JPH07272678A - Metal halide lamp and lighting device using the same - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【目的】アークの曲りや、揺れ、偏りなどを防止し、安
定した放電が保たれるとともに、演色性、始動性および
光束維持率などのランプ特性を低下させないようにした
メタルハライドランプおよびこれを用いた照明装置を提
供する。
【構成】電極5a、5bを備えた発光管2内に、希土類
金属のハロゲン化物と、アルカリ金属のハロゲン化物
と、水銀および希ガスを封入したメタルハライドランプ
において、上記アルカリ金属のハロゲン化物と希土類金
属のハロゲン化物との封入重量比を0.25〜0.75
とし、かつランプ電流IL (A)と電極軸の断面積Smm
2 との電流密度IL /Sを3.0〜5としたことを特徴
とする。
【作用】平均演色評価数Raを低下させることなくアー
クの安定化を図ることができ、かつかつ始動性を良好に
保ち、光束維持率を高くすることができる。
(57) [Abstract] [Purpose] Prevents arc bending, swaying, and biasing, maintains stable discharge, and prevents deterioration of lamp characteristics such as color rendering, startability, and luminous flux maintenance rate. Provided are a metal halide lamp and a lighting device using the same. In a metal halide lamp in which a rare earth metal halide, an alkali metal halide, and mercury and a rare gas are enclosed in an arc tube 2 having electrodes 5a, 5b, the alkali metal halide and the rare earth metal are contained. Encapsulation weight ratio with halide of 0.25 to 0.75
And lamp current IL (A) and electrode shaft cross-sectional area Smm
It is characterized in that the current density IL / S with 2 is set to 3.0 to 5. The arc can be stabilized without lowering the average color rendering index Ra, the startability can be kept good, and the luminous flux maintenance factor can be increased.
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、希土類金属のハロゲン
化物を封入してなるメタルハライドランプおよびこのラ
ンプを光源とした照明装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a metal halide lamp containing a halide of a rare earth metal and a lighting device using this lamp as a light source.
【0002】[0002]
【従来の技術】メタルハライドランプは、高圧金属蒸気
放電灯のなかでも発光効率および演色性に優れたランプ
として知られており、特に発光管内に希土類金属のハロ
ゲン化物、例えばジスプロシウムDy、セルウムCe、
ネオジウムNdなどのヨウ化物または臭化物を封入した
メタルハライドランプは、これら希土類金属が可視光全
般に亘り連続したスペクトルの発光を呈することから、
演色性がきわめて良好である。2. Description of the Related Art A metal halide lamp is known as a lamp having excellent luminous efficiency and color rendering property among high-pressure metal vapor discharge lamps, and in particular, a halide of a rare earth metal such as dysprosium Dy or cerium Ce in the arc tube.
Metal halide lamps containing iodide or bromide such as neodymium Nd emit light of a continuous spectrum over all visible light because these rare earth metals emit light.
Very good color rendering.
【0003】しかしながら、希土類金属のハロゲン化物
を封入した場合、アークが細くなり、不安定になる傾向
がある。特に、発光管を水平姿勢で点灯させた場合、ア
ークは対流により上に弧を描くように湾曲したり、ゆれ
を生じるなどの不具合がある。これを防止するため、ア
ルカリ金属のハロゲン化物、例えばセシウムCs、ナト
リウムNa、カリウムK、リチウムLiなどのヨウ化物
または臭化物を封入する手段が知られている。特にセシ
ウムのヨウ化物または臭化物を封入すると、アークが太
くなり、発光管の内面に添うようになるからアークが安
定する。However, when a halide of a rare earth metal is enclosed, the arc becomes thin and tends to become unstable. In particular, when the arc tube is lit in a horizontal posture, there are problems that the arc is curved so as to draw an arc upward due to convection, or is shaken. In order to prevent this, means for enclosing an alkali metal halide, for example, iodide or bromide such as cesium Cs, sodium Na, potassium K, and lithium Li is known. In particular, when cesium iodide or bromide is enclosed, the arc becomes thicker and comes along the inner surface of the arc tube, so that the arc is stabilized.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記アルカ
リ金属のハロゲン化物は、これ自体で発光に寄与せず、
むしろ希土類金属の発光を阻害する性質がある。このた
め多量に入れ過ぎると演色性を悪化させる欠点がある。
このことから、アルカリ金属のハロゲン化物はその使用
量が制約される。However, the above alkali metal halide does not contribute to light emission by itself,
Rather, it has the property of inhibiting the light emission of rare earth metals. For this reason, there is a drawback in that the color rendering property is deteriorated if a large amount is added.
For this reason, the amount of the alkali metal halide used is limited.
【0005】アルカリ金属のハロゲン化物の封入量が規
制されると、アークの安定化が充分になされないことが
ある。一方、アークが不安定になる原因としては電極軸
の太さも関係する。すなわち、水平点灯した場合、ア−
クの湾曲が小さい場合でも、電極軸が太いと、アークの
起点が電極軸の中心から上部に偏心した点に発生し、こ
のためアーク全体が水平軸よりも上側に偏位することが
あり、アークが偏る不具合がある。If the amount of the alkali metal halide enclosed is restricted, the arc may not be sufficiently stabilized. On the other hand, the thickness of the electrode shaft is also related to the cause of the instability of the arc. That is, when it is lit horizontally,
Even if the curvature of the arc is small, if the electrode axis is thick, the origin of the arc occurs at a point eccentric to the upper part from the center of the electrode axis, so that the entire arc may be displaced above the horizontal axis, There is a problem that the arc is biased.
