JPH0652836A - メタルハライドランプ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 発光管全体の温度を出来るだけ均一にするこ
とにより、長寿命なメタルハライドランプを提供するこ
とを目的とする。 【構成】 略水平点灯形メタルハライドランプ装置にお
いて、口金５には透光性材料からなる送風用パイプ７が
設けられており、該送風用パイプ７の先端は、発光管１
の外表面上部に向けられていて、さらにこの送風用パイ
プの先端と発光管１の発光管外表面頂点の距離Ｌを１mm
≦Ｌ≦１０mmとなるようにして固定して発光管最冷点温
度を下げることなく上部管壁の温度を大幅に下げるよう
に構成してある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、メタルハライドランプ
に関し、特に反射鏡を備えた比較的小型の映像用光源と
して使用されるメタルハライドランプ装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来、ハロゲンランプは、その高効率で
コンパクトな光源としての特徴を利用して映写機、オー
バーヘッドプロジェクター等に使用され普及しつつある
が、近年、さらに効率がよく、高演色性でコンパクトな
メタルハライドランプが開発され、上記機器類以外に、
液晶を用いたオーバーヘッドタイプのプロジェクション
テレビにも利用されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような、比較的小
型のメタルハライドランプでは、発光源を小さくし高管
壁負荷にして、蒸気圧の低いメタルハライドの蒸気圧を
上げるようにしているため、石英ガラス製発光管が熱に
より失透したり、膨れて変形するなどの影響が出やすい
ものであった。この失透および変形は、発光管の温度が
不均一なほど、すなわち局部的に高温部が存在するほど
加速される。

【０００４】しかし、一般にメタルハライドランプにお
いては、ランプ発光管の下部が最冷点となり、発光管に
上部は対流により最も高温になる。さらに、略水平点灯
させたメタルハライドランプでは、安定したアーク状態
では管軸より上方へアークが湾曲するため、アークの熱
が上部管壁に伝達され下部管壁との温度差が大きくな
り、結果としてメタルハライドランプの短寿命につなが
っていた。本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされ
たものであり、発光管全体の温度を出来るだけ均一にす
ることにより、長寿命なメタルハライドランプを提供す
ることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、外管を設けずに少なくともメタルハライ
ドランプを封入した発光管をアーク軸が略水平に配置し
反射鏡と組み合せたメタルハライドランプ装置におい
て、透光性材料からなる送風用パイプを少なくとも１本
具備した口金を発光管の一端に設け、該口金を反射鏡の
取り付け穴に固着して発光管を反射鏡に取り付けると共
に、前記送風用パイプ先端を発光管外表面上部に向け、
かつ該送風用パイプ先端と発光管外表面頂点との距離を
Ｌとすると、１mm≦Ｌ≦１０mmとなるように該送風用パ
イプを固定し、送風冷却するという構成にしたメタルハ
ライドランプ装置である。

【０００６】また、請求項２の発明は、発光管の上部管
壁に沿って流れる空気が下部管壁に流れにくくするため
に透光性の仕切り板を反射鏡内に備えたことを特徴とす
るものである。

【０００７】

【作用】上記のように構成したので、送風用パイプ先端
を発光管外表面上部に向け、かつ該送風用パイプ先端と
発光管外表面頂点との距離をＬとすると、１mm≦Ｌ≦１
０mmとなるように該送風用パイプを固定し、送風冷却す
るので、発光管温度勾配が低減されるため、発光管の失
透および変形が抑制され、寿命を長く保つことができる
ものである。

【０００８】

【実施例】次に本発明のメタルハライドランプ装置の一
実施例を図面について説明する。図１は、略水平点灯さ
せた本発明のメタルハライドランプ装置の断面を示し、
発光管１は、内容積が1.0 ｃｃ、アーク長さ７mm、発光
部最大径が13mmの石英ガラスからなる250 Ｗ定格ランプ
電力の発光管である。この発光管１の両端には電極２，
２’を備えており、水銀およびアルゴンの他に希土類金
属ハロゲン化合物として、沃化ディスプロシウム沃化ネ
オジム、沃化セシウム、沃化リチウムを４：４：６：１
に選定し１．５ｍｇ封入している。電極２，２’はモリ
ブデン箔３，３’に接続され、該モリブデン箔３，３’
は更にモリブデンアイヤー４，４’に接続されている。
そして該ワイヤー４は、発光管１の一端部に設けられた
口金５に接続され、一方のワイヤー４’にはニッケルリ
ード線６が接続されている。

【０００９】なお、上記口金５には円形状の穴が開けら
れ、そこから透光性耐熱材料である石英ガラス製の送風
用パイプ７が発光管１の封止部の薄い側に沿って通され
ている。この送風用パイプ７の先端は発光管表面温度の
最も高い上部に向けられている。

