portion and extend from both ends of the surrounding portion in the tube axis direction, and a small diameter cylindrical portion A translucent ceramic hermetic container in which the distal end portion of the current introduction conductor is inserted inside, the base end portion is exposed to the outside, and the end portion of the small diameter cylindrical portion is sealed together with the current introduction conductor;
The pair of electrodes includes an electrode shaft portion and an electrode mount subcoil, and is inserted into the small-diameter cylindrical portion of the translucent ceramic hermetic container with a slight gap between the inner surface. The tip of the current introduction conductor is supported and the tip is exposed in the surrounding portion, and the electrode mount subcoil is wound around the electrode shaft from the middle to the base end of the electrode shaft, and the electrode mount subcoil An end portion of the surrounding portion is disposed to extend from the boundary portion between the small-diameter cylindrical portion and the surrounding portion into the surrounding portion by 0.05 mm or more;
The high-pressure discharge lamp according to any one of 1 to 3, wherein
一対の電極間に3〜5kVの始動用高電圧を印加したときに発光管内に放電が開始するように外管の内部に配設されて始動を補助する始動補助手段と;
を具備していることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか一記載の高圧放電ランプ。 An outer tube containing an arc tube inside and having a base at one end;
Start assisting means disposed inside the outer tube to assist in starting so that a discharge starts in the arc tube when a high starting voltage of 3 to 5 kV is applied between the pair of electrodes;
The high pressure discharge lamp according to any one of claims 1 to 4, further comprising:
照明装置本体に配設された請求項1ないし5のいずれか一記載の高圧放電ランプと;
を具備していることを特徴とする照明装置。 A lighting device body;
A high-pressure discharge lamp according to any one of claims 1 to 5 disposed in a lighting device body;
An illumination device comprising:
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2008242552A JP2009283433A (en) | 2008-04-25 | 2008-09-22 | High-pressure discharge lamp and lighting system |
| PCT/JP2009/055865 WO2009119612A1 (en) | 2008-03-24 | 2009-03-24 | High-pressure discharge lamp and lighting device |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2008116320 | 2008-04-25 | ||
| JP2008242552A JP2009283433A (en) | 2008-04-25 | 2008-09-22 | High-pressure discharge lamp and lighting system |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2009283433A true JP2009283433A (en) | 2009-12-03 |
Family
ID=41453659
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2008242552A Pending JP2009283433A (en) | 2008-03-24 | 2008-09-22 | High-pressure discharge lamp and lighting system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2009283433A (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003317661A (en) * | 2002-02-25 | 2003-11-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Metal halide lamp |
| JP2007115653A (en) * | 2005-09-22 | 2007-05-10 | Toshiba Lighting & Technology Corp | High pressure discharge lamp, high pressure discharge lamp lighting device and lighting device |
| JP2007115652A (en) * | 2005-09-22 | 2007-05-10 | Toshiba Lighting & Technology Corp | High pressure discharge lamp and lighting device |
| JP2007149664A (en) * | 2005-11-07 | 2007-06-14 | Toshiba Lighting & Technology Corp | High pressure discharge lamp and lighting device |
-
2008
- 2008-09-22 JP JP2008242552A patent/JP2009283433A/en active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003317661A (en) * | 2002-02-25 | 2003-11-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Metal halide lamp |
| JP2007115653A (en) * | 2005-09-22 | 2007-05-10 | Toshiba Lighting & Technology Corp | High pressure discharge lamp, high pressure discharge lamp lighting device and lighting device |
| JP2007115652A (en) * | 2005-09-22 | 2007-05-10 | Toshiba Lighting & Technology Corp | High pressure discharge lamp and lighting device |
| JP2007149664A (en) * | 2005-11-07 | 2007-06-14 | Toshiba Lighting & Technology Corp | High pressure discharge lamp and lighting device |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN1278371C (en) | High voltage discharge lamp and high voltage discharge lamp system using said discharge lamp | |
| JP4279122B2 (en) | High pressure discharge lamp and lighting device | |
| US7573203B2 (en) | Mercury-free high-pressure discharge lamp and luminaire using the same | |
| JP4933850B2 (en) | Metal halide lamp and lighting device using the same | |
| JP2006120599A (en) | Metallic vapor discharge lamp and metallic vapor discharge lamp lighting device | |
| JP4340170B2 (en) | High pressure discharge lamp and lighting device | |
| WO2007004663A1 (en) | Metal halide lamp and illuminator employing it | |
| JP2007115652A (en) | High pressure discharge lamp and lighting device | |
| JP4279120B2 (en) | High pressure discharge lamp and lighting device | |
| JP5190582B2 (en) | Metal halide lamps and lighting fixtures | |
| JP2008084550A (en) | High pressure discharge lamp, high pressure discharge lamp lighting device and lighting device | |
| JP2008177160A (en) | High pressure discharge lamp and lighting device | |
| JP2004288606A (en) | High-pressure discharge lamp and lighting device | |
| WO2009119612A1 (en) | High-pressure discharge lamp and lighting device | |
| WO2008050867A1 (en) | High-pressure discharge lamp, lighting equipment, and high-pressure discharge lamp device | |
| JP2009259769A (en) | High-pressure discharge lamp and lighting device | |
| JP2009283433A (en) | High-pressure discharge lamp and lighting system | |
| JP2010218988A (en) | High-pressure discharge lamp, and lighting apparatus | |
| JP2010073624A (en) | High-pressure discharge lamp and lighting system | |
| EP1763067A1 (en) | Metal halidee lamp, lighting device for metal halide lamp and headlight | |
| JP2010140826A (en) | High-pressure discharge lamp, and lighting system | |
| JP2010049953A (en) | Ultraviolet ray enhancer, high-pressure discharge lamp, and illumination device | |
| JP2010153176A (en) | High-pressure discharge lamp and lighting system | |
| JP2009231133A (en) | High-pressure discharge lamp, and lighting system | |
| JP4756878B2 (en) | Ceramic discharge lamp lighting device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20110310 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120815 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20121204 |