【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はメタルハライドランプに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
メタルハライドランプは、コンパクト・高演色になるにしたがって、店舗等の屋内商業エリアで頻繁に使用される傾向にある。特に、色温度が３０００〜４０００Ｋの白熱電球の光に近い光色を有したメタルハライドランプは、暖かみがある高級な雰囲気を演出する光源として盛んに用いられている。
【０００３】
この電球色に近い放射光を持つメタルハライドランプは、封入物としてハロゲン化錫を用いたものが古くから知られている。しかし、ハロゲン化錫を用いたメタルハライドランプは、動程中に電極の低温部がその封入物によって激しく侵食されるため、電極折れを引き起こすという問題があった。
【０００４】
そこで、従来、電極折れを引き起こすハロゲン化錫を用いることなく、高演色で電球色に近い放射光を実現するために、発光管の発光部および封止部を透光性筒で完全に包囲して、発光管および透光性筒を外管内に支持した構成のメタルハライドランプがあった。さらにこのメタルハライドランプは、透光性筒の表面に、可視領域光の一部を反射する多層干渉膜からなる反射膜が形成されており、この多層干渉膜の特性により任意の色温度を選択でき、また多層干渉膜による多重反射のうちにエネルギーが発光管に返還され、高効率が得られるというものであった。このような従来のメタルハライドランプに、例えばＤｙＩ3 のようなランタノイド系金属ハロゲン化物を含む金属ハロゲン化物を封入することによって、色温度が３０００〜４０００Ｋで平均演色評価数が９０以上の高演色メタルハライドランプを実現することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、透光性筒に反射膜を形成した構造のメタルハライドランプは、反射膜からの反射光の一部が発光管に返還され高効率が得られる一方、反射膜がない場合に比べて発光管の温度が上昇するため、動程中において発光管の劣化が著しいという問題が生じる。発光管の劣化には様々な要因があるが、特に問題となるのが発光管内に封入された封入物と発光管材料の反応である。このような封入物と発光管材料、例えば石英との反応は発光管負荷を減じることによって抑制することができる。しかしこれとは別に、封入物が電極に沿って発光管封止部に侵入し、気密封止のために用いられている金属箔の表面上を侵食するといった問題ある。これは、反射膜からの反射光によって封止部および金属箔の温度が上昇し、金属箔と石英の密着面上を封入物が反応・侵食することにより生じる。このような侵食が金属箔の外側端部まで進行すると、封入物が発光管外部に漏出し、ランプは点灯不能となる。特に、メタルハライドランプのコンパクト性を維持する必要上、封止部の長さを発光部の長さ以下としたときに、封止部の温度が上昇し、封入物の外部への漏出が生じやすい。上記した問題は、石英と反応性の高いランタノイド系の金属ハロゲン化物が封入されているときに、特に多く生じることが分かった。
【０００６】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、寿命中に発光管から封入物が漏出して点灯不能となることがなく、良好な動程特性を持ち、電球色に近い光色を有する高演色性のメタルハライドランプを提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明のメタルハライドランプは、内部に一対の電極を有し、かつ金属ハロゲン化物および緩衝ガスが封入された発光部と、前記発光部の両端に連設され、前記電極に接続された金属箔が封止された封止部とを有する発光管と、前記発光管を包囲した透光性筒と、前記発光管および前記筒を内蔵した外管とを備え、前記筒の表面に可視領域光の一部を反射する反射膜が形成され、かつ前記筒の両端開口から前記封止部が突出しており、前記封止部の長さをａ（ｍｍ）、前記筒から突出している前記封止部の部分の長さをｂ（ｍｍ）、前記発光部の長さをｃ（ｍｍ）としたとき、ａ／３≦ｂ≦ａかつａ≦ｃである構成を有する。
【０００８】
【作用】
この構成により、動程中の発光管から封入物の漏出は生じることがなくなる。