【００１０】本実施例では、送風用パイプ７の先端と発
光管外表面頂点との距離は５mmとした。また、発光管１
の電極２’付近の管壁には白色耐熱酸化物からなる保温
膜８が設けられている。このように構成した発光管１に
は、該発光管１がほぼ焦点になるように、赤外透過光反
射膜をコートした放物面を有する反射鏡９が設けられ、
その反射鏡９により、ある特定領域に配光するように設
定されている。この発光管１と反射鏡９との取り付け
は、該反射鏡９に設けられている取り付け穴に発光管１
の口金５を無機質接着剤で固着して行われている。

【００１１】このように構成されたメタルハライドラン
プ装置の効果について説明する。まず、送風を行わない
上記構成のメタルハライドランプ装置（以下ランプＮ
ｏ．１と称する）と、送風用パイプ先端と発光管外表面
頂点との距離を13mmとして送風を行った上記構成のメタ
ルハライドランプ装置（以下ランプＮｏ．２と称する）
と、本実施例における送風を行った上記構成のメタルハ
ライドランプ装置（以下ランプＮｏ．３と称する）とを
試作準備して評価した。評価方法は、それぞれのメタル
ハライドランプ装置（Ｎｏ．１，２，３）をオーバーヘ
ッドプロジェクタ等の装置に組み込んでランプ電力２５
０Ｗで水平点灯し、図１の点Ａ，Ｂ，Ｃで示す部分の石
英発光管外表面温度および全光束演色評価数Ｒａ，色温
度を測定した。その結果を表１に示す。

【００１２】

【表１】

【００１３】表１のように、Ｎｏ．１のメタルハライド
ランプ装置は極めて優れた光学的特性を有するが、発光
管の温度勾配が大きいために、２０００時間の寿命試験
を行って照度維持率を測定したところ、照度維持率は約
４２％と低く、発光管上部の変形も著しいものであっ
た。また、Ｎｏ．２のメタルハライドランプ装置は２０
００時間の寿命試験では照度維持率が約５７％であり、
発光管上部の変形もランプＮｏ．１よりは少ないもので
あった。一方、Ｎｏ．３のメタルハライドランプ装置
は、３つのランプの中でも最も優れた特性を示し、２０
００時間の寿命試験では約６９％の高い照度維持率を示
し、発光管上部の変形も見られず、かつ光学的特性にお
いてもＮｏ．１のメタルハライドランプ装置と比較して
ほとんど変化がなく、初期照度の低下も２〜５％と小さ
いことが判明した。

【００１４】さらに、送風用パイプ先端と発光管外表面
頂点の距離Ｌをいろいろ変化させた結果、距離Ｌが、Ｌ
＞１０mmの場合には、距離Ｌの増加とともに空気の流れ
が散乱して発光管下部温度がかなり低下してしまう。ま
た、Ｌ＜１mmでは、送風用パイプ先端が向いている一部
分だけしか冷却されず、発光管上部全体を冷却するには
至らない。したがって、送風用パイプ先端と発光管の外
表面の距離Ｌを、１mm≦Ｌ≦１０mmとするものである。

【００１５】また、発光管の送風風量は、発光管形状な
どの要因におおきく左右されるが、１５００ml／ｍｉｎ
より多いと上部温度が下部温度より低くなりヨウ化物が
上部に付着するため初期照度が低くなり、３００ml／ｍ
ｉｎより少なくなると発光管上部温度の低下が小さい。
したがって、送風風量は、３００ml／ｍｉｎ〜１５００
ml／ｍｉｎが適当である。

【００１６】なお、送風用パイプ材料に透光性材料を用
いたのは、初期照度の低下を防止するためである。した
がって、送風用パイプ材料にセラミックまたは金属など
の不透明な材料を用いると初期照度が８〜１５％低下し
てしまうので好ましくない。このように、透光性材料か
らなる送風用パイプを少なくとも１本具備した口金を発
光管の一端に設け、該送風用パイプ先端を発光管外表面
上部に向け、さらに送風用パイプ先端と発光管外表面と
の距離Ｌを１mm≦Ｌ≦１０mmにすることにより、最も効
果的な送風冷却が行われて光学的特性に優れた長寿命な
メタルハライドランプ装置が得られることが確認、証明
された。

【００１７】以下、本発明の第２の実施例について図
２、図３に従って説明する。図２および図３は、本発明
の水平点灯させたメタルハライドランプ装置の第２の実
施例の断面図を示し、図１と異なるのは、発光管１の外
表面上部に流れる空気が外表面下部に流れにくくなるよ
うに、反射鏡内に透光性耐熱材料である石英ガラス製の
仕切り板10を設けている点である。その他の部分は、図
１と同じであり説明を省略する。

