JP3701222B2 - 高圧放電ランプ及びこれを用いた高圧放電ランプシステム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高圧放電ランプ、特に多結晶体アルミナセラミック等のセラミック発光管を有するメタルハライドランプの発光管構成に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
最近、発光管材料として、従来の石英に代る材料である多結晶体アルミナセラミックを用いた新しいメタルハライドランプが開発されている。アルミナセラミック発光管は、石英に比べて耐熱性が高いので、発光管のより高い管壁負荷設計が可能となり、高効率・高演色性のランプ特性が得られる。
【０００３】
従来のメタルハライドランプとしては、ランプ外管に始動装置を設置した、いわゆる始動装置内蔵型ランプが主力タイプとして開発されてきた。このような始動装置内蔵型ランプは、高圧水銀ランプ用等の簡易な銅鉄形インダクタンス安定器により点灯が可能であるためである。
【０００４】
例えば、既設の高圧水銀ランプ用安定器に、高圧水銀ランプに代えて用いても、そのまま点灯することができる。このため、始動装置内蔵型の石英発光管を有するメタルハライドランプは、ランプシステムとしての使い方が容易であり、しかも総合価格が低いことから、一般屋内用及び屋外照明用として広く普及している。また、ランプ定格寿命時間としては、６０００〜１２０００ｈｒｓの値が得られている。
【０００５】
一方、最近のアルミナセラミック発光管を有するメタルハライドランプは、パルス電圧発生機能付きの安定器により点灯されるランプが主流である。これらは現時点では、主に店舗等の商業空間の屋内照明用として使用されている。また、ランプ定格寿命時間としては６０００ｈｒｓ以上の値が得られている。
【０００６】
図４及び図５は、従来の始動装置が内蔵されていないアルミナセラミック管メタルハライドランプの典型的な発光管構成の一例を示している。図６は、図４に示した発光管を用いたランプの全体構成の一例を示している。
【０００７】
図４に示した発光管３３は、発光管容器３４を有しており、発光管容器３４は、多結晶体アルミナセラミック材料で形成された放電発光管部３５と、その両端部に焼結された一対の細管部３６、３７で構成されている。放電発光管部３５には、内部の両端から一対のタングステンコイル電極３８、３９が延出している。タングステンコイル電極３８、３９は、それぞれタングステン電極棒４０、４１とタングステンコイル４２、４３の２つの部品で形成されている。
【０００８】
細管部３６、３７にはニオブ又は導電性サーメットで形成された給電体４４、４５がフリット４６により気密封着されている。また、給電体４４、４５のそれぞれには、一方の端部にタングステン棒４０、４１が溶着により保持されている。なお、導電性サーメットで形成された給電体４４、４５では、それぞれ他方の端部にニオブ等で形成された外部リード線が溶着・保持される場合もある。
【０００９】
ここで、フリット４６は、タングステン棒４０、４１端部の溶着部付近まで溶融・充填されている。このように、フリット４６を細管部３６、３７内の全体に充填していないのは、このような構成がランプ点灯時の発光物質によるフリット４６の侵食を防止し、かつタングステン電極棒４０、４１を直接フリット封着した場合におけるクラック・破損を防止するために必要不可欠であるためである。また、これによりアルミナセラミック管メタルハライドランプが実現できたともいえる。
【００１０】
また、この構成により、必然的に形成される細管部３６、３７とタングステン棒４０、４１との間の隙間４７、４８においては、タングステン電極棒４０、４１には、通常モリブデンコイル４９、５０が巻かれている。
【００１１】
図５は、発光管の別の一例を示しており、細管部３６、３７の構成が図４に示した構成と異なっている。本図に示した発光管は、給電体４４、４５が発光物質である金属ハライドに侵蝕されない導電性サーメットで形成されている。このため、給電体４４、４５が電極方向へ延長されており、モリブデンコイル４９、５０が除かれている。
【００１２】
しかしながら、このような構成においても、図４に示した発光管と同じ理由により、フリット４６は細管部３６、３７の後方部分に封着されている。したがって、放電空間に近い側の発光管細管部３６、３７の内壁面と給電体４４、４５との間には隙間４７、４８が、図１の構成と比べ、より狭いながらも形成されている。
【００１３】
また、図４、５に示した発光管内には、ＤｙＩ3、ＴｍＩ3、ＨｏＩ3、ＴｌＩ、ＮａＩ等の金属ハライドの発光物質５１と、緩衝ガスとしての水銀及び始動補助用希ガス５２とが封入されている。ここで、始動装置が内蔵されていないランプの始動補助用希ガス５２として、通常アルゴンＡｒが７ｋＰａ以上１３ｋＰａより小さい範囲で封入されている。
【００１４】
図６は、図４に示した発光管３３を備えたランプの全体構成の一例を示している。本図に示したランプ５３では、石英又は硬質ガラスで形成された外管バルブ５４の内部に発光管３３が設置されており、外管バルブ５４には口金５５が装着されている。外管バルブ５４の内部には、窒素主体のガスが約７０ｋＰａ封入されており、また発光管３３の周りには、外管バルブ破損防止用のシールド石英管５６が設けられている。
【００１５】
図７は、従来の石英発光管を有する始動装置内蔵型メタルハライドランプに、銅鉄形インダクタンス安定器を組合せた一例の点灯回路図を示している。本図に示した石英発光管５７は、管両端部に一対のタングステンコイル５８、５９が設けられており、一方の管端部にはタングステン補助電極６０が付設されている。管内には、金属ハライドの発光物質６１と、始動補助用希ガス６２とが封入されている。
【００１６】
始動補助用希ガス６２としては、通常アルゴン（Ａｒ）又はネオン・アルゴンペニングガス（Ｎeと０．１〜２．０％Ａｒ）が７ｋＰａ以上１３ｋＰａより小さい範囲で封入されている。なお、０．１〜２．０％Ａｒは、Ａｒのモル比、又は圧力比を表している。このことは、以下の０．５％Ａｒについても同じである。完成されたランプ６３においては、発光管５７が外管ガラスバルブ６４の内部に設置されている。始動補助用希ガス６２がネオン・アルゴンぺニングガスの場合は、石英発光管５７から外管ガラスバルブ６４内へのネオンガスの拡散防止のために、外管ガラスバルブ６４内には、ネオン混合のガスが約７０ｋＰａ封入されている。
【００１７】