【0006】さらに、電極軸が太い場合は始動時に電極
の温度が上昇し難いから、始動性が低下する欠点もあ
る。本発明はこのような事情にもとづきなされたもの
で、その目的とするところは、アークの曲りや、ゆら
ぎ、偏りなどの不安定を防止し、安定した放電が保たれ
るとともに、演色性、始動性および光束維持率などのラ
ンプ特性を低下させないようにしたメタルハライドラン
プおよびこれを用いた照明装置を提供しようとするもの
である。Further, when the electrode shaft is thick, it is difficult for the temperature of the electrode to rise at the time of starting, so that there is a drawback that the startability is deteriorated. The present invention has been made based on such circumstances, and an object of the present invention is to prevent instability such as arc bending, fluctuation, and deviation, and to maintain stable discharge, color rendering, and start. It is intended to provide a metal halide lamp and a lighting device using the same, which does not deteriorate the lamp characteristics such as light emitting property and luminous flux maintenance factor.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、発光
管の両端部に電極を封装するとともに、この発光管内
に、希土類金属のハロゲン化物と、アルカリ金属のハロ
ゲン化物と、水銀および希ガスを封入したメタルハライ
ドランプにおいて、上記アルカリ金属のハロゲン化物
(X)と希土類金属のハロゲン化物(Y)との封入比
(X/Y)を重量比で0.25以上で0.75以下と
し、かつランプ電流をIL (A)、電極先端の断面積を
Smm2 とした場合の電流密度IL /Sを3.0以上で5
以下としたことを特徴とする。According to a first aspect of the present invention, electrodes are sealed at both ends of an arc tube, and a halide of a rare earth metal, a halide of an alkali metal, mercury and a rare metal are contained in the arc tube. In a metal halide lamp filled with gas, the filling ratio (X / Y) of the above-mentioned alkali metal halide (X) and rare earth metal halide (Y) is 0.25 or more and 0.75 or less in terms of weight ratio, When the lamp current is IL (A) and the cross-sectional area of the electrode tip is Smm 2 , the current density IL / S is 3.0 or more and 5
It is characterized by the following.
【0008】請求項2の発明は、希土類金属は少なくと
もジスプロシウムを含み、アルカリ金属のハロゲン化物
は少なくともセシウムを含むことを特徴とする。請求項
3の発明は、電極に酸化ジスプロシウムまたは酸化スカ
ンジウムの少なくとも1種からなる電子放射物質を付設
したことを特徴とする。The invention of claim 2 is characterized in that the rare earth metal contains at least dysprosium and the alkali metal halide contains at least cesium. The invention of claim 3 is characterized in that the electrode is provided with an electron-emitting substance made of at least one of dysprosium oxide and scandium oxide.
【0009】請求項4の発明は、請求項1ないし請求項
3のいずれか1に記載のメタルハライドランプと、この
ランプを収容した器具本体とを備えることを特徴とする
照明装置である。請求項5の発明は、上記メタルハライ
ドランプは水平点灯されることを特徴とする。A fourth aspect of the present invention is an illuminating device comprising the metal halide lamp according to any one of the first to third aspects and a fixture main body accommodating the lamp. The invention of claim 5 is characterized in that the metal halide lamp is lit horizontally.
【0010】[0010]
【作用】本発明は、アークの安定化を図るためにアルカ
リ金属のハロゲン化物を封入するに当りアルカリ金属の
ハロゲン化物は演色性を低下させない程度に規制して封
入し、この規制のためにアークの安定が充分でなくなっ
ても、電極軸の電流密度を規制することによりアークの
安定化を図ったものである。According to the present invention, when the halide of an alkali metal is sealed in order to stabilize the arc, the halide of the alkali metal is regulated and sealed so that the color rendering property is not deteriorated. Even if the stability is not sufficient, the arc is stabilized by regulating the current density of the electrode shaft.
【0011】すなわち、請求項1の発明は、アルカリ金
属のハロゲン化物(X)と希土類金属のハロゲン化物
(Y)との封入比(X/Y)を重量比で0.25以上で
0.75以下とし、かつランプ電流をIL (A)、電極
先端の断面積をSmm2 とした場合の電流密度IL /S
を、3.0以上で5以下としたから、演色性を低下させ
ずにアークの安定化が可能になり、しかも始動性および
光束維持率の低下を防止することができる。That is, according to the invention of claim 1, the inclusion ratio (X / Y) of the halide (X) of the alkali metal and the halide (Y) of the rare earth metal is 0.75 when the weight ratio is 0.25 or more. Current density IL / S when the lamp current is IL (A) and the cross-sectional area of the electrode tip is Smm 2 below
Is 3.0 or more and 5 or less, it is possible to stabilize the arc without lowering the color rendering property, and it is possible to prevent the startability and the luminous flux maintenance rate from being lowered.
【0012】請求項2の発明によれば、希土類金属は少
なくともジスプロシウムを含むので、希土類金属のなか
でも演色性が良好な金属であり、よって演色性が良好に
保たれ、また一方、アルカリ金属のハロゲン化物は少な
くともアークの安定化に有効なセシウムを含むから、ア
−クが安定する。According to the second aspect of the invention, since the rare earth metal contains at least dysprosium, it is a metal having a good color rendering property among the rare earth metals, and therefore a good color rendering property is maintained. Since the halide contains at least cesium effective for stabilizing the arc, the arc is stable.
【0013】請求項3の発明によれば、電極に酸化ジス
プロシウムまたは酸化スカンジウムの少なくとも1種か
らなる電子放射物質を付設したから、始動時にこの電子
放射物質より電子が放出されるようになり、始動性が向
上する。According to the third aspect of the present invention, since the electrode is provided with the electron emitting substance made of at least one of dysprosium oxide and scandium oxide, electrons are emitted from the electron emitting substance at the time of starting, and the starting is performed. The property is improved.
【0014】請求項4の発明によれば、請求項1ないし
請求項3のいずれか1に記載のメタルハライドランプを
器具本体に収容した照明装置であるから、演色性および
効率に優れた照明装置を提供できる。According to the invention of claim 4, since it is a lighting device in which the metal halide lamp according to any one of claims 1 to 3 is housed in the fixture body, a lighting device excellent in color rendering and efficiency is provided. Can be provided.
