(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に一対の電極を有し、かつ内部に、水銀、不活性ガス、金属ハロゲン化物が封入された発光部と、前記発光部の端部に連設された封止部とを有する発光管を備え、前記発光部は、中央部分に筒部、および前記筒部の両端に連設された段部を有し、前記段部は傾斜部、前記発光部の中央部分の筒部の内径よりも径小の筒部、および傾斜部が順次連設された形状を有し、ランプ点灯中、前記段部の筒部が最冷部となり、この段部の筒部に過剰の液状化金属ハロゲン化物が集積することを特徴とする高圧金属蒸気放電ランプ。
【請求項２】
前記発光管の外面に熱反射膜が形成されており、前記熱反射膜は前記段部の筒部の端部のうち、この段部に近い方の封止部側に位置している端部から、前記発光部の端部のうち、この段部に近い方の前記発光部の端部に向かって延び、かつ少なくとも前記段部の筒部の端部から前記発光部の端部にわたって形成されていることを特徴とする請求項１記載の高圧金属蒸気放電ランプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は高圧金属蒸気放電ランプに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、高圧金属蒸気放電ランプは、内部に一対の電極を有し、かつ内部に金属ハロゲン化物等の封入物が封入された発光部と、この発光部の端部に連設された封止部とを備えた発光管を有している。
【０００３】
このような発光管の発光部の形状としては、楕円形状のものや、円筒形状部分とこの円筒形状部分の両端開口部に円錐形状部分を有しているものが知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来の楕円形状の発光部を有する発光管や、円筒形状部分とこの円筒形状部分の両端開口部に円錐形状部を有する形状の発光部を有する発光管を用いた高圧蒸気放電ランプでは、ランプ点灯中、発光に寄与しない液状化した過剰の金属ハロゲン化物が発光管内の最冷部に広範囲に堆積するため、高温の発光管材料である石英（ＳｉＯ2）と、過剰の液状化金属ハロゲン化物（ＭＸ）との反応面積が大きくなり、多量のハロゲン化ケイ素化合物（ＳｉＸ）を形成してしまう。
【０００５】
ハロゲン化ケイ素化合物（ＳｉＸ）は対流により電極先端近傍に移動し、シリコン（Ｓｉ）とハロゲンに解離する。Ｓｉは電極材料であるタングステン（Ｗ）と反応し、低融点合金（ＷＳｉ）を形成する。
【０００６】
このように形成されたＷＳｉは、電極先端から発光管内に飛散し発光管の黒化を発生させるので、この発光管の黒化にともない、光束劣化およびランプ電圧上昇が誘発される。
【０００７】
したがって、光束劣化およびランプ電圧上昇を低減するためには、過剰に液状化した金属ハロゲン化物と発光管材料である石英との反応を低減させることが必要である。
【０００８】
本発明は、過剰の液状化金属ハロゲン化物の堆積面積を減らすことにより、発光管材料である石英と過剰に液状化した金属ハロゲン化物との反応を抑制させ、寿命特性の良好な高圧金属蒸気放電ランプを得ることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、内部に一対の電極を有し、かつ内部に、水銀、不活性ガス、金属ハロゲン化物が封入された発光部と、前記発光部の端部に連設された封止部とを有する発光管を備え、前記発光部は、中央部分に筒部、および前記筒部の両端に連設された段部を有し、前記段部は傾斜部、前記発光部の中央部分の筒部の内径よりも径小の筒部、および傾斜部が順次連設された形状を有し、ランプ点灯中、前記段部の筒部が最冷部となり、この段部の筒部に過剰の液状化金属ハロゲン化物が集積する構成を有する。
【００１０】
