JPH04137350A - メタルハライドランプ - Google Patents
メタルハライドランプInfo
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- Discharge Lamp (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野コ
本発明はメタルハライドランプの改良に関し、特に発光
管の両端に封着した電極の改良に関する。
管の両端に封着した電極の改良に関する。
［従来の技術］
一般に、メタルハライドランプは発光管内に封入する金
属ハロゲン化物の種類により種々のランプ特性を有し、
特に、５ｃＩ３−ＮａＩ系ランプは高効率であり、また
、ＤｙＩ、−ＴＩＩ−ＣｓＩ系ランプは演色性に優れ、
効率が高いことが知られている。
属ハロゲン化物の種類により種々のランプ特性を有し、
特に、５ｃＩ３−ＮａＩ系ランプは高効率であり、また
、ＤｙＩ、−ＴＩＩ−ＣｓＩ系ランプは演色性に優れ、
効率が高いことが知られている。
又、メタルハライドランプの封入金属の沃化物中、希土
類金属沃化物は比較的活性であり、発光管材料である石
英ガラスと反応し沃化ケイ素を生成することがある。
類金属沃化物は比較的活性であり、発光管材料である石
英ガラスと反応し沃化ケイ素を生成することがある。
この沃化ケイ素は蒸気圧が高く、発光管の両端に封着し
た電極間の高温アーク中ではケイ素とヨウ素とに解離し
、ケイ素が電極先端部の表面に沈積する。そして、この
ケイ素が電極材料であるタングステン金属と一部合金と
なり、融点を降下させ、電極先端部を変形させて始動特
性や立消特性等のランプ特性を悪化させることがある。
た電極間の高温アーク中ではケイ素とヨウ素とに解離し
、ケイ素が電極先端部の表面に沈積する。そして、この
ケイ素が電極材料であるタングステン金属と一部合金と
なり、融点を降下させ、電極先端部を変形させて始動特
性や立消特性等のランプ特性を悪化させることがある。
一方、メタルハライドランプの始動特性を改善するため
に、タングステンに酸化トリウムを微量添加し焼結、加
工した、いわゆるトリエーテッドタングステンが電極材
料として一般的に使用されている。
に、タングステンに酸化トリウムを微量添加し焼結、加
工した、いわゆるトリエーテッドタングステンが電極材
料として一般的に使用されている。
しかし、活性な希土類金属沃化物蒸気中では、酸化トリ
ウムと希土類金属あるいは石英と反応して生成した沃化
ケイ素が反応し、酸化トリウムが電極から徐々に消失し
、放電空間中に沃化トリウムとして放電される。
ウムと希土類金属あるいは石英と反応して生成した沃化
ケイ素が反応し、酸化トリウムが電極から徐々に消失し
、放電空間中に沃化トリウムとして放電される。
この沃化トリウムは蒸気圧が高く、ランプ電圧を上昇さ
せる要因となり、立消えの原因となる。
せる要因となり、立消えの原因となる。
そこで、電極材料として純タングステンを用いることも
知られているが、電子放射特性が悪く、ランプ点灯中電
極温度が高くなり、タングステンのスパッター等による
黒化が著しく、光束維持率が低下するという問題がある
。
知られているが、電子放射特性が悪く、ランプ点灯中電
極温度が高くなり、タングステンのスパッター等による
黒化が著しく、光束維持率が低下するという問題がある
。
又、特公昭５１−３４６７４号公報にはメタルハライド
ランプの電極うち少なくとも封入物のハロゲンサイクル
の作用で腐食される部位をタングステンと希土類金属酸
化物の混合焼結体で形成することが開示されているが、
これは電極の比較的低温部分のハロゲンサイクルによる
侵食防止が目的であり、ハロゲン化物としては蒸気圧が
高く、活性度も高い臭化錫などを使用するランプには有
効である。
ランプの電極うち少なくとも封入物のハロゲンサイクル
の作用で腐食される部位をタングステンと希土類金属酸
化物の混合焼結体で形成することが開示されているが、
これは電極の比較的低温部分のハロゲンサイクルによる
侵食防止が目的であり、ハロゲン化物としては蒸気圧が
高く、活性度も高い臭化錫などを使用するランプには有
効である。
一般に、金属ハロゲン化物として、希土類金属の沃化物
を封入するランプは蒸気圧が低く電極部材への直接の侵
食は見られない。むしろ石英ガラスとの反応により、沃
化ケイ素が発生する可能性があり、このケイ素が電極先
端部に沈着し、タングステンと一部合金化して電極先端
部を溶融変形させる。
を封入するランプは蒸気圧が低く電極部材への直接の侵
食は見られない。むしろ石英ガラスとの反応により、沃
化ケイ素が発生する可能性があり、このケイ素が電極先
端部に沈着し、タングステンと一部合金化して電極先端
部を溶融変形させる。
また、トリエーテッドタングステン電極は酸化トリウム
と反応し、沃化トリウムを発生させてランプ電圧が上昇