【0015】請求項5の発明によれば、メタルハライド
ランプを水平点灯した場合に特にア−クの曲りや偏心が
発生し易いが、請求項1ないし請求項3のメタルハライ
ドランプであると水平点灯してもアークが安定する。According to the invention of claim 5, bending of the arc and eccentricity are particularly likely to occur when the metal halide lamp is horizontally lit, but the metal halide lamp of claims 1 to 3 illuminates horizontally. But the arc is stable.
【0016】[0016]
【実施例】以下本発明について、図面に示す一実施例に
もとづき説明する。図1はメタルハライドランプの構成
図、図2はその回路図、図3は発光管の断面図、図4は
主電極の断面図、図5はメタルハライドランプを光源と
した照明装置の断面図を示す。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below based on an embodiment shown in the drawings. 1 is a block diagram of a metal halide lamp, FIG. 2 is a circuit diagram thereof, FIG. 3 is a sectional view of an arc tube, FIG. 4 is a sectional view of a main electrode, and FIG. 5 is a sectional view of a lighting device using a metal halide lamp as a light source. .
【0017】図1において1は硬質ガラスからなる外管
であり、この外管1内は窒素ガス雰囲気に保たれてお
り、この外管1内には発光管2が収容されている。発光
管2は、図3に示す通り、石英ガラスからなるバルブ3
の両端部に圧潰封止部4,4を形成し、これら封止部
4,4にそれぞれ主電極5a,5bを封装し、かつ一方
の主電極5aの近傍に始動用の補助電極6を封装して構
成されている。In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an outer tube made of hard glass, the outer tube 1 is kept in a nitrogen gas atmosphere, and the outer tube 1 accommodates an arc tube 2. As shown in FIG. 3, the arc tube 2 is a bulb 3 made of quartz glass.
Crushed sealing parts 4 and 4 are formed at both ends of the main electrode 5a and 5b, and the auxiliary electrodes 6 for starting are sealed in the vicinity of one of the main electrodes 5a. Is configured.
【0018】主電極5a,5bは、図4に示す通り、先
端の径dを後述するように所定の大きさにしたそれぞれ
タングステンWまたはトリウムThを含有したタングス
テンからなる電極軸51に、タングステンからなる電極
コイル52を巻装して構成されており、電極コイル52
には酸化ジスプロシウムDy2 O3 、酸化スカンジムS
c2 O3 の少なくとも1種からなる電子放射物質(エミ
ッタ)53が塗布されている。As shown in FIG. 4, each of the main electrodes 5a and 5b is made of tungsten with an electrode shaft 51 made of tungsten containing a tungsten W or a tungsten containing thorium Th with a diameter d of the tip thereof being a predetermined size as described later. The electrode coil 52 is formed by winding
Dysprosium oxide Dy 2 O 3 and scandium oxide S
An electron emitting material (emitter) 53 made of at least one of c 2 O 3 is applied.
【0019】補助電極6はタングステンワイヤにより形
成されている。これら主電極5a,5bおよび補助電極
6は、封止部4,4に封着されたモリブデンMoなどの
金属箔導体7…を介して外部リード線8…に接続されて
いる。The auxiliary electrode 6 is formed of a tungsten wire. The main electrodes 5a and 5b and the auxiliary electrode 6 are connected to the external lead wires 8 through metal foil conductors 7 such as molybdenum Mo sealed in the sealing portions 4 and 4.
【0020】このようなバルブ3内には、所定量の水銀
と、希土類金属のハロゲン化物および元素の周期律表で
IIIb族に分類された物質のハロゲン化物、ならびにア
−クの安定化を目的としてアルカリ金属のハロゲン化
物、さらには始動用の希ガスが封入されている。これら
の封入物については後で説明する。In such a bulb 3, a predetermined amount of mercury, a rare earth metal halide, and a periodic table of elements are provided.
A halide of a substance classified into the group IIIb, a halide of an alkali metal for the purpose of stabilizing the arc, and a rare gas for starting are enclosed. These inclusions will be described later.
【0021】このような構成の発光管2は、上記外管1
内に収容され、この発光管2の両端封止部4,4は、ホ
ルダ−10a,10bを介してサポート11a,11b
に支持されている。一方のサポート11aは、ステム1
2に封止した一方の導電線13aに溶接されているとと
もに、他方のサポート11bは、外管1の頂部に係着さ
れている。The arc tube 2 having such a structure is the outer tube 1 described above.
The two end sealing portions 4 and 4 of the arc tube 2 which are housed inside are supported by the holders 11a and 11b via the holders 10a and 10b.
Supported by. One support 11a is the stem 1
While being welded to one conductive wire 13a sealed to 2, the other support 11b is fixed to the top of the outer tube 1.
【0022】発光管2の一方の主電極5aは、上記一方
のサポート11aに電気的に接続されている。発光管2
の他方の主電極5bはリード線14を介して接続線15
に接続されており、この接続線15はステム12に封止
した他方の導電線13bに接続されている。One main electrode 5a of the arc tube 2 is electrically connected to the one support 11a. Arc tube 2
The other main electrode 5b of the
And the connection line 15 is connected to the other conductive line 13b sealed in the stem 12.
【0023】上記一方の導電線13aは、外管1の端部
に被着した口金16に接続されているとともに、他方の
導電線13bは、上記口金16の外部端子17に接続さ
れている。The one conductive wire 13a is connected to the base 16 attached to the end of the outer tube 1, and the other conductive wire 13b is connected to the external terminal 17 of the base 16.
