JP3246463B2

JP3246463B2 - 金属蒸気放電ランプ

Info

Publication number: JP3246463B2
Application number: JP36921098A
Authority: JP
Inventors: 浩司野原; 義晴西浦; 耕一杉本; 俊介柿坂; 一男武田; 健次秋吉; 史紀中山; 高詩山本
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1998-08-07
Filing date: 1998-12-25
Publication date: 2002-01-15
Anticipated expiration: 2018-12-25
Also published as: JP2000113859A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、透光性セラミック
製の発光管を用いた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、この種の金属蒸気放電ランプは、
例えば特開平６−１９６１３１号公報（従来例１）や、
特開平７−２４０１８４号公報（従来例２）、特開昭６
１−２４５４５７号公報（従来例３）に開示されてい
る。

【０００３】すなわち、従来例１では、透光性セラミッ
クよりなる発光管を備え、発光管の中央本管部分の両側
に設けられた細管内に電極に接続された水素透過性物質
と耐ハライド性物質よりなる給電体が挿入され、前記細
管と前記給電体との隙間をガラスフリットにて封着した
構成を有する。

【０００４】水素透過性物質としては、ニオブやタンタ
ルなどが用いられ、これにより、細管の材質であるアル
ミナと熱膨張係数を近づけることができ、封着時のクラ
ック発生を防止することができる。しかしながら、ニオ
ブなどは、封入物であるハロゲン化物と激しく反応を起
こすため、点灯中に封入物が存在する部分にはタングス
テンやモリブデンまたは、導電性サーメット等の耐ハラ
イド性物質が使用され、ニオブよりなる水素透過性部分
はガラスフリットによって完全に封着されており、給電
体との反応を抑制する構成を備えている。

【０００５】従来例２では、中央部に球または楕円球形
の膨径部とこの膨径部の両端部に延長して一体形成され
た、膨径部よりも径の細い細管部とからなる透光性セラ
ミック製の発光管と、細管部内に挿入された発光管の内
外を導通する導通手段を有した閉塞体の一端部に支持さ
れて設けられた一対の電極とを備えている。

【０００６】この構成においては、閉塞体内部を貫通し
た外部リード線によって発光管内外を導通させる手段と
している。細管部の反電極側端部の内面と閉塞体の外面
との隙間に流し込まれた例えばフリットガラスからなる
ガラス接着剤によって細管部と接合している。

【０００７】また、発光管内には、緩衝金属として水銀
と、発光金属として金属ハロゲン化物と、アルゴンガス
等の希ガスとが封入されている。ただし、金属ハロゲン
化物については、点灯中に蒸発する量よりも過剰に封入
されている。

【０００８】通常、点灯中にガラス接着剤が高温になる
と金属ハロゲン化物と化学反応を起こし、劣化する。こ
の劣化により、発光管にリークが発生する。そこで、本
従来例では、点灯中、余剰な金属ハロゲン化物をガラス
接着剤による接合部を除く細管部の内面と閉塞体の外面
との隙間に凝集させ、この凝集させた金属ハロゲン化物
によってガラス接着剤と放電空間内の高温ガスとを熱的
に隔離させている。これにより、金属ハロゲン化物との
化学反応によるガラス接着剤の劣化を防止することがで
き、発光管にリークが発生するのを防止している。

【０００９】また、従来例３では、透光性アルミナ管の
端部を封着材を介し導電性サーメットで閉塞してなる発
光管内にハロゲン化ディスプロシウムを封入し、封着材
の主成分を希土類金属酸化物を用いた構成になってい
る。導電性サーメットは、タングステン粉末等と、発光
管材料に用いられているアルミナ等の粉末とを混合し、
焼結させたもので、アルミナとの熱膨張係数の差が非常
に小さく、封着部のクラックを低減することができる。
また、封着材として希土類金属酸化物を主成分として用
いており、点灯中における封入物と封着材の反応を抑制
することができる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の構
成において、給電体の耐ハライド部分にタングステンや
モリブデンなどの熱膨張係数がアルミナと大きく異なる
金属を用いた場合、封着部にクラックが発生し易くな
り、封着工程時および点灯中に発光管がリークし易いと
いう問題があった。これを防止するために、耐ハライド
部分にアルミナと膨張係数の近い導電性サーメットを用
いることが好ましいが、導電性サーメットと水素透過性
物質であるニオブとの接合が困難であり、この部分の信
頼性にかけ、給電体の利用率が低くなるという問題があ
った。