【０００９】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。
【００１０】
図２に示すように、本発明の一実施例である１００Ｗメタルハライドランプは、石英からなる内径１０ｍｍの発光管１を有し、この発光管１は、内部に一対の電極（図示せず）を有し、緩衝ガスとしてアルゴンが１００００パスカル、Ｈｇが１２ｍｇ、ＤｙＩ3 −ＴｌＩ−ＣｓＩの組成をもつ金属ハロゲン化物が２ｍｇ封入された発光部２と、この発光部２の両端に連設され、モリブ箔からなる金属箔（図示せず）を封止した封止部３とを有する。発光管１は、透光性筒４に包囲されており、かつ発光管１の封止部３が透光性筒４の両端開口から突出するよう設けられている。透光性筒４の外表面には反射膜として、ＴｉＯ2 とＳｉＯ2 からなる多層干渉膜１３が形成されている。発光部２の両端部外面と封止部３の外面には、ＺｒＯ2 等からなる熱反射膜５が形成されている。発光管１の封止部３からは金属箔を介して電極に接続された外部リード線６，７がそれぞれ導出されている。発光管１は、ステム８から導出したステム線９，１０と外部リード線６，７がそれぞれ接続されて外管１１内に支持されている。透光性筒４は、支持体１２とステム線１０とが接続されて外管１１内に支持されている。また、外管３内は真空である。図１に示すように、発光管１の発光部２の長さｃは１６ｍｍ、封止部３の長さａは１３ｍｍ、および透光性筒４から突出している封止部３の長さｂは６．５ｍｍである。すなわち、封止部の長さａ、透光性筒から突出している封止部の部分の長さｂおよび発光部の長さｃは４．３≦６．５≦１３、かつ１３≦１６となり、ａ／３≦ｂ≦ａかつａ≦ｃの関係を満足している。
【００１１】
なお、図２中、１４はゲッター、１５は口金をそれぞれ示している。
図３は、上記した本発明の一実施例のメタルハライドランプ（以下、本発明ランプという）に用いた多層干渉膜付き透光性筒の可視領域光の透過特性を示した。この多層干渉膜は、ランプの光色を電球色に近づけるために、可視領域光の青緑色領域を選択的に反射する特性を持っている。
【００１２】
本発明ランプおよび発光管の発光部および封止部を透光性筒で完全に包囲した従来のメタルハライドランプ（以下、従来ランプという）の特性は、いずれも全光束が６３００ｌｍ、放射光の色温度が３７００Ｋ、放射光の平均演色評価数が９７である。しかしながら、本発明ランプと従来ランプの寿命試験をそれぞれ行ったところ、寿命６０００時間の間に従来ランプは２０本中７本が封入物の漏出により点灯不能となったのに対し、本発明ランプは点灯不能となるランプはなく２０本全数が良好に点灯することが確認できた。
【００１３】
また、寿命中に点灯不能となった従来ランプの発光管の封止部の熱反射膜をはぎ取り金属箔の観察を行った結果、金属箔全体が封入物の侵食により褐色に変色しているのが確認できた。また、金属箔の変色部の断面を削りだして分析した結果、発光管材料である石英と封入物との反応によって、金属箔と石英との間にわずかな隙間が生じているのが確認できた。さらに、寿命６０００時間点灯可能であった従来ランプに対して同様の観察を行った結果、金属箔の変色はいずれも金属箔の７０％以上まで進行しているのが確認され、従って、この従来ランプに対して寿命試験を継続すれば金属箔の侵食が進み、封入物の漏出が生じ、ついには点灯不能となるのは明らかであった。
【００１４】
これに対して、本発明ランプのすべてに対して、上記と同様な観察を行った結果、金属箔の変色は最も進行しているものでも金属箔の５０％以下までしか進行しておらず、従って本発明により、金属箔が侵食されるのを抑制でき、このため、寿命中における封入物の漏出による点灯不能を防止できる。また、この本発明ランプに対して寿命試験を継続しても、石英と封入物との反応はゆるやかになるため、発光管からの封入物の漏出は生じることがなく、従って封入物の漏出による点灯不能は生じない。
【００１５】
また、真空容器の中で本発明ランプと従来ランプを組立マウントに外管をかぶせて点灯させ、発光管封止部の中央部の温度を測定したところ、従来ランプはその温度が７３０℃であったのに対し、本発明ランプは６８９℃であり、従来ランプよりも本発明ランプの封止部の温度が明らかに低下しているのが確認できた。
【００１６】