【0024】そして、発光管2の補助電極6は、始動用
抵抗18および常閉形バイメタルスイッチ19を介して
前記接続線15に接続されている。上記一方のサポート
11aには、グロー点灯管20が点灯管ホルダー21を
介して取り付けられている。このグロー点灯管20から
導かれた一対のリード線22a,22bのうちの一方の
リード線22aはサポート11aに接続されており、他
方のリード線22bは限流抵抗23の一端に接続されて
いる。この限流抵抗23の他端は上記始動用抵抗18と
常閉形バイメタルスイッチ19との接続部分に接続され
ている。The auxiliary electrode 6 of the arc tube 2 is connected to the connecting line 15 via a starting resistor 18 and a normally closed bimetal switch 19. The glow lighting tube 20 is attached to the one support 11 a via a lighting tube holder 21. One lead wire 22a of the pair of lead wires 22a and 22b led from the glow lighting tube 20 is connected to the support 11a, and the other lead wire 22b is connected to one end of the current limiting resistor 23. There is. The other end of the current limiting resistor 23 is connected to the connecting portion between the starting resistor 18 and the normally closed bimetal switch 19.
【0025】したがって、点灯管20と、限流抵抗23
およびバイメタルスイッチ19は図2に示すように、直
列回路を構成しており、この直列回路は発光管2に対し
て電気的に並列に接続されている。Therefore, the lighting tube 20 and the current limiting resistor 23
The bimetal switch 19 constitutes a series circuit as shown in FIG. 2, and the series circuit is electrically connected in parallel to the arc tube 2.
【0026】このような構成のメタルハライドランプ
は、図2に示すように、安定器24を介して商用電源2
5に接続されて使用される。そして、始動時には常閉形
バイメタルスイッチ19が閉じているので、このバイメ
タルスイッチ19、限流抵抗23およびグロー点灯管2
0に電流が流れる。グロー点灯管20は、グロー電流に
より点灯管20内のバイメタル片が加熱されて点灯管の
接点が開閉し、限流抵抗23を介して安定器24を断続
する。この時の閉塞電流の変動により安定器24がパル
ス電圧を発生する。このパルス電圧は補助電極6とこれ
に近接する一方の主電極5aとの間、および主電極5
a,5bの間に印加される。このため、当初は補助電極
6とこれに近接する一方の主電極5aとの間に補助放電
が始まり、この補助放電は主電極5a,5b間の主放電
に移行し、よって発光管2が点灯する。As shown in FIG. 2, the metal halide lamp having the above-described structure is provided with a commercial power source 2 via a ballast 24.
5 is used by being connected. Since the normally closed bimetal switch 19 is closed at the start, the bimetal switch 19, the current limiting resistor 23 and the glow lighting tube 2 are closed.
Current flows to 0. In the glow lighting tube 20, the bimetal piece in the lighting tube 20 is heated by the glow current, the contacts of the lighting tube are opened and closed, and the ballast 24 is connected and disconnected via the current limiting resistor 23. The ballast 24 generates a pulse voltage due to the fluctuation of the blocking current at this time. This pulse voltage is applied between the auxiliary electrode 6 and the one main electrode 5a adjacent to the auxiliary electrode 6, and the main electrode 5
It is applied between a and 5b. Therefore, initially, an auxiliary discharge starts between the auxiliary electrode 6 and one of the main electrodes 5a adjacent thereto, and this auxiliary discharge shifts to the main discharge between the main electrodes 5a and 5b, so that the arc tube 2 lights up. To do.
【0027】発光管2が始動すると、発光管2から放出
される熱によりバイメタルスイッチ19が加熱され、よ
ってこのバイメタルスイッチ19が開かれる。このため
直流回路を開放し、点灯管20および限流抵抗23に電
流が流れるのを防止し、かつ補助電極6をこれに近接す
る一方の主電極5aと同電位に保つ。When the arc tube 2 is started, the heat released from the arc tube 2 heats the bimetal switch 19, and thus the bimetal switch 19 is opened. Therefore, the DC circuit is opened to prevent current from flowing through the lighting tube 20 and the current limiting resistor 23, and the auxiliary electrode 6 is kept at the same potential as the one main electrode 5a adjacent thereto.
【0028】したがって、上記構成のメタルハライドラ
ンプは、始動器内蔵形であり、安定器24を用いて商用
電源により容易に始動させることができる。このような
構成のメタルハライドランプにおいて、定格電力が2k
Wの場合、上記発光管2は、内径が27mm、電極間距離
Lが110mmとなるように形成されている。この場合、
ランプ電流IL は9〜10Aとなっている。Therefore, the metal halide lamp having the above structure has a built-in starter and can be easily started by a commercial power source using the ballast 24. With a metal halide lamp having such a configuration, the rated power is 2k.
In the case of W, the arc tube 2 is formed so that the inner diameter is 27 mm and the interelectrode distance L is 110 mm. in this case,
The lamp current IL is 9 to 10A.
【0029】そして、バルブ3内には、所定量の水銀H
gと、希土類金属のハロゲン化物および元素の周期律表
で IIIb族に分類された物質のハロゲン化物、ならびに
アルカリ金属のハロゲン化物、さらには始動用の希ガス
が封入されている。A predetermined amount of mercury H is placed in the bulb 3.
g, a halide of a rare earth metal and a halide of a substance classified into Group IIIb in the periodic table of elements, an alkali metal halide, and a rare gas for starting are enclosed.
【0030】水銀は緩衝ガスとして作用するものであ
り、上記定格電力2kWのメタルハライドランプの場
合、水銀は例えば180mg封入されている。希土類金属
のハロゲン化物は、例えばヨウ化ジスプロシウムDyI
3 が用いられている。DyI3 を封入するのは、Dyの
発光スペクトルが可視光の全域に亘り連続したスペクト
ル分布をもっているため、演色性がきわめて優れること
による。本例では、DyI3 が0.64mg/cm3 の割合
で封入されている。Mercury acts as a buffer gas, and in the case of the metal halide lamp having a rated power of 2 kW, 180 mg of mercury is enclosed, for example. The rare earth metal halide is, for example, dysprosium iodide DyI.
3 is used. DyI 3 is encapsulated because the emission spectrum of Dy has a continuous spectral distribution over the entire visible light range, and therefore the color rendering property is extremely excellent. In this example, DyI 3 is encapsulated at a rate of 0.64 mg / cm 3 .