【００１１】また、給電体としてニオブ等の金属を用い
ると、このニオブとガラスフリットとの界面の結合が、
酸化物同士であるガラスフリットとアルミナとの界面の
結合に比べ弱く、長期に渡る点灯において、ニオブとガ
ラスフリットとの界面から封入物が徐々にリークし、ラ
ンプ電圧が低下するという問題があった。

【００１２】さらに、熱膨張係数が７．２×１０^-6であ
るニオブと８．０×１０^-6であるアルミナの間には、封
着時および点灯時に少なからずも熱応力が発生し、電極
棒径が巨大化する高ワットにおいては、この熱応力が無
視できず、封着部のクラックを引き起こすという問題が
あった。また、ニオブなどは高温で窒素と反応して脆化
がおこり、端部の温度が上昇しやすい高ワットのもので
は窒素雰囲気中で点灯させるには不適当であった。

【００１３】また、内部に貫通させた外部リード線を持
つ閉塞体によって発光管端部を封着する構成において
は、外部リード線と閉塞体の接合が充分ではなく、前記
リード線に沿って封入物が発光管外にリークし、点灯中
にランプ電圧が著しく低下するという問題があった。

【００１４】また、導電性サーメットによって発光管端
部を封着する上記のような構成では、封着材の前面が放
電空間に近く、高温であるために、封着材が軟化した
り、封入物との間で反応が起こり、短期間に光学特性が
著しく低下するという問題があった。

【００１５】さらに、各従来例の発光効率を調べると、
例えば高演色のもので約８０ｌｍ／Ｗ程度と低かった。
このように、発光効率はより高いものが望まれているに
もかかわらず、発光効率を向上させるための手段が考慮
されていないという問題があった。

【００１６】また、同じく点灯初期における光束立上り
時間（安定時の９０％の光束が得られるまでの時間）に
ついても調べると、１３分〜１５分程度と長かった。こ
のように、光束立上り時間はより短いものが望まれてい
るにもかかわらず、従来の金属蒸気放電ランプにはそれ
を向上させるための手段が考慮されていないという問題
があった。

【００１７】本発明は、このような問題を解決するため
になされたもので、長期寿命中安定した光学特性が得ら
れる信頼性の高い封着部を有し、発光効率を向上させる
とともに、点灯初期における光束立上り特性を向上させ
ることのできる金属蒸気放電ランプを提供するものであ
る。

【００１８】

【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、内部に、発光金属が封入され、かつ一対の電極
を有する発光部と、前記発光部の両端部に設けられた細
管部と、前記細管部内に挿入されているとともに前記発
光部とは反対側の端部部分がシール材によって前記細管
部内に封着された導電性サーメットからなる給電体とを
有する透光性セラミック製の発光管を備え、前記導電性
サーメットの発光部側端部には前記電極が設けられ、前
記導電性サーメットの前記電極接続側とは反対側の端部
を少なくとも前記細管端部まで延在させており、前記シ
ール材の放電空間側の端面の温度が最大８００℃であ
り、前記導電性サーメットの２０℃における比抵抗値
が、１０．０×１０ ^-8 Ωｍ以上２５．０×１０ ^-8 Ωｍ以
下である構成を有している。

【００１９】これにより、封着部におけるシール材と細
管および導電性サーメットとの界面の結合力が強化さ
れ、長時間にわたって気密性を保持し、１５０ワット以
上の高ワットのランプにおいてもクラック発生を防止す
ることのできる信頼性の高い封着部を持った金属蒸気放
電ランプを提供することができる。

