JPH06243841A - 高圧放電ランプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】青緑色蛍光体３を内面に塗布した外管２内に、
高圧ナトリウムランプ１ｂ及び高圧水銀ランプ１ａの発
光管を共に収容して構成した。 【効果】複数の単体ランプを用いて混光する場合に比較
して光色むらを減少でき、理想的な混光照明が得られ
る。また、演色性の改善とランプのメンテナンスに関わ
る費用を減少させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複数の異種高圧放電ラ
ンプを１個のランプに纏め、均一な配光特性を持つ混光
照明を工場やスポーツ施設等に供給する高圧放電ランプ
に関する。

【０００２】

【従来の技術】単体の異種ランプを組み合わせた従来の
混光照明では、広い空間ではマトリックス状に配置した
り、一方、比較的狭い空間では、２灯用照明器具に入れ
て照明を行っている。この方法に依れば、ランプ対称軸
上では均一な光色を保つが、軸から外れると光色のむら
が生じていた。

【０００３】また従来の複数の内管をもつ高圧放電ラン
プは、特開平4−51452号公報に示されるように点灯毎に
同種の発光管をバイメタルスイッチにより切り替えて放
電させ、消灯直後の瞬時点灯を可能としたり、寿命の延
長を図ったり、異種の発光管を用いて１本ずつ点灯し、
光色の可変などを目的としていた。古くは実開昭52−10
2867号公報に示された様に、高圧ナトリウムランプ及び
高圧水銀ランプの発光管を直列に繋いで構成した混光照
明用ランプが試みられたが、水銀ランプ用耐熱蛍光体の
開発により、蛍光高圧水銀ランプの演色性が改善された
ために商品化には至らなかった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来、混光照明は複数
の単体ランプの組み合わせで行っていたが、この場合、
照明する方向や場所によって光色が異なる配光の不均一
性が問題であった。

【０００５】本発明の目的は、高圧ナトリウムランプと
高圧水銀ランプの発光管を１個のランプに収容し、外管
に蛍光体を塗布することにより、発光管から出た双方の
光を蛍光体で散乱させて配光の不均一性を解消し、光源
の色むらを減少させることにある。また、もう一つの目
的は、高圧ナトリウムランプと高圧水銀ランプの発光に
加え、さらに蛍光体の発光を加えることにより、演色性
を大幅に改善することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、蛍光高圧水銀ランプの外管内に同時に発
光する高圧ナトリウムランプ発光管を収容して１個のラ
ンプを構成し、混光照明を実現した。また高圧ナトリウ
ムランプの外管バルブ内面に４００ｎｍ〜５５０ｎｍの
青色ないし緑色領域に発光する蛍光体を塗布することで
水銀の発光線を吸収，抑制し、演色性を改善することが
できる。

【０００７】

【作用】本発明は前述したように混光照明用の異種ラン
プを同一外管内に設け、該外管内には青緑色蛍光体を塗
布することにより不足発光成分を総合的に補うため、単
体の蛍光高圧水銀ランプまたは高圧ナトリウムランプよ
りも演色性が改善でき、蛍光高圧水銀ランプ単体に比べ
て効率も改善することができる。また、２本の発光管を
共通の外管内に収容して設けることで、蛍光体皮膜の光
散乱効果により、光色のむらが少ない混光照明が可能と
なる。このとき蛍光体は水銀の発光を吸収・抑制して効
率良く光り、ナトリウムの発光を吸収せずに適度な散乱
体となって均一に混合された光を作り出す。

【０００８】

【実施例】本発明を実施例により説明する。図１は本発
明による高圧放電ランプの一実施例を示す部分断面図で
ある。図１において１ａは石英ガラスからなる４００Ｗ
高圧水銀ランプの発光管であり、内部には水銀及び始動
用ガスが封入されている。１ｂはアルミナ・セラミック
スからなる２２０Ｗ高圧ナトリウムランプの発光管であ
り、内部にはＮａ−Ｈｇアマルガム及び始動用ガスが封
入されている。２本の発光管は電力導入線を兼ねた支持
金属棒４によって硬質ガラスからなる共通の外管バルブ
２の内部に固定されている。両発光管の一端はリード線
によって直列に接続され、他端はステムから出た電力導
入線に接続されている。外管バルブ２の内面には蛍光体
３が塗布されており、外管内はランプが周囲の環境に左
右されないように１０^-4Ｐａ程度の高真空に排気し、場
合によってはアルゴンなどの希ガスを封入し、口金６が
付けられている。