始動装置６５は、グロー点灯管又は非線型セラミックコンデンサで形成された電流スイッチング素子６６、電流制御用抵抗体６７、及びバイメタルスイッチ６８の直列回路から構成されており、石英発光管５７に並列に接続されている。
【００１８】
ランプ始動時には、電流スイッチング素子６６の動作に伴う電流遮断により、銅鉄形安定器６９に１.５〜２．０ｋＶの範囲の高圧パルス電圧が誘起され、石英発光管５７が始動される。この始動用の高圧パルス電圧の値は、高圧水銀ランプ用安定器の耐圧性能を確保するため、２.０ｋＶ以下に設定されている。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者らは、アルミナセラミック管メタルハライドランプの応用分野を拡大して、照明分野での省エネルギー化を一層進めるために、従来の一般屋内用及び屋外照明用として普及している石英発光管メタルハライドランプに代替でき、より高効率のアルミナセラミック管メタルハライドランプの開発に取り組んだ。
【００２０】
この開発における具体的な目標は、従来の高圧水銀ランプ用等の簡易な銅鉄型安定器でも点灯でき、かつランプ定格寿命時間が６０００ｈｒｓ以上である始動装置内蔵型のアルミナセラミック管メタルハライドランプの開発である。
【００２１】
本発明者らは、前記のような目標を達成するためには、まず発光管に封入される始動補助用希ガスとして、始動開始電圧がより低いネオン単体又はネオン主体の混合ガス、例えばネオン・アルゴンペニングガス等の採用に着眼した。
【００２２】
しかしながら、実験の結果、後に詳細を説明するように、始動装置内蔵型のアルミナセラミック管メタルハライドランプに、始動補助用希ガスとしてネオン単体ガス又はネオン主体混合ガスを封入した構成では、始動開始電圧を低くできるものの、細管部のクラックによりランプが短寿命になるという問題があることが分かった。
【００２３】
本発明は、前記のような問題を解決するものであり、アルミナセラミック発光管を備えた高圧放電ランプにおいて、始動補助用希ガスとしてネオン単体ガス又はネオン主体混合ガスを封入し、封入圧力を１３ｋＰａ以上とすることにより、高効率・長寿命の高圧放電ランプを提供することを目的とする。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明の高圧放電ランプは、放電発光管部と、前記放電発光管部の両端に形成されたアルミナセラミック細管部と、前記細管部の内壁面との間に隙間が形成されるように配置された電極と給電体とを有するアルミナセラミック発光管を備え、前記放電発光管部には、始動補助用希ガスとしてネオン単体又はネオン主体混合ガスが封入されており、封入圧力が１３ｋＰａ以上であることを特徴とする。前記のような高圧放電ランプによれば、ランプ始動時に、放電アークが電極先端部から、電極及び給電体と細管部の内壁面との間の隙間に飛ぶことが防止され、細管部のクラック・破損の発生も防止でき、低始動電圧でありながら寿命時間６０００ｈｒｓ以上の長寿命特性を保持し、かつ高効率の高圧放電ランプが得られる。
【００２５】
前記高圧放電ランプにおいては、前記封入圧力が、１５ｋＰａ以上であることが好ましい。また、前記封入圧力が、２０ｋＰａ以上であることが好ましい。前記のような高圧放電ランプによれば、寿命特性がより向上する。
【００２６】
また、前記ネオン主体混合ガスは、ネオン・アルゴンペニングガスであることが好ましい。
【００２７】
また、前記アルミナセラミック発光管は、外管バルブ内に設置されており、前記外管バルブ内に窒素ガスが封入されていることが好ましい。前記のような高圧放電ランプによれば、寿命末期に発光管がリークし、発光管内のネオンガスが外管バルブ内に拡散した場合においても、外管内のガス濃度を窒素主体に保つことが可能となり、外管バルブ内での部品間の放電を完全に防止することができ、安全性を高めることができる。
【００２８】
また、前記放電発光管部に沿って、始動補助導体を設けていることが好ましい。
【００２９】
また、前記アルミナセラミック発光管は、外管バルブ内に設置されており、前記外管バルブ内に始動装置を設けていることが好ましい。
【００３０】
前記のように、始動補助導体や始動装置を設けた構成によれば、始動特性を向上させることができる。このことにより、放電開始後、速やかに電極先端からのアーク放電に移行することができ、細管部での放電時間が短くなり、局部的な温度上昇が防止できるので、細管部のクラック・破損防止にも寄与することになり、その結果寿命特性向上にも寄与することになる。
【００３１】
次に、本発明の高圧放電ランプシステムは、前記高圧放電ランプを備えた高圧放電ランプシステムであって、前記高圧放電ランプは、銅鉄形のインダクタンス安定器により点灯されることを特徴とする。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について図１〜３を用いて説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るランプワット３００Ｗのアルミナセラミック管メタルハライドランプの断面図を示している。図２は、図１の発光管を備えたランプの全体構成図であり、図３は図２に示したランプに安定器と組合せた一例のランプ点灯回路図を示している。
【００３３】
図１に示した発光管１の外観上の基本構成は、図４の従来例に係るアルミナセラミック管メタルハライドランプと同様である。発光管１は、発光管容器２を有しており、発光管容器２は、多結晶体アルミナセラミック材料で形成された放電発光管部３と、その両端部に焼結された一対のアルミナセラミック細管部（以下、「細管部」という。）４、５で構成されている。放電発光管部３の両端には、一対のタングステンコイル電極６、７が設けられている。
【００３４】
本実施形態では、放電発光管部３の内径φｉ＝１７．０ｍｍ、細管部４、５の内径１．３ｍｍ、電極間距離Ｌd＝２４．０ｍｍとした。タングステンコイル電極６、７は、それぞれタングステン電極棒８、９（線径０.７ｍｍ）とタングステンコイル１０、１１（単線径０.２ｍｍでコイル巻数１０回）の２つの部品で形成されている。
【００３５】
細管部４、５には、組成Ａｌ2Ｏ3５０％／Ｍｏ５０％の導電性サーメットで形成された給電体１２、１３（直径１.２ｍｍ）が、Ｄｙ2Ｏ3、Ａｌ2Ｏ3、及びＳｉＯ2系の材料を混合したフリット１４により気密封着されている。
【００３６】
また、給電体１２、１３は、それぞれ一方の端部にタングステン棒８、９が溶着・保持されており、それぞれ他方の端部にニオブで形成された外部リード線１５、１６（線径１．２ｍｍ）が溶着・保持されている。