これにより、ランプ点灯中、発光部端部の段部は、放電アークからの距離が大きくなるため、他の発光部の部分と比較し極端に低温となる。よって過剰の液状化金属ハロゲン化物が低温となった段部の狭い範囲に集積することとなり、発光管材料である石英との反応が抑制され、良好な寿命特性を有する高圧金属蒸気放電ランプが得られる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
【００１２】
図１および図２に示すように、本発明の第１の実施の形態である７０Ｗ高圧金属蒸気放電ランプは、外管９内に、発光管１が内蔵されている。
【００１３】
発光管１は、内部に一対の電極２を有しかつ内部に水銀、不活性ガス、金属ハロゲン化物が封入された発光部１ａと、この発光部１ａの両端部にそれぞれ連設された封止部１ｂとを有している。
【００１４】
封止部１ｂには、タングステンからなる電極２、モリブデンからなる金属箔３、外部リード線４が順次接続された電力供給導体５が封止されている。電極２は発光部１ａ内に位置し、外部リード線４の端部は発光管１外部に導出して封止されている。
【００１５】
発光管１の周囲には、発光管１を二重に囲むように透光性筒６が設けられ、この透光性筒６の両端開口部には金属プレート７がそれぞれ設けられている。外部リード線４は金属プレート７を貫通しており、外部リード線４と金属プレート７とは絶縁プレート８で絶縁されている。
【００１６】
外管９には、ステム線１０ａ，１０ｂを有するステム１０が設けられ、ステム線１０ａと一方の外部リード線４とが接続され、かつ、ステム線１０ｂと他方の外部リード線４とは電力供給線１１を介して接続されている。
【００１７】
なお、１２は口金を示す。
発光管１は、図２に示すように、全長４２（ｍｍ）（記号（イ））で、ボリューム長１８（ｍｍ）（記号（ロ））の発光部と、この発光部の両端に長さ１２（ｍｍ）の封止部を有している。
【００１８】
発光部１ａは中央部に筒部１３、この筒部１３の両端に連設された段部１４を有している。
【００１９】
発光部１ａの中央部分の筒部１３の外径（記号（ハ））は１１．５（ｍｍ）、ストレート長（記号（ニ））は６（ｍｍ）、発光部端部の段部１４の外径（記号（ホ））は８．７５（ｍｍ）、段部１４の中央部の筒部のストレート長（記号（ヘ））は１（ｍｍ）で構成されている。また、発光部１ａの中央部分の筒部の内径は１０（ｍｍ）、段部の中央部の筒部の内径は８（ｍｍ）である。
【００２０】
段部１４は、傾斜部１４ａ、発光部１ａの中央部分の筒部１３よりも径小な筒部１４ｂ、および傾斜部１４ｃが順次連設された構成を有している。
【００２１】
発光管１の両端外面には、ＺｒＯ2からなる熱反射膜１８が形成されている。封入されている金属ハロゲン化物はＤｙＩ3：ＴｍＩ3：ＨｏＩ3：ＮａＩ：ＴｌＩ＝１４：１４：１０：５４：８（ｗｔ％）の組成比で構成されている。
【００２２】
このような、本実施形態の高圧金属蒸気放電ランプ（以下、本発明品Ａという）は、色温度３０００（Ｋ）、効率７５（ｌｍ／Ｗ）、平均演色評価数Ｒａ８０の初期光学特性を有する。また、６０００時間点灯時の光束維持率は７０％である。
【００２３】
図５に示す発光部１ａが楕円形状である発光管１５を備えた高圧放電ランプ（以下、比較品Ａという）について測定を行ったところ、６０００時間点灯時の光束維持率は５５％であった。
【００２４】
また、図７に示す円筒形状部分とこの円筒形状部の両端開口部に円錐形状部を有する形状の発光部１ａを有する発光管１６を備えた高圧放電ランプ（以下、比較品Ｂという）について測定を行ったところ、６０００時間点灯時の光束維持率は６０％であった。
【００２５】
次に、本発明品Ａの発光管１および比較品Ａの発光管１５、比較品Ｂの発光管１６のランプ垂直点灯時の発光管外表面の温度を測定し、その温度分布を図４、図６、図８にそれぞれ示した。
【００２６】