【０００９】蛍光体の調合は、例えば、バリウム・マグ
ネシウムのアルミン酸塩母体に２価のユーロピウムと２
価のマンガンを共付活した青緑色螢光体Ba₀.₈Mg₁.₉₇Al
₁₆O₂₇：Ｅｕ₀.₂Ｍｎ₀.₀₃ （発光ピーク波長は４４５ｎ
ｍ及び５１５ｎｍ）２００ｇに１.７５％ のニトロセル
ロース酢酸ブチル溶液で濃度調整を行って螢光塗料を得
る。この塗料を卵型外管内に注入して外管内面に蛍光膜
３を形成する。蛍光膜付きの外管２の可視透過率は９５
％とする。

【００１０】高圧放電ランプの動作原理を図２を用いて
説明する。図は簡略化した等価回路を表す。電源１を接
続した安定器２から供給される電力は、高圧放電ランプ
内に直列に接続された高圧水銀ランプ発光管３及び高圧
ナトリウムランプ発光管４の両端、及びこれに並列に接
続された熱応動スイッチ５及びフィラメントコイル６に
加えられる。始動電圧が加わると熱応動スイッチ５が閉
じ、フィラメントコイル６が加熱する。熱応動スイッチ
５が開くとその瞬間に高圧パルスが発光管３，４の間に
加わり、抵抗器７及び始動補助電極８により高圧水銀ラ
ンプ発光管３は点灯され、高圧ナトリウムランプ発光管
４はコイルの加熱によって点灯する。なお、熱応動スイ
ッチ９及び補助導体１０は発光管内のＮａの消失を防
ぐ。

【００１１】高圧放電ランプの高圧水銀及び蛍光体発光
と高圧ナトリウム発光の光量（照度，光束等）比をおよ
そ５０％とした場合、発光特性は光色が３９００Ｋ、平
均演色評価数Ｒａが５０、発光効率が７９ｌｍ／Ｗとな
る。両光量比が約５０％となる発光管のサイズは、例え
ば、高圧水銀発光管及び高圧ナトリウム発光管がそれぞ
れ４００Ｗ及び２２０Ｗ、或いは２００Ｗ及び８５Ｗな
どの組合せが適当である。これを点灯するための安定器
は水銀ランプ用とした場合、前者の組合せで７００Ｗ及
び後者で３００Ｗが使用可能である。また専用安定器と
しても良い。尚、これらを収容するための外管バルブは
従来の単体ランプのものでは熱的に問題が有るため、大
きめのもの、例えば、前者の組合せを用いるとＢＴ形バ
ルブで外径１５０ｍｍ及び後者では１１６ｍｍ程度のも
のとすれば良い。

【００１２】高圧ナトリウムランプ発光の光色は２００
０Ｋ前後であるが、これと混光を行う場合、蛍光高圧水
銀ランプ部分の光色は６０００Ｋ以上が好ましい。ここ
で図３のｘｙ−色度座標を用いて混光照明に適する光色
の範囲を説明する。太い曲線で示した１が黒体放射軌
跡、これと交わる細い直線が等色温度線を表す。２２０
Ｗ高効率形高圧ナトリウムランプＮＨ−２２０ＦＬの色
度点を四角形２で示し、透明の４００Ｗ高圧水銀ランプ
Ｈ−４００の色度点を丸印３で示した。一般に用いられ
る蛍光高圧水銀ランプの色温度が３５００Ｋ〜４５００
Ｋであることを考慮して、高圧ナトリウムランプ色度点
から３５００Ｋと４５００Ｋの黒体色度点を通過する破
線４，５を引いた。図から混光照明に用いる蛍光高圧水
銀ランプ単体の色度点は、２本の破線４，５と黒体軌跡
で囲まれた斜線部６が望ましいことがわかる。さらに、
混光比率のマージンを取るには斜線領域の中の左側、す
なわち、丸印３で表される色温度(５７００〜５８００
Ｋ)よりも左側の６０００Ｋ以上の領域に選ぶのが望ま
しい。何故ならば２０００Ｋ前後の高圧ナトリウムラン
プ(四角形２)の色度域と斜線領域６の左側領域でほぼ補
色関係が成立するからである。少なくとも主成分発光色
は青色または緑色でなければならないことになる。ラン
プ動作温度〜２５０℃において室温よりも良好な輝度特
性を示す６０００Ｋ以上を実現する蛍光体としてはＹ
（Ｐ，Ｖ）Ｏ₄，（Ｙ，Ｇｄ）(Ｐ，Ｖ)Ｏ₄で代表される
自己付活の燐バナジン酸塩系蛍光体並びにＢａＭｇ₂Ａ
ｌ₁₆Ｏ₂₇， ＢａＭｇＡｌ₁₄Ｏ₂₃で代表されるバリウム
・マグネシウムのアルミン酸塩系母体に２価のＥｕと２
価のＭｎを共付活したものが適する。