【００３７】
ここで、フリット１４は、タングステン棒８、９の溶着端部付近まで溶融・充填されている。この構成に伴い、必然的に形成される細管部４、５の内壁面とタングステン棒８、９との間の隙間１７、１８には、モリブデンコイル１９、２０（線径０．２５ｍｍ）が、タングステン電極棒８、９に巻かれている。
【００３８】
発光管１内には、組成ＣｅＩ3４０質量％―ＮａＩ６０質量％の金属ハライド１３．５ｍｇの発光物質２１、緩衝ガスとしての水銀Ｈｇ４５ｍｇ、及び始動開始電圧の低いネオン単体ガスＮｅ又はネオン・アルゴンペニングガス（Ｎｅと０.５％Ａｒ）の始動補助用希ガス２２が封入されている。
【００３９】
図２は、図１に示した発光管１を備えたランプの全体構成の一例を示している。本図に示したランプ２３は、発光管１と始動装置２４とが組み合わされている。発光管１は、硬質ガラスの外管バルブ２５の内部に設置されている。さらに、始動開始電圧を一層低下させるために、発光管容器２の放電発光管部３に沿って、モリブデン線で形成された始動補助導体２６が付設されている。
【００４０】
外管バルブ２５の内部には、窒素ガス７０ｋＰａが封入されており、発光管１の周りには外管バルブ破損防止用のシールド石英管２７が設けられている。最終的な完成状態では、外管バルブ２５には口金２８が装着されている。
【００４１】
始動装置２４は、図３に模式的な点灯回路構成図を示したように、グロー点灯管を用いた電流スイッチング素子２９、電流制御用抵抗体３０及びバイメタルスイッチ３１の直列回路から構成されており、これが発光管１に並列に接続されている。ランプ始動時には、グロー点灯管の電流スイッチング素子２９の接点開閉動作に伴う電流遮断により、高圧水銀ランプ３００Ｗ用の銅鉄形安定器３２に１.５ｋＶ〜 ２．０ｋＶの高圧パルス電圧が誘起され、これにより発光管１が始動すう。始動用の高圧パルス電圧の値は、高圧水銀ランプ用安定器の耐圧性能を確保するため、２.０ｋＶ以下の範囲に設定している。
【００４２】
以下、実験結果について説明する。実験に用いたランプは、図１、２に示した構成である。最初に、始動補助用希ガス２２として、Ｎｅガス又はネオン・アルゴンペニングガス（Ｎｅと０.５％Ａｒ）を封入した。封入圧力は、従来の通常値である１０.５ｋＰａとした。この設定の下、初期特性（ランプエイジング時間１００ｈｒｓ）を測定した。
【００４３】
この結果、ランプ入力３００Ｗにおいて、ランプ光束３６５００ｌｍ、ランプ効率１２１.７ｌｍ／Ｗで平均演色評価数Ｒａ７２という優れたランプ特性が得られた。また、誘起された２.０ｋＶ以下の高圧パルス電圧の印加により、発光管１は確実に始動されることも確認された。
【００４４】
なお、前記ランプ構成において、始動補助用希ガス２２をＮｅガス又はネオン・アルゴンペニングガス（Ｎｅと０.５％Ａｒ）の代わりに、従来のＡｒガス１０.５ｋＰａを封入した比較例、及び始動補助導体２６を付設しない比較例を試作してその始動特性を測定したところ、発光管１は確実には始動しないことも検証された。
【００４５】
次に、ネオン・アルゴンペニングガス（Ｎｅと０.５％Ａｒ）を１０.５ｋＰａで封入した前記ランプについて、エイジングによる寿命試験を行った。この結果、エイジング時間１０００ｈｒｓを超えると、発光管１の両端における細管部４、５のクラック・破損が発生して、ランプが短寿命に至ることが判明した。この現象は、始動補助用希ガスとして、アルゴンＡｒを用いた従来のランプでは発生しなかった。
【００４６】
以上の実験結果より、始動装置及び始動補助導体を有するアルミナセラミック発光管において、始動補助用希ガスとして、Ｎｅガス又はネオン・アルゴンペニングガスを封入（封入圧力１０.５ｋＰａ）したサンプルは、ランプ特性、始動特性共に優れるものの、発光管１の両端における細管部４、５のクラック・破損により短寿命となるという問題があることが分かった。
【００４７】
次に、細管部４、５のクラック・破損現象を調べたところ、１０００ｈｒｓを超えてエイジングされたランプの始動時において、放電アークがタングステン電極８、９の先端部から後方の根元側に飛ぶことが観測された。また、クラック・破損した発光管１の電極根元付近のモリブデンコイル１９、２０部分と、タングステン電極棒８、９部分に、放電による損傷があることが確かめられた。
【００４８】
このことから、細管部４、５のクラック・破損は、ランプ始動時に、放電アークが電極先端部から、隙間１７、１８のモリブデンコイル１９、２０や細管部４、５内のタングステン電極棒８、９へ飛ぶことによる熱衝撃が直接的要因であることが分かった。
【００４９】
さらに、放電アークが隙間１７、１８に飛ぶ間接的要因は、第１に、基本特性として、アルゴン中に比べてネオンガス中では、始動当初に電極先端部の陰極領域でつくられた電子や水銀イオンが電極後方の隙間１７、１８へ拡散し易いこと、第２に、いわゆるホロー効果により、隙間１７、１８自体へ放電アークが集中し易いこと、第３に、電極タングステンコイル１０、１１の外径が細管部４、５の内径より多少小さいことの３つ要因が複合されたものといえる。
【００５０】
このうち、特にホロー効果については、始動装置内蔵型のアルミナセラミック管メタルハライドランプ特有の発光管構成に関係するものである。また、このような放電アークの飛びがランプエイジング時間が長くなるにつれて発生するのは、電極先端部の電子放射能力の低下によるものといえる。
【００５１】
なお、図１の構成で説明したが、図５の構成のように、導電性サーメットで形成された給電体が放電空間側に延長され、モリブデンコイルが無い発光管においても、ランプ始動時における電極後方への放電アークの飛びによる細管部のクラック・破損が発生した。
【００５２】
この場合は、特に放電アークは隙間１７、１８付近の給電体１２、１３エッジに集中して飛ぶことが観測された。このことからも、放電アークの飛びが隙間１７、１８の存在に関係していることは明らかである。さらに、細管部４、５のクラック・破損の他に、給電体４、５である導電性サーメットからモリブデンが蒸発して、激しい発光管黒化も併せて観測された。
【００５３】
本発明者らは、このようなクラック・破損の発生を防止するための種々の検討を行った。特に、始動不良を防止する観点から、従来上限値を１３ｋＰａより小さい範囲に抑えていた始動補助用希ガス２２の封入圧力についても、１３ｋＰａ以上の範囲で種々の実験を行なってみた。その結果、特に始動補助用希ガス２２であるネオン単体又はネオン主体混合ガスの封入圧力を従来値である７ｋＰａ以上１３ｋＰａより小さい範囲から高めることが、簡易でありながら、確実で有効な手段であることが分かった。