【0031】元素の周期律表で IIIb族に属するインジ
ウム、タリウム、ガリウムの中から選ばれた少なくとも
1種の物質のハロゲン化物としては、例えばヨウ化タリ
ウムTlIが封入されている。Tlは発光スペクトルが
535nmの領域に強い発光スペクトルを有しており、こ
れは人間の視感度を強く刺激して高い輝度を印象つける
スペクトルであり、よって効率を高めるのに寄与する。
この場合、TlIは、0.16mg/cm3 の割合で封入さ
れている。As a halide of at least one substance selected from indium, thallium, and gallium belonging to Group IIIb in the periodic table of elements, for example, thallium iodide TlI is enclosed. Tl has a strong emission spectrum in the region where the emission spectrum is 535 nm, and this is a spectrum that strongly stimulates human visual sensitivity to give a high luminance impression, and thus contributes to increasing efficiency.
In this case, TlI is encapsulated at a rate of 0.16 mg / cm 3 .
【0032】アルカリ金属のハロゲン化物としては、ヨ
ウ化セシウムCsIが用いられており、CsIはアーク
を安定化する作用がある。この場合、ヨウ化セシウムC
sIはヨウ化ジスプロシウムDyI3 に対する重量比
で、CsI/DyI3 =0.25〜0.75の割合で封
入されている。Cesium iodide CsI is used as the alkali metal halide, and CsI has a function of stabilizing the arc. In this case, cesium iodide C
sI is a weight ratio to dysprosium iodide DyI 3 and is encapsulated at a ratio of CsI / DyI 3 = 0.25 to 0.75.
【0033】さらには始動用希ガスとしてアルゴンAr
が1300〜2000Paの封入圧で封入されている。
上記アルカリ金属のハロゲン化物、例えばヨウ化セシウ
ムCsIはアークを安定化するために封入されている
が、これ自体では発光に寄与しないからむしろ希土類金
属の発光を阻害する傾向がある。このため多量に入れ過
ぎると演色性を悪化させる欠点がある。Furthermore, argon Ar is used as a rare gas for starting.
Is sealed at a sealing pressure of 1300 to 2000 Pa.
The above-mentioned alkali metal halide, such as cesium iodide CsI, is encapsulated in order to stabilize the arc, but it does not contribute to light emission by itself, and therefore tends to hinder the light emission of the rare earth metal. For this reason, there is a drawback in that the color rendering property is deteriorated if a large amount is added.
【0034】この点を実験により確認したところ、図6
に示す結果を得た。すなわち、図6は、ヨウ化セシウム
CsI(X)とヨウ化ジスプロシウムDyI3 (Y)の
重量比(CsI/DyI3 =X/Y)と、平均演色評価
数Raとの関係を測定した特性図である。When this point was confirmed by experiments, FIG.
The results shown in are obtained. That is, FIG. 6 is a characteristic diagram in which the relationship between the weight ratio (CsI / DyI 3 = X / Y) of cesium iodide CsI (X) and dysprosium iodide DyI 3 (Y) and the average color rendering index Ra was measured. Is.
【0035】この特性図より、CsI/DyI3 が、0
であるとアークの揺れが生じ、また0.75を越えると
平均演色評価数Raが80以下に低下する。このことか
ら、平均演色評価数Raを低下させることなくアークの
安定化を図るには、封入するCsIを、CsI/DyI
3 =X/Yの重量比で0.25〜0.75の範囲に規制
する必要があることが確認された。From this characteristic diagram, CsI / DyI 3 is 0.
When it is, arc fluctuation occurs, and when it exceeds 0.75, the average color rendering index Ra decreases to 80 or less. From this, in order to stabilize the arc without lowering the average color rendering index Ra, the enclosed CsI should be CsI / DyI.
It was confirmed that the weight ratio of 3 = X / Y should be restricted to the range of 0.25 to 0.75.
【0036】しかしながら、上記のようにCsIの封入
量を平均演色評価数Raの点から規制した場合、アーク
が十分に安定しない場合が、ときたま見られた。すなわ
ち、図3に示すように、発光管2を水平点灯した場合、
アークは上向きの弧を描いて湾曲し、またアークの起点
が上に偏心して発生する場合がある。本発明者らの研究
によると、図4に示す電極軸51の先端の径dが大きい
場合に、アークが偏心して発生する傾向が見られた。そ
こで、電極軸51の大きさについて実験した。However, when the encapsulation amount of CsI was restricted from the viewpoint of the average color rendering index Ra as described above, there were occasional cases where the arc was not sufficiently stable. That is, as shown in FIG. 3, when the arc tube 2 is horizontally lit,
The arc may be curved so as to describe an upward arc, and the starting point of the arc may be eccentrically generated upward. According to the study by the present inventors, when the diameter d of the tip of the electrode shaft 51 shown in FIG. 4 is large, the arc tends to be eccentrically generated. Then, the size of the electrode shaft 51 was tested.
【0037】上記2kWのメタルハライドランプにおい
て、CsI/DyI3 =X/Yを重量比で0.25〜
0.75の範囲に規制し、電極軸51の径dを、1.5
mm、1.6mm、1.8mm、1.9mm、2.0mmに形成し
てそれぞれのアークの安定性を調べた。外からの観察に
よれば、電極軸51の径dが2.0mm以上になると、ア
ークの起点が中心線から偏位して偏りが見られた。した
がって、この場合は、電極軸51の径dを1.9mm以下
にする必要があることが判った。In the above 2 kW metal halide lamp, CsI / DyI 3 = X / Y in a weight ratio of 0.25 to 0.25.
The diameter d of the electrode shaft 51 is regulated to 1.5 in the range of 0.75.
mm, 1.6 mm, 1.8 mm, 1.9 mm, and 2.0 mm were formed, and the stability of each arc was examined. According to the observation from the outside, when the diameter d of the electrode shaft 51 becomes 2.0 mm or more, the starting point of the arc deviates from the center line and a deviation is observed. Therefore, in this case, it was found that the diameter d of the electrode shaft 51 needs to be 1.9 mm or less.