【００１８】この第２実施例のメタルハライドランプ装
置の効果について説明すると、送風を行った第２実施例
のメタルハライドランプ装置（以下ランプＮｏ．４と称
する）を試作準備して評価した。このランプＮｏ．４
を、先に述べたランプＮｏ．１２，３と同様にオーバー
ヘッドプロジェクタ等の装置に組み込み、電力２５０Ｗ
で略水平点灯し、図１の点Ａ，Ｂ，Ｃで示す部分の石英
発光管外表面温度および全束演色評価数Ｒａ、色温度を
測定した。この測定結果を表２に示す。

【００１９】

【表２】

【００２０】表２の如く、Ｎｏ．４のメタルハライドラ
ンプ装置は極めて優れた光学的特性を有し、また１５０
０時間の寿命試験を行って照度維持率を測定した結果、
約７５％の照度維持率であり、発光管上部の変形も全く
見られなかった。このように、透光性材料からなる送風
用パイプ先端を発光管上部に向け、発光管外表面頂点と
送風用パイプ先端の距離Ｌを１mm≦Ｌ≦１０mmとし、さ
らに反射鏡内に透光性の仕切り板を設けることにより、
優れた光学的特性を有する長寿命なメタルハライドラン
プ装置が得られることが確認された。

【００２１】

【発明の効果】以上のように本発明は、外管を設けずに
少なくともメタルハライドランプを封入した発光管をア
ーク軸が略水平に配置し反射鏡と組み合せたメタルハラ
イドランプ装置において、透光性材料からなる送風用パ
イプを少なくとも１本具備した口金を発光管の一端に設
け、該口金を反射鏡の取り付け穴に固着して発光管を反
射鏡に取り付けると共に、前記送風用パイプ先端を発光
管外表面上部に向け、かつ該送風用パイプ先端と発光管
外表面頂点との距離をＬとすると、１mm≦Ｌ≦１０mmと
なるように該送風用パイプを固定し、送風冷却すること
を特徴とするメタルハライドランプ装置であるので、発
光管最冷点温度を下げることなく上部管壁の温度を大幅
に下げることが可能となり、長期間点灯した際のランプ
の変形が防止されると共に、光学的特性に優れた長寿命
のメタルハライドランプ装置が提供可能なものである。

【００２２】また、請求項２の発明は、上記構成に加え
て、発光管の上部管壁に沿って流れる空気が下部管壁に
流れにくくするために透光性の仕切り板を反射鏡内に備
えたことを特徴とするメタルハライドランプ装置である
ので、仕切り板により発光管最冷点温度をほとんど下げ
ることなく上部管壁の温度を大幅に下げることが可能と
なり、長期間点灯した際のランプの変形が防止されると
共に、照度維持率の高い光学的特性に優れた長寿命のメ
タルハライドランプ装置が提供可能なものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例における水平点灯させたメ
タルハライドランプ装置の断面図、

【図２】本発明の第２実施例における水平点灯させたメ
タルハライドランプ装置の断面図、

【図３】本発明の第２実施例における水平点灯させたメ
タルハライドランプ装置を図２と直行する方向から見た
時の断面図である。

【符号の説明】

１ 発光管 ２，２’ 電極 ３，３’ モリブデン箔 ４，４’ モリブデンワイヤー ５ 口金 ６ ニッケルリード線 ７ 送風用パイプ ８ 保温膜 ９ 反射鏡 １０ 仕切り板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 由布子 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 大村 秀明 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外管を設けずに少なくともメタルハライ
   ドランプを封入した発光管をアーク軸が略水平に配置し
   反射鏡と組み合せたメタルハライドランプ装置におい
   て、透光性材料からなる送風用パイプを少なくとも１本
   具備した口金を発光管の一端に設け、該口金を反射鏡の
   取り付け穴に固着して発光管を反射鏡に取り付けると共
   に、前記送風用パイプ先端を発光管外表面上部に向け、
   かつ該送風用パイプ先端と発光管外表面頂点との距離を
   Ｌとすると、１mm≦Ｌ≦１０mmとなるように該送風用パ
   イプを固定し、送風冷却することを特徴とするメタルハ
   ライドランプ装置。
2. 【請求項２】 発光管の上部管壁に沿って流れる空気が
   下部管壁に流れにくくするために透光性の仕切り板を反
   射鏡内に備えたことを特徴とする請求項１に記載のメタ
   ルハライドランプ装置。