【００５４】
このことについて、実験結果を用いながら説明する。以下の表１に実験結果を示しており、実験に用いたサンプル（Ｎｏ．１〜７）は、いずれも図１、２に示した構成である。いずれのサンプルも、始動補助用希ガス２２として、ネオン・アルゴンペニングガス（Ｎｅと０.５％Ａｒ）を用いた。Ｎｏ．２〜７は、始動補助用希ガス２２の封入圧力を１３〜４０ｋＰａの範囲で６種類に変化させたサンプルであり、各２０個のサンプルについて、エイジングによる細管部４、５のクラック・破損の発生状況を調べた。Ｎｏ．１は、比較のためのサンプルであり、始動補助用希ガス２２の封入圧力を１０．５ｋＰａとした２０個のサンプルについて、同様の測定を行なった。
【００５５】
【表１】
【００５６】
表１中、各測定値は、それぞれ２０個のランプのうち、クラック・破損が発生したランプの累計個数を示している。表１から分かるように、封入圧力が１３ｋＰａ以上のサンプル２〜７についてはいずれも、エイジング時間６０００ｈｒｓまでは、クラック・破損の発生はゼロであった。また、封入圧力が２０ｋＰａ以上のサンプル５−７についてはいずれも、エイジング時間１２０００ｈｒｓまでは、クラック・破損の発生はゼロであった
すなわち、表１の結果から、封入圧力を１３ｋＰａ以上とすることにより、目標値であるランプ定格寿命時間６０００ｈｒｓを確保することができ、封入圧力をより大きくすることにより、ランプ定格寿命時間を伸ばすことができることが分かる。
【００５７】
なお、始動補助用希ガスとして、ネオン単体を用いても同様の結果が得られた。また、ネオン・アルゴンペニングガスのＡｒ量は、０.５％Ａｒに限るものではなく、例えば０．１〜２．０％の範囲が好ましい。
【００５８】
また、細管部４、５が図５と同様な構成であり、他は全て図１の構成である発光管を備えたランプにおいても、始動補助用希ガスであるネオン単体あるいはネオン主体混合ガスの封入圧力を上記と同じ範囲に高めることにより、細管部４、５のクラック・破損が同様に防止された。
【００５９】
以上のような本発明の効果は、封入圧力増大により、始動当初に電極先端部の陰極領域でつくられた電子や水銀イオンの電極後方の隙間１７、１８への拡散が抑制されるためと考えられる。したがって、本発明の効果は、メタルハライドランプに限るものではなく、図１、５に示したような構成を有する発光管であれば、水銀灯やナトリウム灯においても、発揮できるものと考えられる。
【００６０】
また、本発明によりネオン単体又はネオン主体混合ガスの封入圧力が増大されたランプ２３においても、ランプ効率、演色性等のランプ特性、及び始動特性は維持され、前記のように封入圧力を１０.５ｋＰａとした場合と同様の優れた特性が得られた。前記のように、始動補助導体を付設しない比較例では、発光管が確実に始動しないことから、本実施例の始動特性の維持については、始動装置及び始動補助導体を有する構成も寄与しているものと考えられる。
【００６１】
また、始動特性が優れていると、放電開始後、速やかに電極先端からのアーク放電に移行することができる。このことにより、電極８、９後方のモリブデンコイル１９、２０での放電時間が短くなり、モリブデンコイル１９、２０近傍の局部的な温度上昇が防止できる。すなわち、始動特性が優れていると、細管部のクラック・破損防止にも寄与することになり、その結果寿命時間を伸ばすことにも寄与することになる。
【００６２】
さらに、高圧水銀ランプ用等の簡易な銅鉄型安定器でも点灯できることになるので、本発明に係る高圧放電ランプは、銅鉄型のインダクタンス安定器により点灯される高圧放電ランプシステムにも有用である。
【００６３】
なお、本実施形態では、細管部と放電発光部とが焼きばめ（焼結）により接合された放電容器の例で説明したが、細管部と放電発光部とが一体成形された放電容器についても同様の効果が得られる。
【００６４】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、ランプ始動時に、放電アークが電極先端部から、電極及び給電体と細管部の内壁面との間の隙間に飛ぶことが防止され、細管部のクラック・破損の発生も防止でき、低始動電圧でありながら長寿命であり、かつ高効率の高圧放電ランプが得られ、しかも従来の高圧水銀ランプ用等の簡易な銅鉄型安定器でも点灯できることになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るアルミナセラミック管メタルハライドランプの発光管の断面図
【図２】本発明の一実施形態に係るアルミナセラミック管メタルハライドランプの全体管構成図
【図３】本発明の一実施形態に係るアルミナセラミック管メタルハライドランプの点灯回路構成図
【図４】従来のアルミナセラミック管メタルハライドランプの一例の断面図
【図５】従来のアルミナセラミック管メタルハライドランプの別の一例の断面図
【図６】従来のアルミナセラミック管メタルハライドランプの一例の全体構成図
【図７】従来の石英発光管を用いたメタルハライドランプの点灯回路の一例の構成図
【符号の説明】
１ アルミナセラミック発光管
２ 発光管容器
３ 放電発光管部
４,５ 細管部
６,７ タングステン電極
８,９ タングステン電極棒
１０、１１ タングステンコイル
１２、１３ 給電体
１４ フリット
１５、１６ 外部リード線
１７、１８ 隙間
１９、２０ モリブデンコイル
２１ 発光物質
２２ 始動補助用希ガス
２３ ランプ
２４ 始動装置
２５ 外管バルブ
２６ 始動補助導体
２７ シールド石英管
２８ 口金
２９ 電流スイッチング素子
３０ 電流制御用抵抗体
３１ バイメタルスイッチ
３２ 銅鉄形安定器
【発明の属する技術分野】
本発明は、高圧放電ランプ、特に多結晶体アルミナセラミック等のセラミック発光管を有するメタルハライドランプの発光管構成に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
最近、発光管材料として、従来の石英に代る材料である多結晶体アルミナセラミックを用いた新しいメタルハライドランプが開発されている。アルミナセラミック発光管は、石英に比べて耐熱性が高いので、発光管のより高い管壁負荷設計が可能となり、高効率・高演色性のランプ特性が得られる。
【０００３】