しランプの立消えが発生する原因となっている。
と反応し、沃化トリウムを発生させてランプ電圧が上昇
しランプの立消えが発生する原因となっている。
さらに、酸化トリウムが消失した電極は、タングステン
の移動が起こり、電極変形がさらに進むこととなり、実
用上大きな問題がある。
の移動が起こり、電極変形がさらに進むこととなり、実
用上大きな問題がある。
［発明が解決しようとする課題］
本発明は前記の点に鑑みてなされたもので、発光管両端
の電極の変形に伴うランプ電圧上昇及び光束低下が生じ
ないような電極構造を含む発光管設計を行なうものであ
る。
の電極の変形に伴うランプ電圧上昇及び光束低下が生じ
ないような電極構造を含む発光管設計を行なうものであ
る。
［課題を解決するための手段］
本発明は、電極のアーク放電に曝される先端部を希土類
金属酸化物のうち少なくとも一種を０．５〜５重量％含
有したタングステンで形成することを特徴とする。
金属酸化物のうち少なくとも一種を０．５〜５重量％含
有したタングステンで形成することを特徴とする。
また、前記希土類金属酸化物は酸化セリウムであること
を特徴とする。
を特徴とする。
［作用］
前記のように構成することにより、発光管内封入物とし
て活性な希土類金属沃化物を封入してなるメタルハライ
ドランプにおいて、電極の電子放射特性は従来のトリエ
ーテッドタングステン電極とほぼ同程度であり、又黒化
も少なく、更に希土類金属や反応により生成するケイ素
によって侵食されることが少なく、仮に一部侵食されて
も、希土類金属沃化物は沃化トリウムのように蒸気圧が
高くならないため（１／１００〜１／１０００程度）、
ランプ電圧上昇が生じず、立消えの恐れはない。
て活性な希土類金属沃化物を封入してなるメタルハライ
ドランプにおいて、電極の電子放射特性は従来のトリエ
ーテッドタングステン電極とほぼ同程度であり、又黒化
も少なく、更に希土類金属や反応により生成するケイ素
によって侵食されることが少なく、仮に一部侵食されて
も、希土類金属沃化物は沃化トリウムのように蒸気圧が
高くならないため（１／１００〜１／１０００程度）、
ランプ電圧上昇が生じず、立消えの恐れはない。
特に、酸化セリウム（ＣｅＯｚ）入りタングステン（Ｗ
）は電極先端部温度が２０ｏＯ℃以上の耐熱性を有する
ので、電子放射特性もトリエーテッドタングステン電極
と同程度であり、長時間点灯後、ＣｅＯ□が侵食されて
沃化セリウムが生成しても、その蒸気圧は沃化トリウム
の１／１ｏＯ以下でありランプ特性に影響を与えること
はない。
）は電極先端部温度が２０ｏＯ℃以上の耐熱性を有する
ので、電子放射特性もトリエーテッドタングステン電極
と同程度であり、長時間点灯後、ＣｅＯ□が侵食されて
沃化セリウムが生成しても、その蒸気圧は沃化トリウム
の１／１ｏＯ以下でありランプ特性に影響を与えること
はない。
［実施例］
以下、本発明に係る実施例を図面に基づき説明する。
第１図はメタルハライドランプの側面図、第２図は同発
光管の両端に封着される電極の側面図である。
光管の両端に封着される電極の側面図である。
図中１は石英製の発光管であり、発光管両端には一対の
電極２ａ、２ｂが封着され内部には希ガス、水銀及びジ
スプロシウム、タリウム、セシウムの沃化物が封入され
、発光管の端部外壁には保温膜３，３が塗布されている
。
電極２ａ、２ｂが封着され内部には希ガス、水銀及びジ
スプロシウム、タリウム、セシウムの沃化物が封入され
、発光管の端部外壁には保温膜３，３が塗布されている
。
このような発光管は一端に口金４を有する外球５内に発
光管支柱６ａ、６ｂを介して機械的かつ電気的に支持さ
れている。そして、発光管１の外周には透光性の石英ス
リーブ７が支持部材８ａ、８ｂを介して保持されている
。
光管支柱６ａ、６ｂを介して機械的かつ電気的に支持さ
れている。そして、発光管１の外周には透光性の石英ス
リーブ７が支持部材８ａ、８ｂを介して保持されている
。
又、電極２ａ、２ｂはタングステンに酸化セリウムを重
量比で１％混合し、焼結した電極芯捧２１の先端部にタ
ングステンコイル２２．２３を巻回したものである。更
に、前記タングステン（二重構造）の空隙には電子放射
物質が充填されている。
量比で１％混合し、焼結した電極芯捧２１の先端部にタ
ングステンコイル２２．２３を巻回したものである。更
に、前記タングステン（二重構造）の空隙には電子放射
物質が充填されている。
そして、このようなランプは管入力１５０Ｗの高演色性
形ランプとして使用される。
形ランプとして使用される。
次に９本発明に係るランプと従来ランプの諸特性につい
て、実験結果について説明する。
て、実験結果について説明する。
電極として、（１）１％Ｃｅ０２−Ｗ電極、（２）２％
Ｔｈ○２−Ｗ電極、（３）１００％Ｗ電極を封着した発
光管よりなるランプを試作し、その寿命試験を行なった