【0038】電極軸51の径をdmmにすると、断面積S
mm2 はS=π(d/2)2 である。そして、上記例のメ
タルハライドランプはランプ電流IL が9〜10Aであ
るから、電極の電流密度IL /S(A/mm2 )は、IL
/π(d/2)2 であらわされる。したがって、電極の
太さを電流密度IL /S(A/mm2 )で示すと、ランプ
電流IL を9Aとすれば、電極軸51の径dを1.9mm
以下にすると、この種のメタルハライドランプは、電流
密度IL /Sは3.0以上になり、このようにするとア
ークが安定することになる。When the diameter of the electrode shaft 51 is dmm, the cross-sectional area S
mm 2 is S = π (d / 2) 2 . Since the lamp current IL of the metal halide lamp of the above example is 9 to 10 A, the current density IL / S (A / mm 2 ) of the electrode is IL
It is represented by / π (d / 2) 2 . Therefore, when the thickness of the electrode is indicated by the current density IL / S (A / mm 2 ), if the lamp current IL is 9 A, the diameter d of the electrode shaft 51 is 1.9 mm.
In the following, the current density IL / S of the metal halide lamp of this type becomes 3.0 or more, and in this case, the arc becomes stable.
【0039】一方、電極軸51の大きさは、始動電圧に
影響を及ぼす。ランプを始動する場合、電極から熱電子
が放出されるが、電極が小さい程温度が上昇し易いか
ら、始動し易くなる。したがって、始動性の点からは電
極軸51の径dmmを小さくすればよい。On the other hand, the size of the electrode shaft 51 affects the starting voltage. When starting the lamp, thermoelectrons are emitted from the electrodes, but the smaller the electrodes, the easier the temperature rises, and the easier it is to start. Therefore, from the viewpoint of startability, the diameter dmm of the electrode shaft 51 may be reduced.
【0040】上記電極軸51の大きさと、始動時間との
関係について、測定した結果を図7に示す。この実験
は、電源電圧を120Vとして、始動に要した時間を電
極軸51の大きさとの関係で測定したものである。そし
て、通常、主電極5a、5bには、図5にも示す通り、
始動性を良くするために電極コイル52には酸化ジスプ
ロシウムDy2 O3 、酸化スカンジムSc2 O3 の少な
くとも1種からなる電子放射物質(エミッタ)53が塗
布されている。上記図7の実験は、電極に電子放射物質
(エミッタ)53を塗布した条件のもとで実験した結果
である。FIG. 7 shows the measurement result of the relationship between the size of the electrode shaft 51 and the starting time. In this experiment, the power supply voltage was set to 120 V, and the time required for starting was measured in relation to the size of the electrode shaft 51. And, as shown in FIG. 5, in general, the main electrodes 5a and 5b are
In order to improve the starting property, the electrode coil 52 is coated with an electron emitting substance (emitter) 53 made of at least one of dysprosium oxide Dy 2 O 3 and scandium oxide Sc 2 O 3 . The experiment of FIG. 7 is a result of the experiment under the condition that the electrode is coated with the electron emitting substance (emitter) 53.
【0041】図7から、電極軸51の大きさdが2.0
mm以上になると、始動に60秒もかかるランプがあり、
電極軸51の大きさdは1.9mm以下がよい。このこと
は、上記アークの安定性を図るために電極軸51の大き
さdを1.9mm以下にしたことと一致し、アークの安定
性および始動性の両面から、電流密度IL /Sを3.0
以上にすればよいことになる。From FIG. 7, the size d of the electrode shaft 51 is 2.0.
There is a lamp that takes 60 seconds to start when it is over mm,
The size d of the electrode shaft 51 is preferably 1.9 mm or less. This is consistent with the fact that the size d of the electrode shaft 51 is set to 1.9 mm or less in order to ensure the stability of the arc, and the current density IL / S is set to 3 in view of both the stability and the startability of the arc. .0
The above is enough.
【0042】しかし、他方では、電極軸51の大きさd
が小さくなり過ぎると、点灯中に電極温度が上昇し過ぎ
るから、電極物質や、酸化ジスプロシウムDy2 O3 、
酸化スカンジムSc2 O3 の少なくとも1種からなる電
子放射物質(エミッタ)53が飛散し、発光管2の管壁
に付着して黒化や白濁化を生じ、光束が低下する。した
がって、電極軸51の太さを無制限に小さくすることは
できない。However, on the other hand, the size d of the electrode shaft 51 is
If the temperature becomes too small, the electrode temperature rises too much during lighting, so the electrode material, dysprosium oxide Dy 2 O 3 ,
An electron emitting material (emitter) 53 made of at least one of scandium oxide Sc 2 O 3 is scattered and adheres to the tube wall of the arc tube 2 to cause blackening or clouding, and the luminous flux is lowered. Therefore, the thickness of the electrode shaft 51 cannot be reduced without limit.
【0043】この点を確認するために、電極軸51の太
さと、光束維持率の関係を測定し、この結果を図8に示
す。図8より、電極軸51の径dが1.6mm未満である
と、5000時間点灯後の光束維持率は70%以下に低
下する。このため、電極軸51の径dを1.6mm以上に
する必要がある。電極軸51の径dが1.6mmの場合、
電流密度IL /Sは5.0である。In order to confirm this point, the relationship between the thickness of the electrode shaft 51 and the luminous flux maintenance factor was measured, and the result is shown in FIG. From FIG. 8, when the diameter d of the electrode shaft 51 is less than 1.6 mm, the luminous flux maintenance factor after lighting for 5000 hours decreases to 70% or less. Therefore, the diameter d of the electrode shaft 51 needs to be 1.6 mm or more. When the diameter d of the electrode shaft 51 is 1.6 mm,
The current density IL / S is 5.0.