従来のメタルハライドランプとしては、ランプ外管に始動装置を設置した、いわゆる始動装置内蔵型ランプが主力タイプとして開発されてきた。このような始動装置内蔵型ランプは、高圧水銀ランプ用等の簡易な銅鉄形インダクタンス安定器により点灯が可能であるためである。
【０００４】
例えば、既設の高圧水銀ランプ用安定器に、高圧水銀ランプに代えて用いても、そのまま点灯することができる。このため、始動装置内蔵型の石英発光管を有するメタルハライドランプは、ランプシステムとしての使い方が容易であり、しかも総合価格が低いことから、一般屋内用及び屋外照明用として広く普及している。また、ランプ定格寿命時間としては、６０００〜１２０００ｈｒｓの値が得られている。
【０００５】
一方、最近のアルミナセラミック発光管を有するメタルハライドランプは、パルス電圧発生機能付きの安定器により点灯されるランプが主流である。これらは現時点では、主に店舗等の商業空間の屋内照明用として使用されている。また、ランプ定格寿命時間としては６０００ｈｒｓ以上の値が得られている。
【０００６】
図４及び図５は、従来の始動装置が内蔵されていないアルミナセラミック管メタルハライドランプの典型的な発光管構成の一例を示している。図６は、図４に示した発光管を用いたランプの全体構成の一例を示している。
【０００７】
図４に示した発光管３３は、発光管容器３４を有しており、発光管容器３４は、多結晶体アルミナセラミック材料で形成された放電発光管部３５と、その両端部に焼結された一対の細管部３６、３７で構成されている。放電発光管部３５には、内部の両端から一対のタングステンコイル電極３８、３９が延出している。タングステンコイル電極３８、３９は、それぞれタングステン電極棒４０、４１とタングステンコイル４２、４３の２つの部品で形成されている。
【０００８】
細管部３６、３７にはニオブ又は導電性サーメットで形成された給電体４４、４５がフリット４６により気密封着されている。また、給電体４４、４５のそれぞれには、一方の端部にタングステン棒４０、４１が溶着により保持されている。なお、導電性サーメットで形成された給電体４４、４５では、それぞれ他方の端部にニオブ等で形成された外部リード線が溶着・保持される場合もある。
【０００９】
ここで、フリット４６は、タングステン棒４０、４１端部の溶着部付近まで溶融・充填されている。このように、フリット４６を細管部３６、３７内の全体に充填していないのは、このような構成がランプ点灯時の発光物質によるフリット４６の侵食を防止し、かつタングステン電極棒４０、４１を直接フリット封着した場合におけるクラック・破損を防止するために必要不可欠であるためである。また、これによりアルミナセラミック管メタルハライドランプが実現できたともいえる。
【００１０】
また、この構成により、必然的に形成される細管部３６、３７とタングステン棒４０、４１との間の隙間４７、４８においては、タングステン電極棒４０、４１には、通常モリブデンコイル４９、５０が巻かれている。
【００１１】
図５は、発光管の別の一例を示しており、細管部３６、３７の構成が図４に示した構成と異なっている。本図に示した発光管は、給電体４４、４５が発光物質である金属ハライドに侵蝕されない導電性サーメットで形成されている。このため、給電体４４、４５が電極方向へ延長されており、モリブデンコイル４９、５０が除かれている。
【００１２】
しかしながら、このような構成においても、図４に示した発光管と同じ理由により、フリット４６は細管部３６、３７の後方部分に封着されている。したがって、放電空間に近い側の発光管細管部３６、３７の内壁面と給電体４４、４５との間には隙間４７、４８が、図１の構成と比べ、より狭いながらも形成されている。
【００１３】
また、図４、５に示した発光管内には、ＤｙＩ3、ＴｍＩ3、ＨｏＩ3、ＴｌＩ、ＮａＩ等の金属ハライドの発光物質５１と、緩衝ガスとしての水銀及び始動補助用希ガス５２とが封入されている。ここで、始動装置が内蔵されていないランプの始動補助用希ガス５２として、通常アルゴンＡｒが７ｋＰａ以上１３ｋＰａより小さい範囲で封入されている。
【００１４】
図６は、図４に示した発光管３３を備えたランプの全体構成の一例を示している。本図に示したランプ５３では、石英又は硬質ガラスで形成された外管バルブ５４の内部に発光管３３が設置されており、外管バルブ５４には口金５５が装着されている。外管バルブ５４の内部には、窒素主体のガスが約７０ｋＰａ封入されており、また発光管３３の周りには、外管バルブ破損防止用のシールド石英管５６が設けられている。
【００１５】
図７は、従来の石英発光管を有する始動装置内蔵型メタルハライドランプに、銅鉄形インダクタンス安定器を組合せた一例の点灯回路図を示している。本図に示した石英発光管５７は、管両端部に一対のタングステンコイル５８、５９が設けられており、一方の管端部にはタングステン補助電極６０が付設されている。管内には、金属ハライドの発光物質６１と、始動補助用希ガス６２とが封入されている。
【００１６】
始動補助用希ガス６２としては、通常アルゴン（Ａｒ）又はネオン・アルゴンペニングガス（Ｎeと０．１〜２．０％Ａｒ）が７ｋＰａ以上１３ｋＰａより小さい範囲で封入されている。なお、０．１〜２．０％Ａｒは、Ａｒのモル比、又は圧力比を表している。このことは、以下の０．５％Ａｒについても同じである。完成されたランプ６３においては、発光管５７が外管ガラスバルブ６４の内部に設置されている。始動補助用希ガス６２がネオン・アルゴンぺニングガスの場合は、石英発光管５７から外管ガラスバルブ６４内へのネオンガスの拡散防止のために、外管ガラスバルブ６４内には、ネオン混合のガスが約７０ｋＰａ封入されている。
【００１７】
始動装置６５は、グロー点灯管又は非線型セラミックコンデンサで形成された電流スイッチング素子６６、電流制御用抵抗体６７、及びバイメタルスイッチ６８の直列回路から構成されており、石英発光管５７に並列に接続されている。
【００１８】
ランプ始動時には、電流スイッチング素子６６の動作に伴う電流遮断により、銅鉄形安定器６９に１.５〜２．０ｋＶの範囲の高圧パルス電圧が誘起され、石英発光管５７が始動される。この始動用の高圧パルス電圧の値は、高圧水銀ランプ用安定器の耐圧性能を確保するため、２.０ｋＶ以下に設定されている。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者らは、アルミナセラミック管メタルハライドランプの応用分野を拡大して、照明分野での省エネルギー化を一層進めるために、従来の一般屋内用及び屋外照明用として普及している石英発光管メタルハライドランプに代替でき、より高効率のアルミナセラミック管メタルハライドランプの開発に取り組んだ。