本発明は、発光管の封止部に返還される反射膜からの反射光は減少するため、封止部および封止部に封止された金属箔の温度上昇は抑制される。また、透光性筒の両端開口から突出している封止部の部分は、温度の比較的高い透光性筒に包囲されていないため、透光性筒による保温効果が無く、従って、熱放射が促進され、封止部の温度を減少させる。すなわち、封止部および金属箔の温度が下がるため、封止部と金属箔との密着面上における封入物と発光管材料の反応が抑制され、封入物によって金属箔が侵食される速度が遅延される。したがって、動程中の発光管からの封入物の漏出を抑制することができ、良好な動程特性を持ち、電球色に近い光色および寿命特性に優れた高演色性のメタルハライドランプを得ることができる。また、発光管材料、例えば石英との反応性が高いランタノイド系のハロゲン化金属を封入した場合においても、同様の効果を得ることができる。
【００１７】
表１は、透光性筒から突出している封止部の部分の割合と、封止部の中央部の温度、寿命中点灯不能品の発生状態の関係を示す。
【００１８】
【表１】
【００１９】
表１から明らかなように、透光性筒から突出している封止部の部分の率、すなわち、封止部突出率ｂ／ａが１／３以上であれば、封止部の中央部の温度が７００℃以下となり、定格寿命の６０００時間の動程中に点灯不能品が発生しないことがわかる。一方、透光性筒から突出している封止部の部分の長さｂが封止部の長さａを超えた場合、つまり発光管の発光部までもが透光性筒の両端開口より突出した場合は、発光管内の電極付近にある発光管内最冷部の保温までもが損なわれるため、封入物の蒸気圧の低下が生じ、ランプの色温度が変化し、演色性が著しく低下する。
【００２０】
以上のように、本発明実施例のメタルハライドランプは、反射膜によって例えば電球色に近いような任意の光色が選択でき、ＤｙＩ3 のように反応性の高いランタノイド系の金属ハロゲン化物を封入した場合でも寿命中に発光管から封入物の漏出が生じず、良好な動程特性を有する極めて高演色なメタルハライドランプを提供することができる。
【００２１】
なお、上記実施例では、封入ハロゲン化物にＤｙＩ3 −ＴｌＩ−ＣｓＩの組成のものを用いたが、その他の組成のハロゲン化物を用いてもよい。また、反射膜としてＴｉＯ2 とＳｉＯ2からなる多層干渉膜を用いているが、その他の材質からなる反射膜を用いてもよい。また、反射膜は透光性筒の外表面に形成されているが、内表面でも、内外両面でもよい。さらに発光管や透光性筒に関しても、石英以外の材質を用いてもよい。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、寿命中に発光管から封入物が漏出するのを防止でき、良好な動程特性を持ち、電球色に近い光色および寿命特性に優れた高演色性のメタルハライドランプを提供することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例であるメタルハライドランプの要部拡大正面図
【図２】同じくメタルハライドランプの正面図
【図３】同じく多層干渉膜付き透光性筒の可視領域光の透過率特性を示す図
【符号の説明】
１ 発光管
２ 発光部
３ 封止部
４ 透光性筒
５ 熱反射膜
１３ 多層干渉膜[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a metal halide lamp.
[0002]
[Prior art]
As metal halide lamps become more compact and have higher color rendering, they tend to be used more frequently in indoor commercial areas such as stores. In particular, metal halide lamps having a light color similar to that of incandescent light bulbs having a color temperature of 3000 to 4000 K are actively used as light sources for producing a warm and high-class atmosphere.