図３、図４に示すように、本発明品Ａの発光管１の温度最冷部１７（記号ｈ）、すなわち発光部１ａの中央部分の筒部１３の内径よりも径小な段部１４の中央部の筒部１４ｂは他の領域と比較し局所的に低い。このため、発光に寄与しない過剰の液状化金属ハロゲン化物は最冷部１７（記号ｈ）の段部である狭い範囲に集積するため、発光管材料である石英との反応面積を減少させることができ、従って発光管黒化やランプ電圧上昇を低減することができ良好な寿命特性を得ることができる。
【００２７】
なお、比較品Ａおよび比較品Ｂでは、図５〜図８に示すように記号Ｈまたは記号Ｈ”から電極根元まで液状化金属ハロゲン化物が存在し、発光管の黒化やランプ電圧上昇が確認された。
【００２８】
次に、本発明の第２の実施形態である７０Ｗ高圧金属蒸気放電ランプについて説明する。
【００２９】
本実施形態の高圧金属蒸気放電ランプは、図９に示すように発光管１の端部外表面にＺｒＯ2からなる熱反射膜１８が形成されている。すなわち、熱反射膜１８の形成範囲を発光部１ａの端部２１、すなわち段部１４の中央部の筒部１４ｂの端部１９から発光管の端部２０までとしたものである。
【００３０】
この本実施形態の高圧金属蒸気放電ランプ（以下、本発明品Ｂという）の初期特性を測定し表１に示した。なお、比較例として、図１０に示すように熱反射膜１８を発光管の端部から発光部１ａの中央部分の筒部の端部まで形成した発光管２２（以下、比較品Ｃという）と、図１１に示すように熱反射膜１８を形成していない発光管２３（以下、比較品Ｄという）とを用い、それぞれの初期特性についても測定を行った。また、表１に示した値はこれらランプをそれぞれ１５本測定し、その平均値を示したものであり、σは標準偏差を示している。
【００３１】
【表１】
0003708266.tif 000002
【００３２】
表１から明らかなように、本発明品Ｂは、初期色温度のσが５２であり、比較品Ｃ，Ｄと比し安定した初期光学特性を得ることができることが確認できた。
【００３３】
このように、発光管１の端部の外面に熱反射膜１８が形成されており、熱反射膜１８を段部１４の筒部１４ｂの端部１９のうち、この段部１４に近い方の封止部１８側に位置している端部１９から、発光部１ａの端部２１のうち、この段部１４に近い方の発光部１ａの端部２１に向かって延び、かつ少なくとも段部１４の筒部１４ｂの端部１９から発光部１ａの端部２１にわたって形成しているので、発光部１ａ内の電極根元部の温度が上昇するため、発光管１内の電極根元部に金属ハロゲン化物が沈み込むことによって生じる発光管内の金属蒸気圧の低下を防止し、安定した初期光学特性を有する高圧金属蒸気放電ランプを得ることができる。
【００３４】
【発明の効果】
以上のように本発明の高圧金属蒸気放電ランプは、ランプ点灯中、発光部端部の段部は、放電アークからの距離が大きくなるため、他の発光部の部分と比較し極端に低温となる。よって過剰の液状化金属ハロゲン化物が低温となった段部の狭い範囲に集積することとなり、発光管材料である石英との反応が抑制され、良好な寿命特性を有しかつ安定した初期光学特性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態である７０Ｗ高圧金属蒸気放電ランプの一部切欠正面図
【図２】同じく発光管の一部切欠正面図
【図３】同じく発光管の一部切欠正面図
【図４】同じく発光管の外表面温度の関係を示す図
【図５】従来の楕円形発光管の正面図
【図６】同じく発光管の外表面温度の関係を示す図
【図７】従来の発光部端部に円錐形状部を有する発光管の正面図
【図８】同じく発光管の外表面温度の関係を示す図
【図９】本発明の第２の実施形態である熱反射膜を設けた発光管の正面図
【図１０】熱反射膜の形成範囲を変えた比較用発光管の正面図
【図１１】熱反射膜を形成していない比較用発光管の正面図
【符号の説明】
１  発光管
１ａ  発光部
１ｂ  封止部
２  電極
９  外管
１３  筒部
１４  段部
１８  熱反射膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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