【００２０】
この開発における具体的な目標は、従来の高圧水銀ランプ用等の簡易な銅鉄型安定器でも点灯でき、かつランプ定格寿命時間が６０００ｈｒｓ以上である始動装置内蔵型のアルミナセラミック管メタルハライドランプの開発である。
【００２１】
本発明者らは、前記のような目標を達成するためには、まず発光管に封入される始動補助用希ガスとして、始動開始電圧がより低いネオン単体又はネオン主体の混合ガス、例えばネオン・アルゴンペニングガス等の採用に着眼した。
【００２２】
しかしながら、実験の結果、後に詳細を説明するように、始動装置内蔵型のアルミナセラミック管メタルハライドランプに、始動補助用希ガスとしてネオン単体ガス又はネオン主体混合ガスを封入した構成では、始動開始電圧を低くできるものの、細管部のクラックによりランプが短寿命になるという問題があることが分かった。
【００２３】
本発明は、前記のような問題を解決するものであり、アルミナセラミック発光管を備えた高圧放電ランプにおいて、始動補助用希ガスとしてネオン単体ガス又はネオン主体混合ガスを封入し、封入圧力を１３ｋＰａ以上とすることにより、高効率・長寿命の高圧放電ランプを提供することを目的とする。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明の高圧放電ランプは、放電発光管部と、前記放電発光管部の両端に形成されたアルミナセラミック細管部と、前記細管部の内壁面との間に隙間が形成されるように配置された電極と給電体とを有するアルミナセラミック発光管を備え、前記放電発光管部には、始動補助用希ガスとしてネオン単体又はネオン主体混合ガスが封入されており、封入圧力が１３ｋＰａ以上であることを特徴とする。前記のような高圧放電ランプによれば、ランプ始動時に、放電アークが電極先端部から、電極及び給電体と細管部の内壁面との間の隙間に飛ぶことが防止され、細管部のクラック・破損の発生も防止でき、低始動電圧でありながら寿命時間６０００ｈｒｓ以上の長寿命特性を保持し、かつ高効率の高圧放電ランプが得られる。
【００２５】
前記高圧放電ランプにおいては、前記封入圧力が、１５ｋＰａ以上であることが好ましい。また、前記封入圧力が、２０ｋＰａ以上であることが好ましい。前記のような高圧放電ランプによれば、寿命特性がより向上する。
【００２６】
また、前記ネオン主体混合ガスは、ネオン・アルゴンペニングガスであることが好ましい。
【００２７】
また、前記アルミナセラミック発光管は、外管バルブ内に設置されており、前記外管バルブ内に窒素ガスが封入されていることが好ましい。前記のような高圧放電ランプによれば、寿命末期に発光管がリークし、発光管内のネオンガスが外管バルブ内に拡散した場合においても、外管内のガス濃度を窒素主体に保つことが可能となり、外管バルブ内での部品間の放電を完全に防止することができ、安全性を高めることができる。
【００２８】
また、前記放電発光管部に沿って、始動補助導体を設けていることが好ましい。
【００２９】
また、前記アルミナセラミック発光管は、外管バルブ内に設置されており、前記外管バルブ内に始動装置を設けていることが好ましい。
【００３０】
前記のように、始動補助導体や始動装置を設けた構成によれば、始動特性を向上させることができる。このことにより、放電開始後、速やかに電極先端からのアーク放電に移行することができ、細管部での放電時間が短くなり、局部的な温度上昇が防止できるので、細管部のクラック・破損防止にも寄与することになり、その結果寿命特性向上にも寄与することになる。
【００３１】
次に、本発明の高圧放電ランプシステムは、前記高圧放電ランプを備えた高圧放電ランプシステムであって、前記高圧放電ランプは、銅鉄形のインダクタンス安定器により点灯されることを特徴とする。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について図１〜３を用いて説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るランプワット３００Ｗのアルミナセラミック管メタルハライドランプの断面図を示している。図２は、図１の発光管を備えたランプの全体構成図であり、図３は図２に示したランプに安定器と組合せた一例のランプ点灯回路図を示している。
【００３３】
図１に示した発光管１の外観上の基本構成は、図４の従来例に係るアルミナセラミック管メタルハライドランプと同様である。発光管１は、発光管容器２を有しており、発光管容器２は、多結晶体アルミナセラミック材料で形成された放電発光管部３と、その両端部に焼結された一対のアルミナセラミック細管部（以下、「細管部」という。）４、５で構成されている。放電発光管部３の両端には、一対のタングステンコイル電極６、７が設けられている。
【００３４】
本実施形態では、放電発光管部３の内径φｉ＝１７．０ｍｍ、細管部４、５の内径１．３ｍｍ、電極間距離Ｌd＝２４．０ｍｍとした。タングステンコイル電極６、７は、それぞれタングステン電極棒８、９（線径０.７ｍｍ）とタングステンコイル１０、１１（単線径０.２ｍｍでコイル巻数１０回）の２つの部品で形成されている。
【００３５】
細管部４、５には、組成Ａｌ2Ｏ3５０％／Ｍｏ５０％の導電性サーメットで形成された給電体１２、１３（直径１.２ｍｍ）が、Ｄｙ2Ｏ3、Ａｌ2Ｏ3、及びＳｉＯ2系の材料を混合したフリット１４により気密封着されている。
【００３６】
また、給電体１２、１３は、それぞれ一方の端部にタングステン棒８、９が溶着・保持されており、それぞれ他方の端部にニオブで形成された外部リード線１５、１６（線径１．２ｍｍ）が溶着・保持されている。
【００３７】
ここで、フリット１４は、タングステン棒８、９の溶着端部付近まで溶融・充填されている。この構成に伴い、必然的に形成される細管部４、５の内壁面とタングステン棒８、９との間の隙間１７、１８には、モリブデンコイル１９、２０（線径０．２５ｍｍ）が、タングステン電極棒８、９に巻かれている。
【００３８】
発光管１内には、組成ＣｅＩ3４０質量％―ＮａＩ６０質量％の金属ハライド１３．５ｍｇの発光物質２１、緩衝ガスとしての水銀Ｈｇ４５ｍｇ、及び始動開始電圧の低いネオン単体ガスＮｅ又はネオン・アルゴンペニングガス（Ｎｅと０.５％Ａｒ）の始動補助用希ガス２２が封入されている。
【００３９】
