JP2004281216A

JP2004281216A - 金属蒸気放電ランプ

Info

Publication number: JP2004281216A
Application number: JP2003070576A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Hayakawa; 弘幸早川; Masanao Kudo; 雅直工藤
Original assignee: Iwasaki Denki KK
Current assignee: Iwasaki Denki KK
Priority date: 2003-03-14
Filing date: 2003-03-14
Publication date: 2004-10-07

Abstract

【課題】相関色温度３５００Ｋ〜５０００Ｋの白色光を有し、平均演色評価数Ｒａは９０以上であり、同時に赤色の特殊演色評価数Ｒ９も９０程度を有し、かつ高効率なランプを提供することを目的とする。
【解決手段】両端部に一対の電極を有し、かつ内部に金属ハロゲン化物、水銀および緩衝ガスが封入された透光性セラミックスからなる発光管と、前記発光管を内蔵した外管を備え、前記金属ハロゲン化物は少なくともハロゲン化ナトリウム、ハロゲン化タリウム、ハロゲン化カルシウムおよび少なくとも１種類の希土類系ハロゲン化物からなり、前記金属ハロゲン化物の総量に対する前記ハロゲン化カルシウムの比率を５５モル％〜７５モル％とする。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は透光性セラミックスを発光管に用いた金属蒸気放電ランプの演色性の改善に関する。
【０００２】
【従来の技術】
透光性セラミックスを発光管に用いた金属蒸気放電ランプは、旧来の、石英ガラスを発光管に用いた金属蒸気放電ランプに比べ、発光管材料と封入物質である金属ハロゲン化物との反応が少ないため、長寿命であり、かつ安定した色特性を得ることができる。また、透光性セラミックス製の発光管では、発光管材料と封入物質である金属ハロゲン化物との反応が少なく、耐熱性もあるため、発光管の壁面負荷（Ｗ／ｃｍ^２）および最冷部温度を上げることができ、石英ガラス製の発光管より動作温度を上げることが出来る。すなわち、封入物質であるハロゲン化ナトリウムの特性を利用し、高演色性および高いランプ効率を得ることができる。
【０００３】
この種の金属蒸気放電ランプは、既に屋内の商業スペース用照明として実用化されていて、相関色温度３５００Ｋ〜５０００Ｋの白色光タイプでは９０００時間の長寿命、９０ｌｍ／Ｗの高いランプ効率と平均演色評価数Ｒａ９０以上を有することが知られている。
また、ランプの長寿命化のためにランプの波高率を制限し、ヨウ化カルシウムを３０モル％〜５０モル％を有する事が記載されている先行技術がある（例えば特許文献１参照）。しかし、この範囲では赤色の特殊演色評価数Ｒ９の改善が十分には効果的でないことが分かった。
【０００４】
【特許文献１】
国際公開９８−４５８７２号公報（４頁）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