【００２０】また、シール材（ガラスフリット）の放電
空間側端面の温度を限定することで、ガラスフリットと
封入物の反応を抑制することができ、寿命中安定した光
学特性を持つ金属蒸気放電灯を提供することができる。
封着部の温度を下げる手段として、高温で窒素と反応を
起こすＮｂなどが使用されていないので、外管内に窒素
を封入することができる。これにより、封着部分の熱が
窒素によって失われ、ガラスフリットの温度を低下させ
ることができ、反応を抑制することができる。さらに、
保温筒を取り付けることにより、封着部の温度を保温・
制御することができ、封入物とガラスフリットとの反応
を抑制し、かつ所望の光色を得ることができる。さら
に、金属蒸気放電ランプの点灯初期において、封入物の
温度をすばやく上昇させることができる。

【００２１】前述したように、本発明の構成では、長期
点灯において安定した光学特性を得ることができるが、
近年、この種のランプは、長寿命であるとともに、高い
発光効率と立ち上がり特性に優れていることが求められ
ている。発明者は、従来の金属蒸気放電ランプにおい
て、発光効率を低下させている原因を調べた結果、その
原因は放電空間からの熱損失にあることを見出した。さ
らに、光束立上り特性を向上させる要因は、封入物の温
度に関係していることを見出した。

【００２２】本発明は、このような知見に基づいてなさ
れたものであり、次のとおりの手段を有している。

【００２３】本発明の金属蒸気放電ランプは、請求項１
記載の発明において、前記導電性サーメットの２０℃に
おける熱伝導率が、０．２８（ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・
ｄｅｇ）以下である構成を有している。

【００２４】これにより、放電空間から導電性サーメッ
トを伝導して失われる熱損失を低減することができる。

【００２５】本発明の金属蒸気放電ランプは、請求項１
または請求項２に記載の発明において、前記導電性サー
メットの外径ｒ（ｍｍ）が、ランプ電力をＰ（Ｗ）とし
た場合、４．９×１０^-3Ｐ＋０．５３（ｍｍ）以下であ
る構成を有している。

【００２６】これにより、従来より高い発光効率を得る
ことができる。

【００２７】

【００２８】本発明の金属蒸気放電ランプは、請求項１
〜請求項３のいずれかに記載の発明において、前記シー
ル材の放電空間側の端面と前記放電空間との距離Ｌ（ｍ
ｍ）が、ランプ電力をＰ（Ｗ）とした場合、（３／１１
５）Ｐ＋３５５／１１５（ｍｍ）以上である構成を有し
ている。

【００２９】これにより、シール材の放電空間側端面の
温度を８００℃以下とすることができ長時間の点灯にお
いて光学特性の変化が少ない金属蒸気放電ランプを得ら
れる。

【００３０】本発明の金属蒸気放電ランプは、請求項１
〜請求項４のいずれかに記載の発明において、前記細管
部を包み込む保温筒が設けられている構成を有してい
る。

【００３１】これにより、封入物の温度を調整すること
ができ、寿命が安定し、かつ、所望の光色を得ることが
できる。

【００３２】本発明の金属蒸気放電ランプは、請求項１
〜請求項５のいずれかの発明において、前記発光管は外
管内に設けられており、前記外管内には窒素が封入され
ている構成を有している。

【００３３】これにより、封着部の温度を低下させるこ
とができ、寿命中安定した光学特性を得ることができ
る。

【００３４】

【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。

【００３５】本発明の第一の実施の形態であるランプ電
力１５０Ｗの金属蒸気放電ランプは、図１に示すよう
に、例えば多結晶アルミナよりなる透光性セラミック製
の発光管１と、この発光管１を取り囲む外管２と、発光
管１を外管２内に固定する金属線３ａ，３ｂとを備えて
いる。外管２内には、所定圧の窒素が封入されている。
なお、図中の４は口金を示す。

【００３６】発光管１は、図２に示すように、発光部で
ある例えば最大外径１０ｍｍの本管部５と、この本管部
５の両端に設けられた内径１．０ｍｍの細管部６を有す
る。また、発光管１内には、所定量の水銀と、始動用の
希ガスとして例えばアルゴンガスと、金属ハロゲン化物
として沃化ディスプロシウム、沃化タリウム、沃化ナト
リウム等が封入されている。