。
Ｔｈ○２−Ｗ電極、（３）１００％Ｗ電極を封着した発
光管よりなるランプを試作し、その寿命試験を行なった
。
第３図は点灯時間経過に伴うランプ電圧の変化を示す図
であり、第４図は同じく光束維持率の変化を示す図であ
る。
であり、第４図は同じく光束維持率の変化を示す図であ
る。
第３図から明らかなように、ランプ電圧の変化は２％Ｔ
ｈＯ，−Ｗ電極が点灯初期よりその上昇が著しく、３０
００時間点灯後に立消えが発生した。一方、１００％Ｗ
電極および１％Ｃｅ０２−Ｗ電極共にランプ電圧は緩や
かに上昇しているが、６０００時間経過後も立消えが生
じることはない。
ｈＯ，−Ｗ電極が点灯初期よりその上昇が著しく、３０
００時間点灯後に立消えが発生した。一方、１００％Ｗ
電極および１％Ｃｅ０２−Ｗ電極共にランプ電圧は緩や
かに上昇しているが、６０００時間経過後も立消えが生
じることはない。
又、第４図から明らかなように、光束維持率については
１００％Ｗ電極は６０００時間点灯後５０％以下となり
実用的でない。又、２％Ｔｈ○２−Ｗ電極は３０００時
間経過後８０％以上であったが、３８００時間後に立消
えが生じた。
１００％Ｗ電極は６０００時間点灯後５０％以下となり
実用的でない。又、２％Ｔｈ○２−Ｗ電極は３０００時
間経過後８０％以上であったが、３８００時間後に立消
えが生じた。
このように、本発明に係るＣｅＯ□−Ｗｔ極は従来の電
極に比べてランプ電圧の変化が少なくかつ光束維持率の
低下も少なくそのランプ特性が優れている。
極に比べてランプ電圧の変化が少なくかつ光束維持率の
低下も少なくそのランプ特性が優れている。
次に、タングステンに対するセリウム等の希土類金属酸
化物の含有量について説明する。
化物の含有量について説明する。
電極材料の基材であるタングステンに対する希土類金属
酸化物の含有量は、重量比で０．５〜５％の範囲が望ま
しく、０．５％未満では電子放射特性が不十分となりラ
ンプの始動特性が悪化し、また、５％を越えるとタング
ステンの加工性が悪くなり線材に加工しにくくなる。
酸化物の含有量は、重量比で０．５〜５％の範囲が望ま
しく、０．５％未満では電子放射特性が不十分となりラ
ンプの始動特性が悪化し、また、５％を越えるとタング
ステンの加工性が悪くなり線材に加工しにくくなる。
なお、電子放射特性や加工性を考慮した場合、１重量％
前後が最良である。
前後が最良である。
又、本発明に係る電極は希土類金属酸化物とタングステ
ンとを焼結して形成するので、従来のタングステン電極
に酸化物を塗布して形成するものに比べて、ランプ点灯
中の酸化物の消耗が少なく、ランプ特性への影響がほと
んどない。
ンとを焼結して形成するので、従来のタングステン電極
に酸化物を塗布して形成するものに比べて、ランプ点灯
中の酸化物の消耗が少なく、ランプ特性への影響がほと
んどない。
また電子放射特性の違いがなく、始動特性に差がない。
更に、点灯中高温となる電極先端部の内部組織（結晶の
ならびや希土類酸化物の分布）の変化が少ないので、電
流が大きく管入力が大きなランプにも適する。
ならびや希土類酸化物の分布）の変化が少ないので、電
流が大きく管入力が大きなランプにも適する。
なお、前記実施例では希土類金属酸化物としてセリウム
について説明したが、他の酸化物、例えばランタン、ジ
スプロシウム、イツトリウムについてもセリウムとほぼ
同様な効果が認められた。
について説明したが、他の酸化物、例えばランタン、ジ
スプロシウム、イツトリウムについてもセリウムとほぼ
同様な効果が認められた。
又、封入物として少なくとも沃化ジスプロシウムを封入
したランプについて説明したが、少なくとも沃化スカン
ジウムを封入したランプは、安定した光束動程特性を示
し、又ランプ電圧の変化が少ない等の優れた特性を有し
、さらに、少なくとも沃化ネオジウムを封入したランプ
は、前記スカンジウムランプに加えて色温度の変化が少
ない等の優れた特性を有する。
したランプについて説明したが、少なくとも沃化スカン
ジウムを封入したランプは、安定した光束動程特性を示
し、又ランプ電圧の変化が少ない等の優れた特性を有し
、さらに、少なくとも沃化ネオジウムを封入したランプ
は、前記スカンジウムランプに加えて色温度の変化が少
ない等の優れた特性を有する。
［発明の効果］
以上の説明から明らかなように、本発明に係るメタルハ
ライドランプは、電極材料として所定の範囲内の希土類
金属酸化物のタングステンとの混合焼結体を用いたので
、ランプ寿命期間中のランプ電圧上昇に伴うランプの立
消え及び電極よりの電子放射物質の飛散に伴うランプ黒
化による光束維持率の低下を防止することができ、長寿
命のランプを得ることができる。
ライドランプは、電極材料として所定の範囲内の希土類
金属酸化物のタングステンとの混合焼結体を用いたので
、ランプ寿命期間中のランプ電圧上昇に伴うランプの立