図２は、図１に示した発光管１を備えたランプの全体構成の一例を示している。本図に示したランプ２３は、発光管１と始動装置２４とが組み合わされている。発光管１は、硬質ガラスの外管バルブ２５の内部に設置されている。さらに、始動開始電圧を一層低下させるために、発光管容器２の放電発光管部３に沿って、モリブデン線で形成された始動補助導体２６が付設されている。
【００４０】
外管バルブ２５の内部には、窒素ガス７０ｋＰａが封入されており、発光管１の周りには外管バルブ破損防止用のシールド石英管２７が設けられている。最終的な完成状態では、外管バルブ２５には口金２８が装着されている。
【００４１】
始動装置２４は、図３に模式的な点灯回路構成図を示したように、グロー点灯管を用いた電流スイッチング素子２９、電流制御用抵抗体３０及びバイメタルスイッチ３１の直列回路から構成されており、これが発光管１に並列に接続されている。ランプ始動時には、グロー点灯管の電流スイッチング素子２９の接点開閉動作に伴う電流遮断により、高圧水銀ランプ３００Ｗ用の銅鉄形安定器３２に１.５ｋＶ〜 ２．０ｋＶの高圧パルス電圧が誘起され、これにより発光管１が始動すう。始動用の高圧パルス電圧の値は、高圧水銀ランプ用安定器の耐圧性能を確保するため、２.０ｋＶ以下の範囲に設定している。
【００４２】
以下、実験結果について説明する。実験に用いたランプは、図１、２に示した構成である。最初に、始動補助用希ガス２２として、Ｎｅガス又はネオン・アルゴンペニングガス（Ｎｅと０.５％Ａｒ）を封入した。封入圧力は、従来の通常値である１０.５ｋＰａとした。この設定の下、初期特性（ランプエイジング時間１００ｈｒｓ）を測定した。
【００４３】
この結果、ランプ入力３００Ｗにおいて、ランプ光束３６５００ｌｍ、ランプ効率１２１.７ｌｍ／Ｗで平均演色評価数Ｒａ７２という優れたランプ特性が得られた。また、誘起された２.０ｋＶ以下の高圧パルス電圧の印加により、発光管１は確実に始動されることも確認された。
【００４４】
なお、前記ランプ構成において、始動補助用希ガス２２をＮｅガス又はネオン・アルゴンペニングガス（Ｎｅと０.５％Ａｒ）の代わりに、従来のＡｒガス１０.５ｋＰａを封入した比較例、及び始動補助導体２６を付設しない比較例を試作してその始動特性を測定したところ、発光管１は確実には始動しないことも検証された。
【００４５】
次に、ネオン・アルゴンペニングガス（Ｎｅと０.５％Ａｒ）を１０.５ｋＰａで封入した前記ランプについて、エイジングによる寿命試験を行った。この結果、エイジング時間１０００ｈｒｓを超えると、発光管１の両端における細管部４、５のクラック・破損が発生して、ランプが短寿命に至ることが判明した。この現象は、始動補助用希ガスとして、アルゴンＡｒを用いた従来のランプでは発生しなかった。
【００４６】
以上の実験結果より、始動装置及び始動補助導体を有するアルミナセラミック発光管において、始動補助用希ガスとして、Ｎｅガス又はネオン・アルゴンペニングガスを封入（封入圧力１０.５ｋＰａ）したサンプルは、ランプ特性、始動特性共に優れるものの、発光管１の両端における細管部４、５のクラック・破損により短寿命となるという問題があることが分かった。
【００４７】
次に、細管部４、５のクラック・破損現象を調べたところ、１０００ｈｒｓを超えてエイジングされたランプの始動時において、放電アークがタングステン電極８、９の先端部から後方の根元側に飛ぶことが観測された。また、クラック・破損した発光管１の電極根元付近のモリブデンコイル１９、２０部分と、タングステン電極棒８、９部分に、放電による損傷があることが確かめられた。
【００４８】
このことから、細管部４、５のクラック・破損は、ランプ始動時に、放電アークが電極先端部から、隙間１７、１８のモリブデンコイル１９、２０や細管部４、５内のタングステン電極棒８、９へ飛ぶことによる熱衝撃が直接的要因であることが分かった。
【００４９】
さらに、放電アークが隙間１７、１８に飛ぶ間接的要因は、第１に、基本特性として、アルゴン中に比べてネオンガス中では、始動当初に電極先端部の陰極領域でつくられた電子や水銀イオンが電極後方の隙間１７、１８へ拡散し易いこと、第２に、いわゆるホロー効果により、隙間１７、１８自体へ放電アークが集中し易いこと、第３に、電極タングステンコイル１０、１１の外径が細管部４、５の内径より多少小さいことの３つ要因が複合されたものといえる。
【００５０】
このうち、特にホロー効果については、始動装置内蔵型のアルミナセラミック管メタルハライドランプ特有の発光管構成に関係するものである。また、このような放電アークの飛びがランプエイジング時間が長くなるにつれて発生するのは、電極先端部の電子放射能力の低下によるものといえる。
【００５１】
なお、図１の構成で説明したが、図５の構成のように、導電性サーメットで形成された給電体が放電空間側に延長され、モリブデンコイルが無い発光管においても、ランプ始動時における電極後方への放電アークの飛びによる細管部のクラック・破損が発生した。
【００５２】
この場合は、特に放電アークは隙間１７、１８付近の給電体１２、１３エッジに集中して飛ぶことが観測された。このことからも、放電アークの飛びが隙間１７、１８の存在に関係していることは明らかである。さらに、細管部４、５のクラック・破損の他に、給電体４、５である導電性サーメットからモリブデンが蒸発して、激しい発光管黒化も併せて観測された。
【００５３】
本発明者らは、このようなクラック・破損の発生を防止するための種々の検討を行った。特に、始動不良を防止する観点から、従来上限値を１３ｋＰａより小さい範囲に抑えていた始動補助用希ガス２２の封入圧力についても、１３ｋＰａ以上の範囲で種々の実験を行なってみた。その結果、特に始動補助用希ガス２２であるネオン単体又はネオン主体混合ガスの封入圧力を従来値である７ｋＰａ以上１３ｋＰａより小さい範囲から高めることが、簡易でありながら、確実で有効な手段であることが分かった。
【００５４】
このことについて、実験結果を用いながら説明する。以下の表１に実験結果を示しており、実験に用いたサンプル（Ｎｏ．１〜７）は、いずれも図１、２に示した構成である。いずれのサンプルも、始動補助用希ガス２２として、ネオン・アルゴンペニングガス（Ｎｅと０.５％Ａｒ）を用いた。Ｎｏ．２〜７は、始動補助用希ガス２２の封入圧力を１３〜４０ｋＰａの範囲で６種類に変化させたサンプルであり、各２０個のサンプルについて、エイジングによる細管部４、５のクラック・破損の発生状況を調べた。Ｎｏ．１は、比較のためのサンプルであり、始動補助用希ガス２２の封入圧力を１０．５ｋＰａとした２０個のサンプルについて、同様の測定を行なった。