【００３７】各細管部６内には、外径０．９ｍｍの給電
体である導電性サーメット７がそれぞれ挿入され、ガラ
スフリット８によって封着されている。

【００３８】導電性サーメット７は、モリブデンの粉末
またはタングステンの粉末とアルミナの粉末とを混合
し、焼結させたものである。また、導電性サーメット７
の熱膨張係数は、発光管１のそれとほぼ等しい。ここで
用いた導電性サーメット７はモリブデンとアルミナを重
量比で５０：５０の比率で混合焼結させたもので、その
熱膨張係数は約７．０×１０^-6であるが、発光管１がさ
らに高ワット、例えば２５０ワットや４００ワットにな
る場合は、さらにアルミナの混合比率を上昇させアルミ
ナの熱膨張係数にさらに近づけた方が好ましい。

【００３９】導電性サーメット７は、細管部６の端部か
ら１０ｍｍの長さだけ発光管外に突出し、それぞれ金属
線３ａ，３ｂに直接溶接されている。

【００４０】ここでは、導電性サーメット７を細管部６
の端部から１０ｍｍの長さだけ突出させているが、細管
部６の端面と面一であってもよい。この場合、導電性サ
ーメット７の電極との接合側とは反対側の端部に外部リ
ード線などを接合する必要があるが、この外部リード線
が細管内部に存在すると、外部リード線とシール材であ
るガラスフリット８との界面の結合力が低いために、発
光管リークが発生する危険性がある。したがって、導電
性サーメット７を細管部６の端部から突出させることが
好ましい。

【００４１】ガラスフリット８は、酸化ディスプロシウ
ム、アルミナ、シリカ等よりなり、図３に示すように細
管部６の内面と導電性サーメット７の外面との隙間に、
ガラスフリット８の放電空間側端面と放電空間端面との
間の距離Ｌが７ｍｍになるような位置まで流し込まれて
いる。なお、放電空間とは、本管部５の内面および細管
部６の本管部５側の端面を含む面で形成された空間を定
義する。

【００４２】また、電極９は導電性サーメット７に接続
され、本管部５内で互いに対向するように設けられてい
る。各電極９間の距離は１０ｍｍである。

【００４３】本実施形態の金属蒸気放電ランプにおい
て、ガラスフリット８の放電空間側端面の温度を７５
０、８００、８５０、９００、９５０℃と変化させて、
各々１００本の寿命中の光束維持率を調べ、図４に示す
ような結果を得た。温度測定は、ガラスフリット８の放
電空間側端部の細管部６の外表面に、白金−白金ロジウ
ム熱電対を付着させて測定し、細管部６の肉厚とアルミ
ナの熱伝導率から計算によって求めた。図４中の記号＊
はガラスフリット８の温度が７５０℃、記号○は８００
℃、記号△は８５０℃、記号×は９００℃、記号□は９
５０℃をそれぞれ示している。

【００４４】図４から明らかなように、ガラスフリット
８の温度が８５０℃以上の場合、ランプ点灯後定格寿命
である６０００時間において光束維持率が６０％を下回
っている。この時の封着部の断面を観察すると、フリッ
トの端面が封入物によって激しく侵食されていることが
確認された。これを起因として、発光金属が失われ、光
束維持率の低下を引き起こした。

【００４５】また、各温度の点灯時間における発光管リ
ークを調べたところ、表１のような結果を得た。温度が
９５０℃のものは、６０００時間において５０％以上の
ランプがリークし、８５０℃のものは、７０００時間以
降、徐々にランプ電圧が下降し、９０００時間において
は、３０％以上のランプがリークし、不点灯となった。
８００℃以下のランプは、６０００時間経過後も、光束
維持率７０％以上を確保し、７０％が９０００時間点灯
し、５０％が１２０００時間以上、リークすることなく
点灯したことを確認した。