【0044】以上の理由から、電極の電流密度IL /S
を、3.0〜5.0(A/mm2 )の範囲に規制すれば、
アークの安定化に有効であり、しかも始動性を良好に保
ち、かつ光束維持率も高くすることができることにな
る。For the above reasons, the current density IL / S of the electrode
Is regulated within the range of 3.0 to 5.0 (A / mm 2 ),
This is effective for stabilizing the arc, and moreover, it is possible to maintain good startability and increase the luminous flux maintenance factor.
【0045】したがって、平均演色評価数Raを低下さ
せることなくアークの安定化を図るには、封入するCs
Iを、CsI/DyI3 =X/Yの重量比で0.25〜
0.75の範囲に規制する必要があり、これでもなおア
ークが安定しない場合でも、そのアークを安定化し、か
つ始動性を良好に保ち、しかも光束維持率も高くするに
は、電極の電流密度IL /Sを、3.0〜5.0(A/
mm2 )の範囲に規制すればよいことになる。Therefore, in order to stabilize the arc without lowering the average color rendering index Ra, the enclosed Cs
I in a weight ratio of CsI / DyI 3 = X / Y of 0.25 to
It is necessary to regulate the range to 0.75, and even if the arc is still not stable, in order to stabilize the arc, maintain good startability, and increase the luminous flux maintenance factor, the current density of the electrode IL / S is 3.0 to 5.0 (A /
It should be restricted to the range of mm 2 ).
【0046】なお、希土類金属のハロゲン化物として
は、ヨウ化ジスプロシウムの外に、セリウムCe、ネオ
ジウムNd、ホルミウムHo、ツリウムTmなどのヨウ
化物または臭化物であってもよいが、ジスプロシウムは
希土類金属のなかでも演色性が良好な金属であり、よっ
てジスプロシウムを用いるのが好ましい。The rare earth metal halide may be iodide or bromide such as cerium Ce, neodymium Nd, holmium Ho, and thulium Tm, in addition to dysprosium iodide, but dysprosium is a rare earth metal halide. However, dysprosium is preferable because it is a metal having a good color rendering property.
【0047】また、アルカリ金属のハロゲン化物として
は、ヨウ化セシウムCsIの外に、ナトリウムNa、カ
リウムK、リチウムLiなどのヨウ化物または臭化物の
少なくとも1種であってもよいが、ヨウ化セシウムCs
Iがアークの安定化には一番有効である。Further, as the alkali metal halide, in addition to cesium iodide CsI, at least one of iodide and bromide such as sodium Na, potassium K and lithium Li may be used, but cesium iodide Cs
I is most effective for stabilizing the arc.
【0048】主電極5a、5bには、図5に示す通り、
電極コイル52には酸化ジスプロシウムDy2 O3 、酸
化スカンジムSc2 O3 の少なくとも1種からなる電子
放射物質(エミッタ)53が塗布されているから、始動
性が良くなる。As shown in FIG. 5, the main electrodes 5a and 5b are
Since the electrode coil 52 is coated with an electron emitting substance (emitter) 53 made of at least one of dysprosium oxide Dy 2 O 3 and scandium oxide Sc 2 O 3 , the startability is improved.
【0049】図1ないし図4に示されたメタルハライド
ランプは、図5に示すように、照明装置の光源として用
いることができる。図5において、30は照明器具本体
を示し、内面に反射面31を有するとともに、下面また
は一側面が開口されたハウジング構造をなしている。こ
の照明器具本体30の開口部には前面カバー32が取り
付けられている。また、この照明器具本体30の側壁に
はソケット33が取り付けられており、図1に示したメ
タルハライドランプはその口金16がソケット33にね
じ込まれて上記器具本体30に取り付けられている。こ
の場合、メタルハライドランプはランプ軸がほぼ水平線
を向くように、水平姿勢で点灯される。なお、器具本体
30には図5で図示しないが、図2に示す安定器24が
収容されている。The metal halide lamp shown in FIGS. 1 to 4 can be used as a light source of a lighting device as shown in FIG. In FIG. 5, reference numeral 30 denotes a main body of the luminaire, which has a reflecting surface 31 on the inner surface and has a housing structure in which the lower surface or one side surface is opened. A front cover 32 is attached to the opening of the lighting fixture body 30. A socket 33 is attached to the side wall of the lighting fixture body 30, and the base 16 of the metal halide lamp shown in FIG. 1 is attached to the fixture body 30 by being screwed into the socket 33. In this case, the metal halide lamp is lit in a horizontal posture so that the lamp axis is oriented substantially in the horizontal line. Although not shown in FIG. 5, the instrument body 30 accommodates the ballast 24 shown in FIG.
【0050】このような構成の照明装置においては、メ
タルハライドランプから放出された光が器具本体30の
内面に形成した反射面31で反射され、開口部の前面カ
バー32を通じて外に照射される。In the illuminating device having such a structure, the light emitted from the metal halide lamp is reflected by the reflecting surface 31 formed on the inner surface of the fixture body 30, and is radiated to the outside through the front cover 32 at the opening.
【0051】上記光源として用いられたメタルハライド
ランプは、前述したように、アークが安定化し、始動性
が良好に保たれ、しかも光束維持率が良いので、これを
光源とする上記照明装置は、ちらつきが少なく、長期に
亘り高い光束を維持した照明装置となる。特に、ランプ
を水平点灯する照明装置の場合、アークの曲りや偏心を
防止できる。As described above, the metal halide lamp used as the light source has a stable arc, good startability, and good luminous flux maintenance rate. And an illumination device that maintains a high luminous flux for a long period of time. Particularly, in the case of a lighting device that horizontally lights a lamp, arc bending and eccentricity can be prevented.