[0003]
A metal halide lamp having a radiant light close to the color of a light bulb has long been known to use tin halide as an enclosure. However, the metal halide lamp using tin halide has a problem in that the electrode low temperature portion is severely eroded by the inclusion during the travel, causing the electrode to break.
[0004]
Therefore, conventionally, the light emitting part and the sealing part of the arc tube are completely surrounded by a translucent tube in order to achieve a high color rendering and near-bulb-color radiated light without using tin halide that causes electrode breakage. In addition, there has been a metal halide lamp having a configuration in which an arc tube and a translucent tube are supported in an outer tube. Furthermore, this metal halide lamp has a reflective film made of a multilayer interference film that reflects part of visible light on the surface of the translucent tube, and any color temperature can be selected depending on the characteristics of this multilayer interference film. In addition, the energy is returned to the arc tube during multiple reflections by the multilayer interference film, and high efficiency is obtained. A high color rendering metal halide lamp having a color temperature of 3000 to 4000 K and an average color rendering index of 90 or more by enclosing a metal halide containing a lanthanoid metal halide such as DyI 3 in such a conventional metal halide lamp. Can be realized.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, a metal halide lamp having a structure in which a reflective film is formed on a translucent tube returns a part of the reflected light from the reflective film to the arc tube, thereby obtaining high efficiency. On the other hand, the arc tube compared with the case without the reflective film. As the temperature of the lamp rises, there arises a problem that the arc tube is significantly deteriorated during the movement. There are various factors in the deterioration of the arc tube, but the problem is particularly the reaction between the sealed material enclosed in the arc tube and the arc tube material. Such a reaction between the encapsulated material and the arc tube material such as quartz can be suppressed by reducing the arc tube load. However, apart from this, there is a problem that the encapsulated material enters the arc tube sealing portion along the electrode and erodes on the surface of the metal foil used for hermetic sealing. This occurs when the temperature of the sealing portion and the metal foil rises due to the reflected light from the reflective film, and the inclusions react and erode on the adhesion surface of the metal foil and quartz. When such erosion proceeds to the outer edge of the metal foil, the inclusion leaks out of the arc tube and the lamp cannot be lit. In particular, in order to maintain the compactness of the metal halide lamp, when the length of the sealing portion is set to be equal to or less than the length of the light emitting portion, the temperature of the sealing portion rises, and leakage of the enclosed material is likely to occur to the outside. . It has been found that the above-mentioned problems are particularly caused when a lanthanoid metal halide having high reactivity with quartz is encapsulated.
[0006]
The present invention has been made in order to solve such a problem, and there is no possibility that the inclusions will leak out of the arc tube during the life and become unable to be lit. An object of the present invention is to provide a high color rendering metal halide lamp having a near light color.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
A metal halide lamp according to the present invention includes a light emitting part having a pair of electrodes therein and encapsulating a metal halide and a buffer gas, and a metal foil connected to both ends of the light emitting part and connected to the electrodes. An arc tube having a sealed part, a translucent tube surrounding the arc tube, an outer tube containing the arc tube and the tube, and visible light on the surface of the tube The sealing part is formed with a reflective film that reflects a part thereof, and the sealing part protrudes from both end openings of the cylinder, the sealing part has a length (a), and the sealing part protrudes from the cylinder When the length of the part is b (mm) and the length of the light emitting part is c (mm), a / 3 ≦ b ≦ a and a ≦ c.
[0008]
[Action]
With this configuration, leakage of the inclusion from the arc tube during the movement does not occur.