【００４６】

【表１】

【００４７】なお、上記実施の形態では、１５０Ｗの金
属蒸気放電ランプについて説明したが、３５Ｗ、７０
Ｗ、１００Ｗ、２５０Ｗ、４００Ｗ等の金属蒸気放電ラ
ンプであっても同様の結果を得た。また、給電体として
導電性サーメット７ではなく、Ｎｂを用いたものなど
は、ガラスフリット８とＮｂの界面が導電性サーメット
７とガラスフリット８の界面ほど結合性が強固ではな
く、長期ライフにおいては、気密性に信頼が欠ける。ま
た、１５０Ｗ以上のランプ例えば２５０Ｗにおいては、
給電体の棒径が大きくなり、膨張係数が７．２×１０^-6
であるＮｂと８．０×１０^-6であるアルミナとの間に微
小クラックが発生し、点灯中にこのクラックが成長し、
発光管リークに至ってしまう。発明者らは、ランプ電力
２５０Ｗ、フリットの温度を８００℃、給電体としてＮ
ｂを用いたランプのライフ試験を行ったが、点灯２００
０時間でクラックが発生したものが１００本中３本、６
０００時間までに３０本がリークした。リークが発生し
たランプの封着部の断面を観察すると、Ｎｂとアルミナ
の隙間を埋めているガラスフリットに非常に多くの微小
クラックが確認され、数本が封止部端部まで成長し、ク
ラックの間から沃素が検出された。これに対し、本発明
のランプは、９０００時間において７０％以上がリーク
することなく点灯した。これは使用したサーメットの膨
張係数が７．５×１０^-6であり、Ｎｂよりもさらに透光
性アルミナに近づけることができ、封着部の密着性がＮ
ｂよりサーメットの方が強固であることが原因であると
考えられる。また、このランプの外管２内には、封止部
の温度を低下させるために、窒素を封入してあるが、給
電体にＮｂを用いたものは、３０００時間以降のＮｂの
劣化が激しく、この劣化も発光管リークの原因の一つで
あると考えられる。

【００４８】また、本実施形態の金属蒸気放電ランプに
おいて、表２に示すように、実施例１ないし実施例３の
それぞれ異なる熱伝導率を有する導電性サーメット７を
用いた場合の発光効率を調べたところ、表２に示すとお
りの結果が得られた。ただし、実施例１ないし実施例３
および比較例１の熱伝導率を有する導電性サーメット７
は、モリブデンの粉末とアルミナの粉末との混合比を種
々変えた混合粉末を焼結させたものである。特に、比較
例１の熱伝導率を有する導電性サーメット７は、これら
の材料を用いた場合において、実用上作製できる最も大
きな熱伝導率を有する。また、比較例２の熱伝導率を有
する導電性サーメット７は、タングステンの粉末とアル
ミナの粉末との混合粉末を焼結させたものであり、これ
らの材料を用いた場合において、実用上作製できる最も
大きな熱伝導率を有する。

【００４９】なお、後述する熱伝導率は特に断りがない
限り全て２０℃の場合における値を示す。

【００５０】

【表２】

【００５１】従来の例えば高演色の金属蒸気放電ランプ
の発光効率は、通常、約８０ｌｍ／Ｗ程度である。これ
に対して、表２に示すように、０．２８（ｃａｌ／ｃｍ
・ｓｅｃ・ｄｅｇ）以下の熱伝導率を有する導電性サー
メット７を用いた場合、発光効率は９５ｌｍ／Ｗ以上で
あった。発光効率は９０ｌｍ／Ｗ以上であれば、実用上
十分である。一方、０．２８（ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・
ｄｅｇ）を越え、かつ０．３３（ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ
・ｄｅｇ）以下の熱伝導率を有する導電性サーメット７
を用いた場合、発光効率は実用上支障のない程度ではあ
るが、ガラスフリット８にクラックが発生し易くなっ
た。また、０．３３（ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・ｄｅｇ）
を越える熱伝導率を有する導電性サーメットを用いた場
合、発光効率が実用上十分であるとは言えず、またガラ
スフリット８にクラックが発生し易くなった。