【0052】[0052]
【発明の効果】以上説明した通り本発明によれば、アル
カリ金属のハロゲン化物(X)と希土類金属のハロゲン
化物(Y)を重量比(X/Y)で0.25〜0.75の
範囲に規制したから、平均演色評価数Raを低下させる
ことなくアークの安定化を図ることができ、また、電極
の電流密度IL /Sを3.0〜5.0(A/mm2 )の範
囲に規制したから、一層アークの安定化が可能になり、
かつ始動性を良好に保ち、しかも光束維持率も高くする
ことができる。As described above, according to the present invention, the weight ratio (X / Y) of the alkali metal halide (X) and the rare earth metal halide (Y) is in the range of 0.25 to 0.75. As a result, the arc can be stabilized without lowering the average color rendering index Ra, and the current density IL / S of the electrode is in the range of 3.0 to 5.0 (A / mm 2 ). Since it is regulated to, it becomes possible to further stabilize the arc,
In addition, it is possible to maintain good startability and increase the luminous flux maintenance factor.
【図1】本発明の一実施例を示し、メタルハライドラン
プの構造を示す図。FIG. 1 is a diagram showing a structure of a metal halide lamp according to an embodiment of the present invention.
【図2】同実施例の回路構成図。FIG. 2 is a circuit configuration diagram of the same embodiment.
【図3】同実施例の発光管の図。FIG. 3 is a diagram of an arc tube of the same embodiment.
【図4】同実施例の主電極の断面図。FIG. 4 is a sectional view of a main electrode of the same example.
【図5】照明装置の断面図。FIG. 5 is a cross-sectional view of a lighting device.
【図6】ヨウ化セシウムとヨウ化ジスプロシウムの重量
比と、平均演色評価数の関係を示す特性図。FIG. 6 is a characteristic diagram showing the relationship between the weight ratio of cesium iodide and dysprosium iodide and the average color rendering index.
【図7】電極軸の径と、始動時間の関係を示す特性図。FIG. 7 is a characteristic diagram showing the relationship between the diameter of the electrode shaft and the starting time.
【図8】電極軸の径と、光束維持率の関係を示す特性
図。FIG. 8 is a characteristic diagram showing a relationship between a diameter of an electrode shaft and a luminous flux maintenance factor.
1…メタルハライドランプの外管 2…発光管 3…バルブ 4…封止部 5a、5b…主電極 6…補助電極 19…バイメタルスイッチ 20…点灯管 30…照明器具本体 31…反射面 32…前面カバー DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Outer tube of metal halide lamp 2 ... Arc tube 3 ... Bulb 4 ... Sealing part 5a, 5b ... Main electrode 6 ... Auxiliary electrode 19 ... Bimetal switch 20 ... Lighting tube 30 ... Lighting fixture body 31 ... Reflective surface 32 ... Front surface cover
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 蛭田 寿男 東京都品川区東品川四丁目3番1号 東芝 ライテック株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Toshio Hikita 4-3-1, Higashishinagawa, Shinagawa-ku, Tokyo Inside Toshiba Lighting & Technology Corporation
Claims (5)
に、この発光管内に、希土類金属のハロゲン化物と、ア
ルカリ金属のハロゲン化物と、水銀および希ガスを封入
したメタルハライドランプにおいて、 上記アルカリ金属のハロゲン化物(X)と希土類金属の
ハロゲン化物(Y)との封入比(X/Y)を重量比で
0.25以上で0.75以下とし、 かつランプ電流をIL (A)、電極先端の断面積をSmm
2 とした場合の電流密度IL /Sを3.0以上で5以下
としたことを特徴とするメタルハライドランプ。1. A metal halide lamp in which electrodes are sealed at both ends of an arc tube and a halide of a rare earth metal, a halide of an alkali metal, and mercury and a rare gas are sealed in the arc tube. The encapsulation ratio (X / Y) of the halide (X) of (1) to the halide (Y) of the rare earth metal is 0.25 or more and 0.75 or less by weight, and the lamp current is IL (A), the tip of the electrode. Cross section of Smm
A metal halide lamp according to claim 5 or less and the possible current density IL / S in the case of a 2 by 3.0 or more.
を含み、アルカリ金属のハロゲン化物は少なくともセシ
ウムを含むことを特徴とする請求項1に記載のメタルハ
ライドランプ。2. The metal halide lamp according to claim 1, wherein the rare earth metal contains at least dysprosium, and the alkali metal halide contains at least cesium.
カンジウムの少なくとも1種からなる電子放射物質を付
設したことを特徴とする請求項1に記載のメタルハライ
ドランプ。3. The metal halide lamp according to claim 1, wherein the electrode is provided with an electron-emitting substance made of at least one of dysprosium oxide and scandium oxide.
記載のメタルハライドランプと、 このランプを収容した器具本体と、を備えることを特徴
とする照明装置。4. A lighting device comprising: the metal halide lamp according to claim 1; and a fixture main body accommodating the lamp.
れることを特徴とする請求項4に記載の照明装置。5. The lighting device according to claim 4, wherein the metal halide lamp is lit horizontally.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6068694A JPH07272678A (en) | 1994-03-30 | 1994-03-30 | Metal halide lamp and lighting device using the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6068694A JPH07272678A (en) | 1994-03-30 | 1994-03-30 | Metal halide lamp and lighting device using the same |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07272678A true JPH07272678A (en) | 1995-10-20 |
Family
ID=13149444
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6068694A Pending JPH07272678A (en) | 1994-03-30 | 1994-03-30 | Metal halide lamp and lighting device using the same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH07272678A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2005015603A3 (en) * | 2003-08-11 | 2005-07-14 | Koninkl Philips Electronics Nv | High-pressure discharge lamp |
JP2010514118A (en) * | 2006-12-22 | 2010-04-30 | オスラム ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | Mercury high pressure discharge lamp |
JP2010153339A (en) * | 2008-12-26 | 2010-07-08 | Iwasaki Electric Co Ltd | High-pressure discharge lamp |
-
1994
- 1994-03-30 JP JP6068694A patent/JPH07272678A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2005015603A3 (en) * | 2003-08-11 | 2005-07-14 | Koninkl Philips Electronics Nv | High-pressure discharge lamp |
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JP2010153339A (en) * | 2008-12-26 | 2010-07-08 | Iwasaki Electric Co Ltd | High-pressure discharge lamp |
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