[0009]
【Example】
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0010]
As shown in FIG. 2, a 100 W metal halide lamp according to an embodiment of the present invention has an arc tube 1 made of quartz having an inner diameter of 10 mm, and the arc tube 1 has a pair of electrodes (not shown) therein. A light emitting part 2 in which argon is 10000 Pascal as a buffer gas, Hg is 12 mg, and 2 mg of a metal halide having a composition of DyI 3 -TlI-CsI is sealed; And a sealing portion 3 in which a metal foil (not shown) made of a foil is sealed. The arc tube 1 is surrounded by the translucent tube 4, and the sealing portion 3 of the arc tube 1 is provided so as to protrude from both end openings of the translucent tube 4. A multilayer interference film 13 made of TiO 2 and SiO 2 is formed on the outer surface of the translucent tube 4 as a reflective film. A heat reflecting film 5 made of ZrO 2 or the like is formed on the outer surface of both ends of the light emitting unit 2 and the outer surface of the sealing unit 3. External lead wires 6 and 7 connected to electrodes through metal foil are respectively led out from the sealing portion 3 of the arc tube 1. The arc tube 1 is supported in the outer tube 11 by connecting stem wires 9 and 10 led out from the stem 8 and external lead wires 6 and 7, respectively. The translucent tube 4 is supported in the outer tube 11 with the support 12 and the stem wire 10 connected to each other. Moreover, the inside of the outer tube 3 is a vacuum. As shown in FIG. 1, the length c of the light emitting portion 2 of the arc tube 1 is 16 mm, the length a of the sealing portion 3 is 13 mm, and the length b of the sealing portion 3 protruding from the translucent tube 4. Is 6.5 mm. That is, the length a of the sealing portion, the length b of the portion of the sealing portion protruding from the translucent tube, and the length c of the light emitting portion are 4.3 ≦ 6.5 ≦ 13 and 13 ≦ 16. , A / 3 ≦ b ≦ a and a ≦ c are satisfied.
[0011]
In FIG. 2, 14 indicates a getter and 15 indicates a base.
FIG. 3 shows the transmission characteristics of visible region light of a translucent cylinder with a multilayer interference film used in the metal halide lamp (hereinafter referred to as the present invention lamp) of one embodiment of the present invention described above. This multilayer interference film has a characteristic of selectively reflecting the blue-green region of the visible region light so that the light color of the lamp is close to that of the bulb.
[0012]
The characteristics of the conventional metal halide lamp (hereinafter referred to as the conventional lamp) in which the light emitting portion and the sealing portion of the lamp and the arc tube are completely surrounded by a light-transmitting tube are 6300 lm in total luminous flux, and the color temperature of the emitted light. Is 3700K and the average color rendering index of the emitted light is 97. However, when the life test of the lamp of the present invention and the conventional lamp was performed respectively, 7 lamps out of 20 lamps could not be lit due to leakage of the enclosure during the lifetime of 6000 hours, whereas the lamp of the present invention It was confirmed that there were no lamps that could not be lit and that all 20 lamps lit well.
[0013]
In addition, as a result of peeling off the heat reflecting film from the sealed portion of the arc tube of the conventional lamp that has become unable to light during the lifetime, and observing the metal foil, the entire metal foil has turned brown due to the erosion of the enclosure. Was confirmed. In addition, as a result of cutting out and analyzing the cross section of the discolored portion of the metal foil, it can be confirmed that a slight gap is generated between the metal foil and the quartz due to the reaction between the arc tube material quartz and the inclusion. It was. Furthermore, as a result of performing the same observation with respect to the conventional lamp capable of operating for a lifetime of 6000 hours, it was confirmed that any discoloration of the metal foil progressed to 70% or more of the metal foil. It was clear that if the life test was continued on the lamp, the erosion of the metal foil proceeded, the leakage of the encapsulant occurred, and it was finally impossible to turn on the lamp.
[0014]
On the other hand, for all of the lamps of the present invention, as a result of observation similar to the above, even when the discoloration of the metal foil is most advanced, it has progressed only to 50% or less of the metal foil, Therefore, by this invention, it can suppress that metal foil erodes and, for this reason, the lighting impossibility by the leakage of the enclosure during a lifetime can be prevented. Further, even if the life test is continued for the lamp of the present invention, the reaction between the quartz and the enclosure becomes slow, so that the enclosure does not leak from the arc tube. Inability to light does not occur.
