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発明の名称 メタルハライドランプ
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平6−150883
公開日 平成6年(1994)5月31日
出願番号 特願平4−302054
出願日 平成4年(1992)11月12日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】小川 勝男
発明者 品田 眞一 / 新井 要次 / 生田 靖
要約 目的


構成
ランプ垂直点灯時に、上部電極2付近の発光管1内の体積を、下部電極2付近の発光管1の内体積より大きくする。すなわち、上部電極2付近の発光管1の内径を、下部電極2付近の発光管1の内径より大きくする。
特許請求の範囲
【請求項1】少なくとも一対の電極を有し、発光管内に始動用希ガスと、金属ハロゲン化物,水銀を封入したメタルハライドランプにおいて、ランプ垂直点灯時に、前記発光管の中心軸に直交し、上部電極の先端に接する面から上側の前記発光管内の体積が、前記発光管の中心軸に直交し、下部電極の先端に接する面から下側の前記発光管内の体積より大きいことを特徴とするメタルハライドランプ。
【請求項2】請求項1において、前記発光管の管端部の形状を上側が球状又は回転楕円状の一部,下側を円錐状としたメタルハライドランプ。
発明の詳細な説明
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は金属蒸気の放電から放射される光を利用して、照明あるいは画像表示用の光源として用いられるメタルハライドランプの構造に関する。
【0002】
【従来の技術】メタルハライドランプ(以下単にランプとも略称する)発光管の構造は、例えば、ライテングハンドブック(照明学会編,オ−ム社,1987年)のP145〜148に記載されている。また、最近メタルハライドランプは照明学会研究会資料LS−90−5,P31〜39(1990年2月)に示されるように、画像表示用、例えば、液晶プロジェクタの光源としても用いられるようになってきた。
【0003】従来技術のランプ発光管管端部の形状は、例えば、図2に示すように上下ほぼ対象で断面がV字形になるように形成されている。すなわち、石英などからなる透光性の発光管1の両端部には一対の放電電極2が、モリブデン箔3を介して電流供給導入線4と接続されて封着されている。発光管1の端部断面形状は例えば90°の角度をもつV字形に成形されており、少なくとも一方の端部はジルコニア等の白色保温膜が設けられている。発光管1の内部には、希ガス及び水銀と金属ハロゲン化物が各々所定量封入されている。
【0004】メタルハライドランプは点灯中に封入ハロゲン化物と発光管の石英ガラスが反応して発光管の内表面が失透,白濁してくる現象がある。この失透,白濁の発生は発光管の温度が高いほど早く現れる。失透,白濁が発生すると、光束低下やランプ破損など、ランプ短寿命の原因となる。
【0005】ランプを垂直点灯した場合、発光管内部で封入物の対流現象があり、発光管構成のランプでは上部電極近傍の発光管温度が必要以上に高くなり、このため失透,白濁が発生しやすい問題があった。さらに、この失透,白濁が発生するとア−クが不明瞭になり、点灯初期と比べ発光の様子が大きく変化し、光学機器の光源として使用するには問題があった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ランプ点灯中、発光管内表面の失透,白濁の発生を抑え、長寿命のメタルハライドランプを提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的は、ランプ垂直点灯時に、上部電極付近の発光管内体積を、下部電極付近の発光管内体積より大きくする、例えば、上部電極付近の発光管内径を、下部電極付近の発光管内径より大きくし、上部電極から発光管管壁までの距離を長くすることにより達成される。
【0008】
【作用】発光管の上部電極付近の発光管内径を、下部電極付近の発光管内径より大きくすることにより、上部電極から電極近傍の発光管管壁までの距離が長くなり、上側の発光管温度を低下させることができる。このため、封入ハロゲン化物と発光管の石英ガラスとの反応が少なくなり、発光管の失透,白濁の発生を抑えることができる。
【0009】
【実施例】以下実施例について説明する。図1は本発明によるメタルハライドランプの一実施例を示す発光管の断面図である。図において、1は石英ガラス製の発光管で、発光管の両端には一対の放電電極2が設けられている。発光管1内にはヨウ化ディスプロシウム,ヨウ化ネオジウム等の金属ハロゲン化物と、水銀及び始動用ガスとしてのアルゴンが数kPa〜数十kPa封入されている。電極2の基部には電極2を気密封着するためモリブデン箔3が溶接されており、さらにこのモリブデン箔3の端部にはモリブデンの電流導入線4が接続されている。
【0010】本実施例のランプは垂直方向で点灯した場合、発光管1の中心軸Y−Y′と直交し、上部電極2の先端に接する面A−A′から上側の発光管内体積をV1 とし、中心軸Y−Y′と直交し、下部電極2の先端に接する面B−B′から下側の発光管内体積をV2 とした場合、V1>V2になるよう構成されている。具体的には、発光管1の形状を上下で変えることで実現しており、例えば、発光管1の管端部の形状を上側が半球状,下側が円錐状となるよう構成してある。上側管端部の半球状の部分は、例えば、発光管1の内径とほぼ同じ直径の半球状で形成し、下側管端部は60〜120°の角度を持つ円錐状になるように形成してある。
【0011】発光管の製作は、予め両端を半球状,円錐状に成形した石英管に電極を封止しても良いし、封止の押し形を所望の形状に加工しておき、封止の際に成形しても良い。
【0012】前述したように、ランプを垂直点灯した場合、発光管内部で封入物の対流現象があり、上側の発光管温度が高くなるが、本発明による発光管構造とすることで上側の発光管管壁から電極までの距離を長くでき、上側の発光管温度を低下させることが可能になる。ランプの発光特性は封入物の蒸気圧、言い替えれば発光管1の最冷部の温度で決まる。最冷部は通常、発光管1の下側管壁部分にあり800〜900℃になるよう設計されている。このため、この温度以下に上側の発光管温度を低下させることは好ましくなく、上下電極周囲の発光管管壁部分の温度がほぼ同じくらいか、上側が少し高くなる位が望ましい。上側発光管管壁部分の温度調整は発光管管壁から電極までの距離を変える(体積を変える)ことで可能である。このような構成にすることで、封入ハロゲン化物と発光管の石英ガラスとの反応を少なくでき、発光管の失透,白濁の発生を抑えることができ、長寿命のランプを得ることができる。
【0013】図3は本発明によるメタルハライドランプの他の実施例を示す発光管の断面図である。本実施例では、発光管1の形状は軸Y−Y′を中心軸とした回転楕円状を基本とし、下側部分を円錐状に形成してある。この場合でも、V1>V2となっており、その効果は前記したと同じである。
【0014】
【発明の効果】本発明によれば、メタルハライドランプの発光管の上部電極付近の発光管内径を、下部電極付近の発光管内径より大きくするという簡単な構成で発光管上側管壁温度を低下させることができ、封入ハロゲン化物と発光管の石英ガラスとの反応が少なくなり、発光管の失透,白濁の発生を抑えることができ、長寿命のランプを得ることができる。




 

 


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