【００５５】
【表１】
表１中、各測定値は、それぞれ２０個のランプのうち、クラック・破損が発生したランプの累計個数を示している。表１から分かるように、封入圧力が１３ｋＰａ以上のサンプル２〜７についてはいずれも、エイジング時間６０００ｈｒｓまでは、クラック・破損の発生はゼロであった。また、封入圧力が２０ｋＰａ以上のサンプル５−７についてはいずれも、エイジング時間１２０００ｈｒｓまでは、クラック・破損の発生はゼロであった
すなわち、表１の結果から、封入圧力を１３ｋＰａ以上とすることにより、目標値であるランプ定格寿命時間６０００ｈｒｓを確保することができ、封入圧力をより大きくすることにより、ランプ定格寿命時間を伸ばすことができることが分かる。
【００５７】
なお、始動補助用希ガスとして、ネオン単体を用いても同様の結果が得られた。また、ネオン・アルゴンペニングガスのＡｒ量は、０.５％Ａｒに限るものではなく、例えば０．１〜２．０％の範囲が好ましい。
【００５８】
また、細管部４、５が図５と同様な構成であり、他は全て図１の構成である発光管を備えたランプにおいても、始動補助用希ガスであるネオン単体あるいはネオン主体混合ガスの封入圧力を上記と同じ範囲に高めることにより、細管部４、５のクラック・破損が同様に防止された。
【００５９】
以上のような本発明の効果は、封入圧力増大により、始動当初に電極先端部の陰極領域でつくられた電子や水銀イオンの電極後方の隙間１７、１８への拡散が抑制されるためと考えられる。したがって、本発明の効果は、メタルハライドランプに限るものではなく、図１、５に示したような構成を有する発光管であれば、水銀灯やナトリウム灯においても、発揮できるものと考えられる。
【００６０】
また、本発明によりネオン単体又はネオン主体混合ガスの封入圧力が増大されたランプ２３においても、ランプ効率、演色性等のランプ特性、及び始動特性は維持され、前記のように封入圧力を１０.５ｋＰａとした場合と同様の優れた特性が得られた。前記のように、始動補助導体を付設しない比較例では、発光管が確実に始動しないことから、本実施例の始動特性の維持については、始動装置及び始動補助導体を有する構成も寄与しているものと考えられる。
【００６１】
また、始動特性が優れていると、放電開始後、速やかに電極先端からのアーク放電に移行することができる。このことにより、電極８、９後方のモリブデンコイル１９、２０での放電時間が短くなり、モリブデンコイル１９、２０近傍の局部的な温度上昇が防止できる。すなわち、始動特性が優れていると、細管部のクラック・破損防止にも寄与することになり、その結果寿命時間を伸ばすことにも寄与することになる。
【００６２】
さらに、高圧水銀ランプ用等の簡易な銅鉄型安定器でも点灯できることになるので、本発明に係る高圧放電ランプは、銅鉄型のインダクタンス安定器により点灯される高圧放電ランプシステムにも有用である。
【００６３】
なお、本実施形態では、細管部と放電発光部とが焼きばめ（焼結）により接合された放電容器の例で説明したが、細管部と放電発光部とが一体成形された放電容器についても同様の効果が得られる。
【００６４】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、ランプ始動時に、放電アークが電極先端部から、電極及び給電体と細管部の内壁面との間の隙間に飛ぶことが防止され、細管部のクラック・破損の発生も防止でき、低始動電圧でありながら長寿命であり、かつ高効率の高圧放電ランプが得られ、しかも従来の高圧水銀ランプ用等の簡易な銅鉄型安定器でも点灯できることになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るアルミナセラミック管メタルハライドランプの発光管の断面図
【図２】本発明の一実施形態に係るアルミナセラミック管メタルハライドランプの全体管構成図
【図３】本発明の一実施形態に係るアルミナセラミック管メタルハライドランプの点灯回路構成図
【図４】従来のアルミナセラミック管メタルハライドランプの一例の断面図
【図５】従来のアルミナセラミック管メタルハライドランプの別の一例の断面図
【図６】従来のアルミナセラミック管メタルハライドランプの一例の全体構成図
【図７】従来の石英発光管を用いたメタルハライドランプの点灯回路の一例の構成図
【符号の説明】
１ アルミナセラミック発光管
２ 発光管容器
３ 放電発光管部
４,５ 細管部
６,７ タングステン電極
８,９ タングステン電極棒
１０、１１ タングステンコイル
１２、１３ 給電体
１４ フリット
１５、１６ 外部リード線
１７、１８ 隙間
１９、２０ モリブデンコイル
２１ 発光物質
２２ 始動補助用希ガス
２３ ランプ
２４ 始動装置
２５ 外管バルブ
２６ 始動補助導体
２７ シールド石英管
２８ 口金
２９ 電流スイッチング素子
３０ 電流制御用抵抗体
３１ バイメタルスイッチ
３２ 銅鉄形安定器
Claims (8)
- 放電発光管部と、前記放電発光管部の両端に形成されたアルミナセラミック細管部と、前記細管部の内壁面との間に隙間が形成されるように配置された電極棒と給電体とを有するアルミナセラミック発光管を備え、前記放電発光管部には、始動補助用希ガスとしてネオン単体又はネオン主体混合ガスが封入されており、封入圧力が１３ｋＰａ以上であることを特徴とする高圧放電ランプ。
- 前記封入圧力が、１５ｋＰａ以上である請求項１に記載の高圧放電ランプ。
- 前記封入圧力が、２０ｋＰａ以上である請求項１に記載の高圧放電ランプ。
- 前記ネオン主体混合ガスは、ネオン・アルゴンペニングガスである請求項１又は２に記載の高圧放電ランプ。
- 前記アルミナセラミック発光管は、外管バルブ内に設置されており、前記外管バルブ内に窒素ガスが封入されている請求項１から４のいずれかに記載の高圧放電ランプ。
- 前記放電発光管部に沿って、始動補助導体を設けている請求項１から５のいずれかに記載の高圧放電ランプ。
- 前記アルミナセラミック発光管は、外管バルブ内に設置されており、前記外管バルブ内に始動装置を設けている請求項１から６のいずれかに記載の高圧放電ランプ。
- 請求項７に記載の高圧放電ランプを備えた高圧放電ランプシステムであって、前記高圧放電ランプは、銅鉄形のインダクタンス安定器により点灯されることを特徴とする高圧放電ランプシステム。
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