この金属蒸気放電ランプにおいては、赤色の特殊演色評価数Ｒ９が４０〜８０程度であり、屋内の商業スペース用照明としては十分とはいえない。
本発明はこのような問題点を解決する為になされたもので、相関色温度３５００Ｋ〜５０００Ｋの白色光を有し、平均演色評価数Ｒａは９０以上であり、同時に赤色の特殊演色評価数Ｒ９も９０程度を有し、かつ高効率なランプを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の金属蒸気放電ランプは、両端部に一対の電極を有し、かつ内部に金属ハロゲン化物、水銀および緩衝ガスが封入された透光性セラミックスからなる発光管と、前記発光管を内蔵した外管を備え、前記金属ハロゲン化物は少なくともハロゲン化ナトリウム、ハロゲン化タリウム、ハロゲン化カルシウムおよび少なくとも１種類の希土類系ハロゲン化物からなり、前記金属ハロゲン化物の総量に対する前記ハロゲン化カルシウムの比率が５５モル％〜７５モル％であることを特徴とする。
【０００７】
これによってハロゲン化カルシウムの成分による赤色のスペクトル領域における発光により、高効率、演色評価数Ｒａを９０以上に維持し、かつ赤色演色評価数Ｒ９を９０程度に改善することができる。
【０００８】
前記希土類系ハロゲン化物は、ハロゲン化ディスプロシウム、ハロゲン化ホルミウム、ハロゲン化ツリウムのうち少なくとも１つであるとすることを特徴とする。
【０００９】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図１乃至図３を用いて説明する。
図１に示す本発明の１５０Ｗ金属蒸気放電ランプは、外管２内に透光性セラミックスからなる発光管１を有し金属支柱３で接続された構成を有している。ここで、４はステム、５は口金であり、外管２内は真空に排気されている。
【００１０】
発光管１内には所定量の水銀とアルゴンガス、そして、金属ハロゲン化物としてヨウ化ディスプロシウム（ＤｙＩ_３）、ヨウ化タリウム（ＴｌＩ）、ヨウ化ナトリウム（ＮａＩ）およびヨウ化カルシウム（ＣａＩ_２）が封入されている。ここでアルゴンガスは緩衝ガスとして用いられる。
【００１１】
図２に示す透光性セラミックスからなる発光管１は、円筒形状の放電容器１１と、外径が放電容器外径１０ｍｍのほぼ１／３であり、かつ、内径を１ｍｍ、肉厚を１ｍｍとした細管部１２ａ，１２ｂが、放電容器の中心穴においてディスクを介して一体的に焼結されている。ここで、細管部１２ａ、１２ｂはディスク外面からの突き出し長を１４ｍｍとし構成した。また、この細管部１２ａ、１２ｂの内部には、先端にタングステンからなる電極を有する電流導入体１３ａ、１３ｂがシール材１４ａ、１４ｂによって封着されている。
【００１２】
表１に、封入金属ハロゲン化物総量１０ｍｇの内、ヨウ化カルシウム（ＣａＩ_２）を６０．０モル％添加した本実施形態の金属蒸気放電ランプ（以下、本発明品という）と、本発明品と同様の構造を有し、ヨウ化カルシウム（ＣａＩ_２）を添加していない封入物を用いた従来ランプ（比較ランプ品１）と、本発明と同様の構造を有し、ヨウ化カルシウム（ＣａＩ_２）を４５モル％添加した封入物を用いた従来ランプ（比較ランプ品２）との初期特性を示す。
【００１３】
【表１】