[0015]
In addition, when the lamp of the present invention and the conventional lamp were put on the assembly mount in the vacuum vessel and turned on, and the temperature at the center of the arc tube sealing portion was measured, the temperature of the conventional lamp was 730 ° C. In contrast, the lamp of the present invention was 689 ° C., and it was confirmed that the temperature of the sealing portion of the lamp of the present invention was clearly lower than that of the conventional lamp.
[0016]
In the present invention, since the reflected light from the reflective film returned to the sealing portion of the arc tube is reduced, the temperature rise of the sealing portion and the metal foil sealed in the sealing portion is suppressed. In addition, the portion of the sealing portion protruding from the opening at both ends of the translucent tube is not surrounded by the translucent tube having a relatively high temperature, so there is no heat retaining effect by the translucent tube, and therefore heat radiation Is promoted, and the temperature of the sealing portion is reduced. That is, since the temperature of the sealing part and the metal foil is lowered, the reaction between the enclosure and the arc tube material on the contact surface between the sealing part and the metal foil is suppressed, and the rate at which the metal foil is eroded by the enclosure is delayed. Is done. Therefore, it is possible to suppress the leakage of the inclusion from the arc tube during the operation, and to obtain a high color rendering metal halide lamp having a good operation characteristic, a light color close to a light bulb color and excellent life characteristics. Can do. The same effect can also be obtained when a lanthanoid metal halide having high reactivity with the arc tube material, for example, quartz, is encapsulated.
[0017]
Table 1 shows the relationship between the ratio of the portion of the sealing portion protruding from the translucent tube, the temperature of the central portion of the sealing portion, and the occurrence state of products that cannot be lit during the lifetime.
[0018]
[Table 1]
[0019]
As apparent from Table 1, if the ratio of the portion of the sealing portion protruding from the translucent tube, that is, the sealing portion protrusion ratio b / a is 1/3 or more, the central portion of the sealing portion It turns out that a temperature becomes 700 degrees C or less, and a product which cannot be lighted does not generate | occur | produce during the travel of 6000 hours of a rated life. On the other hand, when the length b of the portion of the sealing portion protruding from the translucent tube exceeds the length a of the sealing portion, that is, even the light emitting portion of the arc tube protrudes from both end openings of the translucent tube. In this case, since the temperature of the coldest part in the arc tube near the electrode in the arc tube is impaired, the vapor pressure of the enclosure is lowered, the color temperature of the lamp is changed, and the color rendering property is remarkably lowered.
[0020]
As described above, the metal halide lamp according to the embodiment of the present invention can select an arbitrary light color that is close to, for example, a light bulb color by the reflective film, and encapsulates a highly reactive lanthanoid metal halide such as DyI 3 . Even in such a case, it is possible to provide an extremely high color rendering metal halide lamp having good dynamic characteristics without leakage of the inclusion from the arc tube during its lifetime.
[0021]
In the above embodiment, the sealed halide has a composition of DyI 3 -TlI-CsI, but a halide having other composition may be used. Further, although the multilayer interference film made of TiO 2 and SiO 2 is used as the reflection film, a reflection film made of other materials may be used. Moreover, although the reflective film is formed on the outer surface of the translucent tube, it may be the inner surface or both the inner and outer surfaces. Furthermore, materials other than quartz may be used for the arc tube and translucent tube.
[0022]
【The invention's effect】
As described above, the present invention can prevent the enclosure from leaking from the arc tube during the lifetime, has a good dynamic characteristic, and has a light color close to a light bulb color and a high color rendering property with excellent lifetime characteristics. A metal halide lamp can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an enlarged front view of a main part of a metal halide lamp according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a front view of the metal halide lamp. FIG. 3 is a visible light transmittance of a translucent tube with a multilayer interference film. Diagram showing characteristics 【Explanation of symbols】
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light emission tube 2 Light emission part 3 Sealing part 4 Translucent cylinder 5 Heat reflection film 13 Multilayer interference film