消え及び電極よりの電子放射物質の飛散に伴うランプ黒
化による光束維持率の低下を防止することができ、長寿
命のランプを得ることができる。
第１図は本発明に係るメタルハライドランプの一実施例
を示す側面図、第２図は同じく電極の一実施例を示す側
面図であり、第３図は点灯時間経過に伴うランプ電圧の
変化を示す特性図であり、第４図は点灯時間経過に伴う
光束維持率の変化を示す特性図である。
を示す側面図、第２図は同じく電極の一実施例を示す側
面図であり、第３図は点灯時間経過に伴うランプ電圧の
変化を示す特性図であり、第４図は点灯時間経過に伴う
光束維持率の変化を示す特性図である。
Claims (3)
- （１）両端に１対の電極を封着した発光管内に、少なく
とも希土類金属の沃化物を封入したメタルハライドラン
プにおいて、 前記電極のうちアーク放電に曝される先端部は、希土類
金属酸化物の少なくとも１種を０．５〜５重量％含有し
たタングステンで形成することを特徴とするメタルハラ
イドランプ。 - （２）前記希土類金属酸化物は酸化セリウムよりなる請
求項第１項記載のメタルハライドランプ。 - （３）前記希土類金属は沃化スカンジウム、沃化ジスプ
ロシウム、沃化ネオジウムの少なくとも１種を封入して
なる請求項第１項または第２項記載のメタルハライドラ
ンプ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25540690A JPH0731999B2 (ja) | 1990-09-27 | 1990-09-27 | メタルハライドランプ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25540690A JPH0731999B2 (ja) | 1990-09-27 | 1990-09-27 | メタルハライドランプ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04137350A true JPH04137350A (ja) | 1992-05-12 |
| JPH0731999B2 JPH0731999B2 (ja) | 1995-04-10 |
Family
ID=17278325
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25540690A Expired - Fee Related JPH0731999B2 (ja) | 1990-09-27 | 1990-09-27 | メタルハライドランプ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0731999B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5590392A (en) * | 1994-02-24 | 1996-12-31 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Corrosion-resistant material for contact with high temperature molten metal and method for production thereof |
| EP2105946A3 (en) * | 2008-03-26 | 2012-02-08 | Harison Toshiba Lighting Corporation | High-pressure discharge lamp |
-
1990
- 1990-09-27 JP JP25540690A patent/JPH0731999B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5590392A (en) * | 1994-02-24 | 1996-12-31 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Corrosion-resistant material for contact with high temperature molten metal and method for production thereof |
| EP2105946A3 (en) * | 2008-03-26 | 2012-02-08 | Harison Toshiba Lighting Corporation | High-pressure discharge lamp |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0731999B2 (ja) | 1995-04-10 |
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