【００１４】
一般的に演色評価数Ｒａとランプ効率は反比例の関係になっている。そのため演色評価数Ｒａを上げれば、必然的にランプ効率は下がってしまう。しかし表１のように、ヨウ化カルシウム（ＣａＩ_２）を６０モル％添加した封入物を用いた本発明品は、平均演色評価数Ｒａおよび赤色の特殊演色評価数Ｒ９とも９０以上と高く、ランプ効率９０ｌｍ／Ｗ以上を保つ。また、色温度４１３０Ｋの白色光を持ち、非常に良好なランプ特性を示した。
【００１５】
一方、ヨウ化カルシウム（ＣａＩ_２）を添加していないか、添加していても４５モル％では、ランプ効率９０ｌｍ／Ｗ以上で、色温度４３００Ｋ〜４６００Ｋの白色光を持ち、平均演色評価数Ｒａも９０以上と高いが、赤色の特殊演色評価数Ｒ９は５０〜８０程度であり、９０程度に改善することはできない。
【００１６】
図３に、ヨウ化ディスプロシウム（ＤｙＩ_３）：ヨウ化タリウム（ＴｌＩ）：ヨウ化ナトリウム（ＮａＩ）の添加組成比（モル％）を保ったまま、封入金属ハロゲン化物総量に対するヨウ化カルシウム（ＣａＩ_２）の組成比（モル％）を変化させたときの平均演色評価数Ｒａの変化（点線）、赤色の特殊演色評価数Ｒ９（実線）の変化およびランプ効率（一点鎖線）の変化を示す。ここに示すように、ヨウ化カルシウム（ＣａＩ_２）の組成比が５５モル％を超えるとＲ９が９０程度に達する。しかし、ヨウ化カルシウム（ＣａＩ_２）の組成比が７５モル％を超えると演色評価数Ｒａが９０未満に低下し、更にランプ効率も低下してしまう。
【００１７】
そこで、発光管１に封入する金属ハロゲン化物の総量に対するハロゲン化カルシウム添加量の比率を５５モル％〜７５モル％にすることで、ハロゲン化カルシウムの成分による赤色のスペクトル領域における発光により、高効率で、９０以上の演色評価数Ｒａを持ち、かつＲ９が９０程度を有する演色性に非常に優れたランプを実現できた。
【００１８】
その他の実施例として、封入金属ハロゲン化物総量１５ｍｇの内、ヨウ化カルシウム（ＣａＩ_２）を５５モル％添加した、本発明の定格電力２５０Ｗの金属蒸気放電ランプの初期特性は、色温度４０４０Ｋの白色を有し、ランプ効率は９５ｌｍ／Ｗであり、Ｒａは９１であり、Ｒ９は９０であった。
【００１９】
なお、上記実施例では、希土類系ハロゲン化物にヨウ化ディスプロシウム（ＤｙＩ_３）を用いたが、ヨウ化ホルミウム（ＨｏＩ_３）やヨウ化ツリウム（ＴｍＩ_３）等のヨウ化ディスプロシウム（ＤｙＩ_３）以外の希土類系ハロゲン化物や、これらの混合物を用いてもよい。また、ヨウ化物以外の臭化物や塩化物等の金属ハロゲン化物やこれらを混合して用いてもよい。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、両端部に一対の電極を有し、かつ内部に金属ハロゲン化物、水銀および緩衝ガスが封入された透光性セラミックスからなる発光管と、前記発光管を内蔵した外管を備え、前記金属ハロゲン化物は少なくともハロゲン化ナトリウム、ハロゲン化タリウム、ハロゲン化カルシウムおよび少なくとも１種類の希土類系ハロゲン化物からなり、前記金属ハロゲン化物の総量に対する前記ハロゲン化カルシウムの比率が５５モル％〜７５モル％である構成を有することによって、屋内の商業スペース用照明に適した相関色温度３５００Ｋ〜５０００Ｋの白色光を有し、平均演色評価数Ｒａは９０以上であり、同時に赤色の演色評価数Ｒ９も９０程度を有し、かつ高効率な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】本発明の実施の形態である金属蒸気放電ランプの外観図。
【図２】本発明の実施の形態である発光管の断面図。
【図３】封入金属ハロゲン化物総量に対するヨウ化カルシウムＣａＩ_２の組成比（モル％）とランプ効率（ｌｍ／Ｗ）、平均演色評価数Ｒａ、赤色の演色評価数Ｒ９の関係を示す図。
【符号の説明】
１発光管
２外管
３金属支柱
４ステム
５口金
１１放電容器
１２ａ，１２ｂ細管部
１３ａ，１３ｂ電流導入体
１４ａ，１４ｂシール材

Claims

両端部に一対の電極を有し、かつ内部に金属ハロゲン化物、水銀及び緩衝ガスが封入された透光性セラミックスからなる発光管と、前記発光管を内蔵した外管を備え、前記金属ハロゲン化物は少なくともハロゲン化ナトリウム、ハロゲン化タリウム、ハロゲン化カルシウムおよび少なくとも１種類の希土類系ハロゲン化物からなる金属蒸気放電ランプにおいて、前記ハロゲン化物の総量に対する前記ハロゲン化カルシウムの比率が５５モル％〜７５モル％であることを特徴とする金属蒸気放電ランプ。
前記希土類系ハロゲン化物は、ハロゲン化ディスプロシウム、ハロゲン化ホルミウム、ハロゲン化ツリウムのうち少なくとも１つであることを特徴とする請求項１に記載の金属蒸気放電ランプ。