【００５２】このように、ガラスフリット８にクラック
が発生し易くなるのは、熱伝導率が大きくなるにともな
い、導電性サーメット７に含有されるアルミナの比率が
低くなり、導電性サーメット７の熱膨張係数と発光管１
のそれとの差が大きくなるためである。また、ガラスフ
リット８のクラックの発生は細管部６と導電性サーメッ
ト７との封着部にリークを発生させる原因となる。

【００５３】このことから、熱伝導率を０．２８（ｃａ
ｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・ｄｅｇ）以下に規定することによ
り、発光効率を従来のものに比して、約１０％以上向上
させることができ、またガラスフリット８にクラックが
発生するのを防止できる。これは、導電性サーメット７
の熱伝導率が小さいために、放電空間から導電性サーメ
ット７を伝導して失われる熱損失を低減することができ
るためである。また、導電性サーメット７に含有される
アルミナの比率が高くなるために、その熱膨張係数を発
光管１のそれとほぼ等しくすることができるためであ
る。なお、熱伝導率は、小さいほどよい。

【００５４】しかし、たとえ熱伝導率が小さくても、導
電性サーメット７の外径ｒ（ｍｍ）が大きいと、熱損失
は多くなる。そこで、このような課題を解決するため
に、熱伝導率０．２８（ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・ｄｅ
ｇ）の導電性サーメット７を用いたランプ電力１５０Ｗ
の金属蒸気放電ランプにおいて、表３に示すように、実
施例３または実施例４および比較例３ないし比較例６の
それぞれ異なる外径ｒを有する導電性サーメット７を用
いた場合の発光効率を調べたところ、表３に示すとおり
の結果が得られた。

【００５５】

【表３】

【００５６】表３に示すように、外径ｒが１．２６５ｍ
ｍ以下の導電性サーメットを用いた場合、発光効率は９
０ｌｍ／Ｗ以上であった。一方、外径ｒが１．２６５ｍ
ｍを越える導電性サーメット７を用いた場合、実用上十
分な発光効率を得ることはできなかった。

【００５７】このことから、導電性サーメット７の外径
ｒは、１．２６５ｍｍ以下に規定することにより、従来
の高演色の金属蒸気放電ランプの通常の発光効率に比し
て、１０％以上向上させることができることがわかる。
これは、放電空間から導電性サーメット７を伝導して失
われる熱損失を低減することができるためである。ま
た、実用上、より高い発光効率の金属蒸気放電ランプが
望まれていることから、外径ｒは、発光効率が９５ｌｍ
／Ｗ以上になる０．９ｍｍ以下にすることが好ましい。

【００５８】なお、外径ｒの変更にともない細管部６の
内径も変更される。また、外径ｒが小さすぎると、導電
性サーメット７は、これに流れる電流や、発生する電圧
に耐えることができなくなり、破損するので、これらに
耐えうる程度の外径を有さなければならない。

【００５９】また、前述したように、ガラスフリット８
の温度が８００℃以上の高温になると封入金属ハロゲン
化物との反応が促進されることが確認された。その結
果、ガラスフリット８が劣化し、細管部６と導電性サー
メット７との封着部にリークが発生する。そこで、この
ような課題を解決するために、外径０．９ｍｍ、熱伝導
率０．２８（ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・ｄｅｇ）の導電性
サーメット７を用いたランプ電力１５０Ｗの上記構成の
金属蒸気放電ランプにおいて、表４に示すようにガラス
フリット８の放電空間側の端面と放電空間との距離Ｌ
（ｍｍ）を種々変えた金属蒸気放電ランプを用い、ガラ
スフリット８の放電空間側端面の温度と、３０００時間
点灯経過後のリークの有無を調べたところ、表４に示す
とおりの結果が得られた。

【００６０】

【表４】

【００６１】表４に示すように、距離Ｌを７ｍｍ以上に
することにより、リークの発生を防止することができ
る。一方、距離Ｌが６ｍｍ以下ではリークが発生してい
る。これは、前述のようにガラスフリット８の放電空間
側の端面と、点灯中において高温になる放電空間とが所
定の距離に保持されることによって、８００℃以下の温
度に保たれ、ガラスフリット８と金属ハロゲン化物との
化学反応が抑制されているためである。