【００１３】次に諸特性の改善を実現するための混光比
率を図４を用いて説明する。図４は８０００Ｋの蛍光高
圧水銀ランプと高効率形高圧ナトリウムランプの混光照
明効果曲線であり、縦軸に演色評価数，発光効率，相関
色温度，黒体放射軌跡からの外れの四つの特性を同時に
示し，横軸には８０００Ｋの蛍光水銀ランプの混光比率
（以下単に混光比と呼ぶ）を示す。先ず平均演色評価数
Ｒａの混光効果曲線１において、混光による演色性改善
の効果を維持するには蛍光水銀ランプ１００％のＲａ＝
３５以上にする必要があるので混光比は約２５％（Ｒａ
＝３７）以上とするのが望ましい。また黒体放射軌跡か
らの外れΔｕｖの混光効果曲線４において、光色に違和
感を生じないためのΔｕｖの値は０.００４ 以下である
ため、混光比はおよそ５５％以下とするのが望ましい。
この条件より、その他の効果も考慮した最適混光比の範
囲を２０〜６０％とした。因みにこの時の発光効率ηは
効果曲線２より７６〜９２ｌｍ／Ｗ、相関色温度Ｔｃは
効果曲線３より２５００〜４５００Ｋの範囲内に設定で
きる。

【００１４】本実施例において蛍光体としてはＹ(Ｐ，
Ｖ)Ｏ₄，（Ｙ，Ｇｄ)(Ｐ，Ｖ）Ｏ₄で代表される自己付
活の燐バナジン酸塩系蛍光体並びにＢａＭｇ₂Ａｌ₁₆Ｏ
₂₇， ＢａＭｇＡｌ₁₄Ｏ₂₃で代表されるバリウム・マグ
ネシウムのアルミン酸塩系母体に２価のＥｕと２価のＭ
ｎを共付活したものを用いたが、これに限定されること
なく、通常の蛍光水銀ランプに用いられる蛍光体を使用
してもよい。

【００１５】

【発明の効果】混光照明用として個々のランプ単体を用
いる場合と比較して、本発明のランプは光色のむらが少
なくでき、理想的な混光照明が実現できる。また、外管
に螢光体を塗布したことで単独の蛍光高圧水銀ランプよ
りも演色性の改善が可能であり、光色はメタルハライド
ランプ並みのすっきりとした印象が得られる。さらに、
高圧ナトリウムランプと高圧水銀ランプの組合せである
ため、双方とも寿命が長く、単体同士を組み合わせる場
合に比較して、特に専用の照明器具を必要とせず汎用性
が有ることなどから、メタルハライドランプと比べても
維持経費が削減可能で経済的である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による高圧放電ランプの一実施例を示す
説明図。

【図２】本発明による高圧放電ランプの動作の説明図。

【図３】本発明における水銀ランプ発光管及び蛍光体部
分の最適色度範囲の説明図。

【図４】本発明の実施例における最適混光比率の説明
図。

【符号の説明】

１ａ…高圧水銀ランプ発光管、１ｂ…高圧ナトリウムラ
ンプ発光管、２…外管バルブ、３…蛍光体。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】蛍光体を塗布した共通の外管内に高圧水銀
   ランプ発光管と高圧ナトリウムランプ発光管を共に収容
   し、同時に点灯することを特徴とする高圧放電ランプ。
2. 【請求項２】請求項１において、前記蛍光体が波長４０
   ０ｎｍから５５０ｎｍの領域に主要な発光をなす高圧放
   電ランプ。
3. 【請求項３】請求項２において、波長４００ｎｍ〜５５
   ０ｎｍの青色ないし緑色領域に主要な発光をなす蛍光体
   がＹ(Ｐ，Ｖ)Ｏ₄，(Ｙ，Ｇｄ)(Ｐ，Ｖ)Ｏ₄で代表される
   自己付活の燐バナジン酸塩系蛍光体並びにＢａＭｇ₂Ａ
   ｌ₁₆Ｏ₂₇,ＢａＭｇＡｌ₁₄Ｏ₂₃で代表されるバリウム・
   マグネシウムのアルミン酸塩系母体に２価のＥｕと２価
   のＭｎを共付活した蛍光体から選ばれた少なくとも一つ
   である高圧放電ランプ。
4. 【請求項４】請求項１において、高圧水銀ランプ発光管
   及び前記高圧水銀ランプによって励起された蛍光体から
   の発光のランプ全光束に寄与する割合ｑが０.２＜ｑ＜
   ０.６を満たすことを特徴とする高圧放電ランプ。