【００６２】本発明の第二の実施形態の１５０Ｗの金属
蒸気放電ランプは、図５に示すように、上記実施形態の
金属蒸気放電ランプにおいて、内径３．１ｍｍ、長さ５
ｍｍの金属製の例えばモリブデンからなる保温筒１０を
細管部６の外周に取り付けた構成になっている。ここ
で、ガラスフリット８の放電空間側端面と、放電空間と
の距離Ｌは、８ｍｍであり、その温度は、７００℃とな
った。これにより、長期点灯時間においても安定した光
学特性を得ることができた。

【００６３】また、この保温筒１０をガラスフリット８
の放電空間側端面よりも放電空間側の細管部に取り付
け、保温することで、封入物の温度が保温され、同一の
封入量で、ガラスフリット８の放電空間側端面の温度が
８００℃のものと同一の色特性を得ることができた。

【００６４】なお、保温筒１０をガラスフリット８の放
電空間側端面にまで延在させると、ガラスフリット８の
温度が上昇し、発光管リークを引き起こしてしまう。

【００６５】また、このような構成によると、従来の金
属蒸気放電ランプのように、金属ハロゲン化物の封入量
を点灯中に蒸発する量よりも過剰に封入する必要はない
ので、金属ハロゲン化物の封入量を低減することがで
き、コストを削減することができる。

【００６６】なお、上記実施の形態では、１５０Ｗの金
属蒸気放電ランプの場合について説明したが、これに限
らず、例えば３５Ｗの金属蒸気放電ランプ、７０Ｗの金
属蒸気放電ランプ、１００Ｗの金属蒸気放電ランプ、２
５０Ｗの金属蒸気放電ランプ、４００Ｗの金属蒸気放電
ランプ等の場合であってもよい。その際、各金属蒸気放
電ランプの外径ｒ（ｍｍ）は、ランプ電力Ｐ（Ｗ）が３
５Ｗから４００Ｗの範囲において、４．９×１０^-3Ｐ＋
０．５３で規定される値以下であれば、発光効率を向上
させることができる。また、同じく距離Ｌ（ｍｍ）は、
（３／１１５）Ｐ＋３５５／１１５で規定される値以上
であれば、リークの発生を防止することができる。

【００６７】次に、導電性サーメット７のモリブデンの
比率を変えて、比抵抗値を種々変え、表５に示すよう
に、実施例５〜７および比較例７のそれぞれ異なる比抵
抗値を有する導電性サーメットの点灯初期の光束立上り
時間（安定時の９０％の光束が得られるまでの時間）
と、６０００時間点灯経過後の光束維持率を調べた。

【００６８】なお、後述する比抵抗値は特に断りがない
限り全て２０℃の場合における値を示す。

【００６９】

【表５】

【００７０】従来の金属蒸気放電ランプの光束立上り時
間は、通常、１３分〜１５分程度である。これに対し
て、表５に示すように、１０．０×１０^-8Ωｍ以上の比
抵抗値を有する導電性サーメット７を用いた場合、光束
立上り時間は１０分以下であった。光束立上り時間は１
０分以下であれば、実用上十分である。一方、１０．０
×１０^-8Ωｍ未満の比抵抗値を有する導電性サーメット
７を用いた場合、光束立上り時間は実用上十分であると
はいえなかった。

【００７１】これは、比抵抗値が大きくなると導電性サ
ーメット７の発熱量が増えるので、発光管１の最冷部近
傍（細管部６の内面と導電性サーメット７の外面との隙
間）の封入物の温度をすばやく上昇させることができる
ためである。

【００７２】しかし、表５に示すように、比抵抗値が３
０．０×１０^-8Ωｍ以上を越える導電性サーメットを用
いた比較例７では、６０００時間点灯経過後の光束維持
率が６０％に低下していた。これは、比抵抗値を大きく
しすぎると、細管部６と導電性サーメット７との封着部
の温度が高温になり過ぎるので、ガラスフリット８の放
電空間側の端面に金属ハロゲン化物が付着し、発光に寄
与する金属ハロゲン化物量が減少するためである。通
常、光束維持率は７０％以上あれば実用上支障はないの
で、比抵抗値は２５．０×１０^-8Ωｍ以下とすることが
好ましい。

【００７３】なお、上記実施の形態では、導電性サーメ
ット７の構成材料にモリブデンを用いた場合を説明した
が、モリブデン以外にもタングステンを用いてもよい。

【００７４】また、外管２内を窒素を封入した場合につ
いて説明したが、外管２内を真空に排気してもよい。こ
の場合、細管部６の封着部温度が上昇するので、ガラス
フリット８と放電空間までの距離Ｌをさらに大きくする
ことが好ましい。

【００７５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、長期寿
命中安定した光学特性が得られる信頼性の高い封着部を
有し、発光効率を向上させるとともに、点灯初期におけ
る光束立上り特性を向上させる金属蒸気放電ランプを提
供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施形態である金属蒸気放電灯
の正面図

【図２】同じく発光管の一部切欠正面図

【図３】同じく発光管の要部拡大断面図

【図４】放電空間側のフリットの端面温度と光束維持率
の関係を示す図

【図５】本発明の第二の実施形態である金属蒸気放電灯
の正面図

【符号の説明】

１発光管２外管３ａ，３ｂ金属線４口金５本管部６細管部７導電性サーメット８ガラスフリット９電極１０保温筒

フロントページの続き (72)発明者柿坂俊介大阪府高槻市幸町１番１号松下電子工業株式会社内 (72)発明者武田一男大阪府高槻市幸町１番１号松下電子工業株式会社内 (72)発明者秋吉健次大阪府高槻市幸町１番１号松下電子工業株式会社内 (72)発明者中山史紀大阪府高槻市幸町１番１号松下電子工業株式会社内 (72)発明者山本高詩大阪府高槻市幸町１番１号松下電子工業株式会社内 (56)参考文献特開平６−89699（ＪＰ，Ａ) 特開昭57−196469（ＪＰ，Ａ) 特開平９−213273（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−21739（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−220265（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01J 61/36

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】内部に、発光金属が封入され、かつ一対
の電極を有する発光部と、前記発光部の両端部に設けら
れた細管部と、前記細管部内に挿入されているとともに
前記発光部とは反対側の端部部分がシール材によって前
記細管部内に封着された導電性サーメットからなる給電
体とを有する透光性セラミック製の発光管を備え、前記
導電性サーメットの発光部側端部には前記電極が設けら
れ、前記導電性サーメットの前記電極接続側とは反対側
の端部を少なくとも前記細管端部まで延在させており、
前記シール材の放電空間側の端面の温度が最大８００℃
であり、前記導電性サーメットの２０℃における比抵抗
値が、１０．０×１０ ^-8 Ωｍ以上２５．０×１０ ^-8 Ωｍ
以下であることを特徴とする金属蒸気放電ランプ。
【請求項２】前記導電性サーメットの２０℃における
熱伝導率が、０．２８（ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・ｄｅ
ｇ）以下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。
【請求項３】前記導電性サーメットの外径ｒ（ｍｍ）
が、ランプ電力をＰ（Ｗ）とした場合、４．９×１０^-3
Ｐ＋０．５３（ｍｍ）以下であることを特徴とする請求
項１または請求項２に記載の金属蒸気放電ランプ。
【請求項４】前記シール材の放電空間側の端面と前記
放電空間との距離Ｌ（ｍｍ）が、ランプ電力をＰ（Ｗ）
とした場合、（３／１１５）Ｐ＋３５５／１１５（ｍ
ｍ）以上であることを特徴とする請求項１〜請求項３の
いずれかに記載の金属蒸気放電ランプ。
【請求項５】前記細管部を包み込む保温筒が設けられ
ていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか
に記載の金属蒸気放電ランプ。
【請求項６】前記発光管は外管内に設けられており、
前記外管内には窒素が封入されていることを特徴とする
請求項１〜請求項５のいずれかに記載の金属蒸気放電ラ
ンプ。